Один из факторов, в значительной степени определяющий урожайность овощных культур, — субстрат. Трудно выделить идеальный и универсальный субстрат, гарантирующий наилучшее качество используемого материала для развития растений. Цены, доступность, однородность, знания и личные предпочтения специалистов также играют определенную роль. Кроме того, следует учитывать особенности самих субстратов.
Идеальный субстрат должен обладать рядом физических и химических свойств:
физические — низкая объемная плотность (низкий вес на единицу объема, кг/м3); большая пористость; высокая водоудерживающая способность, стабильность структуры (устойчивость к сжатию, нарушению структуры или разложению во время хранения и применения); обеспеченность хорошего закрепления растений; субстрат не должен создавать сильного сопротивления росту корней;
химические — высокая катионообменная способность, чтобы абсорбировать и удерживать минеральные катионы удобрений и делать их доступными для усвоения растениями; нейтральный pH, значения которого играют важную роль в определении доступности питательных веществ; низкие величины pH, например, вызывают избыточную доступность Zn, Al, приводят к токсичности для листьев; низкое содержание солей (высокое содержание их может быть токсичным). Измерения ЕС показывают концентрации ионов в воде или в растворе в субстрате; низкое содержание свободных питательных веществ; соотношение C:N (высокое соотношение ускоряет разложение и снижает количество азота).
В овощеводстве используют органические (торф, компосты, опилки) и неорганические, или минеральные (перлит, минеральная вата, цеолит) субстраты, которые применяют отдельно или совместно (торф с перлитом). Каждый субстрат имеет свои положительные и отрицательные свойства.
Торф
Для беспочвенного выращивания растений на органических субстратах часто используют торф, древесную кору и опилки. Они обладают хорошей воздухоемкостью и влагоудерживающей способностью, что способствует активному росту и развитию культур.
Верховой торф широко применяют в теплицах России в качестве субстрата для выращивания овощных культур или одного из компонентов сложных субстратов, а также основы многих компостов. Опыты показали, что урожай огурца и томата на верховом торфе на 16-25% выше, чем на субстрате, состоящем из равных частей земли, низинного торфа и навоза.
Компост
Верховой торф низкой степени разложения (5-10%) можно использовать без замены в течение 3-4 лет. Ранний и общий урожай при этом не снижается, хотя физические свойства торфа несколько ухудшаются. Отходы торфа поддаются компостированию и их можно применять в качестве почвоулучшающего средства или перерабатывать в огородную землю для овощеводов-любителей.
Опилки
Деревообрабатывающая отрасль имеет разнообразные отходы, которые можно перерабатывать в полезные продукты для растениеводства. С 1969 г. в совхозе «Спутник» Алтайского края разработана технология выращивания тепличных овощей на опилках. Опилки измельчают и просеивают для получения разных фракций, которые успешно вводят в компосты. Большим спросом пользуются сосновые опилки.
Субстрат из опилок в два раза легче торфа, задерживает развитие некоторых видов возбудителей и корневых гнилей. Особенность этого субстрата в том, что в нем активно развиваются микроорганизмы, что обедняет его питательными веществами и ведет к самосогреванию. Для предотвращения голодания растений на опилочных субстратах вносят в 5 раз больше азотных и в 2 раза больше фосфорных и калийных удобрений.
Древесная стружка оказывает положительное действие на воздухоемкость, уменьшает водный буфер и оказывает отрицательное действие на стабильность. Она разлагается в период использования в зависимости от метода подготовки к применению.
Перлит
Перлит первоначально разрабатывали для промышленных нужд. В 1960-х гг. его использовали как составную часть компостов для горшочков, особенно для торфоперлитных смесей. Перлит — пористый и легкий материал, с высокой воздухо- и влагоемкостью. Величина pH колеблется в пределах 6,0-8,0. Это — стекловидный минерал вулканического происхождения. Производят его из вулканических алюмосиликатных горных пород. Перлит измельчают, сортируют по фракциям и подвергают термической обработке при температуре около 870-930 ⁰C. При высокой температуре присутствующая в нем вода превращается в газ, который вспенивает перлит и увеличивает его объем по сравнению с первоначальным приблизительно в 20 раз.
В растениеводстве обычно используют перлит фракции 1,5-4,5 мм. Перлит очень легкий, в 3-4 раза легче воды, имеет объемную массу 96-128 кг/м3, стерилен, свободен от болезней, семян и насекомых. Перлит применяют для повышения воздухоемкости, он действует и как дренажное средство.
Керамзит
Керамзит получают из тяжелой глины, при спекании которой при температуре 1100⁰С освобождается газ, который вызывает ее расширение. Газы образуются в результате разложения сульфида железа. Для получения керамзита используют только специальные сорта глины с низким содержанием растворяющихся в воде солей. Он имеет очень низкую плотность.
В овощеводстве керамзит применяют с 1936 г., в основном для гидропонной культуры, а также в желобах или ведрах для различных культур. Он содержит очень много воздуха и мало воды, имеет величину pH около 7,0 и низкую величину ЕС. Керамзит можно применять в течение многих лет, но как субстрат он не долговечен, разрушается в результате интенсивного почвообразовательного процесса под действием выделений корней, питательного раствора и микроорганизмов.
Диатомит — это высококремнистая осадочная порода, имеет высокую пористость и адсорбирующую поверхность, содержит высокий процент (от 40 до 85) аморфного кремния, обладающего растворимостью больше 0,012%, более 1% окиси калия, а также марганец, фосфор и серу.
