Малообъемное выращивание овощных культур

Выращивать овощи методом малообъемной культуры можно не только в промышленных масштабах, но и на дачном участке при наличии определенных устройств. Такая технология подходит при недостатке грунта. Этот способ современен, удобен и экономичен. Выращивание растений на малых субстратах требует постоянного капельного орошения. Через такую систему полива совершается и подкормка растений. Для неё применяют сбалансированные питательные растворы, обычно их готовят на основе обычных минеральных удобрений.

О субстратах

Для того, чтобы успешно выращивать овощи в теплицах по методу малообъемной технологии, необходимо придерживаться ряда правил. Например, субстрат должен отвечать определенным требованиям. Субстрат – это среда, в которой располагается корневая система растения, поэтому его комфортность для растений очень важна.

Субстрат для выращивания должен:

• Не выделять токсичные вещества.
• Не изменять реакцию питательного раствора и не нарушать питательный режим.
• Иметь высокую пористость и хорошую поглотительную способность.
• Обладать прочностью при использовании, это обеспечивает улучшение дренажа и аэрации корневой системы.
• Иметь хорошую теплопроводность.
• Не содержать семян сорняков и содержать патогенные организмы.
• Иметь низкую объемную массу.
  

Обычно, при выборе субстрата для выращивания, следует исходить из его доступности, стоимости и типа гидропоники, которая будет использоваться.

Органические субстраты

Для технологии выращивания овощей методом малообъемной культуры применяют такие субстраты, как торф, опилки и древесная кора.

Торф образуется из растений, много лет развивавшихся на поверхности болот. В результате разложения при повышенной влажности и малом доступе кислорода, органический перегной превратился в торф. Качество торфа зависит от условий и степени разложения, а также от видов растений, которые перегнивали. В зависимости от этих факторов торф различают на низинный, переходный и верховой.

В низинном торфе содержится больше всего золы, питательных веществ, и минимальную кислотность. Переходный торф занимает среднюю позицию, а верховой содержит менее всего питательных веществ, и имеет наибольшую кислотность, поэтому для использования его в качестве субстрата, его кислотность необходимо гасить щелочью.

Торф, как субстрат отличается низкая объемная масса, хорошая пористость и высокая поглотительная способность. Одним из наилучших видов торфа считается сфагновый торф (образовавшийся из мха).

Древесная кора и опилки тоже пригодны для выращивания растений, благодаря многим полезным свойствам. Высокое содержание углерода в древесной коре способствует активному развитию микрофлоры, поглощающей внесенный с удобрениями азот. А при разложении коры выделяется углекислый газ, количество которого зависит от вида древесины. Степень связывания азота зависит от размера древесных частиц – при тонком помоле она больше. Микробиологическая фиксация азота в опилках зависит от степени их разложения. Токсичные виды деревьев непригодны для использования в растениеводстве.

Минеральные субстраты

В качестве субстрата для выращивания растений подходят многие минеральные субстраты. В зависимости от взаимодействия с питательным раствором, субстраты могут быть инертными (керамзит, перлит, минеральная вата и др.), а также активными (вермикулит и др.).

Перлит – силикатный материал вулканического происхождения, в 3-4 раза легче воды, объемная масса 96-128 кг/м³, что делает его очень удобным в работе. При этом минеральные элементы перлита нерастворимы в воде и не усваиваются растениями, а поглотительная способность низкая. Поэтому при выращивании растений на перлите или на компостах, в которых он преобладает, необходимы постоянные подкормки питательным раствором. Перлит сохраняет свои свойства при длительной эксплуатации, поэтому очень хорош для компостов, улучшающих аэрацию среды.

Вермикулит - вторичный минерал, образуется в результате преобразования слюды. В зависимости от технологической обработки и происхождения, объемная масса этого субстрата варьирует от 48 до 169 кг/м³. Вермикулит нельзя долго использовать в качестве субстрата, так как со временем нарушается его кристаллическая решетка, субстрат проседает и ухудшается аэрация корней. Поэтому его рекомендуется смешивать с перлитом или торфом.

