کیفیت آب آبیاری در کشاورزی چه اهمیتی دارد؟

کیفیت آب آبیاری

هنگام شروع عملیات گلخانه ای باید همیشه کیفیت آب در نظر گرفته شود زیرا آب با کیفیت پایین غیرقابل استفاده است و تبدیل به آب با کیفیت بالا گران است. کیفیت عمدتاً به منبع آبی که در دسترس است بستگی دارد. این می تواند آب لوله کشی شهری، آب چاه، آب سطحی یا جمع آوری شده باشد

کیفیت آب آبیاری به چه عواملی بستگی دارد؟

کیفیت آب به غلظت هر ماده محلول، وجود موجودات زنده (جلبک ها، قارچ ها، باکتری ها و غیره) و بقایای ذرات بستگی دارد. تجزیه و تحلیل کامل برای آنیون ها و کاتیون ها با توجه ویژه به پارامترهای کیفیت اصلی، به ویژه شوری، قلیاییت و سمیت یونی خاص به دلیل غلظت بیش از حد سدیم، سولفات ها و کلرید باید انجام شود.

در سیستم های آبیاری با روزنه های کوچک برای انتقال محلول آبیاری به گیاهان، کیفیت آب بالا مورد نیاز است تا از مشکلات ناشی از گرفتگی قطره چکان ها جلوگیری شود. 

کاهش بیکربنات آب آبیاری؟

قلیایی بودن اصطلاحی است که برای بیان غلظت بی کربنات (یا کربنات، اگر pH بالاتر از 8.2 باشد) در آب های طبیعی یا غیر آلوده استفاده می شود. بی کربنات (HCO3) قلیایی است و بنابراین pH را افزایش می دهد. قلیائیت بالا عامل اصلی افزایش pH در محلول های غذایی است. به همین دلیل، هر زمان که آب تشکیل دهنده با خاصیت قلیایی بالا به آن اضافه می شود، لازم است pH محلول غذایی را بیشتر بررسی کرد. قلیاییت با کاهش pH با اسید از بین می رود.

قلیایی بودن می تواند پرورش دهندگان را در تلاش برای تخمین میزان اسید مورد نیاز برای کاهش pH گیج کند. بر خلاف یون هیدروکسید (یعنی ماده رایج برای pH بالا)، بی کربنات فقط قلیایی ضعیفی است و صرف نظر از مقدار موجود، قادر به افزایش pH بسیار بالاتر از 8.3 نیست. از این رو، هنگامی که در غلظت بالا وجود دارد، ظرفیت بافری pH بالایی را فراهم می کند. این بدان معناست که با اضافه کردن اسید (pH پایین) در برابر تغییر pH مقاومت می کند. بخش «دی اکسید کربن» را در زیر ببینید.

بسیاری از چاه‌ها و آب‌های سطحی حاوی مقادیری از (بی)کربنات‌ها است .بنابراین، آب حاوی بی کربنات ها با اسیدها تصفیه می شود تا سطح بی کربنات ها به حدود 0.5 میلی مول در لیتر کاهش یابد. 

از سیستم هوشمند برای کنترل بی کربنات در آبیاری برای کشاورزی دقیق هیدروپونیک می‌توان استفاده کرد که به بهبود کیفیت آب در کشاورزی هیدروپونیک کمک کند. 

آیا از آب باران می‌توان برای آبیاری استفاده کرد؟

به طور کلی آب باران کیفیت عالی برای کشت هیدروپونیک دارد. فقط در نزدیکی دریا، ممکن است سدیم بیشتری در آب وجود داشته باشد. آب باران بهتر است از سطوح تمیز با نصب یک دستگاه ‘First Flush’ جمع آوری شود. که اجازه می دهد تا چند دقیقه اول بارندگی از پشت بام تخلیه شود قبل از اینکه باران برای استفاده جمع آوری شود. آب باران همچنین ممکن است حاوی روی و سرب از سطوح سقف گالوانیزه باشد. به طور کلی آب باران جمع آوری شده از پشت بام گلخانه عاری از مشکلات روی و سرب است.

