Υπολογισμός της σύνθεσης των θρεπτικών διαλυμάτων

 

          Ο υπολογισμός της σύνθεσης των θρεπτικών διαλυμάτων μπορεί να χωριστεί σε δυο μέρη. Το πρώτο μέρος αφορά στον υπολογισμό των μακροστοιχείων όπου με την προσθήκη μιας ποσότητας λιπάσματος θα πρέπει να υπολογιστούν οι μεταβολές δυο ή περισσοτέρων θρεπτικών στοιχείων, π.χ. η προσθήκη νιτρικού καλίου (KNO3) στο διάλυμα για την αύξηση της συγκέντρωση του καλίου έχει ως συνέπεια και την ταυτόχρονη μεταβολή της συγκέντρωσης των νιτρικών. Το δεύτερο μέρος των υπολογισμών αφορά τα ιχνοστοιχεία. Σ' αυτή την περίπτωση οι υπολογισμοί είναι πολύ απλούστεροι, γιατί το κάθε άλας με το οποίο γίνεται η προσθήκη ιχνοστοιχείων δεν περιέχει άλλα ιχνοστοιχεία παρά σε ασήμαντη μόνο ποσότητα. Επίσης η ποσότητα του άλατος που προστίθεται στο θρεπτικό διάλυμα είναι, συγκριτικά με τα μακροστοιχεία, πολύ μικρή και επομένως η προσθήκη τυχόν μακροστοιχείου από το άλας των ιχνοστοιχείων στο διάλυμα  είναι αμελητέα.

 

Διαδικασία υπολογισμού των μακροστοιχείων

 

          Παρακάτω στον πίνακα 16 αναφέρεται ένα παράδειγμα υπολογισμού των μακροστοιχείων του θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας, χρησιμοποιώντας βρόχινο ή απιονισμένο νερό.

 

Πίνακας 16. Για τον υπολογισμό ενός θρεπτικού διαλύματος (αγγουριού). Η βασική σύνθεση  δίνεται σε mmol/l

 

 

Βασική Σύνθεση

 

 

NΟ3-

H2PO4- 

SO4--   

NH4+    

K+

Ca++      

Μg++

 

mmol/l   

11,75    

1,25

1,00      

  0,50   

5,50     

3,50     

1,00

Ca(NO3) 2

3,5

7

 

 

 

 

3,5

 

Mg SO4

1

 

 

1

 

 

 

1

Mg(NO3)2

-

-

 

 

 

 

 

-

K2SO4

-

 

 

-

 

-

 

 

NH4NO3

0,50

0,50

 

 

0,50

 

 

 

H3PO4

-

 

-

 

 

 

 

 

KH2PO3

1,25

 

1,25

 

 

1,25

 

 

KNO3

4,25

4,25

 

 

 

4,25

 

 

HNO3

-

-

 

 

 

 

 

 

 

            Στην τρίτη γραμμή του πίνακα 16 δίνεται η βασική σύνθεση σε ιόντα (ποσότητες σε mmol/l) ενός θρεπτικού διαλύματος κατάλληλου για την καλλιέργεια της αγγουριάς (βλ. πίνακα 22). Για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτή η βασική σύνθεση στη παρασκευή θρεπτικών διαλυμάτων θα πρέπει το άθροισμα των αρνητικά φορτισμένων ιόντων σε meq/l να είναι ίσο με το άθροισμα των θετικά φορτισμένων.  Σ΄ αυτή την περίπτωση:

(11,75 mmol/l NΟ3- × 1) + (1,25 mmol/l H2PO4- × 1) + (1,00 mmol/l SO4-- × 2) =

(0,5 mmol/l NH4+ × 1) + (5,5 mmol/l K+ × 1) + (3,5 mmol/l Ca++ × 2) + 1 mmol/l Μg++ × 2) = 15 meq/l.

 

          Στις γραμμές 4 έως 12, στη πρώτη στήλη αναγράφονται με σειρά τα λιπάσματα που είναι διαθέσιμα για τη παρασκευή του θρεπτικού διαλύματος, αρχίζοντας από αυτά που είναι μοναδικά όπως το νιτρικό ασβέστιο και ακολουθούν αυτά του μαγνησίου, θειικών, αμμωνίας, φωσφορικών, καλίου και νιτρικού οξέως. Προηγούνται οι προτιμητέες μορφές σχετικά με τη διαλυτότητα και το κόστος. Στις στήλες κάτω από κάθε ιόν αναγράφεται η ποσότητα του ιόντος που θα καλυφθεί από το κάθε λίπασμα. Στη δεύτερη στήλη του πίνακα αναγράφεται η προκύπτουσα ποσότητα σε mmol του λιπάσματος που απαιτείται.

