Шесть способов повышения pH в гидропонике

Контроль рН в гидропонике имеет решающее значение. Чаще всего нам нужно снизить рН наших растворов, поскольку большинство питательных веществ изначально будут иметь рН выше желаемого.

Это особенно верно, когда используется водопроводная вода или силикаты, поскольку оба этих фактора повышают общий рН гидропонных растворов после их приготовления.

В системах рециркуляции рН также будет иметь тенденцию к повышению из-за дисбаланса зарядов, создаваемого высоким активным поглощением нитрат-ионов большинством видов растений.

Для поиска способов снижения pH, пожалуйста, прочтите мою предыдущую статью на эту тему.

Однако существуют определенные обстоятельства, при которых необходимо повысить pH гидропонных растворов. Это может произойти, когда водопроводная вода или силикаты не используются или когда растения снижают pH из-за интенсивного поглощения некоторых катионов.

Такие растения как помидоры могут делать это при выращивании в растворах с высоким содержанием калия, поскольку они будут активно поглощать эти питательные вещества, вплоть до изменения баланса pH.

Избыток аммония может быть еще одной распространенной причиной снижения pH в гидропонных растворах, которые требуют использования средств для повышения pH.

Гранулы гидроксида калия, самый оптимальный способ повышения pH, доступный производителям.

Имея это в виду, давайте обсудим варианты повышения pH, доступные в гидропонике.

Я рассматривал только те вещества, которые достаточно растворимы для создания концентрированных растворов, чтобы их можно было использовать с инжекторными системами.

Способы повышения pH

Гидроксид натрия или калия (NaOH, KOH)

Они отличаются низкой стоимостью, могут использоваться для приготовления высококонцентрированных растворов и наиболее эффективно повышают рН.

Однако они нестабильны с течением времени, поскольку вступают в реакцию с углекислым газом из воздуха с образованием карбонатов натрия или калия.

Это означает, что их концентрированные растворы необходимо хранить в герметичных контейнерах и что их базовая мощность со временем уменьшится, если это не так.

Кроме того, эти гидроксиды чрезвычайно агрессивны, и их порошок представляет серьезную опасность для здоровья.

Растворение их в воде также приводит к выделению очень большого количества тепла – иногда даже к кипению воды, – что делает их использование более опасным.

Хотя их использование желательно, когда основное питание является наиболее важной задачей в краткосрочной перспективе, я рекомендую избегать их, учитывая их требования к СИЗ и отсутствие долгосрочной стабильности.

При использовании этих гидроксидов рекомендуемой формой является гидроксид калия, поскольку гидроксид калия является одновременно более основным и питательным для растений, в то время как избыток натрия может вызвать проблемы с развитием растений.

Однако гидроксид натрия может быть более желательным, если его можно получить по особенно низкой цене и небольшие добавки натрия не вызывают беспокойства.

Силикат калия K2SiO3

Это растворимая форма кремния, стабильная при высоких значениях pH.

Хотя растворы силиката калия сами по себе могут быть приготовлены и использованы в качестве способа повышения рН, его обычно стабилизируют небольшим добавлением гидроксида калия, чтобы довести рН растворов до диапазона 11-12.

Силикат калия вносит в гидропонные растворы как калий, так и кремний – оба важных питательных вещества, и его использование может быть более полезным, чем использование чистого гидроксида калия.

В то время как силикаты менее щелочны и для того же буферного эффекта рН требуется больше массы, приготовление и обработка могут быть намного проще, чем у чистого гидроксида калия.

Обратите внимание, что растворы силиката калия также нестабильны, если их оставить на открытом воздухе, поскольку они также вступают в реакцию с атмосферным углекислым газом с образованием карбоната калия.

Ещё стоит отметить, что не все силикаты калия одинаковы, поэтому при поиске хорошо растворимого силиката калия для гидропоники убедитесь, что вы получаете силикаты калия с более высоким соотношением K / Si.

Обычно требуется соотношение не менее 1,05 (убедитесь, что вы конвертируете K и Si в их элементарные формы, поскольку большинство этих продуктов сообщают K как K2o, а Si как SiO2).

Карбонат калия (K2CO3)

Эта основная соль устойчива на воздухе, имеет менее жесткие требования к СИЗ, а также может использоваться для приготовления концентрированных растворов (на мл воды можно растворить более 1 г карбоната калия).

Из-за его более низкой щелочности по сравнению с гидроксидом калия, его также необходимо использовать в большем количестве для повышения рН гидропонного раствора.

Однако его растворы стабильны, поэтому нет необходимости беспокоиться об их стабильности или изменении его базовой мощности.

Еще одним преимуществом карбоната калия является то, что – в отличие от предыдущих двух примеров – он увеличивает буферную способность раствора против повышения рН из-за добавления карбоната в раствор.

Поскольку содержание диоксида углерода снижается в воздухе при уровне рН, используемом в гидропонике, рН растворов имеет тенденцию к повышению, это означает, что добавление карбоната делает рН более стабильным в растворах, где рН постоянно снижается.

Все это является частью равновесия между углекислотой и бикарбонатом, которое также помогает химически буферизировать растворы при уровнях рН, используемых в гидропонике.

В целом карбонат калия - один из моих любимых вариантов, когда происходит снижение pH в растворах рециркуляционных систем.

Фосфат калия (K3PO4)

Другое слабое основание - фосфат калия, можно использовать для приготовления концентрированных растворов и повышения pH в гидропонных растворах.

Хотя его растворимость и щелочные свойства ниже, чем у карбоната калия, он обеспечивает дополнительный фосфор, который может стабилизировать рН раствора.

Это происходит потому, что моно- и двухосновные фосфат-ионы являются анионами, которые поглощаются растениями, тем самым снижая рН.

В то время как фосфаты могут помочь химически защитить гидропонный раствор от повышения рН, при понижении фосфатный буфер неэффективен, поскольку точка соответствующего равновесия составляет 7,2.

Проблема с фосфатом калия заключается в том, что он обеспечивает большой вклад K в раствор. Эти добавки калия могут быть весьма контрпродуктивными, если причина снижения pH связана с поглощением калия.

Цитрат (K3C6H5O7) / лактат (KC3H5O3) / ацетат (CH3COOK) калия

Для повышения pH также можно использовать основные органические соли калия.

Все они намного слабее, чем даже карбонатные и фосфатные основания, упомянутые выше, и даже для умеренного немедленного повышения pH требуются относительно большие концентрации.

Однако, поскольку эти анионы активно поглощаются микробами, микробный метаболизм этих ионов будет оказывать более длительное влияние на pH.

Умеренное добавление цитрата калия может вызвать лишь небольшое повышение pH в краткосрочной перспективе, причем постепенное повышение произойдет в течение следующих 24 часов.

Недостатком является то, что эти анионы также могут привести к взрывам в популяциях вредных микробов, если в окружающей среде нет достаточной популяции полезных микробов.

При использовании этих солей необходимо проводить адекватные микробные прививки, чтобы гарантировать, что микробы, которые будут размножаться, не будут патогенными по своей природе.

Гидролизаты белков

В то время как сами гидролизаты могут иметь кислый рН при помещении в раствор, их микробный метаболизм агрессивно увеличивает рН растворов в среднесрочной перспективе.

Это означает, что эти гидролизаты не следует использовать для немедленного регулирования рН, поскольку они будут иметь тенденцию к дальнейшему снижению рН в очень краткосрочной перспективе, но их можно использовать как более долгосрочный вариант.

Как и в случае с вышеупомянутыми органическими солями, их использование также требует наличия адекватной микробной жизни.

Если вы пренебрегаете надлежащей инокуляцией среды перед их добавлением, патогенные микроорганизмы также могут использовать эти аминокислоты для размножения.

Также возможны комбинации

Как и в случае с вариантами снижения pH, некоторые из лучших решений проблемы возникают, когда несколько из вышеперечисленных способов сочетаются.

Например, использование богатых калием растворов для повышения рН в средах, содержащих микроорганизмы, не содержащих почвы, часто может привести к ухудшению проблем с изменением рН, связанных с калием.

По этой причине в этих случаях может быть желательно готовить растворы с повышением рН, которые включают белок.

Это означает, что вы быстро снижаете уровень рН, но затем у вас остается остаточный эффект от белкового обмена, который помогает вам бороться с повышением рН с течением времени.

Однако не все перепады рН вызваны калием, как в случае с растениями, у которых перепад рН происходит из-за низкого поглощения нитратов (например, некоторые цветущие растения, которые перестают производить много дополнительных листьев во время стадии цветения).

В этих случаях растворы для повышения рН на основе калия не вызывают дополнительных проблем, и наилучшими могут быть комбинации карбоната калия и фосфата калия.

Выбирайте способ в соответствии со своими целями

Как и в большинстве случаев, лучшее решение будет зависеть от конкретных условий.

Подумайте, просто ли вы регулируете pH ваших исходных растворов или вам нужно компенсировать постоянный дрейф, присутствует ли микробная жизнь и беспокоит ли вас накопление каких-либо веществ в рециркулирующем растворе.

Как только вы рассмотрите эти факторы и рассмотрите вышеуказанные решения, вы сможете найти способ для повышения pH, который лучше подходит для ваших конкретных потребностей.

К оглавлению раздела