Hydroponics Journal (гидропонный журнал на русском языке) 2011 № 1

Подождите немного. Документ загружается.

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

- сульфат аммония (NH

)

- 0,1

- нитрат железа Fe(NO

)

- 0,05

- сульфат марганца MnSO

- 0,002

- бура Na

· 10H

O - 0,002

- сульфат цинка ZnSO

- 0,001

- сульфат меди CuSO

- 0,001

Раствор следующий (№4).

Количество веществ в граммах на 500

литров (промышленные масштабы, однако).

рН раствора доводят до 5,3-5,7.

- нитрат кальция Ca(NO

)

- 434

- нитрат калия KNO

- 213

- сульфат магния MgSO

- 189

- монокалий фосфат KH2PO3 - 142

- сульфат железа FeSO

- 10

- сульфат аммония (NH

)

- 5

- бура Na

· 10H

O - 5

- сульфат марганца MnSO

- 2,5

- сульфат цинка ZnSO

- 0.02

- сульфат меди CuSO

- 0,02

Раствор №5

Количество в граммах на 500 литров

воды. рН доводят серной кислотой до 5,3-

5,7. Добавлять 1 мл раствора Хогланда на 1

литр этого раствора.

Зимний раствор.

- кальциевая селитра Ca(NO

)

- 238

- калийная селитра KNO

- 166

- монокалий фосфат KH2PO3 - 274

- сульфат калия магния K

MgO

- 314

- хлористое железо FeCl

- 8

Летний раствор.

- кальциевая селитра Ca(NO

)

- 300

- калийная селитра KNO

- 150

- сульфат аммония (NH

)

- 30

- монокалий фосфат KH2PO3 - 340

- сульфат калия магния K

MgO

- 170

- хлористое железо FeCl

– 10

Раствор №6

Количество веществ в граммах на 1000

литров воды. До рН 5,0-6,5 довести серной

кислотой. Добавить 1 мл раствора Хогланда

на 1 литр этого раствора. Раствор очень

хорош для выращивания огурцов.

- нитрат калия KNO

- 535

- нитрат аммония NH

- 50

- фосфорная кислота (техническая) H

- 75

- сульфат магния MgSO

- 85

- сульфат железа FeSO

- 20

- сульфат марганца MnSO

- 3,5

И еще, вы можете не готовить сами раствор, а

покупать готовые порошковые смеси или

жидкие концентраты. Например, Кемира или

Флорист. Это не реклама, просто я сам

пользуюсь этими удобрениями.

Субстраты.

Как я писал выше, в процессе гидропоники

землю можно заменить раствором

питательных веществ и не несущим

питательных свойств субстратом. Субстрат

должен накапливать не только воду (раствор),

но и воздух, ведь корни, как и листья, тоже

дышат. Это определяет структуру субстрата,

он должен быть не слишком мелким (будет

накапливать воду, а для воздуха места почти

не будет из-за плотной структуры), но и не

крупным (для воздуха будет достаточно

объема, но не будет капиллярных сил для

удержания воды). Как вы увидите ниже,

некоторый субстрат имеет "губчатую"

структуру. Так же субстрат не должен быть

подвержен действию раствора и не должен

сам действовать на раствор, изменяя его

питательные и иные свойства. Перейдем

непосредственно к "герою" этой статьи.

Кокосовый субстрат. Это отход кокосовой

промышленности, измельченные остатки

волокон кожуры кокосового ореха. Он хорошо

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

удерживает как воду, так и воздух. Основные

достоинства кокосового субстрата:

экологически чистый, безо всяких

химических добавок; рH субстрата близок к

оптимальному для роста большинства

растений; значительная водоудерживающая

способность (удерживает влаги в 7 раз больше

своего веса); более быстрое прорастание

семян, ускоренный рост растений; получение

экологически чистых продуктов; хорошие

характеристики дренажа; длительный период

сработки субстрата (не менее 8 лет), после

которого субстрат легко утилизируется;

структурно устойчивый материал, не

имеющий никакой тенденции разрушаться

даже при самой влажной погоде.

Перлит - это кислая порода вулканического

происхождения. После размельчения и

сортировки его нагревают в печах при 750 -

1000 С, вода испаряется и частицы перлита

расширяются (объем перлита увеличивается в

10-15 раз), образуя белые мелкие агрегаты,

похожие на грибы - перлы. Перлит в 3-4 раза

легче воды, имеет объемную массу 96-128

кг/м3, и это делает его удобным в работе. Для

гидропоники рекомендуется использовать

перлит в виде гранул размером 2-5мм.

Его способность удерживать кислород -

главная причина, по которой он используется

как наполнитель в почвенных и

беспочвенных смесях. Главным недостатком

перлита является его легкость, из-за которой

он смывается водой, в перлите растению

трудно удержаться корнями. Этот недостаток

делает перлит неподходящим субстратом в

затопляемых и проточных типах

гидропонических систем или тех, которые

находятся под воздействием сильных ветров

или дождей на открытом воздухе. Перлит

имеет сильную систему капилляров, которые

поднимают воду с той же скоростью, с

которой вода поглощается растением.

Перлит имеет очень хорошее продольное

капиллярное распространение влаги, что

делает его хорошим выбором для

гидропонических систем фитильного типа.

Любые излишки раствора, добавленные сверх

надобности, сливаются в резервуар. Еще одно

достоинство перлита в гидропонной культуре

является то, что перлит физически очень

стабильный. Так же перлит можно

использовать в течении нескольких сезонов

выращивания. Перлит используется отдельно

или как смесь с другими субстратами.

Популярный субстрат - смесь перлита с

вермикулитом (50 на 50).

Вермикулит - вторичный минерал,

образовавшийся в результате изменения

слюды. В зависимости от происхождения и

технологической обработки объемная масса

вермикулита варьирует от 48 до 169 кг/м3.

Механические свойства расслоенного

вермикулита: малый вес, составляющий 100-

150 кг/м3 (для сравнения 1 м3 торфа весит

500-600 кг); негорючесть; гнилостойкость;

большая поглотительная способность (прочно

удерживает многие макро- и микроэлементы,

в том числе воду); высокая влагоемкость

(300-400%); стойкость против насекомых и

грызунов; способность сохранять структуру.

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

Минеральную вату получают при

плавлении смеси из 60% базальта, 20%

известняка и 20% кокса при 1500 - 2000?С. По

составу минвата аналогична почвенным

минералам, но не является источником

питательных веществ. В связи с добавлением

известняка минвата имеет щелочную

реакцию (рН 7,5-8,5), но, не обладая

буферной способностью, быстро принимает

реакцию используемого питательного

раствора.

Связывающее вещество, которое используют

при получении минваты, поддерживает

волокна на определенном расстоянии друг от

друга. Это, с одной стороны, предупреждает

уплотнение, и полученный продукт сохраняет

стабильную форму в течение

продолжительного времени, с другой -

улучшает пористость, влагоемкость и

капиллярные свойства ваты.

Минвата легкая (90 кг/м2), по физическим

свойствам приближается к верховому торфу и

стерильная, т.е. не содержит сорняков,

патогенов и токсических веществ.

Керамзит - это строительный материал,

выпускаемый в виде гранул диаметром 2-50

мм. Производится из глины, прошедшей

термическую обработку. В гидропонике

используют дробленый керамзит с размером

частиц 2-5 мм. Дробленые гранулы имеют

пористую структуру, позволяющую

удерживать питательный раствор.

Керамзит отличается высокой механической

прочностью на раздавливание и относительно

небольшой влагоемкостью (60%). Под

влиянием корневых выделений гранулы

керамзита разрушаются, в результате чего

возрастает объемная и удельная масса

субстрата. В результате разведения растения в

керамзите более 3-4 лет происходит

накопление метаболитов - продуктов

жизнедеятельности растительного организма,

которое способствует развитию бактерий,

вызывающих задержку в развитии и даже

гибель растения. Чтобы не допустить этого,

керамзит необходимо периодически

промывать водой или перекисью водорода

слабой концентрации (3%).

