Контроль питания растений по химическому составу листьев

Определение недостатка или избытка элементов питания в растениях по внешним признакам недостоверно, так как признаки голодания растении нередко бывают сходны с признаками отравления минеральными вещества­ми. Симптомы недостатка разных элементов очень сходны. Например, не­достаток азота, серы и фосфора характеризуется одинаковыми признаками: общим пожелтением листьев, отмиранием прироста. В таких случаях для правильного диагноза необходим еще анализ листьев, потому что при не­достатке серы листья содержат много азота, а при недостатке азота в них много серы. Аналогичная зависимость существует между азотом и фосфо­ром. Если пожелтение и отмирание побегов происходят вследствие недос­татка азота, в листьях бывает много фосфора и мало азота. Наоборот, если ухудшение роста вызвано недостатком фосфора, то в листьях накапливается много азота и мало фосфора (Чемпен X, 1964).

Обесцвечивание (хлороз) листьев или же мелколистье может быть выз­вано не нарушением минерального питания растений, а некоторыми вирус­ными болезнями, повреждением корней или же низкой температурой субст­рата и питательного раствора. Анализ листьев в подобных случаях позволяет точно установить причину хлороза.

Химический анализ растений для диагностики условий минерального питания основывается главным образом на том, что между выносом пита­тельных элементов растениями и их урожайностью существует тесная связь. Высокий урожай возделываемых культур получают только при оптимальной концентрации клеточного сока растений. Казалось бы, что использование результатов химического анализа листьев — простая задача, заключающаяся в сравнении данных анализа с полученными ранее стандартными показате­лями. Однако оценка результатов этого анализа значительно усложняется тем, что на химический состав растений, кроме содержания питательных элементов в питательной смеси, влияют многочисленные факторы, в част­ности вид культуры, онтогенетический и филогенетический возрасты расте­ний, а также условия внешней среды.

Факторы внешней среды в ряде случаев оказывают сильное влияние на питание растений некоторыми элементами. Так, при пониженной темпера­туре субстрата (10—12°С) резко ослабляется поступление в растения азота, магния и особенно фосфора. Повреждение корней, а также антагонизм от­дельных анионов и катионов в растворе могут понизить поглотительную спо-

собность корневой системы. Кроме того, наличие в субстрате карбонатных включений приводит к осаждению фосфатов. При изменении рН питатель­ного раствора в сторону щелочной реакции могут наблюдаться признаки недостатка железа, так как при высоких значениях рН оно выпадает в оса­док. Все это приводит к нарушению нормального поглощения элементов питания даже в том случае, если раствор имеет оптимальный состав.

Метод химического анализа листьев приобрел особое значение при бес­почвенной культуре, где можно легко контролировать и корректировать пи­тание растений. Химический анализ листьев отражает сложный процесс пи­тания и характеризует степень обеспеченности растений тем или иным эле­ментом питания в конкретных условиях. Обычно результаты химического анализа листьев оценивают по критическому уровню питания растений, т. е. по той нижней границе нормального состава или минимальной концентра­ции питательных веществ в растениях, которая обеспечивает получение вы­сокого урожая (Магницкий К. П., 1964).

Установление критического уровня питания растений строится на осно­ве опытов и представляет определенные трудности. Наиболее сложно уста­новить оптимальную концентрацию неорганических форм питательных эле­ментов в тканях растений в различные периоды роста и развития, тем более, что нормальный состав питательных элементов в растении, как указывает К. П. Магницкий (1964), колеблется в значительных пределах. Не всегда высокому урожаю соответствует повышенное содержание элементов пита­ния.

Повышенное содержание какого-либо элемента в листьях или черешках может быть обусловлено не потребностью в нем растений, а избыточным количеством его в питательном растворе, и наоборот, несколько понижен­ное содержание того или иного элемента может быть следствием сильного роста растения и интенсивного использования данного элемента для перера­ботки его в органические формы. Поэтому путем исследований важно уста­новить минимальную концентрацию питательных веществ в растениях по периодам роста, которая обеспечивала бы получение высокого урожая воз­делываемых культур.

