Vzduch v živném roztoku | Blog RastOk

V poslední době jsme byli svědky výrazného nárůstu používání vzduchových kompresorů
zvýšit množství kyslíku obsaženého v živných roztocích,
používá se k zalévání rostlin nebo v systémech pěstování rostlin.

Zdá se, že každý městský farmář zvažoval nebo zvažuje použití těchto provzdušňovacích systémů při pěstování rostlin, ale jaké jsou jejich výhody?

Jaké jsou výhody a nevýhody používání takových systémů a za jakých podmínek by se měly používat?

Další klíčové otázky, které je třeba si položit: Proč se používají?

Co se stane s živným roztokem při jejich použití?

Základní principy vody.

Za prvé, voda obsahuje nejen molekulu vody H2O, ale obsahuje také rozpuštěné pevné látky, které mohou sahat od rostlinně prospěšných látek, jako je vápník a železo, až po méně prospěšné látky, jako je sodík a olovo. Může obsahovat rozpuštěné plyny, jako je kyslík a oxid uhličitý.

Čím je voda teplejší, tím méně zadržuje tyto plyny.

Čím vyšší je koncentrace rozpuštěných látek, tím méně plynu se zadrží ve vodní struktuře, protože molekula vody bude zaneprázdněna interakcí s těmito látkami a nezadrží molekuly kyslíku.

Když se voda pohybuje a je v konstantním stavu pohybu, takže je vystavena vzduchu, přítomnost plynů zůstává stabilní. Když voda stagnuje, plyny ji začnou opouštět a stoupají tloušťkou, v důsledku čehož bude nedostatek plynů na dně, které se soustředí shora – je to proces stagnace. V tomto stojatém vodním sloupci může začít docházet k mnoha změnám, ale to není téma ke zvážení v tomto článku a nemá zásadní význam.

Tvorba uhličitanů.

Plyny přítomné ve vodě ovlivňují mnoho aspektů: fyzikální, iontový stav prvků a pH vody. Jak se oxid uhličitý (CO2) pohybuje vodním sloupcem, reaguje s ionty, jako je vápník, a pH se začíná zvyšovat, protože se tvoří uhličitany.

Mechanismus používaný k přípravě pitné vody spočívá v přidání uhličitanu vápenatého do vody, který působí jako pH pufr pro zlepšení chuti vody a zabránění problémům s instalací kvůli příliš vysokému nebo příliš nízkému pH. V tomto případě bude pufr kompenzovat změny pH způsobené kyselými nebo alkalickými sloučeninami, které mohou být přítomny ve vodě, takže pH zůstane konstantní, pokud je voda skladována v uzavřených nádobách.

Reakce mohou nastat i s jinými plyny ve vodě, včetně kyslíku. Kyslík je oxidační činidlo, a tak se spojí s ionty ve vodě a vytvoří nové kombinace. Tyto nové kombinace pravděpodobně vypadnou z roztoku nebo se stanou pro závod nedostupné. To je velmi důležité, když je kyslík přítomen v závlahové vodě bohaté na ionty používané jako hnojivo.

Rozpuštěný vzduch je důležitý!

Atmosféra se skládá z mnoha různých plynů a některé z nich se rozpouštějí ve vodě.

Vzduch rozpuštěný ve vodě je důležitý, protože podporuje i brání životu

V této situaci jsou důležitými plyny kyslík v dvouatomové formě O2 a oxid uhličitý CO2.

Aby byl kyslík užitečný pro život, musí být ve dvouatomové formě. Kyslík ve formě O2, reaktivní forma známá také jako „volné radikály“, je škodlivý pro všechny formy na bázi uhlíku, protože hledá něco, s čím by se mohl kombinovat, a uhlík je optimální partner. Kyslíková forma O2 je zdrojem kyslíku pro život ve vodě, a to platí jak pro rostliny, tak pro živočichy. Peroxidové sloučeniny zde nemají žádný účinek, protože uvolněný kyslík je reaktivní volný radikál, protože H2O2 se přeměňuje na H2O + O2. Oxid uhličitý samozřejmě kořenový systém nevyžaduje, ale je potřeba k ovlivnění pH a zpomalení těchto výkyvů.

⚠️ Nedostatek kyslíku podporuje a rozvíjí nežádoucí anaerobní formy života, které mohou kromě uvolňovaných toxinů a různých onemocnění způsobovat stagnaci a výsledný zápach.

Kořeny rostlin rostoucích ve vodě musí mít dostatečnou hladinu kyslíku, aby správně fungovaly. Nejen kořeny, ale i další užitečné mikroorganismy vyžadují určité množství kyslíku, aby přežily a/nebo se vyvíjely. Potřebné hladiny kyslíku se však mohou lišit. Kořeny suchozemských rostlin se zřídka setkávají s koncentrovaným kyslíkem, protože vzduch musí difundovat póry půdy, ale to je rozhodně mnohem lepší než nízké hladiny kyslíku, které obvykle stojí ve vodě.

Je velmi důležité poznamenat, že různé plyny se rozpouštějí různě ve vodě i ve vzduchu. Například CO2 se snadno rozpouští ve vodě, ale kyslík a dusík se tak snadno nerozpouští. Obecně bude voda obsahovat hodně plynu, což znamená, že jak se více CO2 rozpustí, ostatní plyny, jako je kyslík a dusík, jsou ze systému odstraněny. Navíc, když se teplota nebo slanost zvýší, nepřiměřené množství plynů opustí roztok rychleji než snadněji rozpustné plyny, jako je CO2.

