они сыпучи, и в них можно копаться голыми руками, не опасаясь ранений;
они все более или менее гигроскопичны и, таким образом, обеспечивают капиллярное поднятие жидкостей.
Перейдем теперь к описанию отдельных материалов, прошедших испытание в практике. Начнем с субстрата, который в специальной литературе часто указывается в качестве идеального. Поскольку в последнее время его можно приобрести во многих европейских странах, он может представлять интерес также и для нас. Посмотрим же, что говорят в кругах специалистов о "вермикулите".
"Вермикулиты" представляют собой вторичные минералы, которые возникли в результате гидротермических изменений двух видов слюд: биотита и флогопита (аннита). Это водосодержащие магниево-аллюминевые силикаты, встречающиеся большей частью в качестве включений в таких высокосновных породах, как дунит, серпентин и пироксенит, а часто и, наоборот, включающие эти породы. До настоящего времени обнаружены месторождения вермикулита в ЮАР (Трансвааль), Танганьике, США (Колорадо, Монтана), Западной Австралии, СССР (Урал) и Японии.
Сейчас известны уже 17 сортов вермикулита. В качестве приблизительного состава можно указать следующий: 5% AL2O3, Fe2O3, 22% SiO2, 40% H2O2. Вермикулитная руда слоится, как слюды, и окрашена в цвета от темно-желто-коричневого до светло-коричневато-желтого, зеленого или бронзового. Удельный вес породы 2,3 – 2,9, а после расслоения – 0,9. Твердость 1,5, точка плавления около 1360 градусов, содержание воды 4 0 20%. Добыча породы производится в открытых карьерах и в меньшей степени взрывным способом. Породу на месте подвергают грубому размолу и сушат для облегчения дальнейшей переработки. После этого производится размол породы и сортировка по размерам частиц с помощью пневматических устройств. Нагревание руды для ее подсушивания допустимо только на короткое время и не больше чем до 140 градусов, с тем чтобы удалить только свободную, но не конституционную воду, потому что в противном случае уменьшается или вовсе утрачивается способность породы вспучиваться, необходимая для ее расслоения.
Ценность вермикулита заключается в его свойстве увеличиваться в объеме при нагревании почти в 15 раз. Нагревание вызывает превращение химически связанной воды в пар, разделяющие наслоенные друг над другом микроскопические пластинки. При температуре 900-1100 градусов руда доводится до красного накала, но эта температура не должна выдерживаться больше 4-8 секунд. После этого руду так же быстро охлаждают. В результате этих двух процессов она превращается в зернистый, крайне легкий, устойчивый, сыпучий продукт. Такую обработку вермикулита называют расслоением. После обработки конечный продукт приобретает окраску от серебристой до золотистой.
Нижеследующие свойства делают расслоенный вермикулит ценным и объясняют быстрый рост его применения, ограничиваемый только недостаточным его производством: малый вес (1 куб. м весит 100-125 кг), негорючесть, непроницаемость (только 6,2% влаги после содержания при 100%-ной относительной влажности в течение 300 часов), неразрушимость, неразлагаемость, стойкость против насекомых и грызунов и прежде всего изолирующее действие по отношению к теплу, холоду, звуку и электричеству.
Вот полный химический состав южноафриканского вермикулита:
SiO2 – 39,37
TiO2 – 1.25
Al2O2 – 12,08
Fe2O3 – 5,48
FeO – 1,17
MnO – 0,30
MgO – 23,37
CaO – 1,46
Na2O – 0,80
K2O – 2,46
H2O – 11,09*
CO2 – 0,60
P2O5 – 0,15
Li2O – 0,03
BaO – 0,03
Cl – 0,02
SO3 – 0,02
S – 0,18
* при 105C
Из этого технического описания мы можем сделать вывод, что расслоенный вермикулит представляет собой идеальный материал в качестве субстрата для выращивания растений без почвы: он химически инертен, сыпуч, хорошо поглощает воду и прекрасно сохраняет структуру. По данным практики США, он может применяться для выращивания растений без всякой предварительной обработки.
