ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ ΘΡΕΠΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ
Θρεπτικό διάλυμα Είναι ένα αραιό υδατικό διάλυμα όλων των θρεπτικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα φυτά, τα οποία βρίσκονται διαλυμένα στο νερό: - είτε ως ιόντα ανόργανων αλάτων - είτε ως ευδιάλυτες ανόργανες χημικές ενώσεις - είτε ως ευδιάλυτες οργανικές χημικές ενώσεις.
Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Electrical Conductivity (EC): Είναι ένα μέγεθος που εκφράζει την ικανότητα ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα στην πραγματικότητα είναι η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός αγωγού ηλεκτρικού ρεύματος η οποία ως γνωστόν εξαρτάται από την φύση του αγωγού. Η (ειδική) ηλεκτρική αγωγιμότητα (C a ) ορίζεται ως το αντίστροφο της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης, ρ: C a = 1/ρ Η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC( EC) ) μετράται σε ds m - 1. (1 ds m - 1 = 1 ms cm - 1 = 1mmho cm - 1 )
Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Η ικανότητα ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα οφείλεται στην παρουσία ιόντων. Συνεπώς όσο πιο πολλά ιόντα είναι διαλυμένα στο νερό τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητά του να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Συνεπώς, η EC είναι ανάλογη της συνολικής συγκέντρωσης ιόντων στο διάλυμα. Όμως, η EC δεν μας δίνει πληροφορίες για το είδος των ιόντων (K( +, Na +, SO 2-4, κ.λπ.) που περιέχονται στο υδατικό διάλυμα.
Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Η EC μπορεί να μετρηθεί εύκολα και γρήγορα στο θερμοκήπιο με την βοήθεια εύχρηστων, φορητών οργάνων. Γι αυτό, η μέτρηση της EC χρησιμοποιείται ευρύτατα για τον γρήγορο προσδιορισμό της συνολικής συγκέντρωσης αλάτων σε θρεπτικά διαλύματα.
The ph Ένας αριθμός που εκφράζει την συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (H 3 O + ) σε ένα θρεπτικό διάλυμα σε λογαριθμική κλίμακα (1 14 ).) Το ph ενός θρεπτικού διαλύματος είναι πολύ σημαντικό για την θρέψη των φυτών γιατί επηρεάζει τις χημικές ισορροπίες μεταξύ διαφόρων ιόντων και χημικών ενώσεων στο θρεπτικό διάλυμα Κατά συνέπεια, το ph καθορίζει την διαλυτότητα και επομένως την διαθεσιμότητα πολλών θρεπτικών στοιχείων για τα φυτά.
Ιδιότητες θρεπτικών διαλυμάτων Ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) ph Αναλογίες μεταξύ των κύριων θρεπτικών στοιχείων Συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων
Μορφές θρεπτικών στοιχείων στα θρεπτικά διαλύματα μακροστοιχείο Χημική μορφή Ιχνοστοιχείο χημική μορφή άζωτο (N) NO - 3, NH + 4 σίδηρος (Fe) Fe 2+ φώσφορος (P) - H 2 PO 4 μαγγάνιο (Mn) Mn 2+ θείο (S) SO 2-4 ψευδάργυρος (Zn) Zn 2+ κάλιο (K) K + χαλκός (Cu) Cu 2+ ασβέστιο (Ca) μαγνήσιο (Mg) Ca 2+ βόριο (B) Mg 2+ μολυβδαίνιο (Mo) H BO 3 3 MoO 2-4
Τυπικές συνθέσεις θρεπτικών διαλυμάτων για υδροπονικές καλλιέργειες Κύριο θρεπτικό στοιχείο Hoagland & Arnon Sonneveld & Straver, αγγούρι Ιχνοστοιχείο Hoagland & Arnon Sonneveld & Straver, αγγούρι NO - 3 14.0 16.00 Fe 25.00 15.00 H 2 PO - 4 1.0 1.25 Mn 9.10 10.00 SO 2-4 2.0 1.40 Zn 0.75 5.00 K + 6.0 8.00 Cu 0.30 0.75 NH + 4 1.0 1.25 B 46.30 25.00 Ca 2+ 4.0 4.00 Mo 0.10 0.50 Mg 2+ 2.0 1.40
Παρασκευή & παροχή θρεπτικού διαλύματος στα φυτά (Ι) Για να αποφευχθεί η συχνή παρασκευή θρεπτικού διαλύματος, παρασκευάζονται πυκνά διαλύματα (συνήθως 100-200 φορές συμπυκνωμένα). Τα πυκνά διαλύματα (μητρικά διαλύματα) αραιώνονται σε μία καθορισμένη αναλογία με νερό άρδευσης μέσω κατάλληλου εξοπλισμού (δοσομετρητής), οπότε προκύπτει το διάλυμα τροφοδοσίας των φυτών. Συνήθως υπάρχει και ένα τρίτο μητρικό διάλυμα με οξύ (συνήθως HNO 3 ) για έλεγχο ph του διαλύματος.
Παρασκευή & παροχή θρεπτικού διαλύματος στα φυτά (ΙΙ) Πρέπει απαραίτητα να χρησιμοποιούνται δύο τουλάχιστον δοχεία πυκνών διαλυμάτων, γιατί το νιτρικό ασβέστιο δεν μπορεί να τοποθετηθεί στο ίδιο δοχείο με φωσφορικά και θειικά λιπάσματα. Κάτι τέτοιο θα οδηγούσε σε κατακρήμνηση Ca(H 2 PO 4 ) 2 και CaSO 4, λόγω χαμηλής διαλυτότητας αυτών των λιπασμάτων.
Παρασκευή & παροχή θρεπτικού διαλύματος στα φυτά (ΙΙΙ) A B ΟΞΥ Πυκνά διαλύματα Α, Β και οξέως
Δυσκολίες κατάρτισης σύνθεσης ενός θρεπτικού διαλύματος σε μακροστοιχεία: Ι. Σύνδεση ανιόντων - κατιόντων Χορήγηση ενός ιόντος συνοδεύεται απαραίτητα από την χορήγηση ενός άλλου ιόντος αντίθετου φορτίου στην ίδια κανονική συγκέντρωση. Παράδειγμα: Προσθήκη καλίου (Κ): Δυνατές επιλογές: KCl K + + Cl - KNO 3 K + + NO - 3 KH 2 PO 4 K+ + H 2 PO - 4 K 2 SO 4 K+ + SO - 4
Δυσκολίες κατάρτισης σύνθεσης ενός θρεπτικού διαλύματος σε μακροστοιχεία: ΙΙ. Σύσταση νερού άρδευσης Συχνά το νερό άρδευσης περιέχει σημαντικές ποσότητες: των θρεπτικών μακροστοιχείων Ca, Mg, S (SO 2-4 ) των ιχνοστοιχείων Mn 2+, Zn 2+, Cu 2+, B και Cl - των μακρο-ιόντων HCO - 3 και Na +. Μερικές φορές οι συγκεντρώσεις των παραπάνω στοιχείων στο νερό προσεγγίζουν ή υπερβαίνουν τις τιμές - στόχο για το θρεπτικό διάλυμα.
Η Δυσκολίες κατάρτισης σύνθεσης ενός θρεπτικού διαλύματος σε μακροστοιχεία: παρουσία HCO - 3 καθιστά αλκαλικό. ΙΙΙ. Ρύθμιση ph στο νερό άρδευσης το Για να μειωθεί το ph του νερού όμως, απαιτείται η προσθήκη οξέως (Η + ) για την απομάκρυνση των ιόντων HCO - 3. Η παροχή Η + όμως συνοδεύεται και από την προσθήκη ενός ανιόντος που πρέπει να συνυπολογισθεί στις χορηγούμενες ποσότητες θρεπτικών στοιχείων.
Βασικές αρχές σύνθεσης θρεπτικού διαλύματος Η κατάρτιση της σύνθεσης ενός θρεπτικού διαλύματος βασίζεται σε επιθυμητές τιμές για τα εξής χαρακτηριστικά: 1. Συνολική συγκέντρωση ανοργάνων ιόντων (EC) 2. ph 1. Αναλογίες ιοντικών συγκεντρώσεων μακροστοιχείων (meq/meq) 1.1. Κ:Ca:Mg 1.2. N:K 1.3. (NH + + 4 )/( NH 4 + NO - 3 ) 1.4. (H 2 PO - 2- - 4 )/(SO 4 + NO 3 + H 2 PO - 4 ) 4. Συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων
Δοχεία πυκνών διαλυμάτων Δοχείο Α Δοχείο Β Δοχείο Γ (οξέως) Επιλογή λιπάσματος φωσφόρου : Για φωσφορι-κό μονοκάλιο πληκτρολο-γήστε 1, για φωσφορικό οξύ πληκτρολογήστε 2 Επιλογή λιπάσματος βορίου : Για βορικό οξύ πληκτρολογήστε 1, για βόρακα πληκτρολογήστε 2, για solubor πληκτρολο-γήστε 3 Επιλογή λιπάσματος μολυβδαινίου : Για επταμολυβδαινικό αμμώνιο πληκτρολογήστε 1, για μολυβδαινικό νάτριο πληκτρολογήστε 2 V, m 3 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ CALCULATIONS 2- Ανιόντα/κατιόντα C.C.S C.C.W. C.A.F. SO 4 A Επιθυμητά χαρακτηριστικά Θ.