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Il pH in acquaponica

Cos'è, quale importanza ha e come si gestisce il pH nell'acquaponica

Articolo tratto da: www.greenandblue.eu

acquaponica

fonte: www.aquaponicsfish.landscapeideasandpicture.com

Il pH è un fattore di determinante importanza per ogni sistema di coltivazione acquaponica e per questo richiede un continuo monitoraggio e la
capacità di intervenire quando si renda necessario.
Con il nostro piccolo impianto di Green and Blue Aquaponics abbiamo avuto problemi di pH per qualche tempo e quindi ci è venuta l’idea di scrivere un articolo che raggruppasse e sintetizzasse tutte le informazioni relative al pH che possono essere utili a chiunque abbia un impianto come il nostro. Il pH è un parametro molto importante per il sistema ed è buona norma effettuare le analisi almeno una volta alla settimana, intensificandole quando si effettuano interventi straordinari.

1. Cos’è il pH
Partiamo da capire brevemente che cosa è i pH. Senza voler approfondire troppo gli aspetti chimici possiamo dire che il pH è una scala di misura dell’acidità o della basicità di una soluzione. Nel nostro caso ci interessa principalmente il valore dell’acqua del sistema.
Il pH esprime la concentrazione e l’attività degli ioni H+, che vengono rilasciati da alcune sostanze oppure catturati da altre e che quindi determinano l’acidità o la basicità.


Il pH solitamente assume valori compresi tra 0 (acido forte) e 14 (base forte). Al valore intermedio di 7 corrisponde la condizione di neutralità, tipica dell’acqua pura a 25 °C. In realtà il pH può assumere valori al di fuori dall’intervallo 0-14 in particolari soluzioni: ad esempio una soluzione di “oleum” (acido solforico concentrato saturato con triossido di zolfo) presenta un pH di -13.
Iniziamo a vedere come il pH influisce sui due componenti principali del nostro sistema: le piante ed i pesci.

2. Il pH e le piante di un sistema di acquaponica
Il pH è un elemento di fondamentale importanza per la vita delle piante perché ne determina la capacità di assorbire gli elementi nutrienti. In alcuni intervalli di pH la pianta ha la capacità di assorbire gli elementi chimici di cui ha bisogno: al di fuori di questi intervalli la capacità di assorbimento diminuisce e la pianta inizia a divenire deficitaria di nutrienti (si parla di nutrient lockout).
Nei sistemi acquaponici si trovano spesso piante che mostrano apparentemente una mancanza di nutrienti, ma il problema in realtà è l’incapacità di assorbimento dovuta a valori di pH non ottimali. In altre parole i nutrienti ci sono ma le piante non sono in condizioni di assorbirle.
Diamo uno sguardo al diagramma: l’asse orizzontale mostra il pH. Ciascuna riga orizzontale mostra un elemento chimico: lo spessore delle linee indica la capacità delle piante di assorbire quell’elemento per i corrispettivi valori di pH.
Risulta evidente che l’intervallo tra 5.5 e 7 è il range ottimale nel quale tutte le linee hanno lo spessore maggiore e quindi è più facile per le piante assorbire i vari elementi. Spostandosi invece ad un pH di 8 alcuni elementi come il boro, manganese e ferro sono più difficilmente assorbiti.

Presso il nostro impianto abbiamo avuto la possibilità di verificare direttamente come variazioni di pH influenzino le piante: nei periodi in cui il pH è intorno a 7 le piante crescono molto velocemente e se ne vede chiaramente la crescita da un giorno all’altro. Un’insalata è pronta da mangiare a 10/15 giorni da quando è stata piantata nel sistema. Quanto il pH è intorno a 8 le piante sembrano ferme. Possono anche non manifestano particolari problemi, ma sembrano come congelate.

3. Il pH e i Pesci di un sistema di acquaponica
La regola più importante quando si tratta di pesci e pH è questa: il pH deve sempre cambiare lentamente. Ampie e veloci oscillazioni di pH sono molto stressanti per i pesci e possono danneggiarli o addirittura ucciderli. È meglio avere un pH al di fuori del range favorevole per i pesci piuttosto che indurre oscillazioni troppo rapide: il massimo accettabile è di 0.2 al giorno.
In generale valori di pH molto basso (intorno a 5.5) possono minacciare la salute dei pesci: il loro corpo è coperto da una mucosa che è parte del loro sistema immunitario. In condizioni di pH molto basso questa mucosa può essere danneggiata o distrutta. Il risultato può essere che i pesci si ammalano o muoiono. È quindi buona norma non scendere mai con il pH sotto 6 ed in generale il range ottimale è tra 6.5 e 8.
Infine il pH dipende anche dalla specie di pesci che state utilizzando: ciascuna tipologia di pesce ha i suoi valori ottimali anche se spesso mostrano di adattarsi bene anche a range più estesi, alla condizione che le oscillazioni avvengano lentamente.

4. Il pH perfetto
Riassumendo quanto detto precedentemente abbiamo visto che il pH ottimale per le piante va da 5.5 a 7, per i pesci un po’ sopra il 6 (tra 6.5 e 8, dipende anche dalla specie). Anche i batteri hanno un loro pH ottimale che varia tra 6 e 8.
Detto questo i valori ottimali per il pH del vostro sistema sono compresi tra 6.5 e 7.0, meglio ancora tra 6.8 e 7.0.
Alcune variazioni di pH sono naturali nel corso della vita di un sistema di acquaponica: inizialmente il sistema tenderà ad avere valori basici piuttosto alti (sopra 7, anche oltre 8) e man mano che il biofiltro si attiverà ed il sistema sarà ciclato il pH inizierà a scendere sotto 7 come conseguenza dell’attività biologica. Ciò è dovuto principalmente al processo di nitrificazione dell’ammoniaca in nitrati che produce un grande numero di ioni di idrogeno che rendono l’acqua acida.
Solitamente i sistemi in buono stato richiedono di tanto in tanto di innalzare il pH.
Vediamo adesso nel dettaglio come gestire oscillazioni eccessive del pH.

5. Correggere il pH Alto
Nel caso in cui il pH sia superiore a 7.6 è necessario intervenire per portarlo a valori più bassi. Ricordiamo la regola principale: il valore massimo di variazione del pH deve essere di 0.2 al giorno. Con variazioni superiori inizierete a danneggiare i pesci.
Innanzitutto è bene cercare di capire che cosa può portare il pH ad essere così alto. Capire le cause dell’innalzamento del pH è fondamentale per riuscire ad abbassarlo nel modo corretto.

5.1 Il sistema è giovane
Quando un sistema è giovane è normale che il biofiltro non sia ancora del tutto attivo. Dato che l’attività del biofiltro è in parte responsabile dell’abbassamento del pH ecco che questo può attestarsi inizialmente su valori alti.
Nel caso di un sistema nuovo può essere buona norma attendere per vedere se il sistema si regolarizza su valori più corretti nel tempo.

5.2 Zone anaerobiche
Un’altra causa del pH alto può essere la presenza di zone anaerobiche: si tratta di zone del grow-media dove non c’è sufficiente ossigenazione. Le cause di questo fenomeno possono essere un grow-media con un diametro troppo piccolo oppure delle radici troppo fitte che creano zone dove non circola l’aria. I pomodori, per esempio, che hanno apparati radicali molto sviluppati, portano spesso a questo problema.
Nel primo caso va sostituito il grow-media con uno più grande che permetta una maggiore circolazione d’acqua e aria.
Nel secondo caso è consigliabile togliere le radici dal media e pulirle, togliendo e liberando gli ammassi anaerobici. Le radici possono poi essere reinserite nel media. La pianta ne risentirà un po’ ma a lungo termine il pH tenderà ad abbassarsi.

5.3 pH dell’acqua
Ovviamente anche il pH originario dell’acqua immessa nel sistema è determinante: sia l’acqua che viene utilizzata inizialmente che quella che viene aggiunta quando il sistema è a regime per integrare l’evaporazione. Utilizzare acqua con un pH vicino ai valori ottimali è sempre buona norma.

5.4 Durezza dell’acqua
La durezza dell’acqua è un parametro che indica la quantità dei sali disciolti in essa. Viene indicato con KH (durezza temporanea) e GH (durezza totale). Evitando di addentrarci nei dettagli chimici, la cosa importante da capire è che un’acqua dura (con valori di KH elevati) ha un forte potere tamponante, cioè rende il pH fortemente stabile ed attestato su valori alti. Un’acqua dolce è invece instabile e soggetta a veloci variazioni del pH.
Anche se KH e GH non influenzano direttamente il pH, l’acqua “dura” sarà tendenzialmente alcalina (valori di pH sopra 7) ed il pH molto stabile: anche se aggiungete del pH-down il pH ritornerà ai valori iniziali molto rapidamente. Per questo è bene evitare di avere acqua con valori del KH troppo alto.
Per ovviare al problema della durezza dell’acqua è possibile trattare l’acqua immessa nel sistema con un filtro ad osmosi che oltre ai carbonati ed altri sali disciolti rimuove anche il cloro.
Un problema molto critico che può portare a valori elevati di KH è un grow-media che tende a rilasciare carbonati: in questo caso non riusciremo mai ad acidificare l’acqua perché il grow-media sarà una fonte pressoché illimitata di carbonati. In questo caso l’unica soluzione è la sostituzione del grow-media. Per questo è sempre buona norma testare bene il grow-media prima di aggiungerlo al sistema.
Infine è bene sapere che l’effetto “tampone” dei carbonati disciolti non è infinito: se continuate ad aggiungere un acido al sistema questo li “consumerà” un po’ alla volta. Per un po’ di tempo quindi il pH sarà stabile. Quando i carbonati saranno consumati dall’acido aggiunto, l’effetto tampone finirà ed a questo punto il pH potrebbe essere soggetto a rapide e pericolose variazioni.

5.5 Altri sistemi per abbassare il pH
Abbiamo già visto che per combattere problemi di eccessiva alcalinità del sistema è bene capire le cause in modo da poter intervenire direttamente su quelle. Vediamo comunque dei sistemi pratici per abbassare il pH.

pH-Down

Esistono numerosi prodotti per acquari o idroponica utili per abbassare il pH. È sempre bene seguire le istruzioni riportate ed abbassare il pH lentamente giorno dopo giorno. Fare attenzione al contenuto in sodio che (se troppo elevato) potrebbe accumularsi nel sistema e danneggiare le piante: i livelli di Sodio non dovrebbero mai andare oltre i 50 mg/l.
Generalmente i prodotti per idroponica non contengono Sodio, mentre i prodotti per acquari potrebbero contenerne.

Aceto

L’aceto è un acido abbastanza debole che può essere utilizzato. È poco efficace ed è necessario aggiungerne in grande quantità: per questo non è la soluzione più indicata.

Succo di limone

Pur essendo un buon acido e quindi utile ad abbassare il pH tende ad ucciderei batteri e quindi danneggerebbe il bio-filtro. Meglio non utilizzarlo.

6. Correggere il pH Basso
È normale che con il tempo il sistema tenda a acidificarsi. È sempre bene evitare di andare al di sotto dei valori ottimali e se il pH scende sotto 6 la situazione sta diventando critica ed è bene intervenire subito.
Vediamo alcune metodologie per abbassare il pH. A differenza dei casi in cui i valori siano alcalini, per problemi di acidità non tentiamo di combattere tanto le cause, dato che si tratta di cause naturali, ma piuttosto consigliamo delle soluzioni che tendano a correggere il valore. Il pH è un parametro che è più facile da alzare che abbassare. Durante questo tipo di interventi è sempre buona norma intensificare le analisi in modo da monitorare i cambiamenti ed evitare variazioni troppo repentine.

