Гидропоника и гидропонные системы

Гидропоника (от греч. hydro – вода и ponos – работа) — технология выращивания растений без почвы на водных питательных растворах, в которых все необходимые элементы питания даются в легко усвояемой форме, нужных соотношениях и концентрациях. Корневая система растений удерживается и развивается в субстрате (не имеющем питательного значения). Гидропонная технология выращивания обеспечивает несравнимо лучшие чем в почве условия содержания для растений.

Есть много модификаций на основе базовых систем, но все гидропонные системы – это разновидность или комбинация этих шести типов.

Глубоководная культура (Deep Water Culture – DWC)

Глубоководная культура – наиболее простой тип активной гидропонной системы. Гоpшок с субстратом и растением, закреплён в крышке бака с питательным раствором и корнями. Компрессор подаёт воздух в раствор, обеспечивая корни кислородом. На 10 литров раствора рекомендуется компрессор производительностью не менее 150л/ч.

Периодическое затопление (Ebb / Flow)

В системе периодического затопления ёмкость с субстратом и корнями время от времени затопляется питательным раствором, а затем сливается обратно в резервуар. Погружной насос работает по таймеру. Когда таймер включается – насос закачивает питательный раствор в ёмкость с корнями. Когда таймер выключается – питательный раствор самотеком сливается обратно в бак. Таймер настраивается так, чтобы производить эту процедуру несколько раз в сутки, в зависимости от размера растения, температуры и типа используемого субстрата. В случае отключения электричества, поломке таймера или насоса – корни быстро сохнут.

Капельный полив (Drip System)

Системы капельного полива вероятно наиболее популярный тип гидропонных систем используемых в мире. Таймер включает насос и питательный раствор капает под основание каждого растения маленькими каплями.

Реверсивный капельный полив (Recovery Drip System)

В реверсионной капельной системе избыток питательного раствора собирается обратно в резервуаре для повторного использования. Это так же учитывает использование менее дорогого таймера, поскольку реверсионным системам не требуется точного управления циклами полива.

Нереверсионный капельный полив (Non-Recovery Drip System)

В нереверсионной капельной системе раствор повторно не используется, так что pH и содержание питательных веществ в растворе не будут изменяться. Вы можете заполнить резервуар питательным раствор с отрегулированным pH, и забыть о нём, до тех пор пока не потребуется новая порция раствора. Нереверсионные системы должны иметь более точный таймер, чтобы его можно было отрегулировать так, чтобы растения получали достаточно питательного раствора.

Питательный слой (Nutrient Film Technique – NFT)

В системе идёт постоянный ток питательного раствора, таймер для насоса не требуется. Растения удерживаются в маленьком горшке с субстратом, питательный раствор качается в ёмкость (обычно трубы) с корнями, омывая их, и затем снова стекает в резервуар. В случае отключения электричества, поломке таймера или насоса – корни быстро сохнут.

Аэропоника (Aeroponic)

Аэропоника (воздушная культура) - выращивание без использования субстрата. Растения находятся в подвешенном состоянии со свободно свисающими в воздухе корнями, в емкости где находятся корни помещается распылитель, который с определенным интервалом времени орошает корни питательным раствором в виде мельчайших капель. Интервал орошения (обычно несколько минут) задается исходя из времени поглощения и испарения питательного раствора. Очень важно обеспечить бесперебойное поддержание повышенной влажности воздуха в емкости с корнями. В случае отключения электричества, поломке таймера или насоса – корни быстро сохнут.

В последнее время получили широкое распространение ультразвуковые генераторы тумана – их возможно использовать в качестве распылителя, но пока информации о их применении для выращивания конопли мало.

Фитильная система

Фитильная система (Фитильный полив) – наиболее простая пассивная гидропонная система (у неё отсутствуют движущиеся части). Питательный раствор подается в субстрат, из резервуара по фитилю. В этой системе можно использовать разнообразные субстраты, наиболее популярны: кокогрунт и вермикулит.

Отваживает от этой системы то, что большие растения (которым требуется много воды) могут расходовать питательный раствор быстрее чем может поступить через фитиль.

