Twardość wody jest kombinacją właściwości chemicznych i fizycznych związanych z zawartością rozpuszczonych soli metali ziem alkalicznych, głównie wapnia i magnezu – tzw. soli twardości.
Woda zawierająca 100-150 mg wapnia na litr jest dopuszczalna do użytku hydroponicznego i w zasadzie w przypadku większości roślin nie ma potrzeby dodawania dodatkowego wapnia.
Miękka woda zawiera mniej niż 50 mg wapnia na litr. Do pomyślnego wzrostu roślin konieczne jest dodatkowo dodanie soli wapnia i magnezu.
Producenci nawozów hydroponicznych biorą pod uwagę obecność wapnia i magnezu w swoich recepturach i produkują odmiany nawozów zarówno dla twardej, jak i miękkiej wody.
Twardość wody rozróżnia się na tymczasową (węglanową) i stałą.
Tymczasowa twardość wody
Twardość przejściowa to rodzaj twardości wody spowodowany obecnością rozpuszczonego węglanu wapnia i węglanu magnezu. Gdy te minerały rozpuszczą się w roztworze, kationy wapnia i magnezu (Ca2+Mg2+) oraz aniony węglanowe i wodorowęglanowe32-, HCO3–). Optymalne pH dla hydroponiki to 5,5. pH wody będzie zbyt wysokie, jeśli woda do nawadniania zawiera znaczne ilości węglanów i wodorowęglanów (CO32-, HCO3–). Dzieje się tak często w przypadku korzystania z wody ze studni. Dlatego woda ta musi być uzdatniona kwasem, aby zneutralizować HCO3– oraz do obniżenia pH pożywki. Ilość kwasu do dodania zależy od zawartości HCO3–… Po dodaniu kwasu do wody wodorowęglan jest neutralizowany przez proton kwasu i pH roztworu spada. Wapń (lub magnez) pozostanie dostępny do wchłonięcia przez rośliny, a anion kwasu pozostanie rozpuszczony w wodzie. Na przykład po dodaniu kwasu azotowego zajdzie następująca reakcja:
Ca2+ + 2HCO3– + 2HNO3 Ca2+ + 2 CO2 + 2H2O + 2 NIE3–
Do tego celu szeroko stosuje się kwas azotowy, ale można również stosować kwas fosforowy i jego pochodne, takie jak fosforan mocznika. Dodanie większej ilości kwasu spowoduje wzrost stężenia powiązanych anionów w roztworze, takich jak azotan i fosforan. Wartości te nie powinny przekraczać wymaganego stężenia dla pożywki. Ogranicza to ilość kwasu, który można dodać w celu zneutralizowania HCO3… Dlatego początkowe stężenie HCO3– w wodzie jest poważnym problemem z jakością.
Neutralizacja wodorowęglanu kwasem inicjuje wydzielanie dwutlenku węgla (CO2) i woda. WSPÓŁ2 musi swobodnie opuścić pożywkę; w przeciwnym razie pH roztworu nie ulegnie obniżeniu i będzie się zmieniać. Oznacza to, że reakcja kwasu i wodorowęglanu musi zachodzić w układach otwartych, takich jak otwarte naczynie do mieszania.
