Inleiding tot Ph

Om die effek van pH op u gewasopbrengste beter te verstaan, moet ons eers die pH definieer. Die pH-skaal, die standaardmeting van suurheid, is in 1909 deur die hoof van Carlsberg Laboratorium se Chemiese Departement ontwikkel. Dit beteken basies `die krag van waterstof`, want die skaal bied `n eenvoudige en universele meting van die hoeveelheid waterstofione wat daar is. in `n oplossing. Hierdie ione beïnvloed sy suurheid en hoe die oplossing chemies sal reageer. pH word gedefinieer as die negatiewe logaritme van die waterstofioon konsentrasie. Dit is die gevolg van die teenwoordigheid van anione (negatief gelaaide voedingstowwe) en katione (positief gelaaide voedingstowwe). Die pH skaal gaan van 0 (suur) na 14 (alkalies) met pH 7 as die neutrale punt.

Figuur 1: Dit is `n gekleurde skandering-elektronmikrograaf (SEM) van miorrhiza-`n simbiotiese assosiasie tussen `n grondzwam en die wortels van `n vaskulêre plant. Die swam het toegang tot voedingsvorms wat nie beskikbaar is vir die plant nie, verwerk en dit aan die wortels oorgedra. Mycorrhizae verkies `n effens suur omgewing vir optimale groei.

Die plant kan die grondlewe in sy rhizosfeer beïnvloed

Die rhizosfeer is die smal gebied van grond wat direk beïnvloed word deur wortelsekresies en gepaardgaande grondmikro organismes. Plante reageer op die tekort aan voedingstowwe deur hul wortelmorfologie te verander, die hulp van mikroörganismes te werf en die chemiese omgewing van die rhizosfeer te verander. Komponente in worteluitdunning help plante om voedingstowwe te verkry deur die redoks-toestande binne die rhizosfeer te versuur of te verander of direk met die voedingstof te chelaat. Uitdovers kan voedingstowwe bevry via die ontbinding van onoplosbare minerale fases of desorpsie van kleiminerale of organiese materiaal, waardeur hulle in die grond in oplossing vrygestel word en dan deur die plant opgeneem kan word. Wanneer `n voedingsoplossing voorberei word, verseker `n produsent dat die pH van die water binne `n sekere reeks is. Hierdie reeks sal verkieslik wees waar die meeste voedingstowwe vir die plant beskikbaar is, wat 5,2-6,2 is. Indien nodig, kan die pH van die kunsmisoplossing eenvoudig aangepas word deur `n suur by te voeg om die pH of `n basis te verlaag om dit te verhoog. Maar in die rhizosfeer, die direkte omringing van die lewende wortels, word dinge baie anders. Die wortels skei baie stowwe uit wat die pH in die substraat verander.

Figuur 2: Elke grondpartikel bevat `n netto negatiewe
elektriese lading en het dus die vermoë om
trek en hou positief gelaaide elemente soos
kalium en kalsium. Hierdie elemente word aangetrek
en hou aan die oppervlak van die gronddeeltjies soos `n magneet.
Klei en organiese materiaal het `n hoër netto negatiewe elektriese
hef en dus meer kapasiteit om positief te hou
gelaaide ione of katione. Negatief gelaaide ione soos
aangesien nitraat en fosfaat normaalweg afgestoot sal word.

Die pH in die rhizosfeer kan baie verskil van die pH wat in die voedingsoplossing gemeet word. Die hoofoorsaak hiervan is dat die plant `neutraal` moet bly. Wanneer hulle in water oplos, is alle voedingstowwe as ione teenwoordig. Hierdie ione het altyd `n positiewe of `n negatiewe lading. Positief gelaaide ione, soos K +, word katione genoem. Negatief gelaaide ione, soos NO3 - word anione genoem. Sommige voedingstowwe kan in verskeie vorme teenwoordig wees. Byvoorbeeld fosfaat, wat kan voorkom as PO4 3-, HPO4 2- en H2PO4 -. Slegs hierdie laaste vorm kan egter deur die wortels opgeneem word. Die oppervlak van die wortel is negatief gelaai. In hierdie toestand sal die negatief gelaaide ione soos H2PO4 - van die worteloppervlak afgestoot word, soos twee magnete wat dieselfde pool het. Plante het verskeie maniere ontwikkel om anionopname te fasiliteer. Vir elke anion neem die plant op, dit verdeel `n anioon soos `n hidroksied (OH-) of bikarbonaatioon (HCO3 -). Net so, vir elke katioon wat dit neem, skei die plant `n katioon as `n H +. Op hierdie manier bly die plant se lading gebalanseerd. Dit is egter `n newe-effek hiervan dat die uitgeskeide ione die pH van die rhizosfeer in die substraat beïnvloed. Deur `n katioon te skei, verminder die pH naby die wortels (dit word meer suur). Die uitskeiding van anione sal die pH naby die wortels verhoog (dit word meer alkalies).

Dit is welbekend dat stikstofstowwe `n effek op die pH naby die wortels het. Die insig is belangrik omdat die plant soveel stikstof opneem dat die effek aansienlik kan wees. Maar hierdie effek kom by elke voedingstof of kunsmis voor. As produsent kan jy stikstof in verskillende vorme byvoeg. Ammonium (NH4 +) het `n suur-effek in die grond. Nitraat (NO3 -) het `n alkaliese effek. `N Mens kan maklik aanvaar dat die antwoord hierop is om met ammoniumnitraat (NH4NO3) te bemes. Maar dit is nie so eenvoudig nie. Die ammonium sal baie vinniger deur die plant geneem word in vergelyking met nitraat, en die gevolg sal uiteindelik die versuuring van die grond wees. Al hierdie reaksies moet in ag geneem word, aangesien elke nutriënt sy eie optimale pH-omvang in die grond het ten opsigte van die beskikbaarheid van plante. Vir sommige elemente is dit `n smal pH-spektrum. Om die pH in die voedingsoplossing te meet, sal nie vertel wat regtig in die rhizosfeer gebeur nie.

uitskeidings

Figuur 3: Hierdie prent wys jou dat vir elke katioon (blou)
dat `n plant opneem, skei dit `n katioon as H +. vir
elke anion (rooi) `n plant neem op, dit stel `n
hidroksied (bv. OH-) ioon. Op hierdie manier, die plant se netto lading
bly altyd in balans. `N newe-effek hiervan is dit
die uitgeskeide ione beïnvloed die pH van die rhizosfeer
in die substraat. Wanneer die plant `n katioom skei,
die pH naby die wortels verminder. Die uitskeiding
van anione sal die pH naby die wortels verhoog.

In die verlede het dit duidelik geword dat wortels baie stowwe uitskei om die grondlewe direk rondom die oppervlak van die wortels te beïnvloed. Hierdie stowwe staan ​​bekend as `eksudate`. Die belangrikste ekssudate is suikers en organiese sure. Sure soos sitroensuur, oksaalsuur en appelsuur is in groot mate in die selvocht van die wortels teenwoordig. Hierdie elemente kan ook `n invloed op die pH in die grond hê, maar hoe sterk hierdie invloed is, sal in elke plant wissel. As die sure van die wortels uitgeskei word, word hulle as anione ontbind en sal die grond naby die wortel meer alkalies maak, soos ander anione. Gewoonlik sal hierdie ekssudate `n geringe invloed hê op die pH in vergelyking met die sterk effek van H + -onskeiding. Wat merkwaardig is, is egter dat nie elke stuk van die wortelsisteem op dieselfde manier optree nie. Aan die punt van die wortel word meer H + -ione uitgeskei, terwyl `n bietjie verder in die wortel, meer anione uitgeskei word. Dit is waarskynlik verbind met die verskille in die opname van kunsmis.

pH-vlakke beïnvloed die beskikbaarheid van voedingstowwe en die groei van die plante

Die pH-vlak beïnvloed die beskikbaarheid van voedingstowwe en het dus indirek `n effek op die groei van die plante. pH kan ook die opname van voedingstowwe deur plantwortels beïnvloed. Nie alle voedingstowwe word gelyktydig beïnvloed nie, maar die meeste voedingstowwe is beskikbaar vir plante in die pH-reeks van 5.2 - 6.2 (sien figuur 4). Voordat `n voedingsstof deur die plant gebruik kan word, moet dit in die grondoplossing opgelos word. Die meeste minerale en voedingstowwe is meer oplosbaar en is dus beskikbaar in effens suur gronde as in neutraal van effens alkaliese gronde. In neutrale tot effens alkaliese gronde kan sommige elemente `geïnactiveer` word en sal dit nie meer vir die plant beskikbaar wees nie. Hierdie elemente sluit in yster, mangaan, koper, sink en boor. In baie suur gronde, die oplosbaarheid van fosfor-, kalsium- en magnesiumoplosbaarheid verminder daarenteen. Fosfor is nooit geredelik oplosbaar in die grond nie, maar is die meeste beskikbaar in grond met `n pH-omvang van ongeveer 6.5. Hierdie waarde wissel tussen verskillende substraten. Suur gronde (pH 4.0-5.0) kan hoë konsentrasies oplosbare aluminium, mangaan en yster hê, wat giftig kan wees vir die groei van sommige plante. Voedingstowwe vir gesonde plantegroei word in verskillende kategorieë verdeel: makrovoedingstowwe (elemente benodig in groter hoeveelhede), wat ook onderverdeel word in primêre en sekondêre voedingstowwe en mikronutriënte of spoorelemente (elemente benodig in baie klein hoeveelhede). Die meeste sekondêre voedingstowwe en mikro-nutriënttekorte kan maklik reggestel word deur die medium rondom die optimale pH-omgewing te hou. Lae pH-waardes (3-5) in kombinasie met `n hoë temperatuur (bo 26 ° C) kan ook die groei van sommige swamsiektes beïnvloed. In hoogs suur gronde kan die aktiwiteit van die bakterieë wat organiese materiaal vernietig, belemmer word. Dit verhoed dat organiese materiaal afbreek, wat `n ophoping van organiese materiaal tot gevolg het en die nie-aflewering van voedingstowwe in die grond, veral stikstof, wat binne die organiese materiaal gesluit is. As gevolg hiervan kan die groei van die plante negatief beïnvloed word. In organiese grondsubstraten is daar voordelige swamme genoem mycorrhizae. Hierdie mikroörganismes verkies `n effens suur omgewing vir optimale groei. Die alkaliniteit van die water is ook `n relevante faktor. As die alkaliniteit van die water meer as 200-250 ppm CaCO3 is, moet suur bygevoeg word om die invloed op die pH van die groeimiddel te verminder.

