Como escolher um substrato para cultivo sem solo
Existem muitos substratos para cultivo sem solo, todos escavados e selecionados de acordo com as condições de vários locais. Os tipos de substratos mencionados aqui referem-se a substratos comumente usados e são apenas para referência.
1. digite
A classificação dos substratos é baseada na morfologia, composição, forma, etc. dos substratos. O seguinte é um sistema de classificação para substratos sem solo, modificado do sistema de classificação do Sr. Teruo Ikeda.
Neste sistema, a matriz inorgânica e a matriz orgânica são referidas coletivamente como uma única matriz para corresponder à matriz mista.
2. Propriedades de vários substratos de cultura sem solo
As propriedades do substrato referem-se principalmente às propriedades físicas e químicas relacionadas às plantas cultivadas. As propriedades físicas incluem capacidade, porosidade, razão tamanho-vazio, tamanho de partícula, etc.;
As propriedades químicas incluem estabilidade química, acidez e alcalinidade, capacidade de substituição de cátions, capacidade tampão, condutividade, etc. Às vezes, também envolve algumas funções importantes do substrato, especialmente da água, nas atividades da vida vegetal.
(1) água
①O papel da água A água é a fonte da vida. O importante papel da água nas atividades da vida vegetal inclui principalmente os seguintes aspectos:
Primeiro, a água é um componente importante do protoplasma;
Em segundo lugar, a água é a matéria-prima da fotossíntese e da hidrólise da matéria orgânica;
Em terceiro lugar, a água é o solvente e o meio das reações bioquímicas;
Quarto, a água mantém a postura inerente das plantas: esta é uma condição necessária para que as plantas realizem várias atividades fisiológicas, como divisão celular, crescimento e diferenciação, troca gasosa e utilização de energia luminosa;
Quinto, a água transpira através dos estômatos das folhas, reduzindo a temperatura no interior da planta e mantendo uma temperatura corporal relativamente constante em climas quentes.
②As características da água como substrato do cultivo sem solo A água é um líquido transparente invisível e insípido, e é um solvente muito bom para muitas substâncias. Por isso, a água como substrato de cultura sem solo tem as seguintes características:
a. Água e fertilizante suficientes, mas oxigênio limitado Os vários nutrientes necessários para o crescimento das plantas podem ser dissolvidos na água e as plantas podem absorvê-los facilmente. No entanto, o teor de oxigênio na água não pode atender às necessidades de respiração das raízes das plantas. Portanto, é necessário inflar artificialmente ou fazer a água fluir em contato com o ar para aumentar seu oxigênio dissolvido.
b. A concentração de íons de hidrogênio (pH) da água é fácil de ajustar, mas os exsudatos da raiz são fáceis de acumular. A água pode ser usada para aumentar a concentração de íons de hidrogênio (ácido) com ácido clorídrico ou ácido acético e para aumentar a concentração de íons de hidróxido (álcalis) com hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio. A concentração aumenta.
A concentração de ácido ou álcali comumente usada para ajustar a concentração de íons de hidrogênio da água é 0,1 mol/litro.
O sistema radicular no meio hidropônico absorve nutrientes na água, por um lado, e descarrega alguma matéria orgânica na água, por outro lado, e se acumula na água. Uma parte considerável dessa matéria orgânica são as substâncias de exsudação habituais formadas por plantas que crescem no solo por muito tempo. A função deste tipo de substâncias é principalmente dissolver ou complexar os nutrientes que não são facilmente absorvidos pelas raízes no solo; Alguns "resíduos" do sistema radicular, como toxinas, têm uma distribuição espacial correspondente no solo e não afetam a função normal de absorção do sistema radicular. Na matriz de água, é fácil ser sugado para dentro do corpo novamente pelo sistema radicular, de modo que a absorção repetida, a excreção e um ciclo vicioso de reabsorção e reexcreção não são propícios ao crescimento normal do sistema radicular e ao processo fisiológico normal. funções. A solução é substituir frequentemente a solução nutritiva ou circular a solução nutritiva.
c. Os nutrientes estão em contato próximo com o sistema radicular e são facilmente absorvidos pelo sistema radicular, mas existem duas condições principais para o sistema radicular não ancorar a planta para absorver nutrientes. Uma é que o sistema radicular se estende ativamente para a posição do nutriente e entra em contato com o nutriente; Sob a ação do sistema radicular, ele se move ao redor do sistema radicular e toca o sistema radicular. O sistema radicular é suspenso na solução nutritiva e os nutrientes podem facilmente alcançar o sistema radicular durante movimentos físicos frequentes. Portanto, mesmo que a concentração de nutrientes na solução seja muito baixa, se a concentração de macroelementos atingir o nível micromolar, ela é facilmente absorvida pelo sistema radicular, mesmo as plantas crescem mais rapidamente nessa solução nutritiva. Mas a solução nutritiva não pode suportar o enorme corpo da planta. Enquanto o peso da planta exceder a flutuabilidade da água na solução nutritiva, a planta inevitavelmente afundará. Para ancorar as plantas, alguém usa uma treliça para apoiar as plantas, permitindo que as raízes passem pela malha da treliça e entrem na solução nutritiva. Depois que a planta cresce, o sistema radicular é alongado e a proporção água-ar apropriada não pode ser obtida na solução nutritiva. Para resolver esse problema, alguns suportes podem ser colocados entre a treliça que sustenta a planta e o cocho que contém a solução nutritiva, aumentando gradativamente a altura. Faça a parte da ponta do sistema radicular sempre na solução nutritiva e a parte restante entre a superfície líquida e a grade. O vapor de água nesta parte do espaço é relativamente grande, o que pode atender aos requisitos de proporção de água e gás do sistema radicular.
(2) névoa
Um grande problema com substratos de água é a má aeração.
A melhor maneira de resolver esse problema é pulverizar uma solução aquosa de nutrientes em uma névoa, e o sistema radicular fica suspenso no espaço com esse nutriente. Vapor de água e nutrientes adequados podem ser alcançados ao redor do sistema radicular e, ao mesmo tempo, as condições de aeração ao redor do sistema radicular podem ser totalmente satisfeitas. Pode-se dizer que este método de névoa de nutrientes é o melhor método para atender a proporção de água, nutrientes e gás no sistema radicular e não foi usado oficialmente em meu país no momento.
(3) areia
A areia é um substrato comumente usado na cultura sem solo. Especialmente a área desértica é o único substrato que não tem escolha.
A areia como substrato de cultivo sem solo tem as seguintes características:
①Conteúdo de água constante Não importa quanta água você despeje na areia, desde que a drenagem ao redor seja boa, ela permitirá que o excesso de água escoe rapidamente e mantenha seu teor de água correspondente; não importa se você rega ou não, desde que haja água suficiente no fundo da areia, pode fazer a água atingir uma parte relativamente alta por meio da ação do sifão e manter um teor de água adequado.
O teor de água da areia depende de seu tamanho de partícula, e o diâmetro da partícula de areia é 0.06-2 mm. Quanto mais finas as partículas, maior o teor de água, mas em geral a areia escorre facilmente.
②Sem retenção de água e fertilizantes, boa permeabilidade ao ar A areia é mineral, textura compacta, quase sem poros, a água é mantida na superfície dos grãos de areia, então a fluidez da água é grande e os nutrientes dissolvidos na água são facilmente perdidos com a perda de água . Depois que a água e os nutrientes da areia são perdidos, os poros entre as partículas são preenchidos com ar. Em comparação com os minerais de argila, a areia tem boa permeabilidade ao ar.
③Forneça uma certa quantidade de fertilizante de potássio, e a concentração de íons de hidrogênio é afetada pela qualidade da areia. A areia comumente usada contém algumas substâncias inorgânicas contendo potássio, que podem se dissolver lentamente e fornecer uma pequena quantidade de fertilizante de potássio. Mesmo as raízes de algumas plantas podem secretar alguma matéria orgânica, que dissolve ou quela o potássio na areia para que possa ser absorvido pelas raízes. As plantas que podem crescer na areia geralmente não são deficientes em potássio.
