Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici. Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici VYUŽITÍ PŘÍRODNÍCH SUROVIN PRO PŘÍPRAVU PĚSTEBNÍCH SUBSTRÁTŮ Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce doc. Dr. Ing. Petr Salaš Vypracovala Lucie Weberová Lednice 2008

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Využití přírodních surovin pro výrobu pěstebních substrátů vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Lednici,dne Lucie Weberová 2

3 Poděkování Tímto bych chtěla poděkovat doc. Dr. Ing. Petru Salašovi za cenné připomínky, rady, materiály a výborný přístup při vypracování této bakalářské práce. 3

4 Obsah 1.ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Historie přípravy substrátů a dříve používané suroviny pro jejich přípravu Fyzikální a chemické vlastnosti půd a substrátů Používané suroviny pro přípravu substrátu a jejich kvalita Rašelina Kompostovaná stromová kůra Vápenec Perlit Hnojiva Jíl Písek Alternativní přísady do substrátů Rozdělení substrátů v současnosti Substráty pro školkařskou produkci Právní předpisy související se substráty SOUHRN SOUČASNÉHO STAVU Metodické řešení Zjištěné výsledky a porovnání literatury s praxí VLASTNÍ KOMENTÁŘ A ZÁVĚR SOUHRN A ANGLICKÉ RESUME POUŽITÁ LITERATURA

5 Seznam tabulek Tabulka 1: Průměrné elementární složení půdy (v hmotnostních procentech) Tabulka 2: Orientační rozloha rašelinišť v Evropě Tabulka 3: Kvalita rašeliny dle struktury rozložení Tabulka 4: Souhrn vlastností perlitu Tabulka 5: Používané normy v AGRO CS a.s. Tabulka 6: Nabídka substrátů firmy AGRO CS a.s. Seznam grafů Graf č. 1: způsob výroby substrátu - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č. 2: nabídka substrátů na trhu - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č. 3: vyhodnocení zásobení trhu substráty - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č. 4: určování složení substrátů - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č. 5: preferovaný typ substrátu - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č. 6: vyhodnocení používaných značek substrátů - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č.7: vyhodnocení perspektivních komponentů - vyhodnocení dotazníku pro odběratele substrátu Graf č.8: zásobení trhu surovinami - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu Graf č.9: procentuální zastoupení alternativních substrátů - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu Graf č.10: výzkum možností využití méně obvyklých surovin - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu Graf č.11: vyhodnocení perspektivních komponentů - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu Graf č.12: trendy ve složení substrátů - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu Graf č.13: trendy v přípravě substrátů - vyhodnocení dotazníku pro výrobce substrátu 5

6 Seznam obrázků Obrázek 1: Evidovaná ložiska vápence ČR Obrázek 2: Expandovaný perlit Obrázek 3: Amorfní vulkanické sklo Obrázek 4: Kokosový substrát Obrázek 5: Získávání kokosového vlákna Obrázek 6: Fragmenty molitanu Obrázek 7: Polystyren 6

7 1.ÚVOD Produkce substrátů se zdá být obyčejnou věci, avšak opak je pravdou. Závislost produkce na substrátu je vysoká, proto je tak důležité se tomuto tématu věnovat, a to nejen celkovým vlastnostem, ale i jednotlivým komponentům. Důležité je také zabývat se alternativními komponenty v substrátech, které by mohly v budoucnu nabývat na své důležitosti. Za dobu, od které se začaly vyrábět specializované substráty pro pěstitelské účely, se složení komponentů velmi změnilo. Dříve bylo používáno více různorodých komponentů. V dnešní době se používá jen pár základních surovin. Každá surovina má řadu předností, proto se nejčastěji používají substráty obsahující kombinaci různých surovin tak, aby substrát vyhovoval jak danému druhu rostlin, tak také například použité technologii. Pouze na pěstiteli záleží, zda tyto přednosti využije nebo zda se stanou rizikovým faktorem ovlivňujícím produkci. Hlavní surovina, která tvoři převážnou složku substrátu, je rašelina různých druhů a původu, dále jen v menších množstvích přidávané další příměsi podle potřeb rostliny nebo požadavků na daný substrát. Ve své práci se zabývám především kvalitou, složením a vlastnostmi těchto komponentů, které prakticky tvoří strukturu a vlastnosti celého substrátu. Jelikož se kvalitě substrátu přisuzuje takřka stejná důležitost jako kvalitě sadbového materiálu, měli bychom se kvalitě substrátu důkladně věnovat. Na každém z těchto aspektů pak záleží celkový výsledek našeho pěstování. I stresové podmínky se odvíjejí od kvality substrátu, a proto se rostlině snažíme dát tu nejlepší péči v podobě optimálního složení substrátu. 7

8 2. CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je vypracovat literární rešerši z uvedené problematiky. Kvalita surovin a využitých pro přípravu substrátu je limitujícím faktorem úspěšnosti produkce. Proto je zapotřebí věnovat jim zvýšenou pozornost. 8

9 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Historie přípravy substrátů a dříve používané suroviny pro jejich přípravu Historie přípravy Složení zahradnických substrátů se v posledních desetiletích podstatně změnilo. Dříve to byly jen korektury starých složitých receptur, vynucené nedostatkem příměsí. Pěstitelé poznali, že některou složku substrátu lze buď zaměnit nebo vynechat, a rostliny přesto dobře vegetují. Kromě toho se stále naléhavěji uplatňoval požadavek racionalizace přípravy zahradnických substrátu jako důsledek stupňujícího se rozvoje zahradnické produkce ve směru velkovýroby. Ve všech zemích s vyspělým zahradnictvím se projevila zřetelná snaha o standardizaci a zjednodušení substrátu. Tyto aspekty vedly postupně k vytváření standardních zahradnických substrátů. Průkopnickou prací v tomto směru byla studie profesora Fruhstorfera v roce 1948, ve které byly poprvé z vědeckého hlediska uvedeny základní charakteristiky zahradnických zemin. Tato studii je považována za mezník ve vývoji pěstebních substrátů, a to z hlediska jak teoretického, tak i praktického. [15] Klasické zahradnické zeminy (tradiční): Podle převládajícího charakteru dělíme základní materiály používané k přípravě zemitých směsí do několika skupin: a) zeminy se surovým humusem, které obsahují vedle humifikovaného podílí zpravidla ještě nerozloženou organickou hmotu jehličnatka, rašelina, mórovka, listovka, vřesovka b) humusové zeminy bohaté živinami pařeništní zemina, hnojovatka c)minerální zeminy drnovka, ornice, kompostové zeminy d) písek 9

10 JEHLIČNATKA ( LESNÍ HRABANKA) Jednalo se v podstatě o hrubý surový humus z borových lesů. Hlavní součástí bylo borové jehličí v různém stupni rozkladu a zbytky rostlin z podrostu. V minulosti se jehličnatka uplatňovala v širokém měřítku jako pěstební substrát pro vřesovité rostliny, zejména pro azalky a vřesovce. K tomuto účelu vyhovovala ideálně díky vysoké nakypřovací schopnosti, vzdušnosti a kyselé reakci. Tyto vlastnosti má však pouze čerstvá hrabanka. Delším skladováním na hromadách se ztrácí její nakypřovaní schopnost, avšak zvyšuje se její vodní nasáklivost a to až na 150 hmotnostních %. Čerstvá hrabanka má tuto schopnost okolo 100%. Reakce hrabanky kolísá mezi ph 4,0 5,5. Výraznou vlastností je velká propustnost vody, a s tím související vysychavost a malá poutací schopnost pro živiny. Sama o sobě je na živiny velmi chudá. Smrková hrabanka je nevhodná, má nízkou nakypřovaní schopnost a poměrně rychle se rozkládá. [15] RAŠELINA Již v historii byla velmi důležitým komponentem substrátu. Její vlastnosti se nemění a dělení také ne.blíže je popsána v kapitole Podle způsobu praktického použití, to je vhodnosti použití byly rašeliny děleny na Speciální skleníkovou Zahradnickou substrátovou Kompostovou Balneologickou Další dělení a vlastnosti jsou již stejné jako v současnosti-viz podkapitola [15] MÓROVKA (SLATINKA) S tímto pojmem byla spojována v zahradnictví zvláštní specifická silně rozložená rašelina s obsahem 50 70% spalitelných látek. Reakci měla buď kyselou nebo také neutrální (ph 4,0-7,5), což bylo způsobeno různým obsahem CaCo 3, který mohl přesáhnout až 8 %. Ve srovnání s kvalitní rašelinou nebo slatinou měla mórovka jen malou nakypřovací schopnost. Obsahovala zpravidla nejvýše 60 % pórů 40 % kapilárních a 20 % nekapilárních. Ve skleníkovém květinářství se používala pouze omezeně, a to do 10

11 zemitých směsí pro rostliny, které vyžadují kyselou reakci, nikoliv však velké nakypření a vzdušnost substrátu. [15] VŘESOVKA Hlavní složkou vřesovky byl hrubý surový humus, který vzniká rozkladem zbytku vřesových rostlin na vřesovištích. Díky své hrubé struktuře patřila k zeminám s vysokou nakypřovací schopností. Vřesovka byla kyselá, její ph se pohybovalo okolo 4,0 5,5. Na živiny byla chudá. Většinou se připravovala uměle mícháním písku s organickým materiálem rašelinou, mórovkou, hrabankou. V takovém případě měla mít výsledná zemina nejméně 30 % spalitelných látek. Pravá vřesovka byla u nás vždy velmi vzácná. Vřesovka byla nejpůvodnější zemina, která se hodila pro pěstování vřesových rostlin, hlavně rododendronů a azalek. [15] LISTOVKA Listovky vznikaly rozkladem listí listnatých stromů na hromadách, které se musely několikrát přehazovat a při suchém počasí také ovlhčovat vodou. Její fyzikální a chemické vlastnosti byly velmi rozdílné podle stáří listovky a druhu listí. Mladé listovky vznikaly po jednoletém až dvouletém zrání. Skládaly se převážně z polorozložené listové hmoty. Spalitelný zbytek %, reakce slabě kyselá. Byly vzdušné a kypré. Z objemu pórů bylo % kapilárních a 40 % nekapilárních, vyplněných vzduchem. Mladé listovky se používaly převážně do lehkých zemitých směsí např. pro begónie, bramboříky a kapradiny. Hrubý podíl z mladých listovek se používal do směsí pro epifytické orchideje. Stará listovka získaná po tří- až pětiletém zrání na hromadách tvořila zpravidla beztvarou hmotu s obsahem organických látek %. Podle staré zahradnické praktiky se získalo zhruba z jednoho povozu listí asi jedno kolečko listovky. Stará listovka měla menší nakypřovací schopnost. Reakce byla zpravidla neutrální s výjimkou bukové listovky, která mívala slabě kyselé ph. Listovky byly chudé na živiny. Používaly se k přípravě výsevných směsí a pro pěstování mladých rostlin s menším nárokem na živiny. Druh listí měl značný vliv na kvalitu listovek. K nejlepším patřila buková listovka a nejhorším byl listovka z jírovce, která v čistém stavu mohla být dokonce toxická. V praxi se obvykle používala smíšená listovka. Listovka je zemina, která 11

12 byla drahá pro svoji pracnou a zdlouhavou přípravu. Pro velkovýrobní výrobu se prakticky nepoužívala. [15] PAŘENIŠTNÍ ZEMINA Pařeništní zemina se připravovala zkompostováním částečně rozloženého hnoje, který sloužil jako výhřevná zakládka pro pařeniště. Směs vrchní pěstební zeminy a hnoje se nechala zrát na hromadách při občasném přehození 2-3 roky. Pařeništní zeminy byly středního až lehčího charakteru, písčitohlinité, s neutrální reakcí (ph 7,0 7,5). Obsah organické hmoty poměrně kolísal, zhruba od 10 do 30 % podle stupně zralosti, druhu použitého hnoje a množství. Dříve se pro svoji vysokou výhřevnost používal výhradně koňský hnůj, později se při jeho nedostatku používal hnůj hovězí. S obsahem 0,5 0,8 % N sloužily pařeništní zeminy jako živná složka zemitých směsí pro hrnkové květiny. [15] HNOJOVATKA Hnojovatka byla tvořena v podstatě čistým zkompostovaný hnojem. Do zemitých směsí se převážně přidávala jako organické hnojivo. DRNOVKA Připravovala se kompostováním sloupnutých drnů nebo drnových plástů. Do hromad se také někdy přidávaly zeminy z krtinců, místy i hovězí hnůj nebo vápno. Hromady se po půl roce přehazovaly a po roce byla již použitelná. Drnovka představovala těžší zeminu, většinou hlinitého nebo písčitohlinitého charakteru. Měla menší objem pórů kolem 60 %, z nichž jen asi 20 % bylo vyplněno vzduchem, zbytek objemu činily kapilární póry obsahující vodu. Typický byl poměrně vysoký podíl organické hmoty v průměru okolo 12 %. Reakce drnovek byly všeobecně neutrální až slabě alkalická ph 7,5. Drnovka se používala jako hlavní složka pro přípravu tzv. těžkých zemitých směsí, např. pro chryzantémy, karafiáty a jiné. [15] KOMPOSTOVANÉ ZEMINY Kompostované zeminy se používaly hlavně jako hnojiva. Vznikaly kompostováním různých rostlinných zbytků spolu s minerální zeminou a chlévským hnojem. Její vlastnosti a složení se lišilo podle materiálu použitého ke 12

13 kompostování. Zpravidla měla charakter středně těžkých písčitohlinitých zemin, které mají nižší obsah pórů okolo 50 %, z čehož bylo asi 20 % vyplněno vzduchem. Měly většinou vyšší obsah organické hmoty v průměru okolo 13 %. Jejich reakce byla neutrální až mírně alkalická. Obsah dusíku okolo 0,5 %. [15] PÍSEK Obvyklou součástí většiny zemitých směsí byl písek, jehož hlavní funkcí bylo nakypření a provzdušnění zeminy. Nejvíce vhodný byl říční písek se zastoupením různých velikostí frakce. Nevhodné byly jemné spékavé písky. Podrobná vyšetření ovšem ukázala, že písek zcela neplnil funkce, jež mu byly připisovány. Vzhledem ke svým fyzikálním vlastnostem byl spíše balastem, který pouze zvyšoval specifickou hmotnost zemité směsi. Téměř 60 % objemu činila pevná hmota a 40 % tvořily póry, z čehož nekapilární póry tvořily asi 22%.Více podkapitola [15] 3.2 Fyzikální a chemické vlastnosti půd a substrátů Znalost vlastností substrátů je základním předpokladem úspěšného výběru pro rostliny. Kromě toho nám umožňuje určit faktor, který působí nepříznivě na růst, vývoj a zdravotní stav rostlin.[4] Pěstební substrát musí vykazovat některé základní parametry, aby mohl dobře sloužit svému účelu a nezpůsoboval nežádoucí poškození kultury. Základní vlastností kvalitního substrátu je dobrá propustnost s dostatkem výživných solí, vzdušnost, požadované ph, absence chorob, škůdců a semen plevelů. Dobrý substrát se taktéž při častějším zavlažování nesmí rozbahnit nebo naopak rychle vyschnout. 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. [16] 13

