Вода является основой всей органической жизни на Земле, в том числе и растительной. Растения поглощают питательные вещества только в растворенном виде, поэтому она является для них главным источником питания.
Естественно, вода – основной элемент в гидропонике, поэтому ее качество имеет первостепенное значение. Химически чистая вода в природе не встречается никогда - в ней всегда присутствуют различные микроэлементы, соединения, примеси и т.д. В связи с этим появилась необходимость классификации пригодности воды для растениеводства в соответствии с какими-либо критериями. Такими техническими показателями являются кислотность (pH-фактор), щелочность, соленость и жесткость.
Вода для гидропоники
- Кислотность
В очень незначительном количестве молекулы воды H2O распадаются на ионы H и OH, соотношение которых и отображает показатель pH. Чем больше ионов OH, тем вода щелочнее и наоборот.
Соотношение количества данных ионов разделено на 14 единиц (0 – максимум кислотности (сильная кислота для аккумуляторов), 7 – нейтральная среда (дистиллированная вода), 14 – едкий щелок). Т.е. кислоты имеют значения ниже 7, а щелочи – выше. При этом единица градации означает десятикратное увеличение количества соответствующих ионов.
Кислотность в домашних условиях можно измерить при помощи лакмусовых индикаторов, тестовых наборов или электронного измерителя (pH-метр). Уровень pH воды для гидропоники корректируется с помощью специальных веществ.
- Щелочность
Щелочность – не только обратная кислотности величина, это еще и свойство воды, определяющее стабильность показателя pH. Градуируется от 0 (чистая вода) до 5 (высокая щелочность) в зависимости от количества сильной кислоты, необходимой для доведения одного литра воды к нейтральному показателю pH.
- Соленость (электропроводность)
Показатель количества растворенных в воде солей. Определяется лабораторным путем - выпариванием воды и последующим взвешиванием сухого остатка. Однако в быту гроверы пользуются более примитивным методом – замером электропроводности (как известно, электропроводность воды обеспечивается именно наличием солей, поскольку дистиллированная вода в идеале ток не проводит). По большому счету, просто нужно помнить – чем выше электропроводимость, тем больше солей, и тем трудней растениям впитывать воду.
Однако этот способ показывает лишь общую картину, ведь различные виды солей проводят электричество по-разному. В результате погрешность может достигать высоких значений, и эта неточность может сильно «аукнуться» гроверу. Грубо говоря, будет определено наличие некоторого количества солей, а каких именно – неизвестно. Однако для гидропоники это очень важный фактор - к примеру, растения быстро поглотят калий, а вот кальций с фосфором выпадут в осадок. Тем не менее, при достаточной практике и использовании постоянного источника воды можно вполне обходиться и без лабораторного анализа.
Измеряется соленость при помощи электронного кондуктометра.
- Жесткость
Жесткость воды определяется наличием в ней ионов кальция и магния, при превышении нормы вода считается жесткой. Мыло не пенится, кожа после умывания сохнет, на посуде остается белый налет… Следует отметить, что магния в воде очень мало – кальция в ней всегда намного больше. В любом случае, при выборе питания для растений необходимо точно знать содержание кальция.
Многие ошибочно полагают, что жесткость является следствием повышенного уровня pH. И, хотя у жесткой воды часто наблюдается повышенная кислотность, прямой зависимости здесь не существует. Поэтому при высокой жесткости ни в коем случае нельзя использовать стандартные средства для смягчения воды – они попросту заменят кальций натрием, усугубив ситуацию. В этом случае грамотней будет заменить кальций калием, употребив вместо хлорида натрия хлорид калия.
Жесткость – показатель комплексный, поэтому измеряется в различных единицах. Однако чаще всего используется мг-экв/литр.
Остается добавить, что кислотность, щелочность и жесткость воды взаимосвязаны между собой. Магний и кальций представлены карбонатами, поэтому при их избытке pH, скорее всего, также будет высок. К примеру, добавив в воду кислоту можно добиться изменения кислотности, однако щелочность при этом останется той же – карбонаты просто изменят свою форму.
Вода из различных источников
Естественно, химический состав воды, взятый из разных источников, будет отличаться. Рассмотрим этот вопрос более детально:
- Вода из естественных водоемов
Наименее подходящая для гидропонного выращивания растений из-за большого количества примесей. В ней могут присутствовать промышленные отходы, продукты гниения и различные патогенные микроорганизмы. В принципе, использовать ее можно, однако для этого придется провести цикл хлорирования и отстаивания. Также можно использовать сложные системы фильтрации и очистки, однако в этом случае овчинка не стоит выделки – ваша гидропонная система станет нерентабельной.
- Колодезная или из скважины
Достаточно жесткая, поскольку в ней содержится множество вымытых из грунта микроэлементов. Пригодна для использования только после цикла фильтрации или отстаивания (в случае, если в ней содержится небольшое количество микроэлементов).
- Водопроводная
Поскольку эта вода проходит несколько циклов очистки, для гидропоники она вполне подойдет. Однако перед применением ее нужно отстоять два-три дня в открытом сосуде – этого времени будет достаточно, чтобы соли осели, а хлор испарился.
- Дождевая
Хороший вариант для гроувинга – она мягче вышеперечисленных видов и богаче кислородом. Однако ее качество может быть сильно снижено из-за неправильного сбора, поэтому придется соблюдать некоторые правила:
а) Крыша должна быть покрыта глиняной черепицей, шифером или другим инертным материалом;
б) Слив – только из ПВХ или оцинкованной стали;
в) Емкость для сбора должна быть выполнена из таких материалов, как бетон, полиэтилен или оцинкованная сталь;
г) В составе крыш, сливов и емкостей для сбора воды недопустимо содержание свинца, асбеста и меди;
д) После засушливого периода сбор воды нужно начинать примерно через полчаса после начала дождя. За это время скопившаяся в желобах и на крыше грязь смоется.
- Дистиллированная вода
Идеально подходит для гидропоники, поскольку в ней практически полностью отсутствуют соли, микроэлементы, примеси и бактерии. Для ее получения используют дистилляторы – своеобразные устройства перегонки. В общих чертах процесс происходит следующим образом – вода нагревается и превращается в пар, который конденсируется в чистую воду. Минус дистилляции очевиден – придется потратиться на аппарат, при этом он будет потреблять достаточно электроэнергии. Также стоит упомянуть и о длительности процесса. Однако при небольшой площади гроувинга такую воду можно покупать – траты будут в пределах разумного.
- Осмотическая вода
Живые клетки получают отфильтрованную воду при помощи осмоса. К примеру, при утолении жажды в наших организмах происходит следующий процесс: вода всасываются в клетки желудка через их оболочки, которые одновременно задерживают некоторые содержащиеся в водном растворе соединения. Грубо говоря, водный и находящийся в клетках растворы разделены мембраной избирательного действия, которая всасывает только определенные молекулы, причем в сторону большей концентрации раствора. Растения получают воду и питательные вещества аналогичным образом.
Ученые разработали способ очистки, где используется этот принцип. Он называется обратный осмос из-за смены направления - раствор с большей концентрацией под давлением переходит в раствор с меньшей концентрацией. Подобные устройства позволяют получить воду чистотой до 99,9 процентов – при обычных методах очитки такой результат недостижим.
Как и дистиллированная, осмотическая вода для гидропоники является лучшим выбором. Однако стоит учитывать стоимость процедуры очистки – дистилляция достаточно энергозатратна. Так что очищение воды при помощи обратноосмотического фильтра является идеальным выбором для использования в домашних условиях.
Естественно, этот метод имеет и недостатки: чтобы получить литр чистой воды, потребуется от двух до четырех литров неочищенной. При этом мембрана фильтра очень чувствительна к хлору и фосфору, а также достаточно быстро засоряется солями магния и кальция (что приводит к необходимости относительно частой замены).
Методы очистки воды
Их существует достаточно много – причиной этого является разнообразие всевозможных загрязнителей. Однако по принципу действия данные методы можно разделить на четыре основные группы:
- Физические или механические (отстаивание, процеживание, фильтрование и обработка ультрафиолетом);
- Биологические (очистка при помощи активного ила, песка и т.п.)
- Химические (восстановление, нейтрализация, окисление);
- Физико-химические (обратный осмос, сорбация, экстракция, флотация, ионообмен, термические методы и электродиализ);
Естественно, во многих случаях имеет место и комплексное использование. Весь спектр данных методов широко используется при очистке воды для промышленности, а также бытового и сельского хозяйства. Поэтому мы остановимся только на тех, которые необходимы гроверам.
Методы фильтрации воды
В гидропонике фильтрация необходима для выполнения двух задач: удаления из воды относительно крупных органических остатков (чтобы защитить насосы и распылители), а также удаления нежелательных химических веществ.
Механическая (физическая) фильтрация самая простая – чаще всего она состоит из сетчатого фильтра на входе в магистраль и синтетической губки на входном патрубке насоса. Однако это излишние меры предосторожности, если вы используете водопроводную воду – в сетевых магистралях она достаточно чистая. Тем не менее, для определения способа фильтрации вашу воду придется отправить в лабораторию для определения присутствия патогенов и детального анализа минерального состава (вы должны точно знать, от каких примесей вам придется ее чистить).
Как было сказано выше, от растворенных материалов в домашних условиях лучше всего избавиться с помощью обратного осмоса, используя соответствующий фильтр. Однако есть и другие факторы загрязнения, для которых потребуются специальные методы.
- Обработка ультрафиолетом
Применяется только для уничтожения патогенов, поскольку не действует на загрязняющие вещества. УФ-фильтр, представляющий собой камеру с ультрафиолетовой лампой, уничтожает только живые микроорганизмы. Основной недостаток - низкая скорость обработки раствора. Еще один минус: под воздействием излучения разлагаются хелаты (соединения, удерживающие необходимые растениям металлы).
- Фильтрация активированным углем
Такие фильтры задерживают многие примеси, связывая их с углеродом. Часто устанавливают перед системами обратного осмоса. Стоит отметить, что в качестве фильтрующего вещества используют не только активированный уголь, но и древесный.
- Ионообмен
С его помощью смягчают воду, одновременно удаляя органические соединения. Внутри пластикового или стального корпуса находится фильтрующий резервуар с ионообменной смолой, которая замещает находящиеся в воде ионы магния и кальция ионами натрия.
- Биофильтры
Представляют собой контейнеры с особой средой для аэробных микроорганизмов, которые способны окислять мертвую органику и перерабатывать ее в аминокислоты и фитогормоны (к примеру, биологический ил). Также ставятся на отдельном контуре из-за низкой скорости обработки воды.
- Керамические фильтры
Способны удалить из воды любые формы микроорганизмов – при размере пор в 0,45 микрона вода получается стерильной. В связке с угольным фильтром позволяют достичь превосходного результата, когда в воде остаются только необходимые растению питательные элементы.
- Фильтрация с помощью песка
Такие фильтры хорошо задерживают мусор и патогены. Тем не менее, скорость прохождения раствора через них так мала, что применение часто становится нецелесообразным. В связи с этим применяется достаточно редко, естественно, на отдельном контуре.
