Використання мінеральної вати у якості тепличного субстрату.
Використання перліту у якості тепличного субстрату.
Використання цеоліту у якості тепличного субстрату.
Новий тепличний субстрат – кокос.
Основне заправлення торф’яного і торфоперлітного субстратів.
Оптимізація умов живлення тепличних рослин.
Поживні розчини для вирощування овочевих культур способом малооб’ємної гідропоніки.
Некореневе підживлення.
Контроль живлення рослин за хімічним складом листя.
1. Мінеральна вата
Мінераловатні плити, вертикальне полотно, щільність плит, вапно, базальт, кокс,
температура, органічний полімер, стерилізація, переваги, водно-повітряний режим, дощова вода, інертність, поживний розчин, нормоване зрошення
Мінеральна вата з'явилася в 80-ті роки в Данії, до кінця 90-х поширилася в інших країнах. Мінеральну вату почали розглядати як матеріал для коріння, який можна легко зволожити і дренувати, а також яким можна було б керувати для забезпечення опти-мального співвідношення між повітрям і водою в кореневій зоні.
Завдяки зусиллям і досвіду фірми "Гроданія АЄ" - датської компанії, що першою почала використовувати мінеральну вату як рослинницький субстрат, мінераловатні плити незабаром були випробувані і утвердилися по всій Європі для різних сільсько-господарських культур. Із нагромадженням досвіду з усе ширшим спектром культур і умов вирощування, виробничі технології відповідно до вимог городників пристосовували якомога точніше до характеристик мінераловатних плит. Спочатку з'явилися так звані плити з вертикальним волокном, у яких орієнтація структури волокон була змінена для поширення певної кількості води, що подавалася на поверхню плити, і для зміни її водовтримних характеристик. Потім з'явилися плити з низькою щільністю, більш економічні і з дещо меншим співвідношенням повітря і води, але з коротшим експлуатаційним періодом. Нещодавно почали виготовляти плити з різною щільністю, що дозволяє регулювати поширення води, її стік і аерацію по глибині плити для задоволення вимог визначених культур.
Мінеральну вату, або як її ще називають - кам'яну вату, роблять із базальтових гірських порід чи подібних до них діабазів. Здрібнену гірську породу змішують з коксом, суміш доводять до точки плавлення при температурі 1600 °С. Потім з розплавленого матеріалу роблять волокна. Довжина і товщина волокон - важливі фактори, що визначають фізичні характеристики кінцевого продукту. Розплавлена гірська порода подається на диски, її комбінують з добавками, зокрема, з вапняком, котрий змочує агент і органічний полімер, що з'єднує волокна для виробництва плит. Полімери зазвичай роблять на основі фенолу - матеріалу, подібного до пластичного бакеліту. Інші матеріали додають для забезпечення поглинання води, хоча водовідштовхувальна форма (найбільш часто використовувана як ізолюючий матеріал у будматеріалах) також використовується в гранульованій формі як складова частина компостних сумішей чи як матеріал, що додається до ґрунту.
Усі мінераловатні плити стандартної щільності, придатні для використання, довели, що вони зберігають відповідну структуру протягом 4-х років чи більше для однієї культури тривалого вирощування (як троянди), чи витримують повторне використання щонайменше для трьох однолітніх культур зі стерилізацією парою перед кожною новою культурою. У плит зі зниженою щільністю коротший експлуатаційний період, але навіть їх можна стерилізувати і постійно використовувати, щонайменше ще один раз, якщо вони хорошої якості. У рослинництві нині використовують мінплити з різними властивостями, різних торгових марок.
Дві основні переваги мінеральної вати - її стерильність і здатність забезпечувати оптимальне співвідношення повітря і води в кореневій зоні, при відповідному регулюванні інтенсивності зрошення.
Культуру і субстрат необхідно завжди повністю ізолювати від підлоги теплиці. Це зазвичай досягається завдяки укладанню поліетиленових полотен, тканини, лотків на поверхню ґрунту. Якщо ці перекриття розташовані в невеликих заглибленнях між кожною парою рядків культури, будь-які стоки розчину чи залишку води від зрошення культури будуть видалятися з поверхні.
Навіть, якщо мінеральні плити встановлені над підлогою в лотках чи на стелажах, покрити підлогу усе-таки треба - для запобігання потраплянню на субстрат яких-не- будь хвороботворних для коренів мікроорганізмів. Чим довше культура залишається на своєму місці, тим більше уваги варто приділяти ізоляції підлоги. Перед тим, як покрити підлогу теплиці, необхідно провести вирівнювання поверхні. Характеристики стоків для мінеральної вати такі, що необхідний тільки дуже слабкий ухил уздовж чи упоперек ширини кожної плити, щоб уникнути безстічних областей усередині субстрату і для від-ведення небажаного дренажного стоку.
Основною особливістю мінеральної вати є те, що вона дозволяє утримувати регульовану рівновагу між повітрям і водою в структурі. Це значить, що культура не страждатиме ні від водного стресу, ні від висушування, ні від підтоплення, ні від кисневого голодування.
Мінераловатна плита складається тільки з 5 % обсягу волокон і 95 % пор. Коли додають воду до мінераловатної плити з вільним дренажем, вона стікатиме до певного рівня, залишатиме повітря і воду без цього порозного простору. Плита насичена до повної во-логоємності, і з можливістю вільного стоку, в основі залишиться із вмістом води близько 65 % і вмістом повітря близько ЗО %, хоча справжні значення залежатимуть від таких факторів, як щільність волокон, висота плити, напрямок волокон і нахил плити. Таким чином, 10-літрова плита завдовжки 1 м утримуватиме понад 6 л води після зрошення.
Повітря і вода поширюються в плиті нерівномірно. Очевидно, що велика частина води буде в нижній частині плити, а більше повітря - у верхній частині за певних умов, що супроводжують кожен цикл зрошення. Характер поширення повітря і води усередині плити використовується культурою і дозволяє їй розвивати кореневу систему по всій частині загального об'єму, що має найкращий баланс для цієї культури. Багато культур розвивають більш грубі корені, що шукають воду в основі плити чи поблизу неї, а структури тонких коренів - вище. Якщо щільність волокон усередині плити розрізняється зверху вниз, поширення повітря і води усередині обсягу плити можна надалі підправити.
Незалежно від того, який тип плит використовується, маса коренів у більшості культур розміститься усередині обмеженої частини загального обсягу плити там, де умови для кореневої системи оптимальні.
Мінеральна вата має низку переваг у порівнянні з торфом:
- має високу порозність для повітря і води;
- підтримує хороше співвідношення вмісту повітря і води;
- хімічно інертна;
- структурно стабільна і має сталі якості;
- не містить патогенів;
- її можна стерилізувати парою, хімічно, використовувати повторно кілька оборотів.
Обмежений обсяг мінераловатної плити свідчить про те, що вона має низьку буферну здатність для води, тому гідравлічні властивості мінеральної вати є важливим чинником при оцінці того, який і навіть чи є він взагалі - той особливий тип плит, що його варто використовувати як рослинницький субстрат.
Якщо культуру на мінеральній ваті воложити таким чином, щоб вона не містила менше 15 % води, то культура, якщо вона має значну й активну кореневу систему, ніколи не потерпатиме від нестачі чи надлишку води. Якщо плити мають вільний сток в основі, культура ніколи не потерпатиме від підтоплення: при достатній перерві між циклами зрошення мінеральна вата знову міститиме близько ЗО % повітря.
Оскільки мінеральна вата в порівнянні з іншими матеріалами є субстратом для більшості рослинницьких культур, її можна надійно використовувати як альтернативу ґрунту, якщо присутнє певне устаткування. Можливо, найбільш важливим є джерело води хорошої якості в достатній кількості відповідно до потреб культури протягом року. Необхідний обсяг води в будь-який час є істотним, особливо в літні місяці.
Вода, що містить велику кількість солей, не придатна для ґрунтових культур, а для культур на мінеральній ваті це зазвичай згубно. Навіть у відкритих для стоку установках вода поганої якості ускладнює керування вирощуванням на мінеральній ваті.
Першою при можливості вибору, що береться до уваги, є дощова вода. Вона не містить нерозчинних солей, тому є ідеальною для використання на мінеральній ваті, сама чи в поєднанні з водою із менш придатного джерела. Якщо води хорошої якості немає, то варто використати обробку існуючої води для видалення нерозчинних солей.
