Гидропонное земледелие: принципы и технология выращивания растений

Гидропонные системы ускоряют сбор урожая клубники, некоторых овощей и зелени, исключая работу с грунтом. Некоторые установки пригодны даже для дома. В статье рассказываем о том, что такое гидропоника и как она превосходит традиционные огороды с грядками или горшками с землей на подоконнике.

Что такое гидропоника

Гидропоника — способ возделывания цветочных и овощных растений в питательном растворе, исключая землю.

Гидропонные системы имеют разное устройство, но функционируют одинаково. В каждой системе присутствуют две ёмкости:

• внешняя — ее наполняют питательным раствором
• Горшок с дренажными отверстиями наполняют особым неактивным материалом и высаживают растение.

Постоянный доступ к влаге и питательным элементам позволяет растениям быстро расти и плодоносить обильно или цвести пышно. Гидропоника — это мини-сад дома, где вместо земли используется вода.

Для чего используются гидропонные системы

Гидропоника для выращивания растений позволяет:

• Уменьшить затраты времени на уход за почвой и пересадку.
• увеличить всхожесть семян
• быстрее получить цветение и урожай
• Упростить и ускорить процесс роста плодов с момента высадки до созревания, особенно в промышленном производстве.

Эффект достигается без негативного воздействия на качество урожая, в отличие от некоторых ГМО, которые могут испортить вкус и изменить текстуру плодов.

Гидропонные системы применяют по различным задачам.

• Получение богатого урожая при неблагоприятной погоде или ограниченном пространстве – занимает меньше земли, чем традиционный огород. Возможно установить их в несколько уровней для экономии места.
• Возможность получения домашних изысканных и всегда свежих продуктов при отсутствии личного огорода.
• Увеличение урожайности и сокращение времени роста растений обусловлены тем, что им легче получать питательные вещества в жидкой форме по сравнению с извлечением их из почвы.
• В регионах с загрязненой почвой возможно садоводство, но оно должно быть организованно безопасно.
• Сбор урожая на бедных почвах.

Плюсы и минусы гидропоники

Перечислим основные преимущества гидропоники:

• Не нужно подбирать специализированные грунты На покупку различных видов растений затрачиваются деньги.
• Посадка не требует земли и, следовательно, отсутствует необходимость в удалении грязи.
• В посадках на гидропонике отсутствуют насекомые-вредители, живущие в земле: медведки, сциариды, проволочники, подгрызающие совки, ногохвостки, хрущи и корневые нематоды.
• В воде с питательным раствором растениям не требуется развивать мощное корневище, поэтому тратится меньше энергии на это. Вместо этого всё питание идет на рост зелёной массы и урожай.
• Все добавки в системе выращивания с водой применяются по назначению. удобрений для сада и огородаВыращенные из рассады растения получают практически все нужные им элементы из раствора и растут быстрее, чем при обычном методе cultivation. Часть удобрений на грядках не достигает корней.
• Легкий доступ к пище ускоряет созревание плодов и рост массы даже при выращивании в помещении.
• Растения в гидропонной системе не соперничают за воду и удобрения с другими культурами, включая сорняки.
• Этот способ упрощает полив. Достаточно несколько раз в месяц обновлять раствор. Нет необходимости отслеживать состояние почвы, придерживаться графика полива, исключен риск переувлажнения или недостаточного орошения посадок.
• За грунтом не требуется уход: его не нужно рыхлить, пропалывать и перекапывать, что обычно отнимает много времени и сил.
• Посадки не боятся погоды: града, неожиданных заморозков, сильной жары или палящего солнца, как это бывает при культивировании на открытых участках.

Хотя гидропоника имеет множество преимуществ, у неё также есть некоторые минусы.

• Выбор гидропонной системы потребует вложений в оборудование и инструменты. Непрерывно придётся покупать специальные удобрения.
• Требуется постоянный мониторинг концентрации солей, кислотности раствора и соотношения удобрений. Без своевременного реагирования на отклонения от нормативов растения могут погибнуть.
• Температуру воздуха и раствора важно поддерживать на высоком уровне. Необходимо часто проверять показания термометров.
• В гидропонной системе питанием для насосов, помп и компрессоров служит электричество. Кратковременный разрыв подачи электроэнергии грозит гибелью ростков.
• Инфекция, поразившее хотя бы одно растение, может навредить всем соседним посадкам — распространение происходит мгновенно по общему водным резервуаром.

Для выращивания каких растений подходит

Гидропонное выращивание подходит для многих культур, как комнатных цветов, так и некоторых сельскохозяйственных растений.

