Что такое гидропонный метод выращивания растений

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

10 советов гидропонисту-новичку

Гидропоника представляет собой методику взращивания растений, в процессе которого не используется почва, а требуемые для жизнедеятельности элементы поступают из водного раствора.

Ряд цветоводов продолжает скептически относиться к гидропонике, однако она уже длительное время крайне популярна в условиях домов, хоть и требует определённых расходов.

Метод базируется на идее о том, что для развития растений им необходимы кислород, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, вода, минералы и различные химические соединения. При этом, если корневая система получает требуемые для роста вещества из питательного раствора, то почва не является необходимой.

Метод гидропоники кажется сложным неискушенным заводчикам, в сравнении с традиционным выращиванием культур в горшках. Гидропонное растениеводство бывает очень разным и может иметь вид как масштабной компьютеризированной системы с датчиками, которые управляют всеми важными функциями и показателями, так и ведра с песком, в котором единственное растение поливается вручную. Большая же часть систем является средним вариантом между этими крайностями.

В статье приведены советы, которые позволят новичку в сфере успешно вырастить здоровые растения, применяя оборудование для гидропоники, например https://gidrabox.ru/.

№1 Выбор ассортимента растений

Универсальный гидропонный метод позволяет выращивать любые культуры. Однако есть ряд факторов, которые определяют возможность такого выращивания:

Отсутствие прохладной зимовки. При прочих равных обстоятельствах, почти все растения могут зимовать при температуре выше +15°C. Для остальных видов существует вероятность гниения корней.
Развитость корневой системы. Если корни сильно разрастаются, приходится часто заменять горшок, что неблагоприятно влияет на гомеостаз в системе.
Наличие клубней и корневищ — серьезная проблема. В этом случае существует немалая вероятность того, что корни сгниют.

Методика гидропонного выращивания отлично «ладит» с многолетними растениями. Наиболее востребованным овощем, получаемым таким образом в промышленных масштабах во всем мире, является томат. Также часто используются различные сорты салатного листа, пикантная капуста кольраби, зеленый лук, редис, лекарственная мелисса, огурцы, острый перец, мята, большинство кустовых ягод. К самым нетребовательным растениям относятся папоротники, суккуленты и хвощи, а также однолетние растения и цветы.

№2 Выбор места для установки оборудования

Для этого подойдёт небольшой участок земли, где возводят теплицу с прозрачным покрытием из силикатного или органического стекла, пленки или других полимеров. Удобно использовать готовое помещение промышленного или хозяйственного назначения: тёплый и сухой ангар, подоконник на балконе или мансарду.

№3 Выбор системы с подходящими характеристиками

К основным типам систем на основе гидропоники относятся:

интервальное затопление;
фитильная конструкция;
система для глубоководной классической культуры;
капельный постоянный полив;
нутриентный слой;
метод с огромным потенциалом — аэропоника;
а также множество модификаций указанных типов.

Выбор гидропонной системы определяется условиями, которые предполагается монтаж, а также число растений, которые планируется выращивать. Также учитывается затраченное время, необходимое для обслуживания системы. Урожайность не имеет прямой связи с типом гидропоники и в большей степени определяется другими внутренними и внешними факторами: влажностью, количеством света, «режимом дня» растения и его сортом.

№4 Выбор оборудования

Для работы можно использовать как growbox под ключ, так и самодельный гидрогоршок. Конструкция изготавливается из двух основных элементов – внешнего сосуда, пластмассового, керамического, металлического либо деревянного, и внутреннего сосуда, зачастую пластмассового. Повсюду на корпусе внутреннего контейнера имеются отверстия, предназначенные для снабжения корней питательными элементами и воздухом. К внешнему контейнеру предъявляются лишь два требования: удобство для обслуживания гидропоники и устойчивость. Оптимально, если он изготовлен из матового темного плотного материала, так как защита от солнца предотвращает цветение воды.

Гидропонные системы, устанавливаемые дома, обычно формируются из нескольких базовых элементов: сосуда, наполненного раствором нутриентов, компрессора, снабжённого установкой, подающей в раствор газовую смесь, и таймера, который управляет погружным насосом, осуществляющим орошение растения.

№5 Выбор субстрата

В напоминающей грунт среде располагается корневая система культуры. Оптимальным вариантом считается гравийная крошка, пористые материалы, вермикулит и смесь глубоковолокнистого торфа с крошкой из этого же субстрата.

Требования предъявляемые к качественному материалу:

сыпучесть;
высокая пропускная способность для воздуха;
гидрофильность;
химическая инертность по отношению к химическим соединениям в растворе;
слабая кислотность либо нейтральная рН.

Тип субстрата зависит от типа выбранной системы. Для глубоководной культуры, нутриентного слоя и аэропоники достаточно небольшого количества субстрата, который служит только для надежной фиксации тяжелого ствола. Капельный полив и фитильная система требуют заполнения наполнителем минимум двух третей контейнера.

Целевой характеристикой грунта, на которую нужно обращать наибольшее внимание, является способность к впитыванию и удержанию влаги. В гидропониках, не рассчитанных на полное погружение корней в грунт, при каждом завершении эпизода полива существует вероятность мгновенного высыхания субстрата. Для гидропоник, которые подразумевают частичное или полное погружение корневой системы в субстрат, эта проблема частично решается использованием наполнителя, сохраняющего много воды, например кокосового грунта, минеральной ваты и универсального вермикулита. Что касается глубоководной культуры, очевидно в этом случае риск подсыхания исключается, однако культура может не пережить остановку компрессора. Керамзит, гравий и перлит отличаются плохим впитыванием, поэтому применяются в сочетании с влагоёмкими наполнителями.

При условии правильного использования срок службы наполнителей из кварца и гранита составляет до 10 лет, из перлита и керамзита – 5-10 лет, из вермикулита – до 2-3 лет.

№6 Подготовка субстрата

Она имеет следующий вид:

Простерилизовать субстрат, поместив на 24 часа в концентрированную марганцовку.
Слить раствор и тщательно промыть наполнитель дистиллятом или кипяченой водой.
Субстрат из вулканических пород и шлаков очистить разведенной серной кислотой (1 к 10) и многократно промыть.
Увлажнять наполнитель питательным раствором на протяжении нескольких суток перед высадкой культуры.

№7 Выбор раствора нутриентов

Нужную жидкость для питания можно приготовить, разведя комплексные фабричные удобрения, придерживаясь инструкции на упаковке состава. До того как растение начнет давать плоды, жидкость должна быть вдвое меньше концентрированной, чем в норме. Это ликвидирует риск агрессивного химического воздействия раствора на молодые нежные корни. Питание можно подготовить и самостоятельно из природных удобрений, принимая в расчёт фазы развития.

Существует множество рецептов нутриентных комплексов, однако все они предназначены для конкретной группы растений. Понять, является ли раствор подходящим, можно спустя несколько дней, ориентируясь на темпы роста и развития культуры.

Летом абсолютная смена состава для питания производится ежемесячно, зимой – раз в 6-7 недель либо при помутнении, свидетельствующем о нарушении хрупкого баланса микроэлементов, фосфатов и других соединений. До замены состава грунт необходимо промыть водой. Важно контролировать кислотность раствора нутриентов, которая должна равняться 5,5-6,5. Кислотность среды следует контролировать раз в пару недель при помощи соответствующего теста. В случае изменения этого показателя растения утрачивают способность усваивать необходимые элементы.

№8 Выполняем рекомендации при пересадке растений из почвенной смеси на гидрокультуру

Порядок работ следующий:

Аккуратно, не повреждая корневую систему, достать цветок из горшка. Предварительно стоит обильно полить почву.
Опустить растение корнями в ёмкость с тёплой водой. Корни следует немного прополоскать, после чего отделить от земли.
Отрезать корешки и другие части растения, которые повредились или сгнили. Если их очень много, то растение следует перенести на несколько суток в горшок, наполненный тёплой водой с растворённым адсорбентом. Отлично себя зарекомендовал копеечный активированный уголь в количестве 10 таблеток на 1 литр воды.
Поместить в резервуар наполнитель и отметить показатель уровня воды. Корневую систему следует разместить в емкости и расправить, затем досыпать наполнитель до верха.
Уложить внутренний резервуар во внешний. Его требуется заполнить тёплой водой до указанного уровня жидкости, обозначенного специальным поплавком.

Цветок, пересаживаемый из почвы, желательно около пары недель подержать в чистой воде. Добавлять питательные вещества стоит после испарения первого объема, как только поплавок достигнет самой низкой отметки на шкале.

№9 Соблюдаем условия для развития щедрой плодоносящей культуры

Необходимо постоянно контролировать температурный режим, влажность и освещенность системы. Эти показатели отличаются, в зависимости от вида и периода развития растения – вегетации, цветения, появления и созревания плодов.

№10 Наблюдаем

Важно регулярно осматривать все части культуры и наполнитель, чтобы вовремя обнаружить проблемы с системой. Причиной возникновения сложностей могут стать как условия среды, так и изменения в составе раствора нутриентов. Важно убирать опавшие и отмершие части, чтобы не допустить загрязнения гидропоники. В случае возникновения симптомов заболевания культуры следует оперативно рассадить растения и провести экстренные меры.

Вне зависимости от того, где выращиваются растения – на инертном субстрате либо на почвенной смеси – важно не забывать об их базовых потребностях. Они нуждаются в качественном освещении, свежем воздухе, воде, тепле, определённой влажности воздуха, покое, подкормке, обрезке и иных уходовых мерах. Все растения индивидуальны, поэтому требуют особого обращения и ухода. Важно помнить, что, как и дефицит, любые излишества оказывают негативное воздействие. Не следует допускать чрезмерно низких или высоких температур, недостаточного или слишком обильного полива, дефицита или переизбытка солнечного излучения, неподходящих показателей влажности воздуха и подкормки, добавляемой не по инструкции.

Источник