Δ. 1 100 E t 2.20 ds/m E.C. 0.82 ds/m 1 100 ph opt. 5.5 ph 7.4 1 100 X: (K) 0.500 Ca 2+ 3.71 meq/l Y: (Ca) 0.250 Mg 2+ 1.37 meq/l E.C. 2.20 ds/m 0.07 meq/l ph 5.5 R (N/K) 1.800 + NH 4 0.00 meq/l ΔΟΧΕΙΟ Α 1000 ΛΙΤΡΩΝ 1 Z: (Mg) 0.250 K + N r (NH 4 /tot. N) 0.077 Na + P r (P ratio) 0.072 2- SO 4 [Fe ] t 12.00 μmol/l NO 3-2 [Mn ] t 10.00 μmol/l H 2 PO 4 - [Zn ] t 4.00 μmol/l HCO 3 - [Cu ] t 0.60 μmol/l Cl - 2.87 meq/l 1 Νιτρικό ασβέστιο 3.541 ΚΙΛΑ 2.22 meq/l 2 Νιτρικό κάλιο 20.534 ΚΙΛΑ 0.04 meq/l 3 Νιτρική αμμωνία 8.697 ΚΙΛΑ 0.00 meq/l 4 Χηλικός σίδηρος 6% Fe 1.118 ΚΙΛΑ 3.26 meq/l ΔΟΧΕΙΟ Β 1000 ΛΙΤΡΩΝ 2.49 meq/l 1 Νιτρικό κάλιο 47.914 ΚΙΛΑ [B ] t 20.00 μmol/l Fe 0.00 μmol/l 2 Θειικό μαγνήσιο 3.634 ΚΙΛΑ [Mo ] t 0.50 μmol/l Mn ++ 2.55 μmol/l 3 Νιτρικό μαγνήσιο 30.405 ΚΙΛΑ Zn ++ 0.15 μmol/l 4 Φωσφορικό μονοκάλιο 16.823 ΚΙΛΑ 1 Περιεκτικότητες λιπασμάτων Cu ++ 0.37 μmol/l 5 Θειικό κάλιο 0.000 ΚΙΛΑ Καθαρ. HNO 3 % 68 B 4.44 μmol/l 6 Φωσφορικό οξύ 0.000 ΛΙΤΡΑ Καθαρ. H 3 PO 4 % 85 Mo 0.00 μmol/l 7 Θειικό μαγγάνιο 125.90 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Α (%) 30 8 Θειικός ψευδάργυρος 110.60 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ % Fe στον χηλικό σίδηρο 6 70 9 Θειικός χαλκός 5.74 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ NO 3 - H 2 PO 4 - HCO 3 - Σύσταση νερού Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Β (%) Καλλιεργητής: Καλλιέργεια: Τύπος σχήματος θρέψης: Ημερομηνία: ΣΥΝΤΑΓΗ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ 10 Βορικό οξύ 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ 11 Βόρακας 148.24 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ Cl - 12 Solubor 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ C.A.S. 20.14 2.52 13.42 1.24 0.48 2.49 13 Επταμολυβδαινικό αμμώνιο 8.83 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ C.A.W. 8.02 2.22 0.04 0.00 3.26 2.49 14 Μολυβδαινικό νάτριο 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ A.A.F. 14.91 0.30 13.38 1.24 0.00 0.00 ΔΟΧΕΙΟ Γ (ΟΞΕΩΣ) 1000 ΛΙΤΡΩΝ Ca 2+ 4.04 3.71 0.33 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 1 Νιτρικό οξύ 68% 18.125 ΛΙΤΡΑ Mg 2+ 4.04 1.37 2.67 0.30 2.37 0.00 0.00 0.00 Intermediate calcuations for the estimation of C b K + 8.08 0.07 8.01 0.00 6.77 1.24 0.00 0.00 [H 3 O + ] w 3.98107E-08 + NH 4 1.12 0.00 1.12 0.00 1.12 0.00 0.00 0.00 B w 13.60510305 Na + 2.87 2.87 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 [CO 2-3 ]+[HCO - 3 ]+[H 2 CO 3 ] 0.003523055 H + 0.00 0.00 2.78 0.00 2.78 0.00 0.00 0.00 [H 3 O + ] (n.s. ) 3.16228E-06 B (n.s. ) 1.158491831
Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (ds( m -1 ) C = 9.819E 1.462 R R R Savvas and Adamidis, J. Plant Nutr. 22 (1999)
To ph του θρεπτικού διαλύματος Επιθυμητές τιμές ph στον χώρο των ριζών: 5,5-6,5 Οριακές τιμές ph στον χώρο των ριζών: 5-5,55 5,5 και 6,5-7. Για να διατηρηθεί το ph στον χώρο των ριζών στα επιθυμητά επίπεδα θα πρέπει το θρεπτικό διάλυμα που χορηγείται στα φυτά να έχει τιμές μεταξύ 5,2-5,8. 5,8. Αυτό επιτυγχάνεται με προσθήκη οξέως το οποίο αντιδρά με το HCO 3- που περιέχεται στο νερό άρδευσης.
Αντιδράσεις HCO - 3 σε υδατικά διαλύματα HCO - 3 + H 3 O + H 2 CO 3 + H 2 O Κ α1 = 10-6,3 HCO - 3 + H 2 O H 3 O + 2- + CO 3 Κ α2 = 10-10,3 όπου Κ α1 και Κ α2 είναι οι σταθερές των δύο χημικών ισορροπιών.
