Что такое Гидропоника: история и описание метода
Гидропоникой в современном мире никого не удивить. Огромное количество сельских хозяйств используют гидропонные комплексы для выращивания различных продуктов питания. На прилавках питания можно увидеть шпинат, томаты, перцы, клубнику и укроп, которые выращены беспочвенным способом. Но мало кто знает, как именно происходит выращивание растений этим методом. В данной статье мы расскажем о том, что такое гидропоника.
Краткий экскурс в историю гидропоники
История гидропоники берет свои корни еще с древнего мира. Предполагается, что знаменитые Висячие Сады, которые были построены по приказу Древнего Вавилонского правителя Навуходоносора II для своей жены, использовали базовые принципы гидропоники. Растения в этом саду росли из воды, что очень похоже на современные гидропонные фермы.
Само слово гидропоника появилось в Древней Греции и состоит из двух частей: ponos – труд и hydor – вода.
В дословном переводе с Древнегреческого языка, это слово означает «работающая вода». Первым описал процесс питания растений философ из Древней Греции по имени Аристотель. Аристотель по результатам своих наблюдений пришел к выводу, что растения обогащаются конечными органическими соединениями.
Аристотель оставался единственным человеком который пытался объяснить принципы питания растений вплоть до 17 века нашей эры. В 17 веке изучением процесса питания культур занялся знаменитый голландский ученый Иоганн Ван Гельмонт. Проводя эксперименты, он хотел понять, каким образом растения получают питательные элементы и как происходит их рост.
На протяжении следующих нескольких веком схожими изучениями занимались другие ученые: Эдме Мариот, Стефан Хэйлс, Джон Вудворд и Марчелло Мальпиги. Благодаря их наблюдениям стало ясно, что для роста культур важную роль играет кислород, а для производства своих клеток они используют химические вещества.
Подхватил эстафету в желании разгадать тайны растений немецкий ботаник и агрохимик Юстус фон Либих, живщий в 19 веке. Он первый вывел определение, что в питании растения используют вещества неорганической природы. Последователями Либиха, немцы Ю. Закс и Ф. Кноп впервые в истории вырастили из семян растения, используя питательный раствор.
Благодаря их исследованиям стало ясно, какие именно химические элементы растения используют для своего роста и развития. Питательный раствор Кнопа используется и по сей день.
Новый свет не отставал от старого в работе по изучению питания растений. В начале ХХ века Американский ученый по имени Уильям Герикке стал основателем теории гидропоники. Он без труда выращивал овощи в специальных емкостях, которые были заполнены питательным раствором.
Во времена советского союза, примерно в одно и тоже время с американским ученым Генрикке, советские ученые Прянишников и Тимирязев выращивали растения в химических растворах. Таким образом, гидропоника пришла в Россию и прижилась у нас.
Результатом работы многих ученых и проведения сотен экспериментов позволило нам видеть гидропонику в том виде, в котором она существует сейчас.
Как выглядит современная гидропоника: описание процесса
Современная гидропоника сильно отличается от той, что была открыта несколько веков назад. Но принципы, заложенные учеными, используются и по сей день. Огромные гидропонные фермы автоматизированы и способны производить тонны продуктов и овощей.
Выращивание растений в беспочвенной среде происходит следующим образом. Первоначально перед выращиванием семена проходят подготовки. Их подвергают барботированию (обогащению кислородом) и взращиванию в закрытых мини-теплицах. После подготовки семена укладываются в емкости, заполненные питательным раствором. В зависимости от вида выращиваемой культуры составляется соответствующий раствор, ведь каждому виду растению необходимы индивидуальные пропорции химических элементов.
Семена в таких растворах быстро идут в рост. Для благоприятного протекания процесса устанавливается соответствующая температура и влажность воздуха. Почти все растения комфортно чувствуют себя при температуре от 20 до 25 градусов Цельсия. Подходящая влажность – 65-70 процентов.
Так как корни растений находятся в водной среде, они не могут сами себя поддерживать, поэтому ростки фиксируются. Корневая система при этом развивается слабо, ведь опорная функция полностью отпадает. Нет нужды в развитии больших и крепких корней, свободные силы растения пускают на развитие стебля, листвы и плодов.
Наличие правильного освещения – важный фактор для быстрого роста растения. В закрытых гидропонных фермах применяются лампы дневного света, чтобы удовлетворять потребность растений в освещении. Если правильно подобрать длину световых волн для конкретного вида культуры, процесс фотосинтеза будет протекать куда быстрее, и, следовательно, рост самого растения ускорится. Некоторые растения предпочитают синий спектр, другие же лучше растут при красном освещении.
Видео о том, что такое гидропоника.
Положительные и отрицательные стороны гидропоники
Рассмотрим плюсы беспочвенного выращивания.
- Быстрый рост и продуктивность. Находящиеся в беспочвенной среде растения растут быстрее своих собратьев, корни которых находятся в почве. Гидропонные культуры характерны большим количеством крупных плодов, которые также быстро набирают массу. Такие плоды отличаются от обычных повышенным содержанием витаминов и минералов, которые так нужны нашему организму.
- Возможность полного визуального осмотра. Часто случается, что растения начинают болеть с корней. Находящиеся в земле корни нельзя осмотреть, а вот корни, находящиеся в питательном растворе, доступны для осмотра. Пораженные участки корневой системы можно вовремя извлечь, тем самым спасти растение и урожай.
- Значительная экономия воды. Водные ресурсы не безграничны. Особенно это заметно в настоящее время, когда так много грунтовых вод загрязняются крупными фабриками и заводами. Экономия воды в беспочвенном методе происходит за счет того, что вода постоянно находится в емкости с питательным раствором и полностью может использоваться растением. При оливе грунтовых растений, часть воды либо испаряется, либо уходит в грунт. Корни культур успевают поглотить лишь малую долю влаги от полива.
- Полный контроль роста. В питательный раствор попадают только те химические элементы, которые добавит сам человек. В почве такой роскоши себе позволить нельзя. Дождь или ветер могут занести нежелательные химикаты, которые способы навредить растению.
- Возможность получать урожай круглый год. Закрытые гидропонные системы позволяют получать свежие продукты питания в любую пору года. Комплексы пригодны даже в суровых климатических зонах, где никогда не бывает подходящих для роста растений условий. Северный полюс это или, жаркая пустыня – не важно, гидропонный комплекс применим везде.
Ознакомившись с преимуществами, пришла пора узнать о недостатках гидропоники.
- Высокое потребление электроэнергии. Для обеспечения высокого уровня автоматизации необходимы большие затраты электроэнергии. К тому же, много электричества нужно и для воссоздания всех необходимых условий роста. На одно только освещение уходят десятки киловатт, а увеличением размеров гидропонного комплекса увеличиваются и затраты на свет. Кроме освещения нужно позаботиться о водяных насосах, вентиляции, отоплении или охлаждении воздуха.
- Необходимость контроля питательного раствора. Если переборщить с какими-либо элементами, то полезный питательный раствор может превратиться в ванну с ядом. В считанные часы растения завянет, а вместе с ним погибнет и весь урожай. Процесс придется проводить заново.
- Низкая рациональность выращивания некоторых растений. Есть группы сельскохозяйственных культур, выращивать которые гидропонным методом весьма расточительно. Это многие злаковые культуры, корнеплоды. Речь идет не только о высоких затратах электроэнергии, воды и трудовых ресурсах, ключевым фактором здесь выступает время. Некоторые энтузиасты выращивают совсем диковинные для гидропоники растения, такие как ананасы. На процесс созревания плода понадобилось больше года, это целый год оплаты дополнительных расходов электричества и воды.
Область применения беспочвенного способа выращивания культур
Многие сельскохозяйственные культуры, ягоды и лекарственные растения можно выращивать в ваннах с питательной жидкостью.
Отлично чувствуют себя в питательном растворе помидоры и перцы. На больших и пышных кустах вырастает большое количество крупных и сочных плодов. По качеству такие плоды ничем не уступают плодам, выращенным в земле.
Салаты, капуста, укроп и петрушка также пригодны для беспочвенного выращивания. Очень быстро в питательном растворе растет богатый белками и углеводами шпинат.
Гидропоника открывает новые возможности для фармацевтики. Благодаря беспочвенному выращиванию можно получать много лекарственных растений, не уничтожая их в естественной среде. Многие лекарственные травы содержат большую часть полезных веществ в корнях. Гидропоника лучше любого метода выращивания позволяет заботиться о корнях. Кроме того, в корнях можно контролировать содержание полезных элементов. Если купить гидропонную систему для промышленного использования, получают урожаи зеленого корма до 100 тон за 15-20 дней!
В зимний период многие ягоды стоят в несколько раз дороже, чем летом. Это касается и клубники. Парниковый вариант этой ягоды стоит немалых денег, а при заморозке клубника теряет часть полезных свойств, становится водянистой, теряя при этом вкусовые качества.