Figuur 4: Die meeste voedingstowwe vir plante is beskikbaar in die pH-omgewing van 5.2 en 6.2.

Hoe en waarom verander die pH dikwels in hidroponiese groeiende stelsels

Die opname van anione (negatief gelaaide voedingstowwe) en katione (positief gelaaide voedingstowwe) deur plante kan aansienlike verskuiwings in die pH in die groeiende stelsel veroorsaak. As meer katione geabsorbeer word in verhouding tot anione, sal die pH afneem. As meer anione geabsorbeer word as katione, lei dit tot `n toename in pH. Aangesien stikstof (`n element wat in groot hoeveelhede benodig word vir gesonde plantegroei) óf as `n katioon (ammonium - NH4 +) of as anion (nitraat - NO3 -) voorsien kan word, word die verhouding van hierdie twee vorms van stikstof in die voedingsoplossing kan `n groot invloed hê op beide die tempo en die rigting van pH verander oor tyd. Skofte in pH kan verrassend vinnig voorkom. Die meeste variëteite van groente groei die beste in `n voedingsoplossing met `n pH tussen 5.2 en 6.2 en by `n temperatuur tussen 20 ° C en 22 ° C.

Wanneer min lig beskikbaar is (op bewolkte dae of in binnenshuise groeiende omgewings), sal plante meer kalium en fosfor van die nutriëntoplossing absorbeer, wat die suurheid verhoog (pH sal daal). By lae ligvlakke is die transpirasietempo ook laer, wat weer die kalsiumopname verminder. In kombinasie met `n lae pH in die substraat kan simptome van kalsiumtekort voorkom. Wanneer daar baie sterk lig (op helder sonnige dae) is, sal plante meer stikstof van die nutriëntoplossing opneem. As gevolg daarvan verminder die suurheid (pH styg).

Figuur 5: Hierdie grafiek sal u help om nutriënttekorte te identifiseer.

Wat gebeur as die pH te hoog of laag is en hoe om simptome te herken

Die eerste simptome van `n nutriënttekort sal in die blare verskyn. `N Yster (Fe) tekort kan byvoorbeeld baie vinnig voorkom. By pH-waardes van 7 of hoër sal minder as 50% van die Fe vir die plante beskikbaar wees. By pH-waardes van 8,0 word net `n klein hoeveelheid Fe in oplossing gelaat as gevolg van ysterhidroksiedpresipitasie (Fe (OH) 3 - wat uiteindelik na roes omskakel). Figuur 5 kan gebruik word as `n instrument om nutriënttekorte in plante te identifiseer. Chlorose is die vergeling of bleiking van groen plantweefsel as gevolg van die verlies van chlorofil. Nekrose is die dood van plantweefsel en toon as `n donkerbruin verkleuring b. op `n gedeelte van die blaar.

Die plek op die plant waar die simptome voorkom (ou teenoor jong blare) sal afhang van die mobiliteit van die element in die plant. Elemente met baie lae mobiliteit is boor, kalsium, koper, yster, mangaan, molibdeen en sink. Tekortkominge van hierdie elemente word eers in die jonger blare gesien. Hierdie elemente word met die sapvloei na die jong blare oorgedra. Hulle beweeg nie binne-in die plant nie. Meer mobiele elemente is stikstof, kalium en magnesium. Tekortimptome van hierdie elemente word in die ouer blare van die plante gesien, omdat die elemente van die ouer blare na die jonger blare verskuif, wat meer voedingstowwe vir die groeiproses benodig.