Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Hydroculture )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Гидропоника» перенаправляется сюда. Об альбоме 311 см. Hydroponic (EP) .
Исследователь НАСА проверяет гидропонный лук (в центре), салат Бибб (слева) и редис (справа)

Гидропоника [1] - это вид садоводства и разновидность гидрокультуры , которая представляет собой метод выращивания растений , обычно сельскохозяйственных культур , без почвы , с использованием растворов минеральных питательных веществ в водном растворителе . [2] Наземные растения можно выращивать только так, чтобы их корни подвергались воздействию питательной жидкости, или, кроме того, корни могут быть физически поддержаны инертной средой, такой как перлит , гравий или другие субстраты . [3] Несмотря на инертную среду, корни могут вызывать изменения pH ризосферы [4], а корневые экссудаты могут влиять на биологию ризосферы . [5]

Питательные вещества, используемые в гидропонных системах, могут поступать из множества различных источников, включая (но не ограничиваясь) рыбные экскременты , утиный навоз , покупные химические удобрения или искусственные питательные растворы . [6]

Растения, обычно выращиваемые гидропонно на инертной среде , включают помидоры , перец , огурцы , клубнику , салат , марихуану и модельные растения, такие как Arabidopsis thaliana . [7]

Гидропоника предлагает множество преимуществ, одно из которых - сокращение использования воды в сельском хозяйстве. Чтобы вырастить 1 килограмм (2,2 фунта) томатов с использованием методов интенсивного земледелия, требуется 400 литров (88 имп галлонов; 110 галлонов США) воды; [ цитата необходима ] с использованием гидропоники, 70 литров (15 галлонов США; 18 галлонов США); и всего 20 литров (4,4 галлона импа; 5,3 галлона США) с использованием аэропоники . [8] Поскольку для выращивания продукции требуется гораздо меньше воды, в будущем у поставщиков, живущих в суровых условиях с ограниченным доступом к воде, появится возможность выращивать собственные продукты питания. [9]

История [ править ]

Дополнительная информация: Историческая гидрокультура.

Самой ранней опубликованной работой по выращиванию наземных растений без почвы была книга Фрэнсиса Бэкона « Сильва Сильварум» или «Естественная история» 1627 года , напечатанная через год после его смерти. После этого водное культивирование стало популярным методом исследования. В 1699 году Джон Вудворд опубликовал свои эксперименты по выращиванию воды с мятой . Он обнаружил, что растения в источниках с менее чистой водой росли лучше, чем растения в дистиллированной воде. К 1842 году был составлен список из девяти элементов, которые, как считается, необходимы для роста растений, а открытия немецких ботаников Юлиуса фон Сакса и Вильгельма Кнопа в 1859–1875 годах привели к развитию техники беспочвенного выращивания. [10]Выращивание наземных растений без почвы в минеральных питательных растворах было названо растворной культурой. [11] Это быстро стало стандартным методом исследования и обучения и до сих пор широко используется. В настоящее время растворная культура считается разновидностью гидропоники, в которой используется инертная среда.

Примерно в 1930-х годах учёные-растениеводы исследовали болезни некоторых растений и, таким образом, наблюдали симптомы, связанные с существующими почвенными условиями. В этом контексте эксперименты с водными культурами были предприняты с надеждой на получение аналогичных симптомов в контролируемых условиях. [12] Этот подход, навязанный Деннисом Робертом Хогландом, привел к тому, что модельные системы стали играть все более важную роль в исследованиях растений. [13] В 1929 году Уильям Фредерик Герике из Калифорнийского университета в Беркли начал публично продвигать культуру растворов, которая будет использоваться для выращивания сельскохозяйственных культур. [14] [15] Он сначала назвал это аквакультурой, но позже обнаружил, что аквакультурауже применялся для культивирования водных организмов. Герике произвел фурор, выращивая томатные лозы высотой двадцать пять футов (7,6 метра) на заднем дворе в растворах минеральных веществ, а не в почве. [16] Он ввел термин гидропоника , водная культура, в 1937 году, предложенный ему У. А. Сетчеллом , психологом с обширным образованием в области классики. [17] Гидропоника происходит от неологизма υδρωπονικά (производное от греческого ύδωρ = вода и πονέω = выращивать), построенного по аналогии с γεωπονικά (производным от греческого γαία = земля и πονέω = возделывать), [18] geoponica , что касается замена, γεω-, земли, на ὑδρο-, воды.[10]

К сожалению, Герике недооценил, что время еще не пришло для общего технического применения и коммерческого использования гидропоники для выращивания сельскохозяйственных культур. Сообщения о работе Герике и его заявлениях о том, что гидропоника произведет революцию в растениеводстве, вызвали огромное количество запросов о дополнительной информации. Герике было отказано в использовании университетских теплиц для своих экспериментов из-за скептицизма администрации, и когда университет попытался заставить его опубликовать свои предварительные рецепты питательных веществ, разработанные дома, он попросил место в теплице и время, чтобы улучшить их, используя соответствующие исследовательские возможности. Хотя в конечном итоге ему предоставили тепличное пространство, университет назначил Хогланда и Арнонапереоценить утверждения Герике и показать, что его формула не имеет преимущества над урожайностью растений, выращиваемых на почве, - мнение Хогланда. В 1940 году Герике опубликовал книгу « Полное руководство по беспочвенному садоводству», оставив свою академическую должность в 1937 году в политически неблагоприятной обстановке. В нем он впервые опубликовал свою основную формулу, включающую соли макро- и микроэлементов для растений, выращиваемых на гидропонике. [19]

В результате исследования заявлений Герике по заказу Калифорнийского университета Деннис Роберт Хогланд и Дэниел Исраэль Арнон написали классический сельскохозяйственный бюллетень 1938 года «Метод водной культуры для выращивания растений без почвы», в котором утверждалось, что урожайность гидропонных культур невысока. лучше, чем урожайность на качественных почвах. [20] В конечном итоге урожайность сельскохозяйственных культур будет ограничена другими факторами, помимо минеральных питательных веществ, особенно светом. [21] Однако в этом исследовании не было должной оценки того, что гидропоника имеет другие ключевые преимущества, включая тот факт, что корни растений имеют постоянный доступ к кислороду и что растения имеют доступ к такому количеству или меньшему количеству воды, сколько им необходимо. [22]Это важно, так как одна из самых распространенных ошибок при выращивании растений - это чрезмерный полив или недостаточный полив; и гидропоника предотвращает это, поскольку большое количество воды, которая может затопить корневую систему в почве, может быть доступно для растений в гидропонике, а любая неиспользованная вода сливается, рециркулируется или активно аэрируется, тем самым устраняя аноксичность. условия в корневой зоне. В почве садовод должен быть очень опытным, чтобы точно знать, сколько воды нужно подкормить растение. Слишком много, и растение не сможет получить доступ к кислороду, потому что воздух в порах почвы вытесняется; слишком мало, и растение потеряет способность поглощать питательные вещества, которые обычно попадают в корни при растворении. ХогландаВзгляды и полезная поддержка со стороны Университета побудили этих двух исследователей разработать несколько новых формул минеральных питательных растворов, широко известных какРешение Хогланда . Модифицированные решения Хогланда будут по-прежнему использоваться, как и гидропонные методы, предложенные Герике. [23]

Один из первых успехов гидропоники произошел на острове Уэйк , скалистом атолле в Тихом океане, который использовался для дозаправки самолетов Pan American Airlines . Гидропоника использовалась там в 1930-х годах для выращивания овощей для пассажиров. Гидропоника была необходима на острове Уэйк, потому что там не было почвы, а доставлять свежие овощи по воздуху было непомерно дорого. [24]

С 1943 по 1946 год Дэниел И. Арнон служил майором в армии Соединенных Штатов и использовал свой предыдущий опыт в области питания растений, чтобы накормить солдат, дислоцированных на бесплодном острове Понапе в западной части Тихого океана , выращивая зерновые культуры на гравии и воде, богатой питательными веществами, потому что там был не пашня доступны. [25]

В 1960-х годах Аллен Купер из Англии разработал технику питательной пленки . [26] Земельный павильон в Центре EPCOT Мира Уолта Диснея открылся в 1982 году и в нем широко представлены различные методы гидропоники.

В последние десятилетия НАСА провело обширные гидропонные исследования своей системы контролируемой экологической жизнеобеспечения (CELSS). Исследования гидропоники, имитирующие марсианскую среду, используют светодиодное освещение для выращивания в другом цветовом спектре с гораздо меньшим количеством тепла. Рэй Уиллер, физиолог растений из лаборатории космических наук о жизни Космического центра Кеннеди, считает, что гидропоника будет способствовать развитию космических путешествий в качестве биорегенеративной системы жизнеобеспечения . [27]

В 2007 году фермы Eurofresh Farms в Уиллкоксе, штат Аризона, продали более 200 миллионов фунтов помидоров, выращенных на гидропонике . [28] Eurofresh имеет 318 акров (1,3 км 2 ) под стеклом и составляет около трети площади коммерческих гидропонных теплиц в США. [29] Помидоры Eurofresh не содержат пестицидов, выращиваются на минеральной вате с верхним орошением. Eurofresh объявила о банкротстве, и теплицы были приобретены NatureSweet Ltd. в 2013 году [30].

