Вода — основа и субстрат в гидропонике

Субстраты для гидропоники

Субстрат – одно из составляющих метода гидропоники. Причём, некоторые его виды применяются не только при гидропонном выращивании, но и при обычном, геопонном культивировании растений.

Современные гидропонные системы прошли долгий путь совершенствования, начиная от использования речного гравия и песка в самых первых системах. Идеальная среда способна удерживать примерно одинаковые концентрации воды и воздуха. Растению необходим как кислород, так и питание. Способность субстрата удерживать воду/воздух определяется пространством между гранулами или волокнами субстрата.

Мелкий песок имеет очень маленькое промежуточное пространство, которое не способно удерживать много воздуха и воды. С другой стороны, крупный гравий имеет большое промежуточное пространство, которое может удерживать много как воды, так и воздуха. Однако, как говорит наука, если промежуточное пространство слишком большое, то потеряется капиллярный эффект и вода просто стечет с гравия.

Если в вашей системе обеспечивается постоянная циркуляция питательного раствора, то, при хорошем омывании, можно использовать быстродренирующий вариант. Но для систем, где нет такой циркуляции постоянно, крупный гравий является неподходящим субстратом.

Наиболее часто используемые субстраты для гидропоники: кокосовое волокно, перлит, керамзит и мелкий гравий. Каждый из этих субстратов может использоваться отдельно или в комбинации с другим для достижения лучшего результата. Например, кокосовое волокно, смешанное в пропорции 50/50 с перлитом, может удерживать больше воздуха, чем просто волокно.

Кокосовый субстрат

Перлит

Вермикулит

Механические свойства расслоенного вермикулита: – малый вес, составляющий 100-150 кг/м3 (для сравнения 1 м3 торфа весит 500-600 кг);
– негорючесть;
– гнилостойкость;
– большая поглотительная способность (прочно удерживает многие макро- и микроэлементы, в том числе воду);
– высокая влагоемкость (300-400%);
– стойкость против насекомых и грызунов,
– теплоизолирующая способность,
– звукоизолирующая способность,
– электроизолирующая способность,
– способность сохранять структуру.

Вермикулит – вторичный минерал, образовавшийся в результате изменения слюды. В зависимости от происхождения и технологической обработки объемная масса вермикулита варьирует от 48 до 169 кг/м3.

Вермикулит входит в состав таких пород, как дунит, серпентин и пироксенит. Подобно слюде, вермикулит расслаивается. Окраска – от темно-желто-коричневой до светло-коричневой; может быть окрашен в зеленый и бронзовый цвета. Перед употреблением вермикулит подвергают специальной термической обработке – расслоению. При нагревании до 250-350°С вермикулит увеличивается в объеме почти в 15-25 раз. Это объясняется тем, что повышение температуры вызывает превращение воды, содержащейся в слюде, в пар, который расширяет полости между микроскопическими пластинками минерала. Подвергшийся термической обработке вермикулит представляет собой очень легкий, зернистый, сыпучий материал серебристой или золотистой окраски.

Когда вермикулит продолжительное время используется как субстрат в чистом виде, происходит деформация решетчатой структуры частиц, в результате ухудшается дренаж и ослабевает аэрация корневой системы. По этим соображениям вермикулит рекомендуется смешивать с перлитом или торфом.

Керамзит

Мох.

В гидропонике используется сфагновый мох, который, подобно торфу, проветривают, измельчают и известкуют.

При редком смачивании мха питательным раствором образуется влагоемкая, хорошо аэрируемая и насыщенная элементами питания среда.

Минеральная вата.

Гидрогель

Гидрогели – специальные полимеры, выпускаются в виде сухого порошка или гранул. При наличии воды способны быстро разбухать и удерживать большое количество воды (0,3 – 0,5л на 1 гр. сухого препарата) и водорастворимых удобрений. Они вносятся в почву, смеси, компосты и любые другие субстраты, использующиеся для выращивания растений.
Пенистая лава и крупнозернистая пемза. Породы вулканического происхождения, обладающие пористой структурой. Отличаются высокой поглотительной способностью и долговечностью. Однако химические свойства этих пород далеки от идеала: они содержат большое количество свободной извести и других соединений, оказывающих влияние на питательный раствор. В частности, некоторые составные части раствора переходят в такую форму, в которой они уже не могут быть усвоены растением. С данным недостатком можно справиться одним из следующих способов:

  • при помощи серной кислоты. Породу необходимо промыть в водном растворе серной кислоты (соотношение воды и серной кислоты 1:1) до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков газа. После этого породу оставляют на длительный срок в чистой воде, чтобы удалить остатки серной кислоты, а затем тщательно промывают в проточной воде.
  • при помощи суперфосфата. Породу выдерживают в течении суток в водном растворе суперфосфата (75 г – на 1 л кипяченой воды), после чего тщательно промывают в чистой воде.

В результате описанных процедур вредные химические вещества полностью выводятся из породы.

Термозит (доменный шлак)

Термозит производится из каменноугольных или коксовых шлаков доменных печей. Представляет собой гравие подобный пористый материал. Как субстрат lля разведения комнатных растений неидеален, так как обладает следующими недостатками:

  • частицы термозита имеют острые края, что делает его небезопасным в применении,
  • характеризуется высокой щелочностью (до 43% СаО).

Оба недостатка можно устранить. В первом случае к термозиту рекомендуется добавить 10% кварцевого песка. Песок вводят в субстрат перед обработкой. Во втором случае, как и вулканические породы, термозит подвергают предварительной обработке с целью удаления из него ядовитых веществ (соединений серы и извести). Для того, чтобы определить, содержит ли термозит серу или известь, необходимо провести следующий опыт. В стеклянную банку кладут около 1 л шлака, во другую банку наливают 0,5 л воды, в которую затем осторожно вводят такое же количество серной кислоты. Разведенную серную кислоту вливают в банку со шлаком и смотрят, появится ли на поверхности раствора пена, (пузырьки газа с запахом тухлых яиц). Если да, то шлак необходимо выдерживать в серном растворе до тех пор, пока он не перестанет выделять пузырьки газа, после чего шлак загружают на длительное время в чистую воду и затем промывают в проточной воде. Для проверки полноты удаления остатков серной кислоты в воду, в которой промывался шлак, опускают лакмусовую бумажку. Если бумажка показывает нейтральную или слабокислую реакцию, значит, термозит готов для дальнейшего употребления.

Внимание! Ни в коем случае не поступайте наоборот: не заливайте воду в серную кислоту!
Растения, выращиваемые на термозите, нуждаются в частых поливах.

Гравий и гранитный щебень.

Это самые распространенные и долговечные субстраты, характеризующиеся следующими свойствами:

  • низкой влагоемкостью (8,4%);
  • повышенным содержанием известковых частиц.

Для снижения излишней щелочности субстрат промывают слабым раствором фосфорной кислоты или водным раствором суперфосфата (200 г – на 10 л воды), после чего тщательно споласкивают в чистой воде.

Для выращивания гидропонных культур рекомендуются гравий и щебень с размером частиц 2-5 мм. Субстрат требует частого увлажнения.

Песок.

В гидропонном растениеводстве используют песок крупной фракции (с размером частиц диаметром 0,6-2,5 мм). Известковые частицы удаляют из песка водным раствором фосфорной кислоты. Обработанный субстрат тщательно промывают в чистой воде.

Наиболее пригоден для субстратных культур сфагновый торф верховых болот с нормальной зольностью (не более 12%) и степенью разложения 10-25%. Высокозольный торф не пригоден в качестве питательной среды: его можно использовать лишь как удобрение.

Гидропоника – обзор основных методов гидропоники

Определение : Гидропо́ника — это способ выращивания растений без почвы.

При выращивании этим методом, корни растения получают минеральные вещества и находятся не в почве, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твердой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, способствующей дыханию корней, и требующей сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям конкретного растения.

Примечание: питательный раствор является слабо агрессивной средой, поэтому все компоненты установок, непосредственно контактирующие с питательным раствором или его парами (естесственное испарение) должны быть изготовлены из стойких к нему материалов.

Принято разделять группы гидропонных систем на активные и пассивные. Из их названий логически понятно что пассивными являются системы, не использующие какое-либо механическое воздействие на питательный раствор для транспортировки его к корням. Раствор в таких системах движется за счет капиллярных сил воды. В активных системах для транспорта питательного раствора используются насосы, помпы, аэраторы, ультразвуковые пьезокерамические элементы и т.д.

Основные гидропонные системы

При конструировании своей системы можно использовать не только эти методы гидропоники, но и их комбинации. Главное надо понимать, что корни растений должны насыщаться кислородом постоянно, но и не должны пересыхать.
На расстоянии до 15 см от “поверхности” (разграничении “надземной” и “подземной” части растения) корни должны больше находиться в воздушной среде, чем в воде. В естественных условиях этот пласт почвы наиболее плодороден и для растения является источником всех питательных элементов, глубже корни в основном впитывают только воду.

Водная культура (DWC)

Принцип этой гидропонной установки заключается в следующем: растения закреплены мягким зажимом (можно использовать силиконовый поролон) на верхней части сосуда или непосредственно на нетонущем поддоне, а их корни всё время находятся в постоянно аэрируемом питательном растворе.
Это одна из простейших гидропонных установок, великолепно зарекомендовавшая себя для водолюбивых культур, в частности, так можно с успехом выращивать салаты. Так же можно выращивать практически все болотные культуры. Для овощных культур эта система практически не пригодна. Да, и ещё один из минусов: сколько растений, столько нужно и питательного раствора.

В DWC сухо/влажно регулируется концентрацией (количеством) солей в растворе, например, для томатов EC не ниже 2.4 mS (миллиСименс) считается нормой, чтобы корни не были переувлажнены.

Водная культура.Техника питательного слоя (NFT)

(Nutrient Film Technique)

В этой схеме гидропонной установки внешняя водная помпа создаёт постоянный непрерывный поток раствора через корни растений. На разрезе А-А видно, что особенностью конструкции сосуда с корнями растения является то, что сосуд достаточно плоский и широкий, а сам раствор образует “ручей” на дне ёмкости глубиной не более 1-2 см. Тем самым достигается относительно широкая поверхность “водной глади”, граничащая с воздухом. И при достаточной скорости движения питательного раствора по дну емкости достигается перемешивание вехнего слоя раствора с воздухом, повышая его влажность в корневом пространстве и насыщая сам раствор кислородом без дополнительной аэрации компрессором.
Конструктивно сосуд с раствором лучше расположить под небольшим наклоном, чтобы улучшить его сток.

Субстратная культура

Это простейшая пассивная гидропонная установка, в которой растение, корни которого находятся в проницаемом для воды сосуде с влажным субстратом, получает воду и питательные вещества в ней за счет капиллярных сил. Сосуд с корнями растения погружен на 1-2 см в раствор.
Главный недостаток такой системы – необходимость постоянного контроля уровня раствора и достаточно сильная зависимость влажности в корневой зоне растения от типа применяемого субстрата.