Іншою істотною вимогою при використанні мінеральної вати є можливість постійно забезпечувати для культури повний поживний розчин. На відміну від ґрунту, що зазвичай забезпечує основне джерело поживних елементів, таких як кальцій, фосфор і більшість з основних мікроелементів, мінеральна вата цілком інертна. Існує кілька способів приготування і подачі правильно заданого поживного розчину для культури, починаючи від відносно простих і негнучких, що складаються з одного змішувального бака, і до пристроїв з кількох змішувальних баків під комп'ютерним керуванням.
Рослини вирощують у невеликих ізольованих обсягах, часто тільки дві чи три на одній плиті, тому важливо знати, чи кожна плита отримує однакову кількість поживного розчину при кожному зрошенні. Цього нелегко досягти, особливо, якщо застосовувані об'єми невеликі і складають до 50 мол/рослина за 1 цикл зрошення. Правильне нормоване зрошення і експлуатація системи зрошення є основними чинниками для успішного вирощування на мінеральній ваті.
Недоліком мінвати є необхідність у багаторазових, що інколи сягають 20-25, особливо влітку, циклів зрошування протягом дня, що збільшує навантаження на системи краплинного зрошення.
2. Перліт
Пористість, теплоізоляція, щільність зложення, розмір гранул, агроперліт, реакція середовища, 20-30-літрові мішки, зрошення, лотки, ґратчасті горшки, насіння,
проростання, вегетація, дренаж, проби, аналіз, стерилізація
Перліт виробляють з вулканічних алюмосилікатних гірських порід, які спочатку подрібнюють, потім нагрівають до температури близько 1000 °С. При такій температурі кристалізована вода, що входить до структури породи, яка руйнується, переходить у газоподібний стан і розширює частинки, подібно до повітряної кукурудзи. Таким чином утворюється дуже легка, насичена повітрям біла мінеральна структура. Окремі гранули, розміри яких варіюють у межах від пилу до близько 6-7 мм із грубою нерівною поверхнею, містять наповнені повітрям порожнини. Як і більшість субстратів, використовуваних нині в рослинництві, перліт спочатку розробляли для промислових цілей. Уданому разі як легкий теплоізоляційний матеріал для промисловості будматеріалів. Перліт використовують у рослинництві протягом багатьох літ, набагато довше, ніж більшість інших субстратів. У далеких 1960-х рр. він був популярною складовою частиною ком- постів для горщечків, особливо для торфо-перлітних сумішей, розроблених у США. Він дотепер широко використовується як складова частина компостних сумішей для горщечків, зазвичай у поєднанні з торфом чи вермикулітом.
Перліт дуже легкий: його щільність у розсипі складає близько 100 кг/м3, чи близько однієї двадцятої ваги піску. Окремі гранули різняться за діаметром - до 6 мм і більше, але сорти, використовувані в рослинництві - агроперліт, як правило, бувають за розміром у діапазоні 2-5 мм. Важливо, щоб розміри гранул рослинницької градації перліту не були занадто дрібними. Доступна вода утримується між нерівностями поверхні гранул і усередині них. Груба зовнішня поверхня гранул в основному відповідає за істотне капілярне притягання, яке має перліт щодо води. Перліт володіє незначною катіонообмінною
властивістю, що насправді більш інертною, ніж чимало інших субстратів, розглянутих тут. Номінальне значення рН складає близько 7,0-7,5, але це не має великого практичного значення, оскільки матеріал не чинить істотного впливу на рН поживного розчину, який міститься усередині. Окремі гранули досить міцні, щоб витримати певний тиск без руйнування, тому субстрат можна повторно використовувати кілька разів без яких-небудь істотних змін його фізичних властивостей. Він стійкий до температури пари, тому його можна при необхідності стерилізувати, як на місці, так і розсипом в автоклаві.
Перліт уперше розглядали як субстрат для виробництва томата, використовували у великих 60-літрових мішках циліндричної форми, кожен з який містив 6 рослин, які поливали індивідуально через крапельниці. Цей підхід незабаром був змінений на використання більш дрібних - 20-30-літрових мішків завдовжки близько 90 см, із трьома рослинами в кожному, які можна було встановлювати з кожного боку обігрівальної труби. В обох випадках ключем до успіху була наявність дрібного відстійника в основі кожного контейнера, з якого поживний розчин можна видалити, використовуючи переваги сильної капілярної активності субстрату. Запас поживного розчину увесь час підтримує вміст води в перліті до певної висоти, вищої від запасу, і залишатиметься постійним, хоч би якими були потреби культури. Останнім часом поширена культура на мішках-матах розміром 100 х ЗО х 20 см.
Обігрів кореневої зони досягається за допомогою системи, розташованої на мішках з перлітом або під ними, чи під водостоком. В обох випадках контур обігріву повинен бути встановлений на полістироловій плиті - для ізоляції системи від підлоги теплиці. Системи з перлітом зазвичай зрошують через крапельниці наверху кожного мішка.
Розсаду, висаджену в перліт, вирощують у мінераловатних кубиках чи в касетах з перлітом, але посадку необхідно провести особливо старанно. Це пов'язане з надзвичайно сильною капілярною силою перліту, котрий може витягати так багато поживного розчину з мінеральної вати, що важко підтримувати мінераловатні кубики досить вологими доти, аж поки корені діставатимуть до перліту. Ретельне зволоження перліту перед висадкою вочевидь дуже важливе, але його не досить, щоб уникнути проблеми висушування. Необхідно часто додавати невелику кількість розчину, щоб підтримувати кубики постійно вологими до повного укорінення рослин.
Альтернативним способом є вирощування рослин на перліті в горщиках із ґратчастими основами ємністю близько 1 літра. Насіння проростає у перліті в лотках, а паростки після появи сходів поміщають у ґратчасті горщики, попередньо добре зволожені поживним розчином, який буде використовуватися і після висадки. Ґратчасті горщики розміщують у великих поліетиленових витягнутих лотках, які утворюють неглибокі ре-зервуари, щоб субстрат зберігався вологим, але не перезволоженим.
Технологія моделей субстратів для перліту разом з іншими гранульованими матеріалами значно різниться від тих, що використовуються для мінеральної вати й інших плит. Для звичайного повсякденного моніторингу за ситуацією з електропровідністю і рН розчину досить відбирати розчин з резервуара, дренажу. Один із способів зробити це - встановити кілька 2-3-сантиметрові у діаметрі трубки у систему з основою в резервуарі, і за допомогою шприца брати невеликі кількості розчину з дна кожного об'єкта. Необхідно щонайменше 12-15 точок для забору даних для проб, щоб мати справді точні дані. Електропровідність розчину в перліті зазвичай складає близько 1,0 мСм/см.
Перліт можна використовувати для низки культур, якщо його щоразу стерилізувати перед повторним використанням. Є дані, що укорінення культури при повторному використанні і на неопрацьованому перліті не завжди таке високоякісне, як на новому матеріалі. Стерилізація порою може насправді збільшити врожайністьу порівнянні з тією, що отримується на новому перліті. Такий вплив простежується і на деякі інші субстрати.
3. Цеоліт
Водні алюмосилікати, туфи, порозність, іонообмінна та адсорбційна властивості,
запас поживних речовин, добавки, кремній, фракції цеоліту, пористість загальна
щільність зложення, повітроємність, вбирна здатність
Цеоліти - природні гірські мінерали з групи водних алюмосилікатів лужних і лужноземельних елементів. Здрібнені цеолітові туфи мають хорошу порозність, високу іонообмінну й адсорбційну властивості, повітро- й водопроникність, значний вміст поживних елементів - калій, магній, кальцій. Вони не містять азоту і фосфору, які потрібно вносити з мінеральними добривами. Завдяки високій обмінній ємності поглинання катіонів (1-5 мг-екв/г) цеоліти можуть утримувати значні кількості іонів калію й амонію, внесені з добривами і доступні для рослин. Такі властивості цеолітів дозволяють використовувати їх як субстрати для тепличних культур.
Окремі сільськогосподарські рослини виявляють специфічні вимоги до вмісту азоту в субстраті. Огірки і особливо томати дають високий врожай на всіх модифікаціях субстрату.
Родючість субстрату не зменшується після першого врожаю, що підтверджується врожаями культур, висаджених повторно.
З агрономічної і виробничої точок зору цеолітові субстрати різняться такими позитивними якостями:
- великий потенціал елементів мінерального живлення;
-хороші фізичні властивості, велика повітроємність;
- тривала експлуатація;
- відсутність бур'янів;
- стерильність і гарний естетичний вигляд.
Хороші фізичні властивості субстрату сприяють газообміну і формуванню могутньої кореневої системи та надземної частини рослин, а в результаті - швидшому їх розвитку і більш ранньому плодоношенню. Застосування цеолітових субстратів змінює тех-нологію вирощування рослин. Великий запас поживних речовин забезпечує нормальне живлення рослин після збирання кількох урожаїв.
Рослинна продукція має хороші смакові якості. Лабораторні дослідження підтвердили, що її хімічний склад відповідає міжнародним стандартам, у ній не виявлено нітратів і нітритів.
При виробництві розсади овочевих культур субстрат має низку переваг - швидке проростання насіння, формування сильної кореневої системи і надземної частини, що певною мірою позначається й на отриманні високого врожаю.
Цеоліти використовують у чистому вигляді чи з деякими добавками (перліт, кокос). При вирощуванні на цеолітах надлишкового нагромадження нітратів у продукції не спо-стерігається.
При роботі з цеолітовими субстратами необхідно стежити за наявністю у розчині і надходженню до рослин кремнію.
Не варто використовувати дрібні фракції цеоліту (0-2 мм), частка яких у процесі експлуатації цеоліту зростає.
Основні вимоги до агрофізичних і агрохімічних властивостей цеоліту (родовище Сокирниця, Україна), що використовується як гідропонний субстрат:
- масова частка клиноптілоліту не менше 60 %;
- масова частка домішок (глинистих) не більше 10 %;
- водо- і механічно стійкий;
- використовувана фракція - 3-8 мм;
- насипна щільність - 0,80-1,10 г/см3;
- щільність твердої фази - 2,30-2,40 г/смя;
- пористість загальна - 57-60 %;
- водовтримна здатність (ПИВ) - 25-35 %;
- повітроємність 25-35 %;
- співвідношення твердої, рідкої і газоподібної фаз - 40 %:28:32;
- величина рН має бути близькою до нейтральної;
- поглинальна здатність - 1,0-1,5 мекв/г (визначається сумою обмінних катіонів;
- питома електрична провідність (ЕП) водної витяжки - не більше 2 мСм/см.
Цеоліт, що містить надлишки натрію, хлору, бікарбонатів, перед використанням
необхідно промити водою.
4. Новий тепличний субстрат - кокос
Кокосовий субстрат, фіброві волокна, бурти, компостна маса, переробка, механічний склад, повітроємність, дезінфекція, висота капілярного підйому, буферність,
рН водного середовища, заправлення субстрату, пресовані брикети, розмір, маса
У практиці тепличного виробництва в останні роки усе ширше використовують новий субстрат з органічної сировини, що має високі технологічні властивості і довговічність використання. Його широко застосовують у США і Канаді, Мексиці, країнах Африканського континенту, у країнах Середземномор'я: в Іспанії, Португалії, Італії та Греції, у Франції й Голландії, в інших країнах Європи. Вже протягом кількох років він впроваджується у виробництво тепличних господарств України і Росії. Центри виробництва кокосового субстрату - Шрі-Ланка, Індія, Філіппіни, Індонезія, Центральна Америка. На міжнародному ринку тепличних субстратів найбільш відомими виробниками і постачальниками кокосу є фірми "Pelemix Industries" (Держава Ізраїль), "Dutch Plantin" (Голландія) і деякі інші.
Кокосові субстрати виготовляють із кокосового волокна, що вкриває горіхи - плоди кокосової пальми.
Протягом щонайменше трьох років кокосові горіхи (шкаралупа горіхів разом з волокном) зберігають у великих буртах, де вони добре воложаться протягом щорічних двох сезонів тривалих й інтенсивних мусонних дощів, тобто - до шести разів за трирічний період. Це сприяє природному компостуванню і розкладанню частини органічної речовини. Після цього масу переробляють з одночасним відділенням волокна з поверхні шкаралупи. У процесі механізованої переробки компостної маси видаляють деяку кількість кокосової маси з м'якоті серцевини шкаралупи і дрібні частки пилу, потім волокна сортують за довжиною і двічі просівають разом з розмеленою серцевиною, яка залишилася. У цей час проводиться хімічний аналіз для визначення, чи потрібна його додаткова обробка. Добре доспілий кокосовий субстрат повинен мати такі показники: рН 5,5-6,5: Ес - менше 1 мСм/см. Недосить достиглий субстрат має показник рН близько 8, Ес - 2,5 і більше мСм/см у розпушеному стані.
Для вирощування різних культур використовують кокосові субстрати різних сортів, що різняться за механічним складом. Зазвичай у готових субстратах виділяють розмір часток великих фракцій, решта - дрібні компостовані частки. Фракція фібрових волокон завдовжки 1 /4 дюйма -6,3 мм, 1/2 дюйма - 12,5 мм і 3/4 дюйма -18,9мм. Так, наприклад, кокосовий субстрат від фірми "Пелемікс", що поставляється для потреб тепличного овочівництва і квітникарства фірмою АТК, представлений сумішшю всіх трьох фракцій фібрових волокон чи окремих фракцій і дрібних кокосових часток. Він характеризується високою повітроємністю 28 % і більшою при повному насиченні субстрату водою, тобто, близько 100 % НВ (найменшої, тобто - капілярної вологоємності). Це одна з найважливіших властивостей кокосового субстрату, оскільки постійне насичення
субстрату повітрям, власне, киснем, - обов'язкова умова сильного розвитку кореневої системи, особливо в умовах малооб'ємної культури. Якщо основна маса волокон (70 %) складається з часток завдовжки 3/4 дюйма, то такий субстрат при насиченні його водою до 100 % НВ містить до 37 % повітря, з часток завдовжки 1 /2 дюйма - 24-28 % повітря, з часток 1 /4 дюйма - 15 % повітря.
Другою важливою властивістю кокосового субстрату є стійкість фібрових волокон до розкладання протягом тривалого часу - до 8-10 років, хоча дрібні частки (до ЗО % обсягу) поступово (через 4-5 років) частково розкладаються і дещо знижують загальну повітроємність. При тривалому використанні кокосового субстрату його періодично дезінфікують парою чи додають невелику кількість свіжого субстрату і продовжують ви-користовувати.
Перевага вирощування тепличних овочів (томати, огірки, перець тощо) і квітів (троянди, гєрбери, гвоздики тощо) на кокосі в порівнянні з іншими субстратами, зокрема, на мінеральній ваті, верховому торфі, торфоперлітному та інших субстратах для мало- об'ємної культури полягає в наступному:
- Висота капілярного підйому води з найвищим співвідношенням вода-повітря оптимальна - до 17-20 см.
- Буферність, тобто, властивість утримувати в поглинаючому комплексі катіони й аніони, здатність утримувати деякий запас рухливих елементів живлення, засвоюваних рослинами, при нестачі їх у субстратному розчині.
Свіжий субстрат має показник рН від 5,5 до 6,5, трохи підвищену кількість калію, невелику кількість кальцію і магнію. Тому після заповнення кокосом місткостей для вирощування, його можна "буферизувати", тобто заправити поживним розчином і довести до необхідного рівня N. Р, К, Са, Мg. Наприклад, субстрат мінераловатний, перлітний і деякі інші буферів не мають.
- Оптимальний рівень рН субстратного розчину перебуває в межах 5-6.
Кокосові субстрати використовують як у чистому вигляді, так і в суміші з іншими,
залежно від культури і видів продукції (розсада, горщикові культури, контейнерні культури). Для вирощування овочевих тепличних культур, полуниці, гвоздики, гербер, лілії, різних літніх і сезонних рослин, для здешевлення субстрату використовують суміш кокосу з верховим торфом, перлітом, корою та іншими компонентами.
При одержанні кокосу і розпушуванні його необхідно провести аналіз за допомогою водної витяжки 1:2 для встановлення в ньому залишкових кількостей К, №, СІ, а тоді промити субстрат до необхідного рівня. Таке заправлення зазначається в сертифікаті якості. Якщо поставляється незаправлений субстрат, то проводять вищевказаний аналіз і дозаправлення субстрату проводять до початку вирощування.
Середні показники концентрації солей (мг/л субстрату у водній витяжці) заправленого кокосового субстрату: N03, - до 90, Р - до 15, К - до 90, Са - до 100, Мg - до 27, Fе - 0,7, рН - 5,0, ЕС - до 1,0. При необхідності можна підвищити рівні заправлення - для томатів, огірків.
Кокосовий субстрат завозиться в Україну й Росію зі Шрі-Ланки у такому вигляді:
1. Пресовані брикети розміром 30-30-15 см, вагою 5 кг, об'ємом 13,5 л. Після зволоження вони розширюються в 4,4-5,2 раза, займаючи об'єм близько 60 літрів/брикет. До 70 % об'єму сухої речовини займають волокна завдовжки 1/4, 1/2 і 3/4 дюйма, решту - дрібні частки кокосового горіха.
2. Пресовані брикети розміром 35-35-12 см, вагою 5 кг, об'ємом 15,9 л. Після зволоження він розширюється в 3,8-4,1 раза, займаючи об'єм 60-65 л. До 70 % об'єму сухої речовини займають волокна завдовжки 1/2 дюйма, решту - дрібні частки кокосового горіха.
3. Пресовані брикети розміром 35-35-12 см, вагою 5 кг, об'ємом 15,9 л. Після зволоження він має параметри попереднього субстрату. Основну масу займають волокна
завдовжки 3/4 дюйма. Попередній і особливо цей субстрати у процесі тривалого використання до 8 і більш років зберігають високу повітроємність, їх застосовують на культурах із тривалим строком вирощування чи використання субстрату.
4. Особливу групу кокоса складають пресовані брикети об'ємом 20-10-5 см, вагою 0,65 кг із розширенням до 8 л. Вони використовуються для наповнення невеликих контейнерів об'ємом до 10-16 л, для вирощування крупних рослин для інтер'єрів. Основну масу субстрату займають волокна завдовжки 1/4 і 1/2 дюйма.
5. Для вирощування овочевих культур і троянд малооб'ємним методом поставляються спеціально підготовлені пресовані мати завдовжки від 60 до 120 см, завширшки від 15 до ЗО см, заввишки після розмокання від 12 до 18 см, хоча в пресованому вигляді мають висоту від 2 до 3 см, вагу - від 1,6 до 5 кг і об'єм субстрату після його розмокання від 14 до 50 л, у залежності від вирощуваної культури. Усі мати впаковані в мішки з уль-трафіолетово-стійкої плівки, чорної зсередини і білої зовні. Такі мішки не псуються під дією сонячних променів протягом кількох років. Основну масу в них займають кокосові волокна завдовжки 1/2 і 3/4 дюйма. На кокосових матах вирощують томати, огірки, перець, баклажани, полуницю, троянди, гербери й інші культури. Після кількох років експлуатації такого субстрату його можна пропарити, додати при необхідності агроперліт і знову використовувати.
5. Основне заправлення торф'яного і торфоперлітного субстратів
Торф, реакція середовища, крейда, мінеральні добрива, поживні речовини, розподіл, рівень вмісту, об'ємна водна витяжка, коефіцієнт перерахунку, основне заправлення, мікрогранульовані комплексні добрива, "Гідрокомплекс (ТМ)", "Пі-Джі- Мікс (ТМ)", макро- та мікроелементи, дози внесення, торфоперлітний субстрат, механічне змішування, кокосовий субстрат, кальцій
Залежно від агрохімічних показників використовуваного торфу (показників рН, дійової і гідролітичної кислотності) до нього додають вапняні матеріали (крейду) у кількостях, що доводять показник рН у кислотній витяжці до 5,8-6,0 одиниць. Паралельно ведеться основне заправлення торфосуміші мінеральними добривами. При цьому необхідне дотримання трьох умов: 1) рівномірний розподіл поживних речовин по всьому об'єму субстрату; 2) правильно розрахована кількість і співвідношення поживних речовин; 3) спеціально підібрані форми поживних речовин у субстраті. Розглянемо ці умови більш докладно.
Рівномірність розподілу поживних речовин досягається добором гранул певного розміру внесеного добрива й однорідністю після перемішування із субстратом. При цьому чим менший розмір гранул, тим більш рівномірно добрива розподіляються по всьому об'єму ґрунту. При змочуванні субстратів, заправлених такими добривами, поживні речовини поступово і рівномірно надходять у ґрунтовий розчин, і рослини отримують поживні речовини на 4-5 тижнів.
Ці умови особливо важливі при використанні субстрату для розсади, коли нерівномірний розподіл поживних речовин може спричинити значні відхилення в рості рослин.
Як альтернативний метод внесення добрив у субстрат можна застосувати насичення його поживним розчином. Цей спосіб дозволяє більш рівномірно внести поживні речовини. Однак, в такому разі необхідно відразу ж починати підживлення рослин мінеральними речовинами, оскільки поживні водорозчинні речовини швидко засвоюються рослинами і вимиваються із субстрату з кожним зрошенням.
Нині існує чимало різних рекомендацій щодо рівнів і співвідношень поживних речовин у субстраті. Слід зазначити, що, порівнюючи експериментальні дані з тими, які ре-
комендуються, необхідно враховувати метод аналізу проб. У Голландії торф аналізується на підставі об'ємної водяної витяжки 1:1,5, у той час як в Україні зазвичай використовується об'ємний аналіз 1:2. Для одержання об'ємної витяжки 1:1,5 береться одна частина ґрунтового розчину при тиску 10 кПа і змішується з 1,5 частини води. Об'ємна витяжка 1:2 виготовляється шляхом додавання до двох частин дистильованої води такої кількості вологого ґрунту, щоб об'єм збільшився на одну частину. Крім того, рекомендації західних учених даються на основі розрахунків вмісту поживних речовин на літр витяжки, а в Україні прийняте перерахування на літр ґрунту. Тому перед початком порівняння конкретних даних зі стандартними необхідно привести їх у відповідність. Якщо не виявлено ніяких побічних ефектів, то концентрація розчину після розведення обернено пропорційна ступеню розведення, що застосовувався. Зокрема, наявність у субстраті органічної речовини і погано розчинних солей (фосфати і сульфати) може змінювати коефіцієнт перерахування для магнію і кальцію. У табл. 6.3 наведені рекомендації голландських фахівців щодо вмісту поживних речовин у торфосумішах. Відповідно до них для розсади рекомендується співвідношення азот: калій близьке до 1:1 і підвищений вміст фосфору, а для дорослих рослин - знижується вміст фосфору, але збільшується співвідношення азот: калій до 1:2. Ці рекомендації базуються наданих про сприятливий вплив фосфору на розвиток кореневої системи рослин.
Таблиця 6.3
Для перерахування на літр субстрату необхідно дані з табл. 6.3 помножити на коефіцієнт, що вираховується на підставі вмісту води в субстраті. Введемо позначення: К - концентрація поживної речовини на літр витяжки 1:1,5; В - процентний вміст води в субстраті, тоді вміст цієї поживної речовини на літр субстрату складе: (1,5 + У: 100) % К. Наприклад, при вмісті води 55 % і концентрації азоту 70 мг/л витяжки, перерахування робиться таким чином: (1,5 + 55: 100) % 70 = (1,5 + 0,55) % 70 = 2,05 % 70 = 143,5 мг/л субстрату. Отже, для перерахування вмісту поживних речовин, виражених у мг/л витяжки 1:1,5, на мг/л субстрату з вологоємністю 55 %, використовується коефіцієнт 2,05.
Вміст поживних елементів у торфосумішах після основного заправлення (мг/л витяжки 1:1,5) за рекомендаціями Науково-дослідного центру з культур захищеного ґрунту [1 ] (рН 5,5-6,0; ЕС 1,3-1,8)
Аналогічні рекомендації були розроблені в Центральному Інституті Агрохімічного Обслуговування Сільського Господарства (ЦИНАО) для томата й огірка в перерахуванні на літр ґрунту (табл. 6.4). Співвідношення азот: калій для розсади близько 1:1, однак рівні фосфору значно занижені.
Таблиця 6.4
Для основного заправлення торфосумішей і ґрунтів фірма "Гідро Агрі" робить два типи добрив:
• "Пі-Джі Мікс(ТМ)" мікрогранульоване (розмір гранул 0,25-1,0 мм) комплексне добриво, що застосовується при вирощуванні розсади овочевих і квіткових культур, салатів і зеленних культур.
• "Гідрокомплекс(ґт)" - гранульоване (розмір гранул 2-4 мм) комплексне добриво для ґрунтів. Склад цих добрив представлений у табл. 6.5.
Таблиця 6.5
"Пі-Джі Мікс(ТМ)" випускається у вигляді мікрогранул, що рівномірно змішуються із субстратом. Це добриво містить усі необхідні рослинам мікроелементи, включаючи залізо в хелатній формі. "Пі-Джі Мікс(ТМ)" характеризується високим вмістом водорозчинних фосфатів (95 %), що поступово розчиняються в ґрунтовій волозі і практично цілком засвоюються рослинами (на відміну від інших фосфоровмісних добрив, у яких коефіцієнт засвоєння фосфору значно нижчий). Це добриво широко використовується в Голландії, Німеччині й інших країнах для основного заправлення торфосумішей. Відсоток нітратного азоту в цих добривах складає 40-60 % від загального азоту. Для нітри-фікації надлишкового амонійного азоту потрібно приблизно 5-10 днів при температурі 24 °С и рН 5,5-0,3 (у непропареному субстраті з нормальною вологістю й аерацією).
За співвідношенням азот:фосфор: калій для розсади більше підходить "Пі-Джі Мікс" 14-16-18(0,8-1,2 кг/м3), а для заправлення торф'яних мішків - "Пі-Джі Мікс" 12-14-24 (1,2-1,7 кг/м3).
Після внесення 1,2 кг "Пі-Джі Мікс" на 1 м3 субстрату результати аналізів витяжки 1:1,5 відповідають таким вимогам:
ЕС - не більше 1,5 мСм/см при 25 °С
N - не менше 56 мг/л витяжки
Р - не менше 19 мг/л витяжки
К - не менше 47 мг/л витяжки
СІ - не більше 71 мг/л витяжки.
"Гідрокомплекс(ґт)" - комплексне добриво призначене для заправлення ґрунтів - може також використовуватися для заправлення торфосумішей. Кожна гранула містить усі необхідні рослині макро- і мікроелементи, що дозволяє домогтися більш рівномірного розподілу поживних речовин по субстрату, ніж при заправленні сумішшю простих добрив. Крім того, "Гідрокомплекс(іт)" МІСТИТЬ фосфор утрьох формах: швидко і по-вільно розчинні фосфати, а також поліфосфати. Такий склад значно підвищує ефективність засвоєння фосфору і мікроелементів рослинами. Дози внесення змінюються від 0,8 до 1,7 кг/м3 у залежності від культури і субстрату.
Таблиця 6.6 
Для заправлення субстрату в даному розрахунку (табл. 6.6) потрібно:
- монокалійфосфат - 270 г/куб.м чи 97,2 кг на 1 га (360 куб.м субстрату);
- магнієва селітра - 350 г/куб.м чи 126 кг на 1 га (360 куб.м субстрату);
- калійна селітра - 470 г/куб.м чи 169,2 кг на 1 га (360 куб.м субстрату);
- аміачна селітра - 240 г/куб.м чи 86,4 кг на 1 га (360 куб.м субстрату).
- крейда з урахуванням кислотності торфу.
Кількість добрив коригується з урахуванням кількості елементів живлення, що містяться в торфі.
На 1 л субстрату норма Са варіюється від 2000 до 3000 мг/л у кислотній витяжці. До приготування суміші варто визначити кількість вапняного матеріалу, вносячи в торфо- перлітову суміш повністю водорозчинну вапняну речовину і нейтралізуючи кислотність до визначеного рівня, наприклад, рН - 5,8. Потім перераховують на повний об'єм використовуваного субстрату.
На час приготування субстрату виділяють окрему бригаду, ознайомлену з карантинними правилами, з окремим продезінфікованим інструментом, спецодягом та спецвзуттям.
Субстрат готують у спеціальному приміщенні, попередньо продезінфікованому, з дотриманням карантинних заходів, особливо при наявності в господарстві галової нематоди і поширенні небезпечних захворювань вирощуваних культур. Механічне змішування проводять вручну, перемішуючи відміряну і пошарово закладену кількість компонентів з ручним 2-,3-разовим змішуванням. Можна використовувати механічні змішувачі (бетоно- і розчиномішалки, змішувачі кормів 3-3, 3-4 і подібні механічні засоби). При роботі обов'язково використовують респіратори й окуляри для захисту очей і дихальних шляхів від дрібних часток перліту.
Заправлення суміші мінеральними добривами проводять у процесі змішування компонентів чи при зрошуванні, використовуючи розчин необхідної концентрації.
При сухому заправленні необхідно:
- домагатися рівномірного розподілу добрив та інших компонентів (що досить важко виконати), які визначаються агрохімічним аналізом зразків;
- вносити в заздалегідь приготовлену суміш добрива у кількостях строго відповідно до розрахунку й обсягу субстрату;
- не використовувати добрива з високим вмістом аміачного азоту (МН4)2Б04 і сирих калійних добрив.
При вологому заправленні торфоперлітного й іншого малооб'ємного субстрату добривами досягається велика рівномірність завдяки внесенню добрив у рідкому вигляді по зрошувальній системі. Суміш торфу, перліту і вапняного матеріалу після його внесення в лотки, мішки помірно воложиться. Потім визначають таку поливну норму, щоб розчин, зволожуючи субстрат, не випливав у дренаж.
Чим вологіший субстрат, тим вища концентрація розчину для заправлення. У нашому випадку потрібно внести на 10 л субстрату - 13,3 г солей, тобто використовувати 3,2 л
розчинуз провідністю 6 мСм/см чи 6,4л розчинуз концентрацією 3 мСм/см (1 мСм/см = 0,7 г солей). Ця кількість розчину вноситься в кілька прийомів, щоб уникнути появи дренажної води й у той же час подати необхідну кількість добрив у субстрат. Електропро-відність через 1-2 дні має бути на рівні до 2,5 мСм/см. Для сухого заправлення можна використовувати й інші види добрив, у тому числі суперфосфат, К2304, МgБ04, ІМН4М03, але високу розчинність і швидке одержання необхідної кількості водорозчинних солей та їх співвідношення в ґрунтовому розчині легше досягти, застосовуючи повністю і ви- сокорозчинні добрива, вносячи їх через систему зрошення.
Кокосовий субстрат збагачують кальцієм до 200 мг/л. Інші субстрати - мінеральну вату, перліт до використання не збагачують добривами, а використовують робочі розчини з моменту вирощування розсади і її посадки на малооб'ємні субстрати.
Питання для самоконтролю
1. Що таке малооб'ємна технологія?
2. Торф'яні субстрати для малооб'ємної технології.
3. Мінераловатні субстрати для малооб'ємного вирощування.
4. Перлітний субстрат для малооб'ємної технології.
5. Цеолітний субстрат для малооб'ємної технології.
6. Кокосовий субстрат для малооб'ємної технології.
7. Рівні основної заправки торф'яного і торфоперлітного субстратів.
8. Які є на сьогодні мікрогранульовані комплексі добрива?
6. Роль і значення елементів живлення
Азот: білок, амінокислоти, хлорофіл, алкалоїди, нітрати, амоній, відновлення нітратів, вуглеводи.
Фосфор: нуклеїнові кислоти, ферменти, ДНК, РНК, АТФ, розвиток.
Калій: іонна форма, цитоплазма, вакуолі, водний обмін, нагромадження вуглеводів.
Кальцій: фізіологічна врівноваженість розчинів, розвиток кореневої системи, фотосинтез, пересування вуглеводів, нітратне живлення.
Кобальт: вітамін В12, окислювально-відновлювальний потенціал.
Магній: хлорофіл, фотосинтез, фітин, пересування фосфору, фосфотаза, окислю-
вально-відновлювальні процеси, зародок.
Сірка: амінокислоти, цистин, метіонін, синтез білків, активація ферментів.
Залізо: фотосинтез, дихання, ферменти.
Бор: обмін речовин, точка росту, опік листків, вапнування.
Молібден: азотне живлення, якість урожаю.
Мідь: ферменти, фотосинтез, вапно.
Марганець: ферменти, фотосинтез, обмін речовин, транспірація.
Цинк: ферменти, синтез білка і вуглеводів, затримка росту.
Азот - основний біогенний елемент, один з трьох головних елементів живлення (МРК); він входить до складу білка і нуклеїнових кислот, чим і визначається його роль у життєдіяльності всіх організмів на землі. Азот міститься у таких життєво важливих речовинах як амінокислоти, хлорофіл, фосфатиди, а також таких органічних сполуках як алкалоїди, глікозиди тощо.
Мінеральні форми азоту, що надійшли в рослини, проходять складний цикл перетворень, врешті включаючись до складу органічних сполук.
Для утворення амінокислот спочатку нітрати і нітрити в тканинах рослин відновлюються до аміаку. Причому, якщо рослина містить значну кількість вуглеводів, процес їхнього відновлення відбувається вже в корені.
Процес відновлення нітратів каталізується ферментами і має кілька проміжних стадій. Активність відновлювальних ферментів залежить від наявності в рослинних тканинах магнію і мікроелементів: молібдену міді, заліза, марганцю.
Нітратний азот може накопичуватися в рослинах у значних кількостях, що зовсім нешкідливо для рослинного організму. Однак вміст нітратів в овочах і інших продуктах рослинного походження вище певного рівня шкідливий для тварин і людини.
Вільний аміак у рослинах міститься в незначних кількостях. Це пов'язано з тим, що він швидко взаємодіє з вуглеводами, котрі містяться в рослинних тканинах.
У результаті їх взаємодії утворюються первинні амінокислоти. Надмірне нагромадження аміаку, особливо при дефіциті вуглеводів, веде до отруєння рослин.
Якість продукції залежить від того, які із сполук азоту засвоюються у великих кількостях. При посиленому аміачному живленні зростає відновна здатність рослинної клітини, і йде переважне нагромадження відновних сполук. При нітратному живленні підсилюється окисна здатність клітинного соку, утворюється більше органічних кислот.
Засвоєння рослинами аміачного і нітратного азоту залежить від концентрації поживного розчину, його реакції, вмісту супутніх елементів, забезпечення рослин вуглеводами і, звичайно ж, від біологічних особливостей культури.
Фосфор - один з трьох головних елементів ^РК) міститься в рослинах у значно менших кількостях, ніж азот, але не менш важливий для життєдіяльності рослин як біогенний елемент. Фосфор - супутник азоту, при його нестачі в рослині посилюється нагромадження нітратних форм азоту. Цей елемент назвали "ключем життя", адже без фосфорної кислоти не може існувати жодна жива клітина.
У рослинах фосфор міститься як в органічних (до 90 % від загальної кількості), так і в мінеральних формах. Причому в молодих органах рослин частка органічного фосфору завжди більша, ніж у старих. Найбільші кількості цього елемента концентруються в репродуктивних органах: у 3-6 разів більше, ніж у вегетативних.
Фосфор міститься в клітинній протоплазмі, хромосомах, нуклеїнових кислотах, вітамінах, ферментах. Він бере активну участь у синтезі білкових сполук.
У живих клітинах фосфор також присутній у вигляді орто- і пірофосфорних кислот та їхніх похідних. Фосфатна група може утворювати ковалентні зв'язки і за їхній рахунок активно зв'язувати катіони металів й амінів. За допомогою ковалентних зв'язків фосфор утворює цілу низку сполук: від простих ефірів до складних молекул дезоксирибонуклеїнової (ДНК) і рибонуклеїнової (РНК) кислот. Він входить до складу ферментів, що прискорюють кислотний обмін.
Фосфор міститься в нуклеїнових кислотах - складних високомолекулярних речовинах, що складаються з азотистих основ, вуглеводів (рибози і дезоксирибози) і фосфорної кислоти. У цих сполуках у перерахуванні на Р?05 на частку фосфору припадає близько 20 %.
Нуклеїнові кислоти (ДНК і РНК) є основними носіями спадкової інформації. Тобто, завдяки наявності в рослинних клітинах цього елемента можлива робота хромосомного апарату.
Органічні речовини, що містять фосфор, відіграють величезну роль в обміні речовин рослинного організму. Ці сполуки містять багаті енергією зв'язки, у складі яких міститься фосфор, беруть участь у всіх фізіологічних процесах рослинного організму: фотосинтезі, диханні, біосинтезі білків, жирів, крохмалю й інших сполук.
Сполуки фосфору з білками - фосфоропротеїди - є найважливішими рослинними ферментами, що каталізують біохімічні реакції.
При участі фосфору відбувається вуглеводний обмін. Фосфорна кислота активно взаємодіє з вуглеводами (фосфорилювання), і ці сполуки відіграють величезну роль у процесах дихання й фотосинтезу, ферментативних перетвореннях і пересуваннях вуглеводів. Фосфор, що надходить у рослини, сприяє нагромадженню крохмалю, цукрів, барвників і ароматичних речовин, підвищують лежкість плодів.
Сполуки фосфору з жирами (фосфоліпіди) - складні ефіри гліцерину і жирних кислот, регулюють проникність клітин, процеси проростання насіння і забезпечують їх енергетичний запас.
Калій - один з трьох головних елементів мінерального живлення (ІЧРК)- перебуває в рослинних організмах в іонній формі і не входить до складу органічних сполук клітини. У ядрі клітини цей елемент не міститься, основні його запаси виявлені в цитоплазмі і вакуолях.
Клітини рослин близько 20 % цього елемента тримають у поглиненому стані в обмінній формі; основна частина калію, близько 80 %, міститься в клітинному соку і тільки 1 % поглинається мітохондріями необмінно.
Майже весь калій перебває в рослинах в іонізованому стані і не утворює нерозчинних у воді сполук. Із старих тканин він досить легко вимивається водою. В міру дозрівання врожаю можливий відтік калію через кореневу систему.
Калій регулює водний обмін клітини, фізичний стан колоїдів цитоплазми, її набухання і в'язкість. Під впливом калію зростає водовтримна здатність цитоплазми, що зменшує небезпеку короткочасного зів'янення рослин при тимчасовій нестачі вологи. Наявність калію в рослинній клітині забезпечує нормальний хід окисних процесів, вуглеводного і азотного обмінів, сприяє активізації обмінних процесів у рослинах.
Підвищуючи активність ферментів, калій сприяє нагромадженню в рослинах крохмалю і цукрів, забезпечує підвищення імунітету; посилює використання аміачного азоту при синтезі амінокислот і білка.
Для калію характерна висока рухливість - відтік калію із старіших листків і тканин у молодші пагони і листя. Фактично рослинний організм за рахунок такої рухливості одержує можливість використовувати калій повторно.
Кальцій. Необхідність у цьому елементі виявляється при рості надземних органів, кореневої системи рослин. Кальцій відіграє важливу роль у фотосинтезі, у пересуванні вуглеводів у рослині. Він бере участь у формуванні клітинних оболонок, обумовлює обводненість і підтримку структури клітинних органел. Нестача кальцію впливає на розвиток кореневої системи рослин. При його дефіциті не ростуть корені, не утворюються кореневі волоски, коріння товщає, ослизнюється і загниває. Листя при цьому сповільнюють ріст, з'являється хлоротична плямистість, вони жовкнуть і відмирають. Кальцій не реутилізується, тому ознаки голодування виявляються насамперед на молодому листі.
При введенні в поживний розчин кальцію фізіологічна урівноваженість розчину відновлюється. Катіони кальцію чинять сильну антагоністичну дію проти інших катіонів (Н+, К+, Мg2+, АІ3+ тощо), перешкоджають надлишковому надходженню їх у рослини. Кальцій надходить у рослини протягом усього періоду активного росту. При наявності в розчині нітратного азоту надходження його в рослини посилюється, а в присутності аміачного, через їхній антагонізм, знижується.
Різні рослини відрізняються за рівнем споживання кальцію. Однак їх потреба в кальції і вибагливість до кислотності ґрунту не завжди збігаються. Кальцій вилужується з ґрунту, тому запаси його швидко зменшуються і залежать від типу ґрунту, кількості опадів, форм вапна і норм мінеральних добрив.
Магній. Функції, що їх виконує магній у рослині, різноманітні. Він входить до складу молекули хлорофілу і бере безпосередню участь у фотосинтезі. Магній, перебуваючи безпосередньо в рослині, входить до складу пектинових речовин, фітину. При нестачі магнію вміст хлорофілу в листках зменшується, з'являється їх "мармуро- вість". Листя при цьому скручується і згодом опадає. Це сповільнює ріст і зменшує врожай. Магній з фосфором містяться насамперед у ростучих частинах рослин, у насінні. Він більш рухливий, ніж кальцій, і може реутилізуватися (використовуватися повторно). Після виконання функцій у листі рослини магній накопичується в насінні, де концентрується переважно в зародку. Магній бере участь у пересуванні фосфору в рослині, активізує деякі ферменти (фосфатази), прискорює утворення вуглеводів, впливає на окислювально-відновні процеси в тканинах рослини. Цей елемент сприяє відновним процесам і нагромадженню відновних органічних сполук - ефірних олій, жирів тощо. При нестачі магнію посилюються окисні процеси, зростає активність ферменту пероксидази, знижується вміст інвертного цукру й аскорбінової кислоти. Овочеві культури споживають магній у різних кількостях. До речі, кислі ґрунти містять мало магнію.
Магній при недостатньому вмісті кальцію виявляє токсичну дію. Найкращим співвідношенням магнію і кальцію є 1:6,5.А збільшення надходження калію в рослини за рахунок високих доз затримує поглинання магнію.
Сірка - необхідний елемент живлення рослин і за своїм фізико-біохімічним значенням перебуває поряд з азотом і фосфором. Її роль визначається тим, що сірка входить до складу білків; міститься в амінокислотах (цистин, метіонін); вітамінах групи Б; входить до складу деяких антибіотиків.
Цей елемент відіграє велику роль в окислювально-відновних процесах, активізації ферментів, синтезі білків і хлорофілу.
У молодих органах рослин сірка міститься переважно у відновленій формі, а в міру старіння рослинного організму переважають її окислені форми. Сірка стримує нагромадження нітратів у рослині.
Джерелом сірки для рослин можуть слугувати як органічні, так і неорганічні сполуки. У значних кількостях сірка міститься в торфах.
Вміст у рослинах мікроелементів коливається від тисячних до стотисячних часток процента. А їх активність визначає повноцінність окислювально-відновних процесів, вуглеводного й азотного обміну, утворення хлорофілу. Вони входять до складу багатьох ферментів і вітамінів, впливають на проникність клітинних мембран і швидкість надходження елементів живлення в рослини.
Мікроелементи містяться в мінеральних і органічних сполуках, причому їхня доступність рослинам коливається в значних межах, проте кожен з них відіграє свою фізіологічну роль.
Залізо. Як мікроелемент залізо входить до складу окислювально-відновних ферментів рослин, бере участь у синтезі хлорофілу, процесах дихання й обміну речовин. У дерно-підзолистих ґрунтах заліза досить для рослин. В інших ґрунтах при його нестачі спостерігається хлороз рослин.
Бор. Мікроелемент бор бере участь у реакціях вуглеводного, білкового, нуклеїнового обміну й інших процесах. Бор необхідний рослинам протягом усього періоду їхнього життя. Він не реутилізується в рослинах, тому від його нестачі потерпають насамперед молоді листки і точки росту. Нестача бору викликає порушення синтезу, особливо пересування вуглеводів, формування репродуктивних органів.
Надлишок бору викликає своєрідний опік нижніх листків. Вони жовтіють і обпадають. Поріг токсичності бору визначається не тільки його кількістю, а й співвідношенням з іншими елементами живлення. При хорошій забезпеченості кальцієм і фосфором збільшується потреба в борі.
Надмірне вапнування закріплює бор у ґрунті, а це затримує надходження його в рослини. При його нестачі відбувається обпадання квіток, зав'язей і відмирання верхівок молодих рослин томатів.
Як добриво використовують боросуперфосфат і бормагнієві добрива. Борна кислота в основному використовується для обробки насіння і позакореневих підживлень.
Молібден. Молібдену належить виняткова роль в азотному живленні. Він локалізується в молодих ростучих органах і його менше в стеблах, коренях. Більше молібдену в хлоропластах. При нестачі молібдену затримується розвиток бульбочок на корінні бобових рослин і фіксація азоту. Внесення в ґрунт молібдену сприяє засвоєнню рослинами азотних добрив унаслідок швидкої нітрифікації аміачних і амідних форм. Це зменшує втрати азоту в результаті денітрифікації і вимивання нітратів.
Високий вміст молібдену дуже токсичний для рослин, а 1 мг його на 1 кг сухої маси шкідливий для людини і тварин.
Зазвичай молібден міститься в ґрунті в окисленій формі у вигляді молібдатів кальцію й інших металів.
У кислих ґрунтах молібден утворює погано розчинні сполуки з алюмінієм, залізом, марганцем. Кількість водорозчинних форм молібдену збільшується при зниженні кислотності ґрунтового розчину.
Позитивна дія молібдену на розміри та якість урожаю овочевих культур обумовлена не тільки його впливом на засвоєння рослинами азоту добрив, а й поліпшенням його використання з ґрунту. Застосування молібдену на ґрунтах з недостатнім його вмістом забезпечує поряд з ростом урожаю, більш повне включення азоту, що надійшов у рослини, до складу білка, а також обмежує нагромадження нітратів в овочевій продукції в кількостях, токсичних для людини.
Мідь. Фізіологічна роль міді визначається її наявністю в складі мідьвмісних білках, ферментах, каталізуючих окислювання дифенолів і гідроксилування монофенолів:
ортодифенолоксидази, поліфенолоксидази і тирозинази. Мідь входить до складу й інших ферментів і бере участь у процесі фотосинтезу, вуглеводного і білкового обміну. Дуже часто на мідь бідні торф'яно-болотні ґрунти.
Проведене вапнування кислих ґрунтів зменшує надходження міді в рослини, тому що вона зв'язана з ґрунтом. Вапно діє як адсорбент міді, а при підлужуванні створює кращі умови для утворення комплексів органічних сполук з міддю.
Потреба в міді зростає при застосуванні високих норм азотних добрив.
Марганець. Фізіологічна роль марганцю визначається тим, що він входить до складу окислювально-відновних ферментів і бере участь у фотосинтезі, вуглеводному й азотному обмінах. Марганець необхідний усім рослинам. Середній його вміст у рос-линах складає 0,001 %. Основна його кількість локалізована в листках і хлоропластах. Марганець належить до металів з високим значенням окислювально-відновного потенціалу і може легко брати участь у реакціях біологічного обміну.
Поряд з кальцієм, цей елемент сприяє вибірковому поглинанню іонів із зовнішнього середовища. При виключенні марганцю з поживного середовища у тканинах рослин підвищується концентрація основних елементів живлення, порушується їх співвідношення. Цей елемент підвищує водовтримну здатність тканин, знижує транспірацію, поліпшує плодоношення.
При гострій нестачі марганцю не утворюються продуктивні органи в редису, капусти, томатів та інших рослин.
Марганець у дерно-підзолистих ґрунтах міститься в кількості 0,1-0,2%, однак велика частина його перебуває в ґрунті у вигляді погано розчинних окислів і гідратів окислів. Нейтральне середовище в ґрунті сприяє переходу марганцю в погано розчинні форми.
Цинк впливає на обмін енергії і речовин у рослині, що обумовлює його вміст у понад ЗО ферментах. При нестачі цинку нагромаджуються цукри, що редукують, і зменшується вміст сахарози і крохмалю, підвищується кількість органічних кислот, знижується вміст ауксину, порушується синтез білка. При цинковому голодуванні відбувається нагромадження небілкових розчинних сполук, амідоз, амінокислот. На рослинах томата при цинковому голодуванні ростуть дрібні скручені листки, плас-тинки, черешки. Для всіх рослин при нестачі цинку характерна затримка росту. Нестача його спостерігається, насамперед, на кислих, сильно опідзолених ґрунтах. Цинкові добрива застосовують, коли вміст цього елемента менший 0,2-1 мг на 1 кг ґрунту.
Кобальт входить до складу вітаміну ВІ2, роль його виявляється в біологічній фіксації молекулярного азоту. Середній вміст кобальту в рослинах - 0,00002%. Кобальт накопичується в генеративних органах, пилку і прискорює його проростання. Цей елемент належить до металів з перемінною валентністю, тому має велике значення як окислювально-відновний потенціал, що дозволяє іону кобальту брати активну участь в окислювально-відновних реакціях. Доведено позитивну дію кобальту, окрім бобових, на всі рослини. Позитивна дія кобальту найперше виявляється на нейтральних ґрунтах з хорошим забезпеченням елементами живлення.
Перспективність застосування кобальтовмісних добрив визначається не тільки збільшенням урожаїв, а й поліпшенням якості продукції.
Таким чином, застосуванню мікроелементів при обробітку овочевих культур має надаватися важливе значення. Головним фактором у цьому плані є створення умов для нормального вмісту мікроелементів як у ґрунті, так і в рослинах. Надлишок і нестача цих елементів у ґрунтах і рослинах призводить до різних наслідків, але найчастіше - до хвороб. Тому так важливо в агрономічній практиці дотримувати співвідношення окремих елементів у живленні рослин.
Інші фактори зниження засвоювання елементів живлення:
- затінення > 65 % знижує засвоєння N. Р, К, Са, Мg;
- підвищення рН до 6,5 та > стримує надходження Са;
- підвищення рН до 6-5 підсилює засвоєння Р, особливо при наявності N8 і СІ;
- рН>7+На, СІ - надлишкове надходження К;
- великий вміст Ес стримує надходження Са;
- підвищення рН проти норми (рН 5-6) зменшує доступність В, Си, Ре, Мп,
- пониження рН<5 знижує доступність Мо;
- підвищення температури субстрата від 13 °С до 20 °С збільшує надходження Ре, Мg, Си;
- збільшення рН>7 утворює нерозчинні гідроокиси Ре, Іп, Си, знижується розчинність В.
7.2. Оптимізація умов живлення тепличних рослин
Світло, тепло, вода, вуглекислота, мінеральні речовини, захист, хвороби, шкідники, дефіцит елементів, надлишок елементів, антагонізм іонів, хімічний склад води, рН робочого розчину, солі, гідрокарбонати, нейтралізація, хімічне водоочищення, басей- ни-відстійники, зовнішні ознаки неоптимального живлення, моніторинг мінерального живлення, вміст поживних елементів у робочих розчинах, солестійкість рослин, засоленість субстрату, електропровідність робочого розчину, хелати, поліхелати
Як відомо ріст і розвиток будь-якої рослини забезпечується надходженням п'яти факторів: світла, тепла, води, вуглекислоти повітря і мінеральних речовин.
Основа оптимізації живлення тепличних культур - овочевих, квіткових та інших - використання стандартних за періодами вирощування рослин розчинів із збалансованими співвідношеннями макро- і мікроелементів, відповідними рівнями ЕС, рН, підтримка необхідних умов мікроклімату (температура, вологість субстрату і повітря, освітленість), підживлення вуглекислотою, захист рослин від шкідників і хвороб.
У процесі вирощування тепличних культур постійно виникають явища, які необхідно враховувати для оптимізації живлення:
- антагонізм елементів живлення у зв'язку з фактичною концентрацією окремих елементів живлення в субстратному розчині, унаслідок чого порушується засвоєння рослинами окремих елементів, незважаючи на використання збалансованих поживних розчинів;
- порушення живлення у зв'язку з недоліком чи надлишком елементів, необхідних для правильного росту і розвитку рослин, трапляється при несприятливих агротехнічних умовах чи внаслідок недоліку-надлишку елементів живлення.
Розглянемо більш докладно фактори живлення і методи їх регулювання для забезпечення оптимальних умов вирощування рослин. Насамперед, необхідно протягом усієї вегетації мати достовірну - а вона постійно міняється в період вегетації, особливо якщо це вода з відкритих водойм, - інформацію про хімічний склад води. Її аналіз проводять один раз на 2-3 місяці за такими показниками: рН, НС03, №, СІ, NН4, N0.3, К, Са, Мg, Fе, Мn, Zn, В, Сu.
У деяких регіонах при малооб'ємному вирощуванні вода без додаткової обробки непридатна для безпосереднього використання, зокрема, якщо її склад такий: ЕС - 1 - 1,5 мСм/см, № - 70-100 мг/л, СІ - 100-160 мг/л і більш високе.
Припустимі граничні рівні елементів у воді для приготування робочих розчинів добрив мають такими в максимальних межах чи дещо нижчими (мг/л) (табл. 7.1).
Розглянемо методи коригування поживних розчинів з урахуванням аналізу води.
При малооб'ємному методі вирощування необхідно тримати під постійним контролем буферність води і дренажу, тобто вміст вільних іонів НС03-1, загальна кількість яких у розчинах не повинна перевищувати суми іонів Са+2 і Мg+2, звичайна норма гідрокарбонатів - 0,5-1 мМо/л.
Граничнодопустимі рівні засолення води для тепличного рослинництва (мг/л)
Необхідно враховувати твердість води - загальний вміст солей Са(НС03)2, Мg(НС03)2, СаСІ2, МgСІ2, Са304, Мg304. 1° твердості визначає концентрацію катіонів Са і Мg, еквівалентну 10 мг/л СаО.
Таблиця 7.1
Вміст іонів Са і Мg у використовуваній воді має бути нижчим від розрахункової кількості цих іонів у робочому розчині, інакше порушується оптимальне співвідношення іонів К і Са +Мg, проявляється їхній антагонізм, і скорочення поглинання К рослинами.
Часто вода має надлишок гідрокарбонатів, іонів Nа. СІ, Мg, Б, 7п, Ре. Тільки надлишок Мg не є токсичним; але однаково виникає дисбаланс елементів живлення. Надлишок Са, Mn, Fe, НС03"1 також створює дисбаланс, порушується оптимальне співвідношення цих елементів у робочому розчині. Крім того, надлишок Cl, Mn, S може бути токсичним, тобто дисбаланс і токсичність - результат неконтрольованої кількості цих елементів. До токсичних гідрокарбонатів у воді належать NaHC03 і АІ(НС03)3. Ось чому гідрокарбонати необхідно нейтралізувати частково, а іноді і повністю. При рН розчину добрив рівному 5,5, зазвичай залишається у воді 1 мМо/л НС03, при рН рівному 5 у воді залишається 0,3 мМо/л і менше гідрокарбонатів.
Надлишок Na у робочих розчинах понад 60 мг/л небезпечний для тепличних культур, оскільки поступово нагромаджується у кореневій зоні. Установлено, що концентрація Na+ 30-60 мг/л відчутно знижує інтенсивність росту томата, огірків та інших тепличних рослин. Крім того, Na - антагоніст Са, Mg, К, про що йтиметься нижче.
Нейтралізувати негативну дію підвищеної кількості Na можна, збільшуючи в поживних розчинах і дренажі норми Са, Mg, К та витримуючи співвідношення цих елементів.
Ще одна проблема - це вода з підвищеним вмістом сірки, S - > 60 мг/л (SO„- > 150 мг/л), яка в ґрунтовому розчині посилює засвоюваність рослинами Na і одночасно зменшує засвоюваність Са. Надмірні кількості сірки у воді зменшують попередньою обробкою води активним хлором (Na НОСІ)2, хлорним вапном, рідким хлором. Норма активного хлору має складати 0,6 мг на 1 мг сірки. Такою ж кількістю активного хлору дезактивують надлишок Fe2 і Мп. Попереднє осадження надлишкової кількості сірки у воді можна здійснити, додаючи крейду СаСо3 до води і активно перемішуючи її (фонтанування).
Для визначення якості води при приготуванні робочих розчинів, особливо в регіонах, де використовують воду з підвищеними кількостями у воді Са, Mg, S, Na, СІ, враховують такі показники:
1) Показник рН води і робочого розчину. Влітку вода у відкритих водойм має вищу лужність, ніж навесні і восени. Це пов'язано з діяльністю синьо-зелених водоростей і розкладанням гідрокарбонатів на С02 і ОН. Тому влітку необхідно частіше проводити аналіз води з відкритих водойм. Попередня кислотна обробка води в басейнах-нагро- маджувачах улітку до рН = 6 - важливий технологічний прийом підготовки води для ма- лооб'ємного вирощування: при такій кислотності запобігається осадження солей Са і Mg на трубах-магістралях. Твердість води й осадження солей на магістралях краплинного зрошення і крапельницях також пов'язані з надлишком Fe, Mn, A,, Zn, S.
Гідрокарбонати у воді представлені солями карбонової кислоти - Н2С03, котрі дисо- ціюються у воді на Н' і НС03~1. Іони НС03^\ вступаючи в реакцію з іонами металів, що містяться у воді, утворюютьтакі солі: С
