Лавовые породы как субстрат в гидропонике

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.

Субстраты для гидропоники

В современных условиях все большее потребительское значение приобретает выращивание растений методом гидропоники (на искусственных средах, не обладающих питательным значением). Под этими средами понимаются влажные, хорошо аэрированные пористые субстраты. Они способствуют дыханию корневой системы растений и требуют достаточно частого полива растворами минеральных солей, которые готовятся в соответствии с потребностями выращиваемых культур. Субстраты являются опорными средами для роста растений, заменителями грунта.

Способность субстратов к удержанию воды, растворов минеральных солей и воздуха обусловлена величиной пространства между отдельными волокнами либо гранулами искусственной среды. В настоящее время наибольшую популярность приобрели субстраты, приготовленные с использованием перлита, керамзита, торфа, кокосового волокна, минеральной ваты.

Выбор субстрата осуществляется в зависимости от типа используемой гидропонной системы. При этом ключевыми факторами являются:

• способность субстратной среды удерживать влагу;
• экологическая чистота;
• хорошая аэрация;
• высокие опорные характеристики;
• обеспечение ускоренного роста растений;
• продолжительный период использования;
• простота утилизации;
• экономическая эффективность применения.

Каждый из видов субстратов может применяться как по отдельности, так и в соединении с другими искусственными средами. Во многих случаях грамотное соединение почвозаменителей позволяет получить наилучший результат.

Кокосовое волокно

Субстраты, изготовленные с использованием измельченных, стерилизованных паром, высушенных и спрессованных оболочек кокоса, являются ценным органическим материалом, нашедшим широкое применение для выращивания растений, в том числе, методом гидропоники.

К числу отличительных особенностей субстратов на базе кокосового волокна следует отнести обеспечение:

• наличия значительного количества питательных компонентов;
• защитной функции для корневой системы растений, обусловленной присутствием противогрибковых веществ и природных антибиотиков;
• наличия фитогормонов, обеспечивающих ускорение прорастания и укоренения растений;
• длительного использования (около 8 лет) за счет устойчивой структуры, мало подверженной микробиологическому разложению;
• отличных дренажных характеристик;
• получения экологически чистой продукции;
• оптимального для подавляющего большинства растений уровня pH;
• простоты утилизации;
• существенной водоудерживающей способности за счет капиллярной структуры;
• высоких характеристик воздухообмена.

Перечисленные особенности кокосовых субстратов самым благоприятным образом отражаются на развитии корневой системы и надземных частей растений.

Внимание! Субстраты, изготовленные с использованием кокосового волокна, очень удобны в применении. Этот материал существенно упрощает использование гидропонных технологий в жилых помещениях, поскольку не пачкает различные поверхности и легко удаляется в случае рассыпания.

Торфяные субстраты

Основным ингредиентом торфяных субстратов является торф, содержание которого может достигать 35-100% общего объема. Торфяные субстраты признаются одной из лучших сред для выращивания растений.

К числу преимуществ торфяных субстратов следует отнести:

• возможность создания заменителей грунта со свойствами, которые необходимы конкретным видам растений;
• устойчивую структуру, которая в течение продолжительного времени не поддается микробиологическому разложению, что позволяет не заменять субстрат в течение 3 и более лет;
• оптимальные водно-воздушные характеристики;
• высокую пористость;
• продуцирование в процессе разложения торфа углекислого газа, что обуславливает нормальное развитие растений в условиях защищенного грунта.

Обеспечение необходимого объема питания и благоприятного водно-воздушного режима в зоне размещения корневой системы, возможно только при использовании определенных видов торфяных субстратов.

Как показывает опыт, наибольшую эффективность демонстрирует торф верхового типа, относящийся к моховой группе. При этом качественный субстрат должен обладать следующими характеристиками: наличием сфагнового мха в объеме свыше 85%, лигнина – менее 5%, зольности – менее 5%, уровня разложения – менее 20%.

Верховому торфу присуща высокая кислотность, сорбционная способность, влагоемкость и пористость, что отличает его от торфа переходного и низинного типов. Даже при осуществлении обильного полива, субстраты, изготовленные с использованием верхового торфа, содержат до 25% воздуха. Это дает возможность применять растворы с повышенным содержанием минеральных веществ и в широких диапазонах обеспечивать регулирование уровней питания. Кроме того, верховой торф за счет наличия в них фенольных соединений демонстрирует высокие антисептические качества.

Низинный торф, имеющий показатели кислотности, близкие к нейтральному уровню, обладает менее ценными потребительскими характеристиками. Применение для изготовления субстрата лишь низинного торфа, способствует формированию непроницаемой среды. Для создания качественного субстрата рекомендуется использовать верховой сфагновый торф, имеющий невысокую степень разложения, либо его смесь с низинным торфом. При этом в целях нейтрализации субстратов, изготовленных из верхового торфа, имеющего сильнокислую реакцию, традиционно используют известняковую муку.

Внимание! При пересыхании торфяные субстраты плохо впитывают влагу. В данном случае горшечные растения рекомендуется размещать на поддонах, заполненных водой таким образом, чтобы ее уровень почти достигал края горшков. При этом необходимо добиться полного пропитывания торфяного кома влагой.

Перлит

Перлит представляет собой особо легкую (в 4 раза легче воды), имеющую кислую реакцию, породу вулканического происхождения. В процессе производства перлита осуществляется измельчение и сортировка породы с последующим ее калением при температуре, достигающей 1000 0 С. В результате формируются мелкие (до 5 мм) обезвоженные гранулы, имеющие пористую структуру. В субстратах, изготовленных с применением перлита, минеральные компоненты находятся в формах, которые недоступны для усвоения растениями.