Обобщение результатов многочисленных анализов растений, проведен­ных в условиях беспочвенной культуры, позволило установить примерные концентрации питательных элементов в тканях томата и огурца по периодам роста (табл. 5.5, 5.6,).

При уравновешенных питательных растворах и других благоприятных условиях роста урожай томатов за шесть месяцев зимне-весеннего оборота составил 16—18 кг и огурца 24—26 кг/м². Приведенные уровни содержания неорганических форм питательных элементов можно рассматривать как ори­ентировочные, которые следует уточнять по мере пополнения знаний о вза­имосвязях между химическим составом листьев и урожаем.

При химическом анализе тканей растений определяют валовое содержа­ние элементов минерального питания или содержание неорганических их соединений.

Для определения содержания калия метод анализа не имеет значения, так как он находится в растении в виде ионов или непрочно связан с органи­ческими веществами, в связи с чем результаты анализа валового его содер­жания и неорганических форм одинаковые.

Неорганические формы азота и фосфора составляют небольшую часть об­щего количества их в растениях. При валовом определении этих элементов

количественное различие их в листьях растений, хорошо и плохо обеспечен­ных питанием, бывает очень незначительным, тогда как различие в содержа­нии неорганических соединений этих элементов бывает очень большим и бо­лее точно отображает характер питания растений в исследуемый период.

Для диагностики минерального питания тепличных культур первосте­пенное значение имеет выбор органа или части растения для анализа. Пос­кольку в тканях определяют количество растворимых неорганических форм соединений, то для анализа следует брать те части или органы растений, где они содержатся в большем количестве. При определении содержания нит­ратного азота, калия и натрия более четкие результаты дает анализ черешков листьев, неорганического фосфора, кальция и магния — анализ листовых пластинок.

У томата и огурца нитратным азотом богаты черешки листьев и стебли. В черешках листьев содержание этого элемента в 2—3 раза выше, чем в их пластинках. В этих культурах наблюдается закономерность в содержании нит­ратного азота по ярусам растения: в листьях нижнего яруса его больше, чем в листьях верхнего. Наиболее резкие различия в содержании нитратов у рас­тений при разном уровне их питания наблюдаются в черешках листьев ниж­него яруса.

Неорганического фосфора больше всего в пластинках листьев. По ярусам растений он распределен сравнительно равномерно. Различие в содержании фосфора у этих культур при неодинаковом обеспечении их питательными веществами резче проявляется в пластинках листьев нижнего яруса.

Калием богаты черешки листьев среднего и верхнего ярусов. При не­достаточном обеспечении растений калием этот элемент перемещается из нижних листьев в верхние и в точки роста. Различия в содержании калия у растений при разном уровне их питания более четко выражены в черешках листьев нижнего яруса.

Кальция в пластинках листьев огурца и томата содержится примерно в три раза больше, чем в черешках и жилках листьев. Этим элементом богаты листья нижнего яруса.

Магния больше всего имеется в листовых пластинках. При недостаточ­ном содержании он перемещается из нижних листьев в верхние и к точкам роста. Обеспеченность растений этим элементом четче выражена в пластин­ках листьев нижнего и среднего ярусов.

Таким образом, на основе результатов исследований можно сделать вы­вод, что определение потребности огурца в азоте, фосфоре, калии, магнии и кальции следует проводить по черешкам и листовым пластинкам листьев нижнего яруса, закончивших рост, но физиологически активных, т. е. таких, в которых содержание питательных веществ "не разбавляется" приростом их массы. У томата для анализа следует брать листья, закончившие рост до бу­тонизации, т. е. второй-третий, а во время цветения и позже — третий-чет-вертый лист снизу.

Отбирать листья для анализа необходимо очень тщательно, так как хими­ческий состав их зависит от времени отбора, внешних условий, положения листьев на растении, их возраста. Только вовремя и правильно отобранные образцы могут достоверно характеризовать состояние питания растений.

СУБСТРАТЫ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ ПО МАЛООБЪЕМНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ВЕРХОВОЙ ТОРФ

Использование торфа для малообъемной гидропоники це­лесообразно по следующим причинам:

— запасы сырья практически не ограничены.

— торфяные субстраты являются экологически чистым продуктом, пос­
ле использования в теплицах их можно применять для улучшения почвы
сельскохозяйственных угодий.

