§ 3. Приготовление и использование субстратов

Для культуры защищенного грунта применяют разнообразные субстраты — садовую землю, торф, опилки, кору, различные минеральные и искусственные вещества.

Натуральную садовую землю в качестве субстрата для цветочных культур, главным образом защищенного грунта, применяют издавна. Она очень различна по своим физическим свойствам и содержанию питательных элементов, что позволяет обеспечивать разные требования растений к кислотности и плотности садового субстрата.

Ранее в цветочных хозяйствах заготавливали около 25 видов садовой земли, в настоящее время — четыре: дерновую, перегнойную (или компостную), листовую, торфяную. Имея эти виды земли и песок, можно выращивать любые цветочные растения.

Дерновую землю заготавливают на участках с хорошим злаково-клеверным травостоем, глинистой и суглинистой почвой. Ее нельзя брать на заболоченных участках и кислых подзолах.

Толщина дернины 8—15 см, ширина 20—30, длина 30—50 см. Дернину складывают в штабеля послойно трава к траве. Длина штабеля произвольная, ширина до 150 см, высота 100—150 см. Между дерниной кладут навоз и известь, это ускоряет разложение и обогащает землю азотом. Наверху штабеля делают желобок для отвода влаги.

Дернину заготовляют летом и ранней осенью, когда разовьется травостой, но до образования семян, лучше всего в июле. За лето штабеля не менее двух раз перемешивают с помощью бульдозеров и поливают водой, чтобы ускорить разложение дернины. На второй год перемешивание продолжают, и к осени второго года земля бывает готова. Осенью дерновую землю убирают в землехранилища: оставлять ее второй год под открытым небом нельзя, поскольку корни сгнивают, земля теряет пористость и становится бесструктурной.

Дерновая земля тяжелая (плотность 1,2—1,5 т/м³). Использовать ее можно два-три года, затем она становится непригодной для посадок. Дерновую землю как основу смесей используют для горшечной культуры летников — гвоздики, левкоя, пеларгонии и укоренения черенков, загнивающих в гумусовой земле, а также для цитрусовых и пальм.

Перегнойную землю получают из перепревшего парникового навоза, который осенью складывают в штабеля, как и дернину, и в течение одного-двух лет перемешивают. Перегнойная земля — основной поставщик азота. В зависимости от навоза перегнойная земля может быть тяжелой или легкой (конский навоз). Плотность ее колеблется от 0,5 до 0,8 т/м³. В чистом виде перегнойную землю не применяют.

Компостную землю получают от перегнивания (в течение двух-трех лет) различных отходов животного и растительного происхождения. Для обеззараживания в нее при подготовке добавляют СаО. Компостную землю, приготовленную из растительных остатков, применяют для посевов левкоя, бегонии.

Листовую землю получают из листьев деревьев, лучше всего клена, липы, вяза (листья дуба и ивы непригодны для получения листовой земли из-за содержания в них дубильных веществ). Это легкая земля плотностью 0,4—0,6 т/м³. Листья сгребают осенью или весной в кучи, затем по мере гниения и уплотнения — в штабеля, где они перепревают в течение двух лет. Пока листья лежат рыхло, их уплотняют и поливают, чтобы разложение шло быстрее. На второй год их два-три раза перелопачивают, поливают навозной жижей, с которой вносят бактерии, ускоряющие разложение листьев. При разложении листьев в земле накапливаются кислоты, тормозящие разложение. Их нейтрализуют известью (0,5 кг/м³).

Листовую землю используют для посева семян в ящиках; как основу смесей для примулы, цикламена, антуриума, бегонии, глоксинии, камелии, цинерарии; как заменитель вересковой земли в смеси с торфом и песком (2:3:1 или 2:4:1).

Торфяную землю готовят из торфа верховых и низинных болот, торфяной крошки. Торф складируют в штабеля высотой 40—60 см в смеси с навозом и известью, готовят в течение двух лет, периодически перелопачивая и поливая навозной жижей. Навоз и известь повышают питательность торфяной земли, в процессе подготовки кислотность торфа уменьшается. Эта земля легкая плотностью 0,4—0,6 т/м³. Торфяную землю используют для гортензии, азалии, камелии, рододендрона, орхидеи и папоротника; для посева мелких семян.

Все виды готовой садовой земли хранят в специальных землехранилищах. Из них по мере необходимости готовят нужную смесь, которая в зависимости от соотношения компонентов может быть тяжелой, средней или легкой. В тяжелой почвенной смеси содержится по объему три части дерновой, одна — перегнойной или листовой и одна часть песка, в средней — по две части дерновой и перегнойной (листовой) земли и одна — песка, в легкой — одна часть дерновой, три — перегнойной (листовой) земли и одна часть песка.

Перед использованием почвенные смеси обеззараживают (пропаривание и другие способы).

Верховой сфагновый торф со степенью разложения 10—25% проветривают, измельчают, известкуют. Способность его адсорбировать питательные элементы и постепенно отдавать их растениям делает его одним из лучших влагоемких субстратов. При использовании торфа учитывают, что из-за малой плотности (0,16—0,2 г/см³) масса торфа в определенном объеме (горшок, стеллаж, котлован) в восемь — десять раз меньше, чем масса земли с плотностью 0,8 г/см³ в том же объеме. Чтобы в этих объемах было равное количество питательных элементов, в торф надо добавить подвижных питательных элементов в восемь раз больше, чем в почву.

За рубежом для определенных видов растений на основе верхового торфа готовят стандартные субстраты TKS-1 и TKS-2, отличающиеся высоким содержанием питательных элементов.

В значительно меньшем количестве применяют переходный и низинный торф. Однако для нашей страны использование этого торфа, имеющего высокую степень разложения, под цветочные культуры весьма актуально (запасы его больше, чем верхового торфа). За рубежом (ФРГ) из низинного торфа получают стандартный субстрат гумозоиль. Для субстратов, приготовленных из низинного торфа, требуется главным образом внесение азота (100—120 мг/л) и микроэлементов. В отличие от верхового переходный и низинный торф нельзя применять без специальной обработки, поскольку он имеет высокую степень оседания (уплотнения) и плохо намокает.

Низинный специально подготовленный торф чаще всего смешивают с верховым торфом в соотношении от 3:7 до 7:3, а затем добавляют до 15% глины по объему. Вносят и другие добавки: перлит, вермикулит, древесную кору, минеральную вату.

В качестве органических компонентов широко применяют дробленую кору деревьев и древесные опилки. Опыт США, Норвегии, Финляндии и других стран доказал возможность использования субстратов на основе древесной коры сосны, пихты, лжетсуги в первую очередь для орхидей. Кору хвойных пород перед употреблением компостируют, а измельченную кору бука используют вместо торфа. Из смеси коры сосны и ели в процессе компостирования готовят лигнострат, а из них же при добавлении бумажной пульпы — биострат.

Компостированную древесную кору (10—30 кг/м²) добавляют - в почву, кора придает рыхлость последней и делает ее более теплой, что способствует лучшему образованию и развитию корней растений.

Кору хвойных пород и смесь коры хвойных и лиственных пород применяют в разных соотношениях, но при обязательном добавлении минеральных удобрений. Некомпостированную кору использовать нежелательно, поскольку в первое время в субстрате с некомпостированной корой происходит энергичное поглощение азота микроорганизмами, разлагающими кору. В такой субстрат необходимо вносить азотные удобрения в повышенных дозах, что может вызвать угнетение растений.

Для приготовления компоста кору дробят, чтобы получить субстрат с частицами размером 1—5 см. Эту смесь компостируют в буртах в течение трех-пяти месяцев летом и шести-семи — зимой, поддерживая влажность 60-70% НВ.

Можно применять смесь коры, дерновой земли и верхового торфа в соотношении (по массе) 1:1:1. Ее готовят за два месяца до использования под гвоздику и горшечные культуры.

В качестве рыхлящего компонента применяют свежие опилки хвойных и лиственных пород. В нашей стране их используют при выращивании розы (слой 28—35 см, перекапывают с почвой), гиппеаструма и хризантемы. Плотность хвойных опилок — 0,2—0,3 г/см³, содержание азота 0,1—0,4%, фосфора — 0,15—0,35, калия— 0,07—0,13%. В опилках лиственных пород содержание азота и калия выше.

Опилки придают субстрату благоприятные физические свойства, но нуждаются в добавлении удобрений. Прежде всего в них наблюдается недостаток азота, поскольку этот элемент активно используется микроорганизмами, разрушающими опилки (процессы гниения). Через два-три месяца, когда опилки перегнивают, биологически закрепленный азот становится доступным для растений.

При использовании опилок как составной части субстрата к ним добавляют азотные удобрения (например, аммиачной селитры 1,6 кг/м³).

В тяжелые почвы в качестве рыхлящего материала можно вносить соломенную резку (частицы 10—15 см) из расчета 1—1,5 кг/м² с одновременным добавлением 20—30 г/м² аммиачной селитры, так как солома вызывает сильное биологическое закрепление минерального азота. В то же время солома обогащает почву органическим веществом и питательными элементами, так как она содержит 0,5% азота, 0,25 — фосфора, 0,8% калия и микроэлементы. Солому используют свежую или полуперепревшую. Ее применяют также в качестве биотоплива, настилая слоем 10 см на дренаж, что способствует созданию оптимальной температуры в прикорневой зоне растений.

Одна из распространенных добавок к почве — песок крупнозернистый речной или озерный (0,5—1 мм). Его используют для придания смеси пористости и в качестве дренажа, применяют при черенковании растений. Перед использованием песок хорошо промывают водой. Плотность его 1,5—1,6 г/см³.

Все указанные добавки рыхлят почву, делают ее влаго- и воздухоемкой, что особенно важно при выращивании многолетних культур (розы, гвоздики, цантедешии). Плотность почвенной смеси должна быть менее 1 г/см³, показатель 0,8—1 г/см³ допустим только у субстратов, содержащих черноземную почву с большой емкостью поглощения катионов. К тучным черноземам, обладающим высоким плодородием, необходимо добавлять рыхлящие компоненты, снижая их плотность. В противном случае при обильных поливах корни растений будут испытывать недостаток кислорода.

По плотности оранжерейные субстраты (грунты) делят на рыхлые (0,1—0,4 г/см³), средние (0,5—0,7 г/см³), уплотненные (0,8—1 г/см³) и плотные (более 1 г/см³). Для хорошего развития растений количество воздуха в субстрате должно составлять не менее 15—20%, общая скважистость 50—60%.

Оранжерейные субстраты классифицируют и по содержанию органического вещества: до 10% — низкое, до 30 — пониженное, 30—60 — среднее, свыше 60% — высокое.

Наиболее доступный органический компонент для составления субстратов — торф. В чистом виде его используют в оранжереях только при степени разложения до 20% с добавлением удобрений. При большей степени разложения его смешивают с другими компонентами — почвой легкого механического состава, перегноем, древесными опилками или корой, соломенной резкой.

Для составления почвенных смесей под цветочные культуры используют обычно перегной или полуперепревший навоз, который содержит большое количество различных макро- и микроэлементов. Каждая тонна его (с учетом коэффициента усвоения) приравнивается к количеству азота, внесенного с 1,5 кг аммиачной селитры, фосфора — с 4 кг простого суперфосфата, калия — с 4,5 кг хлорида калия.

Рассмотренные субстраты применяют как в чистом виде, так и в разных комбинациях друг с другом. Наиболее часто используемые из них приведены в таблице 7, другие варианты указаны при изложении технологии возделывания отдельных культур.

Таблица 7. Состав субстратов для оранжерей, % по объему

К искусственным субстратам относятся следующие:

керамзит — округлые гранулы с гладкой оплавленной малоподверженной химическим воздействиям поверхностью. Его получают из бескарбонатных глин обжигом при температуре 1200 °С. Применяют как теплоизолятор в строительстве. При использовании в гидропонных теплицах гранулы керамзита разбивают (их внутренность пористая), чтобы увеличить его емкость;

вермикулит — светлая гидрослюда, состоящая из тонких слоистых пленок. Представляет собой комплекс силикатов алюминия, магния и железа. При температуре 250...350 °С вспучивается и увеличивается в объеме в 18—25 раз. Материал воздухо- и влагоемкий, его плотность 0,15 г/см³, влагоемкость 300—400%. Для создания благоприятных водно-воздушных условий полив вермикулита должен быть редким и умеренным;

перлит — это вулканическое стекло, содержащее много (72—76%) кремнезема, окислы калия, натрия, алюминия, железа. При высоких температурах вспучивается, увеличивается в объеме и приобретает пористую структуру. Плотность 0,4 г/см³. Имеет высокую адсорбционную способность и влагоемкость 700—800%, но быстро меняет состав питательного раствора, поэтому работать с перлитом нужно осторожно. Основное применение — для укоренения черенков. Увлажняют часто;

ионитные субстраты представляют собой гранулированные (диаметр гранул 1—3 мм) либо волокнистые полимерные очищенные смолы темно-желтого или коричневого цвета, нерастворимые, но сильно набухающие в воде.

Их насыщают питательными элементами в необходимых пропорциях.

Иониты — своеобразная модель почвенного поглощающего комплекса. Они сочетают в себе обменную форму питания почвы и достоинства метода гидропоники — обеспеченность нужным уровнем питания, прочность структуры и высокую воздухообеспеченность. Ионитные субстраты нужно поливать, подавая воду снизу. Срок их годности три-четыре года, после чего их регенерируют, насыщая калием и азотом.

Марки субстратов — ИС-2 с частицами диаметром 0,2—1,5 мм янтарного цвета и КУАН-2 с частицами диаметром 0,5—2 мм черного цвета, плотность 1,15—1,3 г/см³, влагоемкость 100—150%. Ионитные субстраты целесообразно использовать, особенно для укоренения черенков, в смеси с влагоемкими субстратами (перлитом, вермикулитом, опилками) в соотношении 1:1, так как более половины воды в ионитных субстратах находится в связанном состоянии (набухание), легкоподвижной воды в них мало (18—20%).

Выращивание цветочных культур на неземляных субстратах называют гидропонным методом (гидропоника). Он включает два способа:

собственно гидропонику — выращивание растений без субстрата (водная культура и аэропоника, рис. 5, а) или на маловлагоемких субстратах (гравии, керамзите, гранитном щебне и др., рис. 5,6; независимо от вида маловлагоемкого субстрата этот способ называют гравийной культурой);

Рис. 5. Варианты гидропонного метода: а — аэропонный способ: 1 — центробежный насос; 2 — клапан подачи раствора; 3 — пластиковая труба; 4 — стаканчик для растения - 5 — сток раствора; б — возврат раствора; 7 — всасывающий патрубок - 8 — бак для раствора; б — гидропонный способ: 1, 2, 5-8 — то же, что и в варианте «а»; 3 - стеллаж; 4 — дренажная полутруба

выращивание растений на влагоемких субстратах — различном торфе и смесях вермикулита с маловлагоемкими субстратами (керамзитом, гравием) в отношении 1:3—1:5 по объему.

Аэропонный способ основан на принципе прилив — отлив. Вдоль теплицы проложены пластиковые трубы. В каждой из них на определенном расстоянии один от другого имеются небольшие отверстия, в которые вставлены решетчатые полиэтиленовые стаканчики с черенком. В стаканчиках с растениями нет земли — корни опущены в специальный питательный раствор, который подается по трубам. Какое-то время корни растений находятся в питательной среде, а затем — в кислородной ванне. Установку собирают из деталей отечественного серийного производства.

Для гравийной культуры требуется строительство специальных оранжерей (типовой проект 810-1-24.88), однако этот метод исключает некоторые трудоемкие процессы, необходимые при работе с землей (например, прополку), и позволяет внедрить полную механизацию и автоматизацию процессов ухода за растениями. Для гравийной культуры в бесстеллажных оранжереях устраивают котлованы глубиной 40 см, стенки и дно которых бетонируют. Бетон покрывают слоем специального лака, чтобы раствор не соприкасался с бетоном и не подщелачивался. В котлован насыпают субстрат трех фракций: нижний слой (10 см) — из частиц диаметром 2—3 см, средний (10 см) — из частиц диаметром 1—2 см, верхний (20 см) — из частиц диаметром 0,2—1 см, в который высаживают растения. Обеспечение растений питательными элементами и водой автоматическое за счет наполнения котлована снизу раствором на несколько минут. В период роста цветочных культур раствор подается через каждые 4 ч (шесть-семь раз в сутки), в период покоя растений (зимой) — один-два раза в день.

На маловлагоемких субстратах целесообразно выращивать многолетние растения: розу, цантедешию, аспарагус Шпренгера, хризантему и летники (левкой, душистый горошек). Для гравийной культуры непригодны субстраты, содержащие карбонаты, или легко разрушающиеся — известняки, диоритовый щебень, сланцы, песчаники.

Для применения влагоемких субстратов не требуется создание специальных оранжерей. Почвенную смесь в котлованах, на стеллажах или в горшках заменяют субстратом. Лучший субстрат — верховой слаборазложившийся торф. На влагоемком субстрате, который заменяют каждые два-три года, очень хорошо растут летники (левкой, душистый горошек), цантедешия и гвоздика ремонтантная. Урожайность гвоздики при выращивании гидропонным методом на торфе повышается на 18%.

Полностью автоматизированные гидропонные теплицы площадью 21 тыс. м² (на гранитном щебне) есть в Прибалтике. Широко распространен гидропонный метод выращивания цветочных культур в Армянской ССР.

Цветочную продукцию выращивают также на минеральной вате, которую в большом количестве выпускает промышленность. Минеральная вата стерильна, дает возможность обеспечить растения сбалансированным питанием, имеет малую плотность (пористость ее 95—97%), высокую влагоемкость (до 90%). Использование минеральной ваты исключает такой трудоемкий этап, как приготовление смесей, а ее замена занимает мало времени. Реакция различных марок минеральной ваты щелочная. Прогрев корнеобитаемого слоя более быстрый, чем у торфа.

За рубежом на матах из минеральной ваты выращивают овощные и цветочные культуры — гвоздику, маточники хризантемы и бегонии, пуансеттию, герберу, каланхоэ, фикус и др. Лучшая марка минеральной ваты — датский гродан. В нашей стране для выращивания растений выпускают специальную минеральную вату — гравилен. Ее можно использовать в течение трех лет в виде матов высотой 5—12 см или кубиков (для черенков) размером 4×4 либо 10×10×10 см.

Контрольные вопросы и задания.

1. Назовите виды натуральной садовой земли.

2. Какова оптимальная плотность почвенных смесей для цветочных культур?

3. Как влияют примеси коры и древесины на дозы внесения азотных удобрений?

4. Перечислите искусственные субстраты, используемые в цветоводстве защищенного грунта.

5. Что такое гидропоника?