Ключевым преимуществом субстратов, изготовленных с использованием перлита, является их долговечность. К иным особенностям этого материала относятся:

• высокая способность удерживать воздух;
• наличие мощной системы капилляров, что обеспечивает подъем влаги с той же скоростью, с которой ее поглощают растения;
• обеспечение продольного распространения влаги, что позволяет использовать перлитовые субстраты в системах фитильного типа;
• высокая стабильность структуры, что дает возможность применять материал в течение нескольких агрономических сезонов;
• обеспечение слива излишков жидкости в резервуар.

Условным недостатком перлитовых субстратов принято считать их легкость. С одной стороны, это свойство является залогом простоты транспортировки и работы с этим материалом. С другой стороны, ввиду своей легкости, такой субстрат с трудом удерживает растения и может смываться водой. Это качество делает перлитовые среды неподходящим материалом для применения в открытых системах гидропоники, пребывающих под воздействием ненастья и ветров, а также в системах проточного и затопляемого типа.

Внимание! Ввиду низкой поглощающей способности перлитовых субстратов, необходимо обеспечивать их регулярное увлажнение.

Керамзит

Керамзит изготавливается в процессе обжига во вращающихся печах слабо вспучивающихся глинистых масс. Нередко обжиг ведется с использованием дополнительных компонентов (щепы, торфа, солярки). Для создания субстратов традиционно применяют дробленые керамзитовые частицы величиной до 5 мм. Они имеют пористую стекловидную структуру с «запечатанными» порами.

Отличительными чертами керамзита являются:

• высокая механическая прочность;
• средние показатели влагоемкости (около 60%);
• хорошая способность обеспечивать удержание питательных растворов;
• достаточно высокая стоимость;
• возможность использования в течение нескольких агрономических сезонов.

Субстраты, изготовленные с применением керамзита, хорошо подходят для систем гидропоники, имеющих частые циклы полива. Керамзитовые гранулы целесообразно смешивать с иными субстратами в целях увеличения способности к удержанию воздуха.

Внимание! Под воздействием выделений корневой системы керамзитовые частицы через 4 года использования подвергаются разрушению и накапливают продукты метаболизма растений, которые содействуют развитию бактерий и грибковых организмов. Чтобы исключить эту проблему, требуется каждый сезон промывать керамзитовые гранулы перекисью водорода (3%).

Минеральная вата

Минеральная вата изготавливается плавлением (при температуре в 2000 0 С) смеси ингредиентов, включающей 20% кокса, 20% известнякового щебня и 60% базальтовой породы. Субстрат, созданный с использованием минеральной ваты, не является источником питательных компонентов. Ввиду отсутствия буферной способности, несмотря на то, что минеральная вата обладает щелочной реакцией, подобные субстраты стремительно принимают pH применяемого минерального раствора.

В числе отличительных свойств минеральной ваты следует выделить:

• исключение уплотнения субстрата в течение продолжительного времени вследствие поддержки волокон ваты связующим веществом на определенном расстоянии друг от друга;
• высокую пористость;
• хорошие капиллярные качества;
• высокую влагоемкость;
• легкость;
• стерильность, что обуславливает отсутствие патогенных организмов и токсических компонентов;
• обеспечение контрольного доступа к корневой среде растений;
• возможность использования в течение 2-х агрономических сезонов.

Как показывает опыт, в процессе использования минеральной ваты наблюдается сохранение излишков влаги. Это не оставляет вокруг корневой системы достаточного места для воздуха, что снижает качественные характеристики процесса воздухообмена. Следует также учитывать, что в большинстве случаев минеральная вата обрабатывается химическими веществами в целях обеспечения пожарной устойчивости. Это может существенно снизить уровень экологической чистоты выращиваемой продукции. Минеральная вата может использоваться для гидропонного выращивания различных овощей и зелени в пропитанных влагой пробках, которые размещаются в ящиках для рассады.

Для получения полной характеристики субстратов для гидропоники, требуется изучить их химические, физические и агрофизические свойства.

Химические свойства субстратов для гидропоники

В агрессивной среде минеральных растворов, используемых в гидропонике для питания растений, под воздействием микрофлоры используемые субстраты (керамзит, перлит, минеральная вата, кокосовое волокно, торф) подвержены значительным химическим изменениям.

Так, исследования показывают, что содержание диоксида кремния (SiO₂) составляет:

• в торфе – 33%;
• в кокосовом волокне – 23,5%;
• в перлите – 75,3%;
• в керамзите – 57,3%;
• в минеральной вате – 46%.

Наибольшее количество алюминия в форме Al₂O₃ (16,8%) содержится в керамзите, а наименьшее – (4,8%) – в кокосовом волокне. Следует учитывать, что оксиды алюминия, обладающие кислой реакцией и высокой подвижностью, способны оказывать негативное воздействие на корневую систему, вызывать ее старение и, как следствие, снижать урожайность.

Диоксид кремния (SiO₂), взаимодействуя с ионами алюминия, выпадает в осадок, вследствие чего наблюдается рост содержания кремнезема во всех частях растения. При этом фиксируются процессы, сходные с подзолообразованием. Поэтому во время регенерации субстратов с высоким содержанием диоксида кремния (перлит, керамзит, минеральная вата) требуется применять КОН (0,2%), что позволит удалить из почвозаменяющей среды кремнезем.

Результаты исследований позволяют утверждать, что наибольшее количество диоксида титана (TiO₂) содержится в минеральной вате – 1,98%. Наименьшая концентрация этого элемента зафиксирована в перлите (0,11%) и кокосовом волокне (0,07%). Максимальное количество оксида железа (Fe₂O), демонстрирует керамзит (10,5%) и минеральная вата (9%), при этом в перлите его имеется лишь 2,2%, а в кокосовом волокне – 1,7%. Высокое содержание оксида фосфора (Р₂О₅) зафиксировано в минеральной вате (0,3%) и верховом торфе (0,2%).

Отдельные исследования доказывают, что в гранулах керамзита образуется вивианит, что формирует резерв Fe2+, благотворно сказывающийся на здоровье растений и их урожайности.

Физические свойства субстратов для гидропоники

Все субстраты, предназначенные для использования в гидропонике, размещаются в изолированных емкостях и подлежат периодическому смачиванию питательным минеральным раствором, подаваемым из запасных резервуаров. В результате, растения постоянно пребывают в контакте со смоченной минеральным раствором средой и получают определенное количество питательных элементов и влаги. Условия их доставки растениям сопряжены с гранулометрическим составом применяемого почвозаменителя, его физической активностью, пористостью, а также параметрами смачиваемости.

Высокая пористость характерна для таких материалов, как верховой торф, перлит, керамзит. Минеральные растворы в пористых материалах сохраняются лучше, что является залогом их равномерного использования растениями.

Ценным физическим качеством почвозаменителей является их буферность, обеспечивающая нивелирование колебаний концентрации минеральных растворов. В наибольшей степени этим качеством обладает перлит, позволяющий гарантировать слив в резервуар излишков жидкости.

Пористые материалы имеют высокую поглотительную способность и инерционность при удалении минерального раствора. При этом в капиллярах наблюдается накопление минеральных солей и метаболитов. Поэтому особо ценной физической характеристикой является высокая устойчивость структуры почвозаменителя. Это свойство характерно для всех рассматриваемых субстратов.

Легкость материала является еще одной востребованной потребительской характеристикой заменителей грунта. Она становится залогом удобной транспортировки и работы с материалом, а также гарантией получения здоровых растений, корни которых не повреждаются при извлечении из субстрата. Это свойство особенно характерно для кокосового волокна, перлита, минеральной ваты.

Влагоудерживающая способность почвозаменителя зависит от особенностей его капиллярной системы. Отличными капиллярными свойствами обладают минеральная вата, кокосовое волокно, керамзит и перлит. При этом перлиту присуще значительное количество закрытых пор, что обуславливает его исключительную влаго- и воздухоудерживающую способность.

Агрофизические свойства субстратов для гидропоники

Принято считать, что высокое качество искусственных сред для гидропоники обуславливается возможностью их непрерывной эксплуатации в течение нескольких сезонов. Поэтому применяемые субстраты должны иметь высокую механическую прочность. Как показывают исследования, наиболее высоким показателем прочности на одноосное сжатие обладает керамзит – 2,1 МПа. Этот же материал демонстрирует наибольшую насыпную плотность – 510 м 3 . Максимальным водопоглощением по массе обладает перлит – 86% от веса сухого материала, а по объему – минеральная вата – 1113%.

Большое значение имеет также такой показатель, как объем пор, занимаемых воздушной массой при насыщении субстрата влагой. Максимальное значение этого показателя зафиксировано у перлита – 63%.

Заключение

Общеизвестно, что тепличные субстраты, вследствие особенностей их использования, испытывают активное влияние микроклимата и применяемых агротехнических приемов. В результате, их качество быстро ухудшается, снижается урожайность растений.

В фермерских и небольших домашних хозяйствах наиболее предпочтительным является использование кокосового субстрата, имеющего низкую степень разложения, поскольку он максимально отвечает требованиям тепличной агрокультуры. В частности, субстраты на основе такого кокоса способны в течение 3 лет сохранять свою рыхлую структуру, не уплотняются, не подвергаются микробиологическому разложению, не имеют значительных колебаний по содержанию органических веществ. Физические, агрофизические и химические свойства такого субстрата при его эксплуатации в промышленных и небольших домашних хозяйствах почти не изменяются при внесении четверти объема свежего грунта ежегодно. Установлено, что приживаемость растений при их пересадке в такой грунт приближается к 100%. Субстраты, изготовленные с применением кокосового волокна, обладают невысокой (до 180 кг/м З ) насыпной плотностью, что делает их особенно пригодными для тепличного хозяйства.

Перлитовые субстраты подлежат использованию только в условиях закрытого грунта. Особую эффективность они демонстрируют в системах фитильного типа. Этот материал абсолютно не подходит для промышленных систем гидропоники проточного и затопляемого типа.

Минеральную вату рекомендуется использовать для гидропонного выращивания различных овощей и зелени в промышленных условиях. Субстраты, изготовленные с применением керамзита, хорошо подходят для систем гидропоники, имеющих частые циклы полива. Высокая насыпная плотность этого материала несколько ограничивает его применение в тепличном хозяйстве. Почвозаменители на основе кокосового волокна и торфа наилучшим образом подойдут для небольших частных зимних садов и выращивания горшечных культур.

Субстраты для гидропоники

Хотя, как уже говорилось, в качестве субстрата-наполнителя для питательного раствора можно использовать многие материалы, хорошие корнеобитаемые среды для гидропонной культуры обязательно должны обладать рядом необходимых свойств.

Самое главное из них касается их химической активности – чем она меньше, тем лучше. Материалы, используемые в качестве субстрата, должны быть как можно более инертными или химически нейтральными, для того чтобы они не вступали в реакцию с питательным раствором и из-за этого не меняли в нем соотношения питательных элементов. С точки зрения особенностей механического состава или строения в первую очередь они должны прочно удерживать корни, но при этом не перекрывать к ним свободный доступ питательного раствора. Также очень желательно, чтобы они препятствовали слишком быстрому испарению воды из него (из-за слишком высокой концентрации питательных веществ корни растений могут пострадать) и удерживали достаточное количество воздуха, но опять-таки так, чтобы воздух доставался корням.

По своему происхождению субстраты для гидропоники делят на органические и минеральные.

В качестве органических субстратов используют торф, мох (сфагнум), древесную кору, опилки и подобные материалы. Однако ни один из них нельзя считать полностью соответствующим необходимым требованиям: хотя их физические свойства очень неплохи, для чистой гидропоники они все-таки химически слишком активны. Кроме того, в подобных субстратах могут содержаться семена сорняков, возбудители грибковых, вирусных и бактериальных болезней и яйца или личинки вредителей.

Большинство наполнителей для гидропонных сред являются минеральными. К ним относятся как уже упомянутые песок, гравий, щебень и стеклянные бусинки, так и другие вещества, включая специально создаваемые именно для гидропоники.

Наиболее доступный и приемлемый для любительской гидропоники субстрат – это песок. С этой целью можно использовать как крупнозернистый речной песок, так и морской с обломками ракушек. Его можно набрать самостоятельно или приобрести в магазинах (садоводческо-огороднических, цветоводческих и в зоомагазинах). В строительных магазинах его покупать хоть и можно, но нежелательно из-за слишком высокой загрязненности посторонними примесями (что хорошо для постройки дома, вовсе не обязательно полезно растениям). Покупной песок можно использовать без какой- либо дополнительной обработки. Песок, взятый «с улицы» или купленный в строительном магазине или на рынке, перед использованием надо сначала отвеивать или отмывать, чтобы удалить глинистые частицы, ухудшающие доступ воздуха к корням и способствующие быстрому засолению субстрата, а также очень желательно подвергнуть термическому обеззараживанию (прокалить в духовке).

К доступным и потому широко распространенным субстратам для «домашней» гидропоники также относятся гравий и щебень из гранита и/или базальта. Главное пожелание к ним – размер частиц должен находиться в пределах 3-15 мм, а их края не должны быть острыми (слишком острые ребра гравия и щебня могут повреждать корни растений). Обладающий нужными свойствами и к тому же приятный на вид гравий нередко продается в зоомагазинах в отделах для аквариумистов – в стеклянных емкостях он смотрится весьма декоративно.

Гравий и щебень, равно как и песок, можно использовать в течение многих лет, единственное, что требуется, – это периодическая их обработка для уничтожения могущих попасть туда болезнетворных микроорганизмов (термическое или химическое обеззараживание). Для химического обеззараживания их обрабатывают 0,3 %-м раствором серной кислоты (3 мл кислоты на 1 л воды), поместив субстрат в стеклянную или эмалированную посуду и оставив его в этом растворе на сутки. Затем кислоту сливают, а субстрат 5-7 раз промывают чистой водой – до тех пор, пока сливаемый раствор не приобретет нейтральную реакцию. Проверить реакцию можно с помощью обычной индикаторной бумаги (лакмусовые бумажки).

К сожалению, у гравия и щебня есть и существенный недостаток – эти субстраты плохо удерживают влагу. Чтобы сделать их в этом плане более пригодными для гидропоники, лучше применять их не в чистом виде, а добавив около трети по объему измельченную пемзу или вермикулит. Эти субстраты, кстати, наименее подвержены засолению, поскольку из них сравнительно легко удалять накапливающиеся соли простым промыванием водой, а вермикулит вдобавок является мелиорантом.

Впрочем, гравий и щебень используют не только в смеси с вермикулитом и близкими к нему материалами вроде перлита, но и в сочетании со многими другими искусственными наполнителями в качестве дренажа.

Вермикулит (и обычный, и вспученный) вообще отличается очень высокой водоудерживающей способностью, а также имеет низкий коэффициент теплопроводности, что защищает овощные растения от колебания температур в месте выращивания (по этой же причине его используют как мульчу и для гидропонных культур, и при выращивании растений в обычной почве). В качестве основного субстрата для гидропоники вермикулит не применяется. Происходит это главным образом из-за его низкой плотности: его частички, особенно если речь идет о вспученном вермикулите, при погружении в жидкость всплывают. Играет свою роль и то, что при продолжительном использовании частички вермикулита со временем уплотняются, оседают на дно и начинают разрушаться, при этом субстрат и питательный раствор будут подщелачиваться.

Кроме вермикулита, в гидропонике используют и другие строительные материалы, обладающие одновременно свойствами мелиорантов, такие как керамзит и перлит.

Перлит – строительный материал, изготавливаемый из вулканической стекловидной породы с помощью особой термической обработки. Его достоинства и недостатки приблизительно такие же, как и у вермикулита, и потому перлит тоже используют в основном в смеси с другими материалами. Лучшим считается перлитовый щебень с частицами размером 6-17 мм. Правда, помимо «строительного» перлита в настоящее время существует и специально созданный для гидропоники так называемый агроперлит.

Керамзит (более подробно об этом веществе рассказано в главе «Борьба с загрязнением почвы») практически не ухудшает химические свойства питательных растворов, однако быстрее других субстратов уплотняется, крошится и теряет желательные свойства.

В последнее время все более широкое распространение обретают синтетические субстраты, такие как пенопласты, полиэтиленовая крошка, пенополиуретан, минеральная вата (стекловолокно), поливинилхлорид, вспененный полистирол, а также так называемые ионообменные смолы, обладающие необходимыми для использования в гидропонике качествами, хорошо восстанавливающие свойства после промывки и к тому же гигиеничные. Некоторые из них не только вполне доступны в продаже, но и отличаются удобством в применении.

Минеральная вата продается главным образом в магазинах строительных товаров как теплоизоляционный материал. Однако эту ее разновидность использовать для любительской гидропоники хоть и можно, но не слишком желательно (особенно если в доме есть маленькие дети), поскольку она небезопасна для здоровья. Используя ее, надо строго соблюдать технику безопасности, прежде всего следить, чтобы ее частички не попадали на тело и в дыхательные пути (ее крошечные волосинки механически раздражают кожу и слизистую оболочку). К счастью, существует и другая разновидность минеральной ваты, которую и ватой-то назвать сложно, – после специальной обработки она приобретает вид гранул, кубиков или плит. Такая подготовленная минеральная вата обладает лучшей поглощающей способностью, она более пористая, а значит, имеет лучшие влагоемкость и капиллярные свойства. Физические свойства обработанной минеральной ваты близки к таковым у верхового торфа. Главный ее недостаток – из такого субстрата слишком быстро испаряется влага, а сам он быстро уплотняется.

Существуют субстраты и более «продвинутые», выпускаемые промышленностью как для профессиональных гидропонных хозяйств, так и специально для овощеводов- любителей, – их так и называют: искусственные почвы. Так, например, к «любительским» относится «Минераловатный субстрат гравилен-НП», который продается в виде брикетов размером 25x25x10 см. Он разработан с таким расчетом, что в нем можно выращивать различные овощные растения с мощной корневой системой вроде томата или огурца.

Перед использованием упомянутые выше минеральные субстраты просеивают с помощью решета, чтобы отсортировать частицы размером в пределах 5—15 мм.

Если есть сомнения в стерильности субстрата, а материал – новый, после просеивания его надо несколько раз промыть водой (в идеале дистиллированной, но можно и обычной водопроводной).

Чтобы снизить вероятность заражения овощей болезнями от попадающих в субстрат вредных микроорганизмов и улучшить условия питания культур, все синтетические и «строительные» субстраты-наполнители желательно менять ежегодно, хотя многие из них не теряют свои качества в течение 2-3 лет и более. Материал, бывший в употреблении, но еще не утративший полезных свойств, для повторного использования обязательно надо продезинфицировать (обеззаразить), причем, в отличие от песка, гравия и щебня, термическая обработка обычно не применяется, чтобы синтетические среды под воздействием высокой температуры не утратили свои положительные качества. Химически же их обеззараживают так же, как песок и гравий.

Заполняя емкость, в которой будут выращиваться растения, первым делом на ее дно насыпают слой дренажа толщиной 3-4 см из крупного гравия или щебня (с размером частиц 15-20 мм), а поверх него – 2-3-сантиметровый слой из тех же материалов, но с более мелкими частичками.

По материалам книги Цветковой М.В «Огород на окне и балконе»

Субстрат для гидропоники

Обычно субстратом называют земельные смеси, состоящие из различных природных компонентов и аналогов. Одними из важнейших являются хвойная и дерновая земля, керамзит, перегной, торф, песок, волокна ореха кокосового и др.

С помощью структуры пористых видов субстрата, обеспечивается контакт корней со свободными минералами, а также легкий доступ к воде, также появляются быстрорастущие растения при культивировании на гидропонике.

Хорошим субстратом принято считать тот, который обладает прочной структурой и не задерживает минеральные вещества.

Также важным свойством служит нейтральность. Не должно быть влияния субстрата на уровень pH и общую электропроводность, напомним, что измерить их можно pH-метром и TDS –метром.

Также стоит отметить, что субстраты хорошо смачиваются питательными растворами, и при этом растение постоянно находится в увлажненном состоянии и не пересыхает. При этом идет оптимизация влажности воздуха. Если культивируются комнатные растения на гидропонной основе, после того определен точный визуальный уровень практически исключается риск переувлажнить или же пересушить ваше растение. А если же растение погибло, то твердые субстраты можно после этого промыть, удалить остатки от предыдущего растения, прокипятить в воде и после этого опять применять для гидропоники.

Вата минеральная – это смесь состоящая из 3 минералов (кокоса, известняка и базальта), которые сплавлены при высокой температуре (около 1600C), при этом кокос играет роль своеобразного топлива. Далее из расплавленного состояния скручиваются волокна, которым впоследствии дают форму кубиков и плит различных размеров, либо же они используются в бесформенном виде. Минеральная вата нейтральна при взаимодействии с раствором для питания, хотя в ее состав входит много металлов (медь, цинк, железо), которые растения способны поглотить.

Недостатком этого субстрата является то, что при pH=5 вата начинает растворяться. Еще зеленые водоросли и другие непрошенные, обитатели любят расти на этом субстрате.

Пемза – это продукт вулканической природы. Это тип лавы в котором содержится большое количество силикатов (более 65%). Образуется она, когда много газов высвобождается от вулканического взрыва. Происходит резки перепад в давлении, что заставляет расширяться газы. Когда происходит охлаждение, образуется стекловидное вещество, с порами и небольшим весом. Измельченную пемзу применяют при строительстве и во многих сферах промышленности.

Перлит – это также субстрат вулканической природы. Это вулканическое стекло, содержащее большое количество воды. Обычно перлит мелят и классифицируют, после он нагревается до 1000C. Под давлением паров этот субстрат вспучивается, при этом его объем увеличивается в 4-20 раз. После получают зернистый и пористый материал серо-белого цвета. В смеси частицы бывают разных размеров. Полезный для гидропоники размер – это от 1,5 до 3 мм.ф.

Данный субстрат, способен удерживать может удерживать в 4 раза больше воды, чем свой собственный вес в основном во внутренних порах, из-за этого он обладает высокими влагоудерживающими свойствами.

Вермикулит – делают его из глинистого материала вместе с влагосордежащими слоями. Обычно он измельчается и нагревается до 1000C. Вода при этом переходит в пар и образуются зерна или хлопья с небольшим весом. Плотность данного субстрата составляет 0,1 г/см3. Этот субстрат имеет нейтральный уровень pH от 7 до 7,5, но при этом несет в себе отрицательный заряд и может вступить в реакцию с катионами в растворе. Также способен взаимодействовать с фосфатными ионами. Может удерживать много воды (в 3 или 4 раза больше собственного веса. Вермикулут с легкостью разлагается. Из-за этого применять его можно только для укоренения, а также прорастания черенков. Однако с другой стороны он полезен находясь в смесях.

Песок – это вещество белого цвета с пляжа. Если быть более точными, то это минеральные зернышки размер их составляет 0,02 – 2мм. Основу песка составляет кварц, стабильный минерал, который может выдержать агрессию минералов, которые растворены в растворе и испытание временем. Сейчас песок редко применяют в качестве субстрата, так как сам субстрат из него выходит неважный.

Керамзит делают из глины, которую формируют в окатышки и после обжигают в печи при температуре 1200C, при этом газы расширяются и в поре образуются поры. Размеры окатышей для данного субстрата от до 8 или от 8 до 16 мм или их смесь. Окатыши из керамзита довольно стабильны, и имеют pH=7, и не обладают бурными способностями. Обычно они неправильной или округлой формы. Первые являются более пористыми и способны обеспечить больше площади соприкосновения между корнями и воздухом. Делают их в основном в качестве субстратов. Округлая форма работает таким же образом, но имеется разница в росте.

Данный субстрат является одним из оптимальных, так как он отлично дренирует, благодаря чему не требуется цикличного орошения (насос может быть включен всегда). Также он не отбирает ионы находящиеся в питательном растворе. Он довольно легко очищается после урожая и используется. Если в прошлом урожае не было различных патогенов, то можно его просто промыть, для избавления от мертвой органики. Однако мелкие соли способны осаждаться на глинистой поверхности. При испарении воды выходит небольшое количество разных минералов из раствора и в дальнейшем высыхает.

У керамзита есть и недостатки. Некоторые виды способны повысить pH в питательном растворе. Для того чтобы избежать этого нужно на ночь поместить его в кислотный раствор. Чем ниже будет Ph в растворе, тем лучше, также подойдет pH Down от GHE. При использовании данного агрессивного раствора нужно будет очень внимательным. После этого нужно промыть керамзит и он уже будет в нейтрализованном состоянии.

Есть субстраты, которые выпускаются для промышленных хозяйств занимающихся гидропоникой, любителей овощеводов, такие субстраты называют искусственными почвами.

Если вызывает сомнение стерильность субстрата, а материл – новый, после просеивания его следует несколько раз промыть с помощью воды (идеально подойдет дистиллированная вода, но можно и обыкновенной водопроводной).

Для того чтобы снизить возможность заражения овощей болезнями от попадающих в субстрат вредоносных организмов, а также улучшить общие условия для питания культур, все “строительные” и синтетические субстраты дополнительно рекомендуется ежегодно менять, хотя некоторые из них не теряют своих качеств в течение от 2 до 3 лет и больше. Материал, который был в употреблении, но еще обладает полезными свойствами, перед повторным использованием необходимо продезинфицировать, при этом в отличие от щебня, песка или гравия, не следует применять термическую обработку, так как под воздействием температуры синтетические среды могут утратить свои положительные свойства. Химически их дезинфицируют таким же способом, как и песок с гравием.

Субстраты для гидропоники

Продолжаем рассказывать про выращивание гидропонным способом, в этот раз подробно расскажем о наиболее востребованных и подходящих для гидропоники субстратах. Эта статья является продолжением нашего рассказа о данном методе культивации, который начался с вводной статьи «Гидропоника для всех».

Мы уже вскользь касались этой темы в статье «Гидропоника своими руками», теперь пришло время познакомиться поближе с этой важной составляющей любой гидропонной установки. Как Вы уже знаете, гидропоника – это техника выращивания растений вне грунта. Представители флоры получают все необходимые для жизни вещества и влагу из питательного раствора, в котором постоянно или периодически находятся их корни. Само же растение закрепляется в горшке или в специальной выемке с помощью субстрата, который удерживает его на протяжении всего жизненного цикла, позволяя надземной части стремительно развиваться и плодоносить.

Требования к субстратам для гидропоники

Субстрат для гидропоники должен обладать рядом определенных качеств, без которых в ней попросту не удастся вырастить ни одного растения. Основные критерии для выбора субстрата таковы:

• Приемлемая механическая плотность, позволяющая удерживать растение в вертикальном положении на протяжении всей жизни;
• Химическая инертность, позволяющая субстрату не вступать в реакцию с микро- и макроэлементами, которые являются «пищей» для растения;
• Высокий показатель водо- и воздухопроницаемости, который наделяет его хорошими аэрационными свойствами;
• Достаточный уровень влагоемкости, позволяющий удерживать в себе необходимое растению количество влаги.

Также стоит упомянуть, что при продолжительном использовании химические и физические качества любого субстрата для гидропоники ухудшаются. Это может крайне негативно отражаться на процессе культивации растений. Поэтому субстрат необходимо периодически менять или же регулярно за ним ухаживать.

Минеральная вата

Минвата впервые была использована в качества субстрата датскими гидропонистами в 1969 году. Она представляет собой продукт плавления специальной смеси, состоящей из базальта, известняка и кокса. Эта процедура проходит при температуре в 1,5-2 тысячи градусов.

По своему составу минеральная вата для гидропоники очень схожа с почвенными минерами, однако, не содержит в себе каких-либо питательных веществ. Из-за наличия известняка, она имеет щелочную среду, pH которой находится в пределах между 7,5 и 8,5. Но она не выступает в роли буфера, а потому быстро изменяет свою среду под действием любого питательного раствора, приобретая необходимый показатель кислотности.

Отличительно особенностью минваты является наличие специального связывающего вещества, не позволяющего ее волокнам плотно прилегать друг к другу. Это исключает ее уплотнение в процессе эксплуатации на протяжении длительного периода времени, а также улучшает пористость, способность удерживать влагу и капиллярные свойства. Минеральная вата полностью стерильна, что исключает присутствия в ней сорняков, насекомых-вредителей и токсинов. При ее использовании следует учитывать, что она неспособна накапливать в себе питательные вещества, а потому за уровнем питательного раствора придется следить более тщательно.

В последнее время очень популярными стали кубики для пробок выращивания сеянцев из минеральной ваты. Кубики обладают хорошими дренажными и аэрационными качествами, что способствует развитию здоровой корневой системы. Они очень удобны и практичны в использовании, а также избавляют гровера от необходимости пересадки растения, при которой могут повредиться его корни.

Керамзит

Керамзит является строительным материалом, который изготавливают из термически обработанной глины. Он представляет собой коричневые гранулы, диаметр которых колеблется от 2 до 50 мм. Этот субстрат обладает пористой структурой, позволяющей ему удерживать внутри себя питательный раствор. Он отличается повышенной механической прочностью и влагоемкостью в 60%. Из-за пористой структуры он также обладает высокими аэрационными свойствами. Керамзит также не способен накапливать в себе много влаги, что потребует от садовода более частого полива.

Его главный минус в том, что он разрушается под воздействием корневых выделений растения, что приводит к увеличению его объема и массы. В нем начинают накапливаться метаболиты, которые через 2-3 цикла становятся лакомым кусочком для различных бактерий, способных нанести существенный вред растению.

Второй минус керамзита – это необходимость подготовки субстрата перед использованием в гидропонике. Его следует хорошо промыть и очистить от мелких частиц, после чего нормализировать уровень pH.

Купить керамзит можно в любом цветочном или специализированном интернет-магазине. В качестве примера хотелось бы привести керамзитовый дренаж Plagron Europebbles. Он имеет такое название, поскольку чаще всего используется при выращивании растений в грунте в качестве дренажа. Это запеченные при высокой температуре гранулы бессолевой глины, диаметр которых варьируется от 8 до 16 мм. Они отличаются абсолютной химической нейтральностью, стабильным уровнем pH, повышенной прочностью, устойчивостью к влаге и солнечному свету.

Перлит

Перлит представляет собой силикатный материал, полученный из вулканической породы. Его сначала измельчают, а потом подвергают тепловой обработке. В процессе нагрева из него уходит вся влага, что приводит к расширению его гранул. В результате он становится в 3-4 раза легче, чем вода, что существенно облегчает работу с ним.

Перлит обладает высокими аэрационными свойствами. Именно из-за этого его часто используют в различных почвенных смесях. Его главный недостаток – малый удельный вес, из-за которого он часто смывается водой, что причиняет дискомфорт корневой системе растения. Корни попросту не могут надежно в нем закрепиться. Из-за этого он не подходит для гидропонных установок проточного и затопляемого типов.

Однако, из-за сильно развитой капиллярной системы, перлит идеально подходит для фитильных систем. Любой излишек раствора непременно выльется обратно в резервуар. Он также обладает высокой физической стабильностью, которая позволяет использовать его в течение длительного времени. Чаще всего его применяют в тандеме с вермикулитом в пропорции 50/50.

Перлит Plagon отличается приемлемой стоимостью и высоким качеством. Объема в 60 литров вдоволь хватит для обычной среднестатистической гидропонной установки. Он отлично подходит на роль базового субстрата и обладает нейтральными свойствами, позволяющими обеспечить полный и точный контроль за питанием растений.

Вермикулит

Вермикулит представляет собой органический субстрат, производимый из слюды. К числу его главных плюсов стоит отнести:

• Способность удерживать макро- и микроэлементы, нужные растению для здорового роста и стремительного развития;
• Высокая влагоемкость на уровне в 300-400%;
• Защита корней представителей флоры от грызунов и вредителей.

Применять вермикулит в чистом виде не советуют, поскольку в результате воздействия внешних факторов его частицы легко деформируются. Это в значительной мере ухудшает его аэрационные и дренажные показатели. Чаще всего его применяют, как уже упоминалось ранее, вместе с перлитом.

Кокосовое волокно

Кокосовый субстрат – это измельченные и спрессованные остатки кожуры кокоса. Он представляет собой высушенный органический субстрат, который подходит для культивации большого количества растений. Он идеально подходит для гидропонных систем с капельным поливом.

К другим его преимуществам можно отнести:

• Сильные антибактериальные свойства, которые защищают корневую систему растений от вредителей и бактерий;
• Хорошие аэрационные качества, которые вдоволь насыщают корни растения кислородом;
• Способность удерживать в семь раз больше влаги, чем его собственный вес;
• Благоприятный уровень pH для выращивания практически всех видов растений.

Хорошо зарекомендовал себя кокосовый субстрат UGro Pot 9, вес которого составляет 900 грамм. Он идеально подходит для сезонных и многолетних растений, имеет оптимальную кислотность на уровне в 5,6-6,8, не содержит никаких неорганических примесей и пагубных микроорганизмов. Субстрат не разлагается и полностью сохраняет свои качества в течение 5 лет. Благодаря высокой влагоемкости он увеличивается в объеме до 7-9 раз. Упаковка надежно защищает его от ультрафиолетового излучения и имеет дренаж для обеспечения сухости.

Сравнительная таблица субстратов для гидропоники

Для более наглядной оценки положительных качеств и простоты выбора подходящего субстрата для гидропоники мы составили сводную таблицу всех наиболее важных качеств. Каждый из предложенных нами критериев мы оцениваем по пятибалльной шкале.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

• Интернет магазин ООО «АгроДом»
• Страна: Россия
• E-mail: [email protected]
• Телефон: 8 (800) 555–42–84
• Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–19:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Гидропоникa, это целое подмножество методов выращивания растений, в водной питательной среде, либо с использованием очень малого количества почвы

Для подкормки выращиваемых растений, в гидропонике использует минеральные растворы питательных веществ, подаваемые непосредственно к корневой системы.

Для всех, кто любит выращивать растения — наступили по-истине захватывающие времена. Мы больше не ограничены климатом, или сезонностью в погоне за нашими безобидными удовольствиями. Теперь мы можем вырастить практически любое растение практически в любое время года — и единственным ограничением является наше воображение. Простые, эффективные системы гидропоники теперь доступны, в сочетании с современными системами садоводческого освещения, превратили наше хобби в эффективнейший инструмент позволяющий вырастить наши любимые растения, в любом месте и в любое время.

Типы систем гидропоники.

Говоря о гидропонике, мы представляем себе полезные растения, выращенные с открытой корневой системой, размещенной непосредственно растворе питательных веществ . Однако это только один тип гидропонного садоводства известный как N.F.T. – техника питательной пленки. Есть несколько вариантов N.F.T., используемых во всем мире, и это очень популярный метод выращивания растений.

