Искусственная почва для растений

Искусственная почва. Питание растений

В предыдущей статье мы выяснили, что растению кроме воды нужны еще и некоторые вещества для питания. В опыте посадили семена и получили первые всходы. Сегодня мы попробуем выяснить, что же все таки нужно растению для его полноценного питания. Проведем очередной опыт используя простую древесную золу. Питание растений довольно сложный процесс, но поняв эти принцыпы можно вырастить все что угодно. Приступим.

О пользе золы для растений люди знали уже много веков назад. Когда-то большая часть древней Руси была покрыта лесами (само слово «древность» происходит от старославянского «древо» — дерево). В те времена крестьяне выкорчевывали участок леса, стволы и сучья сжигали, а золу запахивали в землю. Следовательно, они не только отвоевывали у леса участок под пашню, но и удобряли его. А когда через несколько лет почва истощалась, выжигали новый участок.

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Попробуем и мы добавить немного золы в наши горшки с песком.

Проходит день за днем, и в горшках, куда мы внесли немного золы, не только фасоль, но и пшеница и даже мак весело зеленеют и разворачивают новые листочки. Но через некоторое время растения начинают желтеть и в конце концов засыхают. Оказывается, не все соли золы растворяются в воде. А главное, в золе нет азота — одного из важнейших элементов минерального питания. Он улетучивается при сжигании.

Ученые много поработали, прежде чем вырастили растения без почвы от всходов до созревания (или, как говорят, «от семени до семени»).

Прежде всего ученым следовало установить, какие соли и в каком количестве нужны растениям. Впервые это выяснил немецкий агрохимик Кноп около ста лет назад. Пытаясь вырастить пшеницу на воде, он добавлял к ней то одну, то другую соль, то различные смеси солей. После долгих поисков и неудач он наконец нашел рецепт первой искусственной почвы.

Этот раствор содержит все необходимые растениям питательные элементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу и железо. Поэтому высаженные на него проростки пшеницы дали нормальные растения, которые заколосились и принесли полноценное, зрелое зерно.

В честь создателя раствор был назван питательной смесью Кнопа. Этот раствор К. А. Тимирязев использовал для показа водной культуры растений на Нижегородской ярмарке.

Источник

Цион — искусcтвенная почва

История создания ионитной почвы

Создателя искусственной почвы на основе ионитов (Бионы) зовут Владимир Сергеевич Солдатов.

1965 — кандидат химических наук
1970 — доктор химических наук
1972 — профессор
1977 — Член корреспондент
1984 — Академик национальной академии наук Белоруссии

В копилке научных достижений Владимира Сергеевича Солдатова 66 патентов и авторских свидетельств, в том числе и Свидетельство № 211935 на «Способ получения ионообменных субстратов для выращивания растений» выдано 16 октября 1965 года. Владимиру Солдатову тогда было 28 лет.

Солдатов: «Жизнь в 50 конце 50 годов сразу в одночасье резко изменилась, когда был запущен первый спутник. Это 1957 год, я был на четвертом курсе химфака. Я помню, что все буквально бредили космическими исследованиями. А когда я был в аспирантуре, в 61 году, в космос полетел Гагарин. Ну и все, кто был склонен к научной работе, хотели заниматься чем-то, связанным с космосом. Я был, конечно, не исключением».

А годом ранее, в рамках программы колонизации Марса, которой руководил академик Королев, институт Солдатова получил специальное задание.

Солдатов: «Это задание было не очень приятным — разработка систем утилизации отходов жизнедеятельности человеческого организма для небольшого коллектива в космосе. Так, чтобы можно было продукты жизнедеятельности превратить в питательные растворы для растений, а растения выращенные на этом растворе предположительно использовать в пищу. Таким образом должен быть создан небольшой замкнутый экологический цикл».

Но ничего не получилось. Создать систему, которая могла бы надежно работать в космосе было технически невозможно.

Вы можете купить ЦИОН в нашем интернет-магазине

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Солдатов: «Ее между прочим не удалось сделать и до сих пор. Средств для решения этой программы тогда не было. Много чего не было. Но тем не менее, Королев был человеком дальновидным и решительным, и он все равно эту программу начал. За космическое растениеводство тогда боролось несколько школ. Причем очень известные московские и питерские ученые. Твердо говорили, что нужно приспособить гидропонику для этого дела».

Гидропоника теоретически — прекрасный, экономный вариант выращивания растений в космосе. Достаточно взять примерно 10 литров раствора и гонять его по замкнутой системе, время от времени добавляя питательные вещества.

Солдатов: «Дело в том, что чтобы эти 10 кг раствора поддерживать в нужном состоянии нам нужны: весы — сразу проблема в космосе, измерители объемов, микронасосы, которые будут качать. Сами растворы перенасыщенные, они образуют небольшое количество осадков. То есть нам нужна целая серия приборов вокруг растений. Если это аэропоника, то возникает вопрос: как вы морковку закрепите? Как это пространство разделить?
Тем не менее эти исследования были «в фаворе», потому что это были местные идеи. А мы были так, немножко сбоку. Существовала заинтересованность в том, чтобы продвигать традиционные методы, различные варианты гидропоники.
Я говорю: «Ну, что, а у нас это будет корыто с Бионой и никаких измерительных приборов не надо». Мы подумали, что, наверное, лучше и проще сделать искусственную почву на основе ионитов, а я как раз занимался ионитами».

Владимир Солдатов занимается ионитами всю жизнь. Из 650 его научных работ ионитам посвящены практически все.
1971 год — Премия Ленинского комсомола за цикл работ по термодинамике ионообменных процессов
1980 год — Государственная премия Белорусской СССР за разработку теоретических принципов и технологий получения искусственной ионитной почвы, как универсальной среды для корневого питания растений.

Солдатов: «Ионитами называются твердые вещества, которые могут поглощать очень большие количества элементов питания растений. Эти элементы химически связаны с телом этих твердых веществ. Они могут быть выделены, но выделены не просто так, а в обмен на какие-то другие вещества.
Растение выделяет в окружающую среду свои метаболиты. Основные из этих метаболитов — это заряженные частицы. Когда ион водорода выделяется из растения, он достигает поверхности ионита и может заместить ион калия. Калий выделится из ионита и может быть поглощен корнем растения. В итоге мы получаем, что в ион водорода приходит на место иона калия в ионит, а ион калия на место иона водорода в растение и может быть им усвоен.
Мы попробовали сделать ионитную почву и она получилась. Получилась, надо сказать, с первой попытки».

Но настоящее испытание началось через два года. Группу Солдатова включили в засекреченную космическую программу М.А.В.Р.

Солдатов: «Уже в 1967 году был заложен большой эксперимент, очень хорошо продуманные эксперимент, который назывался НЛК (Наземный Лабораторный Корпус). Это имитация кабины космического корабля, весом во много тонн. Мы стали одними из соисполнителей программы М.А.В.Р. Это программа долгосрочного исследования Марса и Венеры. Такая интересная программа, по которой и Марс, и Венеру планировали исследовать одним ходом. Наше участие заключалось в том, чтобы сделать большое количество ионитной почвы достаточное для питания растений. Чуть больше тонны».

Из дневников участников эксперимента:
«Наша жизненная площадь 12 квадратных метров. Половину ее занимает оборудование. Экспериментаторы следят за нами с помощью телевизионных камер. Мы все время находимся под наблюдением».

22 января начался второй период эксперимента. Исследовалась проблема взаимного влияния человека и высших растений. В этом периоде к гермокамере была пристыкована оранжерея.

Солдатов: «Дело в том, что сначала соорудили оранжерею, но ее не подключили. Почти два месяца она стояла не подключенная к отсеку гермокамеры».

Из дневников участников эксперимента:
«И все равно невозможно объяснить, что означает для нас оранжерея. Насколько психологически это важно — видеть зелень, дотрагиваться до нее, знать, что она здесь растет».

Солдатов: «В этой оранжерее росли высокопродуктивные зеленные культуры с коротким вегетационным периодом. Это салат, укроп, огуречная трава и кресс салат. Их урожайность была на первый взгляд не очень высокой. От двух до четырех килограмм на квадратный метр за вегетацию. Но дело в том, что вегетация была очень короткая. 15 дней света и 15 дней полной темноты — это имитация лунного дня и ночи. Исследователи получали в среднем по 150 грамм зеленых растений в день».

Общая площадь посевов была 7,5 кв. метров. Всего за время имитации полетов сняли 10 урожаев. То есть примерно 20 кг зелени в месяц на 7,5 метрах. 10 раз в год без солнечного света.
Но продолжения исследований ионитной почвы не последовало. 21 июля 1969 года человек впервые ступил на поверхность Луны. И этот человек был американцем. Началась лунная гонка. Программу М.А.В.Р. свернули. Ионитный субстрат оказался невостребованным. О разработке, конечно, узнали журналисты, появились статьи. Первыми заинтересовались растениеводы-любители. Просили прислать образцы, но присылать было нечего. Изготавливали Биону в лабораторных условиях и в лабораторных количествах.

Солдатов: «В конечном итоге было освоено производство этих материалов на нескольких предприятиях в Советском Союзе, но широкого применения все-таки не нашло».

Потом не стало Советского Союза и о Бионе забыли.

Но в лаборатории Владимира Сергеевича Солдатова в Институте Физико-органической химии Академии наук Республики Беларусь работа над ионитными почвами не прекращалась никогда.

Информация о основоположнике Академике Владимире Сергеевиче Солдатове, технологии ионитопоники и истории создания ионитных субстратов показана в документальном фильме МАВР (испытания искусственной почвы при моделировании полета на Марс).

Купить ионитные субстраты ЦИОН/ ZION можно в нашем интернет-магазине. Перейти в каталог товаров.

Источник

Можно ли и как именно создать искусственную почву, ее плюсы и минусы

Проблемой многих дачных участков является низкая плодородность грунта. Поэтому огородники задаются вопросом – можно ли создать питательную искусственную почву. Чтобы растения полноценно росли и развивались, полученная смесь должна быть питательной, водо- и воздухопроницаемой. Для решения проблемы можно использовать разные методы, проявляющие как отрицательные, так и положительные качества.

Особенности

Искусственная почва востребована при выращивании сельскохозяйственных культур, как в открытом, так и в закрытом грунте, ее применяют в случае обогащения бедных земель. Продукт представляет собой смесь инертных материалов и органики (чаще всего смешивают торф, песок, опилки, гравий, органические и минеральные удобрения).

Примечательно, что можно создавать составы, оптимально подходящие для выращивания конкретных типов растительных культур. Уход за искусственным грунтом несложен, его комфортно использовать при организации грядок в виде компактных ящиков, расставленных по участку.

Плюсы и минусы

Как и любой материал, искусственная почва проявляет достоинства и недостатки. Преимущества смеси:

• возможность точного регулирования состава элементов;
• повышение урожайности выращиваемых растительных культур;
• не требуется дополнительно вносить удобрения в почву;
• сокращение расходов на пестициды, дезинфекцию теплиц;
• благодаря рыхлой структуре создаются водо- и воздухопроницаемость;
• повышение производительности труда.

К недостаткам можно отнести необходимость приобретения отдельных материалов (не всегда на участке есть в наличии опилки или торф, сыпучий песок). Поэтому целесообразно ограниченный объем смешанных веществ использовать для заполнения отдельных ящиков или контейнеров.

Как создать искусственную почву

Плодородность естественных почв определяется количеством гумуса, качеством структуры. Для искусственного создания питательной смеси применяют несколько способов:

• малоплодородный грунт обогащают органическими питательными добавками (торф, биогумус), минеральными удобрениями. Это популярный способ, не требующий особых усилий и затрат. Минус метода – сложность изменения структуры, отсутствие биопроизводительности обогащенной почвы;
• метод, повышающий качество земли, – обогащение почвы комплексами, содержащими черноземосоздающие организмы (черви, микроорганизмы). Плюс способа – в результате жизнедеятельности микроорганизмов меняется структура земли, повышается количество гумуса. Но нужно признать, что процесс это небыстрый;
• оптимальный вариант – создание многокомпонентной смеси, содержащей малоплодородный грунт, навоз/помет, торф, минеральные добавки, песок. Чтобы получить структурированную почву, в заводских условиях добавляют сорбирующие элементы и перемешивают смесь в специальных устройствах.

В дачных условиях или на огороде самый простой способ получить искусственную почву для оформления небольших грядок – смешать сыпучий песок и торфяной мох/опилки. Для этих целей используют опилки различных пород древесины. Естественно, чтобы повысить питательность, нужно обогащать смесь минеральными добавками или органикой.

Источник