Как подготовить маточный раствор для фертигации
Как подготовить исходный раствор для фертигации
В пропорциональной фертигации концентрированные питательные растворы готовят в нескольких резервуарах. Растворы вводят в поливную воду в подходящих пропорциях. Эти концентрированные растворы известны как «маточные растворы».
В фертигации не достаточно знать, какое количество удобрений должно быть применено. Также и другие факторы должны быть приняты во внимание при составлении растворов. Основными факторами являются:
• Количество резервуаров для хранения.
• Скорость впрыскивания (или время впрыскивания).
• Тип используемых удобрений.
• Взаимодействие удобрений с водой (эндотермические реакции, реакции с элементами, присутствующими в воде).
Некоторые удобрения взаимодействуют с образованием нерастворимых соединений и выпадают в осадок. Выпавшие в осадок питательные вещества блокируются и не доступны для растения. Другой неблагоприятный эффект этого — засорения в ирригационном оборудовании.
Характеристика основных удобрений, используемых в фертигации
Например, не следует смешивать удобрения, содержащие кальций, с удобрениями, содержащими сульфаты и фосфаты. Несовместимые удобрения должны растворяться в различных резервуарах.
Совместимость растворимых удобрений, используемых в фертигации
С – совместимые,
У – растворимость уменьшается, Н – несовместимые.
Наиболее
распространенными реакциями несовместимости с выпадением в осадок являются:
Как определить количество необходимых
резервуаров (число маточных растворов)?
Тип используемых удобрений и их совместимость определяют минимальное количество
необходимых маточных растворов. Качество поливной воды и питательных веществ,
имеющихся в почве, влияют на количество резервуаров для хранения, так как они
определяют, какие удобрения использовать.
Если источник воды содержит необходимые питательные вещества, такие как кальций, сера и
магний, в достаточных концентрациях, не будет необходимости использовать
удобрения, содержащие эти элементы, в программе питания. Как правило,
использование удобрений, содержащих кальций, магний или серу требует
использования от 2-х до 4-х резервуаров для хранения из-за ограничений
совместимости.
Например, предположим, что должны быть использованы такие удобрения: нитрат калия, нитрат кальция, моноаммонийфосфат (MAP) и сульфат магния.
В этом случае, необходимы, по крайней мере, три резервуара. Нитрат кальция несовместим
с MAP и сульфат магния несовместим с MAP.
Возможное распределение выглядит следующим образом:
Резервуар 1: MAP.
Резервуар 2: нитрат кальция + нитрат калия.
Резервуар 3: Сульфат магния.
Растворимость удобрений
Растворимость удобрения определяется как максимальное количество удобрения, которое может быть полностью растворено в заданном объеме воды. Превышение максимального
количества приведет к выпадению в осадок удобрений в ирригационной системе и
может быть очень серьезной проблемой. Растворимость выражается в единицах
масса/объем воды.
Например: грамм/литр или фунтов/Галлон.
Растворимость каждого из удобрений зависит от температуры воды, в которой оно растворяется.
Растворимость большинства удобрений возрастает с повышением температуры. Таким
образом, при более низких температурах, маточные растворы должны быть более
разбавленными. При более высоких температурах маточные растворы могут быть
более концентрированными.
Эффект общего иона — растворимость удобрения также зависит от других удобрений, растворенных в маточном растворе. Когда удобрение растворяется в резервуаре для хранения с другими удобрениями и оба содержат общий ион, растворимость обоих удобрений
снижается. Например, нитрат калия и сульфат калия совместимы
и могут быть растворены в одном резервуаре для хранения. Тем не менее,
так как оба содержат калий, его растворимость снижается при смешивании.
Коэффициент инжекции
Коэффициент инжекции определяется как соотношение между объемами растворов удобрений, вводимых в поливную воду. Таким образом, он выражается в единицах объем/объем.
Например: литры/м3, галлон/100 галлонов или % (проценты).
Его можно рассчитать следующим соотношением: дозировка ввода удобрений / пропускная
способность ирригационной системы. Там, где дозировка ввода и пропускная
способность выражены в единицах объема / времени.
Например, если инжектор имеет всасывающую способность 200 л/ч, а пропускная
способность системы 40 м3/час, то коэффициент инжекции выглядит следующим образом:
200л/ч / 40м3/ч = 5 л/м3. Этот результат может также быть выражен, как 0,5% или
в соотношении 1:200.
Минимальный коэффициент инжекции зависит от растворимости удобрений и потребностей культур в питательных веществах. Потребности культур в питательных веществах определяют
количество удобрений, которые будут применены на плантации. Растворимость
удобрения определяет максимальное количество, которое может быть растворено в
резервуаре. Если, например, растворимость удобрения составляет 100 г/л, и
требуемая концентрация этого удобрения в поливной воде составляет 500 г/м3,
минимальный коэффициент инжекции будет следующим:
500 (г/м3) / 100 (г/л) = 5 л/м3.
