Гидропоника
—Определение термина «гидропоника»:
Способ выращивания растений в воде, без почвы (название происходит от древнегреческих слов: вода и работа). Вместо почвы используется питательный раствор, в который погружены корни растений. Гидропоника позволяет регулировать условия в которых выращиваются растения. Такой способ выращивания различных растительных культур является эффективным для получения больших урожаев. Выращивание растений гидропонным способом менее трудоёмко и более экономно по отношению к использованию воды и питательных, чем в почвенной культуре.
Принцип работы всех гидропонных ферм един, различаются лишь его формы.
—История гидропоники и ключевые идеи:
Висячие сады Семирамиды — это первый образец такого выращивания, упоминания о которых остались в истории человечества.
Метод гидропоники основан на изучении корневой системы растения, а конкретно как происходит питание растения. Ученые работали десятки лет, чтобы понять, что же корень извлекает из почвы. Выяснить это удалось благодаря опытам выращивания растений в воде. В дистиллированной воде растворяли определенные питательные элементы (минеральные соли).
Растение выращивали на этом растворе в обыкновенной стеклянной банке. И эксперименты показали, что растение хорошо развивается, если в растворе есть калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Ученые выяснили что, если из раствора с питательными веществами исключить такие элементы как калий, рост растения останавливается. Оказывается, без кальция не может развиваться корневая система. Элементы железо и магний, необходимы растению для образования хлорофилла. Белки, необходимые для образования протоплазмы и ядра, не могут образоваться без серы и фосфора.
Долгое время ученные думали, что только эти элементы нужны для нормального развития растений. Но позже ученые выяснили, что растению также нужны очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами.
Примерно в одно и то же время в девятнадцатом веке российский ученый К. А. Тимирязев, а в Германии Ф. Кноп разрабатывали метод выращивания растений в водных растворах.
В 1936 г. В США Герикке испытал выращивание овощей в растворах, дав название этому методу гидропоника. В нашей же стране первые удачные опыты выращивания овощей на гидропонике были поставлены в 1938-1939 годах. Сперва растения на гидропонике выращивались исключительно в воде, без субстрата. Но при выращивании в воде снабжение корней кислородом оказалось низким, реакция раствора неустойчива, поэтому отдельные корни и растения погибали.
Поэтому выращивание растений в воде не нашло применения, и были разработаны другие методы гидропоники.
Корни растения разместили в относительно в инертном субстрате, который погружен в раствор необходимых питательных веществ.
В зависимости от того какой используется субстрат появились различные методы гидропоники:
Агрегатопоника - когда корни размещены в твердых инертных, неорганических субстратах – керамзите, щебне, песке, гравии и т.п.
Хемопоника - субстратом служат мох, опилки, верховой торф и другие малодоступные для питания растений органические материалы;
Ионитопоника - субстрат из ионообменных материалов;
Аэропоника - твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.
Фитильный метод. Относятся к системам пассивной гидропоники. В емкость с растением, заполненную субстратом, помещают фитиль. Другой его конец опущен в бак с питательным раствором. Под воздействием капиллярных сил растение снабжается всем необходимым. Это самый простой и малоэффективный метод. Подходит для выращивания маленьких растений, например, декоративных цветков в горшке.
Система глубоководных культур (метод плавающей платформы). При таком подходе корни растения всегда находятся в воде. Последнюю непрерывно обогащают кислородом и добавляют питательные вещества.
Система периодического затопления.
Корни растений погружены в субстрат, который периодически с помощью насосов затапливается питательным раствором. Под действием гравитации жидкость стекает на дно бака. В это время корни растения или пассивно, или под действием компрессора «дышат» кислородом. И так до следующего «прилива».
Техника питательного слоя. Корни растения помещают в трубу, в которую тонким слоем насос непрерывно подает питательный раствор. Обогащение жидкости кислородом происходит естественным путем.
Система капельного полива. К каждому растению в горшке с субстратом индивидуально подается питание через трубочку. Насос качает питательный раствор, а кислород растение получает естественным путем.
И так при выращивании гидропонным методом, корни растения не в почве, а субстрате, заменителе почвы, который не имеет питательного значения, грубо говоря, субстрат просто создает опору развитию корневой системы.
Кроме того, в гидропонике процесс поглощения питательных веществ происходит быстрее, а дополнительный кислород стимулирует более быстрое развитие корневой системы. Ведь растению не нужно тратить энергию на поиск питательных веществ, они легкодоступной форме подаются к корням растения. Потому растение использует сэкономленную энергию для развития и роста. Так же при выращивании на гидропонике, воды используется меньше. Что особенно важно при промышленном выращивании сельскохозяйственной продукции. Особенно для стран с недостатком пресной воды.
В итоге гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений - создавать режим питания для корневой системы, который полностью обеспечить потребности растений в питательных элементах. Используя технологию гидропоники в закрытых помещениях, мы также можем регулировать концентрацию углекислого газа в воздухе, благоприятную для фотосинтеза, регулировать влажность воздуха, температуру воздуха, а также продолжительность и интенсивность освещения.