Η διαδικασία υπολογισμών είναι η εξής:

α) Συνήθως ξεκινάμε τους υπολογισμούς με την απαιτούμενη προσθήκη ασβεστίου, που σχεδόν πάντα προστίθεται με τη μορφή νιτρικού ασβεστίου (τέταρτη γραμμή πίνακα 16). Τα mmol/l νιτρικού ασβεστίου που προστίθενται είναι όσα τα mmol/l Ca++ που απαιτούνται (βλ. τρίτη γραμμή όγδοη στήλη) και αναγράφονται στη τέταρτη γραμμή δεύτερη στήλη. Στην τέταρτη γραμμή, όγδοη στήλη αναγράφονται τα ιόντα ασβεστίου που θα προστεθούν από αυτή τη ποσότητα του λιπάσματος στο διάλυμα. Παράλληλα όμως με τα ιόντα ασβεστίου που προστίθενται στο διάλυμα με το λίπασμα αυτό, προστίθενται και νιτρικά ιόντα. Η προσθήκη νιτρικών, σε  mmol/l, είναι διπλάσια των mmol/l ασβεστίου. Στη τέταρτη γραμμή, τρίτη στήλη αναγράφονται και τα ιόντα νιτρικών που προστίθενται από αυτό το λίπασμα.

β) Ακολουθεί κατά τον ίδιο τρόπο ο υπολογισμός της προσθήκης μαγνησίου, με τη μορφή θειικού μαγνησίου (Πέμπτη γραμμή πίνακα 16). Παράλληλα με τα ιόντα μαγνησίου που προστίθενται στο διάλυμα, με το λίπασμα αυτό, προστίθενται και θειικά ιόντα. Στη περίπτωση αυτή, όσα είναι τα mmol/l Mg++ που προστίθενται, άλλα τόσα είναι και τα mmol/l SO4- -.

       Όταν η επιθυμητή συγκέντρωση Mg++ σε  mmol/l είναι μεγαλύτερη αυτής των SO4-- σε mmol/l, τότε προστίθενται τόσα mmol/l θειικού μαγνησίου όσα τα απαιτούμενα mmol/l SO4--, το υπόλοιπο μέρος της συγκέντρωσης Μg++ προστίθεται  με τη μορφή νιτρικού μαγνησίου (έκτη γραμμή). Στη περίπτωση που χρησιμοποιηθεί νιτρικό μαγνήσιο, το λίπασμα περιέχει και προστίθενται μαζί, εκτός του μαγνησίου και νιτρικά, τα οποία σε  mmol/l, είναι διπλάσια των mmol/l μαγνησίου.

       Αντίθετα όταν η επιθυμητή συγκέντρωση SO4-- υπερβαίνει αυτή των ιόντων μαγνησίου, τότε προστίθενται τόσα mmol/l θειικού μαγνησίου όσα τα απαιτούμενα mmol/l Μg++, το υπόλοιπο μέρος της συγκέντρωσης SO4- - προστίθεται  με τη μορφή θειικού καλίου (έβδομη γραμμή πίνακα 16). Στη περίπτωση του θειικού καλίου προστίθεται και κάλι, η προσθήκη Κ+, σε  mmol/l, είναι διπλάσια των mmol/l  SO4- -.

γ) Η διαδικασία συνεχίζεται με τη προσθήκη των ιόντων αμμωνίου με τη μορφή νιτρικής αμμωνίας (όγδοη γραμμή πίνακα 16) και σπανιότερα με τη μορφή φωσφορικού αμμωνίου. Παράλληλα με τα ιόντα αμμωνίου που προστίθενται στο διάλυμα, με το λίπασμα της νιτρικής αμμωνίας, προστίθενται και νιτρικά ιόντα. Όσα είναι τα mmol/l ΝΗ4+ που προστίθενται, άλλα τόσα είναι και τα mmol/l ΝΟ3-.

δ) Έπεται η προσθήκη του φωσφόρου. Όπου είναι δυνατό για να καλυφθούν οι απαιτήσεις σε φωσφόρο προτιμάται η μορφή του φωσφορικού οξέος, γιατί το φωσφορικό οξύ είναι η φθηνότερη πηγή φωσφόρου. Στη πράξη θεωρούμε ότι όσα mmol/l Η2ΡΟ4-  προστίθενται, άλλα τόσα  mmol/l Η+ προστίθενται, τα οποία θα εξουδετερώσουν αντίστοιχες ποσότητες όξινων ανθρακικών που περιέχονται στο αρδευτικό νερό.

     Στις περιπτώσεις όμως που η περιεκτικότητα οξυανθρακικών ιόντων  στο νερό είναι πολύ μικρή ή μηδενική (όπως σε αυτό το παράδειγμα), ο φωσφόρος δεν είναι δυνατό να δοθεί με τη μορφή φωσφορικού οξέος (γιατί θα παρασκευαστεί πολύ όξινο διάλυμα), και δίνεται με τη μορφή φωσφορικού μονοκαλίου. Στη περίπτωση του ΚΗ2ΡΟ4 πλήν του φωσφόρου γίνεται και προσθήκη Κ+ η συγκέντρωση του οποίου σε mmol/l είναι όση και των Η2ΡΟ4-.

     Στη περίπτωση που το αμμώνιο έχει χορηγηθεί υπό μορφή ΝΗ4Η2ΡΟ4, τότε η συγκέντρωση σε mmol/l του Η3ΡΟ4 ή του ΚΗ2ΡΟ4 θα πρέπει να μειώνεται κατά την ποσότητα σε mmol/l του Η2ΡΟ4- που έχει προστεθεί στο διάλυμα με τη προσθήκη του ΝΗ4Η2ΡΟ4.

ε) Ακολουθεί η προσθήκη του καλίου με τη μορφή νιτρικού καλίου (ενδέκατη γραμμή πίνακα 16). Τα mmol/l νιτρικού καλίου που πρέπει να προστεθούν είναι όσα τα mmol/l Κ+ που απαιτούνται, αφού αφαιρεθούν οι συγκεντρώσεις Κ+ που, τυχόν, έχουν χορηγηθεί προηγουμένως υπό μορφή φωσφορικού μονοκαλίου και θειικού καλίου.

       Παράλληλα με τα ιόντα καλίου που προστίθενται στο διάλυμα, προστίθενται και νιτρικά ιόντα. Όσα είναι τα mmol/l Κ+ που προστίθενται, άλλα τόσα είναι και τα mmol/l ΝΟ3- .

ζ) Τέλος συμπληρώνεται η συγκέντρωση των νιτρικών με την προσθήκη νιτρικού οξέος (δωδέκατη γραμμή πίνακα 16). Τα mmol/l νιτρικού οξέος που πρέπει να προστεθούν είναι όσα τα mmol/l ΝΟ3- που απαιτούνται,  αφού αφαιρεθούν η συγκέντρωση των ΝΟ3-, που έχουν χορηγηθεί υπό μορφή νιτρικού ασβεστίου, νιτρικού μαγνησίου, νιτρικής αμμωνίας και νιτρικού καλίου.

 

Μετά τη συμπλήρωση του πίνακα αθροίζονται οι τιμές της κάθε στήλης, όλων των ιόντων, για να γίνει η επαλήθευση με τις τιμές της βασικής σύνθεσης (τρίτη γραμμή).

 

          Από τα meq/l που υπολογίστηκαν προηγουμένως για τη βασική σύνθεση, μπορεί να γίνει η εκτίμηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) που πρέπει να έχει το θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας, ώστε τα απαιτούμενα ιόντα να βρίσκονται στις επιθυμητές συγκεντρώσεις:

 

                                      EC  » 15 meq/l /10 » 1,5 dS/m.

 

 

Υπολογισμός ενός θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας με υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα

 

Αν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε υψηλότερης αγωγιμότητας θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας, από αυτό που προκύπτει με τη βασική σύνθεση, τότε αυξάνουμε κατά το αντίστοιχο ποσοστό τη ποσότητα των ιόντων της βασικής σύνθεσης και μετά υπολογίζεται η ποσότητα των λιπασμάτων που απαιτούνται για να δημιουργηθεί το διάλυμα. Γενικά όταν χρησιμοποιείται υψηλότερη συγκέντρωση θρεπτικών στοιχείων στο διάλυμα τροφοδοσίας, τότε καλά είναι να μην αυξάνεται αντίστοιχα η ποσότητα των όξινων φωσφορικών και των αμμωνιακών διότι μεγάλες συγκεντρώσεις θεωρείται ότι έχουν αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη των φυτών. Σε αυτή τη περίπτωση το ποσοστό αύξησης των αμμωνιακών προστίθεται στα νιτρικά ώστε να μην μεταβληθεί η σχετική αναλογία του Αζώτου στο διάλυμα. Για να γίνει εξισορρόπηση των meq/l ανιόντων κατιόντων λόγω των λιγότερων φωσφορικών και αμμωνιακών αυξάνονται όσο χρειάζεται τα θειικά ώστε τα meq/l των ανιόντων να είναι όσα αυτά των κατιόντων.

