Характеристики субстратов для гидропоники

Данная статья описывает основные характеристики гидропонных субстратов. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Гидропонные субстраты».

Общим преимуществом для всех субстратов является высокая, по сравнению с обычным грунтом, пористость на единицу объема. В среднем это увеличение пористости составляет до 35%. Наличие дополнительных пор обеспечивает большее количество кислорода в зоне корней, что является ключевым фактором. Это стимулирует более активный рост растений в системах гидропоники по сравнению с почвой. Корням не нужно затрачивать усилия на прокладку себе пути в грунте. Сэкономленную энергию растение направляет на развитие других частей. Так же, задержка влаги в инертных субстратах меньше чем в почве в 10-100 раз, что тоже помогает растению сэкономить значительное количество энергии. Сочетание пористых субстратов со свободными минералами, растворенными в воде, и непосредственный контакт их с корнями способствуют фантастическому росту растений на гидропонике.

Чтобы вещество служило хорошим субстратом, оно должно отвечать определенным требованиям: оно не должно содержать избыточного хлорида натрия — обычной поваренной соли. (Это постоянная проблема субстрата на кокосовом волокне). Вещество также не должно содержать элементов, потенциально вредных для растений, и, конечно, токсичных для человека, например, тяжелых металлов. Добротный субстрат должен обладать долговечной структурой и не слишком удерживать минеральные элементы.

Ученые подробно изучают множество параметров, являющихся отличительными чертами субстратов. Это, помимо всего прочего, физические, химические и биологические параметры, например, объемная плотность, пористость, размер частиц, а также обмениваемые ионы, рН, фитотоксичность. Главными являются — влагоудерживающая способность и влагоемкость. Это два разных свойства, и их не следует путать. Влагоемкость — это количество воды, которое данный объем субстрата способен впитать. Влагоудерживающая способность — это сила, удерживающая воду в субстрате. Она определяется измерением обратной силы — всасывающей, которую корни должны приложить для впитывания воды; обычно она выражается в килопаскалях. В хорошем субстрате влагоудержание не должно быть очень сильным. Если сила, удерживающая воду в субстрате, больше, чем могут обеспечить корни, то растение завянет. С другой стороны, если влагоудержание слабое, субстрат высыхает слишком быстро. Один из основных залогов успеха в гидропонике — это гармонизация оросительного цикла с влагоемкостью и влагоудержанием субстрата. Идея заключается в обеспечении влажной среды для растений, но такой, которая будет часто орошаться для создания притока воздуха и воды в корневую зону. Это очередное заблуждение. Люди думают, что пока субстрат влажный, то всё в порядке. Это совершенно не так! Если эта влага часто не возобновляется, она вскоре лишится кислорода и станет бесполезной для растений, они завянут даже во влажном субстрате. Если питательный раствор все время насыщает субстрат, то результат будет тот же: кислородное голодание и гибель корней. С другой стороны, корни также отомрут, если дать им полностью высохнуть. Так что нужно понимать, как важно владеть оросительным циклом!

Поначалу гидропонные технологии привлекали внимание некоторых растениеводов только из соображений лени. Хотелось выращивать добротные растения с минимальными усилиями и на ограниченном пространстве. При таком подходе, естественно, предпочитают хорошо дренируемый субстрат и постоянное орошение, а еще лучше вообще никакого субстрата. И тогда не нужно будет думать и переживать о циклах! Керамзитовые окатыши или культивация в чистой воде прекрасно работают на эту идею! Цикл хорош, когда его просто-напросто нет! Но люди склонны впадать в крайности. Многие растениеводы могут оспорить это заявление и не согласиться с такой позицией. Не все разделяют этот подход, и нужно признать, что некоторые субстраты, например кокосовые волокна, имеют определенные преимущества и неспроста пользуются популярностью.

Другое важное свойство субстрата — его максимальная нейтральность. Он не должен влиять ни на рН, ни на электропроводность (два важных фактора в гидропонике). Поверхность частиц некоторых субстратов обладает электрическим зарядом, который захватывает определенные растворенные ионы, тем самым видоизменяя питательный раствор. Приходится восполнять этот пробел смесью питательного вещества, адаптированного для данного субстрата. Не все элементы в равной степени подвержены такому захвату. Например, нитрат (NO3-), главный источник азота в гидропонике обладает высокой растворимостью и низкой притягательностью для положительно заряженных частиц, поэтому он всегда доступен для растений. И напротив, другой распространенный источник азота, аммиак (NH4+) обладает высокой притягательностью для отрицательно заряженных частиц, что отражается на его доступности. Это только один пример сложных взаимодействий между питательным раствором и субстратом. Гораздо хуже, когда элементы, реагирующие друг с другом и образующие соли, плавают в одном растворе. В частности, кальций (Са++) и магний (Mg++) могут реагировать с фосфором или серой, образуя фосфаты или сульфаты.

С течением времени отложения мертвой органики и сухих солей нарушают однородность многих субстратов, создавая в среде пазухи, неблагоприятные для корней. Субстрат становится всё менее однородным и всё больше реагирует с питательным раствором посредством отложений разлагающейся органики. Характеристики субстрата повлияют на бактериальную жизнь, которая будет на нем развиваться, и на то, как бороться с разлагающейся органикой. Субстраты бывают двух типов — неорганические и органические.

См. также:

Неорганические субстраты для гидропоники

Органические субстраты для гидропоники

Беспочвенные субстраты для гидропоники