Методы гидропоники (по тараканову Г. И. , 1982)

Методов выращивания растений без почвы много. Они отличаются по способам снабжения корневой системы растений воздухом, водой и элементами минерального питания. Различают следующие методы гидропоники: агрегатопоника; водная культура; хемопоника; ионитопоника; аэропоника. Из всех разновидностей гидропоники промышленное значение в тепличном овощеводстве имеет агрегатопоника.

АГРЕГАТОПОНИКА

Агрегатопоника — выращивание растений на твердых суб­стратах, обладающих небольшой влагоемкостью с периодической подачей раствора минеральных удобрений (см. дальше — 5.3). В странах СНГ по этому методу выращивали растения на площади около 120 га, в том числе на Украине — 80 га.

5.1.2 ВОДНАЯ КУЛЬТУРА

Выращивание растений в водной среде нашло применение в гидропон­ных установках Болгарии, Чехословакии, Германии других стран.

При водной культуре устраняются свойственные агрегатопонике недостат­ки, но возникают трудности в поддержании определенной концентрации и реакции питательного раствора, изменение которых за оптимальные преде­лы может привести к снижению урожайности или гибели растений. Кроме того, затрудняется одновременное и бесперебойное снабжение корневой сис­темы растений раствором минеральных солей и кислородом воздуха. Раство­римость кислорода в воде очень низкая. В 1 л питательного раствора при температуре 20 °С содержится всего 9,4 мг этого элемента. Такое низкое его содержание не может обеспечить нормального дыхания корневой системы, поэтому корни растений в водном растворе испытывают кислородное голо­дание, т. е. находятся в состоянии удушья. Для обеспечения нормального роста культур водный раствор необходимо обогащать кислородом. С этой целью применяют продувание воздуха через раствор специальными комп­рессорными установками.

Для улучшения снабжения корневой системы кислородом воздуха толь­ко незначительную часть ее погружают в питательный раствор, а остальную размещают во влажном пространстве над раствором.

В последние годы учеными различных стран начаты разработки более приемлемых для промышленного возделывания овощей методов водной куль­туры. Один из таких методов успешно применяют в Болгарии и Германии. Он заключается в том, что растения выращивают в желобах из светонепро­ницаемой полиэтиленовой пленки. Желоба, в которых находится корневая система, устанавливают на ровной поверхности грунта теплицы с неболь­шим уклоном (1: 100). Из специальных резервуаров, установленных внутри теплицы, питательный раствор через водопроводные трубы поступает в же­лоба и по наклонной плоскости равномерно стекает (слоем 1—2 см), смачи­вая корни растений. Раствор, достигший конца желоба, поступает в общую канавку с небольшим резервуаром и с помощью небольшого электрического насоса снова возвращается в резервуар (рис. 5.1).

При этом контролируется кислотность раствора и его электропровод­ность. Чем выше концентрация питательного раствора, тем больше его элек­тропроводность. Когда электропроводность снижается до определенной ве­личины, проводят корректировку раствора. Если он подщелачивается, его корректируют внесением ортофосфорной кислоты, а при подкислении вно­сят едкий калий. Преимущество этого метода водной культуры заключается главным образом в том, что для роста корневой системы создаются опти­мальные условия. Растения постоянно получают в достаточном количестве влагу, питательные вещества и кислород воздуха. Все это способствует полу­чению высокого урожая выращиваемых культур.

В Институте овощеводства Германии в Гросберне урожайность огурца состав­ляет 53 кг с 1 м² полезной площади теплиц, а томатов с 1 м² получают до 32 кг. Этим способом в хозяйствах стран СНГ выращивают салат и зеленные культуры.

5.1.3 ХЕМОПОНИКА

Этот метод близок к культуре растений на почвосмесях. В качестве субстрата используют следующие виды органических материалов: верховой торф со степенью разложения 30%, сфагновый мох, древесную ко­ру, опилки, рисовую шелуху, отходы хлопчатника и др. Срок использования этих материалов в качестве субстрата 1—2 года. Некоторые из органических материалов требуют предварительной подготовки — измельчения (кора, струж­ка) и корректировки реакции среды. Минеральное питание осуществляют поверхностным поливом питательным раствором. Хемопоника не требует специального оборудования, ее можно применять во всех видах защищенно­го грунта. В последние годы все большее распространение получает культура на кокосовом субстрате с длительным сроком его использования.

5.1.4 ИОНИТОПОНИКА

Ионитопоника — совершенно новый метод, по своему су­ществу близок к агрегатопонике. Субстрат состоит из смеси двух типов синтети­ческих ионообменных смол: катеонита КУ-2 и анионита ЭДЭ-10П. Катионит — это не растворимый в воде светло-желтого цвета полимер, имеющий сильнокис­лую реакцию, хорошую сыпучесть. Размер его гранул 0,3-0,5 мм. Гидроксилы он меняет на ионы минеральных солей (К+, Са++, Mg++ и др.). Анионит ЭДЭ-10П свои ионы меняет на SO₄—, NO₃-, H₂PO₄— и др. Это желтый сыпучий полимер, размер его гранул 0,30-1,5 мм. Оба ионита прочные, химически стойкие, не раз­лагаются при воздействии кислорода, света и при обычной температуре. В отли­чие от агрегатопоники, питательные вещества находятся в составе субстрата, по­этому поливают только чистой водой. По существу это искусственная почва.

5.1.5 АЭРОПОНИКА

Этот метод возделывания растений является более удач­ной модификацией беспочвенной культуры, чем метод водной культуры. Сущ­ность его заключается в том, что корневая система растений развивается в

условиях воздушной среды в полом пространстве, где через каждые 12—15 мин. в течение 5—7 сек. ее опрыскивают питательным раствором из форсунок (рис. 5.2)

При этом методе корни растений наиболее полно обеспечиваются кис­лородом воздуха. Для предупреждения подсыхания необходимо вовремя сма­чивать их водным раствором.

Аэропоника имеет неоспоримые преимущества перед гравийной культу­рой, так как при её применении отпадает необходимость в завозе, подготов­ке, стерилизации субстратов. Нет опасности поражения растений галловой нематодой. Однако этот метод выращивания растений требует безотказной автоматики и при усовершенствовании он как более экономичный находит широкое применение в тепличных хозяйствах страны, особенно для выра­щивания салата и других малообъемных растений.