14 Podle jednotlivých druhů substrátů jsou sledovány následující znaky a vlastnosti: 1. Fyzikální struktura jemná, střední, hrubá podíl částic - > 10 mm, > 20 mm, > 40 mm objemová hmotnost (hustota, sušina) vzdušná kapacita 2. Chemické ph obsah solí obsah vodorozpustných živin a to dusík (NH 4 N + NO 3 N), fosfor (P 2 O 5 ), draslík (K 2 O), hořčík (MgO),vápník (Ca) do budoucna se připravuje sledování sodíku (Na), chloridů (Cl -), zinku (Zn) 3. Biologické nepřítomnost látek inhibujících růst rostlin [6] Základní rozdělení vlastnosti půd a substrátů: Fyzikální vlastnosti: Tuhá fáze struktura - měrná a objemová hmotnost půdy - pórovitost Kapalná fáze - vodní kapacita - vodní režim - pohyb vody v půdě Plynná fáze Tepelné poměry v půdě Fyzikálně chemické vlastnosti : Sorpční schopnost Půdní reakce Chemické vlastnosti: Obsah solí Obsah minerálních látek 14

15 Fyzikální vlastnosti: Tuhá fáze neboli půdní částice. Tato fáze je složena z minerálních a organických látek různého tvaru a velikosti. Proto mluvíme o půdě a substrátu jako o polydisperzním systému. Zastoupení částic různé velikosti se zjišťuje zrnitostním rozborem. Jednotlivé částice mohou existovat ojediněle ale převážně vytváří shluky, tzv. agregáty. Podle velikosti se rozlišují na mikrostrukturní (agregáty menší než 0,25mm), makrostrukturní (0,25 0,5 mm), megastrukturní (hrubý, větší než 50 mm). [3] Část objemu půdy jsou prostory nezaplněné tuhou fází. Tyto prostory nazýváme půdní póry. Charakter pórovitosti závisí na struktuře pórů. U nestrukturních půd s volným uložením částic( především písčitých) jsou póry většinou větších rozměrů mezi jednotlivými zrny. U substrátů tvořených půdními agregáty jsou póry jak mezi těmito agregáty (meziagregátové), tak uvnitř agregátů (vnitroagregátové). Nejpříznivější poměry jsou 1/3 na póry meziagregátové a 2/3 na vnitroagregátové. Dále dělíme póry na jemné (kapilární) a hrubé (nekapilární). Jemné póry jsou ty, v nichž je voda ovládána kapilárními silami, které vodu zadržují a umožňují její pohyb proti působení gravitace. Pohyb vzduchu je v nich omezen. V těchto pórech probíhají fyziologické, chemické a biologické pochody. Pro hrubé (nekapilární) póry je charakteristické neomezené působení gravitace na vodu, která se v nich volně pohybuje do substrátů a na její místo se dostává volně vzduch. Významně se podílejí na vzájemné výměně plynné fáze mezi ovzduším a substrátem. Zastoupení kapilárních a nekapilárních pórů v celkové pórovitosti se zobrazí do vodních a vzdušných poměrů v substrátu. Tyto poměry jsou pro rostliny velmi důležité. Každé rostlině vyhovuje jiný poměr těchto pórů. [3] Měrná hmotnost je hmotnost jednotkového objemu pevné fáze půdy bez pórů, tj. za předpokladu, že pevné částice dokonale vyplňují daný prostor. Měrná hmotnost je závislá na obsahu různých minerálních a organických látek, jelikož tyto složky mají různou měrnou hmotnost. Objemová hmotnost půdy je hmotnost objemové jednotky půdy v neporušeném stavu, tj. s póry vyplněnými momentálním obsahem vody a vzduchu. Tato hodnota závisí na měrné hmotnosti, na podílu pórů v půdě a jejich míře zaplnění vodou. Je to hodnota nestálá, která kolísá během roku v závislosti na vlhkosti půdy. [3] 15

16 Kapalnou fázi představuje voda v substrátu s rozpuštěnými a dispergovanými látkami různého skupenství a je nazývána půdním roztokem. Půdní roztok obsahuje minerální organické a organicko minerální látky, a to v iontové, molekulové a koloidní formě. Složení půdního roztoku se dosti mění podle kolísání vlhkosti. Voda se dá rozdělit na : Adsorpční vodu - zahrnuje molekuly vody poutané k povrchu pevných částic adsorpčními osmotickými silami. Hygroskopická voda zahrnuje vodu adsorpční a kapilárně kondenzovanou a je přechodem k vodě kapilární. Kapilární voda je dána intervalem vlhkosti podmíněným výrazně převládajícími kapilárními silami. [3] Vodní kapacita je jedním z půdních hydrolimitů, kterými je možné definovat hraniční hodnoty vlhkosti jimiž jsou vzájemně odděleny jednotlivé kategorie vody v prostředí substrátu. Hranice mezi kategoriemi plynule přecházejí mezi sebou v určitém intervalu vlhkosti. Vodní režim půdy je prostorové a časové uspořádání vody v půdě i substrátu. Je to souhrn všech jevů průniku vody do půdy nebo substrátu, jejího pohybu a zadržování a unikání. Pohyb vody v půdě. Půdy a substráty jsou nejrozšířenějšími kapilárně pórovitými látkami, přes které probíhá přenos tekutin a látek v nich rozpuštěných. Za přenos tekutin a látek lze označit přemisťování látek a tepla v pórovitém prostředí různými mechanizmy, a to převážně prouděním a difuzí. Jsou-li všech póry naplněny vodou, mluvíme o proudění ve vodou nasyceném pórovitém prostředí. Na rozdíl od toho v nenasyceném přenosu, je pouze část póru zaplněna vodou a zbytek vyplňuje plynná fáze. [3] Plynná fáze půdy je tvořena vzduchem v půdě nebo substrátu, tato fáze je významná pro chemické i biologické pochody probíhající v nich. Je nezbytnou podmínkou pro život rostlin. Vyplňuje póry bez vody. Vzduch v půdě i substrátu obsahuje méně O 2 a více CO 2 než atmosférický vzduch a také zvýšené množství vodních par. Přestože mezi půdou, substrátem a ovzduším probíhá neustálá výměna plynných složek, v závislosti na gradientu potenciálu tlaku CO 2 směrem z půdy a O 2 z ovzduší do půdy nedochází 16