Клубника, земляника и паслен куда лучше вырастают в питательном растворе. За ягодами легче ухаживать и собирать. Свежие ягоды пользуются большим спросом на рынке.
Многогранность гидропоники позволяет использовать во многих аспектах жизнедеятельности человека. Кроме выращивания продуктов питания для человека и лекарственных растений, беспочвенный способ применим для получения корма для скота.
Корм для скота получается путем проращивания злаковых или бобовых культур. После чего молодые побеги вместе с проросшим зерном идут на корм животных. Такой едой можно кормить коров, кур, свиней, уток, коней и других животных. Польза такого корма существенна: животные становятся более продуктивными, меньше болеют и быстрее растут.
Качество продукции, получаемой фермерами с содержания скота, резко возрастает. Возрастают удои, молоко становится более жирным и полезным. Яйца домашней птицы становятся крупнее и прочнее. Все мясные породы животных быстро набирают вес, а их мясо насыщается полезными веществами и витаминами.
Гидропоника и ее роль в развитии человечества
С каждым днем ресурсы земли истощаются стремительно растущим населением нашей планеты. С такими темпами роста, привычные нам способы получения продуктов питания будут не в состоянии прокормить всех людей. Поэтому разработка альтернативных способов получения пищи важна уже сейчас.
На помощь человечеству может прийти гидропоника. Передовой метод культивирования растений позволяет получать большое количество продуктов питания при малых затратах. К тому же, с одного квадратного метра гидропонной фермы можно собрать куда больше урожая, чем с одного кубометра поля. Это достигается за счет того, что растения растут в гидропонных комплексах в несколько ярусов.
Принципы, которые догидропоника для выращивания растений, считаются экологичными. По сравнению обработкой полей, беспочвенный метод выращивания культур не вредит атмосфере, грунтовым водам и не загрязняет почву тяжелыми солями. Экономический потенциал гидропоники довольно высок. Качественные и полезные продукты питания пользуются большим спросом на современном потребительском рынке. Гидропонные овощи и фрукты полезны для людей, они позволяют обогащать наш организм полезными витаминами и минералами.
Источник
Гидропоника: бытовые установки для выращивания цветов, зелени и овощей
Популярность гидропоники обуславливается рядом бесспорных преимуществ, по сравнению с почвенным выращиванием. Беспочвенная технология проста и доступна каждому, нужно лишь освоить несколько простых правил и приёмов.
Используя гидропонику, можно вырастить практически любое растение, трудозатраты при этом будут гораздо меньше, по сравнению с обычным (почвенным) методом. Выращиваемая гидропонным методом культура получает все необходимые ей микроэлементы, не затрачивая при этом силы и время на их поиск, именно поэтому такие растения быстрее растут, практически не болеют и дают высокие урожаи.
При гидропонном выращивании корневая система не страдает от недостатка влаги и от нехватки кислорода при переувлажнении. Используя данный метод, гораздо легче контролировать расход воды, отсутствует необходимость частого полива и подкормки — нужно просто периодически подливать в специальную ёмкость питательный раствор. При гидропонном выращивании культуры никогда не испытывают недостатка питательных веществ и не страдают от их передозировки. Если вы используете автоматизированные гидропонные установки, можно спокойно уехать даже на месяц, при этом не волнуясь, что грядки засохнут.
Используя метод гидропоники, вам не придётся вести борьбу с многочисленными почвенными вредителями и грибковыми заболеваниями, споры которых распространяются через поверхность земли. Помещения с гидропонными грядками достаточно просто содержать в чистоте, здесь никогда не появятся летающие над горшками мошки и прочие неприятные, сопутствующие почвенному выращиванию, факторы.
Сегодня на рынке сельскохозяйственных товаров представлено немало моделей бытовых гидропонных установок, подходящих для выращивания зелени, овощей, рассады и комнатных цветов. Такие конструкции могут быть различных типов, в зависимости от вида гидропонного выращивания — водная культура, субстратная культура или аэропоника. Более подробно об этом мы говорили в статье «Гидропоника. Основные методы и способы выращивания огородных культур дома».
Бытовые гидропонные установки
Купить установку для беспочвенного выращивания растений сегодня не сложно, сделать это можно или через интернет-магазин, или заказать в специализированных торговых точках вашего города. Однако следует отметить, что при покупке необходимо уделять особое внимание эффективности выбранной модели, простоте в использовании и соотношению цена-качество. Практика показывает, что наиболее эффективными и приемлемыми по цене на сегодняшний день являются следующие конструкции: гидропонный вегетационный модуль «Подсолнух», многоярусная установка для гидропонного выращивания «Гринфуд-3/150», а также простейшая конструкция для культивирования зелёного лука на подоконнике «Чудорост». Давайте подробно рассмотрим каждую из них.
«Чудорост»
Эта простейшая установка позволит вам выращивать зелёный лук на подоконнике круглый год. Конструкция отличается простотой в эксплуатации и достаточной эффективностью — перо длиной 30–40 см вырастает за две недели.
«Чудорост» представляет собой пластиковую ёмкость, на которую сверху надевается площадка для 18 луковиц среднего размера. В ёмкость наливается обычная вода (можно даже из водопровода), в которую с помощью специального устройства нагнетаются мелкие пузырьки воздуха. Попадая на водную поверхность, они лопаются, создавая тем самым эффект «водяной бани» в пространстве между водной поверхностью и корнями лука. Такие условия способствуют быстрому развитию корневой системы, за счёт чего и зелень растёт гораздо лучше.
Эта простая гидропонная установка позволяет выращивать два урожая зелёного лука за месяц. Стоимость данной конструкции доступна каждому — она колеблется в пределах от 600 до 700 рублей.
«Подсолнух»
Этот гидропонный вегетационный модуль предназначен для выращивания различных овощей (огурцы, помидоры, перец, баклажаны), зелени, всевозможных комнатных растений.
«Подсолнух» представляет собой металлический каркас длиной 1 м, шириной 0,7 м и высотой 2,3 м. Внизу конструкции располагается бак для питательного раствора ёмкостью 40 л, на который сверху надета растительная площадка с шестью вегетационными лотками. Вверху установлены светильники точечного типа с натриевыми лампами, высота светильников может меняться в зависимости от высоты выращиваемых культур. «Подсолнух» позволяет культивировать растения высотой до 1,5 м.
Гидропонная установка оснащена эффективным блоком управления, с помощью которого автоматизированы процессы подачи питательного раствора и освещения.
Учитывая небольшие габариты и вес в 35 кг этот вегетационный модуль можно устанавливать в любом удобном месте в квартире либо в доме.
«Гринфуд-3/150»
Даная усовершенствованная многоярусная бытовая гидропонная установка позволяет выращивать овощи, зелень, а также луковичные цветы (нарциссы, тюльпаны, гиацинты) не только для себя, но и на продажу.
«Гринфуд-3/150» представляет собой стеллаж из трёх ярусов, на которых расположены лотки для растений. Каждый ярус оснащён собственной системой освещения из люминесцентных ламп мощностью от 40 до 60 Вт. В самом низу, под первым ярусом располагается блок для выращивания рассады и бак для питательного раствора ёмкостью 80 л. Подача раствора и система включения/выключения освещения полностью автоматизированы.
«Гринфуд-3/150» можно разместить на площади менее двух квадратных метров в любом месте вашего дома или квартиры. Эта установка имеет достаточно компактные габариты: длина — 0,8 м, ширина — 0,75 м, высота — 2,2 м, вес — 120 кг.
Эта бытовая гидропонная установка стоит в два раза дороже «Подсолнуха». Однако эти финансовые вложения дадут возможность не только обеспечить овощами и зеленью свою семью, но и получить дополнительный источник дохода, который со временем может перерасти в прибыльный бизнес.
Подобные конструкции не каждому «по карману». Однако не стоит отчаиваться, народные умельцы уже придумали не один способ, как изготовить гидропонную установку своими руками, не затрачивая при этом много денег, времени и сил.
Установка для гидропоники своими руками
Работа различных гидропонных установок может различаться способом подачи питательных веществ, что, в свою очередь, зависит от того, какой метод гидропоники используется (водная, субстратная культура или аэропоника). Проще всего самостоятельно изготовить установку, работающую по принципу периодического затопления (субстратная культура).
Для этого нам понадобится:
Итак, имея 2–3 часа свободного времени, можно сконструировать универсальную гидропонную установку, подходящую для выращивания зелени, овощей и комнатных цветов.
Для этого в крышке ведра необходимо вырезать такое отверстие, в которое можно будет плотно вставить горшок. На дне горшка необходимо проделать отверстие для шланга с питательным раствором, а сбоку — для трубки перелива. Трубку перелива необходимо установить ниже края горшка на 3–4 см. Это необходимо для того, чтобы питательный раствор не переливался через край, так как насос (помпа) контролировать его уровень не может, а через переливную трубку излишки раствора будут стекать обратно в ведро.
Далее устанавливаем всё на свои места. Аквариумную помпу помещаем в ведро, которое будет выступать ёмкостью для питательного раствора, заливаем раствор. Горшок помещаем в отверстие в крышке и наполняем керамзитом. Перед высадкой растений лучше провести предварительные испытания.
Основной принцип действия этой простейшей гидропонной установки заключается в том, что насос периодически подаёт в горшок с растением питательный раствор. Управление помпой осуществляет таймер, с помощью которого можно установить следующий режим работы: 15 минут насос включён, то есть жидкость подаётся к корням, 30 минут — выключен, раствор стекает в ведро и корневая система дышит. Работа аквариумной помпы позволяет насыщать питательную жидкость кислородом, что благоприятно отражается на самочувствии растений.
Как уже подробно рассказывалось в статье «Огород на подоконнике. Выращиваем огурцы, помидоры и различные сорта перца» при культивировании растений осенью и зимой необходимо организовывать досвечивание грядок. Для дополнительного освещения вышеописанной гидропонной установки можно подключить второй таймер, который будет самостоятельно включать свет на 12–15 часов в сутки. Таким образом, потратив немного времени и денег, получаем эффективную гидропонную установку, в которой можно выращивать практически всё, кроме корнеплодов.
Приготовление питательного раствора
Готовый питательный раствор для гидропонного выращивания можно купить в специализированных торговых точках, а можно, немного сэкономив, приготовить его самостоятельно. В природных условиях растение получает необходимые вещества из почвы, а значит и питательную жидкость можно получить путем приготовления водяной вытяжки из обычной земли, а лучше компоста.
Для этого три-четыре килограмма готового компоста необходимо залить ведром горячей воды (70–80 С°) и оставить настаивать на протяжении 1–2 суток. После этого настой процеживают (жидкость получается коричневого цвета), а компост заливают ещё раз и настаивают. В готовый процеженный раствор необходимо добавить любое комплексное жидкое удобрение в пропорции 30–50 г на 10 л настоя. При таком рецепте приготовления концентрация питательного раствора будет составлять примерно 0,3–0,5 %, что вполне достаточно для нормального роста и плодоношения. Далее, по мере расходования питательной жидкости в нашей самодельной гидропонной установке, доливаем в ведро такой же раствор, но разведённый отстоянной водой примерно в 5 раз.
Из всего вышесказанного понятно, что заниматься гидропонным выращиванием под силу каждому, было бы желание. Если вы решили попробовать свои силы, то недостаточно просто вынуть растения из земли и поместить в гидропонную установку. Чтобы они не погибли, их необходимо к такому переселению правильно подготовить.
Как правильно перевести растения на гидропонику
Переводить на беспочвенное выращивание лучше молодые небольшие по размеру экземпляры, старые плохо приживаются или вовсе погибают. Перед пересадкой растение хорошо поливают либо помещают горшок в ёмкость с водой на час-полтора, после чего аккуратно вынимают культуру и тщательно промывают её корневую систему под струей воды температурой 18–20 С°.
После всех этих процедур растение помещают в гидропонную установку. Следует отметить, что использовать питательный раствор в первые две недели нельзя — вместо него в ёмкость наливают обычную отстоянную водопроводную воду. Через 12–14 дней воду заменяют слабо концентрированной жидкостью, концентрацию раствора увеличивают постепенно каждую неделю — сначала 1:10, затем 1:5, далее 1:2 и 1:1.
Если вы приобрели растения, выращенные на гидропонике, то при пересадке опасаться нечего. Единственное, на что следует обратить внимание в данном случае — это бережное отношение к корневой системе. Если корни большие и сильно перепутанные, лучше их немного обрезать, а уже после этого помещать в гидропонную установку.
Беспочвенное выращивание можно использовать для культивирования практически любых растений (кроме корнеплодов). Гидропоника замечательно подойдет для культур, которые положительно относятся к переувлажнению (огурцы, салат, различная зелень). Урожай этих растений, используя гидропонный метод, можно получить уже через 1,5–2 месяца после посадки. Более подробно об особенностях беспочвенного выращивания овощей, зелени, комнатных цветов и клубники мы поговорим в следующей статье.
Источник