          Στον επόμενο πίνακα 17 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα υπολογισμού των μακροστοιχείων του θρεπτικού διαλύματος, όταν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί διάλυμα τροφοδοσίας με υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα.

 

Πίνακας 17. Για τον υπολογισμό ενός θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας με υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα.

         

Βασική Σύνθεση

 

 

NΟ3-

H2PO4-

SO4--

NH4+

K+

Ca++

Μg++

 

mmol/l

11,75

1,25

1,00

0,50

5,50

3,50

1,00

Διόρθωση για υψηλότερη EC 40%

Λίπασμα

mmol/l

16,65

1,25

1,45

0,50

7,70

4,90

1,40

Ca(NO3)2

4,90

9,80

 

 

 

 

4,90

 

Mg SO4

1,40

 

 

1,40

 

 

 

1,40

Mg(NO3)2

-

 

 

 

 

 

 

 

K2SO4

0,05

 

 

0,05

 

0,10

 

 

NH4NO3

0,50

0,50

 

 

0,50

 

 

 

H3PO4

-

 

 

 

 

 

 

 

KH2PO4

1,25

 

1,25

 

 

1,25

 

 

K NO3

6,35

6,35

 

 

 

6,35

 

 

HNO3

-

 

 

 

 

 

 

 

 

Στο παράδειγμα του πίνακα 16 η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) που πρέπει να έχει το θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας υπολογίστηκε σε 1,50 dS/m. Αν όμως στις συνθήκες που γίνεται οι καλλιέργεια μας πρέπει να  τροφοδοτούμε τα φυτά με θρεπτικό διάλυμα υψηλότερης ηλεκτρικής αγωγιμότητας π.χ. 2,08 dS/m θα χρειαστεί να πολλαπλασιάσουμε τις ποσότητες της βασικής σύνθεσης της τρίτης γραμμής του πίνακα 17 (πλην των φωσφορικών και των αμμωνιακών) με το συντελεστή διόρθωσης: 2,08 /1,50 = 1,4. Το αποτέλεσμα της διόρθωσης αναγράφεται στη πέμπτη γραμμή. Η συγκέντρωση των νιτρικών έχει αυξηθεί και κατά το ποσοστό που έπρεπε να αυξηθούν τα αμμωνιακά. Επίσης η ποσότητα των θειικών έχει αυξηθεί επιπλέον τόσο όσο το άθροισμα σε meq των ανιόντων να γίνει ίσο με αυτό των κατιόντων.

Η σύνθεση των ιόντων που απαιτούνται για να παρασκευαστεί το επιθυμητό θρεπτικό διάλυμα αναφέρονται πλέον στη πέμπτη γραμμή του πίνακα 17 και συνεχίζουμε τους υπολογισμούς όπως το πρώτο παράδειγμα  

 

Υπολογισμός ενός θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας για νερό που περιέχει ιόντα

 

Στα προηγούμενα παραδείγματα (για τους υπολογισμούς του πίνακα 16 και 17), θεωρήθηκε ότι το νερό που θα χρησιμοποιηθεί για το θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας θα είναι βρόχινο και δεν περιέχει ιόντα.

Στην πράξη επειδή συνήθως τα νερά που προέρχονται από γεωτρήσεις περιέχουν διάφορες ποσότητες ιόντων, η ποσότητα των ιόντων που θα πρέπει να προστεθεί τελικά, από τα λιπάσματα στο νερό, είναι αυτή που θα προκύψει μετά τη διόρθωση της βασικής σύνθεσης.

          Στις περισσότερες περιπτώσεις στο νερό που χρησιμοποιείται για την παρασκευή των θρεπτικών διαλυμάτων περιέχονται τα ιόντα        HCO3-, Ca++ και Mg++. Για την εξουδετέρωση του HCO3- προστίθενται οξέα (ίσες ποσότητες H3O+). Συνήθως όταν το νερό περιέχει HCO3-, περιέχει και ανάλογες ποσότητες Ca++ ή Mg++ οι οποίες θα πρέπει να αφαιρούνται από τη βασική σύνθεση. Αν το νερό περιέχει και SO4--  ή άλλο μακροστοιχείο αφαιρείται και η ποσότητα των μακροστοιχείων αυτών.

 

          Στον πίνακα 18 δίνεται ένα παράδειγμα υπολογισμού ενός θρεπτικού διαλύματος για την καλλιέργεια τομάτας (EC≈1,65 dS/m). Στους υπολογισμούς έχει ληφθεί υπόψη ότι το νερό περιέχει 3 mmol HCO3-, 1 mmol Ca++ και 0,5 mmol Mg++/l.

 

Πίνακας 18. Σχήμα για τον υπολογισμό θρεπτικού διαλύματος για νερό που περιέχει ιόντα HCO3-, Ca++ και Mg++

 

 

 

 

 

Βασική  σύνθεση

 

 

 

 

  Λίπασμα

NO3--

H2PO4-

SO4--

H3O+

NH4+

K+

Ca++

Mg++

                      mmol/l

10,5

1,5

2,25

-

0,5

7,0

3,5

1,0

 

 

 

Διόρθωση

 

 

 

 

  Νερό

 

 

 

 

-3,0

 

 

1,0

0,5

 

 

 

Προσθήκη

 

 

 

 

 

 

10,5

1,5

2,25

3,0

0,5

7,0

2,5

0,5

  Ca(NO3)2

2,5

5,0

 

 

 

 

 

2,5

 

  MgSO4

0,5

 

 

0,5

 

 

 

 

0,5

  Mg(NO3)2

 -

 

 

 

 

 

 

 

 

  K2SO4

1,75

 

 

1,75

 

 

3,5

 

 

  NH4NO3

0,5

0,5

 

 

 

0,5

 

 

 

  H3PO4

1,5

 

1,5

 

1,5

 

 

 

 

  KH2PO4

 -

 

 

 

 

 

 

 

 

  KNO3

3,5

3,5

 

 

 

 

3,5

 

 

  HNO3

1,5

1,5

 

 

1,5

 

 

 

 

 

Στην τρίτη γραμμή του πίνακα 18 δίνεται η βασική σύνθεση ιόντων (ποσότητες σε mmol/l) ενός θρεπτικού διαλύματος κατάλληλου για την καλλιέργεια της τομάτας (βλ. πίνακα 22).

Στη Πέμπτη γραμμή του πίνακα 17 αναφέρονται οι αντίστοιχες ποσότητες των ιόντων που περιέχονται στο νερό (ποσότητες σε mmol/l).

Όπως στη περίπτωση της βασικής σύνθεσης έτσι και στη περίπτωση του νερού θα πρέπει να υπάρχει ισορροπία ιόντων, δηλαδή το άθροισμα των αρνητικά φορτισμένων ιόντων του νερού σε meq/l να είναι ίσο με το άθροισμα των θετικά φορτισμένων.

       Από τις ποσότητες των ιόντων της βασικής σύνθεσης (τρίτη γραμμή πίνακα 18) αφαιρούνται οι αντίστοιχες ποσότητες των ιόντων που περιέχονται στο νερό (πέμπτη γραμμή).

Στην έβδομη γραμμή του πίνακα αναγράφονται οι διαφορές μεταξύ των ιόντων του βασικού θρεπτικού διαλύματος και αυτών του νερού. Επομένως η σύνθεση των ιόντων που απαιτούνται για να παρασκευαστεί το επιθυμητό θρεπτικό διάλυμα αναφέρονται πλέον στην εβδόμη γραμμή του πίνακα.

Συνεχίζουμε τους υπολογισμούς όπως το πρώτο παράδειγμα

            Οι συγκεντρώσεις νιτρικού και φωσφορικού οξέος που υπολογίζονται μέσω αυτής της διαδικασίας, συνήθως επαρκούν για τον έλεγχο του pH του διαλύματος.

