Электропроводность воды EC/PPM

Электропроводность воды

EC-метр измеряет потенциал прохождения электрического тока через воду. Этот показатель известен как молярная электропроводность (электролитическая проводимость) и измеряется в сименсах (S) или, если быть точнее в миллисименсах (мСм/см). Электроны способны проходить через воду от одного электрода к другому благодаря ионам, растворенным в воде. Именно эти ионы переносят электроны.

Таким же образом концентрация ионов в воде определяет количество электронов, которые могут перемещаться от одного электрода к другому: чем выше концентрация ионов, тем больше поток электронов. Чистая вода является очень плохим проводником электричества, поэтому в дождевой воде, воде обратного осмоса или деминерализованной воде показания EC-метра будут равны 0,0. Соленая морская вода, с другой стороны, является гораздо лучшим проводником.

Когда мы добавляем в воду питательные вещества (соли), мы увеличиваем молярный потенциал проводимости тока через воду и тем самым увеличиваем значение EC (или CF = EC*10). На все измерения электропроводности напрямую влияет температура, и это необходимо учитывать при их проведении.

Единицы измерения EC

Электропроводность может быть выражена с помощью ряда различных единиц:

EC — сименсы на метр2 на моль (S/m2/моль) или миллисименсы на сантиметр (mS/cm). Единица мС/см обычно используется в Европе в качестве ориентира для определения концентрации питательных веществ в воде.

TDS(PPM) — В Северной Америке электропроводность преобразуется в количество ионов в воде с помощью частей на миллион(Parts Per Million, которые также могут быть преобразованы в единицы, включая мг/л и т.д.). Это делается путем преобразования EC в значение, основанное на ионах, содержащихся в растворе. К счастью, существует фиксированный расчет соотношения между всеми этими единицами, который приведен в таблице ниже.

Является ли значение EC питательным?

Вода, содержащая минеральные соли, имеет EC, но наличие одного только EC не обязательно указывает на то, что вода содержит питательные соли, которые помогут растениям. Водопроводная вода может содержать, например, натрий и хлорид, которые имеют значение EC, но не имеют питательной ценности для растений.

Удобрения, конечно же, состоят из питательных солей. Любая питательная ценность, которую мы добавляем в воду, известна как EC и должна быть добавлена к остаточной EC воды. Так мы измеряем общий EC в нашем питательном растворе.

Пищевые соли - это твердые вещества, которые были извлечены из земли или высвобождены в процессе промышленного крекинга. Мы растворяем определенное количество солей (в граммах) в определенном объеме воды (в литрах), что означает, что мы можем также использовать граммы или литры для единицы измерения ЕС. Хотя каждое удобрение имеет свою удобрительную ценность, можно обобщить и сказать, что раствор с ЕС 1,0 мСм/см будет содержать до 1,0 грамма измеряемых солей на 1 литр воды.

Высокий уровень EC

Соль обладает свойством притягивать воду к себе, этот процесс известен как гидролиз. Например, горшок с солью, помещенный в подвал, будет снижать атмосферную влажность, притягивая воду из атмосферы. В растворе концентрация солей всегда будет стремиться к выравниванию между двумя областями с разной концентрацией — другими словами, вода будет перемещаться в область с более высокой концентрацией. Эта разница в концентрациях известна как градиент водного потенциала, и она также играет роль в нашем культивировании через процесс, известный как осмос.

Осмос подразумевает наличие полупроницаемого барьера, который позволяет молекулам воды проходить через него, но ограничивает движение ионов или солей в растворе. Когда мы растворяем много питательных веществ в воде (создавая высокий уровень EC/PPM), питательные соли притягивают к себе воду в субстрате. Это затрудняет для корней извлечение воды из субстрата. Поэтому мы можем создать условия, при которых корни больше не способны извлекать воду из субстрата, даже если субстрат насыщен. Это называется "физиологической сухостью" субстрата. В результате растения больше не имеют воды для охлаждения путем транспирации (испарения), что им необходимо при наличии тепла и света.

Хотя этот эффект обычно называют "передозировкой удобрениями", на самом деле он является результатом нехватки воды в растении со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями. При использовании срезанных цветов, таких как розы, или черенков растений, более высокий EC в вазе или пробке для черенка может буквально вытянуть воду из стеблей.

Соль обладает свойством притягивать молекулы воды. Когда вы добавляете соль в воду в правой половине пробирки (тем самым увеличивая значение EC), молекулы соли будут притягивать молекулы воды с левой стороны, в которой меньше соли. Уровень воды в правой половине поднимается до тех пор, пока EC-значения (концентрации соли) в обеих половинах не станут равными.

Мы можем увидеть этот осмотический процесс в действии в U-образной трубке, если разделим две стороны проницаемой мембраной (например, кусочком стебля). Если теперь мы добавим немного соли на одну сторону трубки, уровень воды на этой стороне поднимется, потому что вода с более низким EC (более низкой концентрацией солей) будет притягиваться к ней. Все это означает, что в самом начале процесса выращивания важно добавлять мало или вообще не добавлять питательных веществ.

Внутренний EC

После того как растение получило питательные вещества из питательного раствора, необходимо постараться как можно быстрее повысить осмотическое значение (или внутреннюю концентрацию солей) растения. Поскольку объем растения увеличивается по мере его роста и поглощения воды, осмотическое значение падает. Соли внутри растения перераспределяются, и растение становится более мягким и светлоокрашенным. Это делает растение очень восприимчивым к обезвоживанию (увяданию), поскольку вода может легко покинуть растение.

Если дать больше питания корням, это пропорционально отразится на росте. Поскольку вода, используемая для транспортировки питательных солей, испарилась, соли остаются в растении, повышая его внутренний EC (осмотическое значение). Это означает, что растениевод может снова подвергнуть корни воздействию раствора с более высоким EC, то есть добавить питания.

Наращивание уровня EC

Достигая этой положительной спирали накопления EC в растении, растение также становится более способным поглощать и удерживать воду. Это означает, что вода не испаряется из растения слишком легко и оно не обезвоживается слишком быстро.

Когда растения становятся слишком мягкими, необходимо уменьшить интенсивность освещения или сократить количество часов освещения, чтобы предотвратить их высыхание в конце дня. Несмотря на то, что EC играет важную роль в этой истории, это не единственный фактор, который оказывает влияние. Общий климат вокруг растения влияет на процессы, частью которых является EC.

Питательные потребности

При формировании внутренней EC растения, а затем и EC субстрата, важно учитывать потребности роста растения. Эти потребности контролируются ассимиляцией. Чем больше растение растет, тем больше питания ему требуется. Эти питательные вещества частично задерживаются в растении и преобразуются в аминокислоты, масла, жиры и т.д., но некоторые соли питательных веществ также остаются в соке растения, и они определяют внутренний EC растения. Калий является одним из наиболее важных питательных элементов для этого.

После завершения фазы вегетативного роста растение все еще может поглощать много калия для внутреннего осмотического значения и завязей. Завязи — это не оплодотворенное "семя". Однако этому возрастающему темпу поглощения приходит конец. Примерно через 60% цикла выращивания растение получит достаточно питательных веществ из запасов в субстрате. Теперь для растениеводов начинается игра между запасом питательных веществ и применяемым ЕС.

Электропроводность в гидропонике

Мы можем использовать принцип "ведра", чтобы понять этот принцип.

Пока вода в субстрате испаряется, соли не испаряются. поэтому в последние недели роста растения в большинстве случаев следует прекратить подкормку и добавлять только воду. Потому что если в субстрате недостаточно воды, EC-значение (концентрация солей) может резко возрасти.

Пример:
У нас есть ведро, содержащее 10 литров раствора удобрений с EC 2 мСм/см.
Это означает, что в ведре содержится 20 грамм питательных солей. (2,0 г/л X 10 литров). Если испарится 9 литров воды, останется 1 литр воды с EC 20 (EC = 20 грамм соли в 1 литре воды). В реальности такого экстремального примера не произойдет, и при выращивании в почве происходит дальнейший процесс буферизации, который в некоторой степени связывает питательные соли с частицами органического субстрата, но принцип остается верным. Добавление 9 литров воды вернет ЕС к 2 мСм/см. Таким образом, если нам нужно поддерживать EC между 2 и 4 мСм/см, мы должны пополнять воду после удаления 5 литров (4 г/л x 5 литров = 20 г, EC = 4 мСм/см).

Если в ведре находится растение, и оно поглотило 5 грамм солей из раствора, мы можем долить его при добавлении воды, чтобы поддерживать 2,0 EC. Если, например, требуется долить 5 литров воды, мы должны добавить 5 граммов солей, или, говоря короче, дозу воды в 5 литров с EC 1,0 (гр./л) или мС/см. Цель здесь и при выращивании растений — поддерживать постоянный EC в ведре.

Это основа внесения удобрений. Мы стараемся поддерживать определенный уровень плодородия в контейнере, что обеспечивает растению достаточное количество питательных элементов. В целом, мы должны снизить EC в заключительный период. В дренируемой системе мы можем сами снизить запас питательных веществ, промыв ее раствором с более низким EC. Субстрат в дренируемых системах может быть скорректирован гораздо легче. В недренируемых системах питательный запас можно только увеличить, и он постоянно пополняется при последовательном внесении корма. Рано или поздно этот запас питательных веществ достигнет уровня, который замедлит, а затем остановит способность растения поглощать воду, а затем фактически заставит воду выйти из тканей растения, обращая весь процесс вспять.

Резюме

Помимо того, что EC является единицей измерения количества удобрений, внесенных в растения, он также является механизмом климат-контроля, связанным с поглощением воды.

Растения следует начинать выращивать с низким EC, а затем как можно быстрее повышать его, чтобы обеспечить потребности растения в питательных веществах, а также повысить внутреннее осмотическое значение для создания более сильного растения.

В последние недели выращивания растение практически не нуждается в подкормке. Мы продолжаем давать питание только для того, чтобы поддерживать запас питательных веществ в горшке и поддерживать стабильный EC. Обычно это приводит к снижению EC или даже к недельному промыванию (выщелачиванию).