ph και HCO - 3 Κλάσμα ανθρακικών Νερό άρδευσης Θρεπτικό διάλυμα Μορφή ανθρακικών ιόντων Διάσταση ανθρακικού οξέως στο νερό (De Rijck and Schrevens, J. Plant Nutr. 20, 1997)
Συσχέτιση ph και HCO - Όξινα Bicarbonates ανθρακικά and και ph ph HCO 3 - + H 3 O + H 2 CO 3 + H 2 O K α1 = 10-6.3 3 HCO 3 - + H 2 O H 3 O + + CO 3 2-10 -10.6 K α2 = 10-6.3 Το κλάσμα The bicarbonate των όξινων fraction ανθρακικών can be calculated στο σύνολο as a function των ανθρακικών of ph by the υπολογίζεται following equation: ως συνάρτηση του ph μέσω της εξίσωσης: [ HCO 3 - ] K α1 [ CO 3 2- ] + [ HCO 3 - ] + [ H 2 CO 3 ] [ H 3 O + ]B where Όπου: B = 1 + K α1 [ H 3 O + ] -1 + K α1 K α2 [ H 3 O + ] -2 All Όλες concentrations οι συγκεντρώσεις are expressed εκφράζονται in meq 1 σε meq -1 L -1 (De Rijck and Schrevens, J. Plant Nutr., 1997)
Υπολογισμός δοσολογίας προσθήκης οξέως (H( +, meq L -1 ) Συμβολίζουμε: Σ (α) = [H 2 CO 3 ] + [HCO[ - 3 ] + [CO[ 2-3 ] Επομένως από την σχέση (1): Σ (α) = [HCO 3 - ] w [Η 3 Ο + ] w Β K a1, όπου: w = «στο νερό άρδευσης» Επομένως, αφού το Σ(α) είναι γνωστό, μέσω της σχέσης (1) υπολογίζουμε το [HCO 3 - ] t (όπου: t = «στο θρεπτικό διάλυμα»): [HCO 3 - ] s = Σ (α) K a1 [Η 3 Ο + ] t Β Επομένως: [Η + ] = [HCO 3 - ] w - [HCO 3 - ] t
Υπολογισμός συγκεντρώσεων μακροστοιχείων Συμβολισμοί: Κατιόντα [ K [Ca 2+ ] t = [K[ + ] t YX -1 [Mg 2+ ] t = [K[ + ] t ZX -1 X:Y:Z = K:Ca:Mg R = Total-N/K N r = NH 4 -N/(NH 4 -N + NO 3 -N) P r = P/(P + SO 4 + NO 3 ) X ( C X + Y + [ Na ] w + Z + NrRX + t ) ] t = Ανιόντα + + [ 3 ] t = R[ K ] t [ NH4 NO ] [ H2PO4 ] t = Pr ( Ct Cb [ Cl ] w [HCO - 3 ] t = C b Τι συμβολίζουν οι δείκτες: t = επιθυμητή συγκέντρωση w = συγκέντρωση στο νερό t ) + + [ NH 4 ] t = NrR[ K ] t [Na + ] t = [Na[ + ] w [SO 2-4 ] t =C t -[NO - 3 ] t -[H 2 PO - 4 ] t -C b -[Cl - ] w [Cl - ] t = [Cl[ - ] w [H + ] t = 0 (<10( -2 meq L -1 )
Υπολογισμός δόσεων θρεπτικών μακροστοιχείων ([C]( f σε meq L -1 ) Υπολογίζονται μέσω της σχέσης: [C] f = [C] t [C] w όπου το [C][ ] συμβολίζει δοσολογία προσθήκης ή συγκέντρωση (meq L -1 ) του μακροστοιχείου C (C = K, Ca, Mg, NH 4 -N, NO 3 -N, H 2 PO 4 -P, SO 4 -S και ο δείκτης f υποδηλώνει «μέσω λιπάσματος», με εξαίρεση τα ιόντα υδρογόνου (οξύ) που υπολογίζονται από την σχέση: [H + ] f = [HCO - 3 ] w - [HCO - 3 ] t
Υπολογισμός δόσεων λιπασμάτων (meq( L -1 ) [Ca(NO 3 ) 2 ] = [Ca[ Ca 2+ ] f [MgSO 4 ] = [Mg[ 2+ ] f if [SO[ 2-4 ] f > [Mg[ 2+ ] f ; [MgSO[ 4 ] = [SO[ 2-4 ] f if [SO[ 2-4 ] f < [Mg[ Mg 2+ ] f [Mg(NOMg(NO 3 ) 2 ] = 0 if [SO[ 2-4 ] f >[Mg 2+ ] f ; [Mg(NO[ 3 ) 2 ] = [Mg[ 2+ ] f - [MgSO 4 ] if [SO[ 2-4 ] f <[Mg Mg 2+ ] f [K 2 SO 4 ] = [SO[ 2-4 ] f - [Mg 2+ ] f if [SO[ 2-4 ] f >[Mg 2+ ] f ; [K[ 2 SO 4 ] = 0 if [SO[ 2-4 ] f <[Mg Mg 2+ ] f [KH 2 PO 4 ] = [H[ 2 PO 4- ] f if P is added as KH 2 PO 4 ; [KH[ 2 PO 4 ] = 0 if P is added as H 3 PO 4 [H 3 PO 4 ] = 0 if P is added as KH 2 PO 4 ; [H[ 3 PO 4 ] = [H[ 2 PO 4- ] f if P is added as H 3 PO 4 [KNOKNO 3 ] = [K[ + ] f - [K 2 SO 4 ] - [KH 2 PO 4 ] [NH 4 NO 3 ] = [NH[ 4+ ] f - 0,1[Ca Ca(NO 3 ) 2 ] [HNO 3 ] = [H[ + ] f - [H 3 PO 4 ]
Υπολογισμός ποσοτήτων λιπασμάτων μακροστοιχείων (σε kg) Κιλά (W σε kg) λιπάσματος rs : W rs = 10-3 [rs]e rs V rs A rs Όπου: r : Ca, Mg,, K, NH 4, H, s : SO 4, NO 3, H 2 PO 4 [rs] : δοσολογία προσθήκης (meqmeq L -1 ) λιπάσματος rs E : χημικό ισοδύναμο λιπάσματος rs, V : όγκος μητρικού διαλύματος (m( 3 ), Α : βαθμός συμπύκνωσης (A>1).
