De Estimative Index

De Estimative Index

Ik blijf mij verbazen hoeveel mensen terughoudend reageren met de gedachte om 'droge meststoffen' te gaan doseren in hun bakken. Ze geven liever erg veel geld uit aan commerciële producten, die zijn samengesteld uit in hoofdzaak dezelfde ingrediënten gemengd met water.
Bijvoorbeeld, een toevallige blik op de website van een bekend meststofproducent blijkt dat hun stikstof product bestaat uit 1,5% oplosbare stikstof en 2% oplosbaar kalium. Dat betekent ook dat het is samengesteld uit ongeveer 96,5% water.
Dit product is zeer waarschijnlijk vervaardigd door toevoeging van kaliumnitraat (KNO3) en Kaliumfosfaat (KH2PO4) en gedistilleerd water.

Hier zijn enkele analytische gegevens. De nummers zijn een ruwe schatting en ik heb geen berekening gedaan naar het moleculair gewicht:
Een liter van een typische commerciële vloeibare voeding bevat 6 gram KH2PO4 (Kaliumdihydrogenfosfaat) en 2 gram oplosbare KNO3 (kaliumnitraat). Dit kost u in de winkel ongeveer 28,- En voor diezelfde 28,- kun je zelf een totaal van 70 liter bemesting voor je plantjes maken... (getallen zijn een benadering)

EI in een notendop

Een plant heeft een bepaald maximum voor het opnemen van voeding. Als je er voor zorgt dat er altijd die maximale hoeveelheid voedingsstoffen in je water aanwezig is hebben de planten dus nooit een tekort.
Er zijn testen gedaan met hoeveel voeding een plant kan opnemen bij maximaal licht.
Zowel voeding als licht werden evenredig opgevoerd tot op het punt dat dit niet meer resulteerde in groei.
Dat verzadigingspunt werd bereikt bij de NPK waarden van 30/10/40.
Omdat in de praktijk bleek dat deze waarden in voeding toch bij sommige planten problemen ging veroorzaken is er een veilig grens vastgesteld op NPK op 20/2/20 wat vandaag de dag de standaard is voor de EI.

Velen zijn terughoudend om deze droge meststoffen te gebruiken omdat de chemische namen en formules veelal intimiderend zijn.
In dit artikel zal ik proberen om u te laten zien hoe het doseren van droge meststoffen eigenlijk erg gemakkelijk is. Met het hoogste rendement op de investering van uw tijd en geld. De eerste stap in het wegnemen van onze vooroordeel over wat deze poeders feitelijk zijn. In plaats van ze zien als giftige chemicaliën moeten we deze poeders zien als voedsel voor uw planten. Het zijn immers 'zouten' en worden gebruikt op dezelfde manier als tafelzout. U mengt deze zouten met water om tot een bepaalde 'smaak' te komen.

De theorie van EI
EI staat voor Estimative Index. Dit is niet zomaar een willekeurige marketing kreet. Een Index is een referentiepunt van waaruit we verschillen of afwijkingen kunnen meten. We bepalen de hoeveelheid voedsel die nodig is voor een bepaalde verzameling planten onder een bepaalde reeks voorwaarden (maximaal groeiomstandigheden). Deze hoeveelheid voeding voor maximale groei noemen we de Index en we maken een nauwkeurige inschatting van de voedingstoffen die we nodig hebben in verschillende condities en als de omstandigheden variëren.

Het doel van EI is om planten nooit een tekort krijgen aan hun benodigde voedingsstoffen.
De meest voorkomende uitdrukking die gebruikt word in de EI is de term "Onbeperkte voedingstoffen". Dit betekent dat er nooit een situatie voorkomt dat de plant voedingsstoffen nodig heeft en dat deze niet aanwezig zijn in de bak.

Een andere veel voorkomende uitdrukking is "Opname". Net als een zeef, trekken planten water door hun membranen en filteren de aanwezige voedingsstoffen uit het water. Op deze manier word er steeds voedingsstoffen uit het water en vanuit het substraat opgenomen zodat op ten duur het gehalte aan voedingsstoffen in het water zal dalen tot nul. Deze opname van voedingsstoffen uit het water noemen we 'opname'.

De hoeveelheid voedingsstoffen die gedurende een bepaalde tijdsperiode wordt opgenomen noemen we de "opnamesnelheid".
Wanneer we een bepaald gewicht van voedingsstoffen toevoegen aan het water, lost dit op en het creëert een zekere "concentratie" aan voeding in de bak.
1 milligram poeder opgelost in 1 liter water produceert een concentratie van 1 "ppm". (parts per million)
Het is veel gemakkelijker om over concentratie te praten dan in plaats van het aantal milligram. Want op die manier kunnen we twee bakken vergelijken ongeacht hun grootte. 1 ppm in een 20 liter bak heeft precies dezelfde concentratie als 1 ppm in een 1000 liter bak. Echter de 1000 liter bak heeft 50 keer zoveel gewicht in poeder erin opgelost (het heeft namelijk ook 50 maal de hoeveelheid water).

De plant heeft namelijk geen idee of het zich in een kleine bak of een grote bak bevind. Het bemerkt alleen de concentratie voedingsstoffen wat door de membramen heen stroomt. Niet het totale gewicht van voedingsstoffen wat is opgelost in de bak.
Als je de concentratie van een poeder bepaald op maandag om 12.00 uur en je meet 10 ppm en je meet vervolgens opnieuw op dinsdag 's om 12.00 uur en je hebt een waarde van 8 ppm dan zal het opname niveau worden uitgedrukt als '2 ppm per dag'.

Dit is de fundamentele rekenkundige formule van elk doseringsschema en het is zeer belangrijk om vertrouwd te raken met de begrippen concentratie-niveaus en opnamesnelheden. Het concentratieniveau moet worden gezien op dezelfde manier als bijvoorbeeld de zoetheid van een frisdrank. (bijvoorbeeld; bevat 25% geconcentreerd appelsap)
De opnamesnelheid van een voedingsstof door een plant wordt vooral bepaald door de hoeveelheid licht op het bladoppervlak. Meer licht zorgt voor meer "vraag" om meer voedingsstoffen door de plant.

Je kunt het een beetje vergelijken met een 'productielijn' van een fabriek.
Op zo'n productielijn worden alle verschillende voedingsstoffen verzameld en vermengd en deze worden verkocht. Wat niet word verkocht word vervolgens getransporteerd naar de opslagruimtes.
De plant doet hetzelfde: ze neemt alle mogelijke verschillende soorten voedingsstoffen en gebruikt deze voor de groei. Wat ze niet nodig heeft word opgeslagen in haar wortels, stengel of bladeren.
Hoog licht versnelt het tempo van deze 'productielijn' en de plant moet dan het tempo versnellen van de voedingsstof opname. Als er een voedingstekort optreed van 1 of meerde voedingsstoffen is haar 1e reactie de reserves aan te spreken. Als er in deze periode nog steeds geen nieuw voedingsstoffen worden aangeboden (via het water of de bodem) raakt het voedsel uit de reserves op en de gezondheid van de plant gaat achteruit.

Snelgroeiende stengelplanten kunnen alleen maar snel groeiend vanwege de extreme opnamesnelheden die ze hebben in combinatie met de beschikbaarheid van voedingsstoffen. We zien dan ook dat als een 75 liter bak wordt verlicht door bijvoorbeeld 20 watt licht de opname traag is; als voorbeeld laten we zeggen 1 ppm per dag. Dan zou je er voor moeten zorgen dat in de bak altijd tenminste 1 ppm voedingsstoffen aanwezig is om aan de behoeften van de planten te voldoen. Als ik een tweede 20 watt lamp ga plaatsen zal de opname gaan toenemen tot misschien wel 2 ppm per dag. Als ik dan alleen maar 1 ppm per dag zou leveren komt die 'productielijn' snel tot stilstand. Ik moet namelijk minstens 2 ppm per dag leveren. Het logische gevolg zijn dan voedingstekorten.

Meer licht creëert altijd een hogere opname van voedingsstoffen en CO2. Hogere opname van brandstoffen geeft altijd krachtiger groeicijfers. De eerste EI experimenten volgde deze redenering en lichtsterkte werd continue verhoogd en voedingstoffen evenredig toegevoegd voor steeds hogere opnamesnelheden van de plant. Op een gegeven moment werden de fysieke beperkingen van de opname zodanig bereikt dat het toevoegen van meer licht en voeding geen verbeterde groei tot stand bracht.

Je kan zien dat bij de meeste soorten waterplanten, een minimale lichtintensiteit noodzakelijk is voor groei van 15-55 micromol PAR (LCP). Als de lichtintensiteit in ons aquarium lager is dan gaan planten eenvoudig niet groeien.
Schaduwtolerante plantensoorten (bijvoorbeeld mossen, varens) hebben ongeveer 5-10 micromol PAR nodig. Daarentegen zijn de meeste snelgroeiende soorten waterplanten minstens 35-50 umol PAR.
Halve groeisnelheid (½V maximum of 50% van de maximale groeisnelheid) bereiken de snelgroeiende waterplanten bij ongeveer 100 tot 150 micromol PAR en de maximale groeisnelheid (LS) doet zich in het algemeen voor bij 600 tot 700 micromol PAR.

Uit de literatuur blijkt vaak dat de verzadiging van fotosynthese van waterplanten meestal optreden bij 15-50% van de zonnestraling (2.000 micromol PAR), wat overeenkomt met 300 tot 1000 micromol PAR.
Om waterplanten te laten groeien vereisen ze meestal ten minste 1-4% van de volledige zonne-instraling (20-80 micromol PAR).
Dit is de reden om bij het laten groeien van verschillende soorten waterplanten aan te raden om de volgende (minimum) lichtwaardes te gebruiken:

Op een wekelijkse basis, zijn dit de maximaal opneembare voedingstoffen volgens de Estimated Index:
Nitraat (NO3) 20ppm per week - Kalium (K) 20ppm per week - Fosfaat (PO4) 2 ppm per week -
Magnesium (Mg) 10 ppm per week - IJzer (Fe) 0,2 ppm per week

Deze cijfers vertellen ons dat als we de wekelijkse ppm toevoegen van elke voedingsstof, dan verstrekken we de maximale hoeveelheid voedingsstoffen die planten kunnen opnemen, zelfs bij de maximaal dosering licht.
Er is een probleem is dat we niet precies weten hoeveel minder voedingsstoffen we nodig hebben voor goede groei omdat we te maken hebben met verschillende soorten planten en verschillende soort lichtniveaus. Maar het goede nieuws is dat het niets uitmaakt...

Als de scape minder licht heeft dan het maximale betekent dat eenvoudigweg dat er een minder grote foutmarge is, en er is kleinere kans dat de planten meer consumeren dan we doseren.
Na een beetje ervaring en zorgvuldige controle zullen we in staat zijn om vast te stellen, als we zouden willen, met hoeveel we de dosering met 'lage' verlichting kunnen verlagen. Dit is waar het woordje "Estimative" belangrijk wordt...

Als we bijvoorbeeld die 20 ppm nitraat per week willen bereiken kunnen we aannemen dat de bak een opnamesnelheid heeft van 20 ppm / 7 dagen per week = 3 ppm per dag (min of meer).
We kunnen natuurlijk elke dag 3 ppm toevoegen, maar de ontwikkelaar van deze procedure heeft vastgesteld dat we het totaal van 20 ppm gewoon kunnen verdelen over 1 week. Dat wil zeggen 7 ppm drie keer per week - ma-wo-vr (vermoedelijk makkelijk te onthouden). De 3X dosering per week is tegenwoordig een standaard procedure, maar dit is niet een vereiste.

Hieronder een voorbeeld van de manier waarop de referentie 75 liter bak kan worden gedoseerd. De berekeningen zijn al gedaan om de ppm om te zetten naar grammen:

Zondag - 50% waterwissel dan [1 gram KNO3] + [0.5 gram KH2PO4] + [0.5 gram MgSO4]
Maandag - 0.5gram CSM+B (Sporenelementen, zoals boor, koper, ijzer, mangaan, molybdeen en zink)
Dinsdag - [1 gram KNO3] + [0.5 gram KH2PO4] + [0.5gram MgSO4]
Woensdag - 0.5 gram CSM+B
Donderdag - [1 gram KNO3] + [0.5 gram KH2PO4] + [0.5 gram MgSO4]
Vrijdag - Rustdag
Zaterdag - Rustdag

Als je deze bemesting zou doseren in een bak met het maximale licht zou je een maximale opname hebben (3ppm). Dan zou de volgende dag de voedingstoffen nagenoeg 'op' zijn. Als je dan een dag niet zou doseren zou je echt met vuur spelen.
Maar aangezien er bijna niemand is die deze maximale lichtsterkte gebruikt heb je altijd een gezond overschot aan voedingstoffen in de bak.
Voor sommige mensen is dit reden tot ongerustheid en zijn bang voor een "Nutrient Build-up" of toxicity.
Maar, het maakt gewoon niets uit. Met de EI methode heb je daar geen last van omdat je elke week je waarden reset met een waterwissel. Die "Nutrient Build-up" komt alleen door de snelle verandering vanwege de bijproducten van vis en plantaardige metabolisme. Dode en rottende bladeren, eiwitten en enzymen ontlading, uitwerpselen, urine en afval. Ze ontleden zich allemaal in ammoniak in de bak. Het doel van waterwissels is om zoveel mogelijk van dit organische afval te verwijderen

Het bovengenoemde bemestingsvoorbeeld is voor een 75 liter. Is je bak half zo groot dan kunt u gebruik maken van de helft van de poeders. Is je bak 2x zo groot maakt u gebruik van 2x de hoeveelheid poeders.
Het is daarbij geen noodzaak om precies te zijn in de afwegingen. Het is ook niet noodzakelijk om te berekenen hoeveel water u werkelijke hebt (20 liter tank, maar slechts 15 liter water). Dat is de reden waarom dit "Estimated Index" heet. Zolang u meer doseert dan de maximaal mogelijke opname van de planten zullen ze niet verhongeren.

bron: barrreport, UKAPS

Waarom zie je bij sommige gebruikers een rustdag bij het gebruik van de EI?

De reden hierachter is de gedachtegang dat, ondanks je waterwissels, toch de voedingswaarden gaan oplopen na verloop van tijd.
Om die ophoping toch enigszins uit te stellen worden er 1 dag geen voedingsstoffen toegevoegd zodat planten de eventuele 'overschotten' kunnen verbruiken en deze ophoping van 'ongebruikte' voedingsstoffen zo langzaam mogelijk te laten verlopen.
Andere gebruikers maken geen gebruik van een rustdag en doseren gewoon elke dag de vastgesteld geconcentreerde hoeveelheid voeding.

Beide manieren hebben wel 1 ding gemeen; de waarden gaan hoe dan ook oplopen.
Maar die ophoping zal in de praktijk niet tot concentraties leiden dat het voor problemen gaat zorgen voor de planten. De verhoogde concentraties zouden wel een negatieve impact kunnen hebben op vissen en andere bewoners! Vooral jonge vissen blijken gevoelig te zijn voor hoge concentraties voedingsstoffen in het water die bij de EI gehanteerd worden.

Als je er toch niet gerust op bent of je hebt een andere goede reden waarom je de concentraties voedingsstoffen niet wil laten ophopen is het verstandig om periodiek deze waarden te gaan bepalen dmv. druppeltesten. Als je bemerkt dat de waarden teveel gaan oplopen zou je altijd een paar keer een extra waterwissel kunnen uitvoeren om na de normale wekelijkse reset een extra periodieke reset uit te voeren.

De Estimative Index is niet dè ultieme bemestingsstrategie!

Eigenlijk is de EI bedoeld voor de beginner, omdat deze de risico's (van algen en duidelijke plantgezondheidsproblemen) zal minimaliseren en de werkwijze erg eenvoudig is. Maar naar verloop van tijd gaat men ervaring opbouwen en uiteindelijk kiezen voor een andere manier van bemesting. De EI is niet alomvattend en er kleven ook nadelen aan.

The Small Planted Tank