Будущее сельского хозяйства, или что такое гидропоника и в чем ее преимущества

Базовые понятия гидропоники

Суть технологии – создание искусственной среды, исключающей применение почвы как таковой. Корни растений (именно корни, не стебель, иначе растение попросту сгниет) погружают во влагоемкую среду, откуда они извлекают необходимые компоненты. Среду периодически насыщают питательными растворами, богатыми на минеральные соли. В результате урожай созревается быстрее, чем при традиционном способе, а урожайность оказывается выше.

Метод универсален, с его помощью удается выращивать разные травы и сельскохозяйственные культуры, за исключением тех, которым вредна излишняя влажность – картофель, морковь, свекла и иные корнеплоды.

Гидропонная установка (hydroponic installation) выглядит следующим образом:

1. Подбирается емкость подходящего размера, которую заполняют питательным раствором.
2. Емкость накрывают решеткой (сойдет лист пенопласта с отверстиями).
3. Решетку посыпают слоем субстрата, в который помещают семена. В этой роли чаще используют торф, мох, кокосовое волокно или керамзит. При использовании пенопласта в насыпном слое нет необходимости, рассада пропускает корешки через отверстия до самой воды.
4. Чтобы активировать процесс субстрат обильно смачивают обычной водой или питательным раствором.
5. В ходе роста сельскохозяйственной культуры корни удлиняются, опускаясь все ниже, глубже погружаясь в питательную жидкость. Вершки же формируются над решеткой (пенопластом), образуя аккуратные свежие кустарники.

Видео «Особенности гидропонного способа выращивания»

Из этого видео вы узнаете, в чем особенности гидропонного способа выращивания.

Концентрация раствора

От питательной концентрации зависит урожайность выращиваемой культуры. Для различных растений она варьируется, главное требование – поддерживать объем постоянно на требуемом уровне (этого добиваются, подливая воду). Вода требуется мягкая, для чего ее либо отстаивают, либо фильтруют. Менять раствор нужно раз в три месяца.

Приобретая в магазине питательный раствор от известного производителя, концентрацию подбирают согласно прилагаемой инструкции. Возможны отклонения:

• для насекомоядных культур ее снижают в 3–4 раза;
• если растение растет быстро, ее увеличивают в полтора раза;
• однолетние овощные культуры нуждаются в концентрации, превышающей норму в 1,25 раза;
• если похолодает, концентрацию снижают в 2–3 раза, одновременно уменьшая уровень питательной жидкости.

Кислотность раствора

При использовании насыпного субстрата степень кислотности пропитывающего раствора должна быть минимальной. Это позволит уберечь среду от появления грибковых бактерий и вредных микроорганизмов.

Приведем таблицу оптимальных величин кислотности питательного раствора для разных сельскохозяйственных культур. 

Как видно из таблицы, для основной массы растений достаточно придерживаться кислотности в pH 6,5, хотя есть и исключения.

История появления метода

Впервые к реализации идеи выращивания растений без почвы путем искусственного подведения к ним пищи и влаги приступили в Голландии в XVII веке. Опытным путем за последующие два столетия ученым удалось разработать основные приемы и методики, и уже в 1856 году немецкие ботаники сумели на Лейпциг-Маккернской опытной станции получить из семян первые образцы полноценных растений, используя лишь водяную питательную среду.

Со временем методику усовершенствовали. Начало современному гидропонному растениеводству было положено в 1860 году. Сам же термин «гидропоника» (hydroponics) был предложен в 1929 году американским фитофизиологом Уильямом Герикке.

В России соответствующие эксперименты проводили известные ученые К. А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников. Именно в России в конце 1930-х годов научились выращивать гидропонным методом первые овощи, реализовав это на практике для обеспечения овощами полярные станции в Антарктиде.

Основные преимущества и недостатки метода

Как и любая новая методика, гидропоника имеет достоинства и недостатки.

Следует упомянуть и недостаточную информированность населения. Невежественные люди ошибочно считают, что гидропоника – «неприродный метод», и что выращенные с ее помощью растения якобы способны нанести вред здоровью.

Популярные гидропонные системы

За последние годы гидропоника пополнилась рядом нововведений. Различие в методиках позволяет аграриям подбирать варианты сообразно имеющимся условиям. К примеру, существуют установки, основанные на использовании субстрата, в других методиках от промежуточных слоев отказались вовсе, заставив корневую систему растений буквально висеть в воздухе.  

Даже обязательный полив осуществляется в разных установках различными способами. Существует три варианта:

1. Активный. Питательный раствор поступает при помощи насосов.
2. Пассивный. Раствор подается с использованием капиллярного эффекта.
3. Комбинированный. Задействованы оба принципа. Подобная методика постепенно становится общепринятой.

Рассмотрим основные принципы действия различных гидропонных систем.

Фитильная

Вода подается пассивным методом, система фитилей насыщает раствор, который постепенно пропитывает субстрат. В качестве нейтрального наполнителя используют:

• перлит;
• вермикулит;
• кокосовое волокно.

С помощью установки удается выращивать лишь медленнорастущие культуры, нетребовательные ко влаге, поскольку пропускная способность системы фильтров невелика. На малых фермах используется, к примеру, для выращивания декоративных цветов.

Плавающая платформа

Вместо субстрата – основа из пенопласта, опущенная в ванну с питательным раствором. Выращиваемые культуры находятся в специальных отверстиях, корни спускаются в раствор. Насыщение кислородом осуществляется активным методом.

Применяется для выращивания влаголюбивых растений. Не требует специальных знаний, потому подходит даже для начинающих аграриев.

Периодическое затопление

В емкости, содержащие корни растений, при помощи насоса время от времени нагнетается питательный состав. Затем по таймеру осуществляется его отток в специальную емкость для хранения.

Процесс автоматизирован. Таймер настраивается под выращиваемое растение. В результате удается добиться микроклимата (температура и влажность), требуемого в каждом конкретном случае.

Питательный слой

Метод основан на постоянной циркуляции питательного слоя, находящегося на дне ванны с растениями. В раствор погружена не целиком вся корневая система, а лишь кончики корней. Выращиваемые культуры находятся в специальных закрепленных горшочках с прорезями, субстрата не требуется. Воздух поступает из окружающей среды через висящую в воздухе часть корней.

Установка электрическая. При долговременных сбоях циркуляция прерывается, корни подсыхают и культура гибнет.

Капельный полив

Основан на использовании субстрата, которым могут быть кокосовое волокно, керамзит или перлит, а также:

• камни, щебень;
• минеральная вата;
• гранулярный базальт.

Выращиваемые культуры помещены либо в единую ванну, либо в изолированные горшочки. Питательная жидкость подается насосом по трубкам к каждому растению. Как и в предыдущем случае, установка энергозависима – если питание пропадет, последствия будут печальными для растений.

Аэропоника

Корни постоянно орошаются большим количеством раствора. Воздух вокруг пропитан парами, не позволяющими корневой системе сохнуть. Оросительная система включается по таймеру. Система приносит большую пользу в странах с жарким климатом.

Как собрать гидропонную установку своими руками

Здесь нет ничего сложного. Для сооружения простейшей конструкции понадобятся:

• пластиковый поддон;
• решетка, которую кладут сверху;
• субстрат.

Установить ее можно в городской квартире (на балконе или подоконнике) или в отдельной теплице на даче.

Далее мы поясним, как соорудить более производительную установку, основанную на капиллярном методе, с минимальной автоматизацией. За основу возьмем широко распространенные канализационные ПВХ-трубы.

Необходимые инструменты и приспособления

Для работы понадобятся:

• труба длиной 140 см и диаметром 10 см;
• пара заглушек для трубы, соединитель;
• линейный распылитель;
• соединительные трубки с обратными клапанами;
• компрессор для аквариума;
• горшки диаметром 10 см под растения и лампы.

Выбираем горшки

Горшки сгодятся пластиковые, используемые для выращивания комнатных цветов. Подойдут и другие, но учтите, что в них придется сверлить много отверстий. Керамические, к примеру, по этой причине не годятся.

Наилучший вариант – специальные горшки со встроенной системой самополива, объединяемые в систему для перераспределения влаги.

Устанавливаем лампы

Выбор на рынке большой, но не все модели подходят для нашей цели. Разберем наиболее применяемые в быту лампы:

1. Накаливания. Дешевые, но дают неподходящий спектр излучения. Потребляют много энергии, выделяют излишек тепла.
2. Люминесцентные. Дорогие, зато экономичные, почти не нагревают воздух, к тому же синий свет благоприятен для роста растений.
3. Светодиодные. Дорогие, но служат долго, не греются, излучают свет подходящего спектра.
4. Натриевые. Часто применяются для выращивания растений. Дорогие, понадобится дополнительное оборудование.
5. Плазма. Чересчур дорогие.

Кронштейн с лампами крепят над посадочной панелью. Расстояние регулируют в зависимости от предполагаемой высоты выращиваемых культур. К лампам подводят электропровод, организуют автоматическую систему периодического включения и выключения, синхронизируют с орошением корней питательным раствором.

Готовим почву и раствор

Наполнитель для субстрата подбирают под определенные культуры. Наиболее востребованные в гидропонике:

• гравий и керамзит;
• сфагновый мох;
• кокосовая стружка;
• минеральная вата;
• вермикулит и перлит.

Сначала нужно определить кислотность воды, используемой для создания питательного раствора. Далее с помощью особых препаратов кислотность повышают или понижают, доведя до требуемого уровня (см. таблицу выше).

Важно поддерживать температуру раствора в требуемом диапазоне (18–24 °C).

Основные правила выращивания растений

Очищенные и подготовленные растения помещают в установку, корни распрямляют. Засыпают субстрат. Воду заливают в емкость с субстратом на необходимый уровень.

Корни могут первое время даже не касаться раствора, при поливе субстрата питательный состав доберется до них по капиллярам, а затем корни сами подрастут.

Правила ухода следующие:

1. Раствор меняют 3–4 раза в год, избавляясь от избытка минералов.
2. Растение подстригают, избавляясь от отмерших фрагментов.
3. Тщательно следят за температурой и влажностью.
4. Проводят профилактику вредителей.

В последнее время гидропонные системы стали производительнее и подешевели. Это отличный выбор для тех, кто заботится об окружающей среде, экологии и здоровье – своем и близких.