Гравий как субстрат в гидропонике

Это наиболее простой способ. Растворы в таких системах поступают к субстратам по фитилям, а система действует благодаря «капиллярным взаимодействиям». Как правило, здесь используются влагоёмкие субстраты – вермикулиты, кокосовые волокна. Удобно использовать данную систему при выращивании растений без присмотра. Главным здесь является правильный подбор толщины материалов для фитилей.

Субстрат для гидропоники

Субстратной культурой называют способ гидропоники, когда для укрепления и укоренения растения используется слой субстрата.

Основные варианты субстратов — перлиты, песок, вермикулиты, цеолиты, гравий, минваты, керамзиты или другие. Больше всего в системах с применением капельного полива распространено применение минваты или керамзита, а для таких систем, как способ периодического подтопление – керамзита.

Рассмотрим основные способы субстратной культуры в гидропонике.

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.

СУБСТРАТЫ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ МЕТОДОМ ГРАВИЙНОЙ КУЛЬТУРЫ

При выращивании растений без почвы в качестве субст­ратов могут быть использованы различные местные материалы. В тепличных гидропонных комбинатах Украины использовали преимущественно гранит­ный щебень, в Москве и Санкт-Петербурге — измельченный керамзит, а в отдельных гидропонных установках — вспученные вермикулит и перлит, ка­менноугольный шлак и полихлорвиниловый субстрат. В некоторых случаях применяют органические субстраты: торф, мох, древесные опилки.

Для обеспечения нормального роста и развития растений субстрат дол­жен обладать определенными свойствами.

Во-первых, он не должен содержать каких-либо ядовитых веществ, должен быть относительно химически инертным и нейтральным, чтобы не изменять химических и физико-химических свойств питательного раствора. Некоторые субстраты содержат карбонат кальция (СаСО₃), который, растворяясь под дей­ствием раствора и корневых выделений, подщелачивает раствор за счет повы­шения концентрации ионов ОН” и Са++, образующихся при гидролизе:

Повышенное содержание кальция в растворе вызывает осаждение фос­фатов. Таким образом, субстрат, содержащий СаСО₃, не способствует нор­мальному росту растений.

Во-вторых, субстрат должен обладать достаточной водоудерживающей способностью и хорошей аэрацией. Эти его свойства в значительной степе­ни зависят от размера частиц. С их увеличением резко снижается водоудер-живающая способность субстрата и повышается его пористость. Такие субс­траты, как измельченные вермикулит, перлит и керамзит, обладают высокой водоудерживающей способностью, а гравий и гранитный щебень — низкой.

В-третьих, субстрат должен быть достаточно прочным.

Этим требованиям отвечает ряд материалов — гранитная щебенка, гра­вий, песок, керамзит, пемза и др., которые и используются как субстраты при агрегатопонике (табл. 5.1).

Соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз показано на рис. 5.5.

Субстрат для выращивания овощных растений не должен влиять на сос­тав питательного раствора. Поэтому заранее определяют его кислотность, химический состав и инертность. Для этого его заливают питательным раст­вором, в котором предварительно определяют концентрацию элементов пи­тания и кислотность. Через 8—10 часов раствор фильтруют и снова проводят анализ. Если химический состав раствора не изменился, субстрат использу­ют для выращивания растений. Если же субстрат не является достаточно химически инертным, то перед посадкой в него растений требуется предва­рительная подготовка.

Для предупреждения связывания фосфора полуторными оксидами и каль­цием, свежий субстрат перед посадкой растений зафосфачивают, т.е. дают избыток фосфора с тем, чтобы связать все имеющиеся ионы алюминия, же­леза и кальция виде фосфорнокислых солей. Субстрат заливают 2%-ным рас­твором вытяжки из суперфосфата и выдерживают в течение суток, после чего промывают водой. Для этих целей можно использовать вместо вытяжки из суперфосфата ортофосфорную кислоту. Карбонаты кальция, содержащи­еся в субстрате, при взаимодействии с ортофосфорной кислотой образуют на поверхности мало растворимую в воде пленку фосфата кальция. Химическая инертность субстрата значительно увеличивается.

Гравий.В гидропонике используют кремниевый или кварцевый гравий, не содержащий углекислого кальция. Наличие в нем карбонатов приводит к подщелачиванию питательного раствора (до рН 8 и выше) и выпадению фос­фатов из раствора в виде осадка. Оптимальный размер частиц гравия 3—8 м. Однако при таком размере частиц очень низка влагоемкость субстрата. Поэ­тому к гравию рекомендуется добавлять вермикулит.

Песок.Используют крупный песок (0,6—2,5 мм), не содержащий вред­ных примесей. Нежелательны пылевидные частицы, которые затрудняют дос­туп воздуха к корневой системе.

Не рекомендуется использовать очень кислый или же щелочной песок.

Гранитный щебень.Этот субстрат используется довольно широко. Он на­дежно предохраняет корневую систему от подсыхания и перегрева, на повер­хности частиц удерживает достаточное количество питательного раствора и обладает хорошей аэрацией и водопроницаемостью. Он не порист, поэтому легко промывается и дезинфицируется. Размер частиц 3—15, а для рассады 3—8 мм. Частицы имеют остроугольную форму и могут повреждать корни, особенно рассады и молодых растений.

Вермикулит.Химический состав вермикулита непостоянен. При нагрева­нии до 800—1000 °С в течение 30—60 сек вспучивается и увеличивается в объеме в 15—25 раз и более, образую массы воздушных полостей и приобретая низкую плотность (100—150 кг/м 3 ) и высокую водоудерживаюшую способность.

Вермикулит отличается высокой емкостью катионного обмена: 65—145 м-экв/100 г минерала. Этот субстрат имеет низкую теплопроводность, что обеспечивает стабильную температуру в корне обитаемой среде. Рекоменду­емый размер частиц 5—15 мм.

Однако по сравнению с другими субстратами вермикулит менее прочен и без замены возможно использование не более 4-5 лет. Он подщелачивает рас­твор, причем обжиг еще больше увеличивает щелочность. Но в процессе экс­плуатации подщелачивающее действие ослабляется, а затем и вовсе исчезает.

Перлит.Вспучивается при тепловой обработке, многократно увеличива­ясь в объеме и резко уменьшаясь в плотности (60—150 кг/м 3 ). Химический состав непостоянен.

Перлит как субстрат обладает рядом весьма ценных свойств. Он характе­ризуется высокой водопоглощающей способностью, хорошо впитывает и мед­ленно отдает воду и элементы минерального питания. Благодаря хорошим теплоизоляционным свойствам он предохраняет корни растений от перегрева.

В качестве субстрата лучше всего применять перлитовую щебенку с раз­мером частиц 5—15 мм. Насыпная масса 55,0—65,0 кг/м 3 .

Перлитовый песок недостаточно аэрирован, при поливе всплывает и пов­реждает корни растений. Перлит — субстрат непрочный, при многократном использовании крошится. Без замены используют 3—4 года. Утилизируется внесением в почву. Это способствует улучшению ее структуры и физико-химических свойств.

Керамзит.Получают из глинистых пород путем вспучивания при темпе­ратуре 1150—1250°С. Это зернистый субстрат пористого строения, обладает хорошими теплоизоляционными и водоудерживающими свойствами. Но кро­шится, как и все вспученные материалы. Керамзит инертен: не изменяет рН

раствора, не обладает поглотительной способностью по отношению к кати­онам, не поглощает фосфат-ионов. Однако при длительном использовании на поверхности керамзита откладываются фосфаты кальция, алюминия и железа. По влагоемкости керамзит уступает вспученному перлиту и верми­кулиту, но по механической прочности превосходит их.

Широкое внедрение в производство агрегатопоники выдвигает проблему продления срока использования субстрата. При длительном его использова­нии на его поверхности откладываются соли питательных веществ, т.е. про­исходит засоление субстрата.

Интенсивность этого процесса зависит от концентрации питательного раствора, размера частиц субстрата, наличия в нем пылевидных частиц, мик­роклимата теплиц. Засоление субстрата — процесс управляемый. Промывка субстрата в время замены раствора, ежегодная его дезинфекция формалином с последующей промывкой водой, обработка через 3—4 года сильными окис­лителями способствует регенерации старых субстратов. Для кислотной реге­нерации используют хлорную воду с последующим зафосфачиванием субст­рата; для щелочной — раствор едкого калия (0,15%).

Одним из решающих факторов старения субстрата является наличие в нем гниющей растительной массы. Продукты разложения корневых остат­ков и корневых выделений. Накапливаясь в субстрате и растворе, токсичес­ки действуют на растения. Наблюдается явление так называемого почвоу­томления (аллелопатии), которое проявляется в подавлении ростовых про­цессов и снижении урожайности.

При беспочвенной культуре общее количество микроорганизмов значи­тельно меньше, чем в почвах и грунтах. Колебание численности микроорга­низмов выражено довольно резко: к концу вегетации растений оно возраста­ет почти в 100 раз. При длительном использовании питательного раствора общее количество микроорганизмов значительно увеличивается.

Микроорганизмы способны выделять физиологически активные вещес­тва, стимулирующие рост и развитие растений (микробы-стимуляторы). Но среди микроорганизмов есть и такие группы, которые своими выделениями ухудшают рост и развитие выращиваемых культур (микробы-ингибиторы).

Обработка семян полезными микроорганизмами позволяет создать в суб­страте желаемую микрофлору, а внесение бактерий Ps. radiobakter Bacterim album и chraqutle увеличивает урожай томата на 13,3—8,3% в состав пита­тельного раствора должны входить все необходимые элементы минерально­го питания, потребляемые растениями как в больших, так и в малых коли­чествах, в соотношениях обеспечивающих полноценное развитие растений. Воду, применяемую для приготовления раствора, необходимо анализировать, и содержание в ней химических соединений и величину рН нужно учиты­вать при составлении растворов.

Некоторые из субстратов, например, вермикулит, перлит и керамзит, неп­рочны и со временем крошатся, вследствие чего уменьшается размер их час­тиц и ухудшается аэрация корневой системы растений. Нарушается оптималь­ное соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами. Такие субс­траты нужно менять через каждые 3—4 года, что экономически невыгодно.

При длительном использовании субстраты претерпевают глубокие

физико-химические изменения. Работами Е. И. Ермакова и Р. И. Штрейс (1968) установлено, что керамзит, перлит и другие субстраты подвержены медленному разрушению под действием корневых выделений, продуктов жиз­недеятельности микроорганизмов и питательного раствора.

Наличие в растворе ионов водорода (Н+) и угольной кислоты (НСО₃-), образующихся при дыхании корней, создает предпосылки для ионного об­мена между субстратом, корнями растений и питательным раствором.

По данным С. Н. Алешина (1952), радиус катиона водорода в сотни ты­сяч раз меньше, чем других катионов (10~ 5 А°), поэтому он может легко про­никать в кристаллическую решетку минералов и вызывать ее разрушение в результате обмена катионов.

С физическими свойствами субстрата тесно связаны их водные свойства: влагоемкость и водопроводимость, от которых в значительной степени зави­сит водный режим растений.

Наибольшей водоудерживающей способностью отличается вермикулит. Низкая водоудерживающая способность гравия объясняется, кроме отсутст­вия в нем пор, еще и смачиванием частиц при соприкосновении с жидкостя­ми. Твердое тело не смачивается жидкостью, когда взаимное притяжение ее молекул между собой больше, чем притяжение их к молекулам твердого те­ла. С увеличением размера частиц водоудерживающая способность гравия, щебня и керамзита резко снижается.

Остающаяся после увлажнения субстрата вода делится на легко- и сла­боподвижную. Из применяемых минеральных субстратов больше всего лег­коподвижной воды содержит вермикулит, поэтому при выращивании овощ­ных культур его можно увлажнять реже, чем другие субстраты: в солнечную погоду раз в день, в пасмурную — через день, на гравии и щебне — в солнеч­ную погоду 3—4 и в пасмурную 2—3 раза в день.

В последние годы в гидропонных сооружениях Нидерландов, Дании, Ан­глии, Германии, Франции Израиля и других стран в качестве субстрата ис­пользуют искусственное волокно, т. е. минеральную вату. Под гравийной культурой значительно сокращены площади теплиц и их переводят на более дешевый способ — малообъемную гидропонику (см. подраздел 6.2).

Кроме минваты, в ряде стран в качестве субстрата используют высоко­молекулярные синтетические соединения типа вспененного полистирола, по­лиуретана, термопластических полимеров, а также синтетические пенистые смолы, обладающие различными водно-физическими и химическими свойс­твами, что необходимо учитывать при выращивании растений.

Из физических свойств субстрата наиболее важное значение имеет объем­ная масса, соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз и механическая прочность субстрата. Водно-физические свойства его оказывают существен­ное влияние на процессы роста и развития растений. На искусственных субс­тратах значительно увеличивается масса, объем, адсорбирующая поверхность корней рассады и усиливается их нагнетающая и метаболическая активность.

При этом изменяется морфологическое строение корневой системы растений. В частности, на искусственных субстратах они формируют сильно развитую ком­пактную корневую систему с несколько утолщенными и более короткими корня­ми, тогда как на почве последние меньше ветвятся, но сильно вытягиваются.

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.

Термозит (доменный шлак)

• частицы термозита имеют острые края, что делает его небезопасным в применении,
• характеризуется высокой щелочностью (до 43% СаО).

Внимание! Ни в коем случае не поступайте наоборот: не заливайте воду в серную кислоту!
Растения, выращиваемые на термозите, нуждаются в частых поливах.

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.

Состав питательных растворов

Питательные растворы играют огромную роль при выращивании растений с помощью гидропоники. Именно из них культуры получают все необходимые для нормального развития и роста минеральные вещества. При приготовлении питательных растворов очень важно придерживаться следующих рекомендаций:

• необходимо обращать внимание на качество воды;
• питательный раствор должен содержать все необходимые для жизнедеятельности той или иной культуры макро- и микроэлементы;
• в разные периоды жизни растению требуется разное соотношение питательных веществ, поэтому и раствор должен приготовляться, учитывая фазы роста культуры;
• очень важно соблюдать не только правильное соотношение, но и общую концентрацию, которая должна быть достаточно высокой, но, в тоже время, и не токсичной для растений.

Как видим, приготовление питательного раствора — дело достаточно сложное, поэтому для тех, кто желает организовать гидропонные грядки на подоконнике лучше всего воспользоваться готовыми растворами, которые можно приобрести в специализированных магазинах или через интернет. Более подробно про выращивание растений в условиях городской квартиры, используя гидропонику, мы поговорим в следующей статье.

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.

Какой дренаж использовать?

Субстрат для растений на гидропонике приобретают у проверенного производителя. На упаковке указываются характеристики материала. Производитель обычно обрабатывает его дезинфицирующими р-рами, нормализует РН. Гидропонистам остаётся только наполнить ёмкости и установить на постоянное место выращивания саженцев.

• Кокосовая стружка – это один из самых востребованных субстратов. Она подходит для любой культуры. Стружка хорошо удерживает влагу и распределяет её по всей поверхности дренажа. В то же время она не слёживается, отличается хорошей аэрацией. Материал природного происхождения, экологически чистый, отличается продолжительным сроком использования, до 8 лет. На упаковке производитель указывает, на какой объём рассчитан материал. – он пористый, хорошо удерживает питательный раствор. Для гидропоники подходят гранулы 16 мм. Используют его до 5 л. В дальнейшем он распадается под воздействием микрофлоры, которая выделяется растением. Керамзит может иметь повышенную кислую реакцию. – материал гигроскопичный, воздухопроницаемый, состоит из волокон. Его чаще всего применяют частные растениеводы. Используют, как отдельные листы, так и кубики, в которых предусмотрено углубление для расположения саженцев или семян. Вата зачастую отличается щелочной реакцией. – материал, пористый, лёгкий, имеет вулканическое происхождение. Его очищают и дезинфицируют. Он представляет собой мелкие белые камни размером от 2 мм до 5 мм. Перлит имеет нейтральный рН. Он не теряет своих характеристик в течение 3-4 лет.
• Наряду с перлитом в гидропонных системах применяют пемзу. У неё такие же характеристики, но она лучше удерживает влагу и воздух. – обычно его применяют, как дополнительное вещество к перлиту или к пемзе. Он обеспечивает хорошую аэрацию корневой системы, удерживает минеральные вещества, необходимые для растений. Среди недостатков отмечают быструю деформацию частиц, которые соединяются; материал теряет свои привлекательные характеристики.
• Торф – наиболее доступный и недорогой материал. Его часто применяют для выращивания салата, капусты, томатов, баклажанов, огородной зелени. Торф имеет кислую реакцию. Он поддерживает оптимальный минеральный баланс питательной среды. Материал востребован у огородников, часто используется крупными фермерами.

В качестве дренажного материала для гидропоники растениеводы используют мох сфагнум. Его приобретают в спрессованном или гранулированном виде. Он поглощает большое количество воды, в 70 раз больше своей массы. Его рН — 3 единицы. Он отличается не только хорошей гигроскопичностью и воздухопроницаемостью. Мох является природным антисептиком.

При выращивании комнатных цветов растениеводы части выбирают для гидропоники гидрогель. Растения развиваются без субстрата. Гель производится в виде цветных шариков, которые красиво дополняют интерьер помещения.

1 л вещества удерживает 400 мл влаги. Он хорошо впитывает питательный раствор, обеспечивая цветам нормальное развитие. Материал полимерный. При соприкосновении с водой он быстро набухает, увеличивается в размере.

Торф и мох используются в качестве субстрата в основном при ведении водной культуры для укоренения саженцев на сетчатом поддоне. Для выращивания растений наиболее пригоден сфагновый торф и мох с верховых болот. Этот материал хорошо пропускает кислород и сохраняет достаточное количество влаги. Основным недостатком этого субстрата является то, что со временем он может разлагаться на мелкие частицы, которые засоряют элементы гидропонной системы.

Основные требования к материалу

Не все субстраты подходят для выращивания культур на гидропонике. Не применяют огородный грунт. Он легко смешивается с питательным раствором, что приводит к загрязнению жидкости и системы в целом. В питательной среде развивается патологическая микрофлора, что вызывает различные патологии и заболевания растений.

В почве находятся микроэлементы, которые необходимы для развития саженцев. Такие же минеральные вещества содержатся и в жидкой питательной среде. Избыток питания нарушит метаболизм в тканях и приведёт к патологиям. Какими характеристиками должен обладать материал?

• Высокая гигроскопичность. Выбирают субстрат для гидропоники, который хорошо удерживает влагу.
• Воздухопроницаемость. Без воздуха растения существовать не могут. При выращивании в грунте, обязательно рыхлят почву, чтобы открыть доступ воздуха к корням. В гидропонике, при отсутствии грунта, выбирают субстрат, который хорошо удерживает не только воду, но и воздух.
• Волокнистость. Благодаря волокнам раствор равномерно распределяется по всей поверхности субстрата, подходит ко всем корневым отросткам. При гладкой поверхности жидкость стекает; растение не получает полноценного питания.
• Устойчивость к химическим веществам, к электролитам. Материал не должен вступать в реакцию с питательной средой. В противном случае гидропонный р-р и субстрат поменяют свои свойства.

Не рекомендуют применять в качестве субстрата мелкий речной песок. Он вымывается, плохо удерживает воду; быстро впитывает влагу, но в дальнейшем она стекает вниз. Речной песок не отличается хорошей воздухопроницаемостью. Он слёживается, перекрывая доступ воздуха к корневой системе.

Перед тем как уложить дренаж в ёмкости для выращивания растений его необходимо подготовить. Для каждого материала своя определённая схема обработки.

Среди основных принципов отмечают дезинфекцию, анализ кислотно-щелочного баланса. РН дренажа должен быть нейтральным, 5,5 единиц. Для тестирования приобретают лакмусовую бумажку или тест-растворы.