Но, большинство людей не знают, что существует большое количество разнообразных способов и вариантов гидропонного садоводства, в том числе и с использованием субстратов, выполняющих роль почвы. В качестве субстратов могут использоваться разнообразные вещества. Коротко, основные свойства субстратом можно охарактеризовать так.

Гравий и гранитная крошка— недорогой субстрат характеризующийся низкими водозадерживающими свойствами.

Керамзит (обожженная глина) — за счет пористой структуры содержит в своем объеме воздух. Водозадерживающие свойства не очень хорошие. Требует замены после нескольких лет эксплуатации в связи с накоплением микробов.

Сфагновый мох — экологически чистый, натуральный субстрат. Обладает хорошим уровнем задержания воздуха и влаги. За счет этого происходит эффективное питание и снабжения воздухом корневой системы. Коме того, сфагновый мох является полностью натуральным и экологичным продуктом. Этот субстрат очень эффективен при выращивании комнатных растений в системе с фитильным поливом.

Кокосовый субстрат — более долговечен чем сфагновый мох. К тому же содержит в своем составе полезные растению микроэлементы. Подходит и для декоративных горшочков на окне, и для для гидропонных установок, и для теплиц.

Минеральная вата – во многом напоминает кокосовый субстрат. Обладает хорошей влагоемкостью, упругостью, и долговечностью. Но, в связи с тем, что в минеральной вате полностью отсутствуют минеральные вещества, требуется постоянный контроль за их наличием в питательном растворе, и за наличием в системе самого питательного раствора.

Перлит — субстрат вулканического происхождения. В результате обработки вулканическое вещество превращается в гранулы, имеющие мелкопористую структуру. Субстрат очень хорошо подходит для фитильных гидропонных установок типа, так как обеспечивает хорошее распространение раствора в объеме за счет капиллярного эффекта.

Вермикулит —органический субстрат на основе природной слюды. Считается одним из лучших субстратов. Вермикулит обладает целым рядом достоинств в связи с отличным влаагоудержанием.

А теперь, после знакомства с разновидностями субстратов, можно кратко охарактеризовать основные принципы построения гидропонных систем.

Wick. Система фитильного полива.

Самая простая система подачи питательного раствора к корням растения.

Установка, работающая по принципу фитильной системы полива растений наиболее проста. Эта система не имеет движущихся частей. И в общем-то не требует электроэнергии для подачи раствора. Водяной раствор питательных элементов из нижнего резервуара, за счет капиллярного эффекта, по системе фитилей подается в «грунтовый» слой субстрата. В качестве субстрата в системе хорошо показал себя сфагновый мох, а наилучшим образом – вермикулит.

Водяная Культура

Это способ выращивания растений при полном погружении корней растений в раствор питательных веществ.

В этой системе за счет подаваемых из специальных форсунок пузырьков воздуха происходит перемешивание и транспортировка питательных веществ к корням растения. Из активаторных гидропонических систем водяная культура является самым простым решением. Корни полностью погружены в воду, которая содержит растворенные элементы для обеспечения оптимального роста и развития растений.

Поточная система. Слив и долив питательных веществ. Flow (Flood и Drain)

Под управлением устройства автоматики питательный раствор подается к корневой системе растения и после пропитки субстрата сливается в бак.

Погружной питающий насос по заданной программе (либо по графику полива) заполняет объем ростового лотка питающим раствором. По истечении определяемого автоматикой, либо графиком интервала, производится слив раствора обратно в резервуар. Автоматический периодический полив производят несколько раз в день. Естественно, автоматический полив может быть заменен ручным.

Капельная система полива .

В системе капельного полива растений подача питательного раствора осуществляется методом орошения растения «дождевым» способом (аналог природного полива за счет атмосферных осадков).

Подача раствора к растениям производится посредством погружного насоса. Таймер системы автоматики контролирует работу этого насоса. По системе трубопроводов раствор поднимается вверх над растениями и через систему распределительных патрубков изливается на растения. Далее, после прохождения раствора через слой субстрата, он возвращается в бак.

Следует отметить, что существует два вида капельных систем. Система с рекуперацией раствора предполагает автоматическое поддержание нужного соотношения питательных веществ в растворе. А система без рекуперации раствора предполагает расходование заранее подготовленного раствора. А это означает наличие в системе автоматики точного дозирующего устройства, ограничивающего полив.

N.F.T. системы

N.F.T. (nutrient film technique) – техника питательной пленки.

Раствор питательных веществ, подаваемый питающим насосом из резервуара, медленно и равномерно стекает по плоскости лотка окружая стаканчики из резервуара, и непрерывно подпитывает корневую систему растений, перед сливом назад обратно в резервуар. Корни забирают питательные вещества из протекающего раствора. Техническое обслуживание и качество электропитания насоса имеет важное значение, во-избежании сбоев системы. При остановке циркуляции корни растения могут быстро высохнуть, что приведет к неизбежной, полной или частичной, потере урожая..

Аeroponic System

В отличие от гидропоники, которая для питания корневой системы использует раствор питательных веществ, аэропонныика предполагает питание корневой системы в аэрозольном облаке. Выращивание производится без почвенного субстрата.

Аэропонные системы можно рассматривать как высокотехнологичный метод выращивания методами гидропоники. Подобно N.F.T. системе растительная среда корневой системы в первую очередь воздух.

Корни растения висят в воздухе, периодически окружаемые аэрозольным туманом, состоящим из капелек питательного раствора. Подача аэрозоля обычно производится каждые несколько минут. Если циклы подачи аэрозоля прерываются, корни очень быстро высыхают.

Таймер управляет питающим насосом так же, как и в других типах гидропонных систем, за исключением того, что для аэропонной системы необходим короткий цикла таймера, запускающий насос на несколько секунд каждые несколько минут.