Substraty warstwowe – nowy pomysł na redukcję torfu

Klienci coraz częściej nie chcą roślin w torfie

Wykorzystanie torfu w produkcji ogrodniczej jest coraz bardziej krytykowane. Nie jest on bowiem produktem odnawialnym (a przynajmniej w dostępnym nam czasie), a pozyskiwanym z naturalnego środowiska. Przy dzisiejszej skali produkcji ogrodniczej na świecie, skala zużycia i pozyskiwania torfu może grozić katastrofą ekologiczną w tych regionach świata, z których jest pozyskiwany. Wydobycie torfu przyczynia się do wzrostu emisji dwutlenku węgla. Ponadto wyeksploatowane torfowiska uwalniają rocznie więcej CO₂ niż te w stanie naturalnym. Nawet zalesianie takich wykorzystanych terenów jest krytykowane, gdyż uniemożliwia ich odnawiania się.

Z tych wszystkich powodów światlejsi konsumenci coraz częściej nie chcą już roślin wyprodukowanych w podłożach torfowych. Na te trendy odpowiadają z kolei handlowcy, np. z Wielkiej Brytanii czy krajów skandynawskich. Coraz częściej szukają już roślin ozdobnych w podłożach beztorfowych lub przynajmniej w tych o wyraźnie obniżonym udziale tego składnika. 

Torf umożliwia łatwą produkcję  

Torf nie jest to materiałem łatwym do zastąpienia w kwiaciarstwie i szkółkarstwie. Coraz więcej szkółkarzy i firm eksperymentuje z jego redukcją poprzez dodawanie do podłoży materiałów alternatywnych. To m.in. produkty uboczne z odpadów rolniczych, przemysłowych i konsumenckich, w tym komposty, kokos, łuski ryżowe, rozdrobnione pędy traw i okrywy z produkcji grzybów. Z reguły podstawowym problemem jest trudność w utrzymaniu jednolitości partii takich materiałów. Przez to niełatwe jest z kolei wypracowanie modeli nawadniania i nawożenia, które dla położy torfowym były już standardem.    

Z punktu widzenia produkcji, podłoża o ograniczonym udziale torfu wymagają zmiany podejścia do nawadniania i nawożenia roślin w szkółce. Te systemy opracowano bowiem w czasach, gdy w świadomości producentów wykorzystanie zasobów środków produkcji i wydajność nie były jeszcze traktowane tak priorytetowo, jak obecnie. Podłoża torfowe „wybaczały” wiele błędów produkcyjnych. W ich przypadku np. nadmierne podlewanie czy przenawożenie niekoniecznie powodowały utratę plonów, a co najwyżej czasami zmniejszały jakość.

Warto już pomyśleć o przyszłości bez torfu

W ostatnim półwieczu wysiłki na rzecz ponownego opracowania zarządzania układem zamkniętym, jakim są pojemnik i wypełniające go podłoże, były ograniczone, bo nie były potrzebne. Po co było naprawiać coś, co przez dekady dobrze się sprawdzało? Teraz sytuacja się zmieniła. Z jednej strony będzie rosła presja ze strony odbiorców roślin zainteresowanych produktami niewpływającymi negatywnie na stan środowiska. Z drugiej, szkółkarze i ogrodnicy musza pamiętać, że może dojść do odgórnych ograniczeń w pozyskiwaniu torfu, a tym samym zmniejszenia dostępności i wzrostu cen tego materiału. Może nie stanie się to w najbliższym czasie, ale kierunek jest już wyznaczony. Alternatyw lepiej więc szukać wcześniej, niż dopiero, gdy ewentualnie dojdzie do ograniczenia zasobów torfu lub możliwości sprzedaży wyprodukowanych w nim roślin.

Czym są substraty warstwowe?

Substraty warstwowe to podłoża do produkcji roślin w pojemnikach, uzyskane poprzez układanie w nich warstwami materiałów o różnym składzie i wielkości frakcji. Badania nad tą technologią w szkółkarstwie rozpoczęto stosunkowo niedawno w Stanach Zjednoczonych. Chociaż wyniki są dopiero wstępne, wykazano już lepszą efektywność wykorzystania przez rośliny zasobów wody i nawozów w pojemnikach wypełnionych w dolnej połowie substratem na bazie kompostowanej kory bez dodatku torfu.

Ze względu na ogromny asortyment gatunkowy wykorzystywany w szkółkarstwie ozdobnym, wprowadzenie podłoży warstwowych do produkcji wymaga jeszcze wielu prac. I nie chodzi tu tylko o dopracowanie ich składu oraz metod podawania wody oraz nawozów. Dużym wyzwaniem może być np. mechanizacja użycia takich podłoży. Obecnie wykorzystywane maszyny, np. sadzarki przystosowane są bowiem do podłoży jednorodnych, pochodzących z zakupu lub wcześniej sporządzonych w mieszalnikach.   

Pomysł na redukcję torfu 

Amerykańskie badania miały na celu sprawdzenie podstawowej hipotezy. Czy nakładanie kosztownych podłoży szkółkarskich i kwiaciarskich na o wiele tańszą (w Stanach Zjednoczonych) warstwę kompostowanej kory sosnowej może zmniejszyć zużycie torfu, niezawodność i koszty w branży produkcji roślin w pojemnikach? Do doświadczeń wykorzystano kilka gatunków. „Rabatówkę” reprezentowała petunia odmiany Supertunia® Honey^TM. Gatunki szkółkarskie – Loropetalum chińskie (Loropetalum chinense) oraz lagerstremia indyjska (Lagerstroemia indica). To wprawdzie gatunki z klimatu cieplejszego niż u nas, ale doświadczenia prowadzono jednak w Doświadczalnej Stacji Rolniczej w Hammond w Luizjanie. To region ze strefy 9 USDA. Dlatego warto by je powtórzyć także w innym klimacie.

Co sprawdzano?

Porównywano produkcję tych samych roślin w dwóch rodzajach podłoża. W pierwszej kombinacji do wypełnienia pojemników użyto standardowych, dostępnych w handlu substratów kwiaciarskich i szkółkarskich na bazie torfu. Drugą kombinacją były pojemniki z podłożem warstwowym. W tym celu wypełniano je do połowy substratem na bazie kompostowanej kory sosnowej. Wcześniej odkwaszono przez dodatek dolomitu i mieszano z nawozami. Następnie pojemniki dopełniono standardowym torfowym podłożem produkcyjnym.

Wyniki pokazały, że rozwarstwienie dwóch typów materiałów zmniejszyło wykorzystanie torfu, zachowując jednocześnie porównywalną jakość uzyskanych roślin. Sugeruje to, że podłoża warstwowe mogą być łatwą i skuteczną strategią ograniczania ilości torfu w produkcji szkółkarskiej. Przynajmniej tych najbardziej wymagających odbiorców można już np. poinformować, że materiał wyprodukowano z kilkudziesięcioprocentową redukcją torfu.  

Nowatorska technologia rodem z Luizjany

Rozwarstwienie podłoża to stosunkowo nowatorska technologia produkcji roślin opracowywana w placówce doświadczalnej Agcenter Uniwersytetu Stanowego w Luizjanie. Pracami kieruje profesor Jeb Fields. Metoda okazała się na tyle obiecująca, że w doświadczenia włączyli się naukowcy z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych. Zasada jest prosta. Zamiast jednorodnego, wcześniej wymieszanego substratu do napełnienia pojemników produkcyjnych wykorzystuje się dwa rodzaje podłoża. Umożliwia to łatwiejsze manipulowanie bilansem powietrza i wody, niż w pojemniku z substratem homogenicznym.

Nie za sucho, nie za mokro

W przypadku standardowych podłoży torf miesza się z dodatkami (kora, perlit, kokos, włókna drzewne i inne), aby umożliwić odprowadzanie nadmiaru wody z nawadniania. Proporcje mogą być różne. Inne, aby zaspokoić potrzeby gatunków lepiej rosnących w podłożu wilgotnym. Odmienne dla tych preferujących suchsze. Niezależnie od składu mieszaniny zazwyczaj jednak górna część substratu w pojemniku pozostaje bardziej sucha. Dolna jest j wilgotniejsza, a czasami nawet zbyt mokra dla korzeni. Dzieje się tak np., gdy nieodpowiednie są otwory w pojemniku lub nawierzchnia kontenerowni zbyt wolno odprowadza wodę. Powoduje to potrzebę bardzo regularnego nawadniania, aby utrzymać równowagę wilgotności optymalną dla wzrostu roślin. 

Wprowadzenie większej ilości drobnych lub włóknistych materiałów do podłoża w górnej części pojemnika może zwiększać zdolność zatrzymywania wody w tej warstwie. Z kolei zastosowanie podłoża z materiałów o grubszej frakcji w dolnej części pojemnika zwiększa porowatość tej warstwy, dostęp powietrza i ułatwia odpływ wody w zgodzie z grawitacją.

W technologii warstwowej produkcji kontenerowej, drobniejsze podłoże w górnej części pojemnika spowalnia odpływ wody. Zatrzymuje ją tam gdzie najszybciej się wyczerpuje, a jest potrzebna roślinom. Z wodą w górnej części pojemnika zatrzymuje się również więcej mineralnych składników pokarmowych, które nie są wymywane. Porowata warstwa dolna zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia warunków beztlenowych, których często doświadczają korzenie na dnie pojemnika.

Ile można zyskać?

Pierwszą korzyścią z technologii substratu warstwowego jest redukcja zużycia torfu, który w połowie pojemnika zastępuje kompostowana kora. Badania laboratoryjne na Uniwersytecie w Luizjanie wykazały, że dodatkową korzyścią jest możliwość zmniejszenia nawadniania i nawożenia roślin. Dawki wody i nawozów można obniżyć nawet o 25% przy jednoczesnym utrzymaniu lub nawet poprawie wydajności produkcji i jakości roślin. Wykazano, że w podłożach warstwowych korzenie rozwijają się lepiej. Przyczyną jest prawdopodobnie szybsze „osiadanie” podłoża warstwowego i optymalne warunki w ryzosferze.

Naukowcy potwierdzili, że stosowanie warstwy podłoża na bazie torfu ułożonego na tańszej warstwie kompostowanej kory, nie tylko zmniejsza zużycie torfu o połowę. Może również zwiększyć odporność roślin na suszę w połączeniu ze zwiększonej wydajnością nawadniania, nawożenia i ukorzenianie się roślin. W Stanach Zjednoczonych koszt substratów torfowych może być obecnie nawet ponad 10-krotnie wyższy niż w przypadku użycia kory. Zastąpienie 50% objętości pojemnika tańszymi materiałami bez utraty jakości plonu oznacza ogromne oszczędności.

Bardzo dziękuję prof. Jeb S. Fields za udostępnienie materiałów oraz zdjęć