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なぜ植物の成長にアルカリ度とpHの管理が必要なのか?



 ※本記事はハンナ インスツルメンツ アメリカ本社の情報を引用し編集しています。

アルカリ度とpHコントロールの基礎知識

 どのような施設においても、作物に供給される水分はその施設の生命線です。植物に栄養を効率的に供給するために最も重要な要素は、pHとアルカリ度です。

 ハンナは、灌漑用水のpHとアルカリ度を「貯水タンク」または「配管方式」で広範囲に渡って正確に調整する、市場で最も高度なpHコントロールとファーティゲーションシステムを生産しています。これは、最適な成長、最大限の収量と無駄を排除し、栄養素の効率的な使用を保証します。


アルカリ度がpHと同様に重要である理由

 アルカリ度は水の緩衝能力を表し、端的に表現すると水が酸を中和する能力を表しています。アルカリ度が高いほど、水はpHの変化に対して抵抗力があり、全アルカリ度を下げてpHを下げるために、より多くの酸が必要とされます。

 アルカリ度は、重炭酸塩、炭酸塩、水酸化物にカルシウム、マグネシウム、ナトリウムが結合したものです。アルカリ度は炭酸カルシウム換算、ppmで表されppm(CaCO3)濃度が高いほど、これらの成分が水中に多く存在することを意味します。pHは通常、濃度が高くなるにつれて上昇しますが、成分の構成や比率によっては、基本的に同じアルカリ度でも異なる水源から採取した2つの試料でpHが異なる場合があります。

   従って、栄養分の吸収と植物の健康を最適に保つためには、水のpHだけでなくアルカリ度も知ることが重要です。

 先に述べたようにアルカリ度が高くなると、水流や培地中のpHが高くなることがあります。ごくわずかなpHの変化が、アルカリ度の上昇に反映されることもあり得ます。アルカリ度が上昇すると、特定の植物栄養素、特に鉄やマンガンなどの微量栄養素の利用可能性に悪影響を及ぼし、結果として欠乏症が発生します。従って、水の状態を判断するためには、pHと一緒にアルカリ度検査を行うことが重要です。

 多くの場合、水中に酸(硫酸またはリン酸)を注入したり、酸を形成する肥料を使用する必要があります。最も一般的に使用され入手しやすく安価なのは硫酸です。注入する酸の量は、アルカリ度の値、そして最終的に達成したい最適なアルカリ度の目標値に基づいて決定する必要があります。

 酸性化の結果、希望するアルカリ度(ppm CaCO3)を達成したらpHを記録し、その値をpHターゲットとして酸注入システムを駆動させるようにします。

 ここで重要なのは、アルカリ度の値を知らずに単にpH目標を5.8や6.0に設定しても、栄養吸収に最適なアルカリ度にならない可能性があることです。場合によっては、pH6.0ではアルカリ度が最小値を下回り、pH6.2?6.4などの高い値で最適なアルカリ度となることがあります。


ROシステムの使用と極端な低アルカリ度による影響

 水耕栽培では多くの生産者が逆浸透膜システム(ROシステム)を使用して、供給される水を浄化しています。ROシステムは、水からほとんどすべてのものを取り除き、基本的に純粋なH2Oを通過させるのに非常に効果的です。

 ろ過の過程でCO2が発生すると炭酸が生成され、水のpHは5〜6になります。ほとんどの植物にとって、pH5.7?6.0が最適とされています。ですがこの時点のRO水のアルカリ度はほぼ0ppm。このアルカリ度がほとんどない水に植物をさらすと必要なイオンが溶け出し、銅配管のように根を腐食させてしまうのです。

 さらに培地中の特定の栄養素や結合化合物が、有毒になる可能性があります。極端に低いアルカリ度では、カルシウム、マグネシウム、硫酸塩など、植物の健康にとって非常に重要な要素が欠乏します。通常の条件下で植物や栽培用培地を純RO水に長時間さらすのは避けるべきです。これは水のpH値だけでなく、アルカリ度も把握することがいかに重要であるかを示す非常に良い例です。

 もうひとつのポイントはpHコントロールです。アルカリ度が非常に低い水は、pHの観点からはほとんど制御できません。生産者からROフィルター水のpH値だけを見て、酸を注入して水のpHを6.2から5.8に下げることはできないか、という質問がありました。アルカリ度の重要な役割を理解した今、この特別なケースでpHを下げることは難しいように思えます。ですがpHの値だけを見れば異常な期待値でないかがわかると思います。

 前述の通り、アルカリ度は水の緩衝能力を表し、酸などの添加物に対して抵抗力を生み出します。アルカリ度がなければ少量の酸を加えただけで水のpHは急降下し、最先端のシステムであってもpH制御は事実上不可能になります。アルカリ度を理解すれば、このような場合に酸を添加する必要がないことがわかります。RO水を使用する場合、カルシウムとマグネシウムを含むアルカリ性の肥料と、酸性の肥料を交互に与えることで培地のpH低下を防ぐことができる。また、必要な栄養素を供給することもできます。


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