Гідропоніка - що таке - опис методу

З кожним роком стає все складніше домогтися екологічної чистоти врожаю. Навіть якщо ви не використовуєте продукти хімічної промисловості для вирощування городніх культур і керуєтеся споконвічними агротехнічними прийомами, продиктованими і піднесеними природою, ви не можете бути впевнені в тому, що ваші огірки або петрушка абсолютно безпечні і не містять шкідливих для здоров'я речовин.

Вони містяться у вихлопних газах, в побутовій хімії, яка випаровується і розчиняється у воді, в лікарських препаратах, які виводяться з організму природним шляхом і потрапляють в грунт , в бензині, на якому працюють сільськогосподарські машини і який в процесі обробки грунту потрапляє в неї.

Один із способів не допустити потрапляння в рослини шкідливих речовин з грунту-не використовувати грунт зовсім. У цьому допоможе гідропоніка — древній і при цьому сучасний і прогресивний метод вирощування рослин без грунту.

Гідропоніка

Гідропоніка дозволяє виростити урожай і при цьому не використовувати грунт — необхідне харчування надходить до рослин безпосередньо з розчину, склад якого збалансований і підготовлений спеціально для даної культури в необхідних для нього пропорціях. Ця умова не може бути дотримана при традиційному вирощуванні в грунті.

Термін «гідропоніка» складається з двох грецьких слів, що обумовлено старовиною методу: ιδρα — вода і πόνος — робота складають слово «гідропоніка», дослівно це перекладається як «робочий розчин».

Суть методу

В основі методу лежить вивчення потреби рослини в тих чи інших компонентах і того, яким чином коренева система їх споживає. Не один десяток років пішов на те, щоб витягти знання про те, яким чином, що саме і в якій кількості корінь видобуває з грунту. Ставилися досліди, в основі яких було вирощування рослини в дистильованій воді, в яку додавалися ті чи інші поживні речовини — мінеральні солі.

Експериментальним способом було з'ясовано, що рослина для повноцінного розвитку відчуває потребу в:

• Калії для повноцінного росту;
• Сірці і фосфорі для синтезу білків;
• Залозі і магнії для того, щоб міг утворитися хлорофіл;
• Кальції для розвитку кореневої системи;
• Азоті .

Пізніше за допомогою тих же експериментів був зроблений висновок про необхідність не тільки мінералів, але і мікроелементів — елементів, яких потрібно мікроскопічну кількість.

Спочатку методика передбачала вирощування рослин у воді, але занурення в неї позначалося тим, що кисню коріння було катастрофічно мало, і це вело до їх загибелі, а значить, і загибелі рослини. Це змусило вчені уми розробляти інші, альтернативні методи. У гру вступає субстрат-інертне в плані поживної цінності речовина, занурене в підготовлений відповідно до потреб рослини розчин.

якість субстрату дало назву різним методам:

• Агрегатопоніка-використання субстрату неорганічного походження: керамзиту, щебеню, гравію, піску і т. д.;
• Хемопоніка-застосування в якості субстрату моху, тирси , торфу та інших органічних речовин , які, втім, не представляють поживної цінності для рослини самі по собі;
• Іонітопоніка-використання іонообмінних смол-нерозчинних зернистих субстанцій, що забезпечують іонообмінну діяльність;
• Аеропоніка-відсутність субстрату як такого, при цьому коріння існують в підвішеному стані в камері, захищеній від світла.

Рослина, якому природою призначено невпинно працювати, добуваючи собі їжу з грунту і витримуючи при цьому конкуренцію з сусідами, абсолютно позбавлене такої необхідності, якщо його вирощують методом гідропоніки. У нього не бракує в поживних речовинах, і вони до коріння потрапляють в легкодоступному вигляді, як якщо б людині подрібнили їжу і позбавили необхідності жувати.

Рослина-все ж не людина, і не звикло животіти в лінощах. Звільнилася енергію воно використовує досить раціонально: воно росте і розвивається посиленими темпами.

Води при вирощуванні гідропонним методом використовується значно менше, ніж при традиційному вирощуванні, це особливо важливо, коли масштаби виробництва промислові.

Таким чином, гідропонний метод дає можливість регулювання умов для рослин — контроль над режимом харчування, що забезпечує їх потребу в мінералах і мікроелементах.

Також метод успішно справляється з регулюванням газообміну, вологості і температури повітря, світлового режиму — факторами, які є запорукою успіху хорошого врожаю.

Трохи історії

Науковий підхід до опису принципу споживання рослинами поживних речовин вперше був застосований Аристотелем, саме він зробив висновок про те, що кінцевий продукт, що надходить до коріння в якості харчування, має органічну форму.

Після робіт Аристотеля до цього питання повернулися тільки в 17 столітті, коли голландським вченим Йоганном Ван Гельмонтом стали проводитися досліди, метою яких було з'ясування шляхів отримання їжі рослинами і самою суттю цієї їжі.

Протягом двох наступних століть вчені встановили, що клітини рослин будуються з хімічно змінених речовин, і без кисню цей процес неможливий.

Ці висновки стали доступні завдяки Едмі Маріотту, Марчелло Мальпігі, Стефану Хейлсу, Джону Вудворду, який ближче за всіх у своїх описах вирощування рослин наблизився до гідропоніки, якою вона є в даний час. Завдяки німецькому агрохіміку Юстусу фон Лібіху, в 19 столітті вивчав принципи харчування рослинних організмів, стало відомо, що харчуються вони речовинами, що мають неорганічну природу.

Його праці стали відчутною підмогою для наступних генерацій вчених.

Німецьким професорам ботаніки Юліусу Заксу (Боннський університет) і Вільгельму Кнопу (Лейпциг-Меккернська дослідна станція) вдалося в 1856 році з насіння виростити рослини тільки на живильному розчині.

Завдяки цьому стало відомо, які саме елементи необхідні їм для повноцінного «раціону» рослин.

До 1860 року склад розчину був доведений до досконалості. Прийнято вважати, що саме в цьому році покладено початок сучасному рослинництву без використання грунту . Приблизно в той же час паралельно з Кнопом і Заксом над питанням працювали вітчизняні світлі уми на кшталт Климента Аркадійовича Тімірязєва і Дмитра Миколайовича Прянишникова, який керував науковим інститутом по добривам , який після його смерті названий на його честь.

Саме в цьому інституті знаходилася велика установка — обладнання для гідропонного ВИРОЩУВАННЯ.

Методом підбору в результаті наполегливих зусиль кількох поколінь вчених стали відомі речовини, яким необхідно бути присутнім в розчині для того, щоб рослини повноцінно росли і розвивалися, а також їх співвідношення. Метод отримав свою назву "гідропоніка" з легкої руки американського фітофізіолога, професора Каліфорнійського університету Вільяма Герікке.

Він опублікував результати своїх досліджень в 1929 році, і вони були настільки успішні, що знайшли своє практичне застосування в роки Другої світової війни. Американських солдатів годували овочами , які виростали в гідропонних басейнах, створених за допомогою вибухів в скелястій породі.

1930-і роки ознаменувалися розквітом наук, в тому числі, біологічної.

Так, польськими (під керівництвом професора В. Піотровського) і угорськими (під керівництвом професора П. Решлера) вченими в цей час в Карпатських горах були встановлені гідропонні системи, за допомогою яких з успіхом вирощувалися ранні овочеві культури і декоративні рослини . Створена німецьким професором Херінгом гідропонна система, встановлена в 1938 році в Вестфалії, містечко Штейнхейм, з успіхом функціонує і тепер.

У нинішній час методи гідропоніки використовуються на всіх континентах для вирощування овочів , зелені, декоративних рослин.

Гідропоніка отримала настільки широке поширення, що цей метод можна застосовувати і в домашніх умовах .

Основні гідропонічні системи

При природному вирощуванні харчування до коріння доставляється з грунту, на відміну від гідропонного методу, коли поживні речовини доставляються до кореневої системи за допомогою розчину, в якому вони розчинені.

Деякі гідропонні системи передбачають в якості субстрату наявність нейтрального наповнювача, службовця опорою для кореневої системи, інші нехтують проміжними шарами, підвішуючи коріння в повітрі всередині спеціальної установки.

