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
Беспочвенные
мифы
Потребление питательных веществ
Все элементы корневого питания растения усваивают только в форме ионов. Они поглощают их либо из почвы, либо из смеси водорастворимых удобрений.
Выращивание в почве
На содержание и доступность в почве макро- и микроэлементов (азота, калия, фосфора, магния, железа и др.) влияет температура воздуха и почвы, количество солнечной энергии и влаги, рН среды. Природные условия очень изменчивы: температура воздуха и давление «скачут» в течение суток, солнце нередко закрывают тучи, дожди идут или не идут несколько дней. Все это влияет на доступность питательных веществ для растений, вызывая дефицит одного или нескольких элементов питания. Это снижает урожайность культур и качество продукции. Чтобы ускорить рост растений и обеспечить урожайность, люди стали применять минеральные или органические удобрения.
Выращивание на гидропонике
Микроклимат внутри вертикальной фермы стабилен и растения усваивают питание в необходимых им количествах. «Мы не ускоряем рост растений, а создаем условия, в которых они могут полноценно развиваться, не испытывая недостатка или избытка питательных веществ и стресса от перемен в окружающей среде. Все это позволяет получать более вкусные и ранние урожаи», — рассказала специалист iFarm по питанию растений Наталья Смирнова. В лабораториях iFarm подбираются сбалансированное питание для всех культур, выращиваемых на вертикальных фермах. Макро- и микроэлементы — одни и те же, разница лишь в способе их «доставки» к корневой системе.
Источник
Гидропоника «для чайников» – что это такое и зачем оно дачнику
Добавление статьи в новую подборку
Гидропоника – это выращивание зеленных, овощных и декоративных культур без использования почвы. Несмотря на отсутствие грунта, растения получают необходимое количество питательных веществ, поэтому прекрасно себя чувствуют и хорошо развиваются.
Питание поступает к растениям из питательного раствора, обогащенного кислородом. Оно легко усваивается корневой системой, поэтому при таком способе выращивания культуры растут быстрее и дают часто большие урожаи, чем при традиционном способе разведения. Использовать гидропонный метод можно даже в обычной городской квартире.
Преимущества выращивания растений на гидропонике
Гидропонный метод выращивания обладает большим количеством достоинств:
- процесс выращивания является более чистым, т.к. не используется земля;
- питательные вещества поступают непосредственно к корням, поэтому у растения нет необходимости наращивать мощную корневую систему – оно все свои силы тратит на развитие надземной части и благодаря этому растет быстрее и дает большие урожаи;
- выращивание в помещении помогает избежать такой проблемы, как повреждение растений насекомыми-вредителями;
- можно не волноваться за неподходящие погодные условия: дождь, изнуряющая жара, палящее солнце не навредят растениям и не испортят урожай, как это происходит при выращивании в открытом грунте;
- гидропонный метод позволяет экономить воду и питательные вещества, т.к. они расходуются практически полностью: все поглощается растениями, а не уходит в грунт.
Типы гидропонных систем
Существует шесть основных типов гидропонных систем.
1. Фитильная система
Фитильная система относится к пассивным системам гидропоники. Она работает без насоса – питательный раствор из бака поднимается в корневую зону по фитилю за счет капиллярных сил. Нижний край фитиля, сделанного из хлопковой или синтетической ткани, опущен в питательный раствор.
Система максимально простая, однако не подходит для выращивания быстрорастущих и крупных растений.
2. Система капельного орошения
Система капельного орошения также довольно проста в использовании. Суть ее в следующем: насос, подключенный к таймеру, подает к каждому растению по шлангам нужное количество питательного раствора. Сами растения высажены в специальный субстрат (кокосовое волокно, минеральная вата, перлит, гравий). При таком способе выращивания велик риск появления корневых гнилей.
3. Аэропоника
Аэропоника – достаточно новый способ выращивания растений без почвы. Их корни в таких установках находятся в воздухе и орошаются питательным раствором при помощи распылителя. Вода при этом разбивается на мельчайшие капли и становится похожей на туман.
Аэропоника – технология довольно дорогая, но очень эффективная: растения очень быстро растут, дают богатые урожаи. Однако любое отключение электричества может привести к их гибели.
4. Система питательного слоя (NTF)
При таком способе выращивания контейнеры с растениями устанавливаются под небольшим углом в специальную емкость. В нее помпой закачивается питательный раствор. Он омывает корни растений, а затем возвращается обратно в резервуар.
5. Система периодического затопления
Суть данного способа выращивания заключается в периодическом затоплении и осушении околокорневой зоны растений. Питательный раствор из резервуара подается к горшкам при помощи насоса по таймеру. Через некоторое время жидкость сливается обратно в резервуар.
Так же, как и в предыдущих двух способах, при таком способе успех выращивания зависит от электричества. Любое отключение электроэнергии сразу отразится на растениях.
6. Система глубоководных культур (система глубинного потока)
Горшки с растениями устанавливаются в крышку резервуара, наполненного питательным раствором. При помощи компрессора он постоянно обогащается кислородом. Корни растений погружаются в резервуар и постоянно получают достаточное количество питания и кислорода.
Этот способ чаще других используется для выращивания быстрорастущих и крупноразмерных культур.
Оборудование для гидропоники
Прежде чем приступить к выращиванию растений гидропонным методом, необходимо приобрести минимальный набор оборудования. В зависимости от типа гидропонной системы оно будет несколько отличаться. Остановимся на наиболее распространенной – системе глубоководных культур. Благодаря простоте и надежности новичкам рекомендуется приступать к выращиванию на гидропонике именно с этого способа.
Самое необходимое оборудование для гидропоники:
- Емкость для питательного раствора – в ней хранится вода с разведенными в ней питательными веществами. Рекомендуется приобретать емкость из непрозрачного материала (тогда вода будет дольше оставаться чистой и не зацветет) с плоской крышкой. Минимальный объем – 3 л. Однако чем он больше, тем стабильнее будет pH питательного раствора, поэтому оптимальными считаются емкости объемом 30-50 л.
- Горшки для растений – чтобы питательный раствор беспрепятственно проникал к корням растений, нужно брать емкости с отверстиями, например индивидуальные горшочки для рассады. Если таких нет, можно использовать любой пластиковый горшок, однако нужно проделать в нем отверстия диаметром не менее 8 мм.
- Субстрат – в качестве субстратов используют керамзит, минеральную вату, кокосовое волокно, гравий, крупнозернистый песок и другие легкие рыхлые материалы. Крупные растения дополнительно крепят при помощи растяжек и подпорок, т.к. небольшое количество субстрата не может удержать их в вертикальном положении.
- Насос – нужен для циркуляции питательной жидкости. Для удобства пользования настраивается при помощи таймера. Насосы приобретают в специализированных магазинах, однако можно использовать и двухканальные насосы для аквариумов.
- Компрессор – необходим для обогащения питательного раствора кислородом.
- Камни – их кладут в резервуар с раствором. Пузырьки воздуха, ударяясь о камни, распадаются на мелкие части и благодаря этому лучше насыщают жидкость кислородом.
Питательные растворы для гидропоники
В продаже имеются специальные растворы для гидропонных систем, где все необходимые элементы находятся в правильном соотношении. Обычно питательные растворы содержат:
Пока у вас нет опыта выращивания, рекомендуется приобретение готового питательного раствора. В дальнейшем приготовить его вы сможете самостоятельно, учитывая потребности выращиваемых культур.
Какие растения можно выращивать на гидропонике
Перечень растений, которые можно вырастить на гидропонике, велик. Перечислим основные культуры, которые дают хорошие урожаи при таком способе разведения:
- зелень (укроп, петрушка, базилик, кинза, салат, мята и др.),
- лук,
- огурцы,
- перец,
- томаты,
- баклажаны,
- земляника садовая,
- бобовые и др.
Хорошо растут на гидропонике и многие цветочные культуры.
А вот культуры, образующие клубни и корнеплоды (картофель, свекла, морковь и др.), методом гидропоники выращивать не рекомендуется, т.к. при неправильном поливе их корневая система начинает гнить.
Технология выращивания растений гидропонным методом
А теперь расскажем о технологии выращивания на гидропонике.
Проращивание семян
Вначале нужно прорастить семена. Это можно сделать в специальном субстрате, в почве или на воде. Второй способ используется реже, т.к. перед пересадкой растения в гидропонную установку придется тщательно промыть корневую систему, чтобы избавиться от грунта.
Когда появятся первые настоящие листики, растение можно пересаживать на постоянное место.
Пересадка рассады на постоянное место
Предварительно наполните емкость для выращивания водой и проверьте работу насоса и компрессора.
Питательные вещества рекомендуется добавлять в раствор только через 5-7 дней. Причем делать это лучше постепенно, в несколько этапов: вначале концентрация раствора должна быть около 33%, затем – 66%, и только потом – 100%. Вводить удобрения в раствор прекращают за 3-4 недели до сбора урожая.
Каждый саженец поместите в отдельный горшок, заполненный выбранным вами субстратом. Если у сеянца длинные корни, то протяните их через отверстия в днище горшка.
Дальнейший уход за растениями
В дальнейшем регулярно следите за процессом выращивания:
- проверяйте уровень pH раствора: он должен быть около 6,0;
- контролируйте температуру и влажность окружающей среды – эти характеристики должны соответствовать требованиям выращиваемой культуры;
- обеспечьте необходимое растениям освещение;
- постоянно проверяйте уровень раствора в резервуаре и по мере необходимости доливайте жидкость;
- вовремя собирайте подросший урожай.
Гидропоника для многих все еще является чем-то пугающе неизвестным. Однако благодаря своим достоинствам такой способ выращивания становится все более популярным не только среди специалистов, но и среди обычных людей. Присоединяйтесь!
Источник