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
Как выбрать субстрат для гидропоники
При гидропонной системе выращивания растений привычный грунт не используется. Вместо него средой для размещения корневой системы служит специальный субстрат. Такие материалы отличаются повышенной влагоемкостью, водо- и воздухопроницаемостью, плотностью и химической инертностью. По природе происхождения принято выделять органический и неорганический субстрат. Разберем, чем они отличаются друг от друга, какой из них наиболее оптимален для выращивания в гидропонных системах, например, гроубоксах.
Органические субстраты
Органические субстраты для выращивания применяются в гидропонике и геопонном культивировании. К ним относят:
- Кокосовый;
- Мох;
- Древесную кору;
- Отходы хлопчатника.
Основной минус этих материалов — окисление органических субстратов.
Кокосовый субстрат изготавливается на основе койры и межплодного волокна. Материал активно применяется как отдельно, так и в составе смесей. Так, субстрат для орхидей зачастую содержит кокосовую койру. Основной минус — высокое содержание солей и большой «разбег» PH в зависимости от производителя. В связи с этим подходить к выбору бренда стоит особенно тщательно. Кокосовый субстрат Plagron отличается оптимальным уровнем PH, содержит Trichoderma для защиты от развития грибков.
Неорганические субстраты
Неорганические субстраты для растений отличаются повышенной стабильностью, высокой пористостью, химической устойчивостью, инертностью. Он обеспечивает прекрасный дренаж, не вступает в реакцию с питательными растворами. Такие субстраты могут применяться как самостоятельно, так и в смесях. Наибольшей популярностью пользуются следующие варианты:
Минвата считается одним из наиболее востребованных субстратов для использования в парниках. Она подходит для выращивания множества культур. Материал способен удерживать большое количество влаги, PH нейтрален, химически инертен. Основной плюс этого материала — невысокая стоимость, химическая инертность, долговечность. Однако влага распределяется в плите неравномерно. Верхняя часть быстро высыхает, из-за чего на поверхности осуждаются соли, которые требуется смывать свежей водой. Минвата зачастую применяется, как субстрат для клубники на гидропонике.
Керамзит представляет собой легкий пористый материал, изготавливаемый путем обжига глины. Он представляет собой пористые окатыши неровной формы. Зачастую материал используется для дренажа, есть возможность многоразового применения после промывки. Основной недостаток керамзита — при взаимодействии с водой высвобождаются минеральные элементы, изменяющие pH питательного состава.
Перлит, по сути, является вулканическим стеклом. В процессе изготовления производственный процесс предполагает его измельчение, классификацию и нагрев до 1000 градусов. В результате материал вспучивается и увеличивается в объёме. Наиболее подходящими для гидропоники считаются частицы размером от 1,5 до 3 мм. Материал отличается легкостью, высокими влагоудерживающими свойствами, химическая нейтральность. Однако он бесполезен для применения в помещениях, поскольку из-за небольшого веса всплывает при орошении.
Вермикулит изготавливают из глинистого материала. Он представляет собой хлопья размером от 2 до 8 мм. Материал отличается высокой влагоемкостью, хорошо показывает себя в смесях, прекрасно подходит для использования на этапах проращивания и укрепления черенков.
Субстрат для теплиц может быть изготовлен из крупнофракционного песка. Применяется для размножения растений путем черенкования. Возможно его применение совместно с другими веществами, например, торфом. Перед использованием необходимо провести стерилизацию песчаной смеси.
Источник
Субстраты для гидропоники
Субстрат — одно из составляющих метода гидропоники. Причём, некоторые его виды применяются не только при гидропонном выращивании, но и при обычном, геопонном культивировании растений.
Современные гидропонные системы прошли долгий путь совершенствования, начиная от использования речного гравия и песка в самых первых системах. Идеальная среда способна удерживать примерно одинаковые концентрации воды и воздуха. Растению необходим как кислород, так и питание. Способность субстрата удерживать воду/воздух определяется пространством между гранулами или волокнами субстрата.
Мелкий песок имеет очень маленькое промежуточное пространство, которое не способно удерживать много воздуха и воды. С другой стороны, крупный гравий имеет большое промежуточное пространство, которое может удерживать много как воды, так и воздуха. Однако, как говорит наука, если промежуточное пространство слишком большое, то потеряется капиллярный эффект и вода просто стечет с гравия.
Если в вашей системе обеспечивается постоянная циркуляция питательного раствора, то, при хорошем омывании, можно использовать быстродренирующий вариант. Но для систем, где нет такой циркуляции постоянно, крупный гравий является неподходящим субстратом.
Наиболее часто используемые субстраты для гидропоники: кокосовое волокно, перлит, керамзит и мелкий гравий. Каждый из этих субстратов может использоваться отдельно или в комбинации с другим для достижения лучшего результата. Например, кокосовое волокно, смешанное в пропорции 50/50 с перлитом, может удерживать больше воздуха, чем просто волокно.
Кокосовый субстрат
Перлит
Вермикулит
Механические свойства расслоенного вермикулита: — малый вес, составляющий 100-150 кг/м3 (для сравнения 1 м3 торфа весит 500-600 кг);
— негорючесть;
— гнилостойкость;
— большая поглотительная способность (прочно удерживает многие макро- и микроэлементы, в том числе воду);
— высокая влагоемкость (300-400%);
— стойкость против насекомых и грызунов,
— теплоизолирующая способность,
— звукоизолирующая способность,
— электроизолирующая способность,
— способность сохранять структуру.
Вермикулит — вторичный минерал, образовавшийся в результате изменения слюды. В зависимости от происхождения и технологической обработки объемная масса вермикулита варьирует от 48 до 169 кг/м3.
Вермикулит входит в состав таких пород, как дунит, серпентин и пироксенит. Подобно слюде, вермикулит расслаивается. Окраска — от темно-желто-коричневой до светло-коричневой; может быть окрашен в зеленый и бронзовый цвета. Перед употреблением вермикулит подвергают специальной термической обработке — расслоению. При нагревании до 250-350°С вермикулит увеличивается в объеме почти в 15-25 раз. Это объясняется тем, что повышение температуры вызывает превращение воды, содержащейся в слюде, в пар, который расширяет полости между микроскопическими пластинками минерала. Подвергшийся термической обработке вермикулит представляет собой очень легкий, зернистый, сыпучий материал серебристой или золотистой окраски.
Когда вермикулит продолжительное время используется как субстрат в чистом виде, происходит деформация решетчатой структуры частиц, в результате ухудшается дренаж и ослабевает аэрация корневой системы. По этим соображениям вермикулит рекомендуется смешивать с перлитом или торфом.
Керамзит
Мох.
Мох.В гидропонике используется сфагновый мох, который, подобно торфу, проветривают, измельчают и известкуют.
При редком смачивании мха питательным раствором образуется влагоемкая, хорошо аэрируемая и насыщенная элементами питания среда.
Минеральная вата.
Гидрогель
Гидрогели — специальные полимеры, выпускаются в виде сухого порошка или гранул. При наличии воды способны быстро разбухать и удерживать большое количество воды (0,3 — 0,5л на 1 гр. сухого препарата) и водорастворимых удобрений. Они вносятся в почву, смеси, компосты и любые другие субстраты, использующиеся для выращивания растений.
Пенистая лава и крупнозернистая пемза. Породы вулканического происхождения, обладающие пористой структурой. Отличаются высокой поглотительной способностью и долговечностью. Однако химические свойства этих пород далеки от идеала: они содержат большое количество свободной извести и других соединений, оказывающих влияние на питательный раствор. В частности, некоторые составные части раствора переходят в такую форму, в которой они уже не могут быть усвоены растением. С данным недостатком можно справиться одним из следующих способов:
- при помощи серной кислоты. Породу необходимо промыть в водном растворе серной кислоты (соотношение воды и серной кислоты 1:1) до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков газа. После этого породу оставляют на длительный срок в чистой воде, чтобы удалить остатки серной кислоты, а затем тщательно промывают в проточной воде.
- при помощи суперфосфата. Породу выдерживают в течении суток в водном растворе суперфосфата (75 г — на 1 л кипяченой воды), после чего тщательно промывают в чистой воде.
В результате описанных процедур вредные химические вещества полностью выводятся из породы.
Термозит (доменный шлак)
Термозит производится из каменноугольных или коксовых шлаков доменных печей. Представляет собой гравие подобный пористый материал. Как субстрат lля разведения комнатных растений неидеален, так как обладает следующими недостатками:
- частицы термозита имеют острые края, что делает его небезопасным в применении,
- характеризуется высокой щелочностью (до 43% СаО).
Оба недостатка можно устранить. В первом случае к термозиту рекомендуется добавить 10% кварцевого песка. Песок вводят в субстрат перед обработкой. Во втором случае, как и вулканические породы, термозит подвергают предварительной обработке с целью удаления из него ядовитых веществ (соединений серы и извести). 
Для того, чтобы определить, содержит ли термозит серу или известь, необходимо провести следующий опыт. В стеклянную банку кладут около 1 л шлака, во другую банку наливают 0,5 л воды, в которую затем осторожно вводят такое же количество серной кислоты. Разведенную серную кислоту вливают в банку со шлаком и смотрят, появится ли на поверхности раствора пена, (пузырьки газа с запахом тухлых яиц). Если да, то шлак необходимо выдерживать в серном растворе до тех пор, пока он не перестанет выделять пузырьки газа, после чего шлак загружают на длительное время в чистую воду и затем промывают в проточной воде. Для проверки полноты удаления остатков серной кислоты в воду, в которой промывался шлак, опускают лакмусовую бумажку. Если бумажка показывает нейтральную или слабокислую реакцию, значит, термозит готов для дальнейшего употребления.
Внимание! Ни в коем случае не поступайте наоборот: не заливайте воду в серную кислоту!
Растения, выращиваемые на термозите, нуждаются в частых поливах.
Гравий и гранитный щебень.
Это самые распространенные и долговечные субстраты, характеризующиеся следующими свойствами:
- низкой влагоемкостью (8,4%);
- повышенным содержанием известковых частиц.
Для снижения излишней щелочности субстрат промывают слабым раствором фосфорной кислоты или водным раствором суперфосфата (200 г — на 10 л воды), после чего тщательно споласкивают в чистой воде.
Для выращивания гидропонных культур рекомендуются гравий и щебень с размером частиц 2-5 мм. Субстрат требует частого увлажнения. 
Песок.
В гидропонном растениеводстве используют песок крупной фракции (с размером частиц диаметром 0,6-2,5 мм). Известковые частицы удаляют из песка водным раствором фосфорной кислоты. Обработанный субстрат тщательно промывают в чистой воде.
Наиболее пригоден для субстратных культур сфагновый торф верховых болот с нормальной зольностью (не более 12%) и степенью разложения 10-25%. Высокозольный торф не пригоден в качестве питательной среды: его можно использовать лишь как удобрение.
Источник