За способом поливу гідропонні системи діляться на:

• Пасивні, в яких подача розчину відбувається з використанням капілярних сил;
• Активні, де для нагнітання робочого розчину використовують насоси;
• Комбіновані, в яких поєднуються обидва принципи, і які вважаються оптимальними для гідропонного РОСЛИННИЦТВА.

Ґнотова

Ґнотова система — найбільш примітивний тип гідропоніки. Вона пасивна і не містить рухомих деталей. Робочий розчин рослини отримують за допомогою капілярних сил за допомогою гнотів. У субстрат він вбирається поступово.

Тут доступний широкий вибір наповнювачів, найпопулярнішими з яких є:

• Перліт ;
• Вермикуліт ;
• Кокосове волокно та інші.

Її недоліком є те, що ґнотову систему неможливо застосувати до великих вологолюбних рослин, які відчувають потребу у великих обсягах розчину. Пропускна здатність гніту вельми обмежена, і він здатний забезпечити достатньою кількістю розчину повільно зростаючі рослини, які не потребують великих кількостях вологи і харчування, наприклад, домашні декоративні квіти.

Плаваюча платформа

Дуже проста гідропонна система-плаваюча платформа. Вона являє собою пінопластову основу з отворами, в яких закріплені рослини. Цей пінопластовий пліт плаває в басейні з живильним розчином, в той час як повітряний насос насичує його киснем, необхідним для коренів.

Система добре підходить для вирощування тих культур, які ростуть швидко і люблять багато вологи. Вона рекомендується для новачків, яким тільки належить придбати певні навички в безпідставному рослинництві.

Періодичне затоплення

Інша назва системи періодичного затоплення-метод припливу і відтоку. В основі системи лежить періодичний приплив живильного розчину в ємність, де розташовані рослини і відтік в резервуар, де він зберігається. Цей принцип лежить в основі безлічі наявних у продажу гідропонних систем.

Нагнітання розчину забезпечується насосом, зануреним в нього, який управляється датчиком часу. Приводиться в дію таймером, насос виштовхує розчин в посудину, де мешкають рослини.

Коли він відключається, рідина зливається в резервуар самопливом. Це відбувається кілька разів на день.

Налаштування таймера виставляються з урахуванням того, якого виду рослина, яка температура і вологість повітря, який використовується субстрат.

Живильний шар

Техніка живильного шару — найпоширеніша серед гідропонних систем. Вона полягає в тому, що розчин рухається на дні ємності, розташовуючись там неглибоким шаром. Він постійно циркулює в замкнутій системі, так що насос нема чого постачати таймером.

У розчин поміщена не вся коренева система, а тільки її кінчики, а рослина зафіксовано горщиком з прорізами для вільного виходу коренів. Такий метод в субстратах не потребує. Над поверхнею розчину повітря вологий, і він доставляє до коріння достатньо кисню.

Застосування даної технології, що не використовує субстрати, приносить значну економію.

Крапельний полив

В системі крапельного поливу використовуються різні наповнювачі:

• Камені;
• Гравій;
• Базальт в гранулах;
• Мінеральна вата;
• Кокосова стружка;
• Перліт;
• Керамзит;
• Вермикуліт і т. д.

Рослини живуть в загальній ємності або в окремих горщиках , що полегшує працю, коли потрібно переставити рослини, додати їх в систему або витягти звідти. Робочий розчин з бака за допомогою насоса подається до кожної рослини по трубках.

Аеропоніка

Найбільш сучасним і технологічним методом є аеропоніка. Він передбачає рясне постійне зрошення кореневої системи, при цьому весь простір займає насичений водними парами повітря, що живлять рослину мінеральними речовинами і киснем.

Знаходяться в повітрі коріння не повинні пересихати.

Процесом управляє встановлений на інтервал в дві хвилини таймер. Метод ефективний навіть при високій температурі розчину, що робить його прийнятним навіть в тих місцях, де жаркий клімат.

Основні переваги та недоліки

Будь-яка технологія має безсумнівні переваги, що підтверджує її повсюдне використання, і деякі недоліки, і такий стан речей може бути застосовано в повній мірі до гідропоніці.

Плюси

Гідропоніка знижує трудомісткість процесу вирощування, і тому причиною є ряд факторів, що дозволяють широко використовувати технологію і активно впроваджувати її в життя.

• В значній мірі підвищується врожайність і швидкість росту за рахунок економії енергії рослини на видобутку поживних речовин з грунту. Воно розвивається стабільно і рівномірно, демонструючи безперервну позитивну динаміку завдяки постійним стабільним умовам.
• У рослинах відсутні шкідливі елементи, які могли б потрапити з грунту в разі традиційного землеробства. Воно містить тільки ті речовини, які йому запропонували в складі живильного розчину — ні більше, ні менше.
• Не потрібно щоденного поливу грунту, до того ж, полегшується контроль над кількістю рідини: кожна рослина отримує її рівно стільки, скільки йому потрібно.
• Виключено пересихання і перезволоження, що неможливо забезпечити в традиційному землеробстві.
• Багаторічники пересаджувати набагато легше: простіше уникнути травм кореневої системи, неминучою при пересаджуванні в грунт.
• У гідропоніці не застосовуються отрутохімікати, оскільки відсутні шкідники , грибки і хвороби , що мешкають в грунті і залучаються рослинами-сусідами. Насіння бур'янів , які своїм швидким зростанням можуть заглушити культурну рослину, в розчині також відсутні, не в приклад грунті.
• Питання про заміну грунту відпадає, і це здешевлює такий вид діяльності, як кімнатне ДЕКОРАТИВНЕ рослинництво.
• Більш легкий догляд за рослинами в порівнянні з тими, які ростуть в землі: відсутні сторонні запахи, бруд, шкідники та інше.
• Не потрібно традиційних методів обробки на кшталт розпушування і прополки, замість цього можна повністю автоматизувати процес вирощування і майже не брати в ньому участі.

Мінуси

Є деякі мінуси, які такими і не назвеш. Швидше, це особливості методу, які підходять не всім.

• Відносна дорожнеча методу. Потрібно відразу вкласти в обладнання деяку суму для того, щоб налагодити процес. Ця сума значно вище разових витрат, які потрібні на придбання грунту.
• Самостійний збір системи крім фінансових вкладень також вимагає вкладення праці і часу на початковому етапі, що, втім, здатне швидко окупитися при правильно налагодженому процесі, адже швидкий ріст рослин і легкість догляду за ними швидко їх компенсують.
• Неосвічений підхід відвертає від методу людей, у яких гідропоніка асоціюється з чимось штучним, несправжнім, а значить, шкідливим для здоров'я, мало не отруйним.
• Гідропоніка не навчилася вирощувати коренеплоди . Бульби, які є одночасно корінням рослин, не переносять зайвої вологості і «відплачують» гниттям.

Основні правила вирощування рослин методом

Форма коренів багато в чому залежить від середовища, в якій вони перебувають. Якщо їх вирощувати у воді, використовуючи метод гідропоніки, вони будуть світлими, соковитими, забезпеченими безліччю ворсинок.

Пересаджуючи рослину, що росла досі в грунті, на гідрокультуру, необхідно дотримуватися певних умов, які стануть запорукою благополучного зростання і розвитку рослини.

Як посадити

• Рослина виймають з ємності, де воно виростало, і поміщають у відро з водою. Вона повинна бути кімнатної температури.
• Поливаючи коріння водою з кухля або лійки (струмінь повинна бути легка, не під напором), акуратно обмивають їх.
• Після того, як вони очистяться, коріння розправляють і засипають субстратом. Рослина не обов'язково має стосуватися корінням шару води, розчин добереться до них, пересуваючись по капілярах субстрату. А через якийсь час вони і самі відростуть настільки, наскільки це необхідно.
• Субстрат поливають зверху водою, заливають її в ємність з субстратом на потрібний рівень і дають йому приблизно тиждень на адаптацію.

Як доглядати

Потреби у рослин одні й ті ж, в яких умовах би вони не вирощувалися, але особливості догляду все ж різні.

• Щоб не виникало надлишку мінералів в рослинах, розчин рекомендується міняти раз в два-три роки, промиваючи чистою водою всі предмети, які з ним контактували.

• Необхідно дотримуватися гігієнічних правил: позбавляти рослина від відмерлих частин і не допускати їх попадання в розчин.
• Температура робочого розчину не повинна бути надто низькою або високою, оптимально, якщо вона буде триматися значення + 20 °С. стежити за цим слід ретельно, особливо взимку, коли рослина в горщику може переохолодитися на занадто холодному підвіконні . На такі випадки слід використовувати теплоізоляційний матеріал, наприклад, дерево або пінопласт, поміщаючи його під горщик.
• З шкідників можуть завестися павутинний кліщик або трипси . Також не виключена можливість цвітіння розчину, якщо зовнішній посудину виконаний з прозорого матеріалу.

Гідропоніка та Агрономія

У сучасному світі гідропонічна культура розвивається семимильними кроками, вдячно застосовуючи розробки сонму вчених, які працювали над цим питанням.

Стан сьогодні

Сучасні системи виготовляються з використанням виключно пластмас, включаючи насоси, які покриваються епоксидною смолою. Ці матеріали нешкідливі і довговічні, і в поєднанні з нейтральними прошарками-субстратами служать вірою і правдою довгий час.

Завдяки пластмасовим деталям стало можливо відправити на заслужений спокій металеві конструкції, громіздкі, незручні і дорогі.

Сучасні розробки, що знайшли застосування в гідропоніці, просувають її до повної і тотальної автоматизації і, як наслідок, зменшення витрат. Окремо слід відзначити продовження досліджень і одночасне використання вже отриманих результатів розробки збалансованого живильного розчину для рослин.

Вже зараз технологія викликає інтерес на всіх континентах планети. У багатьох країнах Європи вже перейшли на гідропоніку, вирощуючи деякі культури, наприклад, полуницю , яка росте немов на дріжджах, а урожай при цьому збирати набагато легше.

Розроблені склади розчинів дозволяють збільшити врожайність багатьох культур, одночасно скоротивши площі, виділені під їх посів.

Гідропонні системи в наш час набирають популярності: відбувається підвищення попиту на обладнання для гідропонного вирощування і поживні розчини, що здешевлює дороге виробництво і знижує собівартість такого раніше екзотичного методу як гідропоніка. Проектуючи системи, розробники працюють над тим, щоб була можливість тотального заповнення обсягу приміщень, виділених під вирощування рослин за методом гідропоніки.

Завдяки цьому відбувається колосальна економія площ, і одночасно збільшується врожайність, а значить, доходи. Одночасно ведеться робота над зниженням трудовитрат.

Чи є майбутнє?

В даний час відбувається глобальний процес зменшення сільського населення і збільшення міського, яке не стане займатися вирощуванням сільгосппродукції, але залишиться її споживачем.

Гідропоніка дозволяє забезпечити населення міст вирощеної продукцією, виробленої тут же, а значить, в її ціну не будуть закладені транспортні витрати, і якість внаслідок транспортування теж не постраждає. Ще одна сторона проблеми-серйозне забруднення грунтів безліччю шкідливих речовин і їх виснаження внаслідок неграмотного ведення сільського господарства, зловживання хімічними речовинами і т. п.

У гідропоніці грунт не потрібно зовсім, і, якщо не посилювати становище, природа зможе її відновити через якийсь час.

Для того щоб подбати про себе, своє потомство і долю людства, слід здійснювати конкретні, нехай і невеликі, кроки, одним з яких нарівні з пошуком альтернативних джерел енергії, ліки від СНІДу і раку, вирішення проблеми забруднення і безлічі інших, є перехід на гідропоніку.

Метою гідропоніки є збір максимально можливого і екологічно чистого врожаю з мінімально можливих площ, при цьому ведуться розробки щодо здешевлення методики. Архітектори і дизайнери, надихнувшись цією ідеєю, а також садами Семіраміди, розробляють проекти міських городів і генерують інші цікаві ідеї, не позбавлені витонченості і практичності.