Υδροπονικά συστήματα με υπόστρωμα
Η δεύτερη μεγάλη κατηγορία υδροπονικών συστημάτων περιλαμβάνει συστήματα στα οποία τα φυτά αναπτύσσονται σε υποστρώματα. Τα στερεά υποστρώματα είναι τεχνητά υλικά, τα οποία έχουν τέτοιες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες ώστε να διατηρούν ιδανικές αναλογίες νερού και αέρα στην περιοχή της ρίζας για την καλύτερη ανάπτυξη του ριζικού συστήματος. Τα χαρακτηριστικά που πρέπει να διαθέτει ένα υπόστρωμα ώστε να είναι κατάλληλο για την υδροπονία είναι τα ακόλουθα:
- να είναι αδρανές (δηλαδή να μην αντιδρά με το θρεπτικό διάλυμα)
- να έχει ουδέτερο pH
- να έχει υψηλό πορώδες
- να είναι χαμηλής πυκνότητας (μικρού βάρους)
- να είναι υδρόφιλο
- να έχει διάρκεια ζωής μεγαλύτερη από τρία χρόνια,
- να είναι χαμηλού κόστους και
- να είναι απαλλαγμένο από φυτονόσους.
Τα διάφορα υποστρώματα που χρησιμοποιούνται στην υδροπονία διακρίνονται σε ανόργανα, οργανικά και διάφορα μίγματα.
Ανόργανα υποστρώματα
Από τα ανόργανα υποστρώματα αυτά που χρησιμοποιούνται πιο συχνά είναι ο πετροβάμβακας, η ελαφρόπετρα, η άμμος, ο περλίτης κ.α.
Ο πετροβάμβακας είναι σήμερα το πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα στις υδροπονικές καλλιέργειες για την παραγωγή ντομάτας, αγγουριού και άλλων φυτών, παρά το γεγονός ότι γίνονται προσπάθειες για εύρεση υποστρώματος, το οποίο θα τον αντικαταστήσει. Οι προσπάθειες αυτές γίνονται με σκοπό να βρεθεί λύση στο οικολογικό πρόβλημα που δημιουργεί η διάθεση των χρησιμοποιούμενων πλακών του πετροβάμβακα στο περιβάλλον. Κύριο πλεονέκτημά του, όταν χρησιμοποιείται στις υδροπονικές καλλιέργειες, είναι η ικανότητα που διαθέτει να συγκρατεί πολύ μεγάλες ποσότητες θρεπτικού διαλύματος δεδομένου ότι οι πόροι του καταλαμβάνουν το 96 % του όγκου του. Έτσι, χρησιμοποιούμε ελάχιστο όγκο υποστρώματος (πχ 2 λίτρα ανά φυτό) όσο δηλαδή είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη αρκετών ριζιδίων για αναρρόφηση ύδατος.
Η ελαφρόπετρα είναι μια εγχώρια πρώτη ύλη, χαμηλού κόστους, η οποία έχει δώσει πολύ καλά αποτελέσματα κατά τη χρησιμοποίησή της σε υδροπονικές καλλιέργειες. Ωστόσο, κατά την εφαρμογή της θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην αξιοπιστία των μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται για την άρδευση, διότι λόγω του ελάχιστου μικροπορώδους δε συγκρατεί μεγάλες ποσότητες νερού και έτσι απαιτεί πολύ συχνά έως και συνεχή ποτίσματα. Ο όγκος του ανά φυτό υποστρώματος είναι μεγαλύτερος από πετροβάμβακα ή περλίτη. Επίσης, χρειάζεται ειδική τεχνική κατά τη φύτευση.
Ο περλίτης έχει καλύτερη κοκκομετρική σύσταση και μικρό βάρος και σε αυτό πλεονεκτεί έναντι της ελαφρόπετρας. Δίνει καλή συμπεριφορά και σε πολυετείς καλλιέργειες (πχ τριανταφυλλιάς). Το κόστος βρίσκεται σε ενδιάμεση θέση μεαξύ πετροβάμβακα και ελαφρόπετρας.
Οργανικά υποστρώματα
Από τα οργανικά υποστρώματα μπορούμε να αναφέρουμε την τύρφη, τη διογκωμένη άργιλλο, το cocosoil κα. Θεωρούνται ότι δίνουν καλύτερο περιβάλλον ρίζας (πχ. ανάπτυξη ωφέλιμων μικροβίων) και είναι λιγότερο επιζήμια για το περιβάλλον, καθότι αποδομούνται και ενσωματώνονται με το έδαφος. Αντιδρούν όμως με τα χημικά στοιχεία του διαλύματος γι' αυτό η συνταγή χρειάζεται παρακολούθηση και ρύθμιση.
Η τύρφη σχηματίζεται κατά την μερική αποδόμηση των φυτών κάτω από αναερόβιες ή ημιαερόβιες συνθήκες. Έχει χαμηλό pH και χαμηλά επίπεδα σε θρεπτικά στοιχεία. Οι τυρφώδεις εκτάσεις σχηματίζονται σε κλιματικές συνθήκες υψηλής βροχόπτωσης, χαμηλής εξάτμισης, χαμηλής ηλιακής ακτινοβολίας και χαμηλών θερμοκρασιών. Το υψηλό κόστος της τύρφης είναι περιοριστικός παράγοντας για τη χρησιμοποίησή της ακόμα και ως συστατικό μιγμάτων, ιδιαίτερα σε χώρες που δε διαθέτουν πηγές τύρφης όπως η Ελλάδα.
Μίγματα υποστρωμάτων
Στην υδροπονία εκτός από τα οργανικά και ανόργανα υποστρώματα χρησιμοποιούνται και διάφορα μίγματα όπως για παράδειγμα μίγμα τύρφης, βερμικουλίτη και περλίτη ή μίγμα τύρφης και άμμου.
