Technologické a technické možnosti substrátů z kokosových vláken | Gavrish School
V tomto článku bych se nechtěl zabývat obecnými prvky technologie používané kokosové substráty, ale ponořit se do problematiky studia jejích vlastností a kvality. Znalost technických charakteristik zjednodušuje agronomům v jejich vlastních podmínkách vytvoření technologie pro pěstování rostlin na kokosu a vytváření vlastních vývojů.
Aby látka sloužila jako dobrý substrát, musí splňovat určité požadavky: nesmí obsahovat prvky, které jsou potenciálně škodlivé pro rostliny, a samozřejmě toxické pro člověka. Například těžké kovy. Technologický substrát musí mít odolnou strukturu a nesmí příliš zadržovat minerální prvky.
Fyzikální aspekty jakéhokoli substrátu se týkají rovnováhy mezi vzduchem a vodou, množství pevných látek a poměru těchto částic. Uspořádání částic v kokosové rohoži je určeno porézností pevné fáze a velikostí pórů. To zase určuje poměr vzduchu a vody.
Každý substrát má své vlastní jedinečné vlastnosti. Existuje však soubor obecně uznávaných ukazatelů, které hodnotí jeho schopnosti při pěstování rostlin. Jsou to fyzikální, chemické a biologické parametry, jako je objemová fytotoxicita. Hlavními ukazateli jsou vodotěsnost a vododržná kapacita. Tyto dvě různé vlastnosti by se neměly zaměňovat. Vodotěsnost je množství vody, které daný objem substrátu dokáže absorbovat. Vododržná kapacita je síla, s níž substrát zadržuje vodu. Stanovuje se měřením zpětné, sací síly, kterou musí kořeny vynaložit k absorpci vody; obvykle se vyjadřuje v kilopascalech. V dobrém substrátu by zadržování vody nemělo být silné. Pokud je síla držící vodu v substrátu větší, než jakou mohou kořeny poskytnout, rostlina vadne. Na druhou stranu, pokud je zadržování vody slabé, substrát příliš rychle vysychá.
Gravitace je zodpovědná za počáteční odtok vody ze substrátu, ale je omezena jednoduchými fyzikálními zákony, které určují, kolik vody lze skutečně odstranit. Rostliny se dostanou do problémů, když je dostupná voda spotřebována. Velmi malé póry zadržují vodu, když je substrát stlačen, což ji znemožňuje rostlinám, které se snaží dostat vodu přes kořeny transpirací.
Jedním z klíčů k úspěchu v nízkoobjemové hydroponii je sladění strategie zavlažovacího cyklu s vlhkostní kapacitou a retencí vody v substrátu. Existuje mylná představa, že dokud je substrát vlhký, je vše v pořádku. Určujícím faktorem je velké množství kyslíku v kořenové zóně. Kritické množství vzduchu v substrátech se blíží 10 % objemu. U bezpůdních plodin způsobuje nedostatek kyslíku v kořenové zóně narušení funkce kořenů, což má negativní vliv na absorpci vody a živin. Například množství kyslíku rozpuštěného v živném roztoku pro okurky se během 30 minut výrazně sníží.
Dalším důležitým parametrem je kapacita vzduchu. Pro pěstování není vhodný substrát se vzduchovou kapacitou menší než 6 %.
Je dobře známo, že skleníkové substráty jsou vzhledem ke specifikám svého použití aktivně ovlivňovány mikroklimatem a používanými zemědělskými postupy. V důsledku toho se jejich kvalita rychle zhoršuje a výnosy plodin klesají. Analýzou souhrnu výše uvedených charakteristik a parametrů můžeme dojít k závěru, že při vhodném zpracování kokos splňuje téměř všechny uvedené požadavky. Pomocí metod agregace různých frakcí lze snadno zvolit mechanické složení pro požadovaný účel. Kokos lze proto považovat za univerzální substrát pro nízkoobjemové technologie, a to jak v čisté formě, tak i ve směsi s jinými substráty.
Mezi charakteristické vlastnosti substrátu na bázi kokosových vláken patří:
– přítomnost významného množství nutričních složek;
– ochranná funkce pro kořenový systém rostlin díky přítomnosti antimykotických látek a přírodních antibiotik;
– přítomnost fytohormonů, které zajišťují urychlené klíčení a zakořeňování;
– dlouhodobé užívání díky významnému podílu ligninu, který zajišťuje stabilní strukturu;
– vynikající drenážní vlastnosti;
– získávání ekologicky šetrných produktů;
– optimální hodnota pH pro drtivou většinu rostlin;
– schopnost zadržovat vodu díky kapilární struktuře (7–10);
– vysoké charakteristiky výměny vzduchu;
– opakovaně použitelný (pokud vyschne, lze jej snadno rehydratovat a obnovit jeho předchozí vlastnosti);
– objemová hmotnost do 180 kg/m2;
– k dispozici v různých formách, vhodné pro přepravu a skladování.
Spolu s technologickými ukazateli však hraje významnou roli i materiálová složka. Cenové rozpětí na trhu se substráty je poměrně velké. Při koupi substrátu za nízkou cenu však riskujete, že získáte starý kokos se změněnými fyzikálně-mechanickými parametry nebo s kritickými chemickými vlastnostmi, jejichž optimalizace bude vyžadovat spoustu peněz bez důvěry v dosažení očekávaného výsledku. Klíčem k nákupu kvalitního kokosu je kompetentní spolupráce s výrobcem osvědčené značky určitého substrátu. Je také nutné vzít v úvahu skutečnost, že fyzikální a chemické vlastnosti kokosového substrátu se mohou lišit nejen u různých výrobců, ale i v různých šaržích téže společnosti.
Pokud je surovinová směs odlišná, liší se i substráty svými parametry. Jako příklad si můžete všimnout rozdílu ve velikosti zrn. Při stlačení a navlhčení se zrna zmenšují. Je lepší, když je velikost a tvar zrn odlišný, protože se tím nespojí a přispívá to k lepší tvorbě kořenů, zlepšené pórovitosti a odvodnění.
Proto by agronomové před nákupem a zahájením používání měli provést kompletní prohlídku navrhovaného substrátu, jasně porozumět všem pozitivním i negativním vlastnostem a také možnostem optimalizace. Někdy je situace opačná. Provedli výsadbu, zaznamenali negativní projevy na rostlinách a poté provedli komplexní prohlídku.
Chemické vlastnosti substrátu
Faktory, které je třeba zvážit při práci s kokosovým vláknem v hydroponii.
1. Koncentrace a typy solí přirozeně přítomných v kokosovém substrátu.
2. Indikátor CEC je kapacita kationtové výměny.
3. Poměr uhlíku (C:N).
4. Přítomnost fytotoxických sloučenin.
Pojďme se na tyto faktory podívat postupně.
Druhy solí přítomných v kokosovém substrátu.
Substrát může obsahovat velmi velké množství sodných (Na), draselných (K) a (Cl) solí.
Nezpracovaný kokos může obsahovat vysoké hladiny chloridu sodného (NaCl). Mezi příznaky toxicity patří:
– koroze podél okrajů listů;
– rezavé skvrny na listech.
Kokosový substrát se vyznačuje vysokým obsahem koloidů – nekrystalizující látky, která určuje kapacitu kationtové výměny (KVK). Během výměnné absorpce přechází kationt půdního roztoku do pevné fáze substrátu a výměnou za něj se uvolňuje ekvivalentní obsah dalšího kationtu ze složení půdního absorpčního komplexu (PAK).
Koloidní částice jsou záporně nabitá „výměnná místa“, která přitahují kationty. Vzhledem k přítomnosti kationtoměničového komplexu je nutné kokosové vlákno před použitím ošetřit. Komplex je bohatý na draslík a obsahuje také velké množství sodíku. Vápník z živného roztoku se váže a sodík se uvolňuje a může se hromadit v systému.
Dvojmocné kationty (Ca++, Mg++) se absorbují silněji, zatímco jednomocné kationty (K+, Na+, NH4+) se absorbují méně silně.
Aby se zabránilo uvolňování sodíku během vegetačního období, v praxi se vždy nejprve vytvoří pufr z dusičnanu vápenatého. Sodík se také odstraňuje proplachovacím roztokem.
Pokud není kokos správně pufrován, může se na něj vázat (Ca++ a Mg++) a tyto prvky mohou být pro rostlinu nedostupné, dokud není dosaženo rovnováhy. Výměnná „místa“ proto fungují jako rezervní „zásoba“ živin pro doplnění substrátového roztoku.
Fytotoxicita, která se může vyskytnout během rozkladu substrátu ligninu, se snadno eliminuje správně provedenou biodegradací.
Poměr dusíku k uhlíku
C:N – poměr hmotnosti uhlíku k hmotnosti dusíku. Amonifikační bakterie rozkládají složité molekuly bílkovin na jednodušší sloučeniny uvolňováním enzymů do půdy. Pokud půda obsahuje hodně uhlíku, probíhá amonifikace poměrně intenzivně, ale uvolňuje se málo amoniaku, protože přítomnost velkého množství organické hmoty bohaté na uhlík vytváří podmínky pro aktivní rozvoj mikroorganismů, které spotřebovávají amoniakální dusík k tvorbě buněk. Dusík přechází do organické formy buněk, tj. je imobilizován a neuvolňuje se do půdy. V zásadě je poměr hmotnosti uhlíku k hmotnosti dusíku v kokosu 80:1. Optimální poměr je 40:1. Během fermentace kokosu dochází ke stabilitě po 7–8 měsících při pH < 6,0.
Mechanické součásti
V závislosti na budoucím použití a účelu lze rohože určitého provedení skládat mechanickým složením, přičemž požadované složení se volí podle vodně-fyzikálních vlastností. Je velmi důležité, aby při dostatečném množství vody byl její přenos z jedné části do druhé rychlejší než absorpce vody kořeny.
Kokosový substrát je směsí látek různé zrnité konzistence, kokosového prachu a vloček (velmi malých částic), prvků kokosových skořápek a kokosových vláken (dlouhých a tenkých). Každá látka má svou vlastní schopnost zadržovat vodu a poměr vzduchu a vody.
Kokosový substrát s malou frakcí. Rašelinové štěpky – malé částice o velikosti do 1 mm se vyznačují zvýšenou schopností dobře absorbovat a akumulovat vlhkost. Není inertní, má vysokou pufrovací kapacitu pro živiny.
Kokosový substrát střední frakce je vlákno ve formě tenkých nití o délce 1–10 cm. Je nutné vzít v úvahu, že vlákno může být poměrně suché. Zvláštností takového vlákna je neschopnost zadržovat živiny a charakteristická je také nízká pufrovací schopnost. Takové vlákno může snadno vyplavovat rozpustné živiny.
Kokosový substrát s velkou frakcí. Vypadá jako štěpky o délce až 1 cm. Velká frakce se vyznačuje vysokou propustností vzduchu; takový substrát je schopen akumulovat živiny. Například s délkou vláken 6,3 mm, 12,5 mm, 18,9 mm a 70 % složením ze 3 frakcí obsahuje 100% HB až 37 % vzduchu.
Příprava na práci
Promývání a pufrování
Příprava kokosu k práci je dána počáteční koncentrací solí v pracovním materiálu. Je nutné aplikovat kapající roztok 50-75 ml na kapátko. Doba pití je 24 hodin. Při EC nad 4,5-5,0 mS/cm se pro úsporu nákladů na hnojiva provádí první propláchnutí okyselenou osmotickou vodou, EC < 0,5 mS/cm; pH = 5-5,5, maximálně 2,5-3,0 mS/cm.
Účelem pufrování je snížit podíl K+Na+ v CEC (kapacita kationtové výměny) a zvýšit podíl Ca++ a Mg++. Existuje několik doporučení pro pufrování, recept závisí na velikosti CEC.
1) Dusičnan vápenatý – 29 kg/m3 Dusičnan vápenatý – 80 kg/m3
Magnitra – 25 kg/m3 Magnitra – 20 kg/m3
2) Síran hořečnatý 10 kg/m3 EC 1,2; pH 6,0
Úroveň elektrické vodivosti tlumivého roztoku by měla být 1 mS/cm nebo 500–700 ppm, pH – 5,8 až EC 1,0–1,5 mS/cm. Teplota roztoku je asi 20 stupňů.
Poté dochází k nasycení standardním roztokem, který se následně používá podle doporučení pro pěstování plodiny. Dávky 100 ml, doba pití – 24 hodin.
Prvky technologie
První části drenáže z podložky jsou hnědé. Odplaví se třísloviny a jemný prach. Krmení živným roztokem s pH 5,0 pomáhá snížit hnědou drenáž.
Výpočet roztoku pro jeden zavlažovací cyklus
Počáteční data: rohož 32 l; objem vody 50–60 %.
100% HB 32l x 0,6 = 19,2 l.
Vlhkost klesne na 80 %.
Voda na hektar: 3,8×6200 = 24 l + odvodnění.
Přibližná strategie zavlažování
Po výsadbě se provádí 4-5 závlah během 7-10 dnů, dávkami 75 ml. Substrát zůstává co nejvlhčí. Když se kořen objeví na spodní straně rohože, vlhkost, v závislosti na mechanickém složení rohože a plodiny, klesá na 50-60 % pro růst a vývoj kořenového systému.
Bezodtokové období, kdy je povolen odvodnění do 5 %, trvá přibližně 3 týdny. Další principy strategie jsou obecně akceptovány pro práce s nízkoobjemovou technologií. U dokončovací strategie se výrazně snižuje zbytkové množství vody (o 20 %), dusíku a fosforu. Za tímto účelem se 6 týdnů před likvidací podává menší množství vody se sníženým obsahem pH.
