Kasvihuonekasvien tuotantoon liittyy useita viljelypanoksia. Näistä ehkä tärkein on käytetty kasvualustatyyppi. Säiliön suhteellisen matalan syvyyden ja rajallisen tilavuuden vuoksi kasvualustoja on muutettava, jotta ne tuottavat kasvien kasvuun tarvittavat asianmukaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.
Peltomullat ovat yleensä epätyydyttäviä säiliöissä kasvatettavien kasvien tuotantoon. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että maaperä ei tarjoa tarvittavaa ilmavuutta, kuivatusta ja vedenpidätyskykyä. Tilanteen parantamiseksi on kehitetty useita ”mullattomia” kasvualustoja. Seuraavassa kuvataan joitakin kasvihuonekasvien tuotannossa yleisimmin käytettyjä lisäaineita.
Turve ja turpeen kaltaiset materiaalit
Turvesammal muodostuu kasvimateriaalien kasautuessa huonosti ojitetuille alueille. Kasvimateriaalin tyyppi ja hajoamisaste määräävät suurelta osin sen arvon kasvualustana käytettäväksi. Vaikka erilaisten turvekerrostumien koostumus vaihtelee suuresti, voidaan erottaa neljä erillistä luokkaa:
Hyppysammal – tämä turvelaji koostuu hyprum-, polytrichum- ja muiden Hypanaceae-suvun sammalten osittain hajonneista jäännöksistä. Vaikka se hajoaa nopeammin kuin jotkin muut turvelajit, se soveltuu mediakäyttöön. Monet Pohjois-Yhdysvaltojen turvekerrostumat ovat Hypnaceous-turvetta.
Reed and Sedge – ovat turvetta, joka on peräisin rönsyjen, karkeiden ruohojen, saraikkojen, ruovikoiden, kaislikoiden ja vastaavien kasvien kohtalaisesti hajonneista jäännöksistä. Nämä hienojakoiset materiaalit ovat yleensä vähemmän happamia ja sisältävät suhteellisen vähän kuitupitoisia hiukkasia. Nopea hajoamisnopeus, hienojakoinen partikkelikoko ja riittämätön kuitupitoisuus tekevät ruovikko- ja saraikkoturpeista epätyydyttäviä mediakäyttöön.
Humus tai muta – koostuu hienojakoisten, alkuperältään tuntemattomien kasvimateriaalien hajonneista jäännöksistä. Humus sisältää usein suuria määriä siltti- ja savihiukkasia, eikä se maaperään sekoitettuna paranna salaojitusta tai ilmavuutta. Nopean hajoamisnopeutensa ja hiukkaskokonsa vuoksi humusta ei pidetä toivottavana kasvualustana.
Sfagnum-sammal – on Sphagnum-suvun (eli Spapillosum-suvun) happamien suokasvien kuivattuja jäänteitä. Se on kevyttä ja sillä on kyky imeä 10-20 kertaa painonsa verran vettä. Tämä johtuu suvulle ominaisista suurista vettä pidättävistä soluryhmistä. Sphagnum-sammal sisältää erityisiä fungistaattisia aineita, mikä selittää sen kyvyn estää taimien kuivumista.
Sphagnum-sammal on kenties toivotuin orgaanisen aineksen muoto kasvualustojen valmistuksessa. Kuivatus ja ilmastus paranevat raskaammassa maaperässä, kun taas kosteuden ja ravinteiden pidättyminen lisääntyy kevyemmässä maaperässä. Saksa, Kanada ja Irlanti ovat Sphagnum-sammalen pääasiallisia tuotantoalueita.
Puun jäännökset
Puun jäännökset ovat merkittävä mullaton kasvualustan lähde. Nämä materiaalit ovat yleensä puutavarateollisuuden sivutuotteita, ja niitä on helposti saatavilla suuria määriä. Maaperän mikro-organismien aiheuttama typen loppuminen hajoamisprosessin aikana on yksi tärkeimmistä näihin materiaaleihin liittyvistä ongelmista. N:n lisäys kasvualustaan voi kuitenkin tehdä useimmista puujätteistä arvokkaita lisäaineita.
Lehtimulta – Vaahtera, tammi ja vuorijalava ovat tärkeimpiä lehtityyppejä, jotka soveltuvat lehtimullan valmistukseen. Lehtien ja maan kerrokset kompostoidaan yhdessä pienten typpiyhdisteiden kanssa noin 12-18 kuukauden ajan. Lehtimullalla voidaan tehokkaasti parantaa kasvualustan ilmavuutta, kuivatusta ja vedenpidätyskykyä. Vaikka näitä materiaaleja on helposti saatavilla edullisesti, lehtimultaa ei käytetä laajalti astiatuotannossa.
Sahanpuru – puulaji, josta sahanpuru on peräisin, määrittää suurelta osin sen laadun ja arvon kasvualustassa käytettäväksi. Useilla sahanpuruilla, kuten saksanpähkinällä ja kompostoimattomalla punapuulla, tiedetään olevan suoria fytotoksisia vaikutuksia. Sahanpurun C:N-suhde on kuitenkin sellainen, että se ei hajoa helposti. Suuri selluloosa- ja ligniinipitoisuus yhdessä riittämättömän N:n saannin kanssa aiheuttaa köyhtymisongelmia, jotka voivat rajoittaa vakavasti kasvien kasvua. Lisätyppiannokset voivat kuitenkin vähentää tätä ongelmaa.
Spuru – on pääasiassa sellu-, paperi- ja vaneriteollisuuden sivutuote. Sopiva partikkelikoko saadaan vasarajyrsimällä ja seulomalla. Näin saadaan materiaalia, joka soveltuu käytettäväksi säiliövälineissä. Puiden kuoresta saadut fysikaaliset ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin Sphagnum-sammalella.
Bagasse
Bagasse on sokeriteollisuuden sivutuotteena syntyvä jäte. Se voidaan murskata ja/tai kompostoida, jolloin saadaan materiaalia, joka voi parantaa astioiden ilmastus- ja kuivatusominaisuuksia. Korkean sokeripitoisuutensa vuoksi bagassin lisääminen väliaineeseen johtaa nopeaan mikrobitoimintaan. Tämä heikentää bagassin kestävyyttä ja pitkäikäisyyttä ja vaikuttaa N-pitoisuuksiin. Vaikka bagassia on helposti saatavilla edullisesti (yleensä kuljetuskustannuksin), sen käyttö on rajallista.
Riisin kuoret
Riisin kuoret ovat riisinjyrsintäteollisuuden kaksoistuote. Vaikka riisinkuoret ovat erittäin kevyitä, ne parantavat tehokkaasti salaojitusta. Riisinrunkojen ja sahanpurun partikkelikoko ja hajoamiskestävyys ovat hyvin samankaltaisia. N:n ehtyminen ei kuitenkaan ole yhtä vakava ongelma riisinrungoilla täydennetyissä väliaineissa.
Monet muut orgaaniset materiaalit soveltuvat käytettäväksi säiliöaineissa. Näitä ovat lanta, maissintähkät, oljet, maapähkinän ja pekaanipähkinän kuoret. Nämä eivät kuitenkaan ole merkittäviä kaupallisia orgaanisten lisäaineiden lähteitä.
Hiekka
Hiekka on maaperän peruskomponentti, jonka hiukkaskoko vaihtelee halkaisijaltaan 0,05 mm:stä 2,0 mm:iin. Hieno hiekka (0,05 mm – 0,25 mm) ei juurikaan paranna kasvualustan fysikaalisia ominaisuuksia, ja se voi heikentää kuivatusta ja ilmavuutta. Keskikokoiset ja karkeat hiekkahiukkaset ovat sellaisia, jotka mahdollistavat kasvualustan rakenteen optimaalisen mukauttamisen. Vaikka hiekka on yleensä kaikista epäorgaanisista lisäaineista edullisinta, se on myös raskainta. Tämä voi johtaa liian korkeisiin kuljetuskustannuksiin. Hiekka on arvokas lisäaine sekä ruukku- että kasvualustoissa.
Perliitti
Perliitti on vulkaanista alkuperää oleva piipitoinen mineraali. Astiamateriaalissa käytettävät lajit murskataan ensin ja kuumennetaan, kunnes yhdistetyn veden höyrystyminen paisuttaa sen kevyeksi jauhemaiseksi aineeksi. Keveys ja tasalaatuisuus tekevät perliitistä erittäin käyttökelpoisen ilmavuuden ja salaojituksen lisäämiseksi.
Perliitti on kuivana hyvin pölyistä ja sillä on taipumus kellua astian yläosaan kastelun aikana. On myös osoitettu, että perliitti sisältää mahdollisesti myrkyllisiä määriä fluoria. Vaikka kustannukset ovat kohtuulliset, perliitti on tehokas lisäaine kasvualustoihin.
Vermikuliitti
Vermikuliitti on kiillegneissiä sisältävä mineraali, jota valmistetaan kuumentamalla noin 745oC:een. Muodostuvilla paisuneilla, levymäisillä hiukkasilla on erittäin suuri vedenpidätyskyky, ja ne auttavat ilmastuksessa ja salaojituksessa. Vermikuliitilla on erinomainen ex-vaihto- ja puskurikapasiteetti sekä kyky toimittaa kaliumia ja magnesiumia. Vaikka vermikuliitti on huonommin puhdistettavissa kuin hiekka ja perliitti, sen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat erittäin suotavia säiliöalustoissa.
