Het vermogen om voedingsstoffen achter te laten en te mengen is van cruciaal belang voor het beheersen van hydrocultuur. Maar het moet duidelijk zijn dat dit een zeer arbeidsintensief en tijdrovend proces is. Zelfs doorgewinterde hydrocultuur geeft de voorkeur aan kant-en-klare voedingssystemen zoals de hydrocultuurkit. Dit is een meer geschikte optie voor een beginner en bespaart u het opslaan van een grote hoeveelheid grondstoffen en laboratoriumapparatuur.
Vervolgens zullen we een voorbeeld bekijken van de samenstelling en bereiding van een oplossing met een bepaalde concentratie aan voedingsstoffen.
Alvorens te beginnen met het formuleren van de voedingsmix, is het noodzakelijk om de meest geschikte oplossing te selecteren voor de teelt, het klimaat en de teeltwijze. Aanbevelingen voor het voeren van voedingsmengsels worden beschreven in het artikel “Selectie van voedingsoplossingen”, en de basis van oplossingen voor selectie wordt beschreven in het gedeelte van de site “Recepten van voedingsmengsels voor hydrocultuur”.
Laten we als rekenvoorbeeld de zeer populaire “Chesnokov en Bazyrina voedingsoplossing” nemen. De concentratie aan voedingsstoffen wordt uitgedrukt in milligram van een element in 1 liter oplossing [mg/l]. Op de website ziet het er zo uit:
Voor het gemak raad ik aan een tabel samen te stellen, het is handig om Microsoft Excel of gespecialiseerde programma’s te gebruiken om voedingsmengsels te berekenen. De tabel zal er als volgt uitzien:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
Mg
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
Gespecificeerde oplossing, mg / l
Laten we de concentratie van elementen van de basis naar de tabel verplaatsen (we houden in dit voorbeeld geen rekening met het gehalte aan ammonium- en stikstofnitraat).
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
Mg
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
Vervolgens moet u de stoffen selecteren waaruit het toekomstige mengsel zal worden bereid. In de regel zijn dit minerale meststoffen.
Het is de moeite waard om uit te gaan van één component, die we willen toevoegen met een enkele stof. Ik begin liever met calcium of magnesium. Laten we beginnen met magnesium.
magnesium
Magnesium wordt meestal aan de formule toegevoegd als magnesiumsulfaat. We moeten de samenstelling van deze meststof hebben beschreven op de productverpakking en we moeten letten op hoe de samenstelling tot uiting komt. Heel vaak wordt de samenstelling van meststoffen uitgedrukt in massafracties, hetzij in termen van het gehalte aan zuivere elementen of hun oxiden. Als we bijvoorbeeld MgO = 16.2% schrijven, weten we dat 100 gram kunstmest 16,2 gram MgO bevat. Om het mengsel samen te stellen, moeten we het gehalte aan puur magnesium Mg in de meststof opnieuw berekenen.
Het is bekend dat voor 1 massa-eenheid MgO er 0,603 massa-eenheden Mg zijn. Dit cijfer wordt berekend op basis van de molmassa’s van verbindingen en enkelvoudige stoffen, en is te vinden onder de term “Oxidefactor”. Deze cijfers voor verschillende stoffen staan in het artikel “Oxidefactor”, of kunnen worden berekend met behulp van de online calculator voor molaire massa’s op de artikelpagina “Molaire massa van chemische verbindingen”.
Laten we een eenvoudige verhouding doen:
- Laten we 16,2 g MgO nemen als 1 massa-eenheid,
- dan is xg Mg 0,603 massa-eenheden.
x = 16.2 · 0.603 = 9.77 g
We krijgen het volgende resultaat: 100 gram mest bevat 9,77 gram puur magnesium. Laten we de gegevens in de tabel invoeren:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
9.77
16.2
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
Nu moet u de hoeveelheid mest berekenen die moet worden aangebracht om een oplossing te verkrijgen met een magnesiumconcentratie van 30 mg / l. Een concentratie van 30 mg/L vertelt ons dat 1 liter oplossing 30 milligram magnesium of, vertaald in grammen, 0,03 gram magnesium bevat. Voor de berekening stellen we een eenvoudige verhouding opnieuw samen:
- 100 gram kunstmest breng 9,77 gram Mg aan,
- dan zal x gram kunstmest 0,03 gram Mg toevoegen.
x = 100 · 0.03 / 9.77 = 0.31
Conclusie: Het is noodzakelijk om 0,31 gram magnesiumsulfaatmeststof per 1 liter oplossing aan te brengen. Laten we de tabel aanvullen:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
0,31
9.77
16.2
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
30
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
voetbal
Calcium kan aan de voedingsoplossing worden toegevoegd in de vorm van calciumnitraat (calciumnitraat). Neem aan dat de samenstelling van de meststof als volgt is: CaO = 27%, N = 14.9%. De berekeningen worden op dezelfde manier uitgevoerd als voor magnesium.
