Субстраты!
Субстраты.
В наши края, наконец, пришла весна, что для растениеводов означает-начало дачного сезона.
Сегодня мы разберем важную тему — субстраты.
Субстраты — это природные компоненты или их заменители, заменяющие растению почву, и имеющие пористую структуру, обеспечивая растению больший приток кислорода. Увеличение пористого пространства, стимулирует бурный рост растения, корням не приходится пробивать себе путь, как в грунте, а сэкономленную энергию, растение использует для развития и укрепления иммунитета.
Хороший субстрат должен отвечать определенным требованиям:
- Механическая плотность, позволяющая удерживать растение в вертикальном положении, на протяжении всей жизни.
- Подходящий химический состав: баланс хлорида натрия, отсутствие токсичных элементов для человека, а также химическая инертность, позволяющая субстрату не вступать в реакцию с микро и макро элементами, являющимися пищей для растений.
- Влагоёмкость, позволяющая удерживать в себе, необходимое растению количество влаги.
- Аэрационные свойства, способствующие нужной водо- и воздухопроницаемости.
Важный момент — как бы хорош не был, выбранный вами субстрат, периодически его следует менять, так как при продолжительном использовании его химические и физические свойства ухудшаются.
Теперь перейдем к конкретике, и разберемся с разновидностями субстратов. Для любителей цифр, и для тех, кто любит «глубоко копать», мы приводим научные данные, по каждому виду.
Для удобства использования информации, к каждому виду субстратов мы прилагаем ссылку, на проверенный нами лично вариант, идеально выполняющий свой функционал, и помогающий гроверу в его созидательной деятельности.
Субстраты бывают двух типов: неорганические и органические. На применении органических субстратов, базируется один из методов гидропоники — хемпоника.
Неорганические субстраты
Минеральная вата — это легкий субстрат с максимальной объемной плотностью (0,1 г/ см3) и высоким объемом пористости (до 98%). Это смесь 3 минералов: базальта, известняка и кокоса, сплавленных при температуре 1600 ° С. Кокос в этой реакции играет роль топлива. В расплавленном состоянии из смеси, формируются волокна, которым далее придается форма плит или кубиков, различного размера. Растения, имеющие сильную корневую систему, выращивают в 2 этапа: молодые растения проращивают и некоторый период содержат, в маленьких кубиках минеральной ваты, а затем, когда корневая система развивается, выставляют на большие плиты-маты.
Плюсы минеральной ваты:
— Нейтральность, с точки зрения взаимодействия с питательным раствором, хотя она и содержит множество металлов (железо, медь, цинк), которые при определенных условиях могут поглощаться растением.
— Коммерческая выгодность, за счет чего она является лидирующим субстратом, применяющимся в парниковой отрасли для выращивания цветов и свежих продуктов питания.
Минусы минеральной ваты:
— Высокая влагоемкость и низкое влагоудержание. При поливе, нижняя часть (около 1 см) насыщается водой, почти не оставляя воздуха (4%), а верхняя часть быстро высыхает, и на ней осаждаются соли, если их не смывать чистой водой. Градиент влажности в субстрате между поливами, скачет от насыщенного на дне, до очень сухого наверху.
Минеральную вату можно использовать до 3 раз, при условии, если урожаи не страдали от патогенов, и вы промыли субстрат с хорошей дозой энзимов.
Керамзит — легкий пористый материал, получаемый путем обжига глины или глинистого сланца. Для изготовления этого субстрата глину обжигают в печи при высокой температуре – 1200 ° С, предварительно, сформировав из них небольшие комочки (окатыши). В течении этого процесса, газы расширяются и образуют в глине поры. Размеры окатышей, для субстрата, варьируются от 4-8 до 8-16 мм. Плотность колеблется от 0.5 до 1 г/см3. Содержание воды крайне низкое, воздуха-высокое.
Важный момент — окатыши неправильной формы, более пористы и лучше подходят, как субстрат, чем окатыши круглой формы, за счет обеспечения более качественного контакта корней с воздухом.
— Дренаж. Это свойство позволяет использовать питательный раствор, без ограничений. Керамзит не забирает питательную ценность раствора.
— Возможность многоразового использования. Достаточно просто промыть субстрат, и если есть подозрение на патогены, вымочить керамзит в отбеливателе, затем снова промыть.
— Керамзит, в прошлом глинистая минеральная порода. При взаимодействии с водой, он частично растворяется, высвобождая минеральные элементы: калий, кальций, магний, железо. Эти элементы могут менять pH и ppm питательного раствора. Нам это не надо, поэтому помещаем керамзит на ночь в сильно кислотный раствор, лучше с буферными добавками. На следующий день замочить на несколько часов в чистой воде. Высушить примерно за 2 часа и керамзит готов к применению.
Если вы хотите применить керамзит для биопоники (культивирование растений, где одновременно применяются правила гидропоники и органики), смешайте керамзит с кокосовым волокном (примерно 1 к 9) и так вы заселите в него необходимые для процесса выращивания микроорганизмы.
Перлит — вулканическое стекло с высоким содержанием воды. Его измельчают, классифицируют и нагревают до 1000 ° С, в результате он увеличивает объем от 5-20 раз. Получается пористый зернистый материал, серо-белого цвета, различного размера. Наиболее подходящий размер частиц, для гидропоники 1,5-3 мм.
— Легкость. При плотности 0,1 г/см3.
— Влагоудерживающая способность. Удерживает в 4 раза больше воды, чем собственный вес.
— Нейтральность. Не забирает в себя питательные вещества из раствора.
— Бесполезен для использования в помещении, так как всплывает во время орошения.
Перлит пригоден для повторного использования. Достаточно промыть его водой, с хорошей дозой энзимов.
Вермикулит — получают из глинистого минерала, с слоями, содержащими влагу. Сначала его измельчают и нагревают до 1000 ° С. Водяной пар формирует хлопья, размером 2-8 мм, плотностью 0.1 г/см3 и нейтральным pH 7-7,5.
— Влагоемкость. Удерживает в 3-4 раза больше воды, чем весит.
— Хорош для использования в смесях.
— Хорош для фаз прорастания и укрепления черенков.
— Взаимодействие с катионами раствора, за счет отрицательного заряда частиц субстрата. Также возможно взаимодействие с ионами фосфата.
— Относительно легко разлагается.
Так же к неорганическим субстратам относятся: стекловата, гидрогель, песок, цеолиты, гравий, гранитный щебень, лавовые породы, пемза.
Органические субстраты:
Кокосовый субстрат — это кокосовый койр, волокно из межплодника орехов кокосовой пальмы. Кокосовый койр — это побочный продукт, после изготовления половиков, веников и подобных товаров. Выглядят как короткие волокна, длиной 15-33 см длины и 0.05-03 см толщины. Стенки волокон состоят из целлюлозы. Белые и мягкие в незрелом виде, но по мере накапливания лигнина, становятся красновато-бурыми и жесткими. Гибкое волокно получают из недозрелых плодов, бурое — из полностью созревших. Далее койр высушивают и спрессовывают в брикеты, плиты и гранулы. 1 кг спрессованного материала дает 14 литров субстрата.
На что стоит обратить внимание, при использовании кокосового субстрата:
Возможно высокое содержание хлорида натрия (поваренной соли). После сбора шелуху часто вымачивают в соленой воде, для придания мягкости, и удобства переработки. Так же большая часть кокоса произрастает на берегах океанов, в очень соленой воде. Раньше, из-за высокого содержания соли, кокос применялся только в открытых системах, во избежание отложения солей, но сейчас, после обработки, его используют и в замкнутых системах.
Широкий диапазон pH и электропроводимости кокосового субстрата, позволяет ему взаимодействовать с питательным веществом, удерживая катионы (Са и Mg), и высвобождая ионы К.
Органическое происхождение кокосового субстрата облегчает распространение полезных микроорганизмов, чье воздействие желательно и благоприятно. Кокосовый субстрат используется в теплицах всего мира, для выращивания овощей, фруктов и декоративных растений, часто оставляя позади другие субстраты.
Торфяной мох — болотное растение, род мха, из которого образуется торф. Залежи торфа начали формироваться 14 тыс. лет назад. Торф разный по составу и свойствам, в зависимости от видов накопленных растений и способов разложения. Все виды торфа имеют кислотную среду. Торф широко применяется в смесях, зачастую с песком, глинистыми примесями и органикой.