Субстратная культура. Периодическое затопление

Это та же субстратная гидропонная установка, только с применением временного периодического полного наполнения питательным раствором сосуда с корнями растения. На рисунках изображена данная установка, состоящая из сосуда с двойным дном. Насос системы находится в нижнем отделении устройства, являющегося также разервуаром для питательного раствора. Выходная трубка насоса (изображена оранжевым цветом) выведена в верхний резервуар. Так же в верхнем резервуаре есть вторая , ограничительная трубка для слива избытка обратно в нижний отдел.
Рассмотрим подробнее режимы работы:
Режим А: корни растения в субстрате находятся в воздушном пространстве, и, лишь на дне находится незначительный уровень раствора, поддерживающий постоянную повышенную влажность. Этот уровень легко устанавливается высотой выходной трубки насоса.
Режим Б: несколько раз в день (2-8), взависимости от микроклимата, применяемого субстрата и потребностей самого растения, таймер включает насос, и на 10-15 минут (до полного намокания всего субстрата) полностью затопляется питательным раствором верхнее отделение сосуда до уровня ограничительной трубки.
По истечение выставленного времени таймер выключает насос до следующего периода и раствор через выходную трубку насоса сам сливается обратно в нижнее отделение. Тем самым обновляется воздух в корневом пространстве и корни насыщаются кислородом. Установка переходит в режим А.
Большинство любителей гидропоники для выращивания овощных культур предпочитают именно этот метод за хорошее соотношение: простота/надежность/результат.

Субстратная культура. Капельный полив

Установки, постороенные по данному принципу, используют всё так же субстрат, только подача раствора осуществляется постоянно, либо периодично, чётко дозированными порциями. Для подачи раствора в такой системе используют регулируемые капельницы, раствор из них “течет” под основание стебля растения на поверхность субстрата.
В современных овощных теплицах гидропонные системы часто используют этот метод, а в качестве субстрата кокосовое волокно (“кокоматы”).

Воздушная культура (Аэропоника)

Аэропоника – это метод беспочвенного выращивания растений, при котором корни растения постоянно находятся в воздушном пространстве и периодически опрыскиваются питательным раствором.
Более подробно этот метод расстмотрен на странице Аэропонные системы

Субстраты для гидропоники

Продолжаем рассказывать про выращивание гидропонным способом, в этот раз подробно расскажем о наиболее востребованных и подходящих для гидропоники субстратах. Эта статья является продолжением нашего рассказа о данном методе культивации, который начался с вводной статьи «Гидропоника для всех».

Мы уже вскользь касались этой темы в статье «Гидропоника своими руками», теперь пришло время познакомиться поближе с этой важной составляющей любой гидропонной установки. Как Вы уже знаете, гидропоника – это техника выращивания растений вне грунта. Представители флоры получают все необходимые для жизни вещества и влагу из питательного раствора, в котором постоянно или периодически находятся их корни. Само же растение закрепляется в горшке или в специальной выемке с помощью субстрата, который удерживает его на протяжении всего жизненного цикла, позволяя надземной части стремительно развиваться и плодоносить.

Требования к субстратам для гидропоники

Субстрат для гидропоники должен обладать рядом определенных качеств, без которых в ней попросту не удастся вырастить ни одного растения. Основные критерии для выбора субстрата таковы:

  • Приемлемая механическая плотность, позволяющая удерживать растение в вертикальном положении на протяжении всей жизни;
  • Химическая инертность, позволяющая субстрату не вступать в реакцию с микро- и макроэлементами, которые являются «пищей» для растения;
  • Высокий показатель водо- и воздухопроницаемости, который наделяет его хорошими аэрационными свойствами;
  • Достаточный уровень влагоемкости, позволяющий удерживать в себе необходимое растению количество влаги.

Также стоит упомянуть, что при продолжительном использовании химические и физические качества любого субстрата для гидропоники ухудшаются. Это может крайне негативно отражаться на процессе культивации растений. Поэтому субстрат необходимо периодически менять или же регулярно за ним ухаживать.

Минеральная вата

Минвата впервые была использована в качества субстрата датскими гидропонистами в 1969 году. Она представляет собой продукт плавления специальной смеси, состоящей из базальта, известняка и кокса. Эта процедура проходит при температуре в 1,5-2 тысячи градусов.

По своему составу минеральная вата для гидропоники очень схожа с почвенными минерами, однако, не содержит в себе каких-либо питательных веществ. Из-за наличия известняка, она имеет щелочную среду, pH которой находится в пределах между 7,5 и 8,5. Но она не выступает в роли буфера, а потому быстро изменяет свою среду под действием любого питательного раствора, приобретая необходимый показатель кислотности.

Отличительно особенностью минваты является наличие специального связывающего вещества, не позволяющего ее волокнам плотно прилегать друг к другу. Это исключает ее уплотнение в процессе эксплуатации на протяжении длительного периода времени, а также улучшает пористость, способность удерживать влагу и капиллярные свойства. Минеральная вата полностью стерильна, что исключает присутствия в ней сорняков, насекомых-вредителей и токсинов. При ее использовании следует учитывать, что она неспособна накапливать в себе питательные вещества, а потому за уровнем питательного раствора придется следить более тщательно.

В последнее время очень популярными стали кубики для пробок выращивания сеянцев из минеральной ваты. Кубики обладают хорошими дренажными и аэрационными качествами, что способствует развитию здоровой корневой системы. Они очень удобны и практичны в использовании, а также избавляют гровера от необходимости пересадки растения, при которой могут повредиться его корни.

