фактор - почва -  теснейшим  образом  связан  с  сельскохо-
зяйственным производством с незапамятных времен. В самых широких  кругах
еще до наших дней считалось само собой разумеющимся, что содержащая  гу-
мус естественная почва с ее бесконечным разнообразием мелких и  мельчай-
ших организмов является неотъемлемым условием для нормального роста рас-
тений. Мы же утверждаем, что можно прекрасно обойтись  и  без  почвы,  и
постараемся обосновать это утверждение.
   Для того, кто имеет участок земли для  выращивания  растений,  должно
быть хорошо известно выражение "спелость почвы". С богатыми питательными
веществами спелой почвы получают наивысшие урожаи. Попробуем исследовать
спелую почву и почву вообще повнимательней для  того,  чтобы  определить
условия, при которых растения развивается наиболее пышно.
   Мы рассматриваем почву, то есть верхний рыхлый заселенный растениями,
выветрившийся слой земного шара, как трехфазную систему, характеризующу-
юся всегда присутствующими тремя фазами: твердой, жидкой и газообразной.
Любая почва может служить местом обитания и источником питания для  рас-
тений только в случае благоприятного сочетания этих трех фаз.
   В спелой почве соотношение этих величин, то есть  твердой,  жидкой  и
газообразной фаз, соответствует пропорции 50:25:25. Половина объема поч-
вы состоит, таким образом, из пористого пространства, которое опять таки
на половину заполнено почвенным раствором и наполовину - почвенным  воз-
духом.
   Твердые составные части почвы - это преимущественно твердые неоргани-
ческие материалы. Они представляют собой продукт выветривания горных по-
род с размерами от крупных обломков до мельчайших  частиц.  Органическая
часть твердой фазы почвы состоит из продуктов разложения животных и рас-
тительных организмов и продуктов обмена животных и микроорганизмов.
   Естественная почва отличается бесконечным многообразием микроорганиз-
мов, питающихся органической частью почвы. В ходе этого процесса органи-
ческие вещества полностью разлагаются до образования воды и углекислоты,
причем содержащиеся в органической массе  минеральные  продукты  питания
растений переводятся в форму, в которой они могут усваиваться  растения-
ми. Попутно микроорганизмы благодаря сложным  химико-биологическим  про-
цессам способствуют дальнейшему выветриванию неорганических частиц, при-
чем освобождаются новые количества питательных веществ  растений.  Таким
образом, мы можем констатировать, что совокупность организмов, обитающих
в почве, выполняет в ней крайне важную задачу - в  сочетании  с  другими
факторами (различные факторы выветривания) непрерывно пополнять источни-
ки питательных веществ в почве.
   В ходе только что описанного процесса  так  называемой  минерализации
получаются такие питательные вещества растений, как азотная, фосфорная и
серная кислоты и т.д., которые образуют соли с кальцием, калием, магнием
и т.д.


   Рис. 24.  Сравнение структуры спелой почвы (слева) и гравийного субс-
трата (справа).

   Образование или освобождение  жизненно  важных  микроэлементов  (бор,
медь, марганец и т.д.) происходит совершенно  аналогичным  образом.  Все
эти важные для питаний растений химические соединения могут быть  погло-
щены ими только с водой, служащей средством растворения  и  перемещения.
Таким образом почвенная влага представляет  собой  питательный  раствор,
содержащий вещества, крайне важные для питания растений. Необходимо сно-
ва подчеркнуть, что источником питания растений является лишь  почвенный
раствор с содержащимися в нем питательными веществами. Напротив, органи-
ческие соединения могут рассматриваться как  источники  питательных  ве-
ществ только после их полного микробиологического  разложения.  (Органи-
ческие вещества, из которых примерно на 95 % состоит сухое вещество рас-
тений, образуется самим растением из воды и углекислоты при помощи  сол-
нечной энергии. Они никогда не извлекаются из почвы в готовом виде. Поч-
ва лишь поставляет недостающие 5% минеральных соединений).
   Не следует забывать, что вода необходимо не только в качестве раство-
рителя и транспортного средства, она служит также  и  в  качестве  пита-
тельного вещества при построении растения и, кроме того, выполняет  иные
разнообразные фитофизиологические задачи (например, способствует набуха-
нию коллоидов и т.д.) Ни одно растение не способно расти без воды, и во-
обще жизнь без нее невозможна. Недостаток почвенной  влаги  может  очень
значительно снизить урожай.
   Теперь о почвенном воздухе. Он должен, по-видимому,  играть  довольно
большую роль, потому что мы всегда стремимся путем обработки почвы  спо-
собствовать ее аэрации. Это вполне понятно, если учитывать,  что  каждое
живое существо дышит и, следовательно, требует кислорода.  Это,  естест-
венно, относится не только к корням растений и запасающим органам (клуб-
ни, луковицы и т.д.). Но также и к другим организмам в почве.  Если  по-
верхность почвы сплывается так, что затрудняется  нормальный  воздухооб-
мен, или же, если избыточная вода в почве  вытесняет  почвенный  воздух,
тогда волей-неволей подземные части растений страдают от недостатка кис-
лорода. Животные организмы, населяющие почву, в этом случае могут конку-
рировать с культурными растениями в отношении потребления кислорода. По-
этому мы всегда должны заботиться о том, чтобы и подземные части  расте-
ний были в изобилии снабжены кислородом.

   Рис. 27. Слева - сплывание почвы препятствует проникновению кислорода
к корням; справа - при рыхлом верхнем слое почвы кислород легко проника-
ет к корням.

   Мы очень кратко обсудили, как должна выглядеть спелая почва, в  кото-
рой растения, видимо, должны развиваться наилучшим  образом,  или  какой
должна быть плодородная почва. Из всего вышесказанного можно сделать вы-
вод об условиях, необходимых для выращивания полноценных растений  также
и без почвы.
   Прежде всего, каждое растение требует местообитания,  в  котором  оно
может закрепится корнями. И здесь совершенно все равно, будут  ли  нахо-
дится корни в массе рисовой шелухи, гравия, торфяной крошки или каменоу-
гольного шлака. Субстрат выполняет лишь физическую роль и ничего  общего
с питанием растения не имеет. Для  этого  служит  так  называемый  пита-
тельный раствор.
   Питательный раствор, как естественный источник питания растений, дол-
жен содержать все соединения, которые необходимы  растению  для  пышного
роста и плодоношения в нужной форме, достаточной концентрации и в  долж-
ных соотношениях. Бесчисленные опыты с питательными растворами позволили
настолько хорошо выяснить потребности известных культурных растений, что
мы теперь можем составлять рецепты питательных растворов.  Периодическое
возобновление раствора и регулярное  его  контролирование  и  пополнение
убыли отдельных компонентов позволяет обеспечить полноценное питание на-
шим питомцам.
   Микроорганизмы, населяющие естественную почву, совершенно излишни при
выращивании растений без почвы благодаря  использованию  готового  пита-
тельного раствора. Из него растения получают всю пищу  в  уже  усвояемой
форме и нет необходимости в ее переработке. Природа того или другого ис-
кусственного субстрата не нуждается ни в каком  воздействии  со  стороны
почвенных микроорганизмов. (В естественной почве  мы  весьма  благодарны
обитающим в почве организмам за образование так называемых почвенных аг-
регатов.) Таким образом, мы можем выбирать материалы, которые после  со-
ответствующей предварительной обработки по своей структуре  будут  отве-
чать структуре спелой почвы (50% твердых частиц,  50%  пористого  прост-
ранства).
   Этим мы уже обеспечиваем довольно хорошее снабжение зоны роста корней
кислородом, причем благодаря способу подачи питательного раствора - а  с
этим мы познакомимся ниже - мы можем добиться действительно оптимального
снабжения воздухом.
   Обобщая сказанное, мы констатируем, что растения можно выращивать без
всякой почвы. Нужно только уметь наблюдать и имитировать процессы,  про-
исходящие в почве. Если мы сможем обеспечивать наших питомцев всем  тем,
что имеется в плодородной почве, то мы достигнем той же цели  -  пышного
роста здоровых растений.


ПОЧЕМУ МОЖЕТ ПРЕКРАТИТЬСЯ РОСТ РАСТЕНИЙ

   Если это случится, то сразу же следует вспомнить о "законе минимума".
Что же под этим подразумевается?
   Позволим себе здесь небольшое отступление и мысленно представим  про-
гулку семьи с маленькими и более взрослыми детьми. Семья  двигается  до-
вольно медленно вперед, потому что короткие ноги  детишек  волей-неволей
определяют темп движения. Немного фантазии и  мы  сумеем  сформулировать
закон: скорость движения семьи ограничивается ногами младшего ребенка  -
он является лимитирующим фактором!
   При развитии растений играют роль аналогичные обстоятельства.  Разви-
тие того или иного растения определяется не факторами роста, имеющимся в
оптимальном количестве, а теми,  которых  недостает,  которые,  следова-
тельно, оказываются в минимуме. По этой причине даже наилучшие удобрения
и орошение ничего не дадут, если попытаться выращивать какое-то светолю-
бивое растение в темноте...
   То обстоятельство, что фактор роста, имеющийся в недостаточном  коли-
честве, определяет границы развития  растения  даже  при  наличии  опти-
мальных количеств других факторов и называют "законом Минимума".
   Один умный и обладавший чувством юмора садовник учил  своих  учеников
всегда помнить о пяти буквах, если они хотят, чтобы растения  росли.  Он
имел в виду заглавные буквы названий факторов, имеющих решающее значений
для роста растений: света, воды, воздуха, тепла и питания. Если растение
обеспечено всеми этими факторами, оно может полностью проявить себя,  то
есть его рост будет наиболее пышным.
   Пользуясь методом выращивания растений без  почвы,  мы  можем  непос-
редственно влиять на обеспечение растений водой, питанием и при  извест-
ном навыке приблизить его к оптимальному. Однако мы  никогда  не  должны
забывать также и об остальных факторах - свете, воздухе  тепле  и,  нас-
колько это возможно, будем учитывать особые потребности отдельных  деко-
ративных и полезных растений. Эти факторы не должны быть  лимитирующими.
Для более детального ознакомления с этими вопросами имеется много  хоро-
шей литературы.


ПРИОБРЕТЕНИЕ И ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОПЫТОВ

   Малые причины - большие последствия! - таков лейтмотив этого раздела.
У нас имеются все основания, чтобы добросовестно подготовиться  к  своим
опытам и с самого начала исключить все источники возможных неудач. Край-
не досадно прекращать хорошо начатый  опыт,  не  добившись  результатов,
только потому, что не было обращено достаточного  внимания  на  какую-то
"мелочь". О сосудах для опытов не следует говорить много. Их  размеры  и
форма могут быть совершенно произвольными. Конечно, они должны совершен-
но не пропускать воды и не должны каким бы то ни было образом влиять  на
свойства питательного раствора. Следовательно, не допустимо, чтобы стен-
ки сосудов выделяли какие-нибудь  вещества  или  поглощали  что-либо  из
раствора. Большое разнообразие материалов, из которых могут  быть  изго-
товлены опытные сосуды (металлы, пластмасса, керамика, фарфор,  бетон  и
пр.), заставляет дать один вполне оправданный совет: Каждый сосуд следу-
ет покрыть изоляционным слоем в местах соприкосновения его поверхности с
питательным раствором. Двойное покрытие хорошей  битумной  краской  пол-
ностью отвечает цели и исключает неприятные неожиданности. Однако в этом
случае нельзя путать битумную краску с часто очень похожими на нее  пре-
паратами из каменноугольной смолы, содержащие ядовитые для растений  ве-
щества.
   Земляные выемки, деревянные корыта и другие резервуары можно  сделать
водонепроницаемыми при помощи пластиковых пленок. Многие цветоводы-люби-
тели и овощеводы-производственники пользуются земляными выемками для вы-
ращивания растений, и эти выемки полностью оправдывают себя при условии,
что для их облицовки применялись пленки, не содержащие фенолов.  Дело  в
том, что некоторые из пластических пленок при  соприкосновении  с  пита-
тельным раствором выделяют ядовитые для растений вещества. По этой  при-
чине приходится постоянно рекомендовать при покупке пленки указывать  ее
целевое назначение. В этом случае вам предложат наиболее подходящий  тип
пленки.
   Культуральный субстрат, в котором будут укореняться  растения,  нужно
выбирать весьма тщательно и при необходимости подвергать  его  предвари-
тельной обработке. В последние годы изучалась пригодность для этого ряда
материалов, многие из которых были сочтены  подходящими.  Мы  рассмотрим
лишь важнейшие из них, уже получившие широкое распространение.
   Принципиально можно констатировать, что все  используемые  культурные
субстраты отличаются следующими качествами:
   а) они химически нейтральны и, таким  образом,  никак  не  влияют  на
свойства и на химический состав питательного раствора;
   б) высокая устойчивость против выветривания и разложения позволяет им
сохранять свою структуру на протяжении длительного времени;
   в) они сыпучи, и в них можно копаться голыми руками, не опасаясь  ра-
нений;
   г) они все более или менее гигроскопичны и, таким образом,  обеспечи-
вают капиллярное поднятие жидкостей.
   Перейдем теперь к описанию отдельных материалов, прошедших  испытание
в практике. Начнем с субстрата, который в специальной  литературе  часто
указывается в качестве идеального. Поскольку в последнее время его можно
приобрести во многих европейских странах, он может представлять  интерес
также и для нас. Посмотрим же, что говорят в кругах специалистов о "вер-
микулите".
   "Вермикулиты" представляют собой вторичные минералы, которые возникли
в результате гидротермических изменений двух видов слюд: биотита и  фло-
гопита  (аннита).  Это  водосодержащие  магниево-аллюминевые   силикаты,
встречающиеся большей частью в качестве включений в таких  высокосновных
породах, как дунит, серпентин и пироксенит, а часто и, наоборот, включа-
ющие эти породы. До настоящего времени обнаружены месторождения вермику-
лита в ЮАР (Трансвааль), Танганьике, США (Колорадо,  Монтана),  Западной
Австралии, СССР (Урал) и Японии.
   Сейчас известны уже 17 сортов вермикулита. В качестве приблизительно-
го состава можно указать следующий: 5% AL2O3, Fe2O3, 22% SiO2, 40% H2O2.
Вермикулитная руда слоится, как слюды, и окрашена в цвета от  темно-жел-
то-коричневого до светло-коричневато-желтого, зеленого  или  бронзового.
Удельный вес породы 2,3 - 2,9, а после расслоения - 0,9. Твердость  1,5,
точка плавления около 1360 градусов, содержание воды 4 0 20%. Добыча по-
роды производится в открытых карьерах и в меньшей степени взрывным  спо-
собом. Породу на месте подвергают грубому размолу и сушат для облегчения
дальнейшей переработки. После этого производится размол породы и  сорти-
ровка по размерам частиц с помощью пневматических устройств.  Нагревание
руды для ее подсушивания допустимо только на короткое время и не  больше
чем до 140 градусов, с тем чтобы удалить только свободную, но не консти-
туционную воду, потому что в противном случае уменьшается или вовсе  ут-
рачивается способность породы вспучиваться, необходимая для ее  расслое-
ния.
   Ценность вермикулита  заключается  в  его  свойстве  увеличиваться  в
объеме при нагревании почти в 15 раз.  Нагревание  вызывает  превращение
химически связанной воды в пар, разделяющие наслоенные друг  над  другом
микроскопические пластинки. При температуре 900-1100 градусов руда дово-
дится до красного накала, но эта  температура  не  должна  выдерживаться
больше 4-8 секунд. После этого руду так же быстро охлаждают. В результа-
те этих двух процессов она превращается в зернистый, крайне легкий,  ус-
тойчивый, сыпучий продукт. Такую обработку вермикулита называют расслое-
нием. После обработки конечный продукт приобретает окраску от  серебрис-
той до золотистой.
   Нижеследующие свойства делают расслоенный вермикулит ценным и  объяс-
няют быстрый рост его применения,  ограничиваемый  только  недостаточным
его производством: малый вес (1 куб. м весит 100-125  кг),  негорючесть,
непроницаемость (только 6,2% влаги после содержания при 100%-ной относи-
тельной влажности в течение 300 часов), неразрушимость, неразлагаемость,
стойкость  против  насекомых  и  грызунов  и  прежде  всего  изолирующее
действие по отношению к теплу, холоду, звуку и электричеству.
   Вот полный химический состав южноафриканского вермикулита:
   SiO2 - 39,37
   TiO2 - 1.25
   Al2O2 - 12,08
   Fe2O3 - 5,48
   FeO - 1,17
   MnO - 0,30
   MgO - 23,37
   CaO - 1,46
   Na2O - 0,80
   K2O - 2,46
   H2O при 105 градусах - 11,09
   CO2 - 0,60
   P2O5 - 0,15
   Li2O - 0,03
   BaO - 0,03
   Cl - 0,02
   SO3 - 0,02
   S - 0,18
   Из этого технического описания мы можем сделать вывод, что  расслоен-
ный вермикулит представляет собой идеальный материал в качестве субстра-
та для выращивания растений без почвы: он химически инертен, сыпуч,  хо-
рошо поглощает воду и прекрасно сохраняет структуру. По данным  практики
США, он может применяться для выращивания растений без всякой  предвари-
тельной обработки.
   В настоящее время в Европе предпочтение отдается крупнозернистой пем-
зе и пенистой лаве. Речь идет об изверженных породах, несколько  похожих
на губку и обладающих вследствие этого  исключительно  высокой  поглоти-
тельной способностью. Обе породы обладают стойкой структурой  и  сыпучи,
но их химические свойства не идеальны. Они содержат довольно много  сво-
бодной извести и другие соединения, которые в последующем  очень  охотно
вступают в нежелательные обменные реакции с питательным  раствором.  При
этом различные важные составные части питательного раствора переходят  в
такую форму, в которой они уже не могут поглощаться растениями.
   Однако устранить эти недостатки можно путем очень  простых  операций.
Так, например, мы можем промыть гравий из пемзы сильно разведенной  сер-
ной кислоты до тех пор, пока не прекратится  выделение  пузырьков  газа.
После этого гравий, из которого удалена известь, оставляют на много  ча-
сов в чистой воде, после чего тщательно промывают в проточной  воде.  По
окончание промывки такой гравий может применяться без всякого опасения.
   Другим методом обезвреживания гравия является выдерживание его в  те-
чение суток в растворе суперфосфата в кипяченой воде (750 г суперфосфата
на 10 л воды). Через сутки избыток раствора сливают, а гравий  промывают
чистой водой, чем и заканчивается его обработка.
   Во многих районах  можно  без  труда  приобрести  термозит  (доменный
шлак), который после специальной обработки также может использоваться  в
качестве субстрата. Что представляет собой термозит? Он приготавливается
из шлака доменных печей, жидкого  побочного  продукта  выплавки  чугуна,
превращаемого действием водяного пара в  гравиеподобный,  высокопористый
материал.
   К сожалению, термозит имеет еще более высокую щелочность,  чем  пемза
или пенистая лава (до 43% CaO). Несмотря на это, его  можно  подготовить
так же, как и пемзу, но только в этом случае нужно быть еще  более  тща-
тельным, чтобы полностью удалить  известь  из  субстрата.  Преимуществом
термозита является его низкая стоимость, весьма  выгодно  отличающая  от
ранее упоминавшихся материалов. По тем же причинам следует уделить  осо-
бое внимание каменноугольным шлакам, которые можно приобрести  по  очень
низкой цене.
   Для рентабельности промышленных беспочвенных установок в  большинстве
случаев стоимость культурального субстрата является значительным  бреме-
нем. Поэтому вполне естественно, что поиски дешевых заменителей пемзы  и
подобных ей материалов начались уже давно. Подходящие шлаки представляют
собой такие заменители, которые оказались полноценными во всех отношени-
ях. Цветоводам-любителям повезло в том отношении,  что  о