При более низком коэффициенте инжекции требуется большее количество растворенного
удобрения в резервуаре, для того, чтобы достичь той же концентрации,
равной 500г / м3 в поливной воде.
500 (г/м3) / 100 (г/л) = 5 л/м3.
Предположим, что коэффициент инжекции 4 л/м3. 4 л/м3 = 500 (г/м3) / Х (г/л)
Х = 500 (г/м3) / 4 (л/м3) = 125
г/л, что превышает растворимость этого удобрения.
Для преобразования коэффициента инжекции во время инжекции используем следующее
уравнение:
Время инжекции (мин.) = (F Х D Х PI) / DI,
где F = Пропускная способность системы орошения (м3/ч);
D = Продолжительность полива (мин.);
PI = Коэффициент инжекции (л/м3);
DI = Всасывающая способность инжектора (л/час).
Потребность в питательных элементах некоторых сельскохозяйственных культур
Примечание: потребности должны быть распределены в соответствии с фенологической фазой развития культуры.
Технические характеристики удобрений, используемых в фертигации
Источник статьи: http://siriusap.com/articles/41-kak-podgotovit-matochnyi-rastvor-dlja-fertigacii.html
НПФ «ФИТО»
В настоящее время в тепличном овощеводстве широко применяется капельный полив с использованием различных автоматизированных ирригационных систем. Одной из составляющих успешной работы является правильное приготовление маточных растворов. Рассмотрим этот процесс детально, так как он является основой для достижения точных параметров питательного раствора, поступающего к растениям.
Составить питательный раствор можно двумя способами: на основе комплексных удобрений или используя исключительно простые. Очень важно при подборе удобрений учитывать то, что они должны быть полностью водорастворимыми и не содержать балластных примесей. Если Вы решаете использовать простые отечественные удобрения, то обязательно надо предусмотреть приобретение комплексона ОЭДФ. Эта кислота используется в небольших количествах (400-800 г/ 1000 л маточного раствора в зависимости от химического состава поливной воды) и выполняет четыре функции:
- облегчает усвояемость растениями элементов питания, образуя хелаты металлов (выступает в роли хелатирующего реагента),
способствует улучшению растворимости удобрений и получения чистого прозрачного раствора,
позволяет повышать концентрацию маточного раствора (это очень актуально в летний период),
При проектировании систем капельного полива необходимо предусмотреть наличие узла предварительного приготовления маточных растворов, в котором начинается процесс приготовления раствора.
Предположим, что нам надо приготовить 1000 литров маточного раствора, используя простые отечественные удобрения. Делается это так:
- В бак предварительного приготовления маточных растворов наливаем 500 л горячей воды и включаем мотор-редуктор мешалки.
Добавляем комплексон ОЭДФ (если готовим бак Б, в состав которого входит калий сернокислый, являющийся самым труднорастворимым удобрением). При использовании импортных комплексных удобрений необходимость применения комплексона отпадает, так как он уже входит в их состав.
Вводим удобрения, начиная с самого труднорастворимого.
После тщательного перемешивания, при помощи специального насоса перекачиваем готовый раствор через фильтр (130мкм) в маточный бак растворного узла.
Добавляя воду в освободившийся предварительный бак и используя тот же самый насос, промываем трубопровод от бака предварительного растворения до маточного бака.
Готовим отдельно раствор микроэлементов (например, в ведре) и выливаем его в бак с маточным раствором. В этом случае лучше не использовать бак предварительного растворения, чтобы избежать малейших потерь микроэлементов.
Для того чтобы добиться лучшего регулирования кислотности питательного раствора, в маточный раствор рекомендуется добавлять кислоту в таком количестве, чтобы при приготовлении раствора (без включения кислотного бака) рН равнялась 6,0. Для достижения заданного рН 5,5-6,0 следует включить кислотный бак.
Необходимо четко следить за кислотностью маточного раствора, в который добавляется хелат железа, так как он сохраняет свою стабильность при определенном для каждого вида хелата значения рН. Как правило, при использовании хелата железа DTPA в бак достаточно добавить 3 литра 58%-ной азотной кислоты (рН раствора равен 3,5-4,0). Все остальное количество необходимой согласно расчетам кислоты добавляется в другой бак.
После того, как раствор приготовлен, агроном всегда может проконтролировать его качество. Для этого необходимо в литр воды добавить 10 мл раствора А и 10 мл раствора Б, перемешать и замерить ЕС и рН полученного раствора. Результат замеров должен соответствовать расчетным показателям.
При расчете количественного состава раствора следует учитывать соответствие концентрации маточного раствора и задаваемого параметра ЕС. Для стабильности работы миксера лучше, чтобы разница между расчетной и задаваемой ЕС была в пределах 0,5 мСм/см. Например, если маточный раствор при разбавлении 1:100 имеет ЕС=2,5 мСм/см, то этим раствором можно работать в диапазоне 2,0-3,0 мСм/см.
На качество раствора влияет также и срок его использования. Это надо учитывать (особенно в периоды с малым расходом раствора) и готовить такое количество, которое будет израсходовано не более чем за неделю. Баки для маточных растворов должны быть светонепроницаемыми, их следует закрывать крышками содержать в чистоте.
Таким образом, правильно рассчитанный и приготовленный маточный раствор обеспечит надежную работу миксера, что в итоге создаст условия полноценного питания растений в теплице и обязательно приведет к повышению урожайности.
Нашей фирмой разработана компьютерная программа, получившая название «ФИТО Агроном», которая может внести упорядоченность и ясность в работу, связанную с расчетом питательного раствора
ООО НПФ «Фито» регулярно проводит учебные семинары для специалистов защищенного грунта, на которых рассматриваются агрономические технологии, методика расчета питательного раствора и технология его приготовления, использование кислот и расчет их количества, подбор и применение минеральных удобрений, субстраты для малообъемной технологии, их выбор и подготовка, технология промывки и дезинфекции системы капельного полива, а также многое другое. Кроме теоретических занятий, участникам семинара предлагается посетить тепличные хозяйства, где можно ознакомиться с современными технологиями овощеводства и растениеводства в защищенном грунте.
Толмачёва Ольга Анатольевна, главный агроном ООО НПФ «Фито»
Журнал Гавриш №4 2003г
Источник статьи: http://www.fito-system.ru/node/298
Готовим питательный раствор для томата самостоятельно. Урок №1
Начинающие садоводы в области гидропоники зачастую стремятся облегчить себе жизнь по подготовке питательных растворов и используют уже готовые решения различных производителей. Подготовить питательный раствор из таких компонентов не сложно, тем более что на этикетках написано как и сколько их нужно для приготовления одного литра готового раствора. Не буду оспаривать сей факт и даже рекомендую для начала пользоваться именно ими, что бы не разочароваться в гидропонике получив отрицательный результат.
Подобного рода продукты действительно хороши, но как всегда бывает, любое универсальное средство имеет и свои недостатки. Вот некоторые из них:
- Нет возможности точно отрегулировать состав питательного раствора;
- Высокая цена;
- Нет данных о составе удобрений и в какой форме они представлены.
По мере своего развития и опыта, наступает момент, когда по различным причинам любитель гидропоники начинает задумываться о приготовлении питательных растворов самостоятельно. Многие, предмет ХИМИЯ в школе либо пропустили, либо забыли, а изучение данной науки отпугивает не только от приготовления питательных растворов, но и от гидропоники в целом. Но не настолько все сложно как кажется, тем более что существует множество различных компьютерных программ способных облегчить жизнь садоводу.
В данном уроке я расскажу, как пользоваться подобными программными продуктами, постараюсь научить Вас готовить питательный раствор самостоятельно для выращивания томата в различные периоды его жизни.
Для понимания смысла работы программных калькуляторов все таки необходимо окунуться в азы химии и основы расчетов. Без этого никак, но не пугайтесь – это не будет настолько сложным.
Для начала вычислений, нужно знать состав питательного раствора для конкретного растения и если это цветущий или плодоносящий вид, то состав должен быть представлен не одной формулой. Так как для примера я взял томат, то у меня есть рекомендации по питанию данного растения на разных стадиях его роста (Таблица 1). Взято из руководства по организации специализированного питания растений Томат от фирмы SQM.
Таблица №1. Стандартный питательный раствор для растений томата, выращиваемых в теплице на субстрате из минеральной ваты с отрытым дренажом, концентрация которого изменяется в зависимости от фенологической фазы.
Как видно из таблицы профессионалы рекомендуют семь стадий питания томата, которых в идеале и нужно придерживаться. «Откуда взять этих 236 частей на миллион Кальция (Ca)?» — спросите вы. Частей на миллион – это не что иное как PPM (в статье «Правильный питательный раствор для гидропоники или что такое PPM» все написано). Откуда взять Кальций, написано все в том же руководстве от SQM на странице 61. В расчетах я буду использовать НИТРАТ КАЛЬЦИЯ в твердом виде от компании Yara (фирменное название YaraLiva Calcinit).
Давайте для начала попробуем вручную подсчитать количество YaraLiva Calcinit для приготовления одного литра раствора в фенофазе от посадки до цветения 1-ой кисти. 236 PPM – это как раз 236 миллиграмм кальция на один литр, но у нас не чистый Кальций, а нитрат кальция (YaraLiva Calcinit), который имеет определенную формулу. Нитрат кальция (YaraLiva Calcinit) имеет следующую формулу — (5(Ca(NO3)2).NH4NO3).10 H2O. Наверное, вам уже страшно только от одного вида данной формулы, но ничего мы поборем этот с трах.
Как видно из данной формулы в составе данного удобрения содержатся Кальций (Ca) и Азот (N), кислород (O) и водород (H) нам не интересен, но считать их все равно придется. Из таблицы Менделеева с легкостью можно узнать атомный вес Кальция (Ca) = 40 (округлим до целых), Азота (N) = 14, Кислорода (O) = 16 и Водорода (H) = 1.
Для удобства вычислений разложим данную формулу на три части и уже потом сложим их результаты:
5(Ca(NO3)2 =5*(40+(14+16*3)*2) = 820
NH4NO3 = 14+1*4+14+16*3 = 80
10H2O = 10*(1*2+16) = 180
Сумма всей формулы получается 820 + 80 + 180 = 1080.
Запомните, если цифра стоит слева, то на нее умножается вся формула, если справа, то только элемент. Ну про скобки думаю все понятно. Если цифра слева скобки, то на нее умножается все что в скобках, если справа от скобки, то тоже все что в скобках. Остальное все складывается. Поэкспериментируйте, все встанет на свои места.
Это молекулярный вес нашего удобрения (часто называют соль) нитрата кальция (YaraLiva Calcinit).
Далее нам нужно подсчитать, сколько Кальция (Ca) содержится в нашей соли в процентном соотношении. Для этого молекулярный вес элемента делится на молекулярный вес соли и умножается на 100.
Кальций в формуле присутствует один раз, но слева от формулы стоит число, поэтому нужно атомный вес элемента умножить на это число.
Ну и 200 / 1080 * 100 = 18,51852% от общего объема, т.е. в 1 кг (1000 гр.) нитрата кальция (YaraLiva Calcinit) содержится 180 грамм чистого Кальция. Проверить себя можно посмотрев на упаковку производителя и там мы видим, что процентное содержание кальция (Ca ) в удобрении = 19%, что в принципе совершенно сходится с нашими расчетами.
Но в формуле еще присутствует и Азот (N), Как же его рассчитать? Да все так же… Пускай это будет вашим домашним заданием. Я напишу ответ, а Вы посчитайте самостоятельно. N (общий) = 15,5%, NO3 = 14,5%, NH4 = 1%.
N (общий) — сумма NO3 и NH4
NO3- — отрицательно заряженный ион азота (анион).
NH4+ – положительно заряженный ион азота (катион).
Ну а теперь настало время посчитать сколько нужно насыпать нитрата кальция (YaraLiva Calcinit) чтобы получить нужное количество в готовом растворе. Нам надо 236 ppm кальция (Ca), но в удобрении его 19%, поэтому составив обычную пропорцию можно с легкостью рассчитать:
1000000 мг. (килограмм удобрения) * 236 мг. (сколько нужно Ca) / 190000 мг. (столько содержится в 19%) = 1242 мг. = 1,24 грамм кальциевой селитры (YaraLiva Calcinit) на литр воды.
Надеюсь, Вы не запутались и все поняли, четкое понимание придет со временем и опытом.
Теперь наступает самый главный момент к которому мы так стремились. Давайте воспользуемся калькулятором и проверим, верны ли наши расчеты. Для этого нам потребуется NPK калькулятор. Я специально подготовил версию для урока — 2. Версия для уроков с сайта www.hydo.ru.
1. Скачиваем программу
2. Распаковываем архив
3. Запускаем файл NPKcalculator.v1.26.exe (Рисунок №1)
4. В окне «Программа питания» нажимаем + и вводим название программы питания. Далее подтверждаем кнопкой «Подтвердить» (Рисунок №2).
5. В окне «Концентрация элементов: мг/л» вводим значение 236 из формулы SQM по требованию к кальцию. 1 ppm = 1 мг/л. (Рисунок №3).
6. В списке удобрений выбираем YaraLiva Calcinit и добавляем его в состав раствора кнопкой «Добавить в состав». (Рисунок №4).
7. В окне «Состав раствора» вводим рассчитанное нами количество кальция (Ca) – 1,24 гр. (Рисунок №5).
8. В окне «Концентрация элементов мг/л» видно, что рассчитанное количество нитрата кальция (YaraLiva Calcinit) правильное. Полученное нами значение сходится с требованиями (Рисунок №6).
Вот так просто и без знания химии и математики можно при помощи калькулятора вычислять состав любого удобрения и самостоятельно составить любой питательный раствор.
В следующем уроке мы при помощи калькулятора составим питательный раствор для питания томата из определенного списка удобрений.
Источник статьи: http://gidronom.ru/uroki/uroki-prodvinutogo/124-gotovim-pitatelnyy-rastvor-dlya-tomata-samostoyatelno-urok-1.html
