Принцип гидропоники и виды ее основных систем

Гидропонная системаПри соблюдении определённых правил питательные и вкусовые качества овощей, зелени и фруктов, выращенных на гидропонике, гораздо превосходят качество этих же продуктов, разведённых в грунте. Выращивание растений, когда их оголённые корни растут в питательном растворе, называется гидропоникой.

Преимущества и ограничения метода

Принцип гидропоники — в питательной смеси необходимо поддерживать насыщение кислородом и температуру, а растения обеспечивать питательными веществами.

Сегодня гидропоника применяется в исследованиях большинства растений, и она имеет ряд преимуществ в сравнении с высадкой растений в горшок с землёй.

  1. Регулирование подпитки. Питание растений находится под полным контролем, так как в воду на корневую зону в заданных пропорциях попадают только те элементы, которые вносятся самостоятельно. Количество питательных веществ в жидкости и их качество можно проконтролировать в любой момент.
  2. Экономия воды. Она ощущается если сравнить с растениями, растущими в земле. Несмотря на, большое потребление воды в гидропонике она не исчезает при испарении или попадании в почву.
  3. Экономия питательных веществ. Растения в полном объёме усваивают питательные вещества, так как ничего не уходит в грунт.
  4. Меньший расход пестицидов. При правильном уходе растение не болеет и быстро растёт, что позволяет успешно бороться с вредителями на защиту, с которыми понадобиться меньше пестицидов.
  5. Нет необходимости в гербицидах. В пластиковых желобах или лотках сорняки не растут.
  6. Высокая жизнеспособность. Если вырастить растения этим методом, а потом пересадить в почву, то они будут жизнеспособнее, чем при пересадке из почвы.
  7. Увеличение размеров. Гидропонные растения крупнее культур, выращенных в грунте, поэтому производительность и урожайность повышается.
  8. Доступ к корням. Можно регулярно проверять корни, это даёт возможность решать проблемы с патогенами на любой стадии развития культуры. Применение этого метода особенно выгодно, когда готовый результат — корень.
  9. Количество биомассы. Как правило, в питательном растворе высокое содержание нитрата, а это даёт вегетативный рост растения. Если зелёной массы нужно много, это выгодно.
  10. Использование пространства. Растения получают питание на ограниченной площади, поэтому корневому волокну нет необходимости распространяться, что экономит площади.
  11. Безотходность. Этот метод почти безотходный, так как после сбора урожая не требует больших обновлений.
  12. Регулирование питания. У каждого растения свой вегетативный этап и это требует различного подхода к питанию культуры и кардинальных перемен в составе питательного раствора.
  13. Быстрый рост. Если большое количество черенков необходимо постоянно, то маточное растение на гидропонной системе не заменит ничто.

Главный недостаток — это возможные ошибки при применении этой системы. Уничтожить урожай можно в течение часа. Поэтому детальное изучение метода гидропоники позволит минимизировать этот риск.

Немаловажный показатель — это лимитированный температурный фактор. А также то, что не каждое растение можно выращивать на гидропонике.

Гидропонные системы

Основное условие при создании гидропонной системы — простота. Именно от пренебрежения этим условием основные неудачи. Во все системы с различными вариантами конструкции и расположения компонентов входят одни и те же элементы:

  • Виды орошенияопорная система;
  • бак;
  • насос;
  • контейнер для рассады;
  • питательные и возвратные шланги.

На современном рынке много видов гидропонных систем и кажущиеся незначительные различия в конструкции, могут существенно отразиться на конечных результатах и простоте обслуживании.

Фитильная установка

Фитильная система или пассивная получила своё название ввиду отсутствия в ней насоса. Набор оборудования в ней минимальный. Работает она за счёт капиллярных сил фитиля. Он из бака поднимает питательный раствор в корневую зону. Поэтому необходимо следить за уровнем питательного вещества, который находится в баке.

Эта система оптимальна для выращивания декоративных культур, они растут медленно и не требуют специального внимания.

Но так как для подпитки растений в жидкость добавляются минеральные соли они, могут осаждаться на фитиле блокируя его эффект.

Периодическое затопление

Капельное орошениеТакую систему ещё называют «прилив-отлив». Название говорит о её принципе действия. На начальном этапе субстрат затопляется питательным веществом, а затем жидкость сливается.

Самая распространённая система — это пластиковый рассадный лоток, который при установке приподнимается над землёй и помещённый внизу под лотком резервуар. Через трубное соединение из резервуара насосом в лоток медленно закачивается питательный раствор. В результате этого действия создаётся восходящий поток, который вытесняет воздух, корневая зона освежается и накопленный в ней газ выдавливается. Через возвратные шланги вода поступает обратно в бак. Затопление осуществляется с регулярными интервалами.

Недостаток системы в ограничении по габаритам и в зависимости от насоса.

Питательный слой

Питательная смесь, при такой системе, постоянно циркулирует. Этим обеспечивается соприкосновение между воздухом и водой. На границе соприкосновения кислород из воздуха за счёт трения, которое создаётся течением, растворяется в жидкости. Это самый лучший способ для выращивания зелени, салатов и других скороспелых культур.

Сборка системы простая, её легко смонтировать самостоятельно.

Недостатком этого способа можно назвать отсутствие опоры растениям. Поэтому она невыгодна для растений с тяжёлой верхушкой или большими корневыми волокнами. Её лучше применять для культур с коротким циклом.

К недостаткам можно отнести отсутствие запаса воды, если по какой-либо причине насос остановится, то растения через несколько часов могут погибнуть.