رفع مشکل آب با کیفیت پایین با مخلوط کردن با آب باران و دیگر آب های بدون مشکل

آب باران را می توان از سازه های رواناب پشت بام مانند گلخانه ها جمع آوری کرد و سپس در یک مخزن ذخیره می شود تا به عنوان آب آبیاری استفاده شود. آب باران جمع‌آوری‌شده همچنین می‌تواند با آب‌های مشکل‌دار مانند آب‌هایی با قلیائیت بالا، EC بالا، یا سدیم و کلر اضافی مخلوط شود یا برای بهبود کیفیت پساب‌های بازیافتی پساب و فاضلاب‌های صنعتی با محتوای مواد مغذی بالا که برای آبیاری استفاده می‌شوند. سایر منابع آب غیرمشکل نیز می توانند برای مخلوط کردن استفاده شوند. آب باران دارای pH طبیعی حدود 6/5 و محتوای مواد معدنی بسیار کم است. آب باران اسیدی با pH در محدوده 4-5 برای آبیاری قابل قبول است. بافر ضعیفی است و تأثیر کمی بر pH متوسط رشد دارد. آب با pH کمتر از 4 نباید استفاده شود زیرا ممکن است به نهال ها و پیوندهای جوان آسیب برساند. آب باران باید از سازه های تمیز و به خوبی نگهداری شده و عاری از آلاینده های معدنی مانند روی و سایر فلزات جمع آوری شود. آب باید حداقل دو بار در سال از نظر pH و مواد معدنی آزمایش شود.

آیا از آب های سطحی، زیرزمینی و آب لوله کشی شهری می‌توان برای آبیاری استفاده کرد؟

آب سطحی رودخانه ها، دریاچه ها یا کانال ها ممکن است کیفیت شیمیایی متغیری داشته باشد. بسته به منبع می تواند از عالی تا بسیار ضعیف متفاوت باشد، اما ممکن است کیفیت آن در طول سال متفاوت باشد. اگر منبع آب سطحی از مناطق شهری یا باغی عبور می کند، باید از خطر ورود عوامل بیماری زای انسانی و گیاهی در گلخانه و شاید بقایای آفت کش ها نیز آگاه بود.

کیفیت آب زیرزمینی بسیار به موقعیت محلی بستگی دارد. ممکن است کیفیت شیمیایی عالی داشته باشد، اما ممکن است حاوی مقادیر زیادی نمک نیز باشد که باید قبل از استفاده با اسمز معکوس نمک زدایی شود.

آب لوله کشی شهری حاوی نمک هایی برای بهبود طعم آب است. اغلب برای استفاده در هیدروپونیک خیلی شور است و حاوی کلرید است. علاوه بر این، آب لوله کشی اغلب گران است و مقدار آن در ساعت بسیار کم است. بنابراین، اغلب انتخاب اول نیست. آب لوله کشی در ابتدا بدون پاتوژن است.

پرورش دهندگان هیدروپونیک که در مورد استفاده از کلرامین ها در تامین آب شهر خود نگرانی دارند، می توانند آب را با فیلترهای کربن فعال طراحی شده خاص یا با استفاده از مواد شیمیایی دکلرامینه یا تهویه کننده های آب که توسط تجارت آکواریوم برای تصفیه آب مخازن ماهی فروخته می شود، تصفیه کنند. فیلترهای کربن کلرامین باید از نوع صحیحی باشند که دارای کربن فعال گرانولی با کیفیت بالا باشد که امکان تماس طولانی مورد نیاز برای حذف کلرامین را فراهم کند.

آیا از آب چاه می‌توان برای آبیاری در کشت هیدروپونیک استفاده کرد؟

آب چاه ها در مکان های مختلف در سراسر جهان می تواند از نظر کیفیت بسیار متفاوت باشد. چاه‌های بسیار عمیقی که از لایه‌های خاص خاک عبور می‌کنند، تقریباً «آب فیلتر شده» ایجاد می‌کنند، اگرچه برخی از مواد معدنی همیشه احتمالاً در آب‌های زیرزمینی وجود دارند. برخی از چاه‌ها، به‌ویژه انواع قدیمی‌تر، یا آن‌هایی که به خوبی نگهداری نشده‌اند و کم عمق هستند، می‌توانند مشکلاتی را با آلودگی ناشی از پاتوژن‌ها، نماتدها و مواد شیمیایی کشاورزی که از طریق لایه‌های بالایی خاک به داخل آب چاه شسته می‌شوند، ایجاد کنند. آب چاه ممکن است «سخت» باشد و حاوی سطوحی از مواد معدنی محلول مانند کلسیم و منیزیم و سایر عناصر بسته به نوع خاک اطراف چاه باشد.

