Συζήτηση χρήστη:UTHTeam/πρόχειρο

Πετροβάμβακας: περιγραφή, φυσικά χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα κλπ

== Κείμενο επικεφαλίδας == «Υπόστρωμα Πετροβάμβακα σε υδροπονική καλλιέργεια»

Περιγραφή - φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά Έντονο κείμενο Ο πετροβάμβακας είναι διογκωμένο ανόργανο υλικό το οποίο αναπτύχθηκε αρχικά ως υλικό μόνωσης και από το τέλος της δεκαετίας του 1960 άρχισε στη Δανία η χρήση του ως μέσο καλλιέργειας ώστε έφτασε να χρησιμοποιείται όλο και πιο πολύ στην υδροπονία καθώς έχει πολύ καλή συμπεριφορά ως υλικό. Οι πρώτες ύλες από τις οποίες γίνεται είναι ο βασάλτης, ο ασβεστόλιθος και ο γαιάνθρακας. Τα υλικά αυτά λιώνουν σε θερμοκρασία 1500-16000C και εξωθούνται σε καλούπι, έτσι ώστε να διαμορφωθούν σε ίνες. Το pH του είναι περίπου 7. Είναι χημικά αδρανής και έτσι είναι εύκολη η ρύθμιση του θρεπτικού διαλύματος και ο έλεγχος του περιβάλλοντος της ρίζας ενώ οι υψηλές θερμοκρασίες κατά την κατασκευή του εξασφαλίζουν ότι είναι αποστειρωμένο υλικό. Το βάρος του είναι περίπου 52-75 kg/m3. Οι πόροι καλύπτουν το 87%-96% . Η χημική σύσταση του πετροβάμβακα είναι SiO 47%, Cao 16%, Al2O3 14%, MgO 10%, FeO 8%. Η καλλιέργεια γίνεται σε πλάκες μήκους 0,8-1,2 m με διάφορα πλάτη και πάχη, ανάλογα με τη διάρκεια της ζωής της καλλιέργειας και το ρυθμό διαπνοής του φυτού. Σε σχέση με το έδαφος, μπορεί να συγκρατήσει 10-14 φορές περισσότερο νερό και διατηρεί 20% αέρα. Η καλλιέργεια σε πετροβάμβακα μπορεί να γίνει με οποιοδήποτε υδροπονικό σύστημα και χάρη στα διάφορα πλεονεκτήματα που έχει είναι η πλέον διαδεδομένη μέθοδος. Ο πετροβάμβακας χρησιμοποιείται για 1-3 χρόνια και μετά πρέπει να ανακυκλώνεται. Αν δεν είναι δυνατή η ανακύκλωση του, απορρίπτεται σε βάθος μέσα στο έδαφος και καλύπτεται με παχύ στρώμα χώματος. (Μαυρογιαννόπουλος,2006 , Κίττας,2002).

Στο σχήμα 2.3 παρατίθενται χαρακτηριστικές καμπύλες υγρασίας για τον πετροβάμβακα οι οποίες έχουν προσδιοριστεί: α) από τους Fonteno and Nelson (1990), β) από τους Bougoul et al. (2005) για δύο διαφορετικούς τύπους πετροβάμβακα του ίδιου κατασκευαστή οι οποίες διαφέρουν στην πυκνότητα της πλέξης και γ) από τους Da Silva et al. (1995).

Οι ΧΚΥ που προσδιόρισαν οι Da Silva et al. (1995) και Bougoul et al. (2005) περιλαμβάνουν τόσο τον κλάδο αποστράγγισης όσο και τον κλάδο διαβροχής. Η ΧΚΥ των Fonteno and Nelson (1990), η οποία περιλαμβάνει μόνο τον κλάδο αποστράγγισης είναι η ίδια με εκείνη του Σχήματος 2.2, αλλά παρατίθεται ξανά εδώ ώστε να μπορεί να συγκριθεί με τις υπόλοιπες. Στο Σχήμα 2.3 διαπιστώνεται καταρχήν ότι όλες οι ΧΚΥ του πετροβάμβακα εμφανίζουν έντονη υστέρηση. Είναι γνωστό ότι για μια δεδομένη περιεκτικότητα σε υγρασία, η μύζηση που ασκεί το υπόστρωμα στο νερό στη διάρκεια της καλλιέργειας βρίσκεται κάπου μεταξύ της τιμής που αντιστοιχεί στον κλάδο διαβροχής και της τιμής που αντιστοιχεί στον κλάδο αποστράγγισης (Wallach,2008). 

Επομένως , η έντονη υστέρηση υποδηλώνει ότι στην κατάσταση της υδατοϊκανότητας η περιεκτικότητα του πετροβάμβακα σε νερό σε ένα δεδομένο ύψος δεν είναι σταθερή αλλά μεταβάλλεται μέσα σε ευρύτατα όρια στη διάρκεια της καλλιέργειας. Πρέπει βέβαια να αναφερθεί ότι , σύμφωνα με τους Da Silva et al. (1995) , το εύρος της υστέρησης που παρουσιάζει η ΧΚΥ του πετροβάμβακα μειώνεται μετά από ορισμένους κύκλους διαβροχής και αποστράγγισης. Ένα άλλο συμπέρασμα που προκύπτει από το Σχήμα 2.3 είναι ότι διαφορετικοί τύποι πετροβάμβακα μπορούν να παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στις τιμές της αεροπερατότητας (από 13% έως 44%) και της υδατοχωρητικότητας φυτοδοχείου (από 36% έως 68%). Οι διαφορές αυτές οφείλονται κυρίως σε ανομοιότητες τόσο στην πυκνότητα όσο και στη μορφή της πλέξης τους (κυρίως στη διεύθυνση διάταξης των ινών). Παρά τις διαφορές όμως, όλοι οι τύποι πετροβάμβακα φαίνεται να έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε εύκολα διαθέσιμο νερό (από 34% έως 66%). Τέλος ένα ακόμη συμπέρασμα που προκύπτει από το Σχήμα 2.3 είναι ότι το νερό που περιέχει ο πετροβάμβακας είναι στο σύνολο του σχεδόν διαθέσιμο για τα φυτά. Το μη διαθέσιμο για τα φυτά νερό στον πετροβάμβακα κατά κανόνα δεν υπερβαίνει το 2%. (Σάββας, 2011)

Οι πλέον διαδεδομένοι τύποι πετροβάμβακα είναι αυτοί που έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία στην κατάσταση κορεσμού (90-92%). Αυτοί οι τύποι πετροβάμβακα χαρακτηρίζονται από ικανοποιητική αεροπερατότητα ενώ γενικά η περιεκτικότητα τους σε υγρασία μειώνεται απότομα σε τιμές μύζησης πάνω από 8-10 cm. Το ύψος των πλακών πετροβάμβακα αυτού του τύπου είναι σκόπιμο να μην υπερβαίνει τα 10 cm. Πάνω από αυτό το ύψος η περιεκτικότητα τους σε αέρα φθάνει σε υπερβολικά υψηλά επίπεδα με συνέπεια η διαθεσιμότητα νερού για τα φυτά να καθίσταται ανεπαρκής σε αυτές τις περιοχές, λόγω δραστικής μείωσης της υδραυλικής αγωγιμότητας. Για αυτό το λόγο κατά κανόνα οι πλάκες πετροβάμβακα που χρησιμοποιούνται για καλλιέργεια φυτών στα θερμοκήπια έχουν ύψος 7,5 cm. Εξαίρεση αποτελούν καλλιέργειες με ιδιαίτερη ευαισθησία σε μυκητολογικές ασθένειες του λαιμού όπως πχ η ζέρμπερα, οι οποίες απαιτούν πολύ χαμηλή υγρασία σε αυτή την περιοχή του φυτού, οπότε το συνιστώμενο ύψος των πλακών καλλιέργειας μπορεί να αυξηθεί στα 10cm. (Sonneverd, 1989).

ΠλεονεκτήματαΈντονο κείμενο Ο πετροβάμβακας είναι ένα αδρανές υλικό το οποίο έχει άριστη συγκράτηση νερού και ιδιότητες αερισμού στις οποίες οι ρίζες του φυτού αναπτύσσονται πολύ καλά. Επίσης υπάρχει ποικιλία μεγεθών και σχημάτων : κύβοι από 1” σχεδιασμένοι για χρήση για πολλαπλασιασμό , έως 3"x12"x36" σάκοι ικανοί να συγκρατήσουν το ριζικό σύστημα μεγάλων καλλιεργειών. Ο πετροβάμβακας έρχεται σε πολλά μεγέθη, αλλά και χύμα ώστε να μπορούν να γεμίσουν γλάστρες ή δοχεία οποιουδήποτε μεγέθους. (Jones,2005)

ΜειονεκτήματαΈντονο κείμενο

Υπάρχει σημαντική απώλεια του αχρησιμοποίητου νερού και θρεπτικών στοιχείων όταν το θρεπτικό διάλυμα ρέει από το σάκο.
Η ανάπτυξη της ρίζας μπορεί να γίνει τόσο μαζική για να καλύψει το σάκο οδηγώντας στο θάνατο της ρίζας (έλλειψη οξυγόνου) και οι ρίζες μπορεί να αναπτυχθούν έξω από τις τρύπες αποστράγγισης στη βάση του περιβλήματος που εσωκλείει το σάκο, ένα σημαντικό πρόβλημα που συμβαίνει στις καλλιέργειες μακροπρόθεσμης ανάπτυξης  όπως η τομάτα. Ο σάκος απαιτεί περιοδική έκπλυση για την απομάκρυνση συσσωρευμένων αλάτων προκειμένου να αποφευχθεί η συσσώρευση διαλυτών αλάτων, ένας προσδιορισμός που βασίζεται στην μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) και πραγματοποιείται σε ένα δείγμα υγρού από το σάκο ή απόβλητα από το σάκο. Ο σάκος πετροβάμβακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια επιπλέον φορά ή απορρίπτεται. Ωστόσο η απόρριψη των σάκων αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα. (Jones,2005) 

Περιγραφή καλλιέργειας σε υπόστρωμα πετροβάμβακαΈντονο κείμενο Οι σάκοι τοποθετούνται σε κατάλληλα διαμορφωμένα κανάλια. Όταν οι σάκοι τοποθετηθούν, γίνονται κοψίματα κατά μήκος του κατώτερου άκρου του κάθε σάκου πολυαιθυλενίου καλύπτοντας τον πυθμένα για να επιτρέπουν την περίσσεια νερού να ρέει στον σάκο. Μετά κόβεται μια οπή εισόδου στην κορυφή του σάκου. Αυτή η οπή μπορεί να φιλοξενήσει ένα μπλοκ πετροβάμβακα που περιέχει ένα ανεπτυγμένο φυτό. Το θρεπτικό διάλυμα στη συνέχεια μεταφέρεται σε κάθε κύβο πετροβάμβακα με το σύστημα της στάγδην άρδευσης. Σήμερα, ένα μεγάλο μέρος της λήψης αποφάσεων όπως η διαμόρφωση και η εφαρμογή προγραμμάτων για το θρεπτικό διάλυμα γίνονται από υπολογιστικά μοντέλα με εισροές από περιβαλλοντικές μετρήσεις (κυρίως θερμοκρασία, φως κλπ) και μετρήσεις φυτών (στάδιο ανάπτυξης κλπ) . Τα παρασκευάσματα του θρεπτικού διαλύματος είναι παρόμοια με το διάλυμα που χρησιμοποιείται για το σύστημα ανάπτυξης NFT με παραλλαγές που γίνονται με βάση την καλλιέργεια και το στάδιο ανάπτυξης. Στο ανοικτό σύστημα, το θρεπτικό διάλυμα δεν ανακτάται και αυτό που μεταφέρεται είναι επαρκές για μια περίσσεια απορροή από τα κομμένα ανοίγματα στο κάτω άκρο του σάκου. Περιοδικά, παίρνεται ένα μέρος του διαλύματος από τον σάκο, προσδιορίζεται η ηλεκτρική του αγωγιμότητα και ο σάκος εκπλένεται με νερό αν η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι πάνω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο. Επίσης γίνεται μια μέτρηση του pH και το θρεπτικό διάλυμα αλλάζει αν απαιτείται. (Jones, 2005)

Άρδευση και πετροβάμβακαςΈντονο κείμενο Όπως παρατήρησε ο Sonneveld (1980), διαφορετικά δείγματα του πετροβάμβακα μπορεί να διαφέρουν κάπως στα φυσικά τους χαρακτηριστικά, για παράδειγμα διάφορες εκτιμήσεις του ποσοστού συγκράτησης νερού και κενού αέρα σε διαφορετικά ύψη σε αυτό το υλικό. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι ο πετροβάμβακας έχει υψηλή συγκράτηση νερού σε χαμηλή τάση νερού και η περιεκτικότητα σε νερό θα αυξηθεί απότομα από πάνω προς τα κάτω μέσα στο μπλοκ. Για παράδειγμα αν το υλικό είναι κορεσμένο και αφήνεται να στραγγίσει, ο όγκος του αέρα θα είναι μόνο 4% σε ένα ύψος του 1 cm κάτω από τη βάση. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ριζοβολίας αν το ύψος της στήλης νερού είναι μικρότερο από 5cm, όπως μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια της διάδοσης σε μικρά μπλοκ. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα κατά τη ριζοβολία των μοσχευμάτων, οι Verwer και Welleman (1980) πρότειναν το υπόστρωμα να είναι βρεγμένο αλλά όχι κορεσμένο δηλαδή το νερό που εφαρμόζεται να είναι μόνο το μισό του όγκου του πετροβάμβακα. Επίσης είχαν προτείνει τα μικρά μπλοκ να τοποθετούνται σε ένα στρώμα αποστράγγισης από άμμο ή περλίτη και τα μοσχεύματα να μην μπαίνουν βαθιά μέσα στο υπόστρωμα. Οι τελευταίες προτάσεις ισχύουν εξίσου και για τη βλάστηση των σπόρων, εφόσον ο σπόρος εισάγεται βαθιά μέσα στις τρύπες στην κορυφή του μπλοκ. Όταν τα νεαρά φυτά (όπως οι τομάτες και τα αγγούρια) στα πολλαπλασιαστικά μπλοκ τοποθετούνται στη συνέχεια στη θέση των σάκων πετροβάμβακα, η τάση του νερού στην κορυφή αυξάνεται (δηλαδή η περιεκτικότητα σε νερό μειώνεται) και εξασφαλίζεται καλός αερισμός. Θα πρέπει να τονιστεί ωστόσο ότι όταν τα φυτά που πολλαπλασιάζονται σε μπλοκ πετροβάμβακα και καλλιεργούνται σε ένα σύστημα NFT, δεν υπάρχει επιπλέον πάχος της υποκείμενης πλάκας και η ένταση της υγρασίας θα παραμείνει χαμηλή. Επίσης προτείνεται τα κάπως πιο ψηλά μπλοκ (7,5-10 cm) να χρησιμοποιούνται σε συστήματα NFT σε σχέση με αυτά που πωλούνται για την καλλιέργεια σε πετροβάμβακα (6,5cm) . (Jones, 2005)

ΒιβλιογραφίαΈντονο κείμενο • Γ. Μαυρογιαννόπουλος, 2006, Υδροπονικές εγκαταστάσεις (β’ έκδοση βελτιωμένη), εκδόσεις Α. Σταμούλης, Αθήνα • Κ. Κίττας, 2002,Υδροπονία και υδροπονικές καλλιέργειες, Σημειώσεις, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Θεσσαλίας • J. Benton Jones, 2005, Hydroponics: a practical guide for the soilless grower, CRC Press • J. Benton Jones, 2005, Hydroponics: a practical guide for the soilless grower, CRC Press, 2nd edition • S. Bougoul, S. Ruy, F. de Groot, T. Boulard, 2005, Hydraulic and physical properties of stonewool substrates in horticulture, Sci. Hort. 104, 391-405 • F.F. Da Silva, R. Wallach, Y. Chen, 1995, Hydraulic properties of rockwool slabs used as substrates in horticulture, Acta Hort. 401, 71-75 • W.C. Fonteno, P.V. Nelson, 1990, Physical properties of and plant response to rockwool-amended media, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 115, 375-381 • C. Sonneverd, 1989, Rockwool as a substrate in protected cultivation, Chronica Hort., 29 (3), 33-36 • R. Wallach, 2008, Physical characteristics of soilless media. In: M. Raviv, J. H. Lieth, (eds), Soilless culture: Theory and practice, Elvesier, Amsterdam, pp. 41-116