Немного основных понятий

pH = -log [H+], или, еще строже говоря, pH = -log [H3O+] (химики утверждают, что именно в таком виде положительный ион водорода живет в водном растворе). pH показывает кислотно-щелочной баланс раствора, а не кислотность или щелочность (основность) отдельно.

pH измеряется в степенях числа 10. Концентрация ионов водорода в растворе с pH 1.0 в 10 раз выше, чем концентрация ионов водорода в растворе с pH 2.0. Чем выше концентрация ионов водорода, тем ниже pH:

при pH>7 раствор щелочной (основной);
при pH<7 раствор кислый (кислотный).

В чистой нейтральной воде концентрация ионов водорода и гидроксильных ионов = гидроксид-ионов = OH- обе равны 10-7 моль/л.

Почему pH считается важным показателем

Почему pH считается важным показателем в гидропонике
Если диапазон pH выбивается из определенных рамок, то растение не сможет потреблять питательные вещества в требуемом объеме, такие как макро- и микроэлементы, витамины и углеводы.
А значит не сможет нормально развиваться. Для всех растений диапазон pH от 5,5 до 6,3 считается наиболее приемлемым. Существует немало растений, которые могут выжить в диапазоне от 5 до 7.

Если растение растет и развивается в кислой среде, то оно может испытывать нехватку некоторых микро- и макроэлементов, таких как железо, марганец, водород, алюминий, магний и кальций. Это связано с тем, что при кислой реакции почва становится менее доступной для усвоения некоторых элементов растениями.

При развитии растения в щелочной среде существенно повышает уровень молибдена и макроэлементов (о фосфатах речь не идет), а содержание фосфора (P), железа (Fe), марганца (Mn), цинка (Zn), меди (Cu) и кобальта (Co) снижается. Такое снижение потребления может негативно сказаться на развитии растения.

Для того чтобы растения могли получать питательные вещества, они должны проникать через клеточные мембраны, что зависит от оптимального pH. Также, полезные бактерии и грибы в гидропонных системах требуют определенного уровня pH для роста и развития, и могут быть угнетены при слишком высоком или низком уровне pH.

В зависимости от изменения уровня pH любой элемент может стать доступным для растения. Если вы после измерений уровня pH выявили, что он вышел за требуемые рамки, то растение не сможет получать определённые химические элементы, уменьшится рост растения. В конечном итоге снизится урожайность выращиваемой культуры.

Методы измерения уровня pH

Наиболее распространенными способами измерения показателя pH в растворе являются: цифровые pH-метры, жидкие тесты в виде наборов и бумажные тест-полоски. Рассмотрим каждый из методов:

Они пропитываются специальными красителями, которые реагируют на уровень pH. После того как эти полоски опускают в питательный раствор, они меняют свой цвет. Цвет сравнивают с цветовой шкалой и определяют уровень pH в растворе.
В небольшую емкость с питательным раствором добавляют незначительно количество чувствительного красителя. После этого по цветовой шкале определяют уровень pH в растворе.
pH tест в виде жидких наборов GHE
Для проверки уровня pH этот метод является наиболее информационным. Здесь трудно ошибиться, влияние человеческого фактора сведено к минимуму. Вам потребуется только окунуть электрод на несколько минут. Значение отобразится на дисплее прибора. Исключены ошибки определения цветовых оттенков в таблице. Они могут носить сугубо индивидуальный характер.

Точность определения приборов зависит от калибровки. За такими цифровыми приборами необходим соответствующий уход, в противном случае, они могут выйти из строя. Стеклянный шарик должен быть постоянно чистым. Что касается электродов, то они должны быть помещены в специальный раствор. Перед тем как проводить измерения, необходимо калибровать прибор. В таком случае точность гарантирована.

Гидропоника пассивного типа

В такой гидропонике в специальных емкостях размещается субстрат, обычно это кокос, перлит, вермикулит, минеральная вата и другие. Для того чтобы приготовить питательный раствор обычно используют большой резервуар. После приготовления вы сможете отрегулировать уровень pH. Наиболее приемлемыми будут значения pH в диапазоне от 5,8 до 6,2. Внимательно следует подойти к определению точного количества pH Up / pH Down. В последующем это поможет определить точную дозировку для вашей воды. Такая дозировка не должна меняться от партии к партии, также требуется периодическое тестирование. Если вы занимаетесь выращиванием растений на промышленной основе, то желательно приобрести автоматический регулятор уровня pH.

Гидропоника активного типа

Такая система предусматривает подачу питательного раствора к растениям при помощи таких насосов как N.F.T., Ebb&Flow (Flood&Drain) и другие. Должна применяться аэропоника, использоваться система DWC, SWC. Как правило, питательный раствор на протяжении определенного времени циркулирует в районе корневой системы.

В активных системах на регулярной основе необходимо не только проверять, но и регулировать уровень pH в основном баке. По мере того как расходуется питательный раствор требуется пополнять его. Используют дистиллированную или водопроводную воду, профильтрованную через обратный осмос.

У обычной водопроводной воды, как показывает практика, имеет уровень pH выше, чем тот, который есть в растворе. После наполнения бака обычной водой уровень pH в питательном растворе увеличивается. Для того чтобы раствор вернуть к нормальным показателям, требуется добавить определенное количество раствора pH Down. Для определения уровня pH преимущественно используется метод жидкого pH-теста. Такую процедуру необходимо проводить достаточно часто, поэтому лучше воспользоваться цифровым прибором.

Особенности определения уровня pH в жесткой воде

В жесткой воде уровень бикарбонатов очень высокий. Заметить, что вода жесткая несложно. Прежде всего много расходуется мыла при намыливании рук, например, также в вашем чайнике наблюдается большой слой накипи. Это один из признаков того, что вы пользуетесь жесткой водой. Не всегда жесткая вода имеет высокий уровень pH, хотя часто это утверждение верно. Для того чтобы снизить уровень pH вашей жесткой воды, понадобится большое количество кислоты. Добавляют преимущественно фосфорную кислоту. Но возникает проблема другого плана: частое добавление фосфорной кислоты приводит к тому, что в растениях накапливается фосфат. Значительный уровень фосфата ведет к тому, что подавляется поглощение например такого элемента как цинк. В конечном итоге может наступить дисбаланс веществ в питательном растворе.

Как понизить pH?

Серную или фосфорную кислоту, что снизит pH. Однако, необходимо быть осторожным при использовании кислот, так как излишнее их применение может привести к повреждению корневой системы.
Гидроксид натрия (натривнокислый), которые также понижают pH. Но их также необходимо использовать с осторожностью.
Например, для поддержания оптимального pH 6,0-6,5 можно использовать буферный раствор на основе калия фосфата.
Лимонная или уксусная кислота, однако, такие методы лучше использовать только для маленьких изменений pH, а не для кардинальных изменений.

Сегодня изготовители производят питательные удобрения как для жесткой (Hard Water), так и для мягкой (Soft Water) воды. Среди них можно выделить трехсоставный комплект удобрений для гидропоники TriPart (Flora series), двухсоставная минерально-органическая система питания NovaMax Grow + NovaMax Bloom и минеральная программа основного питания от Advanced Nutrients pH Perfect Grow + Bloom + Micro.

Часто задаваемые вопросы

Как можно скорректировать pH?

Это можно сделать двумя основными способами: при помощи добавления в раствор кислот либо щелочей (более простой способ);
с помощью изменения баланса ионов азота в растворе (более сложный способ).

Какие кислоты используются для понижения pH?

Преимущественно азотная и ортофосфорная кислота, реже соляная и серная.

Какая кислота снижает pH сильнее всего?

По сравнению с прочими кислотами, серная кислота снижает pH сильнее всего.

Можно ли, наоборот, на стадии цветения понижать pH с помощью азотной кислоты, а на стадии вегетации — с помощью ортофосфорной?

Да, можно, однако имейте в виду, что поскольку в обоих этих случаях дополнительное количество макроэлемента (азота или фосфора) будет привнесено в раствор в неподходящую стадию (т. е. когда этого элемента должно быть чуть меньше, а не больше), это может несколько замедлить вегетацию либо плодоношение.

Можно ли для понижения pH использовать борную кислоту?

Несмотря на то, что борная кислота, как и всякая кислота, способна понижать pH, не следует использовать её в этих целях. Как следует из её названия, данная кислота содержит бор, который относится к группе питательных микроэлементов — химических веществ, необходимых растениям в крайне малых количествах.

Какие щёлочи используются для повышения pH?

Гидроксид натрия (NaOH);
Гидроксид калия (KOH). Именно он является действующим ингредиентом средства pH Up или pH Plus, которое можно приобрести в магазинах.

Что требуется делать чаще: понижать pH или повышать?

Как правило, pH-значение требуется только понижать (т. е. делать более кислотным). Поскольку в практике любительского гидропонного выращивания для приготовления питательного раствора используется водопроводная питьевая вода.