Чем отличается грунт от субстрата.
Многие проблемы при выращивании декоративных растений связаны с качеством субстрата. Выращивая даже обычные цветущие или декоративно — лиственные растения, обращайте внимание на то, чтобы субстрат был качественным. Он долго сохраняет свою структуру, благодаря лучшей буферности сглаживает отрицательное влияние ошибок ухода, частых поливов и неправильных подкормок. Подбирайте грунт так само тщательно, как выбираете растение. Экономия тут довольно сомнительная. Можно экономить гривну и потерять растение за сотни гривен.
Субстрат ( происходит от латынского sub — под и stratum — слой, substratum) буквально — подстилка, основа, подкладка, питательная среда. Это понятие очень широкое. Употребляется как синоним субстанции. В биологии — опора, питательная среда для растений и микроорганизмов, основа для жизни животного или растительного организма, среда его постоянного пребывания и развития. В природе это может быть минеральный грунт, голая скала, лесная подстилка.
Чаще всего искусственный субстрат представляет собой материал или специально подготовленную смесь естественных или синтетических компонентов (кроме естественной минеральной почвы), пригодную для роста и развития растения. Он механически закрепляет корни, поставляет воду, воздух и питательные вещества, предназначен заменить растению естественный минеральный грунт, в котором оно вырастает в природных условиях. Это определение относится к материалам, предназначенным для выращивания растений в горшках, контейнерах, мешках, блоках. Как утверждают лингвисты, многообразие слов, называющих явление, говорит о его широком распространении.
В теории все просто. Но когда заходит речь о приобретении конкретных товаров, представленных на украинском рынке, с определениями начинается большая путаница: между производителями нет согласия относительно терминологии. В других европейских странах ситуация аналогична. Одни пишут «субстрат» на упаковках с определенным составом компонентов, среди которых чаще всего фигурируют та или другая садовая земля, торф, сфагнум, песок и комплекс питательных элементов. Другие считают субстратом только один из этих компонентов, например, определенный вид торфа, цеолит или минеральную вату. Некоторые фирмы землями или грунтом называют продукцию для любителей, а субстратами — для профессионалов.
Нередко производители называют субстратами землесмеси, предназначенные для определенных видов растений. Так все таки — грунт или субстрат? Мы считаем что это синонимы. В быту более понятным и употребительным является определение грунт, земля, цветочный грунт, горшечный грунт, цветочная земля, а среди профессионалов — субстрат. Мы будем употреблять оба термина, подразумевая при этом смесь для выращивания растений в контейнерах. Новые стандарты Украины, приведенные в соответствие с нормами EN, используют термин среда роста или выращивания ( укр. середовище росту). Российские стандарты используют термин агросубстрат. Не так важно как назвать, более важным является суть, то есть что это собой представляет.
Следует различать субстрат и питательный грунт. Питательные грунты содержат высокие дозы питательных элементов ( содержание доступных форм азота, фосфора, калия составляет 600 и более мГ/л ). По сути это органоминеральные или органические удобрения. В чистом виде их нельзя применять для выращивания растений.
Возможно Вы будете удивлены, но хороший цветочный грунт (читай субстрат) в действительности совсем не содержит минерального грунта (земли), а представляет собой сложную композицию, включающую верховой торф, вермикулит, перлит, компостированную хвойную кору или лесоматериалы, песок, мел или доломит. Эти компоненты должны быть смешаны изготовителем горшечного грунта в надлежащих пропорциях. Такие безземельные смеси для выращивания растений профессионалы называют чистыми («soіlless mіxes»). Это означает, что они не содержат переработанных сельскохозяйственных или бытовых отходов, какой либо полевой земли. Сначала они были разработаны для промышленного выращивания посадочного материала как стерильные и свободные от переносимых грунтом болезней растений и способные обеспечивать быстрый рост корней. Сегодня многие версии этих профессиональных чистых смесей можно найти магазине среди лучших горшечных грунтов. Хотя и более дорогие, качественные грунты поощрят растения в ваших контейнерах расти, расти и расти так же, как они делают это в оранжереях и рассадниках.
Как определить качество горшечного грунта ?
Обычный эталон хорошей земли — чернозем совершенно не годится для оценки горшечного грунта. Хороший грунт можно узнать без сложных лабораторных исследований по физическим свойствам. Внешне это мелковолокнистая умеренно влажная, сыпучая, коричневая масса с включениями минеральных частиц светлого или золотистого цвета. Мало пылеобразных частиц. Без следов плесени. Имеет слабый приятный грибной запах земли. Хорошо принимает воду. При сжатии в ладони сильно увлажненного образца вытекает светлая или слегка мутная жидкость коричневого цвета. Руки не пачкает. Отжатая масса упруга, губчатая, легко рассыпается, не выдавливается между пальцами как глина.
Источник
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
О субстратах
По происхождению субстраты делят на естественные и искусственные. К естественным относят органические (торф, мох) и минеральные (гравий, песок и др.), а к искусственным — минеральные, полученные на основе обработки минеральных заполнителей (керамзит, вермикулит и др.), и синтетические, являющиеся производными различных химических процессов (поливинилхлорид, ионообменная смола).
Как и любой материал, субстрат характеризуется рядом общих физико-механических показателей (плотность, твердость, прочность и т. д.). Но когда речь идет об использовании субстрата в качестве заменителя почвы, важное значение приобретают особые его свойства: водовместимость, водоудерживающая способность, влагоемкость, поскольку они во многом определяют условия питания растений.
Различают инертные и химически активные субстраты. К первым причисляют такие, которые не сорбируют на своей поверхности ионы питательного раствора и продукты метаболизма — обменных реакций растений — и не выделяют в раствор каких-либо веществ (кварцевый гравий, синтетические материалы, полученные в результате полимеризации). Ко вторым относят те, что обладают емкостью поглощения и сорбируют ионы питательного раствора или продукты метаболизма растений (ионообменные смолы).
Гравий и щебень — самые распространенные и долговечные субстраты под овощные и цветочные культуры. Обычно берут кремневый или кварцевый гравий либо гранитную щебенку. Большое значение имеют размеры частиц этих материалов. Лучший результат в ряде исследований получен на гранитном щебне с частицами от 3 до 15 миллиметров. Гравий и щебень не должны содержать углекислый кальций: он может подщелачивать раствор и вызывать выпадение фосфатов в виде нерастворимого осадка.
Во многих хозяйствах под субстрат широко используют торф. В воздушно-сухом состоянии торф способен удерживать воды вдесятеро больше собственной массы, в нем находится и достаточное количество воздуха, необходимого для дыхания корней.
Субстрат вулканический туф
Субстрат перлит
В качестве субстрата применяют также вулканический туф и перлит. Туф представляет собой цементированные рыхлые продукты вулканических извержений. Перлит — стекловидная горная порода того же происхождения. Хотя оба материала инертны, однако при длительном использовании на них осаждаются соли, в результате чего происходит обеднение питательного раствора (прежде всего фосфором и калием). Одним из путей предотвращения этого процесса, особенно в условиях сильного испарения, может служить полив субстрата водой, очищенной от солей.
Из искусственных минеральных субстратов наиболее широко применяют керамзит. Его получают обжигом легкоплавких глин при температуре 1150 — 1130 градусов в виде коричневых пористых гранул размером 5—40 миллиметров.
Керамзит легких сортов с насыпной объемной массой 200—450 килограммов на кубический метр за несколько ротаций, то есть смен растений, заметно разрушается. При поливе его частицы всплывают и травмируют корни. Поэтому возделывать растения следует на керамзите с объемной массой 550—650 килограммов на кубический метр. По физико-химическим свойствам керамзит инертен: он не изменяет pH питательного раствора; однако если получен из карбонатных глин, то отдает в раствор значительные количества кальция и поглощает фосфор.
К сожалению, многие гранулированные субстраты в процессе эксплуатации стареют. Урожай постепенно начинает снижаться при длительном (5—7 лет) использовании субстрата из-за накопления в нем продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, корневых остатков.
Для восстановления субстратов в гидропонных хозяйствах применяют различные способы регенерации: обрабатывают растворами карботиона, хлорной извести перекиси водорода. В последнее время по рекомендации Е. И. Ермакова применяют щелочную обработку. Регенерирующим (0,2-процентным) раствором едкого калия (КОН) затопляют субстрат и оставляют на 5— 7 суток. После этого из него удаляют корневые остатки и промывают теплой (40—45 градусов) водой. Затем субстрат затопляют подогретым (0,03 — 0,6-процентным) раствором перекиси водорода и выдерживают в течение суток. Потом обрабатывают раствором азотной кислоты до получения pH 6,5—6,8. При большем значении pH в раствор добавляют ортофосфорную кислоту и вновь промывают субстрат. После установления pH 6,5—6,8 субстрат смачивают несколько раз питательным раствором, измеряя и, если необходимо, корректируя pH. Теперь субстрат подготовлен для растений.
Старение субстрата и связанная с тем утрата плодородия искусственного поля, надо полагать, были серьезными обвинениями в адрес гидропоники. Ведь когда в таких теплицах вдруг начал снижаться урожай, а отчего это происходило, не сразу разобрались, многие поостыли к гидропонике, что, вероятно, отразилось на ее развитии.
Но любая наука переживает критические моменты, драматические ситуации. Есть они и в истории нашего направления. Важно другое: ученые не отступили, они продолжили поиск и смогли успешно преодолеть трудности роста промышленной гидропоники.
Главная проблема, с которой столкнулись специалисты через 5—6 лет эксплуатации гидропонных комплексов, состояла в том, что, действительно, урожайность растений начала падать и, естественно, экономическая эффективность да и вообще преимущества новой технологии, казалось, могли быть утраченными. Однако в ряде научно-исследовательских организаций, в частности в Агрофизическом институте (Е. И. Ермаков), был разработан принципиально новый подход к вопросу взаимодействия системы растение — искусственная корнеобитаемая среда, что позволило дать теоретическое объяснение причин снижения урожая и предложить эффективный метод их устранения. Вкратце этот метод мы только что описали.
Вопрос о субстрате — один из важнейших, а может быть, и основной в гидропонике. Ведь, как говорит ученый, ИКС — искусственная корнеобитаемая среда — и есть та «почва», на которой зиждется коренное отличие гидропонного способа возделывания растений от обычного.
Свежая, еще ни разу не занятая растениями искусственная корнеобитаемая среда (ИКС) после увлажнения представляет собой трехфазную систему: твердая фаза — гранулы, жидкая — питательный раствор, воздушная — заполняющий пространства между увлажненными гранулами воздух. После того как в этой среде поселятся корни растений, возникает живая — биогенная фаза, в которую входят корневая система и микрофлора. Эта фаза все время меняется в результате непрерывного развития биологических организмов.
Еще одна особенность ИКС. У природной почвы нет «дна» — корни растений беспрепятственно могут проникать на любую доступную им глубину. Кроме того, влага в ней свободно перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях на большие расстояния. Совсем иначе обстоит дело в поле искусственном. Глубина почвозаменителя всего-навсего 20— 25 сантиметров, и нетрудно вообразить себе картину смешения и противоборства корней в этом ограниченном бетонным ложем стеллажа пространстве.
В таких условиях резко возрастают нагрузки на частицы субстрата. И далеко не все материалы, в остальном обладающие рядом ценных агрофизических свойств, способны их выдержать. Самым прочным субстратом, как уже отмечалось, зарекомендовал себя керамзит, который в процессе длительной эксплуатации разрушается очень мало.
Гранулированные корнеобитаемые среды состоят из частиц, близких по форме к шарообразным. А сыпучее тело, частицы которого обладают сферической формой и одинаковыми размерами, принято называть «идеальной почвой». Так что при изучении и оценке физических свойств и поведения в них влаги гранулированные ИКС оценивают по закономерностям, присущим почве «идеальной». Именно керамзит соответствует всем требуемым параметрам настолько, что в настоящее время является самой распространенной ИКС промышленной гидропоники.
Водно-воздушные условия в ИКС во многом определяются размерами гранул, продолжительностью использования почвозаменителей, количеством накопившегося в них мелкозема, а также гидрофильностью и гидрофобностью материала. В процессе эксплуатации гранулы керамзита покрываются органо-минеральной пленкой, отчего значительно повышается влагоемкость субстрата. За 5—7 лет эксплуатации в ИКС накапливаются мелкозем (минеральные частицы) и органические остатки.
Мелкозем связан с ветровой эрозией земель. Ветер разгоняет почвенные частицы, сталкивает друг с другом, разбивая до пыли, до мелкозема. Происходит выветривание, снижение плодородия почвы. С годами свои плодородные свойства теряет, в частности от появления мелкозема, и керамзит.
Откуда же берется мелкозем в искусственных средах?
Оказывается, в ИКС также идет своеобразная эрозия — химическое и биогенное вырождение почвозаменителя. Так, накапливающиеся органические вещества и мелкозем значительно увеличивают удельную поверхность гранул, существенно изменяя характеристики субстрата.
Керамзитовые субстраты проверили и на пористость, поскольку это один из решающих факторов, формирующих водный режим корнеобитаемой среды. Специальные испытания выявили, что в керамзите преобладают тупиковые, так называемые альвеолярные поры, сквозных же мало. Слов нет, свойство не похвальное: в порах могут накапливаться метаболиты — продукты обмена веществ, гнездиться всевозможные грибы, возбудители заболеваний растений. Из-за такого строения гранулы очень долго пропитываются раствором, ядохимикаты и химические соединения удаляются медленно, трудно. Но, как показали исследования, «те же поры обеспечивают и значительную буферность керамзита, приближая его по этому показателю к почве».
Была изучена и взаимосвязь в искусственной почве между давлением к среде, ее влагопроводностью и влажностью. Водный обмен растений в субстрате более напряженный, чем в почве. Корни, заполняя весьма ограниченное пространство, день ото дня меняют характеристику ИКС. Влага поступает к ним периодически и сразу в больших дозах (в жаркие дни 2—5 раз в сутки). Столько же раз нижняя часть корневой системы оказывается в условиях переувлажнения. При этом поры керамзита заполняются раствором и некоторые оказываются словно запечатанными. Тогда в них, как и в изолированных водяными пробками капиллярах, повышается содержание биогенного С02 и других метаболитов.
А что же происходит с корнями при увлажнении? На их поверхности изменяются осмотическое давление, соотношение элементов минерального питания, газовый режим. И хотя считается, что высокая межагрегатная пористость крупнозернистых ИКС, а также возможность полива их через любой промежуток времени обеспечивают оптимальные условия водного и воздушного обменов корней, игнорировать все особенности состояний ИКС в процессе эксплуатации — значит, пренебрегать реальными факторами, от которых в большой степени зависит эффективность гидропонного производства.
Получается, что ИКС — создание человека — порой выходит из повиновения и задает своему творцу непростые вопросы, решение которых требует новых усилий, продолжения исследований.
Да, это так. Но ведь речь идет о полноценном заменителе такой сложной природной среды, как почва, об основе жизни растений.
Напомним, что почвой называют не всякую землю, а только ту, которая обладает свойством плодородия. Это свойство определяется действием микроорганизмов. Они-то, участвуя в круговороте веществ, создают в почве запас доступных для растений элементов минерального питания, а также обеспечивают их разнообразными органическими соединениями — витаминами, антибиотиками, стимуляторами и ингибиторами роста и рядом других. Взаимодействия же почвенных организмов с растениями разнообразные и очень сложные.
Вот хотя бы такой аспект. Органические вещества в почве минерализуются. При этом выделяется углекислота. Часть ее перехватывают листья растений и используют в фотосинтезе. А что происходит в ИКС, было изучено, к сожалению, гораздо позже того, как уже стали применять гидропонику в широких масштабах. Считалось, например, что растения на ИКС надо «подкармливать» углекислотой, поскольку предполагался ее дефицит из-за отсутствия почвы. Словом, субстратам отводилась роль инертной корневмещающей среды, служащей только опорой для корней и накопителем питательного раствора.
Потом взгляд на ИКС существенно и справедливо изменился. Было установлено, что при многолетнем использовании субстратов возникает процесс первичного почвообразования со всеми вытекающими отсюда последствиями. Проведенные во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии сравнительные анализы дерново-подзолистой почвы, керамзита, песка и торфяной смеси, на которых долгое время выращивались томаты, подавали практически одинаковую общую численность обитающих в них микроорганизмов.
При частой смене питательного раствора на корнях растений размножаются многочисленные колонии всевозможных микроорганизмов. Питаются эти организмы корневыми выделениями и могут служить для растений добавочным источником полезных веществ. В прикорневой зоне ИКС, отметим еще раз, микрофлора так же многочисленна, как и в естественной почве. Нет существенной разницы и в выделении углекислоты почвой и субстратом. Так что установку дополнительных источников углекислоты следует связывать со стремлением получить в защищенном грунте больший, чем на почве, урожай.
Под воздействием питательного раствора меняется структура поверхности частиц почвозаменителя. Здесь появляются пленки минеральных соединений, которые почти не взаимодействуют с раствором, тем самым снижая химическую активность ИКС. Это явление, кстати, натолкнуло на идею специально наносить на гранулы пористые пластмассовые или минеральные пленки. В процессе интенсивного биогенного разрушения почвозаменителей в сильнокислой среде на поверхности частиц ИКС образуется кремниевая кислота. Наиболее устойчив к ней так называемый сельскохозяйственный керамзит, получаемый из очищенной глины, который в основном и используется в промышленной гидропонике.
В течение срока эксплуатации почвозаменитель «переживает» как бы три этапа. Первый — период его взаимодействия только с питательным раствором. В это время на поверхности частиц происходят начальные, но значительные изменения. Второй — собственно рабочий, весьма продолжительный срок нормальной службы на выращивании растений. Тут поверхностные свойства частиц преобразуются, как мы уже отмечали, под действием метаболитов и микрофлоры. На третьем в системе растение — субстрат — питательный раствор нарушается равновесие, падает активность ИКС, отчего снижается урожай.
Когда биогенное разрушение искусственных сред стали рассматривать как первичный почвообразовательный процесс, тогда были объяснены причины их старения и предложен эффективный способ регенерации.
За годы эксплуатации в ИКС накапливаются органические вещества (в пересчете на гумус до 2 килограммов на квадратный метр). Это приводит в итоге к образованию на частицах субстрата органоминеральных пленок, которые, как выяснилось, весьма похожи на аналогичные пленки первичных частиц естественных почв. На начальном этапе пленки возникают в результате взаимодействия гранул с кремниевой кислотой, на втором — от того, что при биогенном разрушении на них осаждаются органоминеральные пленки железо-гумусовых соединений. Чтобы восстановить работоспособность субстрата, надо на третьем этапе предотвратить этот почвообразовательный процесс. Но как?
Наиболее целесообразный путь и предложил Е. И. Ермаков: при помощи щелочных растворов удалять избыток соединений, одновременно сохраняя (не растворяя) стабилизирующие пленки, на которых можно получать урожаи, более высокие, чем на новом, свежем субстрате. Именно поэтому кислоты здесь не годятся. Под их влиянием появляется подвижный алюминий, который пагубно действует на растения. Так, попытка в одном из совхозов рассолить субстрат — гранитный щебень — 0,5-процентиым раствором соляной кислоты обернулась гибелью рассады на всей обработанной площади. Водные же растворы едкого кали слабой концентрации практически не разрушают твердой фазы ИКС. А о технологии регенерации по методу Е. И. Ермакова мы уже рассказывали.
Однако не все тайны искусственного поля еще доступны науке. Разгадка их — впереди.
Источник