В настоящее время в Европе предпочтение отдается крупнозернистой пемзе и пенистой лаве. Речь идет об изверженных породах, несколько похожих на губку и обладающих вследствие этого исключительно высокой поглотительной способностью. Обе породы обладают стойкой структурой и сыпучи, но их химические свойства не идеальны. Они содержат довольно много свободной извести и другие соединения, которые в последующем очень охотно вступают в нежелательные обменные реакции с питательным раствором. При этом различные важные составные части питательного раствора переходят в такую форму, в которой они уже не могут поглощаться растениями.
Однако устранить эти недостатки можно путем очень простых операций. Так, например, мы можем промыть гравий из пемзы сильно разведенной серной кислоты до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков газа. После этого гравий, из которого удалена известь, оставляют на много часов в чистой воде, после чего тщательно промывают в проточной воде. По окончание промывки такой гравий может применяться без всякого опасения.
Другим методом обезвреживания гравия является выдерживание его в течение суток в растворе суперфосфата в кипяченой воде (750 г суперфосфата на 10 л воды). Через сутки избыток раствора сливают, а гравий промывают чистой водой, чем и заканчивается его обработка.
Во многих районах можно без труда приобрести термозит (доменный шлак), который после специальной обработки также может использоваться в качестве субстрата. Что представляет собой термозит? Он приготавливается из шлака доменных печей, жидкого побочного продукта выплавки чугуна, превращаемого действием водяного пара в гравиеподобный, высокопористый материал.
К сожалению, термозит имеет еще более высокую щелочность, чем пемза или пенистая лава (до 43% CaO). Несмотря на это, его можно подготовить так же, как и пемзу, но только в этом случае нужно быть еще более тщательным, чтобы полностью удалить известь из субстрата. Преимуществом термозита является его низкая стоимость, весьма выгодно отличающая от ранее упоминавшихся материалов. По тем же причинам следует уделить особое внимание каменноугольным шлакам, которые можно приобрести по очень низкой цене.
Для рентабельности промышленных беспочвенных установок в большинстве случаев стоимость культурального субстрата является значительным бременем. Поэтому вполне естественно, что поиски дешевых заменителей пемзы и подобных ей материалов начались уже давно. Подходящие шлаки представляют собой такие заменители, которые оказались полноценными во всех отношениях. Цветоводам-любителям повезло в том отношении, что они могут воспользоваться опытом, уже накопленным в производственных условиях.
Пригодными для использования являются хорошо прокаленные каменноугольные или коксовые шлаки; все другие сорта шлаков (например, шлак бурого угля) вообще непригодны для этой цели.
Необходимое количество шлака тщательно очищают от постороннего мусора и затем механически измельчают.
При большой потребности производственных установок в субстрате, для измельчения шлака большей частью пользуются камнедробильными машинами, но мы вполне обойдемся простой трамбовкой и кувалдой. Из измельченного субстрата нам необходимо отобрать фракции с диаметром частиц 0-15 мм, и здесь нашими помощниками будут сита с соответствующим диаметром отверстий. После этого проверяют, не нуждается ли субстрат в предварительной химической обработке.
Рис. 26. Приготовление неорганического субстрата: I – крупные агрегаты измельчаются трамбовкой и кувалдой; II – измельченный субстрат разделяют на фракции на грохоте или решетах; III – нужные фракции субстрата выдерживают в разведенной серной кислоте для удаления щелочей и стерилизуют перекисью марганца; IV – перед употреблением субстрат тщательно промывают водой.
Между двумя видами шлаков может иметься довольно большая разница, особенно в отношении их пригодности для выращивания растений без почвы. Исходный материал, температура горения и другие факторы играют важную роль. Очень часто оказывается необходимой предварительная обработка шлака для удаления из него ядовитых веществ, прежде всего соединений серы и, конечно, извести.