Алиев Э.А. Выращивание овощей в гидропонных теплицах

Подождите немного. Документ загружается.

Промывка субстрата

во

время замены раствора, ежегод-

ная дезинфекция

его

формалином

последующей промыв-

кой водой

или же

обработка через

3—4

года сильными окис-

лителями способствуют восстанавливанию (регенерации)

первоначальных химических свойств старых субстратов

(табл.5).

Водорастворимые соли, накопившиеся

субстрате, уда-

ляются промыванием водой

течение

2—3

дней

во

время

замены раствора. Многочисленные анализы показали,

что

при промывке субстрата подкисленной водой удаляются

основном азотные соединения

частично окиси калия, маг-

ния

натрия,

фосфаты кальция

железа вымываются

плохо.

целью уменьшения степени засоления субстрата

конце вегетации

за 2—3

недели перед ликвидацией расте-

ний прекращают корректировку раствора. Растения своей

корневой системой выщелачивают солевой запас субст-

рата.

Обработка субстрата растворами кислот вызывает кор-

розию трубопровода

насосной установки. Поэтому

для

рассоления старых субстратов

окисления органических

остатков используют хлорную воду

едкий калий.

При хлорировании воды образуются соляная

хлорно-

ватистая кислоты. Реакцию схематически можно изобра-

зить

так:

-f- II

O 5*

IICl

Н0С1.

Хлорноватистая кислота

—

очень сильный окислитель.

Она хорошо окисляет органические вещества, рассоляет

субстрат

устраняет ингибирующую микрофлору.

Соли хлорноватистой кислоты называются гипохлорита-

ми.

Для

регенерации субстрата можно использовать раство-

ры гипохлорита натрия, калия

кальция.

При

этом необхо-

„

-OCl .

димо учитывать,

что

гипохлорит кальция

Ca <q

(хлор-

ная известь) вызывает коррозию технологического трубо-

провода,

гипохлорит калия

или

натрия легко разлагается

под действием

СОг

воздуха, образуя

при

этом хлорноватис-

тую кислоту:

КОС1+СО

+Н

0=НКС0

+НОС1.

Регенерация субстратов гипохлоритами легко осущест-

вима

и не

требует особых

мер

предосторожности. Однако

на

их перевозку требуются значительные транспортные издер-

жки,

так как

содержание активного хлора

в них

незначи-

тельное

(16—18 %).

Хлорная вода даже

разбавленном состоянии быстро

разлагается, поэтому отработанный раствор

не

загрязняет

окружающую среду,

что

имеет место

при

обработке суб-

страта карбатионом

формалином.

Регенерация субстрата хлорной водой проводится следу-

ющим образом:

резервуар емкостью

120 м

выпускают

хлор

из

баллонов через хлоратор.

При

помощи насосной

установки перемешивают воду, насыщают

ее до тех пор,

пока

не

получат концентрацию хлора

1,5—2

г/л,

определяя

ее через каждые

15—20

мин

путем титрования 0,1-моляр-

ным раствором гипосульфита натрия. Хлорирование прово-

дят

противогазах. Герметичность установки проверяют

25 %-ным

раствором аммиака.

Хлорную воду

по

очереди подают

теплицы

заполне-

нием субстрата

выдерживают

20—30 мин. Эту

операцию

проводят

течение

3—4

суток, пока концентрация хлора

снизится

до 5—10

мг/л.

Отработанную хлорную воду отка-

чивают

канализационную систему,

бак

снова наполняют

чистой водой

промывают субстрат

течение двух суток.

Результаты многолетних производственных испытаний

показали,

что

после регенерации субстрата хлорной водой

урожайность возделываемых культур повышается (табл.

б).

Влияние регенерации субстрата хлорной водой

на

урожайность огур-

ца

томата

зимие-весеннем культурообороте (Алиев

Э.

А.,

1977)

Способ обработкн~субстрата

Учетная

Урожай-

площадь,

и*

ность,

кг/м*

Прибавка

урожая

кг/м*

Огурец

6522

20,99

—

5880

24.58

3.59

17,1

Томат

6788

13,28

— —

8820

14.7

1,42

10.7

%-Iibrft

раствор карбатноиа

2 %-ный

раствор карбатиона-f-

-f-хлориая вода

(1,5 г/л

хло-

ра)

2 %-ный

раствор карбатиона

2 %-ный

раствор карбатнона-f-

+хлорная вода

(1,5 г/л

хло-

ра)

Повышение урожайности можно объяснить

тем, что при

регенерации выщелачиваются соли

поверхности субстра-

та, окисляются корневые остатки

корневые выделения

уничтожается ингибирующая микрофлора,

т. е.