6.1 Gusci di uova
Potete utilizzare dei gusci di uova: questi devono essere bolliti per disinfettarli ed uccidere eventuali batteri che non devono essere aggiunti al sistema. Una volta bolliti spezzettate i gusci ed inseriteli dentro un pezzo di calza di nylon che andrete poi a mettere nel grow-media. La calza di nylon serve a contenere i gusci in modo che non vadano dispersi nell’impianto infatti deve sempre essere possibile toglierli quando il pH inizia ad aumentare. Il pH inizierà a cambiare lentamente man mano che i gusci si decompongono, ma dato che la decomposizione è un evento che può avvenire in modo non costante si possono verificare aumenti repentini del pH: per la salute dei pesci è quindi buona norma effettuare controlli costanti ed intervenire subito in caso di necessità.

6.2 Calce Idrata (Hydrated Lime) e Bicarbonato di Potassio
In alcuni casi i prodotti che andate ad aggiungere per alzare il pH possono essere benefici per il sistema perché aggiungono composti chimici di cui solitamente i sistemi di acquaponica sono deficitari. È il caso della Calce Idrata che aggiunge Calcio al sistema ed il Bicarbonato di Potassio che fornisce il Potassio sotto forma di Bicarbonato.
Alternandone l’utilizzo aiuteranno ad alzare il pH ed integreranno il sistema con i due componenti.
Per un sistema di 1000 litri si può utilizzare un cucchiaio da cucina di Calce Idrata per un trattamento ed un cucchiaio di Bicarbonato di Potassio per il successivo (in entrambi i casi da disciogliere in acqua).
In alternativa al Bicarbonato di Potassio si può anche utilizzare l’Idrossido di Potassio: in questo caso fare attenzione perché il prodotto è caustico.

7 Altre informazioni
Prima di terminare l’articolo riportiamo alcuni suggerimenti che possono essere utili quando si ha a che fare con il pH

7.1 Non fare le analisi dopo che si è aggiunta dell’acqua
Si tratta di un indicazione molto intuitiva. Ovviamente i valori chimici dell’acqua sono disturbati dall’acqua aggiunta. Inoltre in base a dove si è aggiunta l’acqua, le varie vasche dell’impianto avranno valori diversi quindi è bene aspettare che l’acqua immessa circoli nel sistema ed i valori siamo bilanciati tra le varie vasche.

7.2 L’acqua del rubinetto ha valori del pH falsati appena erogata
Se volete misurare il pH dell’acqua del rubinetto è sempre consigliabile farla riposare per una notte. Il giorno dopo il valore misurato sarà più accurato. Questo dipende dal fatto che al momento dell’erogazione sarà presente Anidride Carbonica (Carbon Dioxide) disciolta nell’acqua: questa agisce come un acido debole e influenzerà le letture del pH. Il giorno dopo l’Anidride Carbonica sarà degassata dall’acqua e la lettura più corretta.

7.3 La presenza di alghe può influenzare il valore del pH.
Le alghe possono causare delle variazioni giornaliere di pH: questo tenderà ad abbassarsi prima dell’alba ed essere più elevato nel tardo pomeriggio. Il consiglio è sempre quello di non avere alghe nel sistema.

8 Fonti

Aquaponic Gardening Rules of Thumb
Aquaponics Explained: Plant Nutrient Management in Aquaponics
Plant Nutrient Management in an Aquaponics System
Wikipedia pH
Aquaponics How To
Practical Aquaponics AU

 

L’articolo è stato riprodotto col consenso dell’autore, l’originale e altre interessantissime risorse sono disponibili sul sito www.greenandblue.eu

1 Comment

  1. […] Il nostro articolo su pH e acquaponica è stato postato sul sito Giardinaggio Indoor. Potete leggerlo qui. […]

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