El ph del substrato y la calidad del agua (1/2)

Substrate pH and water quality (1/2)

Probablemente leas este tema del pH porque tienes algunas azaleas, sabes que hay que hacer algo y no sabes exactamente qué. El tema es mucho más amplio y vale la pena que sigas leyendo las dos páginas. You are probably reading about pH because you have an azalea, you know you should do something about it but you do not know exactly what. The subject is much broader and worth reading the two pages.

La acidez del suelo - pH

El pH (potencial de hidrógeno) es la expresión de una magnitud química que denota el grado de acidez o alcalinidad de un compuesto químico (en nuestro caso, del suelo o substrato).

Si una planta está en un substrato con un pH inadecuado, pueden sobrevenir problemas de deficiencias o toxicidades (por exceso causado por desequilibrios) de los nutrientes.

El pH óptimo para la mayor parte de las plantas está entre 5,4 y 6,8 (7 = neutro), o sea que casi todas prefieren un medio algo ácido. Algunas plantas (azaleas, rhododendros, gardenias, hydrangeas, etc.) prefieren suelos con pH comprendido entre 4,5 y 5,5 o sea, más ácidos. Existen también algunas plantas que prefieren suelos de reacción algo alcalina.

The soil acidity - pH

The pH (potential hydrogen) is the expression of the chemical value of the degree of acidity or alkalinity of a chemical compound (in our case, the soil or substrate).

If a plant is on substrate with an unsuitable pH, problems may arise, mainly nutrient deficiencies or nutrient toxicity (because of  excess caused by nutrients becoming unbalanced) ).

The optimal pH for most plants is between 5.4 and 6.8 (7 = neutral), so they prefer an acid medium. Some plants (azalea, rhododendron, gardenia, hydrangea, etc. ) prefer a soil with a pH between 4.5 and 5.5 which is more acid. There are also a few plants preferring slightly alkaline soils.

ph.gif (18947 bytes)
Idea sobre la influencia del pH en la posibilidad de absorción de los elementos por las plantas. La zona azul representa el pH de una planta acidófila (azalea) mientras que la verde representa a la mayor parte de plantas de jardín. La interpretación del gráfico es para una planta de la "Mayoría". Si se trata de una azalea situada en terreno no ácido, su absorción sería "poca" pero si la plantamos en terreno ácido su absorción será como si fuera una planta de la zona verde.
Idea on the influence of pH on the possibility of absorption of elements by plants. The blue area represents de pH of an acid loving plant (azalea) while the green one represents the majority of garden plants. The graph is intended for a plant of the "Mayoría" = Majority type. An azalea on non acidic soil would only absorb small amounts but if it is planted on acidic soil, then it would absorb like any plant of the green area.
Comentario sobre el gráfico: Este gráfico es tan sólo orientativo ya que el comportamiento real puede diferir bastante de lo que aquí se ilustra. El tipo de mezcla, la humedad, la temperatura, la concentración de sales, tipo de planta, etc. influyen sobre los resultados obtenidos. Así, diferentes autores han publicado gráficos similares con diferencias notables.
Comments on the graph: This is only to be taken as orientative, as the real behaviour may considerably differ from what is illustrated here. The type of substrate mix, moisture, temperature, concentration of salts, type of plant, etc. have an influence on the results. Different authors have published similar graphs with noticeable differences.

Algunos problemas
causados por un pH inadecuado

pH demasiado bajo

  • Toxicidad: Fe, Mn, Zn, Cu
  • Deficiencia: Ca, Mg, Mo
  • Riesgo toxicidad: NH4
  • Lixiviado: PO4

pH demasiado alto:

  • Deficiencia: Fe, Mn, Zn, Cu, B
  • Toxicidad: Mo

Some problems
due to unsuitable pH

Too low pH

  • Toxicity: Fe, Mn, Zn, Cu
  • Deficiency: Ca, Mg, Mo
  • Toxicity risk: NH4
  • Leached: PO4

