0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидропоника — обзор основных методов гидропоники

Гидропоника — обзор основных методов гидропоники

Определение : Гидропо́ника — это способ выращивания растений без почвы.

При выращивании этим методом, корни растения получают минеральные вещества и находятся не в почве, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твердой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, способствующей дыханию корней, и требующей сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям конкретного растения.

Примечание: питательный раствор является слабо агрессивной средой, поэтому все компоненты установок, непосредственно контактирующие с питательным раствором или его парами (естесственное испарение) должны быть изготовлены из стойких к нему материалов.

Принято разделять группы гидропонных систем на активные и пассивные. Из их названий логически понятно что пассивными являются системы, не использующие какое-либо механическое воздействие на питательный раствор для транспортировки его к корням. Раствор в таких системах движется за счет капиллярных сил воды. В активных системах для транспорта питательного раствора используются насосы, помпы, аэраторы, ультразвуковые пьезокерамические элементы и т.д.

История

Первым в истории человечества удачным опытом выращивания растений без почвы считаются легендарные сады Семирамиды в древнем Вавилоне – одно из семи чудес света, построенное при вавилонском царе Навуходоносоре во II веке до н. э. (605–562). Это была уникальная конструкция из наслаивающихся друг на друга материалов и разветвленной сети водопровода, обеспечивающего снабжение растений в садах водой.

Еще один пример использования питательного раствора для выращивания растений – плавучие сады ацтеков в Центральной Америке. Кочевые племена индейцев, вытесненные воинственными соседями с плодородных земель, применили на берегах мексиканского озера Теночитлан оригинальный способ выращивания растений. Из длинных стеблей тростника были изготовлены плоты, а на них уложен ил со дна озера. Эти плоты назывались чампас. Таким образом, индейцы выращивали обильные урожаи, позволившие племени не знать ни голода, ни нужды. В плавучих садах прекрасно росли не только овощи, но и фруктовые деревья.

Годом рождения современного растениеводства без естественной почвы считается 1860-й. Именно в этом году Вильгельм Кноп (1817–1901), профессор агрохимии и руководитель сельскохозяйственной опытной станции Лейпциг-Меккерн, совместно с профессором ботаники Боннского университета Юлиусом Заксом (1832–1897) впервые приготовили растворы солей, при помощи которых можно было выращивать зеленые растения без почвы.

Долгое время «вегетационные сосуды», наполненные питательным раствором, были неотъемлемым атрибутом научно-исследовательских лабораторий.

Первое масштабное использование водных культур для производства продуктов питания история приписывает американскому фитофизиологу профессору Уильяму Ф. Герикке, доценту Калифорнийского университета. Впервые о своих опытах он сообщил в 1929 году. Успешность его работ нашла подтверждение на практике во времена Второй мировой войны. Американские войска, находясь на бесплодных скалистых островах, выращивали овощи в гидропонных бассейнах, созданных в голой скале с помощью взрывчатых веществ. Уильяму Герикке принадлежит и термин «гидропоника».

Читать еще:  Полезные лайфхаки для выживания в чрезвычайной ситуации

Сады Семирамиды. Мартин ван Хемскерк, гравюра

Параллельно с американскими учеными над проблемой выращивания растений без почвы трудились и многие европейские специалисты. Наиболее крупная гидропонная установка была создана в советском институте плодоводства под руководством профессора Д.Н.Прянишникова. Опыты нашли практическое применение уже в 1937 году. Во время одной из полярных экспедиций овощи для питания получали именно таким способом.

Не отставали от своих российских и американских коллег венгерские и польские ученые. В 1932–1933 годах ими были созданы установки в Карпатах и южнее Львова. Польскими установками руководил профессор В. Пиотровский, а венгерскими – профессор Пауль Решлер. Оба предприятия были расположены в горной местности, и там выращивали ранние овощи и декоративные растения.

В 1938 году в местечке Штейнхейм, в Вестфалии (Германия), профессор Херниг создал гидропонную установку, которая успешно действует по сегодняшний день.

Сейчас гидропоника – одно из успешно развивающихся направлений растениеводства. Крупные установки для производства овощей используют в США, Японии, Германии, Швейцарии, Дании, Норвегии, России и других странах мира. [3]

Зоны и слои корня

1 – зона деления, 2 – зона растяжения (роста)

3 – зона корневых волосков (всасывания),

4 – зона ветвления, 5 –кончик корня

6 – корневой чехлик, 7 – меристема

8 – флоэма, 9 – ксилема, 10 – кора

11- эпидермис, 12 – корневые волоски

Основные типы гидропонных систем

Хочу представить вашему вниманию информацию о гидропонике и основных типах установок для выращивания растений данным методом. Писал статью не я и предоставляю ее как есть.

В обычном саду, растения посаженные в почву, получают питательные вещества из земли. В гидропонике же, обогащенный питательными веществами раствор, доставляется напрямую к корням.

В некоторых гидропонных системах вместо почвы используется нейтральный промежуточный наполнитель, такие как, минеральная вата, керамзит, перлит, вермикулит и т.д. Подобные наполнители умеют удерживать жидкость благодаря своей структуре, позволяя таким образом растениям поглощать питательный раствор более длительное время.

В некоторых гидропонных системах, например, системах с питательным слоем (N.F.T.), не используются никакие промежуточных слоев, а корни растений находятся в подвешенном состоянии в установке.

Система с фитилем (Wick system)

Система с фитилем

Система с фитилем (Рис. 1) – самый простой тип гидропонной системы. Система пассивна, это означает, что в ней нет движущихся частей. Питательный раствор из резервуара подается к растению при помощи фитилей. В такой системе можно использовать разнообразные виды наполнителей. Наиболее популярны прослойки из перлита, вермикулита, смеси Pro-Mix или кокосового волокна.

Самый большой недостаток этой системы – то, что большие и влаголюбивые растения нуждаются в большем количестве питательного раствора, но не могут получить его в полной мере при помощи фитиля. Такие растения могут испытывать серьезные проблемы с питанием и даже погибнуть. В таком случае нужно вовремя обнаружить проблему и перевести на другую систему питания.

Система водной культуры (Water Culture)

Система водной культуры

Система водная культура (Рис. 2) – самая простая из всех активных гидропонных систем.

Поддерживающая растения платформа, обычно изготавливается из пенопласта и плавает прямо по поверхности питательного раствора. Воздушный насос с помощью пузырьков насыщает раствор кислородом, который растение поглощает с помощью корней в достаточном количестве.

Читать еще:  Как сделать водородную свечу из подручных материалов

Водная культура – это альтернативный способ выращивания салатов, а так же быстрорастущих влаголюбивых растений. Не многие растения хорошо растут в таком типе систем. Такой тип гидропонных систем хорошо подходит для получение начальных навыков гидропоники и популярен среди учителей биологии.

Такая система может быть изготовлена самостоятельно из старого аквариума или другого водонепроницаемого резервуара. Самый большой недостаток систем этого типа – это то, что они не подходят для больших и долголетних растений.

Техника питательного слоя (N.F.T.)

Техника питательного слоя

Именно с этой системой у большинства людей и ассоциируется само понятие гидропоники. В N.F.T.- системах (Рис. 3) поток питательного раствора постоянен, либо включается автоматически через короткие промежутки времени.

Питательный раствор выталкивается к поддону с растениями (обычно в форме трубы либо короба) помпой или насосом , протекает по корням растений, а затем стекает обратно в резервуар.

В данном случае обычно не используется никакого промежуточного наполнителя, кроме воздуха, что помогает экономить на смене наполнителя после сбора урожая. Как правило, растение содержится в небольшом пластиковом стаканчике, а корни касаются питательного раствора.

N.F.T.- системы восприимчивы к отключениям электроэнергии, а также поломкам насоса.

Работа таких систем основана на временном притоке питательного раствора в сосуд или поддон с растениями, а затем оттоке его обратно в резервуар. Метод также называют «Методом притока и оттока». Многие системы, имеющиеся в продаже, имеют именно такой принцип работы.

Работа системы периодического затопления (Рис. 4) осуществляется с помощью погруженного в воду насоса, соединённого с датчиком времени. Когда таймер приводит в действие насос, питательный раствор выталкивается в сосуд с растениями. Когда таймер выключает насос, раствор самотеком стекает обратно в резервуар.

Таймер настраивается на включение несколько раз в день, в зависимости от вида растений, температуры и влажности и типа используемого промежуточного слоя.

Система периодического затопления (EBB & Flow)

Система периодического затопления

Работа таких систем основана на временном притоке питательного раствора в сосуд или поддон с растениями, а затем оттоке его обратно в резервуар. Метод также называют «Методом притока и оттока». Многие системы, имеющиеся в продаже, имеют именно такой принцип работы.

Работа системы периодического затопления (Рис. 4) осуществляется с помощью погруженного в воду насоса, соединённого с датчиком времени. Когда таймер приводит в действие насос, питательный раствор выталкивается в сосуд с растениями. Когда таймер выключает насос, раствор самотеком стекает обратно в резервуар.

