Гидропоника
-
История гидропоники
- Фрэнсис Бэкон и Джон Вудворд первыми исследовали выращивание растений без почвы.
- В 1842 году был составлен список из девяти элементов, необходимых для роста растений.
- В 19-м и 20-м веках гидропоника стала стандартным методом исследований и преподавания.
-
Развитие гидропоники
- В 1929 году Уильям Фредерик Герике начал пропагандировать гидропонику.
- В 1937 году Герике ввел термин «гидропоника».
- Герике столкнулся с скептицизмом и политическими препятствиями, но продолжил исследования.
-
Преимущества гидропоники
- Гидропоника сокращает потребление воды в сельском хозяйстве.
- Гидропонные культуры приводят к высокой биомассе и белку.
- Гидропоника используется в экспериментах по выращиванию растений в космосе.
-
Критика и исследования
- Деннис Роберт Хогленд и Дэниел Арнон провели исследования, утверждая, что гидропоника не улучшает урожайность.
- Герике указал на системные ошибки в исследовании Хогленда и Арнона.
- Гидропоника предотвращает чрезмерное или недостаточное увлажнение растений.
-
История гидропоники
- Гидропоника была разработана для выращивания растений без почвы.
- Первые успехи гидропоники были достигнуты на острове Уэйк и в армии США.
- В 1960-х годах Аллен Купер разработал технологию нанесения питательных пленок.
-
Методы гидропоники
- Суб-орошение и верхнее орошение используются для различных сред.
- Гидропонные резервуары изготавливаются из пластика, бетона, стекла, металла и дерева.
- В контейнерах не должно быть света для предотвращения роста водорослей и грибков.
-
Культура статических решений
- Растения выращиваются в емкостях с питательным раствором.
- Раствор может быть аэрированным или не аэрированным.
- В верхней части емкости вырезается отверстие для доступа воздуха.
- Питательный раствор меняется по расписанию или при снижении концентрации.
-
Культура непрерывных решений
- Питательный раствор постоянно поступает мимо корней.
- Популярна технология нанесения питательных пленок (NFT).
- NFT обеспечивает достаточное количество воды, кислорода и питательных веществ.
- Недостаток NFT — слабая буферизация на случай перебоев в потоке.
-
Аэропоника
- Корни растений содержатся в среде, насыщенной мелкими каплями питательного раствора.
- Аэропоника не требует использования субстрата и обеспечивает превосходную аэрацию.
- Аэропоника доказала свою эффективность в размножении и производстве различных культур.
- Аэропоника использует меньше воды и питательных веществ, чем гидропоника.
- Аэропоника широко используется в лабораторных исследованиях и НАСА.
-
Фогпоника
- Питательный раствор распыляется с помощью диафрагмы на ультразвуковых частотах
- Капли раствора имеют диаметр 5-10 мкм, что облегчает их рассеивание и доставку питательных веществ
-
Пассивное дополнительное орошение
- Растения выращиваются в инертной пористой среде, которая доставляет воду и удобрения через капиллярное действие
- Используются различные гидропонные среды, такие как керамзит и кокосовая лузга
- Преимущества: уменьшение корневой гнили, увеличение притока кислорода к корням
-
Приливы и отливы
- Обогащенная питательными веществами вода закачивается в контейнеры с растениями через равные промежутки времени
- Среда регулярно насыщается питательными веществами и воздухом
-
Выброшенный на помойку
- Раствор питательных веществ и воды периодически наносится на поверхность среды
- Метод может быть настроен в различных конфигурациях, включая автоматизированные системы
-
Глубоководная культура
- Корни растений суспендируются в растворе богатой питательными веществами воды
- Раствор насыщается кислородом с помощью воздушного насоса и пористых камней
- Метод Кратки аналогичен, но использует резервуар с необоротной водой
-
Глубоководная культура с подкормкой
- Питательный раствор с высоким содержанием кислорода подается непосредственно в корневую зону растений
- Вода поступает к корням и возвращается в резервуар в системе постоянной рециркуляции
- Преимущества: ускоренный рост в первые несколько недель
-
Ротационный гидропонный сад
- Растения выращиваются в круглой раме, которая вращается в течение всего цикла роста
- В центре сада может быть установлен высокоинтенсивный светильник для имитации солнечного света
- Преимущества: быстрый рост, небольшие размеры, высокая эффективность
-
Субстраты
- Каменная вата: инертный материал, подходит для систем переработки отходов и рециркуляции
- Керамзит: инертные гранулы, нейтральные по рН, не содержат питательных веществ
- Растущие камни: отходы стекла, удерживают больше воды, чем перлит и торф
- Кокосовая койра: натуральный побочный продукт переработки кокосовых орехов, требует созревания перед использованием
-
Загрязненная вода и кокосовая койра
- Кокосовая койра требует много воды для созревания, что загрязняет окружающую среду.
- Условия труда при созревании опасны и будут запрещены в Северной Америке и Европе.
- Кокосовая койра обладает впечатляющими материальными свойствами, но требует внимания и воздействия на окружающую среду.
-
Рисовая шелуха
- Пропаренная рисовая шелуха (PBH) разлагается и обеспечивает дренаж.
- Не влияет на действие регуляторов роста растений.
-
Перлит и вермикулит
- Перлит и вермикулит используются в гидропонике и горшечных почвенных смесях.
- Перлит удерживает больше воздуха и меньше воды, вермикулит удерживает больше воды.
-
Пемза и песок
- Пемза и песок используются в гидропонике, но песок тяжелый и плохо удерживает воду.
-
Гравий и древесное волокно
- Гравий недорог, легко содержать в чистоте, но тяжелый и может пересушивать корни.
- Древесное волокно сохраняет структуру долго, но может оказывать вредное воздействие на регуляторы роста растений.
-
Овечья шерсть и осколки кирпича
- Овечья шерсть обладает высокой воздухоемкостью и влагоемкостью, но требует биостимулятора.
- Осколки кирпича схожи с гравием, но могут изменять рН и требуют очистки.
-
Упаковка арахиса из полистирола
- Арахис в полистирольной упаковке недорог и обладает отличным дренажом, но может быть слишком легким.
- Растения могут поглощать стирол, что опасно для здоровья.
-
Питательные растворы
- Гидропонные растворы требуют регулярного ухода и корректировки рН.
- Примеры стандартизированных растворов: раствор Хогланда, Лонга Эштона, Кнопа.
- Органические удобрения могут быть использованы, но требуют мер предосторожности.
-
Макроэлементы и микроэлементы из органических источников
- Примеры подходящих материалов с указанием питательной ценности.
- Микроэлементы могут быть получены из органических удобрений, таких как компостированная сосновая кора.
-
Добавки
- Соединения могут быть добавлены для улучшения усвоения питательных веществ растениями.
-
Влияние хелатообразующих веществ и гуминовой кислоты
- Повышают усвоение питательных веществ
- Способствуют росту растений на гидропонике
-
Роль ризобактерий в гидропонике
- PGPR усиливают азотфиксацию
- Поддерживают мобилизованные формы азота
-
Влияние Rhodopseudomonas palustris
- Повышает эффективность использования азота
- Снижает концентрацию нитратов на 88%
-
Роль Bacillus spp., Pseudomonas spp. и Streptomyces spp.
- Преобразуют формы фосфора в почве
- Снижают рН почвы и минерализуют органический фосфор
-
Влияние инокулянтов Bacillus
- Позволяют гидропонному листовому салату преодолевать солевой стресс
- Снижают необходимость использования систем фильтрации
-
Инструменты для управления гидропонными растворами
- Измерители электропроводности
- рН-метры
- Кислородные электроды
- Лакмусовая бумажка
- Градуированные цилиндры и мерные ложки
-
Химическое оборудование для гидропоники
- Весы
- Лабораторная посуда
- Колориметры
- Спектрофотометры
- Контейнеры для выращивания и хранения растений
-
Программное обеспечение для гидропоники
- HydroBuddy и HydroCal
- Помогают готовить питательные растворы
-
Растворы для смешивания
- Многокомпонентные удобрения популярны
- Сроки внесения удобрений должны совпадать со стадией роста растения
-
Дополнительные улучшения
- Теплицы увеличивают урожайность
- Обогащение CO2 улучшает рост и плодородие растений