EC/pH Inline-Messung
Kurzdefinition
Kontinuierliche EC- (Electrical Conductivity) und pH-Messung in der Nährlösung ist für Cannabis-Hydroponik und Rezirkulationssystemen unverzichtbar. EC ist ein Proxy für die Gesamtnährstoffkonzentration; pH bestimmt die Nährstoffverfügbarkeit im Wurzelbereich.
Wissenschaftliche Beschreibung
EC – Electrical Conductivity (Elektrische Leitfähigkeit)
Messprinzip: Eine 2-Elektroden-Zelle legt eine Wechselspannung (AC) an die Nährlösung an. Der gemessene Widerstand (Impedanz) wird in Leitfähigkeit umgerechnet: EC = 1 / Widerstand × Zellkonstante. AC-Spannung verhindert elektrolytische Polarisierung der Elektroden.
- Einheit: mS/cm (Millisiemens pro Zentimeter)
- Temperaturabhängigkeit: EC variiert ca. 2 % pro °C → Automatische Temperaturkompensation (ATC) ist kritisch
- Kreuzempfindlichkeit: EC misst ionische Gesamtleitfähigkeit – unterscheidet nicht zwischen Nährstoffen und Schadsalzen
Kalibrierung: Referenzlösung KCl-Standard 1413 µS/cm bei 25 °C (NIST-Standard). Verifizierung wöchentlich.
pH – Potentiometrische Glaselektrode
Messprinzip: Eine H⁺-selektive Glasmembran erzeugt eine elektrische Spannung proportional zur H⁺-Aktivität der Lösung (Nernst-Gleichung). Eine Ag/AgCl-Referenzelektrode stellt das stabile elektrische Gegenpotenzial.
- Temperaturkompensation: pH ändert sich ca. 0,003 pH/°C → ATC unverzichtbar
- Probelebensdauer: 6–18 Monate (Verbrauchsmaterial)
- Verschmutzung: Organische Säuren, Huminstoffe und Mineralsalze verschmutzen die Glasmembran → pH-Drift 0,2–0,5 pH-Einheiten in wenigen Wochen ohne Reinigung
Kalibrierung: Dual-Punkt mit pH 4,01 und pH 7,01 Pufferlösungen. Lagerung in KCl-Lagerlösung.
Inline vs. Tauchelectroden-Messung
- Inline: Sensoren in der Flussleitung integriert → kontinuierliche 24/7-Messung
- Tauchelectrode: Sensor in Behälter eingetaucht → einfacher, günstiger; manuelle Messung
Führende Fabrikate
| Spezifikation | Bluelab Guardian Wi-Fi | Bluelab Guardian Inline Wi-Fi | Hanna Inline-Systeme |
|---|---|---|---|
| EC-Bereich | 0,0–5,0 mS/cm | 0,0–5,0 mS/cm | Je nach Modell |
| pH-Monitoring | Kontinuierlich | Kontinuierlich | Kontinuierlich |
| WLAN-Fernmonitoring | Ja (Edenic App) | Ja (Edenic App) | Ausgewählte Modelle |
| Preis (USD) | 482 | 709 | Variabel |
Atlas Scientific: Modulares System mit digitalen Sensoren (I²C / UART) für DIY-IoT-Integrationen.
Anbau-Relevanz
EC-Zielwerte Cannabis (Orientierung)
- Keimung / Jungpflanzen: 0,4–0,8 mS/cm
- Vegetationsphase: 1,2–2,4 mS/cm
- Blütephase: 1,6–2,8 mS/cm
- Flush / Auswaschphase: <0,5 mS/cm (letzte Woche vor Ernte)
pH-Zielwerte Cannabis
- Hydroponik / NFT / DWC: 5,5–6,5 (optimal 5,8–6,2)
- Coco Coir: 5,8–6,3
- Erde / organisches Substrat: 6,0–7,0 (optimal 6,2–6,8)
pH außerhalb des Zielbereichs sperrt Nährstoffaufnahme (Lockout): z. B. Fe, Mn, Zn bei pH >7,0 nicht verfügbar; Ca, Mg bei pH <5,5 schwer verfügbar.
Kritischer Wartungspfad (pH-Probe)
pH-Proben sind Verbrauchsmaterial – häufig vernachlässigt bis Fehlmessungen zu Nährstoffmangel führen: 1. Wöchentliche Verifikation gegen pH 4,01 und 7,01 Pufferlösungen 2. Monatliche Reinigung (Bluelab Probe Care Kit) 3. Lagerung in KCl-Lagerlösung (niemals in destilliertem Wasser) 4. Austausch spätestens nach 18 Monaten
Verwandte Begriffe
- substratfeuchte-sensoren — Substrat-EC als Ergänzung (TEROS-12 misst beides)
- drahtlose-sensornetzwerke-iot — IoT-Vernetzung und Fernalarm für EC/pH-Drift
- co2-ndir-sensor — Atmosphärisches Monitoring als System-Ergänzung
Quellen
- Bluelab Guardian Monitor Wi-Fi
- Hanna Instruments – Official Website
- Reddit Hydroponics – EC/pH Meter Recommendations
- Wang CT et al. (2022): Air quality in cannabis cultivation facilities. Environ. Sci. Technol. doi:10.1021/acs.est.1c06372