Для гидропоники на сити-фермах используют органические и инертные субстраты, создаваемые как из конкретных материалов, так и из их всевозможных сочетаний. Среди самых распространенных – агро минеральная вата и кокосовый субстрат с добавлением агроперлита и вермикулита. Также применяются такие материалы, как: керамзит, диатомит, цион, гидрогель, пеностекло и другие. Рассмотрим их более подробно.
Минеральная вата
Минеральная вата – наиболее популярный субстрат, широко применяемый сити-фермерами для выращивания цветов и съедобной зелени. При ее изготовлении смешивают три минерала: базальт, известняк и кокс. Для получения расплава и формирования волокон нужна температура не менее 1600 0С. У материала низкая объемная масса (80 кг/м3), он структурно стабилен, имеет высокую пористость (93-97%), химически инертен, не меняет уровней pH и ЕС. В вате отсутствуют патогены, но есть примеси металлов (железа, меди, цинка), хорошо поглощаемые корнями растений. На ней можно выращивать несколько урожаев, но при появлении возбудителей болезней требуется стерилизация.
Минеральная вата, как субстрат, требовательна к качеству воды, так как ее структура разделяет жидкость и воздух. В результате при высыхании, соли, содержащиеся в воде, осаждаются на ее поверхности, а именно в верхней части субстрата, где расположены и корни растений. Поэтому нужно тщательно следить за качеством воды и вовремя ее фильтровать. Субстрат из минеральной ваты идеален как для вегетации растений, так и для их выращивания вплоть до плодоношения, причем идеальным будет сочетание с гидропоникой периодического подтопления, технологиями капельного полива и питательного слоя.
Кокосовый субстрат
С момента появления в нашей стране этого необычного продукта прошло не более 5 лет, однако он уже завоевал повсеместное признание садоводов и сити-фермеров. При его изготовлении используется измельченная в стружку и спрессованная под давлением кожура кокосовых орехов (койр). Поэтому сначала цена субстрата была достаточно высокой, сегодня же такие орехи появились в местных гипермаркетах и отходы из их волокон стали более доступными. За счет высокого содержания лигнина, кокосовая скорлупа жесткая и грубая, не тонет в воде и практически не гниет.
Проблема лишь в том, что заготавливают продукт на морских побережьях и он с избытком напитан соленой водой. Поэтому при применении его для выращивания растений, материал недостаточно промыть пресной водой, а необходимо соответствующе подготовить. Кокосовые волокна – природная кладовая влаги и полезных веществ. У них рыхлая структура и высокая водопроницаемость. В субстрате хорошо размножаются полезные микроорганизмы, но попутно заводятся и насекомые-вредители. Уменьшить соленость продукта можно, смешав его с перлитом и вермикулитом либо используя для выращивания грибов. После этого его достаточно простерилизовать и можно применять как для укоренения растений, так и для выращивания рассады.
Перлит
Этот материал, получивший название вулканического стекла – чисто природного происхождения. Он образуется при изливании из вулкана лавы и ее соприкосновении с землей. Изначально горная порода называется обсидианом, но после проникновения в ее поры подземных вод становится перлитом или агроперлитом (вспученным перлитом). За счет высокой влаго- и воздухоемкости, а также низкой теплопроводности и нейтрального pH, его широко применяют в гидропонике. Он может выступать в качестве самостоятельного субстрата, либо как компонент дренажной смеси. Из минусов – он не удерживает удобрения и постепенно выщелачивается от жесткой воды.
Вермикулит
Вермикулит – экологически чистый природный минерал слоистой или чешуйчатой структуры. Он не подвержен воздействию микроорганизмов, гнили и разложению, химически нейтрален. В нем не заводятся бактерии и насекомые, зато содержится кальций, калий, магний, железо, алюминий и кремний. Также он является влагоемким разрыхлителем, поскольку способен удерживать воду в объеме, в разы больше своего веса. Вермикулит в чистом виде опасен своей пылью, плохо пропускает питательные субстраты. Поэтому не рекомендуется использовать его для выращивания растений без смешивания с другими материалами, оптимальными из которых являются керамзит и минеральная вата.
Керамзит
Это глина или глинистый сланец, подвергнутые печному обжигу при температуре 1200 0С и выше. Материал используется как в строительстве, так и в гидропонике. Его гранулы пористой структуры и малого веса, обеспечивают хороший воздухообмен, легко накапливают и отдают влагу. Он не гниет, не плесневеет, не становится прибежищем для микроорганизмов. Дренаж из керамзита защищает растения от перегрева в жару, но материал требователен к составу воды, так как легко накапливает соли и выщелачивается. Основной недостаток – полная несовместимость с фосфатами, их не должно быть в питательном растворе.
Диатомит
Этот материал давно используется в сельском хозяйстве, но является «новичком» в гидропонике. У него органическое происхождение, так как появился он при окаменении диамитовых водорослей (эпоха палеогена-неогена) и добывается в геологических отложениях. На 80% диатомит состоит из оксида кремния, соединенном с магнием, железом, алюминием и органическими веществами. У него средняя плотность и высокая пористость. Это отличный рыхлитель и инсектицид, в гидропонике используется, как накопитель органических и минеральных удобрений. Как субстрат, показывает хорошие результаты в компановке с другими продуктами.
Цион
Это синтетический ионообменный субстрат, получаемый при дроблении мелкопористого природного минерала – цеолита. После добычи, используя технологию ионитопоники, его насыщают фосфором, азотом и калием. Питательные свойства субстрата в 60 раз превосходят параметры чернозема, поэтому растения могут культивироваться в нем 2-3 года без дополнительных подкормок. Это хороший разрыхлитель и стимулятор роста, может использоваться в качестве самостоятельного продукта, добавки и подкормки. В нем отсутствуют нитраты, пестициды, гербициды и фитогормоны. Единственный минус циона – высокая цена.
Гидрогель
Гидрогелем называют абсорбированные гранулы сополимера с примесью калия. Он может напитывать жидкость в объеме, в 500 раз превышающем собственную массу, долго удерживать ее и возвращать при высыхании до 95-97% набранного количества. В качестве субстрата его лучше использовать в смеси с другими продуктами, что позволит сократить частоту поливов растений. Также он незаменим при транспортировке саженцев, выставлении рассады на продажу или отсутствии возможности постоянного ухода за ней.
Пеностекло
Данный субстрат является инновационным пористым материалом, имеющим высокий уровень водо- и воздухопоглощения. Он не подвержен разложению и уплотнению, может использоваться многократно и прекрасно аэрировать воду. Пеностекло химически инертно, не меняет уровня pH, хорошо удерживает влагу и воздух.
Специфические субстраты
В гидропонике иногда выбирают и нетрадиционные субстраты, используемые для различных техник выращивания. Пенза – легкий и пористый стекловидный материал, в составе которого 65% и более занимают силикаты. У нее низкие влагоудерживающие свойства, поэтому чаще ее смешивают с кокосом. Компостированные опилки – легкая среда, имеющая низкую плотность и высокую пористость. У них низкая проводимость и влагоемкость, поэтому лучше их использовать, как добавку к более плотным материалам.
Кора деревьев – продукт, богатый лигнином, целлюлозой, гемицеллюлозой, пектином и различными смолами. Также в ней в небольших количествах содержится бензойная кислота (антисептик), кальций, магний, микроэлементы и сера. Кора обладает низкой плотностью и имеет большую поглотительную способность. Использовать ее можно в измельченном виде после компостирования, как и опилки.
Мох сфагнум (губка) – в нем отсутствуют питательные вещества, но он гигроскопичен, воздухопроницаем и антибактериален. Благодаря его дезинфицирующим свойствам, в нем отсутствуют грибки и бактерии. В то же время он умеренный подкислитель, обеспечивает равномерное увлажнение и дыхание корневым системам растений. Им можно удалить излишки солей, использовать для укоренения и проращивания, добавлять к твердым плотным продуктам.