Приготовление и применение искусственных садовых земель для цветоводства

Для успешного развития декоративных культур растения должны беспрепятственно получать воду и минеральные вещества. Обычные природные почвы часто не подходят для теплиц и интенсивного цветоводства, поэтому их приходится коренным образом улучшать. В открытом грунте для этого вносят от 80 до 180 тонн садовых земель на гектар, а в защищенном грунте они составляют основу питательной среды. Потребности культур также меняются с возрастом: например, молодым пальмам необходима легкая почва, которую при пересадке заменяют на более тяжелую и плодородную.

• Улучшение открытого грунта — 80–180 т/га
• Объемная масса дерновой земли — 1,2–1,5 т/м³
• Объемная масса перегнойной земли — 0,5–0,8 т/м²
• Объемная масса торфяной земли — 0,4–0,6 т/м³
• Добавка извести для листовой земли — 0,5 кг/м³

Технология заготовки и особенности садовых земель

В современном цветоводстве наиболее широко используют четыре основных вида искусственных садовых земель: дерновую, листовую, перегнойную (или компостную) и торфяную.

Дерновая земля — это тяжелый субстрат, который образуется в результате перегнивания дернины. Ее заготавливают в июле с глинистых или суглинистых участков с хорошим злаково-клеверным травостоем, пока растения не образовали семян. Она необходима для укоренения черенков, склонных к загниванию (герань, эхеверия, клейния), а также для выращивания цитрусовых, пальм и горшечных однолетников (гвоздика, герань, левкой).

Процесс подготовки дерновой земли:

1. Нарежьте пласты дернины толщиной 8–15 см, шириной 20–30 см и длиной 30–50 см.
2. Сложите пласты в штабеля «трава к траве» (ширина — до 1,5 м, высота — 1,5 м, длина — произвольная).
3. Для ускорения разложения и обогащения азотом между слоями заложите навоз и известь.
4. Наверху штабеля сделайте желобок для сбора и удержания влаги.
5. За лето не менее двух раз перемешайте штабель бульдозером и регулярно поливайте водой. К осени второго года земля готова для использования.

Листовая земля получается в результате перегнивания листьев деревьев (клен, вяз, липа, береза, осина, плодовые). Листья укладывают в штабеля осенью или весной на два года. Для ускорения разложения листовую массу уплотняют, увлажняют и добавляют известь (0,5 кг на 1 м³) для нейтрализации кислых продуктов разложения. На второй год массу 2–3 раза перемешивают и поливают навозной жижей. В результате образуется легкая, рыхлая земля, питательные вещества в которой находятся в доступной для растений форме. Ее применяют для посева мелких семян (бегония, глоксиния), а также в качестве основы для выращивания примулы, цикламена, камелии и цинерарии.

Перегнойная земля образуется при перегнивании парникового биотоплива. Парниковый навоз складывают в штабеля осенью, в течение 1–2 лет перемешивают и увлажняют. В чистом виде ее практически не применяют, а используют как богатый азотом компонент земляных смесей. При необходимости перегнойную землю можно заменить компостной, которую получают в результате перегнивания в течение 2–3 лет растительных и животных остатков с добавлением извести для обеззараживания.

Торфяную землю готовят из торфокрошки или торфа верховых и низинных болот. К сырью добавляют известь и навоз для снижения кислотности и обогащения азотом, после чего смесь укладывают в штабеля высотой 40–60 см. Субстрат выдерживают 2 года, периодически перемешивают и поливают навозной жижей. Получается легкая, рыхлая и влагоемкая земля. Она подходит для посева мелких семян, а также для выращивания азалий, гортензий, камелий, орхидей и папоротников.

Правила хранения, смешивания и рецептуры субстратов

По мере готовности все виды земель просеивают и отправляют на хранение в закрытые землехранилища. Земляные смеси готовят по мере необходимости: каждый компонент отмеряют по объему, ссыпают в одно место, тщательно перемешивают и перед использованием обязательно обеззараживают. В зависимости от соотношения составляющих получают тяжелую, среднюю или легкую смесь.

Состав стандартных земляных смесей для выращивания цветочных культур:

Для конкретных цветочных культур разработаны индивидуальные составы. Например, один из вариантов оранжерейного субстрата для выращивания роз включает следующие компоненты (% по объему):

• дерновая земля или окультуренная почва — 50;
• песок — 20;
• навоз — 20;
• разложившийся торф — 20.

Доступным и широко распространенным органическим компонентом оранжерейных субстратов является верховой сфагновый торф со степенью разложения 10–25%. Это один из лучших влагоемких субстратов, способный адсорбировать питательные элементы и постепенно отдавать их растениям. Перед использованием торф предварительно проветривают, измельчают, известкуют и обогащают минеральными удобрениями.

В состав земляных смесей, используемых в цветоводстве, часто входит полуперепревший навоз или перегной. В оранжерейных субстратах содержание органических веществ может быть следующим: до 10% – низкое; до 30% – пониженное; 30–60% – среднее; более 60% – высокое.

В почву и земляные смеси часто вносят различные добавки: дробленую древесную кору, компостированную в течение 3–7 месяцев; древесные опилки хвойных и лиственных пород; соломенную резку размером 10–15 см; промытый крупнозернистый речной или озерный песок с размером частиц 0,5–1 мм и др. Они улучшают физические свойства почвы, делают ее влаго- и воздухоемкой.

Влаго- и воздухоемкость определяется объемной массой оранжерейных субстратов. Эта масса должна быть меньше 1 г/см3, чтобы при регулярных поливах субстрат не уплотнялся и корни растений не испытывали недостатка кислорода.

В этой связи по плотности оранжерейные субстраты делят на следующие группы:

Содержание воздуха в субстрате должно составлять не менее 15–20%, а общая скважность должна быть 50–60%. При использовании в качестве рыхлящих компонентов свежих опилок и соломенной резки в субстрат обязательно вносят азотные удобрения, поскольку азот активно используется микроорганизмами, разрушающими опилки или солому.

Солевой режим почвы определяется концентрацией водорастворимых солей. Для среднесолеустойчивых культур в зависимости от плотности субстрата и содержания в нем органики эта концентрация составляет 5,5–7 г/л; для солевыносливых 8 г/л.

Искусственные субстраты начали применять при выращивании декоративных растений в ХХ в. К числу основных из них относят следующие:

• Вермикулит – это гидрослюда, состоящая из светлых тонких слоистых пленок. Он представляет собой комплекс силикатов алюминия, железа и магния, получаемых из месторождений Кольского полуострова и Урала. Это легкий, воздухо- и влагоемкий субстрат. Перед использованием вермикулит прокаливают при температуре 250–500°С, в результате чего он вспучивается и увеличивается в объеме более чем в 20 раз. Вермикулит используют при черенковании и выращивании растений гидропонным методом.
• Ионитные субстраты – гранулированные (диаметр гранул 3 мм) или волокнистые полимерные смолы темно-желтого или коричневого цвета. Они нерастворимы в воде, но сильно набухают в ней. Ионитные субстраты можно насыщать питательными элементами в необходимых количествах, поскольку они электрозаряжены, благодаря чему способны удерживать противоположно заряженные частицы питательных элементов и обменивать их на другие ионы, в том числе и на продукты жизнедеятельности корней растений. Ионитные субстраты используют для укоренения черенков, особенно в смеси (1:1) с другими влагоемкими субстратами (вермикулит, опилки, песок).
• Керамзит – округлые гранулы с гладкой, оплавленной поверхностью, которые получают их бескарбонатных глин путем их обжига при высокой температуре (1200°С). Используют керамзит в гидропонных оранжереях, предварительно разбивая гранулы, чтобы увеличить емкость субстрата. По истечении 3–7 лет керамзит очищают и промывают, после чего его можно использовать повторно. Применяют также в качестве дренажа.
• Минеральная вата, выпускаемая промышленностью как стройматериал, может использоваться в течение 3 лет в виде матов (высота 5 см) для выращивания растений или кубиков (от 4×4×4 см до 10×10×10 см) для черенков. При выращивании растений на минеральной вате применяют питательные растворы, содержащие необходимое количество макро- и микроэлементов. Минеральная вата стерильна, имеет малую объемную массу, высокую влагоемкость (до 90%), щелочную реакцию, быстро прогревается. При ее использовании исключаются работы по приготовлению земляных смесей и прополке растений. За две недели можно заменить минеральную вату на оранжерейной площади в 1 га. В зарубежных хозяйствах на минеральной вате выращивают гвоздику, герберу, фикус, маточники хризантемы и бегонии и другие растения.

