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हाइड्रोपोनिक खेती के क्षेत्र में किए गए गहन शोध ने विभिन्न प्रकार की खेती प्रणालियों (हुसैन एट अल 2014) के विकास के लिए प्रेरित किया है। व्यावहारिक रूप से इन सभी को जलीय कृषि के साथ संयोजन में भी लागू किया जा सकता है; हालांकि, इस उद्देश्य के लिए, कुछ दूसरों की तुलना में अधिक उपयुक्त हैं (मॉसीरी एट अल। 2018)। इस्तेमाल किया जा सकता है कि प्रणालियों की महान विविधता विभिन्न मृदुहीन प्रणालियों (तालिका 4.1) के वर्गीकरण की आवश्यकता होती है।

** टेबल 4.1** विभिन्न पहलुओं के अनुसार हाइड्रोपोनिक सिस्टम का वर्गीकरण

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” यह विशेषता/वें तीन श्रेणियों/वें TheXamples/वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “6"मिट्टी रहित प्रणाली/टीडी टीडी रोस्पान = “3"कोई उपरणनीति/टीडी नहीं टीडीएनएफटी (पोषक फिल्म तकनीक) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीएरोपोनिक/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीडीएफटी (गहरी प्रवाह तकनीक) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी रोस्पान = “3"सबस्ट्रेट/टीडी के साथ टीडीऑर्गेनिक सबस्ट्रेट्स (पीट, नारियल फाइबर, छाल, लकड़ी फाइबर, आदि) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी अकार्बनिक substrates (पत्थर ऊन, झांवा, रेत, perlite, vermiculite, विस्तारित मिट्टी) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीसिंथेटिक सबस्ट्रेट्स (पॉलीयूरेथेन, पॉलीस्टीरिन) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “2"खुले/बंद प्रणालियों/टीडी टीडीओपेन या रन-टोवेस्ट सिस्टम/टीडी टीडी पौधों को लगातार उबरने के बिना “ताजा” समाधान से खिलाया जाता है खेती मॉड्यूल से सूखा समाधान (चित्र 4.1 ए) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीक्लोज्ड या पुनःपरिसंचरण प्रणालियों/टीडी टीडी सूखा पोषक तत्व समाधान पुनर्नवीनीकरण और कमी के साथ सबसे ऊपर है सही ईसी स्तर के लिए पोषक तत्व (चित्र 4.1b) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “2"पानी की आपूर्ति/टीडी टीडीकंटिनिय/टीडी टीडीएनएफटी (पोषक फिल्म तकनीक) डीएफटी (गहरी प्रवाह तकनीक) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीपेरीडिकल/टीडी टीडीड्रिप सिंचाई, ईबीबी और प्रवाह, एयरोपोनिक/टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

4.2.1 ठोस सब्सट्रेट सिस्टम

1 9 70 के दशक में मिट्टी की खेती की शुरुआत में, कई सबस्ट्रेट्स का परीक्षण किया गया (वालाच 2008; ब्लोक एट अल 2008; वर्वर 1978)। कई ऐसे बहुत गीला होने, बहुत शुष्क, टिकाऊ नहीं, बहुत महंगा और जहरीले पदार्थों को जारी करने जैसे कारणों के लिए असफल रहे। कई ठोस substrates बच गए: पत्थर ऊन, perlite, कॉयर (नारियल फाइबर), पीट, polyurethane फोम और छाल। ठोस सब्सट्रेट सिस्टम को निम्नानुसार विभाजित किया जा सकता है:

fibrous substrates ये कार्बनिक (जैसे पीट, भूसे और नारियल फाइबर) या अकार्बनिक (उदा. पत्थर ऊन) हो सकता है। वे विभिन्न आकारों के तंतुओं की उपस्थिति की विशेषता है, जो सब्सट्रेट को उच्च जल-प्रतिधारण क्षमता (60— 80%) और एक मामूली वायु क्षमता (मुक्त porosity) (वालाच 2008) देते हैं। बनाए रखा पानी का एक उच्च प्रतिशत पौधे के लिए आसानी से उपलब्ध है, जो पर्याप्त पानी की आपूर्ति की गारंटी के लिए आवश्यक प्रति संयंत्र सब्सट्रेट की न्यूनतम मात्रा में सीधे परिलक्षित होता है। इन सबस्ट्रेट्स में प्रोफाइल के साथ कोई स्पष्ट पानी और लवणता ग्रेडियेंट नहीं हैं, और इसके परिणामस्वरूप, जड़ें पूरी उपलब्ध मात्रा का उपयोग करके, तेजी से, समान रूप से और बहुतायत से बढ़ती हैं।

Granular Substrates वे आम तौर पर अकार्बनिक होते हैं (जैसे रेत, झांवा, perlite, विस्तारित मिट्टी) और विभिन्न कण आकारों और इस प्रकार बनावट की विशेषता होती है; उनके पास उच्च porosity है और मुक्त draining हैं। जल धारण करने की क्षमता बल्कि खराब है (10 — 40%), और बनाए रखा गया पानी संयंत्र के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं है (माहेर एट अल. 2008)। इसलिए, रेशेदार लोगों की तुलना में प्रति पौधे सब्सट्रेट की आवश्यक मात्रा अधिक है। दानेदार substrates में, प्रोफ़ाइल के साथ नमी का एक चिह्नित ढाल मनाया जाता है और इससे जड़ों को मुख्य रूप से कंटेनरों के नीचे विकसित करने का कारण बनता है। पौधे के लिए छोटे कण आकार, पानी की प्रतिधारण, नमी एकरूपता और अधिक ईसी की क्षमता में वृद्धि और सब्सट्रेट की निचली मात्रा आवश्यक है।

सबस्ट्रेट्स आमतौर पर प्लास्टिक के कवरिंग (तथाकथित बैग या स्लैब बढ़ने) में छाए जाते हैं या विभिन्न आकारों और सिंथेटिक सामग्री के अन्य प्रकार के कंटेनरों में डाले जाते हैं।

सब्सट्रेट लगाने से पहले संतृप्त होना चाहिए:

  • पूरे सब्सट्रेट स्लैब में पर्याप्त पानी और पोषक तत्वों की आपूर्ति प्रदान करें।

  • वर्दी चुनाव आयोग और पीएच स्तर हासिल।

  • हवा की उपस्थिति को निष्कासित करें और सामग्री का एक सजातीय गीला करें।

पौधों को विभिन्न स्तरों पर प्रचुर मात्रा में और अच्छी तरह से वितरित रूट सिस्टम प्राप्त करने और जड़ों को हवा में उजागर करने के लिए जड़ों द्वारा सजातीय सब्सट्रेट अन्वेषण विकसित करने के लिए रोपण के बाद सब्सट्रेट शुष्क चरण के लिए यह उतना ही महत्वपूर्ण है। रीवाइटिंग द्वारा दूसरी बार सब्सट्रेट का उपयोग करना एक समस्या हो सकती है क्योंकि प्लास्टिक लिफाफे में छेद निकालने के कारण संतृप्ति संभव नहीं है। एक कार्बनिक सब्सट्रेट (जैसे कॉयर के रूप में) में, छोटी और लगातार सिंचाई बदल जाता है अपनाने, पानी प्रतिधारण क्षमता को दूसरी बार उपयोग करने के लिए, निष्क्रिय substrates (पत्थर ऊन, perlite) (पेरेली एट अल। 2009) की तुलना में अधिक आसानी से पुनर्प्राप्त करना संभव है।

4.2.2 मध्यम-आधारित सिस्टम के लिए सबस्ट्रेट्स

जड़ों के लंगर के लिए एक सब्सट्रेट आवश्यक है, पौधे के लिए एक समर्थन और इसकी माइक्रोपोरोसिटी और कैशन एक्सचेंज क्षमता के कारण जल-पोषण तंत्र के रूप में भी आवश्यक है।

मिट्टी रहित प्रणालियों में उगाए जाने वाले पौधे एक असंतुलित शूट/रूट अनुपात, पानी, वायु और पोषक तत्वों की मांग करते हैं जो खुले मैदान की स्थितियों से काफी अधिक हैं। बाद के मामले में, विकास दर धीमी होती है, और सब्सट्रेट की मात्रा सैद्धांतिक रूप से असीमित होती है। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, सबस्ट्रेट्स का सहारा लेना आवश्यक है, जो अकेले या मिश्रण में, इष्टतम और स्थिर रासायनिक और पोषण संबंधी स्थितियों को सुनिश्चित करते हैं। विभिन्न विशेषताओं और लागतों के साथ सामग्रियों की एक सरणी को सबस्ट्रेट्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जैसा कि चित्र 4.2 में दिखाया गया है। हालांकि, अभी तक, कोई भी सब्सट्रेट नहीं है जिसका उपयोग सभी खेती स्थितियों में सार्वभौमिक रूप से किया जा सकता है।

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अंजीर 4.2 मिट्टी रहित प्रणालियों में सबस्ट्रेट्स के रूप में उपयोग करने योग्य सामग्री

4.2.3 सबस्ट्रेट्स का लक्षण वर्णन

थोक घनत्व (बीडी) बीडी मात्रा की प्रति इकाई सब्सट्रेट के सूखे वजन से व्यक्त किया जाता है। यह जड़ों के लंगर को सक्षम बनाता है और पौधों का समर्थन प्रदान करता है। एक कंटेनर में फसलों के लिए इष्टतम बीडी 150 और 500 किलो एमएसयूपी -3/एसयूपी (वालाच 2008) के बीच भिन्न होता है। कुछ substrates, क्योंकि उनके कम बीडी और उनके ढीलेपन की, के रूप में perlite का मामला है (सीए 100 किलो msup-3/sup), granules में polystyrene (सीए। 35 किलो msup-3/sup) और गैर संपीड़ित sphagnum पीट (सीए 60 किलो msup-3/sup), अकेले उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं, विशेष रूप से पौधों कि खड़ी बढ़ने के साथ।

** टेबल 4.2** मुख्य रासायनिक - पीट और नारियल फाइबर की भौतिक विशेषताओं। (डीएम = शुष्क पदार्थ)

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” वें रोस्पान = “2"विशेषता/वें वें colspan = “2"उठाया bogs/वें ThFen bogs/वें वें रोस्पान = “2"नारियल फाइबर (कॉयर) /वें /tr टीआर टीडीब्लॉन्ड/टीडी टीडीब्राउन/टीडी टीडीब्लैक/टीडी /tr /thead tbody tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीऑर्गेनिक पदार्थ (% डीएम) /टीडी टीडी 94-99/टीडी टीडी 94-99/टीडी टीडी 55—75/टीडी टीडी 94-98/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडैश (% डीएम) /टीडी टीडी 1-6/टीडी टीडी 1-6/टीडी टीडी 23—30/टीडी टीडी 3 — 6/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीकुल porosity (% वॉल्यूम) /टीडी टीडी 84—97/टीडी टीडी 88—93/टीडी टीडी 55—83/टीडी टीडी 94-96/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीवॉटर-प्रतिधारण क्षमता (% वॉल्यूम) /टीडी टीडी 52 —82/टीडी टीडी 74-88/टीडी टीडी 65—75/टीडी टीडी 80 —85/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीफ्री porosity (% वॉल्यूम) /टीडी टीडी 15 -42/टीडी टीडी 6 -14/टीडी टीडी 6 —8/टीडी टीडी 10—12/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबल्क घनत्व (किलो एमएसयूपी 3/एसयूपी) /टीडी टीडी 60—120/टीडी टीडी 140-200/टीडी टीडी 320—400/टीडी टीडी 65—110/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीसीईसी (meq%) /टीडी टीडी 100—150/टीडी टीडी 120 -170/टीडी टीडी 80 —150/टीडी टीडी 60 —130/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीकुल नाइट्रोजन (% डीएम) /टीडी टीडी 0.5 — 2.5/टीडी टीडी 0.5 — 2.5/टीडी टीडी 1.5-3.5/टीडी टीडी 0.5 — 0.6/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीसी/एन/टीडी टीडी 30-80/टीडी टीडी 20—75/टीडी टीडी 10—35/टीडी टीडी 70-80/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीकैल्शियम (% dm) /टीडी टीडी2/टीडी टीडी—/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीपीएच (एचएसयूबी 2/सबो) /टीडी टीडी 3.0-4.0/टीडी टीडी 3.0-5.0/टीडी टीडी 5.5-7.3/टीडी टीडी 5.0-6.8/टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

स्रोत: एंज़ो एट अल (2001)

Porosity कमरों वाली फसलों के लिए आदर्श सब्सट्रेट में कम से कम 75% की छिद्रण होनी चाहिए, जिसमें मैक्रोप्रोर्स (15 - 35%) और माइक्रोप्रोर्स (40 — 60%) की खेती की जाने वाली प्रजातियों और पर्यावरण और फसल की स्थितियों के आधार पर (वालाच 2008; ब्लोक एट अल 2008; माहेर एट अल 2008)। छोटे आकार के कंटेनरों में, कुल porosity मात्रा का 85% (बंट 2012) तक पहुंच जाना चाहिए। संरचना समय के साथ स्थिर होनी चाहिए और निर्जलीकरण चरणों के दौरान संघनन और मात्रा में कमी का विरोध करना चाहिए।

Water-होल्डिंग क्षमता जल-होल्डिंग क्षमता लगातार सिंचाई का सहारा लेने के बिना, फसलों के लिए सब्सट्रेट नमी के पर्याप्त स्तर को सुनिश्चित करती है। हालांकि, रूट एस्फेक्सिया और बहुत अधिक शीतलन से बचने के लिए जल-होल्डिंग क्षमता बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए। पौधे के लिए उपलब्ध पानी की गणना प्रतिधारण क्षमता पर पानी की मात्रा के बीच के अंतर से की जाती है और जो विल्टिंग बिंदु पर रखी जाती है। यह स्पष्ट मात्रा का लगभग 30 से 40% होना चाहिए (किप एट अल। 2001)। अंत में, यह माना जाना चाहिए कि विकास के दौरान रूट सिस्टम बायोमास की निरंतर वृद्धि के साथ, सब्सट्रेट में मुक्त porosity धीरे-धीरे कम हो जाती है और सब्सट्रेट की हाइड्रोलॉजिकल विशेषताओं को संशोधित किया जाता है।

_Cation Exchange क्षमता (सीईसी) _ सीईसी एक उपाय है कि सब्सट्रेट कण सतहों पर कितने cations बनाए रखा जा सकता है। सामान्य तौर पर, कार्बनिक पदार्थों में खनिज लोगों की तुलना में उच्च सीईसी और उच्च बफर क्षमता होती है (वालाच 2008; ब्लोक एट अल 2008) (तालिका 4.2)।

ph खेती की प्रजातियों की जरूरतों के अनुरूप एक उपयुक्त पीएच की आवश्यकता है। कम पीएच वाले सबस्ट्रेट्स कंटेनरों में फसलों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं, क्योंकि वे कैल्शियम कार्बोनेट जोड़कर वांछित स्तरों की ओर आसानी से संशोधित होते हैं और यह भी कि वे प्रजातियों की एक बड़ी संख्या की जरूरतों को पूरा करते हैं। इसके अलावा, खेती के दौरान कार्बोनेट में समृद्ध पानी के साथ सिंचाई के कारण पीएच मूल्य बढ़ जाता है। पीएच भी इस्तेमाल किया उर्वरक के प्रकार के संबंध में भिन्न हो सकते हैं। एक क्षारीय सब्सट्रेट को सही करना अधिक कठिन है। हालांकि यह सल्फर या फिजियोलॉजिकल एसिड उर्वरकों (अमोनियम सल्फेट, पोटेशियम सल्फेट) या संवैधानिक रूप से एसिड उर्वरकों (खनिज फॉस्फेट) जोड़कर हासिल किया जा सकता है।

_इलेक्ट्रिकल चालकता (ईसी) _ सबस्ट्रेट्स में ज्ञात पोषक तत्व सामग्री और कम ईसी मान होना चाहिए, (तालिका 4.4 भी देखें)। रासायनिक रूप से निष्क्रिय सब्सट्रेट का उपयोग करना और विशिष्ट फसल आवश्यकताओं के संबंध में पोषक तत्वों को जोड़ना अक्सर बेहतर होता है। ईसी स्तरों पर विशेष ध्यान देना होगा। उच्च चुनाव आयोग के स्तर आयनों की उपस्थिति से संकेत मिलता है (जैसे Nasup+/SUP) कि, हालांकि पोषक तत्वों के रूप में महत्वपूर्ण नहीं किया जा रहा है, सब्सट्रेट की उपयुक्तता में एक निर्णायक भूमिका निभा सकते हैं।

Health और Safety सिस्टम में स्वास्थ्य और संचालन के लिए सुरक्षा रोगजनकों (नेमाटोड, कवक, कीड़े), संभावित रूप से फाइटोटॉक्सिक पदार्थ (कीटनाशकों) और खरपतवार बीज की अनुपस्थिति द्वारा प्रदान की जाती है। कुछ औद्योगिक रूप से उत्पादित सामग्री (विस्तारित मिट्टी, पेर्लाइट, पत्थर ऊन, वर्मीक्युलाइट और पॉलीस्टीरिन) उनके प्रसंस्करण के दौरान लागू उच्च तापमान के कारण उच्च स्तर की स्टेरिलिटी की गारंटी देते हैं।

Sustainability एक सब्सट्रेट की एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता इसकी स्थिरता प्रोफ़ाइल है। कई आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले सबस्ट्रेट्स को उनके उद्धार, उत्पादन प्रक्रिया और/या बाद के प्रसंस्करण और अंत-जीवन पदचिह्न से संबंधित पारिस्थितिक चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। इस संबंध में, कम पारिस्थितिक पदचिह्न (पर्यावरण के अनुकूल तरीके से संशोधित और अंततः बायोडिग्रेडेबल) वाले सामग्रियों से उत्पन्न सबस्ट्रेट्स पर विचार करने के लिए एक अतिरिक्त विशेषता है। सब्सट्रेट की पुन: प्रयोज्यता एक सब्सट्रेट की स्थिरता का एक महत्वपूर्ण पहलू भी हो सकती है।

Cost अंतिम लेकिन कम से कम नहीं, सब्सट्रेट सस्ती या कम से कम लागत प्रभावी, रासायनिक भौतिक दृष्टिकोण से आसानी से उपलब्ध और मानकीकृत होना चाहिए।

4.2.4 सबस्ट्रेट्स का प्रकार

सबस्ट्रेट्स की पसंद कार्बनिक या खनिज उत्पत्ति के उत्पादों से होती है जो प्रकृति में मौजूद होती हैं और जिन्हें विशेष प्रसंस्करण (जैसे पीट, पेर्लाइट, वर्मीक्युलाइट) के अधीन किया जाता है, मानव गतिविधियों से प्राप्त जैविक मूल के लिए (जैसे अपशिष्ट या कृषि, औद्योगिक और शहरी ) गतिविधियों और औद्योगिक संश्लेषण प्रक्रियाओं (जैसे polystyrene) द्वारा प्राप्त मूल के।

4.2.4.1 कार्बनिक सामग्री

इस श्रेणी में प्राकृतिक कार्बनिक substrates, अवशेष, अपशिष्ट और जैविक प्रकृति के उप-उत्पादों कृषि (खाद, पुआल, आदि) या, उदाहरण के लिए, औद्योगिक, लकड़ी उद्योग के उप-उत्पादों, आदि या शहरी बस्तियों से, जैसे सीवेज कीचड़, आदि शामिल हैं इन सामग्रियों के अधीन किया जा सकता है निष्कर्षण और परिपक्वता जैसे अतिरिक्त प्रसंस्करण,।

हाइड्रोपोनिक्स में उपयोग की जा सकने वाली सभी सामग्रियों का उपयोग एपी में भी किया जा सकता है। हालांकि, जैसा कि एपी समाधान में जीवाणु भार पारंपरिक हाइड्रोपोनिक समाधानों की तुलना में अधिक हो सकता है, इसलिए यह उम्मीद की जा सकती है कि कार्बनिक सबस्ट्रेट्स एक बढ़ी हुई अपघटन दर से ग्रस्त हो सकते हैं, जिससे सब्सट्रेट संघनन और रूट वातन समस्याएं हो सकती हैं। इसलिए, छोटे विकास चक्र के साथ फसलों के लिए जैविक सामग्रियों पर विचार किया जा सकता है, जबकि लंबे विकास चक्र वाले फसलों के लिए खनिज सबस्ट्रेट्स को प्राथमिकता दी जा सकती है।

** पीट**

पीट, अकेले या अन्य सबस्ट्रेट्स के साथ उपयोग किया जाता है, वर्तमान में सब्सट्रेट तैयारी के लिए कार्बनिक उत्पत्ति की सबसे महत्वपूर्ण सामग्री है। शब्द पीट ब्रायोफाइट्स (Sphagnum), Cyperaceae (trichophorum, Eriophorum, Carex) और अन्य (Calluna, Phragmites, आदि) के अवशेषों से प्राप्त उत्पाद को संदर्भित करता है एनारोबिक स्थितियों में परिवर्तित किया जाता है।

उठाए गए बोग ठंड और बहुत बरसात के वातावरण में बनते हैं। लवण के बिना वर्षा जल, सतह पर काई और सब्जी अवशेषों द्वारा बनाए रखा जाता है, जिससे संतृप्त वातावरण पैदा होता है। उठाए गए बोगों में हम अंधेरे रंग (brown peat) की एक गहरी, बहुत विघटित परत और हल्के रंग (blond peat) की थोड़ी विघटित, उथली परत को अलग कर सकते हैं। दोनों पीटों को अच्छी संरचनात्मक स्थिरता, पोषक तत्वों और अम्लीय पीएच की बहुत कम उपलब्धता की विशेषता है, जबकि वे मुख्य रूप से उनकी संरचना (तालिका 4.2) में भिन्न होते हैं।

ब्राउन पीट्स, बहुत छोटे छिद्रों के साथ, उच्च जल-प्रतिधारण क्षमता और हवा के लिए कम मुक्त porosity है और उच्च सीईसी और बफर क्षमता है। शारीरिक विशेषताओं कण आकार के संबंध में भिन्न होती है जो पानी के अवशोषण को 4 से 15 गुना तक अपने वजन की अनुमति देती है। उठाए गए बोग आमतौर पर एक अच्छे सब्सट्रेट के लिए आवश्यक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। इसके अलावा, उनके पास निरंतर और समरूप गुण हैं, और इसलिए उनका औद्योगिक रूप से शोषण किया जा सकता है। हालांकि, इन पीटों के उपयोग के साथ पीएच सुधार की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए कैल्शियम कार्बोनेट (CacoSub3/sub)। आम तौर पर, पीएच 3-4 के साथ एक Sphagnum पीट के लिए, एक इकाई के लिए पीएच बढ़ाने के लिए CacoSub3/उप के 2 किलो msup-3/sup जोड़ा जाना चाहिए। सब्सट्रेट की पूरी सुखाने से बचने के लिए ध्यान देना चाहिए। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पीट को सूक्ष्मजीवविज्ञानी अपघटन प्रक्रियाओं के अधीन किया जाता है, जो समय के साथ, जल-प्रतिधारण क्षमता में वृद्धि कर सकता है और मुक्त छिद्र को कम कर सकता है।

फेन बोग मुख्य रूप से समशीतोष्ण क्षेत्रों (जैसे इटली और पश्चिमी फ्रांस) में मौजूद हैं, जहां Cyperaceae, Carex और Phragmites प्रमुख हैं। ये पीट स्थिर पानी की उपस्थिति में बनते हैं। पानी में ऑक्सीजन, लवण और कैल्शियम सामग्री उठाए गए बोगों में होने वाली तुलना में तेज अपघटन और आर्द्र की अनुमति देती है। इसका परिणाम उच्च पोषक तत्व सामग्री के साथ एक बहुत ही गहरे, भूरे से काले पीट में होता है, विशेष रूप से नाइट्रोजन और कैल्शियम, एक उच्च पीएच, उच्च थोक घनत्व और बहुत कम मुक्त porosity (तालिका 4.2)। वे शुष्क राज्य में नाजुक हैं, और आर्द्र राज्य में एक उल्लेखनीय प्लास्टिसिटी है, जो संपीड़न और विरूपण के लिए उच्च संवेदनशीलता प्रदान करता है। कार्बोन/नाइट्रोजन (सी/एन) अनुपात आम तौर पर 15 और 48 (कुहरी और विट 1996; अबडे एट अल 2002) के बीच होता है। इसकी गुणों के कारण, काला पीट कम मूल्य का है और सब्सट्रेट के रूप में उपयुक्त नहीं है, लेकिन अन्य सामग्रियों के साथ मिश्रित किया जा सकता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ देशों में पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए पीट उपयोग और निष्कर्षण को कम करने के लिए एक ड्राइव है और विभिन्न सफलता के साथ पीट विकल्प की पहचान की गई है।

** नारियल फाइबर**

नारियल फाइबर (कॉयर) नारियल के रेशेदार भूसी को हटाने से प्राप्त किया जाता है और यह कोपरा (नारियल तेल उत्पादन) और फाइबर निष्कर्षण उद्योग का उप-उत्पाद है, और लिग्निन के लगभग विशेष रूप से बना है। उपयोग करने से पहले, यह 2-3 साल के लिए composted है, और फिर यह निर्जलित और संकुचित है। इसके उपयोग से पहले, इसे पानी के साथ संपीड़ित मात्रा के 2-3 गुना तक जोड़कर पुनर्निर्मित किया जाना चाहिए। नारियल फाइबर में रासायनिक भौतिक विशेषताएं होती हैं जो गोरा पीट (तालिका 4.2) के समान होती हैं, लेकिन उच्च पीएच होने के फायदों के साथ। इसमें पीट (पीट बोग्स के अत्यधिक शोषण) और पत्थर के ऊन की तुलना में कम पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है जहां निपटान में समस्याएं होती हैं। यह एक कारण है कि इसे मृदुहीन प्रणालियों में तेजी से पसंद किया जाता है (ओले एट अल। 2012; फोर्न्स एट अल 2003)।

** लकड़ी-आधारित उपरणनीति**

कार्बनिक substrates जो लकड़ी या इसके उप-उत्पादों, जैसे छाल, लकड़ी के चिप्स या देखा धूल से प्राप्त होते हैं, का उपयोग वैश्विक वाणिज्यिक संयंत्र उत्पादन (माहेर एट अल। 2008) में भी किया जाता है। इन सामग्रियों के आधार पर सबस्ट्रेट्स में आम तौर पर अच्छी वायु सामग्री और उच्च संतृप्त हाइड्रोलिक प्रवाहकत्त्व होते हैं। नुकसान में कम जल-प्रतिधारण क्षमता, माइक्रोबियल गतिविधि के कारण अपर्याप्त वातन, अनुचित कणों के आकार के वितरण, पोषक तत्व स्थिरीकरण या नमक और विषाक्त यौगिक संचय के कारण नकारात्मक प्रभाव शामिल हो सकते हैं (डोरैस एट अल। 2006)।

4.2.4.2 अकार्बनिक सामग्री

इस श्रेणी में प्राकृतिक सामग्री (जैसे रेत, कुस्र्न) और औद्योगिक प्रक्रियाओं (जैसे वर्मीक्युलाइट, पेर्लाइट) (तालिका 4.3) से प्राप्त खनिज उत्पाद शामिल हैं।

** तालिका 4.3** मिट्टी रहित प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले अकार्बनिक सबस्ट्रेट्स की मुख्य रासायनिक-भौतिक विशेषताओं

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” Thsubstrates/वें ThBulk घनत्व (किलो msup3/sup) /वें thTotal porosity (% vol) /वें ThFree porosity (% vol) /वें ThWaterअवधारण क्षमता (% vol) /वें THCEC (meq%) /वें TheC (एमएस cmsup1/sup) /वें THPH/वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडीसैंड/टीडी टीडी 1400-1600/टीडी टीडी 40—50/टीडी टीडी 1-20/टीडी टीडी 20 -40/टीडी टीडी 20—25/टीडी टीडी 0.10/टीडी टीडी 6.4—7.9/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीपीयूमिस/टीडी टीडी 450 -670/टीडी टीडी 55—80/टीडी टीडी 30-50/टीडी टीडी 24—32/टीडी टीडी—/टीडी टीडी 0.08 -0.12/टीडी टीडी 6.7-9.3/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीवोल्केनिक टफस/टीडी टीडी 570 -630/टीडी टीडी 80-90/टीडी टीडी 75—85/टीडी टीडी 2—5/टीडी टीडी 3—5/टीडी टीडी—/टीडी टीडी 7.0-8.0/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीवर्मीकुलिट/टीडी टीडी 80-120/टीडी टीडी 70-80/टीडी टीडी 25 -50/टीडी टीडी 30-55/टीडी टीडी 80 —150/टीडी टीडी 0.05/टीडी td6.0-7.2/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीपर्लाइट/टीडी टीडी 90 —130/टीडी टीडी 50—75/टीडी टीडी 30-60/टीडी टीडी 15—35/टीडी टीडी 1.5-3.5/टीडी टीडी 0.02—0.04/टीडी टीडी 6.5-7.5/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीएक्सपेंडेड मिट्टी/टीडी टीडी 300—700/टीडी टीडी 40—50/टीडी टीडी 30-40/टीडी टीडी 5—10/टीडी टीडी 3 -12/टीडी टीडी 0.02/टीडी टीडी 4.5 - 9.0/टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीस्टोन ऊन/टीडी टीडी 85—90/टीडी टीडी 95—97/टीडी टीडी 10—15/टीडी टीडी 75—80/टीडी टीडी—/टीडी टीडी 0.01/टीडी टीडी 7.0-7.5/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीएक्सपेंडेड पॉलीस्टायरेन/टीडी टीडी 6 -25/टीडी टीडी 55/टीडी टीडी 52/टीडी टीडी 3/टीडी टीडी—/टीडी टीडी 0.01/टीडी td6.1/टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

स्रोत: एंज़ो एट अल (2001)

सैंड

रेत प्राकृतिक अकार्बनिक सामग्री हैं जिसमें 0.05 और 2.0 मिमी व्यास के बीच कण होते हैं, जो विभिन्न खनिजों के मौसम से उत्पन्न होते हैं। रेत की रासायनिक संरचना मूल के अनुसार भिन्न हो सकती है, लेकिन सामान्य तौर पर, यह 98.0— 99.5% सिलिका (सिओसुब 2/सब) (पेरेली एट अल 2009) द्वारा गठित किया जाता है। पीएच मुख्य रूप से कार्बोनेट सामग्री से संबंधित है। कम कैल्शियम कार्बोनेट सामग्री और पीएच 6.4-7.0 वाले रेत सब्सट्रेट सामग्री के रूप में बेहतर अनुकूल हैं क्योंकि वे फास्फोरस और कुछ माइक्रोएलेटमेंट (जैसे लोहा, मैंगनीज) की घुलनशीलता को प्रभावित नहीं करते हैं। सभी खनिज मूल सबस्ट्रेट्स की तरह, रेत में कम सीईसी और कम बफरिंग क्षमता (तालिका 4.3) होती है। ठीक रेत (0.05 - 0.5 मिमी) कार्बनिक पदार्थों के साथ मात्रा के अनुसार 10 - 30% मिश्रण में हाइड्रोपोनिक सिस्टम में उपयोग के लिए सबसे उपयुक्त हैं। सब्सट्रेट की जल निकासी क्षमता बढ़ाने के लिए मोटे रेत (\ > 0.5 मिमी) का उपयोग किया जा सकता है।

** पुमी**

झांवा ज्वालामुखी मूल के एल्यूमीनियम सिलिकेट शामिल हैं, बहुत हल्का और झरझरा किया जा रहा है, और सोडियम और पोटेशियम और कैल्शियम के निशान की छोटी मात्रा में हो सकता है, मैग्नीशियम और लोहा मूल के स्थान पर निर्भर करता है। यह पोषक तत्वों के समाधान से कैल्शियम, मैग्नीशियम, पोटेशियम और फास्फोरस को बनाए रखने में सक्षम है और धीरे-धीरे इन्हें पौधे में छोड़ देता है। इसमें आमतौर पर तटस्थ पीएच होता है, लेकिन कुछ सामग्रियों में अत्यधिक उच्च पीएच, अच्छी मुक्त छिद्रण लेकिन कम जल-प्रतिधारण क्षमता (तालिका 4.3) हो सकती है। कणों के आसान टूटने के कारण संरचना हालांकि काफी तेज़ी से खराब हो जाती है। पमिस, पीट में जोड़ा गया, सब्सट्रेट के जल निकासी और वातन को बढ़ाता है। बागवानी उपयोग के लिए, 2 से 10 मिमी व्यास के पुमिस कणों को प्राथमिकता दी जाती है (किप एट अल। 2001)।

** ज्वालामुखीय टफ**

Tuffs ज्वालामुखीय विस्फोट से निकाले जाते हैं, जिसमें 2 और 10 मिमी व्यास के बीच के कण होते हैं। उनके पास 850 और 1100 किलोग्राम एमएसयूपी -3/एसयूपी और 15% और 25% मात्रा (किप एट अल। 2001) के बीच एक जल-प्रतिधारण क्षमता हो सकती है।

** वर्मीकुलाइट**

वर्मीक्यूलाइट में मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम और लौह के सजल phyllosilicates शामिल हैं, जो प्राकृतिक अवस्था में एक पतली लैमेलर संरचना होती है जो पानी की छोटी बूंदों को बरकरार रखती है। Exfoliated vermiculite आमतौर पर बागवानी उद्योग में प्रयोग किया जाता है और एक उच्च बफर क्षमता और सीईसी मूल्यों सबसे अच्छा peats (तालिका 4.3) के उन लोगों के समान की विशेषता है, लेकिन, इन की तुलना में, यह एक उच्च पोषक तत्व उपलब्धता है (5— 8% पोटेशियम और 9— 12% मैग्नीशियम) (Perelli एट अल। एनएचएसयूबी 4/सबसुप+/एसयूपी विशेष रूप से वर्मीक्युलाइट द्वारा दृढ़ता से बनाए रखा जाता है; नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि, हालांकि, निश्चित नाइट्रोजन के हिस्से की वसूली की अनुमति देती है। इसी तरह, वर्मीक्युलाइट 75% से अधिक फॉस्फेट को अपरिवर्तनीय रूप में बांधता है, जबकि इसमें सीएलएसयूपी-/एसयूपी, नोसबसुप-/एसयूपी और एसओएसयूबी 4/सबएसयूपी-/एसयूपी के लिए कम शोषक क्षमता है। इन विशेषताओं का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाना चाहिए जब वर्मीक्युलाइट को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। कम संपीड़न प्रतिरोध की वजह से वर्मीक्युलाइट संरचना बहुत स्थिर नहीं है और समय के साथ बिगड़ती है, जल निकासी को कम करती है। यह अकेले इस्तेमाल किया जा सकता है; हालांकि, इसे पेर्लाइट या पीट के साथ मिश्रण करना बेहतर है।

** पर्लाइट**

Perlite युक्त ज्वालामुखी मूल के एल्यूमीनियम सिलिकेट शामिल हैं 75% Siosub2/उप और 13% AlSub2/Subosub3/उप। कच्चे माल को कुचल दिया जाता है, छिद्रित, संपीड़ित और 700-1000 C तक गरम किया जाता है इन तापमानों पर, कच्चे माल में निहित थोड़ा पानी कणों को छोटे सफेद-ग्रे समुच्चय में विस्तारित करके वाष्प में बदल जाता है, जो वर्मीक्युलाइट के विपरीत, एक बंद सेल संरचना होती है। यह बहुत हल्का है और भिगोने के बाद भी उच्च मुक्त porosity है। इसमें कोई पोषक तत्व नहीं है, नगण्य सीईसी है और लगभग तटस्थ है (तालिका 4.3) (वर्डोंक एट अल 1983)। पीएच, हालांकि, आसानी से भिन्न हो सकते हैं, क्योंकि बफर क्षमता नगण्य है पीएच को सिंचाई के पानी की गुणवत्ता के माध्यम से नियंत्रित किया जाना चाहिए और फाइटोटॉक्सिक से बचने के लिए 5.0 से नीचे नहीं आना चाहिए अल्युमीनियम के प्रभाव। बंद सेल संरचना पानी को केवल सतह पर और agglomerations के बीच की जगहों में आयोजित करने की अनुमति देता है, इसलिए जल प्रतिधारण क्षमता agglomerations के आयामों के संबंध में चर है। यह विभिन्न आकारों में विपणन किया जाता है, लेकिन बागवानी के लिए सबसे उपयुक्त 2-5 मिमी व्यास है। यह बेड rooting में एक सब्सट्रेट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि यह अच्छा वातन सुनिश्चित करता है। कार्बनिक पदार्थों के मिश्रण में, यह सब्सट्रेट की नरमता, पारगम्यता और वायुमंडल को बढ़ाता है। पर्लाइट को कई वर्षों तक पुन: उपयोग किया जा सकता है जब तक कि इसे उपयोगों के बीच निर्जलित किया जाता है।

** विस्तारित क्ले**

विस्तारित मिट्टी लगभग 700 सी स्थिर समुच्चय गठन कर रहे हैं पर मिट्टी पाउडर के इलाज के द्वारा प्राप्त किया जाता है, और, मिट्टी सामग्री के आधार पर, वे सीईसी, पीएच और थोक घनत्व (तालिका 4.3) के संबंध में चर मूल्यों है। विस्तारित मिट्टी के बारे में मात्रा में कार्बनिक सामग्री के साथ मिश्रण में इस्तेमाल किया जा सकता 10 — 35% मात्रा, जो करने के लिए यह अधिक वातन और जल निकासी प्रदान करता है (Lamanna एट अल. 1990)। 7.0 से ऊपर पीएच मानों वाले विस्तारित मिट्टी मिट्टी रहित सिस्टम में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

** पत्थर की लकड़ी**

पत्थर ऊन मिट्टी की खेती में सबसे अधिक इस्तेमाल किया सब्सट्रेट है। यह 1500-2000 C पर एल्यूमीनियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम सिलिकेट और कार्बन कोक के संलयन से उत्पन्न होता है तरलीकृत मिश्रण 0.05 मिमी व्यास किस्में में extruded है और, संपीड़न और विशेष रेजिन के अलावा, सामग्री एक उच्च porosity (तालिका 4.3) के साथ एक बहुत ही हल्के रेशेदार संरचना मानता है।

स्टोन ऊन रासायनिक रूप से निष्क्रिय है और, जब एक सब्सट्रेट में जोड़ा जाता है, तो यह अपने वातन और जल निकासी में सुधार करता है और पौधों की जड़ों के लिए एक उत्कृष्ट लंगर भी प्रदान करता है। यह अकेले प्रयोग किया जाता है, एक बुवाई सब्सट्रेट के रूप में और मिट्टी की खेती के लिए। खेती के लिए उपयोग किए जाने वाले स्लैब को गुणवत्ता के आधार पर कई उत्पादन चक्रों के लिए नियोजित किया जा सकता है, जब तक कि संरचना रूट सिस्टम के लिए पर्याप्त porosity और ऑक्सीजन उपलब्धता की गारंटी देने में सक्षम है। आमतौर पर, कई फसल चक्रों के बाद, सब्सट्रेट porosity का बड़ा हिस्सा पुरानी, मृत जड़ों से भरा होता है, और यह समय के साथ सब्सट्रेट के संघनन के कारण होता है। नतीजा सब्सट्रेट की एक कम गहराई है जहां सिंचाई रणनीतियों को अनुकूलन की आवश्यकता हो सकती है।

** ज़ीओलिट्स**

जिओलिट्स में गैसीय तत्वों को अवशोषित करने की क्षमता की विशेषता वाले हाइड्रेटेड एल्यूमीनियम सिलिकेट शामिल होते हैं; वे मैक्रो- और माइक्रोएलेटमेंट में उच्च होते हैं, उनके पास उच्च शोषक शक्ति होती है और उनके पास उच्च आंतरिक सतह होती है (0.5 मिमी छिद्रों वाली संरचनाएं)। यह सब्सट्रेट बहुत रुचि है क्योंकि यह अवशोषित करता है और धीरे-धीरे केएसयूपी +/एसयूपी और एनएचएसयूबी 4/सबसुप +/एसयूपी आयनों को रिलीज करता है, जबकि यह सीएलएसयूपी-/एसयूपी और नासअप+/एसयूपी को अवशोषित करने में सक्षम नहीं है, जो पौधों के लिए खतरनाक हैं। Zeolites योगों जो एन और पी सामग्री में भिन्न है और जो बीज बुवाई में इस्तेमाल किया जा सकता में विपणन कर रहे हैं, कलमों के rooting के लिए या खेती चरण के दौरान (पिकरिंग एट अल. 2002)।

4.2.4.3 सिंथेटिक सामग्री

सिंथेटिक सामग्री में कम घनत्व वाले प्लास्टिक सामग्री और आयन-एक्सचेंज सिंथेटिक रेजिन दोनों शामिल हैं। इन सामग्रियों को “विस्तारित” कहा जाता है, क्योंकि वे उच्च तापमान पर फैलाव की प्रक्रिया से प्राप्त होते हैं, अभी तक व्यापक रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं, लेकिन उनके पास अन्य सबस्ट्रेट्स की विशेषताओं को संतुलित करने के लिए उपयुक्त भौतिक गुण हैं।

** विस्तारित पॉलीस्टायरेन**

विस्तारित पॉलीस्टीरिन एक बंद सेल संरचना के साथ 4-10 मिमी व्यास के ग्रैन्यूल में उत्पादित होता है। यह विघटित नहीं होता है, बहुत हल्का होता है और इसमें बहुत अधिक छिद्र होता है लेकिन बहुत कम जल-प्रतिधारण क्षमता (तालिका 4.3) के साथ। इसमें कोई सीईसी और लगभग शून्य बफर क्षमता नहीं है, इसलिए इसे सब्सट्रेट (जैसे पीट) में जोड़ा जाता है, विशेष रूप से इसकी porosity और जल निकासी में सुधार करने के लिए। पसंदीदा कण आकार 4-5 मिमी (बंट 2012) है।

** पॉलीयूरेथेन फोम**

Polyurethane फोम एक कम घनत्व सामग्री (12-18 किलो msup-3/sup) एक छिद्रपूर्ण संरचना के साथ है जो इसकी मात्रा का 70% के बराबर पानी के अवशोषण की अनुमति देता है। यह रासायनिक रूप से निष्क्रिय है, इसमें लगभग तटस्थ पीएच (6.5-7.0) है, इसमें पौधों के लिए उपयोगी पोषक तत्व उपलब्ध नहीं हैं और अपघटन (किप एट अल। 2001) से गुजरना नहीं है। बाजार में इसे ग्रेन्युल के रूप में ढूंढना संभव है, क्यूब्स या ब्लॉक को घुमाने के लिए। एक पत्थर ऊन की तरह, यह मिट्टी की खेती के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

4.2.5 मिश्रित खेती सबस्ट्रेट्स की तैयारी

मिश्रित substrates समग्र सब्सट्रेट लागत को कम करने और/या मूल सामग्री की कुछ विशेषताओं में सुधार करने के लिए उपयोगी हो सकता है। उदाहरण के लिए, पानी-प्रतिधारण क्षमता बढ़ाने के लिए पीट, वर्मीक्युलाइट और कॉयर को जोड़ा जा सकता है; मुफ्त porosity और जल निकासी बढ़ाने के लिए perlite, polystyrene, मोटे रेत और विस्तारित मिट्टी; अम्लता बढ़ाने के लिए गोरा पीट; सीईसी और बफर को बढ़ाने के लिए कार्बनिक सामग्री या मिट्टी की मिट्टी की उपयुक्त मात्रा की उच्च मात्रा क्षमता; और बढ़ी हुई स्थायित्व और स्थिरता के लिए कम अपरिवर्तनीय सबस्ट्रेट्स। मिश्रण की विशेषताएं शायद ही कभी घटकों के औसत का प्रतिनिधित्व करती हैं क्योंकि मिश्रण के साथ संरचनाओं को व्यक्तिगत कणों के बीच संशोधित किया जाता है और परिणामस्वरूप भौतिक और रासायनिक विशेषताओं के संबंध होते हैं। सामान्य तौर पर, खेती को बेहतर तरीके से प्रबंधित करने में सक्षम होने के लिए, कम पोषक सामग्री वाले मिश्रण बेहतर होते हैं। मिश्रण के विभिन्न घटकों के बीच सही संबंध भी पर्यावरणीय परिस्थितियों के साथ भिन्न होता है जिसमें यह संचालित होता है। उच्च तापमान पर यह उन घटकों का उपयोग करने के लिए तर्कसंगत है जिनमें उच्च जल-प्रतिधारण क्षमता होती है और तेजी से वाष्पीकरण (जैसे पीट) की अनुमति नहीं देती है और साथ ही, अपघटन के लिए लचीला होती है। इसके विपरीत, आर्द्र वातावरण में, कम सौर विकिरण के साथ, उच्च छिद्रण द्वारा विशेषता वाले घटकों को अच्छी जल निकासी सुनिश्चित करने के लिए प्राथमिकता दी जाती है। इस मामले में, रेत, कुस्र्न, विस्तारित मिट्टी और विस्तारित पॉलीस्टीरिन (बंट 2012) जैसे मोटे सबस्ट्रेट्स को जोड़ना आवश्यक होगा।


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