Вода и ее применение в гидропонике

Гидропоника: ее преимущества и в чем ее особенности

Гидропоника – это способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании). Слово гидропоника произошло от греч. υδρα — вода и πόνος — работа, в итоге получаем «рабочий раствор».

Гидропоника не нова. История ее начинается с глубокой древности. Например Висячие сады, о чем рассказывают нам археологические раскопки древнего Вавилона, являющимися одним из Семи чудес света были вероятно одной из первых удачных попыток выращивания растений на искусственных почвах.

Плавающие сады Ацтеков в Центральной Америке – еще один удачный пример применения технологии гидропоники. На берегах Озера Теночитлан (Мексика) кочевые племена индейцев были вытеснены со своих плодородных земель воинственными соседями. И тогда ацтеки изобрели из длинных стеблей тростника плоты, на которые уложили ил со дна озера. Эти плоты они назвали “Чампас”. Так и выращивался обильный урожай овощей и фруктов, ведь даже деревья прекрасно росли и плодоносили. Корни пробиваясь к воде доставляли растению влагу.

Метод гидропоники

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 малодос тупные для питания растений органические материалы;

Ионитопоника субстрат из ионообменных материалов;

Аэропоника – твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.

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.

Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

  • При применении настоящего способа существенно поднимается урожайность плодовых растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.
  • Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.
  • Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.
  • При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода, в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.
  • Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.
  • Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.
  • Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.
  • С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.
  • Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.
  • Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.
  • Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.
  1. Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.
  1. По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.
  1. После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя. Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.
  1. Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

Роль метода гидропоники в современном сельском хозяйстве.

  1. Из процесса выращивания совершенно исключается понятие «плодородный грунт». Ведь грунт в гидропонике присутствует только лишь в рассадном состоянии растения. Стоит заметить, что рассаду растения выращивают все же традиционным способом, а затем ее помещают в горшочек, который наполняется каким-нибудь влагопроницаемым сыпучим субстратом. К примеру, перлитовым крупным песком, дробленым керамзитом, мелким гравием и прочим. Главная задача субстрата – держать корневую систему растения. При этом все питательные вещества растением впитываются из специального раствора.
  1. Абсолютно устраняется такая процедура, как «полив». Ведь гидропоника подразумевает собой систематичный полив питательным раствором корневой системы растения. Этот раствор отличается практически стабильным составом. Благодаря нему растение не подвергается ни голоданию, ни недостатку влаги. А развивается быстро и равномерно по сравнению со своими грунтовыми сородичами.
  1. Сводится к минимуму возможность появления насекомых, личинок, сорняков и конкурентов. Рассада высаживается практически в стерилизованный грунт, а затем грунт и вовсе вымывается. А в растворе никаких семян сорняков просто быть не может.
  1. При использовании технологии гидропоники отпадает необходимость в прополке, рыхлении и других видов обработки грунта. И система может быть абсолютно автоматизирована.

Гидропоника в России

В бывшем СССР правительство уделяло большое внимание развитию гидропонных систем. Были построены первые тепличные комбинаты, применяющие данную технологию выращивания в Москве и Киеве. В городе Ереван (Республика Армения) был создан Институт Гидропоники для проведения исследований в этой области.

Развитие же гидропоники в России связано с возрастающим интересом, особенно проявляющимся у малых фермерских хозяйств, так как им приходиться на небольшой площади выращивать овощи, зелень, цветочные и ягодные культуры в промышленных масштабах.

Среди них всё больше растет популярность систем капельного полива . Они позволяют создать за при небольших затратах автоматическую оросительную систему, которую можно использовать как для традиционного выращивани в земле, так и для гидропонных установок типа Drip System (система капельного полива)

В какой воде разводить удобрения для гидропоники?

Вода является основой всей органической жизни на Земле, в том числе и растительной. Растения поглощают питательные вещества только в растворенном виде, поэтому она является для них главным источником питания.

Естественно, вода – основной элемент в гидропонике, поэтому ее качество имеет первостепенное значение. Химически чистая вода в природе не встречается никогда – в ней всегда присутствуют различные микроэлементы, соединения, примеси и т.д. В связи с этим появилась необходимость классификации пригодности воды для растениеводства в соответствии с какими-либо критериями. Такими техническими показателями являются кислотность (pH-фактор), щелочность, соленость и жесткость.

Вода для гидропоники

  • Кислотность

В очень незначительном количестве молекулы воды H2O распадаются на ионы H и OH, соотношение которых и отображает показатель pH. Чем больше ионов OH, тем вода щелочнее и наоборот.

Соотношение количества данных ионов разделено на 14 единиц (0 – максимум кислотности (сильная кислота для аккумуляторов), 7 – нейтральная среда (дистиллированная вода), 14 – едкий щелок). Т.е. кислоты имеют значения ниже 7, а щелочи – выше. При этом единица градации означает десятикратное увеличение количества соответствующих ионов.

Кислотность в домашних условиях можно измерить при помощи лакмусовых индикаторов, тестовых наборов или электронного измерителя (pH-метр). Уровень pH воды для гидропоники корректируется с помощью специальных веществ.

Щелочность – не только обратная кислотности величина, это еще и свойство воды, определяющее стабильность показателя pH. Градуируется от 0 (чистая вода) до 5 (высокая щелочность) в зависимости от количества сильной кислоты, необходимой для доведения одного литра воды к нейтральному показателю pH.

Показатель количества растворенных в воде солей. Определяется лабораторным путем – выпариванием воды и последующим взвешиванием сухого остатка. Однако в быту гроверы пользуются более примитивным методом – замером электропроводности (как известно, электропроводность воды обеспечивается именно наличием солей, поскольку дистиллированная вода в идеале ток не проводит). По большому счету, просто нужно помнить – чем выше электропроводимость, тем больше солей, и тем трудней растениям впитывать воду.

Однако этот способ показывает лишь общую картину, ведь различные виды солей проводят электричество по-разному. В результате погрешность может достигать высоких значений, и эта неточность может сильно «аукнуться» гроверу. Грубо говоря, будет определено наличие некоторого количества солей, а каких именно – неизвестно. Однако для гидропоники это очень важный фактор – к примеру, растения быстро поглотят калий, а вот кальций с фосфором выпадут в осадок. Тем не менее, при достаточной практике и использовании постоянного источника воды можно вполне обходиться и без лабораторного анализа.

Измеряется соленость при помощи электронного кондуктометра.

Жесткость воды определяется наличием в ней ионов кальция и магния, при превышении нормы вода считается жесткой. Мыло не пенится, кожа после умывания сохнет, на посуде остается белый налет… Следует отметить, что магния в воде очень мало – кальция в ней всегда намного больше. В любом случае, при выборе питания для растений необходимо точно знать содержание кальция.

Многие ошибочно полагают, что жесткость является следствием повышенного уровня pH. И, хотя у жесткой воды часто наблюдается повышенная кислотность, прямой зависимости здесь не существует. Поэтому при высокой жесткости ни в коем случае нельзя использовать стандартные средства для смягчения воды – они попросту заменят кальций натрием, усугубив ситуацию. В этом случае грамотней будет заменить кальций калием, употребив вместо хлорида натрия хлорид калия.

Жесткость – показатель комплексный, поэтому измеряется в различных единицах. Однако чаще всего используется мг-экв/литр.

Остается добавить, что кислотность, щелочность и жесткость воды взаимосвязаны между собой. Магний и кальций представлены карбонатами, поэтому при их избытке pH, скорее всего, также будет высок. К примеру, добавив в воду кислоту можно добиться изменения кислотности, однако щелочность при этом останется той же – карбонаты просто изменят свою форму.

Вода из различных источников

Естественно, химический состав воды, взятый из разных источников, будет отличаться. Рассмотрим этот вопрос более детально:

  • Вода из естественных водоемов

Наименее подходящая для гидропонного выращивания растений из-за большого количества примесей. В ней могут присутствовать промышленные отходы, продукты гниения и различные патогенные микроорганизмы. В принципе, использовать ее можно, однако для этого придется провести цикл хлорирования и отстаивания. Также можно использовать сложные системы фильтрации и очистки, однако в этом случае овчинка не стоит выделки – ваша гидропонная система станет нерентабельной.

  • Колодезная или из скважины

Достаточно жесткая, поскольку в ней содержится множество вымытых из грунта микроэлементов. Пригодна для использования только после цикла фильтрации или отстаивания (в случае, если в ней содержится небольшое количество микроэлементов).

Поскольку эта вода проходит несколько циклов очистки, для гидропоники она вполне подойдет. Однако перед применением ее нужно отстоять два-три дня в открытом сосуде – этого времени будет достаточно, чтобы соли осели, а хлор испарился.

Хороший вариант для гроувинга – она мягче вышеперечисленных видов и богаче кислородом. Однако ее качество может быть сильно снижено из-за неправильного сбора, поэтому придется соблюдать некоторые правила:

а) Крыша должна быть покрыта глиняной черепицей, шифером или другим инертным материалом;

б) Слив – только из ПВХ или оцинкованной стали;

в) Емкость для сбора должна быть выполнена из таких материалов, как бетон, полиэтилен или оцинкованная сталь;

г) В составе крыш, сливов и емкостей для сбора воды недопустимо содержание свинца, асбеста и меди;

д) После засушливого периода сбор воды нужно начинать примерно через полчаса после начала дождя. За это время скопившаяся в желобах и на крыше грязь смоется.

Идеально подходит для гидропоники, поскольку в ней практически полностью отсутствуют соли, микроэлементы, примеси и бактерии. Для ее получения используют дистилляторы – своеобразные устройства перегонки. В общих чертах процесс происходит следующим образом – вода нагревается и превращается в пар, который конденсируется в чистую воду. Минус дистилляции очевиден – придется потратиться на аппарат, при этом он будет потреблять достаточно электроэнергии. Также стоит упомянуть и о длительности процесса. Однако при небольшой площади гроувинга такую воду можно покупать – траты будут в пределах разумного.

Живые клетки получают отфильтрованную воду при помощи осмоса. К примеру, при утолении жажды в наших организмах происходит следующий процесс: вода всасываются в клетки желудка через их оболочки, которые одновременно задерживают некоторые содержащиеся в водном растворе соединения. Грубо говоря, водный и находящийся в клетках растворы разделены мембраной избирательного действия, которая всасывает только определенные молекулы, причем в сторону большей концентрации раствора. Растения получают воду и питательные вещества аналогичным образом.

Ученые разработали способ очистки, где используется этот принцип. Он называется обратный осмос из-за смены направления – раствор с большей концентрацией под давлением переходит в раствор с меньшей концентрацией. Подобные устройства позволяют получить воду чистотой до 99,9 процентов – при обычных методах очитки такой результат недостижим.

Как и дистиллированная, осмотическая вода для гидропоники является лучшим выбором. Однако стоит учитывать стоимость процедуры очистки – дистилляция достаточно энергозатратна. Так что очищение воды при помощи обратноосмотического фильтра является идеальным выбором для использования в домашних условиях.

Естественно, этот метод имеет и недостатки: чтобы получить литр чистой воды, потребуется от двух до четырех литров неочищенной. При этом мембрана фильтра очень чувствительна к хлору и фосфору, а также достаточно быстро засоряется солями магния и кальция (что приводит к необходимости относительно частой замены).

Методы очистки воды

Их существует достаточно много – причиной этого является разнообразие всевозможных загрязнителей. Однако по принципу действия данные методы можно разделить на четыре основные группы:

  1. Физические или механические (отстаивание, процеживание, фильтрование и обработка ультрафиолетом);
  2. Биологические (очистка при помощи активного ила, песка и т.п.)
  3. Химические (восстановление, нейтрализация, окисление);
  4. Физико-химические (обратный осмос, сорбация, экстракция, флотация, ионообмен, термические методы и электродиализ);

Естественно, во многих случаях имеет место и комплексное использование. Весь спектр данных методов широко используется при очистке воды для промышленности, а также бытового и сельского хозяйства. Поэтому мы остановимся только на тех, которые необходимы гроверам.

Методы фильтрации воды

В гидропонике фильтрация необходима для выполнения двух задач: удаления из воды относительно крупных органических остатков (чтобы защитить насосы и распылители), а также удаления нежелательных химических веществ.

Механическая (физическая) фильтрация самая простая – чаще всего она состоит из сетчатого фильтра на входе в магистраль и синтетической губки на входном патрубке насоса. Однако это излишние меры предосторожности, если вы используете водопроводную воду – в сетевых магистралях она достаточно чистая. Тем не менее, для определения способа фильтрации вашу воду придется отправить в лабораторию для определения присутствия патогенов и детального анализа минерального состава (вы должны точно знать, от каких примесей вам придется ее чистить).

Как было сказано выше, от растворенных материалов в домашних условиях лучше всего избавиться с помощью обратного осмоса, используя соответствующий фильтр. Однако есть и другие факторы загрязнения, для которых потребуются специальные методы.

Применяется только для уничтожения патогенов, поскольку не действует на загрязняющие вещества. УФ-фильтр, представляющий собой камеру с ультрафиолетовой лампой, уничтожает только живые микроорганизмы. Основной недостаток – низкая скорость обработки раствора. Еще один минус: под воздействием излучения разлагаются хелаты (соединения, удерживающие необходимые растениям металлы).

  • Фильтрация активированным углем

Такие фильтры задерживают многие примеси, связывая их с углеродом. Часто устанавливают перед системами обратного осмоса. Стоит отметить, что в качестве фильтрующего вещества используют не только активированный уголь, но и древесный.

С его помощью смягчают воду, одновременно удаляя органические соединения. Внутри пластикового или стального корпуса находится фильтрующий резервуар с ионообменной смолой, которая замещает находящиеся в воде ионы магния и кальция ионами натрия.

Представляют собой контейнеры с особой средой для аэробных микроорганизмов, которые способны окислять мертвую органику и перерабатывать ее в аминокислоты и фитогормоны (к примеру, биологический ил). Также ставятся на отдельном контуре из-за низкой скорости обработки воды.

Способны удалить из воды любые формы микроорганизмов – при размере пор в 0,45 микрона вода получается стерильной. В связке с угольным фильтром позволяют достичь превосходного результата, когда в воде остаются только необходимые растению питательные элементы.

  • Фильтрация с помощью песка

Такие фильтры хорошо задерживают мусор и патогены. Тем не менее, скорость прохождения раствора через них так мала, что применение часто становится нецелесообразным. В связи с этим применяется достаточно редко, естественно, на отдельном контуре.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail: [email protected]
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84
  • Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–19:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Какая вода используется в гидропонике?

В гидропонике, как и при выращивании в почве, самым важным элементом является вода.
Качество воды зависит от источника. В основном используют воду из водопровода, скважин или родников. Каждый источник воды имеет свои особенности, а качество воды определяется по нескольким показателям, которые могут пагубно влиять на здоровье растений. Природная вода может содержать избыточное количество кальция, что приведет к блокировке азота, калия и других питательных элементов, в этом случае возникает необходимость фильтрации воды. Чтобы быть уверенным в качестве своей воды, важно знать точный состав воды и контролировать уровень pH, жесткость и электропроводность.

Уровень растворенного в воде кислорода раствора считается важнейшим фактором здоровья растений на гидропонике. Поэтому необходима аэрация раствора. Если гидропонная система спроектирована качественно, в питательном растворе постоянно растворяется кислород и растения чувствуют себя превосходно. Обычно воздушный компрессор насыщает воду кислородом 24 часа в сутки. В беспрестанно бурлящей воде, цепочки молекул воды разъединяются и обладают лучшими проникающими свойствами. В ходе исследований аэрируемой воды было установлено, что растения поливаемые ей, растут быстрее, а семена прорастают лучше.

Ученые считают что в воде зародилась первая жизнь. Она является источником энергии, это очень интересное вещество, обладающее уникальными свойствами. Вода может быть в твердом, жидком и газообразном состоянии. Химическая формула воды – «H2O». Молекулы воды постоянно двигаются и легко обмениваются между собой атомами водорода.

Электропроводность (EC)

Электропроводность или электрическая проводимость (EC) измеряется в частях на миллион и показывает количество солей. Чем больше в воде растворенных солей, тем больше поток электричества. Электропроводность измеряют кондуктометром или EC-метром. Эти приборы требуют регулярной калибровки, и ввиду того что часть питательных элементов, например магний, обладает низкой проводимостью, возникает погрешность и в результате показания уменьшаются до 20%.

Минерализация это устаревший показатель концентрации гидропонного раствора. Минерализацию измеряют в ppm с помощью tds-метра. 1 ppm соответствует концентрации в 1 мг/л. 1 EC = 500 ppm.

Как правило, вода из колодцев и водопровода обладает высоким уровнем содержания солей. Чаще всего показатели ЕС бывают от 0.5 до 0.8, в некоторых городах еще выше. Чем выше электропроводность, тем выше концентрация солей и тем труднее растениям впитывать воду. Карбонаты кальция и магния – наиболее часто содержащиеся в воде элементы, их умеренное содержание в воде полезно для растений. Но при их избытке, происходит блокировка других питательных элементов. Так, избыточный кальций соединяется с фосфором, образуя нерастворимый фосфат кальция, который не усваивается растением. Поэтому следует тщательно подбирать удобрение и удостоверяться, насколько хорошо оно приспособлено для гидропоники, иначе неправильное питание вызовет отложение солей и приведет к проблемам.

Уровень pH

Термин рН [пиаш] или показатель кислотности среды обозначает силу водорода и измеряет относительную концентрацию ионов H+ и OH– в воде. Чем больше водорода, тем кислее вода (pH от 0 до 7). Чем больше ионов OH–, тем вода более щелочная (pH от 7 до 14). В чистой воде количество ионов уравновешено и pH является нейтральным (pH=7). Часто уровень рН водопроводной воды составляет 7.5 – 8.5, а это слишком высокий уровень для растений. Чтобы растения получали все необходимое, поддерживайте слегка кислый уровень pH от 5.5 до 6.5, т.к. при нем доступно большинство питательных элементов.

Жесткость воды

Жесткость воды измеряется в мг/л показывает содержание в ней кальция и магния. При их повышенном содержании воду называют «жесткой». Быстрорастущие однолетние растения потребляют 165–185 мг/л кальция и его чрезмерное содержание вызывает проблемы. В продаже можно найти удобрения, рассчитанные и для жесткой и для мягкой воды. Для воды с высоким содержанием кальция используют «удобрение для жесткой воды». Убедитесь, что удобрение соответствует содержанию кальция в вашей воде, граница между мягкой и жесткой водой находится на уровне 70 мг/л.

Фильтрация

Если растения чувствуют себя неважно, а вы все делаете правильно, то скорей всего дело в используемой воде. Отправьте пробу воды на полный анализ, чтобы проверить насколько она подходит для растений. Возможно вода загрязнена кальцием или натрием, поэтому вам придется ее фильтровать. Фильтрация с помощью угольного фильтра очищает воду до приемлемого для растений уровня, но иногда требуется очень высокая степень чистоты. Обратный осмос – лучший метод фильтрации, способный очистить воду от всех растворенных в ней веществ. Система фильтрации обратного осмоса прогоняет воду под высоким давлением через мембрану и улавливает все примеси. С его помощью вы получите чистейшую воду. Но будьте бдительны, чистая осмотическая вода не годится для гидропоники, т.к. она не обладает буферными свойствами. Небольшое количество удобрений вызовет скачки рН и это весьма отрицательно скажется на корнях. Поэтому для получения идеальной воды для полива, стоит добавить к осмотической около 20% водопроводной воды.

Какая вода подходит для гидропоники?

Методы очистки воды.

Как известно каждому из нас, вкус – это нечто субъективное. Чистая вода не содержит каких-либо соединений, поэтому она не имеет вкуса, не имеет в своем составе каких-либо питательных веществ и, в связи с этим, не несет никакой пользы или вреда для растения или животного. Ключевая вода может быть вкусна для людей, т.к. она содержит растворенные минералы и другие полезные соединения. Подобные вещества помогают укреплять кости и зубы. Но такая же вода может быть совершенно бесполезна для полива растений, потому что не будет содержать в своем составе различных элементов в нужной пропорции, которые нужны рассаде, таких как, к примеру, кальций и магний.

Одним из очевидных и неоспоримых преимуществ гидропонной культивации являются отдельные секции для выращивания, где вы можете в нужную сторону варьировать температуру, влажность и уровень освещения, а также можете подбирать подходящий набор полезных веществ непосредственно для вашей рассады и для культур, которые являются её частью. Чтобы дать растениям сбалансированный питательный раствор, который будет содержать в своем составе все необходимое рассаде для развития в нужной пропорции, следует для начала разобраться в потребностях растений. Качество воды измеряется как соотношение её свойств и содержания в ней определенных элементов, каждый из которых определенным образом влияет на процессы жизнедеятельности, проходящие внутри вашей рассады. Для начала давайте перечислим свойства, которые характеризуют качество воды. Держите в уме, что гидропонная среда является активной: садовод может контролировать её и, в частности, состав воды.

Мы обратим внимание на: уровень рН, жесткость воды, содержание углерода и сульфатов, содержание солей, железа, сульфидов и различных органических соединений, таких как гуминовые производные, также обратим внимание на пестициды и строительные отходы, а также на содержание особых металлов, вроде селена. Посмотрим на содержание хлорина и его соединений, а также на вкусовые и ароматические качества воды.

Большая часть воды, которая поставляется посредством городского водоснабжения, схожа по многим характеристикам. К примеру, рН такой воды находится обычно в пределах 8-9, это защищает металлические трубы от коррозии. На другой «чаше» вода с диаметрально противоположными свойствами: к примеру, вода, которая содержит разлагающуюся органику – лесная или горная вода. Такая вода является значительно более кислотной, чем водопроводная. Фосфаты, содержащиеся в удобрениях для гидропоники , создадут хороший буфер чуть выше рН, равного 7, чтобы сделать более походящей любую воду, кроме совсем крайних случаев. Как бы то ни было, для растений, который предпочитают подкисленную воду с рН, равным 6 или менее, фосфаты являются плохим буфером, т.к. он имеет слабую способность предоставлять или поглощать избыток водорода в растворе питательных веществ. Те из вас, кто проживает в известняковых районах, имеют некоторое преимущество в том, что углерод является эффективным буфером в этом диапазоне: нужно только осторожно добавить кислоту, чтобы сделать питательный раствор более подходящим, и он, как правило, меняет свои свойства в течение нескольких дней. Только после этого вы можете проводить следующую корректировку. Остальному миру, который пользуется обычной мягкой водой, требуется дополнительная корректировка воды. К счастью, качественные удобрения являют собой отличный буфер, но существует предел количеству буфера, который можно добавлять в питательный раствор. Наиболее общим решением подобных проблем с корректировкой этого свойства воды является доломит – слегка растворимая углеродная порода, которая несет в своем составе кальций и магний. Обычно немного силикатного бурового раствора от примесей остается в сельскохозяйственных культурах. Другим источником карбонатов может быть обычный мел, карбонат кальция. Он является более полезным для растений, чем бикарбонат натрия , потому что не вызывает у человека проблем с пищеварением при случайном употреблении в пищу.

Пока мы разговариваем об уровне рН, хочется упомянуть, что стоит постоянно проверять уровень рН с помощью рН-метров, желательно не с одним, а сразу с двумя стандартными значениями буфера, т.к. электроды плохо работают после долгого использования.

Жесткость

Жесткость воды, как правило, зависит от растворенных в ней карбонатов, кроме мест, вроде Калифорнийской долины, где сульфат магния и кальция накопились, а не находятся в виде коралловых образований, как это обычно происходит где-то еще. Так как кальций, магний, а также сульфаты являются важными питательными веществами, я утверждаю, что жесткость воды – это, в определенном смысле, «хорошая вещь» до тех пор, пока вы знаете, какова пропорция этих соединений в воде и соответствующе корректируете их содержание. Помните, что растворение удобрений, которые уже содержат в своем составе все необходимое растениям, в жесткой воде может нарушить пропорции этих веществ, делая питательный раствор вредным для рассады. Также имейте в виду, что кальций выражается в долях на миллион карбоната кальция, так что содержание непосредственно самого кальция составляет порядка 40% от указанных значений. То же самое справедливо и для общей жесткости воды, кальций плюс магний.

По той причине, что мягкая вода преобразует «хороший» кальций и магний в «плохой» натрий, соблюдайте меры предосторожности и внимательно относитесь к тому, чем поливаете ваши растения. Если вы проживаете в регионе с повышенным содержанием сульфатов, то вам обязательно стоит озаботиться его количественным содержанием в поливной воде. Тогда как растения в обычной жизнедеятельности могут выдерживать достаточно высокие дозы сульфатов без последствий, удобрения, изготовленные, как раз таки, из сульфатов при добавлении в воду с высоким содержанием этих соединений могут способствовать превышению рекомендуемой концентрации этих веществ, в связи с чем ваше растение может быть травмировано, а в отдельных случаях даже погибнуть.

Содержание солей – показатель, который вы с легкость можете проверить с помощью специального прибора – кондуктометра. Проблема состоит только в том, что этот прибор не покажет, сколько точно солей присутствует в вашем растворе или их концентрацию. Он показывает проводимость жидкости, а этот показатель дает весьма приблизительные данные о содержании солей в очень большом диапазоне значений.

Рекомендуемое максимальное содержание солей в питьевой воде стремится к 500 ррм, это значение является достаточно высоким для растений и в некоторых районах оно может превышаться из-за растворенных солей, а также других негативных или полезных соединений. К счастью, большинство водоочистительных и других инженерных служб, ответственных за водоснабжение, хорошо выполняют свою работу и любят выкладывать результаты своей деятельности в виде регулярных отчетов. Различные сельскохозяйственные службы также занимаются анализом почвы и подземных вод и по результатам готовят отчеты. В конце концов, существуют специализированные лаборатории по замерам воды, которые могут за определенную сумму протестировать воду и дать вам исчерпывающую информацию по ней за определенную сумму.

Железо

Железо окрашивает воду, но имеет ограниченную растворяемость в воде. Железо куда больше нравится растениям, чем людям. Чистое нейтральное трехвалентное железо плохо растворяется в воде. Двухвалентное железо более растворимо, но может окисляться на воздухе, создавая осадок, который нередко становится причиной засорения фильтров, если присутствует в больших количествах и по этой же причине становится менее доступным для корневой системы растения. Таким образом, железо, содержащееся в водопроводной воде – не совсем то, что нужно большинству растений. А нужен им хелат железа.

Сульфиды

Сульфиды можно распознать по характерному запаху гнилых яиц, которые они испускают при добавлении кислоты. Многие считают, что сульфиды –источник серы, если бы не тот факт, что некоторые другие вещества образуют нерастворимые сульфиды, к примеру: цинк, марганец и медь. Сульфиды в воде должны восприниматься с максимальной серьезностью.

Стандартным методом контроля сульфидов (и, к слову, железа) – фильтрация с помощью марганцевого «зеленого песка», в котором содержится перманганат окислителя. Активированный уголь также является эффективным средством в борьбе с сульфидами, но его емкость ограничена 3% веса используемого угля.

Органические вещества и особые металлы

В некоторых зонах вода содержит загрязняющие вещества. Например, селен, который является одним из главных загрязняющих веществ в воде Калифорнии, США. Также, бор находится в избытке в некоторых других местах. Помимо этих двух элементов, и другие виды подобных составляющих могут быть найдены с помощью химического анализа местной воды. Этот вопрос требует особого рассмотрения, и первое, с чем стоит разобраться – хорошо или плохо эти вещества влияют на растения и продукты питания. Многие водоросли успешно используются для удаления этих и подобных им веществ из воды. К примеру, гиацинты и камыш достаточно давно и успешно используются для выполнения очистки сточной воды перед её дальнейшей обработкой.

Хлор и субпродукты

Большинство воды, использующейся для городского водоснабжения, содержит в своем составе хлор. Хотя я слышал, что небольшое количество окислителя хлора может оказывать благоприятное воздействие на некоторые растениях, частое чрезмерное хлорирование вредно. Для очистки воды от хлора и его субпродуктов обычно используют обычную аэрацию: поток воздуха пропускают через воду, и в течение нескольких минут он уничтожает большую часть хлора и типов субпродуктов хлорирования.

Биологическое загрязнение

Под биологическим загрязнением понимаются жуки и насекомые, которые процветают в гидропонной среде и против которых собственно и используется хлор. Такая проблема появляется вследствие того, что садовод долго не ухаживает за резервуаром с питательным раствором или же просто доливает в него новую жидкость без предварительной очистки.

Эффективной альтернативой хлору в качестве дезинфицирующего средства является озон. Озон более предпочтителен для использования вместо хлора, но его стоимость гораздо больше. Недавно с озоном проводились различные опыты, в том числе и компанией НАСА, и он показал себя удивительным образом. Оксидный электрод, который используется в аккумуляторных батарейках, с фосфатным буфером вместо серной кислоты аккумуляторной батареи, будет генерировать около 25% озона с кислородом, когда к батарее подводится ток для «чрезмерной зарядки». Это в 10 раз больше озона, генерируемого обычным электрическим разрядом в воздухе при сравнительно небольшом потреблении электроэнергии. Поскольку озон является более эффективным средством против бактерий и вирусов, чем хлор, стерильность воды достигается гораздо более быстрым образом, чем при использовании пресловутого хлора. Также озон не остается активным также долго, как хлор, он не является постоянной защитой для воды. Избыточный озон может быть удален из воды и должен удаляться из воздуха с помощью активированного угля. Озон окисляет соединения углерода в воде, и, безусловно, уничтожает любые хелаты в питательных растворах.

Вкус и запах

Вкус и запах воды получаются из гумусовых остатков, если не из сульфидов. Эти вещества вызывают опасения у растениеводов. Это связано с тем, что в муниципальных учреждениях они удаляются с помощью флокуляции – процесса, который должен тщательно контролироваться и который сложно осуществляется в индивидуальных установках для очистки воды. В качестве альтернативы активированный уголь является достаточно эффективным средством для удаления органического загрязнения в воде, но он имеет ограниченную емкость. Чтобы очистить активированный уголь требуется паровая обработка на достаточно высоких температурах, так что его проще заменять, чем очищать. Если конечно, вы не обладаете достаточно крупным предприятием, чтобы этот процесс был рентабельным.

Очистка воды, методы

Давайте рассмотрим несколько доступных методов очистки воды и попробуем применить их для очистки воды в гидропонных установках. Первое, что приходит на ум – традиционная дистилляция. Дистилляция, если не брать в расчет большие специализированные продвинутые установки, является очень энергоемким процессом. К тому же, вода, очищенная таким образом, является слишком чистой. В самом деле, для большинства муниципальных предприятий для очистки воды, ректификационные установки выполнены таким образом, что они обеспечивают возможность частичного сохранения солей в воде. Солнечная дистилляция заслуживает внимания, особенно в тропических и регионах, где высокое содержание соли может сделать воду непригодной для употребления в пищу растений без очистки, и где могут быть использована солнечная энергия в потребном объеме. Уникальная система солнечной дистилляции была создана в General Hydroponics Co. Несколькими выдающимися специалистами этой компании, некоторые из которых приложили руку и к написанию этой статьи, и она обеспечивает идеальной водой для гидропонных целей все предприятие. Лабораторные деионизаторы также производят слишком чистую воду для гидропонных целей, ее трудно восстановить и сам процесс достаточно дорог.

Реверсивный осмос стоит обсуждения. В его основе лежит применение мембраны обратного осмоса, которая способна очистить воду от многих существующих в природе примесей. Применение мембран для отделения одних компонентов раствора от других имеет очень давнюю историю. Еще древние греки впервые обнаружили, что морская вода опресняется, если ее пропустить через стенки воскового сосуда. В начале 60-х годов прошлого столетия уже существовали промышленные установки, опресняющие морскую воду используя мембранные технологии обратного осмоса.

Усовершенствование технологии обратного осмоса дало возможность применения фильтров для воды на её основе не только в промышленных, но и в домашних условиях. Благодаря этому по всему миру уже установлены тысячи подобных систем, позволяющих получить питьевую воду с высочайшей степенью очистки. Вода, получаемая на выходе систем обратного осмоса, признана экологически чистой.

В университете Калифорнии по изучению воды проводились многочисленные исследования этого метода фильтрации , там же проводились и первые эксперименты по созданию подобных устройств. Вот некоторые преимущества и недостатки этого метода очистки воды:

Преимущества.

Современные расценки на электроэнергию (электричество, требуемое для использования в фильтрах подобного типа не намного больше, чем требуемое для очистки воды от солей, а это достаточно немного). Существуют специальные мембраны для подобных установок, которые обеспечивают не полную очистки воды, оставляя в ней часть солей, они дешевле, чем те, что обеспечивают полную очистки. В гидропонике не требуется полной очистки, обычно это делается для очистки питьевой воды. Осмотическими установками удобно управлять, они небольшие и их достаточно легко устанавливать. Т.к. осмотическая фильтрация достаточно давно присутствует на рынке, существуют недорогие потребительские фильтры специально для домашнего использования, стоимость которых не сильно ударит по карману обычного садовода.

Недостатки.

Мембраны легко блокируются преципитатами и различными осадками или жесткой водой, жесткость которой превышает растворимость солей, а также другими жесткими осадками, которые могут оставаться после предварительной фильтрации. Поток отходов в таких системах велик. В обычной практике в одноступенчатых системах обратного осмоса с низким рабочим давлением поток отходов составляет более половины исходной воды! В результате получается раствор с небольшой концентрацией солей, который может быть использован только для других целей. Мембраны подвержены деградации и отказу от бактериальных атак и / или от окисления хлора.

Поверхностный обзор домашних осмотических фильтров проводился в ходе исследований относительно недавно, эти системы тестировались на ряду с другими устройствами для очистки воды. Осмотические системы тестировались на воде с содержанием соли порядка 600 ррм на низком давлении (45 psi) и, в ходе испытаний, оказалось, что 10-25% воды достигло пригодного уровня. «Главной проблемой является не высокая концентрация соли, а в той воде, которая по разным причинам не проходит сквозь мембрану. Кроме того, требуется достаточно сильное давление для того, чтобы процесс шел с высокой эффективностью, большая длина мембраны. Но, вместе с увеличением длины мембраны, увеличивается и риск её засорения различными сульфатами и другими отходами» – выдержка из отчета о тестировании фильтров обратного осмоса. Большие установки обратного осмоса имеют различные уровни предварительной фильтрации, которые могут сохранить мембраны от засорения. Также гексаметафосфат натрия может быть использовано для ингибирования осадка, но используемое количество имеет решающее значение. Кроме того, оба варианта повышают стоимость фильтра или стоимость его эксплуатации.

Обычно осмотический фильтр представляет из себя следующее:

Блок предфильтрации для предварительной очистки водопроводной воды от микрочастиц, активного хлора, низкомолекулярной органики.

Узел ввода ингибитора осадкообразования для предотвращения образования осадка нерастворимых солей на поверхности обратноосмотической мембраны.

Блок обратного осмоса для удаления основной массы растворённых солей, коллоидов и бактерий, значительной части органических соединений. Для предотвращения образования осадка на мембране предусмотрено дозирование ингибитора осадкаобразования.

Блок деионизации на ионообменных смолах для финишной очистки воды от растворённых солей.

Блок контроля качества для непрерывного контроля электропроводности очищенной воды (в аппаратах с базовой комплектацией). Цветовая светодиодная индикация предусмотрена при нормальном значении электропроводности, при достижении порогового значения электропроводности и при его повышении, а также при отсутствии воды в водопроводной сети. В дисттилляторах производительностью 50 и 100 литров в часустановлен дисплей для индикации значения электропроводности и температуры очищенной воды.

Вывод:

Специализированные установки обратного осмоса пригодны для использования в домашней гидропонике, где сточная вода может пойти в сад на открытом воздухе.

Также существует и альтернативный процесс. Процесс с использованием второй мембраны электродиализа был изобретен в 1960-ые годы как метод удаления солей из воды, но метод обратного осмоса оказался более экономичным для использования в крупных установках.

Электродиалитические мембраны служат гораздо дольше, чем обычные, используемые в фильтрах обратного осмоса, но их стоимость высока и они имеют тенденцию к протеканию после длительного использования. Подобные мембраны нашли применения в некоторых регионах, где требуется особая очистка воды. Они работают путем пропускания электрического тока через ионообменные мембраны с разным зарядом: соли во входящем потоке воды разделяются на положительно заряженные ионы (они собираются в одну сторону) и отрицательно заряженные (собираются в другую). Мембраны расположены таким образом, что ионы могут пройти через первую мембрану, но не через вторую, которая имеет противоположный заряд: это создает поток воды с растворенной солью. Если подача воды имеет умеренно низкую проводимость, в результате электрическое сопротивление между мембранами вызывает значительные потери мощности.

Подготовка воды для питательного раствора

Автор: Толмачева Ольга Анатольевна

Питательный раствор – важнейший фактор при выращивании овощных и цветочных культур методом малообъемной технологии с использованием капельного полива. Основой для его приготовления является вода. Поэтому, требования, предъявляемые к качеству поливной воды, достаточно высоки. Но, к сожалению, на практике этому не всегда уделяется должное внимание.

К наиболее важным показателям относятся:

  • общая концентрация растворимых солей,
  • содержание натрия, хлора, бора и других элементов, усвояемых растениями в малой степени и при накоплении действующих токсично,
  • содержание бикарбонатов,
  • количество кальция и магния.

Вода для полива не должна иметь высокую концентрацию солей. Всем известна оценка воды по электропроводности по Зонневельду:

  • ниже 0,75 мСм/см – хорошая,
  • 0,75 – 1,5 мСм/см – пригодная,
  • 1,5 – 2.25 мСм/см – концентрация солей высокая,
  • выше 2,25 мСм/см – концентрация солей очень высокая.

Для капельного полива в теплицах лучше использовать воду с ЕС до 0,75 мСм/см.
Если вы вынуждены работать с водой, ЕС которой находится в пределах 0,75-1,5 мСм/см, то очень правильно надо подойти к вопросу выбора субстрата. Основное требование, которое надо при этом учесть – возможность его промывки в случае накопления солей. В этом случае предпочтение лучше отдать инертным субстратам, таким как минеральная вата, кокос, перлит. Если предпочтение отдается торфяным субстратам, то надо предусмотреть добавление до 50% перлита. Вода с высокой и очень высокой концентрацией солей не может быть использована в теплицах без предварительной очистки от солей.

Учитывая важность качества поливной воды при капельном поливе, возрастает необходимость периодических анализов поливной воды и корректировки ее показателей.
В настоящее время тепличные комбинаты используют как водопроводную воду, так и воду из скважин, прудов и рек. Идеальной водой для использования в теплицах могла бы быть дождевая вода, так как она практически свободна от солей и бикарбонатов. Но, к сожалению, случаи ее использования малоизвестны.

Как часто необходимо анализировать поливную воду? Как правило, один анализ проводят перед началом выращивания рассады, второй – весной в период массового таяния снега, которое приводит к изменению количества бикарбонатов и как следствие – к изменению рН. Если для полива используется вода из открытого источника (пруд, озеро, река), то в отдельных случаях анализировать ее приходится чаще. Одним словом, агроном всегда должен быть уверен в качественных показателях воды.

Одним из недостатков в используемой на тепличных комбинатах воде является наличие в ней бикарбонатов HCO3, количество которых сильно влияет на показатель рН питательного раствора. Показатель HCO3 определяет нейтральную или щелочную реакцию при гидролизации воды. При гидропонном способе выращивания растений вода питательных растворов должна содержать не более 4 мэкв/л HCO3 (244 мг/л). По Зонневельду, количество бикарбонатных ионов не должно превышать суммы ионов Ca и Mg. Для беспочвенного выращивания растений жесткая вода непригодна, так как с ней вносится большое количество ионов кальция и магния, которые накапливаются в растворе или субстрате в высоких концентрациях и подавляют поглощение калия. Содержание кальция и магния в воде должно быть ниже, чем в питательных растворах.

С целью доведения реакции рН питательного раствора до уровня, наиболее благоприятного для развития растений, проводится коррекция его кислотности. Для этого используют азотную и ортофосфорную кислоты. Кислоты и бикарбонаты взаимодействуют в эквивалентных количествах, т.е. 1 мэкв кислоты реагирует с 1 мэкв HCO3. Количество кислоты должно быть таким, чтобы можно было контролировать буферность раствора (содержание свободных бикарбонатных ионов). Для обеспечения буферности необходимо оставлять около 1 мэкв HCO3. В случае использования физиологически кислых солей, которые при растворении подкисляют раствор, свободным надо оставлять еще 1 мэкв, т.е. всего 2 мэкв HCO3 (122 мг/л). Рассчитанное таким образом количество кислот лучше добавлять в маточные растворы. Оставленное в запасе количество бикарбонатов впоследствии будет нейтрализовано азотной кислотой, поступающей из кислотного бака. Концентрация кислоты в нем не должна быть высокой, чтобы во время приготовления питательного раствора не происходило резкое снижение рН. Оптимальным для работы растворного узла является разбавление 15 л азотной кислоты (58%) на объем кислотного бака 1000 л.

Вышеописанный способ расчета кислот подходит для тепличных комбинатов, которые используют воду, количество бикарбонатов в которой не превышает 4 мэкв. В случае использования воды с бикарбонатами выше 4 мэкв, приходится сталкиваться с большими проблемами в отношении показателя рН. Проблемы заключаются в том, что очень трудно, а иногда даже невозможно, избежать разницы между показателями рН на растворном узле и в теплице. Ситуация усугубляется еще и в том случае, когда растворный узел находится на большом расстоянии от теплицы. Всему виной большое количество бикарбонатов, которые невозможно полностью нейтрализовать.

Для решения этой проблемы оптимальным вариантом является предварительная водоподготовка. Вода, используемая для приготовления питательного раствора, перед поступлением в растворный узел, подкисляется до заданного уровня (как правило, до рН=6,0), в результате чего снижается количество бикарбонатов. Таким образом, ликвидируется негативное влияние высокого количества бикарбонатов на рН приготовляемого питательного раствора и достигается равномерность в заданных на растворном узле и полученных в теплице показателях.

Вода в гидропонике

Вода является одним из главных факторов, определяющих жизнедеятельность растений, так как именно вода является основным источником питания растений и принимает активное участие во всех жизненно важных процессах обмена веществ. Она выполняет множество важных функций
• Переносит питательные вещества к корням и тканям растения;

• Препятствует перегреву тканей и разрушению белков;

• Является источником водорода, который так необходим для процесса фотосинтеза.

Обладая энергоинформационной памятью, вода является регулятором всех физиологических функций растений и даже самой их жизни. Вода — это универсальный растворитель, благодаря чему все вещества, поступающие с водой в растворенном виде, не теряют свои полезные свойства и не изменяют свой химический состав. Именно основываясь на этом свойстве воды, готовят питательные растворы в гидропонике. Но, зададимся вопросом, всякая ли вода подходит для приготовления питательных растворов Для начала рассмотрим требования, которым должна отвечать вода, используемая при гидропонной культивации растений

• Содержание солей и минеральных веществ в воде должно быть минимальным. Вода должна быть мягкой, свободной от солей кальция и магния. Например, высокое содержание солей кальция в воде приводит к тому, что важнейшие элементы питания — фосфор, железо, марганец, алюминий, бор переходят в соединения, которое растения не могут усвоить;

• Присутствие токсичных примесей, инородных включений и растительных ядов недопустимо;

• Реакция среды должна быть нейтральная или слабокислая. В таком случае какая вода подойдет водопроводная, колодезная или из скважины, речная или озерная, дождевая или дистиллированная Естественно, что каждый вид воды обладает своими особенностями и характеристиками, которые указывают на степень ее пригодности для приготовления питательного раствора.

Водопроводная вода вполне подходит для приготовления питательного раствора. Эта вода проходит фильтрацию и различные стадии очистки, что делает ее пригодной для питья. Содержание в ней минеральных веществ невелико. Тем не менее, она может содержать вредные для растений гербициды, тяжелые металлы, различные соли, которые делают воду жесткой. В зависимости от сезона, в ней может значительно увеличиваться содержание хлора. Перед применением водопроводной воды, её отстаивают в открытом сосуде в течение 2-3 дней. За это время хлор быстро испаряется и некоторые соли оседают. Очистить водопроводную воду можно также при помощи бытовых фильтров. Азот, магний, кальций, калий, сера, бор, медь, марганец и цинк присутствуют практически во всех водных ресурсах. Поэтому очень важно сделать полный анализ воды, если вы хотите приготовить идеальный раствор из питательных веществ. Колодезная вода или вода из скважины отличается высоким содержанием железа, марганца, солей и минеральных веществ, которые вымываются из толщи грунта. Поэтому, она является очень жесткой. Некоторые источники воды содержат большое количество сероводорода, сульфатов и карбонатов. Заключение о наличии вредных составляющих в составе такой воды и ее анализ можно получить у местных органов СЭС. Колодезную воду также как и водопроводную надо фильтровать, или отстаивать. Речная или озерная вода менее всего подходит в качестве воды для приготовления питательного раствора, так как в водоем могут попасть отходы промышленности и производства. В такой воде могут присутствовать продукты химических реакций, различные бактерии, патогенные микроорганизмы, продукты гниения и другие нежелательные примеси. Речную и озерную воду принято хлорировать, а затем отстаивать. Иногда используют перекись водорода малой концентрации, что даже благотворно влияет на рост растений, так как после такой обработки, увеличивается содержание кислорода в воде 2H2O2 (перекись водорода) = 2H2O (вода) + O2 (кислород). Но для лучшей очистки все же необходимо приобрести более сложные системы фильтрации. Только после очистки при помощи таких систем речная вода может спокойно использоваться в гидропонном растворе. Но, к сожалению, данные системы требуют больших денежных затрат, что делает нерентабельным использование воды из водоемов в гидропонике. Дождевая вода является оптимальным вариантом для приготовления питательного раствора. Она мягче всех вышеперечисленных типов воды, в ней высокое содержание кислорода, а реакция среды практически нейтральна. Но нельзя забывать о загрязненности окружающей среды в целом, из-за чего дождевая вода может содержать вредные химические соединения, тяжелые металлы, известковую пыль (которая повышает жесткость воды), продукты сгорания жидкого и твердого топлива в виде сажи и капелек маслянистой жидкости – все это сильно снижает полезные качества дождевой воды. При сборе дождевой воды, следует соблюдать ряд правил. Вода, стекая по крыше, по желобам и водосточным трубам, попадает в резервуар. Лучше собирать воду с крыш, выполненных из инертных материалов (глиняная черепица, шифер, или цемент, не содержащих искусственных красителей), чтобы избежать попадания вредных веществ и частиц. Не рекомендуется собирать воду с крыш, покрытие которых может содержать свинец или асбест. Непригодными являются сливы и желоба, содержащие свинец или медь. Лучшие варианты сливов — трубы из ПВХ или оцинкованной стали. Что касается резервуаров по сбору дождевой воды, лучше использовать емкости, сделанные из материалов устойчивых к окислению, к действию кислот, щелочей и т.д. (бетон, полиэтилен, оцинкованная сталь, стекловолокно). После длительных засушливых периодов, не используйте воду, выпавшую в первые полчаса, так как примерно за это время смывается вся накопившаяся на крыше и желобах грязь. Собрав дождевую воду, все же необходимо провести ее анализ, и только после этого определить ее пригодность для приготовления питательного раствора. Дистиллированная вода практически полностью очищена от растворенных в ней минеральных солей, органических и других примесей. В этой воде нет бактерий и патогенных микроорганизмов. В ней также отсутствуют и микроэлементы. Производят ее методом выпаривания пресной воды с последующей конденсацией пара в специальных устройствах, называемых дистилляторами. В результате чего все инородные вещества остаются в осадке. Одним словом, такая вода идеальна для приготовления питательных растворов. Но процесс дистилляции медленный, а аппараты рассчитаны на небольшие объемы воды, при этом потребляя большое количество электроэнергии. Для гидропоники промышленных масштабов, где требуются сотни литров воды, это не лучший вариант. Подводя черту под вышесказанным, можно сказать, что какой бы тип воды вы не выбрали, необходимо ее проанализировать на содержание химических элементов. Это можно сделать самостоятельно или же отдать пробы воды в специализированное учреждение. Второй вариант более точен, хотя и требует некоторых финансовых затрат. Не всегда удается самостоятельно определить точный состав воды. Это можно сделать, либо измерив электропроводность нашей пробы воды, либо же купив тесты (химические реактивы) для определения содержания в анализируемой воде каждого из 13 элементов, необходимых для развития растений. Используя тесты, можно получить хорошие результаты. Но химические реактивы достаточны дорогие и их обычно хватает на небольшое количество замеров. Из измерения электропроводности, мы определяем только общее содержание элементов и не получаем никакой информации о содержании каждого элемента в отдельности в анализируемой пробе воды. Получив результаты анализа пробы воды и определив ее рН, готовят питательный раствор с учетом содержания в воде химических элементов. Очистка воды

В заключении мы бы хотели составить список способов очистки воды, информация о которых будет полезна после выбора типа воды

• Отстаивание воды. Воду отстаивают в открытом сосуде в течение 2-3 дней. Лучше всего отстаивать воду в стеклянной, керамической или эмалированной, а не в алюминиевой или стальной емкости. Таким способом можно уменьшить содержание солей кальция и магния, а также тяжелых металлов в воде. • Кипячение воды. Воду кипятят в эмалированной посуде без крышки не менее 5-7 минут. Кипячение убивает микроорганизмы, и одновременно из воды испаряется практически вся летучая хлорорганика (последствия дезинфекции воды хлором). Обработанную таким образом воду нужно закрыть крышкой, чтобы не проникали бактерии из воздуха, и остудить.

• Замораживание-оттаивание. Кипяченную воду наливают в посуду и помещают в морозильную камеру. Через 10-12 часов получается двухкомпонентная система, состоящая изо льда (чистая замёрзшая вода без примесей) и водного незамерзающего рассола, содержащего соли и примеси, которые стоит удалить. Незамерзший рассол сливают, а лед размораживают. Техника получения талой воды заключается в различных скоростях замерзания чистой воды и воды, содержащей примеси.

• Фильтрация. Выделяют несколько основных типов фильтров — Фильтры-насадки как правило, их крепят к кухонному крану. Площадь фильтрующей поверхности очень мала, а объем сорбента (чаще всего активированного угля) также очень мал. Действие таких фильтров малоэффективно. — Адсорбционные фильтры их фильтрующий элемент обыкновенно содержит активированный уголь. Сорбционные фильтры удаляют из воды хлорорганику (хлороформ, четыреххлористый углерод, бромдихлорметан), а также тяжелые металлы (железо, свинец), взвесь, бактерии и вирусы. По мере использования качество очистки снижается, что требует регулярной замены фильтрующих элементов. Если фильтрующий элемент вовремя не заменить, сам фильтр становится источником загрязнения. — Ионно-обменные фильтры при их помощи ненужные вещества (избыток солей кальция) замещается на менее вредные. Основной недостаток — быстрое истощение обменного буфера. — Мембранные фильтры вода проходит через молекулярное сито — микро-каналы в материале мембраны. В результате, примеси и молекулы, имеющие больший размер, чем молекула воды, не проходят через мембрану. Степень очистки на мембранных фильтрах выше, чем для адсорбционных фильтров. Эти фильтры наиболее экономичны и надежны. — Осмотические фильтры в них используется метод обратного осмоса. Такие фильтры обеспечивают очень высокую степень очистки, так как они удаляют до 99% всех примесей, соли кальция и магния, хлор. Фильтр не меняют, а только промывают время от времени. Недостатки – малая производительность, только третья часть воды проходит через фильтр, и его высокая цена.

• Дистилляция. Мы рассказали об этом способе очистки раннее в нашей статье. При выращивании гидропонным способом каждый волен выбирать метод очистки воды по своим возможностям. На наш взгляд, наиболее удобны адсорбционные фильтры. Нет, не кувшины-фильтры, которые практически есть у каждого на кухне, а их наиболее «упрощенная» модель — активированный уголь и торфяная крошка. Уголь отфильтровывает хлорорганику, тяжелые металлы, взвесь и бактерии. В торфе содержатся гумусовые кислоты, которые связывают содержащийся в воде кальций, смягчая таким образом воду. Тогда как уголь выкидывают после использования, торф можно использовать для удобрения в открытом грунте. Торф, помещенный в матерчатый мешок, и уголь оставляют в воде на одну ночь. Затем воду фильтруют от крошек торфа или угля. Очищенную такими способами воду можно использовать для приготовления питательного раствора в небольших количествах. Метод довольно недорогой и вполне удобный. Не стоит забывать, что запасы воды следует хранить в прохладном месте и без доступа света во избежание порчи воды или образования водорослей в ней.

Ссылка на основную публикацию