Kalsiumsavi
Kalsiumsavi muodostuu kuumentamalla montmorrilloniittisia savimineraaleja noin 690oC:een. Muodostuvat keramiikan kaltaiset hiukkaset ovat kuusi kertaa raskaampia kuin perliitti. Kalsinoiduilla savilla on suhteellisen korkea kationinvaihto- ja vedenpidätyskyky. Tämä materiaali on erittäin kestävä ja käyttökelpoinen maanparannusaine.
Näitä epäorgaanisia maanparannusaineita käytetään yleensä lisäämään suurten huokosten määrää, vähentämään vedenpidätyskykyä ja parantamaan salaojitusta ja ilmavuutta. Myös muut materiaalit, kuten hohkakivi, häkä ja herne-sora, soveltuvat tähän käyttöön.
Monet synteettiset maanparannusaineet ovat erilaisten muovia valmistavien yritysten biotuotteita. Toiset on suunniteltu erityisesti käytettäväksi säiliöaineissa. Näitä materiaaleja käytetään usein hiekan ja perliitin sijasta, ja niillä on paljolti sama vaikutus kasvualustan ominaisuuksiin.
Laajennettu polystyreeni
Polystyreenihiutaleet, jotka ovat polystyreenin jalostuksen sivutuote, kestävät erittäin hyvin hajoamista, parantavat ilmavuutta ja salaojitusta ja pienentävät irtotiheyttä. Polystyreeni voi hajota korkeissa lämpötiloissa ja tietyillä kemiallisilla desinfiointiaineilla.
Happoformaldehydit
Tämä materiaali valmistetaan sekoittamalla ilmaa nestemäiseen hartsiin ja antamalla sen jäähtyä. Ureaformaldehydivaahdoilla on suurempi vedenpidätyskyky kuin polystyreenillä, mutta niiden vaikutus ilmastukseen ja kuivatukseen on samanlainen. Raaka-aineita on helppo kuljettaa ja ne ovat erittäin tehokkaita lisäaineita.
Mullattoman kasvualustan valmistaminen
Vaikka lisäaineyhdistelmät voivat vaihdella, kasvualustan valmistuksen perustavoitteet ovat samanlaiset. Tehokkaan ohjelman tulisi tuottaa kasvualusta, joka on:
- huokoinen ja hyvin ojitettu, mutta säilyttää riittävästi kosteutta täyttääkseen kasvien vedentarpeen kastelukertojen välillä;
- suhteellisen vähäinen liukoisten suolojen pitoisuus, mutta riittävä vaihtokapasiteetti kasvien kasvulle välttämättömien alkuaineiden sitomiseksi ja syöttämiseksi;
- vakioitu ja yhdenmukainen jokaisessa erässä, jotta voidaan käyttää vakiomuotoisia lannoitus- ja kasteluohjelmia kutakin peräkkäistä satoa varten;
- vapaa haitallisista maaperän tuholaisista, patogeenisistä organismeista, maaperän hyönteisistä, sukkulamatoista ja rikkaruohojen siemenistä;
- biologisesti ja kemiallisesti stabiili pastöroinnin jälkeen; ensisijaisesti vapaa orgaanisista aineksista, jotka vapauttavat ammoniakkia lämpö- tai kemiallisten käsittelyjen yhteydessä.
Koska lukemattomat muutosyhdistelmät voivat tuottaa kasvualustan, jolla on nämä ominaisuudet, on tärkeää ottaa huomioon sekä taloudelliset että kulttuuriset optimit. Kasvualustan kustannuksiin vaikuttavat muun muassa seuraavat tekijät: kuljetus, työvoima, laitteet, materiaalit ja käsittely. Monissa tapauksissa ”räätälöidyn” kasvualustan sekoittamisesta aiheutuvat kustannukset ovat suuremmat kuin kaupallisesti valmistettujen materiaalien kustannukset. Nämä tekijät olisi tutkittava huolellisesti ennen päätöksen tekemistä.
Suositellut kasvualustat
Kasvualustan koostumuksen olisi määräydyttävä pitkälti tuotettavan kasvin mukaan. On kuitenkin olemassa joitakin kasvualustavalmisteita, joita voidaan käyttää pohjana. Seuraavassa on luettelo useista yleisimmin käytetyistä mullatonta kasvualustaa sisältävistä seoksista:
| Tilavuus/tilavuus-suhde | Komponentit |
|---|---|
| 2:1 | Peat, Perlite1 |
| 2:1:1 | Peat, Perlite, Vermiculite |
| 2:1 | Peat, Sand 3:1 Turve, Hiekka |
| 3:1:1 | Turve, Perliitti, Vermikuliitti |
| 2:1:1 | Turve, Kuori, Hiekka |
| 2:1:1 | Peat, Bark, Perlite |
| 3:1:1 | Peat, Bark, Sand |
| 1. Perliitin sijasta voidaan käyttää vaahtomuovihelmiä. | |