سطح ایده‌آل pH

تعیین میزان pH یکی از مهم‌ترین جنبه‌هایی است که شاید در کشت گیاهان کمتر به‌ آن توجه شده‌است، اما باید دانست که اهمیت زیادی در کشت‌های آبی و باغبانی در بسترهای بدون خاک دارد. خاک ظرفیت مطلوبی برای خنثی‌سازی pH دارد. این بدان معناست که اگر حتی سطح pH آب مناسب نیست، ساختار خاک به‌گونه‌ای است که مانند یک بافر عمل می‌کند و در حالت کلی سطح pH خاک را به حالت قابل‌قبول می‌رساند. با این حال، وقتی در بستر بدون خاک کشت می‌کنید، برای مثال در یک سیستم کشت‌آبی، باید سطح pH محلول مواد مغذی را کنترل نمایید زیرا خاکی وجود ندارد که با عملکرد بافری خود سطح pH را در صورت نامتعادل بودن، تنظیم کند. pH در مقیاسی از ۱ تا ۱۴ قراردارد، که مقدار ۷ خنثی است. اسیدها کمتر از ۷ و قلیاها (بازها) بیشتر از ۷ هستند. گیاهانی مانند خلنگ یا رودودندرون (rhododendron) در سطوح پایینی از pH (۴٫۲ تا ۵) رشد می کنند، برخی دیگر از گیاهان محیط رشد قلیایی با pH بالاتر از ۷ را ترجیح می‌دهند. در حالت کلی، اغلب گیاهان تمایل دارند که محیط رشد آن‌ها کمی اسیدی باشد.

با هدف اینکه ریشه گیاه بتواند مواد مغذی را جذب کند، این مواد مغذی باید در یک محلول قرارگیرند. اگر pH این محلول در سطح مطلوبی نباشد، گیاه قادر نیست برخی از عناصر مهم که برای رشد سالم به آن‌ها نیاز دارد، جذب کند. اغلب مواد معدنی و مغذی، در محیطی که کمی اسیدی است حلالیت بالاتری دارند و بنابراین بیشتر در دسترس گیاه هستند. اگر pH خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، مواد مغذی به‌حالت محلول نخواهند بود و با آب باران شسته می‌شوند. در طی فرایند رسوبگذاری (برعکس فرایند حل‌شدن) مواد جامد در محلول مواد مغذی ایجاد می‌شوند که به‌معنای آن است که مواد مغذی مفید، در دسترس گیاه نخواهندبود. همه رسوبات وارد تانک کود نمی‌شوند و آنجا تجمع نمی‌یابند. برخی از ذرات رسوبی ریز به‌حالت معلق هستند و با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. زمانی که برخی از مواد مغذی به حالت رسوبات از محلول خارج می‌شوند، گیاه قادر به جذب آن‌ها نیست و از کمبود آن‌ها رنج می‌برد. اگر این کمبود جبران نشود، موجب مرگ گیاه می‌شود. علاوه بر اینکه pH نامناسب موجب ته‌نشین‌شدن برخی از مواد مغذی به‌طور مجزا می‌شود، مشکل دیگری هم در تقابل بین مواد مغذی ایجاد می‌شود، به‌طوری که ممکن است در محلول کود برخی از مواد مغذی از دسترس گیاه خارج شوند.

شکل ۱: اگر می‌خواهید گل ادریس شکوفه‌های صورتی بدهد، اطمینان حاصل کنید که گیاه از خاک آلومینیوم جذب نمی‌کند. گل‌های آبی نیز در شرایط جذب آلومینیوم از خاک شکوفه می‌کنند.

به‌کمک علائمی که روی برگ گیاه ایجاد می‌شوند، نوع کمبود مشخص می‌شود (برای مثال کمبود آهن). اما وقتی علائمی روی برگ ظاهر شد، متأسفانه زمانی برای جبران نیست. با اینکه آهن در مقادیر بسیار اندک برای گیاه لازم است، یکی از مواد مغذی ضروری برای گیاه است که حلالیت آن به‌شدت تحت‌تأثیر pH قرار می‌گیرد. به‌همین دلیل این ماده به‌شکل فرآوری‌شده (یا روزانه) به‌خاک اضافه می‌شود. علائم کمبود آهن به‌سادگی بروز می‌کنند. در pHهای بالای ۷،‌ کمتر از ۵۰٪ از عنصر آهن در دسترس گیاه قرارمی‌گیرد. در pH برابر ۸، به‌دلیل ته‌نشینی این ماده به‌شکل هیدروکسید آهن، Fe(OH)₃، هیچ مقداری از آن در محلول باقی نمی‌ماند و در نهایت تبدیل به زنگ آهن می‌شود. با استفاده از فرم فرآوری‌شده آهن، حساسیت این ماده نسبت به سطوح pH کمتر می‌شود که البته این موضوع نیز به نوع فرآوری بستگی دارد. برای مثال، در نوع EDDHA، آهن در مقادیر ۴ تا ۹ در دسترس گیاه است. در نوع DTPA این محدوده به ۳ تا ۶٫۵ می‌رسد. آهنی که به‌روش EDDHA فرآوری‌ شده‌است هزینه بالاتری دارد و معمولاً به‌عنوان «آهن قرمز» شناخته می‌شود. این در حالی است که DTPA ارزان‌تر است و «آهن زرد» نام دارد. هر کمبودی از مواد مغذی به‌نوعی در تغییر رنگ برگ‌ها یا تغییر شکل آن‌ها نقش دارد.

هر چند وقت یکبار باید میزان pH محلول خاک را کنترل کرد؟

با گذشت زمان، pH محلول افزایش می‌یابد، که یا به‌وسیله جذب مواد مغذی از خاک توسط گیاه است و یا مهم‌تر از آن، به‌دلیل انتشار گازها در محیط خاک اتفاق می‌افتد. در نتیجه، باید به‌طور منظم میزان pH کنترل شود و در صورت نیاز تنظیم گردد. برای شروع، میزان pH را در حالت روزانه کنترل کنید. در هر سیستمی، نرخ pH با مقادیر متفاوت تغییر می‌کند، این موضوع به عوامل زیادی بستگی دارد. بستر کشت مورد استفاده، آب‌وهوا، نوع گیاه و حتی سن گیاهان، میزان تغییرات pH را هم در محلول خاک و هم در محلول کود، تحت‌تأثیر قرارمی‌دهد. وقتی یکبار بتوانید تغییرات سطح pH را در سیستم کشت خود مشخص کنید، کنترل‌های بعدی pH با فواصل زمانی بیشتری صورت می‌گیرد. میزان pH شیر آب (باید ثابت باشد) و آبی که با کود مخلوط می‌شود، و همچنین pH خاک را اندازه‌گیری کنید. نتایج را یادداشت کنید و اگر لازم بود میزان اصلاحات صورت گرفته را نیز ثبت کنید. با این روش، از تجربیات خود درس می‌گیرید و در آینده نیاز به اندازه‌گیری‌های کمتری خواهد بود، همچنین با دقت گیاهان را زیرنظر داشته باشید. اگر در رشد گیاه، شکل برگ‌ها و یا رنگ آن‌ها حالت‌های غیرمعمول مشاهده کردید، علت آن ممکن است کمبود یکی از مواد مغذی باشد که در نتیجه pH بالا یا پایین رخ داده‌است.

چطور pH را کنترل کنیم و مزایا و معایب آن چیست؟

برای اندازه‌گیری pH محلول مواد مغذی در خاک یا در کشت‌آبی، روش‌های متنوعی وجود دارد. اندازه‌گیری pH در خاک یا به‌وسیله پی‌اچ‌سنج صورت می‌گیرد یا به‌کمک نشانگرهای آن، در حالت مستقیم یا با نمونه‌گیری از خاک انجام می‌شود. دقیق‌ترین روش اندازه‌گیری، پی‌اچ‌سنج است که از خاک نمونه می‌گیرد. برای این منظور، از خاک نمونه تهیه کنید که در صورت امکان بهتر است از نقاط مختلف باشد، سپس این نمونه‌ها را کاملاً با هم ترکیب کنید. یک فنجان از خاک‌های ترکیب‌شده بردارید و به‌اندازه 5/1 فنجان آب مقطر به آن اضافه کنید. این ترکیب را به‌خوبی مخلوط و به‌مدت یک ساعت به‌ حال خود رها کنید.

با استفاده از یک فیلتر، آبِ ترکیب را از مواد جامد جدا کنید و داخل یک ظرف تمیز بریزید. در این مرحله می‌توانید میزان pH آب را اندازه‌گیری کنید. نوارهای آزمایش pH نیز وجود دارند که آغشته به رنگ‌های خاصی هستند. رنگ این نوارها، چنانچه در محلول مواد مغذی فرو رود، در محیط‌های مختلف، متفاوت است. براساس سطح pH، نشانگرهای جهانی، تغییر رنگ می‌دهند که از میزان pH 2 تا 10 است. جداول استانداردی برای رنگ وجود دارند که با مقایسه رنگ این نشانگرها می‌توان نزدیک‌ترین رنگ و نزدیک‌ترین عدد pH را بدست آورد. این نوارهای آزمایشی قیمت پایینی دارند اما تشخیص عدد pH به‌کمک آن‌ها دشوار است.

کیت‌های آزمایش pH مایع نیز وجوددارند. چند قطره از رنگ‌های حساس به pH را به مقدار کمی از محلول مواد مغذی اضافه می‌کنید و رنگ تولیدشده از آن را با جدول رنگ‌ها مقایسه می‌کنید. این روش نسبت به نوارهای pH کمی گران‌تر است، اما تشخیص آن راحت‌تر صورت می‌گیرد و دقت قابل‌قبولی هم دارد. روش پیشرفته‌تری که دقت بالاتری دارد، استفاده از پی‌اچ‌سنج دیجیتال است. این دستگاه‌ها با ابعاد و قیمت‌های مختلف عرضه می‌شوند. یکی از انواع این دستگاه‌ها که قیمت مناسبی دارد، قلم دیجیتال سنجش pH‌ است. این قلم‌ها توسط کارخانه‌های مختلفی عرضه می‌شوند و کاربرد راحتی دارند. به‌سادگی سر الکترودی دستگاه را وارد محلول مغذی می‌کنید و برای چند لحظه نگه‌می‌دارید، مقدار pH برروی یک صفحه نمایشگر مشخص می‌شود.

پی‌اچ‌سنج‌ها سریع و دقیق عمل می‌کنند. با این حال، برای حفظ دقت در آن‌ها باید کالیبراسیون صحیح صورت گیرد. این ابزارها نیاز به کالیبراسیون مکرر دارند زیرا ممکن است از تنظیم خارج شوند، برای اطمینان از دقت آن‌ها، باید سنجش pH کنترل شود. الکترودی که در حباب شیشه‌ای قراردارد باید کاملاً تمیز نگه‌داشته شود، در برخی از مدل‌ها، این الکترودها همیشه باید مرطوب بمانند. پی‌اچ‌سنج‌ها ولت‌مترهای حساسی هستند که نسبت به خرابی‌های الکترود بسیار آسیب‌پذیرند. در دستگاه‌های پی‌اچ‌سنج معمولاً آسیب و خرابی دستگاه بدون هشدار قبلی اتفاق می‌‌افتد، بنابراین برای احتیاط بیشتر، در شرایط اضطراری، لازم است که روش جایگزینی برای تعیین pH داشته باشید (مثلاً نوارهای تعیین pH یا کیت آزمایشی pH مایع).

چگونه می‌توان سطح pH را تنظیم کرد؟

مقیاس pH لگاریتمی است، بدین معنا که هر واحد تغییر در آن معادل با ده واحد تغییر در غلظت یون‌های هیدروژن یا هیدروکسید است. به بیان دیگر، pH ۶ در یک محلول، ده برابر اسیدی‌تر از pH ۷ در محلول دیگری است یا pH 5 ده برابر اسیدی‌تر از pH 6 و صد برابر اسیدی‌تر از pH ۷ است. اگر شما بخواهید که میزان pH را به اندازه 2 واحد تنظیم کنید (برای مثال از ۷٫۵ به ۵٫۵)، باید میزان ماده تنظیم‌کننده ده برابر بیشتر از وقتی باشد که به اندازه 1 واحد تغییر ایجاد می‌شود (از ۷٫۵ به ۶٫۵).

همیشه قبل از اینکه به کنترل و تنظیم میزان pH‌ محلول بپردازید، مواد مغذی را به آب اضافه کنید. معمولاً مواد مغذی به‌دلیل ساختار شیمیایی که دارند میزان pH آب را کم می‌کنند. بعد از ترکیب این مواد و اختلاط محلول،‌ با استفاده از روش دلخواه میزان pH را اندازه‌گیری کنید و سپس تصمیم بگیرید که آیا به ماده کاهنده یا افزاینده pH نیاز دارید یا خیر. تنظیم‌کننده‌های pH را به‌مقدار کم اضافه کنید، کاملاً بهم بزنید و دوباره pH را چک کنید. مراحل فوق را آنقدر تکرار کنید که به سطح مناسب pH برسید.

شکل 2: با استفاده از این شکل نوع کمبود ماده مغذی در گیاه تشخیص داده می‌شود. همواره اطمینان حاصل کنید که سطح pH مناسب است. pH نامناسب به این معناست که گیاه قادر نیست برخی از عناصر مورد نیاز رشدش را از خاک جذب کند.

همچنین برای تنظیم سطح pH محلول مواد مغذی می‌توان از اسیدها و قلیاها نیز استفاده کرد. محصولاتی که برای افزایش pH استفاده می‌شوند براساس دو ماده قلیایی هستند: پتاس یا کربنات پتاسیم. کربنات پتاسیم در مقایسه با پتاس که قوی‌تر است، برای تنظیم pH خاصیت خنثی (بافری) دارد. استفاده از پتاس منجر به بروز نوساناتی در سطح pH می‌شود. در عین حال، کربنات پتاسیم نوسانات کمتری ایجاد می‌کند و سطح pH ثبات بیشتری دارد، علت آن وجود بی‌کربنات در کربنات پتاسیم است. محصولاتی که برای کاهش pH به‌کار می‌روند معمولاً اسیدها هستند. اسید نیتریک، اسید فسفریک یا اسید سولفوریک برای این منظور استفاده می‌شوند که به‌ترتیب حاوی نیترات، فسفات و سولفور هستند. انتخاب نوع اسید مورد استفاده به مرحله رشد گیاه وابسته است. اغلب مواقع، وقتی گیاه در فاز رشد سبزینه است از اسید نیتریک استفاده می‌شود. در مرحله گل‌دهی نیز از اسید فسفریک استفاده می‌کنند.