2. Sprievodca pH: Prečo sa pH mení a čo ho ovplyvňuje
V prvom diele nášho Sprievodcu pH sme si vysvetlili, čo pH znamená, prečo je dôležité pre koreňové prostredie a ako ovplyvňuje dostupnosť živín. Teraz sa dostávame k ďalšej praktickej otázke: prečo pH počas pestovania nezostáva rovnaké? Namiešate živný roztok napríklad na pH 6,0. Na druhý deň nameriate 6,3 a o niekoľko ďalších dní napríklad 6,6. Inokedy sa vývoj obráti a pH začne postupne klesať.
Takéto zmeny sú počas pestovania bežné. Prostredie okolo koreňov sa totiž neustále vyvíja. Rastlina prijíma vodu a živiny, mení sa zloženie roztoku, pôsobia mikroorganizmy a svoju úlohu zohráva aj zdrojová voda, substrát alebo okolité prostredie.
V tomto diele sa pozrieme na hlavné príčiny rastu a poklesu pH, význam zdrojovej vody a alkality, vplyv samotných rastlín a rozdiely medzi pôdou, kokosom a hydropóniou.
Prečo sa pH počas pestovania mení?
Vývoj pH je zvyčajne výsledkom niekoľkých procesov, ktoré prebiehajú súčasne.
Ovplyvniť ho môže napríklad:
Pri hľadaní príčiny zmeny pH je preto dobré sledovať celý systém. Niekedy má hlavný vplyv jeden faktor, často sa ich však kombinuje niekoľko.
Rastlina sama mení prostredie okolo koreňov
Rastlina neprijíma zo živného roztoku všetky živiny v rovnakom množstve ani rovnakou rýchlosťou. Ako rastie, menia sa aj jej potreby. Pri prijímaní jednotlivých živín korene zároveň ovplyvňujú chemické prostredie okolo seba. Rastlina totiž musí udržiavať rovnováhu medzi rôznymi látkami, ktoré prijíma z okolia.
Práve tým môže pH v koreňovej zóne postupne stúpať alebo klesať. Tento prirodzený vplyv rastliny je jedným z dôvodov, prečo sa pH počas pestovania postupne mení, aj keď ste na začiatku pripravili živný roztok správne.
Dusičnanový a amónny dusík
Dobre je tento princíp vidieť pri dusíku. Rastliny môžu minerálny dusík prijímať predovšetkým v dvoch formách:
Pre bežnú pestovateľskú prax nie je potrebné podrobne poznať chemické reakcie, ktoré pri ich prijímaní prebiehajú. Dôležité je vedieť, že obe formy môžu vývoj pH ovplyvňovať rozdielne.
Zloženie hnojiva tak ovplyvňuje nielen zásobovanie rastliny dusíkom, ale do určitej miery aj vývoj pH počas pestovania. Nejde však o jediné pravidlo, podľa ktorého by bolo možné zmeny pH predpovedať. Súčasne pôsobí zdrojová voda, ostatné živiny, substrát, rast rastlín aj mikroorganizmy.
Prečo pH často stúpa?
Rast pH môže mať niekoľko bežných príčin.
Aktívny príjem živín
Počas rastu rastlina odoberá jednotlivé živiny rôznou rýchlosťou. Tým sa postupne mení zloženie živného roztoku aj chemické prostredie okolo koreňov. V hydropónii preto môžete počas niekoľkých dní sledovať pozvoľný rast pH, aj keď bol roztok pri príprave nastavený správne. Ak je zmena pomalá a pH zostáva vo vhodnom rozmedzí, často ide o bežnú súčasť fungovania systému.
Vysoká alkalita zdrojovej vody
Jedným z častých dôvodov dlhodobého rastu pH je vysoká alkalita vody. pH hovorí, aká kyslá alebo zásaditá voda práve je. Alkalita naopak opisuje, ako silno voda odoláva zmene pH. Vodu s vysokou alkalitou je ťažšie okysliť a po úprave môže mať väčšiu tendenciu vracať pH opäť smerom nahor.
