Memahami Oksigen Terlarut

Kurt Becker 

Bahkan petani non-teknis memiliki pemahaman dan penghargaan untuk pengukuran yang digunakan dalam rumah kaca yang tumbuh saat ini. Pemantauan dan optimalisasi pH dan Konduktivitas Listrik (EC) telah menjadi praktik standar, meningkatkan kesehatan tanaman dan kualitas di seluruh industri. Dengan mengukur dua faktor sederhana ini, sebagian besar masalah nutrisi dapat dihindari. Pengukuran Dissolved Oxygen (DO) juga terbukti sama pentingnya untuk pertumbuhan tanaman. Seperti dua pengukuran lainnya, ada tingkat minimum yang diperlukan untuk tanaman yang sehat. Selain itu, dengan mengoptimalkan DO, seperti halnya dengan pH dan EC, kita dapat melihat peningkatan besar dalam pertumbuhan dan kualitas tanaman. Namun, petani jauh lebih sedikit yang memanfaatkan, atau bahkan menyadari, dari pengukuran ini.

Banyak praktik di botani sudah mempertimbangkan efek oksigen pada zona akar. Di lapangan, kami mengolah tanah. Antara lain, ini menambah ruang udara untuk memberikan oksigen ke akar. Dalam hortikultur, media tanam dipilih dengan pertimbangan untuk porositas karena alasan yang sama. Manfaat oksigen bagi akar tanaman, dan rhizosfer secara umum, telah ditentukan dengan baik oleh para petani. Namun, sebagian besar tidak menyadari tingkat oksigen yang terkandung dalam air irigasi mereka dan tidak menyadari bahwa ada metode untuk meningkatkan tingkat ini.

Oksigen terlarut hanyalah jumlah oksigen (O2) yang terlarut dalam air. Ini adalah salah satu indikator terbaik dari kualitas, dan kemampuan mendukung kehidupan, air. Orang-orang membutuhkan jumlah oksigen yang tepat di atmosfer untuk bertahan hidup. Dan, sama seperti ikan membutuhkan jumlah oksigen terlarut yang tepat dalam air untuk bertahan hidup dan berkembang, begitu juga tanaman.

Diukur dalam mg / l, sebagai persen kejenuhan (%) atau dalam bagian per juta (ppm), kadar oksigen terlarut dipengaruhi oleh suhu dan salinitas air, dan juga oleh tuntutan kimia dan / atau biologi lainnya (COD / BOD) dari air. Air dingin dapat menahan oksigen terlarut lebih banyak daripada air hangat (lihat Gambar 1) dan air tawar dapat menahan oksigen terlarut lebih banyak daripada air asin. Jumlah maksimum DO yang dapat ditahan air disebut nilai saturasi. Itu mungkin, dan sangat sering diinginkan — terutama di rumah kaca — untuk melampaui titik saturasi alami DO dalam air. Ini disebut super-saturasi.

Pada tingkat sekitar 5 mg / l oksigen terlarut, air irigasi biasanya dianggap sedikit dapat diterima untuk kesehatan tanaman. Kebanyakan tanaman rumah kaca, bagaimanapun, akan berkinerja lebih baik dengan tingkat yang lebih tinggi. Tingkat 8 mg / l atau lebih tinggi umumnya dianggap baik untuk produksi rumah kaca dan tingkat yang jauh lebih tinggi, setinggi 30 mg / l atau lebih, dapat dicapai dan dapat bermanfaat. Jika kadar DO di bawah 4 mg / l, air bersifat hipoksia dan menjadi sangat merugikan, mungkin fatal, bagi tumbuhan dan hewan. Jika ada DO yang parah, di bawah sekitar 0,5 mg / l, airnya anoxic. Tidak ada tumbuhan atau hewan yang dapat bertahan hidup dalam kondisi anoxic. Air irigasi di banyak rumah kaca memiliki tingkat yang sangat rendah — sering dalam kisaran hipoksia yang berbahaya.

 Sayangnya, tanpa pengukuran dan kesadaran akan oksigen terlarut di air irigasi rumah kaca, masalah yang disebabkan oleh air hipoksia dalam pertumbuhan tanaman sering tidak terdiagnosis atau salah didiagnosis. Untungnya, pemantauan DO cukup mudah. Sama seperti pH dan meter EC, ada berbagai perangkat yang tersedia dengan berbagai kualitas, akurasi, dan kemudahan penggunaan untuk menguji tingkat oksigen terlarut dalam air.

Saat mengukur DO, penting untuk memahami permintaan oksigen di sistem irigasi dan di akar. Ada banyak hal yang akan menggunakan oksigen di lingkungan ini. Ini adalah alasan bahwa Anda mungkin menguji 8mg / l DO di sumur atau kepala sumur, tetapi hanya 5mg / l di pabrik. Bahan organik dalam air, atau biofilm dalam pipa Anda, akan mengkonsumsi oksigen. Karena alasan ini, penting untuk menguji di beberapa lokasi dan mencari cara untuk menghapus sebanyak mungkin permintaan biologis.

Namun, efek merugikan dari kadar oksigen terlarut rendah seharusnya bukan satu-satunya alasan untuk mengukur. Peningkatan DO dalam air irigasi tidak hanya dapat mencegah masalah, tetapi dengan tingkat super-jenuh, dapat meningkatkan kualitas dan pertumbuhan tanaman, mengurangi waktu tanam dan kesehatan secara keseluruhan. Tingkat oksigen terlarut yang tinggi mendorong pertumbuhan akar yang sehat. Sistem perakaran membutuhkan oksigen untuk respirasi aerobik, suatu proses penting yang melepaskan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan akar yang sehat dan tanaman yang sehat.

 Penelitian menunjukkan bahwa kadar oksigen terlarut yang lebih tinggi di zona akar sebagian besar tanaman menghasilkan massa akar yang lebih tinggi. Tanaman dengan massa akar tumbuh lebih sehat dan lebih cepat. Akar tumbuhan adalah di mana ia mendapatkan sebagian besar inputnya untuk pertumbuhan, termasuk air dan nutrisi. Akar sehat dengan pasokan oksigen yang baik memiliki respirasi yang lebih baik dan mampu menyerap lebih banyak ion dalam larutan, seperti garam mineral penting, fosfor dan kalium. Ketika ada lebih sedikit oksigen di dalam air daripada yang ada di pabrik, ini mengurangi permeabilitas akar ke air, sehingga mengurangi (bahkan membalik) penyerapan nutrisi.

 Tanaman yang lebih sehat adalah tanaman yang lebih efisien

DO bukan hanya nutrisi tambahan yang harus lebih diperhatikan karena membuat tanaman lebih sehat; ada dampak ekonomi langsung, juga. Ketika digunakan dengan benar, itu dapat mengurangi jumlah nutrisi dan mikronutrien yang diperlukan, serta jumlah bahan kimia yang mahal, seperti fungisida. Selain itu, bukti menunjukkan bahwa pertumbuhan tanaman meningkat dengan tingkat super-saturasi DO, mengurangi waktu tanam dan meningkatkan hasil buah atau berbunga.

 Meningkatkan kadar oksigen terlarut dapat dilakukan melalui berbagai metode. Aerasi atau agitasi sederhana dapat meningkatkan oksigen terlarut yang cukup untuk mencegah masalah. Menyuntikkan udara atau, terutama, oksigen murni dapat meningkatkan tingkat juga, tetapi hanya setinggi tingkat kejenuhan. Memperhatikan suhu juga dapat membantu meningkatkan DO, karena air yang lebih dingin dapat menahan lebih banyak oksigen. Selain itu, air pada tekanan atmosfir akan menahan lebih sedikit oksigen daripada saat di bawah tekanan. Bayangkan sebuah botol berisi air berkarbonasi: saat berada di bawah tekanan, air menahan lebih banyak karbon dioksida daripada yang bisa ketika tutupnya dilepas dan tekanannya dilepaskan. Begitu botol dibuka, CO2 mulai keluar dari air, effervescing. Hal yang sama berlaku dengan oksigen. Menambahkan oksigen ke sistem bertekanan dapat meningkatkan level DO.

