6.3 درجة الحموضة

الرقم الهيدروجيني هو مقياس للحموضة أو الأساسية للمحلول. يتم تحديده من خلال وجود أو عدم وجود أيونات الهيدروجين الحرة (H ^ +^)، حيث أكثر H ^ الحالي، كلما كان الحل أكثر حمضية. يحتوي المحلول الحمضي على درجة حموضة منخفضة. ويقاس الرقم الهيدروجيني على مقياس من 1-14، مع 7 محايد. تشير قيمة الرقم الهيدروجيني أقل من 7 إلى أن المحلول حمضي وفوق 7 يشير إلى أن الحل أساسي. يتم تسجيل الرقم الهيدروجيني على مقياس لوغاريتمي وبالتالي ليست بديهية لكثير من الممارسين. على سبيل المثال، إذا كان الرقم الهيدروجيني لنظام أكوابوني يقيس 7، ثم بعد أسبوعين يقيس 5، ودرجة الحموضة لم تنخفض بمقدار 2، بل 100 مرة. إن فهم مقياس الأس الهيدروجيني أمر بالغ الأهمية لإدارة المياه وتصحيحها.

الأسماك والنباتات والبكتيريا لها نطاقات تحمل محددة للدرجة الحموضة. وفي حين أنها يمكن أن تتسامح مع المعلمات خارج نطاقها الأمثل، فإن الظروف دون المساواة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على النمو والبقاء على قيد الحياة. يمكن للأسماك تحمل مجموعة واسعة من الأس الهيدروجيني، من 6.0-8.5، ولكنها تحتاج إلى أن تتأقلم ببطء مع التغيرات. الرقم الهيدروجيني مهم بشكل خاص للنباتات والبكتيريا. تتوفر جميع العناصر الغذائية الدقيقة والكلية للنباتات عند درجة الحموضة بين 6.0-6.5 (الشكل 16). فوق أو تحت هذا النطاق، لا تتوفر بعض العناصر الغذائية للنباتات. وعندما يتجاوز الرقم الهيدروجيني 7.5، تصبح النباتات بسرعة ناقصة في العناصر الغذائية الأساسية مثل الحديد والفوسفور والمنغنيز (Somerville et al. 2014). على العكس من ذلك، يمكن أن يكون للدرجة الحموضة المنخفضة تأثيرات سلبية على البكتيريا النتريفيجة. أقل من 6.0، يتم تقليل القدرة على تحويل الأمونيا إلى نترات بشكل كبير.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الرقم الهيدروجيني. النتروية (التي تمت مناقشتها في القسم التالي) وكثافة تخزين الأسماك تؤدي إلى انخفاض درجة الحموضة عن طريق إنتاج H ^ +^ و ثاني أكسيد الكربون ~ 2 ~، على التوالي. وهناك حاجة إلى إدخال تعديلات لرفع درجة الحموضة إلى مستويات الثقافة المناسبة. تبدأ إدارة الأس الهيدروجيني بالرصد والتسجيل المتسق.

إذا كان الرقم الهيدروجيني منخفضًا، يمكن استخدام المواد الكيميائية التي تزيد من إجمالي القلوية، مثل هيدروكسيد الكالسيوم (الجير المطفأ؛ Ca (OH) ~ 2 ~)، والجير الزراعي (كربونات الكالسيوم (Caco~ 3 ~)، هيدروكسيد البوتاسيوم الكالسيوم (KOH)، أو كربونات البوتاسيوم (K ~ 2 ~ 3 ~). يتم تبديل إضافة قواعد الكالسيوم والبوتاسيوم لتوفير العناصر الغذائية الأساسية غير الواردة في أغذية الأسماك. بسبب ارتفاع درجة الحموضة (10-11)، يجب إضافة هذه القواعد بحذر وفي جرعات صغيرة، لعدم رفع الرقم الهيدروجيني بسرعة كبيرة. يؤدي النتروية باستمرار إلى خفض درجة الحموضة عن طريق استنفاد القلوية الكلية للمياه وإطلاق أيونات H ^، لذا فإن المراقبة المتسقة مهمة. ولا تشكل الحاجة إلى خفض درجة الحموضة عادة مشكلة بالنسبة لمنتجي الأكوابونك، وذلك بسبب النتريفيكاتيون. غير أن المنتجين قد يحتاجون إلى تعديل مصدر المياه لديهم بإضافة الماء العسر أو المواد الكيميائية لزيادة القلوية، مما يستقر أو يزيد من درجة الحموضة. إذا كان الرقم الهيدروجيني للنظام مرتفعًا باستمرار، حتى بعد ركوب الدراجات، فإن الخطوة الأولى هي التأكد من عدم تراكم المواد الصلبة في النظام. المواد الصلبة التي تتراكم تشكل مناطق اللاهوائية (منخفضة أو معدومة الأكسجين). عندما تتطور الظروف اللاهوائية، تحدث عملية تسمى إزالة النيتريفيكاتيون، حيث يتم تحويل النترات مرة أخرى إلى الأمونيا. يتم تحرير القلوية خلال هذا التحول، مما يستقر الرقم الهيدروجيني.

• المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *