Факторы, ограничивающие срок службы циркулирующего гидропонного питательного раствора — Наука в гидропонике
Гидропонные системы, в которых используются циркулирующие питательные растворы, могут быть более эффективными с точки зрения использования воды и питательных веществ. Однако, несмотря на то, насколько хорошо осуществляется управление раствором, существуют определенные факторы, ограничивающие время, в течение которого раствор может поддерживаться без полной замены всего рециркулирующего питательного раствора в системе. Выполняя действия по ослаблению некоторых из этих факторов, можно увеличить срок службы питательного раствора, но попытки хранить питательный раствор бесконечно часто нецелесообразны как с технической, так и с экономической точки зрения. В сегодняшнем посте я расскажу о факторах, ограничивающих срок службы циркулирующего питательного раствора, и о некоторых действиях, которые можно предпринять для увеличения срока службы раствора.
Избирательное потребление питательных веществ. Некоторые питательные вещества растения усваивают значительно быстрее, чем другие. Это приведет к существенному накоплению определенных питательных веществ в растворе, если питательные вещества пополняются для поддержания постоянной ЕС раствора при постоянном объеме. Чаще всего фосфор имеет тенденцию накапливаться в растворе. Это связано с тем, что растения будут усваивать это питательное вещество значительно медленнее, чем другие, при этом оно будет восполняться в полную силу каждый раз, когда добавляются питательные вещества. Это приведет к увеличению отношения фосфата к другим питательным веществам, что в конечном итоге приведет к проблемам с фосфором, кальцием и магнием в растворе. Питательные микроэлементы также будут пополняться больше, чем они потребляются, а такие микроэлементы, как молибден и медь, могут опасно накапливаться в растворах, которые хранятся в течение длительного периода времени (месяцев).
Вышесказанное является основной причиной, по которой питательные вещества часто заменяются каждые 2-4 недели в рециркуляционных гидропонных установках. Химический анализ может помочь увеличить это время, позволяя гроверу выборочно заменять только то, что было взято, но для этого гровер должен иметь опыт в расчете и создании составов питательных веществ и быть в состоянии эффективно адаптировать питательные вещества по мере необходимости.
Заражение патогенами. Питательные растворы будут загрязняться внешними патогенами по мере их рециркуляции и контакта со средой и воздухом. Это заражение патогенами может вырасти до такой степени, что растения начнут заболевать, что может привести к значительным потерям, поскольку болезни невероятно эффективно распространяются в рециркулирующих питательных растворах. Потенциальные решения, такие как озон и УФ-фильтрация, могут помочь устранить патогены, но эти окислительные действия также разрушат важные аспекты питательного раствора, такие как хелатирующие агенты, которые используются для обертывания ионов тяжелых металлов. Это означает, что, поскольку вы уничтожаете патогены, вы теряете доступность тяжелых металлов, так как в этих условиях свободным ионам металлов становится легче осаждаться. При использовании встроенного УФ или озона в рециркуляционной среде часто возникает необходимость соблюдать осторожность при анализе и пополнении хелатных тяжелых металлов, особенно железа.
Растение вклад корневой системы (экссудаты). Растения также будут вносить химические вещества в питательный раствор, что увеличит как содержание углерода, так и биологическую активность питательного раствора. Эти вещества также могут серьезно влиять на рост и развитие растений, поскольку эти экссудаты могут содержать гормонально активные молекулы, запускающие биологические процессы внутри растений. Вы можете удалить большинство этих молекул с помощью угольных фильтров и процессов окислительной стерилизации, но это вызовет некоторые из тех же проблем, которые упоминались в предыдущем абзаце о заражении патогенами. Угольные фильтры также необходимо регулярно проверять и заменять, иначе они просто заполнятся и станут неэффективными.
Накопление непитательных веществ. Некоторые ионы, добавленные с водой, не будут использоваться в качестве питательных веществ, а просто будут накапливаться в питательном растворе, пока не станут ядовитыми для растений. Наиболее важные проблемы накопления связаны с натрием и хлоридом в регионах, где вода содержит значительное количество этих ионов (например, в Южной Европе, см. здесь). Это проблематично, потому что вы всегда будете добавлять эти ионы с новыми добавками воды, поэтому у вас будет ограниченная возможность контролировать их накопление. Это может потребовать использования систем обратного осмоса для добавления воды с низким содержанием этих загрязняющих веществ или, что часто более экономично, в какой-то момент потребует замены раствора. Обратите внимание, что ядовитые тяжелые металлы, такие как As, Hg, Cd, также могут накапливаться со временем, поэтому срок службы питательного раствора всегда должен быть ограничен, независимо от усилий, направленных на то, чтобы никогда не заменять его. Примеси в вашей соли также могут играть важную роль в накоплении непитательных веществ.
Я надеюсь, что вышеизложенное послужит хорошим объяснением общих факторов, которые ограничивают срок службы рециркуляционного раствора в гидропонике. Поддержание циркулирующего питательного раствора — это не просто «добавление воды с питательными веществами в довершение» или «добавление питательных веществ для поддержания определенного уровня электропроводности», это требует значительной осторожности при оценке эволюции питательных веществ по мере накопления ионов. и сами растения также вносят свои собственные органические молекулы для изменения состава питательного раствора. В большинстве случаев решение просто «заменять раствор каждые 2 недели» является наиболее экономически целесообразным решением, но это может быть нежелательно, если необходимо свести к минимуму как использование воды, так и загрязнение водных ресурсов. При хорошем управлении срок службы раствора часто может быть увеличен до 8-16 недель, но превышение этого срока может быть рискованным из-за аспектов накопления ионов, которые трудно контролировать (как упомянуто в последней задаче).