Керамзит

Керамзит является строительным материалом, который изготавливают из термически обработанной глины. Он представляет собой коричневые гранулы, диаметр которых колеблется от 2 до 50 мм. Этот субстрат обладает пористой структурой, позволяющей ему удерживать внутри себя питательный раствор. Он отличается повышенной механической прочностью и влагоемкостью в 60%. Из-за пористой структуры он также обладает высокими аэрационными свойствами. Керамзит также не способен накапливать в себе много влаги, что потребует от садовода более частого полива.

Его главный минус в том, что он разрушается под воздействием корневых выделений растения, что приводит к увеличению его объема и массы. В нем начинают накапливаться метаболиты, которые через 2-3 цикла становятся лакомым кусочком для различных бактерий, способных нанести существенный вред растению.

Второй минус керамзита – это необходимость подготовки субстрата перед использованием в гидропонике. Его следует хорошо промыть и очистить от мелких частиц, после чего нормализировать уровень pH.

Купить керамзит можно в любом цветочном или специализированном интернет-магазине. В качестве примера хотелось бы привести керамзитовый дренаж Plagron Europebbles. Он имеет такое название, поскольку чаще всего используется при выращивании растений в грунте в качестве дренажа. Это запеченные при высокой температуре гранулы бессолевой глины, диаметр которых варьируется от 8 до 16 мм. Они отличаются абсолютной химической нейтральностью, стабильным уровнем pH, повышенной прочностью, устойчивостью к влаге и солнечному свету.

Перлит

Перлит представляет собой силикатный материал, полученный из вулканической породы. Его сначала измельчают, а потом подвергают тепловой обработке. В процессе нагрева из него уходит вся влага, что приводит к расширению его гранул. В результате он становится в 3-4 раза легче, чем вода, что существенно облегчает работу с ним.

Перлит обладает высокими аэрационными свойствами. Именно из-за этого его часто используют в различных почвенных смесях. Его главный недостаток – малый удельный вес, из-за которого он часто смывается водой, что причиняет дискомфорт корневой системе растения. Корни попросту не могут надежно в нем закрепиться. Из-за этого он не подходит для гидропонных установок проточного и затопляемого типов.

Однако, из-за сильно развитой капиллярной системы, перлит идеально подходит для фитильных систем. Любой излишек раствора непременно выльется обратно в резервуар. Он также обладает высокой физической стабильностью, которая позволяет использовать его в течение длительного времени. Чаще всего его применяют в тандеме с вермикулитом в пропорции 50/50.

Перлит Plagon отличается приемлемой стоимостью и высоким качеством. Объема в 60 литров вдоволь хватит для обычной среднестатистической гидропонной установки. Он отлично подходит на роль базового субстрата и обладает нейтральными свойствами, позволяющими обеспечить полный и точный контроль за питанием растений.

Вермикулит

Вермикулит представляет собой органический субстрат, производимый из слюды. К числу его главных плюсов стоит отнести:

  • Способность удерживать макро- и микроэлементы, нужные растению для здорового роста и стремительного развития;
  • Высокая влагоемкость на уровне в 300-400%;
  • Защита корней представителей флоры от грызунов и вредителей.

Применять вермикулит в чистом виде не советуют, поскольку в результате воздействия внешних факторов его частицы легко деформируются. Это в значительной мере ухудшает его аэрационные и дренажные показатели. Чаще всего его применяют, как уже упоминалось ранее, вместе с перлитом.

Кокосовое волокно

Кокосовый субстрат – это измельченные и спрессованные остатки кожуры кокоса. Он представляет собой высушенный органический субстрат, который подходит для культивации большого количества растений. Он идеально подходит для гидропонных систем с капельным поливом.

К другим его преимуществам можно отнести:

  • Сильные антибактериальные свойства, которые защищают корневую систему растений от вредителей и бактерий;
  • Хорошие аэрационные качества, которые вдоволь насыщают корни растения кислородом;
  • Способность удерживать в семь раз больше влаги, чем его собственный вес;
  • Благоприятный уровень pH для выращивания практически всех видов растений.

Хорошо зарекомендовал себя кокосовый субстрат UGro Pot 9, вес которого составляет 900 грамм. Он идеально подходит для сезонных и многолетних растений, имеет оптимальную кислотность на уровне в 5,6-6,8, не содержит никаких неорганических примесей и пагубных микроорганизмов. Субстрат не разлагается и полностью сохраняет свои качества в течение 5 лет. Благодаря высокой влагоемкости он увеличивается в объеме до 7-9 раз. Упаковка надежно защищает его от ультрафиолетового излучения и имеет дренаж для обеспечения сухости.

Сравнительная таблица субстратов для гидропоники

Для более наглядной оценки положительных качеств и простоты выбора подходящего субстрата для гидропоники мы составили сводную таблицу всех наиболее важных качеств. Каждый из предложенных нами критериев мы оцениваем по пятибалльной шкале.

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 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.

Питательный раствор для гидропоники

Удобрения, что используют при создании питательных растворов для гидропоники, бывают двух видов.

  1. Органические удобрения готовятся посредством разложения растительных и животных веществ. Поучаемый вследствие разведения раствор действует не так быстро, как минеральный, зато его действие длится дольше. Кроме того, такие растворы причиняют корням растений минимальный вред.
  2. Минеральные удобрения используются в гидропонике чаще. Они либо приобретаются в магазинах, либо готовятся своими руками, посредством смешивания минералов в нужных пропорциях. Для тех, кто только знакомится с выращиванием растений методом гидропоники, это идеальный вариант. Минералы быстро усваиваются растениями, но, к сожалению, длительность действия минимальна.

