Искусственная почва для гидропоники

Субстраты для гидропоники

При выращивании растений методом гидропоники вместо грунта применяют субстрат. Вопрос о его выборе – один из важнейших. Вместе с питательным раствором и воздухом он образует искусственную корнеобитаемую среду и выполняет якорную функцию.

Субстратов существует сотни – некоторые применяют самостоятельно, другие – в комбинациях. Какие-то лучше показывают себя при укоренении. Другие используют в фитильном методе, а при выращивании с активным током воды они ведут себя хуже. Хороший результат дает комбинирование – поскольку каждый вид обладает достоинствами и недостатками, то в смесях один дополняет другой.

Какими должны быть субстраты, используемые в гидропонике?

Большинство материалов почти стерильны, не поддаются гниению и химически инертны – не участвуют в реакциях с элементами зоны корневой среды, имеют нейтральную кислотность PH. Это означает, что питательный раствор проходит через корни, не меняя своего химического состава.

Инертность не единственный и определяющий критерий – так, перлит, совершенно лишенный органики, содержащий минимум химических элементов, редко используют в чистом виде. Напротив, фаворит гроверов кокосовое волокно может содержать избыток морской соли (хлорида натрия).

В практике гидропоники востребованы и химически активные субстраты – ионообменная смола эффективно сорбирует продукты метаболизма прикорневой зоны и ионы питательного раствора.

Требований к корнеобитаемой среде достаточно много:

Влагоудерживающая способность и влагоемкость. Влагоемкость – сколько воды может впитать субстрат. Влагоудерживающая способность – насколько «охотно» среда отдает эту влагу корням. Эти два показателя должны находиться в равновесии.
Пористость на единицу объема – у субстратов она на треть выше, чем у обычной почвы, что обеспечивает воздухо- и влагопроницаемость. Воздухопроницаемость – важное преимущество почвозаменителя в гидропонике. Корни не тратят энергию на прокладывание путей, чтобы добыть питание и воздух, а направляют ее на рост зеленой массы.
Гранулометрический состав – оптимальная механическая плотность и размер гранул. Так, между мелкими песчинками, которые использовали в первых системах гидропоники, очень малое промежуточное пространство. Между крупными камешками гравия пространства больше, но пропадает капиллярный эффект: вода просто стекает. Измельченный вермикулит хорошо удерживает воду, керамзит плохо и это надо учитывать.
Срок безопасной службы субстрата ограничен и плодородие питательного поля постепенно снижается. На его долговечность влияют вещества циркулируемого раствора, биологические выделения корней, микрофлора, которая неизбежно заселяет прикорневую зону. Керамзит, перлит со временем крошатся – их заменяют раз в 3-4 года.

По происхождению почвозаменители делят на естественные (вермикулит, опилки) и искусственные (ионообменная смола, вспененный полистирол). Естественные подразделяют на органические (сфагнум, кокосовое волокно) и минеральные (песок, керамзит).

Неорганические субстраты для выращивания методом гидропоники

Наиболее популярный материал в коммерческой гидропонике и у частных гроверов из-за низкой цены. Легкий, стерильный, близкий по физическим свойствам к верховому торфу. Волокна не слеживаются, благодаря особому веществу в составе.

Перед закладыванием в систему минеральную вату промывают, чтобы избавиться от щелочной реакции, которая особенно опасна для сеянцев. Но в дальнейшем она принимает кислотность питательного раствора. Служит три года при ежегодной смене культуры и стерилизации.

Отличный выбор для коммерческого и малообъемного выращивания растений на гидропонике с реверсивной технологией. Керамзит получают из глины, он относительно недорогой, обладает нулевой питательной ценностью, хорошо дренирует. Его легко стерилизовать между сборами урожая, и он служит до пяти лет.

Лучше всего подходят окатыши неправильной формы – больше площадь контакта между корнями и средой, растения получаются крепче, рост активнее.

не удерживает воду – его увлажняют почаще, чтобы корни не пересыхали
некоторые виды могут повысить щелочность питательного раствора, что компенсируют замачиванием на ночь в сильной кислоте
на керамзите плохо приживается микрофлора.

Вермикулит применяют, как добавку к другим субстратам (перлиту, торфу) или при прорастании семян, укоренении, зеленом черенковании.

Отличный биостимулятор – содержит окиси кремния, алюминия, магния, железа. Легко вбирает воду и так же легко отдает. Количество влаги, которое может удержать в четыре раза собственного объема, но при этом снижается доступ воздуха к корням. Вспученная при термообработке глина недостаточно инертна: удерживает катионы питательного раствора и меняет его состав.

Вермикулит используют при выращивании растений в условиях периодического затопления, в системах капельного полива. Его часто добавляют в смеси и корнеобитаемая среда приобретает рыхлость, буферность. Популярный «счастливый» субстрат гровера – комбинация вермикулита с перлитом в пропорции 1:1.

Инертный, нейтральный по PH, с высокой воздухоемкостью, образует разветвленную систему капилляров с активным продольным распространением влаги. Это отличный выбор для установок фитильного типа, в чистом виде используют в мешочной культивации. В основном входит в смешанные субстраты, как стабильный компонент, улучшающий аэрацию прикорневой среды.

Главный недостаток легкость: перлит в три-четыре раза легче воды, плохо удерживает корни и легко смывается – в активных системах выращивания растений задействовать его невозможно.

Работать с перлитом нужно в пылезащитном респираторе – в составе термообработанной силикатной породы есть стекло.

Гранитный щебень, гравий

Применять можно материал не известкового происхождения. Это самый долговечный субстрат для динамических систем выращивания, но требует частого увлажнения. Способность удерживать воду зависит от размера фракции – чем мельче, тем больше влаги в корневой зоне. Оптимальный диаметр гравийных частиц 2-5 мм, но может быть и больше.

Органические субстраты для выращивания растений методом гидропоники

Продукт переработки кокосовой кожуры считают большим шагом в эволюции беспочвенной технологии: микроскопические губчатые волокна создают идеальную капиллярную сеть. Пористость гарантирует доступ кислорода. Фитогормоны и противогрибковые вещества, которые в природных условиях защищают семя, в гидропонике ускоряют прорастание и укоренение.

Среди достоинств кокосовой койры:

подходит для любой культуры, химически инертный
период сработки может достигать восьми лет
устойчивая механическая структура и PH почти оптимальный для большинства растений
служит благоприятной средой для формирования микрофлоры
Недостаток – не нужно путать с кокосовым материалом, который используют для мульчирования, он нарезан более крупными кусками. Главный минус кокосового волокна – повышенное содержание соли хлорида натрия.

Субстрат считается добротным, одним из лучших, но, чтобы не удерживал лишнюю влагу, его разбавляют более сухими видами, например, керамзитом. Кокосовое волокно используют в замкнутой системе гидропоники, в установках с капельным поливом.

Демонстрирует высокую влагоемкость, при орошении хорошо сжимается, равномерно распределяет влагу по всей толщине. Для гидропоники пригоден хорошо разложившийся материал с верховых болотных зон и зольностью до 12%.

При выборе субстрата для выращивания методом гидропоники, нужно учитывать много факторов:

— технологию
— видовые характеристики выбранных культур
— стоимость, доступность, срок эксплуатации, условия возобновления
Проверенные производители гарантируют инертность, нормализованное PH, защиту от патогенов.

Также на рынке есть и более экзотические субстраты, например, пеностекло для растений.

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:

1. плотность, достаточная для обеспечения механической основы для размещения корневой системы;
2. инертность в отношении химических реакций с растворами, используемыми для питания растений;
3. воздухо- и водопроницаемость примерно в равных пропорциях;
4. 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