Chất lượng nước tưới là một vấn đề quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trồng trọt trong nhà kính, trồng thủy canh hay giá thể. Có nhiều yếu tố quyết định chất lượng nước. Trong đó quan trọng nhất là độ kiềm, độ pH và hàm lượng muối hòa tan. Nhưng có một số yếu tố khác cần xem xét, chẳng hạn, liệu nước cứng có các muối như canxi và magiê hay các kim loại nặng có thể làm tắc nghẽn hệ thống tưới, hoặc nước có chứa các ion tự do độc hại hay không. Để xác định điều này, nước phải được kiểm tra tại các phòng thí nghiệm được trang bị đầy đủ các dụng cụ và hóa chất cho việc phân tích.

Độ pH và độ kiềm (alkalinity) của nước tưới

Độ pH là một trong những yếu tố quan trong để quyết định sự phù hợp của nước tưới. pH là thước đo nồng độ của các ion hydro (H⁺) trong nước hoặc các chất lỏng khác. Nói chung, nước tưới phải có độ pH từ 5.0 -7.0. Nước có độ pH < 7.0 được gọi là "có tính axit" và nước có độ pH > 7.0 được gọi là "có tính kiềm"; pH = 7.0 là "trung tính". 

Độ kiềm (alkalinity) là thước đo khả năng trung hòa axit của nước. Người ta phân tích độ kiềm bằng cách đo hàm lượng bicacbonat, cacbonat và hydroxit trong nước. Độ kiềm tổng là tổng hàm lượng ion hydrocacbonat (HCO₃^–), cacbonat (CO₃^2-), hydroxyl (OH^–) và các ion muối của một số axit yếu khác như phốt phát, silicat và axit muối hữu cơ. Các chất này đi vào nước từ các vật liệu địa chất của tầng chứa nước, chẳng hạn như đá vôi và đá dolomit. Kết quả xét nghiệm thường được biểu thị bằng "ppm canxi cacbonat (CaCO₃)". Phạm vi mong muốn đối với nước tưới là 0 - 100 ppm CaCO₃ . Mức độ từ 30 - 60 ppm CaCO₃ được coi là tối ưu cho hầu hết các loại cây. 

Nước có độ kiềm vừa phải (30 - 60 ppm CaCO₃) có thể là nguồn cung cấp canxi (Ca) và magie (Mg) quan trọng khi canh tác trên giá thể. Ngoại trừ một số loại phân bón, có nhiều phân bón NPK hòa tan không cung cấp Ca và Mg. Nước có độ kiềm vừa phải có thể có lợi như một nguồn bổ sung Ca và Mg cho các loại cây trồng dễ bị thiếu Ca và Mg.

Phân tích nước tưới luôn phải bao gồm kiểm tra độ pH và độ kiềm. Bản thân việc kiểm tra độ pH không chỉ ra được giá trị của độ kiềm. Nước có độ kiềm cao (tức là hàm lượng bicacbonat hoặc cacbonat cao) thường có pH từ 7 trở lên, nhưng nước có độ pH cao không phải lúc nào cũng có độ kiềm cao. Điều này rất quan trọng vì độ kiềm cao, chứ không phải độ pH, có ảnh hưởng đáng kể nhất đến độ phì nhiêu của giá thể và dinh dưỡng cây trồng.

Trong hầu hết các trường hợp, việc tưới bằng nước có "pH cao" không gây ra vấn đề gì miễn là độ kiềm thấp. Nước có độ pH cao ít ảnh hưởng đến độ pH của môi trường trồng trọt vì nó có ít khả năng trung hòa độ chua. 

Mối quan tâm lớn hơn là trường hợp nước có cả độ pH cao và độ kiềm cao được sử dụng để tưới tiêu. Lý do chính là độ pH của chất trồng có xu hướng tăng đáng kể theo thời gian. Về hiệu ứng, loại nước này như là một dung dịch đá vôi pha loãng. Ở một số vùng, độ kiềm có thể lớn đến mức tỷ lệ bón vôi thông thường phải giảm tới 50%. Vấn đề nghiêm trọng nhất khi cây được trồng trong các vật chứa nhỏ (chậu, túi giá thể,...) vì thể tích chất trồng nhỏ có tính đệm pH để chống lại sự thay đổi kém. Do đó, sự kết hợp của độ pH cao và độ kiềm cao được đặc biệt quan tâm trong các vườn ươm, nơi mà cây con thường được gieo trồng trên các vỉ ươm hay bầu ươm chứa rất ít giá thể. Sự thiếu hụt nguyên tố vi lượng như sắt, mangan và mất cân bằng canxi (Ca) và magie (Mg) cũng có thể do tưới bằng nước có độ kiềm cao.

Ngoài rối loạn dinh dưỡng của cây, nước có độ kiềm cao có thể gây ra các vấn đề khác. Bicarbonat và cacbonat có thể làm tắc vòi phun của máy phun thuốc trừ sâu và hệ thống tưới ống nhỏ giọt với những tác động bất lợi. Hoạt tính của một số loại thuốc trừ sâu, chất bảo quản hoa và chất điều hòa sinh trưởng bị giảm rõ rệt do độ kiềm cao. Khi một số loại thuốc trừ sâu được pha với nước, chúng phải axit hóa dung dịch để có hiệu quả hoàn toàn. Có thể cần thêm chất axit hóa để trung hòa tất cả độ kiềm.

Nếu độ pH của nước trên 7.0 và thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) yêu cầu độ pH thấp hơn, nên thêm chất đệm (axit hóa) để giảm độ pH của nước được sử dụng để pha trộn. Chất đệm không được sử dụng với thuốc BVTV có chứa đồng hoặc canxi như đồng sulfate, hoặc calcium polysulfide. Không nên sử dụng quá nhiều chất đệm vì nó có thể khiến nước trở nên quá axit và có thể gây ra độc tính thực vật. Độ pH 6.0 là đạt yêu cầu đối với hầu hết các loại thuốc BVTV.

Hàm lượng muối trong nước tưới

Muối hòa tan trong nước được đo bằng độ dẫn điện EC, được biểu thị bằng milimhos trên cm (mmhos/cm), tương đương với milliSiemens trên cm (mS/cm). EC đo lượng muối tự nhiên và lượng muối do dư lượng phân bón trong nước và đất gây ra. EC cao có thể xảy ra trong nước từ các ao chứa nhiều dư lượng phân bón, một số loại nước thải được sử dụng để tưới tiêu, nước bị nhiễm mặn ở các vùng gần biển,...

Nước tưới được thêm phân bón hòa tan có EC chủ yếu khoảng 1.5 - 2.5 mS/cm, do đó, để tránh cây bị tổn thương, nước đầu vào phải có EC không cao hơn phạm vi chấp nhận được là 0 - 1.5 mS/cm, các giá trị nhỏ hơn 1 được khuyến nghị cho cây con. Hàm lượng muối hòa tan dư thừa làm suy giảm chức năng của rễ, có thể dẫn đến giảm khả năng hấp thụ nước và thiếu hụt chất dinh dưỡng.

Dựa trên hàm lượng muối hòa tan trong nước, có thể chia thành 4 nhóm như sau:

- Tiêu chuẩn 1: Chất lượng nước thuộc nhóm này phù hợp cho hầu hết các loại cây trồng và có thể sử dụng cho hầu hết các mục đích tưới tiêu.

- Tiêu chuẩn 2: Chất lượng nước tương đối. Không phù hợp cho các phương pháp canh tác cây trồng hạn chế bộ rễ (VD: thủy canh, cây chậu,...).

- Tiêu chuẩn 3: Nước thuộc nhóm này không phù hợp để tưới các loại cây trồng nhạy cảm với nồng độ muối cao và cả các cây trồng hạn chế bộ rễ.

- Tiêu chuẩn 4: Nước không phù hợp để sử dụng canh tác trong nhà kính. Tưới nước này có thể làm giảm năng suất hoặc chất lượng cây trồng. Trong trường hợp dùng nước này để tưới, cần thường xuyên tưới rửa đất để ngăn ngừa tích tụ muối.

Độ cứng

Độ cứng là biểu hiện của lượng canxi và magiê trong nước. Canxi và magie là những nguyên tố cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Canxi trong khoảng 40 - 100 ppm và magie trong khoảng 30 - 50 ppm được coi là mong muốn cho nước tưới.

Có thể cần loại bỏ canxi và magie khỏi nước cứng để hạn chế vảy cặn trắng để lại trên tán lá khi tưới phun mưa. Điều này có thể đạt được bằng cách làm mềm nước; tức là, thay thế canxi và magie bằng kali.

Lưu ý rằng thiết bị làm mềm nước thông thường sử dụng natri, không phải kali. Hàm lượng natri cao có thể gây hại cho cây trồng và nên sử dụng thiết bị làm mềm có sử dụng kali. Tổng hàm lượng muối trong nước không bị thay đổi và kali được cây sử dụng.