Контроль раствора для гидропоники

Приготовление питательного раствора для гидропоники – ответственное дело. Очень важно не только правильно подобрать удобрение, но также строго соблюдать концентрацию и контролировать некоторые другие моменты. Если превысить концентрацию удобрений в воде, растения начнут увядать и гибнуть. Так что проводится постоянный контроль всех растворов, используемых для растений, по нескольким параметрам.

  • Концентрация питательного раствора. В гидропонных удобрениях имеется масса минералов, необходимых для растений. Но, чтобы они не навредили корням, их разбавляют водой до определенной концентрации. Для измерения питательности раствора используют ЕС-метр. Для каждой стадии роста растений есть допустимые значения. Если раствор слишком концентрированный, его разбавляют и наоборот, если он слабый, добавляют удобрения.
  • Уровень pH проверяется специальными приборами тестерами. Раствор проверяется на кислотность, а затем, по необходимости pH повышают или понижают. Нормальный уровень pH – 5,5-6,5, но в случае отдельных культур он может меняться. Если кислотность нарушена, растения не смогут в полной мере поглощать элементы из воды, и начнут погибать.
  • Температура рабочего раствора должна быть в пределах +18…+24 °С. При повышении температуры уровень кислорода в воде снижается, и растения потребляют больше подкормок. А в случае, если температура понижается, кислорода становится больше, и растения нуждаются в меньшем количестве элементов.

Готовые питательные растворы

Готовые удобрения для гидропоники содержат много питательных веществ. Есть разные типы подобных подкормок, они отличаются по маркам, предназначению. Есть удобрения для быстрого роста, урожайности, активного цветения и так далее, необходимо только купить тот, что подходит в том или ином случае, и использовать по инструкции. Концентрация препарата для определенных культур указывается на этикетке.

Готовые питательные растворы

Покупные удобрения бывают органическими и минеральными. В продажу они поступают в твердых формах (свечи, капсулы) и в жидком виде. По типу состава делятся на комплексные и однокомпонентные.

Среди разных видов удобрений, представленных на рынке, стоит выделить три лучших типа, применяемых в гидропонике.

  • Greenwoeld Spezialdunger Hydrokultur – немецкая разработка для роста зеленых растений. Оно предупреждает пожелтение листиков, делает урожай сочным, вкусным. Компоненты: 6% калия; и по 4,5% азота и фосфора. Также имеются некоторые другие минералы.
  • Guanokalong Extract 1 lt – универсальное органическое удобрение, которое делают из экскрементов летучих мышей. Такое средство питает культуры, улучшает вкус урожая. В препарате имеются некоторые, наиболее важные минералы.
  • FloraDuo Bloom – французское удобрение для любых культур, что быстро развиваются. Используется во время плодоношения и цветения. Компоненты: 5% оксида фосфора, 3,5% надпероксида калия, 3% магния и 1% азота и другие минералы.

Приготовление раствора для гидропоники своими руками

Питательный раствор для гидропоники не трудно сделать своими руками. Для этого, в специализированных магазинах необходимо приобрести сухие минералы, удобрения, которые и будут мешаться с водой для получения подкормки.

Приготовление питательного раствора для рассады своими руками

Приготовление раствора начинается с поиска рецепта и всех составляющих. В разных случаях, компоненты и пропорции могут отличаться. Тут все зависит от того, для каких культур используют состав и какого эффекта нужно добиться. Если брать универсальный вариант, для нормального развития, что подходит для всех типов растений, то на литр воды нужно брать:

Такой раствор обеспечивает культуры хорошим питанием, укрепляет, позволяет быстро расти.

Еще один известный состав, именуется раствором Кнопа:

  • 1 л воды;
  • 1 г нитрата кальция;
  • по 0,25 г сульфата магния и фосфата калия;
  • 0,125 г калийной соли;
  • 0,0125 г хлорида железа.

Все компоненты мешаются отдельно с небольшим количеством воды. И только после того, как они растворятся, можно их соединять по одному в общей емкости с водой.

Есть также неплохой рецепт по Эллису:

  • 10 г нитрата кальция;
  • 5 г сульфата магния;
  • 3 г сульфата калия;
  • 1 г сульфата аммония;
  • 0,5 г цитрата железа;
  • по 0,02 г сульфата марганца и тетрабората натрия;
  • по 0,01 г сульфата меди и сульфата цинка.

А удобрение по Геррике, известное своей эффективностью, делается посредством смешивания:

  • 5,5 г калийной селитры;
  • по 1,4 г сульфата магния и монокальцийфосфата;
  • 1 г кальциевой селитры;
  • 0,2 г сульфата железа;
  • по 0,02 г тетрабората натрия и сульфата марганца;
  • по 0,01 г сульфата цинка и сульфата меди.

Не стоит забывать, что пропорции нужно соблюдать с максимальной точностью! Если минералов взять больше, на корнях появятся ожоги, и растения могут погибнуть. Все компоненты добавляются после того как отмерят нужное количество на весах, а не на глаз!

Питательный раствор для клубники

Рекомендуемая концентрация удобрения на 1л воды для клубники

Клубника без земли может очень хорошо расти, но только, если обеспечить ей достаточно питательные поливы. В случае, когда клубника растет в субстрате (кокосовое волокно, торф), ее поливают капельным методом. Благодаря этому, жидкость попадает непосредственно к корням. При создании раствора для гидропоники на литр воды берется:

  • 1 г кальциевой селитры;
  • 0,25 г сульфата калия;
  • 0,25 г сульфата магния;
  • 0,25 г фосфата калия;
  • 0,025 г сульфата железа;
  • 0,035 г аскорбиновой кислоты.

Все, вышеперечисленные компоненты мешают с водой и затем используют в капельном поливе.

Из покупных средств рекомендуется брать универсальные удобрения. Разводят их по инструкции, строго соблюдая дозировку.

Питательный раствор для огурцов

Хороший урожай огурцов без полезных подкормок получить трудно. Чтобы эта культура плодоносила на гидропонике, необходимо регулярно обогащать воду полезными элементами. В зависимости от того, какого результата нужно достичь, для огурцов можно делать разнообразные растворы, но есть и универсальный вариант, который питает и повышает плодородие культур.

На литр воды берется 55 г суперфосфата, 29 г селитры аммиачной, 29 г калийной соли, 2 г сернокислого железа. После добавления всех компонентов, раствор хорошо вымешивается, чтобы все составляющие растворились. Такая концентрация подходит для подрастающей культуры, но если уже начали появляться огурчики, то норму всех веществ нужно повысить ровно в 2 раза.

Питательный раствор для томатов

При подкормке томатов используются те же компоненты, в той же концентрации, что и для огурцов. Из покупных удобрений можно взять универсальный вариант, как и для клубники и применять по инструкции.

Кислотность воды, допустимая для томатов на гидропоники должна быть около 6,3. Если она выше, добавляют pH-down, используемый для растворов гидропоники, а если ниже – pH-up.

Раствор для зелени

Зеленые культуры на гидропонике растут не хуже клубники. В качестве удобрений используют составы, смешанные своими руками или же покупные. Во втором случае рекомендуется брать простое, универсальное удобрение и использовать по инструкции.

Чтобы зелень, вроде лука, петрушки, базилика, горчицы, щавеля, салата или укропа могла нормально развиваться, необходимо, чтобы кислотность раствора, от которого они питаются, была в пределах 2,8-4,0.

Как часто подливать питательный раствор для гидропоники

При выращивании культур методом гидропоники постоянно контролируется концентрация питательных веществ. В литературе она обозначается как «ЕС» – электропроводность. Для разных растений нормы ЕС могут сильно отличаться. Ниже представлена таблица оптимальных значений по временам года.

КультурыЕС летомЕС зимой
Зелень, салат, бобовые1,5-1,80,7-1,5
Бахчевые1,6-1,81,8-2,2
Пасленовые (томаты, баклажаны)2,5-3,63,6-5,0

Показатель ЕС контролируется ежедневно. Как только он начинает приближаться к нижней отметке, подливают свежий раствор для гидропоники. Если же показатель ЕС превышен, то добавляется вода, чтобы снизить концентрацию.

Гидропоника: основные методы и способы выращивания огородных культур дома

Гидропонику многие учёные считают технологией будущего, которая поможет человечеству решить проблему нехватки продуктов питания и питьевой воды. В статье рассмотрим методы гидропоники, изучим питательные растворы, ответим, какие современные материалы подойдут в качестве субстратов для выращивания.

Гидропоника — метод выращивания растений без почвы с использованием искусственных субстратов и питательных растворов. Этот прогрессивный метод основывается на современных технологиях, но в основе его лежат простые природные принципы. На самом деле, гидропоника — это древнейшая форма жизни растений. Ведь, как известно, жизнь зародилась в воде, и гидропонные фотосинтетические водоросли существовали задолго до появления различных растений на суше.

Немного истории

Уже в 18 веке учёным удалось обнаружить, что растения способны поглощать питательные вещества из воды. В природных условиях почва выступает так называемым резервуаром с необходимыми минералами, но её наличие не является абсолютным условием для жизни различных культур. Следует отметить, что минеральные вещества из почвы растения начинают поглощать только тогда, когда они растворяются в воде.

Гидропоника в нынешнем её понимании возникла в начале двадцатого века (20–30-е годы). Именно в это время английский ученый Уильям Ф. Герик сумел вывести водную культуру из лабораторных условий и поставить выращивание растений методом гидропоники на промышленную основу. Ему принадлежит сам термин «гидропоника», и большинство специалистов считают его основателем этой науки.

Уильям Ф. Герик

Использование гидропоники в крупных масштабах впервые произошло во время второй мировой войны, когда на тихоокеанских островах армия США столкнулась с нехваткой продовольствия. Этот метод там так прижился, что выращивание растений методом гидропоники продолжалось и после войны, вплоть до 50-х годов.

Новую жизнь гидропоника получила в 60–70-е года двадцатого века, когда началось промышленное производство различных синтетических материалов. Так, в качестве субстрата начали использовать минеральную вату, а на смену гидропонным ваннам из бетона пришли лёгкие пластмассовые конструкции. В это же время начали производить искусственные хелаты, что позволило удерживать минеральные вещества в питательных растворах гораздо эффективнее.

В 1978 году появилась фирма «Дженерал Гидропоникс». Её основатель Лоуренс Брукс занялся усовершенствованием крупногабаритных гидропонных конструкций, уменьшив их до размеров городской оранжереи. С этого времени гидропоника начала пользоваться большой популярностью, среди производителей овощей и фруктов.

В 1986 году на Всероссийской промышленной выставке впервые был продемонстрирован метод выращивания культур на искусственных субстратах, автором которого был Тимирязев. В этом же году израильский агроном Хиллель Соффер изобрёл водоворот-вертушку, которая и до нынешнего времени считается наиболее эффективной гидропонной системой.

С середины 80-х годов в гидропонике появилось два противоположных направления — промышленное и домашнее. Такое разделение сохранилось и на сегодняшний день. Сегодня на сельскохозяйственном рынке представлено немало вариантов гидропонных систем, начиная от промышленных масштабных установок и заканчивая домашними конструкциями, которые можно разместить практически в любой квартире. Давайте подробно рассмотрим, какие сейчас существуют методы гидропоники, и в чём заключается особенность каждого из них.

Основные методы гидропоники

Главной особенностью этого способа выращивания является то, что растения культивируются без почвы, а все необходимые питательные вещества получают из влажно-воздушной, водной или твёрдой пористой среды. Этот способ выращивания требует частого или постоянного капельного полива специальным раствором, в котором присутствуют все необходимые элементы, требуемые для каждой отдельной культуры. На сегодняшний день специалисты различают три основных метода гидропоники:

  1. Водная культура.
  2. Субстратная культура.
  3. Воздушная культура (аэропоника).

Водная культура

Водная культура считается основополагающим методом гидропоники. При этом методе выращивания растение укореняют в тонком слое какого-либо органического субстрата (мох, торф и тому подобное), который уложен на сетку. Сетка опускается в поддон, наполненный питательным раствором. Корни растений через субстрат и отверстия в поддоне попадают в раствор, откуда растение и получает все необходимые для развития и роста питательные вещества. Более подробно о составе питательного раствора мы поговорим немного позже.

Водная культура считается самым старым методом гидропоники, но, отнюдь, не самым лучшим. Главной проблемой при таком способе выращивания является аэрация корней, потому что того количества кислорода, который содержится в растворе, для растения недостаточно, поэтому полностью опускать корневую систему в питательную среду нельзя. Для обеспечения нормального дыхания между основой и питательным раствором оставляют воздушное пространство высотой 3 см для молодых растений и 6 см для взрослых культур. При этом в такой воздушной подушке необходимо поддерживать высокую влажность воздуха, иначе корневая система может быстро засохнуть. При выращивании методом водной культуры питательный раствор нужно менять каждый месяц.

Субстратная культура

При таком способе выращивания корневая система помещается в толстый слой субстрата, в качестве которого может выступать керамзит, гравий, вермикулит и другие. Более подробно о качествах материалов, используемых для субстратов, мы поговорим в следующей главе. Питание растений при использовании этого метода гидропоники может осуществляться по трём разным принципам: принцип подпора, принцип периодического увлажнения, полив сверху.

Принцип подпора заключается в том, что питательный раствор постоянно находится лишь в нижнем слое субстрата. Питание обеспечивается благодаря длинным корням, которые могут проникнуть на самый низ — необходимые вещества поднимаются к растению, проходя по капиллярам корневой системы и тканям стебля.

Ёмкость с растением и субстратом полностью помещают в питательный раствор на некоторое время, субстрат пропитывается питательными веществами, после чего раствор сливается — это работа принципа периодического увлажнения.

Наиболее прост в применении принцип полива сверху. В данном случае несколько раз в неделю растения поливают питательным раствором, один раз — обычной водой.

В отличие от водной, субстратная культура позволяет обеспечить корневую систему кислородом по максимуму и поддерживать без проблем необходимую влажность в районе корней. Именно поэтому она пользуется наибольшей популярностью среди людей, занимающихся выращиванием растений с помощью гидропоники.

Воздушная культура (аэропоника)

Аэропоника — метод выращивания растений вообще без какого-либо субстрата. В данном случае используют два метода:

  1. Растения прикрепляют специальными зажимами к крышке ёмкости с питательным раствором так, чтобы нижняя часть корневой системы находилась в нем на 1/3. Остальные корни располагаются в воздушной подушке между крышкой ёмкости и питательным раствором, их нужно периодически увлажнять. Для того чтобы избежать повреждения и утолщения стебля в районе прикрепления, используют поролоновые прокладки между зажимом и стеблем.
  2. Корневую систему растения помещают в сосуд с туманообразующим распылителем, который 2 раза в сутки на протяжении 3–4 минут распыляет питательный раствор в виде очень мелких капель.

При использовании аэропоники проблем с обеспечением кислородом не возникает, однако необходимо постоянно поддерживать высокую влажность воздуха, чтобы избежать засыхания корней.

Состав питательных растворов

Питательные растворы играют огромную роль при выращивании растений с помощью гидропоники. Именно из них культуры получают все необходимые для нормального развития и роста минеральные вещества. При приготовлении питательных растворов очень важно придерживаться следующих рекомендаций:

  • необходимо обращать внимание на качество воды;
  • питательный раствор должен содержать все необходимые для жизнедеятельности той или иной культуры макро- и микроэлементы;
  • в разные периоды жизни растению требуется разное соотношение питательных веществ, поэтому и раствор должен приготовляться, учитывая фазы роста культуры;
  • очень важно соблюдать не только правильное соотношение, но и общую концентрацию, которая должна быть достаточно высокой, но, в тоже время, и не токсичной для растений.

Как видим, приготовление питательного раствора — дело достаточно сложное, поэтому для тех, кто желает организовать гидропонные грядки на подоконнике лучше всего воспользоваться готовыми растворами, которые можно приобрести в специализированных магазинах или через интернет. Более подробно про выращивание растений в условиях городской квартиры, используя гидропонику, мы поговорим в следующей статье.

Субстраты для гидропонного выращивания

Как уже отмечалось, благодаря оптимальному насыщению корневой системы кислородом и возможности поддержания необходимой влажности воздуха, субстратная культура считается лучшим методом гидропоники. Сегодня в качестве субстрата используются различные материалы, наиболее распространёнными из которых являются:

  • гидрогель
  • гравий
  • древесные опилки
  • минеральная вата
  • керамзит
  • кокосовое волокно
  • торф и мох

Гидрогель изготавливается на основе поллиакриламида и используется для основного выращивания культур, а также для укоренения черенков и проращивания семян. Изначально гидрогель представляет собой порошок или гранулы, которые при добавлении воды превращаются в гелеобразную массу. Гидрогель отлично поглощает и удерживает воду и питательные растворы, воздух между его гранулами циркулирует очень хорошо. Этот материал отличается стерильностью, совершенно нетоксичен для растений и не засоряет окружающую среду (через 5 лет распадается на воду, углекислый газ и азот).

Гравий используется для гидропонного выращивания уже много лет, в течение которых прекрасно зарекомендовал себя в качестве субстрата. Отличительной особенностью этого материала считается его способность замечательно пропускать воздух, однако при этом он плохо сохраняет воду, поэтому его целесообразнее всего использовать при применении принципа периодического затопления. Ещё одним недостатком гравия является его вес, однако невысокая стоимость и доступность делают этот материал достаточно популярным при гидропонном выращивании. Кроме того, гравий можно использовать повторно, и не один раз, главное хорошо простерилизовать его между урожаями.

Древесные опилки используются в качестве субстрата нечасто. При их использовании большую роль играет род древесины, от которой эти опилки были получены, так как некоторые виды (сосна, дуб, орех) могут выделять небезопасные для многих растений вещества. Ещё одной проблемой при использовании опилок в качестве субстрата считается то, что по истечении определённого времени они начинают загнивать, что негативно отражается на здоровье культур. Главным плюсом опилок можно считать их «халявность», ведь, в большинстве случаев, их можно набрать в неограниченном количестве на лесопилках абсолютно бесплатно.

Минеральная вата используется в качестве субстрата редко. Основным достоинством этого материала считается способность очень быстро принимать кислотность питательного раствора. Однако минеральная вата сохраняет слишком много воды, не оставляя при этом места для кислорода вокруг корней.

Керамзит большинство опытных специалистов считают лучшим материалом для использования в качестве субстрата. Керамзит изготовляется путём выпечки глины в печах при очень высокой температуре. Этот способ производства определяет специфические особенности материала — шарики керамзита наполнены крошечными пузырьками с воздухом, что придаёт этому субстрату чрезвычайную лёгкость. Использование керамзита обеспечивает оптимальное поступление кислорода к корням и сохранение необходимой влажности. Эти свойства позволяют использовать его в качестве субстрата и при периодическом затоплении, и при поливе сверху, и при применении принципа подпора. Наряду с вышеописанными положительными качествами керамзит отличается ещё и низкой стоимостью.

Кокосовое волокно является идеальным материалом для использования в качестве субстрата при выращивании растений без почвы. У него имеется всего лишь один недостаток — относительно высокая цена. В том, что касается обеспечения корневой системы кислородом и поддержания необходимой влажности кокосовому волокну нет равных. Кроме того, этот материал замечательно защищает корни от грибковых заболеваний и отличается рядом неоспоримых преимуществ:

  • экологическая чистота, отсутствие всяческих химических добавок;
  • кислотность кокосового волокна близка к оптимальной, подходящей для большинства культур;
  • субстрат можно использовать достаточно долго (около 6–8 лет);
  • при постоянном поступлении питательного раствора обеспечивает идеальную сбалансированность всех питательных элементов.

Торф и мох используются в качестве субстрата в основном при ведении водной культуры для укоренения саженцев на сетчатом поддоне. Для выращивания растений наиболее пригоден сфагновый торф и мох с верховых болот. Этот материал хорошо пропускает кислород и сохраняет достаточное количество влаги. Основным недостатком этого субстрата является то, что со временем он может разлагаться на мелкие частицы, которые засоряют элементы гидропонной системы.

Основные виды гидропонных систем

Сегодня на сельскохозяйственном рынке представлен широкий выбор конструкций для выращивания растений способом гидропоники. Все эти системы делят на две основные группы: активные и пассивные.

Активные гидропонные установки снабжены механическими устройствами (насосами), обеспечивающими постоянную необходимую циркуляцию питательного раствора. Здесь также предусмотрена принудительная система аэрации, то есть насыщения корневой системы кислородом. Наглядным примером активной гидропонной установки являются конструкции, работающие по принципу аэропоники.

В пассивных гидропонных установках питательный раствор подаётся к корням и поверхностной части растения только благодаря капиллярным силам самой культуры, никакому механическому воздействию в данном случае он не подвергается. Наглядным примером пассивных гидропонных установок можно считать системы, работающие по принципу периодического затопления субстратных культур.

На сегодняшний день выращивание растений без почвы используется всё чаще и чаще, особенно в условиях небольших фермерских хозяйств, где на малых площадях, благодаря гидропонике, удаётся выращивать приличные урожаи зелени, овощей, ягодных и цветочных культур.

Гидропоника обладает рядом неоспоримых преимуществ, по сравнению с традиционным почвенным выращиванием:

  • экономное расходование воды и земельных ресурсов;
  • растение не тратит силы на поиск питательных веществ, они подаются прямо к корням, а вся сэкономленная энергия идёт на рост и дополнительное плодоношение.

Многие ученые считают гидропонику решением проблем человечества, связанных с перенаселением, нехваткой пресной воды и продуктов питания. Данная система выращивания растений особенно актуальна в странах с засушливым климатом и отсутствием плодородных земель. С помощью гидропоники удаётся получить несколько урожаев в год, применяя этот метод, помидоры, огурцы и другие овощи можно выращивать даже в регионах с пониженными круглогодичными температурами.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию