1. ВЪВЕДЕНИЕ.
Повечето хора знаят, че рН е променлива стойност между 0 и 14, която показва киселинността или алкалността на разтвора. И освен това знаете, че поддържането на подходящо рН в напоителния поток помага да се предотвратят химични реакции на торовете в линиите, че висока стойност на рН може да причини препятствия в различните компоненти на фертигационната система поради образуването на утайки, че адекватното рН осигурява по-добра усвояемост на различните хранителни вещества, особено фосфор и микроелементи и др.
С прости думи можем да заявим, че веществата, способни да отделят водородни йони (Н +), са киселинни, а тези, способни да се откажат от хидроксилните групи (ОН-), са основни или алкални. По този начин, азотната киселина, когато се добавя към водата, йонизира, допринасяйки водородни йони или протони към разтвора.
Водата може да се държи като киселина или като основа:
Буквите pH са съкращение за "pondus hydrogenii", преведено като водороден потенциал, и са предложени от Sorensen през 1909 г., който ги въвежда за много малки концентрации на водородни йони. Следователно Соренсен е създателят на концепцията за рН, която се определя като променения знак на логаритъма на активността на водородните йони в разтвор:
При 25 ° C йонният продукт на чиста вода | H + | x | OH- | е 10-14, така че в неутрална среда | H + | = | OH- | = 10-7. Киселинна среда ще бъде тази, в която | H + |> | OH- | и основно такова, при което | H + | 10-7 и рН 7.
2. ЗНАЧЕНИЕ НА рН ЗА ПОСЕЩИТЕ.
РН на хранителния разтвор в контакт с корените може да повлияе на растежа на растенията по два основни начина:
- pH може да повлияе на наличността на хранителни вещества: за да може кореновият апарат да абсорбира различните хранителни вещества, те очевидно трябва да бъдат разтворени. Екстремните стойности на pH могат да причинят утаяване на определени хранителни вещества с това, което те остават във форма, недостъпна за растенията.
- pH може да повлияе на физиологичния процес на усвояване на хранителните вещества от корените: всички растителни видове имат характерни граници на pH, в които тяхното усвояване е идеално. Извън този диапазон абсорбцията на корените е затруднена и ако отклонението в стойностите на pH е екстремно, кореновата система може да се влоши или да възникнат токсичности поради прекомерното усвояване на фитотоксичните елементи (алуминий).
В агроклиматичните условия на испанския югоизток, с рН на почвите и напоителните води, близки или по-високи от 7,5, се засяга правилната усвояемост на хранителни вещества като фосфор, желязо и манган; всъщност желязната хлороза се счита за ендемична физиопатия в района. Коригирането на рН до подходящи стойности в средата на влияние на корена е често достатъчно, за да коригира тези състояния на дефицит на фосфор, желязо и манган.
рН в разтвора за фертигация. Наличност на хранителни вещества
РН в фертигационните разтвори, както при обработката на почвата, така и в хидропониката, трябва да бъде такова, че да позволява на всички хранителни вещества да се разтварят, без да се увреждат корените, като по този начин се избягва образуването на утайки (някои от които могат да се появят под формата на фина суспензия невидими за човешкото око), които могат да причинят запушвания в напоителните системи и недостъпност за радикално усвояване на споменатите хранителни вещества.
По този начин желязото, което е същественият елемент, чиято разтворимост се влияе най-много от рН, освен ако не се добавя ежедневно или в хелатна форма, се намира в йонна форма, достъпна за растението при по-малко от 50% над рН.7, докато при рН 8 нищо не се предлага поради утаяването му под формата на железен хидроксид Fe (OH) 3 (оксид, робин или ръжда). За разлика от това, под pH 6,5, повече от 90% от желязото остава разтворено и достъпно за растенията. Манганът следва подобна динамика на желязото.
По подобен начин, над pH 6,5, наличността на фосфор и калций може значително да намалее поради преобладаването на HPO4-2 формата (която образува неразтворими утайки в контакт с калций) над H2PO4- формата (която образува силно съединения, разтворими с калций) . А над pH 7 рискът от утаяване на калций и магнезий под формата на карбонати, CaCO3 и MgCO3, е много висок, което може да причини важно запушване на емитерите и други компоненти в системите за фертигация. В обобщение, в диапазона от рН 5,0-6,5, практически всички хранителни вещества са във форма, която може да бъде директно усвоена от растенията, над рН 6,5 образуването на утайки може да причини важни проблеми и под рН 5 кореновата система, особено в хидропонна култивиране, където буферната сила на субстрата обикновено е много малка.
3. Напояваща вода pH.
По-голямата част от напоителната вода, с която работим, показва рН, по-високо от оптималното. Както вече беше обяснено в предишни статии (Градинарство № 129 и 130), количеството киселина, което трябва да се достави, за да се достигне рН до гореспоменатия диапазон, зависи главно от концентрацията на бикарбонатния йон в напоителната вода, тъй като той реагира с същото според:
HCO3- + H + H2O + CO2
По този начин бикарбонатният йон действа като буфер, буферирайки промените в рН на напоителната вода и когато концентрацията му е висока, е необходимо по-голямо количество киселина, за да се неутрализира и да се коригира рН до желаната стойност.
Използването на киселинен разтвор (рН 3-4), преминаващ бавно през нощта през напоителните линии, може да се използва за почистване на образуваните инкрустации и утайки и по този начин да се върнат напоителните мрежи към нормалната им работа, решавайки проблемите със загубите на еднородност и препятствия причинени от високото pH на напоителната вода.
Факторът на рН може да бъде много важен не само за изключителния процес на фертигация, но също така може да играе важна роля при използването на пестициди чрез напояване (хемигация). Водите от алкална природа могат да разграждат молекулите на определени пестициди, намалявайки тяхната химическа активност, чрез процес, наречен алкална хидролиза, особено ако продуктите остават в смесителни резервоари за дълго време и ако температурата на околната среда е висока.
4. ПРИЧИННИ ФАКТОРИ НА ПРОМЕНИТЕ НА рН В ХРАНИТЕЛНИЯ РЕШЕНИЕ.
Много са факторите, които влияят на рН на хранителния разтвор, един от най-важните е коефициентът на абсорбция на отрицателно заредени хранителни вещества (аниони) и положително заредени хранителни вещества (катиони). По принцип излишъкът в абсорбцията на катиони над аниони причинява намаляване на рН, докато излишъкът в абсорбцията на аниони над катиони води до повишаване на рН.
Ако разгледаме азота (хранително вещество, необходимо в големи количества), той може да бъде доставен на растението като амониев катион (NH4 +) или като нитратен анион (NO3-), добре, връзката между тези две азотни форми в хранителен разтвор може значително да повлияе на посоката и величината на неговото изменение на pH. Всъщност корените на растенията имат подчертан капацитет да модифицират околната среда непосредствено около тях, особено на нивото на повърхността на корените, за да увеличат наличността на хранителни вещества. Когато растението за предпочитане поглъща катиони (NH4 +), се получава излишък от отрицателен заряд, който самото растение се опитва да неутрализира чрез отделяне на водородни катиони (H +), като по този начин понижава рН на разтвора. Напротив, когато анионите (NO3-) се абсорбират предимно, корените освобождават хидроксилни йони (OH-) или бикарбонатни йони (HCO3-), за да поддържат електрическа неутралност на кореновата повърхност, като по този начин намаляването на рН на разтвора има тенденция да се увеличава.
Експериментално е известно, че когато 10-20% от общия азот се доставя като амоняк (NH4 +), рН на хранителния разтвор в хидропонните култури остава стабилен около 5,5. По този начин, играейки си със съотношението NH4 +/NO3-, бихме могли по определен начин да регулираме рН на хранителния разтвор, сега трябва да се има предвид, че амониевият катион е фитотоксичен над определена концентрация (в географските ширини на Югоизточна Испания над 0.75 mM, видими симптоми вече са вероятни) и освен това може да предизвика значителни взаимодействия с други катиони (K +, Ca + 2, Mg + 2) в разтвора.
Буферите са разтвори, които се противопоставят или буферират промените в pH и обикновено се използват за калибриране на pH сонди (pH 4 и 7 буфери). Когато става въпрос за малки експериментални хидропонни единици, подобни буфери могат да се добавят към хранителния разтвор, за да поддържат рН стабилно. Един от тях е 2-N-морфолино етансулфонова киселина (MES), който понякога се използва при концентрации от 0,2-1 g/L.
5. pH в почвата.
Стойността на рН на почвите може да варира значително; нормалните стойности са 5-7 за влажни зони и 7-8,5 за сухи райони. Екстремните нива в рН на почвата трябва да бъдат коригирани. Фигура 1 показва наличността на различните хранителни вещества според pH на почвата за обработка. Тази диаграма често се прилага за хидропонни системи и за динамиката на поведение на фертигационните разтвори, това не е вярно, тъй като тази цифра се основава на реакциите на хранителни вещества в почвата, където тяхната наличност зависи от множество фактори като почвена минералогия, разтворимост на съставни минерали, йонообменни реакции, хранителни вещества, свързани с глини и органични вещества и др. Според диаграмата, ако с изключение на желязото и мангана, най-доброто рН за максимална наличност на хранителни вещества в почвата (по-широки ивици) е 7,0, което е ясно висока стойност, когато става въпрос за хранителни разтвори.
Различните видове култури показват различна приспособимост за своето развитие в зависимост от рН на почвата, има повече ацидофилни видове от други и всеки от тях представлява идеален диапазон на рН на почвата за техния растеж. Таблица 1 показва оптималните стойности за най-широко разпространените култури, трябва да се има предвид, че тези стойности са само обяснителни и че повечето видове показват забележителна адаптивност към широк диапазон на pH, като този фактор е много по-критичен относно влиянието, което оказва върху динамиката на хранителните вещества, които трябва да бъдат усвоени от растенията.
Във всеки случай растежът и функцията на корените могат да бъдат пряко засегнати при pH 5 и по-ниско, в зависимост от разглеждания вид. Вредните ефекти могат да бъдат компенсирани чрез добавяне на допълнителен калций при pH 4-5, но не и при pH 3. Между pH 5 и 8 растежът обикновено е задоволителен, но при pH 9 могат да възникнат директни ефекти на OH- или HCO3 - върху усвояване на фосфор, желязо, молибден и други.
Поради всичко изброено по-горе е от съществено значение в съвременните и скъпи съоръжения за оплождане да се регулира и контролира рН на разтвора, по този начин ще се избегне образуването на утайки и последващи блокажи в напоителните системи и ще се спести труд. почистване на емитери, ще се постигне по-голяма трайност на компонентите на напоителната инсталация и преди всичко ще се постигне оптимално състояние за минералното хранене на културите, което ще се превърне в повишаване на производителността и качеството на културите. Въпреки че корекцията на pH е особено важна при хидропонните култури, също така е интересно да се контролира pH на почвата за обработка в околната среда, където се развиват корените, за да се осигури правилното хранене на растенията.
Таблица 1: Оптимални граници на рН за различни култури