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Anwendungen

Die Bedeutung von pH-Wert und Leitfähigkeit bei der Pflanzenbewässerung und Fertigation

Veröffentlicht von Sabrina Mesters-Wöll am 27.11.2019 09:32:20

basil-2053350_1920Mit dem GroLine pH- und Leitfähigkeitsmonitor HI98142x stellt Hanna Instruments Ihnen ein Gerät zur Seite, mit dem Sie drei wichtige Parameter Ihres Bewässerungs- und Fertigationswassers gleichzeitig und zuverlässig kontrollieren können: pH-Wert, Leitfähigkeit und Temperatur.

Unter Fertigation versteht man in der Agrikultur die Ausbringung von Düngemitteln über ein Bewässerungssystem. Dabei werden die düngenden Substanzen in Form einer Nährstofflösung entweder nach Bedarf oder kontinuierlich in das Bewässerungssystem eingebracht und den Pflanzen per Tröpfchen- oder Sprinklerbewässerung zugeführt.

Die Düngergabe nach Bedarf erfolgt vor allem im Freilandanbau. Dazu wird die Düngermenge, die für die jeweilige Pflanzenart während der Wachstumsphase benötigt wird, aufgeteilt und jeweils ein Anteil zu einer bestimmten Zeit komplett in das Bewässerungssystem eingespeist. Anschließend muss das Bewässerungssystem gründlich gespült werden, da die verhältnismäßig hohe Düngemittelkonzentration bei diesem Verfahren schnell zu Ablagerungen führen kann. Dafür bietet diese Art der Fertigation den Vorteil, dass sie einfach durchzuführen ist und keine kontinuierliche Überwachung und Regelung der Düngemittelkonzentration erfordert.

Die zweite Art der Fertigation beruht auf der kontinuierlichen Einspeisung einer Nährstofflösung in das Bewässerungssystem, welches oft als Dauerbewässerungssystem angelegt ist (Hydroponik). Dieses Verfahren wird vor allem beim Substratanbau und der Hydrokultur eingesetzt. Die Düngemittelkonzentration muss bei diesem System kontinuierlich auf die Kultur und ihr Vegetationsstadium angepasst und durch die Kontrolle des elektrischen Leitwerts und des pH-Werts des Fertigationswassers sorgfältig überwacht werden, was die Anwendung von Mess- und Regeltechnik für diese Art der Fertigation unverzichtbar macht.

pH-Wert des Fertigationswassers

Der pH-Wert ist ein Maß für die Wasserstoffionenaktivität einer wässrigen Lösung und wird in einer Skala von 0 bis 14 gemessen. Eine Lösung mit einem pH-Wert unter 7 gilt als sauer, während eine Lösung mit einem pH-Wert über 7 als basisch gilt.

Der pH-Wert beeinflusst die Fähigkeit von Pflanzenwurzeln, Nährstoffe aufzunehmen. Ein neutraler pH-Wert von 7 ist für viele Pflanzen ideal. Bei zu saurem Substrat können z. B. Kalzium, Phosphor, Kalium und Magnesium kaum von den Pflanzen aufgenommen werden. Ist das Substrat zu basisch, ist beispielsweise die Aufnahme von Kupfer, Zink, Bor, Mangan und Eisen beeinträchtigt.

Der pH-Wert des Bewässerungs- oder Fertigationswassers sollte dem gewünschten pH-Wert des Substrats flexibel angepasst werden. Anderenfalls wird sich der pH-Wert des Substrates auf die Dauer ändern.

Nährstofflösungen beeinflussen den pH-Wert maßgeblich. Die meisten heute verwendeten Stickstoff/Phosphordünger bewirken eine Ansäuerung.
Zum Ausgleich eines zu sauren Substrats wird oftmals Kalk angewendet. Zum Beispiel werden ca. 700 g Kalk benötigt, um die Zugabe von 450 g Ammoniumanhydrit zum Substrat zu neutralisieren. Die Art der Kalkverbindung und die Beschaffenheit des Substrats können sich darauf auswirken, wie schnell und wie stark sich der pH-Wert ändert.
Auch das Bewässerungswasser an sich kann nennenswerte Mengen an Calcium- und Magnesiumbicarbonaten (Kalkverbindungen) enthalten, welche ansäuernde Effekte neutralisieren können. Wenn jedoch (freier) Kalk im Substrat fehlt, oder das Bewässerungswasser keine Kalkverbindungen enthält, wird das Substrat mit fortlaufendem Kulturzyklus zunehmend saurer. Eine regelmäßige pH-Wert-Kontrolle des Bewässerungs- und Fertigationswassers ist daher zusammen mit der regelmäßigen Kontrolle des Substrats im intensiven Anbau unerlässlich.

Die elektrische Leitfähigkeit des Fertigationswassers

Die elektrische Leitfähigkeit (EC) steht für die Fähigkeit einer Substanz, elektrischen Strom zu leiten. Sie wird mit der SI-Einheit S/m (Siemens pro Meter) angegeben.
Wasser mit hohem Salzgehalt leitet Strom sehr effektiv (hohe EC), reines Wasser leitet Strom weniger gut (niedrige EC). Die Leitfähigkeit ist somit ein Maß für die Menge an gelösten Feststoffen (oder auch Salzen) in einer Probe. Aus diesem Grund dient die Leitfähigkeit auch zur Berechnung der Gesamtmenge gelöster Feststoffe (TDS, „total dissolved solids“).

Alle Pflanzen-Nährlösungen enthalten Salze, daher kann die Leitfähigkeit als Maß für die im Wasser gelösten Nährstoffe betrachtet werden. Die Leitfähigkeit einer Nährlösung zu kennen und zu überwachen, bedeutet, sie für die jeweilige Pflanzenproduktion effektiv einstellen zu können.

Während des Anbauzyklus, insbesondere bei kurzfristigen Kulturen, sollte die Leitfähigkeit des Fertigationswassers regelmäßig – am besten kontinuierlich – überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Injektion und Verteilung der Nährstofflösung im System ordnungsgemäß funktioniert.

Dabei sollte das Fertigationswasser an verschiedenen Stellen im System gemessen werden. Seine Leitfähigkeit sollte mit den entsprechenden Referenzwerten aus Literatur und Praxis übereinstimmen. Wenn dies nicht der Fall ist, könnte ein Problem mit den Injektoren, Ventilen und Leitungen vorliegen.

Welche Düngemittelkonzentrationen welche Leitfähigkeit aufweisen, können Sie den Spezifikationen ihres Düngemittels entnehmen. Das Düngemitteletikett listet oft die Leitfähigkeit von verschiedenen Konzentrationen des Düngers auf. Zum Beispiel weist eine Lösung mit einer Stickstoffkonzentration von 100 ppm eine Leitfähigkeit von 0,65 mS/cm auf.

Die Leitfähigkeit des Bewässerungswassers selbst muss bei allen Berechnungen berücksichtigt werden.

Der GroLine pH- und Leitfähigkeitsmonitor HI98142x: Gleichzeitige Überwachung von 3 Parametern

Der GroLine pH- und Leitfähigkeitsmonitor ist in zwei Ausführungen erhältlich:Groline-Monitor-Celsius-Temp-mitLegende

  • HI981420 ist mit einer Multiparametersonde (HI1285-8) ausgestattet, die sich vor allem zur Messung in Behältern eignet. Diese Ausführung eignet sich gut für die nichtkontinuierliche Fertigation, indem die Nährlösungszusammensetzung z. B. in Tanks überwacht werden kann.
  • HI981421 verfügt über eine Multiparametersonde (HI1285-9), die speziell für den Einbau in Leitungssysteme konstruiert wurde. Dieses System ist besonders für die kontinuierliche Fertigation bei Hydroponik im Substratanbau und Hydrokultur geeignet.

Beide Ausführungen zeichnen sich durch ihren großen Funktionsumfang und ihre intuitive Bedienung aus. Alle Funktionen und Einstellungen, inklusive Alarmeinstellung, Kalibrierpuffer- und Temperaturskalenauswahl sind über ein einfaches Menü zugänglich.

Die mitgelieferte Multiparametersonde vereint Sensoren für pH-Wert, Leitfähigkeit/TDS und Temperatur in einem robusten Kunststoffkorpus.HI981421_Groline-Monitor-mitLegende

Der eingebaute Vorverstärker schützt die pH-Messung vor elektrischen Störungen (z. B. durch Beleuchtung oder Zirkulationspumpen).

Die Messwerte werden alle 15 Minuten automatisch abgespeichert. Sie können einfach und unkompliziert abgerufen, grafisch dargestellt und auf ein USB-Speichermedium oder einen PC übertragen werden.

Weitere Funktionen wie Alarme für alle Parameter, 24-Stunden-Anzeige, Schnellkalibrierung, Kalibriererinnerung, Umgebungslichtsensor zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung, Funktionen für Gute Laborpraxis (GLP) und eine kontextsensitive Hilfe runden den Geräteumfang ab und machen den GroLine pH- und Leitfähigkeitsmonitor zu einem zuverlässigen Partner im Pflanzenbau.

Neugierig geworden?

Hier geht es zum GroLine pH- und Leitfähigkeitsmonitor HI981420 mit frei einsetzbarer Sonde oder HI981421 mit Sonde für die Leitungsmontage.

Themen: Leitfähigkeit, pH-Wert, Agrar und Gartenbau, Gro Line, Multiparametrie, pH-Meter, Temperatur

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