Гидрогели - специальные полимеры,

выпускаются в виде сухого порошка или

гранул. При наличии воды способны быстро

разбухать и удерживать большое количество

воды (0,3 - 0,5л на 1 гр. сухого препарата) и

водорастворимых удобрений. Они вносятся в

почву, смеси, компосты и любые другие

субстраты, использующиеся для

выращивания растений.

Термозит (доменный шлак) производится из

каменноугольных или коксовых шлаков

доменных печей. Представляет собой гравие-

подобный пористый материал. Как субстрат

для разведения комнатных растений

неидеален, так как обладает следующими

недостатками: частицы термозита имеют

острые края, что делает его небезопасным в

применении, характеризуется высокой

щелочностью (до 43% СаО). Оба недостатка

можно устранить. В первом случае к

термозиту рекомендуется добавить 10%

кварцевого песка. Песок вводят в субстрат

перед обработкой. Во втором случае, как и

вулканические породы, термозит подвергают

предварительной обработке с целью удаления

из него ядовитых веществ (соединений серы и

извести). Для того, чтобы определить,

содержит ли термозит серу или известь,

необходимо провести следующий опыт. В

стеклянную банку кладут около 1 л шлака, во

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

другую банку наливают 0,5 л воды, в которую

затем осторожно вводят такое же количество

серной кислоты. Разведенную серную кислоту

вливают в банку со шлаком и смотрят,

появится ли на поверхности раствора пена,

(пузырьки газа с запахом тухлых яиц). Если

да, то шлак необходимо выдерживать в

серном растворе до тех пор, пока он не

перестанет выделять пузырьки газа, после

чего шлак загружают на длительное время в

чистую воду и затем промывают в проточной

воде. Для проверки полноты удаления

остатков серной кислоты в воду, в которой

промывался шлак, опускают лакмусовую

бумажку. Если бумажка показывает

нейтральную или слабокислую реакцию,

значит, термозит готов для дальнейшего

употребления.

Внимание! Ни в коем случае не поступайте

наоборот: не заливайте воду в серную

кислоту! Растения, выращиваемые на

термозите, нуждаются в частых поливах.

Гравий и гранитный щебень- самые

распространенные и долговечные субстраты,

характеризующиеся следующими свойствами:

низкой влагоемкостью (8,4%); повышенным

содержанием известковых частиц. Для

снижения излишней щелочности субстрат

промывают слабым раствором фосфорной

кислоты или водным раствором

суперфосфата (200 г - на 10 л воды), после

чего тщательно споласкивают в чистой воде.

Для выращивания гидропонных культур

рекомендуются гравий и щебень с размером

частиц 2-5 мм. Субстрат требует частого

увлажнения.

Песок. В гидропонном растениеводстве

используют песок крупной фракции (с

размером частиц диаметром 0,6-2,5 мм).

Известковые частицы удаляют из песка

водным раствором фосфорной кислоты.

Обработанный субстрат тщательно

промывают в чистой воде.

Торф. Наиболее пригоден для субстратных

культур сфагновый торф верховых болот с

нормальной зольностью (не более 12%) и

степенью разложения 10-25%.

Высокозольный торф не пригоден в качестве

питательной среды: его можно использовать

лишь как удобрение.

Мох. В гидропонике используется сфагновый

мох, который, подобно торфу, проветривают,

измельчают и известкуют. При редком

смачивании мха питательным раствором

образуется влагоемкая, хорошо аэрируемая и

насыщенная элементами питания среда.

Конечно же, это не весь список материалов,

применяемых в качестве субстрата. Так же

могут применяться и опилки лиственных

пород деревьев, обычная губка (но под

действием раствора она быстро разлагается),

пластмассовые и керамические гранулы. Но

все же промышленность предлагает хороший

выбор субстратов, чтобы мы не использовали

всякую быстроразлагаемую ерунду для

выращивания растений.

Установки и системы.

Итак. Известно, что землю можно заменить

нейтральным субстратом и активным

раствором. Но как реализовать эту систему,

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

чтобы корням подавался не только раствор,

но еще и воздух (ведь корни тоже дышат).

Конечно, можно насыпать в горшок с дыркой

в дне субстрат, посадить в него растение и

поливать раствором сверху (излишки

раствора тут же будут утекать в дырку в дне,

для чего она и сделана), но в таком случае

придется поливать растение раствором

каждый день (а то и несколько раз в день).

Если в единичных случаях это приемлемо, то

в массовом производстве это никуда не

годится.

Поэтому было придумано множество

гидропонных систем. О них и будет идти речь.

1. Подпор.

Это метод выращивания, при котором

растение укореняется в слое субстрата,

опущенного в ѐмкость с питательным

раствором. Корни растения через субстрат и

отверстия внутренней ѐмкости опускаются в

раствор, питая растение. При данном способе

выращивания растений сложность

представляет аэрация корней (то самое

дыхание), так как содержащегося в

питательном растворе кислорода растению не

достаточно, и корневую систему растения

полностью погрузить в раствор нельзя.

Для обеспечения дыхания корней между

раствором и основой оставляют воздушное

пространство для молодых растений 3см, для

взрослых - 6см. При этом необходимо

позаботиться о поддержании повышенной

влажности воздуха в этом пространстве,

иначе корни быстро засохнут.

Питательный раствор заменяется по

следующей схеме: заливается в пустую

ѐмкость раствор до определѐнного уровня;

когда уровень раствора понизиться доливают

тот же раствор; на 3 (третью) доливку раствор

заменяют простой водой. Это снижает

концентрацию солей в растворе.

Раз в месяц, если растение хорошо потребляет

раствор, заменяют питательный раствор

полностью. Если растение не влаголюбивое,

то можно менять раствор реже.

Основными субстратами являются: керамзит,

перлит, песок, гравий. Эта система конечно

тоже для промышленности не годится, но для

домашнего единичного использования в

самый раз.

2 Фитильная система.

Такой же простой вид гидропонной системы,

как и подпор (и так же годится для

индивидуального не промышленного

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

использования). Раствор поступает в субстрат

к корням по фитилю. Система работает по

принципу «капиллярных сил». Данный метод

используется с влагоѐмкими субстратами,

такими как вермикулит, кокосовое волокно.

Этот метод широко применяют для растений,

выращиваемый в земле, если необходимо

оставить растения на долгое время без

присмотра. Особенности: Необходимо

правильно подобрать толщину и материал

фитиля. Подходит для выращивания

небольших растений.

Недостатки: корни крупных растений

поглощают намного больше раствора, чем им

могут передать фитили.

3 Капельная система.

Это наиболее популярный тип системы

гидропоники (серьезный промышленный

тип). Питательный раствор поступает к

растению дозировано, по каплям или

небольшими струйками. Наиболее

распространенными субстратами для систем

гидропоники с капельным поливом является

минеральная вата и керамзит.

Различают: Реверсионный капельный

полив (орошение). Recovery Drip

System. В данной системе полива раствор

используется повторно. Раствор из

специального резервуара подается к

растениям и через субстрат стекает обратно в

этот же резервуар.

Преимущества: не требует точной

настройки циклов полива; более эффективно

используется раствор.

Недостатки: необходимо постоянно следить

за концентрацией и pH раствора в резервуаре.

Нереверсионный капельный полив

(орошение). Non-recovery Drip System.

В данной системе полива раствор не

возвращается обратно в резервуар. Раствор из

резервуара подается к растениям с

минимальным расходом. Расход необходимо

точно дозировать для того, чтобы корни

успевали поглощать весь поступающий

питательный раствор.

Преимущества: не требуется постоянно

следить за концентрацией и pH раствора в

резервуаре; более экономично используется

раствор. Недостатки: требует очень точной

настройки расхода раствора.

4 Питательный слой или

NFT (Nutrient Film Technique).

При данном методе гидропоники в системе

создаѐтся постоянное движение питательного

раствора по дну ѐмкости, куда опущены

кончики корней растений.

Субстрат обычно не используется, либо он

присутствует в незначительном количестве.

Питательный раствор качается в ѐмкость при

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

помощи насоса, а затем стекает в эту же

ѐмкость.

Кончики корней омываются раствором, а

влажный воздух в зоне корней не даѐт им

пересохнуть.

Преимущества: не требует использования

таймера; экономия на субстрате.

Недостатки: при отключении электричества

или поломке насоса - корни быстро

пересыхают; из-за того, что корни растут по

дну труб, они могут мешать току раствора, что

может приводить к развитию гнилостной

микрофлоры и загниванию частей растений.

(тоже серьезная промышленная установка, на

таких обычно салат выращивают.)

5 Глубоководная культура

(DWC - Deep Water Culture).

Система плавающей платформы. DWC.

Растения крепятся на платформе, плавающей

по поверхности питательного раствора. Корни

постоянно находятся в ѐмкости с раствором.

Раствор необходимо постоянно аэрировать

(насыщать кислородом) или периодически

полностью заменять.

Данным методом гидропоники (с плавающей

платформой) хорошо выращивать салаты или

другие небольшие растения, требующие

большого количества жидкости.

Для выращивания крупных растений

платформу закрепляют (делают

неподвижной).

Преимущества: самая простая система.

Недостатки: если долго не менять раствор

или сломается компрессор, корни будут гнить

от недостатка кислорода.

6 Аэропоника (воздушная

культура).

Представляет собой метод выращивания

растений без субстрата вообще. Растение

закрепляется зажимами на крышке сосуда,

наполненного питательным раствором таким

образом, чтобы 1/3 корней находилась в

растворе, а остальные корни находятся в

воздушном пространстве между раствором и

крышкой сосуда и периодически

увлажняются.

Чтобы не повредить зажимом стебель

растения и не препятствовать его утолщению

по мере роста, рекомендуется применять

мягкие эластичные прокладки, например, из

поролона. Кроме вышеописанного способа

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

выращивания растений на аэропонике,

можно использовать способ опыления корней

питательным раствором.

Для этого в сосуде, где находятся корни,

помещается туманообразующий

распылитель, с помощью которого 2 раза в

сутки по 2-3 минуты корням подается

питательный раствор в виде мельчайших

капель.

При выращивании на аэропонике особенно

важно позаботиться о поддержании

повышенной влажности воздуха в

пространстве, окружающем корни, чтобы они

не засохли, но при этом обеспечить доступ

воздуха к ним.

Система не из дешевых. Для распыления

раствора требуются насосы высокого

давления и форсунки. И ещѐ при распылении

с мельчайших капель раствора вода

испаряется, в результате в растворе может

повыситься концентрация солей, настолько,

что эти соли могут отложиться на форсунках

и забить их.

7 Системы периодического

затопления. Ebb and Flow.

Данные системы гидропоники пользуются

большой популярностью. В системе с

периодическим затоплением ѐмкость с

растениями несколько раз в сутки, на

определенное время, затопляют питательным

раствором. Затем раствор сливается обратно в

резервуар. Подача раствора происходит при

помощи насосов, управляемых таймерами.

Субстрат можно не использовать, а

закреплять растения в крышке. Недостатки:

при отключении электричества или поломке

насоса - корни быстро пересыхают. Ну, эту

систему легко реализовать дома, но и для

промышленности она годится.

И ещѐ, чуть не забыл. В гидропонике не

допускается контакт раствора с металлом, ибо

соли могут вступить в реакцию с металлом, и

изменится состав раствора. Поэтому

желательно металл не использовать, либо

покрывать ту его часть, которая будет

соприкасаться с раствором каким-нибудь

защитным составом (часто рекомендуют

покрасить битумным лаком). Да и вообще-то

не только металл может изменить раствор. В

основном используются синтетические

материалы, пластмассы. Но это уже другая

история, и подход к каждой установке должен

быть индивидуальным.

