Не следует забывать, что вода необходимо не только в качестве растворителя и транспортного средства, она служит также и в качестве питательного вещества при построении растения и, кроме того, выполняет иные разнообразные фитофизиологические задачи (например, способствует набуханию коллоидов и т.д.) Ни одно растение не способно расти без воды, и вообще жизнь без нее невозможна. Недостаток почвенной влаги может очень значительно снизить урожай.
Рис. 25. Слева – сплывание почвы препятствует проникновению кислорода к корням; справа – при рыхлом верхнем слое почвы кислород легко проникает к корням.
Теперь о почвенном воздухе. Он должен, по-видимому, играть довольно большую роль, потому что мы всегда стремимся путем обработки почвы способствовать ее аэрации. Это вполне понятно, если учитывать, что каждое живое существо дышит и, следовательно, требует кислорода. Это, естественно, относится не только к корням растений и запасающим органам (клубни, луковицы и т.д.). Но также и к другим организмам в почве. Если поверхность почвы сплывается так, что затрудняется нормальный воздухообмен, или же, если избыточная вода в почве вытесняет почвенный воздух, тогда волей-неволей подземные части растений страдают от недостатка кислорода. Животные организмы, населяющие почву, в этом случае могут конкурировать с культурными растениями в отношении потребления кислорода. Поэтому мы всегда должны заботиться о том, чтобы и подземные части растений были в изобилии снабжены кислородом.
Мы очень кратко обсудили, как должна выглядеть спелая почва, в которой растения, видимо, должны развиваться наилучшим образом, или какой должна быть плодородная почва. Из всего вышесказанного можно сделать вывод об условиях, необходимых для выращивания полноценных растений также и без почвы.
Прежде всего, каждое растение требует местообитания, в котором оно может закрепится корнями. И здесь совершенно все равно, будут ли находится корни в массе рисовой шелухи, гравия, торфяной крошки или каменоугольного шлака. Субстрат выполняет лишь физическую роль и ничего общего с питанием растения не имеет. Для этого служит так называемый питательный раствор.
Питательный раствор, как естественный источник питания растений, должен содержать все соединения, которые необходимы растению для пышного роста и плодоношения в нужной форме, достаточной концентрации и в должных соотношениях. Бесчисленные опыты с питательными растворами позволили настолько хорошо выяснить потребности известных культурных растений, что мы теперь можем составлять рецепты питательных растворов. Периодическое возобновление раствора и регулярное его контролирование и пополнение убыли отдельных компонентов позволяет обеспечить полноценное питание нашим питомцам.
Микроорганизмы, населяющие естественную почву, совершенно излишни при выращивании растений без почвы благодаря использованию готового питательного раствора. Из него растения получают всю пищу в уже усвояемой форме и нет необходимости в ее переработке. Природа того или другого искусственного субстрата не нуждается ни в каком воздействии со стороны почвенных микроорганизмов. (В естественной почве мы весьма благодарны обитающим в почве организмам за образование так называемых почвенных агрегатов.) Таким образом, мы можем выбирать материалы, которые после соответствующей предварительной обработки по своей структуре будут отвечать структуре спелой почвы (50% твердых частиц, 50% пористого пространства).
Этим мы уже обеспечиваем довольно хорошее снабжение зоны роста корней кислородом, причем благодаря способу подачи питательного раствора – а с этим мы познакомимся ниже – мы можем добиться действительно оптимального снабжения воздухом.
Обобщая сказанное, мы констатируем, что растения можно выращивать без всякой почвы. Нужно только уметь наблюдать и имитировать процессы, происходящие в почве. Если мы сможем обеспечивать наших питомцев всем тем, что имеется в плодородной почве, то мы достигнем той же цели – пышного роста здоровых растений.
Почему может прекратиться рост растений
Если это случится, то сразу же следует вспомнить о "законе минимума". Что же под этим подразумевается?
Позволим себе здесь небольшое отступление и мысленно представим прогулку семьи с маленькими и более взрослыми детьми. Семья двигается довольно медленно вперед, потому что короткие ноги детишек волей-неволей определяют темп движения. Немного фантазии и мы сумеем сформулировать закон: скорость движения семьи ограничивается ногами младшего ребенка – он является лимитирующим фактором!
При развитии растений играют роль аналогичные обстоятельства. Развитие того или иного растения определяется не факторами роста, имеющимся в оптимальном количестве, а теми, которых недостает, которые, следовательно, оказываются в минимуме. По этой причине даже наилучшие удобрения и орошение ничего не дадут, если попытаться выращивать какое-то светолюбивое растение в темноте...
То обстоятельство, что фактор роста, имеющийся в недостаточном количестве, определяет границы развития растения даже при наличии оптимальных количеств других факторов и называют "законом Минимума".
Один умный и обладавший чувством юмора садовник учил своих учеников всегда помнить о пяти буквах, если они хотят, чтобы растения росли. Он имел в виду заглавные буквы названий факторов, имеющих решающее значений для роста растений: света, воды, воздуха, тепла и питания. Если растение обеспечено всеми этими факторами, оно может полностью проявить себя, то есть его рост будет наиболее пышным.
Пользуясь методом выращивания растений без почвы, мы можем непосредственно влиять на обеспечение растений водой, питанием и при известном навыке приблизить его к оптимальному. Однако мы никогда не должны забывать также и об остальных факторах – свете, воздухе тепле и, насколько это возможно, будем учитывать особые потребности отдельных декоративных и полезных растений. Эти факторы не должны быть лимитирующими. Для более детального ознакомления с этими вопросами имеется много хорошей литературы.
Приобретение и подготовка оборудования для опытов
Малые причины – большие последствия! – таков лейтмотив этого раздела. У нас имеются все основания, чтобы добросовестно подготовиться к своим опытам и с самого начала исключить все источники возможных неудач. Крайне досадно прекращать хорошо начатый опыт, не добившись результатов, только потому, что не было обращено достаточного внимания на какую-то "мелочь". О сосудах для опытов не следует говорить много. Их размеры и форма могут быть совершенно произвольными. Конечно, они должны совершенно не пропускать воды и не должны каким бы то ни было образом влиять на свойства питательного раствора. Следовательно, не допустимо, чтобы стенки сосудов выделяли какие-нибудь вещества или поглощали что-либо из раствора. Большое разнообразие материалов, из которых могут быть изготовлены опытные сосуды (металлы, пластмасса, керамика, фарфор, бетон и пр.), заставляет дать один вполне оправданный совет: Каждый сосуд следует покрыть изоляционным слоем в местах соприкосновения его поверхности с питательным раствором. Двойное покрытие хорошей битумной краской полностью отвечает цели и исключает неприятные неожиданности. Однако в этом случае нельзя путать битумную краску с часто очень похожими на нее препаратами из каменноугольной смолы, содержащие ядовитые для растений вещества.
Земляные выемки, деревянные корыта и другие резервуары можно сделать водонепроницаемыми при помощи пластиковых пленок. Многие цветоводы-любители и овощеводы-производственники пользуются земляными выемками для выращивания растений, и эти выемки полностью оправдывают себя при условии, что для их облицовки применялись пленки, не содержащие фенолов. Дело в том, что некоторые из пластических пленок при соприкосновении с питательным раствором выделяют ядовитые для растений вещества. По этой причине приходится постоянно рекомендовать при покупке пленки указывать ее целевое назначение. В этом случае вам предложат наиболее подходящий тип пленки.
Культуральный субстрат, в котором будут укореняться растения, нужно выбирать весьма тщательно и при необходимости подвергать его предварительной обработке. В последние годы изучалась пригодность для этого ряда материалов, многие из которых были сочтены подходящими. Мы рассмотрим лишь важнейшие из них, уже получившие широкое распространение.
Принципиально можно констатировать, что все используемые культурные субстраты отличаются следующими качествами:
они химически нейтральны и, таким образом, никак не влияют на свойства и на химический состав питательного раствора;
