Tvrdost vody: jak ji aplikovat při pěstování rostlin.

Voda je nejběžnější látkou na Zemi. Tato látka tvoří více než tři čtvrtiny lidského těla i rostlin. Právě ve vodě se rozpouštějí látky potřebné pro rostlinu. Chcete-li vytvořit vyváženou stravu pro vaše rostliny, musíte znát základní vlastnosti vody.

V tomto článku nebudeme hovořit o již známých ukazatelích jako např pH nebo EC nebo ppm. O tom si můžete přečíst v našem článku. V tomto článku si povíme, co jste o tvrdosti vody a jejím oxidačně-redukčním potenciálu nevěděli: o dočasné a trvalé tvrdosti, o mrtvé a živé vodě, o oxidantech a antioxidantech. Abychom tento článek připravili, požádali jsme o pomoc chemika v továrně na výrobu hnojiv.

<strong>Často slýcháme frázi „tvrdá voda“, dokonce víme, že pokud je na konvici film nebo pokud je pokožka suchá po sprše, je voda tvrdá. Co to ale znamená z vědeckého hlediska?</strong>

Tvrdost vody — soubor chemických a fyzikálních vlastností vody související s obsahem rozpuštěných solí kovů alkalických zemin, zejména vápníku a hořčíku (tzv. „soli tvrdosti“).

Voda s vysokým obsahem těchto solí (nad 300 ppm) se nazývá tvrdá, s nízkým obsahem (do 100, 150 a někdy 200 ppm) – měkká. Pojem „tvrdý“ ve vztahu k vodě se historicky vyvíjel díky vlastnostem tkanin: po vyprání v takové vodě bylo prádlo tvrdé na dotek. To se vysvětluje jednak chemickými procesy mezi mýdlem a solemi ve vodě a jednak schopností látky přitahovat částice hořčíku a vápníku.

<strong>Protože jsme začali s definicemi pojmů, řekněte nám, co je uhličitanová tvrdost?</strong>

• přechodná (karbonátová) tvrdost neboli KH, způsobená hydrouhličitany vápníku a hořčíku (Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2);
• trvalá (nekarbonátová) tvrdost neboli GH, způsobená přítomností dalších solí, které se při varu vody neuvolňují: především sírany a chloridy vápenaté a hořečnaté (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).

Obecná tvrdost – je součtem dočasných a trvalých rigidit. Tedy celková tvrdost = KH + GH.

<strong>Myšlenka, že tvrdá voda je stejně špatná, je pevně zakořeněna v povědomí spotřebitelů (díky reklamě). Protože to vysušuje vaši pokožku a rozbíjí pračky. Je to pravda?</strong>

Stejně jako použití velmi tvrdé vody může použití příliš měkké vody poškodit vaše zařízení. Může například vést ke korozi potrubí, protože v tomto případě nedochází k acidobazickému tlumení, které zajišťuje hydrokarbonátová (dočasná) tvrdost.

Pití tvrdé nebo měkké vody obecně není zdraví škodlivé. Existují však důkazy, že vysoká tvrdost podporuje tvorbu močových kamenů, zatímco nízká tvrdost mírně zvyšuje riziko kardiovaskulárních onemocnění.

Chuť přírodní pitné vody, například pramenité, je však dána přítomností solí tvrdosti.

Tvrdost přírodních vod se může měnit v poměrně širokých mezích a není konstantní po celý rok. Tvrdost se zvyšuje v důsledku odpařování vody a klesá v období dešťů a během tání sněhu a ledu.

<strong>Při pěstování rostlin nevzniká otázka tvrdosti: voda by neměla být příliš tvrdá, aby nebyl přebytek solí. Jak se ale ztuhlosti zbavit?</strong>

Dočasná (karbonátová) tvrdost se snižuje, přesněji odstraňuje, vařením, vápnem, osmózou, přidáním „destilátu“ nebo tavené vody a použitím přírodních přísad. Řeknu vám víc.

1. Vaří se. Ve vzorcích to vypadá takto:

Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + H2O + CO2↑
Mg(HCO3)2 = MgCO3↓+ H2O+ CO2↑

Při delším varu se rozpustné hydrouhličitany vápenaté a hořečnaté (Ca(HCO3)2 a Mg(HCO3)2) mění na nerozpustné uhličitany a vysrážejí se – to je stejná usazenina na konvici. Proto se uhličitanová tvrdost také nazývá dočasná tvrdost.

2. Přidáním hašeného vápna. Ve vzorcích to vypadá takto:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2CaCO3↓+ 2H2O

Vápník a hořčík se opět srážejí jako nerozpustná sraženina, přičemž se uvolňuje čistá voda.
Dočasná tvrdost je kvantitativně charakterizována obsahem uhlovodíků odstraněných z vody, když se vaří po dobu jedné hodiny. Tvrdost, která po takovém varu zůstane, se nazývá trvalá.

Mimochodem, pokud nemluvíme o dočasné, ale o trvalé tuhosti. Trvalá (nekarbonátová) tvrdost se eliminuje přidáním uhličitanu sodného Na2CO3 (prací soda) je důležité rozlišovat jedlou sodu – hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) a prací sodu – uhličitan sodný (Na2CO3); Pro přehlednost se podívejme na vzorec:

CaCl2 + Na2C3 = CaC3↓ + 2NaCl
MgS4 + Na2C3 = MgCO3 ↓ + Na2SO4

Pro současné odstranění obou typů tvrdosti se používá směs hašeného vápna a prací sody – sodnovápenatá metoda.

3. Použití filtru reverzní osmózy. Jedná se o jednoduchý, ale účinný způsob, jak snížit tvrdost vody.

Někteří lidé si myslí, že osmóza může produkovat destilovanou vodu, ale to je mylná představa. Filtry pro domácnost tuto úroveň čištění nemají.

4. Použijte nebo přidejte destilovanou vodu, který se prodává v obchodech. Nebo použijte déšť, sníh nebo roztavenou vodu z lednice (musí být čistá, bez zákalu nebo nečistot).

5. Rychle rostoucí rostliny jsou přírodní změkčovače vody: elodea, hornwort, naias, vallisneria. Ale to už je málo užitečný příběh a jen jsem o něm slyšel.

Někteří lidé potřebují zvýšit dočasnou tvrdost. To lze provést přidáním čajové lžičky jedlé sody na 50 litrů, což zvýší hodnoty o 4d KH. A dvě lžičky uhličitanu vápenatého na 50 litrů vody zvýší KH a GH zároveň o 4 stupně.

<strong>A co usazování vody z kohoutku? Má to nějaký vliv na tuhost?</strong>

Voda z vodovodu je chlorována, aby se zabránilo růstu různých mikroorganismů. Chlór je prvek s velmi úzkým rozsahem absorpce rostlinami. Jinými slovy, je potřeba, ale v extrémně malých množstvích a malé předávkování vede ke smrti rostliny. Vzhledem k tomu, že chlor je těkavý plyn, opouští vodu, když se nechá usadit, a množství, která zůstanou po dni usazování, jsou již bezpečná. Usazování nijak neovlivňuje úroveň tvrdosti.

<strong>Dobře! Vraťme se k otázce tuhosti. Jak poznám, zda je moje voda velmi tvrdá nebo velmi měkká? Mohu pro tyto účely použít měřiče TDS (EC), protože také měří hladinu solí?</strong>

Měřiče TDS (EC) určují celkovou mineralizaci vody. Tito. „vidí“ všechny soli obecně (ve skutečnosti tam není všechno tak jednoduché, ale to už je džungle). A tvrdost je charakterizována pouze dvěma ionty: vápníkem a hořčíkem. Pokud vymyslíte přístupný příklad, můžete jej přirovnat ke světlu. Je zde přístroj – luxmetr, který určuje množství světla. Dá nám nějaký konkrétní výsledek. Světlo je komplexní spektrum mnoha vlnových délek, z nichž každá odpovídá určité barvě. Ale kolik z této celkové hodnoty je, řekněme, jen pro zelenou barvu, nedokážeme s pomocí luxmetru říci. Stejné je to s EU a rigiditou. Tvrdost je jednou ze složek v celkovém množství mineralizace, jejíž výsledek nám udává EC metr.

Není však důvod ke smutku – vápník a hořčík jsou nezbytnými prvky pro život rostlin. Například rajčata a papriky při nedostatku vápníku začnou praskat a pokrývají se jizvami.

Tvrdá voda se používá k zalévání rostlin stejně jako voda změkčená, jen je třeba počítat s tím, že tvrdá voda již obsahuje dostatečné množství iontů vápníku a hořčíku a je třeba volit hnojiva se sníženým obsahem těchto prvků. Mnoho výrobců hnojiv má ve své řadě hnojiva pro měkkou i tvrdou vodu, kde jsou složení správně zvolena s ohledem na obsah vápníku a hořčíku v tvrdé vodě a další faktory.

Mimochodem! V growshopech stále nevidím žádné testy GH nebo KH. GH, ani KH ani celkovou tvrdost nelze změřit běžným EC metrem.

<strong>Ovlivňuje provzdušňování vody nějak tvrdost? Proč se vůbec voda v hydroponických systémech provzdušňuje?</strong>

Roztoky se provzdušňují především proto, aby se nasytily kyslíkem. Protože kořeny rostlin v těchto systémech nejsou ničím chráněny a pokud není dostatek kyslíku, množí se na nich parazitické mikroorganismy, které minimálně snižují výnos a maximálně vedou k úhynu rostliny.

Druhým momentem při provzdušňování je nasycení roztoku oxidem uhličitým ze vzduchu. Oxid uhličitý, i když je přítomen v malých koncentracích, může se solemi obsaženými v hnojivech tvořit různé uhličitany a hydrouhličitany (K2CO3, KHCO3), v důsledku čehož se zvýší pH roztoku. Pro stabilizaci pH je nutné používat pH korektory, které obsahují pufrovací látky. Ty zase vyhladí (v ideálním případě zabrání) posunu pH.

Třetí je čistě fyzikální moment (pokud se bavíme o systémech DWC). Když je rostlina právě zasazena a ještě nemá vyvinutý silný kořenový systém, substrát se zespodu postříká roztokem, aby se zabránilo praskání vzduchových bublin. Toto množství vody stačí pro mladou rostlinu a také stimuluje kořeny, aby rostly směrem dolů, kde je voda.

Jak vidíte, provzdušňování nemá vliv na tvrdost. (Pozn. redakce: Další informace o provzdušňování živného roztoku naleznete v našem článku)

<strong>Jak spolu souvisí tvrdost a kyselost a je možné zjistit jeden ukazatel, pokud znáte druhý?</strong>

Tvrdost vody a kyselost spolu nesouvisí, protože odrážejí různé vlastnosti prostředí. Pokud to srovnáme s osobou, existují dva ukazatele: hladina krevního tlaku a hladina cukru v krvi. Ovlivňují se navzájem? Ano, ale je extrémně nelineární a není možné spočítat jedno, když známe druhé.

Tvrdost je, zhruba řečeno, koncentrace iontů vápníku a hořčíku, jednoduše vyjádřená ve vlastních jednotkách (stupních). pH je také koncentrace, ale vodíkových iontů (pouze logaritmus této koncentrace, proto se nazývá „indikátor“, protože je bezrozměrný), pH = -lg([H+]), kde [H+] je koncentrace vodíkových iontů.

<strong>Tvrdost jsme vyřešili, děkujeme, ale co ta děsivá fráze oxidačně-redukční potenciál? Kdo může vodu oxidovat nebo redukovat?</strong>

Hlavními procesy, které zajišťují životně důležitou činnost jakéhokoli organismu, jsou oxidačně-redukční reakce, tzn. reakce zahrnující přenos nebo adici elektronů. Během oxidačních nebo redukčních reakcí se elektrický potenciál oxidované nebo redukované látky mění: jedna látka, která odevzdává své elektrony a stává se kladně nabitá, je oxidována, zatímco druhá, která získává elektrony a stává se záporně nabitá, je redukována. Rozdíl v elektrických potenciálech mezi nimi je oxidačně-redukční potenciál (ORP), REDOX potenciál (z anglického redox – REDuction/OXidation).

ORP vody je indikátorem jejích oxidačních (kyselých) nebo redukčních (zásaditých) vlastností. ORP charakterizuje stupeň aktivity elektronů při oxidačně-redukčních reakcích, tedy reakcích spojených s adicí nebo přenosem elektronů. Při kladném ORP voda zachycuje a připojuje elektrony k těm látkám, se kterými reaguje (oxiduje), a při záporném ORP elektrony odevzdává (redukuje).

ORP se označuje jako Eh a vyjadřuje se v milivoltech (mV). V takovém systému může mít hodnota ORP kladnou nebo zápornou hodnotu. ORP lze také označit jako rH, což by nemělo být zaměňováno s pH.

Poměr oxidačních složek k redukujícím složkám určuje index ORP, který je na tomto poměru přímo závislý. Největší oxidační schopnost má kyslík a největší redukční schopnost, ale to nejsou zdaleka jediná oxidační a redukční činidla. Hodnota ORP pro každou oxidačně-redukční reakci může mít kladnou nebo zápornou hodnotu.

Oxidačně-redukční potenciál je závislý na teplotě a úzce souvisí s pH. Čím vyšší ORP, tím nižší pH.

<strong>Pokud ORP a pH souvisí, lze ORP ovlivnit změnou pH?</strong>

ORP a pH jsou skutečně ve vzájemném vztahu podle vzorce rH2 = Eh/0,029 + 2 pH. ORP závisí nejen na pH, ale také na rovnovážném oxidačně-redukčním potenciálu za aktuálních podmínek – Eh, který zase závisí nelineárně na pH.

Jinými slovy, ze tří neznámých známe jen dva. Existují speciální přístroje, které měří Eh. Když máme v ruce hodnoty pH a Eh, můžeme vypočítat rH2. Existují také zařízení, která určují samotný indikátor ORP. K měření ORP se používají ORP metry, redox metry nebo rH metry, což je v podstatě to samé.

<strong>Existuje skutečně něco jako „živá“ a „mrtvá“ voda? co to znamená?</strong>

V přírodní vodě může být hodnota ORP buď kladná nebo záporná a pohybuje se od -400 mV do +700 mV.

Když je hodnota ORP kladná, má voda oxidační vlastnosti. Takové ukazatele se nejčastěji vyskytují v povrchových vodách. Voda, která má výrazné kyselé vlastnosti, se nazývá „mrtvá“ voda. Jeho ORP může dosáhnout +800+1000 mV. „Mrtvá“ voda je silné oxidační činidlo a to vysvětluje její dezinfekční a baktericidní vlastnosti.

Čím redukovanější je voda, tím snadněji se vzdává elektronů, tím nižší je hodnota ORP a vlastnosti vody se snižují. To je typické pro podzemní horské prameny, tající vodu. Tato voda byla pojmenována „živou“ vodu. „Živá“ voda (alkalická) je výborný stimulant, tonikum, zdroj energie, dodává energii, stimuluje regeneraci buněk, zlepšuje metabolismus, normalizuje krevní tlak.
Negativní ORP přírodních vod je extrémně vzácný jev. Existuje jen několik známých míst na planetě, kde taková voda existuje. ORP lidského těla se obvykle pohybuje mezi -90 mV a -200 mV, zatímco ORP běžné pitné vody je téměř vždy výrazně vyšší než nula:

— vodovodní voda od +80 mV do +300 mV;
— voda v plastových lahvích od +100 mV do +300 mV;
— studniční a pramenitá voda od +120 mV do +300 mV.

Tato informace znamená, že při pití běžné pitné vody je aktivita elektronů ve vnitřním prostředí těla vyšší než aktivita elektronů v něm. Tito. taková pitná voda odebírá volné elektrony z biologického prostředí těla, tzn. je oxidant. To vede k předčasnému stárnutí, chronickým onemocněním a chronické únavě.

Naopak negativní ORP pitné vody poskytuje buňkám, orgánům a systémům energetický náboj. Elektrická energie buněčných membrán není vynaložena na korekci aktivity vodních elektronů a voda je okamžitě absorbována, protože má v tomto parametru biokompatibilitu. Pitná voda s negativním ORP je ideálním antioxidantem.

Mimochodem, z velké části akvaristé používají k měření ORP rH. Myslím, že stejný indikátor bude velmi vhodný pro hydroponii. Zde jsou ukazatele:

• rH 40-42 – maximální oxidace (čistý kyslík);
• rH 35 – silná oxidace;
• rH 30 – mírná oxidace;
• rH 25 – slabá oxidace;
• rH 20 – slabé zotavení;
• rH 15 – mírné zotavení;
• rH 10 – silné zotavení;
• rH 5-0 – maximální redukce (čistý vodík).

Téměř všechny rostliny se cítí pohodlně při rH 25-35. rH se měří speciálními měřidly nazývanými rH testy. V growshopech jsem je ještě neviděl.

<i>Jak tyto znalosti pomohou získat velkou sklizeň?</i>

Je poměrně obtížné změnit ORP konkrétní vody, existují látky zvané strukturátory (šungit, křemen nebo borovicová pryskyřice), které zvyšují regenerační vlastnosti vody. RH můžete také zvýšit pravidelnou výměnou vody, čištěním hydroponie a foukáním nebo používáním ozónu.

Ale je nepravděpodobné, že používáte vodu s příliš oxidačními vlastnostmi, prostě ji nenajdete; A veškerá voda z kohoutku nebo filtrovaná voda je v průměrných nekritických hodnotách.

Ale nebude zbytečné, když řeknu, že čím nižší a nejlépe záporná hodnota ORP, tím lépe. Protože taková voda bude blíže vnitřnímu prostředí rostliny.

V opačném případě bude rostlina muset vynaložit energii, aby tento indikátor dosáhla požadované úrovně. To se děje kvůli antioxidantům, pokud tam nejsou, dopad dopadá na rostlinné buňky, což pro ně nepochybně není dobré.

To znamená, že voda s vysokým Eh odebírá volné elektrony z biologického prostředí rostliny – je to oxidant. Naopak negativní ORP vody dodává buňkám, orgánům a systémům energetický náboj. Elektrická energie buněčných membrán není vynaložena na korekci aktivity vodních elektronů a voda je okamžitě absorbována, protože má v tomto parametru biokompatibilitu.

Ptáte se, jak je to důležité? Otázka zůstává otevřená. Výzkum byl prováděn již dlouhou dobu, aby se otestovalo, jak ORP ovlivňuje výnosy plodin. A první závěry jsou, že voda s více regeneračními vlastnostmi zvyšuje klíčivost semen (studie byla provedena na mrkvi), stejně jako sklizeň (studie byla provedena na okurkách a rajčatech). Téma ještě není plně prostudováno, ale i nyní bych rád viděl regulátory ORP spolu s regulátory pH a EC (odkaz na katalog). No a regulátory KH a GH, samozřejmě.

Ale nebojte se, pokud neznáte úroveň ORP vaší vody, rostliny rostou na pozitivním ORP a celkem úspěšně. Hlavní je ve všem znát míru a nezacházet do extrémů.