Основы гидропоники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Гидропомника -- это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. При выращивании гидропонным методом растение питается корнями не в почве, более или менее обеспеченной минеральными веществами и поливаемой чистой водой, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твердой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, способствующей дыханию корней, и требующей сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям этого растения. В качестве таких заменителей могут использоваться гравий, щебень, а также некоторые пористые материалы -- керамзит, вермикулит и др.

1. Общая информация

Корневая система растений при выращивании их методом гидропоники развивается на твёрдых субстратах, не имеющих питательного значения, в воде или во влажном воздухе (аэропоника). Примером органического субстрата служит кокосовое волокно: это перемолотая скорлупа и лыко кокосового ореха - койр, из которой вымыты соли железа и магния. В естественной среде кокосовое волокно служит первоначальным грунтом для корней новорожденной пальмы. Кокосовое волокно легче воды, поэтому при поливе не утапливается как почвогрунт, а разбухает, наполняясь воздухом. Каждое волокно содержит в своей толще большое количество пор и канальцев. Силой поверхностного натяжения канальцы заполняются рабочим раствором, но корневой волосок выпивает содержимое, прорастая рядом. Гладкая поверхность волокна позволяет корню свободно скользить от выпитой микропоры к следующей. Сетью микротрубочек кокосовое волокно распределяет воду и воздух по всему своему объему. Волокно кокоса, как полностью рекультивируемый, экологически дружественный субстрат, используется на многих голландских гидропоник-фермах, при выращивании многолетних растений, например, роз. В Голландии промышленная гидропоника имеет обширное распространение, несмотря на климатические особенности - светолюбивым культурам солнце заменяют специальные лампы ДНаТ и Grow Led.

Истощение и загрязнение земель еще не очевидно, но нехватка воды уже остро чувствуется в некоторых регионах, например, в ОАЭ, Израиле, Кувейте. В этих регионах остро встаёт проблема орошения. В настоящее время до 80 % всех овощей, зелени, фруктов, в Израиле выращивается гидропонным способом. [источник не указан 1700 дней] Армия США всегда имеет в наличии всё необходимое для развертывания в полевых условиях гидропонных теплиц для овощей и зелени. Гидропоника -- идеальное решение для жарких засушливых стран, так как при экономии воды в разы можно снимать множество урожаев за год.

При тепличном выращивании в северных широтах гидропоника также показывает отличные результаты, при наличии искусственного освещения.

Развитие гидропоники в России связано с возрастающим интересом к т. н. «малым фермерским хозяйствам», где на небольшой площади можно выращивать зелень, овощи, цветочные и ягодные культуры. Всё большей популярностью пользуются модульные системы капельного полива. Они позволяют создать за короткий срок и при небольших затратах оросительную систему как для традиционного земельного выращивания, так и для гидропонных установок типа капельного полива.

2. Основные гидропонные системы

Существует несколько разновидностей гидропонных систем. В целом, их можно разделить на две основные группы: «Пассивные» и «Активные». В «Пассивных» системах питательный раствор не подвергается какому-либо механическому воздействию и доставляется к корням за счет капиллярных сил. Такие системы получили название -- Фитильные. Все «Активные» системы, так или иначе, требуют циркуляции питательной жидкости, что достигается при помощи насосов. Большинство из них нуждается в параллельной системе аэрации (насыщении кислородом питательного раствора). Существуют сотни модификаций гидропонных систем, но все они -- это разновидность (или комбинация) шести основных типов:

Фитильная система

Система глубоководных культур

Система периодического затопления

Система капельного полива

Техника питательного слоя (NFT)

Аэропоника

Фитильная система

Проста, как три копейки - нет никаких «убердевайсов». Значит, ничего сломаться не может, кроме горшка с субстратом. Фитиль опускается в питательный раствор, который под действием физических законов поднимается вверх. Принцип, пошедший чуть ли не с древних греков. Так называемая пассивная система творит чудеса в условиях актуальности девиза «дешево, зато работает».

Плюсы: гидропоника почва субстрат искусственный

- Доступность. Взял емкость, насыпал субстрат - можешь высаживать растения. Hydroponics for dummies;)

- минимальные денежные затраты на содержание. Нет технологий - нет проблем с датчиками, программами и сложными системами обеспечения растений необходимыми веществами. Нужна только инициатива веселого водоноса-подкормщика;

- без питающего насоса. Раз главной двигающей силой процесса является физика, то и дополнительной помощи для поступления питательных веществ к корням растений не нужно.

Минусы:

- Ограниченный доступ кислорода в воду или раствор. Может вызвать целый ворох проблем - затхлость воды, проблемы с корневой системой и прочее.

- замедленные темпы роста. Самостоятельное растение не может полноценно расти вширь и ввысь, как того бы хотелось новичку, насмотревшемуся на гигантские кусты клубники на австралийских гидропонных фермах;

- нет рециркуляции питательных веществ. А все почему? Правильно, потому что нет насоса.

Система глубоководных культур (DWC)

Выше уровнем, чем пассивные системы, однако не обладающий всеми прелестями хай-тека и вершин инженерной мысли выбор. Простое приспособление, но со «свистелкой» - компрессором, который подает кислород в питательный раствор, питая корневую систему. Которая, в свою очередь, находится в сетчатом горшке и установленном в крышку бака с питательным раствором.

Плюсы:

- наиболее дешевый вариант из активных систем. Экономия - необходимость в условиях шаткой российской экономики;

- простота настройки и надежность. Исходя из всего вышесказанного, неоспоримый плюс для продвинутых новичков;

- без питающего насоса. Тот же плюс, что и в фитильной системе;

- надежный, как холодильник «ЗиЛ», по причине малого количества ломких элементов.

- приличный запас раствора гарантирует сохранность ваших растений

- всё растёт и быстро

Минусы:

- риск корневой гнили при недостаточно регулярной чистке.

- при высоком уровне раствора и чрезмерном переувлажнении велика вероятность загнивания корневой шейки;

- необходимость постоянно пополнять резервуар. Регулярный забег за водой и питательными смесями - хорошее подспорье для похудания, но никак не для прогрессивного растениеводства.

Система периодического затопления

Метод, также поражающий своей простотой. Можно разместить растения друг над другом, и вытекающая из одного горшка жидкость попадает в другой. Просто и со вкусом. Разумеется, можно сделать продвинутый вариант, с клапанами и датчиками, что позволит контролировать уровень жидкости в субстрате, что есть хорошо для гидропониста и его подопечных.

Плюсы:

- доступность. Для того, чтобы сделать среднюю гидропонную установку, не надо заказывать тонны оборудования и тратить кучу времени на выбор фирмы-изготовителя и разбираться в миллиарде нюансов;

- низкие затраты. Простота технологии влечет за собой и малое количество денег на обслуживание;

- хорошее насыщение питательным раствором. Питательные вещества проходят через весь субстрат. Буйный рост и высокая урожайность в наличии.

Минусы:

- как и любая реверсивная система имеет риск загрязнения раствора патогенами

- риск появления плесени и других «водных» сорняков. Если воды много, то непременно появятся паразиты, которым будет жить там вольготно. Глаз да глаз нужен;

- технические неисправности могут привести к снижению урожая. Если какие-нибудь клапаны заест, или саму систему разделения воды обесточит, то прощай нормальный полив, а в следствие - конец горам овощей.

Система капельного полива

Теплый ламповый метод, который является гидропоникой «как она есть». Описания не требуется, однако и у этой системы есть свои достоинства и недостатки. В первую очередь, стоит заметить, что капельный полив не требует особого вмешательства в процесс со стороны человека. Но стоит порядочно вложиться, дабы все работало, как часы.

Плюсы:

- Питательный раствор поступает на «5+». Система хороша настолько, что ею пользуются на большинстве гидропонических фирм Запада;

- достаточный приток кислорода к корневой системе. Это значит, что никаких проблем с циркуляцией питательных веществ быть не должно. Следовательно, саженцы будут расти и превратятся в гордость садовода, прямо как по инструкции.

Минусы:

- Самый большой минус - необходимость регулярной чистки для устранения засоров в системе полива. Да и подобный метод чреват развитием плесени на корнях и емкостях.

Техника питательного слоя (NFT)

Природа плохого не сделает, а англичане не посоветуют. Поэтому, технология NFT - прекрасна во всех отношениях. Ее можно собрать из подручных материалов, найденных в ближайшем «Садоводе».

Плюсы:

- обильное насыщение кислородом. За счет природных свойств текучей воды, кислорода в питательной среде хватит на вагон и маленькую тележку растений;

-эффективное использование пространства. Так как нет массивных установок, то и освобождать комнату под домашнюю ферму не потребуется. Кроме того, лоток с растениями вполне можно вписать в интерьер любого помещения.

Минусы:

- склонность к засорению. Основная проблема с насосом в любой сфере применения. От мусора не застрахован никто, поэтому придется смириться с регулярными работами по очистке;

- технические неисправности могут привести к снижению урожая. Все то же самое, что происходит с любой техникой в садоводстве. Прозевал поломку - получи фигу с маслом, а не томаты.

Аэропоника

«Феррари» гидропоники. Наиболее эффективный метод для выращивания овощей, фруктов и прочих представителей флоры в промышленных масштабах. Но и для домашней фермы подходит достаточно хорошо, хоть и придется попотеть, дабы разобраться во всех тонкостях технологий. Хоть и профит от этого немаленький.

Плюсы:

- максимальное усвоение питательных веществ. За счет аэропонической технологии к корням поступает столько веществ, сколько требуется растению;

-эффективное использование пространства. Можно расставить лотки хоть в три слоя, «детишкам» будет только в радость. Пустого места не будет точно. А значит, урожай будет такой, что до весны хватит.

Минусы:

- засоры, засоры и еще раз засоры. Никуда от них не уйти. Поэтому, нужно регулярно проверять все узлы, контакты, датчики. Можно распрощаться с личной жизнью и загулами;

- аэропоника плохо подходит для густых питательных смесей. Нельзя назвать это недостатком, однако для несведущих это может послужит мотивацией забросить растениеводство в дальний угол вместе с вышивкой крестом и моделированием.

3. Субстраты для гидропоники

Вместо земли на гидропонике применяют нейтральный субстрат. Что значит нейтральный? Это значит, что в субстрате НЕ присутствуют органические вещества, макро- и микроэлементы. Все элементы для роста растения получают ТОЛЬКО с питательным раствором.

Субстрат основной элемент гидропонного выращивания растений. Некоторые виды субстратов используются не только в гидропонике, но также при обычном выращивании растений.

Гидропонные системы постоянно совершенствовались и прошли долгий путь от прошлого к будущему, который начинался с применения речного песка и гравия в первейших системах.

Растению нужно получать питание и кислород

Именно способность удерживать приблизительно одинаковые концентрации воздуха и воды делает субстрат идеальной средой. Способность этой среды удерживать воздух и воду определяется пространством между волокнами и гранулами субстрата.

Например, промежуточное пространство в мелком песке очень маленькое и оно не способно удержать много воды и воздуха. А в крупном гравии хоть и есть большое промежуточное пространство, но он так же не способен удерживать большое количество воды и воздуха. Исследователи утверждают, что это объясняется наличием слишком большого пространства между частицами субстрата, из-за которого пропадает капиллярный эффект и вода начинает стекать вниз.

Если у вас система с постоянной циркуляцией питательного раствора, то можно применять быстродренирующий субстрат, например, крупный гравий или керамзит.

Популярные субстраты для гидропоники

Наибольшее распространение получили следующие субстраты: керамзит (достаточно недорогой, можно использовать многократно), вермикулит (обладает повышенной влагоемкостью, мелкий), минеральная вата (дома лучше не использовать из-за выделения в воздух опасной для легких пыли), кокосовое волокно, перлит. Каждый из них можно применять отдельно или в комбинации с другим субстратом, для получения лучших результатов. Если смешать перлит и кокосовое волокно в пропорции 50/50 то получится состав, который может удержать больше воздуха, чем при использовании одного волокна.

Подготовка субстратов

Большинство субстратов не требуют подготовки, но керамзит необходимо перед использованием очистить от примесей.

Те субстраты, которые подлежат очистке, можно использовать многократно (керамзит, перлит и т.д.). Субстраты, которые нельзя очистить (минеральная вата, вермикулит, коко-грунт и т.д.) подлежат утилизации. Как вариант, их используют для приготовления компоста на дачном участке.

Диапазон питательных веществ в гидропонных растворах

4. Освещение

Свет необходим растениям для процесса фотосинтеза. В условиях ограниченного количества естественного освещения требуется досветка или полностью искусственное освещение.

Распространенные термины: спектр, люмены, люксы.

Спектр

Свет разлагается на электромагнитные волны разной длины.

Длина волны измеряется в миллимикронах, или нанометрах (нм).

Спектр Солнца.

Фотосинтез

Пики фотосинтеза приходятся на волны 445 нм и 660 нм. Волны длиной 660 нм способствуют интенсивному росту листьев и осевых органов растений.

Люмены

Люмены - единица измерения светового потока. Данный термин используется для оценки светоотдачи (коэффициента полезного действия) ламп.

Люксы

Единица измерения уровня освещенности поверхности, лк. Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на неё света в 1 лм.

Используется для определения требуемого растениям уровня освещенности.

Растения делятся на 3 группы:

1. Светолюбивые. Им требуется освещенность более 6000 лк.

2. Рассеянного света. Требуется 3000-6000 лк.

3. Теневыносливые. Требуется 1000-3000 лк.

Используемые для освещения лампы

Наиболее распространены в домашних условиях люминесцентные лампы.

Люминесцентную лампу располагают на расстоянии 15-30 см для цветущих растений и 30-60 см для декоративнолистных растений.

Длительность освещения

Для взрослых растений световой день составляет не более 14 часов в сутки.

Для сеянцев - круглосуточное, яркое. Через пару дней после всходов снижают до 16 ч/сут., через день до 14 ч/сут.

Растения короткого светового дня цветут, если продолжительность освещения не более 10 ч/сут.

Растениям длинного светового дня требуется продолжительность освещения 12-14 ч/сут.

Заключение

Гидропоника, в том числе и домашняя гидропоника, является основой прогрессивного растениеводства. С её помощью можно получить больше товарной продукции с меньшего по площади участка. Для того чтобы получить хороший урожай в минимальные сроки необходимо обеспечить благоприятные условия для развития и роста растений (температура, влажность и освещение) - внешние погодные условия не будут оказывать непосредственного влияния на выращиваемые растения. Применение методов прогрессивного растениеводства позволяет управлять всеми факторами, которые необходимы для нормального функционирования растений.

Люди, которые использовали методы прогрессивного растениеводства, утверждают, что на продукцию фактически не воздействуют насекомые - это позволяет отказаться от использования инсектицидов и получить экологически чистые продукты высшего качества. Гидропонику, как метод прогрессивного растениеводства, может использовать любой человек, который стремится достичь новых результатов в области растениеводства.

Растения выращивают в контейнерах, в закрытых помещениях, в качестве почвы используется специальный субстрат, который через специальные системы насыщается полезными веществами. Питательная смесь подаётся к корням растений в жидком состоянии, что способствует её быстрому всасыванию. Каждому растению нужны свои, особые, микроэлементы и полезные вещества, а также климатические условия, поэтому применять методы прогрессивного растениеводства нужно со знанием особенностей конкретного растения.

Размещено на Allbest.ru