Υπολογισμός δοσολογιών προσθήκης ιχνοστοιχείων Ιχνοστοιχείο j ( j = Fe, Mn, Zn, Cu, B και Mo) Συγκέντρωση στόχος (μm) ) στο θρεπτικό διάλυμα: C j Συγκέντρωσή (μm) ) στο νερό άρδευσης: Q j, Δοσολογία προσθήκης [G] j (μmol L -1 ) μέσω λιπασμάτων: [G] j = C j - Q j
Υπολογισμός ποσοτήτων λιπασμάτων ιχνοστοιχείων (σε g) Ιχνοστοιχείο j ( j = Fe, Mn, Zn, Cu,, B, Mo) Βάρος (W( σε g) λιπάσματος ιχνοστοιχείου j: Wj = (10 3 nj) -1 [G]j Mj Vj Aj V : όγκος μητρικού διαλύματος (m( 3 ), Α : βαθμός συμπύκνωσης (A>1), [G]: δοσολογία προσθήκης ιχνοστοιχείου j (μmol L -1 ), Μ : μοριακό βάρος λιπάσματος του j ιχνοστοιχείου, n : αριθμός ατόμων j λιπάσματος. ιχνοστοιχείου στο μόριο του
Ειδική περίπτωση: Σίδηρος Ο σίδηρος προστίθεται σε χηλική μορφή. Το απαιτούμενο βάρος (g)( του χηλικού σιδήρου υπολογίζεται μέσω της σχέσης: W ΧΣ ΧΣ = [G] Fe Fe M Fe V Fe A Fe Fe (10S Fe Fe ) -1 όπου: ΧΣ = λίπασμα χηλικού σιδήρου και S Fe Fe = η περιεκτικότητα (%) του χηλικού σιδήρου σε Fe
Δοχεία πυκνών διαλυμάτων Δοχείο Α Δοχείο Β Δοχείο Γ (οξέως) Επιλογή λιπάσματος φωσφόρου : Για φωσφορι-κό μονοκάλιο πληκτρολο-γήστε 1, για φωσφορικό οξύ πληκτρολογήστε 2 Επιλογή λιπάσματος βορίου : Για βορικό οξύ πληκτρολογήστε 1, για βόρακα πληκτρολογήστε 2, για solubor πληκτρολο-γήστε 3 Επιλογή λιπάσματος μολυβδαινίου : Για επταμολυβδαινικό αμμώνιο πληκτρολογήστε 1, για μολυβδαινικό νάτριο πληκτρολογήστε 2 V, m 3 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ CALCULATIONS 2- Ανιόντα/κατιόντα C.C.S C.C.W. C.A.F. SO 4 A Επιθυμητά χαρακτηριστικά Θ.Δ. 1 100 E t 2.20 ds/m E.C. 0.82 ds/m 1 100 ph opt. 5.5 ph 7.4 1 100 X: (K) 0.500 Ca 2+ 3.71 meq/l Y: (Ca) 0.250 Mg 2+ 1.37 meq/l E.C. 2.20 ds/m 0.07 meq/l ph 5.5 R (N/K) 1.800 + NH 4 0.00 meq/l ΔΟΧΕΙΟ Α 1000 ΛΙΤΡΩΝ 1 Z: (Mg) 0.250 K + N r (NH 4 /tot. N) 0.077 Na + P r (P ratio) 0.072 2- SO 4 [Fe ] t 12.00 μmol/l NO 3-2 [Mn ] t 10.00 μmol/l H 2 PO 4 - [Zn ] t 4.00 μmol/l HCO 3 - [Cu ] t 0.60 μmol/l Cl - 2.87 meq/l 1 Νιτρικό ασβέστιο 3.541 ΚΙΛΑ 2.22 meq/l 2 Νιτρικό κάλιο 20.534 ΚΙΛΑ 0.04 meq/l 3 Νιτρική αμμωνία 8.697 ΚΙΛΑ 0.00 meq/l 4 Χηλικός σίδηρος 6% Fe 1.118 ΚΙΛΑ 3.26 meq/l ΔΟΧΕΙΟ Β 1000 ΛΙΤΡΩΝ 2.49 meq/l 1 Νιτρικό κάλιο 47.914 ΚΙΛΑ [B ] t 20.00 μmol/l Fe 0.00 μmol/l 2 Θειικό μαγνήσιο 3.634 ΚΙΛΑ [Mo ] t 0.50 μmol/l Mn ++ 2.55 μmol/l 3 Νιτρικό μαγνήσιο 30.405 ΚΙΛΑ Zn ++ 0.15 μmol/l 4 Φωσφορικό μονοκάλιο 16.823 ΚΙΛΑ 1 Περιεκτικότητες λιπασμάτων Cu ++ 0.37 μmol/l 5 Θειικό κάλιο 0.000 ΚΙΛΑ Καθαρ. HNO 3 % 68 B 4.44 μmol/l 6 Φωσφορικό οξύ 0.000 ΛΙΤΡΑ Καθαρ. H 3 PO 4 % 85 Mo 0.00 μmol/l 7 Θειικό μαγγάνιο 125.90 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Α (%) 30 8 Θειικός ψευδάργυρος 110.60 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ % Fe στον χηλικό σίδηρο 6 70 9 Θειικός χαλκός 5.74 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ NO 3 - H 2 PO 4 - HCO 3 - Σύσταση νερού Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Β (%) Καλλιεργητής: Καλλιέργεια: Τύπος σχήματος θρέψης: Ημερομηνία: ΣΥΝΤΑΓΗ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ 10 Βορικό οξύ 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ 11 Βόρακας 148.24 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ Cl - 12 Solubor 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ C.A.S. 20.14 2.52 13.42 1.24 0.48 2.49 13 Επταμολυβδαινικό αμμώνιο 8.83 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ C.A.W. 8.02 2.22 0.04 0.00 3.26 2.49 14 Μολυβδαινικό νάτριο 0.00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ A.A.F. 14.91 0.30 13.38 1.24 0.00 0.00 ΔΟΧΕΙΟ Γ (ΟΞΕΩΣ) 1000 ΛΙΤΡΩΝ Ca 2+ 4.04 3.71 0.33 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 1 Νιτρικό οξύ 68% 18.125 ΛΙΤΡΑ Mg 2+ 4.04 1.37 2.67 0.30 2.37 0.00 0.00 0.00 Intermediate calcuations for the estimation of C b K + 8.08 0.07 8.01 0.00 6.77 1.24 0.00 0.00 [H 3 O + ] w 3.98107E-08 + NH 4 1.12 0.00 1.12 0.00 1.12 0.00 0.00 0.00 B w 13.60510305 Na + 2.87 2.87 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 [CO 2-3 ]+[HCO - 3 ]+[H 2 CO 3 ] 0.003523055 H + 0.00 0.00 2.78 0.00 2.78 0.00 0.00 0.00 [H 3 O + ] (n.s. ) 3.16228E-06 B (n.s. ) 1.158491831
www.aua.gr See this page in Greek Τμήματα Φυτικής Παραγωγής Εκπαίδευση Προπτυχιακή Ύλη μαθημάτων Γενική Λαχανοκομία Πρόγραμμα υπολογισμού θρεπτικών διαλυμάτων για υδροπονικές καλλιέργειες Οδηγίες χρήσης
Ανόργανη διατροφή φυτών στις υδροπονικές καλλιέργειες
Θρεπτικό διάλυμα Είναι ένα αραιό υδατικό διάλυμα όλων των θρεπτικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα φυτά, τα οποία βρίσκονται διαλυμένα στο νερό: - είτε ως ιόντα ανόργανων αλάτων - είτε ως ευδιάλυτες ανόργανες χημικές ενώσεις - είτε ως ευδιάλυτες οργανικές χημικές ενώσεις.
Χρήσεις θρεπτικού διαλύματος Υδρολίπανση σε καλλιέργειες εδάφους (λίπανση με επιλεγμένα θρεπτικά στοιχεία, κυρίως Κ, Ν) Υδρολίπανση καλλιεργειών εκτός εδάφους (χορήγηση θρεπτικών διαλυμάτων με πλήρη σύνθεση)
Καλλιέργεια εκτός εδάφους Το ριζικό σύστημα αναπτύσσεται εξ ολοκλήρου εκτός του φυσικού εδάφους με τέτοιον τρόπο, ώστε να έχει στην διάθεσή του αρκετό νερό για να μπορεί να επιτελεί τις απαραίτητες λειτουργίες για την ζωή του φυτού. Οι ρίζες αναπτύσσονται είτε απευθείας σε υδατικό διάλυμα ανόργανων αλάτων τα οποία χρησιμοποιούνται από το φυτό ως θρεπτικά στοιχεία (θρεπτικό διάλυμα) είτε σε πορώδη στερεά υλικά τα οποία καλούνται υποστρώματα και διαβρέχονται τακτικά με θρεπτικό διάλυμα στα πλαίσια της άρδευσης του φυτού.