Что такое Субстрат

Субстрат это то в чем растут корни растений. Субстратом может быть обширный ряд материалов: минеральная вата Агрос, вермикулит, кокосовое волокно, кокогрунт, керамзит, перлит, гравий или песок (часто используются смеси из разных субстратов). Субстрат – инертное вещество, которое не поставляет растениям никаких питательных веществ, все питание происходит от питательного раствора (смесь воды и минеральных удобрений).

Субстрат выбирают в зависимости от вида гидропонной системы. Для одних систем нужно совсем немного субстрата (только для удержания ствола растения в вертикальном положении, а корни свободны) – это системы: Глубоководная культура / Питательный слой / Аэропоника. Для других систем субстратом заполняется большая часть или всё пространство резервуара с корнями растения (такие субстраты часто называют заменителями почвы) – это системы: Капельный полив / Фитильная. Есть системы в которых можно делать и так и эдак, например в системе Периодическое затопление

Очень важны характеристики субстрата по впитыванию и удержанию воды. В случает прерывания циклов полива корни могут быстро высохнуть – это особенно актуально в системах где корни не полностью погружены в субстрат ( Питательный слой / Аэропоника ). В системах где корни полностью находятся в субстрате ( Капельный полив / Фитильная ) эту проблему можно немного уменьшить, используя субстрат который сохраняет больше воды: минеральная вата Агрос, вермикулит, кокогрунт. Есть системы в которых засуха корней невозможна (Глубоководная культура), но в случае прерывания работы компрессора растение также может погибнуть. Гравий, керамзит, перлит, плохо удерживают воду, их используют обычно в смеси с влагоёмкими субстратами.

Различия между удобрениями

Удобрение для гидропоники и удобрение предназначенное для использования в почве содержат три главных питательных вещества: Азот (N) / Фосфор § / Калий (K)

Главное различие между удобрением для гидропоники и удобрением для почвы то, что удобрения для гидропоники содержат надлежащие количества всех обязательных микроэлементов, которые в удобрения для почвы не включают (как ожидается, растения сами найдут эти элементы в почве, предполагая что микроэлементы в почве являются фактически подарком). Проблемы могут возникать у растений если один или все микроэлементы в почве отсутствуют или если земля истощена. Гидропонические удобрения обычно в более чистой форме с меньшим количеством примесей, чем удобрения для почвы, для того чтобы они были устойчивы и лучше растворимы в воде.

Органические удобрения весьма различны и в составе и в способах доставки питательных веществ растениям, чем удобрения для гидропоники или почвы. Органические удобрения полагаются на действие бактерий и микроорганизмов, чтобы расщепить вещество на основные элементы так, чтобы растения могли использовать их. Удобрения для гидропоники и для почвы снабжают растение этими «готовыми к употреблению» элементами.

Что такое микроэлементы

Микроэлементы — это питательные вещества, которые необходимы для здорового роста растений: кальций, магний, сера, бор, кобальт, медь, железо, марганец, молибден и цинк. Эти питательные вещества — обязательные элементы, которые растению необходимы в очень маленьких количествах.

Насколько сложно гидропонное садоводство

Гидропонное садоводство может быть очень сложно устроенно, с компьютерами и датчиками, управляющими всем, от циклов полива до концентрации питательных веществ в питательном растворе и количества света, которое растения получают. С другой стороны, гидропоника может быть невероятно проста, ведро с песком с одним растением и ручным поливом. Большинство хобби-ориентированных гидропонных систем представляют из себя нечто среднее между двумя крайностями упомянутыми выше.

Домашние гидропонные системы как правило состоят из нескольких основных частей: резервуара с питательным раствором для корней, таймера управляющего погружным насосом для полива и компрессора с аэратором для насыщения кислородом питательного раствора.

pH в гидропонике

Контроль pH чрезвычайно важен не только в гидропонике, но и при выращивании в почве. При изменении рН растения теряют способность поглощать различные питательные вещества.

Возможность быстро и легко проверять и управлять рН в гидропонике — главное преимущество по сравнению с садоводством в земле, где исследование и регулировка pH более сложны.

