Технический паспорт калькулятора
Автор: Воробьев Александр Владимирович · Редакция 1.0.0 · Проверено 22.09.2026
Методика расчёта объёма маточного раствора и EC
Расчёт объёма маточного раствора и параметров рабочего раствора выполняется в несколько шагов. Первый шаг — определение объёма маточного раствора: он равен целевому объёму рабочего раствора, делённому на коэффициент разведения. Например, для 1000 л рабочего раствора при коэффициенте 100× нужно 10 л маточного раствора. Второй шаг — расчёт вклада удобрений в EC. Вклад удобрений равен разности между целевой EC и EC исходной воды: EC_fertilizers = EC_target − EC_water. Это позволяет учесть фоновую электропроводность воды. Третий шаг — проверка соответствия параметров исходной воды нормам таблицы 6 ГОСТ Р 58331.3-2019. Если EC, pH, щёлочность или жёсткость воды превышают нормы для гидропоники, выдаётся предупреждение и рекомендация по водоподготовке. Четвёртый шаг — расчёт объёма воды для разведения маточного раствора. Если маточный раствор готовится из концентрированных солей, объём воды для растворения равен объёму маточного раствора (при полном растворении). Для пропорциональных дозаторов объём маточного раствора = целевой объём / коэффициент разведения, а объём рабочего раствора = целевой объём. Пятый шаг — расчёт итоговой EC рабочего раствора после смешивания: EC_final = EC_water + EC_fertilizers = EC_target (при условии, что вклад удобрений точно соответствует разности). Калькулятор также проверяет, что итоговая EC не выходит за пороги предупреждений (> 3,5 мСм/см) и опасности (> 5,0 мСм/см).
Основные формулы
-
Объём маточного раствора:
V_stock = V_target / K_ratio
V_stock — объём маточного раствора, л; V_target — целевой объём рабочего раствора, л; K_ratio — коэффициент разведения маточного раствора. Например, для 1000 л рабочего раствора при 100× нужно 10 л маточного. -
Вклад удобрений в EC:
EC_fertilizers = EC_target − EC_water
EC_fertilizers — вклад удобрений в электропроводность, мСм/см; EC_target — целевая EC рабочего раствора; EC_water — EC исходной воды. Например, при целевой EC 2,0 и EC воды 0,2 вклад удобрений = 1,8 мСм/см. -
Итоговая EC рабочего раствора:
EC_final = EC_water + EC_fertilizers
EC_final — итоговая электропроводность рабочего раствора. При точном дозировании EC_final = EC_target. Если EC_fertilizers превышает норму (например, EC_target > 3,5), это указывает на риск засоления. -
Объём воды для растворения солей (для ручного приготовления):
V_water = V_stock − V_salts_volume
V_water — объём воды для растворения солей, л; V_stock — объём маточного раствора, л; V_salts_volume — прирост объёма за счёт растворённых солей (обычно 5–10% от массы солей). На практике для маточного раствора объём воды принимают равным 90–95% от V_stock, а после растворения доводят до V_stock. -
Объём рабочего раствора для пропорционального дозатора:
V_working = V_stock × K_ratio
V_working — объём рабочего раствора, получаемый из V_stock маточного раствора при коэффициенте разведения K_ratio. Должен совпадать с V_target.
Пошаговая инструкция
- Шаг 1. Укажите целевой объём рабочего раствора в литрах (V_target).
- Шаг 2. Введите целевую EC рабочего раствора (для вашей культуры и фазы).
- Шаг 3. Укажите коэффициент разведения маточного раствора (для пропорциональных дозаторов — 100× или 200×).
- Шаг 4. Введите EC исходной воды (для водопроводной 0,2–0,7; для деминерализованной 0,01–0,05).
- Шаг 5. Введите pH исходной воды и её щёлочность (если известны).
- Шаг 6. Нажмите «Рассчитать».
- Шаг 7. Ознакомьтесь с объёмом маточного раствора, вкладом удобрений в EC и итоговой EC.
- Шаг 8. Проверьте предупреждения по качеству исходной воды и при необходимости скорректируйте (водоподготовка, подкисление).
Ограничения
- Расчёт справочный. Для точного ведения гидропоники требуется анализ воды и контроль дренажа.
- Не учитывает ионный состав исходной воды (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, бикарбонаты).
- Не учитывает нелинейность вклада разных солей в EC.
- Не учитывает температурную поправку EC.
