Как выбрать субстрат для беспочвенного выращивания
Существует множество субстратов для беспочвенного выращивания, которые все выкапываются и подбираются в зависимости от условий различных мест. Упомянутые здесь типы подложек относятся к обычно используемым подложкам и приведены только для справки.
1. тип
Классификация субстратов основана на морфологии, составе, форме и т. д. субстратов. Ниже представлена система классификации беспочвенных субстратов, модифицированная на основе системы классификации г-на Теруо Икэды.
В этой системе неорганическая матрица и органическая матрица вместе называются единой матрицей, чтобы соответствовать смешанной матрице.
2. Свойства различных субстратов для беспочвенных культур.
Свойства субстрата в основном относятся к физическим и химическим свойствам, связанным с культивируемыми растениями. Физические свойства включают емкость, пористость, отношение размера к пустоте, размер частиц и т.д.;
К химическим свойствам относятся химическая стабильность, кислотность и щелочность, способность к замещению катионов, буферная емкость, электропроводность и др. Иногда к ним также относятся некоторые важные функции субстрата, особенно воды, в жизнедеятельности растений.
(1) вода
①Роль воды Вода – источник жизни. Важная роль воды в жизнедеятельности растений в основном заключается в следующих аспектах:
Во-первых, вода является важным компонентом протоплазмы;
Во-вторых, вода является сырьем для фотосинтеза и гидролиза органического вещества;
В-третьих, вода является растворителем и средой биохимических реакций;
В-четвертых, вода поддерживает присущую растениям позу: это необходимое условие для выполнения растениями различных физиологических действий, таких как деление клеток, рост и дифференцировка, газообмен и использование световой энергии;
В-пятых, вода испаряется через устьица листьев, снижая температуру внутри растения и поддерживая относительно постоянную температуру тела в жаркую погоду.
② Характеристики воды как субстрата для беспочвенного выращивания. Вода представляет собой невидимую и безвкусную прозрачную жидкость, которая является очень хорошим растворителем для многих веществ. Из-за этого вода как беспочвенный культуральный субстрат имеет следующие характеристики:
а. Достаточное количество воды и удобрений, но ограниченное количество кислорода. Различные питательные вещества, необходимые для роста растений, растворяются в воде, и растения легко их усваивают. Однако содержание кислорода в воде не может удовлетворить потребности дыхания корней растений. Поэтому необходимо искусственно надувать или заставлять поток воды соприкасаться с воздухом для увеличения в нем растворенного кислорода.
б. Концентрацию ионов водорода (рН) в воде легко регулировать, но корневой экссудат легко накапливается. Воду можно использовать для увеличения концентрации ионов водорода (кислоты) с помощью соляной или уксусной кислоты и для увеличения концентрации ионов гидроксида (щелочи) с помощью гидроксида натрия или гидроксида калия. Концентрация увеличивается.
Концентрация кислоты или щелочи, обычно используемая для регулирования концентрации ионов водорода в воде, составляет 0,1 моль/литр.
Корневая система в гидропонной среде, с одной стороны, поглощает питательные вещества из воды, а с другой стороны выделяет в воду часть органических веществ и накапливается в воде. Значительную часть этих органических веществ составляют вещества привычного экссудата, образуемые растениями, длительное время произрастающими в почве. Функция этого вида веществ состоит в основном в растворении или комплексировании питательных веществ, которые не легко усваиваются корнями в почве; Некоторые «отходы» корневой системы, такие как токсины, имеют соответствующее пространственное распределение в почве и не влияют на нормальную поглотительную функцию корневой системы. В водной матрице корневая система легко снова всасывается в организм, поэтому повторное всасывание, выделение и порочный круг реабсорбции и повторного выделения не способствуют нормальному росту корневой системы и нормальному физиологическому состоянию. функции. Решение состоит в частой замене питательного раствора или циркуляции питательного раствора.
в. Питательные вещества находятся в тесном контакте с корневой системой и легко усваиваются корневой системой, но есть два основных условия, при которых корневая система не закрепляет растение для поглощения питательных веществ. Во-первых, корневая система активно расширяется до положения питательного вещества и контактирует с питательным веществом; Под действием корневой системы он перемещается вокруг корневой системы и касается корневой системы. Корневая система подвешена в питательном растворе, и питательные вещества легко достигают корневой системы при частых физических движениях. Поэтому, несмотря на то, что концентрация питательных веществ в растворе очень низкая, если концентрация макроэлементов достигает микромолярного уровня, они легко усваиваются корневой системой, даже в этом питательном растворе растения растут быстрее всего. Но питательный раствор не может поддерживать огромное тело растения. Пока вес растения превышает плавучесть воды в питательном растворе, растение неизбежно тонет. Чтобы закрепить растения, кто-то использует решетку для поддержки растений, позволяя корням проходить через сетку решетки и попадать в питательный раствор. После того, как растение подрастет, корневая система удлиняется, и в питательном растворе невозможно получить соответствующее водовоздушное соотношение. Чтобы решить эту проблему, между решеткой, поддерживающей растение, и корытом, содержащим питательный раствор, можно разместить несколько опор и постепенно увеличивать высоту. Верхнюю часть корневой системы сделайте всегда в питательном растворе, а остальную часть между поверхностью жидкости и сеткой. Водяной пар в этой части пространства относительно велик, что может удовлетворить требования к соотношению воды и газа корневой системы.
(2) туман
Основной проблемой водных субстратов является плохая аэрация.
Лучший способ решить эту проблему — распылить водный раствор питательных веществ в туман, и корневая система подвешена в пространстве с этим питательным веществом. Вокруг корневой системы может быть достигнуто достаточное количество водяного пара и питательных веществ, и в то же время условия аэрации вокруг корневой системы могут быть полностью удовлетворены. Можно сказать, что этот метод питательного тумана является лучшим методом для соблюдения соотношения воды, питательных веществ и газа в корневой системе, и в настоящее время он официально не используется в моей стране.
(3) песок
Песок является широко используемым субстратом в беспочвенном культивировании. В частности, пустынная местность является единственным субстратом, у которого нет выбора.
Песок как беспочвенный субстрат для выращивания имеет следующие характеристики:
①Постоянное содержание воды. Независимо от того, сколько воды вы наливаете в песок, пока окружающий дренаж в порядке, он позволит лишней воде быстро просачиваться и поддерживать соответствующее содержание воды; независимо от того, поливаете вы или нет, до тех пор, пока на дне песка достаточно воды, она может заставить воду достигать относительно высокой части за счет действия сифона и поддерживать соответствующее содержание воды.
Содержание воды в песке зависит от размера его частиц, а диаметр частиц песка составляет 0.06-2 мм. Чем мельче частицы, тем выше содержание воды, но в целом песок легко дренируется.
②Отсутствие удержания воды и удобрений, хорошая воздухопроницаемость Песок минеральный, плотная текстура, почти без пор, вода удерживается на поверхности песчинок, поэтому текучесть воды велика, а растворенные в воде питательные вещества легко теряются при потере воды . После потери воды и питательных веществ в песке поры между частицами заполняются воздухом. По сравнению с глинистыми минералами песок обладает хорошей воздухопроницаемостью.
③ Обеспечьте определенное количество калийных удобрений, а концентрация ионов водорода зависит от качества песка. Обычно используемый песок содержит некоторые калийсодержащие неорганические вещества, которые могут медленно растворяться и давать небольшое количество калийных удобрений. Даже корни некоторых растений могут выделять органические вещества, которые растворяют или хелатируют калий в песке, так что он может поглощаться корнями. Растения, которые могут расти на песке, обычно не испытывают дефицита калия.
Часть песка состоит из известковых минералов. Концентрация ионов водорода в этом песке составляет менее 100 нмоль/л (рН выше 7). Если он не модифицирован, он не подходит для обычных растений. Модифицированный метод можно решить, регулируя концентрацию ионов водорода в питательном растворе. Лучше всего использовать песок береговой аллювиальной земли или песок эоловой земли.
④ Тяжелый песок не подходит для беспочвенной обработки на высотных зданиях. Тем не менее, он по-прежнему является идеальным субстратом для беспочвенных культур из-за его обильных источников, низкой стоимости и экономических преимуществ для посадки на низовом уровне.
⑤Безопасный и гигиеничный Песок редко распространяет болезни и насекомых-вредителей, особенно речной песок, который не нужно дезинфицировать при первом использовании.
(4) Гравий
Гравий такой же, как песок, но диаметр частиц толще песка, крупнее 2 мм. Поверхность подложки более или менее округлая.
Его способность удерживать воду и удобрения не так хороша, как у песка, но его воздухопроницаемость сильнее, чем у песка. Некоторые гравия содержат известковые вещества, и такой гравий нельзя использовать в качестве субстрата для беспочвенных культур.
(5) Керамзит
Керамзит представляет собой сланцевый материал, который обжигается при температуре около 800 градусов и имеет относительно однородный размер агрегата, розовый или красный. Внутренняя структура керамзита рыхлая, многопористая, похожая на соты, с насыпной плотностью 500 кг/м3, легкой консистенции, в воде может плавать на поверхности воды. Это хороший беспочвенный субстрат для выращивания.
В качестве беспочвенного субстрата для выращивания керамзит обладает следующими характеристиками.
① Хорошая водоудерживающая способность, дренаж и воздухопроницаемость. Внутренние поры керамзита заполнены воздухом, когда нет воды. Когда воды достаточно, часть воды поглощается, а часть газового пространства сохраняется. Когда воды вокруг корневой системы недостаточно, вода в порах диффундирует через поверхность керамзита в поры между керамзитом, чтобы корневая система поглощала и поддерживала влажность воздуха вокруг корневой системы.
Размер агрегатов керамзита связан с его водопоглощением и воздухопроницаемостью, а также связан с физиологическими потребностями корневой системы. Как правило, когда керамзит с более крупными агрегатами используется в качестве субстрата для беспочвенного выращивания, поры между агрегатами большие. По сравнению с керамзитом с мелкими заполнителями влажность воздуха и влагосодержание меньше. Выбирая размер керамзита, можно получить хорошие водные условия и условия аэрации, требуемые растениям.
② Умеренная способность удерживать удобрения Многие питательные вещества могут не только прилипать к поверхности керамзита, но и попадать в поры внутри керамзита для временного хранения. Когда концентрация питательных веществ на поверхности керамзита уменьшается, питательные вещества в порах перемещаются наружу, чтобы удовлетворить потребности корневой системы в поглощении потребности в питательных веществах. Как и способность керамзита удерживать воду, способность керамзита удерживать удобрения находится в среднем диапазоне по сравнению с другими субстратами.
③ Концентрация ионов водорода в химически стабильном керамзите
Он составляет 1~12590 наномоль/л (pH9~4,9) и имеет определенное количество катионного замещения (60~210 ммоль/кг). Различные источники керамзита различаются по своему химическому составу и физическим свойствам (таблица 4-1, таблица 4-2), но все они пригодны в качестве субстратов для беспочвенных культур.
④ Безопасный и гигиеничный Керамзит редко размножается яйцами насекомых и патогенами. Он не имеет специфического запаха и не выделяет вредных веществ. Он подходит для беспочвенного выращивания цветов, украшающих такие здания, как дома и рестораны.
⑤ Не подходит для беспочвенного выращивания растений с тонкими корнями.
Диаметр агрегатов матричного керамзита больше, чем у песка, перлита и т. д. Для растений с толстой корневой системой очень подходит водная и воздушная среда вокруг корневой системы, но для растений с тонкой корневой системой, таких как рододендроны, поры между керамзитами легко прорастают корнями. Поэтому воздушную сушку не следует использовать для выращивания этого вида растений.