Too high pH

  • Deficiency: Fe, Mn, Zn, Cu, B
  • Toxicity: Mo

Ejemplo de problemas corrientes

Example of common problems

Substrato: turba, corteza de pino compostada, vermiculita y arena
Substrate: peat, composted pine bark, vermiculite and sand.
Especie / Species pH
recomend.
para evitar / to prevent
Anthirrinum  5,4-5,8 Fe & B def.
Azalea 4,5-5,8 Fe def.
Calendula  6,0-6,8 Fe & Mn tox.
Celosía 6,0-6,8 Fe & Mn tox.
Clavel - Dianthus 6,0-6,8 Fe & Mn tox.
Geranio  6,0-6,8 Fe & Mn tox.
Hydrangea (azul) 5,2-5,6 Fe def. + colour
Hydrangea (rosa) 5,8-6,2 Fe def. + colour
Lilium longiflorum 6,5-6,8 Fe tox. & Ca def.
Petunia 5,4-5,8 Fe & B def.
Salvia 5,4-5,8 Fe & B def.
Vinca 5,4-5,8 Fe & B def. // Thielaviopsis
Viola wittrockiana 5,4-5,8 Fe & B def. // Thielaviopsis
Otra lista de plantas con su pH preferido
Another list of plants with their preferred pH

Factores que afectan al pH

  1. El suelo o substrato
  2. La calidad del agua
  3. Los fertilizantes
  4. Las mismas plantas

¡No hay que vigilar sólo el substrato!

Factors affecting the pH

  1. The soil or substrate
  2. The water quality
  3. The fertilizers
  4. The plants themselves

Not substrate alone is to be watched!

1. El suelo o substrato

Los países con lluvias frecuentes suelen tener suelos ácidos (pH=4-5) en los que se hace difícil el cultivo de muchas plantas. Ello es debido a que el agua de lluvia se lleva los compuestos de calcio, formado carbonatos solubles. En estos países es frecuente añadir cal a la tierra (encalar), para elevar el pH.

Las enmiendas más frecuentes para elevar el pH son:

  • Caliza: CO3Ca
  • Dolomita: CO3Ca, CO3Mg
  • Hidróxido cálcico CaOH
  • Bicarbonato potásico CO3HK disuelto en el agua de riego

La cal viva (CaO) se popularizó porque se podía obtener en polvo y repartir más uniformemente. Entonces, antes de plantar, el riego o la lluvia la apagaba. Este producto es muy cáustico, lo que es un problema. Actualmente hay máquinas capaces de pulverizar finamente la caliza o la dolomita, por lo que el empleo de la cal viva está en desuso.

En países con menos lluvias suelen abundar los suelos básicos o neutros. En estas circunstancias, el jardinero aficionado tiene dificultades en el cultivo de plantas acidófilas y debe ayudar constantemente a estas plantas en su crecimiento. Además, el agua de riego en estos países suele tener grandes cantidades de carbonatos de calcio y magnesio que contribuyen a elevar el pH de los substratos.

Las enmiendas más frecuentes para bajar el pH de un substrato son:

  • Azufre en polvo: S (largo plazo)
  • Sulfato de hierro: SO4Fe·7H2O (instantáneo)
  • Sulfato de aluminio: (SO4)3Al2·18H2O (instantáneo)

Largo plazo en el azufre significa que tarda entre 6 y 8 meses en surtir efecto.

Las proporciones aproximadas para los dos últimos son de 1 a 3 g por litro de agua.

Hay que recordar que los fertilizantes (algunos orgánicos y todos los químicos) desvían el valor del pH. A veces, la simple fertilización con un producto adecuado bastará para centrar el pH en el valor adecuado. En general, recordar que los fertilizantes nítricos suben el pH y los amoniacales lo bajan. 

1. The soil or substrate

Countries with frequent rains have usually acid soils (pH=4-5) where it becomes difficult to grow certain plants. Rainwater carries away the calcium compounds, in the form of calcium carbonate, dissolved in water. In those countries it is usual to amend some calcium carbonate or other calcium compounds (liming).

The  most usual amendments for raising the pH are:

  • Lime: CO3Ca
  • Dolomite: CO3Ca, CO3Mg
  • Calcium hydroxide CaOH
  • Potassium bicarbonate CO3HK dissolved in water

Caustic (CaO) became popular because it was easily obtainable in powder form which was distributed uniformly on the field. Then, before planting, artificial watering or rain would slake it. This product is very caustic. Presently there are machines capable of grinding lime or dolomite, so the use of caustic is decaying.

On countries where it rains less often, the usual type of soil is alkaline or neutral. Under these circumstances, the cultivation of certain acid loving plants becomes a challenge for the hobby gardener, who needs to help them permanently on their growth. Besides, the water used for watering the plants has often a high content of calcium and magnesium carbonates that raise the pH of the soil or substrate.

The most usual amendments to lower the pH of a substrate are:

  • Powder sulfur: S (long term)
  • Iron sulfate:  SO4Fe·7H2O (fast acting)
  • Aluminum sulfate: (SO4)3Al2·18H2O (fast acting)

Long term in sulfur means that it may take from 6 to 8 months to show noticeable effects.

Approximate proportions for the later two are 1 to 3 g per liter of water.

Remember that fertilizers (some organic and all  inorganic) cause deviations in the pH value. Some times, simple fertilization with an adequate product will be enough to center the pH to the suitable value. In general, remember that nitric fertilizers tend to increase pH while ammonium based ones have the effect of lowering it.

Las enmiendas se tienen que efectuar con precaución, ya que se corre el riesgo aplicar demasiado producto. Después de una enmienda, es recomendable humedecer el substrato y medir sus parámetros al cabo de una semana de reposo. Efectuar un ensayo con unas pocas plantas antes de efectuar una aplicación generalizada.

Hay que tener presente que muchas enmiendas aumentan la salinidad del suelo.

Amendments have to be made taking care of not over-applying the product. It is recommended to water the substrate after amending it and to leave it during a few days, keeping it moist. After this time it should be measured again and corrected, if required. Test a few plants before proceeding to a generalized application.

We have to bear in mind that many amendments tend to raise soil salinity.

Sugerencias

El convertir un suelo ácido en alcalino es relativamente fácil. Basta ir añadiendo alguno de los compuestos de calcio mencionados (encalados).

El caso más frecuente es que al aficionado medio le interesa saber qué ha de hacer para cultivar plantas acidófilas como azaleas, hortensias, etc. en terrenos de pH elevado. La respuesta es que es muy sencillo.

  • Si se puede, añadir algún componente ácido al substrato (agujas de pino, turba no neutralizada, etc.).
  • Ajustar el pH, si es necesario, con los métodos descritos arriba.
  • Utilizar fertilizantes de reacción ácida.
  • Aportar quelatos de hierro y otros microelementos.
  • Comprobar periódicamente el pH y ajustarlo, si es necesario.
  • Si es posible, neutralizar la alcalinidad del agua de riego (se explica más abajo).

Para los abonados químicos subsiguientes puede usarse una mezcla de:

- Sulfato de amonio
- Superfosfato
- Cloruro potásico

Esta mezcla es compatible y tiende a mantener la acidez del suelo. Alternativamente, lo más fácil es comprar algún abono químico especializado para plantas acidófilas.

Los abonos químicos para acidófilas que se encuentran en el mercado español no contemplan el pH. ¡Surrealista!

Si no se neutraliza la alcalinidad del agua de riego, es presumible que ésta vaya disminuyendo la acidez del substrato conseguida inicialmente, por lo que convendrá efectuar un aporte continuado de los microelementos clave:

- Hierro
- Manganeso
- Boro

Y, de vez en cuando, efectuar alguna corrección del pH con las enmiendas mencionadas arriba.

Con respecto al agua de riego, algunos productores se ven obligados a añadir ácido sulfúrico, fosfórico, nítrico o cítrico al agua, en cantidades controladas. Este tema se explica más abajo.

Probablemente una o dos veces al año sea necesario lixiviar el substrato regando copiosamente o sumergiendo repetidamente el contenedor en agua (preferiblemente con su alcalinidad neutralizada)

Suggestions

To turn an acid soil into alkaline is relatively easy. You just have to keep on adding some of the mentioned calcium compounds (liming).

The most frequent case happens when the hobby gardener wants to know what to do to be able to grow acid loving plants such as azaleas, hydrangeas, etc. if his soil is neutral or alkaline. The answer is that it is quite easy.

  • If possible, add an acid component to the substrate (pine needles, non neutralized peat, etc.).
  • Adjust the pH, if required, with the methods explained above. 
  • Use fertilizers having an acid reaction.
  • Regularly add chelates (iron and other microelements)
  • Test regularly the substrate pH and adjust it, if required.
  • If possible, neutralize the alkalinity of water (explained below).

For subsequent chemical fertilizations, the following mix can be used:

- Ammonium sulfate
- Superphosphate
- Potassium chloride

This mix is compatible and it tends to maintain soil acidity. Alternatively, the easiest thing to do is to purchase a chemical fertilizer specialized for acid loving plants.

The chemical fertilizers for acid loving plants found in the Spanish market do not account for pH. Surrealistic!

If water alkalinity is not neutralized, it can be presumed that this will slowly raise the substrate acidity value obtained initially, therefore it will become advisable to regularly add the key micronutrients:

- Iron
- Manganese
- Boron

And, every now and then, to make a slight pH correction using the amendments mentioned above.

With respect to water, many plant producers need to neutralize its alkalinity by adding an acid, (sulfuric, phosphoric, nitric or citric) in controlled quantities. This subject will be explained below in more detail.

Once or twice in a year, probably, it will become necessary to leach the substrate by watering it with a large amount of water or by immersing the container several times in water (having, preferably, its alkalinity neutralized with an acid).

La medición del pH

Existen diferentes métodos para extraer la muestra que se utilizará para medir el pH. Cada uno de ellos puede dar resultados algo diferentes. Igualmente, según la utilidad de medición empleada también podemos obtener resultados diferentes. En la página sobre el contenido de sales se enumeran varios sistemas de extracción.

Es importante realizar los ensayos con uniformidad y calibrar la utilidad empleada con disoluciones patrón de pH conocido.

Un buen método de extracción de una muestra de un contenedor es por percolación. Se riega la planta normalmente y se deja que drene. Al cabo de una hora se coloca un platillo limpio debajo del contenedor y se riega en un ligero exceso con agua desionizada o destilada para recoger en el platillo unos 50 cm3 (50 ml) del agua que sale por los orificios del contenedor. El agua recogida se utiliza para la medición del pH ( y de la conductividad eléctrica).

La frecuencia de la medición durante el período vegetativo será desde cada dos o tres días en el caso de los cultivos comerciales de plantas en tacos hasta mensual en el caso de un jardinero aficionado. También conviene repetir las mediciones después de efectuar algún ajuste.

Existen diferentes utilidades para medir el pH. 

pH measurement

There are several  methods of extraction of the sample to be used to measure the pH. Every extraction method may give results being somehow different. According to the measuring utility we use we may also obtain different values. On the page about salts contents, several methods of extraction of samples from containers are enumerated.

It is important to perform the tests with consistency and to calibrate the measuring utility with master solutions of known pH.

A good method of extracting a sample from a container  is the "pour-through" method. The container is watered normally and left draining. After one hour a clean dish is placed under the container and this is watered again, this time with deionized or distilled water, so we will collect about 50 cm3 (50 ml) of water coming through the lower holes of the container. This water is then used for measuring the pH (and also electrical conductivity).

The frequency of measuring during the vegetative period may be every two or three days in the case of commercial growing in plugs, up to once every month for the hobby gardener. It will also be advisable to repeat the measurement after having done any adjustment, to test for its effectiveness.

There are many utilities for measuring the pH. 

Varias utilidades baratas para medir el pH

Several inexpensive utilities for measuring the pH

Papel tornasol - Pequeñas tiras de papel que se mojan con la solución a medir y pasados unos segundos se compara el color con las muestras de la derecha que van de pH=1 a pH=10. Para liquidos sucios, se deposita una gota por una cara y se mira el color en la otra. No las utilizo por su escasa sensibilidad y precisión.

Muchos kits para piscinas y los de peceras suelen ser similares a éste en cuanto a la precisión.

Litmus paper - Small paper strips that are wetted with the solution to measure and after a few seconds its colour is compared with the samples of the right ranging from pH=1 to pH=10. For dirty solutions, put a droplet in one side and look at the colour in the other side. I do not use them because of their little sensitivity and precision.
Éstas son las tiras tornasol que finalmente estoy utilizando. Se puede medir el pH en medias unidades (suficiente). Los colores se aprecian muy bien.
Buscar distribuidores de Panreac
These are the strips I am using lately. The pH can be measured in half units (enough). The colours can be distinguished very well.
Reactivos - Se toma una muestra de substrato, se mezcla con agua destilada y se deja decantar. Se toma una parte del líquido y se coloca en el recipiente añadiendo un reactivo. Luego se observa el color y se compara con las muestras de la derecha. Tampoco lo utilizo porque me resultan más cómodas las tiras anteriores.
Reactives - Take a sample of the substrate and mix it with distilled water. Leave it to decant. Take a sample of the solution and place it in the recipient, together with the supplied reactive. Then compare its colour with the colour samples on the right. I do not use this either because the above strips are easier to use.
Un simple medidor de pH - Hay que limpiar bien su punta con papel de lija y un trapo limpio. Se introduce en el substrato a medir y se lee el valor al cabo de un minuto. El substrato debe estar húmedo. Resultados muy poco repetibles y, por tanto, no fiables.

Los medidores "serios" de pH resultan caros, especialmente porque hay que substituir frecuentemente los electrodos, hay que calibrarlos, etc. De interés para profesionales pero no para aficionados.

A simple pH meter - You have to clean its tip with fine sandpaper and a clean rag. Then introduce the tip on the substrate and take the reading after one minute. The substrate must be moist. The results are not consistent and the system is not reliable.
Mis conclusiones, como aficionado, es que no importa que utilidad se emplea: cualquier medición, aunque no sea totalmente exacta, es mejor que ninguna. Además, los remedios que pongamos para corregir el pH  probablemente tampoco serán exactos. Lo importante es medir, antes y algún tiempo después y actuar en consecuencia. Las tolerancias de la planta harán el resto. My conclusions, as a hobby gardener, are that it is irrelevant what utility I use: any measurement, even if not very accurate, is better than none. Besides, the remedies that I shall use will not be accurate either. It is important to measure before and some time after the correction and to act accordingly. Tolerances of plants will do the remainder.

Sulfato y quelato de hierro

El problema más frecuente es la deficiencia de hierro en las plantas acidófilas en un substrato de pH elevado. El síntoma es la clorosis, amarillamiento de la hoja.

El hierro es absorbible por la planta en su forma de valencia 2 (ferroso). Los compuestos ferrosos se transforman rápidamente en férricos en el suelo, por lo que muchas plantas los absorben con mayor dificultad.

Con la intención de aportar hierro se acostumbraba a utilizar el sulfato ferroso-férrico (comercialmente, sulfato de hierro) con un éxito limitado ya que se degradaba transformándose rápidamente en férrico. Un efecto secundario de este producto era que tendía a aumentar la acidez del suelo, que ayudaba a las plantas acidófilas. Las plantas mejoraban y se creía que era por el hierro cuando en realidad era por la bajada de pH.

El compuesto de hierro ideal para las plantas es el denominado quelato de hierro, que se degrada muy lentamente en el terreno. Viene en forma de polvo o gránulos solubles. Puede aplicarse al terreno directamente o disolverse en agua y regar.

Iron sulfate and iron chelate

The most frequent problem is the deficiency in iron in acid loving plants on a too high pH substrate. The symptom is chlorosis, yellowing of leaves.

Iron can only be absorbed by the plants on its ferrous form (val. 2) The ferrous compounds are quickly transformed into ferric (val. 3) on the soil, so many plants find difficulties for absorbing them.

With the intention of adding iron,  ferrous-ferric sulfate ( commercially known as ferric sulfate) was used in the past with limited success, as it was degraded, being quickly transformed into ferric. A side effect of this product was that it tended to raise the acidity of the soil, helping acid loving plants. The plants improved and it was thought that it was because of the iron while the truth behind was that the pH had been lowered.

The iron compound ideal for the plants is known as iron chelate. It comes as dust or granules, soluble in water. It may be applied directly to the soil (granules) or may be dissolved in water (dust) and water the plants with this solution afterwards.

Hemos visto cómo el substrato influye en el pH y algunos trucos para corregirlo. En la página siguiente continuaremos con los otros factores que influyen en el pH: We have seen how the substrate influences the pH and a few tricks to correct it. On next page we are continuing with the other factors influencing the pH:

1. El substrato
2. La calidad del agua
3. Los fertilizantes
4. Las mismas plantas

1. Substrate
2. Water quality
3. Fertilizers
4. Plants themselves

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