— торфяные субстраты значительно дешевле минеральной ваты.
Торфяной субстрат "Гидропоника" (Россия) изготовлен с применением

комплексных минеральных удобрений с добавкой всех микроэлементов в легкодоступной форме (в виде хелатов) и предназначен для выращивания в защищенном грунте растений томата, перца, баклажана (см. таблицу 6.1). В качестве рыхлящего материала применяется древесная стружка листвен­ных пород. Состав субстрата для малообъемной гидропоники с системой капельного орошения для культуры томата, перца, баклажана: торф верхо­вой (70—80% объема) и стружка древесная (20—30% объема).

Субстрат обладает высокой воздухоемкостью, позволяющей проводить поливы растений без опасности переувлажнения корневой среды, и нейтра­лизован смесью доломитовой муки и мела с благоприятным соотношением Са и Mg, предотвращающих появление вершинной гнили плодов томата и перца. Кроме того, структура субстрата позволяет вести поливы питательны­ми растворами с дренажом, что обеспечивает поддержание благоприятного солевого режима и режима питания при быстро меняющихся погодных ус­ловиях, а также проводить контроль дренажных стоков на предмет концент­рации солей (ЕС mSm/cm). Субстрат упакован в пленочные мешки-контей­неры из прочной черно-белой пленки размером 60 х 35 см, удобно вписыва­ющиеся в схему посадки растений томата, перца, баклажана. Объем субстра­та (22 литра) удовлетворяет требованиям тепличного овощеводства. Особое значение контейнерная культура приобретает в связи с возможностью отказа от пропаривания грунтов, зараженных нематодой, что экономит до 10—15% электроэнергии. Гарантийный срок хранения торфяных субстратов — 2 года.

Субстрат для малообъемной технологии должен отвечать определенным

требованиям: не выделять токсические вещества, не нарушать питательные режимы и не изменять в значительной степени реакцию раствора, иметь высокую пористость, хорошую аэрированность и влагоемкость, прочность при использовании (табл. 6.2).

Несмотря на довольно широкое внедрение минеральной ваты, торф ос­тается в нашем овощеводстве одним из основных субстратов. Благодаря низ­кой объемной массе, высокой пористости и значительной емкости поглоще­ния, он с успехом используется для малообъемного способа выращивания растений в теплицах. Преимущества торфа перед минеральной ватой (осо­бенно одногодичного срока использования) следующие: сравнительная де­шевизна, наличие биостимулирующих свойств, выделение большого коли­чества СО₂, простота утилизации.

Лучше всего использовать верховой торф со степенью разложения до 15%, зольностью до 4—8%, емкостью поглощения 120—130 мг/экв на 100 г, плот­ностью 0,1—0,3 г/см³, пористостью 80—90% с содержанием частиц размером 6—16 мм до 80%. Крайне нежелательно использовать фрезерный торф с боль­шим содержанием пылевидных частиц диаметром менее 1 мм. Содержание пыли не должно превышать 3%. Вместо фрезерного торфа лучше использо­вать торф, заготовленный с помощью дискования.

Качество торфа зависит главным образом от образующих его растений и степени разложения. Степень разложения торфа можно определить глазо-

мерно. В верховом торфе низкой степени разложения видны стебли и лис­точки сфагновых мхов, остатки древесины и кора сосны. При высокой сте­пени разложения верховой торф представляет собой рыхлую массу. Цвет из-. меняется от светло-бурого и бурого при низкой степени разложения до тем­но-коричневого — при высокой.

Для низинного торфа характерно наличие следующих растительных ос­татков: корешки осок, остатки хвоща, стебли и листочки мхов, корневища тростника, обломки коры березы. При низкой степени разложения низин­ный торф имеет буро-коричневую и коричневую окраску, при высокой — черно-коричневую и черную.

При использовании торфа, особенно верхового, в теплицах происходит быстрый процесс его разложения, при этом уменьшается размер частиц, сни­жается пористость и запас воздуха, в то время как объемная масса и объем воды увеличивается. Торф высокой степени разложения (больше 25 %) не следует применять для малообъемного способа выращивания, так как для этой технологии очень важно достаточное содержание воздуха в субстрате.