Таймер настраивается на включение несколько раз в день, в зависимости от вида растений, температуры и влажности и типа используемого промежуточного слоя.

Система капельного полива (Drip System)

Система капельного полива

Система капельного полива (Рис. 5) – очень гибкая система, которая может быть использована с самыми разными прослойками-наполнителями. Поддон для растений может быть заполнен камнями, гравием, гранулированным базальтом и другими наполнителями.

Многие предпочитают использовать отдельные горшки, заполненные каким-либо наполнителем. Это облегчает перестановку растений, добавление и извлечение их из системы.

Главный недостаток этой системы состоит в том, что при использовании некоторых наполнителей (гравий, керамзит, перлит) система становится чувствительна к отключению электроэнергии и неполадкам насоса или таймера. Могут засориться шланги подачи раствора.

Читать еще:  6 способов выжить при встрече с агрессивным медведем

Корни могут быстро высохнуть, если прервать цикличность водоснабжения. Эту проблему можно частично решить при использовании наполнителей, впитывающих воду (керамзит, вермикулит, кокосовое волокно или специальные смеси, например Pro-mix или Faffard).

Аэропоника (Aeroponics)

Аэропонная система (Рис. 6), возможно, наиболее технологичный тип гидропонного садоводства. Как и в N.F.T.- системе под промежуточным слоем наполнителя находится воздух. Свисающие корни, увлажняются питательным раствором при помощи специальных форсунок-распылителей.

Распыление раствора обычно происходит через каждые несколько минут. Так как корни находятся в воздушном пространстве, они могут быстро высохнуть в случае прерывания процесса увлажнения.

Как и в других гидропонных системах, снабжение раствором контролирует таймер, только аэропонные системы имеют частые циклы подкачки, происходящей каждые две минуты.

Знаете ли вы?
Знаете ли вы, что большая часть растений на 90% состоит из воды? Это неотъемлемый компонент фотосинтеза, необходимый для нормальной жизнедеятельности клетки, и это среда, в которой питательные вещества перемещаются по всему растению. Вода необходима растениям в разных количествах, в зависимости от этапов роста. Большой куст огурцов, во время созревания урожая, может потреблять до 4,5 литров воды в день! (Большая часть потреблённой растением влаги испаряется). В гидропонике, вода с растворёнными в ней питательными веществами применяется в качестве «ванн» или «душа», периодически орошающих сосуд с растениями или распыляемых прямо на корни.

При выращивании растений традиционными методами корни растений находятся в почве. Они поддерживают растения и самостоятельно ищут питательные вещества и воду. В гидропонике вместо почвы часто используется слой-наполнитель. Корни растений, выращиваемых таким способом, не нуждаются в тяжёлой работе по поиску веществ и влаги, так как с питательным раствором они получают всё необходимое.

Идеальные наполнители химически нейтральны (не влияющие на кислотно-щелочное равновесие), имеют пористую структуру и способны быстро осушаться. Многие материалы используются в качестве гидропонных наполнителей: вермикулит, древесные опилки, песок, торфяниковый мох и более современные: минеральная вата, перлит и керамзит. Популярны на сегодняшний день: перлит, минеральная вата и керамзит.

Перлит

Перлит получают из вулканической породы путём нагревания до очень высоких температур. Порода взрывается как попкорн, образуя пористый белый субстрат, используемый в гидропонике. Перлит можно использовать россыпью, в горшках или упакованным в тонкие пластиковые пакеты, называемые «мешки роста», потому что растения выращивают прямо в этих мешках.
Растения в таких мешках выращивают с использованием капельной системы орошения. Одного мешка хватает на 3-4 урожая долгорастущих растений.

Минеральная вата

Минеральная вата изготавливается из базальтовой породы. Она тоже нагревается до высокой температуры, но затем расщепляется на волокна, напоминающие изоляционный материал. Эти волокна фасуются в форме кубических или квадратных пластин для гидропоники.
Вата, расфасованная в форме кубов, обычно используется для разведения растений, а пластины применяются так же как «мешки роста» с перлитом. Растение высаживается в форму, там и растёт. Корни растения прорастают сквозь нижнюю часть пластины. Одной пластины из минеральной ваты обычно хватает на 3-4 долгорастущих растения.

Керамзит

Многие садоводы, любители гидропоники, используют керамзит в качестве наполнителя. Керамзит имеет нейтральный кислотно-щелочной баланс и превосходную пористость. Керамзит в горшках часто используется в системах Периодического затопления в качестве наполнителя.

Теперь вы имеете некоторое представление о том, что такое гидропонная система.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector