Гідропоніка як спосіб вирощування рослин без використання ґрунту

Слово гідропоніка (бере своє походження від грецькоїυδρα» – вода та «πόνος» – робота, що в результаті перекладається як «робочий розчин»).

Гідропоніка є модель вирощування рослинних культур без наявності земельного ґрунту, оскільки рослина отримує підживлення зі спеціального розчину, який містить усі необхідні поживні речовини (комплекс макро та мікро елементів).

Історичні факти

Ідея застосування гідропоніки далеко не нова. Легенда про знаменитих «Висячі сади Семіраміди», що дійшла до нас ще з часів Вавилону є, мабуть, однією з перших спроб людства вирощувати рослини на штучних ґрунтах.

Ще одним досить давнім аналогом застосування технології гідропоніки є «Плаваючі сади ацтеків» . Коли корінні племена індіанців були витіснені зі своїх родючих земель, які захопили войовничі сусіди, ацтеки були змушені виживати в нелегких умовах убогих ґрунтів, тому кмітливі індіанці вигадали вирощувати рослини на плотах, зроблених із тростини. Поверх плотів індіанці укладали шар мулу (сапропель), у якому їм вдавалося вирощувати овочі, і навіть фрукти. У цьому коренева система рослин живила вологу безпосередньо з водойми.

Вчені, які зробили внесок у створення та розвиток гідропоніки

Одним із перших учених, хто спробував розібратися в процесі харчування рослин, був Арістотель. Пізніше над цим завданням працювали такі уми як Едме Маріот, Марчелло Мальпігі, Стефан Хейлс і Джон Вудворд.

Далі естафету підхопив голландський учений Йоган Ван Гельмонт, який тривалий час проводив досліди рослин, намагаючись визначити для них оптимальну модель харчування.

Вперше визначення гідропоніки як методу вирощування рослин дав відомий американський вчений Вільям Герікке, який ставив експерименти над овочами, які висаджував у ємності з різними поживними розчинами (без використання земельного ґрунту). У 1936 році, після цілого ряду вдалих проб, Герікке видав свою наукову працю, де вперше застосував новий термін.

У ХІХ столітті Климент Аркадійович Тімірязєв ​​продовжив розробку методу вирощування культур у водних розчинах. Він детально вивчав не тільки фізіологію рослин, але й досліджував воду, ґрунт, поживні речовини, добрива та субстрати, що впливають на зростання культур.

Сучасні вчені-агрономи протягом кількох десятків років намагаються визначити оптимальний склад мінеральних солей та елементів, який необхідний культурам для нормального зростання та розвитку. Результат їхньої тривалої роботи показав, що для повноцінного харчування вкрай важливі такі макро та мікроелементи як залізо, магній, кальцій, фосфор, азот, сірка та інші. Загалом, крім вуглецю, водню та кисню рослинам потрібно близько шістнадцяти обов'язкових мікроелементів.

Вченим вдалося з'ясувати, що за відсутності у харчуванні, наприклад, калію, зростання рослин зупиняється, а за браку кальцію, коренева система припиняє свій розвиток. Для утворення хлорофілу рослинам необхідні такі важливі елементи як магній та залізо, а виявляється, що без фосфору та сірки не утворюються білки, життєво необхідні рослинним клітинам для формування протоплазми та ядра.

У чому полягає суть технології під назвою «гідропоніка»

Гідропоніка дозволяє штучним шляхом регулювати умови вирощування рослин. Застосовуючи її можна створювати для різних культур спеціальний режим харчування, який максимально забезпечить їх потреби всіма необхідними елементами, завдяки чому можна отримувати максимальний урожай, причому чудової якості.

Суть самої технології, якщо описати її кількома словами – це вирощування сільськогосподарських і декоративних культур гідропонним шляхом, у якому коренева система рослин перебувають над родючому грунті, яке заміннику, тобто певному субстраті, наповненим поживними речовинами і створює опору для коренів.

У теплицях та оранжереях закритого типу метод гідропоніки дозволяє вирощувати рослини в кілька ярусів, що заощаджує значну частину площі. При цьому обладнання дозволяє проводити регулювання концентрації вуглекислого газу, що сприятливо впливає на процес фотосинтезу, дає можливість встановлювати оптимальну для рослин вологість та температуру повітря, а також змінювати інтенсивність та тривалість освітлення всередині приміщення.

А оскільки харчування при даному способі вирощування подається до кореневої системи рослин дозовано і в легкодоступній для рослин формі – це значно економить ресурси та знижує трудовитрати. Тому гідропоніка особливо актуальна для районів зі складними кліматичними умовами, де існує нестача природної вологи.

Існуючі методи гідропоніки

При даному методі вирощування рослин їхня коренева система розміщується в твердих інертних, неорганічних субстратах, таких як керамзит, щебінь, пісок, гравій та подібні до них.

При даному способі вирощування субстратом служить мох, тирса, верховий торф, а також органічні матеріали.

При цьому методі основний субстрат складається з іонообмінних матеріалів.

При вирощуванні культур методом аеропоніки твердий субстрат не застосовується, а коренева система рослин перебуває у підвішеному стані. Зазвичай використовують спеціальні затемнені камери.

Оскільки в гідропоніці субстрати не містять поживних речовин або взагалі відсутні, єдино доступним методом харчування рослин є фертигація (Спосіб внесення розчинних у воді мінеральних або органічних добрив). Докладніше про це можна прочитати тут.

Переваги гідропоніки як методу вирощування рослин

Головною перевагою гідропоніки є те, що даний метод дозволяє значно піднімати врожайність культур, оскільки всі необхідні корисні речовини прямують безпосередньо до кореневої системи. При цьому в рослинах абсолютно відсутні якісь отруйні сполуки, нітрати, важкі метали, радіонукліди та інші шкідливі для людського організму сполуки та елементи. Рослини вирощуються у чистому середовищі без наявності бруду та сторонніх запахів.

Гідропоніка дозволяє застосовувати індивідуальний підхід до кожного різновиду рослин та повністю виключає такі негативні фактори як пересихання, нестача вологи, освітлення, кисневе голодування рослин тощо.

Крім того, використовуючи метод гідропоніки, можна не боятися, що рослини пошкоджуватимуться шкідниками, інфекціями, грибками та іншими захворюваннями, тому питання використання інсектицидів та інших отрутохімікатів відпадає саме собою.

Спрощується технологія пересадження рослин, оскільки коренева система при застосуванні даного методу не травмується.

Недоліки застосування гідропоніки

Безумовним і, мабуть, єдиним мінусом даного методу є висока вартість обладнання, завдання якого полягає в тому, щоб забезпечити повноцінну систему життєзабезпечення рослин. Тим не менш, інвестиції в гідропоніку окупляться з лишком, оскільки культури при використанні цієї технології зростають швидше і дають багатший урожай.

Майбутнє належить гідропоніці

За прогнозами футурологів, за п'ятдесят років усі жителі планети житимуть у містах, а сіл практично не залишиться. Хто і де вирощуватиме продукти харчування, щоб нагодувати людство?

Вчені роблять ставку на гідропоніку.

В даний час даний метод розвивається стрімкими темпами, оскільки йому на службу приходять ультрасучасні технології та новітні досягнення науки. Завдяки інноваціям постійно покращується якість живильного середовища, удосконалюється модель вирощування рослин, підвищується якість обладнання. Наприклад, останні розробки у проектуванні систем гідропоніки дозволяють використовувати робочу площу приміщень по максимуму. Це зменшує витрати на одиницю продукції, значно збільшуючи врожайність.

Нам вже не здаються фантастикою величезні промислові теплиці та оранжереї, де за цим методом вирощуються різні культури: овочі, ягоди, декоративні рослини. При цьому гідропоніка дозволяє комп'ютеризувати та автоматизувати абсолютно всі операційні процеси, завдяки чому відбувається значна економія ресурсів, а вирощування рослин полягає виключно у підготовці розсади та збиранні врожаю.

Поділитись у соцмережах:

Гідропоніка.Досвід різних країн

Серед сучасних методів вирощування культур гідропоніка займає особливе місце як екологічно безпечна, ресурсозберігаюча технологія, що володіє великим потенціалом, подальший розвиток і вдосконалення якої допоможе вирішити глобальні проблеми людства, включаючи найбільш значущу серед них – забезпечення продовольством дедалі більшої кількості жителів нашої планети. Якщо на початку ХХ століття населення Землі становило 1,5 мільярда людей, то сьогодні воно перевищило 7,6 мільярдів.

Така ситуація вимагає подальшого підвищення продуктивності в аграрному секторі, що в умовах застосування традиційних технологій призвело до інтенсивного використання добрив та пестицидів, що насичують ґрунт небезпечними хімічними речовинами.

Внаслідок кліматичних змін величезні території, відведені під землеробство, страждають від посухи. Генетично модифіковані продукти що неспроможні повністю забезпечити споживчий ринок, які впливом геть наш організм не можна вважати повністю вивченим. Всі ці фактори підтверджують необхідність пошуку нових, ефективніших методів вирощування культур, одним із яких може стати гідропоніка.

Історія появи гідропоніки пов'язана з багатовіковими дослідженнями вчених, в результаті яких було проведено безліч експериментів, що дозволили визначити оптимально збалансований поживний склад для забезпечення життєдіяльності рослин.

Як виявилося, ґрунтове середовище для культур не обов'язкове, а найбільше значення в їхньому харчуванні мають такі елементи: азот, калій, фосфор, кальцій, магній, залізо, сірка.Рослини успішно ростуть і розвиваються, якщо їхня коренева система контактує з водним середовищем, що містить у правильно складених пропорціях всі необхідні речовини. Цей факт став основним у розвиток гідропоніки як нового методу рослинництва.

На сьогоднішній день гідропонна технологія отримала загальне визнання та широко поширилася у багатьох країнах світу. Лідерами у цій сфері є такі країни як Нідерланди, Франція, Великобританія, Ізраїль, Канада, Австралія, де протягом кількох десятиліть експериментальним шляхом проводилися пошуки та розробки більш досконалих, адаптованих до місцевих умов та відповідних певним вимогам споживчого ринку способів безпідставного вирощування культур.

У результаті виникли кілька напрямів, що відрізняються технологічними особливостями: типом субстрату, що використовується, або ж повною його відсутністю, рівнем технологічності процесу (низько-або високотехнологічний, з комп'ютерним управлінням), масштабами виробництва (промислове або невелике фермерське господарство) тощо.

Нідерланди – країна, де розроблені передові технології та вирощуються найкращі гідропонні культури, добре відомі не лише в державі, а й далеко за її межами. Нідерландські квіти, вирощені із застосуванням гідропонних технологій, дуже популярні і незмінно мають великий попит у всьому світі.

Нідерланди залишаються найбільшим постачальником квіткових рослин на світовому ринку, а виробництво квіткової продукції є дуже важливою галуззю в народному господарстві країни. Це особливо вражає, якщо взяти до уваги кліматичні особливості Нідерландів – холодний та тривалий зимовий період із короткими та нечисленними сонячними днями.У таких умовах теплиці повинні забезпечувати рослини додатковим підігрівом та освітленням.

Масштаби розвитку гідропоніки як способу рослинництва в Нідерландах пояснюються сумним результатом руйнівної діяльності людини, коли культивування сільськогосподарських рослин, що триває століттями, призвело до ерозії ґрунтів, їх руйнування, а також накопичення в них хвороботворних організмів.

У результаті традиційне рослинництво перетворилося на дуже ненадійний та ризикований вид трудової діяльності. Тому в 70-ті роки минулого століття нідерландські фермери поступово перейшли на гідропонні технології, які виявилися для них перспективнішими та прибутковішими.

Гідропоніка дозволила повністю знизити ризик втрати врожаю внаслідок несприятливих умов довкілля, уникнути можливих ґрунтово-генетичних захворювань культур та підвищити рівень рентабельності виробництва.

Основний об'єкт інвестиційних вкладень нідерландських фермерів, що приносить їм стабільний дохід – це сучасні теплиці, обладнані із застосуванням новітніх комп'ютерних технологій, здатних контролювати та регулювати температурний, вологий режим, рівень вуглекислого газу, ступінь та тривалість освітлення, проводити моніторинг поживних речовин, а також змішування та подачі розчину до рослин. У поєднанні з працьовитістю та професіоналізмом рослинників такі інвестиції є гарантом досягнення фінансового успіху цієї галузі у масштабах усієї держави.

Значну допомогу та підтримку приватним тепличним господарствам надає уряд Нідерландів, з чиєю допомогою в країні створено та функціонують науково-дослідні центри.Вчені займаються розробкою нових, більш досконалих методів гідропоніки, визначають формули поживних розчинів для різних культур у певних стадіях їх зростання та у своїй діяльності тісно співпрацюють із власниками тепличних господарств, а також надають їм у разі потреби допомогу.

У разі виникнення будь-яких проблем, пов'язаних із застосуванням гідропонних технологій, фермеру достатньо проінформувати про це урядовий дослідницький центр, який одразу направить до нього експерта для огляду посівів, виявлення проблем та надання рішення щодо їх усунення. Таке гармонійне співробітництво рослинників та державних структур. - Запорука економічного успіху Нідерландів.

Подібний досвід розвитку тепличних господарств із застосуванням безпідставних технологій рослинництва існує і в ФранціїОрганізовані урядом науково-дослідні установи проводять численні експерименти з гідропонною культивацією, порівнюючи отримані результати та аналогічні показники, досягнуті при вирощуванні різних культур у традиційних ґрунтових господарствах.

Підсумок передбачаємо: гідропонні методи перевершують звичайні технології за показниками зростання, врожайності та якості продукції. Саме якість сільськогосподарських продуктів дуже цінується у Франції, тому гідропоніка як спосіб отримання органічної їжі набуває все більше прихильників серед фермерів та громадськості. впровадженню передових безпідставних технологій, що також вітається та заохочується матеріально Урядом країни.

Великобританія, де кілька десятиліть тому було розроблено перший методів гідропоніки N.F.T.(Техніка живильної плівки), демонструє власний алгоритм співпраці фермерів та уряду. Центр передових гідропонних технологій знаходиться на північному сході Великобританії, у Стокбрідж-Хаусі. Він фінансується не лише урядом, а й вкладами фермерів, які займаються рослинництвом із застосуванням гідропоніки на комерційній основі.

Принцип N.F.T. полягає у повній відсутності субстрату (гравію, щебеню, моху, деревної тріски тощо), коли рослини розміщуються безпосередньо в пластикових трубах, якими і подається поживний розчин. Завданням центру є визначення причин виникнення практичних проблем та їх вирішення, а також розробка нових гідропонних технологій, дослідження впливу поживних речовин на нові культури та ін.

Для подальшого розвитку гідропоніки в країні розроблено першокласні сучасні теплиці, оснащені комп'ютерними технологіями, що контролюють живлення та параметри довкілля. Англійські фермери, які використовують безпідставні технології вирощування культур, становлять гідну конкуренцію представникам інших країн на Європейському ринку.

Гідропоніка в Ізраїлі дуже давно була визнана найдієвішим та доцільним методом підвищення продуктивності сільського господарства. Ізраїльтяни на практиці підтвердили високий рівень кваліфікації в галузі розробки передових агротехнологій, перетворивши пустельні землі на квітучий садок.

І хоча краплинне зрошення, створене і успішно застосовується в Ізраїлі, не можна зарахувати до гідропонного методу, проте визнано одним з найважливіших досягнень в галузі землеробства за останні 35 років.

Сьогодні розвиток гідропоніки в країні досяг дуже високого рівня завдяки більш досконалій в порівнянні з технологією харчової плівки аерогідроніку. Ізраїльські вчені, одним із яких був доктор Х. Софер, встановили, що з насичення киснем поживного розчину, що подається до коріння рослин, можна досягти вищих темпів зростання, збільшити врожайність культур і навіть підвищити їх опірність до різних захворювань.

Особливо ефективним цей метод виявився при вирощуванні рослин із живців. Таке відкриття виявилося дуже важливим для подальшого вдосконалення гідропонних технологій, оскільки довело важливість кисню для успішного розвитку культур.

Австралія, Де гідропоніка успішно застосовується вже не одне десятиліття, міцно увійшла до найбільших експортерів у країни Тихоокеанського регіону як постачальник рослинної продукції, вирощеної за допомогою безпідставних технологій. Улюблена культура, яка вирощується австралійськими фермерами гідропонним методом – полуниця.

Австралійців можна зустріти на будь-якій виставці чи конференції з гідропоніки. Вони одними з перших оцінили та застосували цю технологію як найбільш відповідну їх кліматичним особливостям. Сьогодні Австралія – одна з провідних країн у галузі виробництва гідропонного обладнання, і мало хто може скласти їй конкуренцію.

Канада також знайшла свою нішу над ринком гідропонних культур. Сьогодні вона є важливим постачальником овочів, вирощених гідропонним способом для Сполучених Штатів Америки. Більшість томатів, огірків, солодкого перцю, які продаються взимку в американських супермаркетах, вирощуються із застосуванням гідропоніки в Канаді.

Величезні водні ресурси країни та невисока собівартість електроенергії дозволяють використовувати для гідропонного вирощування рослинних продуктів харчування величезні, ультрасучасні, високотехнологічні тепличні комплекси та отримувати високі прибутки від реалізації цієї продукції.

Поділитись у соцмережах: