Informativni center Kaktu.si

Fizikalne lastnosti substratov

Prav je, da vam takoj nakažem, o čem teče beseda v tem prispevku. Morda se še spomnite, da sem pred dolgimi leti napisal članek o zemlji za kaktuse, ki je izzval precej zanimanja, pa tudi polemik. Drugi del, ki je bil pravzaprav glavni del, je čakal na mojo dobro voljo v predalu več kot deset let, preden sem si vzel čas in ga še enkrat predelal. V njem bom skušal opisati rezultate raznih kemijskih in fizikalnih meritev substratov, še bolj zanimivi pa so rezultati gojenja svojih trnastih poskusnih kuncev v različnih substratih. Tistim z pogostimi glavoboli priporočam, da preberete samo ugotovitve v mastnem tisku in si od vsega ogledate samo podatke v tabelah ali diagrame. Tisti s slabimi živci pa niti tega ne.

Splošno o meritvah

Kaktus je nekakšen biokemijski ustroj, ki ga poganja svetloba, temperatura in kemija v obliki vode, ogljikovega dioksida in snovi, ki jih črpa iz zemlje. Kaktusi in druge sočnice presnavljajo s tako imenovano  crassulaceae kislinsko presnovo (CAM-crassulaceae acid metabolism), kar pomeni, da ponoči vsrkavajo ogljikov dioksid, podnevi pa ga presnavljajo v fotosintetskem ciklusu v organske snovi.

V samo biokemijo presnove se tu ne bomo spuščali. Fotosinteza igra glavno vlogo pri obravnavanju fizikalnih procesov v rastlini in v substratu. Gonilne sile, ki poganjajo presnovne črpalke v sočnicah, niso odvisne toliko od količine svetlobe, saj so v naravi izdatno osvetljene. Bolj so povezane s temperaturo,  relativno vlago v zraku in v tleh ter s koncentracijami ionov v tleh in v rastlini. Temperatura omejuje presnovo, saj ima nočno vsrkavanje CO₂ optimum pri 12-18 C, fotosinteza pa pri 40 C. Izven tega temperaturnega režima je presnova zmanjšana ali pa rastline preidejo v mirovanje.

Prenos snovi povzročajo razlike v koncentracijah snovi v rastlini, ki nastanejo kot posledica presnove. 

Pri presnovnih ciklusih v rastlinah nastane zaradi različnih koncentracij celičnih sokov visok osmotski pritisk na celične stene, ki po  nekaterih podatkih doseže pri nekaterih visokih stebrastih sočnicah celo neverjetnih 200 atmosfer. To še ne pomeni, da bi voda iz navrtane korenine Idria columnaris brizgala kot iz gasilske cevi. Ravno kserofiti imajo zelo dobro izdelane mehanizme, ki preprečujejo izgubo vode. 

Glivice so v substratu vedno prisotne, vendar tam le vegetirajo. Rastejo lahko na organskih snoveh ob prisotnosti vlage, torej za hrano lahko uporabijo tudi rastline.

Ko se temperaturni in svetlobni režim premakne v neugodno območje, se presnova, s tem pa tudi rast, ustavi. Rastlina postane neaktiven kos organske snovi, ki je lahko hrana za glivice, plesni in bakterije. Edini pogoj, ki manjka, je voda. Če je substrat moker v času, ko rastlina nima ugodnih pogojev za rast, glivice in plesni pričnejo rasti na koreninah ali celo na površini rastline in prodrejo tudi v notranjost. Posledica je razpad tkiva in gnitje.

Substrat vpliva na rast bolj na fizikalni način kot iz kemijskega gledišča, če le ni v substratov snovi, ki same po sebi blokirajo vsrkavanje vode in snovi ali pa delujejo toksično. Substrat je rastlini predvsem nosilec in dobavitelj vode.

Pogosto je kot vzrok za slabo rast izpostavljen kalcij, ki deluje kot kalcijev karbonat alkalno, s tem pa blokira transport železa in drugih kovinskih ionov. Izkaže se, da velja ta trditev le za redke kalcifobne rastline. Vpliv kemijskih substanc se pokaže šele v daljšem obdobju, sploh če mednje prištejemo tudi gnojila. Prvenstveno vlogo pri substratu ima sposobnost vpijanja in zadrževanja vode.

V tem prispevku nas torej zanimata predvsem substrat in voda. Vodo po zalitju vpijejo delci substrata, vendar ni nujno, da do nasičenja, zato jo tu obravnavam kot vlago. Rastlina prične v določenih okoliščinah, ki smo jih že opisali, to vlago tudi vsrkavati. Če je zaradi neugodnih okoliščin ne, potem smo v težavah. Na rast vplivajo še drugi faktorji in nerazumevanje nekaterih procesov nam lahko povzroči precej sivih las. Kakšno vlogo pa ima pri tem substrat? Zelo pomembno, vendar ne v tistem smislu, kakor si zdajle zamišljamo. 

Od sestave substrata je odvisno, kakšne pogoje moramo rastlinam ponuditi, ali obratno, kakšen substrat moramo pripraviti za naš način vzgoje. 

Kaj pa naj bi to pomenilo?

Vsak kaktusar vzgaja svoje rastline na svoj način in po svojih izkušnjah pač glede na lastne interese, konstrukcijo rastlinjaka, lokalno klimo in namen gojenja. Pravzaprav vsak goji svoje rastline na najboljši način, bi lahko rekli, saj bi bil drugačen način vzgoje v njegovih pogojih verjetno neprimeren. Na ta način se lahko opraviči neuspehe, ki so seveda lokalne narave, pogosto pač glede na dane možnosti. Tudi priprava substrata se običajno ravna po izkušnjah gojiteljev in je po mojih opažanjih pogosto povezana z načinom vzgoje in vrsto rastlin, pogosto pa je tudi rezultat eksperimentiranja. V zbirkah se uporabljajo pretežno peščeno-ilovnati substrati, pri gojenju na prostem bogatejši gnojno-ilovnati, profesionalni vrtnarji pa uporabljajo predvsem bogate humusne substrate. Ravno ta način, za katerega se amaterji čudimo, kako puščavski sinovi lahko bujno uspevajo v sami šoti, razloži prav tale prispevek.

Moje meritve substratov in ugotovitve veljajo za razmere, v katerih gojim svoje kaktuse, torej so individualne narave. Vseeno pa potrjujejo ugotovitve, ki jih profesionalni gojitelji uporabljajo kot prakso.

Pri pripravi substrata skoraj vsak kaktusar prisega na svoj lasten recept in tu težko oporekamo njihovim postopkom. Rezultati vzgoje z različnimi pristopi se pač ne dajo primerjati. Tu velja omeniti pravilo svetega Murphyja Kaktusarskega, da kaktus pri sosedu vedno raste bolje, podprt z izrekom, da podarjeni kaktus vedno crkne. Uspeh gojenja je naravnan na pogoje, ki jih da rastlinjak, topla greda ali kakšen drugi način izdelave klime. Zato naj vas takoj opozorim, da veljajo rezultati meritev, ki so opisani v tem članku,  le za gojenje v klimi mojega rastlinjaka z mojim pičlim poznavanjem gojenja, pa vendar podajajo neke podatke o lastnostih raznih mešanic prsti in njihovih sestavinah, za orientacijo pa bom navedel tudi nekaj vzgojnih rezultatov pri uporabi teh substratov. Navsezadnje je verjetno to tudi najbolj pomembno.

Čemu toliko zapletanja okoli substratov in to izpod peresa nekoga, ki je pri iskanju idealne mešanice pogosto udaril mimo? 

Pripravo substrata se lahko poenostavi in uporabi recepte iz literature, v rastlinjaku pa se goji samo nezahtevne vrste rastlin. Težave nastanejo, ko se odločimo za gojenje sejancev, ko si privoščimo vzgojo zelo zahtevnih vrst ali pa nimamo rastlinjaka in gojimo svoje kaktuse na prostem. V teh primerih se pokaže, da bomo morali razmisliti tudi o sestavi substrata. Razmišljati bomo morali o hranilih, o dovzetnosti substrata glede rasti glivic, izbirati različne granulacije komponent, upoštevati sposobnost vpijanja vode in hitrost izsuševanja substrata in v kratkem bomo morali najti pravo zmes za naš način vzgoje kaktusov. Poleti  presajeni sejanci se ne bodo dobro ukoreninili v humusnem substratu, ker se zelo hitro izsuši, stare velike rastline pa bodo po presaditvi v humusno prst hitro zgnile, saj bo ta predolgo zadrževal vlago. Preden bomo izbirali osnovne komponente za pripravo prsti, bomo najprej razmislili, kaj od substrata sploh pričakujemo.

Tu se začnejo pojavljati pojmi, ki niso splošno poznani, ki morda niti ne sodijo k tem področju ali pa sem si jih celo izmislil. Pri meritvah sem si cilje zastavil sam in sem uporabil kar pojme, ki jih uporablja kemija in ob tem nisem preveril, ali jih agronomija morda niti ne pozna ali pa ima za isto metodo popolnoma drugačen naziv. Pri meritvah nisem uporabil nekih standardnih predpisanih metod, ki bi lahko bile osnova za ponovitev poskusa. Tako si lahko privoščim nekritičnost pri rezultatih, ne pa tudi pri metodah. Nekatere meritve sem ponovil kar več desetkrat, da sem dobil občutek, kaj se v mešanicah substratov sploh dogaja. Verjetno pa sem samo odkrival že odkrito.

Vpijanje vode

Rastlina pri povprečni rasti vsrka manjšino vode iz prsti, večina pa se izgubi z izhlapevanjem na površini substrata. S sestavo substrata se torej regulira čas zastajanja vlage in doziranje vode.

Čeprav zanemarjen faktor, je sposobnost vpijanja vode zelo pomembna reč pri opazovanju fizikalnih lastnosti prsti. Količina vode se v substratu okoli korenin rastline stalno spreminja odvisno od vrste lonca (glina, plastika), sestave substrata, toplotnih pogojev, količine dodane vode in količine rastlinja ali pokrivnega peska na površini substrata. Običajne prsti vpijejo 30-50% vode do nasičenja. Pri nasičenju voda zapolni tudi zračne prostore med delci prsti, kar je tudi glavni mehanizem zračenja prsti. Zračenje ni pomembno le za dovajanje kisika mikroorganizmom v substratu, ampak obenem odvaja nakopičeni ogljikov dioksid, ki zavira oksidacijske reakcije. V prsteh z dobro drenažo je torej zračenje izdatno tudi v bolj globokih plasteh. Pri dolgotrajnem nasičenju z vodo pride do stalne odsotnosti kisika, kar povzroči bistvene spremembe bioloških lastnosti prsti.

Pri meritvah vlage se mi zdi pomembno, da ločim tri vrednosti vlage v substratu: zračno suh substrat, vlažnost 'pestni test' in nasičen (namočen) substrat.

Če substrat posušimo na zraku, tako sušen substrat vsebuje še vedno nekaj vlage, ki jo lahko izsušimo le s sušenjem v sušilniku. Temu bom rekel 'vlaga zračno suhega substrata'.

Za sajenje rastlin običajno uporabimo vlažno prst. Suh substrat navlažimo do take mere, da v pesti stisnjen substrat obdrži obliko in se na rahel pritisk spet razdrobi. To bom imenoval vlaga 'pestni test' oz. naravno vlažen substrat, ker ima substrat približno tak odstotek vlage po odceditvi padavin. Podatek je ponavadi približen, ker je odvisen od občutka osebe, ki pripravlja substrat, saj lahko odstopa do 25 %. Vseeno je ta podatek pomemben, ker imajo prsti ob nabiranju na terenu približno to količino vlage, razen po deževju ali v dolgotrajni suši. Tudi odcejeni prani peski vsebujejo ponavadi približno to količino vode. Vlaga 'pestni test' je lahko koristen podatek pri preračunavanju idealne količine vode za zalivanje in pri preračunavanju količin vlažnih komponent, saj za pripravo mešanice prsti ponavadi uporabimo vlažne komponente, ki vsebujejo različne količine vlage. Morda se sliši banalno, da za zalivanje svojih kaktusov izračunam približno količino vode, ki bo potrebna za površino zbirke, oziroma če sem bolj natančen, na količino substrata, ki jo ocenim glede na velikost lončkov. Edina napaka se pojavi, ko razpršilna pištola nikakor noče pravilno razporediti odmerjene vode in se potem zanesem na prebitek vode, ki se izliva v pesek in jo substrat posrka iz tal.

Vpijanje vode je podatek o količini vode, ki jo vpije substrat do nasičenja. 

V rastlinjaku se to zgodi takrat, ko rastline zalijemo v podstavke in substrat sam vpije vodo od spodaj navzgor. V naravi se prst nasiti z vodo le po močnem deževju, nato pa se voda postopoma odcedi, prst pa po nekaj suhih dneh običajno obdrži vlago 'pestnega testa'. Vsebnost vode v nasičenem substratu je skupna količina vode, ki jo absorbirajo humusne in ilovnate komponente in vode, ki zapolni vmesni prostor med zrni substrata. Vpijanje vode je odvisno tudi od tega, ali je substrat le nasut ali zbit. Nasipne teže so merjene za nasut material in so za 10 % višje pri zbitem suhem substratu, pri vlažnem materialu pa se nasipna teža pri posedanju poveča kar za 30 %. Pri sajenju majhnih rastlin ponavadi substrat le nasujemo okoli korenin v lonček, pri večjih rastlinah pa potrebujemo substrat s čim manjšim vpijanjem vode, kjer si lahko pomagamo tudi s tem, da s stiskanjem ali zbijanjem substrata v lonec zmanjšamo vpijanje vode.

Diagram prikazuje vlago zračno suhih, naravno vlažnih in nasičenih vzorcev humusa in ilovice.

Skoraj vsem substratom se do neke mere poveča volumen oz. zmanjša nasipna teža, če pri mešanju substrata pred sajenjem dodajamo vodo.

To v praksi pomeni, da je sveže pripravljen navlažen substrat lažji od suhega! Kasneje se po večkratnem mešanju ali zbijanju delci v substratu sesedejo, posledica tega pa je vedno večja nasipna teža. Praktično se to opazi pri sajenju rastlin. Če sadimo kaktuse v sveže pripravljen navlažen substrat, se bodo rastline sčasoma bolj posedle kot v dobro premešani in uležani prsti. 

Nasipna teža ne narašča enakomerno s količino dodane vode, ampak se pri približno 15% dodane vode pade. Povečanje volumna takega substrata povzroči najverjetneje površinska napetost vode in lepljivost delcev, ki počasi vsrkavajo vodo. Včasih opazimo ta pojav pri presajanju sejancev v večje posode, ko substrata ne zbijemo v posodo.  Če nam čez sejance slučajno zakorači kakšen maček, nastane pravo razdejanje, ker se substrat globoko vdre in nastanejo veliki odtisi mačjih tac.

Diagram prikazuje izmerjeno nasipno težo ilovnato-peščenega substrata pri različnih dodatkih vode. Sušen zbit substrat je imel nasipno težo približno 780 g/l. Največje razlike med nasipno in zbito težo sem opazil ravno pri humusno-ilovnatih substratih.

Peščena pokrivka substrata v lončku bistveno zmanjša izhlapevanje vode iz substrata.

S peskom pokrit substrat, v katerega je posajen kaktus v plastičnem lončku št. 5, se osuši približno v enem tednu ne glede na to, ali je postavljen v vroč rastlinjak, v hladnejšega, ali pa na prostem. To pomeni, da se voda izgublja pretežno z izhlapevanjem iz substrata, precej manj pa jo porabi rastlina.

Meritve iz nekega drugega poskusa so potrdile, da se vlaga iz substrata izgublja predvsem z odcejanjem in izhlapevanjem iz površine substrata, zelo malo pa jo vsrka rastlina. Tako ni velike razlike med gojenjem na prostem in gojenjem v rastlinjaku, čeprav bi pričakovali razliko. Ta sicer obstaja, vendar le v hitrosti, ne pa toliko v času izsuševanja.

Pri zalivanju se substrat torej popolnoma zasiti z vodo. V prvem dnevu po zalitju se skoraj tretjina vode odcedi in izhlapi in tedaj ostane v substratu približno toliko vode, kolikor jo ostane v substratu ‘pestni test’, ki ga običajno pripravljamo za presajanje rastlin. Ko se večina vode iz substrata izgubi, ostane v substratu še vedno 5-10% vlage, ki pa je rastline ne morejo izrabiti. To se pojavi takrat, ko prične relativna vlaga v substratu padati in ko pade pod 70%, se ustavi tudi vsrkavanje vode skozi korenine. Kadar je prst na videz že precej izsušena, je v humusnih in glinenih delcih prsti še nekaj vsrkane vode. Potek izsuševanja substrata prikazujeta spodnja diagrama.