Гидропонное выращивание растений

Гидропоника – это выращивание растений на питательных растворах без почвы. Первые опыты по гидропонике были проведены в 20-х годах XX в. Тогда же был введен термин «гидропоника». Гидропонный метод широко используется как в научно-исследовательской работе, так и в производстве при выращивании овощных культур, цветочных, лекарственных и других растений.

Различают три модификации метода в зависимости от используемой культуры (субстрата): агрегатопоника – когда используются твердые, преимущественно инертные субстраты, периодически увлажняемые питательным раствором; гидропоника – когда используется водная культура (питательный раствор), в которую постоянно погружены корни растений; аэропоника, или воздушная культура, – когда корни растений находятся во влажном воздухе и периодически опрыскиваются питательным раствором. Для выращивания овощных и других культур, а также в исследованиях наибольшее распространение получила культура твердых субстратов.

Для товарного выращивания растений в гидропонных сооружениях используются поддоны, стеллажи, лотки из бетона, железобетона, покрытые битумом, пластмассами и другими материалами различных размеров в зависимости от выращиваемой культуры. Наполнитель (субстрат) должен быть химически инертным, хорошо удерживать воду и воздух. Чаще всего используются гравий (2–20 мм), щебенка (3–150 мм) из гранита, диорита и других магматических пород; вулканические туфы, перлит, вермикулит, керамзит, кирпич, торф, минеральная вата. Белорусские ученые в качестве субстрата предложили ионитные смолы, с которыми можно создать среду в 100 раз питательнее чернозема.

Пригодность субстрата определяют, проращивая на нем в чашках Петри семена или анализируя растворы после взаимодействия с субстратом. Если находят субстрат пригодным, его сортируют, тщательно промывают водой и насыпают слоем 20–30 см в ящики на стеллажах (шириной 70–150 см) или поддоны (шириной 3–10 м и более), дно которых имеет уклон и отверстие для стекания растворов.

Для питательных растворов используется вода, содержащая не более 200 мг/л хлора и 150–300 мг/л СаО. Общая концентрация солей не должна превышать 0,2%. Реакция раствора должна поддерживаться на благоприятном для выращиваемой культуры уровне (рН 5–6).

Существует много рецептов питательных растворов (Гелера, В. А. Чеснокова и др.). Рецепт В. А. Чеснокова: на 1000 л воды 500 г калийной селитры, 550 – двойного суперфосфата, 300 – сульфата магния, 200 – аммиачной селитры, 6 – хлорного железа, 0,72 – борной кислоты, 0,02 – сернокислой меди, 0,45 – сернокислого марганца, 0,06 – сернокислого цинка, 0,5 г – йодистого калия. Анализ и корректировку питательного раствора проводят 1-2 раза в неделю. Наряду с питательными растворами в гидропонике используют и сухие смеси, в том числе промышленного производства.

Питательные растворы в субстрат могут подаваться различными способами: одновременно с поливом; дождеванием (периодически); капельным способом (постоянно); способом подпора – когда нижняя часть субстрата постоянно залита раствором. Сухие удобрительные смеси можно рассыпать по субстрату, поливая водой (бенгальский способ).

Рассаду огурцов высаживают в фазе 3–4 настоящих листьев, помидоров – в фазе 9 листьев. При выращивании на зеленую массу для подкормки поросят и кур-несушек зерновых и зернобобовых (пшеница, ячмень, овес, горох или вика в смеси с овсом или ячменем и др.) на 1 м² стеллажа или поддона высевается 4,5–5 кг семян. За один оборот можно получить с 1 м² 25 кг зеленой массы; этого достаточно для ежедневной подкормки 800 поросят или 1600 кур-несушек.

При воздушной культуре (аэропоника) растения растут и развиваются быстрее, чем на других культурах. Растения высаживаются в стакан с перфорированными стенками и небольшим объемом гранулированного субстрата. Корни проходят через отверстия и свободно свисают в светозащищенном пространстве. Глубина резервуара для корневой системы – 20–25 см. В резервуаре размещены форсунки для опрыскивания корней: в начале роста и развития форсунки включаются на 5–10 с через каждые 5 мин, позже, когда корневая система достаточно разовьется, – через 10 мин на более продолжительное время (не менее 10 с). Растения впитывают питательные элементы из задерживающихся на корнях капель, поэтому концентрация раствора должна быть примерно в 10 раз ниже, чем водной культуры. Раствор, стекающий с корней, возвращается в запасной бак.