Строение для выращивания растений

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Для того, чтобы зимой иметь на столе свежие огурцы, помидоры, редис, клубнику и прочие овощи, фрукты и зелень, не обязательно покупать их в магазине или строить теплицу.

Их можно выращивать круглый год самостоятельно в обычной комнате или на утепленном балконе. Не понадобится даже грунт, достаточно будет воды и питательных элементов, растворенных в ней. Такой способ выращивания называется гидропоникой.

В этом материале мы познакомим вас с ней поближе.

А в последующих статьях подробно расскажем, как построить гидропонную установку своими руками и начать выращивать свои собственные овощи, фрукты, зелень или цветы.

Популярные культуры для выращивания на гидропонике

Растения, которые сложно выращивать на гидропонике

Какие растения подходят для коммерческого выращивания

Что такое гидропоника

Гидропоника — это технология, с помощью которой можно выращивать разнообразные растения без грунта, в специальных растворах. Достаточно давать им требуемое количество питательных веществ вместе с водой. Если использовать этот метод, то не нужно думать о поливе, не требуется рыхлить почву, бороться с сорняками и вредителями.

Культуры выращиваются в специальных гидропонных установках. Их можно приобрести в магазине или сделать самостоятельно.

Растения закрепляются в подвешенном состоянии при помощи решетки. Корни погружаются в водный раствор, содержащий необходимые макро- и микроэлементы. Такие условия способствуют быстрому росту и хорошему урожаю.

Самая обычная гидропонная установка выглядит так: емкость с питательным раствором и решеткой сверху. Корни растения находятся в емкости, а зеленая (надземная) часть располагается на решетке. Вы, наверняка, видели простейшую реализацию этой идеи у тех, кто выращивает зелень лука на подоконнике.

Преимущества гидропоники

Гидропоника — доступна каждому

Оборудование и питательные растворы можно сделать самостоятельно, затраты на семена небольшие, места требуется мало, а процесс выращивания проще, чем в огороде.

Для посадки растений можно использовать любой доступный субстрат (кокосовое волокно, керамзит, вермикулит, агроперлит, минеральную вату). Он долговечен и не требует замены каждый год или при пересадке.

Мнение эксперта: Любые культуры в гидропонике вырастить намного легче, чем на земле ( ниже трудовые и финансовые затраты).

Если применять автоматизированные системы циркуляции раствора (их тоже можно сделать своими руками), то полив и подкормка растений вовсе не потребуют вашего участия.

Главное вовремя доливать раствор и проверять уровень рН.

Урожай лучше, чем при грунтовом выращивании

В гидропонной установке все полезные элементы поступают напрямую из питательного раствора, состав которого заранее известен и точно рассчитан для каждого вида растений.

Поэтому они растут более здоровыми и крепкими, чем при выращивании в грунте. Скорость созревания урожая увеличивается при гидропонном методе в несколько раз.

Питание растений удобно контролировать

Кроме того, корни никогда не страдают от нехватки кислорода или из-за пересыхания, что часто случается при выращивании в грунте.

Не нужен частый полив и сложный уход

При выращивании по гидропонному методу, отпадает необходимость в частом поливе растений.

В зависимости от емкости и выбранной системы воду доливают от одного раза в несколько дней до одного раза в месяц.

Кроме того, не нужно пересаживать многолетние растения, освобождая их от старого грунта и рискуя повредить корни. Достаточно простой перевалки в новую емкость и добавления субстрата.

Совет эксперта: для каждой группы растений нужно выбирать индивидуальный гидропонический раствор, содержащий необходимые химические элементы.

Отпадает проблема болезней и вредителей растений

Гидропонные растения не нуждаются в обработке химикатами, потому что они не подвержены заболеваниям и почвенным вредителям.

Экологичность

Растения, выращенные гидропонным методом, не накапливают вредных соединений: солей тяжелых металлов, избытков нитратов и органических соединений, как если бы они росли в почве.

Чистота и практичность

В гидропонике выращивание растений обходится без земли.

Ее заменяют питательные растворы, поэтому растение не нуждается в мощной корневой системе. Небольшие корни занимают малое пространство, поэтому под гидропонные грядки требуется совсем немного места и там всегда чисто.

Какие растения можно выращивать без грунта

Даже небольшая гидропонная установка позволяет одновременно выращивать большое количество разных растений.

Самыми оптимальными являются однолетние культуры, поскольку они быстрее других приносят урожай.

Совет эксперта: профилактику оборудования проще всего делать в перерывах между посадкой однолетних культур — в период роста растений это делать гораздо сложнее.

Легче всего на гидропонных установках выращивать зелень: петрушку, кинзу, салат, базилик, мяту, шалфей, мелиссу, розмарин и др.

Укроп выращивать можно, но не рекомендуется, если у вас слабое освещение. Дело в том, что выращенный в закрытых помещениях, без открытого солнца, он не накапливает достаточного количества эфирных масел. И не имеет насыщенного запаха.

Прекрасный урожай дают на гидропонике овощи, некоторые ягоды и фрукты: томаты, перец, огурцы, зеленая фасоль, лук, баклажаны, шпинат, клубника, брокколи, земляника, кольраби, разновидности бобовых и многие другие.

Любители комнатных растений могут выращивать любые виды, в том числе и диффенбахию, аглаонему, аспарагус, филодендрон, разные виды плюща.

Содержание:

История

Первым в истории человечества удачным опытом выращивания растений без почвы считаются легендарные сады Семирамиды в древнем Вавилоне – одно из семи чудес света, построенное при вавилонском царе Навуходоносоре во II веке до н. э. (605–562). Это была уникальная конструкция из наслаивающихся друг на друга материалов и разветвленной сети водопровода, обеспечивающего снабжение растений в садах водой.

Еще один пример использования питательного раствора для выращивания растений – плавучие сады ацтеков в Центральной Америке. Кочевые племена индейцев, вытесненные воинственными соседями с плодородных земель, применили на берегах мексиканского озера Теночитлан оригинальный способ выращивания растений. Из длинных стеблей тростника были изготовлены плоты, а на них уложен ил со дна озера. Эти плоты назывались чампас. Таким образом, индейцы выращивали обильные урожаи, позволившие племени не знать ни голода, ни нужды. В плавучих садах прекрасно росли не только овощи, но и фруктовые деревья.

Годом рождения современного растениеводства без естественной почвы считается 1860-й. Именно в этом году Вильгельм Кноп (1817–1901), профессор агрохимии и руководитель сельскохозяйственной опытной станции Лейпциг-Меккерн, совместно с профессором ботаники Боннского университета Юлиусом Заксом (1832–1897) впервые приготовили растворы солей, при помощи которых можно было выращивать зеленые растения без почвы.

Сады Семирамиды. Мартин ван Хемскерк, гравюра

Параллельно с американскими учеными над проблемой выращивания растений без почвы трудились и многие европейские специалисты. Наиболее крупная гидропонная установка была создана в советском институте плодоводства под руководством профессора Д.Н.Прянишникова. Опыты нашли практическое применение уже в 1937 году. Во время одной из полярных экспедиций овощи для питания получали именно таким способом.

Не отставали от своих российских и американских коллег венгерские и польские ученые. В 1932–1933 годах ими были созданы установки в Карпатах и южнее Львова. Польскими установками руководил профессор В. Пиотровский, а венгерскими – профессор Пауль Решлер. Оба предприятия были расположены в горной местности, и там выращивали ранние овощи и декоративные растения.

В 1938 году в местечке Штейнхейм, в Вестфалии (Германия), профессор Херниг создал гидропонную установку, которая успешно действует по сегодняшний день.

Сейчас гидропоника – одно из успешно развивающихся направлений растениеводства. Крупные установки для производства овощей используют в США, Японии, Германии, Швейцарии, Дании, Норвегии, России и других странах мира. [3]

Зоны и слои корня

1 – зона деления; 2 – зона растяжения (роста); 3 – зона корневых волосков (всасывания); 4 – зона ветвления; 5 –кончик корня; 6 – корневой чехлик; 7 – меристема; 8 – флоэма; 9 – ксилема; 10 – кора; 11- эпидермис; 12 – корневые волоски.

Биохимические принципы гидропоники

Растения получают углерод и кислород из воздуха, остальные элементы – из почвы, а в случае применения гидропоники – из питательного раствора.

Питательные элементы – это азот, фосфор, калий, кальций, железо и многие другие, в том числе, микроэлементы. Они необходимы растениям и не могут быть заменены ничем другим. Питательные вещества – это соединения, содержащие эти элементы. Известно, что в почве питательные элементы содержатся в четырех формах:

прочно фиксированные почвой и недоступные для растений;
труднорастворимые неорганические соли;
адсорбированные на поверхности коллоидов и доступные для растений благодаря ионному обмену;
растворенные в воде и легко доступные для растений. [4]

За поглощение питательных элементов из почвы или питательного раствора отвечает корневая система. Основной зоной поглощения питательных веществ является зона растяжения (роста) и зона корневых волосков. Она же снабжает необходимыми веществами и надземные корни растений.