восстанав-

ливаются первоначальные свойства субстрата.

Однако необходимо отметить,

что при

регенерации суб-

страта сильными окислителями растворяются частицы

поч-

возам: нителя, разрушаются

на них

фосфатные пленки,

за-

щищающие частицы субстрата

от

действия раствора.

По-

этому регенерацию

его

хлорной водой следует проводить

через

5—6 лет,

чередуя

со

щелочной регенерацией. Уста-

новлено,

что

ежегодная регенерация субстрата хлорной

во-

дой усиливает процесс

его

старения.

При

этом поверхность

частиц субстрата

еще

больше обедняется катионами

К, Ca,

Mg,

Al,

Ti,

выделяются окиси кремния

алюминия. После

регенерации хлорной водой необходимо проводить зафос-

фачивание субстрата

0,2 %-ным

раствором ортофосфорной

кислоты.

При щелочной регенерации, разработанной

Е. И.

Ерма-

ковым

(1975),

кремниевая кислота (SiO

) хороню раство-

ряется

щелочной среде. Взаимодействуя

едким калием,

она образует растворимый

воде метасиликат калия

КгЗЮз, который затем удаляют водой. Происходит следую-

щая реакция:

SiO

2КОН

SiO

+ H

При щелочной регенерации,

так же, как и при

регенера-

ции хлорноватистой кислотой, активно размываются орга-

по-миперальные пленки

на

поверхности частиц субстрата

угнетаются патогенные возбудители болезней.

Для обработки

1 м

полезной площади субстрата

ис-

пользуют

90—100 л 0.15

%-ного раствора едкого калия.

Температура регенерирующего раствора должна быть

пределах

35—40

°С. Раствором полностью заполняют суб-

страт, выдерживают

в нем 2—3

часа, затем сливают обрат-

но

резервуар.

Эту

операцию повторяют

3—4

раза

сутки

в течение

7—9

дней.

После щелочной регенерации субстрат промывают водой

в течение двух суток, после чего

ее

откачивают.

Бак

снова

заливают водой, подкисляют

ее до pTI 1—2

ортофосфорной

кислотой

промывают субстрат

до

реакции водного раство-

ра

рН

б—6,5.

результате щелочной регенерации расселя-

ется субстрат, окисляются корневые остатки, повышается

урожайность возделываемых культур.

Отложившиеся

на

поверхности субстрата соли

опреде-

ленной степени усваиваются растениями. Поэтому

при вы-

ращивании

их па

старых субстратах

без

учета степени

за-

соленности нередко наблюдаются нарушения

соотноше-

нии поглощаемых растениями элементов,

что в

свою

очередь вызывает нарушение холзненных процессов

расти-

тельном организме. Если субстрат засоленный,

то

даже

при

уравновешенных питательных растворах

* в

тканях расте-

* Уравновешенным питательным раствором называется раствор,

со-

держащий

все

питательные ионы

усвояемой

для

растений форме

в та-

ком количестве

соотношении, которое обеспечивает получение высоко-

го урожая.

Нйй наблюдается сильное преобладание ионов кальция

над

остальными ионами. Так,

по

данным наших исследований,

при выращивании огурца

на

старых засоленных субстратах

с относительно слабой концентрацией кальция

растворе

(120—170

мг/л) отмечено высокое содержание его

листо-

вых пластинках растений (табл.

7).

Содержание неорганических форм питательных элементов

листовой

пластинке огурца, мг/кг сырой массы (Алиев

Э.

А.,

1977)

Субстрат—щебень

N-NO,

P к

Ca Mg

Новый

516

540

4350

4600

1650

После семи лет использования

540

520

4000 7700

1490

После десяти лет использования

710

4050

10150 1320

После десяти

лет

использования

обработки хлорной водой

(1900

мг/л

хлора)

614 520

4С25

7633

1423

Повышенное содержание кальция

субстрате увеличи-

вает содержание этого элемента

листовой пластинке огур-

ца

вызывает преждевременное старение растений. Кроме

того,

из-за антагонизма кальция

калием

магнием ухуд-

шается поглощение последних.

Вышеизложенное свидетельствует

том,

что

при выра-

щивании растений

на

засоленных субстратах питательные

растворы необходимо составлять

учетом степени засоле-

ния субстрата

содержания

нем доступных ионов,

ис-

пользуемых корнями растений.

Одним

из

решающих факторов старения субстрата

яв-

ляется наличие гниющей растительной массы. Продукты

разложения корневых остатков

корневых выделений,

на-

капливаясь

субстрате

растворе, ухудшают рост

разви-

тие возделываемых культур.

