ما هو أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية؟

ما هو الرقم الهيدروجيني؟

يُخبرنا مستوى الأس الهيدروجيني لمحلول سائل عن مدى حمضيته أو قلويته على مقياس من 0 إلى 14؛ حيث يُشير 7 إلى محلول متعادل الرقم الهيدروجيني. ومن نقطة الوسط المحايدة هذه، يصبح المحلول حامضيًا بشكل متزايد مع اقتراب الأس الهيدروجيني من الصفر ويزداد قلويًا مع اقتراب الرقم الهيدروجيني 14، مع العلم بأن المياه النقية متعادلة الأس الهيدروجيني.

ويُشير الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى تركيز أيونات الهيدروجين الحُرّة التي يحتوي عليها. ويحتوي الماء النقي على تركيزات متساوية من H + و OH-، في حين أن المحاليل الحمضية لها تركيزات أعلى من H + من OH- والمحاليل القلويّة لها عكس هذه الخصائص على المستوى الجزيئي مسؤولة عن الخواص الحامضة والمُسببة للتآكل في المحاليل الحمضية والطبيعة المرة والزلقة للمحاليل القلوية.

ما هو أفضل درجة حموضة في الزراعة المائية؟

في الزراعة المائية، يُعد الحفاظ على ظروف النمو المناسبة للنباتات هو الأهم. ولكن حتى إذا حققنا التباعُد المثالي بين النباتات، الإضاءة، درجة الحرارة، الرطوبة، حركة الهواء وتوازن العناصر الغذائية، فستظل النباتات تُعاني إذا لم نُوّفر مستوى الأس الهيدروجيني المناسب لمحلول المُغذيّات. ولتوفير درجة الحموضة المُثلى للزراعة المائية، يجب أن نعرف بعض الكيمياء الأساسية المُهمة.

وكقاعدة 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 المُثلى لتوافر المغذيات تختلف إلى حد ما من نبات لآخر. لذلك من الناحية المثالية، يجب علينا الرجوع إلى مخطط الأس الهيدروجيني واستخدام خزانات منفصلة لمحلول المغذيّات لمجموعات من النباتات ذات متطلبات الأس الهيدروجيني المُماثلة.

لماذا يعتبر الرقم الهيدروجيني مهماً في الزراعة المائية؟

في الطبيعة، تمتص جذور النباتات العناصر الغذائية الذائبة في الماء والتي تنشأ من المركبات العضوية وغير العضوية في التربة والصخور الأساسية تحتها. وتلعب 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 التُربة. وقد تطورت النباتات التي تنمو في هذه التربة وتكيفت مع نفسها للاستفادة من مستويات الأس الهيدروجيني التي يتم التحكم فيها.

وبدون الاستفادة من دورات المُغذيّات والتفاعلات التي تحدث داخل التربة، فإن مزارعي الزراعة المائية هم وحدهم المسؤولون عن إعادة إنشاء البيئات المثالية التي تُشجّع جذور النباتات على امتصاص العناصر الغذائية الحيوية. وأيًا كان نوع نظام الزراعة المائية الذي نستخدمه، فإن الهدف دائمًا هو توصيل المياه والمُغذيّات إلى جذور النباتات عبر محلول مُغذي مائي. وعلى الرغم من أهمية توفير إمدادات ثابتة من العناصر الغذائية المناسبة لأنواع النباتات التي نزرعها وكذلك لكل مرحلة نمو معينة، فمن المهم أيضًا توفير مستويات الأس الهيدروجيني المناسبة لامتصاص العناصر الغذائية.

وتضمن مُراقبة وضبط درجة الحموضة في الزراعة المائية توفر المغذيات في المحلول الخاص بنا. وعلى الجانب الآخر، إذا كان المحلول الغذائي لا يحتوي على الرقم الهيدروجيني الصحيح، فإننا نُخاطر بتجويع النباتات على الرغم من أننا نُزوّدها بالكثير من العناصر الغذائية.

توافر المغذيات ودرجة الحموضة:

يُشير مصطلح توفر المغذيات إلى الطريقة التي تصبح بها كل مادة مُغذيّة مُتاحة أكثر أو أقل لجذور النباتات اعتمادًا على درجة الحموضة في بيئتها؛ حيث إنه يعكس حقيقة أن بعض العناصر الغذائية تتأثر بدرجة الحموضة أكثر من غيرها. وعلى سبيل المثال، يتوفر النيتروجين، البوتاسيوم والكبريت عبر رقعة واسعة إلى حد ما من مقياس الأس الهيدروجيني  باستثناء المستويات الحمضية للغاية، لكن توافُر المغذيّات للفوسفور يبدأ في الانخفاض فوق درجة الحموضة 7.5 ثم يرتفع مرة أخرى في البيئات شديدة القلوية. وبالمثل، فإن كل مُغذي نباتي له ملفُهُ الخاص لتوافر المغذيات عبر مقياس الأس الهيدروجيني.

ويعود سبب هذه الاختلافات في توافُر المُغذيّات هو أن الأس الهيدروجيني يؤثر على طريقة تفاعل المركبات الكيميائية المختلفة ويمكن أن يتسبب في تكوّن أقل.

وإذا نظرنا مرة أخرى إلى مثال الفوسفور، فهو عُنصر 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. وتعتمد كل هذه التفاعلات على كمية أيونات الهيدروجين الحرة الموجودة، ونظرًا لأن المركبات الناتجة لا تذوب بسهولة، تُصبح العناصر الغذائية أقل توفرًا لامتصاصها من قبل جذور النباتات.

ما الذي يسبب تغيرات درجة الحموضة في أنظمة الزراعة المائية؟

هُناك العديد من العوامل التي يُمكن أن تُسبب تغيرات في درجة الحموضة في محاليل المغذيات المائية، ولكن السبب الرئيسي لقلق مزارعي الزراعة المائية هو امتصاص النباتات للمياه والمُغذيّات؛ وهذا هو السبب في أهمية مراقبة وتعديل الأس الهيدروجيني بانتظام في الزراعة المائية.

وستُصبح التقلُبات في الأس الهيدروجيني أكبر إذا سمحنا أن ينخفض ​​حجم المحلول الخاص بنا إلى أقل من 1 جالون لكل نبات؛ حيث سيؤدي ذلك إلى تضخيم التغييرات في تركيز المكونات المختلفة للمحلول ودرجة الحموضة تدور حول التركيزات. لذا يجب التأكد من أنّهُ لدينا خزانًا كبيرًا بما يكفي من المحلول للحديقة المائية والاحتفاظ به في المُقدمة لتحقيق نمو صحي مثالي للنباتات.

وهُناك عامل آخر يُمكن أن يتسبب في حدوث تغييرات في درجة الحموضة في نظام الزراعة المائية وهو ظاهرة حيث تميل الوسائط النامية مثل صخور النهر، الحصى والصوف الصخري إلى تخزين درجة الحموضة في محلول المغذيات، على غرار الطريقة التي نُحافظ بها التربة على درجة الحموضة في الطبيعة.

ويمكن منع ذلك عن طريق نقع الوسيط 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.

وبينما يمكن أن تلعب الوسائط غير العضوية دورًا في تغيير الرقم الهيدروجيني لمحلول المغذيات الخاصة بنا، في بعض الأحيان يمكن أن تُعزى التغيرات في الرقم الهيدروجيني إلى أسباب عضوية؛ وهي البكتيريا والطحالب. ويمكن مُحاربة هذه المضادات العضوية عن طريق الحفاظ على المحلول الحمضي قليلاً والاهتمام بصحة الجذور وإزالة أي مادة جذور ميّتة.

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

نظرًا لأن الرقم الهيدروجيني لمحلول المغذيّات هو عامل مُهم في الزراعة المائية، فإننا بحاجة إلى مراقبته بانتظام. ويجب دائمًا اختبار المحلول المائي بعد إضافة عناصر غذائية أو أدوات ضبط، مع التأكد من اختبار السائل في مكان بعيد جدًا عن المُدخلات قدر الإمكان لتجنب القراءة الخاطئة. ويُمكن قياس الأس الهيدروجيني باستخدام إما شرائط اختبار الأس الهيدروجيني أو محلول اختبار الأس الهيدروجيني أو مقياس الأس الهيدروجيني.