2015年10月18日日曜日

世界樹計画試作1号機、液体肥料ハイポニカと電気伝導度

Introduction

本日の観測から芽でたい事に二十日大根が発芽した事がわかった。少し前に発注していた電気伝導度計も都合よく届いたので液体肥料ハイポニカを試作1号機へ入れる。

ハイポニカの適切な濃度と電気伝導度について確認し、水槽の大きさと状態から投入すべきハイポニカ原液の量を概算、電気伝導度の確認と調整を行う。

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Liquid manure

つまり液体肥料。液体肥料ハイポニカは2つの原液を適当に混合し水で希釈して使用する。推奨される濃度は水に対して1/500とされている。

しかし、1/500という濃度には初心者向けの優しい配慮と真実があるらしく(†1)、どうも理想的には水耕栽培中に使う液体、つまり希釈ハイポニカ水溶液の濃度は1/250程度が良いらしい(†2)。

Electric conductivity meter

つまり電気伝導度計。農業業界でECと略語があれば電気伝導度の事。

液体肥料ハイポニカの適当な濃度を確認する目的で濃度に比例する電気伝導度の値を用いる事は水耕栽培に限らず技術的な農業の専門家にはごく一般的になっているらしい。

幸いいつもの密林に分け入ると比較的安価な電気伝導度計も幾つか見つかり、それでも世界樹計画試作1号機には十分な測定精度が得られるようなので早速ALTEC KL-21を試作1号機へ追加購入とした。

理想的な1/250希釈ハイポニカ水溶液の電気伝導度は 2.4 mS/cm らしい(†3, †4)。

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Calculating concentration

つまり濃度計算。

試作1号機の水槽フレームは60cm×30cmの面、高さは40cmの外形。これに水位13.5cmまでノルマルな水がポンプとディフーザーで空気を含みながら循環している。

実際には水槽フレームの厚みにより内容は凡そ59cm×29cm、水位は底面のフレーム高さを除くと凡そ13cmと読める。よって溶液層の体積は、

59 [cm] * 29 [cm] * 13 [cm] = 22,243 [cm*cm*cm]

このように概算できる。

溶液層には栽培層のフレーム、ポンプ、ディフーザーなどの構造物が含まれるため、この体積を1%と目測すると、溶液層に占める水の体積は、

22,243.6 [cm*cm*cm] * ( 100 [%] - 1 [%] ) = 22,020.6 [cm*cm*cm]

このように概算できる。

目標とするハイポニカの希釈度は 1/250 であるから、ハイポニカ原液の投入量は、

22,243.6 [cm*cm*cm] / ( 1 / ( 1 / 250 ) - 1 ) = 88.4 [ml]

このように概算できる。

ハイポニカのラベルにある取り扱いの説明を読むと、

500倍希釈: 3 L の水に A液 6 cc 、B液 6cc
1000倍: 6L の水に A液 6 cc 、 B液 6cc

このような記述があるので、試作1号機へのハイポニカの投入量はA液とB液をそれぞれ 88.4 [ml] とすれば良いらしい。(つまり、計 176.8 [ml] のハイポニカ原液が投入される。)

ハイポニカA液500ml、B液500mlのセットに付属のスポイトは3ml計量なので、これを使う場合はA液とB液のそれぞれについて 29.5 回ちまちまと水槽へハイポニカ原液を投入する事になる。

ハイポニカはA液もB液も明らかに一般的な水よりもそれぞれ比重が重い水溶液なので重量計で88.4gを量り取っても必要量からは相当ずれてしまうと思われお勧めできない。重量ベースで量り取る場合には比重を測定した方が良いと思われる。

参考値として、 88.4 [ml] のハイポニカA液の重量は 100.0 [g] 、B液の重量は96.5 [g] であった。但しこの測定は 分解能 0.5 [g] の一般家庭向けキッチンスケールとハイポニカ付属の精度が不明のスポイトによる目測によるによるものなので、正確な比重を得るには心許なくあくまでも参考値の旨を強調しておく。

Electric conductivity measurement

つまり電気伝導度測定。ハイポニカを投入してから5分ほど待ちある程度の循環による混合が行われたと仮定し、この時点での試作1号機の溶液の電気伝導度を先の電気伝導度計により計測した。

測定ポイントA: ハイポニカ投入位置周辺(水槽角、水流ポンプ&ディフューザー付近)の電気伝導度は 2.07 mS/cm であった。

測定ポイントB: 投入位置から最も離れた位置となる水槽の対角位置周辺の電気伝導度は 2.05 mS/cm であった。

測定ポイントC: 測定ポイントAと測定ポイントBにより直角三角形を構成する直角のうち水槽の構造上ポンプに近い側、つまり測定ポイントAから水流ポンプにより水中でハイポニカの濃厚溶液が射出されやがて測定ポイントBも経由した後に水流が経由する地点周辺。水槽の4つの角のうち最後に水流が循環すると思われる角での電気伝導度は 2.03 mS/cm であった。

測定ポイント 電気伝導度 [mS/cm]
A 2.07
B 2.05
C 2.03
目標値 2.40

概ね低い。

参考(†3)によると、

※計算上は12リットルの液肥は10ccのハイポニカ肥料でEC0.5ms/cm上昇します。

とあるので、おおよそ 22 L 程度と思われる培養液の体積に対しては 18.33 ml のハイポニカで 0.5 mS/cm 程度上昇するものと思われる。現在最も電気伝導度が高い測定ポイントAが 2.07 mS/cm であり、 0.3 mS/cm 程度上げる為には 11 ml 程度のハイポニカ投入量と推測できる。

ハイポニカA液、B液をそれぞれ 11ml 追加投入したところ測定ポイントCにおける電気伝導度は 2.20 mS/cm まで上昇した。

さらにハイポニカA液、B液をそれぞれ 9ml 追加投入したところ測定ポイントBにおける電気伝導度は 2.40 mS/cm 、測定ポイントCにおける電気伝導度は 2.37 mS/cm まで上昇した。

測定ポイント 電気伝導度 [mS/cm]
A n/a
B 2.40
C 2.37
目標値 2.40

厳密に 2.40 mS/cm でなくともハイポニカ濃度は十分に適正範囲と判断できるため投入をここで終了する事とした。

Reference

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