Ozonisasi adalah metode lain untuk meningkatkan kadar oksigen dalam larutan. Seperti injeksi oksigen, suntikan gas ozon akan meningkatkan oksigen terlarut. Namun, ozon atau O3 hampir 13 kali lebih larut dalam air daripada O2. Ini memungkinkan kadar oksigen yang jauh lebih besar untuk dilarutkan ke dalam air. Karena O3 sangat tidak stabil dan kembali ke O2 dengan cepat, O3 meninggalkan tingkat oksigen terlarut yang super jenuh di dalam air. Karena sistem tetap di bawah tekanan, tingkat DO dapat dipertahankan pada lebih dari 300% tingkat kejenuhan DO.

Sambil menambahkan oksigen terlarut, ozon memiliki manfaat tambahan karena ia mengoksidasi bahan organik dan biofilm dalam pipa, mengurangi permintaan oksigen dan membantu mempertahankan tingkat DO yang lebih tinggi

Menempatkannya pada Ujian percobaan dilakukan di Metrolina Greenhouses di Huntersville, North Carolina. Memanfaatkan unit pengolahan air portabel yang terdiri dari penyaringan dan ozonisasi, manfaat air super-jenuh dengan oksigen terlarut diuji terhadap sumber air standar mereka. Tiga rumah kaca diuji secara berdampingan menggunakan benching dan booming yang identik. Yang satu menggunakan air kolam mereka, satu menggunakan air sumur mereka dan yang ketiga menggunakan air kolam mereka yang diolah dengan sistem percobaan. Secara konsisten, sumbat di rumah kaca ketiga yang menggunakan perawatan ozon memiliki tingkat perkecambahan yang lebih tinggi, waktu tanam yang lebih cepat, pertumbuhan akar yang lebih baik (lihat foto) dan perkembangan daun yang lebih baik. Pengukuran oksigen terlarut mereka di air irigasi yang digunakan di rumah ketiga adalah 300% lebih besar daripada di dua rumah lainnya (lihat Gambar 2).

Dalam ringkasan akhir dari percobaan dan tahun pertama mereka menggunakan sistem perawatan lengkap mereka sendiri, Metrolina melaporkan bahwa mereka melihat rata-rata dua minggu waktu tanam yang lebih singkat pada kebanyakan liners, dengan pengurangan waktu tanam lengkap hingga empat minggu. Sistem akar yang lebih kuat dengan lebih sedikit kerusakan dan lebih banyak toleransi kekeringan dicatat, serta penghilangan semua biofilm dari filter dan pipa, dan pengurangan keseluruhan dalam penyusutan mereka sebesar 66% dari rata-rata tiga tahun sebelumnya.

Hasil ini sangat mengesankan dan dapat dicapai oleh orang lain dengan peralatan yang tepat. Namun, petani dapat meningkatkan kesehatan air mereka dalam jangka pendek dengan hanya memperhatikan oksigen terlarut di air mereka. Minimal, pemantauan DO di air irigasi dapat membantu mencegah masalah atau menyarankan tindakan yang berbeda ketika masalah muncul.

 Dalam jangka panjang, kemampuan untuk mengoptimalkan kadar oksigen dapat meningkatkan kualitas kesehatan tanaman, mengurangi waktu panen dan menghilangkan penyusutan, sama seperti fokus pada pengoptimasi input lainnya di masa lalu. GT

Kurt Becker adalah Wakil Presiden Eksekutif — Penjualan & Pemasaran di Dramm Corporation di Manitowoc, Wisconsin..