Водно-воздушный режим в торфяном субстрате определяется размером пор. Тонкие, мелкие поры чаще всего заполнены водой, крупные — возду­хом. Размеры пор в большей степени зависят от размера частиц торфа. Чем меньше частицы торфа, тем неблагоприятнее для растений водно-воздуш­ный баланс. Большое количество частиц размером 1 мм и менее приближает содержание воздуха в субстрате к нулю.

Содержание твердой фазы в верховом торфе составляет 3—10% объема, при этом поры занимают 80—97% объема. При наименьшей влагоемкости запас воздуха не убывает ниже 35%. В низинном торфе твердая фаза возрас­тает до 15%, снижается порозность до 85%, возрастает наименьшая влагоем-кость и снижается запас воздуха до 10% объема.

При выращивании в малом объеме очень важно, чтобы растения имели хорошо развитую корневую систему, для этого содержание водной и воздуш­ной фаз в торфяном субстрате должно быть 1:1. Этого легче добиться на верховом торфе и очень трудно при использовании низинного торфа, осо­бенно, если заготовка шла методом фрезерования при небольшом углубле­нии фрезы, что способствует увеличению количества пылевидной фракции.

При выращивании растений на торфе по малообъемной технологии с капельным поливом могут использоваться полиэтиленовые мешки с проре­зями и полипропиленовые лотки. И в том и в другом случае необходимо, чтобы слой торфа был не меньше 12 см, так как иначе трудно создать опти­мальные водно-воздушные условия. В полиэтиленовых мешках создается зам­кнутое пространство, а это приводит к быстрому уменьшению содержания кислорода в почвенном воздухе. При обильных поливах и недостаточном стоке дренажных вод очень быстро возникают анаэробные условия, в торфе возрастает содержание аммиачного азота, нитратов, что, в свою очередь, пре­пятствует поступлению кальция в растения и может привести к развитию на томатах вершинной гнили, поэтому столь важно количество и качество дре­нажных разрезов в мешках. Более перспективно использование торфа в отк­рытых полипропиленовых лотках "Мапал". В них отмечается лучшая дрени-оованность и свободный газообмен, легкая смена торфа.

На дно лотка рекомендуется насыпать мелкий химически инертный ще­бень слоем 2—3 см, так как это значительно улучшает отток дренажной воды из субстрата. Сверху лотки следует закрывать черно-белой пленкой, чтобы не про­исходило подсушивание верхнего слоя торфа и засоление его из-за испарения капиллярной воды. Как показал опыт применения лотков в тепличных хозяйст­вах Украины, очень эффективно использовать смесь торфа и агроперлита (фрак­ция 2—5 мм) в равных количествах. Это позволяет легко поддерживать в субст­рате оптимальный водно-воздушный режим для развития корневой системы. Применение лотка и такого субстрата наиболее целесообразно для выращивания методом малообъемной культуры короткоплодных пчелоопыляемых огурцов, что подтверждается опытом многих тепличных овощеводческих комбинатов.

Очень часто на торфяных субстратах в зимний период наблюдается не­достаток воды, что может привести к развитию вершинной гнили на тома­тах. В апреле, мае, наоборот, часто наблюдается переувлажнение субстрата. Важно помнить, что торф обладает высоким показателем влажности устой­чивого завядания растений — 9—17% объема.

Чтобы не ошибиться в поливных нормах на торфе, следует очень тща­тельно следить за дренажом. Наличие дренажа говорит о том, что субстрат предельно заполнен водой. Зимой дренаж может составлять 3—5% от полив­ной нормы. Весной и летом постепенно количество дренажа может дости­гать 10—25% и более. Конечно, большой объем дренажа приводит к перерас­ходу минеральных удобрений, но это необходимо для сбалансированного питания растений, иначе произойдет засоление субстрата.

Кроме того, важно помнить, что поступление кислорода в субстрат про­исходит и с поливной водой. Высокая температура поливной воды также может привести к кислородному голоданию корней растений, так как при увеличении температуры до 25 °С содержание кислорода в воде резко падает.