Почему гидропоника так хороша

Это просто. Вы даете растению точно то, что необходимо, когда необходимо и в необходимых количествах. Благодаря этому, растение будет настолько большим, насколько это возможно генетически. С гидропоникой это легкая задача, с почвой это может быть почти невозможным.

При выращивании в земле в действительности вы не имеете понятия что получают корни растений. Сколько питательных веществ содержит почва? Как насчет обязательных микроэлементов? Нужно ли удобрять и сколько? Какое количество удобрений после последнего применения было смыто поливом? Вопросы возникают и возникают. Если вы не можете провести очень дорогой анализ почвы, то вы просто не знаете, вам остается только гадать.

В Гидропонике легко можно управлять всем что получают корни растений, вы имеете полный контроль над pH и насыщенностью раствора питательными веществами. Циклы полива могут управляться недорогим таймером, так чтобы растения получали увлажнение только когда это необходимо.

Гидропоника на подоконнике

Гидропоника, в отличие от грунта, позволяет варьировать систему питания растения непосредственно у корней, что и позволяет добиваться отличных результатов. Для каждой используемой культуры можно подобрать свой раствор, но можно использовать и универсальные, типа Кнопа, Герике, Чеснокова-Базыриной. Минеральные соли, входящие в их состав, обычно имеются в магазинах торгующих удобрениями. А теперь в продаже появились и готовые смеси для гидропоники. Сейчас человек желающий попробовать использовать гидропонику, может взять уже готовые смеси и не искать простые составляющие. Существенным негативным отличием этих смесей от "самопальных", является цена, выше примерно на порядок. Но для непромышленных,"учебно-домашних" методов это вполне искупается удобством применения - "просто добавь воды".

Домашние же методы гидропоники достойны занять важное место среди всех остальных методов выращивания. Растения, выращенные своими руками это не только и не столько экономия и доход, сколько повышение экологичности жилища и мощный антистрессовый фактор. Это трудно измерить в конкретных цифрах, но любой человек чувствует себя намного комфортней в окружении зеленеющих и расцветающих растений, особенно зимой. И квадратный метр подоконника, на котором они растут, будет нелишним в современной квартире.

Многие выращивают на подоконниках декоративные культуры, которые обычно не получают необходимых для своего развития минеральных веществ из почвы, из-за ограниченности объёма применяемых емкостей. Эта ограниченность заставляет делать частые подкормки и пересадки, которые очень негативно влияют на развитие практически всех растений. От этого можно избавиться, просто перейдя на гидропонный метод.

Для однолетников пересадки становятся ненужными, для многолетников резко сокращаются (раз в 3-5 лет), а подкормки становятся тем, чем и должны - улучшением питания растений. Все соли, в применяемых дозах, не вызывают никаких побочных эффектов, и могут быть заменены в течение 10-15 минут, в отличие от почвенного внесения, где внесение солей это непростое дело, а их изъятие в случае, например передозировки, практически невозможно.

Переводя "зелёный уголок" на гидропонику, не следует ждать чудес, это не "волшебная палочка", это другая технология выращивания. И как всякая технология имеет плюсы и минусы. Основным минусом является наличие более сложных систем, которые надо либо приобретать, либо делать самим. С этим ничего не поделаешь, но прогресс не стоит на месте, большинство живёт в городах, а не в пещерах, и косят не косой, а комбайнами. При освоении гидропоники появляется возможность компенсировать часть затрат на неё, организацией "комнатного огородика", на котором можно выращивать зеленные и пряно-вкусовые культуры для собственного семейного потребления. При этом продукция собственного производства будет и дешевле, и лучше тепличной.

Ассортимент возможных для выращивания в комнатных условиях культур не так уж и мал, можно привести, например, теневыносливые сорта томатов, огурцов, салата, редиса, лука (на перо), клубники, перца, не говоря уж о пряной зелени типа мелиссы и мяты. При выращивании данных культур в грунте, рентабельность и окупаемость будет очень низкой, в гидропонных же условиях могут работать даже промышленные предприятия, что и демонстрируют западноевропейские тепличные комбинаты. Это несомненный "плюс".

Но основным плюсом является именно возможность разместить намного большее количество растений на той же площади выращивания. И при этом они будут выглядеть намного лучше, чем их собратья, выращиваемые в "стандартно-горшечных" условиях. Поэтому тем, кто хочет получить лучший результат, можно смело рекомендовать именно гидропонику. Начинающим не стоит сразу конструировать сложные системы периодического затопления или DWG с аэрацией. Можно просто попробовать гидропоты - это горшки, вставленные один в один, в верхнем субстрат, в нижнем питательный раствор. Их конструкция показана на рисунке:

Гидропоты это просто и надежно, особенно в зимнее время, когда питание должно быть умеренным, а испарение невелико. Для большинства комнатных цветов этого вполне хватит для нормального роста и развития. Их можно использовать и в летнее время, просто придётся чаще подливать воду и корректировать раствор (примерно раз в месяц зимой, раз в неделю-две летом). После освоения гидропатов, может появиться интерес к "комнатному огородику". Но в отличие от простых медленно растущих декоративных растений, товарные культуры требуют большего количества ресурсов. Это обусловлено быстрым ростом и необходимостью сформировать генеративные органы - цветки и плоды. Для получения малых количеств зелени можно использовать и гидропот, но для плодовых культур это малоприемлемо из-за быстрого использования питательных элементов.

Для выращивания ощутимых количеств потребляемых частей растения необходимы системы, где питательные элементы будут вноситься постоянно. Основные это: периодического затопления, капельного орошения и для некоторых культур DWG. У каждой есть достоинства и недостатки, но наибольшее распространение получила система периодического затопления субстрата. Она является основной и в промышленной гидропонике. Для неё необходимы насос и бак с оборотным раствором. Из бака с раствором в растильную ёмкость периодически насосом подаётся раствор (обычно 15-20 минут в течение часа), и, проходя через нее, сливается обратно, это позволяет восполнять питательные элементы непрерывно и равномерно по всей корневой системе, а также за счёт большого объёма бака, не допускать сильных колебаний их концентрации. Капельное орошение проще, но имеет неприятную особенность - частое засорение тонких трубочек и капилляров, солями и частицами субстрата (если оно оборотное). DWG(как простое, так и с аэрацией) могут выдержать не все культуры, обычно на нём растят только салат. Эти системы не так сложны, как кажется на первый взгляд, но, как и любое устройство, требуют внимания, как при сборке, так и при эксплуатации.

Многие их компоненты, например насос, могут быть взяты в магазинах продающих оборудование для аквариумов. Некоторые компоненты, такие как трубки, горшки и шланги, есть в хозмагах и на строительных рынках. В интернете и крупных городах есть уже фирмы, которые предлагают специализированное оборудование для гидропоники, но их недостатком является цена и невозможность приспособления под конкретные условия конкретного подоконника. Это скорее оборудование для офисов.

В любом случае, после освоения какой-либо системы, обычно стремятся улучшить её функционирование."Комнатный огородик" хочется расширить и получать больше хорошего, но это наталкивается на очередное ограничение. Даже теневыносливые сорта растений, способные расти и плодоносить в зимних условиях слабого освещения, растут лучше при дополнительном освещении, а при попытке увеличить "огород" в сторону комнаты, перестает хватать света тем растениям, которые находятся дальше, чем полметра от окна. И тут в комнатных условиях можно использовать светогидрокультуру, применяя люминесцентные лампы или энергосберегающие. Нагрев их колб невелик, а при грамотном расчёте отражателей, и при электронных регулирующих устройствах (для люминесцентных ламп) можно получить вполне комфортные условия совместного проживания и для людей, и для растений. Это позволяет (при некотором увеличении затрат на электроэнергию) получать регулярное пополнение стола витаминами и зеленью прямо из своей комнаты, не покупая привозное - тепличное. Не говоря уж о том, что растения будут очищать воздух в комнате и квартире.

Хочется заметить, что тем, кто желает делать бизнес на гидропонике, для начального освоения метода вполне может хватить именно подоконника, а уже после можно будет переходить к более объёмному выращиванию, которое потребует более крупных вложений и труда.

Гидропоника на подоконнике это хорошо и само по себе, и как старт для большего. Это может попробовать каждый, и если получится, ваш труд и заботы оправдаются.

http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.