Минеральная вата – по составу аналогична почвенным материалам, но не является источником питательных веществ. Сама она имеет щелочную реакцию, но быстро принимает реакцию используемого питательного раствора. Этот субстрат легкий 90 кг/м³, пористый, и по физическим свойствам приближается к верховому торфу. Кроме этого, он стерилен, не имеет микроорганизмов и семян сорных растений, а также токсичных веществ.

Система капельного полива

Система автополива имеет довольно оригинальный принцип работы: ночью в какую-либо ёмкость, например, в бочку, медленно набирается вода, днем она постепенно нагревается под солнечными лучами, а вечером срабатывает фотоэлемент (реагирует на темноту) и начинается полив. Теплая вода через систему шлангов и разветвителей, поступает к каждому растению. Подается она капельно. После включения системы, насос выключается, так как подкачка уже действует. Подача воды продолжается до полного опустошения емкости. Система работает на батарейках, которых хватает на целый сезон. Можно задавать любой режим работы – от полива раз в день, до 1 раза в неделю.

Наиболее популярные сорта растений для выращивания методом малообъемной культуры

• Томат (Solanum lycopersicum) – отлично плодоносит в теплице с подогревом, на минеральной вате или торфоблоках с песком.
• Огурец (Cucumis sativus) – в отличие от помидора категорически не переносит сквозняков, любит влагу и темноту. В отапливаемых теплицах можно выращивать огурцы в 2 захода: один с января по июнь, а другой – с июля по ноябрь. Рекомендуются к посеву гибриды, устойчивые к мучнистой росе.
• Перец сладкий (Capsicum Annum) – очень свето- и теплолюбивое растение. Температура субстрата должна быть не меньше, чем 20 градусов Цельсия, а воздуха – 20-28 градусов.
• Баклажан (Solánum melongéna) – довольно медленно растет и очень требователен к условиям окружающей среды, так как при высокой влажности его листья заболевают грибными болезнями.

Выращивание растений на почвенных смесях компании «Экипаж», составленными нашими агрономами с многолетним стажем работы, обеспечивает непрерывный уход, защиту от заражения микроорганизмами и вредителями, постоянную подкормку в зависимости от потребностей той или иной культуры. Вследствие этого повышается урожай и улучшается качество плодов.

ООО «Экипаж» производит торфо-земельные и торфо-песчаные смеси высочайшего качества

При недостатке грунта овощные культуры все чаще выращивают на малых объемах субстрата. Это современный, удобный и экономически выгодный способ выращивания растений. Единственное, о чем надо помнить, – использование малых объемов субстрата должно обязательно сочетаться с капельным орошением, смонтированным в одном звене с питательным бачком. Через системы полива осуществляется и подкормка растений. Для подкормки применяют сбалансированные питательные растворы, которые готовятся на основе обычных минеральных удобрений.

Субстраты
Успешное выращивание овощей в теплицах по малообъемной технологии зависит от многих составляющих.
Одной из них является субстрат – среда, в которой располагается корневая система растений. Субстрат должен отвечать следующим требованиям:
• не выделять токсичные вещества;
• не нарушать питательный режим и не изменять сильно реакцию питательного раствора;
• иметь высокую пористость и поглотительную способность;
• обладать прочностью при использовании, что обеспечивает улучшение дренажа и аэрации корневой системы;
• иметь хорошую теплоемкость;
• не содержать семена сорняков и патогенные организмы;
• иметь низкую объемную массу.

Органические субстраты
Для малообъемной технологии выращивания растений на органических субстратах наибольшее применение имеют торф, древесная кора и опилки.

Торф образуется из растений, которые развивались в течение многих лет на поверхности болот. В результате неполного разложения в условиях обильной влажности и недостаточного доступа воздуха органический материал превращается в торф. Качество торфа зависит от растений, из которых он образовался, условий и степени разложения. В зависимости от этих предпосылок существует три резко отличающихся друг от друга типа торфа: низинный, переходный и верховой. Низинный торф имеет наибольшее содержание золы и слабую кислотность, он богат питательными веществами. Переходный торф по содержанию золы, питательных веществ и кислотности занимает среднее положение. Верховой торф характеризуется низким содержанием золы и очень кислой реакцией, он беден питательными веществами. Отличительными свойствами торфа, используемого в теплицах, являются низкая объемная масса, хорошая пористость и высокая поглотительная способность. Одним из лучших считается светлый моховой (сфагновый) торф.

Минеральные субстраты
В качестве субстрата для выращивания растений пригодны различные материалы минерального происхождения. В зависимости от взаимодействия с питательным раствором минеральные субстраты могут быть инертными (керамзит, перлит, минеральная вата и др.) и активными (вермикулит и др.).

Перлит – это силикатный материал вулканического происхождения, в 3–4 раза легче воды, имеет объемную массу 96–128 кг/м 3 , и это делает его удобным в работе. Минеральные элементы находятся в неусвояемых для растений формах, а поглотительная способность низкая. Поэтому при выращивании растений на перлите или компостах, в которых он преобладает, необходимы регулярные подкормки питательным раствором. Перлит стабилен при использовании, и это делает его хорошим компонентом для компостов, улучшающим аэрацию среды.

Вермикулит – вторичный минерал, образовавшийся в результате изменения слюды. В зависимости от происхождения и технологической обработки объемная масса вермикулита варьируется от 48 до 169 кг/м 3 . 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.

Минеральная вата по составу аналогична почвенным минералам, но не является источником питательных веществ. Имеет щелочную реакцию (рН 7,5–8,5), но быстро принимает реакцию используемого питательного раствора. Субстрат легкий (90 кг/м 2 ), пористый, по физическим свойствам приближается к верховом у торфу, кроме того, он стерилен, то есть не содержит сорняков, патогенов и токсичных веществ.

Сорта

Томат (Licopersion esulentum) раскрывает все свои потенциальные возможности в теплице с обогревом при выращивании на минеральной вате или в торфоблоках с добавлением песка.

Лучшие результаты в малообъемной культуре полу чаются по следующим гибридам: ‘Альгамбра’ F1, ‘Барон’ F1, ‘Бельканто’ F1, ‘Бруклин’ F1, ‘Диез’ F1, ‘Дипломат’ F1, ‘Комиссар’ F1, ‘Магистр’ F1, ‘Силуэт’ F1, ‘Талант’ F1, ‘Фортуна’ F1, ‘Чарльстон’ F1 и др.

Огурец (Cucumis sativus) в теплице можно выращивать без земли в малообъемной культуре, используя нейтральные субстраты в полиэтиленовых упаковках – торф верховой сухого прессования, кокосовый субстрат в чистом виде или с добавлением агроперлита.

В отличие от томата эта влаголюбивая и теплолюбивая культура не выносит сквозняков. В отапливаемых теплицах огурец можно выращивать в два оборота – в зимне-весенний (январь–июнь) и летне – осенний (июль–ноябрь), а в не отапливаемых тепличках возможен только весенне-летний оборот (май–сентябрь).

Для малообъемной культуры в зимне-весеннем обороте рекомендуются партенокарпические гибриды с бугорчатой поверх ностью, такие как ‘Кадет’ F1, ‘Раис’ F1, ‘Гамбит’ F1, ‘Ассоль’ F1, а в весенне-летней и летне-осенней культуре – гибриды, устойчивые к мучнистой и ложномучнистой росе: ‘Шурик’ F1, ‘Лягушонок’ F1, ‘Кураж’ F1, ‘Трембита’ F1.

Перец сладкий (Capsicum annum) на всех этапах роста и развития предъявляет высокие требования к свету. Растение любит тепло. Оптимальная температура воздуха для роста и развития – 20–28°С днем и 15–20°С ночью, субстрата – 20°С.

Для выращивания перца по малогабаритной технологии рекомендуются следующие сорта и гибриды: ‘Анлита’, ‘Белоснежка’, ‘Маэстро’, ‘Лютовер’, ‘Стрелец’, ‘Блонди’ F1, ‘Золотой дождь’, ‘Буржуй’ F1, ‘Дерби’ F1, ‘Изабелла’ F1, ‘Золотинка’ F1, ‘Пламенный’ F1, ‘Снегирёк’ F1, ‘Персона’ F1, ‘Пилигримм’ F1, ‘Очарование’ F1, ‘Фиеста’ F1 и др.

Баклажан (Sola num melongena) отличается медленным ростом и высокой требовательностью к условиям среды в начальный период. При повышенной влажности воздуха его крупные листья повреждаются грибными болезнями.

Для малообъемной культуры в продленном обороте рекомендуются сорта и гибриды: ‘Лолита’ F1, ‘Бегемот’ F1,
‘Солярис’, ‘Багира’ F1, ‘Орион’ F1, ‘Жизель’ F1, ‘Щелкунчик’ F1, ‘Экви’ F1; для выращивания в весенне-летнем обороте – ‘Викар’, ‘Квартет’, ‘Котильон’ F1, ‘Снежный’ и др.

Все больше тепличных хозяйств в России предпочитают малообъемную технологию выращивания сельхозкультур. Рынок быстро реагирует на потребности агропрома и предлагает разные виды субстратов, так что выбрать подходящий зачастую бывает непросто

О том, какими свойствами они обладают и как не запутаться в их разнообразии, рассказывает агроном-консультант компании ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук Александра Старцева.

Преимущества малообъемной технологии

Переход тепличных хозяйств на малообъемную технологию связан с ее очевидными преимуществами: пористость субстратов намного выше, чем в почве (в каменной вате, например, она доходит до 95-97%). Это сокращает энергетические затраты растений на преодоление сопротивления почвы, что обеспечивает дополнительную прибавку урожая. Капиллярные свойства субстрата, а также поддержание необходимого объема дренажа в процессе выращивания дают возможность кислороду беспрепятственно поступать к корням: содержание воздуха в корневой зоне может составлять 35-40%. За счет благоприятной аэрации и более точного регулирования влажности формируется меньшая масса корней, но с лучшими поглотительными свойствами. Малообъемная технология позволят лучше контролировать условия выращивания культур. В результате уменьшается расход воды, удобрений, пестицидов, а также снижаются трудозатраты.

Но используя малообъемную технологию, агроном должен тщательного соблюдать необходимые условия, регулярно контролировать среду обитания корней и быстро реагировать на потребности растений. Каждый вид субстрата имеет свои специфические свойства, преимущества и недостатки, которые нужно учитывать для эффективного управления ростом культур.

Субстраты делятся на две большие группы: неорганические (минеральная вата, стекловата, пемза, перлит, вермикулит, гравий, гранитный щебень, песок, керамзит, цеолиты, гидрогель) и органические (торф, кокос, опилки, древесная кора, рисовая шелуха).

Наиболее распространены торф, кокос и минеральная вата. Некоторые субстраты можно комбинировать, составляя из них смеси для получения необходимых свойств. Например, торф смешивают с перлитом для улучшения дренажных возможностей субстрата.

При выборе субстрата важно обращать внимание на его структуру и прочность, водно-физические, биологические и химические характеристики.

Свойства твердой фазы

Каменная, или минеральная вата – это расплавленные при высокой температуре (1400-17000 С) вулканические породы. По химический составу этот субстрат близок к почве, основным компонентом которой также является кремнезем (диоксид кремния). Кремнезем обладает высокой твердостью и прочностью. Соединения кремния играют роль минерального каркаса почвы, он входит в состав наиболее устойчивых к разрушению минералов. Добавление доломита позволяет получить более тонкое и длинное волокно, что положительно влияет на пористость, структуру и прочность субстрата. Так, например, толщина волокна субстрата SPELAND всего 3-5 мкм.

Торф и кокос – органические компоненты, которые могут со временем разлагаться и давать усадку. Прочность и необходимые водно-физические свойства кокосового субстрата сохраняются благодаря разному соотношению мелкой и крупной фракции. Чем мельче фракции кокоса, тем быстрее он усаживается и теряет механическую стабильность.

В минеральной вате прочность, механическая стабильность и долгосрочность использования обеспечиваются хаотичным расположением волокон: в кубиках оно вертикально-хаотичное для улучшения дренажных свойств, а в матах – горизонтально-хаотичное, за счет чего питательный раствор распределяется равномерно по всему объему субстрата.

Кроме того, благодаря легкости и пористости (95-97% порового пространства) каменная вата легче транспортируется, чем торф и кокос.

Водно-физические свойства складываются из трех составляющих: твердая (обеспечение прочности), жидкая (распределение питательного раствора) и газообразная (обеспечение корней достаточным количеством кислорода).

Распределение воды

Субстраты обладают разными водно-физическими свойствами. На влагоемкость кокоса влияет соотношение крупной и мелкой фракции – чем мельче фракция, тем субстрат более влагоемкий. При этом он быстрее усаживается, а преобладание крупной фракции делает субстрат более пористым и долговечным.

В минеральной вате содержится больше доступной воды, чем в торфе и кокосе. После стекания раствора в субстрате из каменной ваты остается около 80-85% питательного раствора, 10-15% объема занимает воздух и 3-5% составляют сами волокна.

Средние значения доступной влаги для минваты – 60-80%, для торфа и кокоса – 30-40%, содержание связанной воды в каменной вате составляет в среднем 4-7%, тогда как в торфе и кокосе – 30-40%.

В каменной вате легкодоступной для растений воды больше, чем в любом виде субстрата. Это означает, что при таком снижении влаги, когда на других субстратах уже наблюдается увядание растений, на минеральной вате они все еще способны поглощать воду. Но на минвате испарение воды из субстрата происходит более интенсивно, чем в других средах. Это связано с хорошими капиллярными свойствами каменной ваты, поэтому ее полив проводятся чаще. Торф – наиболее влагоемкий субстрат, и поливать его можно реже. Если в хозяйстве есть проблемы с системой полива, то лучше использовать торф. Перерыв в поливах, возможный на торфе, на каменной вате будет губительным.

Большое значение имеет градиент влажности субстрата: влага должна распределяться максимально равномерно по его высоте. Важно, чтобы каменная вата была пропитана сверху донизу, как губка, а внизу не происходило застоя влаги. Этого можно добиться благодаря выбору качественного субстрата, а также правильной стратегии полива. При поливе под действием силы тяжести питательный раствор постепенно опускается вниз. Избыток жидкости проходит через дренажные отверстия. В то время как свежий воздух втягивается в верхние слои мата, обеспечивая корневую систему новой порцией кислорода.

Поэтому при использовании субстратов из каменной ваты многое будет зависеть от стратегии поливов, которая является одним из основных рычагов управления развитием растений. Перед применением минеральной ваты надо убедиться, что поверхность пола теплицы выровнена, чтобы влага внутри матов распределялась равномерно.

Влагоемкие субстраты способствуют вегетативному росту растений и быстрому увеличению корневой системы. Более сухие субстраты обеспечивают генеративное развитие культур. Кокосовый субстрат в начале выращивания направляет растения вегетативно, поэтому он хорошо подходит для летнего оборота.

Аэрация субстрата

Плотность субстрата не должна быть слишком высокой. Чем она больше, тем ниже порозность и тем меньше у корней доступа к кислороду. При этом устойчивость субстрата к деформации будет выше. Плотность каменной ваты SPELAND подобрана в зависимости от требований культур: у матов SPELAND VEGA она составляет 72 кг/м3, кубиков SPELAND MID – 85 кг/м3, SPELAND FLORA – 85 кг/м3.

Чрезмерная плотность субстрата сдерживает образование новых корней, которые в основном и поглощают калий, кальций и магний. В процессе минерализации торф со временем уплотняется, что может привести к дефициту кислорода в корневой зоне. При недостатке кислорода снижается поглощение воды растениями, наблюдается отток калия, магния, фосфора и сульфатов из корня в питательный раствор. Кроме того, в анаэробных условиях накапливается нитрит-ион, который оказывает токсичное действие на корневую систему. Кокос более длительный срок сохраняет свою структуру по сравнению с торфом. А каменная вата дает минимальную усадку за счет равномерного распределения волокон.

Качественные характеристики органических субстратов могут различаться не только в зависимости от производителя, но и даже внутри одной партии. Далее рассмотрим биологические и химические свойства некоторых субстратов.

Биологические свойства

Органические субстраты являются благоприятной средой для развития микроорганизмов. В них изначально могут присутствовать патогены (например Pitium, Fusarium).

Каменная вата – практически стерильный субстрат, так как при изготовлении он подвергается действию высоких температур.

