ما هي أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية؟

أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية

في الزراعة المائية، يعد الحفاظ على ظروف النمو المناسبة للنباتات هو اسم اللعبة. ولكن حتى إذا حققت التباعد المثالي بين النباتات والإضاءة ودرجة الحرارة والرطوبة وحركة الهواء وتوازن المغذيات، فستظل نباتاتك تعاني إذا لم توفر مستوى الأس الهيدروجيني المناسب لمحلول المغذيات.

لتوفير درجة الحموضة المثلى للزراعة المائية، يجب أن تعرف بعض الكيمياء الأساسية، والتي قد تكون مخيفة بعض الشيء إذا لم تواكب علوم مدرستك الثانوية. لكن لا داعي للقلق. تشرح هذه المقالة ما هو الرقم الهيدروجيني، ولماذا يعتبر الرقم الهيدروبوني مهمًا للزراعة المائية وما هو أفضل درجة الحموضة في الزراعة المائية. سأشرح خطوات قياس وتعديل الأس الهيدروجيني في الزراعة المائية، للتأكد من أن نباتاتك قادرة على امتصاص العناصر الغذائية التي تحتاجها لنمو سريع وصحي.

ما هو الرقم الهيدروجيني؟

يخبرنا مستوى الأس الهيدروجيني لمحلول سائل عن مدى حمضيته أو قلويته على مقياس من 0 إلى 14، حيث يشير 7.0 إلى محلول متعادل الرقم الهيدروجيني. من نقطة الوسط المحايدة هذه، يصبح المحلول حامضيًا بشكل متزايد مع اقتراب الأس الهيدروجيني من الصفر ويزداد قلويًا مع اقتراب الرقم الهيدروجيني 14. الماء النقي هو درجة الحموضة متعادلة.

عندما تنظر إلى الكيمياء وراء الأس الهيدروجيني، فإن الأمر كله يتعلق بالطريقة التي تتفاعل بها ذرات الهيدروجين والأكسجين وتركيز أيونات الهيدروجين الناتج. لذلك، كما تعلم على الأرجح، تتكون جزيئات الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة (H2O). ولكن عندما يذوب المركب في الماء وينتج أيونات حرة (ذرات أو جزيئات بشحنة كهربائية)، يمكن أن يتسبب في تفكك بعض جزيئات الماء، مما ينتج عنه أيونات هيدروجين موجبة الشحنة (H +) وأيونات هيدروكسيد سالبة الشحنة (OH-) .

يشير الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى تركيز أيونات الهيدروجين الحرة التي يحتوي عليها. تحتوي المياه النقية على تركيزات متساوية من H + و OH-، في حين أن المحاليل الحمضية لها تركيزات أعلى من H + من OH- والمحاليل القلوية لها عكس. هذه الخصائص على المستوى الجزيئي مسؤولة عن الخواص الحامضة والمسببة للتآكل في المحاليل الحمضية والطبيعة المرة والزلقة للمحاليل القلوية.

قيمة الأس الهيدروجيني هي قياس لوغاريتمي، مما يعني أن كل رقم صحيح يمثل فرقًا بمقدار عشرة أضعاف في تركيز أيونات الهيدروجين، وبالتالي فرقًا بمقدار عشرة أضعاف في قوة الحموضة أو القلوية. لذلك، على سبيل المثال، المحلول الذي يكون الرقم الهيدروجيني 3 أكثر حمضية بعشر مرات من المحلول الذي يحتوي على درجة حموضة 4 و 100 مرة أكثر حمضية من المحلول الذي يحتوي على الرقم الهيدروجيني 5.

ما هو أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية؟

كقاعدة عامة، فإن أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية هي نطاق حمضي قليلًا يتراوح من 5.5 إلى 6.5.

ومع ذلك، فإن نطاقات الأس الهيدروجيني المثلى لتوافر المغذيات تختلف إلى حد ما من نبات لآخر. لذلك، من الناحية المثالية، يجب عليك الرجوع إلى مخطط الأس الهيدروجيني واستخدام خزانات منفصلة لمحلول المغذيات لمجموعات من النباتات ذات متطلبات الأس الهيدروجيني المماثلة.

لماذا يعتبر الرقم الهيدروجيني مهمًا للزراعة المائية؟

في الطبيعة، تمتص جذور النباتات العناصر الغذائية الذائبة في الماء والتي تنشأ من المركبات العضوية وغير العضوية في التربة وطبقة الأساس الصخرية تحتها. تلعب الكائنات الدقيقة والمواد العضوية دورًا في تكوين وخصوبة ركيزة التربة، في حين أن تفاعلات المعادن وتقلبات عازلة المياه في مستويات الأس الهيدروجيني، تتحكم بشكل طبيعي في درجة الحموضة في التربة. وقد تطورت النباتات التي تنمو في هذه التربة وتكيفت مع نفسها للاستفادة من مستويات الأس الهيدروجيني التي يتم التحكم فيها.

بدون الاستفادة من دورات المغذيات والتفاعلات التي تحدث داخل التربة، فإن مزارعي الزراعة المائية هم وحدهم المسؤولون عن إعادة إنشاء البيئات المثالية التي تشجع جذور النباتات على امتصاص العناصر الغذائية الحيوية.

أيًا كان نوع نظام الزراعة المائية الذي تستخدمه، فإن الهدف دائمًا هو توصيل المياه والمغذيات إلى جذور النباتات عبر محلول مغذي مائي. وعلى الرغم من أهمية توفير إمدادات ثابتة من العناصر الغذائية المناسبة لأنواع النباتات التي تزرعها وكذلك لكل مرحلة نمو معينة، إلا أنه من المهم أيضًا توفير مستويات الأس الهيدروجيني المناسبة لامتصاص المغذيات.

تضمن مراقبة وضبط درجة الحموضة في الزراعة المائية توفر المغذيات في المحلول الخاص بك. على الجانب الآخر، إذا كان المحلول الغذائي الخاص بك لا يحتوي على الرقم الهيدروجيني الصحيح، فإنك تخاطر بتجويع نباتاتك – على الرغم من أنك تزودها بالكثير من العناصر الغذائية.

  الزراعة المائية للنعناع: طريقة زراعة النعناع في الماء

توافر المغذيات ودرجة الحموضة

يشير مصطلح “توفر المغذيات” إلى الطريقة التي تصبح بها كل مادة مغذية متاحة أكثر أو أقل لجذور النباتات اعتمادًا على درجة الحموضة في بيئتها. إنه يعكس حقيقة أن بعض العناصر الغذائية تتأثر بدرجة الحموضة أكثر من غيرها. على سبيل المثال، يتوفر النيتروجين والبوتاسيوم والكبريت عبر رقعة واسعة إلى حد ما من مقياس الأس الهيدروجيني، باستثناء المستويات الحمضية للغاية. لكن توافر المغذيات للفوسفور يبدأ في الانخفاض فوق درجة الحموضة 7.5 ثم يرتفع مرة أخرى في البيئات شديدة القلوية. وبالمثل، فإن كل مغذٍ نباتي له ملفه الغذائي الخاص بتوافر المغذيات عبر مقياس الأس الهيدروجيني.

سبب هذه الاختلافات في توافر المغذيات هو أن الأس الهيدروجيني يؤثر على طريقة تفاعل المركبات الكيميائية المختلفة ويمكن أن يتسبب في تكوين مركبات أقل قابلية للذوبان. إذا نظرنا مرة أخرى إلى مثال الفوسفور، فهو عنصر كيميائي شديد التفاعل موجود في الطبيعة كمركب كيميائي فوسفات، ويتفاعل بسرعة مع الكالسيوم والمغنيسيوم في المحاليل القلوية، بينما في المحاليل الحمضية، يتفاعل بسرعة مع الألمنيوم والحديد .

تعتمد كل هذه التفاعلات على كمية أيونات الهيدروجين الحرة الموجودة (تذكر أن الأحماض بها أكثر والقلويات بها أقل). نظرًا لأن المركبات الناتجة لا تذوب بسهولة، تصبح العناصر الغذائية أقل توفرًا للامتصاص بواسطة جذور النباتات.

ما الذي يسبب تغيرات درجة الحموضة في أنظمة الزراعة المائية؟

هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تسبب تغيرات في درجة الحموضة في محاليل المغذيات المائية، ولكن السبب الرئيسي الذي يثير قلق مزارعي الزراعة المائية هو امتصاص النباتات للمياه والمغذيات. هذا هو السبب في أهمية مراقبة وتعديل الأس الهيدروجيني بانتظام في الزراعة المائية.

ستصبح التقلبات في الأس الهيدروجيني أكبر إذا سمحت أن يقل حجم المحلول عن 1 جالون لكل نبات، حيث سيؤدي ذلك إلى تضخيم التغييرات في تركيز المكونات المختلفة للمحلول، ودرجة الحموضة تدور حول التركيزات. لذا تأكد من أن لديك خزانًا كبيرًا بما يكفي من المحلول لحديقتك المائية واحتفظ به في المقدمة لتحقيق نمو صحي مثالي للنباتات. انظر مقالتي حول حلول المغذيات المائية.

