A tudósok már régen megállapították, hogy hajtatásban a növények számára a talaj nem a legjobb közeg. Jobb a növekedés, magasabb a hozam, jobb a minőség, ha az ültetés más közegbe történik. Ez annak eredménye, hogy jó közegben optimális a vízlevegő arány, így a gyökérrendszer jobban fejlődik és könnyebben tud megfelelő tápanyagellátást biztosítani a növényeknek. A növények életciklusai nem változnak, de egy jobb kondíció révén növekedésük jobb, egyensúlyban van, az állomány erősebb és ellenállóbb a külső hatásokkal szemben. Ezen kívül pedig nincs talajuntság, tápelem felhalmozódás, kártevő- és kórokozó elszaporodás sem. Kertészeti ágazatban a sokféle növény eltérő igénye miatt, rendkívül változatos technológiákat alkalmaznak. A professzionális gazdaságokban a közeg választása több aspektus alapján történik, ahol figyelembe veszik a növény igényeit, a közeg tulajdonságát, a víz minőségét és az alkalmazott technológiát. Alapvetően a közegeket két csoportra osztják: nem inert (szerves) és inert (szervetlen származású) anyagok. Az első csoportba tartozók: tőzeg, kókuszháncs, rizspelyva és szalma jobban befolyásolják a tápanyag gazdálkodást, míg a második csoportban lévők: kőgyapot, perlit, kavics, homok nem kötnek le semmilyen anyagot. Magyarországon a szervetlen közegek között a paradicsom-, uborka-, és paprikatermelők leginkább a kőgyapotot használják. Vödrös termesztésnél és dísznövények gyökereztetésénél legjobban a perlit az elterjedt. A vermiculit és agyaggolyó használata speciális növényeknél és technológiáknál előnyös. Magas munkaigénye miatt már nagyon ritkán használják a homokot és a kavicsot.

A közegek tulajdonságai

A legfeltűnőbb különbség a talajos és közeges termesztés között a térfogat, amelyben a gyökérrendszer növekszik. Zárt berendezésekben a paradicsom általában 30 cm mélységig gyökeresedik, ami négyzetméterenként 300 liter közeget ad, az abban lévő víz és tápanyagtartalom elérhető a növények számára. A benne lévő szerves anyagok a szorpciós képességet határozzák meg. A közeges termesztésben lényegesen kisebb a térfogat (3–5%-a a talajhoz viszonyítva) és 7–15 liter anyagnak biztosítani kell a megfelelő víz és tápanyag ellátását a növények fejlődéséhez. Az 1. táblázat mutatja az eltéréseket a térfogatban, az elérhető víz- és nitrogén mennyiségben talajos és közeges termesztésnél.
Mindegyik közeg három fázisból álló anyag, amelyben eltérőek az arányok a szilárd részek, a levegő és víz között. Természetes talajoknál a típustól függően a vázrész általában a térfogatnak nagyjából a felét tölti ki (50%); a kitöltetlen rész a pórustér, amelyben folyadékfázisú (25–45%) és a gázfázisú anyagok (5–20%) fordulnak elő. Termesztő közegeknél ezek az arányok nagyon eltérőek. A szilárd elemek mennyisége, nagysága, struktúrája és tartóssága befolyásolja a közeg szerkezetét és vízmegtartó képességét. A szilárd részek mennyiségét legjobban a térfogattömeg tükrözi, amelyet száraz közegnél 20°C levegő hőmérsékleten és 75%-os levegő páratartalomnál állapítunk meg. Több kőzet és nehéz ásvány növeli a fajsúlyt. A természetes állapotban használt ásványok és kőzetek (kavics, homok, zeolitok) nehezebbek, mint a belőlük ipari úton előállított puffasztott közegek (kőgyapot, perlit, vermiculit). Kőgyapot esetén a sűrűség a benne lévő szálak vastagságától, elrendezésétől és a szálkezeléséhez használt ragasztótól függ. A szálvastagság növelése, sűrűbb elrendezése és nagyobb mennyiségű ragasztó felhasználása növeli a súlyát (0,5 g-tól akár 1,15 g/ cm3-ig). A perlit és vermiculit térfogattömege attól függ, hogy milyen a szemcse nagysága: minél apróbb részecskékből áll annál nehezebb, mert könnyebben tömörödik és kevesebb levegőt tartalmaz.

Talajpótló anyagoknál az egyik legfontosabb tulajdonság, hogy a közegnek mennyi a víz- és levegő kapacitása és milyen a vízmegtartó képessége. Számolni kell, hogy a növényeknek a maximális transpirációhoz négyzetméterenként 10 l/nap vízre van szükségük. A vízmegtartó képesség megállapítása a telített közeg súlya alapján történik úgy, hogy kivonjuk belőle a száraz közeg súlyát. A két mérés különbsége adja meg a víz mennyiségét, amit képes megtartani. A növény ennek a víznek csak egy részét veheti fel. A szilárd elemek minősége és felületi feszültsége hatással van a víz szorbcióra: szervetlen közegeknél ez csekély, kivéve a lemezes szerkezettel rendelkező közegek, amelyek erősen kötik le az elemeket és a vizet. A legnagyobb kötődést a szerves anyagok mutatják. A közeg mennyiségének csökkenésével és kisebb nedvességtartalmú anyagok használatával növekszik a veszély, hogy egyes időszakokban vízhiány keletkezik, ami a növények pusztulásához vezet.

Mivel a közeg nedvessége befolyásolja a növényben zajló összes folyamatot, nagyon fontos szempont az, hogy milyenek a közeg vízgazdálkodási jellemzői: hogyan és milyen sebességgel változtatható a nedvességtartalma, hogyan terjed benne az adagolt tápoldat, milyen a reszaturációs képessége (újranedvesítés). Optimális esetben az öntözésre használt tápoldat egyenletesen oszlik el a közegben, mozgása nem csak a gravitáció törvényei szerint történik. Jó, ha a gyökérzóna értékeit könnyen lehet változtatni, akár a víztartalmat akár a tápanyagszintet. Ez lehetővé teszi a termesztés időjárási viszonyokhoz való igazítását. Minél kisebb vízmennyiséggel elérhetők az optimális értékek, annál gazdaságosabb és környezetkímélőbb a termesztés.

Másik fontos tulajdonság, hogy a közeg szerkezete mennyire stabil. A termesztés alatt a növények igényei – a nedvesség- és tápanyag mennyiség szempontjából – változnak. Stabil szerkezet esetén az öntözési technikával könnyen kezelhetők az eltérő igények, optimálisra beállítható a víz-levegő arány. Ez fokozottan fontos a hosszú kultúrás termesztésnél, illetve a többszöri ültetésnél, amikor a közeg nemcsak kémiai (savak használata), de mechanikai sérüléseknek is ki van téve. Többszöri ültetésnél, a kultúra között célszerű fertőtleníteni a közeget, mivel a kártevők és kórokozók – kisebb mértékben, mint a talajban – át tudnak telelni és a későbbiekben megfertőzik az új állományt. Ez csökkenti a következő állomány hozamait és minőségét.

A növényeket negatívan befolyásolja, ha a közegben nincs elegendő levegőtartalom illetve gyenge a gázcsere. A jó közeg az öntözés után optimálisan 25–30% levegőt tartalmaz. Amennyiben a levegő térfogata kevesebb, mint 15–20% a gyökerek lélegzése korlátozott, megbarnulnak, szélsőséges esetben pedig elhalnak és a növények termőképessége csökken. Kísérletek kimutatták, hogy hozamok szempontjából legjobb a 90–95%-os levegőtartalom (ami csak ködkultúrákban valósítható meg), de szükséges hozzá más tényezők optimális szinten tartása is. A közegben a folyékony fázist a víz- és a benne oldott tápelemek alkotják. A közegek között eltérés van abban, hogy mennyire kötnek le, illetve tudnak-e pufferolni tápanyagokat. A talajok és szerves közegek bizonyos szintig lekötik a tápelemeket, érzéktelenek a savanyító és lúgosító hatásokkal szemben, ami a növény számára optimális kémhatást biztosít. Kizárólag a növényi gyökérzettámasztóként szolgáló közegeknél viszont előnyös, ha kicsi a pufferképességük. Ez esetben használat előtt nem kell külön feltölteni egyes elemekkel, vagy kimosni a már lekötött káros elemeket és nincs szükség a kémhatás beállítására sem. Továbbá fontos, hogy a kijuttatott tápoldat paraméterei ne módosuljanak, így az összetételével és kémhatásával határozzuk meg az elérhető tápanyagok mennyiségét és koncentrációját. Elvárható, hogy a termesztés befejezése után a megsemmisítési folyamat környezetbarát úton történjen. A termesztés alatt a tápanyag összetételen kívül a közeggel is befolyást nyerünk a növények vegetatív-generatív egyensúlyának szabályozására.

Közegek jellemzői

A szervetlen közegek palettája igen nagy. A hidrokultúrás termesztés első kísérletei homokban történtek (1925). A későbbiekben használtak kavicsot és különböző tufa köveket is. Mióta előállították a kőgyapotot, domináló szerepet játszik, mert ezen kiemelkedő eredményeket értek el. Jelenleg az összes technológia fejlesztése kőgyapoton történik, ezért legtöbb adat erről van. A homok elsőként használt közeg, amelyet jelenleg magtakarásra, talajlazításra, illetve adalékként tőzeghez használnak. Különállóan, homok kultúrában nagyon ritka. Lelőhelye szerint lehet folyami- vagy bányahomok. Mindkettő tartalmazhat szennyeződéseket, amelyeket ki kell mosni és csak rostálás után kerül felhasználásra. Zöldséghajtatásban durva homokfrakciót használunk 0,2–2 mm, amelynek térfogatsúlya 1,6–2 g/cm3. Apróbb szemcsenagyságnál könnyen összetömörödik, levegőtlenné válik. Fontos a származási hely: ott ahol a kőzetben a mésztartalom 20% alatt van, a kémhatása semleges, egyébként lúgos. A folyami homok szemcséi lekerekítettek és kisebb pufferoló képességgel rendelkeznek amennyiben eltávolítják a szerves anyagokat, amelyek a folyókban könnyen felhalmozódnak. A bányahomok szemcséi élesek, könnyen sérülést okoznak a növényben, hamar összetapadnak.

Folyami kavics közegben folytak az első magyar hidrokultúrás kísérletek. Nagy térfogatsúlya, munkaigényessége és nehéz irányíthatósága miatt ritkán használják. Mivel nem porózus, nem tartja a vizet, ezért más közegek aljára drénező rétegként alkalmazzák. Különállóan, ágyásokban csak rétegezve, több frakcióban elhelyezhető, egyébként könnyen elengedi a vizet, a közeg teteje száraz marad. Kertészetekben 4–12 mm-es frakciókat használnak.

A kőzetek zúzalékai többféle anyagokból készülnek. A habkőkavicsok egy vulkáni eredetű, porózus kőzetből vannak. Aprított, 2–16 mm-es frakciót használnak. Szerkezete miatt könnyen felhalmozza az egyes sókat, ezért termesztés közben is átmosatást igényel. Nagyon tartós szerkezetű, nehezen fertőtleníthető. A zeolit őrlemény tufa kőzetből készül. A szerkezete porózus, nagy adszorpciós képességgel rendelkezik, így képes tompítani a tápelem és hidrogén ionok szélsőséges változásait. 0,8–3 mm nagyságú frakció alkalmas használatra, gyökérrögzítő közegként.

A kőgyapot, mint termesztő közeg először Dániában került felhasználásra 1970- ben. Három évvel később Hollandiában és Svédországban is megjelent. A kutatók többsége elejétől kezdve nagyon pozitívan értékelte, és jelenleg is az egyik legelterjedtebb közeg a zöldség- és virágtermesztésben. A kőgyapot főeleme (kb. 60–65%) a bazalt vagy diabáz kőzet, amelyet ledarálva koksszal és mészkővel 1600–1800°C-on megolvasztanak. A forró lávát nyomás alatt szitákon átpréselik, és irányított levegő hatására 0,04–0,05 mm-es szálakat húznak. A szálak felületét rendezés közben – de még tömörítés előtt – olyan anyaggal kezelik, amely alakítja a szerkezetét. A vastagabb bevonás növeli a szálak átmérőjét, ezáltal a sűrűsége nagyobb, szerkezete pedig tartósabb lesz, a szálak erősebben kapcsolódnak össze. Emiatt a 0,075 g/cm3-nél nagyobb sűrűségű anyagot több éves kultúrákhoz használják: mint a gerbera vagy rózsa, a 0,055 g/ cm3 pedig a rövidebb termesztéshez javasolt: mint pl. a zöldség. Kész kőgyapotnál a szilárd anyag térfogata 4–8%, a pórusé pedig 92–96%. Régebben, kőgyapotoknál a térfogattömeg növelésével nőtt a megtartott víz mennyisége is, mert több szál több kis kapillárt alkotott, amelyekben megmaradt víz. Ez most is jellemző a „hagyományos” kőgyapotokra, de az újabb új generációs anyagoknál a higroszkopitás a szálakat bevonó anyagoktól függ.

A szerkezet végleges kialakulása a 200°Cra melegítés után történik, ahol a kezelésre használt anyag összeragad és megkeményedik. Ezután a tömörített és lehűtött kőgyapotot vágják fel a megfelelő méretekre. A vágás irányától függően a kőgyapot szálak többsége függőlegesen vagy vízszintesen helyezkedik el. A függőleges elhelyezés stabilabb, tartósabb szerkezetet biztosít, kisebb vízmegtartó képességgel és jobb gázcserével jár. A vízszintes szál elhelyezés egyenletesebb tápoldat eloszlást biztosít, jobb átöblítési sebességgel. A szerkezete viszont sérülékenyebb a mechanikai nyomásra és kémiai reakciókra. Egyenletes sűrűségű táblákban – a fizika törvényei szerint – a nedvességtartalom a tetején mindig alacsonyabb, az alján a legmagasabb. Túlszárítás esetén csak a jól nedvesíthető táblákat lehet újra feltölteni. Táblán belül kisebbek a különbségek a kétrétegű tábláknál, ahol a felső sűrűbb rész, több vizet tud megtartani. Ez esetben a nedvesség legkisebb a tábla közepén közvetlen a sűrűbb réteg alatt, legnagyobb pedig a tábla alján.

A kőgyapotnak nagyon jó a nedvszívó képessége, maximális víztartalma 80–90% sűrűségtől függően. A termesztés biztonsága érdekében, négyzetméterenként – technikailag jól felszerelt gazdaságokban – célszerű 7–9 liter közeg használata. Alacsonyabb termesztési szintnél, amely hiányos öntözéssel rendelkezik, 9–11 liter közeg javasolt. A termesztésben a táblák többször hasznosíthatók, amennyiben a sók felhalmozódása nem következett be. Két vagy több éves használat alatt kis mértékben csökken a szálakat bevonó anyag mennyisége. Ez nem okozza a vízmegtartó képesség csökkenését, mivel a táblákban megmaradt gyökér maradványok könnyen lekötik a vizet, a közeg vizesebb lesz. A szerves anyag tartalom növekedésével nő a puffer képesség is, de csökken az irányíthatósága.

A kertészetben leggyakrabban a 100–133 cm hosszú, 15–20 cm széles és 7,5–10 cm magas egységet használják, fehér polietilén zsákokba csomagolt állapotban. A táblák méreteit az alkalmazott technológiához kell igazítani. A 15 cm széles táblákat ikersoros-, a 20 cm-eseket pedig V-rendszerhez használják. Régebben csak 7,5 cm magas táblákon termeltek, de az utóbbi 3 évben divatba jött a 10 cm-es magasság. A magasabb tábláknak óriási előnye, hogy nagyon jó körülményeket biztosítanak a gyökér növekedéséhez, könnyen irányíthatók és a napi nedvességtartalom ingadozása még téli időszakban is kivitelezhető. Használatuk csak akkor biztonságos, ha a szerkezetük 2 rétegű (Master) és új generációs, higroszkopikus anyagból készülnek. A táblákat borító tömlőn, feltöltés után nyílásokat kell készíteni a felesleges tápoldat kifolyása érdekében. Ritkán granulált anyagként vagy apró 1x1x1-es kockákra vágva a konténerek vagy cserepek feltöltésére alkalmazzák.

Magyar viszonyoknál a zöldségtermesztésben leginkább a táblás rendszerek terjedtek el, ahol a kőgyapot elhelyezhető a földre vagy csatornákban. Csatornás rendszerekben lehetőség van összegyűjteni a tápoldatot, és megfelelő fertőtlenítés után újra hasznosítani azt. A zárt rendszer használata több országban már kötelező, nálunk jelenleg bevezetés alatt van. A kőgyapot tépett (granulátum) formában, illetve apró kockákra vágva konténeres termesztéshez javasolt, főleg gerbera és rózsatermesztésben használják.

A perlit vulkáni eredetű riolitos kőzet, amely 850–1000°C-ra hevítés során keletkezik, fő elemei a szilícium-dioxid (SiO3) és aluminium-oxid (Al2O3). A szétaprított kőzet szemcséi expandáláskor – a kémiailag kötött víz párolgása közben – szétrobbannak, közben a részecskék térfogata kb.10–20- szorosára nő. A folyamat hasonlít a pattogatott kukorica készítésére. A perlit fizikai paraméterei a gyártáshelytől, a technológiától és a rostálási folyamattól függnek. A laza szerkezetű, enyhén szürkés-fehér anyagnak 85 kg/m3 sűrűsége van, szemcse nagysága pedig 0–6 mm. Teljesen inert, steril, semleges kémhatású, használható különállóan gyökérrögzítő közegként vagy keverékek komponenseként. Hagyományosan, a kertészetben a nagyobb szemcséjű perlitet használják (3–5 mm) mert levegősebb, a térfogatsúlyának 3–4 szeresét veszi fel a vízből. Az apróbb szemcséjű anyag több vizet képes megtartani, de könnyen tömörödik, ezért nagyobb frakciók, más közegek lazításához használják. Az újranedvesítése nagyon körülményes, a tápoldat és víz mozgása alapvetően csak lefelé történik. Forgalomban van a zöldségtermesztők körében gyakran használt javított változat, ahol a szemcsék felülete nedvszívó vegyülettel van bevonva. Termesztő edényekbe, vagy zsákokba töltve használják. Néha más anyagokkal keverve csak szerkezetjavító szerepet játszik. A cserepes termesztésben 10–30%-os arányban keverik a tőzeghez. A termesztés szempontjából nagyon jó anyag a növények gyökereztetésére (szegfű) mert az apró szemcsék könnyen ráragadnak a gyökérvégekre. Nagyobb állománynál, kis térfogatnál a növények nem állnak benne kellően stabilan. Konténeres termesztésnél a víz-levegő arány javítható, ha az edény alján nagy szemcséket használunk, a tetején pedig az apróbb anyag megakadályozza a túl gyors kiszáradást. Mint közeg, a perlit viszonylag olcsó, hőkezeléssel könnyen fertőtleníthető, így több éven keresztül használható. Bármilyen mozgatás hatására könnyen porlik.

A vermiculit szemcséket aluminium- vas-szilikát ásványból 800–1000°C hevítés során állítják elő. A duzzasztás eredménye a könnyű, 120–200 kg/m3, sárgás-barnás apró granulátumok, amelyeket könnyen szét lehet nyomni lemezes részecskékre. A szilikát-kristálypaláknak köszönhető, hogy nagyon jól tartja a vizet és magas pufferoló képességgel rendelkezik. Erősen negatív töltésű, így könnyen köti le a kationokat. Lúgos kémhatása van (pH 7–9). Kertészeti felhasználásához 3 frakcióba osztályozzák, amelyek közül a nagyobb szemcsenagyság a legalkalmasabb. Magvetés takarására, növények gyökereztetésére, uborka csíráztatásához alkalmas. A növények hajtatási technológiáiban ma már általános a szervetlen közegek használata. A szükséges technológiai feltételek biztosítása és a termesztési előírások betartása esetén nagy mennyiségű és jó minőségű termést érhetünk el. Alkalmazhatók a biológiai növényvédelmi módszerek, így termékünk növényvédőszerektől-mentes lesz.

Óriási előnye, hogy lehetővé teszi a nagyon precíz növényirányítást és megfelel a környezetvédelmi előírásoknak. Az inert közegeken kevesebb víz és műtrágya felhasználásával több, és jobb minőségű termék állítható elő.

Szőriné Zielinska Alicja
Szaktanácsadó