Гидропоника технология: что это, польза и вред, типы гидропонных систем, преимущества, как сделать своими руками в домашних условиях

Что такое гидропоника и в чем ее преимущества? Гидропоника в России.

• Метод гидропоники
• Преимущества гидропоники
• Какие растения пригодны для гидропоники?
• Как пересаживать растения в гидропонику?
• Гидропоника в сельском хозйстве
• Гидропоника в России

Гидропоника — это способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании). Слово гидропоника произошло от греч. υδρα — вода и πόνος — работа, в итоге получаем «рабочий раствор».

Гидропоника не нова. История ее начинается с глубокой древности. Например Висячие сады, о чем рассказывают нам археологические раскопки древнего Вавилона, являющимися одним из Семи чудес света были вероятно одной из первых удачных попыток выращивания растений на искусственных почвах.

Плавающие сады Ацтеков в Центральной Америке — еще один удачный пример  применения технологии гидропоники. На берегах Озера Теночитлан (Мексика) кочевые племена индейцев были вытеснены со своих плодородных земель воинственными соседями. И тогда ацтеки изобрели из длинных стеблей тростника плоты, на которые уложили ил со дна озера. Эти плоты они  назвали «Чампас». Так и выращивался обильный урожай овощей и фруктов, ведь даже деревья прекрасно росли и плодоносили. Корни пробиваясь к воде доставляли растению влагу.

 

Метод гидропоники

Метод гидропоники основан на изучении корневой системы растения, а конкретно как происходит питание растения. Ученые работали десятки лет, чтобы понять, что же корень извлекает из почвы. Выяснить это удалось благодаря опытам выращивания растений в воде. В дистиллированной воде растворяли определенные питательные элементы (минеральные соли).

Растение выращивали на этом растворе в обыкновенной стеклянной банке. И эксперименты показали, что растение хорошо развивается, если в растворе есть калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Ученые выяснили что если из раствора с питательными веществами исключить такие элементы как калий, рост растения останавливается. Оказывается без кальция не может развиваться корневая система. Элементы железо и магний, необходимы растению для образования хлорофилла. Белки, необходимые для образования протоплазмы и ядра, не могут образоваться без серы и фосфора.

Долгое время ученные думали, что только эти элементы нужны для нормального развития растений. Но позже ученые выяснили, что растению также нужны очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами.

Примерно в одно и то же время в девятнадцатом веке российский ученый К. А. Тимирязев, а в Германии  Ф. Кноп разрабатывали метод выращивания растений в водных растворах.

В 1936 г. В США Герикке испытал выращивание овощей в растворах, дав название этому методу гидропоника. В нашей же стране первые удачные опыты выращивания овощей на гидропонике были поставлены в 1938-1939 годах. Сперва растения на гидропонике выращивались исключительно в воде, без субстрата. Но при выращивании в воде снабжение корней кислородом оказалось низким, реакция раствора неустойчива, поэтому отдельные корни и растения погибали.

Поэтому выращивание растений в воде не нашло применения, и были разработаны другие 

методы гидропоники. Корни растения разместили в относительно в инертном субстрате, который погружен в раствор необходимых питательных веществ.

В зависимости от того какой используется субстрат появились различные методы гидропоники: 

Агрегатопоника — когда корни размещены в твердых инертных, неорганических субстратах – керамзите, щебне, песке, гравии и т.п.

Хемопоника — субстратом служат мох, опилки, верховой торф и другие малодоступные для питания растений органические материалы;

Ионитопоника субстрат из ионообменных материалов;

Аэропоника — твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.

И так при выращивании гидропонным методом, корни растения не в почве, а субстрате, заменителе почвы, который не имеет питательного значения, грубо говоря, субстрат просто создает опору развитию корневой системы.

Кроме того в гидропонике процесс поглощения питательных веществ происходит быстрее, а дополнительный кислород стимулирует более быстрое развитие корневой системы. Ведь растению не нужно тратить энергию на поиск питательных веществ, они легкодоступной форме подаются к корням растения. Потому растение использует сэкономленную энергию для развития и роста. Так же при выращивании на гидропонике, воды используется меньше. Что особенно важно при промышленном выращивании сельскохозяйственной продукции. Особенно для стран с недостатком пресной воды.

 

В итоге гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений — создавать режим питания для корневой системы, который полностью обеспечить потребности растений в питательных элементах. Используя технологию гидропоники в закрытых помещениях мы также можем регулировать концентрацию углекислого газа в воздухе, благоприятную для фотосинтеза, регулировать влажность воздуха, температуру воздуха, а также продолжительность и интенсивность освещения.

 

Создание идеальных условий для роста растений обеспечивает получение максимальных урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки.

 

 Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

• При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

• Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

• Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

• При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

• Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

• Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

• Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

• С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

 

 

Минусы применения технологии гидропоники:

 

• Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

• Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

• Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

 

 

Процесс пересадки растения из грунта в систему гидропоники

 

1. Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

2. По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

3. После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

4. Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

 

 

Роль метода гидропоники в современном сельском хозяйстве.

 

Мало кто задумывается над тем, через пару десятков лет населения в селах совсем не останется. По результатам исследований через 50 лет практически все жители нашей планеты будут жить в городах. Кто же будет выращивать продукты? Более того, сегодня большая часть почвы, которая способна приносить урожай, уже задействована. Часть ее серьезно повреждена варварскими методами агрономов. И что же будут есть будущие поколения?

 

Решать эту острую проблему нужно уже сегодня. Она не менее значима, чем исчезновение полезных ископаемых. Выход один – перенести сельское хозяйство в город. Это также решит вопрос транспортных перевозок урожая. Главная цель – с наименьшей площади собрать как можно больше плодов. Ведущим мировым архитекторам такая идея – создать городские вертикальные фермы небоскребы уже долгое время не дает покоя. Не даром в последнее время появляются на первый взгляд причудливые проекты озеленения городов и строительства городских ферм.

 

Благодаря применению в настоящей сфере новейших достижений техники и науки технология гидропоники в последние годы стала развиваться с невероятной скоростью. В ультрасовременных гидропонных системах применяются исключительно пластмассы. Даже насосы изготавливают с покрытием из эпоксидной смолы. Благодаря долговечности и безвредности такого рода материалов, их совестное применение с нейтральными субстратами —  прямой путь к успеху. Применение пластмасс подтолкнуло избавиться от дорогих и не удобных в эксплуатации металлических конструкций баков и желобов.

 

С разработкой пригодных для применения в системе гидропоники насосов, пластмассовой сантехнической арматуры, таймеров, электромагнитных клапанов и прочего оборудования, гидропоника теперь может быть полностью автоматизирована, что позволит уменьшить основные и производственные издержки.

 

Не менее важным достижением в области гидропоники стала разработка сбалансированного питания для растений. И хотя исследования в настоящей сфере все еще продолжаются, полученные разработки уже широко применяются.

 

В процессе развития технологии гидропоники активно принимают участие разные страны мира. Свою заинтересованность данной системой проявляют такие государства, как Австралия и Новая Зеландия, страны Южной Африки, Италия и Испания, Израиль и Скандинавские страны. В Европе уже многие овощи и ягоды выращиваются по системе гидропоники. К примеру, клубника растет быстрее и сбор ягод существенно облегчается. Использование ультрасовременных питательных растворов дает возможность заметно увеличивать урожайность культур, а также сокращать площади под их посев.

 

Системы гидропоники сегодня приобретают все большее значение. За счет повышения спроса и увеличения массовости рынка удешевляется производство конструкций и снижается себестоимость гидропоники. Разработки в сфере проектирования систем дают возможность выращивать растения не только компактно, размещенных на одном уровне, но и заполнять объем задействованных под данный процесс помещений, экономя тем самым рабочую площадь и значительно повышая выход готовой продукции. При этом трудозатраты в обслуживании растений заметно снижаются.

 

Снижение трудоемкости при использовании технологии гидропоники для выращивания растений достигается благодаря нескольким весомым факторам.

 

1. Из процесса выращивания совершенно исключается понятие «плодородный грунт». Ведь грунт в гидропонике присутствует только лишь в рассадном состоянии растения. Стоит заметить, что рассаду растения выращивают все же традиционным способом, а затем ее помещают в горшочек, который наполняется каким-нибудь влагопроницаемым сыпучим субстратом. К примеру, перлитовым крупным песком, дробленым керамзитом, мелким гравием и прочим. Главная задача субстрата — держать корневую систему растения. При этом все питательные вещества растением впитываются из специального раствора.

 

2. Абсолютно устраняется такая процедура, как «полив». Ведь гидропоника подразумевает собой систематичный полив питательным раствором корневой системы растения. Этот раствор отличается практически стабильным составом. Благодаря нему растение не подвергается ни голоданию, ни недостатку влаги. А развивается быстро и равномерно по сравнению со своими грунтовыми сородичами.

 

3. Сводится к минимуму возможность появления насекомых, личинок, сорняков и конкурентов. Рассада высаживается практически в стерилизованный грунт, а затем грунт и вовсе вымывается. А в растворе никаких семян сорняков просто быть не может.

 

4. При использовании технологии гидропоники отпадает необходимость в прополке, рыхлении и других видов обработки грунта. И система может быть абсолютно автоматизирована.

 

И если технология гидропоники хорошо отлажена, то процесс выращивания растений заключается непосредственно в выращивании рассады и сборе урожая. Также необходимо систематически следить за гидропонной установкой и подливать раствор.

 

Система гидропоники превращает процесс выращивания зелени, овощей и пряностей в весьма приятное занятие. 

 

Гидропоника в России

В бывшем СССР правительство уделяло большое внимание развитию гидропонных систем. Были построены первые тепличные комбинаты, применяющие данную технологию выращивания в Москве и Киеве. В городе Ереван (Республика Армения) был создан Институт Гидропоники для проведения исследований в этой области.

Развитие же гидропоники в России связано с возрастающим интересом, особенно проявляющимся у малых фермерских хозяйств, так как им приходиться  на небольшой площади  выращивать овощи, зелень, цветочные и ягодные культуры в промышленных масштабах.

Среди них всё больше растет популярность систем капельного полива. Они позволяют создать за при небольших затратах автоматическую оросительную систему, которую можно использовать как для традиционного выращивани в земле, так и для гидропонных установок типа Drip System (система капельного полива)  

 

Гидропоника | Технология гидропоники

Миф 1: Гидропоника — это новая технология.

Еще в древнем Египта фараоны наслаждались вкусом фруктов и овощей, выращенных с помощью гидропоники. Одно из семи чудес света всего мира, Висячие сады Семирамиды в Вавилоне, на самом деле, было просто гидропонным садом. В Индии растения выращиваются прямо в кокосовом волокне, корни растений погружены в воду. Если гидропоника – это новая технология, то она новая уже тысячи лет. Гидропоника – не новинка – она просто отличается от прочих методов выращивания.

Миф 2: Гидропоника — это что-то искусственное и ненатуральное.

Рост растения реален и натурален. Растениям требуются простые, природные вещи для нормального роста. Гидропоника обеспечивает все потребности растения в нужном количестве и в нужное время. Нет никаких генетических мутаций в гидропонных установках, нет ничего необычного в химических составах питательных растворов, которые подаются корням растений, нет никаких мифических «стероидов» при использовании гидропоники. При производстве чистых питательных растворов теперь стало возможным выращивать полностью органическую продукцию с помощью гидропоники. Вы не найдете ничего натуральнее во всем мире.

Миф 3: Гидропоника вредит окружающей среде.

Это абсолютно неверно. Выращивание растений гидропонными методами намного бережливее к земле и водоемам, чем традиционные методы садоводства и огородничества. Мы считаем воду одним из наших драгоценнейших ресурсов, а с помощью гидропоники мы экономим от 70 до 90 процентов воды, чем при обычном садоводстве. Еще одна выгода в том, что никакие удобрения не попадают в естественные водоемы, как это происходит при традиционном выращивании.

Миф 4: Гидропоника — это что-то из области космических технологий, слишком сложна и высокотехнологична для понимания обычным человеком и ей сложно научиться.

 

Как уже было сказано, гидропоника – это выращивание без почвы и для этого не требуется особых устройств и изысков. Недорогое ведро или цветочный горшок, заполненные субстратом и орошение гидропонным раствором – вот и вся гидропоника. Лист пенопласта с отверстиями, в которые вставлены горшочки, плавает на поверхности воды в ванне с аэрируемым раствором – тоже гидропоника и эта система очень популярна для простых образовательных школьных проектов. Технологический потенциал автоматизации и полный контроль среды обитания растения дает неограниченные просторы для фантазии, но, по-сути не требуется для создания прекрасного и неповторимого гидропонного сада. Нет ограничений возраста любого желающего изучить основы и премудрости гидропоники. 

Миф 5: Гидропоника слишком дорогая.

Это не совсем верно. Как и с любым хобби, вам захочется новых «игрушек» или вы захотите улучшить и расширить ваши знания. И садоводы всегда тратят средства на своих любимцев, будь это бонсаи, орхидеи, огородничество и т.д. Однако, не всегда бывает легко добиться желаемого результата и уложиться в размеры планируемого бюджета. Так и с гидропоникой. 

Миф 6: Использование гидропоники не получило распространения.

Снова неверно. Гидропоника обширно используется во всем мире. Она используется в странах, где климат не позволяет или ограничивает выращивание и где почва слишком бедна для производства больших урожаев. Она также используется в странах, включая США, где почвы были так отравлены удобрениями и стали токсичными, что на них невозможно более выращивание. В Британской Колумбии 90% всей тепличной индустрии теперь гидропонное.

Миф 7: Гидропонику можно использовать только в закрытых помещениях.

Гидропонику легко использовать как на улице под солнцем так и в помещениях. Одно преимущество в выращивании в закрытых помещениях в том, что вы, а не матушка-природа, контролируете и управляете сезонами, и для вас сезон выращивания длится 12 месяцев в году. Однако это справедливо для любого метода выращивания. Почвенное выращивание можно производить в закрытых помещениях, также как и гидропонику можно использовать на улице.

Миф 8: Гидропоника не требует никаких пестицидов.

Это единственный миф, в который хотелось бы верить. Конечно, необходимость пестицидов очень сокращается, потому что сильные здоровые растения менее уязвимы атакам и болезням, чем слабые. Кроме того, ликвидируется главный рассадник заразы – почва. Но даже в закрытых помещениях существует опасность проникновения вредителей. Наблюдение и контроль требуется за любым садом, чтобы предотвратить проблемы появления вредителей. Хорошо то, что использование в этом случае токсических препаратов минимально.

Миф 9: На гидропонике вырастают огромные супер-растения.

Этот миф имеет под собой некоторую основу, но есть несколько аспетков. Каждое семя, как и все живые существа, имеет заложенный генетический код, который определяет размер растения, потенциальный урожай и вкус. Гидропоника не может превратить томаты-черри в томаты для соуса, но может дать самые лучшие томаты-черри, которые возможны. Если к этому конечно располагают гены растения.

Реализовать максимальный потенциал растений при выращивании в почве очень сложно, потому что на это влияют сотни параметров, определяющих рост растения в почве. Способность управлять этими параметрами – вот что делает гидропонику непревзойденной в садоводстве. Также фактор, влияющий на растение – при выращивании в почве растению требуется потратить огромные ресурсы и энергию для поиска питания, а при использовании гидропоники – все у растения рядом и в легко-доступной форме. Это дает растению возможность тратить силы только на быстрый рост, цветение и получение максимального урожая и лучшего вкуса.

Доктор Говард Рэш в своей книге «Гидропонное выращиение» отмечает рост необходимых земельных ресурсов для выращивания, что тревожно, одинаковые по площади поля производят 7000 фунтов на акр огурцов при выращивании в почве и 28000 фунтов на акр при гидропонном выращивании, также и томатов – от 5 до 10 тон на акр при почвенном выращивании и от 60 до 300 тон при гидропонном методе. Приведенные результаты справедливы практически для любых растений. Другими словами, для производства нужного количества томатов для Канады (400 миллионов фунтов) требуется 25000 акров площадей. При гидропонном выращивании – только 1300 акров.

Миф 10: Гидропоника в основном используется для криминальных целей.

Однажды Генри Форд получил письмо с благодарностями от грабителя банков во времена эпохи депрессии. Этот человек убил несколько офицеров при попытке остановить его, когда он скрывался с места преступления. В этом письме он благодарил мистера Форда за то, что тот создал такую хорошую, быструю машину.

Использование гидропоники для криминальных целей вызвано тем, что это очень эффективный и успешный метод скрытого выращивания. Это бросает тень на индустрию и методы, которые способны решить проблему голода и недостатка питания. Процент использования гидропонных систем для нелегальных целей параллелен проценту использования машин Форда при ограблениях банков. Странно, почему множество гидропонных систем используемых для обычных целей не становится изюминкой вечерних новостей.

Да, гидропоника очень популярна среди выращивателей зелёных культур. Эта популярность основана на тех же принципах, что и у обычных производителей овощей – лучшие, большие и качественные урожаи.

 

Гидропоника как выгодная технология выращивания растений

Метод основан на создании искусственных условий для роста и развития клубники, огурцов, томатов, другой зелени. Технология гидропоники обеспечивает ускоренные темпы созревания урожая, получение экологически чистых продуктов. Для выращивания растений без использования земли не требуется специального образования или глубоких познаний этой отрасли. Методика проста и понятна даже для начинающих фермеров.

Что такое технология гидропоники

Пример использования технологии гидропоники

Это беспочвенный метод выращивания растений.  Используются специальные гидропонные установки с ручным управлением или полностью автоматизированные.

Технология выращивания гидропоникой пользуется спросом среди овощеводов, фермеров, крупных сельскохозяйственных предприятий, потому что имеет эти характеристики:

• Экономичность;
• Компактность;
• Высокая производительность;
• Ускоренный рост, быстрое созревание;
• Защита от тумана, вредителей, сорняков, непогоды;
• Благоприятные условия для всех видов культур;
• Простота, удобство работы с растениями;
• Сокращение расходов на аренду полей, техники, оплату труда наемных рабочих, покупку химических препаратов для обработки;
• Увеличение объемов, качества урожая;
• Отсутствие форс-мажорных ситуаций, возможность планировать свои действия далеко вперед.

Гидропоника – отличная возможность обеспечить себя, семью экологически чистыми плодами; заняться прибыльным бизнесом по продаже вкусных овощей, ягод.

В видеоролике подробно рассказывают о гидропонном методе:

Технология гидропоники: что выгодно выращивать

Многие растения дают больше качественного урожая без применения почвы. Такие условия произрастания подходят практически всем культурам. Исключение составляют лишь недолговечные представители флоры, имеющие крупные клубни или большую корневую систему. Если говорить о том, что выгоднее всего выращивать на гидропонике, то это следующие культуры:

1. Овощи – лидеры по востребованности круглый год. Технология производства томатов, огурцов достаточно проста, поскольку они не привередливы к условиям. Популярностью пользуются также болгарский перец, редис, сельдерей.
2. Фрукты – дыня, виноград, арбуз считаются наиболее подходящими из этой категории для произрастания в искусственных условиях.
3. Ягоды – клубника, жимолость хорошо плодятся в установках. Технология выращивания на гидропонике меньше подходит землянике.
4. Комнатные растения, цветы – неприхотливые, хорошо растущие тюльпаны пользуются популярностью, также востребованы розы, герберы, камелии, многие другие сорта.
5. Зелень – самая выгодная культура, которая отлично прорастает при применении субстрата вместо земли. Наиболее популярны салат, лук на перо, укроп, базилик, петрушка.

Технология гидропонного выращивания отлично подходит для лекарственных трав. Это мята, шалфей, тысячелистник, например. Следует также учитывать сезонность выбранных культур. Для продажи цветов самое прибыльное время перед праздниками. Овощи, фрукты востребованы в зимние периоды.

Оборудование для технологии гидропоники

Существует разница между использованием метода в домашних условиях и при осуществлении промышленного производства.

Для обустройства теплички на балконе небольшую установку можно сделать из подручных средств самостоятельно. Конструкция состоит из поддона, где содержатся культуры, резервуара с раствором, системы для транспортировки жидкости. Вместо земли технология гидропоники предполагает использование субстрата. Выделяют несколько видов наполнителей:

• Кокосовое волокно;
• Перлит;
• Вермикулит;
• Керамзит;
• Сфагновый мох;
• Минеральная вата;
• Торф;
• Гидрогель;
• Термозит;
• Гравий;
• Гранитный щебень;
• Песок.

Все субстраты универсальны, подходят практически каждому сорту растений. Главное их отличие – способность впитывать влагу.

При использовании автоматизированного оборудования, зависящего от подачи электроэнергии, лучше пользоваться наполнителями, которые небольшую часть жидкости задерживают внутри. Это не даст растениям засохнуть, если внезапно отключится свет.

Отличия домашнего и промышленного оборудования для гидропоники

Выгода домашней гидропоники в том, что она не требует больших материальных вложений. Как говорилось ранее, простые установки можно собрать из подручных материалов. Уход, контроль процессов не занимает много времени и сил.

В домашних условиях на гидропонике можно выращивать большую часть привычных продуктов: лук, салат, овощи, ягоды.

Промышленное производство требует соответствующего оборудования. Установки должны быть выполнены из экологически чистых материалов, обладать экономичностью по использованию электроэнергии, воды. Большие масштабы требуют наличия датчиков, насосов, элементов контроля. Залы ращения оснащаются системами полива-отлива, кондиционирования, вентиляции, освещения. Труд человека сводится к минимуму, техника контролирует процесс: от посадки ростков до созревания плодов. При этом урожай качественнее, имеет гораздо большие объемы.

При правильном использовании технологии гидропоники, грамотном подборе режимов каждой культуре, промышленные установки способны окупать затраты за первые годы работы.

Технология гидропоники: типы систем по методу полива

Главный принцип технологии – обеспечение растений достаточным количеством воды и питательных веществ. Существует несколько типов полива, по которым выделяется шесть систем гидропоники:

1. Фитильная. Единственная пассивная конструкция, работающая без подключения к электричеству. Вода доставляется корням через фитиль. Недостаток системы – транспортировка малого количества жидкости, что подходит не всем культурам. Преимущество – отсутствие оборудования, элементов, которые могут выйти из строя.
2. Питательный слой – из числа активных это наиболее простая методика. Раствор запускается насосом, постоянно перемещается от одного конца резервуара к другому, омывая корни растений. Необходимо контролировать состав жидкости, при низком содержании рН заменять ее.
3. Система периодического затопления. При ней раствор запускается насосом строго по таймеру через равные промежутки времени. Это позволяет сократить излишки жидкости, чтобы не использовать ее повторно.
4. Капельный полив – осуществляется за счет трубок, подведенных к каждому корню. Насос пускает воду, которая капает под основание растений. Так осуществляется дозированное орошение, насыщение кислородом.
5. Система глубоководных культур. Подходит для выращивания влаголюбивых культур, которые не достигают больших размеров. Поскольку размещаются они на плавающей пенопластовой основе. Внизу находится резервуар с жидкостью, наличие кислорода обеспечивает помпа.
6. Аэропоника – предполагает подвешенное положение растений над раствором. Насосы распыляют жидкость, за счет чего образуются мелкие капли. Это дает нужное количество питательных элементов, влажности, кислорода.

Все активные системы имеют один общий недостаток – зависимость от подачи электроэнергии. Однако они наиболее рентабельны, выгодны при осуществлении промышленного производства в крупных масштабах.

Эффективные установки для технологии гидропоники

Одни из самых лучших – универсальные, автоматизированные многоярусные установки, стеллажного или контейнерного типа. Они занимают мало места, при этом подходят для выращивания большого количества зелени, огурцов, томатов, клубники, ГЗК круглый год.

Технология гидропоники работает эффективнее всего, когда овощевод использует профессиональное оборудование. Оно не вызывает сложностей в использовании, гарантирует высокое качество урожая.

Предлагаем узнать больше информации по теме:

Как выращивать овощи и ягоды на гидропонике круглый год

Гидропоника на домашнем участке.

Наши статьи

Название

Гидропоника как выгодная технология выращивания растений

Описание

Выращивание клубники, томатов, огурцов, зелени с помощью технологии гидропоники. Установки для домашнего и промышленного использования.

Автор

Компания «Агроновия»

Организация

agronovia.ru

Логотип

Оцените, пожалуйста, данную статью:

Загрузка…

Гидропоника, как способ выращивания растений без использования почвы

07.12.2017

Слово «гидропоника» (берет свое происхождение от греческого «υδρα» — вода и «πόνος» — работа, что в итоге переводится как «рабочий раствор»).

Гидропоника представляет собой модель выращивания растительных культур без наличия земельного грунта, поскольку растение получает подкормку из специального раствора, который содержит все необходимые питательные вещества (комплекс макро и микро элементов).

Исторические факты

Идея применения гидропоники далеко не нова. Легенда о знаменитых «Висячих садах Семирамиды», дошедшая до нас еще со времен Вавилона является по видимости одной из первых попыток человечества выращивать растения на искусственных почвах.

Еще одним достаточно древним аналогом применения технологии гидропоники являются «Плавающие сады ацтеков». Когда коренные племена индейцев были вытеснены из своих плодородных земель, которые захватили воинствующие соседи, ацтеки было вынуждены выживать в нелегких условиях скудных почв, поэтому смекалистые индейцы придумали выращивать растения на плотах, сделанных из тростника. Поверх плотов индейцы укладывали слой ила (сапропель), на котором им удавалось выращивать овощи, и даже фрукты. При этом корневая система растений питала влагу непосредственно из водоема.

Ученые, внесшие вклад в создание и развитие гидропоники

Одним из первых ученых, кто попытался разобраться в процессе питания растений, был Аристотель.

Позже над данной задачей трудились такие умы как Эдме Мариот, Марчелло Мальпиги, Стефан Хэйлс и Джон Вудворд.

Далее эстафету подхватил голландский ученый Иоганн Ван Гельмонт, который долгое время проводил опыты над растениями, пытаясь определить для них оптимальную модель питания.

Впервые определение гидропоники, как методу выращивания растений дал известный американский ученый Уильям Герикке, который ставил эксперименты над овощами, которые высаживал в емкости с различными питательными растворами (без использования земельного грунта). В 1936 году, после целого ряда удачных проб, Герикке издал свою научную работу, где впервые применил новый термин.

В девятнадцатом веке Климент Аркадьевич Тимирязев продолжил разработку метода выращивания культур в водных растворах. Он детально изучал не только физиологию растений, но и исследовал воду, почву, питательные вещества, удобрения и субстраты, которые оказывают влияние на рост культур.

Современные ученые-агрономы на протяжении нескольких десятков лет пытаются определить оптимальный состав минеральных солей и элементов, который необходим культурам для нормального роста и развития. Результат их длительной работы показал, что для полноценного питания крайне важны такие макро и микроэлементы как железо, магний, кальций, фосфор, азот, сера и другие. Всего, помимо углерода, водорода и кислорода растениям требуется около шестнадцати обязательных микроэлементов.

Ученым удалось выяснить, что при отсутствии в питании, к примеру, калия, рост растений останавливается, а при недостатке кальция, корневая система прекращает свое развитие. Для образования хлорофилла растениям необходимы такие важные элементы как магний и железо, а оказывается, что без фосфора и серы не образуются белки, жизненно необходимые растительным клеткам для формирования протоплазмы и ядра.

В чем состоит суть технологии под названием «гидропоника»?

Гидропоника позволяет искусственным путем регулировать условия выращивания растений. Применяя ее можно создавать для различных культур специальный режим питания, который по максимуму обеспечит их потребности всеми необходимыми элементами, благодаря чему можно получать максимальный урожай, причем превосходного качества.

Суть самой технологии, если описать ее в нескольких словах – это  выращивание сельскохозяйственных и декоративных культур гидропонным путем, при котором корневая система растений находятся не в плодородном грунте, а его заменителе, то есть некоем субстрате, наполненным питательными веществами и создающим опору для корней.

В теплицах и оранжереях закрытого типа метод гидропоники позволяет выращивать растения в несколько ярусов, что экономит значительную часть площади. При этом оборудование позволяет производить регулировку концентрации углекислого газа, что благоприятно влияет на процесс фотосинтеза, дает возможность устанавливать оптимальную для растений влажность и температуру воздуха, а также изменять интенсивность и продолжительность освещения внутри помещения.

А поскольку питание при данном способе выращивания подается в корневую систему растений дозировано и в легкодоступной для растений форме — это значительно экономит ресурсы и снижает трудозатраты. По этой причине гидропоника особенно актуальна для районов со сложными климатическими условиями, где существует недостаток природной влаги.

Существующие методы гидропоники

 «Агрегатопоника»

При данном методе выращивания растений их корневая система размещается в твердых инертных, неорганических субстратах, таких как керамзит, щебень, песок, гравий и им подобные.

«Хемопоника»

При данном способе выращивания субстратом служит мох, опилки, верховой торф, а также органические материалы.

«Ионитопоника»

При данном методе основной субстрат состоит из ионообменных материалов.

«Аэропоника»

При выращивании культур методом аэропоники твердый субстрат не применяется, а корневая система растений находится в подвешенном состоянии. Обычно при этом используют специальные затемненные камеры.

Поскольку в гидропонике субстраты не содержат питательных веществ или вообще отсутствуют, единственно доступным методом питания растений является фертигация (способ внесения растворимых в воде минеральных или органических удобрений). Более подробно об этом можно прочитать здесь.

Достоинства гидропоники, как метода выращивания растений

Главным преимуществом гидропоники является то, что данный метод позволяет значительно поднимать урожайность культур, поскольку все необходимые полезные вещества направляются непосредственно в корневую систему. При этом в растениях абсолютно отсутствуют какие-либо ядовитые соединения, нитраты, тяжелые металлы, радионуклиды и прочие вредные для человеческого организма соединения и элементы. Растения выращиваются в чистой среде без наличия грязи и посторонних запахов.

Гидропоника позволяет применять индивидуальный подход к каждой разновидности растений и полностью исключает такие негативные факторы как пересыхание, недостаток влаги, освещения, кислородное голодание растений и так далее.

Кроме того, используя метод гидропоники, можно не бояться, что растения будут повреждаться вредителями, инфекциями, грибками и прочими заболеваниями, поэтому вопрос использования инсектицидов и прочих ядохимикатов отпадает сам собой.

Упрощается и технология пересаживания растений, поскольку корневая система при применении данного метода не травмируется.

Недостатки применения гидропоники

Безусловным и пожалуй единственным минусом данного метода является высокая стоимость оборудования, задача которого состоит в том, чтобы обеспечить полноценную систему жизнеобеспечения растений. Тем не менее, инвестиции в гидропонику окупятся с лихвой, поскольку культуры при использовании данной технологии растут быстрее и дают более богатый урожай.

Будущее принадлежит гидропонике

По прогнозам футурологов, через пятьдесят лет все жители планеты будут жить в городах, а сел практически не останется. Кто и где будет выращивать продукты питания, чтобы накормить человечество?

Ученые делают ставку на гидропонику.

В настоящее время данный метод развивается стремительными темпами, поскольку ему на службу приходят ультрасовременные технологии и новейшие достижения науки. Благодаря инновациям постоянно улучшается качество питательной среды, усовершенствуется модель выращивания растений, повышается качество оборудования. Например, последние разработки в проектировании систем гидропоники позволяют использовать рабочую площадь помещений по максимуму. Это уменьшает затраты на единицу продукции, значительно повышая урожайность.

Нам уже не кажутся фантастикой огромные промышленные теплицы и оранжереи, где по данному методу выращиваются самые различные культуры: овощи, ягоды, декоративные растения. При этом гидропоника позволяет компьютеризировать и автоматизировать абсолютно все операционные процессы, благодаря чему происходит значительная экономия ресурсов, а выращивание растений заключается исключительно в подготовке рассады и уборке урожая.

Технология гидропоники

Гидропонное выращивание не требует в своей системе почвы. Широко используется такая система даже для комнатных растений. Для такого типа выращивания растений необходимо правильно подобрать освещение и субстрат. Здесь так же важно качество воды и уровень кислотности, а так же важно качество питательных веществ.

Выращивание растений при помощи гидропонной технологии — это очень просто и эффективно. Современные технологии позволяют эффективно выращивать практически все виды овощных культур. Клубника, лук, помидоры на гидропонике получаются ничуть ни хуже своих «естественных» аналогов. Субстрат под растениями меняется примерно один раз в неделю. На освещение устанавливают таймер, благодаря этому оно автоматически меняет интенсивность освещения, а когда необходимо включается и выключается. Корни растений погружены в специальный питательный раствор.

Так же существует такая система, при которой корни растений просто закреплены в пористом материале, который самостоятельно насыщается питательными веществами. Такая система называется системой периодического затопления. Такая система подходит для выращивания растений на достаточно маленькой площади. Для аэрации растений используют обычные аквариумные насосы. Существует так же система капельного полива. Здесь питательный раствор подается насосом через каждый час.

Фитильный метод гидропоники заключается в том, что питательный раствор подается через фитиль, который подведен ко дну горшка.

Технология гидропоники и разведение растений с его помощью.

При таком методе выращивания растений его корни не подвергаются повреждению вредными грызунами, так же, при этой технологии есть полный контроль над питательными веществами, которые поступают к растению.

Для того чтобы вырастить самому растение гидропонным методом необходимо: рассада, вата имеющая минеральное происхождение, вермикулит, набор для анализа уровня кислотности, горшки предназначенные специально для выращивания растений гидропонным методом, вода, стеклянные шарики или галька и аквариумный аэратор.

Для начала необходимо правильно подобрать растения. Рассаду можно заказать. Взять можно и обычную рассаду, смыв с ее корней грунт. Затем нужно подготовить горшки для гидропонного выращивания, они с двойными стенками. Растения в горшках закрепляется с помощью вермикулита или гравия. Затем необходимо вставить в горшки аквариумный аэратор. Именно он приносит корням растения кислород. Постоянно проверяйте уровень кислотности раствора и по необходимости меняйте его.

Итак, в заключении нужно сказать, что это занятие довольно не простое и требует много времени и сил. Записывайте подкормки и записывайте смену растворов, чтобы ваши растения радовали вас своим урожаем.
Истчоник фото: http://fotki.yandex.ru/users/alek-RK/view/763732?page=0

Гидропоника в домашних условиях, своими руками

Гидропоника – современный способ выращивания растений в специальных растворах.  В переводе с греческого языка термин гидропоника дословно обозначает «рабочий раствор». При использовании этого метода растения обходятся без почвы, находятся в субстрате, который служит опорой для корневой системы и получают необходимые питательные вещества из раствора. Его для каждого растения, в зависимости от вида, подбирают индивидуально.

Беспочвенным методом выращивания растений начали пользоваться в глубокой древности. Висячие сады в Вавилоне – первая удачная попытка применения метода гидропоники. В Плавающих садах Ацтеков, которые находятся в Центральной Америке, была применена та же технология. Когда воинственные соседи вытеснили индейцев-кочевников, проживающих на берегу озера Теночитлан в Мексике, они изобрели свой метод выращивания овощей и фруктов. Ацтеки строили плоты из тростника и обкладывали их илом со дна озера, выращивая плодовые деревья и овощные культуры.

Перед тем, как появился метод гидропоники, учёные исследовали, как питается растение. В ходе выращивания растений в воде они определили, какие питательные элементы извлекает корень. Было установлено, что для нормального роста и развития растению необходимы минералы. Калий способствует росту растений. Благодаря кальцию формируется корневая система. Магний и железо участвуют в образовании хлорофилла. Сера и фосфор служит для образования ядра и протоплазмы.

Преимущества

По сравнению с традиционным способом выращивания растений гидропоника имеет ряд преимуществ.

1. Растение получает весь запас питательных веществ в необходимом количестве. Это способствует его быстрому росту и развитию. Растения, выращенные этим способом, отличаются крепким здоровьем. Плодовые деревья дают хороший урожай, а декоративные растения радуют обильным и продолжительным цветением.
2. .При беспочвенном выращивании растений можно забыть о такой проблеме как пересыхание и переувлажнение грунта.
3. Благодаря контролю расхода воды сокращается количество поливов. Можно забыть о ежедневном поливе, подобрав необходимую ёмкость и систему выращивания. В зависимости от размера гидропонного сосуда полив сокращают от двух раз в неделю до одного раза в месяц.
4. Растение получает точное количество удобрений. Не надо переживать за то, сколько его надо внести.
5. Нет необходимости применять ядохимикаты. Растению, выращенному в гидропонике, не страшны почвенные вредители, корневая гниль и грибковые заболевания.
6. Пересадить растение легко и просто. Корни не травмируются во время пересадки, их не надо освобождать от земли. Достаточно перевалить растение в другую ёмкость, добавив раствора.
7. Гидропоника – экономный способ выращивания комнатных растений. Им не нужен земляной субстрат, который необходимо ежегодно менять. Питательные смеси и специальное оборудование могут позволить купить себе большинство людей.
8. Земля имеет свойство накапливать вредные вещества, которые угрожают жизни человека (радионуклиды, нитраты, тяжёлые металлы, яды). При беспочвенном способе выращивания растение усваивает только то, что ему необходимо. Плодовые растения будут экологически чистыми и безопасными. По вкусовым качествам они ничем не уступают растениям, которые вырастили традиционным способом.
9. Выращивать растениям гидропонным методом не только экономно, но и приятно. Не надо пачкать руки, как при работе с землёй. Кроме того гидропонные сосуды лёгкие и компактные. Зелёный уголок в доме будет выглядеть аккуратно, не будет посторонних запахов и мусора.

Не стоит обращать внимание на сложившиеся веками стереотипы, что растение можно выращивать только в земле. Это не искусственный метод с применением ядохимикатов. Метод гидропоника абсолютно безопасен.

Гидропоника – это просто

Освоив базовые понятия, можно приступать к выращиванию растений. Этот способ не требует особых трудовых затрат. Ухаживать за комнатными цветами будет гораздо легче. Особенно, если использовать автоматизированные системы циркуляции, которые в некоторых случаях можно собрать самостоятельно. Можно облегчить себе жизнь, сократив количество поливов и подкормок.

Гидропоника – это недорого

Для изготовления гидропонного сосуда понадобится обыкновенный пластмассовый горшок и любая подходящая ёмкость большего размера. Главное, чтобы она не пропускала свет, вмещала определённое количество воды и была химически инертной. Подойдёт обычный бумажный пакет из-под молока или сока, предназначенного для длительного хранения. Со стороны шва в нём прорезают отверстие под горшок. Ёмкость переворачивают на бок. Горшок с субстратом погружают в раствор на 1-2 сантиметра.

В состав субстрата стоит включить вермикулит, перлит, керамзит, минеральную вату, кокосовое волокно. Не следует забывать и об инертном химическом волокне, в качестве которого можно использовать поролон, капрон, нейлон или полипропиленовые нити. Эти материалы обойдутся не дороже, чем почвенная смесь. Если земляной субстрат необходимо менять каждый год при пересадке, то субстрат для гидропоники прослужит несколько лет.

Чтобы вырастить одно небольшое растение, необходимо приготовить один литр питательного раствора. Концентрат рассчитан на 50 литров раствора для гидропоники. Благодаря ему можно позаботиться о 50 растениях в год или растянуть жидкость на 50 лет.

Какие растения можно выращивать гидропонным способом?

Метод гидропоники можно применить к большинству растений, которые выращивают семенным способом или с помощью черенка. При пересадке взрослых экземпляров лучше брать растения с толстыми и грубыми корнями. Они должны хорошо очищаться от земли. Гидропонику не проводят, если растения имеют нежную корневую систему.

