Что такое маточный раствор в сельском хозяйстве
НПФ «ФИТО»
В настоящее время в тепличном овощеводстве широко применяется капельный полив с использованием различных автоматизированных ирригационных систем. Одной из составляющих успешной работы является правильное приготовление маточных растворов. Рассмотрим этот процесс детально, так как он является основой для достижения точных параметров питательного раствора, поступающего к растениям.
Составить питательный раствор можно двумя способами: на основе комплексных удобрений или используя исключительно простые. Очень важно при подборе удобрений учитывать то, что они должны быть полностью водорастворимыми и не содержать балластных примесей. Если Вы решаете использовать простые отечественные удобрения, то обязательно надо предусмотреть приобретение комплексона ОЭДФ. Эта кислота используется в небольших количествах (400-800 г/ 1000 л маточного раствора в зависимости от химического состава поливной воды) и выполняет четыре функции:
При проектировании систем капельного полива необходимо предусмотреть наличие узла предварительного приготовления маточных растворов, в котором начинается процесс приготовления раствора.
Предположим, что нам надо приготовить 1000 литров маточного раствора, используя простые отечественные удобрения. Делается это так:
Для того чтобы добиться лучшего регулирования кислотности питательного раствора, в маточный раствор рекомендуется добавлять кислоту в таком количестве, чтобы при приготовлении раствора (без включения кислотного бака) рН равнялась 6,0. Для достижения заданного рН 5,5-6,0 следует включить кислотный бак.
Необходимо четко следить за кислотностью маточного раствора, в который добавляется хелат железа, так как он сохраняет свою стабильность при определенном для каждого вида хелата значения рН. Как правило, при использовании хелата железа DTPA в бак достаточно добавить 3 литра 58%-ной азотной кислоты (рН раствора равен 3,5-4,0). Все остальное количество необходимой согласно расчетам кислоты добавляется в другой бак.
После того, как раствор приготовлен, агроном всегда может проконтролировать его качество. Для этого необходимо в литр воды добавить 10 мл раствора А и 10 мл раствора Б, перемешать и замерить ЕС и рН полученного раствора. Результат замеров должен соответствовать расчетным показателям.
При расчете количественного состава раствора следует учитывать соответствие концентрации маточного раствора и задаваемого параметра ЕС. Для стабильности работы миксера лучше, чтобы разница между расчетной и задаваемой ЕС была в пределах 0,5 мСм/см. Например, если маточный раствор при разбавлении 1:100 имеет ЕС=2,5 мСм/см, то этим раствором можно работать в диапазоне 2,0-3,0 мСм/см.
На качество раствора влияет также и срок его использования. Это надо учитывать (особенно в периоды с малым расходом раствора) и готовить такое количество, которое будет израсходовано не более чем за неделю. Баки для маточных растворов должны быть светонепроницаемыми, их следует закрывать крышками содержать в чистоте.
Таким образом, правильно рассчитанный и приготовленный маточный раствор обеспечит надежную работу миксера, что в итоге создаст условия полноценного питания растений в теплице и обязательно приведет к повышению урожайности.
Нашей фирмой разработана компьютерная программа, получившая название «ФИТО Агроном», которая может внести упорядоченность и ясность в работу, связанную с расчетом питательного раствора
ООО НПФ «Фито» регулярно проводит учебные семинары для специалистов защищенного грунта, на которых рассматриваются агрономические технологии, методика расчета питательного раствора и технология его приготовления, использование кислот и расчет их количества, подбор и применение минеральных удобрений, субстраты для малообъемной технологии, их выбор и подготовка, технология промывки и дезинфекции системы капельного полива, а также многое другое. Кроме теоретических занятий, участникам семинара предлагается посетить тепличные хозяйства, где можно ознакомиться с современными технологиями овощеводства и растениеводства в защищенном грунте.
Толмачёва Ольга Анатольевна, главный агроном ООО НПФ «Фито»
Журнал Гавриш №4 2003г
Важные особенности приготовления и применения растворов рабочей жидкости пестицидов и листовых удобрений
Повсеместно получило своё распространение некорневое внесение удобрений с совмещением пестицидной обработки посевов. Т.к. за одну технологическую операцию мы защищаем посевы и при этом управляем состоянием самих растений. Также это относиться и к протравливанию посевного материала. Применение удобрений Batr позволяет усилить действие пестицидов, за счёт усиления проникновения действующих вещест пестицида в само растение.
Для того, чтобы пестициды и листовые удобрения проявили свою эффективность при приготовлении растворов рабочей жидкости для опрыскивателя или протравочной машины следует обратить внимание на качество и температуру воды, а при заправке опрыскивателя баковыми смесями учитывать совместимость препаратов и придерживаться определённой очередности смешивая различные пестициды и удобрения.
Качество воды в первую очередь зависит от загрязнённости, жёскости, кислотности и т. д. Механичесткие примеси в воде засоряют распылители, коммуникации и фильтры опрыскивателя, снижают его производительность и надёжность. Эти примеси могут поглощать или связывать ингридиенты препаратов, снижая их эффективность.
При высоком содержании кальция или магния вода считается жёсткой, что может вызвать проблемы смешивания препаратов и выпадения осадок некоторых химических компонентов. Такая вода может повлиять на действенность поверхностно-активных веществ.
Особенно чувствительны к жесткости воды следующие гербициды: глифосата кислоты, клопиралида, 2,4 Д, МЦПА.
Немаловажно значение кислотности воды. При щелочной реакции (PH>8) многие смешиваемые с водой препараты проходят процеес щелочного гидролиза, вызывающего распад активных ингридиентов пестицидов. Если достоверно установлено, что вода щелочная, опрыскивание начинают немедленно после приготовления рабочего раствора.
Если используется вода с низким значением PH
На действие препаратов может негативно влиять очень горячая или холодная вода. Холодный рабочии раствор (4-8 ° С) может вызвать термический шок растения.
Пригодность воды для опрыскивания оценивают следующим образом :
Для предотвращения возможных негативных последствий от применения баковых смесей необходимо соблюдать общие рекомендации к пестицидам так и к препаратам удобрений :
Обработки микроудобрениями желательно проводить вечером, ночью, чтобы избежать ожогов. На солнце даже дистиллированная вода может спровоцировать ожоги ( за счёт эффекта линзы).
Для микроудобрений необходимо, чтобы капли попадали на лист, хорошо его смачивали, не скатывались и медленно впитывались. Высыхание капель рабочей жидкости на растениях должно быть постепенным.
Норма расхода рабочей жидкости должна обеспечивать хорошее смачивание растений.
Оптимальные температуры для усвоения микроудобрений лежат в физиологическим активном интервале от 17 до 25 °С. Вне этого интервала темперетур усвоение удобрений замедляется.
Не все удобрения смешиваются со средствами защиты растений, нужно предворительно проводить проверку на совместимость. Так хелаты не смешиваются с препаратами на основе меди и цинка.
Как подготовить маточный раствор для фертигации
Как подготовить исходный раствор для фертигации
В пропорциональной фертигации концентрированные питательные растворы готовят в нескольких резервуарах. Растворы вводят в поливную воду в подходящих пропорциях. Эти концентрированные растворы известны как «маточные растворы».
В фертигации не достаточно знать, какое количество удобрений должно быть применено. Также и другие факторы должны быть приняты во внимание при составлении растворов. Основными факторами являются:
• Количество резервуаров для хранения.
• Скорость впрыскивания (или время впрыскивания).
• Тип используемых удобрений.
• Взаимодействие удобрений с водой (эндотермические реакции, реакции с элементами, присутствующими в воде).
Некоторые удобрения взаимодействуют с образованием нерастворимых соединений и выпадают в осадок. Выпавшие в осадок питательные вещества блокируются и не доступны для растения. Другой неблагоприятный эффект этого — засорения в ирригационном оборудовании.
Характеристика основных удобрений, используемых в фертигации
Например, не следует смешивать удобрения, содержащие кальций, с удобрениями, содержащими сульфаты и фосфаты. Несовместимые удобрения должны растворяться в различных резервуарах.
Совместимость растворимых удобрений, используемых в фертигации
С – совместимые,
У – растворимость уменьшается, Н – несовместимые.
Наиболее
распространенными реакциями несовместимости с выпадением в осадок являются:
Как определить количество необходимых
резервуаров (число маточных растворов)?
Тип используемых удобрений и их совместимость определяют минимальное количество
необходимых маточных растворов. Качество поливной воды и питательных веществ,
имеющихся в почве, влияют на количество резервуаров для хранения, так как они
определяют, какие удобрения использовать.
Если источник воды содержит необходимые питательные вещества, такие как кальций, сера и
магний, в достаточных концентрациях, не будет необходимости использовать
удобрения, содержащие эти элементы, в программе питания. Как правило,
использование удобрений, содержащих кальций, магний или серу требует
использования от 2-х до 4-х резервуаров для хранения из-за ограничений
совместимости.
Например, предположим, что должны быть использованы такие удобрения: нитрат калия, нитрат кальция, моноаммонийфосфат (MAP) и сульфат магния.
В этом случае, необходимы, по крайней мере, три резервуара. Нитрат кальция несовместим
с MAP и сульфат магния несовместим с MAP.
