Чем питаются орхидеи?

Как обычно вступление: данная статья является переводом достаточно сложной темы «What do Orchids Eat» от Rick Lockwood. Перевод этой статьи дался мне очень сложно, так как сначала пришлось возвращаться к изучению азов (мои все предыдущие статьи тому доказательство) и только потом уже я понимал что перевожу. В первую очередь хотелось донести основную суть и проблематику простым языком. Поэтому при использовании данного перевода статьи, или частей данного перевода статьи, даже с вашими мыслями и соображениями, прошу упоминать нашу группу: https://vk.com/japchemrus или мой профиль: https://vk.com/mpykakmyxa, как автора.

Всем приятного чтения

 
Paphiopedilum tonsum ‘Robin’s Jungle Ghost’ HCC/AOS, который был куплен как отдельное растение в 2009 году, цвел в 2010 [1]

Прогресс в размере растения, цвете, составу и успех цветения был достигнут в 2011 году в связи использованием новой схемы удобрения [2]

Самые важные минералы (ионы) для всех растений: кальций (Ca), магний (Mg), калий (K), натрий (Na), сульфаты (SO4), бикарбонаты (HCO3) и хлориды (Cl). Совместно с азотом (N) и фосфором (PO4) все они формируют так называемые питательные вещества для растений.

Но давайте в первую очередь обратим внимание на базовые факторы, а именно на физические аспекты, такие как: СВЕТ, ТЕМПЕРАТУРА и ВЛАЖНОСТЬ. Зная и понимая правильные значения физических факторов для каждого вида орхидей, это поможет добиться около 75% успеха в выращивании.

Но, как бы все это красиво не звучало, в случае с орхидеями, нельзя забывать про питательные вещества, которые плотно связаны с типом используемого субстрата и химического состава воды, которую вы используете для полива.

Давайте обратимся к человеку, который написал данную статью и провел глубочайшие исследования питательных веществ орхидей.

Rick Lockwood является научным сотрудником отдела водной токсикологии компании ENVIRON отделения в Нэшвилле, штат Теннесси. С 2005 года он занимается проблемами токсичности солей (в частности, калия (K)). Его жена, Robin, разожгла его любовь к орхидеям в 2001 году и с тех пор Rick занимается изучением, выращиванием и сохранением природных орхидей.

Rick Lockwood начал всерьез заниматься орхидеями в 2001 году. Большинство культурных практик было основано на опыте и советах более опытных коллекционеров. Где он закалил и усовершенствовал эти методы с общими знаниями биологии (особенно экологии), которые использовал для разработки протоколов культур тропических рыбы и ядовитых лягушек. В 1995 году начал свою карьеру в качестве токсиколога, сосредоточив свое внимание на внутренних механизмах, вызывающих токсичность в водных организмах. Последние шесть лет фокусировался на том, как основные ионы (соли) вызывают дисбаланс и токсичность у пресноводных и морских организмов и растений. Основные ионы, влияющие на водную токсичность, являются одинаковыми критическими ионами для всех растений, включая орхидеи.

А еще 5 лет сталкивался с нелогичным поведением в культивировании орхидей. Далее буду вести повествование от первого лица (честно говоря, так проще переводить, не используя обороты прочитавшего от третьего лица)

Вот некоторые из них:

• Я не мог выращивать фаленопсисы в горшках, так чтобы они не умерли. Хотя многие коллекционеры добивались отличных результатов как в стандартных, так и в полувлажных системах (когда некоторые корни находятся долгое время в воде и не гниют). Чаще всего я достигал лучшего результата выращивая растения в корзинках или на блоках, нежели в горшках или горшечных системах.
• Листья растений становятся фиолетовыми
• «Легкие» виды Paphiopedilum (далее буду называть их Пафами), такие как sukhakulii и callosum, для меня были безумно сложными в выращивании и сохранении их живыми больше 2-3 лет. Однако весь период своей короткой жизни цвели как сумасшедшие до полного истощения и смерти.
• Многоцветковые (цветение револьверного типа) Пафы хорошо растут только в очень маленьких горшках. Для примера: в горшке 5 см, отлично жило растение с размахом листьев 60 см. Увеличивая размер горшка, я сталкивался с корневой гнилью.
• Очень медленный рост корней. Кратковременный быстрый корневой рост, а после образование корневой гнили при выращивании в коре или кокосовых чипсах. Кратковременная пересадка в сфагнум оживляла рост корней…
• Я пробовал использовать кокосовые чипсы для револьверных Пафов. Но не для постоянной посадки других видов Пафов.
• Использование материалов с кальцием таких как: ракушки или известняк не давали долгосрочного эффекта для Пафов, но данные составляющие часто являются неотъемлемой частью субстратов других коллекционеров.
• Растения, в основном «башмачки», но и другие большие и быстрорастущие орхидеи (такой как Фаленопсис schilleriana) – быстро растут несколько сезонов подряд, потом рост замедляется, затем останавливается, после растение резко заболевает и погибает.
• Сеянцы после извлечения из колбы хорошо растут до 1 года, потом выявляется нехватка роста, расположенность к заболеваниям далее гибель растения.
• Некоторые виды очень сильно подвержены бактериальной гнили (Erwinia)
• Обожжённые кончики листьев на Phragmipediums (далее будут более дружелюбное название Фраги)

Несмотря на то, что это были проблемы, с которыми сталкивался не только автор статьи, но и орхидейное сообщество, профессионалы всегда отвечали просто: «О, просто данный вид известен как очень сложный». В связи с этим Rick Lockwood начал выявлять несовпадения в знаниях о данных культурах: 

• «Гниль появляется из-за ночных поливов». Но очень много видов орхидей в дикой природе поливаются дождем днями и ночами напролет без образования каких-либо гнилей.
• Некоторые виды Пафов, такие как Brachypetalum являются «чувствительными к солям», но 5 из 6 первичных видов Brachypetalum можно найти рядом с морем и растения подвергаются соляным орошениям на ежедневной основе. Как пример два самых популярных Пафа: niveum и leucochilum
• «Орхидеям кальцефитам необходим кальций в субстрате», но большинство коллекционеров достигают успеха в коре без добавок, кокосовых чипсах или инертных субстратах

Используя весь свой опыт исследователя и наблюдателя, Rick Lockwood использовал лучший опыт коллекционеров, а также, исследования коммерческих и некоммерческих организаций, чтобы получить общую картину и сравнительный анализ тех или иных входящих данных.

Ключевыми информационными ресурсами, датированными 2004 годом были: исследование Bob и Lynn Wellenstein «Минеральное Питание для коллекционеров «башмачковых» орхидей» и «Использование Кокосовых Чипсов, как субстрата для посадки орхидей»

Два основных вывода взятых из этих статей: конкурирующий или полностью исключающий эффект калия, кальция и магния при обмене моновалентными катионами в кокосовых чипсах (натрий и фосфор) с приоритетом двухвалентных катионов (магний и кальций). Но увы все эти наблюдения разбиваются о догадки, особенно с общепринятым комментарием: «Орхидеи примут и оставят в себе ровно столько полезных минералов, сколько понадобится». Удобрения были созданы для того, чтобы давать достаточное количество питательных веществ растениям и помогать всем любителям, коллекционерам и садоводам в уходе за растениями, не используя какие-либо токсичные (неорганические или химические) соли для подкормки.

Но вернемся к статье Wellenstein в которой указаны пропорции самых важных питающих минералов для «башмачков», которые как раз имеют те же значения, что и удобрения MSU (Мичиганского Государственного Университета). Пропорции азота к калию примерно одинаковы во всех коммерческих удобрениях. Плюс ко всему очень тяжело было с кем-либо поговорить о чем-то другом помимо баланса азотно-фосфорно-калийной смеси (N-P-K). Кальцию и магнию всегда придавали очень малое внимание и значение.

После постоянных ошибок в попытках усовершенствовать методы размножения и выращивания орхидей, на основе моего восприятия того, что делали другие коллекционеры, я начал экспериментировать с фосфатом кальция (Ca3PO4), а позже с сульфатом магния (MgSO4). Они дополняли методики, которые веками использовались в садоводческом сообществе, но потеряли популярность у коллекционеров орхидей в пользу более узкого подхода Мичиганского Государственного Университета.

Некоторые кратковременные успехи были быстро отмечены после добавления фосфата кальция, в первую очередь, в том, что некоторые растения с фиолетовыми листьями снова стали зелеными.

Гораздо больше положительных изменения в моей коллекции были отмечены после добавления сульфата магния. Бледно-зеленые или пожелтевшие растения стали зелеными, а у некоторых растений листья увеличились более чем на 20 процентов. Корневая система начала лучше развиваться, растение получало больший прирост и дольше оставалось жизнеспособным. Узор пятнистых Пафов стал более явным, а листья стали более жесткими и блестящими.

Я был очень близок к успеху, но у меня все еще были проблемы с корнями, деленками и случайными приступами Эрвинии у больших растений. Я углубился в общую литературу по экологии сельского хозяйства и тропических лесов (Bruijnzeel 1991, Crowther 1987, Medina и др. 1994, Vitousek and Sanford 1986).

Из всех этих ресурсов мне удалось стандартизировать некоторые наблюдения:

• Растения в природе, несмотря на вид или место обитания, имеют похожий состав первичных элементов. По приоритетности это: Азот (N) > Кальций (Ca) > Магний (Mg) > Калий (K) > Фосфор (P) > Натрий (Na). Эти элементы входят в состав невероятного количества растений, начиная от океанических и речных водорослей и мха сфагнума, до тропических лесов и кустарников.
• Свободный, биодоступный калий (K), сам по себе в природе очень редкий, заставляя растение быстро его перерабатывать, как только он появляется.
• Кальций (Ca) и Магний (Mg) в свою очередь доступны в почвенной и водной среде так, что растения его употребляют медленнее (по сравнению с калием (K))
• Тропические орхидеи в основном встречаются в опавшей листве. Эпифитные на деревьях, литофитные на камнях или скалах. Ни в одном из этих мест обитания нет большого количества калия (K), в то время как кальция (Ca) и магния (Mg) более чем достаточно. Калий (K) особенно редко встречается в известняковых литофитных средах. 

 Моя рабочая специализация (тут снова от первого лица перевод, конечно же Rick Lockwood)- водная токсикология, с углубленным изучением токсичности солей. Этот базис знаний был важен для корректности выводов моих экспериментов. Поскольку вода течет вниз по склону, знание того, что находится в реке, ручье или даже океане, дает представление о том, к каким растениям, находящимся выше по течению в деревьях или на склонах скал, есть доступ. Наиболее очевидный аспект водной токсикологии солей калия (K) заключается в том, что калий (K) является наиболее токсичным элементом из семи основных ионов, а кальций (Ca) и натрий (Na) - наименее токсичными. Пресноводные мидии, которые встречаются во всем мире, не могут перерабатывать более чем 10-20 ppm калия (K) в долгосрочной перспективе, а концентрация 60-100 ppm убьют их всего за пару дней. Базовое удобрение, используемое в концентрации 100-200 ppm азота (N), будет иметь столько же калия (K) и смертельно токсично для пресноводных мидий. Очевидно, что орхидеи в дикой природе не испытывают еженедельных «нападений» концентрированного калия. Типичный ручей или река за пределами освоенных человеком районов, где мидии больше не встречаются, обычно содержит калий (K) в количестве 2-4 ppm (иногда меньше). В дождевой воде редко содержится значительное количество калия (K), в известняке почти нет калия (K), а гранитный полевой шпат слишком нерастворим, чтобы выделять хоть какие-то количества калия (K) во время дождя. Мой дом в Теннесси расположен на лесистом карстовом известняковом хребте, где можно найти природные орхидеи. Анализ воды из моей скважины показал 162 ppm кальция (Ca), 12 ppm магния (Mg), 3 ppm натрия (Na) и менее 1 ppm калия (K). Так откуда же орхидеи получают калий?

Давайте обратимся к таблице (значения в мг/грамм (для перевода в ppm надо умножить на 1000)) Zotz (2004) Показатели питательных веществ эпифитов Панамы.

Мы можем увидеть, что количество калия (K) и фосфора (P) в растениях является значительным. А что самое интересное, значительно выше, чем то, что доступно из воздуха, воды или местной окружающей среды. Ситуация с азотом (N), кальцием (Ca) и магнием (Mg) отличается в зависимости от количества этих элементов в среде обитания. Однако для того, чтобы калий (K) достиг уровня, обнаруживаемого в тканях растений, он должен постоянно перерабатываться и биологически накапливаться в процессе листопада и образования субстрата роста. Работа Zotz, в частности, демонстрирует важность переработки питательных веществ в панамских тропических лесах и показывает, что эпифитные растения (включая орхидеи) перерабатывают / употребляют около половины своего калия (K) во время роста и старения листьев. Фосфор (P) перерабатывается с большей скоростью, но кальций (Ca) и магний (Mg) перерабатывается гораздо медленнее.

Отмечая, что калий (K) в окружающей среде встречается гораздо реже, чем в тканях растений, а также зная, что удобрения MSU основаны на анализе тканей листьев, я начал изучать литературу по физиологии растений и клеточному метаболизму. Что самое обидное, о диких орхидеях (или вообще о диких растениях в целом) написано очень мало. Основная часть литературы основана на исследованиях домашних растений. Из этого я смог обобщить следующее:

• Эпифитные растения с большим удовольствием поглощают калий (K) (Winkler and Zotz 2010). Очевидно, что этот процесс требует большого количества энергии растения. Потребление калия (K) похоже на «ребенка в магазине сладостей». Дикие эпифитные растения не способны регулировать поглощение и хранение калия (K) в тканях.
• Учитывая активное движения калия (K) в растениях, весь доступный калий будет легко и очень быстро усваиваться растениями в избытке, что в конечном итоге будет блокировать усвоение кальция (Ca) и магния (Mg) (так называемый антагонизм). Это, в свою очередь, уменьшит поглощение фосфатов (что способствует переизбытку недвижимого кальция (Ca) и магния (Mg) в тканях растений; Shaibur, 2008).
• Растения с неправильным соотношением калия (K) - кальция (Ca) - магния (Mg) в тканях будут медленнее расти и будут более подвержены болезням (Easterwood 2002).
• Регулярное использование калийных (K) удобрений показано для быстрорастущих растений, таких как кукуруза, пшеница или рис (cо сбором урожая в конце одного вегетационного периода). Медленно растущие многолетние культуры (такие как фруктовые деревья) нуждаются только в периодической подкормке калием (K) во время самой быстрой ежегодной фазы вегетативного роста (за 1-1,5 месяца до сбора урожая), либо при сильном истощении почвы (Thompson 2011).

РЕШЕНИЕ 

Вооружившись приведенной выше информацией, мне нужна была новая методика удобрения всех моих орхидей, а также новая стратегия для горшечных растений (Пафов). Сначала я сравнил пропорциональные отношения азота (N), фосфора (P), калия (K), кальция (Ca) и магния (Mg), которые я использовал, с составом листьев (взрослых и стареющих) диких растений.

