Gelöster Sauerstoff (DO)
Wasser ist ein entscheidender Parameter bei der Produktion von Pflanzen bei Indoor-Farming. Die meisten Züchter sind sich der Bedeutung des pH-Werts und der Nährstoffkonzentration bewusst, aber der Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Nährlösung eines hydroponischen Systems ist ebenso wichtig. Der Anbau, bei der die Wurzeln direkt mit Wasser in Berührung kommen, ist in hohem Maße vom verfügbaren Sauerstoff abhängig.
Pflanzen brauchen Sauerstoff, um zu überleben, und die Pflanzenzellen verbrauchen ständig Sauerstoff. Sauerstoff ist für Pflanzen lebensnotwendig, weil er den Atmungsprozess effizienter macht (bekannt als aerobe Atmung).
Die Pflanzenzellen atmen ständig. Wenn die Blätter beleuchtet werden, erzeugen die Pflanzen ihren eigenen Sauerstoff. Aber in Zeiten, in denen sie kein Licht bekommen, z. B. nachts, atmen die meisten Pflanzen mehr, als sie Photosynthese betreiben, d. h. sie verbrauchen mehr Sauerstoff als sie produzieren.
Auch Wurzeln, Samen und andere Pflanzenteile, die keine Photosynthese betreiben, verbrauchen auch Sauerstoff. Dies ist einer der Gründe, warum Pflanzenwurzeln in wassergesättigtem Boden „ertrinken“ können.
Was genau ist also gelöster Sauerstoff?
Gelöster Sauerstoff bezieht sich auf den Gehalt an freiem, nicht gebundenem Sauerstoff in Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Aufgrund seines Einflusses auf die in einem Gewässer lebenden Organismen ist er ein wichtiger Parameter für die Bewertung der Wasserqualität. Ungebundener Sauerstoff oder freier Sauerstoff (O2) ist Sauerstoff, der nicht an ein anderes Element gebunden ist. Gelöster Sauerstoff ist das Vorhandensein dieser freien O2-Moleküle im Wasser. Das gebundene Sauerstoffmolekül in Wasser (H2O) befindet sich in einer Verbindung und wird nicht auf den Gehalt an gelöstem Sauerstoff hinzugerechnet. Sie können versuchen, sich vorzustellen, dass sich diese freien Sauerstoffmoleküle im Wasser nach dem gleichen Prinzip auflösen wie Salz oder Zucker, wenn man sie umrührt.
Bei einem Gehalt von etwa 5 mg/l an gelöstem Sauerstoff wird Bewässerungswasser in der Regel als für die Pflanzengesundheit gerade noch akzeptabel angesehen. … Bei einem starken Mangel an Sauerstoff, unter 0,5 mg/l, ist das Wasser anoxisch. Unter anoxischen Bedingungen können weder Pflanzennoch Tiere überleben.
Was beeinflusst den gelösten Sauerstoff?
- Druck - Atmosphärischer und hydrostatischer Druck
- Temperatur
- Salzgehalt
- Luftfeuchtigkeit
Gelöster Sauerstoff in hydroponischen Nährstofflösungen
Sauerstoff ist für die Entwicklung eines gesunden Wurzelsystems unerlässlich, sowohl für die aerobe Atmung der Wurzeln als auch zur Unterstützung einer Gruppe von nützlichen aeroben Bakterien in der Wurzelzone.
Um die Bedeutung der Sauerstoffoptimierung besser verstehen zu können, müssen wir den Stickstoffkreislauf verstehen. Stickstoff ist einer der wichtigsten Nährstoffe für eine gesunde Pflanzenentwicklung, aber Pflanzen können nur zwei Formen von Stickstoff aufnehmen: Nitrat (NO3-) und Ammonium (NH4+). Unter suboptimalen Bedingungen (zu niedriger Sauerstoffgehalt, niedriger pH-Wert) kann dieser Prozess das Gleichgewicht leicht in eine Nebenproduktion von Nitriten (NO2) verwandeln. Nitrite sind unerwünscht, da sie giftig für Pflanzen sein können und somit das Wachstum hemmen.
Ein unzureichender Sauerstoffgehalt in der Wurzelzone führt zu einer geringeren Entwicklung der Wurzeln, einer eingeschränkten Nährstoffaufnahme und einer verstärkten Ansiedlung von unerwünschten Bakterien und Pilzen, was alles zu Stress für die Pflanzen führt.
Hydroponische Systeme können auf verschiedene Weise aufgebaut und geplant werden; bei den Systemen, bei denen die Wurzeln untergetaucht sind, ist die Belüftung der Nährlösung für eine gesunde Wurzelentwicklung unerlässlich.
Empfohlen wird ein Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO) von 5 mg/L und mehr, da Werte darunter für die Pflanzen schädlich und möglicherweise tödlich sind.
Eine Sauerstoffkonzentration von 5 mg/l ist jedoch in Gewächshäusern nur schwer zu halten. Mit steigender Temperatur des Wassers nimmt die Löslichkeit von Sauerstoff ab. Die erhöhten Temperaturen in Gewächshäusern führen zu einer geringen Sauerstofflöslichkeit sowie zu einer erhöhten Wurzelatmung und einem höheren Sauerstoffverbrauch.
Wie kann man gelösten Sauerstoff (DO) messen?
Prozesskontrolle
Tragbare Messgeräte
Prozesskontrolle
HANNA bietet eine große Auswahl an Prozessgeräten, die für die industrielle Überwachung, Dosiersteuerung, einfache Verwaltung & Anschluss mit 0-20 mA oder 4-20 mA Analogausgang verwendet werden können
Der HI8410 ist ein Controller für gelösten Sauerstoff, der zur Aufrechterhaltung und Überwachung der Sauerstoffkonzentration in einer Vielzahl von industriellen Prozessanwendungen eingesetzt wird. Das HI8410 verwendet einen galvanischen Messfühler, der in der Regel weniger Wartung erfordert als ein polarographischer Messfühler, was ihn ideal für die Langzeitüberwachung macht.
- Das Fail Safe Alarm System schützt diese Messgeräte vor den Tücken der Prozesskontrolle.
- Wartungsarme Galvanische Sonde.
Die DO-Sonde HI 76410/10 ist mit einer Membran zur Abdeckung des galvanischen Sensors und einem eingebauten Temperaturfühler zur Temperaturmessung und -kompensation ausgestattet.
Der Sauerstoff, der die Membran passiert, verursacht einen elektrischen Stromfluss, aus dem die Sauerstoffkonzentration bestimmt wird.
Weitere Merkmale sind:
- Schreiberausgang in der Konfiguration 0-20 mA oder 4-20 mA;
- LED-Anzeigen, die anzeigen, ob sich der Regler im Betriebsmodus oder im Setup-Auswahlmodus befindet;
- Schutz vor Überdosierung;
- Integriertes Selbstdiagnosesystem.
Tragbare DO-Messgeräte
Tragbare Messgeräte bieten den Vorteil, dass das Messgerät zur Probe mitgenommen werden kann. Hanna Instruments bietet tragbare Messgeräte mit den Funktionen und der Leistung eines Tischgerätes.
Ersparen Sie sich Stress mit einer optischen Sonde!
HI98198 verwendet eine optische Methode zur Messung von gelöstem Sauerstoff in Wasser und Abwasser.
Dieses professionelle, wasserdichte Messgerät entspricht der Norm IP67 und misst:
- gelösten Sauerstoff (optisch)
- barometrisch
- Druck
- BSB
- Temperatur
Das HI98198 wird komplett mit allem Zubehör geliefert, einschließlich Sonde, Smartcap-Sensor mit integriertem RFID und einem robusten Tragekoffer.
Vorteile: Das HI98198 Messgerät für gelösten Sauerstoff hat viele Vorteile gegenüber anderen galvanischen und polarographischen Messgeräten für gelösten Sauerstoff.
Dieses Messgerät verwendet die robuste optische Sonde HI764113 zur Messung des gelösten Sauerstoffs, die folgende Vorteile hat:
- Keine Membranen
- Keine Elektrolyte
- Kein Sauerstoffverbrauch
- Keine Durchflussabhängigkeit oder Mindestdurchflussmenge
- Schnelle und stabile Messungen
- Minimale Wartung
Wie man mehrere Messungen auf einmal durchführen kann?
HANNA Messgeräte
Dieses funktionelle und genaue Messgerät kann 12 verschiedene Wasserqualitätsparameter mit pH-, EC- und optischen DO-Sensoren messen. Über die integrierte Bluetooth-Verbindung und die Hanna Lab App können Sie Daten zur Überprüfung oder Weitergabe an ein Smartphone übertragen.
- Wasserdicht (Messgerät nach IP67, Sonde nach IP68)
- Automatische Intervallspeicherung von bis zu 45,000 Proben oder Log-on-Demand
- Perfekt für Umwelttechniker und Industrieexperten.
Der HI98194 überwacht bis zu 12 verschiedene Wasserqualitätsparameter, darunter 6 gemessene und 6 berechnete. Die mikroprozessorgesteuerte Multisensorsonde ermöglicht die Messung wichtiger Parameter wie z. B.:
- pH-Wert
- REDOX
- EC-Leitfähigkeit
- gelöster Sauerstoff
- Temperatur
Die Sonde überträgt die Messwerte digital an das Messgerät, wo die Datenpunkte angezeigt und protokolliert werden können. Das HI98194 wird mit allen erforderlichen Zubehörteilen geliefert und ist in einem robusten Tragekoffer verpackt.
- 12-Parameter-Punktmatrix-Anzeige
- Multi-Sensor-Sonde
- Schnellkalibrierung
Das HI9829 misst bis zu 14 verschiedene Wasserqualitätsparameter. Die mikroprozessorgesteuerte Multisensorsonde ermöglicht die Messung wichtiger Parameter wie z. B.:
- pH-Wert
- REDOX
- EC Leitfähigkeit
- gelöster Sauerstoff
- Trübung
- Ammonium
- Chlorid
- Nitrat
- Temperatur
Die Sonde überträgt die Messwerte digital an das Handgerät, optional ist eine Version verfügbar, die Messdaten unabhängig vom Messgerät (also auch bei abgestecktem Kabel) aufzeichnen kann.
Ein optionales GPS ermöglicht die Standortbestimmung der Messungen. Das komplette System ist einfach einzurichten und leicht zu bedienen. Das HI9829 ist in hohem Maße anpassbar und wird mit allen erforderlichen Zubehörteilen in einem robusten Tragekoffer geliefert.
Author: Nives Vinceković Budor, dipl.kem.ing.
