История гидропоники
Считается, что беспочвенные методы культивирования растений – детище современных технологий. Да, действительно, это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое… До нашего времени не сохранилось одно из семи чудес света (как, впрочем, и остальные, кроме – пирамид) – висячие сады, построенные Навуходоносором для своей жены, Семирамиды. Эти цветущие сады являлись чудом не только потому, что находились в раскалённой пустыне и поражали своими размерами…
По очень немногочисленным свидетельствам очевидцев, дошедших до нашего времени, можно заключить – для содержания растений использовались, выражаясь современным языком, примитивные гидропонные системы активного типа. В качестве субстрата использовалась смесь земли и камней, этакая гидрокультура …описания рецепта приготовления питательного раствора – не сохранилось, к сожалению.
Но, даже в то далёкое время, беспочвенные методы не являлись абсолютным новшеством… В древнешумерском «Эпосе о Гильгамеше», каковой считается одним из первых письменных источников, дошедших до нашего времени, — есть упоминания о подобных системах. Конечно с натяжкой, но – их можно назвать гидропонными Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем, на многие столетия, в изучении питания растений наступила пауза. Пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить – чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200фунтов (1 фунт – 453, 6 гр.) тщательно просеянной и высушенной почвы. И посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы — уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28, 35 гр.). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя, для уровня науки того времени – это простительно…хорошо уже то, что он поднял вопрос питания. Эдме Мариотт (1620 – 1684) и Марчелло Мальпиги (1628 – 1694) установили, что вещества поглощаемые в качестве пищи изменяются химически до того, как будут использованы для строительства тканей растения. Стефан Хэйлс (1677 – 1761) и его эксперименты показали, что воздух также играет важную роль в росте растений. Профессор медицины Джон Вудворд (1665 – 1828), видимо, был первым, кто осуществил и описал выращивание, наиболее близкое к определению — гидропоника. В 1699 году он вырастил перечную мяту. Экспериментировал с дождевой водой и водой из Темзы, к которой ещё и примешивал некоторое количество земли. Он определял вес опытных растений при посадке и затем при уборке их из сосудов. Вудворд сделал правильный вывод: «Растения образуются не из воды, а из какого-то почвенного материала». Поставившим точку в спорах и назвавшим вещи своими именами был немецкий агрохимик Юстус фон Либих (1803-1873). Он утвердил следующее: «Растительные организмы, или, следовательно, органические соединения, являются средством питания и поддержания жизни людей и животных. Источником питания растений, напротив, является неорганическая природа». Так была создана основа нашей современной агрохимии, и направление ее дальнейшего развития было указано в заявлении Либиха: «сейчас, когда выяснены условия, необходимые для того, чтобы почва была плодородной и способной поддерживать жизнь растений, вероятно, никто не захочет отрицать, что дальнейшего прогресса в сельском хозяйстве можно ожидать только от химии».
Только в XIX веке, прежде всего благодаря трудам Либиха, удалось устранить ошибочные представления о питании растений. Впервые довести растение из семян до цветения и новых семян на искусственном растворе удалось двум немецким ботаникам Ф. Кнопу и Ю. Заксу в 1856 г. Это позволило выяснить, какие именно химические элементы нужны растениям. С тех пор раствор Кнопа занял почетное место в гидропонных культурах.
Изначально полагали, что беспочвенные методы выращивания растений – исключительно прерогатива опытных лабораторий, интерес это сможет вызывать только у учёных – в качестве занимательного способа.
Использование водных культур для производства продуктов питания теснейшим образом связано с именем американского фитофизиолога проф. Уильяма Ф. Герикке, доцента Калифорнийского университета в Беркли, проводившего обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория «гидропоники«, или водных культур (по ана- логии с «геопоникой» — греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.
Метод Геррике блестяще выдержал проверку, когда потребовалось обеспечить свежими овощами отдельные американские воинские подразделения, находящиеся в период второй мировой войны на совершенно бесплодных скалистых островах. В гидропонных бассейнах Геррике, часть которых была создана в голой скале с помощью взрывчатых веществ, непрерывно и в изобилии выращивали превосходные во всех отношениях овощи. В сообщения послевоенной прессы в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений большей частью фигурирует лишь проф. Геррике.
Однако нельзя не отметить, что к тому времени, когда Геррике проводил свои опыты, в Европе уже действовали подобные установки. Вероятно, наиболее крупная из них была создана в советском институте плодоводства по инициативе «русского Либиха» — проф. Д.Н. Прянишникова. Результаты работ этой значительной научной установки были практически реализованы советской полярной экспедицией уже в 1937 г. С 1936 года методом гидропоники начали выращивать овощные и цветочные растения в оранжереях у нас в стране.
Если у меня верная информация, первый НИИ, работающий с беспочвенными методами, был образован в Минске. Метод аэропоники был разработан именно там. В Киевском ботаническом саду испытывались первые Советские установки, и весьма успешно.
Вообще, честно говоря, мир многим из того, что касается растениеводства – обязан советским исследователям. Хм, не только (и – не столько) говорю о, к примеру, Мичурине, — множество интересных фактов можно привести…по этому поводу. Скажем, — нашумевший, в своё время гидрогель… Его работа основана, на способности некоторых полимеров впитывать, а потом – отдавать жидкость. Это была разработка советских секретных лабораторий, конца пятидесятых годов. Что-то связанное с космонавтикой – для возможности сходить космонавту в туалет…хм, — не снимая скафандра. Это было тайной за семью печатями… До тех пор, пока на Западе не узнали (как? – это уже другой вопрос…). И вот, в конце 80-ых, наше же открытие стало возвращаться к нам…в виде памперсов и прокладок…произведённых в Европе. В середине тридцатых годов вывели морозоустойчивый и крупноплодный сорт киви – вывели его в Киевском ботаническом саду, методом селекции – из актинидии китайской. Всё дело в том, что – сорт киви, покупаемый вами на рынке или в ларьке овощном, носит название – киви КИЕВСКИЙ. А вы посмотрите на страну-производителя…Нонсенс. Подобных примеров можно привести немаленькое количество…Но – вернёмся к нашим баранам.
В мире всё идёт к тому, что за гидропоникой (гидрокультурой) , на фоне всеобщего полуголодного существования (в глобальном смысле) – будущее, и – весьма перспективное. Есть несколько компаний, в России, которые уже долгое время находятся на этом специализированном рынке. С прекрасными разработками и – не только промышленных систем. Они осуществляют полный спектр услуг: от консультативной поддержки – до производства целых агрокомплексов. Впрочем, полюбопытствуйте сами: ООО « Тепличные технологии» и ЗАО « Объединённые технологии Лтд».
Источник
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