pH ist ein Maß für die Konzentration von Wasserstoffionen (H+) in einer Lösung. Der pH-Wert zeigt an, wie sauer oder alkalisch Wasser ist; Wasser mit einem pH unter 7 ist sauer und Wasser mit einem pH über 7 ist alkalisch. Die meisten natürlichen Wässer liegen zwischen pH 5 und 8. Wichtig zu beachten ist, dass die pH-Skala logarithmisch ist. Da es sich um einen logarithmischen Ausdruck handelt, ist die H+-Konzentration bei pH 6,0 zehnmal höher als bei pH 7,0 und hundertmal höher als bei pH 8,0. Was für uns also wie kleine Veränderungen der Wasserchemie aussieht, ist chemisch gesehen deutlich größer und kann einen dramatischen Einfluss auf die Nährstoffe im Wasser haben.

Der allgemein akzeptierte pH-Bereich für Bewässerungswasser liegt zwischen 5,5 und 6,5. Dieser pH-Bereich optimiert die Löslichkeit der Nährstoffe im Bewässerungswasser und verbessert damit die Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen. Außerdem werden bei diesen pH-Werten Ausfällungen im Bewässerungssystem minimiert. Der ideale pH-Bereich für die Nährstoffaufnahme der Pflanzen ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Die Verfügbarkeit der Nährstoffe im Wasser bei verschiedenen pH-Werten.

Der Säure- oder Alkaligehalt einer Wasserquelle kann das Pflanzenwachstum, die Wasserzusammensetzung und die Bewässerungsgeräte beeinflussen. Saureres Wasser kann das Pflanzenwachstum beeinträchtigen und Nährstoffprobleme verursachen, während ein pH-Wert von weniger als 4 die Pflanzenwurzeln durch Versauerung schädigen kann. Außerdem kann ein niedriger pH-Wert zur Korrosivität beitragen, was zu Schäden an Metallrohren, Tanks und Armaturen führen kann.

Alkalisches Wasser (hartes Wasser) kann hohe Konzentrationen von Bicarbonat und Carbonat enthalten, die einen pH-Wert von über 8 bzw. 9 verursachen. Dies kann die Verfügbarkeit von Makronährstoffen wie Kalzium und Magnesium sowie von Mikronährstoffen wie Zink, Bor, Eisen und Kupfer beeinträchtigen. Das Verhältnis von Carbonatkonzentration und pH, auch Carbonatspeziesverteilung genannt, ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Speziation von Bicarbonat und Carbonat bei verschiedenen pH-Werten.

Die Hauptfunktion des Bicarbonats im Wasser besteht darin, als Puffer zu wirken und pH-Schwankungen zu minimieren. Bicarbonat verhält sich als Säure, wenn eine Base in das Wasser gegeben wird, wie in der folgenden Gleichung dargestellt:

Wenn Säure in das Wasser gegeben wird → H3O+ + HCO3- = H2O + CO2

Ebenso wirkt Bicarbonat als Base, wenn eine Säure in das Wasser gegeben wird, wie in der folgenden Gleichung dargestellt:

Wenn eine Base in das Wasser gegeben wird → OH- + H2CO3 = H2O + HCO3-/em

Im Allgemeinen trägt Bicarbonat dazu bei, den pH-Wert im Wasser zu stabilisieren und die Regelung des pH-Werts zu erleichtern.

Hohe pH-Werte beeinflussen auch die Phosphatform im Wasser. Phosphat durchläuft mehrere Umwandlungen, wenn der pH-Wert weiter ansteigt. Abbildung 3 zeigt das Speziationsdiagramm verschiedener Phosphorarten bei unterschiedlichen pH-Werten.

Abbildung 3. Speziationsdiagramm verschiedener Phosphorspezies bei unterschiedlichen pH-Werten.

Das verfügbare Phosphor im Bewässerungswasser liegt als Dihydrogenphosphat (H2PO4-) vor, und die meisten Kationen im Wasser, einschließlich Kalzium und Magnesium, bilden mit dieser Phosphatform gut lösliche Verbindungen. Das Hydrogenphosphat (HPO42-) weist jedoch mit Kalzium und Magnesium eine geringe Löslichkeit auf. Die Verfügbarkeit von Hydrogenphosphat (HPO42-) nimmt bei pH-Werten über 6,5 zu. Dies kann zur Ausfällung von Kalzium und Magnesium führen.

Die pH-Regelung hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung des Speisewassers und der Düngemittel ab. Für Bewässerungswasser werden verschiedene Speisewasserquellen verwendet, wie Leitungswasser, Oberflächenwasser, Grundwasser, Regenwasser und mit Umkehrosmose (RO) aufbereitetes Wasser. Oberflächenwasser und Grundwasser haben in der Regel höhere Bicarbonatgehalte, was zu erheblichen pH-Schwankungen führt. Ein instabiler pH-Wert im Bewässerungswasser, verursacht durch hohe Bicarbonatwerte, wirkt sich negativ auf die Nährstoffaufnahme der Pflanze aus. Der Priva Neutralizer sorgt für einen stabilen pH-Wert, indem er Bicarbonat aus allen Arten von Wasser entfernt. Dieses System kombiniert Ansäuerung und Belüftung, um die Bicarbonatkonzentration auf einen gewünschten Höchstwert von 0,5 mmol/l zu reduzieren.

Regenwasser und RO-aufbereitetes Wasser enthalten kein Bicarbonat, was ebenfalls pH-Schwankungen verursacht, wenn Säure oder Base in das Wasser gegeben wird. Der pH-Wert kann stabilisiert werden, indem dem Regen- und RO-Wasser 0,5 mmol/l Bicarbonat zugesetzt werden, wodurch der pH-Wert auf 8,5 ansteigt, sofern das Wasser zunächst neutral ist. Anschließend kann der pH-Wert durch Säuredosierung über Dosiereinheiten – üblicherweise in Form von 38%iger Salpetersäure oder Phosphorsäure – auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Die Parameter, die die Durchflussmenge für Bicarbonat- und Säuredosierung bestimmen, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.