Перейти к публикации
Hydro.Help
  • Расчёт минеральных солей


    В гидропонике используются 3 основных компонента растворов:

    • Чистые соли
    • Хелаты
    • Комплексы

    Чистые соли или простые соли - термин в гидропонике означает, что компонент является устойчивой молекулой. Устойчивая молекула содержит точное число атомов на единицу веса. Зная формулу чистого вещества, можно точно рассчитать, сколько конкретных молекул содержится в единице веса.
    Чистые соли, на самом деле не бывают чистыми. Есть понятие степень чистоты. Квалификация химических реактивов
    То есть любая "чистая соль" доступная в свободной продаже, содержит некий процент "баласта". Чем его меньше - тем лучше.
    Определить процент балласта можно только доверившись производителю.

    Пример для человека с нулевым знанием химии:
    Вещество - селитра калиевая, она же нитрат калия, она же калиевая соль азотной кислоты, оно же калий азотнокислый. Любое название вписываем в поиск и находим формулу:
    Формула: KNO3


    Наша задача выяснить, какой процент азота (N) и калия (K). Можно подсчитать через соотношение масс каждого составного атома (см. моли и таблицу менделеева), но проще пойти воспользоваться любым химическим калькулятором например: Калькулятор молекулярного веса
    Тут видим, что:

    • Калий - 38,6717 %
    • Азот - 13,8539 %
    • Кислород - 47,4745 %

    Таким образом в 1 грамме (1000 мг) калиевой селитры содержится:

    • Калия 1000 * 0,3867 = 387 Мг
    • Азота 1000 * 0,1385 = 139 Мг азота в форме нитрата NO3

    Если вам в профиле сказано, что нужно калия 300 Мг на литр то вам нужно рассчитать пропорцией:

    1000         X
     ----   =  -----
     387        300
    
    X = 1000 * 300 / 387 = 775 Мг


    Значит, что-бы покрыть калием профиль потребуется 0,77 Грамм на 1 Литр.
    Но при этом помимо калия вы вносите этой селитрой и азот.

    775 * 0,1385 = 107,33 Мг азота в нитратной форме попадет в раствор.

    Понятно, что в раствор в итоге вы будете добавлять и другие соли содержащие азот и калий. Все они суммируются.
    Задача сводится к тому, чтобы подобрать вес вносимых солей, чтобы в сумме они давали максимально приближенные к профилю питания значения простых элементов.

    Определяем чистоту соли по упаковке производителя. Например, написано что K-38%. Гарантий никаких, но без химической лаборатории приходится верить. Плюс ищем на форумах химиков по конкретным упаковкам и производителям хоть какие-то подтверждения.

    Пример:
    38/38,6717=0,98
    Это означает, что производитель утверждает чистоту своей селитры 98%


    При расчете, все значения получаемого веса чистых элементов из этой селитры нужно домножить на 0,98 - это будет поправкой на чистоту.


    Вместо:

    • Калия 1000 * 0,3867 = 387 Мг
    • Азота 1000 * 0,1385 = 139 Мг


    Получим:

    • Калия 1000 * 0,3867 * 0,98 = 378,966 Мг
    • Азота 1000 * 0,1385 * 0,98 = 135,73 Мг

    В любом случае, критерий качества - это зрительная чистота предельно-насыщенного раствора, отсутствие осадка.

     

    Определение предельной растворимости


    Предельная растворимость в воде - это такое значение в граммах чистой соли, которую можно растворить в 1 литре дистиллированной воды при определенной её температуре.