De oxidefactor voor CaO is 0,715. Meststofgehalte van puur calcium:
Ca = 27 · 0.715 = 19.3%
U moet 165 mg calcium per 1 liter aan de oplossing toevoegen.
- 100 gram kunstmest introduceert 19,3 gram Ca,
- dan voegt x gram kunstmest 0,165 gram Ca toe.
x = 100 · 0.165 / 19.3 = 0.855
Conclusie: Het is noodzakelijk om 0,855 gram calciumnitraatmeststof per 1 liter oplossing toe te passen.
Belangrijk! Het is de moeite waard om te overwegen dat calciumnitraat, naast calcium, ook stikstof in de oplossing brengt. Het stikstofgehalte in de mest is 14,9%. Het blijkt dat 0,855 gram kunstmest naast calcium 0,127 gram stikstof (0,855 14,9/100) toevoegt, wat overeenkomt met 127 mg. Laten we de tabel aanvullen:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
CaO
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
0,31
9.77
16.2
Calciumnitraat, % op gewicht
0,855
14,9
19,3
27
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
127
165
30
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
fosfor
Fosfor wordt meestal toegevoegd aan de voedingsoplossing in de vorm van superfosfaten of kaliummonofosfaat. In het voorbeeld gebruiken we kaliummonofosfaat. De samenstelling van de meststof is als volgt: P2O5 = 50%, K2O = 33%. Omdat de meststof zowel kalium als fosfor toepast, is het de moeite waard om te kiezen wat te berekenen. Denk bijvoorbeeld aan het worstcasescenario, wanneer we de eerste keer niet goed raden. Ook zal duidelijk worden waar dit over gaat.
Laten we beginnen met de kaliumberekening. Vergelijkbaar met eerdere berekeningen:
Oxidefactor voor K2Of is 0.83. Meststofgehalte van puur kalium:
U moet 190 mg kalium per 1 liter aan de oplossing toevoegen.
- 100 gram kunstmest breng 27,39 gram K aan,
- dan voegt x gram kunstmest 0,190 gram K toe.
x = 100 · 0.190 / 27.39 = 0.69
Conclusie: Het is noodzakelijk om 0,69 gram “kaliummonofosfaat” -meststof per 1 liter oplossing te bereiden.
Belangrijk! Naast kalium wordt ook fosfor geïntroduceerd.
Oxidefactor voor P2O5 bedraagt 0.436. Meststofgehalte van zuivere fosfor:
P = 50 0.436 = 21.8%
We voegen 0,69 gram “kaliummonofosfaat”-meststof aan de oplossing toe, en dus 0,15 gram fosfor (0,69 · 21,8 / 100). 0,15 gram = 150 mg, dat is aanzienlijk meer dan we nodig hebben. Conclusie: we rekenen vanaf fosfor.
Berekening van fosfor. Vergelijkbaar met eerdere berekeningen:
Oxidefactor voor P2O5 bedraagt 0.436. Meststofgehalte van zuivere fosfor:
P = 50 0.436 = 21.8%
Het is noodzakelijk om 38,5 mg fosfor per 1 liter aan de oplossing toe te voegen.
- 100 gram kunstmest breng 21,8 gram P aan,
- dan voegt x gram kunstmest 0,0385 gram P toe.
x = 100 · 0.0385 / 21.8 = 0.177
Conclusie: Het is noodzakelijk om 0.177 gram “kaliummonofosfaat” -meststof per 1 liter oplossing te bereiden.
Belangrijk! Naast fosfor wordt ook kalium toegevoegd.
Oxidefactor voor K2Of is 0.83. Meststofgehalte van puur kalium:
K = 33 · 0.83 = 27.39%
We voegen 0.177 gram “kaliummonofosfaat”-meststof toe aan de oplossing, en dus 0,048 gram kalium (0.177 · 27.39/100). Laten we de tabel aanvullen:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
P2O5
K
K2O
Ca
CaO
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
0,31
9.77
16.2
Calciumnitraat, % op gewicht
0,855
14,9
19,3
27
Kaliummonofosfaat, gew.%
0.177
21.8
50
27.39
33
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
127
38.5
48
165
30
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
stikstof
Het blijft om wat stikstof en kalium aan de oplossing toe te voegen. Laten we beginnen met stikstof. Stikstof wordt op verschillende manieren aan de voedingsoplossing toegevoegd. We zullen kaliumnitraat gebruiken, omdat dit beter geschikt is gezien het gebrek aan kalium. Stel dat kaliumnitraat (kaliumnitraat) de volgende samenstelling heeft: N = 13.6%, K2O = 46%.
Het stikstofgehalte in de mest is 13.6%. Het is noodzakelijk om 13 mg stikstof (140-127 mg) toe te voegen. Laten we de verhouding maken:
- 100 gram kunstmest breng 13,6 gram N aan,
- bladeren x gram kunstmest 0,013 gram N.
x = 100 · 0.013 / 13.6 = 0.096
Conclusie: Het is noodzakelijk om 0.096 gram kaliumnitraatmeststof per 1 liter oplossing toe te passen.
Belangrijk! Kalium wordt samen met stikstof toegevoegd.
Oxidefactor voor K2Of is 0.83. Meststofgehalte van puur kalium:
K = 46 · 0.83 = 38,18%
Aan de oplossing voegen we 0.096 gram kaliumnitraatmest toe, en dus 0,037 gram kalium (0.096 · 38,18/100). In totaal 85 mg kalium (37 + 48 g) in oplossing. Laten we de tabel aanvullen:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
P2O5
K
K2O
Ca
CaO
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
0,31
9.77
16.2
Calciumnitraat, % op gewicht
0,855
14,9
19,3
27
Kaliummonofosfaat, gew.%
0.177
21.8
50
27.39
33
Kaliumnitraat, % op gewicht
0,096
13,6
38,18
46
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
140
38.5
85
165
30
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
potasio
We voltooien de bereiding van de oplossing door de ontbrekende hoeveelheid kalium in te voeren. Voor de introductie van kalium en de niet-introductie van andere elementen, passen we de meststof «kaliumsulfaat» toe. Laten we zeggen dat kaliumsulfaat bevat: K2O = 50%.
Oxidefactor voor K2Of is 0.83. Meststofgehalte van puur kalium:
K = 50 0.83 = 41.5%
U moet 105 mg kalium per 1 liter (190-85 g) aan de oplossing toevoegen.
- 100 gram kunstmest breng 41,5 gram K aan,
- dan voegt x gram kunstmest 0,105 gram K toe.
x = 100 · 0.105 / 41,5 = 0.253
Conclusie: het is noodzakelijk om 0,253 gram kaliumsulfaatmeststof per 1 liter oplossing toe te passen. Laten we de tabel aanvullen:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
P2O5
K
K2O
Ca
CaO
Mg
MgO
Magnesiumsulfaat, gew.%
0,31
9.77
16.2
Calciumnitraat, % op gewicht
0,855
14,9
19,3
27
Kaliummonofosfaat, gew.%
0.177
21.8
50
27.39
33
Kaliumnitraat, % op gewicht
0,096
13,6
38,18
46
Kaliumsulfaat, gew.%
0,253
41,5
50
In de afgewerkte oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
De bereide oplossing komt overeen met de bereide: de oplossing is correct samengesteld. Om een grotere hoeveelheid oplossing te bereiden, doen we een eenvoudige herberekening door de aangebrachte hoeveelheden te vermenigvuldigen met het vereiste volume in liters. Rekenvoorbeeld voor 5 liter:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
Wij wel, g / 5l
Magnesiumsulfaat
0,31
1,55
Calciumnitraat
0,855
4,275
Kaliummonofosfaat
0.177
0,885
Kaliumnitraat
0,096
0,48
Kaliumsulfaat
0,253
1,265
Zoals u weet, kan het water voor de bereiding van voedingsoplossingen een bepaalde hoeveelheid opgeloste zouten bevatten, waarmee rekening moet worden gehouden bij het samenstellen van voedingsoplossingen. Laten we zeggen dat het water de volgende samenstelling heeft:
Naam Ca Mg K Inhoud, mg/l 50 25 30
Het enige dat u hoeft te doen, is de samenstelling van de oplossing corrigeren voordat u met de berekening begint. Ziet het er zo uit:
Mengcomponent
Wij maken, g / l
N
P
K
Ca
Mg
…
In de afgewerkte oplossing, mg / l
Gespecificeerde oplossing rekening houdend met de samenstelling van het water, mg/l.
140
38,5
160
115
5
Gespecificeerde oplossing, mg / l
140
38.5
190
165
30
Water, mg / l
30
50
25
Vervolgens voeren we de berekening uit, vergelijkbaar met de hierboven vermelde instructies.
Het wegen van kleine en minieme hoeveelheden stoffen kan moeilijk zijn zonder een analytische balans. Als u hiervoor een huishoudweegschaal gebruikt, bent u nooit zeker van een weegnauwkeurigheid van minimaal 0,5 g. Er is een eenvoudige manier om oplossingen te bereiden zonder nauwkeurige weegschaal. Beschouw het voorbeeld van een oplossing van sporenelementen volgens Hoagland.
Laten we in gedestilleerd water een 0,5%-oplossing bereiden van alle sporenelementverbindingen die we slechts in kleine hoeveelheden nodig hebben (bijvoorbeeld tinchloride, kaliumjodide, kobaltnitraat, enz.). We lossen dus bijvoorbeeld 5 g kaliumjodide op in 1 liter gedestilleerd water. Als we slechts 0,5 g nodig hebben, nemen we gewoon 100 kubieke meter van deze oplossing. cm, met daarin precies 0,5 g. Het benodigde aantal kubieke centimeters wordt gemeten met een nauwkeurige maar goedkope pipet, spuit of beker. Bij deze methode mag niet worden vergeten dat volgens het recept voor de bereiding van Hoagland’s oplossing alle hoeveelheden worden aangegeven per 18 liter water. Nadat we daarom alle door ons bereide concentraten afzonderlijk hebben opgelost in ongeveer 10 liter water, brengen we pas dan de totale hoeveelheid vloeistof op 18 liter met water.
Verzuring van de voedingsoplossing.
Over het algemeen is het noodzakelijk om de voedingsoplossing aan te zuren. De opname van ionen door planten veroorzaakt een geleidelijke alkalisering van de oplossing. Elke oplossing met een pH van 7 of hoger moet vaak worden aangepast aan de optimale pH. Er kunnen verschillende zuren worden gebruikt om de voedingsoplossing aan te zuren, maar zwavelzuur wordt over het algemeen gebruikt omdat het altijd beschikbaar en goedkoop is.
Bij het aanpassen van de pH met zuren en logen moeten rubberen handschoenen worden gedragen om brandwonden op de huid te voorkomen. Een ervaren chemicus is bedreven in het omgaan met geconcentreerd zwavelzuur en voegt het zuur druppel voor druppel toe aan het water. Maar voor beginnende hydrocultuur is het misschien het beste om naar een ervaren chemicus te gaan en hem te vragen een 25% zwavelzuuroplossing te bereiden. Terwijl het zuur wordt toegevoegd, wordt de oplossing geroerd en wordt de pH bepaald. Na de geschatte hoeveelheid zwavelzuur te hebben geleerd, kan het in de toekomst worden toegevoegd vanuit een maatcilinder.
Zwavelzuur moet in kleine porties worden toegevoegd om de oplossing niet te zuur te maken, die dan weer alkalisch moet worden gemaakt. Bij een onervaren werknemer kan de verzuring en alkalisatie oneindig doorgaan. Naast het verspillen van tijd en reagentia, brengt een dergelijke regeling de voedingsoplossing uit balans vanwege de ophoping van onnodige ionen voor de planten.
Alkalisatie van de voedingsoplossing.
Te zure oplossingen worden alkalisch gemaakt met natriumhydroxide (natriumhydroxide). Zoals de naam al doet vermoeden, is het bijtend, daarom moeten rubberen handschoenen worden gedragen. Het wordt aanbevolen om natriumhydroxide in pilvorm te kopen. Natriumhydroxide kan worden gekocht als pijpreinigers bij huishoudelijke chemische winkels, zoals Mole. Los één korrel op in 0,5 L water en voeg geleidelijk de alkalische oplossing toe aan de voedingsoplossing onder constant roeren, waarbij regelmatig de pH wordt gecontroleerd. Geen enkele wiskundige berekening kan de hoeveelheid zuur of alkali berekenen die in een bepaald geval moet worden toegevoegd.
Als u meerdere gewassen op een troffel wilt laten groeien, moet u ze zodanig selecteren dat ze niet alleen overeenkomen met hun optimale pH, maar ook met de behoeften van andere groeifactoren. Narcissen en gele chrysanten hebben bijvoorbeeld een pH van 6,8 nodig, maar verschillende vochtigheidscondities, zodat ze niet op hetzelfde pallet kunnen worden gekweekt. Als je narcissen evenveel vocht geeft als chrysanten, gaan de narcisbollen rotten. In experimenten bereikte rabarber zijn maximale ontwikkeling bij pH 6,5, maar kon zelfs bij pH 3,5 groeien. Haver, die de voorkeur geeft aan een pH van ongeveer 6, geeft goede opbrengsten bij pH 4, als de dosis stikstof in de voedingsoplossing aanzienlijk toeneemt. Aardappelen groeien in een vrij breed pH-bereik, maar gedijen het beste bij een pH van 5,5. Beneden deze pH worden ook hoge opbrengsten aan knollen verkregen, maar deze krijgen een bittere smaak. Voor een maximale opbrengst van hoge kwaliteit moet de pH van voedingsoplossingen nauwkeurig worden aangepast.
