Процесс выращивания растений как называется

Гидропоника

Содержание:

Термин «гидропонная культура» обозначает растение, выращенное без почвогрунтов или почв, с использованием специальных питательных растворов. На сегодняшний день существует более 500 рецептов подобных растворов.

История

Первым в истории человечества удачным опытом выращивания растений без почвы считаются легендарные сады Семирамиды в древнем Вавилоне – одно из семи чудес света, построенное при вавилонском царе Навуходоносоре во II веке до н. э. (605–562). Это была уникальная конструкция из наслаивающихся друг на друга материалов и разветвленной сети водопровода, обеспечивающего снабжение растений в садах водой.

Еще один пример использования питательного раствора для выращивания растений – плавучие сады ацтеков в Центральной Америке. Кочевые племена индейцев, вытесненные воинственными соседями с плодородных земель, применили на берегах мексиканского озера Теночитлан оригинальный способ выращивания растений. Из длинных стеблей тростника были изготовлены плоты, а на них уложен ил со дна озера. Эти плоты назывались чампас. Таким образом, индейцы выращивали обильные урожаи, позволившие племени не знать ни голода, ни нужды. В плавучих садах прекрасно росли не только овощи, но и фруктовые деревья.

Годом рождения современного растениеводства без естественной почвы считается 1860-й. Именно в этом году Вильгельм Кноп (1817–1901), профессор агрохимии и руководитель сельскохозяйственной опытной станции Лейпциг-Меккерн, совместно с профессором ботаники Боннского университета Юлиусом Заксом (1832–1897) впервые приготовили растворы солей, при помощи которых можно было выращивать зеленые растения без почвы.

Долгое время «вегетационные сосуды», наполненные питательным раствором, были неотъемлемым атрибутом научно-исследовательских лабораторий.

Первое масштабное использование водных культур для производства продуктов питания история приписывает американскому фитофизиологу профессору Уильяму Ф. Герикке, доценту Калифорнийского университета. Впервые о своих опытах он сообщил в 1929 году. Успешность его работ нашла подтверждение на практике во времена Второй мировой войны. Американские войска, находясь на бесплодных скалистых островах, выращивали овощи в гидропонных бассейнах, созданных в голой скале с помощью взрывчатых веществ. Уильяму Герикке принадлежит и термин «гидропоника».

Параллельно с американскими учеными над проблемой выращивания растений без почвы трудились и многие европейские специалисты. Наиболее крупная гидропонная установка была создана в советском институте плодоводства под руководством профессора Д.Н.Прянишникова. Опыты нашли практическое применение уже в 1937 году. Во время одной из полярных экспедиций овощи для питания получали именно таким способом.

Не отставали от своих российских и американских коллег венгерские и польские ученые. В 1932–1933 годах ими были созданы установки в Карпатах и южнее Львова. Польскими установками руководил профессор В. Пиотровский, а венгерскими – профессор Пауль Решлер. Оба предприятия были расположены в горной местности, и там выращивали ранние овощи и декоративные растения.

В 1938 году в местечке Штейнхейм, в Вестфалии (Германия), профессор Херниг создал гидропонную установку, которая успешно действует по сегодняшний день.

Сейчас гидропоника – одно из успешно развивающихся направлений растениеводства. Крупные установки для производства овощей используют в США, Японии, Германии, Швейцарии, Дании, Норвегии, России и других странах мира.

Биохимические принципы гидропоники

Растения получают углерод и кислород из воздуха, остальные элементы – из почвы, а в случае применения гидропоники – из питательного раствора.

Питательные элементы – это азот, фосфор, калий, кальций, железо и многие другие, в том числе, микроэлементы. Они необходимы растениям и не могут быть заменены ничем другим. Питательные вещества – это соединения, содержащие эти элементы. Известно, что в почве питательные элементы содержатся в четырех формах:

1. прочно фиксированные почвой и недоступные для растений;
2. труднорастворимые неорганические соли;
3. адсорбированные на поверхности коллоидов и доступные для растений благодаря ионному обмену;
4. растворенные в воде и легко доступные для растений.

За поглощение питательных элементов из почвы или питательного раствора отвечает корневая система. Основной зоной поглощения питательных веществ является зона растяжения (роста) и зона корневых волосков. Она же снабжает необходимыми веществами и надземные корни растений.

Подсчитано, что на 1 мм 2 корневой поверхности развивается от 200 до 400 корневых волосков, что позволяет корневой поверхности увеличиваться в сотни раз. Корневые волоски обладают повышенной способностью к поглощению.

В меристематической зоне (меристема – это ткань, из которой образуются остальные виды тканей корня) отсутствует дифференцированная сосудистая система. При этом флоэма дифференцируется раньше, и только выше по длине корня наблюдается образование ксилемы. Именно по ней и передвигается вода с растворенными питательными веществами. Основная масса ионов, поглощенных меристемой, используется именно в этих клетках. Некоторое количество ионов, особенно Ca 2+ , поступает из этой зоны в надземные органы растений. Поглощенные в зоне растяжения и в зоне корневых волосков ионы транспортируются как вверх, так и вниз по корню. Выше зоны корневых волосков расположена зона ветвления корня. Здесь поверхность покрывается прочным пробковым слоем и в поглощении питательных веществ участия практически не принимает.

Различные зоны корня отвечают за поглощение различных минеральных элементов. Установлено, что Ca 2+ поступает в апикальные зоны, K + , NH + ₄, фосфаты адсорбируются всей поверхностью корневой системы.

Методы и системы выращивания гидропонных культур

Методы гидропоники

Сегодня применяют следующие методы выращивания гидропонных культур:

Агрегатопоника

Искусственные субстраты после нескольких лет использования засоряются корневыми выделениями и корневыми остатками, в них развивается галловая нематода. Поэтому применение твердых заменителей почвы осложняется значительными затратами на их заготовку, доставку, перенос в теплицы, а после определенного срока эксплуатации – стерилизацию, промывание и регенерацию.

Водная культура

Хемопоника

Ионитопоника

Аэропоника

Растворы для гидропоники

Информацию о зарегистрированных удобрениях для гидропоники можно найти в разделе Минеральные удобрения, нажав фильтр «Гидропоника»

Субстраты для гидропоники

При выращивании растений без почвы используют различные субстраты. Чаще всего это местные материалы. В любом случае субстрат должен отвечать следующим требованиям:

1. Не содержать ядовитых веществ и быть химически нейтральным или инертным к питательному раствору, иначе будут изменяться физико-химические свойства питательного раствора, что отрицательно скажется на развитии растений.В частности, субстрат не должен содержать карбоната кальция (CaCO₃). Данное соединение способствует повышению щелочной реакции питательного раствора и вызывает осаждение фосфатов.
2. Иметь достаточную водоудерживающую способность и хорошую аэрацию. Эти свойства зависят от размера частиц. Чем больше частицы, тем меньше водоудерживающая способность и выше пористость. Например, измельченный вермикулит, перлит и керамзит хорошо удерживают воду, а гравий и гранитный щебень – плохо.
3. Субстрат должен обладать достаточной прочностью. Вермикулит, керамзит, перлит не отвечают данному требованию и со временем крошатся. Это ухудшает аэрацию корневой системы и экономически невыгодно, поскольку подобные субстраты требуют частой замены – не реже одного раза в три-четыре года.

При выборе необходимо учитывать, что при длительной эксплуатации субстраты подвергаются физико-химическим изменениям под действием не только питательного раствора, но и корневых выделений и различных микроорганизмов.

Субстратом для гидропоники могут служить гранитный щебень, измельченный керамзит, вспученный вермикулит, перлит, каменноугольный шлак, полихлорвиниловый субстрат. Иногда применяют органические субстраты: мох, древесные опилки, торф. Каждый из вышеперечисленных материалов имеет свои достоинства и недостатки.

В связи с этим был разработан материал, наиболее соответствующий требованиям к субстратам гидропоники, – гродан (минеральная вата). Также в качестве субстрата иногда используют высокомолекулярные синтетические соединения: вспененный полистирол, полиуретан, термопластические полимеры, синтетические пенистые смолы.

Питательные растворы

На сегодняшний день разработано более 500 рецептов питательных растворов, довольно сильно отличающихся по составу и соотношению питательных ионов. Такое разнообразие объясняется тем, что питание растений зависит от биологических особенностей и внешних факторов. Это, прежде всего, температурный и световой режимы. Кроме того, содержание и соотношение питательных элементов в растворе должно изменяться в зависимости от времени года. Летом увеличивают количество азота, а зимой – магния, калия и фосфора. Содержание и соотношение питательных элементов меняют в зависимости от фазы роста растения, поскольку потребность в минеральных элементах непостоянна на протяжении всего вегетационного периода.

При всем разнообразии питательные растворы отвечают определенным требованиям:

1. В состав сбалансированного питательного раствора входят все необходимые растениям элементы минерального питания, включая кобальт и йод.
2. Соотношение питательных элементов в растворе должно обеспечивать нормальный рост и развитие растений, а также их высокую продуктивность. Сумма шести основных ионов (N, PO₄, SO-, К, Ca и Mg) в рецептуре питательных растворов колеблется в очень широких пределах – от 3 до 178 мг-экв/лраствора. Соотношение элементов в питательной смеси оказывает большое влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Более того, изменяя условия минерального питания, можно управлять формированием структуры растений.
3. Концентрация раствора может колебаться от 1 до 3 г/л. Встречаются растворы и с более высокой концентрацией. Следует принимать во внимание, что концентрация раствора не должна превышать критического значения, при котором осмотическое давление раствора становится равно или выше осмотического давления клеточного сока. Осмотическое давление раствора должно быть намного ниже, чем у клеточного сока, иначе растения прекратят поглощать воду и питательные элементы.
4. Решающим показателем пригодности питательного раствора считается его оптимальная кислотность pH. Она должна поддерживаться на определенном уровне на протяжении всего вегетационного периода. Каждая культура требует определенной оптимальной реакции среды. Большинство растений хорошо растут и развиваются при рН 5,5–6,5. Например, на гравийном субстрате томаты лучше всего развиваются при оптимальной реакции рН 5,0–5,8, а огурцы – при рН 6,2–6,4.

Способы подачи питательного раствора

Многообразие способов подачи питательного раствора сводится к двум типам: поверхностному увлажнению и подтоплению.

Поверхностное увлажнение

Способ подтопления

Преимущества гидропоники

Гидропонные технологии в значительной степени облегчают процесс выращивания растений. Это происходит за счет возможности автоматизировать все этапы ухода за растениями: минеральные Подкормка – способ применения удобрений. Проводятся в течение вегетационного периода. Предназначены для усиления питания растений в период максимального потребления питательных элементов.

Подробнее при переходе по ссылке

«>подкормки, температурный и световой режимы.

Преимущество гидропоники заключается в возможности формирования необходимых параметров ионного состава растительной продукции за счет программирования состава минерального питания. Полученные растения отличаются высокими темпами роста, быстрее вступают в фазу цветения и плодоношения. Их продукция более ценна в биологическом отношении, поскольку содержит повышенную концентрацию витаминов, сахаров и органических кислот. Человек имеет возможность регулировать содержание нитратов в получаемой продукции, понижая его до минимальных значений. При гидропонном выращивании растений урожаи гораздо выше, чем при выращивании в почве.

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