Растения выращиваемые без почвы

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

Домашняя гидропоника для всех — современные технологии в нашем доме

Гидропоника — это способ выращивания растений без почвы, как правило, на питательных растворах. Чаще всего на гидропонике растения выращивают в оранжереях, но с каждым днем гидропоника все прочнее входит в нашу жизнь. И вот хозяйки уже вовсю выращивают на гидропонике зелень к столу и комнатные растения.

Что такое гидропоника?

Фактически, это просто выращивание растений БЕЗ ГРУНТА. При гидропонном способе выращивание растение получает все необходимое питание из специального раствора.

Различают три основных гидропонных метода выращивания растений:

• водная культура — собственно гидропоника;
• субстратная культура — гидрокультура;
• воздушная культура — аэропоника.

Покупные системы для домашней гидропоники могут быть пластиковыми или металлическими. Очень хорошо, если такие системы снабжены фитолампами.

Преимущества домашней гидропоники

1. Это современно, технологично и доступно каждому!
2. Можно выращивать практически любые растения.
3. Существуют автоматизированные системы циркуляции раствора (можно и самому собрать в домашних условиях), которые сводят трудозатраты на полив и подкормки на минимум.
4. Растение при выращивании гидропонным методом получает нужные ему вещества в необходимых количествах, поэтому растет здоровым и намного быстрее, чем в почве.
5. Растения в гидропонике можно оставить на длительный срок вообще без ухода (отъезд, отпуск, длинные выходные, ковикулы).
6. При гидропонном способе выращивания не бывает почвенных вредителей!

Минусы домашней гидропоники

1. Растения могут повреждаться клещом.
2. Крупные комнатные культуры быстро перерастают, выделенные под них емкости.

Покупные системы для гидропоники

В продаже довольно большое количество готовых систем для гидропоники. Как правило, это пластиковый корпус, насос, фитолампа. Некоторые системы идут для чистой гидропонике (на основе водного раствора), некоторые со специальным субстратом (сменным).

Как самому сделать простейшую гидропонную систему

Самая простая гидропонная система — это лук в стакане с водой. Все так делают).

Простая система домашней гидропоники

Можно чуть сложнее: возьмите пластмассовый горшок для комнатных растений (можно взять любую другую емкость, главное инертную и желательно, не пропускающую свет, например двухлитровой пакет с соком, положенный набок, отлично может сыграть роль гидропонной емкости).

Питательный раствор для гидропоники

Для питательного раствора подойдет обычная питьевая вода. Конечно, профессионалы, которые выращивают в оранжереях огромные гектары гидропонных культур с этим не согласятся. Они скажут, что вода должна быть очищенной, без хлора, без патогенов и т.д. Но для домашнего выращивания сойдет и обычная вода, пропущенная через фильтр, НО, если вы хотите ВСЕ ПО ПРАВИЛАМ, то развлекайтесь! Покупайте дистиллированную воду, очищайте свою, заряжайте у Кашпировского (ой, что-то занесло. )

Для того, чтобы из обычной воды получился питательный раствор, в нее надо добавить удобрение. Чтобы нам не ломать голову и не делать сложные сборы из различных удобрений, специалисты создали специализированные удобрения для гидропонике, например,

Plagron Hydro A B – высококонцентрированная подкормка на минеральной основе, которая содержит все необходимые микроэлементы в форме хелатов (DTPA). Можно использовать с любыми типами нейтральных субстратов. Добавляйте не более чем по 1.6 мл каждого состава на 1 л воды.

Hesi — наличие нормального количества питательных элементов, происходит из за большой концентрации хелатов. Состав микроэлементов: калий 25%, азот 30%, фосфор 14%, витамины, аминокислоты, ферменты и растительный сахар.

⁣GHE Flora Series — это оригинальная трехкомпонентная система удобрений. Содержит все основные и вспомогательные микроэлементы, необходимые для сбалансированного питания растений, что способствует увеличению урожая и повышению его качества. Обеспечивает растение азотом, фосфором, калием и вторичными элементами.

Гидропонную систему можно собрать самому

⁣Как правильно выращивать растения в гидропонике?

ВАЖНО! Для обеспечения корневой системы кислородом в питательный раствор погружают только часть корней. Корневую шейку гидропонного растения закрепляют с помощью ваты, поролона (есть специальные нейтральные субстраты, которые можно приобрести) на крышке горшка.

1/3 корней находилась в питательном растворе, а 2/3 корней — в воздушном пространстве (между раствором и крышкой горшка).

Какие комнатные растения можно выращивать на гидропонике?

Неприхотливые растения с крупными корнями — это хлорофитумы, многие ароидные, плющи, аспарагусы, эпипремнум. Для гидропонной культуры лучше взять небольшой экземпляр.

Как пересадить растение из грунта в гидропонику?

1.За сутки обильно полейте растение водой.

2. Отделите землю от корней ПОД ВОДОЙ и тщательно промойте корни.

3. Аккуратно поместите корни растения во внутренний горшок, стараясь их не повредить, часть корней просуньте в дырки в горшке (наверняка видели горшочки с салатом в продуктовых магазинах!? Так вот это и есть внутренний горшочек для гидропоники, вам нужно тоже что-то в этом роде) и опустите в раствор, на треть. Поначалу используют разведенный (1:10) питательный раствор.

4. Через неделю-две доведите концентрацию раствора до рекомендуемой на упаковке.

Прозрачные декоративные вазы для гидропоники

В фитодизайне растения часто помещаются в прозрачный стеклянный сосуд, заполненный питательным раствором (в некоторых случаях — подкрашенным специальным красителем). НО, это НЕ ДОГОВЕЧНЫЙ вариант: лишенные дыхания корни, начинают гнить. Таким способом легко проращивать семена и большинство луковичных растений. Такой метод подойдет для получения кратковременного декоративного эффекта.

Готовые покупные гидросистемы

Существует несколько видов гидросистем, предназначенных для выращивания комнатных растений на гидропонике. Современные системы обычно состоят из двух горшков.

Готовая домашняя система для гидропоники. В таких обычно выращивают невысокие травы для кухни: петрушку, базилик, укроп.

Субстрат — инертное вещество которое, в отличие от почвы, не поставляет растениям никаких питательных веществ — все жизнеобеспечение поступает из раствора.

ЭТО ИНТЕРЕСНО! Кактусы в гидропонике!

Любители кактусов в полной мере смогут оценить преимущества гидропоники. В водной культуре хорошо растут многие колонновидные и шаровидные цереусовые кактусы, различные опунциевые кактусы, облиственные перескиевые, эпифитные кактусы и им подобные.

Источник