С внедрением малообъемной технологии очень важно с первого дня сле­дить за количеством дренажа и его химическим составом. Сделать это быст­ро позволяет автоматизированная, подключенная к компьютеру, система кон­троля и анализа дренажа, которая непрерывно отслеживает количество дре­нажной воды, а также ее ЕС и рН. Программа, заложенная в компьютер, позволяет оперативно изменять ЕС и рН подаваемого питательного раствора в зависимости от результатов анализа дренажной воды, проведенного конт­роллером системы, а также автоматически увеличить или уменьшить коли­чество подаваемого раствора. Для увеличения воздухоемкости торфа часто используют смесь торфа с агроперлитом в соотношении 50—70%: 50—30%. При поливах применяют такие нормы, чтобы в субстрате оставалось 20% пор не заполненных водой для поступления кислорода.

МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА

Минеральная вата появилась в 80-ые годы в Дании, к <онцу 90-х распространилась и в других странах. Минеральную вату стали эассматривать в качестве материала для корней, который мог бы свободно увлажняться и дренироваться, а также которым можно было бы управлять

для обеспечения оптимального соотношения между воздухом и водой в кор­невой зоне.

Благодаря усилиям и опыту фирмы "Гродания AG" — датской компании, которая первой стала использовать минеральную вату в качестве растениевод­ческого субстрата, минераловатные плиты вскоре были испытаны и утверди­лись по всей Европе для различных сельскохозяйственных культур. По мере успешного накопления опыта со все более увеличивающимся спектром культур и условий выращивания, производственные технологии приспосабливали как можно более точно к характеристикам минераловатных плит, идя навстречу требованиям овощеводов. Сначала появились так называемые плиты с вер­тикальным волокном, в которых ориентация структуры волокон была изменена для распространения некоторого количества воды, подаваемой на поверхность плиты, и для изменения ее водоудерживающих характеристик. Затем появились плиты с низкой плотностью, более экономичные и с немного меньшим соотно­шением воздуха и воды, но с более коротким эксплуатационным периодом. Недавно появились плиты с разной плотностью, позволяющие заказывать рас­пространение воды, ее сток и аэрацию по глубине плиты для удовлетворения требований определенных культур.

Минеральную вату, которую еще называют каменной ватой, производят из базальтовых горных пород или сходных с ними диабазов. Измельченную горную породу смешивают с коксом и смесь доводят до точки плавления при температуре 1600°С. Затем из расплавленного материала делают волокна. Дли­на и толщина волокон — важные факторы, определяющие физические ха­рактеристики конечного продукта. Расплавленная горная порода попадает на диски, ее комбинируют с добавками, включающими известняк, смачива­ющий агент и органический полимер, соединяющий волокна вместе для про­изводства плит. Полимеры обычно производят на основе фенола — матери­ала похожего на пластичный бакелит. Другие материалы добавляют для обес­печения поглощения воды, хотя водоотталкивающая форма (наиболее часто используемая в качестве изолирующего материала в стройматериалах) также используется в гранулированной форме, как составная часть компостных смесей или как материал, добавляемый в почву.

Все минераловатные плиты стандартной плотности, пригодные для ис­пользования, показали, что они сохраняют соответствующую структуру в те­чение 4-х лет или больше для одной культуры длительного выращивания, как розы, или выдерживают повторное использование по меньшей мере для трех однолетних культур со стерилизацией паром перед каждой новой куль­турой. Плиты с пониженной плотностью имеют более короткий эксплуата­ционный период, но даже их можно стерилизовать и постоянно использо­вать по меньшей мере еще раз, если они хорошего качества. В производстве в настоящее время используют минплиты с разными свойствами, различных торговых марок.

Два основных преимущества минеральной ваты — ее стерильность и спо­собность обеспечивать оптимальное соотношение воздуха и воды в корневой зоне, при соответствующем регулировании интенсивности полива.

Культура и субстрат всегда должны быть полностью изолированы от по­ла теплицы. Это обычно делается путем укладки полиэтиленовых полотен,

тканей, лотков на поверхность почвы. Если эти перекрытия расположены в небольших углублениях между каждой парой рядков культуры, любые стоки раствора или остаточные количества воды от орошения культуры будут уда­ляться с поверхности.

Даже если минеральные плиты установлены над полом в лотках или на стеллажах, покрытие пола все еще необходимо для предотвращения попада­ния на субстрат каких-либо болезнетворных для корней микроорганизмов. Чем дольше культура остается на своем месте, тем больше внимания следует уделять для изоляции пола. Перед тем, как покрыть пол теплицы необходи­мо провести выравнивание поверхности. Характеристики стоков для мине­ральной ваты таковы, что необходим только очень слабый уклон вдоль или поперек ширины каждой плиты во избежание бессточных областей внутри субстрата и для отведения нежелательного дренажного стока.

Основной особенностью минеральной ваты является то, что она позво­ляет удерживать регулируемое равновесие между воздухом и водой в струк­туре. Это значит, что культура никогда не будет страдать ни от водного стресса или иссушения или от подтопления, ни от кислородного голодания.

Минераловатная плита состоит только из 5 % объема волокон и 95 % прос­транства пор. Когда добавляют воду к минераловатной плите со свободным дренажем, он будет стекать до определенного уровня и оставлять воздух и воду без этого порозного пространства. Плита насыщенная до полной влагоемкое -ти, и получившая возможность свободного стока в основании останется с со­держанием воды около 65% и содержанием воздуха около 30%, хотя действи­тельные значения будут зависеть от таких факторов, как плотность волокон, высота плиты, направления волокон и наклона плиты. Таким образом, 10-литровая плита длиной 1 м будет получать более 6 л воды после орошения.

Воздух и вода распространяются в плите неравномерно. Очевидно, что большая часть воды будет в нижней части плиты, а больше воздуха — в верхней части при определенных условиях, сопровождающих каждый цикл орошения. Характер распространения воздуха и воды внутри плиты исполь­зуется культурой и позволяет ей развивать корневую систему по всей части общего объема, имеющего наилучший баланс для этой культуры. Многие культуры развивают более грубые корни, ищущие воду у основания плиты или вблизи него, а структуру тонких корней — выше. Если плотность воло­кон внутри плиты различается сверху вниз, распространение воздуха и воды внутри объема плиты можно в дальнейшем исправить.

Независимо от того, какой тип плит используется, масса корней у боль­шинства культур будет обнаружена внутри ограниченной части общего объ­ема плиты там, где условия для корневой системы оптимальны.

Минеральная вата имеет ряд преимуществ в сравнение с торфом:

— обладает высокой порозностью для воздуха и воды;

— поддерживает хорошее соотношение содержания воздуха и воды;

— химически инертна;

— структурно стабильна и имеет постоянство качества;

— не содержит патогенов;

— ее можно стерилизовать паром, химически и использовать повторно
несколько оборотов.

Ограниченный объем минераловатной плиты означает, что она имеет низкую буферную способность для воды, поэтому гидравлические свойства минеральной ваты являются важным фактором при оценке того, какой и даже имеется ли он — тот особый тип плит, который следует использовать в качестве растениеводческого субстрата.

Если культуру на минеральной вате увлажнять таким образом, чтобы она не содержала менее 15% воды, тогда культура никогда не будет страдать от не­достатка или избытка воды, если она имеет значительную и активную корневую систему. Если плиты имеют свободный сток у основания; культура никогда не будет страдать от подтопления потому, что при достаточном перерыве между циклами орошения минеральная вата будет снова содержать около 30% воздуха.

Так как минеральная вата в сравнении с другими материалами является субстратом для большинства растениеводческих культур, ее можно надежно использовать в качестве альтернативы почве, если доступно определенное оборудование. Возможно, наиболее важным является источник воды хоро­шего качества в достаточном количестве в соответствии с потребностями культуры в течение года. Необходимый объем воды в любое время является существенным, особенно в летние месяцы.

Вода, содержащая большое количество солей, не пригодна для почвен­ных культур, а для культур на минеральной вате это обычно гибельно. Даже в открытых для стока установках вода плохого качества делает затруднитель­ным управление выращиванием на минеральной вате.

Первой возможностью выбора, принимаемой во внимание, является дож­девая вода. Она не содержит нерастворимых солей, поэтому является иде­альной для использования на минеральной вате она одна либо в сочетании с водой из менее подходящего источника. Если вода хорошего качества недо­ступна, тогда следует рассмотреть возможность использования обработки воды для удаления нерастворимых солей.

