Качество поливной воды при выращивании салата и зеленных культур

Авторы: Александра СТАРЦЕВА, канд. с.-х. наук, агроном-консультант ТЕХНОНИКОЛЬ

Питательные растворы – один из наиболее важных факторов при беспочвенном выращивании растений, где вода имеет первостепенное значение. Особое внимание к качеству исходной воды необходимо уделять в системах с рециркуляцией питательного раствора, а также при выращивании салата и зеленных культур, поскольку они растут в среде с невысоким уровнем ЕC. Перед приготовлением питательного раствора необходимо оценить качество поливной воды и регулярно контролировать ее состав.

Каждый источник воды имеет свои особенности. Так, основные ионы в поверхностных водах: кальций, магний, натрий, хлор, бикарбонаты, сульфаты. Следует учесть, что качество поверхностных вод меняется в течение года. Первый анализ (далее раз в полгода) необходимо провести на полный перечень необходимых химических показателей: ЕC, рН, общая щелочность, жесткость, содержание бикарбонатов, кальция, магния, калия, натрия, хлора, серы, нитратного азота и микроэлементов (бора, железа, марганца, цинка, молибдена, кобальта, меди, брома). Затем еженедельно необходимо измерять ЕС и, если оно заметно изменится, повторить химический анализ. Один раз в месяц необходимо контролировать: ЕС, рН, содержание бикарбонатов, Са, Mg, Cl.

Если вода протекает через городские или сельскохозяйственные районы, то существует риск занесения в теплицу патогенных микроорганизмов, а также остатков пестицидов. Поэтому в первый анализ воды помимо химических показателей желательно включить анализ на патогены и пестициды. Поверхностные воды летом имеют более высокую щелочность, что связано с деятельностью сине-зеленых водорослей и разложением гидрокарбонатов на СО и ОН. Поэтому летом необходимо чаще анализировать воду из открытых водоёмов.

В поверхностных водах по сравнению с подземными обычно больше нитратов и фосфатов, а в грунтовых – более высокое содержание карбонатов, микроэлементов и фтора. Качество грунтовых вод более постоянно и зависит от местности. Её необходимо анализировать 1-2 раза в 3 месяца. Грунтовая вода из глубоких водоносных горизонтов не содержит патогенов.

Рассмотрим основные показатели поливной воды, на которые нужно обратить внимание при выращивании салата и зеленных культур с рециркуляцией питательного раствора. К наиболее важным показателям поливной воды относятся: общая концентрация растворимых солей (ЕС), содержание бикарбонатов, кальция, магния, натрия, хлора, бора и других элементов, которые при накоплении могут оказывать токсичное действие на растения.

EС показывает общее количество растворенных солей в воде, и его величина возрастает при увеличении содержания ионов в растворе. Основное влияние на ЕС оказывают ионы кальция, магния, хлора и натрия. Салат не переносит высокую концентрацию солей. Для хорошего роста зелёной массы салата необходим сбалансированный слабо концентрированный раствор питательных элементов. Для его приготовления нужны качественные водорастворимые удобрения и чистая вода с низким содержанием солей и балластных элементов.

Электропроводность питательного раствора при выращивании салата в осенне-зимний период должна быть 2,0-2,2 мСм/см, в весенне-летний период она составляет 1,5-1,7 мСм/см, в зависимости от освещенности и температуры. Поэтому концентрация растворенных веществ в исходной воде не должна быть слишком высокой. При выращивании салата и зеленных культур в системах NFT или при рециркуляции питательного раствора рекомендуется использовать только первый класс воды, ЕС которой не должен превышать 0,5 мСм/см.

БИКАРБОНАТЫ

Содержание бикарбонатов (HCO3-) и карбонатов (СО3-) в воде влияет на ее щелочность и характеризует устойчивость к подкислению. Вода с рН от 5 до 8 единиц содержит в основном HCO3-, а при рН=8,0 ед. и более – преимущественно ионы СО3-.