17 k plynnému vyrovnání rozdílů. Obsah vzduchu v půdě a substrátu je udáván provzdušněností, té odpovídá momentální obsah vzduchu při určité půdní vlhkosti, tedy objemu póru vyplněných vzduchem. Vzdušná kapacita udává procentický podíl pórů zaplněných vzduchem při maximální kapilární vodní kapacitě. Potřeba vzduchu v půdě se u rostlin liší. [3] Tepelný režim půdy a substrátu vyplývá z bilance záření na jejich povrch a je ovlivněn výparem, vegetací, výměnou tepla mezi substrátem a ovzduším a také závisí na tepelných vlastnostech půdy a substrátu. V substrátu se přetváří krátkovlnné záření na dlouhovlnné záření tepelné, tepelná energie se zde akumuluje a zpětným vyzařováním substrát reguluje tepelné poměry přízemních vrstev atmosféry. Teplotní bilance je výsledkem příjmu a ztrát tepla, poměr je jiný během dne, a noci a v různých ročních obdobích. Teplota substrátu ovlivňuje vodní a vzdušný režim, přeměny organických látek, působí na rychlost klíčení a růst. [3] Fyzikálně chemické vlastnosti: Půdní reakci určuje množství vodíkových iontů, které ve vodních roztocích vytvářejí kationy H 3 O 3+. Aktivita hydratovaného iontu H + v roztoku je vysoká. Nejběžnějším rozpouštědlem v přírodě a disperzním prostředím je voda. V půdě i substrátu se vodíkové ionty nacházejí buď v půdním roztoku a pak udávají aktivní reakci (ph/ H 2 O), a nebo jsou výměně sorbovány půdními koloidy a tvoří potenciální reakci. Pro nás je důležitější aktivní kyselost, která je způsobena volnými H + ionty, jež jsou v půdním roztoku. Disociované minerální a organické kyseliny, kyselé soli a acidoidy jsou zdrojem vodíkových iontů. Kyselost je běžně odstraňována vápněním, které sníží množství absorbovaných vodíkových iontů, zvýší ph a sorpčně nasytí substrát vápníkem. [3] 17

18 Chemické vlastnosti: Obsah minerálních látek Po chemické stránce jsou nejjednodušší složkou jednotlivé prvky, tvořící jednoduché i velmi složité sloučeniny. Pedochemie jednotlivých prvků, kterou rozumíme jejich zastoupení, formy výskytu, způsob vazby, chemické reakce, uvolňování z primárních vazeb, migrace, akumulace, imobilizace, zapojování do biologických cyklu apod. je odvozena od jejich postavení v periodické soustavě prvků [3] Tab.1 Průměrné elementární složení půdy (v hmotnostních procentech) prvek % prvek % Kyslík 49,000 Draslík 1,800 Křemík 33,000 Titan 0,500 Hliník 6,700 Fosfor 0,080 Železo 3,200 Mangan 0,080 Vápník 2,000 Síra 0,040 Sodík 1,100 Uhlík 1,400 Hořčík 0,800 Dusík 0,200 Měď 0,002 Zdroj:[3] 3.3 Používané suroviny pro přípravu substrátu a jejich kvalita Řada pěstitelů si již dnes nedokáže představit racionální pěstování bez použití vysoce jakostních komerčně připravovaných pěstebních substrátů. Doba, kdy pěstitel měl ve své provozovně dostatek zdrojů různých zemin (listovka, drnovka, jehličnatka,...) a kompostů, které před použitím musel nákladným způsobem upravovat, např. propařováním či chemickými prostředky, aby byly vůbec způsobilé pro konkrétní účel použití, je již nenávratně pryč. S přibývající velikostí trhu narůstá i význam kvalitních substrátů.ty jsou vyráběny v podnicích zaměřených na výrobu jak standardních, tak alternativních substrátů. Všichni pěstitelé i výrobci zaměřují svou pozornost nejenom na kvalitu, ale i na možnosti využití dostupných surovin, které se používají v dnešní době pro přípravu pěstebních substrátů. [6] 18

19 3.3.1 Rašelina Rašelina se stala základním komponentem dnešních standardních substrátů, především kvůli svým specifickým vlastnostem, které jsou důležité při pěstování rostlin. Udržuje kyprost a vzdušnost půd, zlepšuje jejich záhřevnost, zadržuje vláhu a chrání před vysycháním i proti vyplavování půdy do spodních vod. Obohacením půdy organickými látkami zlepšuje výživu rostlin, čímž podporuje jejich růst, tvorbu kořenů i květů. [21] Rašelinu pro přípravu pěstebních substrátů je třeba roztřídit vhodným způsobem na různě velké frakce. Pro výsevné substráty používáme rašelinu do velikosti 10 mm a na běžné pěstební substráty se zpracovává velikost zhruba mm. Pro speciální substráty se používá frakce > 20 mm. [23] Rašelina vzniká rašeliněním, to znamená rozkládáním odumřelých rostlin bez přístupu vzduchu, v podmínkách soustavného zamokření.v Evropě se rašelina používá pro přípravu pěstebních substrátů v rozsahu cca 18 miliónů m 3. Pro zajímavost je okolo 6 mil. m 3 zpracováno v SRN. Z tohoto objemu pochází více než 6,5 mil. m 3 (30 %) z Pobaltí (Litva, Lotyšsko, Bělorusko). Rašeliny z této oblasti jsou považovány jako jedny z nejkvalitnějších, a to především díky jejich příznivým fyzikálním vlastnostem viz. Tab.3. [23] Tab. 2 Orientační rozloha rašelinišť v Evropě státy uložení rašeliniště rozloha rašeliniště Rusko asi 57 mil.ha Finsko asi 8,9 mil.ha Švédsko asi 6,7 mil.ha Bělorusko a Ukrajina asi 3,4 mil.ha Norsko asi 3,0 mil.ha Pobaltské státy asi 2,2 mil.ha Irsko asi 1,3 mil.ha Polsko asi 1,2 mil.ha Zdroj: [5] 19

20 Tab.3 Kvalita rašeliny dle struktury rozložení Parametr rozložená rašelina (černá) vláknitá rašelina (bílá) stupeň rozložení (%) acidita ph (H 2 O) spalitelné látky (%) objemová hmotnost redukovaná (g/l) pórovitost (%) nasáklivost (g/g) (14) Zdroj: [22] I přes fakt, že je v současné době evropský trh přechodně nasycen rašelinou z pobaltských zemí, bude její cena postupně narůstat. Rašelina bude v budoucnu stále vzácnější a dražší surovinou, právě proto se projevuje snaha snížit její podíl v substrátech nebo ji zcela nahradit, samozřejmě při zachování kvality. [14] Rašelinu dělíme do několika základních skupin: A) rašelina vrchovištní tvoří se ve vyšších polohách na prameništích podzemní vody, která má malý obsah minerálních látek, a proto je zpravidla chudá na živiny. Bývá kyselá až silně kyselá. B) rašelina slatinná tvoří se v prameništích podzemních vod s vyšším obsahem minerálních látek a dále zarůstáním vodních nádrží, do nichž jsou přitékající vodou přinášeny minerální látky. Je bohatší na živiny, může obsahovat i Ca CO 3, reakce je neutrální až slabě kyselá C) rašelina přechodová tvoří spojovací článek mezi dvěma hlavními typy rašelin.vzniká za obdobných podmínek, a to zejména tam, kde se vrchoviště vyvinula na slatinném podkladě, složení této rašeliny bývá kolísavé, jednou se blíží vrchovištní, po druhé zase slatinné, reakce je většinou slabě kyselá [8] 20

21 Každá z těchto rašelin se pak ještě dále třídí podle hrubosti frakce. Rašelinu však nemusíme dělit pouze podle uložení v půdě, ale také podle druhu těžby, a to na borkovanou a frézovanou. Strukturu substrátu velmi ovlivňuje výběr těžby rašeliny. Borkovaná rašelina poskytuje velké množství celistvých částic s vnitřní strukturou, které jsou vysoce stabilní, a tím zajišťují trvalou vzdušnou kapacitu. Opakem je rašelina frézovaná, která nemá strukturní částice a rychle podléhá sléhávání. Zejména závlaha na principu kapilárního vzlínání podporuje sléhavost směsi. Typickým projevem pěstování ve frézované rašelině jsou poruchy růstu rostlin způsobené nevyrovnanou výživou. [18] Bílá rašelina Tato rašelina je původem z Lotyšska a lidově se jí říká bílá. Jedná se o kvalitní světlou vrchovištní substrátovou rašelinu, která vzniká z mechu a má dobrou strukturu a nízký obsah popelovin. Obsahuje 60 % H2O, 85 % organických látek v sušině a ph má v rozmezí 2 4. [15] V zahradnické produkci roste podíl substrátů na bázi kvalitních světlých vrchovištních rašelin, které jsou vybírány podle způsobu těžby, stupně rozložení a následných úprav tříděním. Jemně tříděná rašelina je vhodná pro přípravu pěstebních substrátů, a to především výsevních a přepichovacích. Lze ji použít jak v zahradnictví, tak při výsadbě lesních školek i při pěstování okrasných rostlin. Hodí se zvláště pro kyselomilné rostliny. Používá se buď samostatně nebo s dalšími komponenty. Je vhodná pro přípravu substrátů do malých sadbovačů, pro zlehčování a provzdušnění půdy. Díky vysoké vodní kapacitě zajišťuje optimální vláhu půdy. [21]. Stupeň rozkladu je klasifikován na H3 H5. [1] Podle stáří a objemu kapilárních pórů se tato rašelina dělí na další tři podskupiny. Mladá má méně kapilárních pórů, obtížně jímá vodu a lépe vysychá. Starší má vlastnosti opačné. Výrobci substrátů se snaží druhy míchat a kombinovat tak, aby 21

22 dosáhli co nejvíce optimálních vlastností. Frakce s hrubší strukturou je určena pro profesionální zahradníky a s jemnou do hobby balení. [11] Světlé rašeliny jsou charakteristické nízkým stupněm rozložení a vláknitou strukturou. Při jejich těžbě převládá frézování, kdy se většinou získávají jemnější frakce (0 až 20 mm). Těžba borkováním není tak rozšířená a používá se hlavně pro získávání hrubších frakcí (0 až 40 mm). Vlastnosti borkovaných rašelin jsou výrazně ovlivněny úpravou, drcením a tříděním. [13] Bílá rašelina neboli rašelinový prach, je těžená převážně v jižních oblastech Německa, Polska a Irska. Dostupné zásoby bílé rašeliny v Německu jsou však téměř vyčerpané. Velké množství této rašeliny je stále ještě v Irsku, ale kvůli horším povětrnostním podmínkám je těžba suchých bloků velmi limitována. Irsko produkuje poměrně značné množství horizontální bílé rašeliny. Irská rašelina je rozkládaná trochu více a má nižší kapilární kapacitu. Ve skutečnosti může být klasifikována i jako přechodná rašelina. [1] Přechodná rašelina Přechodná rašelina je označována jako vrstva mezi bílou a černou rašelinou. Je více rozložená než svrchní vrstvy rašeliny, barvu má mezi bílou a černou. Někdy se jí také říká hnědá rašelina. Stupeň rozkladu je klasifikovaný na H4 H6. Tato rašelina je dost bohatá na popeloviny, ale na rozdíl od rašeliny slatinné je mnohem kyselejší a udrží také méně kapilární vody než rašelina bílá (kapacita vody 6g. g -1 ). Bílá rašelina, těžená v Německu a Irsku, může být považována všeobecně za přechodnou. [1] Černá rašelina Černá rašelina vzniká rozkladem rákosu, ostřic, přesliček a rašeliníku. Strukturálně je pravým opakem rašeliny bílé, jedná se o silně rozloženou rašelinu s poměrně jemnou strukturou. Jemné struktury a schopnosti držet při sobě se s výhodou využívá jak pro substráty na plnění sadbovačů s velmi malými pěstebními buňkami, tak pro substráty na výrobu balíčkované sadby. Černá rašelina obsahuje huminové kyseliny, které pomáhají rostlinám překonávat stresové situace. V přítomnosti černé rašeliny je zdravotní stav kořenů znatelně lepší. Menší nevýhodou však je, že vlivem poměrně nízké vodní kapacity tento druh rašeliny rychleji vysychá. Substráty na bázi černé rašeliny skýtají 22

23 riziko, že se při vydatnější zálivce rozbahní a dochází k zahnívání kořenů vlivem nedostatku vzduchu v substrátu. Její ph se pohybuje okolo 5 6. Mezi její přednosti patří vysoký obsah popelovin, 60 % H2O a 70 % organických látek v sušině. Černá rašelina však někdy uvolňuje více amoniaku, což poškozuje semenáčky a citlivé druhy rostlin. Její cena je také dražší než ostatní druhy rašelin.[15] [16] [19] [10] Kompostovaná stromová kůra Druhotný odpad při zpracování dřeva je stromová kůra, ta byla dlouhou dobu považována za využitelnou pouze k zisku tepelné energie. Avšak v dnešní době se hojně používá jak v zahradnictví, tak v zahradní a krajinné architektuře. Jednou z možností zhodnocení kůry je využití v pěstebních substrátech. Rašelina je základem dnešních unifikovaných pěstebních substrátů. Zásoby rašeliny, které jsou určeny k těžbě, se na celém světě odhadují pouze na dobu několika desítek let. Stoupá tak tlak na ochranu tohoto těžko obnovitelného zdroje, a proto se hledají alternativní náhrady této již skoro vyčerpané suroviny. Jako její vhodná náhrada se nabízí právě kompostovaná stromová kůra. [17] Kůra je přirovnávána k rašelině hlavně kvůli jejich fyzikálních vlastnostech. Výraznou vlastností kůry je poréznost a vzdušnost, čímž vyniká především borová kůra, naproti tomu má nižší vodní nasáklivost. Má vynikající schopnost nakypření, ale zřejmé dispozice k přesychání. V tomto ohledu je na tom lépe kůra smrková. [8] Při kompostování dochází k odbourávání inhibičních látek. Především tříslovin, pryskyřice a dalších. Při technologickém postupu výroby je třeba přesně dodržet výrobní postup, který je následující. Kůra se při zakládání do hromad musí ovlhčit vodou a zároveň přidat živiny. Především N a P, poté se kůra v tomto stavu nechá ležet. Důležité je zachování aerobních podmínek po celou dobu kompostování. Proto je velice důležité hromady občas přehazovat, aby nedocházelo k nedostatku vzduchu. Další důležitou věcí je průběžné sledování teplotních poměrů uvnitř zakládek. Teplota by měla vystoupat minimálně na 70 C a vydržet tak minimálně týden. Podle velikosti frakcí se kompostuje půl až dva roky. V konečné fázi se musí stanovit hodnota poměru C:N a zároveň stabilita N. Běžné použití v substrátech je dáno jejími zdroji, které jsou často nedostatkovým materiálem a pohybují se průměrně okolo %. Substráty jsou vyráběny i s podílem až 100%. [6] 23

24 Kůra má velmi dobré fyzikální vlastnosti, mezi které patří: dobrá pórovitost, vysoká vodopropustnost a nízká objemová hmotnost. Velkým problémem je však snadná vysychavost a malá schopnost sorpce živin. Rostliny jsou pak ohroženy suchem a zároveň nedostatkem živin. Sorpční kapacita je v porovnání s rašelinou několikanásobně nižší, a to je hlavní důvod, pro který se řada dnešních výrobců a spotřebitelů obává, že není vhodným komponentem pro substráty. Obávají se také nestejné kvality materiálu, neočekávaných reakcí na hnojení a zavlažování na záhonech i u sazenic v kontejnerech. [17] [6] Můžeme jí použít buď pro: Přímé použití nahrubo drcené kůry (frakce do 10 centimetrů) ke zlepšení fyzikálních vlastností volných půd. Přídavkem zhruba 2,5 m 3 kůry/ar dosáhneme výrazného provzdušnění a nakypření povrchové vrstvy ornice. V dnešní době se již takřka nepoužívá. Kompostováné kůry pro přidání do substrátu kompostují se venku na hromadách za přidání vody a živin. [8] Vápenec V zahradnictví se převážně jako hnojiva používají dolomitické vápence mleté nebo při přípravě pěstebních substrátu na úpravu ph a doplnění Ca. Vápence jsou sedimentární metamorfované horniny, které jsou tvořeny CaCO 3 (kalcit nebo aragonit). Dolomit a další složky (křemitá, silikátová, fosfatická apod.) tvoří primární i sekundární příměsi. Vápence vznikaly biogenními, chemickými i mechanickými procesy a nebo jejich kombinací. Barva závisí na druhu příměsi (pyrit a organická hmota - černá, bez příměsi - světlá až bílá). Tepelnou a tlakovou přeměnou pak vznikaly mramory. Vápence jsou přítomny prakticky ve všech sedimentárních geologických formacích i jejich metamorfovaných ekvivalentech na celém světě. [24] Vápence se používají v dnešní době hlavně na výrobu stavebních hmot, v hutnictví, chemickém a potravinářském průmyslu. Jeho použití se však uplatňuje i v zemědělství a v dalších oborech jako je (sklářství, keramický průmysl atd.). V posledních letech patří mezi nejvýznamnější státy v těžbě vápence Čína, Japonsko, USA, Rusko, Jižní Korea, Indie a Německo, které zajišťují více jak 70 % světové výroby cementu. Čína, USA, Německo, Japonsko, Mexiko a Brazílie produkují téměř 60 % světové výroby vápna. Vápenec se těží povrchově. [24] 24

25 Obr 1 : Evidovaná ložiska vápence ČR Zdroj: [24] 1 Devon Barrandienu 2 Paleozoikum Železných hor 3 Středočeská ostrovní zóna 4 Krkonošsko-jizerské krystalinikum 5 Moldanubikum jihočeské a moravské 6 Moravský devon 7 Silezikum (skupina Branné), orlicko-kladské krystalinikum a zábřežská skupina 8 Česká křídová pánev 9 Vnější bradlové pásmo [24] Perlit Perlit je amorfní vulkanické sklo, které je sopečného původu a má vysoký obsah vody. Vyskytuje se běžně v přírodě. Mezi jeho zvláštní vlastnosti, pro které ho využíváme při přípravě substrátu, patří expanze jeho objemu po dosažení určité teploty. [12] 25

26 Výroba expandovaného perlitu: Tato upravená zrnitá perlitová surovina účinkem vysokých teplot okolo 1300 C za poměrně krátkou dobu, zhruba 10 sekund, expanduje. Optimálně při dosažení teploty C perlit měkne (jako každé sklo) a vázaná voda se uvolňuje a následně působí rozpínání materiálu. Důsledkem je mnohonásobné zvětšení jeho objemu, a to až 15krát. Tento objem se po rychlém zchlazení dokáže udržet. Výsledkem je lehká, bílá, zrnitá látka, která se nazývá expandovaný perlit. [12] Takto připravený perlit má vysokou tepelnou a zvukovou izolační schopnost a zároveň vysokou tepelnou odolnost a nízkou objemovou hmotnost. Také dokáže zadržet až 20 násobek vody vůči svému objemu. Výhodou je jeho zdravotní nezávadnost. Hustota neexpandovaného ( surového ) perlitu je přibližně: kg m-3 (1,1 g cm -3 ). Hustota expandovaného perlitu je: kg m -3 [12] Na Slovensku se vyskytuje velké množství perlitu, například u Trebišova, v Lehotce pod Brehmi, v Žiarské kotlině a ve Slovenském středohoří. Větší ložiska jsou v Maďarsku, v Německu, v Itálii v USA aj. [12] Typické složení perlitu % oxid křemičitý: SiO % oxid hlinitý: Al 2 O % oxid sodný: Na 2 O 3 5 % oxid draselný: K 2 O 0,5 2 % oxid železitý: Fe 2 O 3 0,2 0,7 % oxid hořečnatý: MgO 0,5 1,5 % oxid vápenatý: CaO 3 5 % chemicky vázané vody [12] Obr. 2 Expandovaný perlit Obr. 3 Amorfní vulkanické sklo Zdroj: [12] Zdroj: [12] 26

27 Perlit dobře nahrazuje písek pro účely vylehčování substrátů. Je také značně lehčí (asi 100 g l -1 ). Jedná se o sterilní, vodou nasáklivý a chemicky neutrální složku pro půdní i hydroponické substráty. Neztrácí svoji pórovitost, časem nehutní, ale bohužel je relativně drahý. [16] Expandovaný perlit se v Čechách prodává v různých zrnitostech. Podle zrnitosti se dělí i jeho využití. To je velmi široké, používá se nejenom v zahradnictví, ale i například ve stavebnictví. [28] Tab. 4 Souhrn vlastností perlitu Pevnost tlaku kpa Vzdušná vlhkost max. 0,6 % Nasákavost 320 = 350 % Teplota tání 1200 C Chemická odolnost jako sklo Zdroj: [27] Hnojiva Pod pojmem hnojivo se rozumí látky obsahující živiny pro výživu kulturních rostlin a lesních dřevin. Zejména pro udržení nebo zlepšení půdní úrodnosti a pro příznivé ovlivnění výnosu či kvality produkce. Pojem hnojiva je vymezen v zákonu č. 156/1998 Sb. ve znění zákona č. 308/2000 Sb. [4] Rozdělení hnojiv: Hnojiva se dělí podle tří základních hledisek: 1) podle účinnosti a)hnojiva přímá b)pomocné látky 2) podle původu a) hnojiva minerální b) statková hnojiva 3) podle skupenství a) pevná hnojiva b)kapalná hnojiva [15] Pro výrobu substrátu jsou nejpoužívanější hnojiva minerální, to jsou hnojiva která nevznikají v zemědělském závodě. Jsou to produkty především chemického, báňského a stavebního průmyslu a jiných závodů, jako jsou výrobny očkovacích látek a humusárny. 27

28 Hlavními zástupci této skupiny jsou koncentrovaná minerální hnojiva, které podle obsahovaných složek dělíme na: jednosložková obsahují jednu živinu jako hlavní. Mohou obsahovat také doprovodné ionty (např. Ca2+, Mg2+, Na+, SO2-4, Cl-), popř.mikroelementy. Dále se dělí na dusíkatá, fosforečná, draselná, vápenatá a hořečnatá, vícesložková hnojiva obsahující minimálně dvě nebo více hlavních živin, mohou obsahovat také doprovodné ionty a mikroelementy. Podle obsahu živin se hnojiva dělí na dvojitá s obsahem 2 hlavních živin (NP, NK, PK) - trojitá (plná) - mikrohnojiva s obsahem mikroelementů - a hnojiva se sírou [4] Hnojiva se používají ve všech odvětvích zahradnictví i zemědělství. Pří přípravě substrátu se hnojiva přidávají téměř jako jedna ze základních složek. Nejvhodnější jsou prášková hnojiva. Dají se snadno a rovnoměrně zapracovat do substrátu. V současné době v zahradnické produkci převažují rašelinové substráty, u kterých se pro základní hnojení používají NPK hnojiva se stopovými prvky. U substrátu připravovaných na míru pro odběratele jsou často přidávána hnojiva s řízeným uvolňováním. [33] Jíl Jílové částice výrazným způsobem zlepšují kvalitu substrátu tím, že zvyšují jeho stabilitu vůči výkyvům ph, umožňují poutání dodaných živin a jejich postupné uvolňování pro rostliny. Jíl je schopen vázat živiny v případě jejich nadbytku a zpětně je uvolňuje v okamžiku jejich nedostatku. Jílové částice zlepšují kvalitu substrátu i u těch rostlin, které jsou citlivé na obsah půdního vzduchu. Jejich velkou výhodou je, že jsou pleveluprosté. Nejpoužívanější jsou sprašové hlíny nebo bentonit. Podíl v substrátech bývá zhruba 5 20 %. [9] [19] Jíl se nabízí v různém stavu, a to jako čerstvý, sušený granulovaný a sušený jílový prach. Používá se u různých kultur se všemi typy zálivky. [1] 28

29 3.3.7 Písek Písek je těžký a má malou schopnost poutat vodu. V mnohých případech má i nízký obsah vzduchu, který je způsoben nízkým obsah póru v porovnání s organickými substráty. Má neutrální reakci a nízkou vyživovací schopnost. Přítomnost elementů, hlavně sodíku, chloru, magnézia a bóru závisí na původu písku. Písek může obsahovat určité množství uhličitanového vápna a plevelná semena, což není žádoucí. Písek se v zahradnictví používá hlavně pro zlepšení fyzikálních vlastností jako je měrná hmotnost, odvod vody, atd. nejčastěji na slabě zavlažovaných půdách. Požívají se různé zrnitostní třídy. Nejčastěji písek praný, křemičitý, tříděný. Hlavně se doporučuje písek říční, v němž jsou zastoupena zrna různé velikosti. Nevhodné jsou jemné spékavé písky. [1] Písek je těžený na mnohých lokalitách, většinou z písečných jam, které jsou převážně v blízkosti řek Alternativní přísady do substrátů Půdní kondicionéry Půdní kondicionéry jsou v zákoně zařazeny do kategorie pomocných půdních látek. Na rozdělení těchto látek existuje více názorů. Důležitá je jejich funkce a rozhodující je složení. Mohou být umělé (syntetické) nebo přírodní. Půdní kondicionéry lze rozřadit do několika následujících skupin: Hydroabsorbenty jedná se o polymery a kopolymery na bázi propenamidu nebo propenamid-propeonátu. Vyrábí se ve formě suchého prášku nebo granulí. Tyto přípravky mají schopnost poutat srážkovou či závlahovou vodu. Jednotlivé částečky po kontaktu s vodou rychle bobtnají, absorbují ji a vytvářejí částice gelové povahy. Kořeny rostlin pak do těchto gelových částic prorůstají a vodu z nich čerpají. Jako vedlejší efekt je možné ocenit příznivý vliv na rozvoj půdní mikroflóry a zlepšování půdní struktury. Některé z hydroabsorbentů jsou obohaceny o pomalu rozpustná hnojiva, stimulátory růstu a popřípadě i další látky, čímž vznikají komplexní přípravky. V neposlední řadě jejich velkou výhodou, je umožňovat mnohonásobné cykly stavu mokrý/suchý, což nabízí jejich dlouhodobé použití. Všechny hydroabsorbenty mají různě dlouhou dobu životnosti, která se značně liší v závislosti na některých faktorech. 29

30 Problematika hydroabsorbentů je známá již mnoho let, ale můžeme konstatovat, že v zahradnictví doposud nenašly odpovídající uplatnění. Především naráží na vysokou cenu a fytotoxicitu, kterou způsobuje určité množství zbytků monomerů z jejich výroby. Tyto monomery akrylamidu a kyseliny akrylové jsou fytotoxické při obsahu nad 500 ppm. [20] [9] [30] [3] V zemědělství všeobecně se začaly nejdříve využívat pro určité speciální účely přirozené polymery - hydroabsorbenty. Jednalo se většinou o celulózu nebo deriváty škrobu. Do skupiny přirozených hydroabsorbentů můžeme zařadit i některé horniny (např. zeolity). Průmyslově vyráběné (syntetické) hydroabsorbenty byly zpočátku vyvíjeny především pro průmyslové potřeby či jako sanitární výrobky (např. jednorázové dětské pleny). Vědci, zabývající se problematikou hydroabsorbentů, zkoumali možnosti použití těchto syntetických produktů, které by převzaly roli jílu a kompostu a zlepšily půdní vlastnosti. Pro tyto produkty byl zvolen termín půdní kondicionéry. První takový syntetický půdní kondicionér byl zaveden počátkem padesátých let. Rozlišujeme tři skupiny hydroabsorbčních polymerů podle jejich struktury: - skupina I. Voda je v nich ireverzibilně vázána silnými H-H (vodík-vodík) vazbami, takže následně nemůže být uvolňován, zůstává v hydrogelu a žádná další voda není následně přijímána. - skupina II. Má schopnost vázat enormní množství vody, ale slabá chemická vazba neumožní vodě se v hydrogelu delší dobu udržet. Voda se během několika dnů ztratí. - skupina III. Voda je vázána slabými H-vazbami a silnými VdW silami. Tato skupina vodu zachytí a uvolňuje ji postupně po dlouhou dobu. Devadesát pět procent známých hydroabsorbčních polymerů nemá schopnost vodu, kterou absorbují, odevzdat rostlinám, a pokud je tato voda dostupná, pak je to pouze po krátké časové období. Polymery, které mají přínos pro rostliny, patří do zvláštní skupiny uvnitř skupiny III, zmíněné v předchozí části. Jsou sem zařazeny polymery, které zvyšují tvorbu biomasy, účinnost využití vody, růst bočních (laterálních) kořenů a klíčivost semen. 30

31 Pro jistotu v daný polymer se doporučuje používat pro zemědělské účely pouze vyzkoušené, schválené a povolené výrobky. [20] [9] [30] [3] Vlastní půdní kondicionéry - jsou látky na bázi silikátových koloidů. Vyrábějí se ve formě suchého prášku. Hlavní funkcí půdních kondicionérů je vytvářet stabilnější a větší půdní agregáty, mají tzv. tmelivé účinky. Rovněž mohou poutat vodu i živiny. Půdní stabilizátory jedná se o látky většinou na bázi polyvinylacetátu. Jejich hlavní využití spočívá v protierozních opatřeních. Látky zvyšující infiltraci vody zajišťují rovnoměrné zasakování vody do půdy či substrátu. [17] Kokosové vlákno Kokosová vlákna jsou moderním materiálem, které mají výbornou schopnost udržet vodu. Získávají se s obalů kokosových ořechů (z měkkého mezokarpu). Delší vlákna se využívají v mnoha průmyslových aplikacích (na výrobu lan, podložek, kartáčů na lodní těsnění). Zbytek je určen pro pěstování rostlin. Z kokosové drti se lisují různé brikety nebo pěstební bloky. Před prvním použitím vyžaduje materiál důkladné namáčení, nejlépe přes noc. Přitom dochází k 5 až 10 násobnému nárůstu objemu. Fyzikální a chemické vlastnosti má kokosové vlákno srovnatelné s rašelinou, avšak oproti rašelině má výhodu při vyschnutí snadno znovu absorbuje 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. Jejich podíl v substrátech bývá %. [9] [16] Kokosová vlákna obsahují přibližně 75% vody a 25% kyslíku. Tento poměr je téměř ideální pro každé pěstování. Obsahují však přirozeně příliš velké množství draslíku a sodíku. Proto výrobci odstraňují tento nedostatek dostatečným promýváním substrátu roztokem, který obsahuje přesně definované množství vápníku a hořčíku. Během tohoto proplachování dochází k uvolnění přebytečných solí a minerálů. [25] 31

32 Obr. 4: Kokosový substrát Obr. 5: Získávání kokos. vlákna Zdroj: [25] Zdroj: [25] Kokosový substrát je zcela organického původu. Skládá se pouze z drcených kokosových vláken. Má vysokou schopnost zadržovat vodu. Obsahuje látky podporující kořenění a prospěšnou plíseň Trichoderma, která pozitivně působí na růst rostlin a chrání je před napadením půdních patogenů. Kokosový substrát je snadno recyklovatelný a lze ho použít opakovaně. Jedná se o ekologický substrát, který se časem sám rozloží. V České republice se však nesmí používat, a proto je určen pouze pro export. ph substrátu: 5,5 až 6. EC: méně než 0,5. [25] Komposty V zahradnické produkci bývají používány dva druhy kompostů. Prvním druhem je kůrový kompost, který je hojně používaným a je vhodným komponentem v substrátech. Více o tomto komponentu viz podkapitola Druhým typem je zelený kompost, který bývá variabilnější a bohatší na živiny než kompost kůrový. Do zeleného kompostu se přidávají takřka všechny materiály biologické povahy, nejčastěji jsou to naštěpované větve, pokosená biomasa (tráva), biologický odpad z domácností, listí, plevele. V menší míře se používají vyplozené substráty po pěstování hub, kompostovaný statkový hnůj a tzv. vermikomposty, což je statkový hnůj kompostovaný pomocí dešťovek. Jejich podíl v pěstebních substrátech by se měl pohybovat do 20 % objemu (komposty s hnojem) resp. 40 % objemu. (zelené komposty). U toho to typu kompostu je několik problémů. Celkem dlouhá je doba 32

33 přípravy kvalitně rozloženého a použitelného kompostu. Dále je důležité sledovat poměr C:N. A největším problémem, proč se tento typ kompostu téměř nepoužívá u velkovýrobců substrátu, je nedostatek surovin pro jeho přípravu, přestože by to byl velmi vhodný komponent pro většinu vyráběných substrátu. [7] [15] Keramzit Keramzit, který můžete znát také pod obchodním názvem liapor, vzniká expandováním speciálních jílů, často také s obsahem zeolitových minerálů, v kruhových pecích při vysokých teplotách. Mezi jeho hlavní vlastnosti patří vysoká vododržnost, mrazuodolnost, je dostatečně pevný a stabilní, hrubě porézní, vzdušný. Používá se jako komponent do substrátu, ale spíše pro přípravu speciálních typů substrátů do zvlášť specifických podmínek. Můžeme ho použít buď v celku nebo v drcené formě, v té se pak hodí především pro substráty do mobilní zeleně či střešní zahrady. [26] Keramzit může sloužit jako fixační substrát při hydroponickém pěstování,kdy z povrchu keramzitu hydroponické rostliny přijímají vodu a živiny. Pro pěstování rostlin se nejčastěji používají dvě velikostní frakce. Pro mladé rostliny a rostliny s jemnými kořeny používáme zrnitostní frakci 4-8 mm. Velké rostliny a rostliny se silnými kořeny pěstujeme v keramzitu 8-16 mm. Keramzit, který je k dostání v různých barvách plní v sestavách také estetickou funkci. [26] Dřevní vlákna Dřevní vlákna jsou spíše považována za alternativní náhradu rašeliny, přestože mohou výrazně zvýšit vzdušnost a omezit vodní kapacitu substrátu. U substrátů s těmito vlákny se téměř nemusíme obávat přemokření. I po vydatných deštích a závlahách umožňují poměrně rychlý odtok přebytečné vody ze substrátu, a tím zajistí rychlé obnovení přísunu vzduchu ke kořenům. Nevýhodou však bývá poměrně rychlé vyplavování živin. [10] Pro vysokou finanční náročnost je v České republice tato surovina využívána zcela ojediněle. Pro jejich přípravu je třeba zvláštní technologie, vyžadující použití vysokých tlaků a teplot k rozvolnění dřevní hmoty. Dále je nutno zabezpečit stabilitu Na. V zahraničí činí podíl v substrátech až do 30 %. [9] 33

34 Piliny Piliny, které jsou odpadem dřevozpracujícího průmyslu, lze s výhodou částečně využít jako komponent pěstebních substrátů. Laboratorní zkoušky a pokusy s trvalkami a dřevinami v kontejnerech potvrdily, že rašelina v pěstebních substrátech může být nahrazena kompostem a pilinami za předpokladu, že jednotlivé dávky vápence a hnojiv jsou přizpůsobeny danému složení substrátů. [14] Piliny vyžadují kompostování, kterým odstraníme inhibiční fenolické látky. Pokud rozklad probíhá ve vysokých vrstvách pilin bez přístupu 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, kterým se upravuje ph. Optimálně rozložené piliny jsou hnědavé barvy a granulovité struktury. Pro přípravu substrátů se však používají méně, protože velmi rychle podléhají rozkladu, čímž mění původní vlastnosti namíchaného substrátu. [16] Rýžové plevy Podobně jako kokosová vlákna jsou používány ke zlepšení fyzikálních vlastností substrátů. Jako poměrně významný účinek je popisován fytosanitární (potlačení nežádoucích fytopatogenních druhů hub). Použití je však omezeno dostupností a nutností likvidace klíčivých obilek, které jsou rovněž přítomny. [6] Minerální vlna (Rockwool) Minerální vlna je vyráběná z hornin vulkánu. Jako suroviny se používají i vápenec a čedič. Tyto kameny se taví na lávu v peci při teplotě asi 1500 C. Tato láva je vytahována přes kotouče, které se rychle otáčejí. Odstředivou sílou se z kotoučů oddělí kapky a hmota ztuhne a stane se z ní vlákno. Vlákna jsou potom stlačena do balíku, vytvrzena, nařezána na kusy a zpracována do známých rockwoolových rohoží, granulátu a kostek. Ne každý Rockwool se však hodí na pěstování. Vyrábějí se různé druhy a každý z nich je určen pro jiné použití. Rockwool pro zahradnické účely je například vhodný pro hydroponické pěstování a klonování nebo jako levné pěstební medium. Na trhu je k dostání jako: sadbovací kostičky a kostky, pěstební kostky, drť a rohože Nejčastěji je ale používán pro stavební účely jako izolant. [29] 34