• зелень и листовые овощи — петрушка, укроп, рукола, кинза, базилик, мята, мелисса, тимьян, розмарин, шалфей, салат, шпинат, щавель
• некоторые овощи — помидоры, огурцы, сладкие и горькие перцы, баклажаны
• бобовые — горох, фасоль, нут, чечевица
• ягоды — клубника, земляника, малина, черника, ежевика
• садовые цветы — розы, хризантемы, астры, герберы, цинии
• комнатные цветы — фиалки, орхидеи, антуриумы, спатифиллумы, папоротники, бегонии, аглаонемы

Однако существуют культуры, которым гидропонное выращивание не принесло бы пользы.

• Корнеплоды — картофель, свекла, редис, морковь, репаСлишком частые дожди испортят урожай.
• Луковичные растения, как декоративные, так и для сельского хозяйства – тюльпаны, нарциссы, гиацинты, лилии, крокусы, ирисы. лукЧесноку не требуется земля, в отличие от луковиц, которым нужна почва. Даже если грунт слишком сырой, лук испортится.
• Бахчевые — дыня, арбузы, кабачки, патиссоны, тыкваЭти культуры разрастают мощные корневища и приносят обильные плоды внушительных размеров. В обычных гидропонных системах трудно создать необходимые им параметры. Лучше выращивать их по старинке.
• Деревья и кустарники нуждаются в большом объеме грунта и глубокой корневой системе, что затрудняет выращивание их с помощью гидроponики.

Виды гидропоники

С точки зрения техники, гидропонную системы можно разделить на две категории: активные и пассивные.

• Установка с приспособлениями для движения раствора и добавления в него кислорода признаётся активной.
• В неподвижной воде замачивают корни растений, не используя никакой техники.

К пассивным относят три вида установок:

• полугидропоника
• фитильная
• по методу Кратки

Активных разновидностей больше:

• система глубоководной культуры (DWC)
• периодическое затопление
• капельное орошение
• техника питательного слоя (NFT)
• аэропоника
• вертикальная гидропонная установка

Чтобы определить подходящую систему, изучим каждый ее вид более детально – с описаниями и схемами функционирования.

Полугидропоника

Горшок с растением ставят в сосуд с раствором, чтобы субстрат касался воды только снизу — примерно на 1/4–1/5 от всей высоты. Намокая, субстрат увлажняет верхние слои, и корни получают достаточное питание для роста зеленой массы.

В резервуаре уровень жидкости должен поддерживаться оптимальным; в противном случае корень высохнет и погибнет. При уменьшении количества добавляют свежую жидкость или заменяют её полностью.

Самый простой способ быстро собрать систему для гидропоники — использовать двойное кашпо на мокрых пяточках (высоких подпорках с перфорацией у внутренней емкости). В таком кашпо удобно фиксировать сосуды в нужном положении, чтобы внутренний не опустился ниже внешнего.

Для выращивания растения лучше выбрать прозрачный горшок, чтобы видеть состояние корней и принимать меры при гниении или появлении плесени. Внешний горшок должен быть темным, чтобы вода в нем не цвела под солнцем.

Фитильная система

Внешне конструкция напоминает полугидропонику, но главная её особенность в том, что вода не контактирует с сосудом растения. Из горшочка с субстратом выводится текстильный фитиль, погружаемый в раствор. Благодаря этому влага постоянно и равномерно поступает к корням по принципу сообщающихся сосудов.

Для организации системы полива нескольким саженцам одновременно в крышке большого резервуара с раствором проделывают отверстия, соответствующие количеству горшков. Каждый горшок подключают к отдельному фитилю.

Метод Кратки

Этот способ отличается отсутствием фитиля. Вместо него в воду помещается корень растения. Между раствором и дном внутреннего горшка должно оставаться пространство для аэрации.

Для этого гидропонного метода подходят только растения с хорошо развитой корневой системой, способной достигать раствора, оставляя при этом пространство для воздухообмена.

Семена проращивают в посадочных стаканчиках с хорошей перфорацией, как и при традиционном садоводстве: насыпают немного грунта или субстрата, помещают семена, увлажняют и следят за влажностью. От всходов до появления корней из дна стаканчика проходит не менее двух недель, но точный срок зависит от вида культуры. Затем этот горшок устанавливают в емкость для гидропоники.

Система глубоководной культуры (DWC)

Другое название — система глубинного потока. Это технологически продвинутый способ культивирования растений на воде. Отличается от предшественников наличием компрессора, который насыщает раствор кислородом. В домашних установках можно использовать компрессор для аквариума.

В основе данного метода гидропонного земледелия лежит следующее.

• В раствор помещается горшок с землей и цветком.
• Через отверстия корни, прорастающие в почву, получают питательные вещества непосредственно, подобно методу Кратки.
• Компрессорное насыщение воздуха положительно сказывается на развитии растений и уменьшает вероятность развития плесени и заболеваний корней.

Корни дополнительное орошение получают от воздушных пузырьков, создаваемых компрессором внутри раствора. Пузырьки поднимаются к поверхности и лопаются, образуя облако мелких брызг, которые оседают на корнях, находящихся в воздухе.

Глубоководную установку применяют в основном для возделывания растений, которые развиваются быстро и имеют крупные размеры. Такой способ полива эффективен для помидоров, огурцов и баклажанов.

Периодическое затопление

Методика напоминает работу морского прибоя: раствор для гидропоники омывает корни и снова подаётся в систему. Цикл повторяется с установленной частотой, регулируемой с помощью панели управления, а корни «топит» внутренняя помпа.

У системы много ограничений:

• сложность конструкции
• большая зависимость от электричества
• Многие устройства подвержены поломке.

Потребуется постоянное наблюдение за техникой и убедиться в отсутствии засоров, которые могут помешать движению жидкости.

Капельный полив

Этот метод гидропоники отличается от предыдущих тем, что вода поступает к корням растений сверху. Для этого над горшками устанавливают шланги или трубки с маленькими отверстиями. Внешняя помпа подаёт жидкость с добавками в каналы системы, которая дозированно орошает горшки с субстратом.

В конструкции можно внести улучшения: добавить обратимые рельсы и поддон для сбора лишнего раствора. Остатки можно перерабатывать заново, сокращая расход воды и удобрений.

Эта система гидропонного выращивания та же сложна, что и схема с периодическим затоплением, и требует контроля работы автоматики.

Техника питательного слоя (NFT)

Система для гидропоники – это канал для орошения, где непрерывно движется раствор с удобрениями. Раствор питает корни и, пройдя полный путь, возвращается в резервуар. Затем цикл начинается заново.

Постоянное движение жидкости поддерживает содержание кислорода и препятствует застою.

Аэропоника

Аэропоника считается передовым методом среди всех видов гидропоники. В этой технологии корни растений располагаются в воздухе.

Установка с аэрозолями вокруг горшков орошает сеянцы питательным раствором, распыляя мельчайшие частицы жидкости, образуя облако, равномерно увлажняющее корни. Цикл опрыскивания повторяется через установленное время.

Такой способ выращивания обеспечивает быстрый рост растений, обильное цветение и урожай. Но установка дороже других систем гидропоники. Высокая эффективность подразумевает сложности: нужно постоянно контролировать проходимость распылителей и доступ к электричеству. Нерастворившиеся вещества часто приводят к выходу форсунок из строя. Любое прерывание подачи воды навредит сеянцам, возможно даже их гибель.

Вертикальная гидропонная система

Технологии питательного слоя и аэропоники применимы как горизонтально, так и вертикально. Внешний вид конструкции схож с башней, имеющей окна для размещения горшков с саженцами.

Метод привлекает своей компак tностью. Подобное воплощение лучше встроится в обстановку комнаты, нежели массивные трубы, расположенные горизонтально.

Гидропоника для дома своими руками

Самостоятельно собрать установку для гидропоники из подручных средств возможно. Маленькие системы компактны и подойдут даже для городской квартиры.

Оборудование и материалы

Чтобы построить гидропонную установку самостоятельно, понадобится:

• широкая сантехническая труба из пластика с заглушкой
• пластиковый цветочный горшок С каймой, превосходящей по диаметру трубу.
• небольшой компрессор для аквариума
• В отделах с товарами для аквариумов продаются распылители и аэраторные камни.
• Подбирается сечение шланга для соединения с аэраторным камнем.
• дрель-шуруповерт со сверлом (можно взять в арендуДиаметр дренажного слоя определяется размером горшка, однако для обеспечения больших отверстий рекомендуется использовать материал толщиной не менее десяти миллиметров.
• дистиллированная вода и специальные удобрение для гидропоники
• субстрат
• семена или покупные саженцы

Выбор субстрата

Материал для контакта с корнями должен обеспечивать достаточную аэрацию, сохранять влажность и питательные вещества, быть инертным.

Инертный субстрат для гидропонной системы лишен питательных элементов и не взаимодействует с удобрениями.

Можно найти подходящий из обычных. субстратов для растенийНе все материалы отвечают всем указанным требованиям. В таких случаях выбор делается исходя из приоритетных свойств. К подходящим материалам для гидропоники относят следующие:

• Кокосовое волокно прекрасно впитывает влагу, пропускает воздух и обеспечивает отвод воды. В нём может быть много соли, поэтому его нужно тщательно промыть перед использованием и следить за этим во время работы.
• ПерлитПрост в уходе, хорошо пропускает воздух и воду. устойчив к гниению и разложению. Имеет небольшую способность поглощать влагу, вследствие чего нуждается в частой поливке.
• ВермикулитСпособствует удержанию влаги и питательных веществ, обладает хорошей воздухопроницаемостью. Минус: в процессе эксплуатации спрессовывается, что снижает отвод воды.
• ГидрогельСпособствует удержанию влаги и постепенному её отдаче корневой системе. Хорошо интегрируется в автоматизированные системы. Недостаток — высокая цена.
• Минеральная вата обладает хорошей воздухопроницаемостью и дренажем, просто формовать в блоки или кубики для рассады.
• Сфагнум – торфяной мох, хорошо сохраняющий влагу и питательные вещества. Подходит для проращивания семян. Могут быть кислые, поэтому необходимо следить за уровнем pH.
• КерамзитЛегкий и устойчивый к гниению материал, обеспечивающий хорошую аэрацию, но имеющий низкую влагоемкость. Чаще всего в гидропонике применяют именно керамзит из-за доступности и соответствия большинству вышеперечисленных критериев. Подходит для многократного использования.
• Агровата – лёгкий и пористый материал, легко режется на нужные размеры. Обеспечивает насыщение корней кислородом, сохраняет питательные вещества и удаляет лишнюю влагу наружу. Агровата устойчива к гниению и не содержит патогенов. Часто имеет высокий pH, который может потребоваться скорректировать.
• Пеностекло — лёгкий и химически инертный материал, создающий благоприятные условия для вентиляции корней растений. Однако недостаточно хорошо удерживает влагу и может крошиться. По цене превосходит другие субстраты для гидропоники.

Сборка гидропонной установки

Экспериментировать с выращиванием растений в воде можно с помощью простых систем, которые легко собрать самостоятельно. Создание такой системы займет 15–30 минут. Предлагаем ознакомиться с пошаговой инструкцией по изготовлению гидропонной системы по методике глубоководной культуры (DWC).

С помощью дрели сделайте дренажные отверстия в садовом горшке – по низу, вдоль одного ряда, и на дне.

Установите в канализационную трубу заглушку.

Вставьте горшок с отверстиями в трубу другим концом вверх. Проверьте, чтобы горлышко крепко держалось на основании.

Вставьте шланг через любое отверстие на дне горшка, а к его свободному краю снизу прикрепите распылитель (аэраторный камень).

Поместите распылитель в трубу, затем сверху поставьте горшок.

Присоедините другой конец шланга к компрессору.

В конструкцию налейте питательный раствор (инструкция по приготовлению приведена ниже). Наполняйте, пока жидкость не окажется выше дна горшка на 1 см. Подключите компрессор к электросети и убедитесь в работоспособности установки. Вода должна бурлить активно.

Заполните горшок керамзитом, а сверху посейте несколько семян.

Покройте семена тонким слоем грунта и ожидайте появления всходов. В первые дни поддерживайте высокую влажность почвы. Для этого на керамзит можно положить крышку или кусок пленки. Оставьте щели, чтобы воздух от компрессора мог выходить наружу.

Вместо одиночной системы гидропоники лучше использовать основу из горизонтальной трубы с несколькими горшками. Трубу следует закрыть заглушками с двух сторон и сделать отверстия сбоку по диаметру горшков. Для длинной основы нужен мощный компрессор. При подходящих условиях и достаточном опыте можно подключить трубу меньшего диаметра для автоматического наполнения водой.

Пересадка растений из грунта в гидропонику

В гидропонной системе возможно cultivation как рассады, так и взрослых растений.

1. Извлеките растение из горшка осторожно. Избавьтесь от земли с корней максимально аккуратно, стараясь не причинить им вреда.
2. Хорошо промойте корни под струёй воды, удалив с них землю.
3. Посадите растение в субстрат для гидропоники.
4. Поместите горшок в емкость с раствором и включите воду комнатной температуры, не добавляя удобрений. Растение должно адаптироваться к непрерывному контакту с водой.
5. Через несколько дней начните подкармливать растения удобрением.

Уход за растениями в гидропонной системе

Культуры на гидропонике требуют ухода: поддержание подходящего микроклимата, выбор комплексов добавок для раствора, соблюдение пропорций разведения, а также чистота субстрата и гидропонной установки. Необходимо следить и за уровнем кислотности среды, в которой находятся растения.

Температура, влажность и освещение

При культивировании растений в гидропонике требуется соблюдение оптимальных условий.

Температура воздуха колеблется от 18 до 25 градусов Цельсия. Это усредненный показатель, а для создания оптимальных условий для каждого вида растений обратитесь к рекомендациям на пакете с семенами. Мониторинг температуры проводится с помощью… термометра.

Для большинства видов культур оптимальный уровень относительной влажности — 40-70 процентов. Слишком высокая влажность может спровоцировать грибковые заболевания. Пересушенный воздух причиняет растениям вред и замедляет их развитие.

Для измерения влажности в помещении используют гигрометр. Изменение показателя допустимо при выходе за рамки нормы с помощью осушителей и увлажнителей воздуха.

Растениям необходим свет для фотосинтеза. В период вегетации световой день должен быть от четырнадцати до восемнадцати часов, а во время цветения или плодоношения его длину следует сократить до двенадцати часов в сутки.

Для достижения наилучшей яркости применяются особые средства. фитолампБольшинство снабжены таймером, автоматически включающим и отключающим подсветку через заданное время.

Питание растений

В гидропонике саженцы получают все необходимые микро- и макроэлементы из питательного раствора с удобрениями.
Используйте специально разработанные смеси, где все компоненты содержатся в оптимальных пропорциях.

Чтобы использовать удобрение правильно, необходимо ознакомиться с инструкцией производителя.

Очистка субстрата

С течением времени субстрат накапливает соли и удобрения, поэтому требуется периодическая очистка или замена на свежий. В противном случае корневые системы саженцев могут быть повреждены избыточным количеством веществ.

Для гидропонного выращивания можно промывать материалы, не изменяющие форму при контакте с водой: керамзит и пеностекло. При небольшом загрязнении это возможно под струёй воды. С большим скоплением мусора лучше применять очистители для субстрата.

Для увеличения срока службы субстрата нужно своевременно удалять опавшие цветы, листья и отмершие стебли. При постоянном контакте с водой и высокой влажности воздуха субстрат может загнить и спровоцировать появление грибковых или инфекционных заболеваний. Если в гидропонике выращивается несколько сеянцев, есть риск уничтожить все посадки.

Очистка резервуара с раствором

В емкости с питательным раствором могут скапливаться соли и остатки удобрений. Постоянная сырость внутри конструкции способствует появлению и размножению патогенов. Резервуар для гидропоники необходимо периодически мыть, чтобы предотвратить заражение.

Чистку выполняют обычно при смене раствора, около двух раз в неделю. Вместилище промывают тёплой текущей водой с хозяйственным мылом.

Проверка уровня кислотности

Состояние кислотно-щелочного равновесия (pH) почвы и раствора для питания растений определяет усвояемость полезных веществ. Его оценивают цифрами от 1 до 14, при этом число 7 указывает на нейтральность.

Гидропонике подходит уровень pH от 5,5 до 6,5, однако имеются некоторые особенности.

• В фазу роста желательно сохранять уровень pH почвы в пределах 5,5–6,0.
• Во время цветения и плодоношения показатель достигает 6,0–6,5.
• Некоторые культуры нуждаются в определенном уровне кислотности для хорошего роста. Листовые овощи например, лучше развиваются в среде с pH от 5,5 до 6,0, а томат и перец предпочитают нейтральную почву с pH от 6,0 до 6,5.

Значение можно определить при помощи тестовой полоски. лакмусовой бумагиБольшому сосуду с раствором необходим постоянно работающий датчик pH.

При отклонении от нормы применяют специальные составы для изменения кислотности. Их часто продают вместе: pH+ / pH- или pH-up/pH-down.
Применение регуляторов кислотно-щелочного баланса в гидропонике должно строго соответствовать инструкции.

При отсутствии специализированных средств понизить кислотность можно с помощью домашних щелочных добавок. Простейший вариант — пищевая сода. Для увеличения значения подойдут кислота уксусная или лимонная. Можно также добавить сок лимона из свежего фрукта. Любую добавку вводите в гидропонную установку постепенно, тщательно перемешивайте и обязательно проверяйте уровень pH.

Часто задаваемые вопросы

Резюме

Гидропонная культура растений освобождает от контроля полива, ухода за землей и борьбы с вредителями, обитающими в почве.

Различные типы гидропонных систем можно создать самостоятельно или приобрести готовыми.

Технология будет действовать более эффективно при следовании рекомендациям.

• следить за уровнем pH и солей в растворе
• регулировать микроклимат в помещении
• Обеспечить растениям достаточное количество света.
• Регулярно отслеживать уровень питательного раствора в резервуаре и при необходимости доливать его.
• Ухаживать за порядком в конструкции и работоспособностью электрооборудования.