Вода, содержащая более 4 мМ/л (244 мг/л) бикарбонатов, требует водоподготовки – нейтрализации избытка бикарбонатов кислотой, иначе рН питательного раствора будет повышаться со временем. Избыток бикарбонатов вызывает отложение солей в системе полива, что может привести к блокировке капельниц. Если вода содержит менее 30 мг/л HCO3-, то рН будет быстро падать. Бикарбонаты нейтрализуют кислотой – азотной или фосфорной, оставляя для буферности 2 мМ/л бикарбонатов (рН около 6,0 единиц) – при такой кислотности предотвращается осаждение солей Са и Mg в трубах. Азот или фосфор, поступивший вместе с кислотой, учитываются при составлении питательного раствора. Обычная норма гидрокарбонатов 0,5–1 мМ/л,

которая уже доводится до этих значений с помощью кислотного бака С. Общее содержание свободных ионов HCO3- в растворе не должно превышать суммы ионов Са2+ и Mg2+. При рН раствора равным 5,5 единицам обычно остаётся в воде 1 мМ/л HCO3-, при рН =

5 единицам в воде остаётся 0,3 мМ/л и менее гидрокарбонатов, и раствор будет быстро подкисляться.

При значениях рН более 6,0 единиц растениям становится все труднее усваивать фосфаты и микроэлементы Fe, Mn, Cu, Zn, B. Реакция питательного раствора при выращивании салата и зеленных культур должна быть на уровне

5,5-6,0 единиц.

К токсичным гидрокарбонатам в воде относятся NaHCO3 и Аl(НСO3)3.

Натрий и хлор являются балластными элементами, их высокое содержание оказывает токсичное действие на растения. Обычно натрий присутствует в воде вместе с хлором. Салат – хлорофобная культура, поэтому суммарное содержание Na и Cl в поливной воде должно быть менее 35 мг/л. Повышенное количество балластных элементов в растворе приводит к снижению поглощения полезных питательных веществ, задержке роста, повреждению корней.

Поливная вода с уровнем натрия или хлора выше 1,5 мМ/л не подходит для систем NFT и других с рециркуляцией питательного раствора, так как содержание солей будет накапливаться из-за низкого поглощения растениями этих ионов. Натрий накапливается быстрее, чем хлор. Содержание Na в питательном растворе более 60 мг/л вызывает токсичность и препятствует поступлению Са, Mg, К в растения. Хлор снижает поглощение нитратов и фосфатов.

В присутствии серы и бикарбонатов в воде натрий образует токсичное соединение NaHCO3. К вредным соединениям также относятся Na2CО3, NaCl, Na2SО4, MgCl2, СаСl2.

СУЛЬФАТ

Анион SО42- необходим растениям, но высокое его содержание в поливной воде также наносит большой вред растениям. При содержании серы более 60 мг/л (SО42- более 150 мг/л) усиливается усвояемость Na и снижается поглощение Са. Кроме того, в анаэробной среде сульфатные ионы восстанавливаются до сероводорода, который угнетает корневую систему. Повышенное содержание сульфатов в подаваемой воде приведёт к незначительному выпадению осадка при концентрировании удобрений в баках A и B. Поэтому вредное влияние высоких концентраций сульфат-ионов можно устранить увеличением уровня кальция в питательном растворе или добавлением в воду СаСО3 с активным перемешиванием воды (фонтанированием), в результате чего избыток серы выпадет в осадок в виде нерастворимого соединения СаSО4.

Избыточные количества Fe и Мn можно снизить предварительной обработкой воды активным хлором (Са(НОСl)2, хлорной известью, жидким хлором), норма которого составляет 0,6 мг на 1 мг элемента.

КАЛЬЦИЙ И МАГНИЙ

Содержание кальция и магния в воде должно быть ниже, чем необходимо иметь в питательном растворе в противном случае нарушается оптимальное соотношение ионов К+, Са2+ и Mg2+, проявляется их антагонизм и сокращение поглощения калия растениями. Общее содержание солей кальция и магния отражает жесткость воды, один градус которой обозначает концентрацию кальция и магния, эквивалентной 10 мг/л СаО. Присутствие кальция увеличивает риск выпадение осадка в виде сульфата кальция, который приводит к засорению и блокировке оросительного оборудования. Поэтому удобрения, содержащие серу, должны смешиваться в отдельном баке, где отсутствуют кальциевые удобрения.

Количество кальция и магния в поливной воде необходимо учитывать при составлении питательного раствора.

ПРОБЛЕМЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ЧРЕЗМЕРНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НЕКОТОРЫХ ИОНОВ В ВОДЕ

Жёсткость воды и осаждение солей в системе капельного полива также может быть связано с избытком Fe, Мn, Al, Zn.