Χρήση θρεπτικών διαλυμάτων σε εκτός εδάφους καλλιέργειες Η σύνθεση του θρεπτικού διαλύματος σε ανόργανα θρεπτικά στοιχεία είναι το βασικό εργαλείο βελτιστοποίησης της θρέψης των φυτών στις καλλιέργειες εκτός εδάφους
Σε ένα σύστημα καλλιέργειας εκτός εδάφους διακρίνουμε τα εξής θρεπτικά διαλύματα: Θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας Θρεπτικό διάλυμα που υπάρχει στο περιβάλλον των ριζών Θρεπτικό διάλυμα απορροής
Συνολική ιοντική συγκέντρωση (αλατότητα θρεπτικού διαλύματος)
Σχέση μεταξύ ύψους παραγωγής και συνολικής συγκέντρωσης ιόντων (αλάτων) στο περιβάλλον των ριζών 100 Ποσοστό μέγιστης παραγωγής Relative yield (%) 80 60 40 20 Y = 100 - s(x - t) 0 (Savvas, 2001) a 2 t 4 6 8 10 Ηλεκτρική EC of nutrient αγωγιμότητα solution (ds m -1 ) -1 )
Σχέση μεταξύ ύψους παραγωγής και συνολικής συγκέντρωσης ιόντων (αλάτων) σε υδροπονική καλλιέργεια μελιτζάνας (Savvas, Διδ. Διατρ. 1992) Relative yield and yield components (%) Ποσοστό μέγιστης τιμής 100 90 80 70 60 50 40 Y 1 = 100-8.01(X - 1.93) R 2 = 0.864 *** Y 2 = 100-8.60(X - 1.79) R 2 = 0.931 *** Παραγωγή Total yield Μέσο Mean βάρος fruit καρπών weight Αριθμός Number καρπών of fruits ανά per φυτόplant 2 3 4 5 6 7 8 EC of nutrient solution (ds m -1 ) Ηλεκτρική αγωγιμότητα (ds m -1 )
Σχέση μεταξύ παραγωγής και συνολικής συγκέντρωσης αλάτων στο ριζόστρωμα σε καλλιέργεια αγγουριού (Savvas et al., Acta Hort. 2004, in press) 100 90 Y = 137.114-12.2767 * X R 2 = 0.955 Ποσοστό μέγιστης τιμής Relative yield (%) 80 70 60 50 40 30 Υ = 100 12.28*(Χ-3.02) SYD = 12.3% STV =3.02 ds m -1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Electrical conductivity Ηλεκτρική αγωγιμότητα in the drainage (ds water m -1 )(ds m -1 )
Σύγκριση επίδρασης ίσων επιπέδων αλατότητας με διαφορετικά άλατα (NaCl ή CaCl 2 ) στην παραγωγή νωπής και ξηρής φυτικής μάζας αγγουριού Μεταχείριση Νωπό βάρος βλαστού (g ανά φυτό) Νωπό βάρος φύλλων (g ανά φυτό) Νωπό βάρος ρίζας (g ανά φυτό) Μάρτυρας 421.7 a 158.6 4.15 b Χαμηλή αλατότητα NaCl Υψηλή αλατότητα: NaCl 417.3 a 170.4 a 5.68 b 436.0 a 173.8 a 5.63 b Χαμηλή αλατότητα: 241.5 c 94.7 b 6.20 b CaCl 2 Υψηλή αλατότητα: 356.1 b 112.7 ab 12.33 a CaCl 2 Πηγή: Trajkova, Papadantonakis & Savvas, 2006: HortScience 41: 437-441
Σύγκριση επίδρασης ίσων επιπέδων αλατότητας με διαφορετικά άλατα (NaCl ή CaCl 2 ) στην παραγωγή νωπής και ξηρής φυτικής μάζας μαρουλιού Μεταχείριση Νωπό βάρος φυλώματος (g ανά φυτό) Νωπό/ξηρό βάρος φυλλώματος Ξηρό βάρος ρίζας (g ανά φυτό) Μάρτυρας 430.7 a 0.045 a 17.96 a Χαμηλή αλατότητα NaCl Υψηλή αλατότητα: NaCl 325.6 b 0.046 a 16.56 a 265.4 c 0.052 ab 16.87 a Χαμηλή αλατότητα: 402.5 a 0.051 ab 18.54 a CaCl 2 Υψηλή αλατότητα: 400.6 a 0.061 b 15.79 a CaCl 2 Πηγή: Tas, Papadantonakis & Savvas, 2005: J. Appl. Bot. & Food Qual. 79: 136-140.
Μέσες τιμές EC σε μία υδροπονική καλλιέργεια τομάτας σε πετροβάμβακα (Sonneveld 1981, Acta Hort. 126) E.C. EC θρεπτικού στο διάλυμα διαλύματος άρδευσης τροφοδοσίας (ds.m -1 ) (ds m -1 ) E.C. στο περιβάλλον των ριζών EC στο περιβάλλον των ριζών (ds.m m -1 ) 1,4 1,6 1,8 2,2 2,1 3,1 2,6 4,0
Έλεγχος EC στο περιβάλλον της ρίζας Νερό καλής ποιότητας (όχι NaCl) Κατάλληλες αναλογίες K:Ca:Mg στο Θ.Δ. Χαμηλή συγκέντρωση SO 2-4 στο Θ.Δ. Αύξηση συχνότητας ποτισμάτων Συσχέτιση άρδευσης με ηλιακή ενέργεια Έκπλυση υποστρώματος με Θ.Δ. χαμηλής EC (όχι με νερό, εκτός αν είναι βρόχινο).
Ρύθμιση ph θρεπτικού διαλύματος
Μέτρα ρύθμισης του ph στο περιβάλλον των ριζών Επιθυμητές τιμές ph στον χώρο των ριζών: 5,5-6,5 Οριακές τιμές ph στον χώρο των ριζών: 5-5,55 5,5 & 6,5-7. Τρόποι διατήρησης ph στα παραπάνω επίπεδα στον χώρο των ριζών: Χορήγηση θρεπτικού διαλύματος με ph μεταξύ 5,5 και 5,7 Χορήγηση μέρους του αζώτου σε αμμωνιακή μορφή ( (N r = 0,06-0,15) 0,15)
Το ph του ριζοστρώματος Όταν παρασκευάζουμε θρεπτικό διάλυμα, πρέπει να ρυθμιστεί το ph στο 5,5-5,85 8 με προσθήκη οξέως. Συνήθως το ph τείνει να ανεβαίνει στο περιβάλλον των ριζών (η συνολική απορρόφηση θρεπτικών κατιόντων υπερέχει αυτής των ανιόντων, οπότε αποβάλλονται HCO 3- ή ΟΗ - ) Έλεγχος ph στη ρίζα: 10-15% 15% Ν σε μορφή ΝΗ + 4 (συνέπεια: αυξάνεται η απορρόφηση ΝΗ 4+ με αντίστοιχη μείωση απορρόφησης ΝΟ - 3 )
Επίδραση αναλογίας ΝΗ 4 /(ΝΗ 4 +ΝΟ 3 ) ( (N r ) στο νωπό βάρος ζέρμπερας σε υδροπονική καλλιέργεια Νωπό βάρος υπέργειου βλαστού (g/φυτό) Νωπο βαροs υπεργειου βλαστου (g/φυτο) 400 300 200 100 0 υψηλο Nr, χαμηλο ph υψηλο Nr, υψηλο ph χαμηλο Nr, χαμηλο ph χαμηλο Nr, υψηλο ph Χαμηλό Nr : 0.03 Υψηλό Nr: 0.12 (Savvas et al. 2002, Plant & Soil, 254: 393-402).
