Химические свойства субстратов

В агрессивной среде питательного раствора под действием продуктов жизнедеятельности растений и микрофлоры минеральные субстраты (керамзит, аглопорит, перлит) подвержены глубоким физическим и физико-химическим изменениям.
Анализируя полученные данные (табл. 1), следует отметить, что наибольшее содержание SiO2 было в аглопорите 78,45% и перлите - 75,26%, наименьшее его количество отмечено в минеральной вате - 46,04%.

Таблица 1 – Химический состав субстратов

Больше всего алюминия (16,87%) содержалось в керамзите, наименьшее его количество (7,80%) определено в аглопорите. Известно, что алюминий при рН менее 5 становится подвижным и при высокой концентрации может токсически действовать на корни растения, вызывая их быстрое старение, что в конечном итоге приводит к снижению урожая.

Молекулярные отношения SiO2/Al2O3 в исследуемом керамзите составляют 3,40, в перлите - 6,12, аглопорите -10,06, минеральной ваге - 3,724.

Аморфная SiO2 на поверхности частиц в присутствии органических комплексообразователей, по-видимому, становится подвижной, но при взаимодействии с ионами алюминия возможно выпадение ее в осадок. Некоторыми исследователями установлено увеличение содержания SiО2 в корнях и в надземной части растений при выращивании их на одном и том же почвозаменителе. Обогащение искусственных корнеобитаемых сред SiO2 при длительном выращивании растений имеет некоторое сходство с подзолообразовательным процессом. Поэтому в процессе регенерации субстратов необходимо использовать 0,2%-й раствор КОН, который активно удаляет из почвозаменителя аморфную SiO2.

Воздействие корневых систем растений на субстраты слагается из двух основных составляющих - механической и химико-биологической, причем вторая составляющая является ведущей. Корневые выделения растений и продукты жизнедеятельности микроорганизмов содержат минеральные и органические кислоты, а также витамины, углеводы и другие соединения, которые обладают хелатирующими свойствами. Эти вещества активно извлекают из пород и минералов Al, Fe, Mn и другие элементы, образуя с ними хелаты, которые благодаря подвижности доступны растениям.

Установлено, что в процессе длительного использования керамзита в нем накапливается фосфат кальция. Выпадение фосфатов кальция в виде нерастворимой пленки связано с изменением рН в сторону подщелачивания, что, вероятно, зависит от выхода ионов калия из оболочки субстрата, а также образования пленки фосфатов железа и алюминия. Пленка фосфатов защищает алюмосиликатную часть субстрата от разрушения. После образования фосфатной пленки рН в керамзите под действием питательного раствора не изменяется. Химическая стабильность и благоприятные водно-воздушные свойства позволяют широко использовать "сельскохозяйственный" керамзит в качестве корнеобитаемой среды.

Результаты эксперимента (см. табл. 1) свидетельствуют, что больше всего Fe2O, содержалось в керамзите (10,54%) и минеральной вате (9,54%), в то время как в перлите его находилось только 2,31%. Максимальное содержание Р2О5 (0,31%) отмечено в составе минеральной ваты, в перлите она не обнаружена вовсе. Отдельные авторы указывают, что в дробленом керамзите образовывается вивианит, что создает для растений резерв Fe2+ и РО4 3- и положительно сказывается на урожайности. На дробленом керамзите по сравнению с недробленым растения томатов имеют темно-зеленую окраску листьев и дают более высокий урожай.