Возможное распределение выглядит следующим образом:
Резервуар 1: MAP.
Резервуар 2: нитрат кальция + нитрат калия.
Резервуар 3: Сульфат магния.
Растворимость удобрений
Растворимость удобрения определяется как максимальное количество удобрения, которое может быть полностью растворено в заданном объеме воды. Превышение максимального
количества приведет к выпадению в осадок удобрений в ирригационной системе и
может быть очень серьезной проблемой. Растворимость выражается в единицах
масса/объем воды.
Например: грамм/литр или фунтов/Галлон.
Растворимость каждого из удобрений зависит от температуры воды, в которой оно растворяется.
Растворимость большинства удобрений возрастает с повышением температуры. Таким
образом, при более низких температурах, маточные растворы должны быть более
разбавленными. При более высоких температурах маточные растворы могут быть
более концентрированными.
Эффект общего иона — растворимость удобрения также зависит от других удобрений, растворенных в маточном растворе. Когда удобрение растворяется в резервуаре для хранения с другими удобрениями и оба содержат общий ион, растворимость обоих удобрений
снижается. Например, нитрат калия и сульфат калия совместимы
и могут быть растворены в одном резервуаре для хранения. Тем не менее,
так как оба содержат калий, его растворимость снижается при смешивании.
Коэффициент инжекции
Коэффициент инжекции определяется как соотношение между объемами растворов удобрений, вводимых в поливную воду. Таким образом, он выражается в единицах объем/объем.
Например: литры/м3, галлон/100 галлонов или % (проценты).
Его можно рассчитать следующим соотношением: дозировка ввода удобрений / пропускная
способность ирригационной системы. Там, где дозировка ввода и пропускная
способность выражены в единицах объема / времени.
Например, если инжектор имеет всасывающую способность 200 л/ч, а пропускная
способность системы 40 м3/час, то коэффициент инжекции выглядит следующим образом:
200л/ч / 40м3/ч = 5 л/м3. Этот результат может также быть выражен, как 0,5% или
в соотношении 1:200.
Минимальный коэффициент инжекции зависит от растворимости удобрений и потребностей культур в питательных веществах. Потребности культур в питательных веществах определяют
количество удобрений, которые будут применены на плантации. Растворимость
удобрения определяет максимальное количество, которое может быть растворено в
резервуаре. Если, например, растворимость удобрения составляет 100 г/л, и
требуемая концентрация этого удобрения в поливной воде составляет 500 г/м3,
минимальный коэффициент инжекции будет следующим:
500 (г/м3) / 100 (г/л) = 5 л/м3.
При более низком коэффициенте инжекции требуется большее количество растворенного
удобрения в резервуаре, для того, чтобы достичь той же концентрации,
равной 500г / м3 в поливной воде.
500 (г/м3) / 100 (г/л) = 5 л/м3.
Предположим, что коэффициент инжекции 4 л/м3. 4 л/м3 = 500 (г/м3) / Х (г/л)
Х = 500 (г/м3) / 4 (л/м3) = 125
г/л, что превышает растворимость этого удобрения.
Для преобразования коэффициента инжекции во время инжекции используем следующее
уравнение:
Время инжекции (мин.) = (F Х D Х PI) / DI,
где F = Пропускная способность системы орошения (м3/ч);
D = Продолжительность полива (мин.);
PI = Коэффициент инжекции (л/м3);
DI = Всасывающая способность инжектора (л/час).
Потребность в питательных элементах некоторых сельскохозяйственных культур
Примечание: потребности должны быть распределены в соответствии с фенологической фазой развития культуры.
Технические характеристики удобрений, используемых в фертигации
Составить питательный раствор можно двумя способами: на основе комплексных удобрений или используя исключительно простые. Очень важно при подборе удобрений учитывать то, что они должны быть полностью водорастворимыми и не содержать балластных примесей. Если Вы решаете использовать простые отечественные удобрения, то обязательно надо предусмотреть приобретение комплексона ОЭДФ. Эта кислота используется в небольших количествах (400-800 г/ 1000 л маточного раствора в зависимости от химического состава поливной воды) и выполняет четыре функции:
1) облегчает усвояемость растениями элементов питания, образуя хелаты металлов (выступает в роли хелатирующего реагента),
2) способствует улучшению растворимости удобрений и получения чистого прозрачного раствора,
3) позволяет повышать концентрацию маточного раствора (это очень актуально в летний период),
4) препятствует отложению минеральных солей в капельницах и трубопроводах, что продлевает срок службы системы полива.
При проектировании систем капельного полива необходимо предусмотреть наличие узла предварительного приготовления маточных растворов, в котором начинается процесс приготовления раствора.