Железо чаще всего присутствует в грунтовых водах. При взаимодействии с кислородом Fe2+ быстро окисляется до Fe3+, выпадая в осадок. Такое железо не поглощается растениями. Поэтому его не учитывают при составлении питательного раствора. Содержание железа в поливной воде не должно превышать 1 мг/л, поскольку оно может вызвать закупорку системы капельного полива, а также мешать усвоению других элементов.

Избыточное содержание железа в воде можно снизить аэрированием, озонированием или внесением перманганата калия, а затем фильтрацией для удаления осадка.

Марганец также может присутствовать в грунтовой воде в большом количестве. Его избыток может не только закупорить систему полива, но и оказывать токсичное действие на растения. Содержание Mn в поливной воде не должно превышать 0,5 мг/л, иначе слишком высокое его количество будет затруднять усвоение железа.

Нитраты, содержащиеся в поливной воде, следует учитывать при составлении питательного раствора, иначе избыток нитратного азота вызовет чрезмерный вегетативный рост растений.

Избыток бора может оказывать токсичность при рециркуляции питательного раствора, если его содержание в поливной воде превышает 0,3 мг/л, так как он будет накапливаться и при его концентрации 1 мг/л могут возникнуть проблемы.

Ионы бора не могут быть удалены системой обратного осмоса. Поэтому для ограничения его доступности для растений можно поддерживать рН на более высоком уровне (рН более 6,0 ед.) и использовать больше кальция, который при повышенном рН будет способствовать осаждению бора и делать его недоступным для растений.

Избыточное количество цинка затрудняет усвоение растениями железа, поэтому при повышенном содержании Zn норму Fe можно увеличить до 2-2,5 мг/л. В поливной воде для малообъемного выращивания содержание цинка не должно превышать 0,5 мг/л. Необходимо избегать контакта питательного раствора с оцинкованными поверхностями.

Содержание меди в питательном растворе более 1 мг/л оказывает токсичное действие на растения – сжигает корневые волоски, в результате чего усиливается рост боковых корней. Следует избегать контакта питательного раствора с медными и латунными изделиями – это часто является причиной повышения концентрации меди в растворе до токсичного уровня.

В поливной воде концентрация молибдена не должна превышать 0,25 мг/л. В случае его избытка в питательном растворе сокращается поступление меди в растения.

При выращивании салата и зеленных культур методом подтопления необходимо следить, чтобы в воде было достаточное количество кислорода (4-8 мг/л). Чем выше температура воды, тем меньше в ней кислорода, поэтому нельзя допускать, чтобы температура питательного раствора превышала 24 °C, иначе возрастает риск развития заболеваний и загнивания корней. При содержании кислорода в корневой зоне менее 2 мг/л у растений наблюдается стресс. Оптимальная температура питательного раствора составляет 18-22 °C.

Необходимо один раз в 2-3 недели проводить смену питательного раствора, так как в нем накапливаются разложившиеся остатки, сера и балластные элементы. Согласно стандартам, которым должна отвечать поливная вода, большинство предприятий нуждается в использовании резервуаров для сбора дождевой воды или в установке систем обратного осмоса.

Салат и зеленные культуры обычно выращивают в горшочках с торфом. Минусами использования этого субстрата является наличие патогенов, что может негативно сказаться как на всхожести, так и на заболеваемости растений. Кроме того, он может быть неоднороден как по составу, так и по качеству.

Поэтому легче и безопаснее применять для выращивания зеленных культур каменную вату. Например, субстрат SPELAND химически и биологически инертен. Он быстро принимает рН питательного раствора, не влияет на его состав, в результате чего в нем так легко контролировать питание растений, а отсутствие патогенов снижает вероятность заболевания культур.

Однородная и стабильная структура каменной ваты SPELAND обеспечивает постоянство ее водно-физических характеристик и препятствует переуплотнению, а пористая структура субстрата SPELAND позволяет корням легко и быстро разрастаться по субстрату. В результате всходы получаются дружные и равномерные, а трудозатраты снижаются.

При выращивании салата и зеленных культур особенно хорошо зарекомендовал себя субстрат на бесфенолформальдегидном связующем SPELAND ECO. Это уникальный экологически чистый продукт, созданный на основе натуральных природных компонентов минерального и органического происхождения. Дружные всходы и быстрый рост растений на этом субстрате особенно заметен в начальный период выращивания, в течение 30 дней. В нем быстро развивается корневая система, растения интенсивнее поглощают питательные вещества, накапливают сахара. В итоге получаются более мощные растения в сжатые сроки, способные лучше функционировать в условиях стресса.