Практическое занятие №8. «Сравнительная характеристика субстратов для гидропоники»

Цель: изучить многообразие, строение и химический состав различных субстратов, которые используются при выращивании растений в закрытом грунте.

Выполнение:

1. Ознакомиться с существующими гидропонными субстратами.

2. Выписать в рабочую тетрадь достоинства и недостатки каждого из приведенных веществ.

3. Изучить способ подготовки каждого из субстратов.

4. Определить какой из гидропонных субстратов наиболее подходит для выращивания овощных культур на территории Белгородской области.

 

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

Субстрат – это среда, в которой развиваются корни растений. В качестве субстрата можно использовать огромное количество материалов: минеральную вату, вермикулит, кокогрунт, керамзит, кокосовое волокно, песок, перлит, гравий, торф. Иногда используют смесь из разных субстратов. По своим качествам субстрат является инертным веществом, которое удерживает стебли растений в вертикальном положении, но не питает их. Корни получают полезные вещества из питательного раствора. Так называют смесь обычной воды с минеральными удобрениями.

Субстрат подбирают в зависимости от того, какую гидропонную систему планируется организовать. Разные конструкции требуют разных функций от субстрата. Для глубоководной культуры, питательного слоя, аэропоники достаточно, чтобы субстрат удерживал растение вертикально. Система капельного и фитильного полива требуют, чтобы весь резервуар с растениями был наполнен субстратом. Система периодического затопления позволяет использовать оба варианта.

Важнейшие характеристики субстрата – впитывание и удержание жидкости. Если цикл полива прервется, корни быстро высохнут и растение погибнет. Это очень актуально для аэропоники, питательного слоя. В системах капельного полива и фитильных лучше использовать субстрат, который хорошо впитывает питательный раствор, тогда можно не бояться, что растения зачахнут в случае отключения электричества или других форс-мажорных обстоятельств. Можно использовать минеральную вату, кокогрунт, вермикулит. При организации глубоководной культуры практически невозможно пересушить корни, однако жизнь растения зависит от работы компрессора. Если он перестанет насыщать раствор кислородом, растение погибнет.

Керамзит, гравий, перлит не держат воду, поэтому ими пользуются вместе с более влагоемкими субстратами.

В самых первых гидропонных системах в качестве субстрата использовали гравий и песок. Чтобы растение благополучно развивалось, нужно, чтобы корни получали равное количество кислорода и питательных веществ. Насколько равномерно вода и питательный раствор распределяются в субстрате зависит от расстояний между гранулами. Песок для этого слишком мелкий, расстояние между гранулами слишком маленькое, чтобы удерживать достаточное количество питательного раствора и воздуха. Гравий – напротив, слишком крупный: капиллярный эффект теряется, а жидкость просто стекает в поддон.

Вермикулит. Преимущество этого субстрата – незначительный вес, всего лишь 150 кг на метр кубический. Это очень мало, по сравнению с другими субстратами – например, такой же объем торфа весит до шестисот кг. Вермикулит не горит, не гниет, обладает хорошими поглощающими свойствами – отлично удерживает питательные вещества и воду. Немаловажные преимущества этого субстрата – влагоемкость, тепло-звуко-электроизоляция, способность выдерживать нашествия насекомых-вредителей и грызунов.

Вермикулит является вторичным материалом, который образуется после изменения слюды. Объем его зависит от метода технологической обработки, но находится в пределах 48 – 169 кг на метр кубический.

Вермикулит содержится в дуните, серпентине, пироксените, склонен к расслоению. Цвет вермикулита – темно-желтый, коричневый, светло-коричневый, зеленый или бронзовый.

Прежде чем использовать вермикулит, его нужно специально обработать, чтобы он расслоился. Его нагревают до 350°С, тогда он увеличивается в объеме в 20 раз. При росте температуры вода, которая содержится в слюде, превращается в пар. Он расширяет полости между пластинками минерала. После термической обработки вермикулит делается легким, зернистым, сыпучим, приобретает золотистый или серебристый цвет.

Вермикулит не стоит использовать в чистом виде. Со временем он деформируется и теряет свои дренажные свойства. Аэрация корней ухудшается. Лучше смешивать его с торфом и перлитом.

Керамзит. Керамзит является строительным материалом, который выпускают в виде гранул. Их размер может варьироваться от 2 до 50 мм. Делают его из обожженной глины. Для гидропонных систем используют дробленый керамзит размером гранул до 5 мм. Такие гранулы пористые, хорошо удерживают питательный раствор. Керамзит – очень прочный материал, его трудно раздавить. Однако его нельзя назвать влагоемким. Влажность постепенно разрушает гранулы керамзита, его объем и масса возрастают.

Если выращивать растения в керамзите более четырех лет, в нем накапливаются метаболиты – продукты жизнедеятельности, которые способствуют развитию бактерий. В конечном итоге это приводит к гибели растений. Время от времени керамзит нужно промывать слабой перекисью водорода или водой.

Мох. Для некоторых гидропонных систем в качестве субстрата используют сфагновый мох. Его следует обрабатывать, как торф – проветривать, измельчать, известковать. Мох нужно смачивать питательным раствором изредка. Это очень влагоемкий субстрат, который долго держит влагу, создавая отличную питательную среду для растений.

Минеральная вата. Этот субстрат изготавливают из смеси базальта, известняка, кокса в соотношении 6: 2: 2. Смесь элементов плавят при температуре до 2000°С. Получившийся продукт обладает составом почвенных минералов, но не может быть источником питания для растения. Так как в минеральную вату добавлен известняк, она обладает щелочной реакцией, но не буферной способностью. Поэтому она быстро перенимает реакцию питательного раствора. Волокна минеральной ваты находятся на некотором расстоянии друг от друга, поэтому субстрат не уплотняется с течением времени. При этом минеральная вата очень пористая и влагоемкая, отличается легкостью и стерильностью, не содержит токсичных примесей.

Гидрогель. Гидрогелем называется полимер, который выпускают в виде порошка или гранул. Если в него добавить воду, он разбухнет. Может впитать пол-литра жидкости на каждый грамм вещества. То же касается питательного раствора. Чаще гидрогель используют в ландшафтном дизайне, чтобы улучшить свойства почвы, для уверенности, что удобрения пойдут на подкормку растения.

Крупнозернистая пемза (пенистая лава). Этот субстрат является породой вулканического происхождения, которая обладает пористой структурой. Преимущество данного материала в его долговечности, высокой поглотительной способности. Нужно учитывать, что химические свойства такого субстрата подходят далеко не для каждого растения. В нем содержится свободная известь и другие элементы, которые могут существенно влиять на питательный раствор. Некоторые микроэлементы теряют способность усваиваться корнями растения. Чтобы сделать субстрат пригодным для гидропоники, его нужно подготовить: промыть породу раствором серной кислоты. При этом соотношение воды и кислоты должно быть один к одному. Субстрат промывают, пока не перестанут выделяться пузырьки газа. Затем породу необходимо залить проточной водой и оставить на сутки. Затем залить ее раствором суперфосфата – 75 г на литр кипяченой воды, оставить на сутки, затем еще раз промыть проточной водой. Таким образом все посторонние элементы будут удалены, и можно пользоваться качественным и долговечным субстратом.

Термозит (доменный шлак). Термозитом называют продукт, который получают из коксовых или каменноугольных шлаков доменной печи. Он очень пористый, по виду напоминает гравий. В качестве субстрата этот материал можно использовать после специальной обработки. Чтобы сгладить острые края субстрата, к нему следует добавить кварцевый песок, примерно десять процентов от общего количества субстрата. Песок добавляют до химической обработки субстрата. Чтобы справиться с высокой щелочностью термозита, нужно провести ряд манипуляций.

Сначала выясняют, содержит ли субстрат серу и известь. Для этого в одну стеклянную емкость помещают литр шлака, в другую – наливают пол-литра воды и добавляют в нее серную кислоту в том же количестве. Нельзя добавлять воду в серную кислоту!

Смесь вливают в банку со шлаком и проверяют, появятся ли на поверхности пена и запах тухлых яиц. Если реакция произошла, субстрат выдерживают в растворе серной кислоты до прекращения реакции. Затем шлак промывают проточной водой, замачивают на сутки. Чтобы проверить, полностью ли промылась серная кислота, в воду, которой промывали шлак, опускают лакмусовую бумажку. Если реакция нейтральная или слабокислая, субстратом можно пользоваться.

Растения, которые развиваются в таком субстрате, нужно обильно поливать.

Гравий, гранитный щебень, песок, торф. Считаются самыми долговечными субстратами, однако и они требуют предварительно обработки, поскольку содержат много извести и обладают низкой влагоемкостью.

Чтобы снизить содержание щелочи, субстрат следует промыть разбавленной фосфорной кислотой или раствором суперфосфата (200 г вещества на 10 л воды). После обработки субстрат нужно хорошо промыть чистой водой. Для использования в гидропонике нужен щебень и гравий размером до 5 мм. Гравий и щебень нужно часто увлажнять.

В гидропонике используют крупный песок – до 2, 6 мм. При помощи раствора фосфатной кислоты из него удаляют известь, затем промывают чистой водой.

Лучше всего для выращивания растений подходит сфагновый торф, который добывают на верховых болотах. Его зернистость должна быть не более 12 процентов, степень разложения – от 10 до 25 %. Нельзя использовать для гидропоники высокозольный торф.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: