Reakcja środowiska odgrywa ważną rolę w absorpcji jonów z gleby lub z pożywki. W silnie kwaśnym środowisku (przy pH <4,0) jony wodorowe są toksyczne dla rośliny. Wypierają wszystkie inne kationy ze stanu adsorpcji, a zamiast wchłaniania można zaobserwować ich uwalnianie z korzenia. W silnie kwaśnym środowisku zmienia się wygląd korzeni i ich struktura. W środowisku zasadowym (przy pH>8) wchłanianie anionów przez rośliny jest zaburzone.
W mniej kwaśnym środowisku (przy pH = 4,5-5,0) jony wodorowe nie powodują bezpośredniego działania toksycznego. Jednak w glebach o takim pH wiele upraw słabo rośnie. Wynika to z faktu, że w glebach kwaśnych przepływ wapnia do roślin jest opóźniony, a także zaburzona jest aktywność pożytecznej mikroflory. Ponadto gleby kwaśne gromadzą duże ilości jonów żelaza, manganu, a zwłaszcza glinu, szkodliwych dla wzrostu roślin, które są w stanie związanym w glebach niekwaśnych. W glebach kwaśnych zmniejsza się wchłanianie fosforanów i molibdenu przez rośliny. Dlatego gleby kwaśne wymagają wapnowania, aby uzyskać wysokie plony.
Przy uprawie roślin metodami hydroponicznymi, przy użyciu sztucznych podłoży, kwasowość roztworu ma mniejszy wpływ na wzrost roślin ze względu na brak skutków ubocznych jonów wodorowych. Przy pH = 4 wzrost siewek pomidorów okazuje się silnie zahamowany (patrz tabela), ponieważ w silnie kwaśnym środowisku zaburzona jest absorpcja wszystkich kationów przez rośliny. Ale przy pH = 5 i 6 wzrost siewek był najlepszy. Przesunięcie pH roztworu na stronę zasadową (pH = 8), wręcz przeciwnie, gwałtownie ograniczyło wzrost siewek, co zwykle nie występuje w glebie. Powodem tego jest fakt, że w reakcji obojętnej część substancji mineralnych w roztworze wytrąca się w postaci soli fosforanowych i węglanowych wapnia, manganu i żelaza i staje się niedostępna dla rośliny. Sole te, wytrącając się na powierzchni korzenia, utrudniają również oddychanie. Odczyny obojętne i zasadowe szczególnie silnie zaburzają wchłanianie żelaza, które całkowicie się wytrąca, w wyniku czego na roślinach rozwija się chloroza, przy której następuje zatrzymanie tworzenia się chlorofilu i żółknięcie młodych liści. W przypadku chlorozy zmienia się nie tylko kolor liści, ale także zaburza się proces fotosyntezy i oddychania, wzrost roślin gwałtownie spowalnia. Dlatego przy uprawie roślin bez gleby należy zadbać o to, aby pożywka zawsze zawierała żelazo w stanie rozpuszczonym. Żelazo jest wchłaniane tylko przez młode korzenie, stare korzenie nie wchłaniają żelaza, dlatego przy leczeniu roślin na chlorozę należy zwrócić szczególną uwagę na stworzenie sprzyjających warunków do wzrostu nowych korzeni.
Wpływ pH pożywki na wzrost siewek pomidorów
(za Ernon i Johnson, cyt. w Sabinin, 1955)
pH roztworu
Surowa waga jednej rośliny, g
4,0
35,3
5,0
103,7
6,0
111,8
7,0
100,3
8,0
64,5
9,0
7,0
Z danych podanych w tabeli wynika, że najkorzystniejsze warunki do wzrostu w sztucznych kulturach powstają przy pH = 5,0-6,0.
W glebie pod wpływem wzrostu roślin pH nieznacznie się zmienia, ponieważ gleba ma dużą pojemność buforową, czyli zdolność do utrzymywania pH na określonym poziomie. Roztwory składników pokarmowych nie mają takiej zdolności buforującej, dlatego ich pH jest łatwo przestawiane na stronę kwasową lub zasadową pod wpływem wzrostu roślin. Pożywka może być sztucznie buforowana. W tym celu konieczne jest dodatkowe wprowadzenie do roztworu substancji zdolnych do tworzenia roztworów buforowych.
Dlaczego kwasowość się zmienia?
Zmiana kwasowości roztworu następuje w wyniku nierównomiernego wchłaniania kationów i anionów z pożywki przez korzeń. Na przykład, jeśli w formulacji pożywki zawarte są sole amonowe, roztwór jest zwykle zakwaszany, ponieważ rośliny absorbują azot amonowy z dużą szybkością w porównaniu z towarzyszącym anionem; przeciwnie, w obecności azotanu rośliny zużywają azot azotanowy z większą szybkością, w wyniku czego roztwór ulega alkalizacji, ponieważ jest wzbogacony o pozostałości soli alkalicznych. Doświadczenie wykazało, że do pożywki nie można dodać dużych ilości soli amonowych, ponieważ uszkadzają one rośliny z powodu silnego zakwaszenia roztworu. W najpopularniejszych roztworach, w tym Hydroponics Kit, przeważa azot azotanowy, a nie amonowy, w praktyce roztwór ulega alkalizacji i musi być stale zakwaszany.
odkrycia
Tak więc przy uprawie roślin bez gleby możliwe jest dokładne regulowanie odżywiania korzeni, możliwość dobrego dostarczenia roślinom wszystkich niezbędnych składników odżywczych. Dlatego w sztucznej kulturze można uzyskać wysokie plony roślin. Istnieje jednak również szereg trudności. Po pierwsze, niebezpieczeństwo zalania systemu korzeniowego, co może doprowadzić do śmierci roślin. To niebezpieczeństwo jest eliminowane za pomocą różnych urządzeń technicznych. Po drugie, występują przesunięcia w kwasowości roztworu (zwykle alkalizacja), co może niekorzystnie wpływać na wzrost roślin. Dlatego konieczne jest częste sprawdzanie pH pożywki i doprowadzenie go do optymalnej wartości.
