Co to jest kwasowość?
Kwasowość jest niezbędna dla życia na ziemi. Kwasowość często decyduje o właściwościach, jakości, przyswajalności i rozpuszczalności wielu substancji. Tak działają enzymy, które są odpowiedzialne za prawie wszystkie procesy biologiczne w organizmach, ale tylko przy prawidłowej kwasowości. Niewielkie wahania kwasowości krwi są zabójcze.
Co to jest pH?
PH (pondus Hydrogenii) wskazuje na kwasowość lub zasadowość roztworu. Wartość pH zwykle waha się od 0 do 14. Roztwór o wartości pH od 0 do 7 jest kwaśny, a od 7 do 14 jest zasadowy. Ocet i cola mają wartość pH poniżej 3. Soda i mydło mają wartość pH wyższą niż 8. Wartość pH równa 7 jest uważana za neutralną. Czysta woda w temperaturze pokojowej ma pH 7. pH wody z kranu jest zazwyczaj nieco wyższe ze względu na obecność wapnia.
Wiele środowisk naturalnych, takich jak nasza skóra, podłoża roślinne i pożywki są lekko kwaśne i mają wartość pH między 5 a 6,5. Jeśli spojrzymy na rzeczy, które ludzie lubią, zobaczymy, że są to na ogół substancje lekko kwaśne lub neutralne, takie jak woda. Rośliny również preferują substancje lekko kwaśne. Wartość pH około 5,5 występuje tak często w przyrodzie, że niektórzy eksperci roślinni uważają tę wartość za „neutralną”.
Dlaczego kwasowość jest ważna?
Kwasowość ma znaczący wpływ na przyswajalność i rozpuszczalność wielu elementów pożywienia (patrz rys. 1).
Rys. 1
Ponadto kwasowość ma znaczący wpływ na strukturę, rozkład substancji organicznych i mikrożycie w ziemi. Wartość pH wpływa również na sposób, w jaki składniki pokarmowe, metale ciężkie, pestycydy i inne mikroorganizmy znajdujące się w podłożu są wypłukiwane z gleby.
Zbyt niska lub zbyt wysoka wartość pH może być szkodliwa dla roślin, dlatego ważne jest, aby była prawidłowa. Ale skąd wiadomo, kiedy pH jest niewłaściwe? Z doświadczenia! Aby pomóc, przedstawiamy niektóre z objawów, które można zaobserwować:
Symptomy zbyt niskiego pH (podłoże jest zbyt kwaśne)
- Większość składników odżywczych łatwo się rozpuszcza, co może powodować nadmiar manganu, aluminium i żelaza;
- Dobór fosforu, potasu, magnezu i molibdenu może być spowodowany nadmiernym płukaniem;
- Niedobór magnezu, szczególnie w zimnych podłożach;
- Gleba jest ogólnie uboga;
- Życie gleby jest zahamowane.
Symptomy zbyt wysokiego pH (podłoże jest zbyt zasadowe)
- Większość składników pokarmowych gorzej się rozpuszcza, powodując wytrącanie się związków wapnia, żelaza i fosforanów;
- Zmniejszona przyswajalność zwłaszcza manganu, fosforanów i żelaza, ale także miedzi, cynku i boru. Powoduje to niedobory, szczególnie w wilgotnych, zimnych podłożach uprawowych.
- W glebach piaszczystych rozkład substancji organicznych znacznie wzrasta, jeśli pH jest wysokie.
Co określa pH?
Jednym z najważniejszych czynników określających wartość pH w roztworze lub w podłożu jest pojemność buforowa. Pojemność buforowa w tym przypadku oznacza, że istnieje pewien rodzaj równowagi, która nieustannie się odnawia. Na przykład, jeśli wlejemy kroplę kwasu do 1 litra wody z kranu o pH 7, nie będzie to miało większego wpływu na kwasowość. Jeśli jednak wlejemy jedną kroplę kwasu do 1 litra wody zdemineralizowanej (woda z akumulatora), pH natychmiast drastycznie spadnie. Dzieje się tak dlatego, że woda z kranu zawiera wodorowęglan, podczas gdy woda zdemineralizowana nie. Wodorowęglan jest najważniejszą substancją buforującą dla wartości pH pomiędzy 5,5 a 7,5 w wodzie.
Wodorowęglan wiąże się z kwasem w roztworze, który uwalnia dwutlenek węgla do atmosfery. W ten sposób kwas jest neutralizowany, a zmiany w kwasowości będą niewielkie tak długo, jak długo będzie jeszcze obecny wodorowęglan.
Przy wartości pH 5,3 cały wodorowęglan został zużyty i roztwór nie ma już buforów. pH jest teraz niestabilne i zmieni się natychmiast po dodaniu kwasu (patrz rysunek 2). Ilość kwasu potrzebnego do uzyskania prawidłowej kwasowości roztworu żywieniowego może być obliczona na podstawie zawartości wodorowęglanów. Zawartość dwuwęglanów w wodzie wodociągowej jest zazwyczaj podawana przez przedsiębiorstwo wodociągowe w miligramach na litr.
Zdolność buforowania i kwasowość podłoża zależy od jego składu i świeżości. Obecność materii organicznej, wapnia i wodorowęglanów ogólnie określa pH. Glina zawsze zawiera węglan wapnia i ma stosunkowo wysoką wartość pH, która jest trudna do zmiany, podczas gdy torf i gleby piaszczyste są kwaśne.
Sama roślina również ma duży wpływ na kwasowość. Korzenie wydzielają substancje kwaśne lub zasadowe w zależności od stadium rozwoju rośliny, dostępnego pożywienia, różnic w temperaturze korzeni i intensywności światła. Widać więc, dlaczego pH środowiska korzeniowego może ulegać ciągłym wahaniom. Przemyślana równowaga żywieniowa w różnych fazach rozwoju utrzyma pH w środowisku korzeniowym w dopuszczalnych granicach.
Mikrożycie, poziom CO2 i wzrost glonów mogą również mieć wpływ na kwasowość środowiska korzeniowego i zbiornika z odżywkami.
Pomiar wartości pH
Dość łatwo jest zmierzyć pH – potrzebne są wskaźniki pH, takie jak papierek lakmusowy lub zestaw do badania pH. Są one stosunkowo tanie, ale nie zawsze są dokładne i mogą czasami odbiegać o 1 do 2 jednostek pH. Wszystkie mierniki pH są zazwyczaj droższe, a dokładność zależy od typu miernika i regularnej kalibracji płynem kalibracyjnym.
Pobieranie próbek
PH wody używanej do nawadniania roślin jest ważne, ale kwasowość wokół korzeni jest istotna. Dlatego przy pomiarze pH bardzo ważne jest pobranie próbki w prawidłowy sposób, aby uzyskać dobre wyniki. Próbka ma kwasowość wieku w środowisku korzeniowym.
Branie próbek i mierzenie pH w systemie recyrkulacyjnym jest łatwe, wystarczy zmierzyć recyrkulowany roztwór zasilający.
W systemach substratowych bez recyrkulacji, roztwór zasilający jest pobierany z podłoża (wełna mineralna, agropianka, itp.) w wielu miejscach. Eksperci od roku i dnia dyskutują nad kwestią, skąd pobierać próbki. Zalecamy, tak jak to robi wiele renomowanych laboratoriów, pobieranie próbek z miejsc, gdzie znajdują się korzenie, czyli pod i wokół kroplówki. Pobierajcie małe próbki z jak największej ilości miejsc. Zawsze pobieraj wszystkie próbki w tym samym czasie, a najlepiej po drugim karmieniu kroplowym w cyklu światło – dzień – dzień.
W podłożach glebowych, kokosowych i torfowych wystarczy pobrać niewielką ilość podłoża z kilku miejsc.
Najlepiej zmierzyć kwasowość próbki metodą „ekstraktu objętościowego 1:1,5”. Można to łatwo zrobić samemu, doprowadzając podłoże do takiej wilgotności, że przy dość mocnym ugniataniu i ściskaniu woda przecieka przez palce (fot. 1). Użyjcie na przykład zlewki o pojemności 250 ml. Wypełnij zlewkę do 150 ml wodą zdemineralizowaną. Dodawać podłoże, aż objętość osiągnie 250 ml (zdjęcie 2). Dobrze wstrząsnąć i odstawić na kilka godzin. Następnie przefiltrować i zmierzyć pH.
Prawidłowe wartości pH dla każdego medium
Przy uprawie w podłożu wartości pH pomiędzy 5,0 a 6,4 są w porządku dla środowiska korzeniowego. Nie będzie żadnych negatywnych skutków, jeśli wartości te będą nieco wyższe lub niższe. Natychmiastowe negatywne skutki będą widoczne tylko przy wartościach niższych niż 4 i wyższych niż 8, wartość pH niższa niż 4 często powoduje natychmiastowe uszkodzenie korzeni. Ponadto metale ciężkie, w tym mangan i żelazo, są tak dobrze wchłaniane, że mogą zatruć roślinę (nekroza). Wartości pomiędzy 7 a 8 nie są natychmiastowo szkodliwe dla roślin. Składniki odżywcze, takie jak żelazo, fosforan i mangan są wtedy mniej dostępne, co w dłuższej perspektywie prowadzi do niedoborów (chloroza i problemy z rozwojem).
Korygowanie wartości pH
Jeśli kwasowość w środowisku korzeniowym wynosi od 5 do 6,4 to pH środowiska uprawy jest w porządku i nie trzeba podejmować żadnych działań korygujących. Starajcie się unikać korygowania pH, jeśli nie jest to naprawdę konieczne. Jest to bardziej prawdopodobne, że zaszkodzi niż pomoże; roślina lubi swój spokój i ciszę. Ważniejsze jest monitorowanie zmian kwasowości w dłuższym okresie czasu. Jeśli wartość spada poniżej pH 5 lub wzrasta powyżej pH 6.4, zaleca się stopniowe rozpoczęcie korekty.
Korygowanie kwasowości jest najłatwiejsze poprzez obniżenie kwasowości roztworu zasilającego za pomocą kwasu azotowego w fazie wzrostu i kwasu fosforowego w fazie kwitnienia lub, w zależności od przypadku, podniesienie jej za pomocą potażu żrącego, wodorowęglanu sody potasowej i CANNA RHIZOTONIC. Należy upewnić się, że pH stosowanego roztworu nie spadnie zbytnio poniżej 5,0. Przy uprawie w wełnie mineralnej włókna zostaną uszkodzone, co spowoduje uwolnienie dużej ilości substancji alkalicznych przy bardzo niskich wartościach pH. Ponadto, pH jest trudniejsze do kontrolowania z powodu braku wodorowęglanów
Wysokie pH w środowisku korzeniowym może być również spowodowane przez wodorowęglany, które się nagromadziły. Aby temu zaradzić, należy utrzymywać 20% drenaż lub przepłukać bardziej kwaśnym roztworem.
Przydatne jest zanotowanie pomiarów pH zarówno z roztworu dodanego, jak i z roztworu zasilającego w podłożu. Uzyskasz dobry pomysł na postęp pH i efekt podjętych środków.
- Enzymy rozszczepiające białka potrzebują kwaśnego środowiska (soki żołądkowe), a enzymy rozszczepiające węglowodany potrzebują środowiska zasadowego (ślina).
- Kwasowość roztworu jest określana przez stosunek jonów wodorowych (= kwas) i jonów wodorotlenkowych (= zasada).
- Kwasy mogą wystąpić, ponieważ roślina musi wydzielać protony, aby być w stanie wchłonąć te cząsteczki. Podłoże uprawowe o niskim pH zawiera już bardzo dużą ilość protonów. Elementy te są również wypłukiwane, ponieważ protony odpychają cząsteczki z pożywki w podłożu.
- Dwuwęglan jest substancją, która w połączeniu z wapniem jest odpowiedzialna za powstawanie kamienia. W połączeniu z sodem, wodorowęglan jest stosowany w lekach przeciwdziałających nadmiarowi kwasu żołądkowego (Alka-seltzer).
- Niektóre laboratoria pracują również z twardością wodorowęglanową. Aby przeliczyć to na mg/l wodorowęglanów należy pomnożyć twardość wodorowęglanową przez 21,8.
Na przykład: twardość wodorowęglanowa wynosi 11, wtedy 1 litr wody zawiera (11 x 21.8=) 240 mg/litr wodorowęglanów. -
Ziemia piaszczysta: Ziemia trawiasta pH 4,6 … 5,2 Ziemia budowlana pH 5,0 … 5.6 Glinka: Glinka morska pH 6.0 … 7.2 Glinka rzeczna pH 6.2 … 6.4 Mięso: Nieprzetworzone pH 4.0 - Jeśli nastąpi znaczny wzrost glonów, wówczas pH wzrośnie, ponieważ z roztworu zostanie usunięty dwutlenek węgla. Bakterie mogą przekształcać pewne formy azotu tak, że mają one działanie zakwaszające. Duże ilości CO2 w powietrzu generują więcej dwutlenku węgla w roztworze zasilającym i vice versa.
- Tylko używać sody w małych ilościach, ponieważ zawiera sód, a rośliny potrzebują tylko bardzo małą ilość sodu. Pamiętaj, że wysokie stężenie sodu uszkodzi roślinę.
Ilustracja wartości pH wody wodociągowej z różnych obszarów o różnym poziomie wodorowęglanów. Do każdej 100-litrowej próbki każdego rodzaju wody dodaliśmy 33 ml kwasu azotowego (38%). Krzywa pH spada szybciej po pH 5,3, ponieważ dla tego typu wody kwas neutralizuje cały wodorowęglan. Poniżej pH 5.3 poziom kwasowości będzie szybko wzrastał.
W systemach recyrkulacyjnych, wartość pH może wahać się bardziej niż w systemach typu „run-to-waste”. To samo odnosi się do wartości EC, ppm. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat EC, pH i ppm, radzimy przeczytać nasz artykuł Wszystko o EC, pH i ppm przy użyciu AQUA.