Επίδραση αναλογίας ΝΗ 4 /(ΝΗ 4 +ΝΟ 3 ) ( (N r ) στον αριθμό των ανθέων ζέρμπερας ανά φυτό σε υδροπονική καλλιέργεια Number of flowers per plant Αριθμός ανθέων ανά φυτό 30 20 10 High NH 4, low ph High NH 4, high ph Low NH 4, low ph Low NH 4, high ph 0 (Savvas et al., 2002, Plant & Soil, 254: 393-402).
Επίδραση αναλογίας ΝΗ 4 /(ΝΗ 4 +ΝΟ 3 ) ( (N r ) στην περιεκτικότητα των φύλλων σε χαλκό σε υδροπονική καλλιέργεια Συγκέντρωση Cu (μg/g) Leaf Cu (μg g -1 ) 5 4 3 2 1 High NH 4 supply, low ph High NH 4 supply, high ph Low NH 4 supply, low ph Low NH 4 supply, high ph 0 (Savvas et al., 2002, Plant & Soil, 254: 393-402).
Front: plants with Cu deficiency (0.02 of N as NH 4 ) Back: healthy plants (0.13 of N as NH 4 )
Επίδραση αναλογίας ΝΗ 4 /(ΝΗ 4 +ΝΟ 3 ) ( (N r ) στo o ph του θρεπτικού διαλύματος απορροής (Savvas et al., 2002, Plant & Soil, 254: 393-402) 04/20/01 05/18/01 06/15/01 07/13/01 08/10/01 09/07/01 10/05/01 11/02/01 11/30/01 12/28/01 01/25/02 7.5 7.0 Low NH Low NH High NH High NH 4 -N, High ph 4 -N, Low ph 4 -N, High ph 4 -N, Low ph ph in drainage solution ph στο διάλυμα απορροής 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 0 50 100 150 200 250 300 350 Days from onset of treatments Ημέρες από έναρξη μεταχειρίσεων
Επίδραση αναλογίας ΝΗ 4 /(ΝΗ 4 +ΝΟ 3 ) ( (N r ) στην εμφάνιση χλωρώσεων σε υδροπονική καλλιέργεια αγγουριού και τομάτας Αγγούρι Τομάτα N r Δείκτης Παραγωγή N r Δείκτης Παραγωγή χλώρωσης (Kg/m 2 ) χλώρωσης (Kg/m 2 ) 0 1,7 13,1 0 2,3 17,7 0,08 0,6 14,2 0,06 1,4 17,3 0,15 0,4 16,5 0,12 1,1 18,5
Πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων
Μέσες αναλογίες απορρόφησης θρεπτικού στοιχείου προς νερό (mg l -1 ) για μακροστοιχεία σε καλλιέργειες σε πετροβάμβακα (Voogt & Sonneveld, 1997) Nutrient Tomato Sweet pepper Rose N 134 144 74 P 34 25 12 S 38 22 13 K 238 180 78 Ca 88 88 36 Mg 22 19 7
Επίδραση έντασης φωτισμού και ηλικίας φυτού σε : (a) πρόσληψη νερού & θρεπτικών στοιχείων (ml or mg per plant per day), (b) μέσες συγκεντρώσεις απορρόφησης (mg l -1 ), σε καλλιέργεια τομάτας σε NFT από Φεβρουάριο έως Απρίλη (Adams, 1993). Ταξιανθία σε άνθηση (a) Ηλιακή ακτινοβολία (MJ m -2 d -1 ) Νερό N P K K/N 1 1.5 240 49 8 57 1.16 4 4.3 468 89 24 144 1.62 7 5.9 727 130 30 317 2.44 (b) 1 1.5 204 33 238 1.16 4 4.3 190 51 308 1.62 7 5.9 179 41 436 2.44
Συντελεστές συσχέτισης μεταξύ: α) νερού και απορρόφησης θρεπτικών στοιχείων από φυτά και β) συνθήκες περιβάλλοντος, σε καλλιέργεια τομάτας τον Φεβρουάριο στην Αγγλία (Adams, 1993). Νερό N K P Ηλιακή ακτινοβολία Θερμοκρασία αέρα Θερμοκρασία ρίζας 0.91 0.91 0.90 0.48 0.95 0.97 0.96 0.58 0.88 0.81 0.85 0.89