Na alkalite sa významne podieľajú predovšetkým hydrogénuhličitany a uhličitany prirodzene obsiahnuté vo vode. Dve vody preto môžu mať napríklad rovnaké pH 7, ale po pridaní rovnakého hnojiva sa budú správať úplne inak. Voda s nízkou alkalitou mení pH pomerne ľahko. Voda s vysokou alkalitou zmene viac odoláva a môže dlhodobo ovplyvňovať pH celého systému. Samotná hodnota pH vody z vodovodu teda ešte nehovorí všetko o tom, ako sa bude pri pestovaní správať.
Z vody uniká CO₂
Vo vode je prirodzene rozpustený oxid uhličitý. Jeho prítomnosť môže vodu mierne okysľovať. Keď sa voda intenzívne prevzdušňuje, mieša alebo dlhší čas stojí v otvorenej nádobe, časť rozpusteného CO2 môže uniknúť do vzduchu a pH sa potom môže mierne zvýšiť. Preto sa niekedy stáva, že čerstvo napustená voda má inú hodnotu pH než tá istá voda po niekoľkých hodinách odstátia alebo prevzdušňovania.
Prečo môže pH klesať?
Koreňové prostredie sa môže počas pestovania aj postupne okysľovať.
Príjem živín koreňmi
Rovnako ako môže príjem určitých živín prispievať k rastu pH, iné zloženie prijímaných živín môže pôsobiť opačným smerom. Výraznejší pokles pH býva napríklad spojený s vyšším podielom amónnej formy dusíka vo výžive. Rastlina teda pri raste neovplyvňuje iba množstvo živín v roztoku, ale aj prostredie, v ktorom sa nachádzajú jej korene.
Nitrifikácia a činnosť mikroorganizmov
V biologicky aktívnom prostredí nepôsobia iba korene rastlín. Baktérie a ďalšie mikroorganizmy rozkladajú organickú hmotu a premieňajú niektoré živiny na iné formy. Pri týchto procesoch môžu vznikať látky, ktoré prostredie postupne okysľujú. Dôležitým príkladom je nitrifikácia, teda premena amónnej formy dusíka cez dusitany na dusičnany. Tento proces môže prispievať k poklesu pH. Preto sa biologicky aktívna pôda alebo substrát môže z hľadiska pH správať inak než čistý minerálny hydroponický roztok.
Vo vode sa rozpúšťa CO₂
Oxid uhličitý nevzniká iba v okolitom vzduchu. Produkujú ho aj korene a mikroorganizmy pri svojom metabolizme. Ak sa CO2 rozpúšťa vo vode, môže prispievať k jej okysleniu, a tým k poklesu pH. Aký veľký vplyv bude mať, závisí napríklad od množstva CO2, prevzdušňovania, teploty a charakteru koreňového prostredia.
Okysľujúci účinok výživy
Smer vývoja pH ovplyvňuje aj samotné zloženie hnojiva. Niektoré živné zmesi majú väčšiu tendenciu prostredie postupne okysľovať, iné menšiu. Výsledok navyše závisí od toho, v akej vode je hnojivo rozpustené a aké živiny rastlina práve odoberá. Pri dlhodobom sledovaní pH je preto užitočné poznať nielen používané hnojivo, ale aj vlastnosti zdrojovej vody.
Čo spôsobuje odparovanie vody s pH?
Pri odparovaní odchádza zo systému predovšetkým voda. Väčšina rozpustených minerálnych látok v ňom zostáva. Živný roztok sa tým postupne koncentruje, čo sa často prejaví rastom EC. Samotné odparovanie však neurčuje, či pH musí stúpať alebo klesať. Záleží na konkrétnom zložení roztoku a na tom, ako sa pri jeho zahusťovaní mení chemická rovnováha. Odparovanie teda ovplyvňuje predovšetkým koncentráciu rozpustených látok. pH sa zmeniť môže, ale smer tejto zmeny nie je možné určiť len podľa množstva odparenej vody.
pH vody a pH koreňovej zóny
Zálievka môže mať napríklad pH 6,0, ale priamo okolo koreňov nemusí byť výsledná hodnota úplne rovnaká.
Skôr než sa voda dostane ku koreňom, ovplyvňuje ju:
- hnojivo
- pestovateľské médium
- usadené soli
- aktivita koreňov
- mikroorganizmy
- organická hmota
- ďalšie chemické procesy v koreňovej zóne
pH vstupného roztoku preto predstavuje iba jednu časť celkového obrazu. Rozdiely sú dobre viditeľné pri porovnaní pôdy, kokosu a hydropónie.
Ako sa pH správa v pôde?
Pôda je chemicky aj biologicky veľmi zložité prostredie.
Obsahuje napríklad:
Vďaka tomu dokáže do určitej miery tlmiť zmeny pH. Táto vlastnosť sa nazýva pufračná schopnosť. Keď napríklad raz zalejete pôdu o niečo kyslejšou vodou, neznamená to, že sa pH celej pôdy okamžite zmení na rovnakú hodnotu. Časť zmeny pôda sama vyrovná.
Preto býva vývoj pH v pôde často:
Má to však aj druhú stránku. Ak je pH pôdy dlhodobo nevhodné, ani jeho úprava nemusí byť okamžitá. Veľkú úlohu zohráva typ pôdy, obsah ílu, organickej hmoty aj jej minerálne zloženie.
Ako sa pH správa v kokose?
Kokos sa správa inak než klasická minerálna pôda a zároveň nie je úplne pasívnym pestovateľským médiom. Dokáže časť niektorých živín dočasne zadržať a neskôr ich opäť uvoľniť.
Týka sa to napríklad:
Preto nemusí byť zloženie živného roztoku priamo okolo koreňov úplne rovnaké ako zloženie zálievky, ktorú ste do kokosu priviedli. Pre prax je dôležité vedieť najmä to, že kokos má vlastné chemické vlastnosti a môže ovplyvňovať hospodárenie s niektorými živinami. V porovnaní s klasickou pôdou zmeny zvyčajne tlmí menej, takže zloženie zálievky a zmeny pH sa môžu prejaviť rýchlejšie.
A čo perlit alebo keramzit?
Perlit, keramzit a podobné médiá sú z chemického hľadiska podstatne pasívnejšie než pôda alebo kokos. Podmienky okolo koreňov preto vo väčšej miere určuje samotný živný roztok.
Významnú úlohu potom zohrávajú najmä:
Pestovanie v týchto médiách sa preto z hľadiska riadenia pH v mnohých ohľadoch podobá hydropónii.
Ako sa pH mení v hydropónii?
V hydropónii sú korene v priamom alebo veľmi tesnom kontakte so živným roztokom. Chýba tu veľké množstvo pôdy, ktoré by zmeny tlmilo. Vývoj chemického zloženia roztoku je preto zvyčajne viditeľný rýchlejšie. Dobre to vidno napríklad pri recirkulačných systémoch, ako sú DWC, NFT alebo niektoré zostavy Ebb & Flow.
Rastliny počas rastu odoberajú:
Prebytočný roztok sa následne vracia späť do nádrže už s mierne pozmeneným zložením.
Postupne sa tak mení:
Hydroponická nádrž teda počas pestovania nie je nemenná nádoba s jednou receptúrou. Jej zloženie sa priebežne vyvíja spolu s rastlinami.
Recirkulačný a otvorený systém
Spôsob nakladania s prebytočným živným roztokom má výrazný vplyv na jeho ďalší vývoj.
Recirkulačný systém
Prebytočný roztok sa vracia späť do spoločnej nádrže. Zmeny, ktoré vzniknú pri kontakte s koreňmi a pestovateľským médiom, sa tak dostanú späť do nádrže a ovplyvňujú ďalšie zavlažovacie cykly. Preto je vhodné pravidelne sledovať pH, EC, hladinu vody a celkový stav roztoku.
Otvorený systém, čiže run-to-waste
Živný roztok prejde koreňovou zónou a jeho prebytok sa už do zásobnej nádrže nevracia. Zloženie vstupnej zálievky tak býva stabilnejšie a ľahšie predvídateľné. Súčasne však vzniká väčšia spotreba vody a živín a je potrebné riešiť vznikajúcu drenáž.
Akú úlohu zohrávajú mikroorganizmy?
V pôde, organických substrátoch a ďalších biologicky aktívnych systémoch sa na vývoji pH podieľajú aj baktérie a huby.
Mikroorganizmy:
- rozkladajú organickú hmotu
- premieňajú živiny na rôzne formy
- produkujú CO2
- vytvárajú organické kyseliny a ďalšie látky
- podieľajú sa na nitrifikácii
pH zároveň ovplyvňuje, ktorým skupinám mikroorganizmov sa v danom prostredí darí. Koreňová zóna je preto prepojeným chemickým a biologickým systémom. V čistej minerálnej hydropónii býva vplyv mikroorganizmov zvyčajne menší než v pôde, ale ani hydroponický systém nie je automaticky sterilný.
Ovplyvňuje pH aj teplota?
Teplota môže mierne ovplyvňovať samotnú nameranú hodnotu pH. Zároveň mení množstvo procesov, ktoré majú na pH nepriamy vplyv.
Ovplyvňuje napríklad:
- rýchlosť rastu a metabolizmu rastlín
- spotrebu vody
- aktivitu mikroorganizmov
- množstvo rozpusteného CO2
- rýchlosť chemických reakcií
Malé rozdiely súvisiace s teplotou sú teda bežné. Ak sa však pH počas krátkeho času začne výrazne meniť, samotná teplota väčšinou nebude jedinou príčinou. Oplatí sa skontrolovať aj zdrojovú vodu, živný roztok, korene a stav celého systému.
Do akej miery je kolísanie pH normálne?
Postupný posun pH počas pestovania je bežný. Pri hydroponickom roztoku sa napríklad môže hodnota počas niekoľkých dní pomaly posúvať jedným smerom, zatiaľ čo rastliny naďalej zdravo rastú.
Pri hodnotení sledujte najmä:
- ako rýchlo sa pH mení
- akým smerom
- či zostáva vo vhodnom rozmedzí
- či sa podobný trend pravidelne opakuje
- ako vyzerajú rastliny
- ako sa mení EC
- ako rýchlo ubúda voda
Pomalý a predvídateľný posun, označovaný aj ako pH drift, býva súčasťou bežnej prevádzky. Rýchly skok počas niekoľkých hodín alebo náhla zmena dlhodobého trendu už stojí za bližšiu kontrolu.
Čo môže spôsobiť rýchlu zmenu pH?
Výrazný alebo nezvyčajný posun môže súvisieť napríklad s:
- nízkou schopnosťou vody tlmiť zmeny pH
- vysokou alkalitou dopĺňanej vody
- zmenou zloženia výživy
- vyšším podielom amónnej formy dusíka
- výraznou mikrobiálnou aktivitou
- rozkladajúcou sa organickou hmotou
- problémom s koreňmi
- veľkým úbytkom vody
- opakovaným dolievaním bez kontroly celkového zloženia roztoku
Samotná hodnota pH zvyčajne neprezradí presnú príčinu. Najväčší význam má v spojení s ďalšími údajmi o systéme a so stavom rastlín.
Prečo sa pH zmení už po pridaní hnojiva?
Zdrojová voda má vlastné chemické zloženie. Keď do nej pridáte hnojivo, dostanú sa do vody ďalšie rozpustené látky, ktoré môžu jej pH zmeniť. Preto sa hodnota nameraná priamo z vodovodu môže výrazne líšiť od pH hotového živného roztoku.
Pre pestovateľskú prax má zmysel sledovať:
- pH zdrojovej vody
- jej alkalitu
- pH po pridaní živín
- ďalší vývoj pH počas pestovania
Tak získate podstatne lepšiu predstavu o tom, ako sa konkrétna voda v systéme správa.
Tvrdá a mäkká voda
Tvrdosť vody súvisí predovšetkým s množstvom rozpusteného vápnika a horčíka. Nie je to to isté ako pH ani alkalita, hoci tieto vlastnosti v bežnej vodovodnej vode často súvisia.
Tvrdšia voda môže zároveň obsahovať väčšie množstvo hydrogénuhličitanov. Ak má vysokú alkalitu, viac odoláva znižovaniu pH a pri dlhodobom používaní môže podporovať jeho rast.
Veľmi mäkká alebo demineralizovaná voda má naopak často malú schopnosť tlmiť zmeny pH. Aj relatívne malé množstvo hnojiva alebo prípravku na úpravu pH potom môže spôsobiť výraznejšiu zmenu.
Preto sa dve vody s rovnakým počiatočným pH môžu počas pestovania správať úplne inak.
Čo najčastejšie určuje smer zmeny pH?
Tento prehľad slúži iba na orientáciu. V skutočnom systéme zvyčajne pôsobí niekoľko vplyvov súčasne.
Kde býva pH najstabilnejšie?
Veľmi zjednodušene možno jednotlivé prostredia porovnať podľa toho, ako silno dokážu tlmiť zmeny.
Pôda
Zvyčajne má najväčšiu schopnosť tlmiť zmeny a pH sa v nej často mení pomalšie.
Kokos
Dokáže ovplyvňovať hospodárenie s niektorými živinami, ale zmeny v zložení zálievky sa v ňom zvyčajne prejavia rýchlejšie než v minerálnej pôde.
Perlit a keramzit
Sú chemicky pasívnejšie, takže podmienky vo väčšej miere určuje samotný živný roztok.
Hydropónia
Korene sú priamo prepojené so živným roztokom a zmeny pH sú zvyčajne viditeľné najrýchlejšie.
Odporúčania pre pH je preto vždy potrebné vzťahovať na konkrétny spôsob pestovania.
Je teda kolísanie pH normálne?
Áno, určitý vývoj pH je prirodzenou súčasťou pestovania. Rastliny rastú, zväčšuje sa ich koreňový systém, mení sa spotreba vody a živín, pôsobia mikroorganizmy a voda sa priebežne odparuje alebo dopĺňa. Hodnota nastavená v prvý deň preto nemusí zostať niekoľko týždňov bez zmeny. Dôležitejšie je, či má systém stabilný a predvídateľný priebeh. Ak sa pH pohybuje vo vhodnom rozmedzí a rastliny vyzerajú zdravo, mierny posun pH môže byť úplne bežný. Pozornosť si zaslúžia najmä situácie, keď sa rýchlosť alebo smer zmien náhle výrazne odchýli od bežného správania systému.
Čo si z druhého dielu zapamätať?
pH sa počas pestovania prirodzene vyvíja. Výsledná hodnota vzniká pôsobením vody, živín, koreňov, pestovateľského média a biologických procesov.
Najdôležitejšie princípy sú:
- rastliny samy ovplyvňujú pH koreňového prostredia
- jednotlivé živiny sa neprijímajú rovnakou rýchlosťou
- pomer dusičnanovej a amónnej formy dusíka môže ovplyvniť smer vývoja pH
- alkalita výrazne ovplyvňuje stabilitu vody
- dve vody s rovnakým pH sa môžu v systéme správať odlišne
- pôda zvyčajne tlmí zmeny viac než kokos alebo hydropónia
- kokos nie je úplne pasívne médium
- v recirkulačnej hydropónii sa zmeny vznikajúce v koreňovej zóne vracajú do spoločnej nádrže
- CO2 a mikroorganizmy môžu ďalej ovplyvňovať pH
- odparovanie mení predovšetkým koncentráciu roztoku
- mierny posun pH je pri pestovaní bežný
- rýchla alebo nezvyčajná zmena je dôvodom na kontrolu systému
V tomto diele sme sa zamerali na to, prečo sa pH počas pestovania mení. V ďalšom diele nášho Sprievodcu pH sa pozrieme na praktickejšiu časť: ako bezpečne zvýšiť alebo znížiť pH, ako fungujú prípravky pH+ a pH−, kedy má zmysel zasahovať a akým chybám sa pri úprave pH vyhnúť.