Перлит – вулканическое стекло, которое содержит много кремнезема, окислов алюминия, железа, калия, натрия. Отличается легкостью, высокой адсорбирующей способностью и влагоемкостью (700–800%). Используется в цветоводстве в основном для укоренения черенков.

Цеолиты – осадочные и вулканогенно-осадочные породы. Это алюмосиликаты, которые способны избирательно впитывать и выделять различные вещества (воду, катионы). Обычно используют цеолиты с размером частиц до 10 мм в качестве добавки к субстратам (30% по объему).

Обеззараживание субстратов в защищенном грунте проводят путем пропаривания (термическое обеззараживание), электрической стерилизации и химической дезинфекции.

Пропаривание субстрата в грунтовых оранжереях осуществляют через систему перфорированных полиэтиленовых труб, которые укладывают в борозды на глубину 30 см и соединяют с трубопроводом. Расстояние между трубами – 40 см. Их засыпают грунтом и накрывают брезентом или пленкой.

Пар подают до тех пор, пока температура грунта на всю его глубину не достигнет 90–110°С, ее контролируют с помощью дистанционного термометра. Цикл обработки 14 ч. Пропаривать субстрат можно также под пленочным шатром, снабженным трубой для подачи пара.

Обеззараживание почвенных смесей и многоразовых субстратов

Чистота субстрата напрямую определяет приживаемость и урожайность цветочных культур. Чтобы избавить грунт от возбудителей болезней, вредителей и семян сорняков, агрономы применяют термическую или химическую дезинфекцию. Термоэлектрический метод подходит для быстрой подготовки почвы прямо на участке. Для этого используют переносные термоэлектрические маты со спиральными нагревательными элементами, которые подключают к сети напряжением 220 В.

• Размер термомата — 2×1,2 м
• Напряжение питания — 220 В
• Время прогрева — 11–12 ч
• Температура прогрева — 60–90 °C
• Глубина обеззараживания — 25–30 см
• Сокращение числа прополок — в 2–3 раза

После отключения питания маты сохраняют тепло, поддерживая рабочую температуру еще 3–4 часа. Этого достаточно, чтобы полностью подавить жизнедеятельность патогенов в корнеобитаемом слое и ускорить разложение растительных остатков. Кроме того, термическая обработка переводит элементы минерального питания в доступную для растений форму. Комплект для работы включает в себя электрощит управления и от 16 до 30 термоэлектрических матов.

Химическая дезинфекция требует больше времени, но она незаменима при подготовке больших объемов субстрата. Для работы используют тиазон, карбатион и другие специализированные препараты. Нарушение регламента их внесения может привести к ожогам корневой системы или накоплению токсичных газов в почве.

1. Смешайте 85%-ный порошок тиазона с увлажненным песком в соотношении 1:3.
2. Равномерно рассейте смесь по поверхности обрабатываемого участка из расчета 50–150 г/м².
3. Перекопайте почву и обильно полейте водой из расчета 7–10 л/м².
4. Через 10 дней тщательно взрыхлите почву, чтобы полностью удалить остатки газовой фазы препарата.

Многоразовые искусственные субстраты, тепличное оборудование и складские помещения также требуют регулярной санации. Способы их обработки различаются в зависимости от влагоемкости и структуры материалов. Это позволяет избежать накопления патогенов при многолетнем использовании материалов.

Малообъемная гидропоника: требования к субстратам и оборудованию

В современном промышленном цветоводстве классический грунт все чаще уступает место малообъемной гидропонике. Выращивание растений на искусственных средах экономит капитальные вложения, упрощает механизацию процессов и улучшает условия труда. Однако гидропонные системы требуют от персонала высокой технологической дисциплины. При отсутствии почвенного буфера малейшее отклонение параметров питания или температуры воздуха моментально отражается на состоянии растений.

Успех выращивания во многом зависит от выбора субстрата. Водная культура в чистом виде в производстве почти не используется из-за сложности снабжения корней кислородом. Твердые субстраты обеспечивают корням надежную опору и оптимальный доступ воздуха. Главные требования к искусственному грунту — способность прочно удерживать корни, создавать хорошую аэрацию и быть химически нейтральным. Самым распространенным и перспективным минералом для этих целей считается вермикулит.

Для работы современной гидропонной теплицы требуется специализированный комплекс оборудования:

• поддоны для субстрата, посева семян и посадки растений, а также стеллажи для их размещения;
• резервуары для приготовления и хранения питательного раствора;
• насосы, компрессоры и трубопроводы для подачи воды и растворов к корням;
• узлы приготовления, распределения и корректировки питательных смесей;
• автоматические регуляторы подачи раствора и контроля его химического состава;
• системы контроля и регулирования микроклимата в оранжереях.

Подачу питательного раствора организуют двумя путями. В промышленных условиях доминирует субирригационный метод (подтопление) с автоматическим контролем среды. Автоматика с помощью ионселективных электродов непрерывно отслеживает уровень кислотности (H+), а также концентрацию ионов калия (K+) и азота (NO3−). В небольших хозяйствах и интерьерных установках чаще применяют проточный метод с орошением сверху. При этом раствор подается капельно, через перфорированные трубки, распылители или вручную, а стекающие излишки возвращаются в накопительный бак.

Выбор субстрата определяет конструкцию посадочных емкостей и режим подачи питания. Все искусственные субстраты различаются по плотности, пористости, влагоемкости и устойчивости к корневым выделениям. По происхождению их делят на четыре группы:

• Минеральные: гравий, керамзит, гранитная и мраморная щебенка, перлит, крупнозернистый песок;
• Органические: опилки, торф, мох;
• Специально подготовленные минералы: вермикулит;
• Гранулированные пластмассы: поровинил, минпласт.

Для выращивания на маловлагоемких субстратах (гравии, керамзите, щебне) сооружают специальные посадочные места. Подготовку проводят строго по технологии, чтобы защитить растения от химического воздействия бетона. В готовый субстрат высаживают культуру и настраивают автополив. Питательный раствор подается снизу: 6–7 раз в сутки в период активного роста и 1–2 раза в период покоя.

1. Выкапывают котлован глубиной 40 см.
2. Бетонируют дно и стенки котлована.
3. Покрывают бетон специальным лаком для предотвращения подщелачивания раствора.
4. Засыпают субстрат слоями, уменьшая диаметр частиц снизу вверх.

Влагоемкие субстраты (торф или смеси вермикулита с керамзитом и гравием в соотношении от 1:3 до 1:5 по объему) не требуют сложных инженерных решений. Ими заполняют обычные емкости, стеллажи или котлованы в теплицах и периодически увлажняют. При бессубстратном (аэропонном) способе растения размещают в стаканчиках на пластиковых трубах. Раствор подается автоматически по принципу «прилив – отлив», обеспечивая корни водой, питанием и кислородом.

Режимы питания и рецептура растворов

Для полноценного развития растений требуются физиологически сбалансированные, нейтральные растворы без вредных примесей. В промышленном цветоводстве этот метод незаменим при выращивании роз, гвоздик, калл, хризантем и гербер. На данный момент в производстве проверено более 500 рецептур. Они содержат макроэлементы (N, P, K, Ca, Mg, Fe, S) и комплекс микроэлементов (B, Mn, Mo, Cu, Zn, Co, V).

Исторически первый сбалансированный рецепт, позволяющий выращивать растения без почвы «от семени до семени», был предложен в 1849 году. В его основе лежали простые соли, а микроэлементы поступали в качестве примесей с обычной недестиллированной водой. Для своего времени это было крупнейшим научным достижением.

Современная технология требует оперативного управления питанием в зависимости от сезона и фазы развития растений. В зимний период в растворе должен преобладать калий, а весной и летом — азот. Корректировку состава проводят с учетом текущих потребностей культуры.

• Периодичность смены раствора — каждые 30–45 дней
• Периодичность корректировки состава — каждые 7–15 дней
• Концентрация в период покоя — 50% от нормы