• GreenCare MSU (чистая вода) 13-3-15-8-2 (доступно сегодня)
• OrchidmixTM MSU 12-6-13-7-2 (GreenCare отказались от данного удобрения в угоду K-Lite)
• Zotz (2004) усредненное удобрение для всех видов, живые листья, 14-1-18-22-5 (не производилось в коммерческих масштабах)
• Zotz (2004), средние энциклии, эпидендрумы и онцидиумы, только стареющие листья, 8-0.2-2-15-7 (не производилось в коммерческих масштабах)
• Zotz (2004) средние орхидеи, стареющие листья, 8-0,3-6,5-15-4,5 (не производилось в коммерческих масштабах)
• Hermansah (2002), опавшие листья, 14-0.4-2.4-14-2 (не производилось в коммерческих масштабах)
• Naik and Barman (2007) живые листья, 4-1-9-24-13 (не производилось в коммерческих масштабах)

В целом данные по субстрату находятся в пределах, указанных выше соотношений, но все же тенденции очевидны. Количество калия (K) составляет менее половины кальция (Ca) и не более чем равно количеству магния (Mg). В опавших листьях (создающих природный субстрат) количество калия (K) меньше количества азота (N). Поскольку растения перерабатывают определенное количество питательных веществ (в основном, азот (N)- фосфор (P)- калий (K)), я рассмотрел данные по субстрату и взрослому листу, чтобы понять, какие питательные вещества растения на самом деле теряли и что им нужно для замены, поддержания, либо роста. Кроме того, орхидеи, живущие в скоплениях опавших листьев (такие как некоторые из видов Пафов), будут получать концентрации питательных веществ, которые находятся в составе смешанных листьев, в качестве основного источника питания. В-третьих, в статье о поглощении калия (K) эпифитами (Winkler and Zotz 2010) указывалось, что эпифиты будут получать достаточное количество калия (K) из источников с низкой калийной концентрацией, что я понял как естественная концентрация поверхностных вод, не токсичная для водных организмов.

На примере своей работы с пресноводными мидиями, я разработал новую смесь удобрений, заменив имеющиеся соли различными катионными составами. Мой план по снижению содержания калия (K), кальция (Ca) и магния (Mg) изначально была достигнут путем сокращения количества удобрений MSU вдвое и добавления равных частей нитрата кальция (CaNO3) и сульфата магния (MgSO4). Это помогало поддерживать постоянный уровень азота (N) и фосфора (P), в то же время резко уменьшая калий (K) и увеличивая кальций (Ca) и магний (Mg). В конечном итоге я снова сократил дозу удобрений вдвое, поэтому общее количество азота составляет 30–50 ppm, лишь иногда возвращая его к 100 ppm в солнечные дни. Ожидаемые соотношения питательных веществ для моей смеси удобрений составляли: 6-3-3-8-4, если добавлять азот (N) примерно 50 ppm. В период между еженедельным процессом размножения и оплодотворения растений вся вода для полива дополнялась кальцием (Ca) и магнием (Mg) (в основном за счет добавления воды из моей скважины, разбавленной в пропорции 10:1 осмотической водой). Как я ранее отмечал в своем исследовании, коллекционеры, использующие поверхностную или водопроводную воду для смешивания своих удобрений (в отличие от осмотической, дистиллированной или дождевой воды), были менее склонны испытывать симптомы, которые я обсуждал ранее. Также отметим, что если смесь MSU для чистой воды смешивается с поверхностной водой средней или высокой жесткости, то полученные соотношения калий (K) - кальций (Ca) – магний (Mg) будут аналогичны данным по взрослым листьям видов представленными в замерах Zotz (2004). В теплые солнечные дни к поливу добавляют сульфат магния (MgSO4) известный как Эпсомова соль.

Я начал свою программу исследований весной 2011 года. В декабре 2011 года сотрудничество моих коллег-участников «Slippertalk», возглавляемое доктором биологических наук Ray Barkalow (владелец известной компании First Rays, кстати очень умный дядька), работающим с (уже известной нам компанией производителем удобрений MSU) GreenCare, привело к появлению еще одной формулы, которую мы теперь называем «K-Lite». Для нормы использования азота (N), равной примерно 100 ppm (½ чайной ложки удобрения на 3,8 литра воды) соотношение питательных веществ составляет 12-1-1-10Ca-3Mg, если его добавлять в осмотическую воду. Поскольку я смешиваю его с азотом (N) примерно в 50 ppm в мягкой воде (в которой есть дополнительный кальций (Са) и магний (Mg)), моя окончательная смесь примерно равна соотношению 6-0.5-0.5-6-2. Используя смесь 50 ppm, я по-прежнему вношу 4 ppm калия (K), что более чем достаточно для моих орхидей. K-Lite был представлен и изготовлен компанией GreenCare, которая также производит стандартную формулу MSU (для водопроводной и осмотической воды). Формула K-Lite содержит все те же микроэлементы, что и стандартные формулы MSU.