Физиологически активные вещества, накапливающиеся

таком биоценозе, тормозят прорастание семян, угнетают

развитие растений

снижают

их

продуктивность.

про-

цессе длительного использования

субстратах могут

на-

капливаться низкомолекулярные органические кислоты

другие неокисленные вещества, также отрицательно влияю-

щие

на

урожайность овощных культур. Особая роль

при

этом принадлежит корневым выделениям растений, посто-

янно выщелачиваемых водой

питательным раствором. Не-

окисленные вещества являются хорошей средой для микро-

организмов, образующих ризосферу выращиваемых куль-

тур.

Микрофлора

ее

активно влияет

на

минерализацию

кого калия, перекиси водорода

гипохлорита также окис-

ляют корневые остатки.

Разлагающиеся

субстрате корневые остатки

корне-

вые выделения, попадая

питательный раствор, ухудшают

его качество. Поэтому замену питательных растворов необ-

ходимо производить

зависимости

от

продолжительности

использования субстратов

содержания

в них

корневых

остатков,

также

учетом возраста выращиваемых рас-

тений.

При выращивании растений

на

свежих субстратах рас-

творы можно использовать

течение более длительного

времени

(60—75

дней). Растворы, циркулирующие

суб-

страте

гниющими корневыми остатками, нужно менять

чаще (через

15—20

дней), особенно

стеллажных тепли-

цах,

где на

одно растение приходится меньший объем

пи-

тательной среды. Максимум токсичных продуктов разло-

жения корневых остатков образуется

течение первых

2—3

месяцев.

К ним

наиболее чувствительны молодые растения.

Поэтому

начале вегетации растений растворы необходи-

мо менять чаще,

чем в

конце.

ПИТАТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

И ИХ

КОРРЕКТИРОВКА

РЕЦЕПТЫ ПИТАТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

В мировой литературе известно более

500

рецептов

пи-

тательных растворов, довольно сильно отличающихся

по

составу

соотношению питательных ионов. Сумма шести

основных ионов

(N, PO

, SO-, К, Ca и Mg) в

этих раство-

рах,

по

данным Омеса

(Homes М. V., 1955),

колеблется

широких пределах

— от 3 до 178

мг-экв

на 1 л

раствора.

При этом авторы доказывают эффективность применяемых

ими растворов.

Это

обстоятельство,

как

отмечает

Г. С. Дав-

тян

(1969),

заставляет признать,

что

небольшие изменения

в составе растворов

не

имеют существенного значения

для

нормального питания растений,

так как в

процессе длитель»

ной эволюции

они

никогда

не

имели постоянной

требуе-

мой

для

данного вида концентрации

соотношения пита-

тельных ионов. Вместе

с тем

нельзя

не

признать,

что

высо-

кий урожай возделываемых культур собирают только

при

оптимальных концентрации

соотношении питательных

ионов.

Существуют разные мнения

отношении состава пита-

тельных смесей. Одни исследователи считают,

что все

куль-

туры одинаково хорошо растут

развиваются

стандарт-

ных растворах

одним

и тем же

соотношением шести основ-

ных ионов. Другие предлагают

для

всех видов растений

органических веществ, выделяемых растениями,

повыше-

ние биологической активности питательных растворов.

Следует отметить, что накопившиеся корневые остатки

условиях гидропоники минерализуются очень слабо,

что,

по-видимому, объясняется бедным составом микрофлоры,

низкой адсорбирующей способностью субстрата

по

сравне-

нию

почвенной культурой

его физико-химическими свой-

ствами.

При минерализации корневых остатков

открытом

грунте высвобождающиеся физиологически активные веще-

ства адсорбируются почвенными частицами

или

промыва-

ются

глубокие слои почвы. Поэтому ингибирующее дейст-

ствие

их в

природных условиях снижается

по

сравнению

беспочвенной культурой.

Накопление токсичных продуктов вследствие жизнедея-

тельности растений

микроорганизмов вызывает явление

так называемого почвоутомления (Гайдамак

В.

M.,

1967,

1969; Гелер

Ф.,

1964),

заключающегося

том, что при дли-

тельном выращивании некоторых растений,

в том

числе

огурца

томата,

на

одном

том

же

месте наблюдается по-

давление ростовых процессов

снижение урожайности.

С увеличением количества корневых остатков

субстра-

те усиливается угнетение роста молодых растений (табл.

8).

Поэтому важной задачей

при

выращивании растений

на

искусственных субстратах является применение

мер

борь-

бы

по

ликвидации токсического действия корневых остат-

ков.

Влияние разлагающихся корней лука на рост рассады томата * (Али-

ев Э. А.,

1971)

Сыран масса рассады

Площадь

Содержание корневых

остатков,

% от

массы

щебня

|1 .

общая

корнем

Листьев

Содержание корневых

остатков,

% от

массы

щебня

Высот;

сады,

Ill

Контроль (без корне-

вых остатков)

24,4 5,69 21,85 100 3,84 100 423,3 100

0,1 22,0 5,56 16,50 75 2.90 76 356,7 84

0 25 20,9 5,50 14.53 66 2.40 62 326.6 77

0,5 20,6 5,40 14,03 64 2,12 55 246.1 58

* Продолжительность опыта

дней, субстрат — гранитный щебень.

Обработка субстратов сильными окислителями, щелоча-

ми

кислотами устраняет вредное влияние корневых остат-

ков.

Хорошие результаты дает обработка

их

хлорной водой

с концентрацией активного хлора

1,5—2 г/л.

Растворы

ед-

использовать один и те же растворы, только менять соотно-

шение азота и калия для летнего и зимнего периодов выра-

щивания. По мнению третьих, для различных видов расте-

ний должны быть свои питательные растворы с одним и

тем же соотношением питательных ионов на все периоды

жизни. И, наконец, представители четвертого направления

считают, что состав питательного раствора должен диффе-

ренцироваться не только по видам растений, но и по фазам

роста и развития с учетом условий внешних факторов.

При разработке уравновешенных питательных раство-

ров необходимо учитывать ряд требований. В их состав

должны входить все необходимые элементы минерального

питания, потребляемые растениями как в больших, так и

малых количествах.

Отдельные элементы (кобальт и иод) ие оказывают вли-

яния на урожайность, но отсутствие их в продуктах пита-

ния вызывает некоторые болезни человека. В питательные

смеси их необходимо вносить в незначительных количест-

вах для улучшения биохимических качеств получаемой про-

дукции.

Питательные растворы должны содержать необходимые

элементы в количествах и в соотношениях, обеспечивающих

нормальный рост, развитие и высокую продуктивность рас-

тений. От концентрации раствора и соотношения в нем

питательных элементов зависит его осмотическое давление

и интенсивность поглощения растениями воды и элементов

минерального питания. Одним из решающих показателей

пригодности питательного раствора является оптимальная

кислотность (рН), которая должна быть на определенном

уровне в течение всего вегетационного периода.

Для приготовления питательных растворов нужна отве-

чающая определенным требованиям вода. Вода рек, озер,

а также артезианская содержит растворенные природные

соли. Поэтому перед использованием необходимо опреде-

лить ее химический состав. В большинстве случаев она

имеет нейтральную или слабощелочную реакцию (рН 7—•

7,8) вследствие содержания в ней бикарбонатов. Такую

воду необходимо подкислить серной, ортофосфорной или

азотной кислотой, учитывая при этом количество вводимых

в раствор питательных ионов. Если содержание их не пре-

вышает 10—12 % от требуемой нормы, поправки в состав

питательной смеси не вносят. Обычно при составлении

питательных растворов учитывают только содержание каль-

ция и магния, хотя иногда водопроводная вода содержит

довольно много железа и хлора. Наличие железа в воде

желательно, так как обеспеченность растений этим элемен-

том в нейтральном и щелочном растворе бывает недоста-

точной. Концентрация хлора не должна превышать 10мг/л.

При повышеном его содержании воду отстаивают в тече-

ние нескольких часов в открытом резервуаре. После улету-

чивания хлора ее используют для приготовления питатель-

ного раствора.

Если в воде содержатся микроэлементы, их можно не

вносить в раствор в виде содержащих их солей. Нельзя

использовать воду, содержащую более 2 мг/л бора и мар-

ганца. Сумма всех солей в воде не должна превышать 150—

200 мг/л.

При составлении питательных растворов необходимо

учитывать разницу в поглощении растениями анионов и

катионов из растворов применяемых солей.

Как известно, соль, вносимая в раствор, диссоциирует

на ионы, например

KNCb

на K

и NCb

. Положительные ио-

ны,

или катионы, должны быть уравновешены равным

количеством отрицательных ионов, или анионов. Раствор,

содержащий равные количества катионов и анионов, назы-

вают нейтральным. Растения поглощают их не с одинако-

вой скоростью, тем самым вызывая подкисление или под-

щелачивание раствора.

Питание растений в значительной степени зависит от

биологических особенностей культуры и внешних факторов

роста, прежде всего от солнечной инсоляции и температур-

ного режима. Поэтому для разных культур и разных эколо-

гических условий необходимы соответствующие питатель-

ные растворы. В зависимости от времени года в растворах

должны изменяться содержание и соотношение питатель-

ных элементов: летом увеличиваться количество азота, а

зимой — калия, фосфора и магния.

Кроме того, содержание и соотношение питательных

элементов должны изменяться в зависимости от фазы рос-

та, так как потребность растений в минеральных элементах

не остается постоянной на протяжении вегетационного пе-

риода. Этим объясняется большое количество питательных

растворов (табл.9, 10).

КОНЦЕНТРАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

Концентрация солей в растворе влияет на интенсивность

поглощения корнями питательных веществ. С повышением

концентрации раствора до определенных пределов увеличи-

вается поглощение всех элементов, но при этом затрудня-

ется поступление воды, одновременно усугубляются анта-

гонистические и синергические (усиливающие) взаимодей-

ствия питательных ионов.

Состав питательных растворов

Концентрация питательных

том

числе

Автор,

период применения

общи

ft N

N-NII

N-NH

N-NO

Чесноков, Базырина (Ленин-

градский государственный уни-

верситет)

Гейслер

(ГДР)

Ленинградский

СХИ

Латвийский НИИЗ

Рассада

После посадки рассады

В период усиленного роста

завязывания плодов

В период плодоношения

В конце плодоношения

После посадки рассады

В период плодоношения

В конце плодоношения

Рассада

После посадки рассады

В период усиленного роста

В период цветения

завязыва-

ния плодов

В период плодоношения

В конце плодоношения

После посадки рассады

В период усиленного роста

В период плодоношения

В конце плодоношения

Стабильные питатель

140 35 10,5

1.30

— 130

194 70 124

247 40 207

Дифференцированные питатель

Для огурца

зиинс-

120 — 30 90

130 — 30 100

100 40 120

180 30 40 120

160 — 30 130

Для огурца

лете-

180

— 50 130

160 — 40 120

120 — 120

Для

томата

зимне-

120 — 30 90

130 — 30 100

110 — 30 110

160 — 40 120

180 — 50 130

140 — 20 120

Для

томата

осенне-

180 - 50 130

180 — 50 130

160 — 20 140

120 — — 120

От концентрации раствора зависит его осмотическое

давление. Оно должно быть значительно ниже осмотическо-

го давления клеточного сока, в противном случае может

прекратиться поглощение воды и питательных элементов.

При выращивании растений без почвы применяют пита-

тельные растворы с общей концентрацией солей от 1 до

3 г/л. Встречаются растворы и более высокой концентра-

ции.

влемснтов, мг/л

Соотношение

элементов

P к

ные растворы

38.9 190

165 30

1 0.3С 1,

1.2

0,20

62,5

288

225 24

1 0.5С

1.2 1,7

0,20

74 276

—

1 0.38

1.4

—

0,15

70 462

300 50

1 0,22 1,9 1.2 0,20

ные растворы Алиева

весенний период

70 165

1 0.58 1.4

1.3

0,25

60 210

172

30 1 0,46 1.6

1,3 0,23

272

209

1 0,41

1.7

1.3

0.25

70 324

209

40 1 0,39 1.8 1.2 0.22

256 15 30

1 0.31 1.6 1.0 0.2

осенний период

220

160

1 0.4

1.2

0,9

0,17

70 40 200

40 1 0,43 1.5 1.3 0,25

60 280

220

1 0,50

2,3 1.8 о,вз

весенний период

80 165

198

40 1 0,66 1.4 1.7

0,33

2С0

200

1 0.60 2,0 1.5

0.30

280

240

1 0,57 2,0 1,7 0,35

320

1 0,50 2,0

1,5 0,31

320 240

50 1 0,44

1,8 1.3 0,25

220 200

1 0,42 1.6

1.4

ода

зимний период

80 220

180

1 0,44

1,2

1,0 0,22

240 200

50 1 0.14

1.3

1,1

0.28

80 300

240

1 0.50

1.9

1.5 0,31

«О 320 200

50 I 0,5

2.7 1 7 0,42

Исследования показали, что огурец лучше растет и пло-

доносит при концентрации питательного раствора 1,6, а

томат — 2,2 г/л (табл. 11).

Концентрация раствора изменяет характер роста расте-

ний. При высокой концентрации он замедляется, укорачи-

ваются междоузлия стебля, уменьшается размер листьев,

в результате чего заметно снижается транспирационный

коэффициент.