Предположим, что нам надо приготовить 1000 литров маточного раствора, используя простые отечественные удобрения. Делается это так:
В бак предварительного приготовления маточных растворов наливаем 500 л горячей воды и включаем мотор-редуктор мешалки.
Добавляем комплексон ОЭДФ (если готовим бак Б, в состав которого входит калий сернокислый, являющийся самым труднорастворимым удобрением). При использовании импортных комплексных удобрений необходимость применения комплексона отпадает, так как он уже входит в их состав.
Вводим удобрения, начиная с самого труднорастворимого.
После тщательного перемешивания, при помощи специального насоса перекачиваем готовый раствор через фильтр (130мкм) в маточный бак растворного узла.
Добавляя воду в освободившийся предварительный бак и используя тот же самый насос, промываем трубопровод от бака предварительного растворения до маточного бака.
Готовим отдельно раствор микроэлементов (например, в ведре) и выливаем его в бак с маточным раствором. В этом случае лучше не использовать бак предварительного растворения, чтобы избежать малейших потерь микроэлементов.
Доводим уровень маточного раствора до отметки 1000 л в основном баке, добавляя воду.
Для того чтобы добиться лучшего регулирования кислотности питательного раствора, в маточный раствор рекомендуется добавлять кислоту в таком количестве, чтобы при приготовлении раствора (без включения кислотного бака) рН равнялась 6,0. Для достижения заданного рН 5,5-6,0 следует включить кислотный бак.
Необходимо четко следить за кислотностью маточного раствора, в который добавляется хелат железа, так как он сохраняет свою стабильность при определенном для каждого вида хелата значения рН. Как правило, при использовании хелата железа DTPA в бак достаточно добавить 3 литра 58%-ной азотной кислоты (рН раствора равен 3,5-4,0). Все остальное количество необходимой согласно расчетам кислоты добавляется в другой бак.
После того, как раствор приготовлен, агроном всегда может проконтролировать его качество. Для этого необходимо в литр воды добавить 10 мл раствора А и 10 мл раствора Б, перемешать и замерить ЕС и рН полученного раствора. Результат замеров должен соответствовать расчетным показателям.
При расчете количественного состава раствора следует учитывать соответствие концентрации маточного раствора и задаваемого параметра ЕС. Для стабильности работы миксера лучше, чтобы разница между расчетной и задаваемой ЕС была в пределах 0,5 мСм/см. Например, если маточный раствор при разбавлении 1:100 имеет ЕС=2,5 мСм/см, то этим раствором можно работать в диапазоне 2,0-3,0 мСм/см.
На качество раствора влияет также и срок его использования. Это надо учитывать (особенно в периоды с малым расходом раствора) и готовить такое количество, которое будет израсходовано не более чем за неделю. Баки для маточных растворов должны быть светонепроницаемыми, их следует закрывать крышками содержать в чистоте.
Таким образом, правильно рассчитанный и приготовленный маточный раствор обеспечит надежную работу миксера (растворного узла), что в итоге создаст условия полноценного питания растений в теплице и обязательно приведет к повышению урожайности.
Как правильно рассчитать концентрацию удобрений в маточном растворе
В случае, когда в вашей системе полива нет точного дозирующего устройства (насоса-дозатора) требуется проводить дополнительные вычисления и подбирать концентрацию маточного раствора с учетом особенностей используемого оборудования и его производительности. Cтатья будет полезна тем, кто вносит удобрения при помощи инжектора или насоса (вход насоса).
Организация фертигации на участке включает планомерный анализ данных и поэтапного плана действий при составлении раствора удобрений оптимальной концентрации.
Порядок проведения расчетов:
У нас есть: Q участка= 25,0 м/куб
Q инжект.= 1,71 м./куб
N конц. удобр. = 0,1%
М удобр= 3,0 кг.
3.1. Определяем коэф. эфф. инжектора в процентах: 1,71 / 25,0 x 100% = 6,84%
3.2. Определяем сколько удобрений в килограммах должно быть в 1,71 кубах воды, чтобы на выходе после удобрительного узла раствор был 0,1%. Для этого: (25,0+1,71) х 1000 х 0,1/100 = 26,71 кг
3.3. Определяем концентрацию маточного раствора: 26,71/ (1,7 x 1000) x 100% = 1,56%
3.5. Обязательно проверяем себя, т.е. пересчитываем минимум 3 раза, чтобы не ошибиться.
3.6. Время внесения удобрений: 189,3 / (1,71 х 1000) x 60 = 6,6 минуты.
3.7. Не забываем, что для внесения удобрений нам нужно вначале минимум 15 минут поливать без удобрений и минимум те же 15 минут на промывку системы после внесения удобрений.