Kdy a jak provzdušňovat vodu rostlinám?

Existují 2 hlavní způsoby, jak dostat vzduch do vody:

✅rozpouštění z atmosféry při silných proudech;

✅ nasycení vody vzduchem (difúze);

Zatímco některé ryby a vodní rostliny mohou absorbovat dostatek kyslíku k přežití v koncentracích kolem 5 ppm, suchozemské rostliny takové množství kyslíku absorbovat nemohou. Suchozemské rostliny vyžadují při pěstování ve vodě zvláštní péči. Je třeba rozlišovat mezi rostlinou pěstovanou ve vodě a rostlinou, která je vodě vystavena jen občas.

Když voda v nádrži obsahující živiny (hnojiva) zůstane nehybná, začnou z ní unikat rozpuštěné plyny, které se hromadí ve vodním sloupci, takže rozpuštěných plynů je méně a nahoře více.

V systémech DWC (deep water culture) nebo akvaponii pro suchozemské rostliny musí být hladiny kyslíku zvýšeny nad rámec toho, co lze absorbovat pouhým promícháním vody. V závislosti na teplotě vody a úrovni slanosti může být tento proces složitý, takže do hry vstupuje potřeba difúze kyslíku. Tento systém s sebou nese určitá rizika, zejména pokud je prostředí, ze kterého je vzduch odebírán, vysoce nasyceno CO2.

Riziko kolísání pH:

To způsobí, že pH bude kolísat většinou směrem nahoru, protože se CO2 spojuje s vápníkem. Dalším účinkem je, že molekulami vody bude zachyceno méně O2, protože CO2 se rychle rozpouští a vytlačuje O2. Při přívodu vzduchu z takového zdroje je třeba být velmi opatrný. Je nutné dodržovat pH – čím větší dostupnost živin, tím rychleji a citelněji pH kolísá.

Ve všech ostatních systémech, kde se voda přidává pravidelně, jako jsou systémy využívající hliněné oblázky, minerální vlnu, písek, zeminu, rašelinu, kokosové vlákno nebo jakékoli jiné, kde kořeny nejsou neustále ve vodě, by konstantní okysličování nemělo být tak intenzivní jako akvaponie nebo DWC. .

✔️ Dobře funguje vzduch přiváděný přes kompresor s rozprašovačem do nádrže, který se přirozeně rozpouští ve vodě i s živným roztokem obsaženým v nádrži. To pomáhá předcházet stagnaci, udržovat správné hladiny O2 po celou dobu růstu a udržovat stabilní úroveň pH, ​​čímž se vyhnete nekontrolovatelným výkyvům, ke kterým dochází v důsledku vzduchu bohatého na CO2.

Pro zdravé kořeny nemusí být dodatečný kyslík nutný, protože drenážní proces nasává vzduch do pórů substrátu a poskytuje dostatek O2 pro absorpci na povrchu kořenů. Většina kyslíku ve vodě se ve skutečnosti nevyužije, protože nezůstane dostatečně dlouho na to, aby se vstřebal.

Kořeny, které nežijí ve vodě, se také liší od kořenů, které jsou zvyklé žít ve vodě; existují mezi nimi určité rozdíly, například tloušťka pericyklu, který řídí množství vody pohybující se v rostlině. Vystavení kořenů rostlin, které se nevyvinuly pro život ve vodě, vodě bez kyslíku po dobu delší než dvacet minut povede k jejich smrti.

V hybridních systémech, jako je příliv a odliv ( EBB&Flow ), čerpání vody a její následné vypouštění zpět do spodní nádrže stačí k udržení potřebného množství rozpuštěného vzduchu v celém systému. V prostředí s vysokým obsahem CO2 se může stát, že se více CO2 rozpustí ve vodě živného roztoku. To se však nestane tak rychle, pokud je živný roztok provzdušňován vzduchem bez vysokého obsahu CO2. Je třeba dávat pozor na problémy s pH a nádrže bude nutné vyměňovat častěji, než by bylo nutné v zařízeních bez integrovaného systému CO2.

V systémech, které nevyžadují neustálé udržování kořenů ve vodě, je tedy lepší omezit použití vzduchových kompresorů, protože kyslík v tomto systému bude po zalévání dodáván hlavně difúzí do substrátu: jednoduchý systém, který umožňuje promíchávat vzduch v nádrži na několik minut každou hodinu a uspokojí tak potřebné potřeby.

V hydroponických systémech s inertním substrátem, který zadržuje málo vody, jako je expandovaná hlína nebo metoda živného filmu (NFT), může mít koncentrace O2 rovné nebo vyšší než 40 ppm nebo dosáhnout 60 ppm (což je nejlepší) vyžadovat více kyslíku. nasycení.

Úprava obsahu vzduchu ve vodě je jedním z klíčových úkolů

Vzduch je jistě důležitou součástí závlahové vody, ale musí být řízen tak, aby nenarušil rovnováhu systému. Skutečnou výzvou je nepřekračovat požadované úrovně, abyste nevytvářeli více problémů, než kolik stojí.

Městský farmář musí být chytrý a rozumět tomu, co je potřeba, jaké výsledky očekávat a jaké jsou skutečné náklady.

Pokud je pro vás stagnace problém i při použití nejjednodušších metod uvedených v tomto článku pro jakýkoli systém, včetně plně ponořeného kořenového systému, pak může být řešením menší systém s častějšími změnami živného roztoku.

S pozdravem, váš RastOk.