(6) Вермикулит
Вермикулит представляет собой гидратированный алюмосиликат магния, который образуется при нагревании слюдоподобных неорганических веществ до 800-1000 градусов. Слюдоподобные неорганические вещества содержат молекулы воды, а при нагревании молекулы воды расширяются в водяной пар, который разрывает слой твердого неорганического вещества и образует мелкие, пористые, губчатые зародыши. Объем вермикулита, расширенного высокотемпературной обработкой, в 18-25 раза больше исходного, объемная плотность очень мала, 80 кг/м3, а пористость велика. Вермикулит, используемый в качестве беспочвенного культурального субстрата, имеет следующие характеристики:
① Сильное водопоглощение, высокая способность удерживать воду и удобрения. Вермикулит может поглощать 100-650 литров воды на кубический метр, что в 1,25-8 раза превышает его собственный вес. Среди беспочвенных субстратов для выращивания, представленных в этой книге, вермикулит обладает наибольшей водопоглощающей способностью, способностью замещать катионы 10 ммоль/кг и сильной способностью удерживать воду и удобрения.
② Пористость большая (95 процентов), воздухопроницаемый вермикулит поглощает воду, чтобы уменьшить газовое пространство, а вермикулит, который достигает насыщенного содержания воды, имеет плохую воздухопроницаемость. Поскольку вермикулит имеет большое газовое пространство и сильную водопоглощающую способность, содержание воды в вермикулите можно искусственно регулировать для достижения наилучшего соотношения воды и воздуха, подходящего для определенных цветов и растений. Вермикулит — хороший беспочвенный субстрат для большинства цветущих растений.
③Концентрация ионов водорода составляет 1-100 наномоль/литр (pH9-7), что может обеспечить определенное количество калия, небольшое количество кальция, магния и других питательных веществ. Эти свойства определяются химическим составом вермикулита.
Химический состав вермикулита: (Mg2 плюс, Fe2 плюс, Fe3 плюс)3[(Si, Al)4O10](OH)2·4H2O. Хотя вермикулит содержит ионы гидроксида, так что концентрация ионов водорода составляет менее 100 нмоль/л (выше pH7), из-за сильной проницаемости матрицы корни большинства цветочных растений могут регулироваться концентрацией ионов водорода. в питательном растворе. Получите хорошие условия для жизни.
④Безопасный и гигиеничный вермикулит формируется при высокой температуре и подвергается стерилизации. При использовании нового вермикулита он не стерилизуется и не заражает болезнетворные бактерии и яйца насекомых. Используемый вермикулит можно стерилизовать при высокой температуре или стерилизовать 1,5 г/л перманганата калия или формалина (доступны в магазинах химических реактивов) и можно использовать непрерывно.
Сам вермикулит не имеет специфического запаха и не выделяет вредных газов.
⑤ Использование вермикулита в течение длительного времени нецелесообразно, его структура будет нарушена, пористость уменьшится, а дренаж и воздухопроницаемость уменьшится. Поэтому он не может находиться под сильным давлением во время транспортировки и использования. Вообще говоря, если вермикулит используется 1-2 раз, его больше нельзя использовать для посадки одного и того же вида цветов, но цветочные растения с тонкой корневой системой следует пересаживать.
(7) перлит
Перлит — это минерал, образованный из кремнистых вулканических пород, названный так из-за его сферических трещин в форме жемчуга. Содержание воды в кремнистых вулканических породах составляет от 2 до 5 процентов. При измельчении и нагревании примерно до 1000 градусов он расширяется, образуя расширенный перлит для беспочвенного выращивания, а его насыпная плотность невелика, от 80 до 180 кг/м3. Этот минерал имеет закрытоячеистую структуру.