Большинство моих Пафов были пересажены в деревянные корзинки, покрытые сфагнум мхом. В корзинках, покрытых слоем сфагнума, к корневой системе поступает крупная известняковая крошка, за которой следует сфагнум мох и грубый песок. Если корзинка большая по сравнению с размером растения, то добавляется дополнительная порция кокосовых чипсов или коры, так что отношение мха к чипсам составляет примерно половину по объему. Кроме того, для орхидей литофитов (из регионов с повышенным количеством известняка), таких как Paphiopedilum stonei и Paphiopedilum niveum, добавляется небольшое количество арагонитового аквариумного песка (для большего баланса кальция и pH). Почти все корзинки были проложены различными местными живыми мхами. Дополнительная аэрация (доступ воздуха), щелочные добавки и частая промывка слабощелочной поливной водой поддерживают подходящие уровни pH в корневой зоне в течение нескольких периодов цветения. Однако необходимо соблюдать осторожность в отношении уровня щелочности, поддерживаемого в корневой зоне, поскольку поглощение различных форм азота (аммиачной и нитратной) зависит от буферной щелочности. Более высокие уровни щелочности способствуют поглощению аммиачного азота по сравнению с нитратным азотом. Впоследствии использование удобрений с высоким содержанием нитратного азота является предпочтительным в условиях выращивания с низкой щелочностью (с кислой водой, значением pH ниже 6,5). Все органические субстраты имеют различные степени катионного обмена. Тем не менее, кокосовые чипсы, по-видимому, обладают наибольшей пропускной способностью, затем следует кора и мох. При условии, что калий всегда присутствует в концентрациях, существенно меньших, чем у двухвалентных катионов, и в смесь добавляется легкодоступная форма кальция или доломита, «закисание» или «отравление» органического компонента субстратов должно быть сведено к минимуму , значительно продлевая срок службы самого субстрата. Я бы предположил, что добавление доломитовой извести, используемое при производстве Орхиаты, является основной причиной того, что этот субстрат в последнее время продемонстрировал отличный результат для многих коллекционеров. После примерно двух лет работы с условиями пониженного калия и высокого содержания кальция и магния я понял, что доволен результатами. Листья более крупные, жесткие и блестящие. Возможности появления гнилей (Эрвинии), мучнистого червеца и щитовки значительно снизились. Растения, которые были в состоянии увядания, восстановились. Саженцы переходят из колб в отдельные горшки без остановки роста и гибели. Четыре из моих растений даже получили награды AOS в 2014 году. Я понимаю, что два года — это небольшие временные рамки в отношении культуры орхидей, поэтому время покажет, насколько важны и успешны эти краткосрочные результаты. Но пока я буду оценивать и дорабатывать свои исследования и наблюдения. Смотреть, тестировать, пробовать новые вещи - какое славное хобби! И я с этим на 100% согласен )))

Немного слов от автора перевода и личные выводы:

Эта статья была самая первая которую я нашел об удобрении K-Lite, но оказалось, что много слов для меня были непонятны, поэтому только сейчас я смог ее преподнести понимая о чем пишу. Не устану повторять, что помимо постоянной подкормки, нужно понимать какой водой вы поливаете ваши растения и как вы это делаете. Все я рассказывал ранее ))

K-Lite реально работает, наша домашняя коллекция тому доказательство. Но всегда помним про соблюдение дозировок.

А по итогу уже хочется идти дальше изучать и рассказывать про прочие физичиеские аспекты а именно свет и воздух.