Substrát představuje nepostradatelný prvek při pěstování jakékoliv kultury. I v bezpůdních systémech pracujeme se substráty – inertními. Ty sice nedodávají rostlinám živiny, ale zabezpečují uchycení kořenové soustavy a také zadržují vodu s dodávanými živinami.
Asi od 70. let minulého století se postupně začínají rozšiřovat právě substráty inertní, využitelné v hydroponických systémech. Jejich výhodou je, že nepotřebují dezinfekci jako půdní substráty, obvykle jsou také lehčí (nižší objemová hmotnost) a tedy snadněji manipulovatelné a vykazují mnohem vyrovnanější vlastnosti. Využití standardizovaných substrátů také příznivě podporuje další rozvoj automatizace výroby (výsevní linky, hrnkovací stroje apod.) a v důsledku vede k zefektivnění produkce.
Parametry substrátů
Pěstební substrát musí vykazovat některé základní parametry, aby mohl dobře sloužit svému účelu a nezpůsoboval nežádoucí poškození kultury. Jde o pH reakci, která by měla ležet ve slabě kyselé oblasti (5,8 – 6,8 pH) pro většinu pěstovaných rostlin. Tak je zajištěno, že všechny potřebné živiny budou dobře přijatelné. Další důležitá vlastnost je vododržnost. Substráty, které mají malou nebo žádnou schopnost vodu zadržet lze používat samostatně jen v omezené míře, spíše slouží jako doplněk k přípravě směsi (například písek nebo polystyren).
Struktura substrátu určuje podíl pevné, kapalné a plynné fáze a tudíž je značně důležitá pro vyrovnaný režim aerobního prostředí se zajištěnou výměnou plynů s atmosférou. Jak je obecně známo, dostatek kyslíku potřebují pro svůj vývoj kořeny rostlin. Z tabulky je patrná situace, ke které dochází v sadbovačích. Jde o nízký obsah vzduchu. Lze konstatovat, že čím větší je pěstební nádoba, tím vyrovnanější režim v substrátu můžeme zajistit a tím je nižší riziko poškození kořenů. Nízké, typicky ploché nádoby - například výsevní misky, vykazují slabou schopnost zajistit dostatečné provzdušnění rostlinám.
Neposledním, také velmi podstatným kritériem, je zdravotní hledisko. Substrát musí být prostý choroboplodných zárodků, semen plevelů a škůdců. V opačném případě nese jeho použití další zbytečné a neekonomické výdaje.
Tab. Podíl vody a vzduchu v různých pěstebních nádobách
Nádoba Hrnek
10 cm Hrnek
15 cm Hrnek
20 cm Sadbovač
buňka 15 ml
Substrát 1 ornice : 1 písek : 1 rašelina
voda (%) 51 47 45 54
vzduch (%) 3 7 10 0,5
Substrát 1 rašelina : 1 perlit
voda (%) 75 68 64 85
vzduch (%) 12 19 23 2
Substrát 3 kůra : 1 písek : 1 rašelina
voda (%) 58 52 49 67
vzduch (%) 13 19 22 4
Zdroj: W.Fonteno, Universita Severní Karolína
Složky substrátů
Ornice obvykle slouží jako výchozí složka pro přípravu různých směsí. Cenově je sice dostupná, ale může být problematická z hlediska kvality, vyrovnanosti a zdravotního stavu. Nejvyšší náklad představuje přeprava.
Rašelina nejčastěji v podobě bílé rašeliny, která je nejméně rozložená, je ideálním výchozím materiálem. Je schopna zadržet až 60 % vody vzhledem ke svému objemu. Pro úpravu kyselé pH reakce je třeba dodat asi 8 – 20 kg mletého vápence na 1 m3. Černá rašelina, která vzniká silným rozložením zbytků rašeliníku, má nižší vododržnost. Také pH reakce může být u ní méně kyselá. Někdy uvolňuje více amoniaku, což poškozuje semenáčky nebo citlivé druhy rostlin.
Kůra – hlavně kůra borovice nahrazuje svými vlastnostmi rašelinu. Je cenově dostupnější. Po prvotní úpravě velikosti a částečném rozložení je použitelná v zahradnictví. Kompostování také zajistí zvýšení sorpční kapacity kůry až desetinásobně a současně pomáhá likvidovat choroboplodné zárodky. Nejvhodnější velikostní frakce pro hrnkové kultury je okolo 10 mm, pro vylepšování pěstebních záhonů je doporučován rozměr 10 – 20 mm.
Kokosová vlákna jsou moderním materiálem s výbornou vododržností. Získávají se s obalů kokosových ořechů (z měkkého mezokarpu). Delší vlákna se využívají v mnoha průmyslových aplikacích a zbytek je určen pro pěstování rostlin. Z této drti se lisují různé brikety nebo pěstební bloky. Před prvním použitím vyžaduje materiál důkladné namáčení, nejlépe přes noc. Přitom dochází k 5 až 10násobnému zvětšení objemu. Fyzikální a chemické vlastnosti jsou srovnatelné s rašelinou, kokosová vlákna však mají oproti rašelině výhodu – při vyschnutí snadno znovu absorbují vodu, zatímco rašelina vykazuje až hydrofobní vlastnosti. pH reakce je mezi 5 – 7, sorpční kapacita je mírně vyšší než u rašeliny. Poměr C : N je 80 : 1. Příklad vhodné směsi může být 30 % kokosových vláken, 30 – 40 % kůry a zbývající podíl perlit.
Piliny vyžadují kompostování, které odstraní inhibiční fenolické látky. Pokud rozklad probíhá ve vysokých vrstvách pilin za nepřístupu kyslíku, může hrozit riziko poškození rostlin z vytvořených kyselých složek. Poměr C : N je asi 1000 : 1, musíme tedy dodávat dusík. Také přidáváme mletý vápenec pro úpravu pH. Optimálně rozložené piliny jsou granulovité struktury a hnědavé barvy. Pro přípravu substrátů se používají méně, protože velmi rychle podléhají rozkladu a mění tak původní vlastnosti namíchaného substrátu.
Vermikulit je těžený minerál křemičitanové povahy. Je lehký, z původní hmotnosti 1 kg/l po expanzi a úpravě do substrátů klesá objemová hmotnost na desetinu. Vermikulit je proto výborným vylehčujícím materiálem s vysokou schopností zadržovat vodu a živiny. Sám o sobě je zdrojem draslíku, hořčíku a vápníku. pH reakce je neutrální, ale u afrického Palabora dosahuje až 9 pH. Především pro hydroponii je vítanou složkou substrátů. Uplatňuje se v průměru jako 20 – 50% podíl do směsí, ne však v kombinaci s ornicí.
Perlit dobře nahrazuje pro účely vylehčování substrátů písek. Je také značně lehčí (asi 100 g/l). Jde o sterilní, vodou nasáklivý a chemicky neutrální složku pro půdní i hydroponické substráty. Neztrácí svoji pórovitost, časem nehutní. Bohužel je relativně drahý.
Polystyren patří k dalšímu lehkému substrátu (25 g/l), neumí ale zadržovat vodu a tudíž může po čase ze substrátu „vyplavat“ na povrch. Chemicky inertní složka je používána ve velikosti až 10 mm do záhonů nebo v rozměrech 3 – 13 mm k hrnkování. Větší částice se využívají pro epifyty a orchideje.
Čedičová plsť označovaná jako kamenná vlna nebo grodan vzniká z čediče jeho tavením. Jde o jemně vláknitou strukturu, která se nabízí v podobě pěstebních buněk, kostek, velkých přířezů nebo jako granulát. Patří k typickým hydroponickým substrátům s potřebnými atributy – sterilita, chemická neutrálnost. Pouze pH reakce je alkalická a je nutno ji upravit do slabě kyselé oblasti máčením ve slabém roztoku kyseliny dusičné nebo sírové. Jedinou nevýhodou (vedle ceny) tohoto vynikajícího materiálu jsou právě jehlicovitá pichlavá vlákna, která mohou zapříčinit poškození pokožky při neopatrné manipulaci.