По состоянию на 2017 год в Канаде имелись сотни акров крупных коммерческих гидропонных теплиц, где выращивали помидоры, перец и огурцы. [31]

Благодаря технологическим достижениям в отрасли и многочисленным экономическим факторам мировой рынок гидропоники, по прогнозам, вырастет с 226,45 млн долларов США в 2016 году до 724,87 млн ​​долларов США к 2023 году [32].

Методы [ править ]

Существует два основных варианта для каждой среды: дополнительный полив и верхний полив [ указать ] . Для всех технологий большинство гидропонных резервуаров в настоящее время построено из пластика, но используются и другие материалы, включая бетон, стекло, металл, твердые вещества растительного происхождения и дерево. Контейнеры должны исключать свет, чтобы предотвратить рост водорослей и грибков в питательном растворе.

Культура статических решений [ править ]

Глубоководный плот в теплице Центра диверсификации сельскохозяйственных культур (CDC) South Aquaponics в Бруксе, Альберта

При культивировании в статическом растворе растения выращивают в контейнерах с питательным раствором, таких как стеклянные банки Мейсона (обычно в домашних условиях), горшки, ведра, кадки или резервуары. Раствор обычно аккуратно аэрируют, но можно и без него. При отсутствии аэрации уровень раствора поддерживается на достаточно низком уровне, чтобы достаточное количество корней находилось над раствором, чтобы они получали достаточное количество кислорода. В верхней части резервуара для каждого растения вырезается (или просверливается) отверстие; если это банка или кадка, то это может быть крышка, но в противном случае сверху можно положить картон, фольгу, бумагу, дерево или металл. Один резервуар может быть предназначен для одного растения или для разных растений. Размер резервуара можно увеличивать по мере увеличения размера растений. Самодельная система может быть сконструирована из пищевых контейнеров или стеклянных консервных банок с аэрацией.обеспечивается аквариумным насосом, трубкой аквариумной авиалинии и аквариумными клапанами. Прозрачные контейнеры покрывают алюминиевой фольгой, мясной бумагой, черным пластиком или другим материалом, чтобы исключить свет и тем самым предотвратить образование водорослей. Питательный раствор меняется либо по расписанию, например, раз в неделю, либо когда концентрация падает ниже определенного уровня, определенного с помощью измерителя электропроводности . Когда уровень раствора истощается ниже определенного уровня, добавляется вода или свежий питательный раствор. А Сосуд Мариотта, или поплавковый клапан, можно использовать для автоматического поддержания уровня раствора. При культивировании на плотном растворе растения помещают в лист плавучего пластика, который плавает на поверхности питательного раствора. Таким образом, уровень раствора никогда не опускается ниже корней.

Культура растворов с непрерывным потоком [ править ]

Технология питательной пленки (NFT), используемая для выращивания различной салатной зелени.

В культуре с непрерывным потоком питательный раствор постоянно проходит мимо корней. Его гораздо проще автоматизировать, чем культивирование в статическом растворе, потому что отбор проб и корректировка температуры, pH и концентраций питательных веществ может производиться в большом резервуаре для хранения, который может обслуживать тысячи растений. Популярная разновидность - техника питательной пленки.или NFT, посредством чего очень неглубокий поток воды, содержащий все растворенные питательные вещества, необходимые для роста растений, рециркулирует мимо голых корней растений в водонепроницаемом толстом корневом мате, который образуется на дне канала и имеет верхнюю поверхность, которая, хотя влажный, витает в воздухе. Вследствие этого корни растений получают обильное снабжение кислородом. Правильно спроектированная система NFT основана на использовании правильного наклона канала, правильной скорости потока и правильной длины канала. Основное преимущество системы NFT перед другими формами гидропоники заключается в том, что корни растений подвергаются достаточному количеству воды, кислорода и питательных веществ. Во всех других формах производства существует конфликт между обеспечением этих требований,поскольку чрезмерное или недостаточное количество одного приводит к дисбалансу одного или обоих других. NFT, благодаря своей конструкции, обеспечивает систему, в которой все три требования для здорового роста растений могут быть удовлетворены одновременно, при условии, что простая концепция NFT всегда помнить и применять на практике. Результатом этих преимуществ является то, что более высокие урожаи высококачественной продукции получаются в течение длительного периода выращивания. Обратной стороной NFT является то, что он имеет очень небольшую буферизацию от прерываний потока (например, отключения электроэнергии). Но в целом это, вероятно, один из наиболее продуктивных методов.Результатом этих преимуществ является то, что более высокие урожаи высококачественной продукции получаются в течение длительного периода выращивания. Обратной стороной NFT является то, что он имеет очень небольшую буферизацию от прерываний потока (например, отключения электроэнергии). Но в целом это, вероятно, один из наиболее продуктивных методов.Результатом этих преимуществ является то, что более высокие урожаи высококачественной продукции получаются в течение длительного периода выращивания. Обратной стороной NFT является то, что он имеет очень небольшую буферизацию от прерываний потока (например, отключения электроэнергии). Но в целом это, вероятно, один из наиболее продуктивных методов.[ необходима цитата ]

Те же конструктивные характеристики применимы ко всем обычным системам NFT. Хотя рекомендуются уклоны вдоль каналов 1: 100, на практике трудно создать основу для каналов, которая была бы достаточно верной, чтобы питательные пленки могли течь без образования прудов в локально депрессивных областях. Как следствие, рекомендуется использовать уклоны от 1:30 до 1:40. [33] Это позволяет оставлять небольшие неровности на поверхности, но даже при таких уклонах могут возникать затопления и заболачивание . Уклон может быть обеспечен полом, скамейки или стойки могут удерживать каналы и обеспечивать необходимый уклон. Используются оба метода, которые зависят от местных требований, часто определяемых местами и требованиями культур.

Как правило, скорость потока для каждого оврага должна составлять один литр в минуту. [34] При посеве нормы могут быть вдвое меньше, а верхний предел 2 л / мин оказывается примерно максимальным. Скорость потока, превышающая эти крайние значения, часто связана с проблемами питания. Снижение темпов роста многих культур наблюдается, когда длина каналов превышает 12 метров. Тесты на быстрорастущих культурах показали, что, хотя уровни кислорода остаются адекватными, азот может истощаться по всей длине оврага. Как следствие, длина канала не должна превышать 10–15 метров. В ситуациях, когда это невозможно, снижение роста можно устранить, поместив еще одну питательную среду на полпути вдоль оврага и уменьшив вдвое скорость потока через каждое выпускное отверстие. [ необходима цитата ]

Аэропоника [ править ]

Основная статья: Аэропоника

Аэропоника - это система, в которой корни постоянно или периодически содержатся в среде, насыщенной мелкими каплями ( туманом или аэрозолем ) питательного раствора. Этот метод не требует субстрата и предполагает выращивание растений с подвешенными корнями в глубоком воздухе или в камере для выращивания, причем корни периодически смачиваются тонким туманом распыленных питательных веществ . Отличная аэрация - главное достоинство аэропоники.

Схема аэропонной техники

Аэропонные методы оказались коммерчески успешными для размножения, проращивания семян, выращивания семенного картофеля, выращивания томатов, листовых культур и микрозелени. [35] С тех пор, как изобретатель Ричард Стоунер ввел в производство аэропонную технологию в 1983 году, аэропоника стала применяться во всем мире как альтернатива водоемким гидропонным системам. [36] Ограничением гидропоники является тот факт, что 1 килограмм (2,2 фунта) воды может удерживать только 8 миллиграммов (0,12 г) воздуха, независимо от того, используются ли аэраторы или нет.

Еще одно явное преимущество аэропоники перед гидропоникой состоит в том, что в настоящей аэропонике можно выращивать любые виды растений, поскольку микросреду аэропоники можно точно контролировать. Ограничение гидропоники состоит в том, что некоторые виды растений могут выжить в воде только до тех пор, пока не станут заболачиваться . Преимущество аэропоники состоит в том, что подвешенные аэропонные растения получают 100% доступного кислорода и углекислого газа в корневую зону, стебли и листья [37].таким образом ускоряется рост биомассы и сокращается время укоренения. Исследования НАСА показали, что растения, выращенные на аэропонике, имеют на 80% больше сухой массы биомассы (основных минералов) по сравнению с растениями, выращенными на гидропонике. Аэропоника использовала на 65% меньше воды, чем гидропоника. НАСА также пришло к выводу, что растения, выращиваемые в аэропонах, требуют поступления питательных веществ по сравнению с гидропоникой. [38] [39] В отличие от растений, выращиваемых на гидропонике, растения, выращенные на аэропонике, не страдают от шока при пересадке при пересадке в почву, и предлагают производителям возможность уменьшить распространение болезней и патогенов. Аэропоника также широко используется в лабораторных исследованиях физиологии растений и патологии растений. НАСА уделяет особое внимание аэропонным методам.поскольку с туманом легче обращаться, чем с жидкостью в условиях невесомости. [38]

Fogponics [ править ]

Основная статья: Fogponics

Fogponics является производным от аэропоники, в которой питательный раствор распыляется с помощью диафрагмы, вибрирующей на ультразвуковых частотах . Капельки раствора, полученные этим методом, обычно имеют диаметр 5–10 мкм, что меньше, чем капли, полученные при нагнетании питательного раствора через форсунки под давлением, как в аэропонике. Меньший размер капель позволяет им легче диффундировать в воздухе и доставлять питательные вещества к корням, не ограничивая их доступ к кислороду. [40] [41]

Пассивное автополив [ править ]

Основная статья: Пассивная гидропоника
Крокус, выращенный на водных растениях

Пассивный суб-орошение, также известный как пассивные гидропоники, полу-гидропоники, или hydroculture , [42] представляет собой способ , в котором растения выращивают в инертном пористом носителе , который транспортирует воду и удобрения к корням путем капиллярного действия из отдельного резервуара по мере необходимости , сокращая трудозатраты и обеспечивая постоянную подачу воды к корням. В самом простом случае горшок стоит в неглубоком растворе удобрений и воды или на капиллярном коврике, пропитанном питательным раствором. Доступны различные гидропонные среды, такие как керамзит и кокосовая шелуха., содержат больше воздушного пространства, чем более традиционные почвенные смеси, доставляя больше кислорода к корням, что важно для эпифитных растений, таких как орхидеи и бромелии , корни которых подвергаются воздействию воздуха в природе. Дополнительными преимуществами пассивной гидропоники являются уменьшение корневой гнили и дополнительная влажность окружающей среды за счет испарений.

Гидрокультура по сравнению с традиционным сельским хозяйством с точки зрения урожайности сельскохозяйственных культур на площади в контролируемой среде была примерно в 10 раз более эффективной, чем традиционное сельское хозяйство, использует в 13 раз меньше воды в один цикл урожая, чем традиционное сельское хозяйство, но в среднем использует в 100 раз больше килоджоулей на килограмм энергии, чем традиционное сельское хозяйство. [43]

Приливы и отливы (паводки и дренаж) суб-орошение [ править ]

Система гидропоники при отливе и отливе , или наводнении и сливе.
Основная статья: Приливы и отливы

В простейшем виде над резервуаром с питательным раствором находится поддон. Либо лоток заполнен питательной средой (чаще всего глиняные гранулы), а затем посадите непосредственно, либо поставьте горшок на среду, вставьте в лоток. Через регулярные промежутки времени простой таймер заставляет насос заполнять верхний лоток питательным раствором, после чего раствор стекает обратно в резервуар. Благодаря этому среда регулярно пополняется питательными веществами и воздухом. Как только верхний лоток заполняется после остановки слива, он начинает рециркуляцию воды до тех пор, пока таймер не отключит насос, а вода из верхнего лотка не стечет обратно в резервуары. [44]

Бегущий в отходы [ править ]

В системе сточных вод на поверхность среды периодически наносят питательный и водный раствор. Метод был изобретен в Бенгалии в 1946 году; по этой причине ее иногда называют «Бенгальской системой». [45]

Вводный к отходам система гидропоники, называют как « Бенгальскими системы» после того, как в регионе в восточной Индии , где он был изобретен (около 1946)

Этот метод можно настроить в различных конфигурациях. В простейшей форме раствор питательных веществ и воды вручную наносят один или несколько раз в день на контейнер с инертной средой для выращивания, такой как минеральная вата, перлит, вермикулит, кокосовое волокно или песок. В немного более сложной системе она автоматизирована с помощью нагнетательного насоса, таймера и ирригационной трубки для подачи питательного раствора с частотой подачи, которая зависит от ключевых параметров размера растений, стадии роста растений, климата, субстрата и проводимости субстрата. , pH и содержание воды.

В коммерческих условиях частота полива является многофакторной и регулируется компьютерами или ПЛК .

Коммерческое гидропонное производство крупных растений, таких как помидоры, огурцы и перец, использует ту или иную форму безотходной гидропоники.

При экологически ответственном использовании богатые питательными веществами отходы собираются и обрабатываются с помощью системы фильтрации на месте, которую можно использовать многократно, что делает систему очень производительной. [46]

Некоторые бонсай также выращиваются на беспочвенных субстратах (обычно состоящих из акадамы , песка, диатомовой земли и других неорганических компонентов), а вода и питательные вещества поставляются в безвозвратно выброшенной форме.

Глубоководная культура [ править ]

Глубоководная культура методика используется расти венгерского восковые перца
Основная статья: Глубоководная культура

Гидропонный метод выращивания растений путем подвешивания корней растений в растворе насыщенной питательными веществами и насыщенной кислородом воды. Традиционные методы благоприятствуют использованию пластиковых ведер и больших контейнеров с растением, содержащимся в сетчатом горшке, подвешенном к центру крышки, а корни - в питательном растворе. Раствор насыщается кислородом с помощью воздушного насоса в сочетании с пористыми камнями . При использовании этого метода растения растут намного быстрее из-за большого количества кислорода, которое получают корни. [47] Метод Кратки похож на глубоководное культивирование, но использует не циркулирующий резервуар с водой.

Глубоководная культура с подпиткой [ править ]

Топ вскармливании культура глубоководного представляет собой метод доставки с участием весьма насыщенной кислородом питательного раствора прямо на корневую зону растений. В то время как при глубоководной культуре корни растений свисают в резервуар с питательным раствором, в глубоководной культуре с верхним питанием раствор перекачивается из резервуара к корням (верхнее питание). Вода выпускается над корнями растения, а затем возвращается в резервуар внизу в постоянно рециркуляционной системе. Как и в случае с глубоководной культурой, в резервуаре есть воздухозаборник, который закачивает воздух в воду через шланг снаружи резервуара. Аэростон помогает добавлять в воду кислород. И воздушный поток, и водяной насос работают 24 часа в сутки.

Самым большим преимуществом глубоководной культуры с верхним кормлением перед стандартной глубоководной культурой является ускоренный рост в течение первых нескольких недель. [ необходима цитата ] В глубоководной культуре бывает время, когда корни еще не достигли воды. При использовании глубоководной культуры с верхним питанием корни получают легкий доступ к воде с самого начала и будут расти в резервуар, расположенный ниже, намного быстрее, чем при использовании глубоководной системы культивирования. Как только корни достигают резервуара ниже, глубоководная культура с верхним питанием не имеет большого преимущества перед стандартной глубоководной культурой. Однако из-за более быстрого роста вначале время роста может быть сокращено на несколько недель. [ необходима цитата ]

Ротари [ править ]

Демонстрация роторного гидропонного культивирования на выставке Pavilion Expo Бельгии в 2015 году.

Вращающийся гидропонный сад - это стиль коммерческой гидропоники, созданный внутри круглой рамы, которая непрерывно вращается в течение всего цикла роста выращиваемого растения.

Хотя особенности систем различаются, системы обычно вращаются один раз в час, давая предприятию 24 полных оборота в пределах одного круга каждые 24 часа. В центре каждого вращающегося гидропонного сада может быть светильник высокой интенсивности, предназначенный для имитации солнечного света, часто с помощью механизированного таймера.

Каждый день, когда растения вращаются, их периодически поливают гидропонным раствором для выращивания, чтобы обеспечить все питательные вещества, необходимые для устойчивого роста. Из-за того, что растения постоянно борются с гравитацией, растения обычно созревают намного быстрее, чем при выращивании в почве или других традиционных гидропонных системах выращивания. [ необходима цитата ] Поскольку ротационные гидропонные системы имеют небольшой размер, они позволяют выращивать больше растительного материала на площади пола, чем другие традиционные гидропонные системы. [48]

Субстраты (вспомогательные материалы для выращивания) [ править ]

Одним из наиболее очевидных решений, которые должны принять фермеры, занимающиеся гидропоникой, является то, какую среду им следует использовать. Для разных методов выращивания подходят разные среды.

Керамзит [ править ]

Основная статья: Керамзитовый заполнитель
Керамзитовый заполнитель

Гранулы из запеченной глины подходят для гидропонных систем, в которых все питательные вещества тщательно контролируются в водном растворе. Гранулы глины инертны, нейтральны по pH и не содержат никаких питательных веществ.

Из глины формуют круглые гранулы и обжигают во вращающихся печах при температуре 1200 ° C (2190 ° F). Это заставляет глина расширяться, как попкорн, и становиться пористой. Он легкий и не сжимается со временем. Форма отдельной гранулы может быть неправильной или однородной в зависимости от марки и производственного процесса. Производители считают керамзит экологически устойчивой и многоразовой средой для выращивания из-за ее способности очищать и стерилизовать, как правило, промывкой в ​​растворах белого уксуса, хлорного отбеливателя или перекиси водорода ( H
2О
2) и полностью промыть.

Другая точка зрения состоит в том, что глиняную гальку лучше не использовать повторно, даже после очистки, из-за роста корней, которые могут попасть в среду. Разломав глиняную гальку после того, как был обнаружен урожай, можно обнаружить этот рост.

Камни роста [ править ]

Камни для выращивания , сделанные из стеклянных отходов, удерживают больше воздуха и воды, чем перлит и торф. Этот заполнитель содержит больше воды, чем пропаренная рисовая шелуха. [49] Камни для выращивания по объему состоят из 0,5–5% карбоната кальция [50] - для стандартного пакета 5,1 кг ростовых камней, что соответствует 25,8–258 г карбоната кальция . Остальное - натриево-известковое стекло. [50]

Кокосовая койра [ править ]

Независимо от потребности в гидропонике, кокосовая койра является естественным побочным продуктом, получаемым при кокосовых процессах. Внешняя оболочка кокосового ореха состоит из волокон, которые обычно используются для изготовления множества предметов, от ковриков до щеток. После того, как длинные волокна используются для этих целей, пыль и короткие волокна объединяются для создания кокосового волокна. Кокосы поглощают большое количество питательных веществ на протяжении всего своего жизненного цикла, поэтому кокосовое волокно должно пройти процесс созревания, прежде чем станет жизнеспособной питательной средой. [51] Этот процесс удаляет соли, дубильные вещества и фенольные соединения путем существенной промывки водой. Загрязненная вода является побочным продуктом этого процесса, так как требуется от трехсот до шестисот литров воды на один кубический метр кокосового волокна. [52]Кроме того, это созревание может занять до шести месяцев, и одно исследование показало, что условия труда во время процесса созревания опасны и будут незаконными в Северной Америке и Европе. [53] Несмотря на то, что кокосовая койра требует внимания, создает риски для здоровья и оказывает воздействие на окружающую среду, она обладает впечатляющими свойствами материала. Под воздействием воды коричневый, сухой, крупный и волокнистый материал расширяется почти в три-четыре раза по сравнению с первоначальным размером. Эта характеристика в сочетании с водоудерживающей способностью кокосового волокна и устойчивостью к вредителям и болезням делает его эффективной питательной средой. Используемый в качестве альтернативы минеральной вате кокосовая койра, также известная как кокосовый торф, предлагает оптимальные условия для выращивания. [54]

Рисовая шелуха [ править ]

Рисовая шелуха

Пропаренная рисовая шелуха (PBH) - это побочный сельскохозяйственный продукт, который в противном случае имел бы мало пользы. Со временем они разлагаются, пропускают дренаж [55] и даже удерживают меньше воды, чем камни для выращивания. [49] Исследование показало, что рисовая шелуха не влияет на действие регуляторов роста растений . [55] [необходим неосновной источник ]

Перлит [ править ]

Перлит

Перлит - это вулканическая порода, которая была перегрета в очень легкие вспененные стеклянные гальки. Используется отдельно или в пластиковых гильзах, погруженных в воду. Он также используется в горшечных почвенных смесях для уменьшения плотности почвы. Перлит имеет те же свойства и применение, что и вермикулит, но в целом содержит больше воздуха и меньше воды и обладает плавучестью.

Вермикулит [ править ]

Вермикулит

Как и перлит, вермикулит - это минерал, который был перегрет до тех пор, пока не превратился в легкую гальку. Вермикулит содержит больше воды, чем перлит, и обладает естественным «впитывающим» свойством, которое может поглощать воду и питательные вещества в пассивной гидропонной системе. Если слишком много воды и недостаточно воздуха окружают корни растений, можно постепенно снизить водоудерживающую способность среды, добавляя все большее количество перлита.

Пемза [ править ]

Пемза

Как и перлит, пемза представляет собой легкую добываемую вулканическую породу, которая находит применение в гидропонике.

Песок [ править ]

Песок дешев и доступен. Однако он тяжелый, плохо удерживает воду, и его необходимо стерилизовать между использованием. [56] Из-за того, что песок легко доступен и пользуется большим спросом, на горизонте видна нехватка песка, поскольку мы истощаемся. [57]

Гравий [ править ]

Тот же тип, что и в аквариумах, но можно использовать любой мелкий гравий, если его предварительно помыть. Действительно, растения, растущие в типичном традиционном слое гравийного фильтра, где вода циркулирует с помощью электрических насосов, в действительности выращиваются с использованием гравийной гидропоники. Гравий недорогой, его легко содержать в чистоте, он хорошо дренирует и не заболачивается. Однако он также тяжелый, и, если система не обеспечивает непрерывной подачи воды, корни растений могут высохнуть.