Катионный обмен торфа имеет широкий диапазон, в зависимости от стадии разложения растений. Чем больше разложение торфа, тем интенсивнее его взаимодействие с питательным раствором.
Так же к органическим субстратам относятся: древесная кора, опилки, рисовая шелуха, отходы хлопчатника.
Как правило, они используются в составе смесей.
Современная индустрия растениеводства, постоянно экспериментирует с составами, существенно помогая, нам, гроверам, на всех этапах.
Например, идеальный вариант для проращивания rootriot
Источник
Субстраты для гидропонного выращивания
В современном понятии «гидропоника» — термин, объединяюзий в себе несколько методов выращивания растений без использования почв. Характерной особенностью, объединяющей методы гидропоники, является подача питательных элементов к корням растений в растворах нужной концентрации. Производители сельхозпродукции, работающие с методами гидропоники, получают значительные урожаи при экономии площадей и затрат на логистику при доставке продукции с поля. Зелень, овощи и ягоды при этом получаются экологически чистые и высокого качества.
Методы возделывания сельскохозяйственных культур, объединяемые в гидропонику, включают:
- собственно гидропонику — возделывание растений в воде, удерживаемых в стаканчиках наполненых торфами, мхом или любым другим субстратом;
- гидрокультуру — возделывание растений в субстрате, в который с нужной периодичностью подаются растворы питательных веществ;
- хемокультуру — растения растут в органических субстратах, пропитанных растворами солей;
- ионопонику (ионитопонику) — применяется в лабораторных условиях для растений, выращиваемых в пробирках с агаром в качестве удерживающего компонента;
- хайпонику — высокотехнологичная гидропоника, сочетающая элементы гидрокультуры с автоматизацией процессов жизнеобеспечения растений, контролем состояния среды и организма.
Томаты, огурцы, землянику и зелень выращивают на гидропонике с применением субстратов. Рассмотрим их виды, предъявляемые технологические требования, преимущества и недостатки.
Требования к субстратам для гидропоники
Субстрат для гидропоники или среда, заменяющая в обычных условиях грунт, должна обладать свойствами, лучшими, чем почва и создавать условия для роста и развития растений, приближающиеся к оптимальным. Так, основные показатели субстратов сводятся к следующим:
- плотность, достаточная для обеспечения механической основы для размещения корневой системы;
- инертность в отношении химических реакций с растворами, используемыми для питания растений;
- воздухо- и водопроницаемость примерно в равных пропорциях;
- оптимальная водоудерживающая способность (влагоемкость).
Промышленность выпускает современные недорогие субстраты, которые обладают хорошими технологическими свойствами и имеют
продолжительный срок службы. Одноименные строительные материалы в качестве субстратов использовать нельзя, поскольку в них добавляют вещества, которые могут быть ядовиты для растений.
Органические субстраты
Органические субстраты для гидропонного выращивания включают кокосовое волокно, древесную кору, мох, торф, отходы обработки хлопчатника. Эти компоненты хорошо удерживают влагу, пропускают воздух. Однако их кислотность может широко варьировать в зависимости от технологии производства, они подвергаются гниению, в них поселяются болезнетворные бактерии.
Гравий и гранитный щебень
Эти строительные материалы широко применяются в качестве наполнителей в гроубоксах, а также в дренажных системах. Особенно хороши они для систем с периодическим затоплением. Наиболее подходит фракция 2-5 мм.
Преимущества гравия
Основные преимущества гравийных наполнителей:
- долговечность;
- относительная дешевизна;
- хорошая аэрация корневой системы;
- возможность повторного использования после промывки.
Для промывки используют дистиллированную воду, перекись водорода, раствор отбеливателя.
Недостатки гравия
К недостаткам гравийных субстратов относят:
- низкую водоудерживающую способность (влагоемкость на уровне 8-9 %);
- высокое содержание известковых компонентов и повышенная щелочность;
- накопление солей по мере увеличения срока эксплуатации.
Для снижения щелочности субстрата его промывают ортофосфорной кислотой или раствором суперфосфата 200 г на 10 л воды. Для повышения влагоемкости смешивают с вермикулитом.
В качестве субстрата применяется сфагновый мох.
