Следовательно, при приготовлении питательного раствора мы пользуемся водой, которая соответствующими контролирующими учреждениями разрешена для неограниченного применения в качестве питьевой воды. К этой воде мы добавляем соответствующие минеральные соли, указываемые в приводимых ниже рецептах, но и это еще не даст нам удовлетворительного питательного раствора и кое-что необходимо оговорить.

Обозначение pH – мера кислотных или щелочных свойств какого-либо раствора. Шкала pH имеет величины от 1 до 14. Химически чистая вода нейтральна, и pH ее равен 7. Раствор со значением pH менее 7 будет кислым, а выше 7 – щелочным.

Знать это важно также и для нас, поскольку в бесчисленных опытах было установлено, что питательный раствор для выращивания растений без почвы должен иметь pH между 5,5 и 6,5, то есть быть слабокислым. Если значение pH выше нейтрального, рост растений обычно задерживается, и чем выше будет значение pH, тем сильнее задержка роста. Объяснить это можно хотя бы тем, что высокое значение pH (от 7,0 и выше) приводит к переводу железа, марганца, фосфора, магния и кальция в нерастворимые и неусвояемые растением соединения. Поэтому всегда следует заботиться о том, чтобы раствор имел соответствующее значение pH (от 5,5 до 6,5).

Для определения pH раствора у нас в распоряжении имеется дешевое и удобное вспомогательное средство – реактивная бумага. Имеется несколько сортов такой бумаги, и ее можно приобрести в специализированных магазинах. Полоску бумаги опускают в контролируемый раствор, и в зависимости от его свойств бумага окрашивается. Достаточно сравнить окраску бумаги со шкалой цветов для данной реактивной бумаги, и мы можем сразу же установить pH своего раствора.

Примерно 75% проб воды, исследованных до настоящего времени, содержало так много карбонатов, что вода обладала щелочными свойствами, то есть ее pH выше 7,0. Следовательно, прежде чем высыпать в нее питательные соли, нужно воду должным образом подкислить, и для этого пользуются технической серной кислотой, которую можно купить в хозяйственном магазине. Добавив с должной осторожностью немного кислоты в воду, ее следует размешать и снова определить значение pH. Так продолжают действовать до тех пор, пока не будет установлено желательное значение pH от 5,5 до 6,5. После этого можно растворять соли.

Проверка значения pH раствора должна производиться очень быстро и часто. Мы делаем это сразу же, как только соли будут растворены в тепловатой воде, и, если необходимо, добавляем кислоту. В дальнейшем мы по крайней мере раз в неделю проверяем pH раствора; еще лучше делать это каждые 4 – 5 дней, если это возможно. Нужно во что бы то ни стало помешать раствору приобрести щелочные свойства и как результат этого лишить растения питательных веществ.

Теперь нам станет также ясно, почему мы должны были устранить известь с помощью серной кислоты из различных материалов, используемых в качестве субстратов (гравий, шлаки). Известь влияла бы на наш раствор, сдвигая его pH в щелочную сторону. С той же целью производится изолирование сосудов и резервуаров (например, из бетона). Заботливые специалисты не останавливаются перед тем, чтобы перед употреблением новых цветочных горшков, глиняных ваз и пр. выдерживать их в сильно разведенном растворе серной кислоты (примерно 1 : 25). Этим путем они постоянно стремятся противодействовать нежелательному влиянию щелочей на питательный раствор.

Пользуясь технической серной кислотой, можно всегда коррегировать pH раствора, тем более, что мы решили регулярно заменять его. Можно не опасаться какого-либо накопления серных соединений как последствия этого. Тем не менее следует упомянуть, что для изменения pH раствора можно пользоваться и другими кислотами и даже кое-что выиграть при этом.

В период основного роста – весной и летом – растения, почти без исключения, нуждаются в очень большом количестве азота. Поэтому целесообразно подкислять раствор в этот период разведенной в пропорции 1 : 10 азотной кислотой, содержащей азот в нитратной форме.

Цветущие и плодоносящие растения отличаются повышенной потребностью в фосфоре, которую мы можем покрыть добавлением к питательному раствору технической фосфорной кислоты, как только возникнет необходимость в исправлении значения pH. Работая с кислотами, обязательно соблюдайте крайнюю осторожность и держите рядом с собой натронную известь или известковое молоко для нейтрализации ожогов.

Вряд ли может случиться, что наш питательный раствор станет слишком кислым. Во всяком случае запомним, что в этом случае поправки вносят разведенным едким кали, тем более что он содержит калий – один из элементов питания растений.

Щелочи так же опасны, как и кислоты, поэтому с ними также нужно обращаться крайне осторожно. На случай попадания капель на кожу или одежду нужно иметь наготове уксус или разведенную уксусную эссенцию, чтобы немедленно нейтрализовать щелочь.

Столь же важным, как и определенные значения pH, является постоянное наблюдение за изменениями концентрации питательного раствора.

Один цветовод-любитель, безусловно, желавший добра своим питомцам, но не думавший о возможных результатах, снабдил их питательным раствором, в пять раз более концентрированным, чем рекомендованный. Он был очень огорчен и даже удивлен, когда заметил, что его растения через самое короткое время начали увядать и в конце концов погибли. И это в жидкости, насыщенной питательными веществами! Что же произошло?

Незадачливый любитель невольно вызвал осмотический процесс и наблюдал его последствия. Давайте и мы познакомимся с этим процессом.

Осмос – очень важный для питания растений процесс, который мы легко сделаем понятным, проведя небольшой опыт. Сначала, однако, изложим некоторые принципиальные положения.

Питательный раствор поглощается наземными растениями через его корневую систему. Однако корни не могут поглощать никаких твердых частиц, поэтому все минеральные соли должны быть в растворенной форме, для того чтобы они вообще могли быть поглощены. Фактически мы знаем, что молекулы всех солей, кислот и щелочей распадаются в водном растворе на еще более мелкие частицы, так называемые ионы. Этот процесс называется ионизацией. Следовательно, питательные соли поглощаются растениями в ионизированной форме.

Для нашего опыта нужны стеклянная трубка, бычий пузырь и стеклянная банка. Пузырь наполняют раствором соли, в его отверстие вводят конец трубки, и края пузыря собирают вокруг трубки и туго привязывают к ней. Все это устройство подвешивают над стеклянной банкой, наполненной простой водой, погружая пузырь и часть трубки в воду. Сразу же отмечают, на каком уровне стоит раствор в трубке. Через сравнительно короткое время мы уже заметим, что уровень раствора в трубке начал подниматься. Чем это можно объяснить?

Рис. 50. Опыты по изучению осмотического давления: вверху – с бычьим пузырём; внизу – с куриными яйцами. 1 – штатив; 2 – стеклянная трубка; 3 – отметка уровня; 4 – стеклянная банка; 5 – раствор соли; 6 – бычий пузырь; 7 – вода; 8 – 1%-ный раствор соли; 9 – насыщенный раствор соли.

Пузырь животного обладает способностью лишь слегка противодействовать проникновению воды, в то время как проникновение сквозь него частиц растворенных солей крайне затруднено. Еще со школьной скамьи мы знаем, что каждый раствор всегда стремится создавать везде одинаковую концентрацию (путем диффузии). Обе жидкости (в банке и пузыре) с разной концентрацией также стремятся уравновесить концентрацию. Какой же выход находит природа, если частицы растворенных солей не могут проникнуть сквозь пузырь? Более концентрированный раствор в пузыре просто начинает отсасывать воду из стеклянной банки, чтобы понизить свою концентрацию. Именно поэтому уровень жидкости в трубке поднимается (рис. 50).