فرمول محلول‎های غذایی

فرمول محلول های غذایی معمولاً به صورت قسمت در میلیون برای هر عامل مورد نیاز بیان می‎شوند. یک قسمت در میلیون (پی پی ‎ام یا ppm) به معنای یک قسمت از یک عامل در یک میلیون قسمت از عامل دیگر است. ممکن است مبنای اندازه‎گیری وزن باشد مثلاً µg/g 1 (1 میکرو گرم در گرم) و یا وزن– حجم باشد مثلاً mg/l 1 (1 میلی‎گرم در لیتر) و یا حجم– حجم باشد. مثلاً µl/l 1 (1 میکرو لیتر در لیتر). روش محاسبه برای هریک از این حالت‎ها در ادامه آمده است:

۱µg/g=1÷۱۰۰۰۰۰۰ g ÷ ۱ g = 1/1000000 g

۱ µl/l=1÷۱۰۰۰۰۰۰ l ÷ ۱ l = 1/1000000 l

۱ mg/l=1÷۱۰۰۰ g, 1 l=1000 ml

بنابراین:  ۱ mg/l=1÷۱۰۰۰ g ÷ ۱۰۰۰ ml H₂0=1÷۱۰۰۰۰۰۰ g

زیرا یک میلی‎لیتر آب یک گرم وزن دارد.

۱-۵-۳٫ وزن اتمی و مولکولی

وزن اتمی و مولکولی هر عنصر و ترکیبی باید در محاسبه فرمول محلول‎های غذایی و نیازهای گیاه در نظر گرفته شود. وزن اتمی بیانگر وزن نسبی اتم‎های مختلف است؛ یعنی وزن یک اتم با سایر اتم‎ها مقایسه می‎شود. جدول وزن‎‎های اتمی برای هر اتم با انتخاب یک واحد نسبی منتشر شده است. بنابراین، یک عامل به عنوان استاندارد و پایه برگزیده می‎شود و سایر عامل‎ها با آن مقایسه می‎شوند. اکسیژن (O) با وزن دقیق ۱۶ در گذشته به عنوان وزن اتمی پایه برگزیده شده بود و سایر عناصر با آن سنجیده می‎شدند. جدول ۵-۳ لیست وزن‎‎های اتمی عناصر مورد استفاده در هیدروپونیک را نشان می‎دهد.

هنگامی که تعدادی از اتم‎ها به هم می‎پیوندند، مولکول را پدید می‎آورند که با فرمول مولکولی شناخته می‎شوند مثلاً برای فرمول آب H₂O است که بیانگر ۲ اتم هیدروژن (H) و یک اتم اکسیژن (O) است. وزن هر فرمول مولکولی، وزن مولکولی آن است که از جمع وزن اتمی اتم‎های سازنده مولکول به دست می‎آید. وزن مولکولی آب، ۱۸ است (دو اتم هیدروژن که وزن هر یک ۱ است و یک اتم اکسیژن که وزن آن ۱۶ است). وزن مولکولی کودهای معمول مورد استفاده در هیدروپونیک در جدول ۱-۳ آمده است. وزن اتمی عوامل عناصر در جدولها و جدول تناوبی عناصر شیمیایی آمده است. فرمول محلول‎های غذایی

جدول ۵-۳٫ وزن اتمی عناصری که به طور معمول در هیدروپونیک استفاده می‎شود.

مثال ذیل بیانگر استفاده از وزن اتمی و مولکولی در محاسبه فرمول محلول‎های غذایی است:

                                    نیترات کلسیم= Ca(NO₃)₂

نکته: دو اتم نیتروژن و ۶ اتم اکسیژن در نیترات کلسیم وجود دارد.

۲-۵-۳ محاسبه فرمول محلولهای غذایی

اگر یک فرمول غذایی نیاز به کلسیم با غلظت ppm 200 (mg/l 200) داشته باشد، یعنی ما در هر لیتر آب، ۲۰۰ میلی‎گرم کلسیم لازم داریم. در ۱۶۴ میلی‎گرم از Ca(NO₃)₂، ۴۰ میلی‎گرم کلسیم وجود دارد (با استفاده از وزن اتمی و مولکولی برای تعیین درصد کلسیم در نیترات کلسیم، اگر Ca(No₃)₂ کاملاً خالص داشته باشیم). اولین قدم، محاسبه مقدار مورد نیاز Ca(No₃)₂ برای به دست آوردن ۲۰۰ میلی‎گرم کلسیم است. با استفاده از محاسبات زیر این کار انجام می‎شود:

می‎دانیم که ۱۶۴ میلی‎گرم نیترات کلسیم دارای ۴۰ میلی‎گرم کلسیم است.

چند میلی‎گرم نیترات کلسیم  دارای ۲۰۰ میلی‎گرم کلسیم است؟  کلسیم        نیترات کلسیم

                                                                                                                                                                                                                        mg 40                          mg 164

                                                                                                                                                                                                           mg 200                  x

در نتیجه طرفین و وسطین:     ۱۶۴Ï۲۰۰=x40   و  mg 820 =  x

بنابراین  mg820 از Ca(No₃)₂ دارای  mg200 کلسیم است. اگر  mg820 از Ca(NO₃)₂ در ۱ لیتر آب حل شود، محلول حاصل دارای کلسیم با غلظت (mg/l) ppm 200 خواهد بود. که این محاسبه در صورتی است که نیترات کلسیم ۱۰۰% خالص باشد و در غیر این صورت لازم است که میزان بیشتری از نیترات کلسیم را به علت ناخالصی اضافه شود. مثلاً اگر Ca(No₃)₂ دارای خلوص ۹۰% بود لازم است تا میزان زیر اضافه کنیم:

 نیترات کلسیم mg  ۹۱۱=۸۲۰ Ï ۹۰/۱۰۰

یعنی ۹۱۱ میلی‎گرم نیترات کلسیم در یک لیتر آب، ppm 200 کلسیم می‎دهد.

البته در بیشتر موارد، حجمی بیشتر از ۱ لیتر محلول مورد نیاز است. قدم دوم، محاسبه میزان کود مورد نیاز برای حجم مورد نظر از مواد غذایی است.

در ابتدا با استفاده از سیستم متریک مانند میلی گرم بر لیتر (mg/l) محاسبه کنید و سپس در صورت نیاز به پوند بر گالن تبدیل کنید. ابتدا حجم تانک محلول غذایی را از گالن به لیتر تبدیل کنید. برای این امر به این مسئله توجه داشته باشید که بین گالن بریتانیایی (Imperial gallon) و گالن ایالات متحده (U.S gallon) تفاوت وجود دارد:   

liters (l) 785/3 U.S gallon (gal) = 1

liters (l) 5459/4 Imp gallon (gal) = 1

برای مثال:

 liters (l) 5/378U.S gallon =  ۱۰۰

liters (l) 6/454 Imp gallon =  ۱۰۰

راه حل این مسئله تبدیل کردن است. مثلاً فرض کنید که محلول  ppm200 کلسیم در ۳۰۰ گالن ایالات متحده مورد نظر است:

لیتر ۵/۱۱۳۵ = لیتر ۷۸۵/۳  Ï۳۰۰ =۳۰۰ گالن امریکا

اگر ۹۱۱ میلی‎گرم  از نیترات کلسیم در هر لیتر آب مورد نیاز باشد برای ۳۰۰ گالن امریکا خواهیم داشت:

میلی‎گرم ۱۰۳۴۴۴۰ = ۵/۱۱۳۵ Ï ۹۱۱ میلی‎گرم  

برای تبدیل به گرم (g) این عدد را بر ۱۰۰۰ تقسیم می‎کنید چون هر  mg1000=  g1:

گرم ۴/۱۰۳۴ = میلی‎گرم ۱۰۰۰÷ ۱۰۳۴۴۴۰ میلی‎گرم

حالا برای تبدیل به کیلوگرم بر ۱۰۰۰ تقسیم کنید چون g 1000 = kg 1 :

 kg  ۰۳۴/۱= g1000÷g 4/1034    

برای محاسبه پوند از این روابط استفاده کنید: lb 2046/2= kg 1 و g 454= lb 1 (پوند= lb)

پس                                      Ib 28/2=  Ib 278/2 =گرم ۴۵۴÷ گرم ۴/۱۰۳۴

و یا                                                   Ib 28/2 = Ib 2046/2 Ï kg 034/1

سپس پوند را به اونس تبدیل کنید: oz 16= lb 1  (۱ پوند = ۱۶ اونس)

۲ Ib + (0/28 Ib Ï ۱۶ oz = 4/5 oz)

یعنی۴/۵ oz   , ۲ Ib

چون واحد پوند فقط برای وزن‎های زیاد دقت کافی را دارد، برای مقادیر کمتر از پوند باید از گرم استفاده شود. دقت مناسب برای وزن کردن به گرم جهت وزن‎های کمتر از یک پوند، استفاده از ترازو با دقت ۱/۰ گرم است. فرمول محلول‎های غذایی

اگر ترکیب مورد استفاده شامل بیش از یک عنصر بود – که معمولاً به همین صورت است – قدم سوم این است که چه میزان از هر یک از عنصرهای دیگر هنگام رفع نیاز به عنصر اول اضافه شده است. نیترات کلسیم شامل کلسیم و نیترات است پس قدم سوم این است که میزان نیتروژن اضافه شده را هنگامی که نیاز به کلسیم رفع می‎شد را محاسبه کنیم. 

اصول محاسبات هیدروپونیک

برای این امر باید از ppm استفاده کنیم تا بتوان میزان لازم را برای هر عنصر تنظیم کنیم برای محاسبات لازم است مقدار نیتروژن در نیترات کلسیم را به صورت کسری درآورده و آن را در میزان نیترات کلسیم موجود ضرب کنیم. باید از وزن نیترات کلسیم قبل از در نظر گرفتن ناخالص استفاده کرد که میزان آن  mg820 است و نه  mg911:

 (ppm) mg/l 140= mg/l 820Ï  ۱۶۴÷ (۱۴)۲

به طور خلاصه mg/l 820 نیترات کلسیم شامل mg/l 200 کلسیم و mg/l 140 نیتروژن است (درصورت خالص بودن ترکیب). سپس با در نظر گرفتن خلوص ۱۰۰ درصد آن را مثلاً برای تانکی با ظرفیت U.S gallons 300، در نظر می‎گیریم که ۲ پوند و ۵/۴ اونس (۰۳۴/۱ کیلوگرم) نیترات کلسیم، ppm 200 کلسیم و ppm 140 نیتروژن را در محلول تانک فراهم می‎سازد.

با استفاده از ضرایب تبدیل موجود در جدول ۲-۳، محاسبات آسانتر خواهد شد. نیازی به استفاده از وزن اتمی و مولکولی و اعمال آنها برای تبدیل‎های موجود در جدول ۲-۳ که قبلاً توضیح داده شد نیست. فرمول محلول‎های غذایی

منبع : کتاب کشت هیدروپونیک نوشته هوارد ام رش ترجمه ساسان جعفرنیا