Подсчитано, что на 1 мм 2 корневой поверхности развивается от 200 до 400 корневых волосков, что позволяет корневой поверхности увеличиваться в сотни раз. Корневые волоски обладают повышенной способностью к поглощению.

В меристематической зоне (меристема – это ткань, из которой образуются остальные виды тканей корня) отсутствует дифференцированная сосудистая система. При этом флоэма дифференцируется раньше, и только выше по длине корня наблюдается образование ксилемы. Именно по ней и передвигается вода с растворенными питательными веществами. Основная масса ионов, поглощенных меристемой, используется именно в этих клетках. Некоторое количество ионов, особенно Ca 2+ , поступает из этой зоны в надземные органы растений. Поглощенные в зоне растяжения и в зоне корневых волосков ионы транспортируются как вверх, так и вниз по корню. Выше зоны корневых волосков расположена зона ветвления корня. Здесь поверхность покрывается прочным пробковым слоем и в поглощении питательных веществ участия практически не принимает.

Различные зоны корня отвечают за поглощение различных минеральных элементов. Установлено, что Ca 2+ поступает в апикальные зоны, K + , NH + ₄, фосфаты адсорбируются всей поверхностью корневой системы. [6] (фото)

Растения в теплицах выращивают в основном на грядках либо в сосудах, ограничивающих развитие корневой системы. Размеры, тип, местоположение теплицы и виды культур в совокупности определяют выбор метода выращивания На этот выбор влияет и оснащенность теплицы тем или иным оборудованием. Например, автоматические системы полива подходят скорее для горшечных культур, чем для растений, выращивае мых на грядках. Установка камер с туманообра-зующим устройством или нагревательных проводов влечет за собой применение подставок или стеллажей для горшечных культур или создание приподнятых почвенных грядок.
Если в теплице много различных культур, удобнее пользоваться горшками — их легче переносить по мере роста растений и тем самым освобождать место для других культур. При длительном же выращивании какой-либо основной культуры, например томатов или гвоздики на срезку, предпочтительнее создавать грядки. Однако формирование грядок на уровне почвы мешает в полной мере использовать всю высоту теплицы, разве что разместив в ней высокие растения; в то время как применение горшков позволяет установить стеллажи и навесить полки и тем самым максимально использовать пространство для роста растений. Бесполезным обычно остается лишь место под стеллажами. Итак, выбор метода выращивания зависит в основном от возделываемой культуры.

Грядки
Если теплица расположена на хорошей, не зараженной вредителями, возбудителями болезней и многолетними сорняками почве, простейшим средством для выращивания растений являются грядки. Их создают из высококачественной почвы или почвенной смеси. Если почва не подходит под данную культуру, ее улучшают или полностью заменяют. На влажном участке с затрудненным дренажем лучше всего сооружать приподнятые грядки высотой 25— 30 см. Границы грядки укрепляют досками, кирпичами или бетоном. На садовую почву насыпают до верхнего уровня опалубки поверхностный высококачественный слой почвы. Грядки можно сделать и на специально сконструированных под значительную нагрузку стеллажах. Подставки позволяют разместить грядки с небольшими растениями ближе к свету, облегчают уход за ними. Они особенно удобны для выращивания альпийских растений. Дыни, реже огурцы и томаты, высаживают на гребень почвенной смеси, насыпанной на подставки. Это улучшает освещенность растений. Да и температура почвы на подставках благоприятнее для развития корневой системы, чем в грядках без нагревательных проводов, расположенных на уровне земли. Эти преимущества достигаются свободной циркуляцией воздуха как над почвенной смесью, так и под подставкой.

Грядки более приемлемы для таких ранних культур, как салат, занимать их декоративными культурами не столь эффективно. Вьющиеся цветы и кустарники, развитие корневой системы которых не стеснено, растут активно, но зачастую в ущерб цветению. Другой недостаток почвенных грядок при возделывании из года в год одной и той же культуры, например томатов, — накопление в почве вредителей и возбудителей болезней. Единственной мерой борьбы в этом случае является замена или стерилизация почвы. Зараженную почву удаляют на глубину 30 см, стерилизуют или заменяют свежей, что очень трудоемко. Стерилизация почвы на месте пропариванием или с помощью химических препаратов малопригодна для садоводов-любителей. Проще дезинфицировать почву формальдегидом. Теплицу в этом случае полностью освобождают, а почву после обработки не занимают по крайней мере месяц. Формалин уничтожает грибные болезни, но не оказывает никакого действия на нематод.

Ограниченные системы выращивания
К ограниченным системам выращивания относятся методы, при которых корневая система растений в той или иной степени ограничена объемом сосуда.

Преимущество выращивания в пленочных мешках состоит в отсутствии болезней, быстром прогреве питательной смеси и удобстве ухода за растениями. Однако в них сложно проводить точно вымеренные подкормки и полив. Кроме того, в торфе могут скапливаться минеральные соли. Стоят такие мешки с питательной смесью дорого и не могут быть применены повторно.
Соломенные тюки. Выращивание растений в теплице на медленно разлагающейся пшеничной соломе можно рассматривать как современную разработку старой системы обогрева грядок. Основной принцип данного метода заключается, как и для кольцевой культуры, в изоляции корнеобитаемой среды от почвы теплицы, особенно при возделывании томатов и огурцов. Способ относится к ограниченным методам выращивания, хотя горшки и не используются. Каждый тюк тщательно увлажняют, добавив азотные удобрения, после чего начинается процесс ферментации, при котором выделяется тепло и углекислый газ. И то и другое полезно молодым растениям (которые высаживают в слой почвы, насыпанный на тюки, как только температура соломы понизится). При точном соблюдении всех условий температура в центре тюка достигает не менее 43°С. Трудности в приобретении соломы и относительная сложность ухода сдерживают распространение этого метода среди садоводов-любителей. Кроме того, при его использовании невозможна полноценная эксплуатация теплицы, поскольку выделяющийся во время ферментации аммиак может повредить некоторые соседние растения. Приготовление. Для изготовления тюков обычно берут медленно разлагающуюся пшеничную солому. Несколько хуже по качеству солома ячменя и овса. Вес тюка должен быть 18— 27 кг. Его, как правило, перевязывают проволокой, которая в отличие от веревок не загнивает. В месте, отведенном для выращивания растений, тюки укладывают впритык, один конец к другому. Иногда их помещают в неглубокую канаву, выстланную полиэтиленовой пленкой, что сохраняет прошедшую сквозь тюк воду. Чтобы началась ферментация, температуру в теплице поддерживают на уровне 10°С. Форточки закрывают. Существуют два способа выращивания растений на соломенных тюках: быстрый и медленный. Выберите тот из них, к которому лучше подходит период, когда в вашей теплице отсутствуют другие культуры. При медленном способе тюки вначале обильно увлажняют, затем поливают раствором нитромела (смесью нитрата аммония с известью) из расчета 0,7 кг на тюк. Спустя четыре дня добавляют 0,45 кг нитромела и поливают, смывая его водой в тюк. Через четыре дня добавляют 0,35 кг комплексного удобрения и вновь поливают. Способ рассчитан на 18 дней. На протяжении всего времени тюки поддерживают во влажном состоянии. Во втором случае процесс длится 7—10 дней. Тюки тщательно увлажняют и добавляют 0,45 кг нитромела, 170 г тройного суперфосфата, 170 г сернокислого магния, 340 г нитрата калия и 85 г сернокислого железа на один тюк. Снова тщательно поливают. Второй метод ис пользуется при промышленном выращивании томатов.

ГИДРОПОНИКА
Сущность гидропоники состоит в том, что растения выращивают без почвы, на одних питательных растворах. В состав подаваемого раствора должен входить весь набор питательных элементов. Для роста растений необходима также система поддержки, подменяющая эту функцию корневой системы в почве. Применение гидропоники позволяет обходиться без точной дозировки нормы полива, устраняет возможность заражения вредителями и болезнями, присущими корнеобитаемому слою почвы. Успех метода обеспечивается систематическим контролем за содержанием питательных элементов в растворе и его корректировкой. Существует несколько питательных растворов, различных по составу. Составление растворов надо проводить чрезвычайно аккуратно. Избыток или недостаток одного или нескольких питательных элементов неизбежно вызовет заболевание растения. Ни одну из систем промышленного выращивания, за исключением проточной пленочной, нельзя рекомендовать садоводам-любителям, разве что только тем из них, кто любит экспериментировать на свой страх и риск.

Проточная пленочная система
Растения выращивают в желобах, обеспечивая их небольшим объемом постоянно циркулирующего питательного раствора. Полиэтиленовые или отлитые из пластмассы по форме желоба устанавливают на ровной поверхности теплицы с небольшим наклоном (1 см на 100 см). На дно желоба укладывают узкую полоску из нетоксичного пористого материала, проходящую под каждым растением. Это предохраняет корневую систему от высыхания, особенно на ранних стадиях роста, и оставляет ее большую часть открытой. Таким образом корни обеспечиваются кислородом воздуха наиболее полно. Раствор, содержащий все необходимые питательные вещества, прогретый до температуры 25°С, непрерывно, со скоростью 2 л/мин поступает в желоба и с помощью водяного насоса возвращается в резервуар.

Другие методы гидропоники
Методы гидропоники, разработанные для промышленного выращивания растений, представляют для садоводов-любителей лишь теоретический интерес. Рассмотрим некоторые из них. Водная культура. Метод основан на использовании емкостей глубиной около 20 см, наполненных питательным раствором. Над поверхностью резервуара для поддержания стеблей растений натянута проволочная сетка с мелкой ячейкой. Питательный раствор искусственно аэрируют, регулярно контролируют величину рН и раз в две недели полностью меняют. К недостаткам метода относится сложность в обеспечении достаточной поддержки растений, а также ограниченное число культур, переносящих условия постоянного пребывания корневой системы в растворе. Субстрат, покрытый тонким слоем питательного раствора. В этом методе, как и в водной культуре используют емкости, защищенные слоем водонепроницаемой битумной краски. Иногда применяют емкости или поддоны, выстланные полиэтиленовой пленкой. В качестве инертного субстрата для наполнения емкости или поддона выбирают отмытые гравий или мелкий щебень, грубый крупновспученный вермикулит, перлит, гранулированный полистирол, лигнит или выдержанную золу. Субстрат постоянно покрыт питательным раствором, избыток которого циркулирует в системе. Регулярно контролируют концентрацию питательных веществ и величину рН раствора. При необходимости корректируют их или полностью заменяют раствор. Замена раствора стоит значительно дороже, чем его корректировка, но является более действенной мерой. При этом сразу достигается нужная величина концентрации питательных веществ. Подача раствора и дренаж обеспечивают доступ воздуха к корням, а субстрат создает необходимую поддержку растениям. Дренажный танк представляет собой упрощенную модификацию субстрата, покрытого тонким слоем питательного раствора. Метод применим для выращивания разнообразных растений. Выкапывают траншею и выстилают ее пленкой, как в случае кольцевой культуры. С боков на уровне 7—8 см от основания делают дренажные отверстия. Иногда используют уже готовый резервуар с дренажнымиотверстиями, той же глубины и ширины. В качестве субстрата подбирают вещества, обладающие хорошими адсорбционными свойствами: вермикулит, перлит, а лучше всего лигнит. Пригоден также отмытый песок, характеризующийся высокой капиллярной проводимостью. К субстрату регулярно подается питательный раствор, избыток которого удаляется через дренажные отверстия. Этот метод сокращает затраты питательного раствора, его химический анализ проводят значительно реже.

Во время Второй мировой войны на этой технологии были запущены первые гидропонные плантации. С 1970-х в разных уголках мира начали появляться гидропонные установки различных модификаций. Сегодня в НАСА создают надувную разворачиваемую теплицу , где будет использована именно гидропоника. Ее планируют установить на Марсе, чтобы его первые поселенцы обеспечили себя свежими овощами, ягодами и зеленью как на Земле.

Гидропоника объединяет несколько способов выращивания растений в искусственных средах: системы фитильного и капельного полива, периодическое подтопление, техника питательного слоя и др. На вертикальных фермах по технологиям iFarm используется метод проточной гидропоники: семена высеиваются в один из видов субстрата (торф или минеральную вату), а питательный раствор подается под горшочки снизу.

Огромный плюс гидропоники — управляемость. Технология дает возможность создать для растений идеальные условия с точки зрения питания, освещенности, температуры и влажности. В оптимальном микроклимате они раскрывают свой максимальный потенциал, полезные свойства, обладают выраженным вкусом и ароматом.

Потребление питательных веществ

Все элементы корневого питания растения усваивают только в форме ионов. Они поглощают их либо из почвы, либо из смеси водорастворимых удобрений.

Выращивание в почве

Выращивание на гидропонике

Агрохимики iFarm подбирают сбалансированное питание не только для каждой культуры, но и для конкретной фазы ее развития (от нее зависит количество и соотношение потребляемых макро- и микроэлементов). Они могут контролировать поступление питательных веществ к растениям и получать плоды с заданными вкусовыми характеристиками, управляя содержанием железа, кремния, витаминов, каротина и других важных для здоровья человека компонентов.

Читайте также: