Kvaliteta vode za primjenu u sustavima fertirigacije igra važnu ulogu u učinkovitosti primjene vodotopivih gnojiva i utjecaja na visinu i kvalitetu prinosa poljoprivrednih kultura. Zahvati vode mogu biti različiti: od vode iz javnog vodovodnog sustava, do površinskih akumulacija i bušotina podzemnih voda te se stoga i kvaliteta značajno razlikuje. Kad govorimo o kvaliteti vode, najčešće se govori o kemijskim i fizikalnim parametrima vode. Također, preporuča se i kontrola mikrobiološke ispravnosti vode.
Osnovni kemijski parametri kvalitete vode obuhvaćaju niz parametara, od kojih su najvažniji pH vrijednost vode i EC (elektroprovodljivost) vode te količina kationa i aniona u vodi. U tablicama su prikazani su osnovni kemijski parametri kvalitete vode za primjenu u sustavima fertirigacije i parametri za procjenu kvalitete vode koja se koristi za fertirigaciju.
Tablica 1. Osnovni parametri za procjenu kvalitete vode za primjenu u sustavima fertirigacijeKemijski parametri Fizikalni parametri Mikrobiološki parametri pH vrijednost vode Ukupne otopljene soli/ili elektroprovodljivost vode (EC vrijednost) Koncentracije pojedinih aniona u vodi Koncentracije pojedinih kationa u vodi Toksični ioni u vodi Teški metali u vodi Temperatura vode Mutnoća vode Ukupne suspendirane čestice u vodi Broj koliformnih organizama Broj patogenih klica Biološka potreba za kisikom
Tablica 2. Osnovni kemijski parametri kvalitete vode za primjenu u sustavima fertirgacije Simbol Jedinica mjere Uobičajene vrijednosti pH vrijednost pH pH 6,0-6,5 EC vrijednost vode (elektroprovodljivost) ECw dS/m 0-2 Ukupno otopljene soli TDS mg/l 0-2.000 Kationi/Anioni Kalcij Ca2+ me/l 0-20 Magnezij Mg2+ me/l 0-5 Natrij Na+ me/l 0-40 Karbonati CO32- me/l 0-0,1 Bikarbonati HCO3– me/l 0-10 Kloridi Cl– me/l 0-30 Sulfati SO42- me/l 0-20 Ostali parametri Bor B mg/l 0-2
Važno je provesti kemijsku analizu vode
Kemijska analiza vode je nužna kako bi se predvidjeli mogući problemi u primjeni fertirigacije. Parametri o kojima treba posebno voditi računa su: pH vrijednost vode, EC vrijednost vode i količina bikarbonatnog iona (HCO3–). Dodatni parametar koji također može biti važan za procjenu kvalitete vode je SAR vrijednost; posebno u vodama gdje je izmjerena visoka količina kationa natrija. Parametar je to koji se dobiva proračunom na osnovi količine kationa kalcija, magnezija i natrija u vodi.
pH vrijednost vode
Radi se o jednostavnom i važnom kemijskom parametru vode koji se može lako i jednostavno kontrolirati. Sastavni je dio svake laboratorijske analize vode, a može se mjeriti instrumentom pH metrom. Za poljoprivredne proizvođače praktični su prijenosni (ručni) pH metri. Optimalna vrijednost vode je u rangu od 6,0-6,5. Vrijednosti iznad 7,0 pokazuju da se radi o tvrdim (karbonatnim vodama) ili vodama sa povišenom količinom soli (najčešće natrija). Ovisno o pH vrijednosti vode, potrebno je prilagoditi i primjenu vodotopivih gnojiva. Sve kako ne bi došlo do nepotrebnog rasta pH vrijednosti te slabijeg usvajanja hraniva u tlu.
Količina bikarbonatnog iona (HCO3–) u vodi
Predstavlja važan parametar te je usko povezan s pH vrijednosti. Vode koje imaju više pH vrijednosti, imaju i povišene količine bikarbonatnog iona. Problem visoke količine bikarbonatnog iona u vodi je kemijska reakcija s kationima (kalij, magnezij, mikroelementi) te nastanak netopivih spojeva, odnosno gubitka u usvajanju hraniva.
Za neutralizaciju viška bikarbonatnog iona u vodi provodi se mjera kondicioniranja/popravka vode. Popravlja se primjenom jakih anorganskih kiselina (dušična, fosforna, sumporna kiselina) ili primjena posebno formuliranih otopina poput preparata Lower 7.
Kondicioniranje/popravak vode primjenom jakih anorganskih kiselina
Kako kondicionirati/popraviti vodu sa visokom količinom bikarbonatnog iona i povećati učinkovitost fertirigacije? Osnovni princip kod primjene jakih anorganskih kiselina, snažna je kemijska reakcija koja nastaje u reakciji bikarbnonatnog iona i kiseline. Pri tome dolazi do neutralizacije bikarbonatnog iona, i snižavanja pH vrijednosti vode.
Tablica 3. Osnovne značajke jakih anorganskih kiselina za kondicioniranje vode
Ovisno o količini bikarbonatnog iona, za kondicioniranje vode najčešće se koristi dušična kiselina. Kod izrazito visoke količine bikarbonatnog iona u vodi, koristi se sumporna kiselina.
Iako je upotreba jakih anorganskih kiselina jeftino rješenje, postoje značajna ograničenja u primjeni ovih kiselina. Prije svega radi se o opasnim kemikalijama te nije moguća slobodna prodaja. Za primjenu ovih kiselina potrebno je imati posebno educiranu osobu sa položenim ispitom za rad sa opasnim tvarima. Kod primjene je potrebno koristiti odgovarajuću normiranu zaštitnu opremu (zaštita očiju i lica, HRN EN 166, zaštita ruku HRN EN 374, zaštita kože primjenom zaštite odjeće, obuće i čizama uz pripadajuće HRN EN norme 13982, 13832, 20347, 13688, te zaštita dišnog sustava HRN EN 143). Isto tako, transport je dozvoljen samo u vozilima koji zadovoljavaju uvjete za transport ADR robe. Moraju se skladištiti u posebnim skladištima. Iz tih razloga, iako jeftino rješenje, primjena jakih anorganskih kiselina ima značajna ograničenja za primjenu u poljoprivrednoj proizvodnji.
Kako odrediti potrebnu količinu kiselina za neutralizaciju bikarbonatnog iona?
Za pravilnu primjenu kiseline, potrebno je, na temelju laboratorijske analize vode, znati točnu količinu bikarbonatnog iona u vodi.
Kako bikarbonatni ion, ima i funkciju puferiranja pH vrijednosti vode, ne obavlja se potpuna neutralizacija bikarbonatnog iona, već se ostavlja ostatak od oko 30 mg HCO3–/lit vode.
Primjer praktičnog izračuna neutralizacije bikarbonatnog iona:
- Laboratorijskom analizom utvrđena je količina bikarbonatnog iona (HCO3–) u vodi u količini od 366 mg/lit (molekularna masa bikarbonatnog iona iznosi 61)
- Za neutralizaciju bikarbonatnog iona koristit će se koncentrirana nitratna kiselina gustoće 1,51 g/cm3 (molekularna masa 63)
- Za funkciju puferiranja pH vrijednosti vode, ostaviti će se ostatak od 30 mg HCO3–/lit vode
| Bikarbonatni ion za neutralizaciju: 366 mg/lit : 61 (molekularna masa) = 6,0 mM/lit. |
| Ostatak bikarbonatnog iona za puferiranje vode: 30,5 mg/lit : 61 (molek. masa) = 0,5 mM/lit |
| Količina bikarobonatnog iona za neutralizaciju: 6,0 – 0,5 = 5,5 mM/lit |
| Međuodnos kiseline:bikarbonatnog iona za neutralizaciju 1:1 |
| Kemijska reakcija neutralizacije bikarbonatnog iona: 5,5 HCO3– + 5,5 HNO3 = 5,5 H2O + 5,5 NO3– + 5,5 CO2 |
| Potrebna količina koncentrirane dušične kiseline (molek. mase 63): 5,5 x 63 = 346 mg/lit HNO3 |
U gornjem izračunu postignuta je neutralizacija bikarbonatnog iona i postignuta pH vrijednost vode 5,5. To se postiglo dodavanjem 5,5 mM HNO3/lit odnosno 346 mg/lit koncentrirane HNO3. Time je postignuta optimalna pH vrijednost za vodu koja se bez ograničenja može koristiti u sustavima fertirigacije. Ako se koriste vodene otopine dušične kiseline, niže koncentracije (primjerice 53 % dušična kiselina) potrebno je korigirati dobivenu vrijednost za navedenu koncentraciju na sljedeći način: (346,5 x 100) / 53 = 653,7 mg/lit 53 % dušične kiseline.
Primjena specijalnih otopina za neutralizaciju bikarbonatnog iona
Zbog značajnih tehničkih ograničenja u primjeni jakih anorganskih kiselina za neutralizaciju bikarbonatnog iona, razvijene su specijalne otopine. One se uspješno koriste za neutralizaciju a nemaju opasnih i štetnih učinaka. Time se izbjegavaju brojna ograničenja u transportu, skladištenju i primjeni. Bez opasnosti su za korisnike i bez štetnih učinaka na okoliš. Takve otopine su posebno zanimljive za manje proizvođače (OPG). Ne zahtijevaju dodatna ulaganja (edukacija, zaštita na radu, posebno skladištenje i dr.) ali se sve više koriste i kod većih, profesionalnih proizvođača, zbog pristupačne cijene u velikim pakiranjima od 1.000 lit.
Jedan od takvih proizvoda koji se već godinama uspješno prodaje na tržištu Hrvatske i EU je proizvod Lower 7 (proizvođač Tradecorp, Španjolska). Lower 7 je posebno formulirana otopina sumporne kiseline i UREE. Sastav preparata Lower 7 prikazan je u slijedećoj tablici:
Tablica 4. Sastav preparata Lower 7 (proizvođač Tradecorp, Španjolska)Ukupni dušik (N), u obliku UREE 15,0 % m/m Ukupni sumpor (SO3) 40,0 % m/m (600 grama/lit.) pH 1,0 Specifična gustoća 1,5 kg/lit. Boja Bezbojna tekućina Dostupna pakiranja 1 lit., 20 lit., 1.000 lit.
Doziranje se također bazira na osnovi koncentracije bikarbonatnog iona kako je prikazano u slijedećoj tablici:
Tablica 5. Preporučene količine primjene proizvoda Lower 7 za neutralizaciju bikarbonatnog ionaKoličina bikarbonatnog iona (HCO3–) Preporučena doza preparata Lower 7 za ciljanu pH vrijednost (ml preparata Lower 7/1.000 lit vode) mg/lit. (ppm) meq/lit. pH=5,8 pH=5,5 50 0,82 45 50 100 1,64 90 100 200 3,28 170 200 300 4,92 260 290 400 6,56 340 380 600 9,84 510 570 800 13,12 680 760
Preparat Lower 7 se uspješno koristi i za ispiranje naslaga kamenca te organskih taloga u sustavima za kapanje. Primjena je vrlo jednostavna, uz utrošak od 2-5 lit/ha.
Procedura za čišćenje sustava za kapanje je sljedeća:
- Namjestiti pH otopine za ispiranje na vrijednost od 4,0-4,5
- Primijeniti otopinu 30 minuta kroz sustav za kapanje
- Nakon toga, isprati sustav 30 minuta sa vodom vrijednosti pH 6,0-7,0
Na taj način se tijekom vegetacije može očistiti cijevi i kapaljke od taloga, i time poboljšati učinkovitost sustavna kapanja.
Ukoliko je količina taloga u cijevima vrlo velika, utoliko se tretman čišćenja može ponoviti.
Kondicioniranje (popravak) vode neutralizacijom bikarbonatnog iona, predstavlja važan tehnološki zahvat kako bi se dobila voda odgovarajuće kvalitete za primjenu u sustavima fertirigacije. Time se značajno povećava iskorištenje gnojiva (kalij, mikroelementi) te održava povoljan pH u zoni korijena poljoprivrednih kultura. Za profesionalne korisnike, postoji mogućnost primjene jakih anorganskih kiselina. Za manje poljoprivredne proizvođače, sigurnija i jednostavnija primjena specijalnih otopina za neutralizaciju bikarbonatnog iona. One ne zahtijevaju posebne uvjete u transportu, skladištenju i primjeni takvih otopina.