Другим существенным требованием для минеральной ваты является спо­собность постоянно обеспечивать полный питательный раствор для культу­ры. В отличие от почвы, которая обычно обеспечивает основной источник питательных элементов, таких как кальций, фосфор и большинство из ос­новных микроэлементов, минеральная вата полностью инертна. Существует несколько способов приготовления и подачи правильно заданного питатель­ного раствора для культуры, начиная от относительно простых и негибких, состоящих из одного смесительного бака, и до устройств из нескольких сме­сительных баков под компьютерным управлением.

Растения выращивают в небольших изолированных объемах, часто толь­ко два или три на одной плите, поэтому важно знать, что каждая плита получает одинаковый объем питательного раствора при каждом поливе. Это­го нелегко достичь, особенно, если применяемые объемы достаточно низкие и могут составлять до 50 мл/растение за 1 цикл полива. Правильный норми­руемый полив и эксплуатация системы орошения являются основным фак­тором для успешного выращивания на минеральной вате.

Недостатком минваты является необходимость многократных, особенно летом, циклов полива в течение дня, достигающих 20—25 циклов за день, что увеличивает нагрузку на системы капельного орошения.

6.3 ПЕРЛИТ

Перлит производят из вулканических алюмосиликатных горных пород, которые сначала измельчают, затем нагревают до температу­ры около 1000 °С. При такой температуре кристализованая вода, которая входит в структуру разрушаемой породы, переходит в газообразное состоя­ние и расширяет частицы, что похоже на воздушную кукурузу, и образуется очень легкая, насыщенная воздухом белая минеральная структура. Отдель­ные гранулы, размеры которых варьируют в пределах от пылеватых до около 6—7 мм с грубой неровной поверхностью, содержат наполненные воздухом полости. Как и большинство субстратов, используемых в настоящее время в растениеводстве, перлит первоначально разрабатывали для промышленных нужд. В данном случае в качестве легкого теплоизоляционного материала для промышленности стройматериалов. Перлит используют в растениевод­стве в течение многих лет, гораздо дольше, чем большинство других субстра­тов. В далеких 1960-х гг. он был популярной составной частью компостов для горшочков, особенно для торфоперлитных смесей разработанных в США. Он до сих пор широко используется в качестве составной части компостных смесей для горшочков, обычно в сочетании с торфом или вермикулитом.

Перлит очень легкий, его плотность в россыпи составляет около 100 кг/м³, или около одной двадцатой веса песка. Отдельные гранулы различаются по диаметру до 6 и более мм, но сорта, используемые в растениеводстве — агро-перлит, обычно бывают в диапазоне 2—5 мм. Важно, чтобы размеры гранул растениеводческой градации перлита не были слишком мелкими. Доступная вода удерживается между неровностями поверхности гранул и внутри их. Грубая внешняя поверхность гранул в основном отвечает за существенное капиллярное притяжение, которым перлит обладает по отношению к воде. Перлит обладает незначительной катионообменной способностью, которая действительно является более инертной, чем многие другие субстраты, рас­сматриваемые здесь. Номинальное значение рН составляет около 7,0-7,5, но это имеет небольшое практическое значение, так как материал не обладает существенным влиянием на рН питательного раствора, удерживаемого внут­ри этого объема. Отдельные гранулы достаточно прочны для оказания сопро­тивления некоторому давлению без разрушения, поэтому субстрат можно повторно использовать несколько раз без каких-либо существенных измене­ний его физических свойств. Он устойчив к температуре пара, поэтому его можно стерилизовать при необходимости, как на месте, так и в россыпи в автоклаве.

Перлит впервые рассматривали в качестве субстрата для производства томата, его использовали в больших 60-литровых, мешках цилиндрической формы, каждый из которых содержал 6 растений, которые поливали инди­видуально через капельницы. Этот подход вскоре был изменен на использо­вание более мелких 20—30-литровых мешков, длиной около 90 см, с тремя растениями в каждом, и которые можно было помещать с каждой стороны обогревательной трубы. В обоих случаях ключом к успеху было наличие мел­кого отстойника в основании каждого контейнера, из которого питательный раствор можно удалить, используя преимущества сильной капиллярной ак-

тивности субстрата. Обеспечение запаса питательного раствора все время поддерживает содержание воды в перлите до некоторой определенной высо­ты больше запаса и будет оставаться постоянным, какими бы ни были пот­ребности культуры. В последнее время распространена культура на мешках-матах размером 100 х 30 х 20 см.

Обогрев корневой зоны достигается с помощью системы расположеной на мешках с перлитом либо под мешками, либо под водостоком. В обоих случаях контур обогрева должен быть установлен на полистироловой плите для изоляции системы от пола теплицы. Системы с перлитом обычно оро­шают путем размещения капельниц на вершину каждого мешка.

Рассаду — которая была высажена в перлит выращивают в минераловат-ных кубиках или в кассетах с перлитом, но необходимо провести посадку с особой тщательностью. Это связано с необычайно сильной капиллярной си­лой перлита, которая может вытягивать так много питательного раствора из минеральной ваты, что становится трудно поддерживать минераловатные ку­бики соответствующе влажными до тех пор, пока корни не станут доставать до перлита. Тщательное увлажнение перлита перед высадкой является оче­видно важным, но этого не достаточно, чтобы избежать проблемы иссуше­ния. Необходимо часто подавать маленькие объемы раствора на растения, чтобы поддерживать кубики постоянно влажными, до полного укоренения растений.

Альтернативным способом является выращивание растений на перлите в горшках с решетчатыми основаниями емкостью примерно 1 литр. Семена прорастают в перлите в лотках, а проростки вскоре после появления всходов помещают в решетчатые горшки, которые предварительно хорошо увлажня­ют питательным раствором, который будет использоваться после высадки. Решетчатые горшки располагаются в больших полиэтиленовых вытянутых лотках, образующих неглубокие резервуары так, чтобы субстрат сохранялся влажным, но не переувлажненным.

.Технология моделей субстратов для перлита вместе с другими гранулиро­ванными материалами, сильно отличается от тех, которые используются для минеральной ваты и других плит. Для обычного повседневного мониторинга за ситуацией с электропроводностью и рН раствора является достаточным отбирать раствор из резервуара, дренажа. Одним из способов сделать это явля­ется установление нескольких 2—3 см в диаметре трубок в систему с основа­ниями в резервуаре, и использовать шприц для отбора малого объема раствора со дна каждого тестируемого объекта. Необходимо по меньшей мере 12—15 точек для проб, чтобы обеспечивать действительно значимые данные. Элект­ропроводность раствора в перлите обычно составляет около 1,0 мСм/см.

Перлит можно использовать для ряда последующих культур, если его стерилизовать каждый раз перед повторным использованием. Имеются не­которые свидетельства, что укоренение культуры не всегда может быть та­ким высоким при повторном использовании и на необработанном перлите, как на новом материале; стерилизация паром может действительно увели­чить урожайность по сравнению с той, которая достигается на новом перли­те. Это влияние также наблюдается с некоторыми другими субстратами.

ЦЕОЛИТ

Цеолиты — природные горные минералы из группы вод­ных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов. Измельчен­ные цеолитовые туфы обладают хорошей порозностью, высокой ионообмен­ной и адсорбционной способностью, воздухо- и водопроницаемостью, значи­тельным содержанием питательных элементов — калия, магния и кальция. Они не содержат азот и фосфор, которые нужно вносить с минеральными удобрени­ями. Благодаря высокой обменной емкости поглощения катионов (1-5 мг-экв/ г) цеолиты могут удерживать значительные количества ионов калия и аммония, внесенных с удобрениями и доступных для растений. Такие свойства цеолитов позволяют использовать их в качестве субстратов для тепличных культур.

Отдельные сельскохозяйственные растения проявляют специфические требования к содержанию азота в субстрате. Огурцы и, особенно, томаты дают высокий урожай на всех модификациях субстрата.

Плодородие субстрата не уменьшается после первого урожая, что под­тверждается урожаями культур, посаженных повторно.

С агрономической и производственной точек зрения цеолитовые субст­раты отличаются следующими достоинствами:

большой потенциал элементов минерального питания;

хорошие физические свойства, большая