① Характеристики перлита
а. Хорошая воздухопроницаемость и умеренное содержание воды. Пористость перлита составляет около 93 процентов, из которых объем воздуха составляет около 53 процентов, а водоудерживающая способность составляет 40 процентов. При поливе большая часть воды остается на поверхности и легко стекает из-за небольшого натяжения воды. Поэтому перлит легко дренируется и легко аэрируется.
Хотя водопоглощение перлита (в 4 раза больше собственного веса) не так хорошо, как у вермикулита, когда в нижнем слое есть вода (например, в цветочном горшке с защитой от просачивания), перлит может переносить воду в нижнем слое. за счет водной проводимости между частицами. Всасывает перлит по всему горшку и поддерживает надлежащую проницаемость. Его содержание воды полностью удовлетворяет потребности корневой жизни растений. Поэтому при выращивании некоторых цветов, предъявляющих строгие требования к соотношению воды и воздуха, лучше выбирать перлит, чем вермикулит. Особенно при выращивании некоторых кислотолюбивых южных цветов перлит может лучше отразить его преимущества.
б. Концентрация ионов водорода в химически стабильном перлите составляет 31,63-100 нмоль/л (рН 7,5-7,0).
Количество катионного замещения перлита составляет менее 1,5 ммоль/кг, и он практически не обладает способностью поглощать питательные вещества. Большинство питательных веществ в перлите не могут быть поглощены и использованы растениями. Его концентрация ионов водорода выше, чем у вермикулита, что является одной из причин, почему он больше подходит для посадки кислотолюбивых цветов на юге.
в. Его можно использовать отдельно в качестве беспочвенного субстрата для выращивания или смешивать с торфом, вермикулитом и т. д. Соответствующие смешанные субстраты будут представлены в следующих главах.
② Проблемы, на которые следует обратить внимание при использовании перлита
Во-первых, после того, как перлит засыпан в питательный раствор, на освещенной поверхности легко растут зеленые водоросли. Чтобы контролировать рост зеленых водорослей, вы можете заменить перлит на поверхности, часто переворачивать ее или избегать света.
Во-вторых, перлитовая пыль сильно раздражает горло (горло), поэтому нужно соблюдать осторожность. Лучше всего сбрызнуть его водой перед использованием, чтобы пыль не летела.
В-третьих, удельный вес перлита легче, чем у воды, и он будет плавать на поверхности воды, когда идет много дождя. В результате контакт перлита с корневой системой ненадежен, корни легко повредить, растения склонны к полеганию. Планы по борьбе с наводнениями и заболачиванием должны быть составлены заранее.
Все корни растений подходят для выращивания в перлите, особенно любящие кислоту тонкие волокнистые корнеплоды,
Его нелегко выращивать на других субстратах, но он хорошо растет в перлите.
(8) каменная вата
Минеральная вата представляет собой волокнистый минерал, состоящий из смеси 60 процентов диабаза, 20 процентов известняка и 20 процентов кокса. в нити диаметром 0,005 мм, а затем спрессовать их в лист с объемной плотностью 80-100 кг/м3, а затем добавить фенольную смолу для снижения поверхностного натяжения при охлаждении примерно до 200 градусов. Сделайте его водоудерживающим.
Минеральная вата была впервые использована в беспочвенном выращивании компанией Hornum в Дании в 1969 году. Вскоре она привлекла внимание Нидерландов, и теперь 80 процентов беспочвенного выращивания овощей в Нидерландах используют минеральную вату в качестве субстрата. В мировом беспочвенном возделывании площадь, занимаемая минеральной ватой, занимает первое место.
① Характеристики минеральной ваты как бездревесного субстрата для выращивания
а. Низкая цена, простота использования, безопасность и гигиеничность
Основная причина цветы. Стоимость оборудования, используемого для выращивания минеральной ваты, также невелика. Минеральная вата обрабатывается при высокой температуре. При использовании новой минеральной ваты стерилизовать не нужно. При смене горшка вам нужно всего лишь поместить оригинальный маленький блок из минеральной ваты в большой блок из минеральной ваты, что очень удобно.
б. Широкий спектр применения Субстрат из минеральной ваты можно использовать для беспочвенного выращивания различных овощей и цветов. в технике питательной пленки
Минеральную вату можно использовать в качестве субстрата в таких технологиях, как технология глубокого потока жидкости, капельное орошение и многослойная трехмерная культивация; будь то толстая корневая система или тонкая корневая система, она может хорошо расти в минеральной вате. Особенно для цветов, которым не нужно часто менять субстрат, он очень подходит.
в. Соотношение вода-воздух подходит для многих растений
Хлопок имеет большие поры, до 96 процентов, и сильное водопоглощение. В достаточно толстом слое минеральной ваты содержание воды в минеральной вате постепенно увеличивается сверху вниз. Газ постепенно уменьшается сверху вниз, поэтому водогазовое отношение в блоке минеральной ваты образует градиентное изменение сверху вниз. Корневой рост растений, посаженных в блоки из минеральной ваты, происходит в наиболее подходящей корневой среде (т. е. при подходящем соотношении воды и воздуха). См. Таблицу 4-3 для вертикального распределения влаги и воздуха в блоке минеральной ваты.
② Проблемы, на которые следует обратить внимание при использовании минеральной ваты
Во-первых, концентрация ионов водорода в новой неиспользованной минеральной вате относительно низкая. Как правило, концентрация ионов водорода ниже 100 нмоль/л (pH выше 7). Если перед использованием в орошение добавить небольшое количество кислоты, концентрация ионов водорода повысится через 1-2 дня.
Во-вторых, минеральная вата является неразлагаемой, и ее обработка после использования еще не решена. Обычный метод заключается в использовании использованной минеральной ваты в качестве кондиционера почвы, а некоторые из них перерабатываются в качестве сырья для производства минеральной ваты. Но эти методы все еще изучаются.
При беспочвенном выращивании минеральная вата по-прежнему очень подходит в качестве субстрата для садов на крыше, особенно для посадки вечнозеленых многолетних видов деревьев, таких как пятихвойная сосна, подокарпус и кипарис. В ландшафтном дизайне с системой капельного орошения каменную вату можно использовать длительное время, но она не подходит для посадки быстрорастущих или двулетних травянистых цветов, так как старую каменную вату после замены трудно утилизировать.
(9) Силикон
Существует два типа силикагеля, используемых в качестве субстрата для беспочвенного выращивания: силикагель G и силикагель B. Силикагель G представляет собой силикагель, меняющий цвет, который при высыхании становится сине-зеленым и становится розовым или бесцветным. после поглощения воды. Его водопоглощение и адсорбция питательных веществ не так хороши, как у силикагеля B. Силикагель B расширяется в процессе обжига и имеет больше пор в структуре, а его способность поглощать воду и сохранять питательные вещества более чем в два раза выше, чем у силикагеля. Г.
Его свойства лучше, чем у песка.
Поскольку силикагель представляет собой кристаллическую частицу, можно четко увидеть пространственное распределение корней растений, что добавляет удовольствия от выращивания без почвы.
За исключением растений с тонкими корнями, таких как рододендроны, которые не подходят для выращивания без почвы с силикагелем, подходит большинство более толстых, видимых корневых систем, таких как некоторые цветочные растения с воздушным или мясистым корнем.
(10) Ионообменная смола
Ионообменную смолу также называют ионным грунтом. Это своего рода беспочвенный субстрат для выращивания, полученный путем смешивания питательных веществ, необходимых растениям, с катионными или анионными адсорбентами, такими как эпоксидная смола, в различных пропорциях. Этот субстрат такой же, как и другие субстраты, безопасный и гигиеничный, нетоксичный и безвкусный, а ионы, адсорбированные на смоле, медленно высвобождаются для поглощения растениями, даже если концентрация ионов, адсорбированных на смоле, высока, он не будет вредить растениям.
Недостатком ионообменной смолы является ее дороговизна и необходимость регенерации при повторном использовании.