    Например, для калиевой селитры это 379 грамм на 1 литр воды при 25 градусах. Но нужно учитывать, что при 10 градусах это уже 212 грамм.
    Допустим вы растворили 379 грамм в литровой бутылке с водой в комнате, но оставили бутылку на улице и ночью температура упала до 10 градусов. Произойдет кристаллизация 167 грамм селитры, которая выпадет в осадок в виде прозрачных кристаллов. При этом сами они при возвращении к 25 градусам не растворятся, вернее их будет тяжело растворить. Но не страшно, берем бутыль и на горячую баню греем и потом трясем и снова греем и трясем, пока кристалы не исчезнут. Потому важно бутылки иметь прозрачные 🙂
    Дело в том, что при растворении селитры калиевой происходит активное поглощение тепла. Например вы всыпаете в теплую воду селитру и начинаете встряхивать. По мере растворения вода будет значительно охлаждаться, что сразу снижает предел растворимости и потребуется подогреть раствор (всё таже водяная баня).

    Хелаты.
    Несмотря на то, что органические соединения (в основном те что содержат углерод в своем составе) в гидропонике сильно не приветствуются, к хелатам более теплое отношение.
    Связанно это с тем, что хелатируют в основном микроэлементы, а значит и углерода вносится очень мало.
    Упрощенно - хелаты это органические молекулы, которые захватывают в свой состав атомы металлов микроэлементов. Это позволяет резко повысить стабильность в растворе, особенно для железа и сильно снизить токсичность, таких веществ как неорганические водорастворимые соединения меди.
    Растения могут легко извлекать нужные им атомы из хелатов.
    Например доступное растениям железо сохранить в растворе кроме как хелатом на достаточный срок крайне проблемно, а потребность в нем растений высока, почти как макроэлемент, до 3 мг/л.

    Комплексные удобрения.

    • Насколько я знаю, не существует комплексного удобрения ни в жидкой не в сухой форме, насыпав которое в воду вы получите достаточный для роста раствор. Это связанно с тем, что компоненты требуемые растению могут существовать более или менее стабильно только в очень низких концентрациях по отношению друг к другу не вступая в реакцию между собой. Это значит, что не получится взять и насыпать или налить некое вещество в воду и вырастить на нем растение, если конечно вода не содержит уже все необходимое, но тогда зачем удобрение?
    • Большинство продающихся комплексных удобрений нацелены на землю и простого обывателя. Земля прощает ошибки. Указания на пачке содержимого в виде - содержит то-то и то-то не менее чем столько, вполне обычная практика, а часто и вообще написано для клубники для весны для цветения и прочаяя подобная муть.
    • Форма азота важна. Для гидропоники мы используем только аммонийную NH4 и нитратную NO3 форму. Причем второй должно быть в 10 раз больше первой. В комплексных удобрениях обычно вообще не указана форма азота.
    • Практически не реально в продаже найти комплексное удобрение, которое будет по составу подходить для гидропонных профилей питания с минимумом добавок.

    Таким образом получается, что простоты с комплексными удобрениями не получить. Можно попробовать взять комплексное удобрение как основу, а затем добавить не хватающие компоненты, но назвать это простым решением нельзя, скорее это вынужденное решение, когда простых солей нет возможности добыть.

    Как готовить 3-х компонентные концентраты.

    • Предварительно изготавливаются насыщенные растворы макроэлементов см выше, каждый в свою ёмкость.
    • Предварительно все микроэлементы растворяются в своих емкостях и тут уже наоборот лучше сыпать поменьше. Конкретный критерий - минимальное значение в граммах, которое удастся взвесить максимально точно.
    • Задача растворения микроэлементов в отдельных жидкостях - повышение точности. Например отмерить 0,001 грамм не реально в домашних условиях. Но если мы отмерим 1 грамм и разведем водой до 1 литра (1000 мл), то взяв 1 мл кубовым шприцом мы с гораздо более высокой точностью получим 0.001 грамм в этом шприце.

    После изготовления концентратов чистых солей и хелатов, делаем расчет смысл которого дать ответ на вопрос: сколько жидкости из бутылок с концентратом нужно налить, чтобы получить значение в граммах каждой растворенной в них соли.
    На первых парах лучше всего изготовить рабочий раствор из всех компонентов соответственно полному рецепту нужного вам профиля и проверить как себя будет чувствовать ваше растение.

    Если вы убедились, что рецепт рабочий и растению хорошо, но понимаете, что мешать постоянно по 14 компонентов слишком утомительно, то выход - это трехкомпонентные концентраты изготовленные для вашего рецепта.
    Тут главное, что вы можете смешать насыщенные растворы вместе только конкретных чистых солей.

    Бутылка 1: Макра-азотная

    • Селитра амиачная
    • Селитра калиевая
    • Селитра кальциевая

    Бутылка 2: Макра-серно-фосфорная

    • Сульфат аммония
    • Сульфат магния семиводный
    • Монофосфат калия

    Бутылка 3: Микра

    Рассчитываем наливку бутылок таким образом, что-бы в результате получилось, удобная кратность концентратов, например 100 к 1.
    Тогда для изготовления рабочего раствора вам останется выполнить следующие действия:

    Например нужно изготовить рабочий раствор объемом 25 литров.

    1. Наливаете 23-24 литра воды в тарированную ёмкость (заранее размеченная по литрам).
    2. Наливаете 100 кратные концентраты по очереди в емкость с водой: 250 мл из азотной бутыли, перемешиваем. 250 мл микры и затем 250 серно-фосфорной макры.
    3. Доводим уровень воды до 25 литров.
    4. Измеряем EC, для проверки. Она должна совпадать с изготовляемыми ранее, на тапе отработки рецепта, раствором.
    5. Всё раствор готов.

    mineral-food.jpg.ef2b27eca9e241016dfb637312f8f2c1.jpg

     

    Метод контроля EC (электропроводности)

    Для простоты понимания.
    ppm в описаниях рецептов - это физические граммы на 1 литр веществ которых вы насыпали / 1000. По сути контрольная величина, чтобы не ошибиться на порядок с расчетами.

    ppm - в индикации приборов - это попытка разработчиков прибора дать домохозяйке понять, сколько соли (обычно поваренной) находится в её супе например. Вычисляется на основе электропроводности.

    Электропроводность разных солей - разная. Вычислить, сколько солей (если их несколько) в граммах не может ни один прибор работающий на основе определения электропроводности.

    ЕС - это электропроводность жидкости при 25 градусах.

    Большинство современных приборов имеет термокомпинсацию, но она не может быть точной поскольку разные соли имеют разную функцию зависимости температуры раствора и электропроводности. Потому лучше замерять именно при 25 градусах.

    В большинстве схем выращивания подразумевается использование EC-метра для контроля и управления концентрацией раствора. Это значит, что не важно сколько солей в граммах. Главное, чтобы их соотношения между собой были подходящими для конкретной культуры.
    Например, NPK 100:25:100 и NPK 200:50:200 - это один и тот-же раствор, но с разным значением EC. (не путать с NPK с упаковок удобрений)

    Контролировать EC с помощью TDS метра для растворов с низкой концентрацией не сложно, достаточно выяснить его шкалу:

    1. Измеряем ppm воды
    2. Берем 5 грамм поваренной соли экстра и растворяем в 10 литрах воды
    3. Измеряем ppm полученной жидкости и отнимаем от него ppm воды (см п.1) Это значение будет равно ЕС=1
    4. Любые измерения делим на значение полученное в п.3 - это и будет реальное значение в ЕС из рецептов.

    Неплохо еще:
    * проверить линейность шкалы прибора (проверить растворы 2, 7, 10 грамм поваренной соли экстра на 10 литров воды)
    * откалибровать до ровного значения например при EC=1, что-бы было 500 ppm, легче будет считать
    * Купить нормальный EC метр, как правило такие приборы могут замерить крутые концентраты EC=10-20, что обычным ppm-TDS метром практически не реально сделать. Так можно измерять маточные концентраты.


    Отзывы пользователей

    Рекомендованные комментарии

    Нет комментариев для отображения


×
×
  • Создать...