Понимание pH в гидропонике – Часть №1 – Наука в гидропонике

Когда вода реагирует сама с собой с образованием частиц H3O(+)(гидроксил) и OH(-)(гидроксид), возникает одна из наиболее фундаментальных и важных характеристик водных растворов. Реакционная способность раствора и его взаимодействие с живыми организмами в значительной степени определяются концентрацией этих двух веществ, переменной, обычно измеряемой как pH, которая представляет собой не что иное, как отрицательное значение логарифма концентрации H3O(+) ион. В гидропонной культуре, где наши растения находятся в тесном контакте с водными растворами, понимание роли ионов H3O(+) и OH(-) и их измерение в качестве pH становится очень важным, если глубокое понимание происходящего на хочет быть достигнутым. В сегодняшнем посте я попытаюсь провести вас в этот микромир рН, а также узнать, как и почему меняется рН в гидропонной культуре. Завтра в Части №2 я постараюсь объяснить вам, как растения приспосабливаются к изменению рН и что на самом деле означает изменение рН для живого организма.

Что определяет рН? Эта переменная обратно пропорциональна концентрации ионов H3O(+) и прямо пропорциональна ионам OH(-). pH и дать вам более высокое значение pH. Здесь важно понимать, что ионы гидроксила и гидроксида определяют концентрацию друг друга. Поскольку необходимо поддерживать равновесие самореакции воды, сумма pH и pOH всегда должна быть равна 14 (чистое следствие теории химического равновесия). Когда концентрация ионов гидроксила и гидроксида одинакова, pH и pOH вносят одинаковый вклад в раствор, и поэтому они оба равны 7, поэтому pH нейтрального раствора имеет это значение.

Теперь, когда мы немного знаем о рН, мы можем лучше понять, что происходит, когда растения взаимодействуют с питательным раствором. Когда растение помещают в данный раствор, оно хочет поглощать питательные вещества, необходимые ему для роста. Эти питательные вещества доступны в виде ионов с заданным зарядом. Например, азот поглощается в виде иона нитрата (NO3(-)), а калий поглощается в виде иона K(+). Когда растение поглощает калий, оно лишает раствор положительного заряда. Поскольку раствор должен оставаться нейтральным, растение вносит в раствор ион H3O(+) для компенсации. Таким образом, растение снизило pH раствора, поглотив ион калия. Когда нитрат поглощается – ион с отрицательным зарядом – растение делает обратное и заменяет нитрат на ОН(-), рН раствора увеличивается.
––
Если бы растения поглощали питательные вещества совершенно симметричным образом, они бы не увеличивали и не уменьшали рН, поскольку изменения общего заряда компенсировались бы. Однако, поскольку никто не совершенен, растения поглощают питательные вещества с разной скоростью, и поэтому они создают «тягу» к определенному диапазону pH. Если растение сильно поглощает нитраты, оно начнет выделять в раствор гораздо больше ионов OH(-), чем H3O(+), и результатом будет чистое увеличение pH. В зависимости от состава питательных веществ и общей стадии роста растения, растение может достигать различных чистых изменений pH.

Наиболее влиятельным фактором в изменении pH в растворе обычно является состав азотного компонента раствора. Когда растения поглощают ионы аммония NH4(+), они имеют тенденцию к снижению pH, в то время как нитраты, как упоминалось выше, имеют тенденцию к увеличению pH при поглощении. Если вы вносите процент азота в свой раствор в виде аммиака, чистый эффект будет полезным «абсорбционным буфером pH», поскольку растения будут поглощать азот в обеих формах, эффективно задерживая начало важных изменений pH. Конечно, соотношение питательных веществ также играет жизненно важную роль, поскольку механизм поглощения питательных веществ растениями в значительной степени неспецифичен, и на него сильно влияют различные концентрации питательных веществ в растворах. Наличие питательного раствора, предназначенного для обеспечения адекватного баланса, будет иметь жизненно важное значение для контроля колебаний pH.

Во второй части этого поста «Понимание рН в гидропонике» я расскажу о диапазоне рН, в котором могут жить растения, о том, как они адаптируются к изменениям рН, и о других интересных аспектах, которые помогут вам лучше понять роль и истинное значение рН в гидропонике. гидропонная культура. Я надеюсь, что сегодня вы получили общее представление о том, что представляет собой рН, о характере изменений рН и о некоторых основных вещах, которые можно сделать для улучшения баланса рН в вашей гидропонной культуре.