erfolgreiche Hydroponics mit dem richtigen pH Wert

pH und wieso brauche ich es?

Tim Gutsche 06.09.2021

Der pH-Wert ist eine wichtige Kennzahl für jedes hydroponische System, wenn nicht sogar die wichtigste Kennzahl. Am wichtigsten ist, dass der richtige pH Wert dafür sorgt, deinen Pflanzen den Zugang zu den Nährstoffen ermöglicht, die sie benötigen.

Was ist der pH Wert?

Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er ist die Gegenzahl des dekadischen Logarithmus (Zehnerlogarithmus) der Wasserstoffionen-Aktivität und eine Größe der Dimension Zahl. source

Genauer gesagt: Wasser reagiert mit sich selbst und bildet zwei Arten von Molekülen: Hydroxyl H3O(+) und Hydroxid: OH(-). Der pH-Wert bestimmt die Menge der Hydroxid-Ionen im Wasser. Je mehr Hydroxid also im Wasser vorhanden ist, desto höher ist der pH-Wert. Auch die beiden Moleküle bestimmen ihre gegenseitige Konzentration, denn im Wasser herrscht ein Gleichgewicht der beiden, das sich immer auf 14 summiert. Deshalb geht die pH-Skala von 0-14 und wenn beide Moleküle im Gleichgewicht sind, zeigt die Skala einen pH-Wert von 7 an, was neutral ist. Für eine genauere Erklärung besuche Science in Hydroponics.

Wieso ist pH wichtig für Hydroponics?

Jetzt haben wir gelernt, was der pH-Wert bedeutet, aber es gibt noch keine Verbindung zur Hydrokultur. Der pH-Wert hat eine Auswirkung auf eine Vielzahl von Dingen, aber eine wichtige Auswirkung des pH-Wertes ist die Verfügbarkeit von Nährstoffen. In der folgenden Tabelle siehst du, welche Nährstoffe für welche pH-Werte verfügbar sind.

Der Effekt von pH auf Nährstoffverfügbarkeit in hydroponischen Lösungen

Der Effekt von pH auf die Nährstoffverfügbarkeit in hydroponischen Lösungen mit dem optimalen ph Bereich für Hydroponics

Verfügbarkeit bedeutet, dass die Pflanzen mit ihren Wurzeln auf diese Nährstoffe in der Lösung zugreifen können. Wenn also der pH-Wert nicht stimmt, können die Pflanzen nicht auf die notwendigen Nährstoffe zugreifen und daher möglicherweise nicht richtig wachsen. Daher ist es wichtig, den richtigen pH-Bereich zu halten, abhängig von den Nährstoffen, die die Pflanzen benötigen. Das Diagramm zeigt auch den optimalen Bereich für hydroponische Anwendungen, der zwischen 5,5 und 6,5 liegt, mit leichten Abweichungen pro Pflanze.

Unser Pflanzentool besteht aus einer längeren Liste von Pflanzen und ihren bevorzugten pH-Werten. Er ermöglicht es Ihnen auch, den optimalen pH-Bereich für alle Pflanzen, die Sie in Ihrem System haben, herauszufinden, indem Sie sie einfach auswählen.

pH Wert richtig messen

Wir haben gelernt, was der pH-Wert eigentlich ist und warum er wichtig ist. Jetzt ist der nächste Schritt, den pH-Wert zu messen, um zu verstehen, wie der Status quo ist. Danach befassen wir uns auch mit der Justierung des pH-Werts, damit wir ihn für die Pflanzen richtig einstellen können. Das Testen des pH-Wertes, also das Messen der Menge an Hydroxid-Ionen, kann mit verschiedenen Mitteln erreicht werden.

Verwendung eines Lackmus Tests für die pH Messung

Der einfachste und günstigste Weg, den pH zu messen, ist die Verwendung von Lackmus-Teststreifen. Ein Lackmustest ist ein kleines Stück Papier, das in eine Lösung getaucht werden kann, woraufhin sich die Farbe des empfindlichen Farbstoffs auf dem Papier ändert. Anschließend wird die Farbe mit einer Skala verglichen, die oft mit dem Test geliefert wird, um den pH-Wert zu bestimmen. Es ist sehr einfach und hat einige Vorteile, aber auch Nachteile.

Vorteile:

  • Einfach zu machen
  • Keine Kalibrierung erforderlich
  • Günstig

Nachteile:

  • Nicht wiederverwendbar
  • Die Genauigkeit dieses Tests ist normalerweise an ganzzahlige Werte gebunden
  • Der Messwert ist abhängig vom Farbvergleich, der sich bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen ändern kann

Verwendung eines Flüssigkeitstestkits zur Messung des pH-Werts

Die nächste Stufe von pH Tests, die etwas teurer, aber auch genauer ist, ist ein Flüssigkeitstest-Kit. Diese Art von Test wird normalerweise von Swimming Pool Besitzern angewendet. Das Messverfahren funktioniert wie folgt.

  1. Es wird eine Probe der zu testenden Lösung entnommen
  2. Anschließend werden einige Tropfen der Testflüssigkeit hinzugefügt
  3. Nach kurzer Zeit ändert sich die Farbe der Mischung
  4. Der Vergleich der Farbe der Mischung mit der mitgelieferten Skala ergibt den pH-Wert (ähnlich wie beim Lackmus-Test)

Einige Flüssigkeitstestsätze sind speziell für die Hydrokultur hergestellt und bieten daher eine feinere Skala, mit der genauere pH-Werte und nicht nur ganzzahlige Werte ermittelt werden können.

Vorteile:

  • Einfach zu machen
  • Keine Kalibrierung erforderlich
  • Günstig
  • Genauer als Lackmustests

Nachteile:

  • Nicht wiederverwendbar
  • Die Ablesung ist abhängig vom Farbvergleich, der sich bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen ändern kann
  • Die Genauigkeit ist noch begrenzt.

Verwendung eines elektrischen pH-Messgeräts zur Messung des pH-Werts

Verwendung eines elektrischen pH-Messgeräts zur Messung des pH-Werts

Verwendung eines elektrischen pH-Messgeräts zur Messung des pH-Werts

Die gängigste pH-Testtechnik unter Growern ist ein elektrisches pH-Meter. Es ist teurer als die anderen beiden Techniken, liefert aber präzisere Ergebnisse und ist nicht von der Interpretation einer Farbe abhängig. Es gibt verschiedene Größen und Formen für diese Messgeräte, aber im Endeffekt funktionieren sie alle gleich. Sie bestehen aus einem Display und einer Sonde, die Sonde wird in die Lösung getaucht und das Display zeigt den pH-Wert an.

Aber mit großer Präzision kommt auch die Notwendigkeit der Kalibrierung: Die Präzision und Genauigkeit dieser Geräte kann sich mit der Zeit verschlechtern, daher müssen diese Geräte kalibriert werden, um den richtigen pH-Wert anzuzeigen. Einige Geräte müssen wöchentlich, andere monatlich kalibriert werden.

Wenn Sie ein elektrisches pH-Meter verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie die Sonde vor und nach jeder Messung ordnungsgemäß reinigen und die Sonde gut aufbewahren, um Schäden zu vermeiden.

Vorteile:

  • Immer noch relativ einfach zu bewerkstelligen
  • Hohe Genauigkeit und Präzision
  • Wiederverwendbar

Nachteile:

  • Muss regelmäßig kalibriert werden
  • Kostspieliger

Kalibrierung eines elektrischen pH-Messgeräts

Die Kalibrierung eines elektrischen pH-Meters ist einfach. Alles was Sie brauchen ist:

  • Ihr elektrisches pH-Meter
  • pH-Puffer Pulver zum Anrühren einer Pufferlösung
  • Destilliertes Wasser
  • Kleine Messbecher
  • Ggf. einen kleinen Schraubenzieher zum Einstellen des pH-Meters

Die Schritte zum Kalibrieren sind nun wie folgt:

  1. Verwenden Sie das pH-Pufferpulver mit der vorgeschriebenen Menge an destilliertem Wasser und achten Sie auch auf die richtige Temperatur. All das ist auf dem Pufferpulver angegeben.

pH-Pufferpulver zum Kalibrieren eines elektrischen pH-Meters

pH-Pufferlösung zum Kalibrieren eines elektrischen pH-Meters

Destilliertes Wasser hat immer einen pH-Wert von 7.0, daher wird das Pulver den pH-Wert der Lösung auf genau den Wert ändern, der auf der Verpackung angegeben ist.

  1. Stelle sicher, dass die pH-Sonde sauber ist.
  2. Überprüfe das anhand der Anleitung, und tauche das pH-Meter in die Lösung ein und rühre es vorsichtig um.
  3. Abhängig von dem elektrischen pH-Messgerät musst du nun entweder einen Schraubenzieher verwenden, um den pH-Wert des Messgeräts manuell auf die Lösung einzustellen, in die du es eingetaucht hast. Wenn in der Anleitung etwas anderes steht, folge einfach der Anleitung.
  4. Nachdem du die Sonde kalibriert hast und bevor du in eine andere Lösung eintauchst (vielleicht für eine 2-Punkt-Kalibrierung), reinige die Sonde immer mit destilliertem Wasser.

Wenn du die Kalibrierlösung erstellt hast, kannst du sie auch für später aufbewahren, falls du die Sonde erneut kalibrieren musst. Natürlich ist es besser, wenn du jedes mal neues Pulver der Kalibrierlösung verwendest. Aber richtig gelagert kannst du die Kalibrierlösung wiederverwenden.

Kontinuierliche Überwachungssysteme

Neben den bisher gezeigten Methoden gibt es auch die Möglichkeit, den pH-Wert deines hydroponischen systems kontinuierlich zu überwachen. Die Einrichtung funktioniert ähnlich zum elektrische pH-Meter, es muss vor der Verwendung eine Kalibrierung erfolgen. Ist das System jedoch einmal kalibriert, bietet es einen kontinuierlichen Einblick in den pH-Wert auf einer nahezu Echtzeit-Ebene. Diese Methode verbessert die Menge und Präzision der Messungen, die du erhälst, erheblich. Auch weil die Messungen in Echtzeit analysiert werden können, kann der Grower jederzeit alarmiert werden und entsprechend handeln.

Der Hydroplanner ist ein System, mit dem Sie alle wichtigen hydroponischen Metriken automatisch überwachen und bequem über ein Dashboard analysieren können.

Das Hydroplanner dashboard auf dem pH und TDS Werte für ein hydroponisches System zu sehen sind

Das Hydroplanner dashboard bietet Einblicke über pH und TDS

Vorteile:

  • Einmal eingerichtet, sammelt ein System regelmäßig Messungen ohne weitere Eingriffe
  • Ermöglich die Analyse von Messungen in Echtzeit und bietet die Möglichkeit direkt zu handeln
  • Kontinuierliche Änderungen sind gut zu sehen, auch wenn man den pH verändert (siehe nächstes Kapitel)

Nachteile:

  • Teurer als bisherige Methoden

Wie man den pH-Wert verändert

Jetzt haben wir gelernt, was der pH-Wert ist und warum er wichtig ist, außerdem haben wir behandelt, wie der pH-Wert gemessen werden kann. Nun fragst du dich vielleicht: “Was kann ich tun, wenn der pH-Wert nicht stimmt und meine Pflanzen nicht die Nährstoffe bekommen, die sie brauchen”.

Nun, natürlich kannst du den pH-Wert einstellen. Du kannst pH DOWN (Phosphorsäure) und pH UP (Kaliumhydroxide) Lösung zu deinem Reservoir hinzufügen und damit den Gesamt-pH-Wert senken oder erhöhen. Beide Lösungen sind einfach nur starke Säuren bzw. Alkalien.

pH up und pH down

pH up und pH down, beide werden verwendet um den pH einer hydroponischen Lösung zu verändern

Sei vorsichtig mit der Menge dieser beiden Lösungen, da sie schon mit einer winzigen Menge eine sehr starke Wirkung haben. Mach also deine Erfahrungen und beginne mit nur wenigen Tropfen (natürlich abhängig von der Größe Ihres Reservoirs).

Ein weiterer großer Vorteil eines kontinuierlichen Überwachungssystems ist, dass du auch die Auswirkungen der Einstellung des pH-Wertes sehen kannst. Bei den anderen, eher manuellen Methoden kann man leicht den Effekt verpassen, den man mit der Einstellung des pH-Wertes erreichen wollte. Wenn du also den pH-Wert einstellst, ist es empfehlenswert, das Wasser ordentlich zu rühren und zu mischen und nach ein paar Minuten erneut zu prüfen und in kurzen Abständen zu kontrollieren, wann der endgültige pH-Wert eingestellt ist und es keine Veränderungen mehr gibt. Kontinuierliche Überwachungssysteme glänzen hier, denn alles, was du tun musst, ist, etwas von der Lösung in dein Reservoir zu tropfen und dann die Dashboards für regelmäßige Updates zu überprüfen. Sobald die Messwerte stabil sind, weißt du, ob dein pH-Ziel erreicht wurde oder nicht.

Warum ändert sich der pH-Wert von selbst?

Der pH-Wert wirkt sich nicht nur auf das Hydrokultursystem aus, sondern wird auch durch verschiedene andere Faktoren in Hydrokultursystemen beeinflusst.

Einer dieser Effekte ist die Nährstoffaufnahme der Pflanzen. Wenn Pflanzen über ihre Wurzeln Stickstoff aus der Lösung aufnehmen, verbrauchen sie eine negative Ladung der Lösung. Ähnlich verhält es sich, wenn Pflanzen Kalium aufnehmen und der Lösung damit eine positive Ladung entziehen. Da die Lösung neutral bleiben muss, gibt die Pflanze ein ähnlich geladenes Ion an die Lösung ab, um dies zu kompensieren. Wenn die Pflanze also eine positive Ladung absorbiert, gibt sie ein H3O(+)-Ion zurück. Die Pflanze senkt also den pH-Wert der Lösung, indem sie ein Kalium-Ion aufnimmt. Bei der Aufnahme von Nitrat - tauscht die Pflanze gegen ein OH(-) aus, was den pH-Wert der Lösung erhöht.

Ein weiterer Faktor sind Wachstumsmedien wie etwa Steinwolle, Kies oder Glaskieseln. Diese Medien wirken wie ein Puffer und haben den Effekt, dass sich der pH-Wert an den eigenen pH-Wert des Mediums anpasst. In nicht-hydroponischen Systemen tut Erde dasselbe und hält den pH-Wert stabil. Um diesen Effekt in einem System mit Wachstumsmedium zu erkennen, miss den pH-Wert des Reservoirs und des Sickerwassers, das aus dem Medium abläuft, in dem die Pflanzen stehen. Weitere Informationen zu diesem Thema findest du unter Science in Hydroponics

Ein dritter Faktor sind Algen und Bakterien. Wenn du merkst, dass der pH-Wert morgens ansteigt und später am Tag abfällt, könnten Algen das Problem sein. Algen verbrauchen tagsüber saures Kohlendioxid, daher steigt der pH-Wert an und fällt abends wieder ab. Abgesehen von Algen geben auch Bakterien, die alte Wurzeln zersetzen, Säuren in die Hydroponiklösung ab und verändern so den pH-Wert.

Auch die Temperatur wirkt sich auf den pH-Wert aus, daher erhöht sich der pH-Wert von Leitungswasser, sobald es auf Raumtemperatur kommt. Der Grund dafür ist, dass sich die Kohlensäure im Wasser in CO2 umwandelt, wenn die Wassertemperatur ansteigt. Und weil das CO2 aus dem Wasser verdampft, ist die Säure weg und damit steigt der pH-Wert.

Schließlich beeinflusst die allgemeine Härte des verwendeten Wassers den pH-Wert durch seine Pufferkapazität (KH). Die Pufferkapazität steigt mit der Menge der im Wasser gelösten Mineralien. Die Pufferkapazität wirkt jedem Bestreben, den pH-Wert zu verändern, entgegen und verbraucht, was auch immer an pH-Up oder ph-Down in das System gegossen wird. Erst wenn die Pufferkapazität vollständig aufgebraucht ist, ändert sich der pH-Wert des Wassers.

Aufrechterhaltung eines gesunden pH-Wertes

um das Gelernte zu rekapitulieren und auf das hydroponische System anzuwenden:

  1. Verstehen Sie, welche pH-Werte Ihre Pflanzen benötigen. Verwenden Sie den Pflanzentool, um herauszufinden, was der optimale pH-Wert ist.
  2. Überprüfen Sie Ihre pH-Werte täglich, um zu verstehen, wie Ihr System funktioniert und vom pH-Wert beeinflusst wird. Insbesondere im Hinblick auf die oben beschriebenen Puffereffekte.
  3. Wenn Ihr pH-Wert zu niedrig ist, fügen Sie pH Up hinzu.
  4. Wenn Ihr pH-Wert zu hoch ist, fügen Sie pH Down hinzu.
  5. Beachten Sie bei der Einstellung des pH-Wertes die Pufferkapazität.

Viel Spaß beim Growen!