Преимущества мха
Для достижения оптимальных свойств мох следует увлажнять нечасто. Преимущества чистого субстрата из мха:
- обеспечивает хорошее удержание корневых систем, мягкий материал не травмирует корни;
- хорошо пропускает воздух;
- удерживает остаточно влаги для всех возделываемых культур.
В северных регионах — это дешевый и распространенный материал для гидропоники, в то время как в южных может ощущаться его дефицит.
Недостатки мха
Со временем мох как органический материал начинает разлагаться, и его частицы могут засорять системы рециркуляции водных растворов.
Песок
Песок издавна дополняют в грунты для создания легких механических свойств, преодоления слеживания почвенных частиц. Для гидропоники применяется крупнозерная фракция 0,6…2,5 мм.
Преимущества песка
Песчаный наполнитель обладает следующими положительными свойствами:
- хорошо пропускает влагу;
- прочно удерживает корни;
Это широко распространенный дешевый материал. Однако в городских условиях для частного пользования не всегда доступен в чистом виде. Песко-соляную смесь, используемую в городах для борьбы с гололедом, применять в качестве наполнителя для гидропоники нельзя.
Недостатки песка
Песок в процессе использования имеет тенденцию к слеживанию, перестает пропускать воздух и накапливает соли кальция (известь). Для преодоления этих негативных явлений его используют в смеси с агроперлитом и промывают ортофосфорной кислотой.
Субстрат для гидропонного выращивания — сфагновый торф верховых болот. Его зольность (содержание элементов) должно быть нормальным (не более 12 %). Высокозольную разновидность торфа применяют только в качестве удобрения.
Преимущества торфа
Торфяные наполнители имеют преимущества:
- одинаково хорошо удерживают влагу и пропускают воздух;
- не требуют частого увлажнения;
- влага распределяется по глубине слоя равномерно;
- растения могут использовать питательные вещества самого торфа.
Для контроля за потреблением питательных веществ из субстрата используют аналитический метод.
Недостатки торфа
Торф имеет кислую реакцию среды, которую в ряде случаев следует нейтрализовать. При переизбытке торфа рассада овощных культур болеет черной ножкой. Торфяной субстрат засоряет установки рециркуляции растворов. Обычно торф используют в смеси с агроперлитом или вермикулитом.
Кокосовое волокно
Представляет собой высушенные и измельченные оболочки кокосовых орехов. В процессе роста последних в кожуре накапливается большое количество элементов питания, ростовые и противомикробные вещества. Растения в таком субстрате полностью обеспечены элементами, не подвергаются болезням. Гидропоника как отрасль значительно продвинулась с началом использования кокосового волокна.
Преимущества кокосового волокна
У этого экологически чистого субстрата масса положительных свойств:
- удержание влаги кокосовым волокном оценивается семикратно относительно собственного веса с одновременным пропусканием излишков воды;
- высокая аэрированность материала за счет пористости;
- не подвержен разрушению, имеет долгий срок службы без потери свойств.
Брикеты кокосового волокна перед использованием замачивают, они приобретают цвет кофе. Субстрат, обладающий оптимальными свойствами, состоит на 50 % из кокосового волокна и 50 % керамзита.
Недостатки кокосового волокна
К недостаткам этого субстрата можно отнести то, что у некоторых производителей бывает материал, насыщенный морской солью. Поэтому необходимо внимательно изучать описание продукта и следовать инструкциям по его промывке.
Неорганические материалы широко используются в системах гидропоники, поскольку они долговечны, химически инертны, хорошо пропускают воздух и влагу. Современные неорганические субстраты для гидропоники включают керамзит, вермикулит, минеральную вату, перлит, гидрогель, пеностекло, серамис и другие.
Керамзит
Это продукт обжига глины в виде окатышей коричневого цвета размером 5-40 мм, пористый внутри. Широко используется как дренаж.
Преимущества керамзита
Это хороший материал для гидропоники в силу ряда свойств:
- удерживает много воздуха и хорошо пропускает влагу;
- можно использовать повторно несколько раз.
Однако зачастую недостатки превалируют над преимуществами, из-за чего этот материал используется в гидропонных смесях.
Недостатки керамзита
- влагоемкость не превышает 60 %;
- относительная дороговизна материала;
- разрушается корнями на более мелкие частицы;
- при взаимодействии с растворами питательных веществ изменяет рН, что может негативно отразиться на росте растений;
- накапливает патогены.
Для повторного использования материал нуждается в промывках и обеззараживании перекисью водорода 3 %.
Вермикулит
Вермикулитом называют минерал из группы гидрослюд. Под воздействием высоких температур порядка 800-1000о материал приобретает слоистую структуру. Минералы, входящие в его состав — соединения кальция, магния, алюминия, железа, кремния, становятся доступны растениям и активно регулируют их рост.
Преимущества вермикулита
Этот субстрат имеет массу преимуществ:
- поглощает влагу в объеме 400 %;
- слоистая структура обеспечивает наличие пор, аэрированность и неслеживаемость материала;
- растения в субстрате с добавлением вермикулита не поражаются болезнями и вредителями, хорошо переносят засуху, обеспечены макро-, мезо- и микроэлементами;
- хорошо себя зарекомендовал для проращивания семян и укоренения черенков.
Вермикулит редко применяется для гидропоники в чистом виде, его добавляют для улучшения свойств других субстанций.
Недостатки вермикулита
В чистом виде использовать материал для гидропоники дорого.
Минеральная вата
Как субстрат для гидропоники минеральная вата подходит идеально. Впервые этот материал применили в Дании в 1969 году. Субстанция образуется путем плавления смеси, состоящей из 60 % базальта, 20 % известняка и 20 % кокса при температурах свыше 1500о.
Преимущества минеральной ваты
- минеральный материал не содержит питательных веществ и химически инертен;
- высокие капиллярные свойства минваты;
- продолжительный срок службы;
- среда стерильная, чистая от токсинов и патогенов.
Промышленность выпускает для разных целей гидропоники пробки, кубики, блоки, маты и кассеты из минваты.
Недостатки минеральной ваты
Минеральная вата производится с добавлением известняка, из-за чего имеет повышенную щелочность, не обладает буферными свойствами и раствор быстро принимает рН питательного компонента.
Пеностекло
Ячеисто-пористый гидропонный материал, содержащий обособленные пузырьки стекла.
Преимущества пеностекла
- нетоксичный, химически и рН нейтральный материал;
- хорошо удерживает корневую систему;
- не слеживается;
- обеспечивает корни водой и воздухом в оптимальных соотношениях;
- источник кремния для растений;
- долговечный материал, подходит для многоразового использования.
Пеностекло отлично подходит для выращивания капризных орхидей.
Недостатки пеностекла
Пеностекло пока недешево, оно редко используется как чистый субстрат, его целесообразно смешивать с другими материалами.
Серамис
Глинистый гранулят для растений. Обладает высокой пористостью, легкий, влагоемкий.
Преимущества серамиса
- оптимальный водно-воздушный режим;
- субстрат свободен от патогенов;
- не уплотняется;
- поры поглощают питательные вещества, которые затем постепенно высвобождаются из них и обеспечивают растения нужными веществами.
Недостатки серамиса
Подходит преимущественно для комнатных растений, выращивания бонсай и не подходит для зелени, земляники.
Перлит
Силикатный материал вулканического происхождения, который в процессе переработки измельчают и нагревают до 1000о. Очень легкий, но при работе пылящий материал. В смесях с другими компонентами годится для выращивания любых культур.
Преимущества перлита
- хорошо удерживает кислород;
- химически и физически стабилен;
- обладает хорошей глубинной и продольной капиллярностью.
Чтобы вырастить рассаду, перлитовый субстрат смешивают с вермикулитом в равных пропорциях.
Недостатки перлита
Как очень легкий материал, вымывается в гидропонные системы и засоряет их. Перлитом наполняют гидропонные системы фитильного типа.
Гидрогель
Полимеры, при увлажнении набухают и удерживают влагу. Корни растений легко поглощают питательные вещества из раствора, удерживаемого гидрогелем.
Преимущества гидрогеля
- удерживают очень много воды: на 1 г до 500 мл.
Недостатки гидрогеля
В чистом виде применяется редко, только в контейнерах небольших объемов и единичных растений.
За гидропонным выращиванием растений стоит будущее не только в нашей стране, но и во всем мире. Технологии позволяют накормить население экологически чистой продукцией по недорогой цене, а производителя обеспечить гарантированной прибылью.
Источник