Algumas areias são compostas de minerais calcários. A concentração de íons de hidrogênio desta areia é inferior a 100 nmol/litro (pH superior a 7). Se não for modificado, não é adequado para plantas em geral. O método modificado pode ser resolvido ajustando a concentração de íons de hidrogênio da solução nutritiva. É melhor usar a areia dos terrenos aluviais ribeirinhos ou a areia dos terrenos eólicos.
④ Areia pesada não é adequada para cultivo sem solo em prédios altos. No entanto, ainda é um substrato de cultura sem solo ideal por causa de suas fontes abundantes, baixo custo e benefícios econômicos para o plantio de base.
⑤A areia segura e higiênica raramente espalha doenças e pragas de insetos, especialmente a areia do rio, que não precisa ser desinfetada quando é usada pela primeira vez.
(4) Cascalho
O cascalho é o mesmo que a areia, mas o diâmetro da partícula é mais espesso que a areia, maior que 2 mm. A superfície do substrato é mais ou menos arredondada.
Sua capacidade de reter água e fertilizantes não é tão boa quanto a da areia, mas sua permeabilidade ao ar é mais forte que a da areia. Alguns cascalhos contêm matéria calcária e esses cascalhos não podem ser usados como substratos de cultura sem solo.
(5) Ceramsite
Ceramsite é um material de xisto que é queimado a cerca de 800 graus e tem um tamanho de agregado relativamente uniforme, rosa ou vermelho. A estrutura interna da ceramsite é solta, com muitos poros, semelhante ao favo de mel, com densidade aparente de 500 kg/m3, textura leve, podendo flutuar na superfície da água na água. É um bom substrato de cultivo sem solo.
Como substrato de cultivo sem solo, a ceramsite tem as seguintes características.
① Boa retenção de água, drenagem e permeabilidade ao ar. Os poros internos da ceramsite são preenchidos com ar quando não há água. Quando há água suficiente, parte da água é absorvida e parte do espaço de gás ainda é mantido. Quando a água ao redor do sistema radicular é insuficiente, a água nos poros se difunde através da superfície da ceramsite para os poros entre a ceramsite para que o sistema radicular absorva e mantenha a umidade do ar ao redor do sistema radicular.
O tamanho dos agregados de ceramsita está relacionado com sua absorção de água e permeabilidade ao ar, e também com as exigências fisiológicas do sistema radicular. Geralmente, quando a ceramsite com agregados maiores é usada como substrato de cultivo sem solo, os poros entre os agregados são grandes. Em comparação com a ceramsite com pequenos agregados, a umidade do ar e o teor de umidade são menores. Ao escolher o tamanho do ceramsite, você pode obter as boas condições de água e aeração exigidas pelas plantas.
② Capacidade moderada de retenção de fertilizante Muitos nutrientes podem não apenas aderir à superfície da ceramsite, mas também entrar nos poros dentro da ceramsite para armazenamento temporário. Quando a concentração de nutrientes na superfície da ceramsite diminui, os nutrientes nos poros se movem para fora para atender às necessidades do sistema radicular para absorver a demanda de nutrientes. Assim como o desempenho de retenção de água da ceramsite, a capacidade de retenção de fertilizantes da ceramsite está em uma faixa moderada em comparação com outros substratos.
③Concentração de íons de hidrogênio de ceramsita quimicamente estável
É 1~12590 nanomol/litro (pH9~4,9), e tem uma certa quantidade de substituição catiônica (60~210 mmol/kg). Diferentes fontes de ceramsite têm diferenças em sua composição química e propriedades físicas (Tabela 4-1, Tabela 4-2), mas todas são adequadas como substratos de cultura sem solo.
④ Ceramsite seguro e higiênico raramente produz ovos de insetos e patógenos. Não tem cheiro peculiar e não libera substâncias nocivas. É adequado para cultivo sem solo de flores decoradas em edifícios como casas e restaurantes.
⑤ Não é adequado para cultivo sem solo de plantas com raízes finas
O diâmetro dos agregados de ceramsite da matriz é maior do que o da areia, perlita, etc. os poros entre as ceramsitas facilitam o crescimento das raízes. A secagem ao ar, portanto, não deve ser usada para cultivar esse tipo de planta.
(6) Vermiculita
A vermiculita é um silicato de alumínio e magnésio hidratado, formado quando substâncias inorgânicas semelhantes à mica são aquecidas a 800-1000 graus. Substâncias inorgânicas semelhantes à mica contêm moléculas de água e, quando aquecidas, as moléculas de água se expandem em vapor de água, que rompe a camada de substância inorgânica dura e forma pequenos núcleos porosos e esponjosos. O volume de vermiculita expandido por tratamento de alta temperatura é 18-25 vezes o original, a densidade do volume é muito pequena, 80 kg/m3, e a porosidade é grande. A vermiculita utilizada como substrato de cultura sem solo apresenta as seguintes características:
① Forte absorção de água, forte capacidade de reter água e fertilizante A vermiculita pode absorver 100-650 litros de água por metro cúbico, o que é 1,25-8 vezes mais que seu próprio peso. Entre os substratos de cultivo sem solo apresentados neste livro, a vermiculita tem a maior capacidade de absorção de água, capacidade de substituição de cátions de 10 mmol/kg e forte capacidade de retenção de água e fertilizantes.
② A porosidade é grande (95 por cento), e a vermiculita respirável absorve água para reduzir o espaço de gás, e a vermiculita que atinge o teor de água saturada tem baixa permeabilidade ao ar. Como a vermiculita tem um grande espaço de gás e forte capacidade de absorção de água, o teor de água da vermiculita pode ser ajustado artificialmente para alcançar a melhor relação água-ar adequada para certas flores e plantas. A vermiculita é um bom substrato sem solo para a maioria das plantas com flores.
③A concentração de íons de hidrogênio é 1-100 nanomol/litro (pH9-7), que pode fornecer uma certa quantidade de potássio, uma pequena quantidade de cálcio, magnésio e outros nutrientes. Essas propriedades são determinadas pela composição química da vermiculita.
A composição química da vermiculita é (Mg2 mais , Fe2 mais , Fe3 mais )3[(Si, Al)4O10](OH)2·4H2O. Embora a vermiculita contenha íons de hidróxido, de modo que a concentração de íons de hidrogênio seja inferior a 100 nmol/L (maior que pH 7), devido à forte permeabilidade da matriz, as raízes da maioria das plantas com flores podem ser ajustadas pela concentração de íons de hidrogênio na solução nutritiva. Obtenha um bom ambiente de vida.
④A vermiculita segura e higiênica é formada em alta temperatura e foi esterilizada. Quando nova vermiculita é usada, ela não será esterilizada e não infectará bactérias patogênicas e ovos de insetos. A vermiculita utilizada pode ser esterilizada por alta temperatura, ou esterilizada com permanganato de potássio 1,5 g/L ou formalina (disponível em lojas de reagentes químicos) e pode ser utilizada continuamente.
A própria vermiculita não tem cheiro peculiar e não emite gases nocivos.
⑤ Não é adequado usar vermiculita por muito tempo, sua estrutura será quebrada, a porosidade será reduzida e a drenagem e a permeabilidade ao ar serão reduzidas. Portanto, não pode estar sob forte pressão durante o transporte e uso. De um modo geral, se a vermiculita for usada 1-2 vezes, ela não poderá mais ser usada para plantar o mesmo tipo de flores, mas plantas com flores com sistemas radiculares delgados devem ser replantadas.
(7) perlita
A perlita é um mineral formado a partir de rochas vulcânicas siliciosas, nomeadas por suas rachaduras esféricas em forma de pérola. O teor de água da rocha vulcânica siliciosa é de cerca de 2% a 5%. Quando esmagado e aquecido a cerca de 1000 graus, ele se expande para formar perlita expandida para cultivo sem solo, e sua densidade aparente é pequena, 80 a 180 kg/m3. Este mineral tem uma estrutura celular fechada.
①Características da perlita
a. Boa permeabilidade ao ar e teor moderado de água A porosidade da perlita é de cerca de 93 por cento, da qual o volume de ar é de cerca de 53 por cento, e a capacidade de retenção de água é de 40 por cento. Quando regada, a maior parte da água fica na superfície e flui facilmente devido à pequena tensão da água. Portanto, a perlita é fácil de drenar e arejar.
Embora a absorção de água da perlita (4 vezes seu próprio peso) não seja tão boa quanto a da vermiculita, quando há água na camada inferior (como em um vaso anti-infiltração), a perlita pode transferir a água na camada inferior através da condução de água entre as partículas. Atrai a perlita em todo o pote e mantém a permeabilidade adequada. Seu teor de água atendeu plenamente às necessidades da vida das raízes das plantas. Portanto, é melhor escolher perlita do que vermiculita ao cultivar algumas flores que possuem requisitos estritos na proporção de água e ar. Especialmente ao cultivar algumas flores do sul que gostam de ácidos, a perlita pode refletir melhor suas vantagens.
b. A concentração de íons de hidrogênio da perlita quimicamente estável é 31.63-100 nmol/litro (pH 7.5-7.0).
A quantidade de substituição catiônica da perlita é inferior a 1,5 mmol/kg e quase não tem capacidade de absorção de nutrientes. A maioria dos nutrientes da perlita não pode ser absorvida e utilizada pelas plantas. Sua concentração de íons de hidrogênio é maior que a da vermiculita, o que é uma das razões pelas quais é mais adequada para o plantio de flores que gostam de ácidos no sul.
c. Pode ser usado sozinho como substrato de cultivo sem solo, ou pode ser misturado com turfa, vermiculita, etc. Os substratos mistos relacionados serão apresentados nos capítulos seguintes.
② Problemas que devem ser observados ao usar perlita
Primeiro, depois que a perlita é despejada na solução nutritiva, é fácil cultivar algas verdes na superfície exposta à luz. Para controlar o crescimento de algas verdes, você pode substituir a perlita na superfície, revirá-la com frequência ou evitar a luz.
Em segundo lugar, o pó de perlita é altamente irritante para a garganta (garganta), portanto, deve-se tomar cuidado. É melhor borrifá-lo com água antes de usar para evitar que a poeira voe.
Em terceiro lugar, a gravidade específica da perlita é mais leve que a da água e flutua na superfície da água quando há muita chuva. Como resultado, o contato entre a perlita e o sistema radicular não é confiável, é fácil danificar as raízes e as plantas são propensas a acamar. Planos para controle de enchentes e alagamentos devem ser organizados com antecedência.
Todas as raízes das plantas são adequadas para crescer em perlita, especialmente flores de raízes fibrosas delgadas que adoram ácidos,
Não é fácil crescer em outros substratos, mas cresce robustamente em perlita.
(8) lã de rocha
A lã de rocha é um mineral fibroso feito de uma mistura de 60 por cento de diabásio, 20 por cento de calcário e 20 por cento de coque. em filamentos com um diâmetro de 0,005 mm e, em seguida, pressione-o em uma folha com densidade aparente de 80-100kg/m3 e, em seguida, adicione uma resina fenólica para reduzir a tensão superficial ao resfriar a cerca de 200 graus. Faça com que retenha água.
A lã de rocha foi usada pela primeira vez no cultivo sem solo por Hornum na Dinamarca em 1969. Logo atraiu a atenção da Holanda, e agora 80% do cultivo sem solo de vegetais na Holanda usa lã de rocha como substrato. No cultivo sem solo do mundo, a área ocupada pela lã de rocha ocupa o primeiro lugar.
①As características da lã de rocha como substrato de cultivo sem madeira
a. Preço baixo, fácil de usar, seguro e higiênico
A principal razão para as flores. O custo das instalações usadas no cultivo da lã de rocha também é baixo. A lã de rocha foi tratada em alta temperatura. Não é necessário esterilizar ao usar lã de rocha nova. Ao trocar a panela, você só precisa colocar o pequeno bloco de lã de rocha original no grande bloco de lã de rocha, o que é muito conveniente.
b. Ampla gama de usos O substrato de lã de rocha pode ser usado para o cultivo sem solo de vários vegetais e flores. na técnica de filme de nutrientes
A lã de rocha pode ser usada como substrato em tecnologias como tecnologia de fluxo líquido profundo, irrigação por gotejamento e cultivo tridimensional multicamadas; seja um sistema radicular grosso ou um sistema radicular delgado, ele pode crescer bem em lã de rocha. Especialmente para flores que não precisam trocar o substrato com frequência, é muito indicado.
c. A relação água-ar é adequada para muitas plantas
O algodão tem poros grandes, até 96 por cento, e forte absorção de água. Em uma camada de lã de rocha suficientemente espessa, o teor de água da lã de rocha aumenta gradualmente de cima para baixo. O gás diminui gradualmente de cima para baixo, de modo que a proporção água-gás no bloco de lã de rocha forma uma mudança de gradiente de cima para baixo. O crescimento das raízes das plantas plantadas em blocos de lã de rocha tende a ocorrer no ambiente radicular mais adequado (ou seja, a proporção de água e ar é adequada). Consulte a Tabela 4-3 para a distribuição vertical de umidade e ar no bloco de lã de rocha.
② Problemas que devem ser observados ao usar lã de rocha
Primeiro, a concentração de íons de hidrogênio da lã de rocha nova não utilizada é relativamente baixa. Geralmente, a concentração de íons de hidrogênio é inferior a 100 nmol/litro (maior que pH 7). Se uma pequena quantidade de ácido for adicionada à irrigação antes do uso, a concentração de íons de hidrogênio aumentará após 1 a 2 dias.
Em segundo lugar, a lã de rocha não é decomponível e o tratamento após o uso ainda não foi resolvido. O método usual é usar a lã de rocha usada como condicionador de solo, e algumas são recicladas como matéria-prima para a produção de lã de rocha. Mas esses métodos ainda estão sendo explorados.
No cultivo sem solo, a lã de rocha ainda é muito adequada como substrato para jardins de telhado, especialmente para o plantio de espécies de árvores perenes perenes, como pinheiro de cinco agulhas, podocarpus e cipreste. No projeto de paisagismo com sistema de irrigação por gotejamento, a lã de rocha pode ser usada por muito tempo, mas não é adequada para plantar flores de grama de crescimento rápido ou bienais, porque a lã de rocha velha após a substituição é difícil de descartar.
(9) Silicone
Existem dois tipos de sílica gel usados como substratos para cultivo sem solo, um é a sílica gel G e o outro é a sílica gel B. A sílica gel G é uma sílica gel que muda de cor, que é verde-azulada quando seca e fica rosa ou incolor depois de absorver a água. Sua absorção de água e adsorção de nutrientes não são tão boas quanto a sílica gel B. A sílica gel B é expandida durante o processo de queima e tem mais poros na estrutura, e sua capacidade de absorver água e armazenar nutrientes é mais que o dobro da sílica gel G.
Suas propriedades são melhores que a areia.
Como a sílica gel é uma partícula cristalina, a distribuição espacial das raízes das plantas pode ser vista claramente, o que aumenta a diversão do cultivo sem solo.
Exceto para plantas com raízes delgadas, como rododendros, que não são adequadas para o cultivo sem solo de sílica gel, a maioria dos sistemas radiculares mais espessos e visíveis, como algumas plantas com flores de raízes aéreas ou carnudas, são adequadas.
(10) Resina de troca iônica
A resina de troca iônica também é chamada de solo iônico. É uma espécie de substrato de cultivo sem solo obtido pela mistura dos nutrientes requeridos pelas plantas com adsorventes catiônicos ou aniônicos como a resina epóxi em diferentes proporções. Este substrato é o mesmo que outros substratos, seguro e higiênico, não tóxico e insípido, e os íons adsorvidos na resina são liberados lentamente para as plantas absorverem, mesmo que a concentração de íons adsorvidos na resina seja alta, não será prejudicar as plantas.
A desvantagem da resina de troca iônica é que ela é cara e precisa ser regenerada quando é reutilizada.