Правила пересадки растений

Чтобы пересадить растение в гидропонику, его необходимо вынуть из горшка и замочить земляной ком в ведре воды комнатной температуры. По истечению нескольких часов от корней аккуратно отделяют землю. Потом под лёгкой струёй воды отмывают корни. Очищенные корни расправляют книзу и засыпают специальным субстратом, придерживая растение. Оно не должно касаться корнями водяного слоя. Раствор будет подниматься по капиллярам субстрата, поэтому корни достигнут необходимой глубины. После пересадки гидропонный субстрат поливают простой водой, наполняют сосуд. Чтобы растение адаптировалось к новым условиям содержания, его оставляют на неделю. Когда она подойдёт к концу, воду заменяют раствором.  Сразу его заливать нельзя.

Базовые понятия гидропоники

Концентрация раствора

Концентрацию раствора подбирают согласно рекомендациям производителя. Объём раствора в гидропонном сосуде необходимо поддерживать на одном уровне. Это можно сделать, если регулярно доливать туда простую воду. Очень важно, чтобы она была мягкой (отстоянной или фильтрованной). Согласно инструкции производителя раствор полностью заменяют каждые три месяца. Для насекомоядных растений и эпифитов готовят раствор с меньшей концентрацией в 2-4 раза. Быстрорастущим растениям необходимо повысить концентрацию питательного раствора в 1,5 раза. Однолетние овощные культуры предпочитают концентрацию, которая выше средней в 1,25 раза. В холодное время года концентрацию раствора уменьшают в 2-3 раза. Не менее важно понизить уровень воды.

Кислотность раствора (рН)

5,6 – оптимальный рН для большинства растений. Как правило, все гидропонные составы близятся к этому показателю. В зависимости от вида растений подбирают необходимую величину. Не всем растениям подходит 5,6 рН. Гардении и азалии предпочитают более кислую среду (рН = 5). Для пальм подходит щелочная среда (рН = 7). Для определения рН используют электронный рН-метр. Этот прибор показывает точные значения, но обращаться с ним может не каждый. К тому же он стоит очень дорого. Лучше воспользоваться специальными тестами на определение кислотности, которые предназначены для аквариумов.  Их можно приобрести в специализированных зоологических магазинах. Они дают точные показатели и просты в использовании. Универсальные полоски-индикаторы  покупать не стоит. Они имеют большую погрешность.

Как приготовить раствор для гидропоники

Гидропонный раствор состоит из двух ингредиентов. Для определения точной дозировки используют медицинский пятикубовый шприц. Первая составляющая раствора – комплексное удобрение (1,67 мл). Можно использовать два вида удобрений. «Унифлор Бутон» подходит для плодовых культур и цветущих растений. Для других видов лучше взять «Унифлор Рост», способствующий росту зелёной части растения. Удобрение разводят в одном литре воды.

Второй ингредиент для приготовления гидропонного раствора – 25% раствор кальциевой селитры (2 мл). Он готовится просто. 250 граммов четырёхводной кальциевой селитры разводят в литре воды. Такое количество селитры используют для мягкой воды. Например, дистиллированной или водопроводной Питерской с концентрацией 100 мг/л. Если вода жёсткая, количество кальциевой селитры подбирают по-другому.

Всего два простых ингредиента и получится раствор нормальной концентрации (1 литр).

Как приготовить раствор — Видео

ПИТАТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ГИДРОПОНИКИ — раствор для рассады и растений в первые две недели жизни.

Watch this video on YouTube

Гидропоника из подручных материалов — Видео

Более сложный вариант для большего количества растений — Видео

Гидропоника — прогрессивный метод выращивания сельхозкультур

Гидропоника – новое слово в технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Необычным здесь является сам подход. Культуры выращиваются без земли.

В отсутствии грунта корневая система питается от раствора, который подается к корням растения. Специальный раствор снабжен целым комплексом полезных веществ, которые содержатся в нем в нужных пропорциях. Такие растворы используются не только в промышленных целях. Главное, перед покупкой изучить состав раствора. Эта технология выращивания растений без грунта получила название – гидропоника. Как и у любой технической версии в агропромышленности, у гидропоники есть свои плюсы и минусы.

Достоинства технологии

Гидропоника позволяет добиться качественного урожая за счет использования только полезного химического состава элементов. В грунте может быть много вредных веществ – нитраты, тяжелые металлы, др. вещества. За счет гидропоники растения питаются исключительно полезными смесями.

Сфера применения гидропоники достаточно обширна. На ее основе можно выращивать любые плодовые растения. Притом период цветения у них будет интенсивнее. Технология позволяет получить здоровые и сильные растения, не подверженные болезням.

Технология гидропоники

Выращивание томатов по технологии гидропоники

Процесс выращивания культур тоже значительно сокращен в сравнении с грунтовой высадкой, что очень ценно для растениеводческих хозяйств. Используя метод гидропоники проще выполнить пересадку культур, корневая система практически не травмируется.

Еще стоит отметить, что при выращивании культур традиционным способом растения могут страдать от нехватки кислорода в глубине грунта, из-за чего они начинают сохнуть. С использованием гидропоники таких проблем не возникает. Благодаря гидропонике нет проблем с появлением грибковых и иных заболеваний, вредителей. Не нужно использовать ядохимикаты, а значит, растения будут экологически чистыми.

Сад будущего по технологии гидропоники

Передовая технология: недостатки

Нужно понимать, что выращивание способом гидропоники обходится намного дороже, чем грунтовым способом. Для сборки всей системы потребуются определенные энерго- и трудовые затраты, время. Желающие выращивать культуры новым способом могут купить готовую систему, но за нее придется выложить достаточно кругленькую сумму.

Есть вероятность приобрести некачественный сырьевой состав для питания растений. Если его использовать постоянно, то это может сказаться не только на здоровье растений, но и на качестве работы системы.
 

Профессиональная гидропоника в Голландии — видео

 

Похожие статьи:

Новости сельского хозяйства России → В Югре запущен новый тепличный комплекс

Новости сельского хозяйства России → Как обеспечить россиян овощной продукцией

Гидропоника: сила воды для выращивания пищи

от Valentina Lagomarsino
фигурки от Rebecca Senft

В 600 году до н. Э. Климат вдоль реки Евфрат в Западной Азии был засушливым и сухим, но пышные сады взбирались на стены мегаполиса, Вавилона. Считается, что висячие сады Вавилона выжили благодаря системе водоснабжения из реки, сельскохозяйственной технике, которая сегодня известна как гидропоника. В частности, гидропоника — это метод ведения сельского хозяйства, при котором растения можно выращивать в обогащенной питательными веществами воде, а не в почве. Учитывая озабоченность по поводу кормления растущего населения в условиях изменяющегося климата, ученые считают, что гидропонные технологии могут смягчить надвигающуюся нехватку продовольствия.

Потребность в инновационном сельском хозяйстве

Организация Объединенных Наций (ООН) прогнозирует, что к 2050 году численность мирового населения достигнет почти 10 миллиардов человек, при этом «к тому времени к этому времени население мира будет ежегодно увеличиваться примерно на 83 миллиона человек.«Только в 2019 году около 124 миллионов человек столкнулись с острой нехваткой продовольствия из-за климатических явлений, таких как наводнения, нерегулярные дожди, засухи и высокие температуры. Учитывая, что гидропоника может выращивать продукты питания в контролируемой среде, с меньшим количеством воды и с более высокими урожаями, Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций внедряет гидропонное земледелие в тех регионах мира, которые страдают от нехватки продуктов питания. В настоящее время реализуются проекты по созданию крупных гидропонных ферм в странах Латинской Америки и Африки.

Технологии, используемые в гидропонных системах, внедряемых в развивающихся странах по всему миру, в значительной степени основаны на гидропонных системах, разработанных в НАСА. В конце 20 века физики и биологи собрались вместе, чтобы придумать способ выращивать пищу в одном из самых суровых климатических условий, известных человеку: в космосе. Физиологи аэрокосмических растений из НАСА начали экспериментировать с выращиванием растений на Международной космической станции с использованием технологии гидропоники, потому что это требует меньше места и меньше ресурсов, чем обычное сельское хозяйство.После обширных испытаний астронавты съели первые листовые овощи, выращенные в космосе в 2015 году. Как у НАСА возникла идея использовать эту технологию в космосе? Это было результатом столетней работы ученых, которые обнаружили, что растения выживают и процветают, выращивая в воде.

Изобретение современной гидропоники

В XIX веке немецкий ботаник из Вюрцбургского университета Юлиус Сакс посвятил свою карьеру пониманию основных элементов, необходимых растениям для выживания.Изучая различия между растениями, выращиваемыми в почве, и растениями, выращенными в воде, Сакс обнаружил, что растениям не нужно расти в почве, а нужны только питательные вещества, полученные из микроорганизмов, которые живут в почве. В 1860 году Сакс опубликовал формулу «питательного раствора» для выращивания растений в воде, которая заложила основу современной гидропонной технологии (рис. 1).

Рисунок 1: Питательный раствор. Растения получают 3 питательных вещества из воздуха — углерод, водород и кислород — и 13 питательных веществ из добавленной воды: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, хлор и молибдат.

В 1937 году американский ученый доктор W.E. Герике описал, как этот метод выращивания растений можно использовать в сельскохозяйственных целях для получения большого количества урожая. Герике и другие продемонстрировали, что гидродинамика воды изменила структуру корней растений, что позволило им поглощать питательные вещества более эффективно, чем растения, выращенные в почве, заставляя их расти в размерах за более короткий промежуток времени. С тех пор ученые оптимизировали питательный раствор, в общей сложности 13 макронутриентов и микроэлементов, которые добавляются в воду для гидропонного земледелия (рис. 1).

Гидропонные системы сегодня очень сложны; есть системы, которые будут контролировать уровень pH питательных веществ, температуру воды и даже количество света, которое получают растения. Существует три основных типа гидропонных систем: метод питательной пленки, система приливов и отливов и система Wick (рис. 2). Метод гидропоники с питательной пленкой предполагает выращивание растений в лотке для выращивания, который слегка наклонен и расположен над резервуаром, заполненным смесью вода-питательные вещества.Это позволяет тонкой струе воды проходить через корни растений, обеспечивая растениям достаточное количество воды, питательных веществ и аэрации, а затем стекает обратно в резервуар. Техника питательной пленки — наиболее распространенная гидропонная система, используемая сегодня. Пленти и Бауэри, две из крупнейших гидропонных ферм в США, используют методы питательной пленки для выращивания салата, шпината и другой листовой зелени. Методика приливов и отливов позволяет залить растения водой, богатой питательными веществами, и после того, как корни растений поглотят питательные вещества, вода активно сливается обратно в резервуар для повторного использования.Наконец, гидропонная фитильная система является самой простой из всех, так как питательные вещества пассивно передаются растению из фитиля или веревки, идущей к растению из резервуара с водой. В этой системе растения выращивают в инертной среде для выращивания, такой как песок, камень, шерсть или глиняные шарики, которые помогают закрепить корни растений. Эти разные системы взаимозаменяемы, но некоторые системы могут быть лучше для выращивания разных типов растений.

Рисунок 2: Три наиболее распространенных метода гидропонного земледелия. Во всех подходах вода обогащается питательным раствором, который хранится в резервуаре с питательными веществами. Затем вода активно перекачивается в лоток для выращивания (панели A и B) или пассивно проходит в лоток для выращивания (панель C) через фитиль. Корни растений становятся толще, чем у растений, выращенных в почве, что позволяет им более эффективно поглощать питательные вещества.

Преимущества использования любой из этих гидропонных систем многочисленны. Во-первых, поскольку нет почвы, не нужно беспокоиться о наличии участка земли, сорняков, патогенов, живущих в грязи, или обработки посевов пестицидами.Вода также значительно экономится благодаря резервуару с питательными веществами, потому что одну и ту же воду можно использовать снова и снова. Более того, поскольку большинство этих гидропонных ферм находятся в закрытых помещениях, продукты питания можно производить круглый год и даже в центре большого города, такого как Нью-Йорк. Учитывая все эти преимущества, мы можем увидеть рост количества гидропонных ферм в США и во всем мире, потому что этот метод ведения сельского хозяйства может произвести революцию в сельском хозяйстве за счет использования меньшего количества воды и других ресурсов.

Гидропоника для устойчивого будущего

Учитывая потребность в более устойчивом сельском хозяйстве, во всем мире наблюдается рост числа экологичных начинающих компаний, которые используют гидропонную технологию для крупномасштабного выращивания сельскохозяйственных культур с помощью технологии, известной как «вертикальное земледелие» (рис. 3). .

Вертикальные фермы — это здания, заполненные бесчисленными уровнями гидропонных систем (или плантаторов в стиле питательной пленки), выращивающих различные культуры в закрытых помещениях с контролируемой температурой (рис. 3).Самая большая вертикальная ферма строится в Дубае, занимая 130 000 квадратных футов земли и нацеленная на производство 6 000 фунтов продуктов питания в день, «используя 1/25 500 воды в качестве эквивалентной обработки почвы». Для города, который импортирует 85% своей еды, это значительно изменит способ питания в городе.

Рисунок 3: Вертикальное земледелие. Вертикальное земледелие — это термин для крупномасштабных гидропонных систем, спроектированных для размещения тысяч квадратных футов растущих систем на многих этажах в здании в стиле небоскреба.

Хотя вертикальные фермы многообещающи, они дороги в реализации, технически сложны в больших масштабах, а продукты питания, произведенные с помощью этих систем, обычно дороже, чем эквивалентные продукты, выращенные на почве, из-за высоких энергетических затрат на обслуживание систем. . Тем не менее, по оценкам Associated Press, продукты питания, произведенные с помощью гидропонной технологии, в 2019 году будут стоить 32 миллиарда долларов США, и, по прогнозам, эта цифра будет расти со скоростью 5% в год до 2025 года.

Хотя гидропонные технологии никогда не могут заменить традиционное сельское хозяйство, они ломают парадигму производства продуктов питания; мы можем увидеть, как новое поколение современных фермеров строит зеленые стены внутри своих домов или общественных центров, чтобы накормить семьи свежей продукцией, выращиваемой круглый год.

---

Валентина Лагомарсино — аспирант второго курса программы биологических и биомедицинских наук Гарвардского университета.

Ребекка Сенфт (Rebecca Senft) — студентка пятого года обучения по программе нейробиологии в Гарвардском университете, изучающая схему и функцию серотониновых нейронов у мышей.

Для получения дополнительной информации:

Эта статья — часть нашего специального выпуска, посвященного воде. Чтобы узнать больше, посетите нашу домашнюю страницу специального выпуска!

Теплица и цветоводство: гидропонные системы

Гидропоника в ее самом основном определении — это метод производства, при котором растения выращиваются в питательном растворе, а не в почве.За последние несколько лет был разработан ряд вариаций базовой системы. Хотя гидропонику можно использовать для выращивания уличных культур, большая часть производства в США сегодня приходится на теплицы.

Теплица и ее система контроля окружающей среды одинаковы, независимо от того, выращиваются ли растения традиционным способом или с использованием гидропоники. Разница заключается в системе поддержки и в способе подачи воды и питательных веществ.

Преимущества

• Большая густота растений — растения можно перемещать по мере их роста.Использование помещения для выращивания для проращивания и выращивания рассады, а также расстояние между некоторыми культурами в теплице уменьшает среднюю площадь, необходимую для одного растения, по сравнению с обычным выращиванием почвы.
• Более высокие урожаи — сообщения о более высоких урожаях и лучшем качестве являются обычным явлением, хотя равные урожаи могут быть получены при использовании традиционной системы земледелия.
• Меньшее потребление воды — в тех случаях, когда корневая система содержится в закрытом желобе или трубе, происходит меньше испарения и снижается потребление воды.

Недостатки

• Увеличенные начальные инвестиции — несколько долларов на квадратный фут добавлены за счет насосов, резервуаров, средств управления и системы поддержки. Если включено дополнительное освещение или комната для выращивания, будут понесены большие дополнительные расходы.
• Более высокие затраты на электроэнергию — при работе насоса и освещения увеличиваются затраты на электроэнергию.
• Требуется больше технических навыков — требуется производитель с хорошим опытом производства химикатов и растений.

Посевы

Хотя практически любые культуры можно выращивать на гидропонике, наиболее распространенными являются листовой салат, помидоры, перец, огурцы, клубника, кресс-салат, сельдерей и некоторые травы.Одним из ключевых факторов при проектировании системы для конкретной культуры является то, как она поддерживается в питательном растворе.

Системы выращивания

Было разработано множество инновационных систем, которые заменяют традиционный слой с гравийным наполнителем. При оценке типа устанавливаемой системы следует учитывать такие факторы, как тип выращиваемой культуры, требования к площади, время выращивания, система поддержки и экономика. Эти системы можно установить как в теплице, так и в помещении для выращивания. Некоторые производители используют оба варианта; комната для проращивания и выращивания рассады, а также теплица для выращивания урожая.Дополнительное тепло от светильников в камере выращивания можно использовать для обогрева теплицы.

Песок / каменная культура

Этот метод выращивания практически любого типа растений состоит из глубокой грядки (18-24 дюйма) из песка, гороха или каменной ловушки, помещенной в выстланный пластиком желоб или грядку с наклоном в одну точку для слива излишков питательного раствора. Для большинства систем рекомендуется минимальный уклон 2%. Сеянцы закладывают прямо в эту среду и поливают питательным раствором несколько раз в день.

Желоба и трубы

Открытые и закрытые пластиковые желоба или трубы из ПВХ обычно используются для салата, помидоров и огурцов. Они могут содержать только питательный раствор или могут быть наполнены торфяным мохом, вермикулитом или перлитом. Некоторые из них устанавливаются на роликах или подвижных стойках для размещения растений по мере их роста. Для производства листового салата используются трубы из ПВХ диаметром 3 дюйма с отверстиями 6 дюймов в центре. Обычная длина составляет 10 или 12 футов. Тележки можно использовать для перемещения труб из зоны выращивания в упаковочную.

Лотки

Лотки, которые периодически затопляются, используются для выращивания салата. Растения, начавшие с ростовых блоков диаметром от 1 до 2 дюймов, размещаются вручную по мере роста растений. Подносы изготавливаются из формованного пластика или водостойкой фанеры.

Кровати

Система, состоящая из пластикового грунтового слоя с питательным раствором, закачиваемым с одного конца и сливаемым с другого, была исследована в Корнельском университете, Итака, штат Нью-Йорк. Растения салата поддерживают в пенополистироле, плавающем на растворе.

Техника питательной пленки

Эта система, разработанная доктором Алленом Купером в Англии, использует каналы, сформированные из тонкопленочного пластика. Каналы ставят на землю или скамейки. Питательные вещества поступают по пластиковым трубкам к одному концу канала и сливаются в подземный резервуар на другом конце. Саженцы обычно выращивают в горшках. Полиэтиленовые пакеты или блоки для выращивания поддерживают растения в канале.

Сумки

Разработана модифицированная гидропонная система, в которой используются мешки из полиэтиленовой пленки, заполненные торфо-вермикулитовой смесью.Пакеты укладывают встык, и вставляют капельную трубку или шланг для подачи питательных веществ. Мешки могут быть пригодны для нескольких культур, прежде чем их придется заменять.

Аэропоника.

Это еще одна модифицированная система, в которой растения поддерживаются через пластиковую крышку в закрытом резервуаре. Питательные вещества поступают к корням в виде мелкого тумана или тумана.

Прочие компоненты

Помимо системы поддержки растений необходимы резервуары, насосы и средства управления. Баки из бетона, пластика или стекловолокна распространены. Следует использовать погружные насосы, предназначенные для химических растворов, поскольку соли удобрений разъедают насосы, предназначенные для работы с водой. Элементы управления могут быть такими простыми, как часы и ручные переключатели, или сложными, как компьютер, который автоматически регулирует химический состав питательного раствора.

Дополнительная информация

Гидропонные производственные ресурсы теплиц, расширение UMass

Джон В. Барток, младший
Почетный профессор и инженер сельского хозяйства
Кафедра NRME, Университет Коннектикута, Сторрс, CT 06269-4087

2009

Объяснение 6 типов гидропонных систем

Гидропоника — это все более популярный метод выращивания растений, в котором используется богатый питательными веществами раствор на водной основе, что означает, что почва вообще не используется в гидропонной системе. Вместо этого корни растений поддерживаются такими веществами, как торфяной мох, глиняные гранулы, перлит и минеральная вата. Если вы хотите создать или использовать гидропонную систему для выращивания растений, вам доступны сотни вариантов гидропонных систем. Однако существует всего шесть типов гидропонных систем, в которых находятся все вариации.

Каждый тип гидропонной системы работает по-своему, а это означает, что у всех шести гидропонных систем есть свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать.Когда вы готовитесь использовать гидропонную систему для выращивания растений, вы должны знать, как работает каждая система, чтобы полностью понять, как использовать ту, которую вы выбрали. Ниже приводится подробный и подробный обзор шести типов гидропонных систем, что должно облегчить вам определение того, какая система подходит именно вам.

Основы гидропонных систем

Гидропоника — это эффективный метод выращивания растений, при котором растения помещаются в водный раствор, богатый питательными веществами. Вместо того, чтобы использовать почву для выращивания растений, корни растений вступают в прямой контакт с богатым питательными веществами раствором. У растений также будет доступ к значительному количеству кислорода, который способствует их росту. Основное преимущество использования гидропоники для выращивания растений состоит в том, что она обеспечивает более быстрый рост.

Если вы создадите правильную гидропонную систему и очистите воду от примесей с помощью датчиков, упомянутых в статье «Обработка воды в гидропонных системах», скорость роста может быть на 30 процентов выше, чем при почвенных методах посадки.Вы можете использовать шесть отдельных типов гидропонных систем, в том числе следующие:

1. Wick System
2. Water Culture
3. Ebb and Flow
4. Drip
5. N.F.T. (Технология питательной пленки)
6. Аэропонные системы

1. Фитильная система

Фитильная система — это самый простой тип гидропонной системы, которую вы можете использовать для выращивания растений, что означает, что ее можно использовать в практически любой. Фитильная система отличается тем, что не использует аэраторы, насосы или электричество. Фактически, это единственная гидропонная система, которая не требует использования электричества. В большинстве фитильных систем растения помещают непосредственно в абсорбирующее вещество, такое как перлит или вермикулит. Нейлоновые фитили помещают вокруг растений перед тем, как отправить их прямо в питательный раствор.

Если вы думаете об использовании фитильной гидропонной системы для выращивания растений, простая природа этой системы означает, что растения не могут получать значительное количество питательных веществ.Таким образом, система идеально подходит для небольших садовых растений и трав. Любое растение, которому не требуется значительного количества воды, будет хорошо расти в этой системе. Хотя эта система отлично подходит для небольших растений, вам следует избегать выращивания таких растений, как перец и помидоры. Эти растения считаются обильно питающимися, что означает, что им требуется больше питательных веществ, чем может обеспечить фитильная система. Еще одним негативным аспектом этой системы выращивания является то, что вода и питательные вещества не усваиваются равномерно, что может привести к накоплению токсичных минеральных солей.При использовании этой системы убедитесь, что вы смываете лишние питательные вещества пресной водой каждые 1-2 недели.

2. Водное культивирование

Водное культивирование — это еще один очень упрощенный тип гидропонной системы, при котором корни растений помещаются непосредственно в питательный раствор. В то время как фитильная система помещает определенные материалы между растениями и водой, система водного культивирования обходит этот барьер. Кислород, необходимый растениям для выживания, отправляется в воду через диффузор или воздушный камень.При использовании этой системы помните, что растения должны быть закреплены на своих местах с помощью горшков с сеткой.

Лучший аспект системы водного культивирования заключается в том, что корни растений помещаются непосредственно в систему питательных веществ, что означает, что питательные вещества могут легко усваиваться растениями. Из-за прямого доступа к питательным веществам и кислороду растения, выращенные методом водного культивирования, будут расти очень быстро. Лучшее качество системы водного культивирования заключается в том, что ее очень легко сделать и она хорошо работает с любыми растениями.Благодаря этому методу даже большие растения с большой системой опор будут быстро расти. Единственная потенциальная проблема с этой гидропонной системой — развитие корневых заболеваний, вызванных грязными условиями выращивания.

3. Приливы и отливы (приливы и отливы)

Система приливов и отливов — еще одна популярная гидропонная система, которая в основном используется домашними садоводами. В системе этого типа растения размещаются на просторной грядке, заполненной питательной средой, такой как минеральная вата или перлит.После того, как растения будут аккуратно посажены, грядка будет залита богатым питательными веществами раствором до тех пор, пока вода не достигнет нескольких дюймов ниже верхнего слоя питательной среды, что гарантирует, что раствор не переливается.

Водяной насос, заполняющий грядку для выращивания, оснащен таймером, который отключает насос через определенное время. Когда это произойдет, вода будет слита с грядки и отправлена ​​обратно в насос. Было обнаружено, что система приливов и отливов эффективна при выращивании почти всех типов растений, включая некоторые корнеплоды, такие как морковь и редис.Однако не рекомендуется использовать с этой системой особо крупные растения. Из-за того, сколько места потребуется этим растениям, вы не сможете поместить достаточное количество питательной среды и питательного раствора в грядку с более крупными растениями. Основная проблема с системой приливов и отливов заключается в том, что контроллер насоса может работать неправильно, что останавливает работу до тех пор, пока насос не будет отремонтирован или заменен.

4. Капельные системы

Капельная система — это простая в использовании гидропонная система, которую можно быстро изменить для разных типов растений, что делает ее отличной системой для любого садовода, который планирует регулярно выращивать изменения. Питательный раствор, который используется в капельной системе, закачивается в трубку, по которой раствор направляется прямо к основанию растения. В конце каждой трубки есть капельный эмиттер, который контролирует, сколько раствора помещается в растение. Вы можете настроить поток в соответствии с потребностями каждого отдельного растения.

Эти системы могут быть сколь угодно большими или маленькими. Они также могут быть циркуляционными или нециркулирующими системами. Из циркуляционной системы будет почти постоянно капать. Любые дополнительные питательные вещества будут отправлены обратно в резервуар, в котором находится питательный раствор.Поскольку вы можете легко изменить размер и скорость потока этой гидропонной системы, ее можно использовать для выращивания практически любых растений. Если вы решите использовать циркуляционную систему, основная проблема, с которой вы столкнетесь, состоит в том, что вам нужно будет постоянно поддерживать колебания уровней питательных веществ и pH, которые возникают при рециркуляции раствора.

5. N.F.T. (Технология питательной пленки)

The N.F.T. Система имеет простой дизайн, но широко используется из-за того, что хорошо масштабируется для множества различных приложений. Когда вы используете одну из этих систем, питательный раствор помещается в большой резервуар. Отсюда раствор перекачивается в наклонные каналы, которые позволяют избыточным питательным веществам стекать обратно в резервуар. Когда питательный раствор попадает в канал, он стекает по склону и проходит через корни каждого растения, обеспечивая нужное количество питательных веществ.

настоятельно рекомендуется использовать сеточные горшки с этим типом гидропонной системы. В большинстве случаев N.F.T. система не будет использовать питательную среду. Поскольку каналы, которые используются в этой системе, относительно небольшие, рекомендуется сочетать ее с растениями с более мелкими корнями. Несмотря на то, что эта система не может легко приспособиться к более крупным растениям, она хорошо масштабируется, а это означает, что вы можете изменить ее, чтобы обеспечить рост большого количества растений одновременно. Поскольку она хорошо масштабируется, эта система обычно используется коммерческими производителями наряду с домашними производителями.

6. Аэропонные системы

Аэропонные системы просты для понимания, но несколько сложны в сборке. В системе этого типа растения, которые вы хотите выращивать, будут подвешены в воздухе. Несколько форсунок расположены под растениями. Эти насадки будут распылять питательный раствор на корни каждого растения, что оказалось очень эффективным методом гидропоники. Форсунки тумана подключены непосредственно к водяному насосу. Когда давление в насосе увеличивается, раствор распыляется, и все излишки опускаются в резервуар ниже.

Если вы используете резервуар правильных размеров, вы можете выращивать почти все типы растений в аэропонной системе.Однако резервуар должен быть очень глубоким, если вы планируете выращивать более крупные растения. В противном случае распылители тумана не смогут добраться до всех корней. Поскольку растения с аэропонной системой подвешены на воздухе, они получают весь необходимый им кислород. В этой системе также используется меньше воды, чем в любой другой гидропонной системе, что обеспечивает большую эффективность. Однако существует пара проблем с этой системой. Во-первых, их строительство может быть дорогостоящим. Форсунки, распыляющие питательные вещества, также могут время от времени забиваться, что может затруднить очистку.

Определение наилучшего метода для вас

Чтобы определить, какая из этих гидропонных систем подходит вам, важно, чтобы вы знали особенности каждой из них и определили свои потребности в гидропонике. Например, если вы выращиваете на дому и хотите иметь возможность использовать упрощенную систему, требующую очень небольшой настройки, вам определенно следует рассмотреть возможность использования фитильных систем или систем водного культивирования. Если вы хотите вырастить большое разнообразие или большое количество растений, используйте капельную систему или N. F.T. система может быть подходящей для вас. Взгляните на плюсы и минусы каждой гидропонной системы, чтобы определить лучший метод.

Если вам нужна помощь с гидропонной системой или вы хотите изучить множество различных датчиков, которые мы предлагаем, свяжитесь с Sensorex сегодня! Датчики, доступные в Sensorex, включают в себя все типы датчиков, которые могут потребоваться для обработки и измерения воды, включая датчики pH, датчики TDS, датчики растворенного кислорода и датчики ORP.

Сельскохозяйственная техника | Britannica

Обработка почвы — это приведение почвы в желаемое состояние с помощью механических средств; инструменты используются для достижения желаемого эффекта (такого как измельчение, резка или перемещение).Почву обрабатывают для изменения ее структуры, уничтожения сорняков и удаления растительных остатков. Модификация структуры почвы часто необходима для облегчения всасывания, хранения и передачи воды и для создания благоприятных условий для семян и корней. Устранение сорняков важно, потому что они конкурируют за воду, питательные вещества и свет. Необходимо обрабатывать растительные остатки на поверхности, чтобы создать условия, подходящие для посева и выращивания сельскохозяйственных культур.

В целом, если размер агрегатов или частиц почвы является удовлетворительным, подготовка семенного ложа будет состоять только из удаления сорняков и обработки пожнивных остатков.К сожалению, практика, связанная с посадкой, выращиванием и сбором урожая, обычно приводит к разрушению структуры почвы. Это оставляет подготовку семенного ложа как лучшую возможность для создания желаемой структуры, в которой большие и стабильные поры простираются от поверхности почвы до уровня грунтовых вод или дренажей, обеспечивая быструю инфильтрацию и дренаж избыточной или свободной воды и способствуя аэрации подпочвы. Когда эти большие поры перемежаются с мелкими, почва также будет удерживать и накапливать влагу.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Процедуры подготовки посевного ложа зависят от текстуры почвы и желаемого изменения размера агрегатов. В почвах с крупной структурой обработка почвы увеличит размер заполнителя, если только маленькие поры заполнены водой; обработка почвы при отличной от этой идеальной влажности позволит получить более мелкие агрегаты. Напротив, мелкозернистые почвы образуют комья; они требуют разбивки на более мелкие части под воздействием атмосферных воздействий или машин.Если он слишком влажный или слишком сухой, требования к мощности для разбивания сухих комьев или срезания влажных комков непомерно высоки при использовании только обработки почвы. Таким образом, фермер обычно пытается обрабатывать такие почвы только после того, как медленный дождь увлажнил комья и сделал их рыхлыми.

Некоторые почвы требуют углубления корневой зоны, чтобы обеспечить повышенный уровень водопотребления и улучшенное хранение. Неблагоприятная аэрация в зонах плохого дренажа также ограничивает развитие корней и препятствует использованию воды в подпочве.

Обработка почвы, особенно традиционная вспашка, может привести к образованию твердой корки или подошвы плуга; то есть уплотненный слой чуть ниже зоны, нарушенной обработкой почвы.Такие слои более распространены с увеличением уровня механизации; они снижают урожайность сельскохозяйственных культур и должны быть разрушены, что позволяет хранить воду в зоне разрушения и под ней для более поздних культур.

Оборудование, используемое для разрыхления почвы на глубину от шести до 36 дюймов (от 15 до 90 сантиметров), может называться оборудованием для основной обработки почвы. В его состав входят отвальные, дисковые, роторные, чизельные, грунтовые плуги.

Отвальный плуг приспособлен для разрыхления многих типов почв. Он хорошо подходит для переворачивания и закрытия пожнивных остатков.Существуют сотни различных конструкций, каждая из которых предназначена для наилучшего выполнения определенных задач в определенных почвах. Та часть, которая разрывает почву, называется дном или основанием; он состоит из лемеха, боковой поверхности и отвала.

Когда дно переворачивает почву, оно прорезает траншею или борозду, отбрасывая в сторону полоску почвы, которая называется срезом борозды. При запуске вспашки посередине полосы земли по полю вспахивают борозду; на обратном пути над первым слоем накладывается борозда.Это оставляет гребень немного выше, чем у второго, третьего и других срезов. Гребень называется задней бороздой. Когда две полоски земли обработаны, последние борозды оставляют траншею шириной примерно в два раза шире одного дна, называемую глухой бороздой. Когда земля разбита сплошным притиркой борозд, это называется плоско-разбитой. Если земля разрывается в чередующихся задних бороздах и глухих бороздах, то говорят, что она засыпана или внесена в список.

Для разных почв требуются отвалы разной формы, чтобы обеспечить одинаковую степень измельчения почвы.Таким образом, отвалы делятся на несколько различных классов, включая стерневые, универсальные, универсальные для глинистых и жестких грунтов, решетчатые, черные и охлаждаемые универсальные. Черное дно используется, например, на участках, где почва плохо очищается; то есть там, где почва не оставляет чистой и отполированной поверхности возникающего плуга.

Лапа — это передняя кромка отвального плуга. Его конфигурация связана с типом почвы, особенно в области всасывания вниз или вогнутости ее нижней поверхности.Обычно различают три степени всасывания вниз: обычная для легких почв, глубокая для обычных сухих почв и двойная для глинистых и гравийных почв. Кроме того, сошник имеет горизонтальное всасывание, то есть на величину, на которую его острие изгибается относительно поверхности земли. Всасывание снизу заставляет плуг проникать на нужную глубину при движении вперед, в то время как горизонтальное всасывание заставляет плуг создавать борозду желаемой ширины.

Размеры днища отвала-плуга относятся к ширине между крылом лемеха и бортом.Размеры тракторов-плугов обычно составляют от 10 до 18 дюймов (от 25 до 45 сантиметров), хотя существуют и более крупные специализированные типы.

В современных механизированных хозяйствах днища плугов присоединяются к тракторам либо как прицепные орудия, либо как единое целое. Таким образом может быть прикреплено одно или несколько оснований. Иногда они встречаются попарно справа и слева (двусторонние), с тем преимуществом, что срез борозды отбрасывается в постоянном направлении при выполнении поворотов. Вариантом является средний отбойник или листер, который представляет собой днище, оборудованное как правыми, так и левыми отвалами.

В дисковом плуге используются круглые вогнутые диски из закаленной стали, заостренные, а иногда и зубчатые по краю, диаметром от 20 до 38 дюймов (от 50 до 95 сантиметров). Уменьшает трение за счет создания подвижного дна вместо скользящего. Его осадка примерно такая же, как у отвального плуга. Дисковый плуг работает в тех случаях, когда отвал не работает, например, на липких, незатухающих почвах; на полях с подошвой плуга; в сухом, твердом грунте; в торфяных почвах; и для глубокой вспашки. Дно дискового плуга обычно оснащено скребком, который помогает измельчить срез борозды. Дисковые плуги либо прицепные, либо монтируются как единое целое с трактором.

Существенной особенностью роторного плуга является набор ножей или стоек, вращаемых на валу с помощью источника энергии. Ножи измельчают почву и бросают ее в кожух, закрывающий набор ножей. Эти машины могут создавать хорошие семенные ложе, но их высокая стоимость и потребность в дополнительной мощности имеют ограниченное широкое распространение, за исключением небольшого садового трактора.

Чизельный плуг оснащен узкими двусторонними лопатками или долотообразными наконечниками, установленными на длинных стойках. Эти точки прорывают почву и перемешивают ее, но не переворачивают и не измельчают так же хорошо, как отвал и дисковые плуги. Чизельный плуг часто используется для рыхления твердых, сухих почв перед использованием обычных плугов; это также полезно для разрушения подошвы плуга.

Грунтовые плуги похожи в принципе, но намного больше, поскольку они используются для проникновения в почву на глубину от 20 до 36 дюймов (от 50 до 90 сантиметров). Требуются тракторы мощностью от 60 до 85 лошадиных сил, чтобы протянуть одну точку подпочвы через твердую почву на глубине 36 дюймов. Эти плуги иногда оснащаются торпедообразной насадкой для создания подземных дренажных каналов.

Как они работают и как создать свой собственный

Начало работы с гидропоникой может быть очень запутанным. Разобраться, как все это работает, как выбрать систему, что развивать и даже КАК расти, — все это непросто.

Это руководство даст вам все, что вам нужно знать об основных типах систем выращивания в гидропонике:

• Основные типы гидропонных систем с указанием их плюсов и минусов
• Образец сборки для каждого типа гидропонной системы
• Видео прохождения для каждой системы

Это длинная и подробная статья, поэтому, если есть какой-то конкретный раздел, который вам интересен, просто используйте приведенное ниже содержание, чтобы перейти к нужному разделу.В противном случае читайте дальше!

Что такое гидропоника и как она работает?

Из моей статьи по истории гидропоники:

Проще говоря, гидропоника — это практика выращивания растений с использованием только воды, питательных веществ и питательной среды. Слово «гидропоника» происходит от корней «гидро», что означает вода, и «понос», что означает труд, при этом методе садоводства не используется почва.

Вместо почвы садоводы на гидропонике используют различные типы питательных сред, такие как кокосовая койра, вермикулит, перлит и другие.

Вкратце, идея гидропоники состоит в том, чтобы устранить как можно больше барьеров между корнями растения и водой, кислородом и питательными веществами, которые необходимы ему для роста (и процветания).

Это можно сделать разными способами, поэтому мы рассмотрим различные типы систем, которые можно использовать для выращивания на гидропонике, но сначала давайте разберемся в преимуществах и недостатках выращивания без почвы.

Преимущества

Самым очевидным преимуществом гидропонного садоводства является значительное увеличение скорости роста большинства растений.Нередко растение растет как минимум на 20% быстрее, чем садоводство. Вдобавок ко всему, растения обычно дают как минимум на 25% больше урожая, чем их почвенные аналоги.

Сравнение гидропоники и почвы для голландских гибридных томатов. source

Это происходит потому, что вы облегчаете им получение питательных веществ, необходимых для роста. Когда им приходится меньше бороться, чтобы найти карманы с водой или питанием, как в почве, они могут направить эту энергию на рост.

Важно помнить, что вы получите удовольствие от этих преимуществ только в том случае, если будете тщательно настраивать и поддерживать свой гидропонный сад.

Подробнее : Гидропоника против почвы

Минусы

Самый большой недостаток гидропоники — это стоимость покупки системы. Однако моя цель — научить вас, если вы хотите, построить большинство этих систем самостоятельно, что может снизить стоимость.

Еще один минус — опыт, необходимый для успешной работы системы. Это не НАСТОЛЬКО сложно, но определенно труднее, чем выращивать то же растение в почве. Это связано с тем, что вы создаете искусственную среду, в которой обеспечиваете растение водой, питательными веществами, светом и всем остальным, что означает, что вам также необходимо контролировать эти поступления.

Если один из этих элементов не сбалансирован, или если у вас отказывает оборудование, например, умирает насос, то весь ваш сад может оказаться под угрозой.

Типы гидропонных систем

На выбор предлагается шесть основных типов гидропонных систем:

• Фитильные системы
• Глубоководная культура (DWC)
• Технология питательной пленки (NFT).
• Приливы и отливы (приливы и отливы)
• Аэропоника
• Капельные системы

Системы впитывания

Капельная система — это самый простой тип гидросистемы, который вы можете построить.Ее использовали тысячи лет, хотя тогда она еще не считалась гидропонной системой.

Внутреннее устройство фитильной системы. source

Это так называемая пассивная гидропоника, означающая, что для ее использования не требуются воздушные или водяные насосы.

Питательные вещества и вода попадают в корневую зону растения через фитиль, который часто представляет собой нечто столь же простое, как веревка или кусок войлока.

Одним из ключей к успеху системы капельного полива является использование питательной среды, которая хорошо переносит воду и питательные вещества.Хороший выбор — кокосовая койра, перлит или вермикулит.

Системы

Wick подходят для небольших растений, которые не потребляют много воды или питательных веществ. Более крупным растениям может быть трудно получить достаточно и того, и другого с помощью простой фитильной системы.

Преимущества Wick Systems

• Поистине «руки прочь», если правильно настроить
• Идеально для маленьких растений, начинающих садоводов и детей

Недостатки Wick Systems

• Не подходит для больших растений
• Неправильное размещение фитиля или неправильный материал могут означать смерть для ваших растений

Чтобы узнать больше, узнайте, как построить сад из двухлитровых бутылок, или посмотрите мой видеоурок:

Системы глубоководных культур (DWC)

Глубоководная культура, которую я здесь и далее буду называть DWC, несомненно, является самым простым в использовании типом гидросистемы.

Как работает система глубоководной культуры (DWC).

В системе DWC вы используете резервуар для хранения питательного раствора. Корни ваших растений подвешены в этом растворе, поэтому они постоянно получают воду, кислород и питательные вещества.

Чтобы насыщать воду кислородом, вы используете воздушный насос с воздушным камнем, чтобы закачивать пузырьки в питательный раствор. Это не даст вашим корням утонуть в воде — странная вещь, о которой можно подумать, но это может (и происходит) со многими начинающими гидропонными садоводами.

Ваши растения обычно размещаются в горшках с сеткой, которые помещаются в пенопласт или в верхнюю часть контейнера, который вы используете в качестве резервуара. С добавлением некоторых гидропонных сред для выращивания в ваши сетчатые горшки они станут домом для самого начала вашей корневой системы и стеблей растений.

Преимущества глубоководного культивирования

• Очень недорого и просто сделать дома
• Чрезвычайно низкие эксплуатационные расходы
• Рециркуляция, меньшая потеря входных ресурсов

Обратные стороны глубоководной культуры

• Не подходит для крупных заводов
• Не подходит для растений с длительным вегетационным периодом

Чтобы узнать больше:

Системы с питательной пленкой (NFT)

Техника питательной пленки, которую я буду называть NFT, является популярной коммерческой гидропонной системой.

Самый простой способ настроить систему NFT.

Растения выращивают в каналах, через которые проходит питательный раствор и которые постоянно проходят по дну канала. Когда раствор достигает конца канала, он падает обратно в основной резервуар и снова отправляется обратно в начало системы. Это делает его рециркуляционной системой, как и глубоководная культура.

В отличие от глубоководного культивирования, корни ваших растений не полностью погружены в систему NFT — отсюда и «пленочная» часть названия системы.

Растения помещаются в эти каналы с использованием чистых горшков и питательной среды, и их можно заменять или собирать по отдельности.

Преимущества метода питательной пленки

• Минимальная необходимая среда для выращивания
• Система рециркуляции означает меньше отходов

Обратные стороны метода питательной пленки

• Любой отказ насоса может полностью испортить урожай
• Корни могут разрастаться и забивать каналы

Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с моим подробным руководством по технике питательной пленки или посмотрите мой видеоурок:

Системы приливов и отливов / отливов и отводов

Системы приливов и отливов, также известные под названием «Наводнение и сток», встречаются реже.Но они по-прежнему достаточно эффективны и могут быть лучшим выбором в зависимости от вашей ситуации.

Пример коммерческой водозаборной и дренажной системы. source

В отличие от двух предыдущих гидросистем, которые мы рассмотрели, система приливов и отливов не подвергает корни ваших растений воздействию питательного раствора на постоянной основе.

Вместо этого вы выращиваете в лотке, заполненном питательной средой. Лоток «заливается» питательным раствором несколько раз в день, в зависимости от таких факторов, как:

• Размер ваших растений
• Потребность в воде ваших растений
• Температура воздуха
• Где ваши растения находятся в цикле роста
• … И многое другое

Затопление достигается за счет использования резервуара под поддоном, водяного насоса и таймера для планирования цикла затопления.

После того, как лоток затоплен, под действием силы тяжести раствор стекает обратно в резервуар, где он насыщается кислородом с помощью воздушного насоса и воздушного камня. Он сидит там, ожидая следующего цикла наводнения, и процесс продолжается.

Производители гидропоники выбирают системы приливов и отливов из-за их гибкости. Большинство из них заполнят лоток питательной средой по своему выбору, а также добавят горшки с сеткой, чтобы организовать свои растения и немного больше контролировать корни.

Преимущества приливов и отливов

• Эффективное использование воды и энергии
• Полная адаптация к вашим потребностям

Обратные стороны приливов и отливов

• Корни могут быстро высохнуть, если условия окружающей среды плохие или отказывает насос или таймер
• Использует много среды выращивания

Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с моим подробным руководством по системе приливов и отливов или посмотрите мой видеоурок:

Системы Аэропоники

Системы

Aeroponic — это самые «высокотехнологичные» гидропонные установки, которые вы можете построить.Но они не так уж сложны, если понять, как они работают.

Простая аэропонная система, которую можно построить дома.

Аэропонная система похожа на систему NFT в том, что корни в основном подвешены в воздухе. Разница в том, что аэропонная система достигает этого за счет постоянного опрыскивания корневой зоны питательным раствором вместо того, чтобы пропускать тонкий слой питательного раствора по каналу.

Некоторые производители предпочитают распылять по циклу, например по системе приливов и отливов, но этот цикл намного короче, обычно выждав несколько минут между каждым опрыскиванием.Также можно постоянно распылять туман и использовать более тонкий опрыскиватель, чтобы больше кислорода попадало в корневую зону.

Было показано, что системы

Aeroponic выращивают растения даже быстрее, чем некоторые из более простых систем, такие как глубоководное культивирование, но это не было подтверждено во всех случаях. Если вы хотите поэкспериментировать с этой системой, вам потребуются специальные форсунки для распыления питательного раствора.

Преимущества аэропоники

• Корни часто подвергаются большему воздействию кислорода, чем подводные корневые системы

Недостатки аэропоники

• Форсунки высокого давления могут выйти из строя и корни могут высохнуть
• Не такой дешевый или простой в установке, как другие методы

Чтобы узнать больше, посмотрите видеоурок:

Капельные системы

Капельные системы чрезвычайно распространены в коммерческих операциях, но менее распространены в садах отдыха. Это потому, что они просты в эксплуатации в больших масштабах, но немного излишни для небольшого сада. Тем не менее, это отличный способ выращивания на гидропонике, который вам следует рассмотреть.

Базовая гидропонная капельная система.

Преимущества капельных систем

• Высокий уровень контроля графика кормления и поения
• Снижена вероятность поломки
• Сравнительно дешево

Недостатки капельных систем

• Может оказаться излишним для небольшого сада
• Неустойчивый уровень pH и питательных веществ (при использовании рециркуляционной системы)
• Высокие отходы (при использовании системы слива)

Чтобы узнать больше, посмотрите видеоурок:

Ну вот и все. Шесть основных типов гидропонных систем, как они работают, а также плюсы и минусы каждого из них.

Независимо от того, какой из них вы выберете, ваши растения будут расти быстро и крупно, если вы правильно за ними ухаживаете. Гидропоника предлагает удивительную гибкость, поэтому даже если у вас возникнут какие-то проблемы, у вас не должно возникнуть проблем с их исправлением и приведением растений в норму.

Все статьи о гидропонных системах

Если вы хотите узнать больше о гидропонных системах, взгляните на все остальное, что я написал о них на сайте:

Что такое гидропоника? | Eden Green Technology

Одна из первых вещей, которую мы узнали на уроке биологии, — это то, что растениям для роста нужны почва, вода и солнечный свет.Но что, если это неправда?

На самом деле вполне возможно, что ферму или сад можно выращивать без почвы и вместо этого использовать инертную среду, такую ​​как органическое кокосовое волокно и минеральная вата, для поддержки корневой структуры. Технический термин для этого механизма — гидропоника, и он действительно может обеспечить более эффективный рост растений, помещая их в прямой контакт с источником питательных веществ.

Чтобы гарантировать продовольственную безопасность сообщества, было необходимо внедрять на местном уровне все более передовые и современные сельскохозяйственные технологии.Как вы скоро узнаете, существует множество причин, по которым нам нужна гидропоника, например, более качественная продукция, экологичность, более безопасная продукция и многое другое.

Что такое гидропоника?

Гидропоника происходит от древнегреческих словосочетаний «гидро», что означает вода, и «поника», что означает труд. Вода делает здесь свою работу и способствует быстрому росту растений.

По своей сути гидропоника — это метод выращивания растений. Но вместо использования почвы гидропоника зависит от раствора на водной основе, богатого питательными веществами.Идея может показаться новой «хитростью», но на самом деле она существует уже тысячи лет и помогла обеспечить рост населения по мере уменьшения доступности пахотных земель.

Как мы обсуждали ранее, возможность не использовать почву и вместо этого использовать органические вещества, такие как перлит, кокосовое волокно, минеральная вата, глиняные гранулы, торфяной мох или вермикулит, принесла фермерам множество преимуществ. Повышенный рост является результатом прямого контакта корней каждого растения с питательным раствором.Этому также способствует более широкий доступ к кислороду по сравнению с почвенным аналогом.

Типы систем гидропоники

Гидропоника — это сложный механизм, и есть несколько методов, которые вы можете использовать для обеспечения того, чтобы питательный раствор достиг ваших растений. Они различаются по требуемым инвестициям и уровню сложности.

Мы включили шесть методов ниже:

Глубоководное культивирование

Глубоководное культивирование, также известное как резервуарный метод, считается самым простым методом проведения гидропоники.Корни подвешены непосредственно в питательном растворе, и садоводы должны использовать аквариумный воздушный насос для насыщения раствора кислородом, чтобы растения не утонули.

Метод питательной пленки

Этот метод основан на абсорбции кислорода из воздуха за счет непрерывного потока питательного раствора над корнями растений. Чтобы правильно выполнить этот метод, растения необходимо выращивать под небольшим наклоном, чтобы раствор стекал вниз. Это может показаться хлопотным, но повышенная скорость роста того стоит!

Аэропоника

Аэропоника зависит от подвешивания корней в воздухе и опрыскивания их раствором.Вы можете стимулировать рост таким образом, воздействуя на корни либо распылителем пруда, либо тонкой форсункой.

Wicking

Из всех методов работы на гидропонике, это самый простой и самый экономичный метод. Растение и резервуар с питательным раствором соединены фитилем, который медленно питает их с течением времени. Впитывающие материалы, такие как хлопок, являются наиболее распространенной средой и медленно перемещают воду / питательный раствор к растениям.

Ebb & Flow

Этот метод, также известный как система затопления и осушения, требует затопления зоны выращивания через определенные интервалы времени на основе таймера. Между паводками питательный раствор стекает обратно в резервуар. Это техника среднего уровня, для которой не требуется много воды.

Капельная система

Наконец, с капельной системой медленная подача питательного раствора распределяется в гидропонную среду с использованием медленно дренирующейся среды, такой как минеральная вата, кокосовая койра или торфяной мох.

В компании Eden Green Technology мы смогли разработать технологию вертикального земледелия, которая устраняет проблемы традиционных методов гидропоники, сохраняя при этом преимущества.Узнайте больше о нашем подходе к гидропонике

здесь .

Преимущества гидропоники

Повышенный рост

Главное, что каждый хочет знать, — «растут ли гидропонические растения быстрее?» Ответ на этот важный вопрос — однозначное «да».

Было доказано, что растения растут быстрее и крупнее, потому что получение питательных веществ из окружающей среды требует меньше энергии. По сути, растения принудительно кормят всем, что им нужно, чтобы из них выросли цветущие экземпляры.

Требуется меньше ресурсов

Было продемонстрировано, что растения, работающие на гидропонной системе, используют только 10% воды, которую использовали бы выращиваемые в поле растения. Это явление происходит потому, что они имеют замкнутую систему и, следовательно, меньше «проскальзывания» в процессе кормления растений. Наши теплицы занимают меньше места, чем традиционное сельское хозяйство, а также потребляют меньше энергии, чем другие решения для помещений.

Снижение помех

Дополнительные преимущества использования гидропоники огромны.Во-первых, здесь нет сорняков, меньше вредителей и минимум болезней. Это потому, что растения хранятся в контролируемой зоне и не используют почву. В качестве бонуса потребность в инсектицидах значительно снижается.

Другие преимущества

Вдобавок ко всему, упомянутому выше, гидропонные системы подвержены меньшему испарению, более контролируемы (т. е. температура, влажность и состав воздуха) и лучше для окружающей среды из-за меньшего загрязнения и отходов.

Потенциальный вред

Однако гидропоника не всегда лучший вариант для всех овощей.Естественно, затраты будут выше в системе, где у вас гораздо больше забот, чем у растений, выращиваемых в почве. Установка и создание гидропонной системы может занять очень много времени, и всегда есть опасения, что непредвиденное событие, такое как отказ насоса, может нанести вред растениям. И, наконец, фермерам по-прежнему необходимо внимательно следить за тем, как они контролируют свой питательный раствор и уровень pH. Благодаря Eden Green Technology наши модульные теплицы делают нашу установку короче, чем типичная внутренняя гидропонная система.Мы также предлагаем технологию управления теплицами, которой можно управлять из любого места, чтобы предотвратить и устранить сбои в работе системы.

Основные питательные вещества, функции, дефицит и избыток

Фото 1. Гидропонная система, использующая беспочвенную среду для выращивания томатов в мешках. Фото: Том Форд, Penn State

Гидропоника — это выращивание растений в воде, содержащей питательные вещества. Примеры этого типа гидропонных систем включают системы NFT (технология питательной пленки) и глубоководные поплавковые системы, в которых корни растений помещаются в питательные растворы.Другое определение гидропоники — выращивание растений без почвы. Согласно этому определению, выращивание растений в беспочвенных средах (горшечная почва) или других типах заполнителей, таких как песок, гравий и кокосовая спираль, считается гидропонными системами. Здесь мы используем гидропонику для обозначения выращивания растений без почвы.

Essential Nutrients

Растения не могут нормально функционировать без 17 основных питательных веществ. Эти питательные вещества необходимы для осуществления процессов, важных для роста и развития растений.Например, магний является важным компонентом хлорофилла. Хлорофилл — это пигмент, используемый для улавливания энергии света, необходимой для фотосинтеза. Он также отражает зеленые длины волн и является причиной того, что большинство растений зеленые. Магний — это центр молекулы хлорофилла. Таблица 1 перечисляет роль основных питательных веществ в растениях.

Основные питательные вещества можно в целом разделить на макроэлементы и микроэлементы. Макронутриенты и микронутриенты необходимы для роста и развития растений.Макроэлементы включают углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, серу, кальций и магний. Микроэлементы включают железо, марганец, цинк, бор, молибден, хлор, медь и никель. Разница между макро- и микроэлементами — это количество, необходимое растениям. Макронутриенты необходимы в большем количестве, чем микронутриенты. В таблице 1 показано приблизительное содержание в растении основных питательных веществ.

Растения получают углерод, водород и кислород из воздуха и воды. Остальные питательные вещества поступают из почвы или, в случае гидропоники, из питательных растворов или агрегатных сред.Источники питательных веществ, доступных для растений, перечислены в Таблице 1.

Таблица 1. Приблизительное содержание в растениях, роль в растениях и доступные растениям источники основных питательных веществ для растений.

907 , осмотическая регуляция Мембранная активность

Питательный элемент (химический символ)	Приблизительное содержание в растении (% от сухого веса)	Роль в растении	Источник питательных веществ, доступных для растений
Углерод (C), водород (H) , кислород (O)	90 +%	Компоненты органических соединений	Двуокись углерода (CO 2 ) и вода (H 2 O)
Азот (N)	2–4%	Компонент аминокислот, белков, коферментов, нуклеиновых кислот	Нитрат (NO 3 — ) и аммоний (NH 4 + )
Сера (S)	0.50%	Компонент серы, аминокислоты, белки, кофермент А	Сульфат (SO 4 — )
Фосфор (P)	0,40%	АТФ, НАДФ промежуточные соединения метаболизма, мембраны нуклеиновые кислоты	Дигидрофосфат (H 2 PO 4 —), Водородный фосфат (HPO 4 2- )
Калий (K)	2,00% Фермент	Калий (K + )
Кальций (Ca)	1. 50%	Активация фермента, передача сигнала, клеточная структура	Кальций (Ca 2+ )
Магний (Mg)	0,40%	Активация фермента, компонент хлорофилла	Магний 2+ (Mg 907) )
Марганец (Mn)	0,02%	Активация фермента, необходимая для расщепления воды	Марганец (Mn 2+ )
Железо (Fe)	0,02% 907 фотосинтез, дыхание	Железо (Fe 2+ )
Молибден (Mo)	0.00%	Редокс-изменения, восстановление нитратов	Молибдат (MoO 4 2- )
Медь (Cu)	0,00%	Редокс-изменения, фотосинтез, дыхание	Медь (Cu 2+ )
Цинк (Zn)	0,00%	Кофактор-активатор фермента	Цинк (Zn 2+ )
Бор (Bo)	0,01%	Борат (BO 3- )
Хлор (Cl)	0. 1–2,0%	Баланс заряда, расщепление воды	Хлор (Cl — )
Никель (Ni)	0,000005–0,0005%	Компонент некоторых ферментов, биологическая фиксация азота, метаболизм азота	(Ni 2+ )

pH

Невозможно обсуждать питание растений без учета pH. В гидропонике нас в первую очередь интересует pH воды, используемой для приготовления питательных растворов и орошения растений.pH является мерой относительной кислотности или концентрации ионов водорода, и он играет важную роль в доступности питательных веществ для растений. Он измеряется по шкале от 0 до 14, где 0 — самая кислая, 7 — нейтральная и 14 — самая щелочная. Шкала логарифмическая, и каждая единица представляет собой 10-кратное изменение. Это означает, что небольшие изменения значений — это большие изменения pH. Например, значение 7 в 10 раз выше, чем 6, и в 100 раз выше, чем 5. В общем, оптимальный диапазон pH для выращивания овощей гидропонным способом составляет 5. От 0 до 7.0.

Эта диаграмма показывает взаимосвязь между доступностью питательных веществ и pH:

Изображение: Программа управления питательными веществами Пенсильвании

Внизу диаграммы показаны различные значения pH от 4,0 до 10,0. Вверху диаграммы отображается относительная кислотность или щелочность. На диаграмме относительная доступность питательных веществ представлена ​​полосой. Чем шире шкала, тем больше питательного вещества относительно доступно. Например, азотная полоса самая широкая при pH 6.От 0 до 7,5. Это тот уровень pH, при котором он наиболее доступен для растений. Он очень узкий между 4,0 и 4,5 и не так легко доступен.

Также важно учитывать щелочность воды. Щелочность — это мера емкости. Он измеряет способность воды нейтрализовать кислоту. Это связано в первую очередь с комбинированным количеством карбоната (CO ₃ ) и бикарбоната (HCO ₃ ), но также могут вносить свой вклад гидроксид, аммоний, борат, силикат и фосфат.

Когда общая щелочность низкая, вода имеет низкую буферную способность. В результате его pH будет легко меняться в зависимости от того, что в него добавлено. Когда общая щелочность высока, pH воды высокий. Кислоту можно вводить с водой для орошения, чтобы снизить уровень pH воды. Необходимое количество кислоты зависит от щелочности воды.

Антагонизм и взаимодействие питательных веществ

Питательные вещества усваиваются растениями примерно в тех же относительных количествах, что и в питательном растворе.Однако при избытке одного питательного вещества его можно усвоить в большем количестве за счет другого питательного вещества. Это антагонизм питательных веществ. В этом случае возможно наличие достаточного количества питательного вещества в питательном растворе и недостаток у растений.

Например, рецепт питательного раствора для гидропонных томатов требует 190 ppm азота и 205 ppm калия. Из-за ошибки в расчете количества удобрений добавлено 2050 ppm калия. Избыток калия в растворе может привести к антагонизму с азотом (и другими питательными веществами) и может привести к дефициту азота, даже если было добавлено 190 ppm азота.В таблице ниже показаны общие антагонизмы.

Питательный	Антагонизм с
Азот	Калий
Фосфор	Цинк
Калий 907 24c 907 907 Калий 907 907 Калий	Калий 9024 , Магний
Кальций	Магний, Бор
Магний	Кальций
Железо	На основе марганца

Проблемы с питанием для систем с питанием и питательными веществами

может быстро вызвать симптомы у растений.По этой причине состав питательного раствора и регулярный мониторинг питательного раствора и статуса питательных веществ для растений имеют решающее значение.

Кроме того, следите за симптомами распространенных проблем у растений, включая:

Повреждение растворимыми солями

• Причина: Повреждение растворимых солей может быть вызвано чрезмерным внесением удобрений, плохим качеством воды, накоплением солей в агрегатных средах с течением времени , и / или недостаточное выщелачивание. Удобрения представляют собой соли, и в гидропонных системах их чаще всего удобряют.По мере испарения воды растворимые соли могут накапливаться в агрегатных средах, если они не выщелачиваются должным образом. Поливная вода также может содержать большое количество растворимых солей, которые усугубляют проблему.
• Симптомы: Химическая засуха может возникать, когда уровни растворимых солей в посадочной среде чрезмерны. В результате вы увидите увядание растений, несмотря на достаточный полив. Другие симптомы включают темно-зеленую листву, мертвые и обгоревшие края листьев и гибель корней.
• Обнаружение: Уровни растворимых солей можно контролировать / измерять, отслеживая электрическую проводимость (ЕС) поливной воды, питательных растворов и фильтрата (питательного раствора, стекающего из посадочного контейнера).
• Отверждение: Растворимые соли можно выщелачивать чистой водой. Во-первых, определите источник высокого уровня растворимых солей и исправьте.

Дефицит азота

• Причина: Дефицит азота может быть вызван недостаточным внесением удобрений, дисбалансом питательных веществ или чрезмерным вымыванием.
• Симптомы: Типичными первыми симптомами дефицита азота являются светло-зеленая листва и общая задержка роста растений. Вы также можете увидеть увядание и мертвые и / или желтые края листьев.
• Обнаружение: Измерение / мониторинг электропроводности (ЕС) питательных растворов может помочь предотвратить дефицит азота. Отрегулируйте уровни ЕС, если они низкие или высокие.
• Лечение: Определите источник и устраните его. Это может означать добавление азота в питательные растворы. Это также может означать, что в питательном растворе содержится избыток питательного вещества-антагониста.

Дефицит кальция

• Причина: Дефицит кальция может быть вызван недостаточным внесением удобрений, дисбалансом питательных веществ или низким pH. Это также связано с регулированием влажности, высокой температурой и низким расходом воздуха. Кальций является подвижным питательным веществом и переносится через растение в водопроводящих тканях. Фрукты и листья борются за воду. Низкая относительная влажность и высокие температуры могут привести к увеличению скорости испарения и движения к листьям. В этом случае у фруктов может развиться дефицит кальция.
• Симптомы: Симптомы дефицита кальция обычно начинаются с коричневых краев листьев нового растения или на нижней части плода.Прекрасные примеры этого — ожог листьев салата и гниль цветков помидоров и перца. По мере прогрессирования симптомов на листьях могут появляться коричневые мертвые пятна.
• Обнаружение: Контролировать среду и проводить анализ растений.
• Cure: Установите pH в пределах от 5,0 до 7,0 в питательных растворах. При необходимости внесите удобрения. В теплицах поток воздуха может быть слабым, а введение горизонтального потока воздуха со скоростью от 0,3 до 1 м / с на уровне растения может нарушить пограничный слой растения и увеличить скорость транспирации, чтобы избежать дефицита кальция в салате-латуке. Ключевым моментом здесь является то, что воздушный поток должен быть равномерным для равномерного роста растений.

Фото 2. Типичный ожог салата, вызванный дефицитом кальция. Фото: Эльза Санчес, Penn State

Дефицит железа

• Причина: Наиболее частой причиной дефицита железа является высокий pH в среде и / или поливной воде. Это также может быть вызвано дисбалансом питательных веществ.
• Симптомы: Дефицит железа проявляется у растений в виде пожелтения между жилками листьев.Обратите внимание на этот симптом, который первым проявится на новообразовании.
• Обнаружение: Контролировать среду и проводить анализ растений.
• Лечение: Откорректируйте pH питательного раствора. При необходимости внесите железные удобрения.

Фото 3. (Слева) Этот гидропонный базилик серьезно пострадал от дефицита железа. После того, как в воду было добавлено железо, новообразование не пострадало. (Справа) Гидропонные помидоры с гнилью соцветий. Фото: Эльза Санчес, Penn State

Дефицит магния

• Причина: Магний может быть вызван высоким pH среды и / или дисбалансом питательных веществ.
• Симптомы: Обратите внимание на пожелтение между жилками листа как на симптом дефицита магния. Дефицит магния обычно сначала проявляется на нижних и средних листьях, что помогает отличить его от дефицита железа.
• Обнаружение: Контролировать среду и проводить анализ растений.
• Лечение: Откорректируйте pH питательного раствора. При необходимости внесите железные удобрения.

Токсичность бора

• Причина: Токсичность бора вызвана внесением слишком большого количества бора в растения.Из питательных веществ, обычно применяемых в качестве удобрений, бор имеет самый узкий диапазон между дефицитом и токсичностью. Бор легко нанести чрезмерно.

  No related posts.