Растения под крышей. Учебное пособие для направлений подготовки бакалавриата и магистратуры «Агрономия», «Агрохимия и агропочвоведение», «Ландшафтная

1.Экологически чистый, без всяких химических добавок.

2.Органический, перерабатываемый материал.

3.рH субстрата близок к оптимальному для роста большинства растений

4.Сбалансированность всех питательных элементов.

5.Значительная водоудерживающая способность (удерживает влаги в 7 раз больше своего веса)

6.Структурно устойчивый материал, не имеющий никакой тенденции разрушаться даже при самой влажной погоде.

7.Более быстрое прорастание семян, ускоренный рост растений.

8.Получение экологически чистых продуктов.

9.Хорошие характеристики дренажа.

10.Длительный период работы субстрата (не менее 8 лет).

2.Вермикулит. Это вторичный минерал, образовавшийся в результате изменения слюды. В зависимости от происхождения и технологической обработки объемная масса вермикулита варьирует от 48 до 169 кг/м3.

Вермикулит входит в состав таких пород, как дунит, серпентин и пироксенит. Подобно слюде, вермикулит расслаивается. Окраска - от темно- желто-коричневой до светло-коричневой; может быть окрашен в зеленый и бронзовый цвета. Перед употреблением вермикулит подвергают специальной термической обработке - расслоению. При нагревании до 250-350°С вермикулит увеличивается в объеме почти в 15-25 раз. Это объясняется тем, что повышение температуры вызывает превращение воды, содержащейся в слюде, в пар, который расширяет полости между микроскопическими пластинками минерала. Подвергшийся термической обработке вермикулит представляет собой очень легкий, зернистый, сыпучий материал серебристой или золотистой окраски.

Механические свойства расслоенного вермикулита: - малый вес, составляющий 100-150 кг/м3 (для сравнения 1 м3 торфа весит 500-600 кг); - негорючесть; - гнилостойкость; - большая поглотительная способность (прочно удерживает многие макро- и микроэлементы, в том числе воду); - высокая влагоемкость (300-400%); - стойкость против насекомых и грызунов, - теплоизолирующая способность, - звукоизолирующая способность, - электроизолирующая способность, - способность сохранять структуру. Когда вермикулит продолжительное время используется как субстрат в чистом виде, происходит деформация решетчатой структуры частиц, в результате ухудшается дренаж и ослабевает аэрация корневой системы. По этим соображениям вермикулит рекомендуется смешивать с перлитом или торфом.

3.Керамзит. Это строительный материал, выпускаемый в виде гранул диаметром 2-50 мм. Производится из глины, прошедшей термическую обработку. В гидропонике используют дробленный керамзит с размером частиц 2-5 мм. Дробленые гранулы имеют пористую структуру, позволяющую удерживать питательный раствор. Керамзит отличается высокой механической прочностью на раздавливание и относительно небольшой влагоемкостыо (60%). Под влиянием корневых выделений гранулы керамзита разрушаются, в

41

результате чего возрастает объемная и удельная масса субстрата. В результате разведения растения в керамзите более 3-4 лет происходит накопление метаболитов - продуктов жизнедеятельности растительного организма, которое способствует развитию бактерий, вызывающих задержку в развитии и даже гибель растения. Чтобы не допустить этого, керамзит необходимо периодически промывать водой или перекисью водорода слабой концентрации

(3%).

Подготовка керамзита. Большинство людей рекомендуют перед началом использования керамзита проделать ряд несложных операций по его подготовке, так как часто, если не сказать, что постоянно, возникает проблема с изменением pH раствора, т.е. как правило, он растет из-за некачественного керамзита и того, что он нейтрален, его pH 7,0. Нам же требуется pH примерно 5,5-6,0. В связи с этим настоятельно рекомендуют предварительно его подготовить, дабы избежать гибели растений, на первых днях их жизни.

Материалы и оборудование: Керамзит, Электролит (серная кислота), Мерный стаканчик или шприц на 10 мл, емкость подходящего размера (раза в 2

больше объема керамзита ) или ванная.

пор, пока вода после перемешивания не перестанет становиться мутной. Наливаете воду и руками перекладываете керамзит, например в дуршлаг, если его у вас не много или во что-нибудь другое имеющие небольшие отверстия. Это необходимо для того, что бы избавиться от мелкой крошки. Для промывки керамзита дома, я обычно использую сетчатый лоток и душ с хорошим напором горячей воды.

2.Обжарка (обеззараживание): Пункт не обязательный, но если никуда не торопитесь, то лучше проделать. Высыпаем промытый субстрат на противень и ставим его в духовку на 200 градусов (если можно больше, то это еще лучше). Оставляем его там минут на 30. Наша задача - высушить и выжечь всю органику. Через 30 минут достаем и ставим его подальше от людей, что бы никого не обжечь и ждем, когда он остынет.

3.Проверка pН: Вода в кране около 9-8, p Н воды в тазу после полоскания в нём керамзита примерно 10-9. Значит щелочит!

4.Нейтрализация: Итак, заливаем воду, к примеру, в таз, добавляем туда электролита, столько, что бы pH воды получился примерно 2-3. Отправляем туда весь наш керамзит. Оставляем его в тазу часов на 12, желательно его помешивать, хотя бы раз в 3-4 часа.

Спустя 12 часов замеряем pH воды из таза. Если pH поднялся до 5-6, то заливаем новую подкисленную воду с pH 2-3. В крайнем случае, можно использовать старую воду, но предварительно ее закислив. Оставляем еще часов на 12. Затем проверяем еще раз pH , если он поднялся незначительно, то керамзит готов. Промываем его водой и сушим.

42

За 24 часа p Н поднимается с 2 до 6 и останавливается. Значит вполне достаточно хорошо промытый керамзит выдержать 24 часа в растворе с pН 2. Естественно, сроки могут отличаться в зависимости от качества керамзита.

Керамзит содержит много углекислого кальция (именно из-за него и происходит повышение pH), который вступает в реакцию с растворимыми фосфатами питательных растворов и образует не растворимый двух- и трехзамещенный кальцийфосфат. Данный процесс продолжается до тех пор, пока нерастворимые фосфаты не образуют оболочку на поверхности каждой частицы субстрата (в дальнейшем химическое связывание фосфатов не происходит, и растения используют весь фосфор питательного вещества).

4.Перлит. Это кислая порода вулканического происхождения, которая в результате термической обработки превращается в легкий пористый материал. При нагревании объем перлита увеличивается в 10-15 раз. По механическим и физическим свойствам напоминает вермикулит. Для гидропоники рекомендуется использовать перлит в виде гранул размером 2-5мм. Перлит - это силикатный материал вулканического происхождения. После размельчения

исортировки его нагревают в печах при 750 - 1000 С, вода испаряется и частицы перлита расширяются, образуя белые мелкие агрегаты, похожие на грибы - перлы. Перлит в 3-4 раза легче воды, имеет объемную массу 96-128 кг/м3, и это делает его удобным в работе. Минеральные элементы находятся в перлите в неусвояемых для растений формах. Поглотительная способность перлита низкая, поэтому при выращивании растений на перлите или компостах, в которых он преобладает, необходимы регулярные подкормки питательным раствором. Перлит стабилен при использовании, и это делает его хорошим компонентом компостов, улучшающим аэрацию среды. Субстрат нуждается в частом увлажнении.

5.Мох. В гидропонике используется сфагновый мох, который, подобно торфу, проветривают, измельчают и известкуют. При редком смачивании мха питательным раствором образуется влагоемкая, хорошо аэрируемая и насыщенная элементами питания среда.

6.Минеральная вата. Впервые использована как субстрат в 1969 году в Дании. Минеральную вату получают при плавлении смеси из 60% базальта, 20% известняка и 20% кокса при 1500 - 2000?С. По составу минвата аналогична почвенным минералам, но не является источником питательных веществ. В связи с добавлением известняка минвата имеет щелочную реакцию (рН 7,5-8,5), но, не обладая буферной способностью, быстро принимает реакцию используемого питательного раствора. Связывающее вещество, которое используют при получении минваты, поддерживает волокна на определенном расстоянии друг от друга. Это, с одной стороны, предупреждает уплотнение и полученный продукт сохраняет стабильную форму в течение продолжительного времени, с другой - улучшает пористость, влагоемкость и капиллярные свойства ваты. Минвата легкая (90 кг/м2), по физическим свойствам приближается к верховому торфу и стерильная, т.е. не содержит сорняков, патогенов и токсических веществ.

43

7.Гидрогели - специальные полимеры, выпускаются в виде сухого порошка или гранул. При наличии воды способны быстро разбухать и удерживать большое количество воды (0,3 - 0,5л на 1 г сухого препарата) и водорастворимых удобрений в сотни раз больше чем собственный вес, а затем их отдавать растениям по мере необходимости.. Они вносятся в почву, смеси, компосты и любые другие субстраты, использующиеся для выращивания растений.

Добавленный в почву гидрогель обеспечивает дружные всходы семян, улучшает свойства земли (делая глинистую почву более рыхлой, а песчаную - комковатой), позволяет выполнять рельефные работы (газоны, альпийские горки и т. п.) без больших затрат и с высокой эффективностью предотвращать боковой сток и вынос удобрений вниз по профилю. И в саду, и в огороде гидрогель позволяет экономно расходовать воду и удобрения. При поливе большая часть воды с удобрениями выносится в нижние слои земли, загрязняя грунтовые воды, а меньшая часть всё же попадает по капиллярам в места доступные для корней растений. Добавив в землю гидрогель, вы создаёте доступный для корней запас воды и удобрений. При этом Вы сократите частоту

иобъём полива, а удобрения больше не будут обжигать корни растениям и загрязнять грунтовые воды.

8.Пенистая лава и крупнозернистая пемза. Породы вулканического происхождения, обладающие пористой структурой. Отличаются высокой поглотительной способностью и долговечностью. Однако химические свойства этих пород далеки от идеала: они содержат большое количество свободной извести и других соединений, оказывающих влияние на питательный раствор. В частности, некоторые составные части раствора переходят в такую форму, в которой они уже не могут быть усвоены растением. С данным недостатком можно справиться одним из следующих способов:

при помощи серной кислоты. Породу необходимо промыть в

водном растворе серной кислоты (соотношение воды и серной кислоты 1:1) до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков газа. После этого породу оставляют на длительный срок в чистой воде, чтобы удалить остатки серной кислоты, а затем тщательно промывают в проточной воде.

при помощи суперфосфата. Породу выдерживают в течении суток

вводном растворе суперфосфата (75 г - на 1 л кипяченой воды), после чего тщательно промывают в чистой воде.

В результате описанных процедур вредные химические вещества полностью выводятся из породы.

9. Термозит (доменный шлак). Термозит производится из каменноугольных или коксовых шлаков доменных печей. Представляет собой гравие подобный пористый материал. Как субстрат для разведения комнатных растений неидеален, так как обладает следующими недостатками:

частицы термозита имеют острые края, что делает его небезопасным в применении,

характеризуется высокой щелочностью (до 43% СаО).

44

Оба недостатка можно устранить. В первом случае к термозиту рекомендуется добавить 10% кварцевого песка. Песок вводят в субстрат перед обработкой. Во втором случае, как и вулканические породы, термозит подвергают предварительной обработке с целью удаления из него ядовитых веществ (соединений серы и извести). Для того, чтобы определить, содержит ли термозит серу или известь, необходимо провести следующий опыт. В стеклянную банку кладут около 1 л шлака, в другую банку наливают 0,5 л воды, в которую затем осторожно вводят такое же количество серной кислоты. Разведенную серную кислоту вливают в банку со шлаком и смотрят, появится ли на поверхности раствора пена, (пузырьки газа с запахом тухлых яиц). Если да, то шлак необходимо выдерживать в серном растворе до тех пор, пока он не перестанет выделять пузырьки газа, после чего шлак загружают на длительное время в чистую воду и затем промывают в проточной воде. Для проверки полноты удаления остатков серной кислоты в воду, в которой промывался шлак, опускают лакмусовую бумажку. Если бумажка показывает нейтральную или слабокислую реакцию, значит, термозит готов для дальнейшего употребления. Растения, выращиваемые на термозите, нуждаются в частых поливах.

10. Гравий и гранитный щебень. Это самые распространенные и долговечные субстраты, характеризующиеся следующими свойствами:

низкой влагоемкостью (8,4%);

повышенным содержанием известковых частиц.

Для снижения излишней щелочности субстрат промывают слабым раствором фосфорной кислоты или водным раствором суперфосфата (200 г - на 10 л воды), после чего тщательно споласкивают в чистой воде.

Для выращивания гидропонных культур рекомендуются гравий и щебень

сразмером частиц 2-5 мм. Субстрат требует частого увлажнения.

11.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.

12.Торф. 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.

13.Пенопласт. Стоит посмотреть по сторонам – начинает лезть, как после дождя.

14.Аглопорит Искусственный пористый заполнитель для легких бетонов

– продукт дробления шихты, изготовленной методом агломерации (спекания) из глинистых пород или глиносодержащих отходов добывающей промышленности. Алгопорит применяется для производства аглопоритобетона.

45

ПИТАТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Питательный раствор представляет собой водный раствор веществ, необходимых растению для жизни и роста. Находясь в естественных условиях, растения получают их непосредственно из почвы, через корневую систему. При гидропонном способе выращивания, необходимую смесь минеральных солей будете готовить, и вносить вы сами. Можно пойти двумя путями: либо готовить питательную смесь самому – доставать необходимые реактивы и смешивать их в необходимых пропорциях, либо – покупать готовые, в специализированных магазинах. На готовых смесях остановлюсь подробнее.

Обычные удобрения по своему составу не годятся для гидрокультуры. Во-первых, они часто содержат слишком бедный набор необходимых микроэлементов, и, во-вторых, - вероятна возможность их переизбытка. Почва в какой-то степени служит амортизатором и может предотвратить вред, который нанес бы растению избыток солей. В случае же с гидрокультурой - растение гораздо скорее пострадает от излишнего количества минеральных солей в питательном растворе.

Кислотность (pH) раствора

Современные гидропонные составы сконструированы так, чтобы рН равнялась примерно 5,6 (оптимально для большинства растений) и сильно не отклонялась от этой величины в процессе эксплуатации (некоторые растения требуют других значений рН, например, азалии и гардении - более кислых рН=5, а пальмы - более щелочных рН=7). Самый точный прибор рН – метр, тесты кислотности, выпускаемые специально для аквариумов, они довольно точны, недороги, и просты в применении. Реактивы для измерения и изменения рН продаются на зоологических рынках и в аквариумных отделах зоомагазинов. Также можно воспользоваться индикаторной (лакмусовой) бумагой.

Пользуясь серной кислотой можно легко выдерживать требуемый показатель кислотности. При этом не следует опасаться какого-либо накопления вредных серных соединений. Да, и не следует бояться слова кислота, ведь речь идёт о ничтожных количествах. Для изменения pH раствора можно пользоваться другими кислотами и даже кое-что выиграть при этом. Например, в период основного роста - весной и летом, растения нуждаются в большом количестве азота. Можно подкислять раствор разведённой (1:10) азотной кислотой, содержащей азот в нитратной форме. Цветущие и плодоносящие растения отличаются повышенной потребностью в фосфоре. В этом случае воспользуемся фосфорной кислотой.

Для нормального развития растений кислотность (это – средние данные) должна быть в пределах от 5,0 до 6,8. Даже при маленьких установках с сосудами для отдельных растений нужно, по меньшей мере, при приготовлении раствора устанавливать должное значение pH. Правда, растения будут некоторое время в какой-то степени продолжать расти даже при неподходящем pH (ниже 5,5 и выше 6,5), поскольку еще не созданы

46

экстремальные условия, но они никогда не получат возможности для максимального развития.

Рецепты питательных растворов

Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением.

Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных количествах. Для нормального развития большинства растений соотношение фосфор – азот – калий – магний

составляет 1: 0,5: 2: 0,3.

Наиболее известные: раствор Кнопа, Гельригеля, Герикке, Эллиса, есть зимние и летние растворы ,(разный баланс, в зимнем очень мало азота) раствора микроэлементов Хогланда.

Приготовление питательного раствора. Сначала все соли отвешивают в необходимом количестве и растворяют каждую отдельно в небольшом количестве воды. Соли марганца, меди и цинка можно растворять вместе. Затем их смешивают и добавляют необходимое количество воды с учетом уже использованной для растворения солей. Т.е. если вам необходимо приготовить 5л питательного раствора, а на растворение отдельных солей вы использовали 0,5л воды, то при смешивании нужно добавить 4,5л чистой воды. Безусловно, отвешивать доли грамма, не имея в своем распоряжении аптекарских весов, практически невозможно.

Обычные хозяйственные весы дают слишком большую погрешность и их использовать в столь тонком деле нельзя. Поэтому имеет смысл растворить большее количество солей, требующихся в очень малых количествах, в меньшем объеме воды. Например, если требуется 0,2 г сульфата железа на 10 л воды, то нужно растворить 2 г в 1 л воды, получая 0,5%-ный раствор. Из него остается отмерить точной мензуркой 100 см3, содержащие 0,2 г сульфата железа.

Выходом также может быть заготовление впрок концентрированного питательного раствора. Для этого отвешивают количество солей, необходимое для получения большего количества раствора с таким расчетом, чтобы на 1л воды в нем приходилось 1,5-2,5г солей. Отвешенные соли растворяют в 0,5-1л воды и сливают в бутылку. Когда понадобится сменить раствор, его приготавливают из имеющегося концентрата, учитывая использованное для него количество воды. Очень долго концентрированный раствор хранить не рекомендуется. При хранении нужно следить за тем, чтобы растворенные соли не выпали в осадок

Но обычно растения необходимо некоторое время "приучать" к раствору. В первую неделю - используйте разбавленный в 4 раза раствор Кнопа. Во вторую - замените его на разбавленный в 2 раза. На третьей - переходите на неразбавленный раствор. Раствор Кнопа - не универсальный: он не подойдет для растений, которым необходимо низкое содержание кальция. В состав

47

раствора Кнопа микроэлементы не входят, потому что содержатся в качестве примесей в водопроводной воде и в других солях, используемых для приготовления раствора. Но их можно добавить в раствор самостоятельно.

Питательные растворы приготавливают, растворяя в воде химические соли, которые содержат азот, фосфор, калий, магний, кальций, серу, марганец (т.е. макроэлементы), а также бор, медь, цинк и другие необходимые для развития микроэлементы. Питательный раствор должен иметь в своем составе все элементы в соотношениях, не превышающих норму потребления их растениями. Растения лучше усваивают питательные вещества из разбавленных растворов; при концентрации, превышающей оптимальную норму, растения могут погибнуть.

Концентрация питательного раствора может повыситься из-за того, что растения быстрее поглощают корнями воду, чем растворенные в ней минеральные соли. Кроме того, вода частично испаряется, а это тоже приводит к повышению концентрации питательного раствора. Особенно важно следить за питательным раствором летом, когда испарение воды в сосудах усиливается. Необходимо, чтобы питательный раствор в наружном сосуде всегда находился на одном уровне, т.е. заполнял его до ½ объема. Когда раствора становиться меньше, его доливают водой до первоначального объема: летом обычно добавляют через 2-3 дня, зимой реже.

Для приготовления раствора соль берется в определенных пропорциях. Концентрация питательного раствора должна быть в пределах 1-5 г минеральной соли на 1 л воды. На концентрацию водного раствора минеральных солей растения реагируют по-разному. Если она выше 13,5 г на 1 л воды, ряд видов растений угнетается, при более низких концентрациях 1,5-2,5 г на 1 л, те же виды развиваются нормально. Концентрация раствора 0,5-0,6 г на 1 л воды сдерживает рост и развитее растений. В зимних условиях в холодных помещениях растениям, находящимся в периоде покоя, достаточно давать питательный раствор пониженной концентрации - 50% от нормы.

Сухие соли хранят (каждую отдельно) в стеклянной зарытой посуде. Для солей железа необходимо брать посуду из темного стекла и хранить в сухом виде.

Вода для приготовления питательных растворов должна быть чистой, мягкой, без примесей. Наилучшей является дистиллированная вода. При невозможности приобретения дистиллированной воды можно использовать дождевую или дополнительно очищенную при помощи бытовых фильтров воду. Для смягчения жесткой воды выпускаются специальные картриджи к фильтрам и таблетки-умягчители воды (так называемые рН-таблетки). Можно также смягчать жесткую воду при помощи торфа. Для этого торф из расчета 700г на 10л воды в сетке помещают в емкость с водой и оставляют на 10-12 часов, например, на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений.

48

Каждую соль нужно растворять отдельно, в небольшой эмалированной или стеклянной посуде, а затем сливать в общий сосуд, предназначенный для питательного раствора. Соли необходимо растворять, строго придерживаясь порядка следования их в прописи питательной смеси. Нарушение этого правила может привести к тому, что на дно сосуда выпадет осадок их нерастворенных солей.

Начинают с макроэлементов, т.е. элементов необходимых растению в больших количествах. Сернокислый магний растворяют в небольшом количестве воды и, после того, как он растворился, выливают в общий сосуд, в который предварительно было налито небольшое количество воды. Затем также растворяют аммиачную и калийную селитры, после них хлористый калий, а в конце фосфорнокислый аммоний. Эти соли тоже растворяют отдельно в небольшом количестве воды и выливают в тот же сосуд. После вливания очередного раствора соли тщательно перемешивают.

Хорошо перемешав общий раствор к нему добавляют микроэлементы. Их тоже растворяют в определенной последовательности в отдельной стеклянной посуде в небольшом количестве воды. Вначале растворяют борную кислоту, предварительно для ее лучшего растворения подкислив воду серной кислотой (1-2 капли на 1 л. воды). Хорошо перемешав и убедившись, что она полностью растворилась, прибавляют последовательно соли цинка, железа, молибдена и меди, растворяя каждую отдельно в небольшом количестве воды. После прибавления очередной соли раствор как следует перемешивают. Затем раствор микроэлементов, при постоянном помешивании, выливают в сосуд с раствором макроэлементов. Приготовленный таким образом раствор готов к употреблению.

Реакция раствора имеет огромное значение для нормального роста и развития растений. Питательный раствор для растений, выращиваемых без почвы, в зависимости от культуры должен иметь pH5,5-7,0. Сдвиг реакции раствора в щелочную строну (Ph выше 7) отрицательно влияет на растения, в таком растворе соли железа, магния, кальция, фосфора и марганца переходят в соединения нерастворимые, которые растениями не усваиваются. Иногда изменения состава и концентрации раствора бывают незначительными, но все же могут отрицательно сказаться на развитии растений, поэтому необходимо периодически определять кислотность раствора. Готовый раствор в закрытой посуде можно хранить 2-3 месяца

Питательный раствор, готовый к употреблению, должен иметь температуру, одинаковую с температурой воздуха помещения, в котором растут растения. Правильно приготовленные растворы действуют продолжительное время. Сменяют раствор через 30-40 дней, в зависимости от вида растения. Количество питательных солей в растворе зависит от потребности в них растений: в зимние время должен преобладать калий, в весенне-летний период азот.

49

При порче раствора его необходимо заменить свежим, продензифицировав субстрат, резервуары и корни растений небольшим количеством разведенного в чистой воде перманганата калия (розового цвета).

Таблица 2. Схема pH/PPM/EC для фруктов на гидропонике.

Нормы pH (кислотность) и EC/PPM (концентрация) только для выращивания растений на гидропонике

Таблица 3. Схема pH/PPM/EC для овощей на гидропонике Нормы pH и EC/PPM только для выращивания растений на гидропонике

50