Минвата обладает высокой устойчивостью к патогенам. В то же время ее трудно заселить полезными микроорганизмами – для них там нет питания. Только через определенный период, когда у растений появляется корневая система, биопрепараты становятся оправданными, так как микроорганизмы смогут функционировать за счет корневых выделений и отмерших корней. Применение биопрепаратов необходимо начинать на этапе выращивания рассады, чтобы наполнить субстрат полезными микроорганизмами, которые будут сопротивляться патогенам.

Преимущество использования органических субстратов заключается в более простом способе утилизации. Утилизация минеральной ваты достаточно затратна.

При нагревании кокосового субстрата более 28ОС происходит разложение органического вещества, а снижение кислорода провоцирует активность анаэробных микроорганизмов. Из-за этого в корневую среду выделяются фенольные вещества, которые могут обжечь растения.

Химические свойства

В отличие от торфа минеральная вата инертна и не обладает буферностью, в результате чего ею легко управлять в процессе выращивания растений. Если торф и кокос в связи с высокой емкостью катионного обмена способны прощать ошибки агрохимиков, то каменная вата быстро откликается на изменение питательного раствора. А это требует четкого соблюдения технологии питания растений.

Перед посадкой кокос промывают от солей, используя повышенные дозы кальциевой селитры для насыщения поглощающего комплекса. В зависимости от характеристик торфа его подготовка может включать раскисление, иначе повышенная кислотность субстрата будет блокировать часть кальция и магния.

Минеральная вата не требует промывания, ее сразу насыщают питательным раствором. Субстраты с ограниченной катионной адсорбционной способностью не влияют на состав раствора, которым они наполняются в начале периода посева, и поэтому нет никаких оснований вносить в них удобрения заранее. В таких случаях состав питательного раствора, используемого для насыщения, соответствует тому составу субстратного раствора в корневой среде, который необходим в начале вегетационного периода.

Если поливная вода содержит много балластных веществ (натрий и хлор), то лучше использовать минеральную вату, так как ее легко промыть от токсичных элементов. В то время как емкость катионного обмена в кокосе будет задерживать данные ионы и препятствовать полноценному питанию.

В процессе минерализации органического вещества в торфе может накапливаться аммиачный и нитратный азот, что оказывает токсичное действие на корни растений.

В закрытых системах с рециркуляцией дренажного раствора применение кокоса и торфа недопустимо, так как мелкие частицы засоряют систему фильтрации. В странах с ограниченными водными ресурсами законодательство обязывает хозяйства пользоваться рециркуляцией дренажного раствора. Это позволяет снизить расход воды и удобрений на 25-30%, а по сравнению с выращиванием на торфе без рециркуляции раствора расход воды и удобрений снижается в 1,5-2 раза.

Таким образом, идеальный субстрат для малообъемной технологии выращивания растений должен быть легок в управлении, иметь большую порозность, низкую насыпную плотность, благоприятную аэрацию и высокую влагоудерживающую способность. Корни в таком субстрате свободно распределяются по всему объему, формируется сильная корневая система, обладающая высокой поглотительной способностью.

Так, например, каменная вата SPELAND легко управляема и процессы, происходящие в ней, более предсказуемые, чем в почве и органических субстратах. Это возможно благодаря небольшому объему, постоянству химического состава и природы минеральной части субстрата, а также отсутствию буферности, микроорганизмов и органического вещества. Она устойчива к высоким температурам и действию химических соединений. После пропарки и обеззараживания каменная вата не теряет своих свойств. В ней можно выращивать почти все овощи, кроме корнеплодов.

Каждый субстрат имеет свои преимущества и недостатки, производители овощей выбирают наиболее подходящий к конкретным условиям материал, и каменная вата с каждым годом занимает все большие площади тепличных хозяйств.

(Автор: агроном-консультант компании ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук Александра Старцева).

В конце в ХХ века в растениеводстве появились новые технологии, которые позволили управлять растениями и изменили подходы к их выращиванию. Вместе с новыми технологиями пришли и новые термины. Я считаю, что мне в жизни повезло. Вместе с коллегами внедрял новые технологии в хозяйстве, где работал. Если сказать образно — пришел на аэродром, где летали планеры и примитивные самолеты, и прошел ряд этапов вплоть до реактивной авиации. Об этом и расскажу немного.

Новые технологии позволили управлять растениями

В конце ХХ века бурно развивалась наука. Появились водорастворимые удобрения, дешевые насосы и электродвигатели. В Японии росли города, урабанизационные процессы сокращали земельные ресурсы, которых и так было не много. В Великобритании и других европейских странах экологи добились запрещения добычи торфа — и теплицы остались без субстрата. Человек пробовал выращивать растения на космической орбите, и это тоже требовало новых технологий.

Что такое гидропоника

Поэтому и возникла гидропоника. Название это произошло от двух греческих слов — «вода» и «работа». Можно перевести как «рабочий раствор».

Гидропоника — способ выращивания растений на искусственных средах

Человек решил дать растению с помощью воды все то, что оно брало из почвы. Поэтому гидропо́ника — это способ выращивания растений на искусственных средах, без почвы или вообще на водном растворе. При выращивании гидропонным методом растение питается корнями не в почве, которая более или менее обеспечена минеральными веществами и поливается чистой водой, а:

• в водной среде, влажно-воздушной, сильно аэрируемой

• в твердой, но пористой среде, влаго- и воздухоёмкой.

В качестве заменителей почвы могут использоваться гравий, щебень, а также некоторые пористые материалы — керамзит, вермикулит и другие (о них вы можете прочитать в статье Что есть что: краткий обзор субстратов и добавок к садовым грунтам). Такие заменители называются инертными, они мало взаимодействуют с корнями. А поначалу была революционная мысль: выращивать «без ничего», на одной воде. Химическое производство достигло больших высот, у агрономов был полный набор микро- и макроэлементов в водорастворимых солях.

Но чтобы корень жил, ему необходимо не только питание, но и кислород для дыхания. Поэтому первые установки выглядели так:

• либо растение размещали в пенопластовом поплавке — вершки плавали, подставляя вегетирующие органы солнцу, корешки были погружены в циркулирующий раствор питательных солей, в который впрыскивался компрессором кислород (рисунок № 1);
• либо вариант, представленный на рисунке № 2: корень растения находился в закрытой камере, питательный раствор впрыскивался в виде тумана, остатки отводились и вновь впрыскивались.

Как агрономы и инженеры учились у природы

В природе почва состоит из трех фаз — твердой, жидкой и газообразной. И питательные элементы прикреплены к почвенному поглощающему комплексу, из которого корневой волосок впитывает то, что эму нужно. То есть, вместо воды необходимо использовать какие-то материалы с высокой адсорбцией, которые впитывали бы питательные вещества. И эти материалы, относительно недорогие, нашлись в строительном комплексе: минеральная вата, перлит, цеолит. Теперь питательные вещества из капельницы попадали, например, в пакет, набитый минеральной ватой, или в емкость, наполненную перлитом или цеолитом. А в этом пакете или емкости росло растение.

Капельница

Правда, инженерам пришлось создать такое устройство, как капельный полив. То есть, от труб к каждому растению шла капельница. И каждое растение через определенный промежуток времени получало порцию раствора, в котором содержались основные микро- и макроэлементы. Количество раствора и его состав задавался на компьютере (компьютеры к тому времени стали недороги). Если нужно было больше азота — впрыскивалось больше азотного удобрения, а если калия, то впрыскивалось больше калийного удобрения. Насос включался на тот промежуток времени, который требуется, чтобы выдать каждому растению заданную норму раствора. И самое главное — человек смог управлять растением.

Насытить почву необходимым элементом, а потом убрать этот питательный фон совсем не просто. А теперь, если плохо цветет растение — увеличиваем содержание калия и концентрацию раствора. Растение в стрессе, калийное питание стимулирует закладку цветов. И пошло цветение. А начался налив плодов — увеличиваем азотное питание; азот — основной строительный материал. Эффект был значительным.

Я читал в литературе, что рассада томата должна быть коренастой и с цветочной кистью. А как этого добиться? Особенно в темном январе. Полил растение — и пошло жирование, не остановить. Вырастала большая рассада без кистей. А при поливе раствором удобрений (1-2 грамма на литр) вырастала качественная рассада. И сразу её под капельницу, в ежовые рукавицы. Не жировать, работать. Как выглядит теплица с томатами на минеральной вате, видно на фотографии:

Теплица с томатами на минеральной вате

И еще один важный аспект: применение капельного полива вместо дождевания позволило снизить влажность в теплице. Убраны благоприятные условия для болезней — растения стали меньше болеть. Убрали почву — исчезли почвенные вредители (нематоды) и вредители, которые, которые окукливались в почве, например трипсы. И это тоже увеличило урожайность.

До применения гидропоники я читал, что урожайность томатов в теплицах Нидерландов — 50 килограммов с одного квадратного метра. Мы получали 25-27, а в солнечные годы ударники труда — до 29-30 килограммов с квадратного метра. И я не понимал, как это получается у голландцев. Но с приходом новых технологий и мы стали получать 40-50 килограммов с квадратного метра. Немного меньше нидерландских овощеводов — из-за скупого северного солнца. А краснодарские овощеводы уже догнали зарубежных коллег. Как говорится, не учите жить, а лучше помогите материально, или базис определяет надстройку, а технологии — результат.

Проблемы новых технологий и их решения

Но с применением инертных материалов для гидропоники возникли проблемы. Самая главная проблема — утилизация. Понятно, что применять субстрат долго невозможно: в нем накапливаются вредители и болезни, продукты жизнедеятельности растений, да и просто он засоляется. И вот не реже, чем раз в 2 года нужно из гектара теплиц вывезти и утилизировать пару грузовиков перлита или цеолита. И это еще куда ни шло, а пару грузовиков минеральной (строительной) ваты попробуй пристроить.

Вторая проблема — инертный субстрат все равно недостаточно влагоемкий. И если вдруг сломался насос или нет электроснабжения, растения сразу гибнут. К тому же, из-за своей малой влагоёмкости он не прощает ошибок агрономов: задал не ту дозу полива, не то питание — проблемы с урожайностью. Ну и конечно, цена субстрата. Как понимаете, и минеральная строительная вата, и перлит с цеолитом стоят недешево. Кто бывает в строительных магазинах, тот знает.

Поэтому ученые и агрономы в разных странах пришли к необходимости использовать органические неинертные субстраты — создать гидропонику, приближенную к природе. Малообъемную культуру. То есть применять почти природные субстраты — торф, кокосовую копру, солому — но в малом, ограниченном объеме с применением капельного полива.

Растения на кокосе

С одной стороны, относительно дешевый субстрат. Легко утилизируется: торф и кокос, пропитанный удобрением, все с удовольствием берут для улучшения почвы в открытом грунте. И рассаду я в нем выращивал. И если неполадка в системе полива или электричество исчезло, растения дольше проживут. И ошибки агрономов такой субстрат сглаживает. Но способность управлять растением все равно осталась. Поэтому и выращивают томаты и огурцы в пакетах, набитых кокосовой копрой (это оболочка от кокосового ореха, отходы производства с острова Цейлон).

Приглашаю на небольшую фотоэкскурсию в теплицу:

Вид теплицы

Заглянем внутрь — увидим, как выглядит корневая система томатов, растущих этом субстрате:

Корневая система

Не только растениям тут комфортно:

Местный охранник

Управлять процессами помогает компьютерная техника:

Пульт управления

Так выглядит растворный узел:

Баки с удобрениями

Но вернемся к земным проблемам садоводов-любителей. Гидропоника и другие научные достижения — это хорошо. Ну а нам что с этого?

Научные достижения и дачный огород

• Первое

Сравнить предложения разных интернет-магазинов и выбрать систему капельного полива или комплектующие для ее самостоятельной сборки вы можете на нашем маркете.

Растяните линию капельного полива в теплице, разложите капельницы под растения, подсоедините к водопроводу. И все. Открыли пару раз в день на 10 минут; ну, в жаркий день или на юге — там побольше и почаще. И все. Не нужно с лейкой или со шлангом по теплице корячиться. А еще нет избыточной влажности в теплице, и риск заболеваний снижается.

• Второе

• И третье

Вот кратко и все. Желаю вам продуктивно использовать то, что придумало человечество в овощеводстве.

Читайте также:

  
• Рецепты кабачков с капустой в микроволновке
  
• Пекинская капуста маслины рецепт
  
• Рецепт америки из капусты
  
• Картофель тушеный с плавленным сыром
  
• Факторы влияющие на овощные культуры