Субстраты для гидропоники: сравнение минеральной ваты, кокосового субстрата, перлита и керамзита

Что такое субстрат для гидропоники?

Субстраты для гидропоники — это инертные или малопитательные материалы, которые удерживают корни растения в беспочвенной системе, тогда как питательный раствор обеспечивает его всеми необходимыми элементами питания. Правильно подобранный субстрат одновременно обеспечивает корни водой, воздухом и физической опорой, не внося возбудителей болезней, солей и непредсказуемых изменений pH.

В отличие от почвогрунта или готовых беспочвенных смесей в мешках для контейнерного выращивания, гидропонный субстрат не предназначен для питания культуры. Он служит опорой. Поэтому один и тот же состав питательного раствора может давать совершенно разные результаты в минеральной вате, кокосовом субстрате, перлите или керамзите: каждый материал удерживает разное количество воды и воздуха после полива и по-разному взаимодействует с раствором. Таким образом, выбор гидропонного субстрата — инженерное решение, связанное с типом системы, культурой, частотой орошения и качеством воды.

Некоторым системам субстрат практически не нужен. В каналах NFT и на плотах глубоководной культуры небольшая губчатая пробка или кубик минеральной ваты лишь фиксирует сеянец, а корни растут прямо в движущийся раствор. В системах с капельным поливом в мешках, матах и вёдрах субстрат служит корневой средой на протяжении всего цикла выращивания, поэтому его свойства имеют большое значение.

Какие функции должен выполнять хороший субстрат для гидропоники?

Независимо от материала хороший субстрат для гидропоники должен:

• Удерживать достаточно воды, чтобы обеспечивать корни влагой между поливами, не оставаясь переувлажнённым.
• Сохранять достаточно пор, заполненных воздухом, для дыхания корней. В насыщенном водой субстрате без воздуха корни задыхаются и становятся подвержены корневым гнилям.
• Быть чистым и однородным, не содержать патогенов, семян сорняков и солей и иметь стабильные характеристики от партии к партии, чтобы настройки орошения оставались подходящими.
• Иметь предсказуемые химические свойства: стабильный или легко корректируемый pH и низкую либо известную ёмкость катионного обмена.
• Подходить к оборудованию: пробка должна соответствовать сетчатому горшку или отверстию канала, а маты — желобу или лотку.
• Быть удобным для утилизации или повторного использования после завершения цикла выращивания.

Ни один материал не превосходит остальные по всем параметрам, поэтому большинство коммерческих хозяйств используют два вида: один для размножения и выращивания рассады (кубики или пробки), другой для основного этапа выращивания (маты, мешки или вёдра), либо обходятся без субстрата в системах водной культуры.

Какие субстраты для гидропоники наиболее распространены?

В таблице ниже сравниваются гидропонные субстраты, которые производители используют чаще всего. Приведены типичные диапазоны значений; характеристики отдельных продуктов различаются в зависимости от плотности, длины волокон и обработки.

Кубики и маты из минеральной ваты

Минеральную вату получают из расплавленного базальта, вытягивая его в волокна и прессуя в кубики, блоки и маты. В новом виде она стерильна, очень однородна и удерживает много воды, при этом обеспечивая свободный сток её избытка. Поэтому кубики минеральной ваты для выращивания и посадки стали стандартным рассадным субстратом во многих теплицах. Её недостатки — высокий исходный pH и отсутствие разложения, поэтому для использованных матов необходимо предусмотреть утилизацию или переработку.

Кокосовый субстрат

Кокосовый субстрат получают из переработанной оболочки кокосового ореха и продают в виде рыхлого волокна, чипсов, мелкой фракции, прессованных матов и мешков для выращивания. Он хорошо удерживает воду, легко повторно смачивается и производится из возобновляемого сырья. Необработанный кокосовый субстрат может содержать много натрия, калия и хлоридов, поэтому покупайте промытый и буферизованный материал либо предусмотрите его промывку раствором с высоким содержанием кальция перед посадкой.

Перлит и керамзит

Перлит и керамзитовые гранулы относятся к наиболее воздухопроницаемым субстратам. Они быстро отводят воду и хорошо снабжают корни кислородом, поэтому подходят для культур, которые поливают много раз в день, например томатов в голландских вёдрах (Dutch bucket). Они удерживают мало воды, поэтому отказ насоса быстро сказывается на растениях.

Губчатые кубики и пробки из вспененного материала

Для листовой зелени, выращиваемой в NFT или на плотах, многие хозяйства используют заранее нарезанные гидропонные кубики из губки или вспененного материала. Семена высевают в кубики, размещённые в рассадной кассете, и держат на рассадном столе до пересадки. Эти кубики чистые, недорогие в расчёте на растение, удобны для работы на посевной линии и подходят к стандартным сетчатым горшкам. Примеры такого формата — наши квадратные губчатые кубики для рассады и губчатые пробки по индивидуальным размерам.

Как использовать кубики минеральной ваты в гидропонике

Использовать минеральную вату в гидропонике несложно, если скорректировать её pH и избегать переувлажнения. Типичная последовательность работы с кубиками минеральной ваты и другими гидропонными кубиками для проращивания семян:

1. Предварительно замочите кубики на несколько часов или на ночь в воде с pH, доведённым примерно до 5.5. В некоторых руководствах рекомендуется предварительно пропитывать их слабым питательным раствором с EC около 1.0 mS/cm.
2. Дайте воде стечь из кубиков или слегка встряхните их. Не отжимайте кубики, поскольку это разрушает структуру волокон.
3. Посейте по одному-два семени в каждый кубик на глубину нескольких миллиметров и накройте лоток, чтобы поддерживать высокую влажность до появления всходов.
4. Поливайте снизу слабым питательным раствором после появления настоящих листьев, давая кубику стать легче между поливами.
5. Пересаживайте, когда корни появятся снизу и по бокам. Поместите кубик минеральной ваты с сеянцем в сетчатый горшок, на блок или непосредственно на мат.
6. Управляйте поливом матов по массе и дренажу: при производственном выращивании поливайте до достижения заданного процента дренажа и контролируйте EC и pH дренажного раствора, чтобы управлять развитием культуры.

Самая распространённая ошибка при использовании кубиков минеральной ваты для посева — постоянно держать их насквозь мокрыми. Минеральная вата удерживает так много воды, что сеянцы могут днями находиться в переувлажнённом кубике, что способствует развитию чёрной ножки. Давайте кубикам слегка подсыхать между поливами.

Какой субстрат подходит для каждой гидропонной системы?

Подбирайте субстрат с учётом того, как вода движется в вашей системе.

• Каналы NFT: только губчатая пробка или кубик минеральной ваты. Толстый слой субстрата перекрывает тонкий поток питательного раствора и может вызывать застой. См. наше руководство по системам NFT.
• Плавающие платформы глубоководной культуры: губчатые или минераловатные пробки в сетчатых горшках для гидропоники, установленных в плавающие панели. Корни свисают в аэрируемую воду.
• Столы системы прилив-отлив: блоки минеральной ваты, торфяные пробки или керамзит. Перлит склонен всплывать и перемещаться при затоплении. Конструкция столов рассмотрена в нашем руководстве по системам прилив-отлив.
• Голландские вёдра (Dutch bucket): перлит, керамзит или смеси кокосового субстрата с перлитом. Они хорошо отводят воду, поэтому подходят частые короткие циклы капельного полива.
• Мешки для выращивания, маты и желоба: кокосовый субстрат или минеральная вата с капельным поливом и отводом дренажа либо рециркуляцией. Это стандартное решение для томатов, огурцов, перца и клубники.
• Вертикальные башни: обычно используют пробку в сетчатом стаканчике без сыпучего субстрата, поскольку его частицы могут вымываться в резервуар и засорять насосы.

Сравнение типов систем приведено в статье «NFT, DWC и голландское ведро (Dutch bucket)».

Какой размер сетчатых горшков и гидропонных корзинок выбрать?

Сетчатые горшки, также называемые гидропонными корзинками или сетчатыми горшками для гидропоники, удерживают пробку и субстрат в отверстии канала, плавающей платформы или башни. Подходящий размер гидропонных горшков зависит от размера растений и расстояния между ними:

• Примерно от 25 до 50 mm (от 1 до 2 in) для пробок с рассадой салата, пряных трав и культур, выращиваемых по типу микрозелени, в NFT и на плавающих платформах.
• Примерно от 50 до 75 mm (от 2 до 3 in) для более крупной листовой зелени, базилика и культур в башенных системах.
• Вёдра или мешки объёмом примерно от 8 до 12 L для плодовых овощных культур, выращиваемых в субстрате, например томатов и перца.

Выбирайте гидропонные горшки из пластика, пригодного для контакта с пищевыми продуктами и стабилизированного к ультрафиолету. Убедитесь, что наружный бортик плотно прилегает к отверстию канала, не позволяя свету попадать на раствор и вызывать рост водорослей.

Что нужно знать о гидропонных капсулах и капсулах с семенами?

Гидропонные капсулы, также продаваемые как капсулы с семенами для гидропоники или садовые капсулы, представляют собой готовые пробки с уже помещёнными внутрь семенами, часто из торфа или кокосового субстрата в сетчатой либо биоразлагаемой оболочке. Они предназначены для компактных комнатных гидропонных установок и настольных систем с капсулами для домашнего сада, где удобство важнее затрат на одно растение. Для коммерческой фермы покупка пустых пробок и самостоятельный посев обычно обходятся значительно дешевле и позволяют использовать любые сорта. Для дистрибьюторов домашних систем ключевые вопросы — подходит ли формат капсулы к установке, свободен ли субстрат от патогенов и как долго семена сохраняют всхожесть при хранении. Домашние и настольные системы подробнее рассмотрены в нашем руководстве по выращиванию пряных трав в помещении.

Какой субстрат для гидропоники лучше?

Универсально лучшего субстрата для гидропоники не существует: есть лишь наиболее подходящий для конкретной культуры, системы и площадки. В качестве отправной точки:

• Листовая зелень и пряные травы в водной культуре: губчатые или минераловатные пробки.
• Томаты, огурцы и перец: минераловатные или кокосовые маты либо перлит в голландских вёдрах.
• Клубника: мешки с кокосовым субстратом или кокосовые маты в желобах либо лотках на А-образных конструкциях, таких как наш А-образный лоток для выращивания клубники на кокосовых матах.
• Выращивание рассады: кубики минеральной ваты, торфяные или поролоновые пробки на столах затопления.

Также учитывайте доступность на местном рынке и возможности утилизации. Кокосовый субстрат легко приобрести во многих тропических регионах, и его можно компостировать. Минеральная вата обеспечивает очень стабильные характеристики, но требует плана утилизации. Керамзит и перлит можно очищать и использовать повторно, однако это требует ощутимых трудозатрат.

Как закупать и проверять качество субстратов для беспочвенного выращивания?

Прежде чем выбрать поставщика субстратов для беспочвенного выращивания, выполните эту краткую проверку:

1. Запросите техническую спецификацию с указанием плотности, влагоёмкости, воздушной пористости, pH и EC.
2. Для кокосового субстрата уточните содержание натрия и калия, а также прошёл ли продукт промывку и буферизацию.
3. Проведите испытание на одном столе или ряду и сравните EC и pH дренажа, а также развитие корней с показателями на вашем текущем субстрате.
4. Убедитесь, что размеры пробок и матов соответствуют вашим лоткам, сетчатым горшкам и желобам.
5. Проверьте условия хранения и перевозки материала. Прессованный кокосовый субстрат нужно размачивать, а минеральную вату необходимо сохранять сухой и чистой.
6. Заранее предусмотрите обращение с отработанным субстратом: компостирование, переработку, повторное использование после стерилизации или вывоз на полигон.

Какой бы субстрат вы ни выбрали, программа питания должна ему соответствовать. Субстраты с высокой ёмкостью катионного обмена, например кокосовый, могут удерживать кальций и магний на ранних этапах выращивания. В нашем руководстве по питательным растворам для гидропоники, EC и pH объясняется, как задавать и корректировать параметры раствора.

Планируете систему беспочвенного выращивания?

Mars Vertical Farm имеет более 20 лет производственного опыта и выпускает на своём заводе в Шанхае каналы NFT, системы с голландскими вёдрами, приливные столы и А-образные конструкции, а также совместимые с ними пробки и лотки. Ознакомьтесь с нашими гидропонными системами или сообщите нам культуру и размеры теплицы, чтобы получить рекомендации по подходящей системе и субстратам вместе с коммерческим предложением.

Источники

• Служба сельскохозяйственного консультирования Университета штата Оклахома, HLA-6728: Субстраты для гидропонного выращивания
• Центр диверсификации сельскохозяйственных культур Университета Кентукки: Гидропонное выращивание салата в контролируемых условиях