1. ВСТУП.
Більшість людей знають, що рН - це змінне значення від 0 до 14, яке вказує на кислотність або лужність розчину. І, крім того, ви знаєте, що підтримання відповідного рН у зрошувальному потоці допомагає запобігти хімічним реакціям добрив на лініях, що велике значення рН може спричинити перешкоди в різних компонентах системи запліднення через утворення осадів, що адекватний рН забезпечує кращу засвоюваність різних поживних речовин, особливо фосфору та мікроелементів тощо.
Простіше кажучи, ми можемо стверджувати, що речовини, здатні виділяти іони водню (Н +), є кислими, а речовини, здатні відмовлятися від гідроксильних груп (ОН-), є основними або лужними. Таким чином, азотна кислота при додаванні до води іонізується, вносячи в розчин іони водню або протони.
Вода може поводитися як кислота або як основа:
Букви pH - це абревіатура для "pondus hydrogenii", що перекладається як потенціал водню, і була запропонована Соренсеном у 1909 р., Який ввів їх для позначення дуже малих концентрацій іонів водню. Отже, Соренсен був творцем концепції рН, яка визначається як змінений знаком логарифм активності іонів водню в розчині:
При 25ºC іонний продукт чистої води | H + | x | OH- | дорівнює 10-14, тож у нейтральному середовищі | H + | = | OH- | = 10-7. Кислим середовищем буде середовище, в якому | H + |> | OH- | і основний той, у якому | H + | 10-7 і рН 7.
2. ЗНАЧЕННЯ рН ДЛЯ ПОСІВ.
РН поживного розчину в контакті з корінням може впливати на ріст рослин двома основними способами:
- рН може впливати на доступність поживних речовин: щоб кореневий апарат міг засвоювати різні поживні речовини, вони, очевидно, повинні бути розчинені. Екстремальні значення рН можуть спричинити осадження певних поживних речовин із тим, що вони залишаються у формі, недоступній для рослин.
- РН може впливати на фізіологічний процес поглинання поживних речовин корінням: усі види рослин мають характерні діапазони рН, в яких їх поглинання є ідеальним. Поза цим діапазоном поглинання коренів ускладнюється, і якщо відхилення значень рН є надзвичайним, коренева система може погіршитися або токсичність може виникнути через надмірне поглинання фітотоксичних елементів (алюмінію).
В агрокліматичних умовах іспанського південного сходу, при рН ґрунтів та зрошувальних вод, близьких до або вище 7,5, впливає на правильне засвоєння таких поживних речовин, як фосфор, залізо та марганець; насправді хлороз заліза вважається ендемічною фізіопатією в цій місцевості. Пристосування рН до відповідних значень у середовищі впливу кореня, часто буває достатнім для виправлення цих дефіцитних станів фосфору, заліза та марганцю.
рН в розчині для фертигації. Доступність поживних речовин
РН у фертигаційних розчинах, як при обробітку ґрунту, так і на гідропоніці, повинен бути таким, щоб він дозволяв розчиняти всі поживні речовини, не пошкоджуючи коріння, уникаючи тим самим утворення осадів (деякі з яких можуть утворюватися у вигляді дрібної суспензії невидимий для людського ока), що може спричинити завали в зрошувальних системах та недоступність радикального поглинання зазначених поживних речовин.
Таким чином, залізо, яке є основним елементом, на розчинність якого найбільше впливає рН, якщо його не додають щодня або в хелатній формі, концентрується в іонній формі, доступній рослині при рівні менше 50% вище рН 7, тоді як при рН 8 нічого не доступно через випадання опадів у вигляді гідроксиду заліза Fe (OH) 3 (оксид, маліновий шар або іржа). На противагу цьому, нижче рН 6,5, більше 90% заліза залишається розчиненим і доступним для рослин. Марганець має схожу динаміку із залізом.
Подібним чином, вище рН 6,5 доступність фосфору та кальцію може значно зменшитися через переважання форми HPO4-2 (яка утворює нерозчинні осади в контакті з кальцієм) над формою H2PO4 (яка утворює високосполуки, розчинні з кальцієм) . А вище рН 7 ризик випадання кальцію та магнію у вигляді карбонатів, CaCO3 та MgCO3, дуже високий, що може спричинити важливе закупорювання випромінювачів та інших компонентів у системах фертигації. Підводячи підсумок, у діапазоні рН 5,0-6,5 практично всі поживні речовини знаходяться у формі, яка може бути безпосередньо засвоєна рослинами, при рН 6,5 утворення осадів може спричинити важливі проблеми, а нижче рН 5 коренева система, особливо в гідропоніці вирощування, де буферна сила субстрату, як правило, дуже мала.
3. РОД ЗРОЙНОЇ ЗРОКУ.
Переважна більшість зрошуваної води, з якою ми маємо обробку, має рН вище оптимального. Як вже пояснювалось у попередніх статтях (Садівництво № 129 та 130), кількість кислоти, яку потрібно поставити для доведення рН до вищезазначеного діапазону, залежить головним чином від концентрації іона бікарбонату, присутнього у зрошувальній воді, оскільки вона реагує з те саме згідно:
HCO3- + H + H2O + CO2
Таким чином, бікарбонат-іон діє як буфер, буферизуючи зміни рН зрошувальної води, і коли його концентрація висока, потрібна більша кількість кислоти для її нейтралізації та регулювання рН до бажаного значення.
Застосування розчину кислоти (pH 3-4), що повільно проходить протягом ночі через зрошувальні лінії, може бути використано для очищення утворених інкрустацій та осадів і, таким чином, повернення зрошувальних мереж до їх нормальної роботи, вирішення проблем втрат однорідності та перешкод спричинене високим рН зрошувальної води.
Фактор рН може бути дуже важливим не тільки для ексклюзивного процесу запліднення, але він також може відігравати важливу роль у використанні пестицидів шляхом зрошення (хемігації). Води лужної природи можуть розщеплювати молекули певних пестицидів, зменшуючи їх хімічну активність, за допомогою процесу, що називається лужним гідролізом, особливо якщо продукти тривалий час залишаються в ємностях для змішування та якщо температура навколишнього середовища висока.
4. ПРИЧИННИЙ ФАКТОР ЗМІНИ РН РОЗЧИНУ РОЗЧИНУ.
Багато факторів впливають на рН поживного розчину, одним із найважливіших є коефіцієнт поглинання негативно заряджених поживних речовин (аніонів) та позитивно заряджених поживних речовин (катіонів). Загалом, надлишок поглинання катіонів над аніонами спричиняє зниження рН, тоді як надлишок поглинання аніонів над катіонами спричиняє збільшення рН.
Якщо ми подивимось на азот (поживна речовина, необхідна у великих кількостях), він може надходити до рослини як катіон амонію (NH4 +) або як нітратний аніон (NO3-), ну, зв'язок між цими двома азотистими формами в поживний розчин може суттєво впливати на напрямок і величину його модифікації рН. Дійсно, коріння рослин мають помітну здатність змінювати навколишнє середовище безпосередньо навколо них, особливо на рівні кореневої поверхні, з метою збільшення доступності поживних речовин. Коли рослина переважно поглинає катіони (NH4 +), утворюється надлишок негативного заряду, який сама рослина намагається нейтралізувати, виділяючи катіони водню (H +), знижуючи тим самим рН розчину. Навпаки, коли аніони (NO3-) переважно поглинаються, коріння виділяють гідроксильні іони (OH-) або бікарбонатні іони (HCO3-) для підтримки електричної нейтральності на поверхні кореня, зменшуючи тим самим рН розчину, як правило, збільшується.
Експериментально відомо, що коли 10-20% загального азоту подається у вигляді аміаку (NH4 +), рН поживного розчину в гідропонних культурах залишається стабільним близько 5,5. Таким чином, граючи із співвідношенням NH4 +/NO3-, ми могли б певним чином регулювати рН поживного розчину, тепер потрібно враховувати, що катіон амонію є фітотоксичним вище певної концентрації (на південному сході Іспанії вище 0,75 мМ, вже вірогідні видимі симптоми), і, крім того, він може викликати значну взаємодію з іншими катіонами (K +, Ca + 2, Mg + 2) у розчині.
Буфери - це розчини, які протистоять або буферизують зміни рН і зазвичай використовуються для калібрування зондів рН (буфери рН 4 та 7). Якщо мова йде про невеликі експериментальні гідропонні одиниці, до поживного розчину можна додавати подібні буфери, щоб підтримувати рН стабільним. Однією з них є 2-N-морфоліноэтансульфонова кислота (MES), яку іноді застосовували при концентраціях 0,2-1 г/л.
5. рН у ґрунті.
Значення рН ґрунтів може коливатися в широких межах; нормальні значення становлять 5-7 для вологих районів та 7-8,5 для посушливих районів. Екстремальні рівні рН ґрунту необхідно виправити. На рисунку 1 показано доступність різних поживних речовин відповідно до рН оброблюваного ґрунту. Ця діаграма часто застосовується до гідропонних систем та до динаміки поведінки розчинів фертигації, це неправильно, оскільки ця цифра заснована на реакціях поживних речовин у ґрунті, де їх наявність залежить від багатьох факторів, таких як мінералогія ґрунту, розчинність складові мінерали, реакції іонообміну, поживні речовини, зв’язані з глиною та органічними речовинами тощо. Згідно з діаграмою, якщо не брати до уваги залізо та марганець, найкращий рН для максимальної доступності поживних речовин у ґрунті (ширші смуги) становить 7,0, що є явно високим значенням, коли йдеться про поживні розчини.
Різні види сільськогосподарських культур демонструють різну пристосованість для свого розвитку залежно від рН ґрунту, є більше ацидофільних видів, ніж інші, і кожен із них представляє ідеальний діапазон рН ґрунту для їх зростання. У таблиці 1 наведено оптимальні значення для найбільш широко розповсюджених культур, слід мати на увазі, що ці значення є лише пояснювальними, і що більшість видів демонструють неабияку пристосованість до широкого діапазону рН, цей фактор є набагато критичнішим щодо впливу, який він чинить на динаміку поживних речовин, що засвоюються рослинами.
У будь-якому випадку на ріст і функцію коренів можна безпосередньо впливати при рН 5 і нижче, залежно від виду, що розглядається. Шкідливий вплив можна компенсувати додаванням додаткового кальцію при рН 4-5, але не при рН 3. Між рН 5 і 8 ріст, як правило, є задовільним, але при рН 9 може спостерігатися прямий вплив ОН- або НСО3 - на поглинання фосфору, заліза, молібдену та інших.
З огляду на все вищесказане, в сучасних та дорогих запліднювальних установках важливо регулювати і контролювати рН розчину, таким чином буде уникнути утворення осадів і, як наслідок, завалів у зрошувальних системах, а також економія робочої сили. очищення емітерів, у компонентах зрошувальної установки буде досягнуто більшої довговічності, і, перш за все, буде досягнутий оптимальний стан мінерального живлення сільськогосподарських культур, що призведе до збільшення продуктивності та якості посівів. Хоча корекція рН особливо важлива для гідропонних культур, також цікаво контролювати рН зростаючого ґрунту в середовищі, де розвиваються коріння, для забезпечення належного живлення рослин.
Таблиця 1: Оптимальні діапазони рН для різних культур