- Не учитывает ионные взаимодействия и осаждение солей.
- Не рассчитывает массу конкретных солей (для этого используйте hydroponics-npk-calc).
- Не заменяет консультацию агронома-агрохимика.
Допущения
- Предполагается линейная зависимость электропроводности от концентрации солей. На практике разные ионы имеют разную удельную электропроводность, поэтому при высоких концентрациях возможны отклонения до 5–10%.
- Объём раствора равен сумме объёмов воды и солей. На практике при растворении солей объём может увеличиваться на 2–5% из-за гидратации ионов. Для точного расчёта рекомендуется после растворения доводить объём до целевого.
- Итоговая EC = EC_water + EC_fertilizers. Это приближение, справедливое для разбавленных растворов. Для концентрированных растворов (EC > 3 мСм/см) вклад может быть не аддитивным.
- Расчёт не учитывает ионные взаимодействия: осаждение гипса (CaSO₄), связывание фосфатов кальцием, буферизацию бикарбонатами. Эти процессы могут изменять EC и pH рабочего раствора.
- EC зависит от температуры: при повышении температуры на 1°C EC растёт на 2%. Калькулятор не учитывает температурную поправку. Для точных измерений используйте EC-метры с температурной компенсацией или приводите EC к 25°C.
- Коэффициент разведения линейно связан с объёмом: при 100× маточного раствора нужно в 100 раз меньше, чем рабочего. Это справедливо при полном растворении всех солей в маточном растворе.
Особые случаи
- EC исходной воды выше нормы для гидропоники (> 0,3 мСм/см): При EC воды 0,3–0,7 — рекомендуется водоподготовка (смешивание с деминерализованной водой). При EC воды > 0,7 — требуется обратный осмос или дистилляция. Альтернатива: уменьшить целевую EC удобрений, чтобы итоговая EC не превысила норму для культуры.
- Щёлочность исходной воды выше 0,5 ммоль/л: Высокая щёлочность требует подкисления воды ортофосфорной или азотной кислотой до pH 5,5–6,0. Расход кислоты (мл/л) ≈ щёлочность (ммоль/л) × 0,05 для ортофосфорной кислоты 75%. Подкисление нейтрализует бикарбонаты и предотвращает рост pH раствора.
- pH исходной воды выше 7,5: pH воды выше 7,5 неблагоприятен для усвоения железа и микроэлементов. Рекомендуется подкисление до 5,5–6,0. Если pH воды стабильно высокий (> 8,0) — это указывает на высокую щёлочность, требуется водоподготовка.
- Коэффициент разведения 500× и выше: При высоком коэффициенте (500×) объём маточного раствора очень мал (например, 2 л для 1000 л рабочего). Точность взвешивания критична: погрешность 0,1 г даёт ошибку в 5% EC. Рекомендуется использовать маточные растворы с 100× или 200×.
- Коэффициент разведения 10× (низкий): При 10× объём маточного раствора большой (например, 100 л для 1000 л рабочего). Это удобно для ручного приготовления, но требует больших баков для маточного раствора. Может быть невыгодно из-за транспортировки и хранения.
- Итоговая EC выше 3,5 мСм/см: EC выше 3,5 мСм/см — риск засоления субстрата. Проверьте соответствие целевой EC культуре и фазе. Для томата в генеративной фазе 3,0–3,5 — норма. Для салата 2,0 — уже критично. Контролируйте EC дренажа: разница с рабочим раствором не должна превышать 1,0 мСм/см.
- Смешивание маточных растворов А и Б: Кальциевая селитра и сульфат магния несовместимы в концентрированном виде — выпадает гипс. Используйте два бака: А (кальций, железо) и Б (фосфаты, сульфаты, микроэлементы). Смешивайте только в рабочем растворе при разбавлении.
Примеры расчёта
Типовой расчёт: 1000 л рабочего раствора, EC 2,0, 100×
Входные данные:
- Целевой объём рабочего раствора: 1000
- Целевая EC рабочего раствора: 2
- Коэффициент разведения маточного раствора: 100
- EC исходной воды: 0.2
- pH исходной воды: 7
- Щёлочность исходной воды: 1
Результат:
- Объём маточного раствора: 10
- Вклад удобрений в EC: 1.8
- Итоговая EC рабочего раствора: 2
Разбор: V_stock = 1000 / 100 = 10 л. Вклад удобрений = 2,0 − 0,2 = 1,8 мСм/см. Итоговая EC = 0,2 + 1,8 = 2,0 мСм/см. Это стандартный расчёт для пропорционального дозатора 100× в тепличном комплексе.
Высокая EC воды: 500 л рабочего раствора, EC 2,5, 200×
Входные данные:
- Целевой объём рабочего раствора: 500
- Целевая EC рабочего раствора: 2.5
- Коэффициент разведения маточного раствора: 200
- EC исходной воды: 0.7
- pH исходной воды: 7.5
- Щёлочность исходной воды: 2
Результат:
- Объём маточного раствора: 2.5
- Вклад удобрений в EC: 1.8
- Итоговая EC рабочего раствора: 2.5
Разбор: V_stock = 500 / 200 = 2,5 л. Вклад удобрений = 2,5 − 0,7 = 1,8 мСм/см. Итоговая EC = 2,5 мСм/см. Однако EC воды 0,7 > 0,3 (норма гидропоники) и щёлочность 2,0 > 0,5 — выдаются предупреждения. Рекомендуется водоподготовка или корректировка.
Малый объём: 50 л рабочего раствора, EC 1,5, 20×
Входные данные:
- Целевой объём рабочего раствора: 50
- Целевая EC рабочего раствора: 1.5
- Коэффициент разведения маточного раствора: 20
- EC исходной воды: 0.1
- pH исходной воды: 6.5
- Щёлочность исходной воды: 0.3
Результат:
- Объём маточного раствора: 2.5
- Вклад удобрений в EC: 1.4
- Итоговая EC рабочего раствора: 1.5
Разбор: V_stock = 50 / 20 = 2,5 л. Вклад удобрений = 1,5 − 0,1 = 1,4 мСм/см. Итоговая EC = 1,5 мСм/см. Для сити-фермы или любительской гидропоники — стандартный ручной расчёт. Качество воды хорошее — предупреждений нет.
Графики и визуализация
Наглядное представление зависимости параметров:
Линейная зависимость объёма маточного раствора от целевого объёма рабочего раствора при коэффициенте разведения 100×. Каждые 100 л рабочего раствора требуют 1 л маточного. При 10 000 л рабочего — 100 л маточного.
Параметры: Коэффициент разведения маточного раствора = 100
При фиксированной целевой EC = 2,5 мСм/см вклад удобрений уменьшается с ростом EC воды. Чистая вода (0,1) требует 2,4 мСм/см удобрений, жёсткая вода (1,0) — только 1,5 мСм/см. Это важно для расчёта концентрации солей.
Параметры: Целевая EC рабочего раствора = 2.5
Пример расчёта
Исходные данные
- Целевой объём рабочего раствора: 1000 л
- Целевая EC рабочего раствора: 2,00 мСм/см
- Коэффициент разведения маточного раствора: 100×
- EC исходной воды: 0,20 мСм/см
- pH исходной воды: 7,0
- Щёлочность исходной воды: 1,0 ммоль/л
Результат
- Объём маточного раствора: 10
- Объём рабочего раствора: 1000
- Вклад удобрений в EC: 1.8
- Итоговая EC рабочего раствора: 2
- Доля EC воды в итоговой EC: 10
- warnings count: 0
Оценка качества
- Инженерная точность (Для расчёта объёма и EC): Расчёт детерминирован: объём маточного раствора линейно зависит от объёма рабочего и коэффициента разведения. Итоговая EC аддитивна. Точность определяется точностью измерения EC исходной воды и точностью дозирования.
- Точность исходных данных (Зависит от анализа воды): Точность результата определяется точностью EC исходной воды (погрешность EC-метра ±2–5%) и точностью pH и щёлочности. Без анализа воды возможна ошибка в 10–20%. Для точного расчёта требуется анализ воды по таблице 6 ГОСТ Р 58331.3-2019.
- Ограничения (Когда результат нельзя использовать напрямую): Не учитывает ионный состав воды, нелинейность EC, температурную поправку, ионные взаимодействия. Не рассчитывает массу конкретных солей. Для точного ведения гидропоники требуется контроль дренажа и корректировка.
- Рекомендация (Как повысить точность): Проведите анализ воды по таблице 6 ГОСТ Р 58331.3-2019 (pH, EC, щёлочность, жёсткость, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Cl⁻). Используйте EC-метр с температурной компенсацией. Контролируйте EC дренажа. Корректируйте объём маточного раствора по фактическому состоянию растений.