Освещение

И вот живет растение в горшочке, корни в

субстрате, орошаются питательным

раствором, освещается солнышком. Жизнь

этого растения прекрасно. Но приходит осень,

за ней зима, день укорачивается и

укорачивается (я за полярным кругом так

вообще, полгода ночь), света растению в

таком случае хватит только чтобы

перезимовать.

А если у нас в этом горшочке ремонтантный

сорт клубники, который может плодоносить

круглый год (ведь его специально для этого и

вывели). На какой бы подоконник мы его не

ставили, зимой света ему хватать не будет.

Что же делать? Понятное дело, что придется

досвечивать лампами, но не каждая лампа

подходит для растений. Поэтому сначала

немного теории.

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

Почему лист зеленый? Потому что в нем

хлорофилл? А хлорофилл разве зеленый?

Возможно, я этого не знаю. Но знаю из курса

физики, что если тело, например красного

цвета, то оно красные лучи отражает, а все

остальные поглощает.

Каждый Охотник Знает Где Сидит Фазан.

Даже в таком упрощенном спектре 7 цветов.

Получается, что листья отражают и

пропускают сквозь себя зеленую часть

спектра. И в разной степени поглощают все

остальные части. Это хорошо показано на

спектрограммах ниже.

Спектрограмм несколько, и можно заметить,

что цвет спектра обозначается на них по-

разному. Освещу и этот момент. Цвет

характеризуется длинной волны, измеряется

в нанометрах (нм).

Другая характеристика: если нагреть любое

вещество до 2000 К, то оно будет светиться

красным, до 4000 К - белым, до 6000-7000 К -

синим. Поэтому есть такая характеристика

спектра - цветность. Но это совсем не

означает, что лампочка светящая синим,

нагревается до 6000 градусов по Кельвину.

Например, энергосберегающие лампы

нагреваются максимум до 50 градусов по

Цельсию. Но о них позже.

Смотрим первый спектр. Зеленые горы - это

интенсивность поглощения света

хлорофиллом. Снизу указана цветовая

температура в Кельвинах (Кельвин от Целься

отличается на 273 градуса, так что можно

сказать что и по Цельсию будет та же

температура, но не будем нарушать каноны

физики).

Пики поглощения света находятся в

промежутках 2000-3000 К и 5000-7000 К, это

красный и голубой спектры. Так же на этом

рисунке внизу написаны типы ламп с

аналогичными спектрами. Но к ним вернемся

позже, а пока посмотрим другие спектры

(суть в них одна и та же, просто реализация

разная).

На втором спектре цвет указан в длине волны,

в нанометрах. И снова видим, что пики

поглощения находятся в красной и синей

частях спектра.

Третий спектр. Сделан более подробно, тут

показано поглощение по типам хлорофилла.

Тут пики находятся так же в красной (660 нм)

и синей (445 нм) частях спектра.

HyJo 1/ 2011

Gidroponika.com

И еще один спектр. Тут не только хлорофилл,

но еще каротин и прочее нам не нужное. Но

результат тут тот же. В итоге мы можем

досвечивать растения, но подходит не любые

лампочки, а только такие которые

соответствуют спектру поглощения

хлорофилла.

Теперь о лампах.

Это обычная лампа накаливания - самый

неудачный вариант для досвечивания

растений, потому что в спектре обычных

лампах накаливания преобладает желтый

цвет. Короче, их никто не использует и Вам

использовать не стоит.

Это люминесцентные лампы. На первом фото

компактная люминесцентная лампа (КЛЛ),

они устанавливаются в настольные лампы,

поэтому мощность этих ламп 9 или 11 ватт. На

втором фото трубчатые ЛЛ различной

мощности и размеров (мощность зависит от

размера, чем больше мощность, тем больше

размер). На третьем фото показаны лампы

различной цветовой температуры, слева

высокой температуры (7000К), справа -

низкой (2700К). Включаются такие лампы

через дроссель (о включении ЛЛ планируется

отдельная статья).