Гидропоника как современный метод выращивания растений

Гидропоника — это метод выращивания растений без почвы. Этот термин происходит от двух греческих слов: ponos – труд и hydor – вода и дословно означает «работающая вода».

В 19 веке немецкий агрохимик Юстус фон Либих, изучавший принцип питания растений, определил, что источником питательных веществ являются неорганические вещества. Позже два немецких ботаника Ю. Закс и Ф. Кноп впервые вырастили растения из семян на искусственном растворе. Этот опыт дал возможность выяснить, какие химические элементы составляют рацион растений. Учеными было установлено, что для полноценного развития растений, в питательном растворе солей должны присутствовать кальций, калий, железо, магний, сера, азот и фосфор. Отсутствие калия приводит к остановке роста растений. Следствием исключения кальция из питательного раствора, будет затормаживание развития корневой системы. Железо и магний отвечают за создание хлорофилла, а сера и фосфор способствуют образованию белков.

В современных гидропонных системах корни растений обычно помещаются в субстрат – пористую среду, которая способствует дыханию корней растения в объеме горшка. Через субстрат к корням поступает питательный раствор. В зависимости от способа подачи раствора к растению, выделяют несколько основных методов гидропоники. Среди них фитильный метод, метод плавающей платформы, периодического затопления и другие. Все эти методы подробно описаны на сайтах, посвященных выращиванию растений гидропонным способом. Поэтому в данной статье мы не будем рассматривать их, а остановимся на основных параметрах субстрата, раствора и освещения, необходимые для успешного выращивания растений методами гидропоники.

Субстрат



Основной задачей субстрата является обеспечение доступа воздуха и питательного раствора к корням. Материал субстрата должен быть стерильным, нетоксичным и достаточно прочным, а также нейтральным по отношению к солям раствора (то есть не вступать с ними в химические реакции).

В качестве субстрата могут выступать такие вещества как древесные опилки, гравий, пемза, песок, керамзит, вермикулит и многие другие. В некоторых гидропонных методах субстрат не используется. В таком случае корни растений находятся в воде или в воздухе (аэропоника).
Очень важным параметром субстрата является уровень pH (водородный показатель или кислотность). Он влияет на способность растений к поглощению питательных веществ. В идеальном случае материал субстрата должен быть нейтральным, то есть иметь рН в пределах от 5,5 до 6,5. При этом субстрат не будет вступать в реакции с солями. В реальности же уровень рН субстрата постоянно изменяется. Это связано с тем, что растения неравномерно поглощают питательные вещества из раствора. Поэтому рН нужно периодически контролировать.

Диапазон допустимых значений рН субстрата также может меняться в зависимости от конкретного растения. В гидропонике существуют специальные таблицы, позволяющие определить оптимальную кислотность для выращивания растений.

Замерить водородный показатель можно с помощью лакмусовых индикаторов, которые продаются в магазинах садоводства или электронным рН-метром.

Питательный раствор



Основой для питательного раствора является вода. Для приготовления растворов вода должна быть с минимальным количеством примесей. Самый лучший вариант – это дистиллированная вода. Для растворов также можно использовать дождевую воду или очищенную любым бытовым фильтром.

Определить качество воды можно с помощью солемера. Этот прибор позволяет измерить количество растворенных в воде солей (TDS). Уровень TDS дистиллированной воды находится в диапазоне от 0 до 5 мг/дм³. В этом случае нет необходимости вводить поправки на концентрации солей при приготовлении раствора.

После приготовления питательного раствора нужно определить его водородный показатель рН (кислотность). Для полноценного развития растений он должен находиться в пределах от 5,0 до 6,8. Если значение pH превышает оптимальное, рост растений обычно замедляется. Одно из объяснений этого явления заключается в том, что повышенное значение pH (больше 7) приводит к преобразованию железа, марганца, фосфора, магния и кальция в нерастворимые и неусваиваемые растением соединения. Поэтому всегда следует заботиться о том, чтобы раствор имел соответствующее значение кислотности.

Температура готового раствора не должна опускаться ниже комнатной (20 °С). В холодное время года температура раствора в вазоне может существенно падать. В этом случае необходимо изолировать горшок от холодной поверхности (например, подложить под него подставку из дерева или другого теплоизоляционного материала). Для более надежной защиты можно установить горшки на поддоне с песком, и подвести туда нагревательный кабель.

Освещение


Часто при выращивании растений мало внимания уделяется их освещению. В то же время интенсивность фотосинтеза, при котором происходит усвоение растениями углекислоты, в первую очередь зависит от освещения.

Разные растения нуждаются в разной интенсивности света. Любящие яркий свет растения в природе растут на открытых местностях (деревья, пальмы, гибискус, розы, жасмин и другие). Уровень освещения для таких растений должен быть порядка 15-20 тыс. люкс. Некоторым растениям во время цветения требуется 50 и более тыс. люкс. К любителям умеренного освещения относятся бромелиевые, филодендрон, хлорофитум, бегонии, фикусы. Им подходит освещенность 10-20 тыс. люкс. В природе также существуют растения, которые не требуют много света (их называют теневыносливыми). Такие растения способны расти при пониженной освещенности от 5 до 10 тыс. люкс. Обычно к ним относятся растения, растущие в лесах на нижнем ярусе.

Уровень освещения позволяет измерить прибор люксметр. С его помощью можно определить, достаточно ли света получает растение.

Для создания условий освещенности максимально приближенных к природным существуют люминесцентные лампы специального назначения. Благодаря особому покрытию на колбе, спектр этих ламп соответствует оптимальному для растений. Среди производителей люминесцентных ламп такого типа можно назвать Philips, OSRAM, GE и другие.
Для дополнительной подсветки в домашних условиях часто используются гроубоксы (домашние теплицы). В этом случае нужно помнить, что разные растения нуждаются в различных интервалах подсветки и мощности излучения. Например, сеянцам необходим круглосуточный свет, а для взрослых растений световой день должен ограничиваться 14 часами (продолжительность светового дня зависит от вида растения и от времени его цветения). Зимой освещенность должна быть неразрывно связана с температурой окружающей среды. Теплолюбивые растения хорошо чувствуют себя при небольшом понижении освещенности и температуры. Для большинства других растений уменьшение освещенности рекомендуется при температуре воздуха 5-15 °С.

Растения также чувствительны к направлению падения света (фототропизм). Если источник света находится сбоку, растениям приходится изменять положение листьев. На этот процесс тратится достаточно большое количество энергии. Поэтому искусственное освещение должно находиться вверху, по аналогии с естественным.

При соблюдении всех необходимых условий гидропоника дает удивительные результаты. Она имеет ряд преимуществ по сравнению с почвенным способом выращивания растений. Гидропоника может использоваться как в теплицах, занимающих огромные территории, так и в домашних условиях для выращивания комнатных растений или небольших огородов.

Относительная простота, экономичность и возможность полной автоматизации процесса выращивания растений делают гидропонику с каждым днем все более популярной и востребованной.