Капельный полив

Способы поливаБлагодаря изобретению субстрата минеральной ваты стало возможно применить в гидропонике капельную методику. Это волокно формируют в кубики или плиты, покрытые листом пластика.

Ряды с плитами из минеральной ваты слегка приподнимаются, а в сбоку стоящий лоток стекает избыток питательного вещества. Раствор подаётся вдоль каждого ряда по полиэтиленовой трубе. Тонкими патрубками-спагетти медленно выпускаются капли и таким образом, орошается каждая культура. Скорость капель регулируется. Таймер, в зависимости от потребностей растения, управляет циркуляцией в течение дня.

Капельный полив хорошо подходит для начинающих. Система надёжная и простая в эксплуатации, но имеет свой недостаток — необходимо заменять субстрат после каждого цикла выращивания культур.

Метод аэро-гидропоники

Это современный метод, при котором нежелательные газы удаляются из вещества за счёт динамической циркуляции воды. Растение можно содержать месяцами без образования в корневой системе токсичных накоплений. В этой системе применяются водяные насосы, водоворот или воздушные насосы.

Например, систему с воздушным насосом можно представить так. Физической опорой растения служат керамические окатыши, которые помещаются в ведёрко, его дно напоминает дуршлаг. Оно помещается в большее ведро-резервуар. Воздушный насос малой мощности оксидирует воду через специальную напорную колонну. Уровень питательного раствора позволяет видеть прозрачная пластмассовая труба, которая размещается сбоку. Ко дну системы она подключается через прокладку и заершенный угольник. Раствор, который поднимается к верхушке колонны, равномерно орошает горшок через кольцо, после чего он самотёком стекает в нижнее ведро по корням.

Какого-либо изъяна в этих системах найти очень тяжело.

Субстраты для систем

Выбор субстрата для этой системы имеет исключительную важность. Он должен отвечать определённым требованиям:

  • не должно быть сверх нормы хлорида натрия;
  • должны отсутствовать потенциально вредные элементы для растений;
  • не должно быть токсичных элементов для человека;
  • иметь долговечную структуру;
  • обладать хорошими физическими, биологическими и химическими параметрами.

КерамзитСубстраты делятся на два основных типа — органические и неорганические, а также прочие. Яркими представителями органических субстратов являются торфяной мох и опилки. К неорганическим элементам относится минеральная вата, стекловата, пемза, перлит, вермикулит, песок, керамзит и гравий. Прочие субстраты могут быть представлены беспочвенными смесями и водой.

Каждый выбирает субстрат исходя из своих предпочтений. Кто-то предпочитает выращивать растения в воде, а другим нравятся керамзитовые окатыши.

Для большинства субстратов общей характеристикой является их пористость. По своей структуре она на единицу объёма выше, чем в почве. Дополнительные поры способствуют поступления кислорода в корневую зону, что воздействует на рост культур. Энергосберегающим фактором для растений является лёгкий доступ к воде.

Ещё одно важное свойство компонента — его максимальная нейтральность. Он минимально оказывает влияние на электропроводность и питательную среду.

С течением времени однородность многих субстратов нарушается, в среде создаются пазухи, которые неблагоприятные для корней. Компонент становится менее однородным и возникает необходимость в его замене.

Питательный раствор

Питательный раствор — среда, состоящая из воды, небольшого количества карбонатов и соли. Важно, чтобы в воде не было никаких примесей. Поэтому лучше использовать отфильтрованную или дистиллированную воду. Жёсткость воды можно смягчить специальными таблетками или картриджами к фильтрам.

РастворыДля приготовления вещества необходимо определённое количество солей. Сделанный неправильно раствор принесёт больше вреда, чем пользы. Растениям для развития требуются такие основные питательные микроэлементы, как фосфор, азот, калий. К второстепенным элементам, без которых нельзя сформировать здоровую культуру относится сера, магний и кальций. Жизненно важными микроэлементами для смеси являются цинк, медь, марганец, бор, железо и другие.

Соли по отдельности растворяются в небольшом количестве отфильтрованной воды, затем они смешиваются между собой и разбавляются нужным количеством воды для образования питательного вещества.

Можно приготовить смесь в концентрированном виде, а когда растению будет нужен раствор, его можно сделать из этого концентрата. Важно помнить, что у такого вещества есть срок годности, а значит, его нельзя долго хранить.

Перед использованием питательной смеси нужно правильно определить кислотность раствора. Это можно сделать специальными индикаторами и химическими препаратами. Для правильного развития растения уровень кислотности смеси не должен превышать 6,8.

Важную роль в корневой зоне играет температура. Поэтому перед употреблением раствора её необходимо измерить. Чем она выше, тем меньше в воде растворяется кислород. Растения растут лучше всего при температуре, в пределах корневой системы, от 18ºС до 22ºС. При 35ºС корни, а с ними и растения быстро отмирают.

Для каждого растения свой расчёт питательной смеси. Он готовится в соответствии с жизненной стадией культуры — вегетативным периодом, периодом цветения и плодоношения.

Как только растение «выпьет» воду, её необходимо сменить или подлить. От растения зависит чистота воды, как долго оно сохранит смесь в нормальном состоянии. Поэтому, чтобы выяснить, нужно ли менять раствор или достаточно будет его подлить необходимо, наблюдать за корневой системой и листьями растений.

Гидропоника позволяет выращивать различные растения в чужеродной среде. Главное, применять безопасные растворы, которые не принесут вред окружающей среде и человеку.