Технология выращивания растений без почвы 6 класс

Ответ

ГИДРОПОНИКА. Гидропоникой называется способ выращивания растений без почвы на искусственных питательных средах, в которых все необходимые элементы питания даются в легкоусвояемой форме, нужных соотношениях и концентрациях. В зависимости от характера питательной среды различают водную культуру (собственно гидропоника), субстратную культуру (растения выращивают на твердых заменителях почвы – субстратах, которые периодически смачивают питательным раствором) и воздушную культуру (или аэропонику).

Гидропонный способ выращивания растений построен на следующих принципах.

Для нормальной жизнедеятельности растений на водных растворах необходимо создать благоприятные условия для развития и питания корней. Главными из них являются: обеспечение постоянного доступа воздуха к корням; создание оптимальных условий увлажнения в пространстве, где размещаются корни, так как они, обладая большой всасывающей поверхностью и нежными покровами, при недостатке влаги быстро высыхают; установление простейшего контакта корней с питательным раствором, обеспечивающим наилучшее всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей.

Существующие способы гидропонного метода выращивания растений построены на различных вариантах подачи питательного раствора к корням и соблюдении перечисленных выше условий.

При культуре растений в субстрате применяются инертные заменители земли: гравий, вермикулит, перлит, керамзит, крупнозернистый песок, мох, торф. По названию субстратов, используемых в чистом виде или в смеси, дается название способу выращивания: гравийная культура, песчаная культура, торфяная культура и т. д. Инертные субстраты легко поддаются дезинфекции, не вступают в химические реакции с растворенными в воде минеральными солями и хорошо обеспечивают доступ воздуха к корням.

Промышленные теплицы, в которых применяется технология выращивания растений без почвы, до сих пор у многих вызывают удивление. Ведь настолько непривычно видеть огромные кусты томатов с крупными плодами или мощные раскидистые стебли огурцов, усыпанные аппетитными зеленцами, вырастающие не из земли, а из ящиков или специальных ёмкостей, не содержащих и грамма грунта.

Для людей, не разбирающихся в этом вопросе, такой способ кажется самым современным изобретением человечества. А кто-то, напротив, раздумывает о том, насколько это может быть вредно для тех, кто съест урожай. Разберемся, благодаря чему растение может прекрасно развиваться, не будучи посаженным в почву, и возможно ли применить этот способ на своем огороде или даже на домашнем подоконнике для выращивания комнатных цветов или овощей.

О методе

Земля для растения — это источник питания, которое оно должно получить для своего развития и плодоношения. Чем беднее грунт, тем хуже развивается любая культура. Вся история метода выращивания растений без почвы, была связана со скрупулезным изучением и анализом процесса получения растением веществ, необходимых для роста и развития.

Первые опыты в этой области были начаты еще в 17 веке. Почти три столетия понадобилось человечеству, чтобы не только разобраться, как и чем питаются растения, но и научиться их выращивать и получать урожаи без использования почвы. Все исследования ученых проводились в двух направлениях.

Первое было связано с изучением функций корневой системы, являющейся проводником и поставщиком питательных веществ для надземной части растения. Исследователи второго направления изучали состав питательной среды, в которую должны быть помещены корни, чтобы питание было достаточным для развития любой культуры.

В результате было установлено, что корневая система выполняет несколько ключевых задач:

1. Поглощение воды и ее транспортировка к листьям и стеблям. В поисках влаги корень вырастает до двух метров, а общий размер всей корневой системы может в 100 раз превышать общую площадь поверхности листьев.
2. Усвоение питательных веществ, необходимых для роста надземной части, что само по себе является сложной задачей, поскольку большая часть солей находится в грунте в сложно усваиваемой форме. Чтобы корень мог получить их, почва должна быть заселена микроорганизмами, выполняющими задачи по переработке минеральных элементов в доступную для растения форму.

При этом без получения кислорода корневая система не может полноценно функционировать: извлекать воду и усваивать микроэлементы. Каждый огородник знает, что все культуры нуждаются в регулярном рыхлении почвенного слоя.

И этот агротехнический прием появился благодаря исследованиям, доказавшим, что не только вода, но и кислород являются источником жизни для растений. На основании этих выводов изобретатели беспочвенного метода выращивания создали систему, при которой растению не нужно искать воду и тратить силы на наращивание огромной корневой системы: влага всегда есть в необходимом и достаточном количестве.

В специально созданных растворах все питательные вещества подаются в форме, доступной для быстрого усвоения, а определенная структура субстратов для выращивания обеспечивает постоянный доступ кислорода к корням.

Ученые проводили бесчисленное количество экспериментов, подбирая оптимальный состав субстрата, способного заменить природный грунт. Они помещали растения в песок, воду, щебень, гравий, мох, комбинировали состав веществ, которые должны получить экспериментальные образцы. Благодаря проведенной исследовательской работе, сегодня существует несколько методов беспочвенного выращивания культур, использующих разные виды субстратов.

Гидропонный метод. При использовании гидропонного метода выращивание проводится в воде с помощью питательных растворов. Растения укореняются в органическом субстрате, который укладывается на специальные основы-сетки, опускаемые в раствор со специально подобранным составом, содержащем все необходимые соли и микроэлементы.

Основная сложность применения этого метода — обеспечить доступ кислорода к корням, поскольку полностью погружать корни в раствор нельзя.Поэтому между корнями и субстратом оставляется воздушное пространство, в котором создается повышенная влажность, чтобы корневая система не пересохла и не погибла. При сегодняшнем уровне развития технологий на гидропонике можно вырастить большое количество овощных культур, комнатных цветов и декоративных растений.

Аэропоника. При таком методе выращивания не используются ни грунт, ни субстрат. Растения растут и развиваются во влажном воздухе. Для этого их помещают в специальные сосуды, в которых лишь нижняя часть корневой системы находится в водной среде, а остальные корни находятся между раствором и верхней крышкой сосуда. Специальная система проводит периодическое увлажнение «воздушной» части.

Второй вариант аэропонного выращивания — создание в сосудах регулярного орошения с помощью специальных распылителей, действие которых похоже принцип работы любого аэрозоля, используемого в быту. В этом случае в ёмкости создаётся и достаточная влажность, и поставляется нужное количество кислорода.

Аквапоника, как симбиоз методов. Основная задача этого метода — формирование особенной экосистемы, в которой обычные растения и водная среда, заселенная рыбами и бактериями, помогают друг другу активно развиваться. При этом естественные отходы, возникающие в процессе жизнедеятельности рыб, становятся основой для питания бактерий и растений, которые, в свою очередь, питаясь ими, очищают воду.

ехнически задача решается следующим образом: из аквариума или водоема насос подает воду в ёмкости, где выращиваются растения, аналогично гидропонному методу с частичным размещением корневой системы в водной среде. Корни фильтруют воду, забирая необходимое питание, а дальше вода подается обратно в водоем. Метод может быть использован как для выращивания комнатных растений, так и для получения в домашних условиях урожая зелени или овощей.

Хемопоника или хемокультура. Суть этого метода заключается в выращивании растений в субстрате с отсутствующей питательной средой. Это может быть как органический материал, например, кора, опилки или кокосовая стружка, так и инертные материалы: песок, гравий, щебень, кирпич. При этом все питание осуществляется через полив составами, содержащими в себе полный комплекс минералов, солей и микроэлементов, которые нужны конкретной культуре.

Особенную популярность этот метод выращивания получил у любителей разведения кактусов и у производителей, занимающихся выращиванием этой культуры в промышленных масштабах в специализированных теплицах.

Хемокультура позволяет дозировать полив, а специфика применяемого субстрата позволяет не переувлажнять корневую систему кактусовых, не терпящих продолжительного избыточного увлажнения, поскольку, например, инертные материалы быстро пропускают воду и так же быстро высыхают.

Ионопоника или ионитопоника. Новый шаг человека к созданию искусственной почвы. Ионопоника — активно развивающееся направление в беспочвенной технологии выращивания растений. Метод построен на использовании синтетических субстратов, созданных из ионитных смол, тканей, полиуретана. Все эти материалы способны проводить ионный обмен между собой и растениями, отдавая полезные ионы кальция, магния, фосфора, калия и забирая продукты жизнедеятельности растения, выделяемые корневой системой.

В отличие от других методов для полива используется не специализированный состав, а обычная чистая вода. Сам процесс обмена происходит в водной среде: растение высаживается в субстрат, и нижняя часть корневой системы погружается в заливаемую воду.

В промышленных масштабах технологии выращивания без почвы позволяют получать высокие урожаи овощей и фруктов в пустыне и даже Антарктиде, ранее считавшихся полностью непригодными для растениеводства. Практически каждый из перечисленных методов может быть реализован на садовом участке, теплице или даже в квартире.

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам использования технологий выращивания без почвы можно отнести:

1. Увеличение скорости формирования растений, поскольку время «жизни» тратится исключительно на рост и развитие, а не на преодоление сложностей, связанных с получением требующихся микроэлементов, воды и кислорода.
2. Увеличение урожайности, поскольку создаются идеальные условия без стрессов, часто возникающих при посадке в грунт: засуха, переувлажнение, резкие перепады температуры, не постоянно полноценное питание.
3. Снижение трудозатрат на выращивания: не требуется ежедневный полив, поскольку все отдано на откуп автоматике, отсутствует целый цикл обязательных видов работ по уходу: прополка от сорняков, рыхление, проведение подкормок.
4. Не требуется замена грунта как обязательная процедура для выращивания горшечных комнатных растений и цветов.
5. Полностью исключено использование ядохимикатов, поскольку они не потребуются в «стерильном», свободном от вредителей и возбудителей болезней грунте.

Но любой метод не может состоять исключительно из одних плюсов. Минусами можно считать:

1. Необходимость иметь представление об основах беспочвенного выращивания и технологии, для того чтобы правильно ее применить.
2. Финансовые вложения на закупку оборудования, специальных составов для обеспечения правильного питания растений.
3. Временные затраты на сбор выбранной системы.
4. Наличие определенных ограничений по выращиванию корнеплодов, поскольку, пока не все виды культур могут быть выращены с использованием, например, гидропонного метода.

Какие растения можно выращивать

Выбор растений зависит от цели, преследуемой цветоводом или овощеводом. Для получения урожая в осенне-зимне-весенний период наиболее выгодным и полезным будет выращивание полезной зелени: салата, шпината, зеленого лука для получения пера, петрушки, базилика. Тем, кто имеет опыт возделывания таких культур, как болгарский перец, томат, огурец, вполне посильна задача получения этих овощей с помощью систем, не использующих грунт.

Для цветоводов технология выращивания комнатных растений без почвы станет большим подспорьем для выгонки луковичных сортов цветов. Также многие виды комнатных растений могут быть выращены с помощью беспочвенных методов. Однако необходимо помнить о том, что ряд растений, требующих определённых условий содержания в период покоя, переводить на беспочвенное содержание необходимо осторожно и выбирать методы, позволяющие дозировать поступление воды и питательных растворов к корням этих растений.

Сосуды и оборудование

Для того чтобы самостоятельно вырастить культуры без использования грунта, необходимо определиться, каким из методов будет реализовываться эта задача. Дальше необходимо подобрать оборудование в соответствии с выбранной технологией и правильно его установить.

При организации системы выращивания без почвы в домашних условиях, как правило, выбирается гидропоника как наиболее простой способ, достаточно легко реализуемый в условиях дома или квартиры. Для выращивания гидропонным методом необходимы:

• ёмкости для посадки, имеющие прорези или отверстия, чтобы корни могли прорастать сквозь них и получать доступ к воде с питательным составом;
• ёмкости, в которые помещаются горшки;
• компрессор, трубки и распылитель погружной для подачи воздуха к корням.

Если говорить об аквапонных системах, то их часто используют те, кто уже разводит декоративных аквариумных рыбок. В этом случае может быть выбрано размещение установки прямо над аквариумом.

Виды субстратов

Субстраты, в которые будут размещаться растения для беспочвенного выращивания, должны отвечать нескольким требованиям:

• не вступать в реакцию с веществами, входящими в состав питательных растворов;
• иметь слабокислую или нейтральную реакцию при взаимодействии с водой и раствором;
• быть рыхлыми для обеспечения доступа кислорода к корневой системе;
• пропускать воду и не задерживать ее;
• дезинфицироваться в случаях, когда это будет необходимо;
• удерживать растение в вертикальном положении, не позволяя ему падать или наклоняться;
• не сдерживать развитие корневой системы.

Многим цветоводам и огородникам хорошо известен такой заменитель почвы, как гидрогель, однако при выборе специализированных технологий выращивания растений без почвы он не может использоваться, и придется выбрать другой субстрат, соответствующий требованиям применяемых методов.

Использование керамзита

При выборе керамзита необходимо выбирать мелкий его вариант с диаметром гранулы до 0,5 см. К его преимуществам можно отнести:

• способность впитывать влагу;
• высокая воздухопроницаемость;
• структура позволяет корням развиваться и проникать сквозь керамзит;
• дешевизна материала.

К недостаткам можно отнести его способность удерживать продукты жизнедеятельности растений, растущих в керамзите более 3-х лет, что требует проведения периодической дезинфекции. Материал может использоваться непрерывно до 10 лет.

Торфяной состав

Выбирая торф для использования в беспочвенных технологиях выращивания, необходимо обращать внимание на его характеристики. Самым лучшим является торф, полученный из верховых болот с показателями зольности до 12%. Влажность такого субстрата должна соответствовать 60%. Поскольку верховой торф имеет высокую кислотность, то до начала его использования потребуется обработка мелом или доломитовой мукой.

Выращивание в песке

Не любой песок может использоваться для выращивания растений в качестве заменителя грунта. Необходимо выбирать только крупнозернистый кварцевый качественный песок. Чаще всего такой субстрат выбирают в случае выращивания суккулентов, а также для решения задачи по укоренению черенков. Одно из преимуществ песка — его долгий срок службы, до 10 лет. Важно помнить, что до начала использования материал должен быть промыт. Показателем того, что песок можно применить для выращивания, может стать прозрачность воды после его промывания.

Применение вермикулита

Вермикулит — природный материал, относящийся к минералам со слоистой структурой. Для использования в цветоводстве и садоводстве его нагревают, после чего он вспучивается, и меняет свою форму. Для применения вермикулита в качестве субстрата необходимо выбирать материал с фракционными размерами до 2-х см.

Более мелкие фракции не позволят обеспечить растениям поступление кислорода в достаточном количестве. Мелкая фракция, как правило, используется в составе грунтовых смесей, применяемых для выращивания классическим способом рассады овощных культур или для домашнего содержания комнатных растений и цветов.

Крупный вермикулит хорошо впитывает воду и отдает ее растениям, не задерживает рост корневой системы. Основной минус субстратов из этого минерала – их недолговечность. Сроки использования ограничиваются максимум 3-мя годами.

Питательные растворы и правила их приготовления

При самостоятельном приготовлении питательных растворов необходимо следовать выбранной рецептуре. Сегодня разработано несколько таких рецептов. В каждом варианте важно придерживаться указанных объемов веществ. Чаще всего в состав питательных смесей входят фосфор, калий, магний и азот. К основным правилам приготовления растворов относятся:

1. Использование отстоянной в течение 24 часов воды.
2. Очистка всего используемого водного объема через фильтр.
3. Соблюдение нагрева воды до температуры в 20°C.

Самыми сбалансированными вариантами являются готовые растворы, созданные производителями гидропонных систем.

Готовые системы

Систему для выращивания растений с помощью гидропоники или аквапоники можно собрать своими руками. На сегодняшний день придумано немало вариантов, которые уже используются в домашних условиях цветоводами и овощеводами. Они активно делятся своим опытом, размещая в сети подробные видео-ролики, показывающие технологию самостоятельной сборки таких самодельных конструкций.

Для тех, кто не готов тратить время на самостоятельное конструирование системы выращивания без почвы цветов или овощных культур, предлагается достаточно большой ассортимент готовых систем российских и зарубежных производителей. Сегодня можно найти и купить гидропонные и аквапонные системы для домашнего использования разных размеров и принципов действия.

Основной их минус — достаточно высокая стоимость. При этом чем больше установка и шире её возможности, тем более высокой становится цена. Для тех, кто хотел бы использовать методы выращивания растений без почвы, необходимо учитывать, что дополнительно к готовой системе необходимо самостоятельно собрать или приобрести модули дополнительного освещения для досветки растений в процессе выращивания.

Перевод растений на беспочвенное выращивание

Для тех, кто принял решение о переводе растений из обычных почвенных условий в беспочвенную среду, опишем кратко технологию и порядок действий для решения этой задачи. Сначала собирается и устанавливается система, проводится монтаж дополнительного освещения.

Важно не устанавливать систему на местах с ярким солнечным светом на период адаптации растений к новым условиям. Теперь необходимо подготовить растения. Главная задача — убрать с корней землю полностью, чтобы она не попала в установку. Для этого необходимо промыть корни в воде комнатной температуры, максимально аккуратно, не повредив корневую систему. Далее растение размещают в специальные посадочные ёмкости с субстратом и поливают обычной водой.

Для того чтобы укрепить корневую систему, в установку на неделю заливается вода с добавкой стимулятора корнеобразования. В течение недели система будет работать с использованием этого состава.

Далее потребуется обновление воды: первоначальная смесь полностью убирается, и ёмкость заполняется питательным раствором. Теперь необходимо своевременно менять раствор в соответствии с рекомендациями производителя. Как правило, замена проводится один раз в полтора или два месяца.

Выращивание растений без почвы позволяет даже в домашних условиях получать полезную зелень и овощи круглый год, создавать прекрасные композиции из комнатных растений, не тратя усилий на полив и ежегодную пересадку. При этом сами установки не занимают много места, могут размещаться в несколько уровней вертикально, что позволяет значительно расширить площадь посадки, не занимая больших пространств в доме или квартире.

Те, кто заинтересован в расширении области применения беспочвенных систем выращивания, используют гидропонные установки в своих теплицах и высоко оценивают качество получаемых урожаев.

Гидропоника, так одним словом называют выращивание комнатных растений без почвы на питательных искусственных средах, которые содержат все элементы для питания в легкоусвояемой форме в нужных концентрациях и соотношениях.

Выращивание на гидропонике построено на нескольких принципах, которые обеспечивают благоприятные условия для питания корней и развития растения.

• Круглосуточное обеспечение доступа воздуха к корневой системе.

• Создание нормальных условий для корней по увлажнению. Они обладают большой всасывающей площадью и нежным покровом, поэтому нельзя допускать их высыхания, могут погибнуть.

• Установление простейшего контакта корневой системы с питательной средой, обеспечивающей наилучшее всасывание воды и растворённых в ней минеральных солей.

Гидропоника в зависимости от питательной среды делится на субстратную культуру (комнатные растения выращиваются на твёрдых заменителях почвы – субстраты, которые смачивают питательным раствором) и аэропонику (воздушную культуру).

При выращивании растений в субстрате используют инертные заменители почвы: вермикулит, гравий, перлит, керамзит, песок.

Такие заменители хорошо поддаются дезинфекции, не вступают в химические реакции с минеральными солями в воде и отлично обеспечивают доступ воздуха к корням.

В домашнем цветоводстве гидропоника практикуется цветоводами несколькими способами подачи питательных растворов к корневой системе растений.

• Увлажняют субстрат с помощью обычного полива.

• Разовое заполнение посуды питательным раствором, в который корни проникают через субстрат и воздушную прослойку. В итоге большая часть корней находится в увлажнённой воздушной зоне, обеспечивающей хорошее воздушное питание.

• Подпитывающий полив питательным раствором, через поддон. В качестве субстрата для выращивания комнатных растений гидропоникой, лучше всех годятся вермикулит, керамзит и торф, они влагоёмки, стерильны и воздухо- и водопроницаемы.

Видео – как собрать гидропонику

Мох и песок можно использовать, только если нет в наличие вышеописанных субстратов. При выращивании декоративных однолетних и двухлетних красивоцветущих растений, целесообразней воспользоваться методом гидропоники.

Питательный раствор можно приготовить самостоятельно, растворив в нужном объёме воды определённые пропорции химических солей, которые содержат фосфор, азот, магний, калий, кальций, железо, бор и тд.

Каждую соль растворяют в отдельной посуде и только потом смешивают.

Видео – самая дешевая гидропоника своими руками