Когда люди начали выращивать растения в горшках, то они быстро обнаружили, что обыкновенная садовая почва не является для этого наилучшим субстратом.

Садовая почва слишком тяжела для горшка и не обеспечивает правильный дренаж и аэрацию. Это приводит к переувлажнению и гибели растения от недостатка кислорода в почве и от гниения корней.

Поэтому в течение столетий растениеводы использовали смеси для горшков, включающие торф, песок, листовую почву, компосты и другие ингредиенты.

Смеси на основе почвы и Институт Джона Иннеса (ИДИ)

В 30-е годы XX века в Англии работники Института Джона Иннеса (John Innes Horticultural Institute) сформулировали требования к смеси для контейнеров и изучили различные комбинации ингредиентов. Главной их целью было создание единой смеси, которая с небольшими модификациями могла бы быть использована для широкого спектра растений.

Результатом исследований ИДИ стала сформулированная рецептура двух смесей для контейнеров, которые получили название «Компосты Джона Иннеса» (J. I. Composts); одна смесь - для выращивания сеянцев, и другая - для взрослых растений.

Смесь ИДИ для сеянцев:

- 7 частей (по объёму) перепревшей дерновой почвы;

- 3 1/2 части торфа;

- 3 1/2 части крупнозернистого песка.

На каждый кубометр смеси для сеянцев рекомендовалось добавить килограмм суперфосфата (содержание фосфора 18%) и полкилограмма мела (карбоната кальция). Мел добавляется, чтобы снизить кислотность смеси из-за присутствия торфа.

Смесь ИДИ для взрослых растений:

- 7 частей (по объёму) перепревшей дерновой почвы;

- 3 части торфа;

- 2 части крупнозернистого песка.

На каждый кубометр смеси для взрослых растений рекомендовалось добавить килограмм перемолотых рогов и копыт (hoof and horn meal, 13% медленновыделяющегося азота), килограм суперфосфата (содержание фосфора 18%), полкилограмма сульфата калия (48% калия) и полкилограмма мела (карбоната кальция).

Дерновая почва для смесей ИДИ приготавливалась из верхних слоёв (10-15 см) дёрна на лугах и пастбищах, с корнями и стеблями травы и других растений. Такая почва, как правило, содержала не более 30% глины. Дёрн складывался в кучи до полного компостирования, после чего стерилизовался паром, чтобы убить споры болезней и семена сорняков.

Недостатки смесей на основе почвы

Смеси на основе почвы, в том числе и смеси ИДИ, имели много недостатков, затрудняющих их использование в промышленном цветоводстве.

Во-первых, состав смесей был непостоянным из-за различного состава почвы в различных местах. На смеси, приготовленной в одном цветоводческом хозяйстве, цветы росли хуже, чем на такой же по рецепту смеси, приготовленной в другом цветоводческом хозяйстве. Однако, промышленное цветоводство требует предсказуемости.

Во-вторых, складирование дёрна в кучи, компостирование и стерилизация его паром требовали места, времени и высоких трудозатрат.

В третьих, во многих районах США (в частности, в Калифорнии), мало влажных лугов для сбора дёрна - его пришлось бы ввозить из удалённых мест.

Тогда исследователи стали задавать вопрос: а нужна ли вообще почва для выращивания растений?

По одному из определений, почва – это верхний плодородный слой земли, на котором могут расти растения. По этому определению, песок и торф – это не почва, потому что в «чистом» (без питательных веществ) песке или торфе растения расти не могут. Но при искуственном добавлении питательных веществ беспочвенные смеси могут быть субстратом для выращивания растений.

Оказалось, что такой подход имеет много преимуществ, что и привело к успеху смесей на основе торфа.

Торф

Российские почвоведы подразделяют торф на три категории – верховой, переходный и низинный. Существуют также особые виды торфа – известковистый, охристый и вивианитовый, которые не рекомендуются для контейнерных смесей.

Низинный торф имеет тёмный цвет, высокую степень разложения, слабокислую или нейтральную реакцию (pH 5-7) и относительно большое количество минеральных веществ. Торфяники низинного типа увлажняются в основном грунтовыми водами, которые часто содержат много кальция. Большинство торфяников в России относится к низинному типу.

Верховой торф имеет светло-коричневую окраску, слабую степень разложения, очень кислую реакцию (pH 2.8-3.4) и практически не содержит питательных веществ. Верховые болота увлажняются в основном за счет осадков и зарастают мхом сфагнумом, который и образует верховой торф. Существуют огромные залежи верхового торфа в Канаде и, поменьше, в северной Европе.

Торф низинного типа имеет плохие физические свойства для контейнерных смесей, так как при высокой влажности в нём создаётся не благоприятное для корней растений соотношение воды и воздуха.

Сфагнумный торф верхового типа, наоборот, обладает уникальными свойствами, делающими его незаменимым для контейнерных смесей. Он хорошо пропускает воздух и одновременно удерживает воду. Верховой торф может удерживать большое количество воды - в восемь раз превосходящее вес сухого торфа.

Свежедобытый торф стерилен, не содержат никаких грибков или микроорганизмов, поэтому он не требует стерилизации паром.

Беспочвенные смеси Университета Калифорнии (УК)

В 1950-е годы сотрудники Университета Калифорнии (University of California) провели основательное исследование с целью найти оптимальный состав беспочвенной контейнерной смеси высокой надёжности (reliability). Под надёжностью они понимали возможность точно воспроизводить смесь с требуемыми физическими и химическими характеристиками в любом месте земного шара, независимо от источника местных ингредиентов.

В этом проекте принимали участие сотрудники отделения УК в Беркли (U.C.Berkeley) и сотрудники отделения УК в Девисе (U.C. Davis).

В результате учёные сформулировали несколько смесей на основе мелкозернистого песка и верхового торфа с добавлением смеси удобрений, гипса и извести.

Выбор мелкозернистого песка вместо крупнозернистого был нововведением. Предшественники калифорнийских учёных использовали крупнозернистый песок для повышения общей воздухопроницаемости смеси. Крупнозернистый песок также использовался в гидропонике, ставшей популярной в те годы.

Калифорнийские учёные установили, что смесь мелкозернистого песка и торфа приближается к идеальной почве (так называемому лоаму (loam)) в способности удерживать воду и питательные вещества - в отличие от гидропонных смесей на основе крупнозернистого песка, которые требовали постоянного полива смесью с удобрениями.

Спектр смесей УК для разных растений варьировался от чистого мелкозернистого песка с удобрениями (Смесь A) до чистого верхового торфа с удобрениями(смесь E), включая смеси B , C и D с соотношениями песка к торфу 75/25, 50/50 и 25/75 соответственно. Чистый песок применялся редко, чистый торф применялся только для азалий. Смесь В (75% песка / 25% торфа) применялась для делянок закрытого грунта. Самой широко используемой была смесь C (50% песка / 50% торфа).

Было разработано 30 основных рецептов смесей удобрений (по шесть рецептов для каждой из основных смесей A -Е) и 12 рецептов жидких подкормок.

Например, рецепт удобрения 2 C на один кубометр смеси C выглядел так:

- 1,5 кг муки из рогов и копыт (hoof and horn meal) или кровяной муки (blood meal);

- 0,150 кг нитрата калия;

- 0,150 кг сульфата калия;

- 1,5 кг одинарного суперфосфата (содержание фосфора 18%);

- 4,5 кг доломитной извести (dolomite lime), содержащей как карбонат кальция, так и карбонат магния;

- 1,5 кг обычной извести, содержащей только карбонат кальция.

Мука из рогов и копыт содержит белок кератин, который при разложении медленно (за пару месяцев) выделяет соединения азота. Кровяная мука выделяет азот гораздо быстрее, что может обжечь растение. Смесь рекомендовалось приготавливать не более чем за неделю до посадки растений, иначе кровяная мука могла разложиться.

Удобрение 1С для укоренения черенков содержало все ингредиенты удобрения 2С, кроме муки из рогов и копыт и кровяной муки.

Удобрение 3С для быстрого роста зелёной массы тоже являлось модификацией удобрения 2С, но количество муки из рогов и копыт (или кровяной муки) увеличивалось вдвое.

Удобрения 4С, 5С и 6С совпадали с удобрениями 1С, 2С, и 3С за исключением удаления нитрата калия, источника быстродоступного для растений азота.

Улучшения смесей УК в Сассекском Исследовательском Институте Тепличных Культур (СИИТК)

Когда многие цветоводческие хозяйства попробовали применять смеси Университета Калифорнии, они обнаружили их недостатки. Например, мука из рогов и копыт при некоторых условиях (pH, уровень фосфатов, уровень освещения) разлагалась слишком быстро и могла отравить растения высоким уровнем свободного аммония и нитритов. Это происходило из-за чересчур быстрого действия почвенных микроорганизмов, разлагающих белок кератин (основу рогов и копыт) в соединения аммония (NH 3 +), затем в нитриты (NO 2 -) и затем в нитраты (NO 3 -). Растения могут усваивать только нитраты (NO 3 -), а высокий уровень нитритов (NO 2 -) их отравляет.

Сотрудники Исследовательского Института Тепличных Культур в городе Литлхемптон, графства Сассекс в Англии (Glasshouse Crops Research Institute, Littlehampton, Sussex, England), предложили улучшить смеси УК.

Во-первых, вместо муки из рогов и копыт они предложили использовать медленнодействующий формальдегид мочевины.

Во-вторых, сотрудники СИИТК обратили внимание, что в некоторых случаях растения на смесях УК испытывают голод от недостатка микроэлементов (бора, меди, железа, марганца, молибдена и цинка) и предложили добавить в их состав смесь солей микроэлементов.

Но примерно в то же время цветоводам стали доступны новые материалы (перлит и вермикулит), и исследователи стали пробовать их в составе контейерных смесей.

Перлит и вермикулит

Перлит – это пористый крупнозернистый материал белого цвета, получаемый с помощью быстрого нагревания естественного вулканического стекла обсидиана до 1200C .

Вермикулит – естественный материал серо-желтоватого цвета, который после быстрого нагревания до 700-1000C превращается в воздушные, очень пористые хлопья. Вермикулит медленно разлагается в почве.

Как и торф, перлит и вермикулит стерильны после производства, не имеют болезнетворных спор.

Перлит не содержит никаких питательных веществ, вермикулит содержит немного магния и калия.

И перлит, и вермикулит имеют очень малую плотность; перлит плавает по верху контейнера после обильного полива.

Перлит имеет нейтральную реакцию (pH 7), вермикулит - слабощелочную. Вермикулит нельзя применять для гербер и примул, так как это может уменьшить их цветение.

Смеси Корнельского Университета

Наиболее популярные в наше время смеси для контейнерных растений были сформулированы в 1970-х годах на основе исследований сотрудников кафедры Цветоводства и Овощных культур Корнельского Университета Дж.В. Будли и Р. Шелдрейка в городе Итака, штат Нью-Йорк (J . W . Boodley, R. Sheldrake, Departments of Floriculture and Vegetable Crops at Cornell University, Ithaca, NY). Основой для смесей КУ был торф, перлит и вермикулит.

По словам Будли: «Мы пытались найти стандартные смеси, которые мог бы сделать каждый. Также мы старались избежать необходимость стерилизации смесей паром и хотели сделать смеси легче по весу. Бушель песка весит 100 фунтов, бушель торфа весит всего лишь 8 фунтов. Именно из-за лёгкости наших смесей мы назвали их “ Peat - Lite Mixes ” (от слов peat – «торф», lite – light – «лёгкая» и mixes – «смеси»).

Лёгкость смесей Корнельского Университета является одновременно и достоинством, и недостатком. Действительно, мешки и контейнеры с этими смесями легче носить. Но, с другой стороны, если нужно вырастить тысячи высоких деревьев в Корнельских смесях, то контейнеры с ними будут часто падать (деревца будут сбиваться ветром). Контейнеры со смесями Университета Калифорнии на основе тяжёлого песка гораздо более устойчивы.

Смесь A состоит из:

- 1/2 кубометра верхового торфа;

- 1/2 кубометра перлита;

- 6 кг доломитной извести;

- 2,4 кг нитрата аммония;

- 1,5 кг суперфосфата;

- 0,3 кг хлористого калия.

Смесь B аналогична смеси A , только вместо перлита применяется вермикулит, а хлористый калий не используется (вермикулит содержит достаточно калия для растений).

В вариации смеси для сеянцев, чувствительных к хлористому калию, вместо него используется нитрат калия:

- 1/2 кубометра верхового торфа;

- 1/2 кубометра перлита или вермикулита;

- 6 кг доломитной извести;

- 1,2 кг суперфосфата;

- 0,3 кг нитрата кальция;

- 0,3 кг нитрата калия.

В коммерческие смеси на основе корнельских добавляют химикат для повышения их смачиваемости. Дело в том, что сухой верховой торф трудно намочить - он отталкивает воду, хотя мокрый торф, наоборот, впитывает ещё больше воды. Большинство производителей добавляет также смесь микроэлементов, которых не хватает во всех беспочвенных контейнерных смесях.

Следует особо подчеркнуть использование доломитной извести (смеси карбоната кальция и карбоната магния) в смесях с большим содержанием торфа и без песка. Доломитная известь необходима для всех растений, кроме, пожалуй, азалий.

Я как-то приготовил смесь из 50% торфа и 50% перлита с удобрениями и забыл добавить известь. Посадил в эту смесь молодую камелию. Несмотря на то, что камелия – растение кислой почвы, моя камелия спустя некоторое время начала страдать от чрезмерной кислотности и недостатка кальция (молодые листья были очень маленькими и впоследствие засохли). Кислотность этой смеси оказалась около pH 4, что гораздо ниже необходимой для камелий кислотности ( pH 5-6). Напомню, что шкала кислотности – логарифмическая, т.е. разница pH на единицу означает разницу в концентрации ионов кислотности H + в десять раз!

По словам Будли, несколько десятков фирм изготавливают смеси на базе смесей Корнельского университета. «Когда мы только сформулировали смесь, мы ходили к университетским юристам, надеясь запатентовать смесь для университета, но они этого не сделали. Если бы мы получили хотя бы один цент с каждого проданного с тех пор мешка смеси, я бы стал мультимиллионером», - говорил Будли с улыбкой.

Другие компоненты и смеси

В беспочвенных смесях вместо торфа может быть использована перемолотая компостированная древесная кора. Этот материал очень популярен для смесей в Великобритании и Австралии. Кора разлагается медленнее торфа и содержит вещества, препятствующие грибковым заболеваниям корней растений, включая фитофтору.

Кора хвойных деревьев более кислая, чем кора широколиственных деревьев, и поэтому требует добавления большего количества извести.

Примерами смесей для контейнерных растений на базе коры являются смеси Университета Оклахомы, подобные смесям Корнельского университета, но с корой деревьев вместо торфа.

Другим примером смеси является популярная « Ciardella ’ s Mix » - 40% коры лиственных деревьев, 20% верхового торфа, 20% песка, 20% красного гравия окаменевшей лавы.

При разложении кора потребляет азот, поэтому в смеси, изготовленные на базе коры деревьев, важно регулярно добавлять азотные удобрения.

Свежая, некомпостированная древесная кора является совершенно незаменимым материалом для контейнерных рододендронов и орхидей – растений, требующих кислой и очень проветриваемой почвы, в которой никогда не скапливается много воды.

Популярная смесь для рододендронов состоит из 75% перемолотой (на кусочки по 3-10 мм) коры хвойных деревьев и 25% гравия окаменевшей лавы.

Гравий окаменевшей лавы ярко-красного цвета, он повышает воздухопроницаемость смеси.

Иногда смеси для контейнерных растений составляют с более нетрадиционными компонентами – рисовой шелухой, компостированными опилками, корой эвкалиптов, шелухой плодов какао и даже с пенопластом.

Особые материалы используются для японских бонсаи и китайских пенджингов (миниатюрных ландшафтов) – пемза, акадама, гранитный гравий.

Важно понимать, что идеальной смеси не бывает.

Успех или неудача с использованием конкретной смеси для контейнерных растений зависит и от применяемой цветоводом агротехники. Например, если используется пористая смесь и полив растения недостаточный, то оно будет страдать от сухости. А если используется тяжёлая смесь с обильным поливом – то растение может погибнуть от переувлажнения.

Каждый цветовод может проанализировать свои собственные требования к смеси для имеющихся растений и затем, методом проб и ошибок, создать идеальную для своих условий смесь.