Население планеты растет быстрыми темпами, потребность в продуктах питания все больше. В то же время, становится все меньше площадей для их выращивания, все меньше людей хотят заниматься обработкой земли и выращиванием продуктов питания, население сел уменьшается каждый год. Что же будет дальше? А дальше ситуацию в свои руки берут ученые и изобретатели. Уже сегодня они предлагают несколько альтернатив традиционным способам выращивания овощей и зелени – гидропоника и аэропоника.
Что такое гидропоника?
Гидропоника позволяет выращивать растения на меньшей площади с большим результатом. Именно по этой технологии работает большая часть современных крупных тепличных комбинатов и фермеров.
Вместо привычной земли, корни растений погружены непосредственно в питательный раствор (вода с растворенными в ней питательными веществами). Отсюда и название – «гидро» означает вода. Для удержания верхней части растения над питательной средой используют непитательный грунт: вермикулит, солому, кокосовую койру, маты из синтетических волокон, поролон. Главное, чтобы этот грунт хорошо вентилировался. Выращивание растений, зелени по этой технологии имеет ряд неоспоримых преимуществ:
- Меньший расход воды по сравнению с традиционными методами. Замкнутый цикл производства позволяет значительно экономить воду. Основная статья экономии – неиспользованная растениями вода собирается, очищается и используется снова.
- Быстрее созревает урожай. Для растений создаются идеальные условия и им не приходится расходовать силы на восстановление после разного рода стрессов. А значит, они могут сосредоточится на своем развитии, росте и плодах.
- Увеличивается продуктивный сезон. Эта черта характерна для всех теплиц – урожай можно получать до начала самых сильных морозов, а при хорошем отоплении и круглый год.
- Можно легко изменять рацион питания растений в зависимости от их фазы роста. Например, в фазе активного роста необходим калий, но в фазе плодоношения – фосфор. Это позволяет контролировать состав конечных продуктов, оградив их от накопления химикатов, радионуклидов и пр.
- Овощи и зелень очень чистые. Зелень в маленьких горшочках, которую мы покупаем в магазинах, зелень лука, помидоры, огурцы – чистые, без следов почвы.
- Экономия площади. Растения получают достаточно питания из питательного раствора, потому у них нет нужды разрастаться на огромные пространства в глубину и по ширине. Поэтому, их можно располагать друг рядом с другом, главное, обеспечить полноценное освещение.
- Никаких сорняков.
- Минимальная вероятность для растений заразиться грибками и бактериями из почвы, ведь ее попросту нет. В то же время, замкнутое регулируемое пространство позволяет более продуктивно использовать различные методы борьбы с вредителями и болезнями.
- Широкие возможности по автоматизации процесса выращивания. Большую часть процессов можно автоматизировать благодаря созданию единой разноуровневой сети.
Наиболее актуально использование гидропоники в крупных теплицах. Однако, многие любители с удовольствием применяют гидропонику для выращивания растений в домашних условиях, на дачном участке. Однако, в связи с высокой стоимостью гидропонных комплектов, питательных грунтов и нутриентов питательной смеси для мелких потребителей, это экономически нецелесообразно. Выходом для многих энтузиастов стали самодельные гидропонные установки. Благо, их собрать не так уж и сложно. Отсутствии грязи в виде почвы делает этот метод особенно притягательным для многих.
Гидропонная система может различаться способом обеспечения питательным раствором:
- Фитильная система. Питательный раствор поступает по системе фитилей или сосудов. Часто используется для домашней гидропоники.
- Система глубоководных культур. На плавающей из пенопласта платформе располагают растения.
- Система периодического затопления. Через определенные промежутки времени, контролируемые таймером, осуществляется подача питательного раствора к корням.
- Техника питательного слоя (NFT). Здесь не используют непитательный грунт, а удерживают растение посредством горшочка или другой емкости с отверстиями для выхода корней.
- Система капельного полива. Именно эта система используется в крупных теплицах, т.к. она позволяет автоматизировать процесс. Питательный раствор подается с помощью насоса к корням растений небольшими порциями.
На фото в конце статьи схематично представлены основные отличия эти видов систем. Жмите на фото, чтобы увеличить.
Что такое аэро гидропоника.
Разновидность гидропоники, особенность которой заключается в том, что питательный раствор при помощи помпы или более сложной системы, обогащается воздухом. И растения получают питательный раствор с воздухом, который необходим для их нормальной жизнедеятельности.
Именно аэро-гидропоника и получила наибольшее распространение среди любителей и профессиональных аграриев.
Что такое аэропоника?
Аэропоника – система, позволяющая корням растений получать питательные вещества и воду из сухого тумана, образованного мелкодисперсными разбрызгивателями. Корни растений помещаются в закрытую емкость или систему, где у них есть свободный доступ к воздуху, а разбрызгиватели регулярно обеспечивают питанием.
Главным недостатком этой системы является уж слишком активный рост корней в ущерб верхней части. Поэтому, изначально в системе аэропоники выращивали элитные семена картофеля, укореняли ценные и исчезающие виды растений. Однако, на данный момент в России в Калужской области с 2010 года функционирует теплица ООО «АГРО-ВИТА» , в которой выращивают зелень и овощи методом аэропоники – в вертикальных колоннах. Главным образом, салат.
Именно возможность выращивать овощи и зелень в колоннах, т.е. используя вертикальное пространство теплицы, и есть главное преимущество аэропоники! Некоторые специалисты утверждают, что уже не за горами то будущее, когда прямо в городах будут располагаться крупные многоуровневые тепличные комплексы, работающие по системе аэропоники.
Особый интерес к этой системе проявляет и NASA. Аэропоника позволит космонавтам и исследователям Луны и планет выращивать у себя на корабле свежую зелень, используя очень ограниченное количество воды.
Тем не менее, в России и ближайших постсоветских странах аэропоника пока не получила распространения. Как и для всего нового, для этого новшества тоже необходимо время, чтобы люди привыкли, разобрались.
Что нас ждет впереди?
Гидропоника и аэро-гидропоника уже основательно закрепились в тепличном бизнесе, в т.ч. и в России. Но огромная сфера для гидропоники и аэропоники – декоративное озеленение, пока что у нас не задействована. В то время, как за границей иногда можно встретить очень красивые решения в декорировании торговых залов, кафе, домов отдыха, парков и пр.
На фотографиях в конце статьи представлены варианты декоративного использования гидропоники и аэропоники.
Особенно перспективными гидропоника, да и аэропоника, могли бы стать в Крыму. Ведь здесь вода – очень ограниченный ресурс. Именно недостаток воды не позволяет в центральных районах Крыма получать высокие урожаи. А ведь теплый климат, отсутствие очень низких температур, позволили бы получать урожай с ряда культур в теплицах круглый год! В том числе, урожай клубники, которая пользуется огромным спросом на материке в зимние месяцы.
Очень серьезным препятствием для развития этого вида фермерства является очень высокая стоимость на старте . Оборудование для автоматизации процессов стоит очень дорого. В то же время, последние годы наблюдается тенденция снижения стоимости готовых комплектов оборудования для гидропоники и аэропоники. Что связано с расширяющимся предложением, развитием технологий и увеличением спроса на него, что позволяет масштабировать производство.
Видео об особеностях, преимуществах и недостатках гидропоники и аэропоники:
Аэропоника. Аэропонная система своими руками
Что такое аэропоника
Аэропоника (воздушная культура; англ. Aeroponic ) - выращивание без использования субстрата.
Растения находятся в подвешенном состоянии со свободно свисающими в воздухе корнями, в емкости где находятся корни помещается распылитель, который с определенным интервалом времени орошает корни питательным раствором в виде мельчайших капель.
Интервал орошения (обычно несколько минут) задается исходя из времени поглощения и испарения питательного раствора.
Очень важно обеспечить бесперебойное поддержание повышенной влажности воздуха в емкости с корнями. В случае отключения электричества, поломке таймера или насоса – корни быстро сохнут.
В последнее время получили широкое распространение ультразвуковые генераторы тумана – их возможно использовать в качестве распылителя, но пока информации о их применении для выращивания овощных культур мало.
Аэропонная система своими руками
Инструкция по сборке аэропонной системы на шесть растений
Покупаем в магазине для садоводов большой горшок примерно на 70 литров – он будет использоваться как резервуар для раствора и содержания корней растений. Там же покупаем шесть небольших горшков для растений.
Покупаем водяной насос для фонтанчиков 2500 л/ч. Так же понадобится 2 переходника для металлопластика, кусок металлопластика 50 см и одна вертушка для полива газона. Металлопластик можно купить в строймагазинах, а вертушки для полива и насос в садоводческих магазинах.
 |
Вкручиваем переходник в насос, затем металлопластик и переходник на вертушку. Вертушка имеет изменяемый угол струй, что достаточно полезно. Помещаем вертушку с насосом на дно резервуара с раствором.
В тепличном хозяйстве все большее распространение получают инновационные технологии выращивания растений без почвы – гидропоника и аэропоника. Можно сказать, что аэропоника – это частный случай гидропоники, при котором корни растений располагаются не в субстрате, а в воздухе. При этом питательные вещества доставляются к корням в виде капель или мелкодисперсного влажного тумана посредством распыления. Культуры, выращиваемые посредством аэропоники, характеризуются высокой скоростью вегетации. Более интенсивное поглощение питательных веществ (в растворе все минеральные вещества находятся в легко усваиваемой форме) позволяет растению не тратить силы на отращивание мощной корневой системы и быстрее приступить к цветению и плодоношению. Кроме того, количество и качество плодов также повышается. Например, если с куста картофеля, выращенного в грунте, удается собрать около 10-12 клубней, то аэропонный метод выращивания позволяет увеличить урожай до 100 клубней с одного куста.
Аэропоника — способ выращивания растений без почвы
Установка для аэропоники – дорогостоящее изделие, которое имеет смысл покупать только владельцам крупных теплиц, ориентированных на продажу выращенной продукции. Если же у вас есть только небольшая домашняя теплица или балкон, на котором вы проводите сельскохозяйственные опыты в небольших объемах, то можно попробовать соорудить аэропонную установку своими силами.
Аэропоника своими руками может быть создана при помощи насоса высокого давления, который качает питательный раствор из внешнего бака и подает его к распылителю. Растение при этом закреплено с помощью мягкого зажима (можно использовать синтетические поролоновые листы или пенопласт) в верхней части посадочной емкости. Распылитель для аэропоники постоянно или периодически создает вокруг корней мелкодисперсную взвесь питательного раствора.
Важно правильно установить таймер насоса (помпы), который позволит орошать корни через четко установленные промежутки времени (или же непрерывно). Теоретически рассаду необходимо увлажнять каждые 5 минут, а взрослые растения – каждые 20 минут. Однако, в зависимости от условий и влажности окружающей среды (зимой, как правило, влажность воздуха очень мала и в комнатных условиях не превышает 30%, а летом эта характеристика увеличивается до 60-70%), эти промежутки могут значительно сократиться. К сожалению, даже при кратковременной просушке при неправильно установленном таймере или отключении электричества, растения при аэропонном выращивании могут погибнуть.
Размер частиц в дисперсной взвеси раствора при такой схеме выращивания зависит от распылителя, форсунки для аэропоники и от давления, создаваемого насосом. Насосы с давлением на выходе до 1 атм создают аэрозоль с размером частиц от 100 мк – это довольно крупные капли, которые обрызгивают корни растений. Лучше использовать насосы высокого давления (2-70 атм) для получения мелкодисперсного тумана с размером капель до 10 мк.
Способ №2. Аэропоника с применением воздушного компрессора
При этом варианте аэропонной установки используется воздушный компрессор, который нагнетает воздух в герметичную емкость с питательным раствором. При этом создается высокое давление, достигающее 15 атм (это зависит от мощности компрессора), выталкивающее раствор через трубку к форсунке, перед которой находится электромагнитный клапан. При подаче напряжения, клапан открывается и форсунка начинает распылять питательный раствор на корни растения. Эта конструкция при использовании форсунки с соплом от 0,4 мм позволяет получить легкий туман из питательного раствора с размером частиц не более 10 мк.
При использовании данной схемы, растение закрепляется в посадочной емкости при помощи пенопласта или поролона так же, как и при первом варианте.
Способ №3. Ультразвуковая аэропоника
Мелкодисперсные капельки питательного раствора можно получить не только при прохождении жидкости через форсунки, но и при помощи ультразвуковых установок. Проще всего использовать для этих целей ультразвуковой генератор тумана, который можно приобрести в магазине. Принцип действия этого прибора основан на эффекте образования пара в жидкости при местном понижении давления, которое возникает во время прохождения ультразвуковой волны. Эта волна создается при помощи пьезокерамического элемента, который выполнен в виде плоской мембраны. При этом над пьезокерамическим элементом в жидкости образуются волны пониженного и повышенного давления, периодически чередующиеся друг с другом. Там, где образуется область повышенного давления, вода вскипает и выбрасывает в воздух мелкодисперсные капли.
Ультразвуковая аэропоника оборудование которой предусматривает применение генератора тумана не совершенна. Во-первых, пар, создаваемый генератором, имеет температуру около 40 градусов, что примерно в 2 раза превышает оптимальную температуру для корневой зоны. Эта особенность приводит к тому, что пар необходимо охлаждать, например, вентилятором. Во-вторых, генерируемый туман из питательного вещества содержит слишком малую концентрацию солей, что недостаточно для взрослого растения.
Однако даже эти недостатки не мешают новаторам-огородникам создавать аэропонные установки в своих теплицах или даже в городских квартирах. Многие ученые и биологи согласны, что за аэропоникой – будущее овощеводства. Ниже представлен видеоролик на эту тему, в котором рассказывается о процессе выращивания картофеля с помощью аэропоники в промышленных масштабах.
Аэропоника - это современный метод выращивания различных культур в воздушной среде без почвы. Этот способ хорошо подходит для домашних условий и для небольших приусадебных участков, так как экономит место и время, при этом обеспечивая высокий урожай. Сущность метода заключается в орошении корней питательным раствором и насыщение их кислородом воздуха, так как от количества кислорода, доступного корням, зависит рост и урожайность всего растения. Корни при этом свободно свисают в специальных емкостях, поэтому их рост ничем не затормаживаются, а доступ кислорода не перекрывается почвой.
Методики аэропоники
1. Побеги растений размещаются на специальных стеллажах, а корни помещаются в герметичные емкости. Внутри этих емкостей распыляется питательный раствор через определенные интервалы времени. В них же, между периодами опрыскивания, создается воздушная среда, богатая кислородом. Данный процесс полностью автоматизирован и не требует дополнительного вмешательства;
2. Второй способ более бытовой, представляет собой компактную установку, которую можно соорудить самостоятельно, с датчиками и электронными контролерами, выполняющими автоматически уход за любыми культурами.
Преимущества аэропоники
Данная система выращивания позволяет:
- За счет компактности собирать урожай, в несколько раз превышающий урожай открытого грунта, на скромной территории или даже дома;
- Создавать искусственный климат, соответствующий выращиваемой культуре;
- Получать несколько урожаев в год;
- Использовать вертикальное пространство, создавая многоярусные системы на небольшой территории или в квартире;
- Выращивать экологически чистый урожай;
Обратите внимание.
Аэропоника исключает вред, наносимый болезнями, сорняками и вредителями, в отличие от выращивания растений в почве. Поэтому не требует использования пестицидов и гербицидов.
- Снизить расход воды и удобрений;
- Ускорить рост и сроки созревания растений;
- Оборудование легко очищается и обновляется перед новой посадкой. Для этого достаточно убрать прежние культуры и промыть систему орошения. При этом отсутствует грязь и пыль.
Создание аэропоники своими руками
Для создания аэропоники достаточно иметь несколько пластиковых контейнеров, форсунки или опрыскиватели, шланги, герметик, насос с таймером, бак с питательным раствором. Чтобы соорудить аэропонику, нужно выполнить несколько этапов:
- В основании контейнера установить форсунки, число которых зависит от числа выращиваемых растений;
- В нижней части форсунки прикрепить шланг;
- Герметизировать место соединения шланга и форсунки с помощью силикона;
- Подсоединить бак с питательным раствором к насосу с таймером, который необходим для автоматизации процесса опрыскивания корневой системы и контроля периодичности опрыскивания. Только что посаженные культуры следует орошать каждые пять минут, а более взрослые - один раз в 18 минут;
- Присоединить шланг, идущий от форсунки, к насосу;
- Сделать прорезь в крышке контейнера или вместо крышки использовать кусок поролона;
- Разместить высаживаемые культуры, например, картофель в прорезь крышки или в поролон, таким образом, чтобы корневая система свободно свисала;
- Включить насос и установить время опрыскивания.
- Вместо наноса с таймером можно использовать воздушный компрессор, присоединенный к баку с питательными веществами. А перед форсунками необходимо поместить электромагнитный клапан. Подобная аэропоника позволяет выращивать зелень: петрушку, укроп, салат и др.
Аэропоника - это удобный, выгодный и малозатратный способ для выращивания растений на небольшой территории, обеспечивающий получение богатого урожая до пяти раз в год.
(22
оценок, среднее: 4,14
из 5)
Первые опыты выращивания растений в воздухе без использования грунта с применением аэропонного образца провел профессор В. П. Арциховский еще в 1911 году. Ученым американцем Ф. В. Вентом в 1957 г. была разработана, а затем испытана в практических условиях беспочвенная технология, получившая официальное название «аэропоника». Универсальное оборудование, которое считается одним из первых для этого метода культивирования, было произведено в России ученым Ю. Ц. Мартиросяном. Разрабатывалась аэропонная установка «Урожай-9000» специально для культивации в сельском хозяйстве.
Необходимые материалы
Что необходимо для того, что собрать аэропонику самостоятельно? Понадобятся такие комплектующие:
Смесь из питательных веществ аккуратно заливают в контейнер, плотно закрывают. С помощью насосов раствор будет поступать к распылителям. Начинают работать форсунки, и таким образом питательная взвесь усваивается корнями выращиваемых растений .
Аэропонику своими руками можно собрать буквально за несколько часов. Необходимо помнить, что корневая система растений не должна пострадать от пластиковых деталей всей установки.
Система с применением воздушного компрессора
При сборке беспочвенной системы насос, используемый для подачи питательной смеси, можно заменить воздушным компрессором (внешним) . Все стыки при подключении такого оборудования с емкостью тщательно герметизируются, чтобы обеспечить необходимое давление в контейнере с питательным раствором. Чаще всего установки с использованием воздушного компрессора применяют для культивирования разной зелени.
Чтобы установка отлично функционировала, ее оборудуют манометром, а качественное распыление питательных веществ обеспечивают электромагнитными клапанами.
Ультразвуковая установка
При использовании ультразвуковых установок есть ограничения, связанные с тем, что температура образованного ультразвуковой волной тумана составляет примерно 40 градусов, а вот у питательного раствора температурный режим не должен превышать 20 градусов. Используя ультразвуковую установку, смесь часто приходится охлаждать, что не совсем благоприятно сказывается на работе оборудования. Поэтому в такой аэропонной установке используют раствор только невысокой концентрации, и подходит эта технология для выращивания только различной рассады или зелени.
Питательный раствор
Не используют в растворах жесткую и трубопроводную воду , чтобы ненужные примеси не попали в смеси. Поэтому обязательно берут дистиллированную либо дождевую воду. Смягчают жидкость с помощью фильтров или специальных таблеток. Солевые растворы готовят по отдельности, затем перемешивают, аккуратно разбавляют обеззараженной водой.
Соли для растворов хранят в герметичных баночках, в сухом, темном месте. Рецепты солевых растворов разрабатывались преимущественно для другого метода – гидропоники, но их с успехом применяют и в аэропонике.
Достоинства и недостатки беспочвенного метода
Технология аэропоники заключается в утверждении, что главным компонентом выращивания растений беспочвенным способом считается кислород, а в питательной смеси, которая поступает к корням в результате капельного полива, содержатся другие дополнительные составляющие. Стоит отметить главные преимущества аэропоники:
Среди недостатков аэропоники выделяют:
- большие требования к гигиенической защите корневой системы;
- зависимость от автоматизированных систем управления конструкцией, необходимость быстрого ремонта в случае поломок, затраты на реконструкцию;
- постоянный контроль наличия питательных веществ в растворе и качественного поступления их к корневой системе.
Таким образом, несмотря на незначительные недостатки, инновационным и эффективным методом беспочвенного выращивания растений считается аэропоника . Оборудование для самостоятельной сборки системы можно приобрести в специализированных магазинах, выбрать бюджетные варианты, организовать домашнюю урожайную технологию, а с ростом мощностей внедрить и промышленное производство.
