Как качество оросительной воды влияет на сельскохозяйственные культуры

Источник фото: http://hidroponia.mx

Когда необходимо регулировать рН субстрата, концентрация щелочности оказывает такое же влияние, как и значение рН воды. Щелочность (бикарбонат кальция, бикарбонат магния и бикарбонат натрия), а также известняк (карбонат кальция и магния) реагируют аналогично известняку, когда его добавляют в среду выращивания в контейнерах.

И так же, как при избытке известняка, использование оросительной воды с высоким уровнем щелочности может привести к повышению рН субстрата выше допустимых уровней для здорового роста растений.

Например, норма внесения известняка 3 кг/м3 обеспечит приблизительно 100 мг-экв. известняка в горшке 15 см. Применяя 0,5 литра воды с щелочностью 250 ppm на этот горшок 15 см, мы будем давать около 2,5 мг-экв. извести.

Это количество не кажется очень большим, пока мы не посчитаем, что после 10 поливов мы эффективно увеличили норму известняка на 25%.

Для сравнения влияния рН воды или щелочности на способность повышать рН (или нейтрализовать кислоту) в среде выращивания; щелочность 50 ppm (низкая щелочность) была бы подобна воде с рН 11 (очень высокая).

Вода с pH 8,0 будет оказывать такое же влияние на рН субстрата, как концентрация щелочности всего 0,05 ppm (почти ничего).

Тем не менее, нельзя игнорировать рН воды. pН воды имеет важное значение в выращивании культур, поскольку он влияет на растворимость удобрений и эффективность инсектицидов и фунгицидов перед применением на культуре. Обычно, чем выше рН воды, тем ниже растворимость этих компонентов.

Уменьшение влияния высокой щелочности

Общие проблемы, связанные с высокой щелочностью, возникают из-за тенденции к увеличению рН субстратов для выращивания.

Поскольку растворимость микроэлементов (особенно железа) уменьшается по мере увеличения рН, использование воды с высокой щелочностью часто приводит к недостатку питательных микроэлементов для культуры.

Наиболее распространенным методом минимизации «эффекта известкования» высокой щелочности является его нейтрализация путем добавления сильной минеральной кислоты (обычно серной или ортофосфорной кислоты) непосредственно к оросительной воде. Кислота приводит к снижению рН воды и, таким образом, нейтрализации части щелочности.

Все щелочность нейтрализуется, когда вода достигает рН 4,5. Еще одним вариантом для контроля щелочности является использование кислых удобрений.

Удобрения с высоким содержанием аммонийного азота приводят к кислой реакции при добавлении к субстрату в контейнере, что можно использовать для нейтрализации эффекта известкования от щелочности воды.

Например, 20-20-20 (69% NH4=N) имеет достаточную кислотность для использования с водой, содержащей щелочность около 200 ppm, без необходимости дальнейшего подкисления.

Существуют определенные недостатки в использовании удобрений для контроля щелочности. Удобрения с высоким содержанием аммонийного азота могут вызывать чрезмерный рост и не эффективны, когда температура субстрата ниже 15 °C. Кроме того, теряется гибкость, поскольку можно выбирать только коммерческие удобрения на основе аммония. Например, удобрения, содержащие более 40% аммонийного азота, не содержат кальция или каких-либо других необходимых питательных веществ.

Влияние низкой щелочности

Не у всех есть вода с высокой щелочностью. В исследовании Университета Штата Мичиган (США) показано, что около 30% исследуемой поливной воды имели уровни менее 40 ppm щелочности, без всякого подкисления.

Даже в тех районах, где высокая щелочность считается нормальной, некоторые производители перешли на низкие источники щелочности, такие как вода, очищенная с помощью обратного осмоса или дождевая вода.

Основной проблемой, связанной с водой с низкой щелочностью, является тенденция к снижению рН субстрата с течением времени, что может привести к проблемам с токсичностью микроэлементов.

Проблемы низкого уровня рН в субстрате часто являются результатом выбора удобрений. Удобрения с высоким содержанием аммонийного азота являются кислотными и без какой-либо щелочности в воде, которая уравновешивает реакцию (сопротивление снижению рН), кислотные удобрения будут снижать рН субстрата с течением времени.

Понимание некоторых технических деталей о щелочности воды может помочь улучшить управление pH. Однако, оросительная вода может влиять на питание растений во многих отношениях, а не только на рН среды. Вода для орошения может быть источником питательных веществ.

Переосмысливая питание растений: поливная вода в качестве источника питательных веществ

Концентрация питательных веществ резко меняется в ходе разных рабочих процессов в теплицах и в значительной степени влияет на выбор удобрений при этом. Оросительные воды редко содержат достаточно высокие концентрации основных макроэлементов (азота, фосфора или калия), которые считаются важными для роста растений. Однако, вода содержит большие концентрации вторичных макроэлементов, таких как кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S), а также микроэлементы, такие как бор (B). Питательные вещества, доставляемые к растениям, представляют собой комбинацию нескольких источников, включая оросительную воду, кислоты и химические удобрения. Например, большое значение имеет выбор удобрения, содержащего кальций и магний, если оросительная вода уже содержит 10 ppm Ca и 2 ppm Mg, в отличие от того, если вода содержит 75 ppm Са и 30 ppm Mg.

Подкисленная вода может добавлять больше питательных веществ

Добавление минеральных кислот к оросительной воде для нейтрализации щелочности также может привести к добавлению питательных веществ. Серная кислота (H2SO4), ортофосфорная кислота (H3PO4) или азотная кислота (HNO3) может быть важным источником серы, фосфора или нитратного азота. Например, требуется приблизительно 50 мл 85% ортофосфорной кислоты на 375 л воды для нейтрализации 100 ppm щелочности. Концентрация ортофосфорной кислоты будет обеспечивать около 61 ppm P к питательному раствору, что эквивалентно фосфору, вносимому посредством 20-10-20 при 285 ppm N. Переход от ортофосфорной кислоты к серной или азотной кислоте удаляет фосфор, но в то же время будет добавляться сера или азот в питательный раствор.

Остаточные ионы

Некоторые «остаточные» ионы в оросительной воде не нужны для растений, или потребности настолько малы, что требуются только небольшие количества. Примерами этих остаточных ионов являются натрий (Na) и хлор (Cl). В общем, их присутствие в оросительной воде при высоких концентрациях увеличивает накопление солей в корневой зоне. Даже такой питательный элемент, как кальций, может стать проблемой из-за накопления солей, когда его концентрация слишком высока.

Существует несколько способов регулировки воды с высокой концентрацией солей, и все они влияют на питание растений. Один из вариантов заключается в том, чтобы промывать больше обычно рекомендуемой нормы на значение от 0 до 20 процентов. Высокие нормы промывки также устраняют питательные вещества из корневой зоны, поэтому увеличение нормы промывки также увеличивает концентрацию удобрений для поддержания достаточной концентрации питательных веществ в среде выращивания.

Изменение источника воды может быть вариантом, когда концентрации солей слишком велики. Если источник воды не доступен, или если он не имеет достаточной пропускной способности, необходимо будет рассмотреть возможность обработки воды. Например, очистка обратным осмосом удалит большинство солей (кроме бора), оставив воду очень чистой. Соли в источнике воды также могут быть разбавлены путем смешивания воды с высоким содержанием солей с водой с низким содержанием (такой как вода, очищенная обратным осмосом).

Если источник воды изменяется, должен быть проведен обычный его анализ, главным образом, определена электропроводность (ЕС), pH и щелочность, пока не будет полной уверенности, что новый источник воды сможет поддерживать такое же качество. Если ЕС превышает 0,2 мСм/см, потребуются дополнительные лабораторные исследования. Если качество воды значительно изменится, пересмотрите повторно вашу общую программу питания (подкисление, удобрение, норму известкования, среду выращивания и т. д.), чтобы гарантировать, что все питательные вещества вносятся в соответствующих дозах и что pH среды выращивания остается стабильным.

Идеальная концентрация питательных веществ по сравнению с контролируемой концентрацией питательных веществ

Для выращивания сельскохозяйственных культур не существует идеальной воды для орошения. Каждый источник воды имеет свои собственные проблемы. Пока концентрация питательных веществ, щелочности или остаточных ионов (ионов, не используемых для роста растений) в оросительной воде сохраняется в пределах допустимого диапазона, большинства проблем можно избежать; либо путем хорошего управления щелочностью, либо путем добавления или балансировки питательных веществ, содержащихся в воде, с питательными веществами, содержащимися в химических удобрениях.

Инга Костенко, Mivena Украина

Анна Устименко, Клуб Sirius Agro Plant

Англ. вер. Д-р Билл Арго (Dr. Bill Argo), Blackmore Co.

Д-р Пол Фишер (Dr. Paul Fisher), профессор Университета Флориды (США)