Создание идеальных условий для роста растений обеспечивает получение максимальных урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки.
—Гидропоника в современности:
Израильская компания разработала необычную «конвейерную» систему, которая объединила в себе гидропонную и рыбоводческую фермы. Это так называемая аквапонная ферма, которая позволяет совместно выращивать растительную и рыбную продукцию.
Компания «Sundrop» построила в Австралии несколько гидропонных ферм. Их уникальностью является то, что вся инфраструктура сооружения работает полностью насолнечной энергии. С помощью последней даже опресняют морскую соленую воду для создания питательного раствора.
Гидропонная ферма в штате Иллинойс обеспечивает местное население высококачественными томатами. Почти 55т помидоров каждую неделю покидают теплицу, оказываясь на полках магазинов.
«FreshBox» —вертикальная ферма в США, которая выращивает свыше 10 видов различной зелени в специальных контейнерах-модулях. Похожая ферма находится в Калифорнии.
Редкие, плохо переносящие переезды виды зелени, в Сан-Франциско выращиваются компанией «Plenty».
—Плюсы
Гидропонный способ выращивания обладает большим количеством преимуществ:
Так как растение всегда получает нужные ему вещества в необходимых количествах, оно растет крепким и здоровым, и намного быстрей, чем в почве. При этом урожайность плодовых и цветение декоративных растений увеличивается в несколько раз.
Корни растений никогда не страдают от пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении, что неизбежно происходит при почвенном выращивании.
Расход воды затраченный на полив растений легче контролировать, нет необходимости каждый день поливать растения. В зависимости от выбранной ёмкости и системы выращивания нужно добавлять воду гораздо реже - от раза в три дня до раза в месяц.
Исчезают многие проблемы почвенных вредителей и болезней (нематоды, медведки, сциариды, грибковые заболевания, гнили.). Это в свою очередь избавляет от применения ядохимикатов.
Гербициды не нужны. Это очевидно: в пластмассовых лотках или желобах сорнякам негде расти. Оба обстоятельства: и что в гербицидах нет нужды, и что вредителей можно уничтожать менее радикальными способами, – делают гидропонику весьма чистой технологией.
Также в условиях гидропоники практически полностью отпадает борьба с сорняками.
Сильно облегчается процесс пересадки многолетних растений – нет надобности освобождать корни от старой почвы и неизбежно травмировать их. Надо лишь перевалить растение в большую посуду и досыпать субстрат.
—Минусы
Помимо преимуществ, у системы гидропоники естьнедостатки:
Нельзя ошибаться. Передозировка удобрений и многое другое, что может случиться по вине человеческого фактора, быстро сказывается на здоровье растений.
Зависимость от температуры. Растения, которые выращиваются на гидропонике, очень требовательны к температурному режиму. В среднем оптимальная температура это от +18 до +26 градусов. Если температура выше – начинается процесс отмирания корней.
Электричество. Гидропонные сады очень зависимы от электричества и его перепады могут стать проблемой.
Эпидемии. Если одно растение заражается, то болезнь очень быстро распространяется по всей рассаде.
Пестициды и нитраты. Некоторые аграрии не решаются применять новую технологию из-за того, что в питательный раствор нужно добавлять химикаты. В редких случаях выращивание осуществляют на воде и минералах, но качество и объем урожая снижается. Однако если бояться пестицидов в гидропонике, так же надо относиться к выращиванию овощей и зелени классическим образом.
Несмотря на то, что в процессе эксплуатации системы расходы не такие большие, начальный этап требует немалых вложений. К тому же серьезной прибыли можно ожидать лишь при работе в тепличных условиях, а работать в сырости и условиях высокой температуры сложно.
—Вывод и заключение
Гидропоника имеет большое количество плюсов, но также присутствуют и минусы. В современном мире данный способ выращивания растений является передовым так как отвечает многим потребностям человека в растениеводстве бедующего.
Для растениеводства уже сейчас большое значение имеют экономия воды и электричества, использование ресурсов возобновляемой энергии, рациональное использование площади на которой выращиваются растения и, конечно, большие урожаи за короткий срок времени.
Истощение и загрязнение земель ещё не очевидно, но нехватка воды уже остро чувствуется в некоторых регионах. В них остро встаёт проблема орошения. Гидропоника — идеальное решение для жарких засушливых стран, так как при значительной экономии воды можно выращивать и снимать множество урожаев за год.
В настоящее время до 80 % всех овощей, зелени, фруктов, в Израиле, например, выращивается гидропонным способом.
При тепличном выращивании в северных широтах гидропоника также показывает отличные результаты, при наличии искусственного освещения.
Безусловно, гидропоника заслуживает внимания. Этот метод позволяет контролировать каждую стадию процесса выращивания, экономить ресурсы. Но для того, чтобы заниматься гидропоникой, вам определенно нужно иметь опыт выращивания в почве. Гидропоника не прощает ошибок и требует тщательного наблюдения за процессом.