سطوح بالای سدیم و عناصر کمیاب مشکل سازترین برای پرورش دهندگان هیدروپونیک هستند، سطوح بیش از 2000ppm سدیم در آب های داخلی چاه در برخی مناطق خشک یافت شده است، اگرچه اغلب آب های چاه چنین مشکل شدیدی را ایجاد نمی کنند. سدیم تا حد زیادی توسط گیاهان جذب نمی شود، از این رو در سیستم های چرخشی جمع می شود و عناصر دیگر را جابجا می کند. عناصر کمیاب در آب های زیرزمینی مانند مس، بور و روی ممکن است گاهی اوقات در سطوح بالایی وجود داشته باشند. به پرورش دهندگان هیدروپونیک که از آب چاه استفاده می کنند توصیه می شود که یک تجزیه و تحلیل کامل روی منبع آب خود انجام دهند تا مشخص شود که آیا مشکلات احتمالی وجود دارد یا خیر.

مقدار EC با توجه به مقدار کودهای اضافه شده و استفاده شده توسط گیاهان در حال رشد در مخلوط مواد مغذی تغییر می‌کند.

برای کاهش مقدار EC در مخزن چه راهکاری پیشنهاد می‌شود؟

شما به سادگی می توانید آب بیشتری (با pH متعادل) به مخزن خود اضافه کنید. این به طور موثر غلظت نمک ها را رقیق می کند که EC شما را کاهش می دهد. اگر سطح EC بسیار بالایی دارید می‌توانید سیستم خود را به طور کامل بشویید، ریشه ها را بشویید و در ابتدا با یک محلول مغذی با EC پر کنید.

برای افزایش مقدار EC در مخزن چه راهکاری پیشنهاد می‌شود؟

افزایش EC بسیار ساده تر است. هم در هیدروپونیک و هم در خاک،به سادگی اضافه کردن محلول مغذی بیشتر یا کود یا افزودنی انتخابی شما است. 

اگر مقدار EC آب در طول زمان افزایش یابد، نشانه آن است که گیاهان قادر به استفاده از مواد مغذی در آب نیستند. این ممکن است به دلیل اشتباه در میزان مواد مغذی یا pH آب باشد

چرا  EC در هیدروپونیک مفید است؟

زیرا رسانایی یک محلول با مقدار نمک های حل شده در آن (در این مورد، نمک ها مواد مغذی ما هستند) نسبت مستقیم دارد. بنابراین، اگر محلولی دارای نمک های محلول بیشتری باشد، رسانایی بالاتری دارد. بنابراین، اندازه گیری EC می تواند به شما ایده دهد که چه مقدار مواد مغذی در محلول شما باقی مانده است.

برخی از اشتباهات رایج هنگام اندازه گیری EC چیست؟

با توجه به شرایط ذکر شده در بالا، EC همیشه باید در pH ثابت اندازه گیری شود. EC اندازه گیری شده در pH 5 و EC اندازه گیری شده در pH 7 با توجه به اینکه یون هایی که pH را تعیین می کنند تأثیر بسیار زیادی بر مقدار EC دارند کاملاً متفاوت خواهند بود. 

EC برای چه مواردی مفید است؟

رسانایی الکتریکی به شما می گوید که آیا محلولمواد مغذی یا آب را به دلیل تبخیر از دست داده است، اگر اندازه گیری ها دقیقاً با همان مقدار pH انجام شود. EC باید هنگام تهیه محلول و پس از آن هر روز سه بار اندازه گیری شود. اگر EC محلول خیلی زیاد شد، می توانید آب اضافه کنید تا آن را به مقدار اولیه کاهش دهید. اگر EC خیلی کم شد (70% مقدار اولیه)، نباید مواد مغذی اضافه کنید. این بدان معنی است که محلول به طور قابل توجهی در ترکیب گیاه تغییر کرده است و باید دور ریخته شود و باید محلول تازه تهیه شود.

تاثیر کلرید در هیدروپونیک چیست؟

کلرید – که نباید با کلر اشتباه گرفته شود – شکل کاهش یافته عنصر Cl، یک یون با بار منفی (Cl) است. برخلاف کلر عنصری که یک اکسید کننده قوی است، کلرید از نظر واکنش شیمیایی بسیار بی اثر است و به طور قابل ملاحظه ای با هیچ چیز در محلول غذایی هیدروپونیک واکنش نشان نمی دهد. معمولاً نیازی به افزودن کلرید نیست، اما صرفاً کلرید موجود در آب – یا به عنوان ناخالصی در نمک های دیگر – بیشتر از حد مورد نیاز است

اما کلرید چه تاثیری دارد؟ 

کلرید از این جهت خاص است که  از نظر شیمیایی مانند آمونیوم رفتار می کند، یعنی کلرید می تواند به راحتی از سلول های گیاهی عبور کند. این بدان معناست که هر کلریدی که در محلول قرار می دهید به راحتی جذب می شود، به این معنی که جذب آنیون های دیگر را به شدت خنثی می کند. به همین دلیل است که اگر به جای سولفات آمونیوم کلرید آمونیوم اضافه کنید، اثر مورد انتظار کاهش pH محلول توسط گیاهان به دلیل افزودن آمونیوم کاملاً منتفی است. زیرا هم یک آنیون و هم یک کاتیون را اضافه شده که خیلی سریع جذب می‌شوند، بنابراین بر تعادل جذب کاتیون / آنیون گیاه تأثیر نمی‌گذاردو pH دقیقاً به همان روش قبلی کاهش یا افزایش می‌یابد.

اگر در محلول کلرید و نیترات دارید، گیاهان به جای نیترات، کلرید را جذب می‌کنند و علائم کمبود نیتروژن را مشاهده خواهید کرد.وجود یک آنیون بسیار رقابتی نه تنها آمونیوم، بلکه سایر آنیون‌ها، به‌ویژه فسفات‌ها نیز دچار مشکل می‌شوند و بنابراین در جذب فسفر نیز مشکلاتی را مشاهده خواهید کرد. 

اگر آب غلظت بالایی از کلرید باشد، موثرترین روش استفاده از دستگاه اسمز معکوس است. اگر این مورد امکانپذیر نیست – به دلیل هزینه ها یا در دسترس بودن آب – بهترین شانس شما این است که سعی کنید غلظت آنیون را افزایش دهید تا جذب کلرید را جبران کنید. با این حال، اگر غلظت کلر بسیار بالا باشد، این کار نمی کند زیرا فشار اسمزی برای گیاهان پس از جبران بسیار زیاد است.

اثرات pH نامناسب در گیاهان چیست؟

از آنجایی که pH بر توانایی گیاهان برای جذب مواد مغذی مورد نیازشان تأثیر می گذارد.با این حال، توجه به این نکته مهم است که PH نادرست می‌تواند باعث کمبود برخی از مواد مغذی شود و در عین حال سمیت برخی دیگر را ایجاد کند، زیرا هر ماده مغذی محدوده pH ترجیحی دارد که در آن محلول‌تر و در دسترس‌تر خواهد بود.

در نمودار زیر برخی از رایج ترین مواد مغذی و همچنین محدوده pH ترجیحی آنها را نشان می دهد:

اگر pH خیلی کم یا خیلی اسیدی باشد، چه اثراتی دارد؟

برخی از عناصر در محیط اسیدی محلول تر هستند که ممکن است منجر به سمیت شود، مانند سمیت آهن یا منگنز.

از سوی دیگر، محیط‌ها یا محلول‌های رشد بسیار اسیدی می‌توانند منجر به کمبود مواد مغذی منیزیم، کلسیم و فسفر شوند.

علائم بصری pH کم شامل: لکه های زرد یا زرد شدن برگ ها، مرگ برگ، توقف رشد و سوختگی نوک باشد.

اگر PH خیلی بالا یا خیلی قلیایی باشد، چه اثراتی روی گیاه دارد؟

همانطور که در نمودار بالا می بینید، بسیاری از مواد مغذی در یک محیط بیش از حد قلیایی کمتر محلول خواهند بود، که می تواند باعث شود عناصر خاصی مانند آهن، کلسیم یا ترکیبات فسفات رسوب کنند و در نتیجه ‘قفل شده’ و در دسترس گیاهان شما قرار نگیرند.

یکی از ویژگی های بارز یک محیط بیش از حد قلیایی کمبود مس یا روی است.

علائم بصری pH بالا می تواند شامل کلروز بین رگبرگی، جایی که برگ ها بین رگبرگ های برگ زرد می شوند، لکه های قهوه ای یا زرد، نکروز تدریجی و برگ های پژمرده یا پیچ خورده باشد.

چگونه PH را کاهش دهیم؟

در هیدروپونیک، رایج ترین روش برای کاهش PH محلول غذایی، استفاده از اسیدی مانند اسید فسفریک یا کاهندهpH است. مهم نیست کدام یک را انتخاب می کنید، همیشه به یاد داشته باشید که قبل از افزودن آن به محلول غذایی آن را رقیق کنید.

بسته به محصولی که رشد می کند، ممکن است توصیه شود که از اسیدهای مختلف در مراحل مختلف رشد استفاده کنید. اسید نیتریک معمولاً در مرحله رشد توصیه می شود، در حالی که اسید فسفریک در مرحله گلدهی توصیه می شود. 

توصیه می شودکاهنده pH را بر اساس نسبت 1:10 رقیق کنید (یک قسمت از اسید یا تنظیم کننده کاهش pH به 10 قسمت آب مقطر). 

چگونه PH را افزایش دهیم؟

اگر PH را اندازه گیری می کنید و مقدار آن را خیلی کم یا خیلی اسیدی است، باید با قلیایی تر کردن pH آن را افزایش دهید. همانند کاهش pH، گزینه‌های شما برای افزایش pH به روش رشدی که در حال حاضر استفاده می‌کنید بستگی دارد.

در هیدروپونیک، شما معمولا یک بی کربنات برای افزایش pH محلول غذایی خود اضافه می کنید. این کار معمولاً با استفاده از سیلیکات پتاسیم یاافزاینده PH انجام می شود. مشابه کاهش pH، همیشه  مطمئن شوید که بی کربنات شما به طور مناسب رقیق شده است، معمولاً به نسبت 1:10 (یک قسمت بی کربنات یا تنظیم کننده pH به 10 قسمت آب مقطر). 

اگر در منطقه‌ای زندگی می‌کنید که دارای آب سخت است، می‌توانید از آن برای افزایش pH محلول غذایی خود نیز استفاده کنید. به این دلیل که بی کربنات های موجود در آب سخت به عنوان یک بافر برای اسیدیته اضافی عمل می کنند و کمی pH را افزایش می دهند. این روش فقط زمانی باید استفاده شود که نیاز به تنظیم کمی در pH داشته باشید.

PH عمومی پذیرفته شده برای آب آبیاری بین 5/5 تا 7/5 است، اما برخی از مشکلات ممکن است در این محدوده رخ دهد.

PH بیشتر از 7/5احتمالاً اثربخشی ضد عفونی کلر را کاهش می دهد.

آب اسیدی همچنین می تواند تأثیر مضری بر رشد گیاه داشته باشد، به ویژه باعث مشکلات تغذیه ای شود، در حالی که آب اسیدی قوی (زیر PH 4) می تواند به اسیدی شدن خاک کمک کند. pH کمتر از 6 نشان دهنده خورندگی است که می تواند منجر به آسیب به لوله های فلزی، مخازن و اتصالات شود. آب کمتر از pH 6.0 یا بالاتر از pH 8.5، زمانی که در محلول‌پاشی‌ها استفاده می شود، می تواند اثر بخشی برخی از آفت کش ها را کاهش دهد. 

اگر نیاز به تنظیم pH آب است، سعی کنید آن را بین  5.5 و  7 نگه دارید. آب در این محدوده pH:

تعادل مواد مغذی را حفظ می کند

از تشکیل رسوب در آبیاری جلوگیری می کند

PH آب آبیاری را چگونه می‌توان تنظیم کرد؟

pH می توان با افزودن یک اسید یا یک ماده قلیایی به منبع آب تنظیم کرد. اسید یا قلیایی مناسب ممکن است به خط لوله تزریق شود. استفاده از اسید (مانند اسید سولفوریک) باعث کاهش pH می شود، در حالی که یک قلیایی (به عنوان مثال، آهک) pH را افزایش می دهد.