Die Grundlagen der Alkalinität und der pH-Kontrolle

Die Qualität des Wassers ist in der Pflanzenzucht von großer Bedeutung, denn das Wasser soll die Pflanzen schließlich mit den notwendigen Nährstoffen versorgen. Damit ein optimales Pflanzenwachstum gewährleistet werden kann, sollte der pH-Wert und die Alkalinität des Wassers ständig kontrolliert werden. Denn durch diese Parameter wird die Nährstoff-Aufnahme der Pflanzen maßgeblich beeinflusst.

Hanna stellt die fortschrittlichsten pH-Kontroll- und Fertigation-Systeme auf dem Markt her, die es ermöglichen den pH-Wert und die Alkalinität Ihres Spülwassers “im Tank” oder “In-Line” über einen großen Durchflussbereich genau einzustellen. Dies garantiert ein optimales Wachstum, maximale Erträge und eine effiziente Aufnahme von Nährstoffen.

Wieso ist die Alkalinität genauso wichtig wie der pH-Wert?

Alkalinität steht für die Pufferkapazität von Wasser oder vereinfacht ausgedrückt für die Fähigkeit von Wasser, eine Säure zu neutralisieren. Je höher die Alkalinität, desto widerstandsfähiger ist das Wasser gegenüber einer Änderung des pH-Werts. Um die Gesamt-Alkalinität und somit den pH-Wert zu senken, wird mehr Säure benötigt. Alkalinität setzt sich aus Bicarbonaten, Carbonaten und Hydroxiden in Kombination mit Calcium, Magnesium oder Natrium zusammen. Die Alkalinität wird als ppm Calciumcarbonat-Äquivalent ausgedrückt. Eine hohe Kalziumkarbonat (CaCO3) – Konzentration zeigt an, dass eine große Menge an basischer Komponenten im Wasser vorhanden ist. Der pH-Wert steigt typischerweise mit zunehmender Konzentration. Es ist jedoch möglich, dass der pH-Wert bei gleicher Alkalinität von verschiedenen Proben variiert. Daher ist es wichtig, nicht nur den pH-Wert Ihres Wassers zu kennen, sondern auch die Alkalinität, um eine optimale Nährstoffaufnahme und Pflanzengesundheit sicherzustellen.

Wie zuvor erwähnt, kann der pH-Wert im Wasserstrom und in den Wachstumsmedien mit zunehmender Alkalinität ansteigen. Es ist möglich, dass sich eine sehr kleine Änderung des pH-Werts in einer Erhöhung der Alkalinität wiederspiegelt. Mit zunehmender Alkalinität wird die Aufnahmefähigkeit bestimmter Pflanzennährstoffe, insbesondere der Mikronährstoffe wie Eisen und Mangan, negativ beeinflusst. Dies kann zu einem verminderten Pflanzenwachstum führen. Daher ist es auch wichtig, dass Alkalinität-Tests zusammen mit dem pH-Wert durchgeführt werden, um den Zustand Ihres Wassers bestmöglich bestimmen zu können.

In vielen Fällen ist es notwendig, Säure (Schwefelsäure oder Phosphorsäure) in das Wasser zu injizieren oder “säurebildende” Düngemittel zu verwenden. Die am häufigsten verwendete, leicht erhältliche und billigste Säure, ist Schwefelsäure. Die zu injizierende Säuremenge sollte auf der Grundlage Ihres Alkalinität-Werts und letztendlich des optimalen Alkalinität-Ziels bestimmt werden, das Sie erreichen möchten.

Wenn Sie durch Ansäuern Ihren gewünschten Alkalinität-Grades (ppm CaCO3) erreicht haben, notieren Sie sich den pH-Wert und verwenden Sie diesen Wert als pH-Ziel für die Steuerung Ihrer Säure-Injektionssysteme. Es ist wichtig zu beachten, dass Sie durch das Einstellen des pH-Ziels auf 5,8 oder 6,0 ohne Kenntnis des Alkalinität-Werts möglicherweise keine optimale Alkalinität für die Nährstoffaufnahme haben. In einigen Fällen kann es vorkommen, dass die Alkalinität Ihres Wassers bei einem pH-Wert von 6,0 unter dem Minimalwert liegt und eine optimale Alkalinität bei einem höheren pH-Wert von 6,2 bis 6,4 erreicht wird.


Verwendung von RO-Systemen und die Auswirkungen extrem niedriger Alkalinität

Viele Pflanzen-Züchter in der Hydroponik-Industrie verwenden RO-Systeme, um das Wasser für die Pflanzen-Versorgung zu reinigen. Mit RO-Systemen können fast alle Stoffe aus dem Wasser entfernt werden, sodass reines H2O hergestellt wird. Durch die CO2-Exposition während des Filtrationsprozesses wird Kohlensäure gebildet, welche das Wasser auf den pH-Bereich von 5 bis 6 einstellt. Dieser pH-Wert wird für die meisten Pflanzenarten als optimal angesehen. Das Problem ist jedoch, dass die Alkalinität des RO-Wassers nach der Reinigung praktisch null ist. Das Aussetzen von Pflanzen mit dieser nahezu nicht vorhandenen Alkalinität ist daher sehr ungünstig. Das Wasser würde essenzielle Ionen auslaugen und das Wurzelsystem der Pflanzen angreifen. Darüber hinaus können bestimmte Nährstoffe und chemische Verbindungen in Mengen entstehen, die toxisch für die Pflanze sind. Bei extrem niedrigen Alkalitäten fehlen lebenswichtige Elemente wie Calcium, Magnesium und Sulfate, die auch für die Pflanzengesundheit von großer Bedeutung sind.

Der pH-Wert lässt sich in Wasser mit sehr geringer Alkalinität kaum kontrollieren. Schon geringe Mengen an Säure würden den pH-Wert sehr drastisch senken und so die Pflanze beschädigen. Wie bereits erwähnt, stellt die Alkalinität die Pufferkapazität von Wasser dar, was bedeutet, dass es „einer Veränderung widersteht“. In der Praxis bedeutet Alkalinität ein „Zurückdrücken“ gegen das, was hinzugefügt wird, beispielsweise eine Säure. Ohne Alkalinität würde die pH-Regelung selbst in fortschrittlichsten Systeme praktisch unmöglich sein. Wenn Sie RO-Wasser verwenden, kann ein Düngemittelprogramm, das einen basischen Dünger, der Calcium und Magnesium enthält zugeführt werden, damit die Alkalinität steigt. Um den pH-Wert anzugleichen kann anschließend ein Dünger mit geringem Säuregehalt zugeführt werden.

Die Vorteile der Kombination von Düngerinjektion mit pH-Kontrolle (Alkalinität)

Säuren sind ein hervorragendes Werkzeug für Pflanzenzüchter, um die Alkalinität des Bewässerungswassers (meistens Bicarbonate und Carbonate) und den pH-Wert der Nährmedien besser zu kontrollieren. Sobald man die Rolle der Alkalinität verstanden hat, kann der Erzeuger den folgenden praktischen Schritt in Betracht ziehen, um die Alkalinität unter Verwendung von Säuren durch ein Injektor System zu steuern. Die folgende Tabelle aus einem Artikel des Garden and Greenhouse Magazines zeigt den optimalen pH-Bereich, in dem die meisten kommerziell erzeugten Pflanzen Nährstoffe aufnehmen.