 

            Αν το νερό πλην αυτών που αναφέρθηκαν περιέχει και ιόντα χλωριούχου νατρίου, τότε η ηλεκρική αγωγιμότητα (EC) του θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας θα πρέπει να είναι το άθροισμα της EC που προέρχεται από τα ανόργανα θρεπτικά στοιχεία συν αυτή που προέρχεται από τα ιόντα του χλωριούχου νατρίου. Αν π.χ. στο προηγούμενο παράδειγμα το νερό περιέχει επιπλέον 3,5 mmol/l ιόντα χλωρίου και 3,5 mmol/l ιόντα νατρίου, τότε η προστιθέμενη EC από το χλωριούχο νάτριο είναι 3,5/10 » 0,35 dS/m. Επομένως η συνολική EC του διαλύματος τροφοδοσίας θα πρέπει να είναι: 1,65 dS/m EC που προέρχεται από τα ιόντα της βασικής σύνθεσης  + 0,35 dS/m EC που προέρχεται από το χλωριούχο νάτριο » 2,0 dS/m EC. Σε αυτή τη περίπτωση αν η EC του θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας ρυθμιστεί να είναι μικρότερη από 2,0 dS/m, τότε τα φυτά δέχονται μικρότερη από τη απαιτούμενη συγκέντρωση ανόργανων θρεπτικών στοιχείων στη ρίζα τους.

 

Υπολογισμός των απαιτούμενων λιπασμάτων

 

            Ο υπολογισμός των συγκεκριμένων ποσοτήτων λιπασμάτων σε kg/m3 γίνεται μέσω μετατροπής των mmol/l της συγκέντρωσης σε μονάδες βάρους (πολλαπλασιασμός με το γραμμομόριο του άλατος-λιπάσματος) και αναγωγής στο συγκεκριμένο όγκο διαλύματος που πρόκειται να παρασκευαστεί.

          Π.χ. από τον πίνακα 17 (δεύτερη στήλη, δέκατη τρίτη γραμμή) βρίσκουμε ότι η συγκέντρωση ΚΝΟ3 πρέπει να  είναι 6,35 mmol/l, το βάρος του λιπάσματος θα είναι: ΚΝΟ3 = 6,35 mmol/l × 101,1 g/mol (το γραμμομόριο) = 642 mg/l  ή 642 g/m3 διαλύματος τροφοδοσίας. Για τη παρασκευή του μητρικού διαλύματος:  642 g/m3 × 100 φορές πυκνότερο = 64200 g/m3  ή 64,2 kg λιπάσματος /m3 (για 100 φορές πιο πυκνό διάλυμα).

          Στη περίπτωση του MgSO4 η συγκέντρωση πρέπει να  είναι 1,4 mmol/l, το βάρος του λιπάσματος θα είναι: 1,4 mmol/l × 246,3 g/mol = 344,8 mg/l  ή 344,8  g/m3.  Για τη παρασκευή 100 φορές πιο πυκνού μητρικού διαλύματος: 344,8 g/m3 × 100 φορές πυκνότερο = 34480 g/m3  ή 34,5 kg λιπάσματος /m3.

          Το αποτέλεσμα που προκύπτει από τους υπολογισμούς των ποσοτήτων που αναφέρονται στον πίνακα  17, παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα 19.

          Για διευκόλυνση παρατίθενται στις τελευταίες σελίδες, στο Παράρτημα B’, οι  πίνακες 1-4, έτσι ώστε οι συγκεντρώσεις των λιπασμάτων που υπολογίζονται και αναφέρονται σε mmol/l. να μπορούν εύκολα, με αντιστοιχία, να μετατραπούν σε kg/m3 για 100 φορές πυκνότερο διάλυμα.

 

Πίνακας 19. Μακροστοιχεία για την παρασκευή ενός θρεπτικού διαλύματος (mg/l) ή μητρικού διαλύματος (kg/m3) αγγουριού με βρόχινο νερό.

 

Λίπασμα

 

g/mol

mmol/l

Θρεπτικό

Διάλυμα τροφοδοσίας mg/l

Mητρικό διάλυμα kg/m3

Νιτρικό ασβέστιο

Ca(NO3)2

(181)

4,90

887

88,7

Μαγνησία

MgSO4

246,3

1,40

345

34,5

Θειικό Κάλι

Κ2SO4

174,3

0,05

   9

  0,9

Νιτρική αμμωνία

ΝΗ4ΝΟ3

80,0

0,50

 40

   4,0

Μονοφωσφορικό κάλι

ΚΗ2P04

136,1

1,25

170

17,0

Νιτρικό κάλι    

KNO3

101,1

6,35

642

64,2

 

 

Υπερβολική ποσότητα κάποιου μακροστοιχείου στο νερό.

 

           

Αν η ποσότητα κάποιου μακροστοιχείου που περιέχει το νερό είναι λίγο μεγαλύτερη από την απαιτούμενη στη βασική σύνθεση, για τον υπολογισμό του θρεπτικού διαλύματος, διαιρείται πρώτα η ποσότητα του στοιχείου που υπάρχει στο νερό με την απαιτούμενη ποσότητα που αναφέρεται στη βασική σύνθεση και με το πηλίκο (ποσοστό υπερβολής) πολλαπλασιάζονται τα στοιχεία της βασικής σύνθεσης (πλην φωσφορικών και αμμωνιακών), ώστε να αυξηθεί η ποσότητα τους στο ανάλογο ποσοστό (Το ποσοστό αύξησης των αμμωνιακών προστίθεται στα νιτρικά και αυξάνονται λίγο περισσότερο τα θειικά για την εξισορρόπηση των φωσφορικών και αμμωνιακών) όπως και στην περίπτωση της αυξημένης αγωγιμότητας.

Η νέα βασική σύνθεση που βρέθηκε χρησιμοποιείται για να γίνουν οι υπολογισμοί.

Εξυπακούεται ότι η νέα αυξημένη βασική σύνθεση επιβάλει τη χρησιμοποίηση μεγαλύτερης  ηλεκτρικής αγωγιμότητας στο θρεπτικό διάλυμα τροφοδοσίας που θα χρησιμοποιηθεί στην άρδευση. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι αυξημένη κατά το ποσοστό υπερβολής. Με αυτό τον τρόπο η ποσότητα των θρεπτικών στοιχείων στο διάλυμα αυξάνει αλλά η αναλογία των  περισσότερων θρεπτικών στοιχείων μεταξύ τους παραμένει η ίδια.

 

 

 

Διαδικασία υπολογισμού των ιχνοστοιχείων

 

            Για να υπολογιστούν οι ποσότητες των λιπασμάτων που περιέχουν τα ιχνοστοιχεία ώστε να παρασκευαστεί δεδομένος όγκος πυκνού διαλύματος ιχνοστοιχείων, μπορεί απλώς να πολλαπλασιαστεί η επιζητούμενη συγκέντρωση του εκάστοτε ιχνοστοιχείου (μmol/l) με το μοριακό βάρος του λιπάσματος και του όγκου σε λίτρα του αραιού διαλύματος, στα οποία αντιστοιχεί το πυκνό διάλυμα που παρασκευάζεται. Όταν οι απαιτούμενες συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων δίδονται σε mg/l ή ppm, οι υπολογισμοί γίνονται χρησιμοποιώντας απλώς την εκατοστιαία περιεκτικότητα του εκάστοτε λιπάσματος στο δεδομένο στοιχείο.

            Στον επόμενο πίνακα 20 αναφέρεται ένα παράδειγμα υπολογισμού των απαιτούμενων ιχνοστοιχείων του θρεπτικού διαλύματος χρησιμοποιώντας τη βασική σύνθεση ιχνοστοιχείων του αγγουριού από το πίνακα 23.

            Οι ποσότητες των χημικών ενώσεων που απαιτούνται για την Παρασκευή του διαλύματος των ιχνοστοιχείων αναφέρονται στον πίνακα 21.

 

Πίνακας 20 . Παράδειγμα για τον υπολογισμό ιχνοστοιχείων θρεπτικού διαλύματος, όταν νερό περιέχει 0,5 μmol/l Zn και 2 μmol/l B

 

 

 

 

 

Απαιτήσεις

 

 

Λίπασμα

Fe

Mn

Zn

B

Cu

Mo

               μmol/l

35,0

20,0

4,0

20,0

0,5

0,5

 

 

 

     Διόρθωση

 

 

Νερό

 

 

 

 0,5

  2,0

 

 

 

 

 

     Προσθήκη

 

 

 

 

35,0

20,0

3,5

18,0

0,5

0,5

Χηλικός Σίδηρος

Fe-DTPA          (9% Fe)

35,0

35,0

 

 

 

 

 

Θεικό Μαγκάνιο

MnSO4.H2O     (32% Mn)

20,0

 

20,0

 

 

 

 

Θεικός ψευδάργυρος

ZnSO4.7H2O  (23% Zn)

3,5

 

 

3,5

 

 

 

Βορικό Νάτριο

Na2B4O7.10H2O  (11% B)

4,5

 

 

 

18,0

 

 

Θειικός Χαλκός

CuSO4.5H2O  (25% Cu)

0,5

 

 

 

 

0,5

 

Μολιβδενικό Νάτριο

Na2MoO4.2H2O (40%  Mo)

0,5

 

 

 

 

 

0,5

 

       Από τις ποσότητες των ιόντων των ιχνοστοιχείων της βασικής σύνθεσης (τρίτη γραμμή πίνακα 20) αφαιρούνται οι αντίστοιχες ποσότητες των ιόντων των ιχνοστοιχείων που περιέχονται στο νερό (πέμπτη γραμμή). Στην έβδομη γραμμή του πίνακα αναγράφονται οι διαφορές μεταξύ των ιχνοστοιχείων της βασικής σύνθεσης και αυτών του νερού.

       Επομένως η σύνθεση των ιόντων που απαιτούνται για να παρασκευαστεί το επιθυμητό διάλυμα αναφέρονται πλέον στην εβδόμη γραμμή του πίνακα.

       Η ποσότητα του κάθε λιπάσματος που θα πρέπει να προστεθεί στο θρεπτικό διάλυμα σε μmol/l (δεύτερη στήλη του πίνακα 20) είναι όση η απαιτούμενη ποσότητα του αντίστοιχου ιχνοστοιχείου (εβδόμη γραμμή) εκτός από τη περίπτωση του Βόρακα όπου για 1 mol B απαιτούνται 1/4 mol Na2B4O7.10H2O.

Ο σίδηρος κατ΄ εξαίρεση προστίθεται όχι υπό μορφή άλατος, αλλά υπό μορφή συμπλόκων χημικών ενώσεων του στοιχείου, DTPA, EDTA, γιατί στο pH του διαλύματος που χρησιμοποιούμε, τα ιόντα του σιδήρου σχηματίζουν το αδιάλυτο υδροξείδιο του σιδήρου (Fe(OH)3).

Οι ποσότητες των χημικών ενώσεων που απαιτούνται για τη Παρασκευή του διαλύματος των ιχνοστοιχείων αναφέρονται στον επόμενο πίνακα

 

Πίνακας 21. Υπολογισθέντα ιχνοστοιχεία για το θρεπτικό διάλυμα αγγουριού

 

Λίπασμα

Χημικός τύπος

g/mol

μmol/l

Θρεπτικό

διάλυμα mg/l

Mητρικό διάλυμα g/m3

  Χηλικός σίδηρος

Fe-DTPA (9% Fe)    

621,0

35

21,74

2174

  Θειικό μαγγάνιο

MnSO4.H2O (32% Mn)

169,0

20

 3,38

338

  Θειικός ψευδάργυρος

ZnSO4.7H2O  (23% Zn)

287,5

3,5

 1,01

101

  Βόρακας      

Na2B4O7.10H2O  (11% B)

381,2

18/4

 1,72

172

  Θειικός χαλκός

CuSO4.5H2O  (25% Cu)

249,7

0,5

 0,12

12

  Μολυβδενικό νάτριο

Na2MoO4.2H2O (40%Mo)

241,9

0,5

 0,12

12

 

          Οι τιμές της πέμπτης και έκτης στήλης του πίνακα 21 υπολογίζονται ως ακολούθως:

35 μmol/l Fe = 35 × 621 g/mol Fe-DTPA (330 Fe) = 21735/1000 = 21,74 mg/l  Fe-DTPA (330 Fe). Τα 21,74 mg/l = 21,74 g/m3. Το 100 φορές συμπυκνωμένο μητρικό διάλυμα ανά m3 περιέχει 21,74 g/m3 × 100 = 2174 g/m3 Fe-DTPA (330 Fe).

   20 μmol/l Mn = 20 × 169 μg MnSO4.H2O = 3380/1000 = 3,38 mg/l  MnSO4.H2O. Τα 3,38 mg/l = 3,38 g/m3. Το 100 φορές συμπυκνωμένο μητρικό διάλυμα ανά m3 περιέχει 3,38 g/m3 × 100 = 338 g/m3 Θειικό μαγγάνιο.

Με παρόμοιο τρόπο υπολογίζονται και τα υπόλοιπα ιχνοστοιχεία.

   Σημειώστε ότι 1 mol Na2B4O7.10H2O (Βόρακα) δίδει 4 mol B. Έτσι για 18 μmol B  απαιτούνται:  1/4 × 18 = 4,5 μmol Na2B4O7.10H2O. 4,5 μmol × 381,2 μg/l =1715/1000 = 1,72 mg/l = 1,72 g/ m3 Na2B4O7.10H2O. Το 100 φορές συμπυκνωμένο μητρικό διάλυμα ανά m3 πρέπει να περιέχει 1,72 g/m3 × 100 = 172 g/m3 Βόρακα.