هناك عامل آخر يمكن أن يتسبب في حدوث تغييرات في درجة الحموضة في نظام الزراعة المائية وهو ظاهرة حيث تميل الوسائط النامية مثل صخور النهر والحصى والصوف الصخري إلى تخزين درجة الحموضة في محلول المغذيات، على غرار الطريقة التي تحافظ بها التربة على درجة الحموضة في الطبيعة. يمكنك منع ذلك عن طريق نقع وسيطك غير العضوي في محلول من حوالي لتر من الحمض الضعيف لكل جالون من الماء والسماح للوسيط بتحييد الحمض لمدة يوم أو يومين قبل تطهيره لاستخدامه في نظام الزراعة المائية. انظر مقالتي حول وسائط الزراعة المائية لمزيد من المعلومات.

بينما يمكن أن تلعب الوسائط غير العضوية دورًا في تغيير الرقم الهيدروجيني لمحلول المغذيات الخاص بك، في بعض الأحيان يمكن أن تُعزى التغيرات في الرقم الهيدروجيني إلى أسباب عضوية ؛ وهي البكتيريا والطحالب. يمكنك محاربة هذه المضادات العضوية عن طريق الحفاظ على المحلول الخاص بك حمضيًا قليلاً، والاهتمام بصحة جذورك، وإزالة أي مادة جذر ميت.

ما هي أفضل طريقة لقياس مستويات الأس الهيدروجيني في الزراعة المائية؟

نظرًا لأن الرقم الهيدروجيني لمحلول المغذيات الخاص بك عامل مهم في الزراعة المائية، فأنت بحاجة إلى مراقبته بانتظام. يجب دائمًا اختبار المحلول المائي بعد إضافة عناصر غذائية أو أدوات ضبط، مع التأكد من اختبار السائل في مكان بعيد جدًا عن المدخلات قدر الإمكان لتجنب القراءة الخاطئة. إذا كنت جديدًا في الزراعة المائية أو كنت تغير تركيبة المغذيات مع انتقال نباتاتك إلى مرحلة النمو التالية، فيجب اختبار الرقم الهيدروجيني يوميًا.

يمكنك قياس الأس الهيدروجيني باستخدام إما شرائط اختبار الأس الهيدروجيني أو محلول اختبار الأس الهيدروجيني أو مقياس الأس الهيدروجيني. فيما يلي ملخص لكل طريقة من طرق اختبار الأس الهيدروجيني:

شرائط اختبار درجة الحموضة

تستخدم طريقة اختبار الأس الهيدروجيني هذه شرائط اختبار ورقية صغيرة مشربة بأصباغ حساسة لدرجة الحموضة تُعرف باسم عباد الشمس، وهي مصدر مصطلح “اختبار عباد الشمس”. ما عليك سوى غمس الشرائط في محلول المغذيات الخاص بك ثم مقارنة اللون الذي يظهره مقابل الرسم البياني لتحديد الرقم الهيدروجيني.

هذه الشرائط منخفضة التقنية هي أرخص أنواع أجهزة اختبار الأس الهيدروجيني للشراء، وهي متوفرة بسهولة من موردي أحواض السمك والسباحة. ومع ذلك، فإن استخدام شرائط اختبار الأس الهيدروجيني هو أقل طرق اختبار الأس الهيدروجيني دقة.

  كيفية التحكم في الرطوبة في الزراعة المائية: دليل خطوة بخطوة

محلول اختبار الأس الهيدروجيني

تعد مجموعات الأس الهيدروجيني السائلة أيضًا غير مكلفة ومتاحة بسهولة وسهلة الاستخدام. باستخدام هذه المجموعات، يمكنك وضع كمية صغيرة من محلول المغذيات في قنينة، وإضافة بضع قطرات من محلول الاختبار، ورجها، ومقارنة النتائج بالمخطط. تكلف المجموعات أكثر من الشرائط، لكنها ذات قيمة أفضل على المدى الطويل، وهي أكثر دقة قليلاً، لأنها مصنوعة خصيصًا لاختبار محلول المغذيات المائية.

مقاييس الأس الهيدروجيني

تكلف أجهزة قياس الأس الهيدروجيني الرقمية أكثر من شرائط الاختبار ومجموعات السوائل، لكنها الطريقة الأسرع والأكثر دقة لقياس مستويات الأس الهيدروجيني. يمكنك ببساطة غمس القطب الزجاجي في محلول المغذيات، ويظهر مستوى الأس الهيدروجيني على شاشة LCD. تعد هذه القياسات عالية الدقة طريقة أكثر موثوقية لمراقبة درجة الحموضة في محلول المغذيات لمساعدتك في الحفاظ على البيئة المثالية لنباتاتك.

تتطلب مقاييس الأس الهيدروجيني الرقمية بشكل عام رعاية وصيانة منتظمة. تحتاج إلى معايرة الأقطاب الكهربائية أسبوعيًا لضمان دقة القراءات وتكييفها كل شهر أو نحو ذلك لضمان استجابتها وتنظيفها حسب الضرورة. ومع ذلك، هناك عدادات عالية الجودة مصنوعة من أجل الانغماس طويل المدى والتي ستسمح لك بمراقبة محلول المغذيات باستمرار وعدم تعرضها للتلف بشكل متكرر أو تتطلب الكثير من الصيانة.

كم مرة يجب أن أضبط درجة الحموضة في محلول المغذيات المائية؟

يجب ضبط درجة حموضة محلول المغذيات في الزراعة المائية عندما يشير اختبار الأس الهيدروجيني إلى مستويات خارج النطاق الأمثل. إذا حدد اختبارك أن الأس الهيدروجيني يحتاج إلى تعديل، فيجب عليك استخدام المواد الكيميائية المصممة خصيصًا للزراعة المائية، لأنها الأكثر أمانًا للاستخدام – خاصة إذا كنت مبتدئًا في الزراعة المائية. تأتي هذه المواد الكيميائية “pH up” و “pH down” في صورة سائلة وجافة، ويمكنك ببساطة وضعها وفقًا لذلك.

هناك بعض الجدل حول المدى الذي يجب أن تتركه خارج النطاق الأمثل لمحلول المغذيات المائية قبل تعديله. على الرغم من أن النباتات ستنمو على النحو الأمثل ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني المستهدف، إلا أنها لا تحب التغييرات المفاجئة في بيئتها المتنامية، مثل التغيير المفاجئ في درجة الحموضة في محلول المغذيات. في بعض الحالات، قد يكون من الأفضل لنباتاتك أن تتبنى نهجًا أكثر تسامحًا مع الأس الهيدروجيني، بدلاً من تعديل الأس الهيدروجيني باستمرار والتسبب في إجهاد حاد لنباتاتك.

درجة الحموضة والماء العسر

عسر الماء هو قياس كمية الكالسيوم والمغنيسيوم والمعادن النزرة الأخرى في أجزاء في المليون (جزء في المليون) أو الحبوب لكل جالون (GPG) من الماء. إذا كان هناك أكثر من 50 جزء في المليون من العسر (3 جي بي جي)، فإنها تعتبر مياه عسرة بشكل عام.

نظرًا لتأثير التخزين المؤقت للمعادن، يميل الماء العسر إلى الحصول على درجة حموضة أعلى ؛ وإذا حاولت تعديله باستخدام مادة كيميائية لخفض درجة الحموضة، فسوف تميل إلى القفز مرة أخرى. هذا هو السبب في أنه من الضروري اختبار المياه الخاصة بك. إذا وجدت أن لديك ماءً عسرًا، فقد ترغب في تقليل عسر الماء. يمكنك القيام بذلك باستخدام أجهزة الترشيح النانوي أو التقطير، ولكن الخيار الأفضل هو التناضح العكسي، لأنه الطريقة الأكثر كفاءة وموثوقية واقتصادية.

وحدات تحكم تلقائية للأس الهيدروجيني

نظرًا لأن درجة الحموضة في الزراعة المائية عامل مهم جدًا، فقد ترغب في استخدام وحدة تحكم تلقائية للأس الهيدروجيني للتأكد من أن الحل الخاص بك يظل دائمًا ضمن النطاق الأمثل لنباتاتك – خاصة مع أنظمة إعادة التدوير، حيث تتقلب مستويات الأس الهيدروجيني باستمرار مع تغذية جذور النباتات من محلول المغذيات المعاد تدويرها.

مستوى الأس الهيدروجيني الموصى به حسب النبات

محصول الفاكهة الرقم الهيدروجيني محصول الخضر الرقم الهيدروجيني
تفاحة 5.0-6.5 نبات الهليون 6.0-7.0
موز 5.5-6.5 رَيحان 5.5-6.5
بلاك بيري 5.5-6.5 فول 6
توت بري 4.0-5.0 بروكلي 6.0-6.5
الشمام 6 كرنب 6.5-7.0
الكرز 6.0-7.5 جزر 6.3
عنب 6.0-7.5 قرنبيط 6.0-7.0
مانجو 5.5-6.5 كرفس 6.5
شمام 5.5-6.0 الثوم المعمر 6.0-7.0
خَوخ 6.0-7.5 خيار 5.5-6.0
أناناس 5.5-6.0 الباذنجان 5.5-6.5
وظيفة محترمة 6.0-7.5 علف 6
توت العليق 5.8-6.5 ثوم 6
فراولة 5.5-6.5 كرنب 6.0-7.5
بطيخ 5.5-6.0 خَسّ 5.5-6.5
نعناع 7.0-8.0
بصل 6.0-6.7
البازلاء 6.0-7.0
نعناع 6.0-7.5
الفلفل 5.5-6.5
البطاطس 5.0-6.0
يقطين 5.5-7.5
سبانخ 5.5-6.6
قرع 5.0-6.5
طماطم 5.5-6.5
كوسة 6.0