Древесное волокно [ править ]

Эксельсиор, или древесная шерсть

Древесное волокно , полученное путем парового трения дерева, является очень эффективным органическим субстратом для гидропоники. Его преимущество в том, что он очень долго сохраняет свою структуру. Древесная вата (например, щепа) использовалась с самых первых дней исследований гидропоники. [19] Однако более поздние исследования показывают, что древесное волокно может оказывать пагубное воздействие на «регуляторы роста растений». [55] [необходим неосновной источник ]

Овечья шерсть [ править ]

Шерсть от стрижки овец - малоиспользуемая, но многообещающая возобновляемая среда для выращивания. В исследовании, сравнивающем шерсть с торфяными плитами, плитами из кокосового волокна, плитами из перлита и минеральной ваты для выращивания огурцов, овечья шерсть имела большую воздухоёмкость на 70%, которая снизилась при использовании до сопоставимых 43%, а водоёмкость увеличилась с 23 % до 44% при использовании. [58] Использование овечьей шерсти привело к наибольшему выходу из тестируемых субстратов, в то время как применение биостимулятора, состоящего из гуминовой кислоты, молочной кислоты и Bacillus subtilis, улучшило урожайность всех субстратов. [58]

Минеральная вата [ править ]

Минеральная вата

Минеральная вата ( минеральная вата ) является наиболее широко используемым средством в гидропонике. Минеральная вата представляет собой инертный субстрат, подходящий как для бытовых, так и для рециркуляционных систем. Минеральная вата изготавливается из расплавленной породы, базальта или «шлака», который скручивается в пучки единичных филаментных волокон и соединяется со средой, способной к капиллярному действию, и, по сути, защищена от наиболее распространенного микробиологического разложения. Минеральная вата обычно используется только на стадии прорастания или с только что обрезанными клонами, но может оставаться в основе растения на протяжении всей жизни. Минеральная вата имеет много достоинств и недостатков. Последним является возможное раздражение кожи (механическое) при работе (1: 1000). [ необходима цитата ]Промывание холодной водой обычно приносит облегчение. Преимущества включают его доказанную эффективность и действенность в качестве коммерческого субстрата для гидропоники. Большая часть продаваемой на сегодняшний день минеральной ваты является неопасным, неканцерогенным материалом, подпадающим под действие примечания Q Правил классификации упаковки и маркировки Европейского Союза (CLP). [ необходима цитата ]

Продукты из минеральной ваты могут быть сконструированы так, чтобы удерживать большое количество воды и воздуха, что способствует росту корней и усвоению питательных веществ в гидропонике ; их волокнистая природа также обеспечивает хорошую механическую структуру, удерживающую растение в стабильном состоянии. Естественно высокий pH минеральной ваты делает ее изначально непригодной для роста растений и требует «кондиционирования» для производства шерсти с подходящим стабильным pH. [59]

Осколки кирпича [ править ]

Осколки кирпича по своим свойствам похожи на гравий. У них есть дополнительные недостатки, связанные с возможным изменением pH и необходимостью дополнительной очистки перед повторным использованием. [60]

Арахис полистирольный упаковочный [ править ]

Арахис пенополистирольный

Арахис для упаковки из полистирола недорогой, легко доступный и имеет отличный дренаж. Однако для некоторых целей они могут быть слишком легкими. Они используются в основном в системах с закрытой трубой. Обратите внимание, что необходимо использовать арахис из небиоразлагаемого полистирола ; биоразлагаемый арахис в упаковке разложится на осадок. Растения могут поглощать стирол и передавать его своим потребителям; это возможный риск для здоровья. [60]

Питательные растворы [ править ]

Неорганические гидропонные растворы [ править ]

Формулировка гидропонных растворов является применение подкормки растений , с питательными веществами симптомов дефицита зеркалирования , которые содержатся в традиционном сельском хозяйстве на основе почвы . Однако химический состав гидропонных растворов может во многом отличаться от химического состава почвы . Важные отличия включают:

  • В отличие от почвы, гидропонные питательные растворы не обладают катионообменной способностью (CEC) от частиц глины или органических веществ. Отсутствие CEC означает, что pH и концентрации питательных веществ могут изменяться намного быстрее в гидропонных установках, чем это возможно в почве.
  • Избирательное поглощение питательных веществ растениями часто приводит к нарушению баланса количества противоионов в растворе. [19] [61] [62] Этот дисбаланс может быстро повлиять на pH раствора и способность растений поглощать питательные вещества с аналогичным ионным зарядом (см. Мембранный потенциал статьи ). Например, нитрат- анионы часто быстро потребляются растениями с образованием белков , в результате чего в растворе остается избыток катионов . [19] Этот дисбаланс катионов может привести к симптомам дефицита других питательных веществ на основе катионов (например, Mg 2+ ), даже если в растворе растворено идеальное количество этих питательных веществ. [61][62]
  • В зависимости от pH или наличия загрязняющих веществ в воде питательные вещества, такие как железо, могут выпадать в осадок из раствора и становиться недоступными для растений. Часто необходимы регулярные корректировки pH, буферизация раствора или использование хелатирующих агентов .
  • Решение Хоагленда , например, является сбалансированным питательным раствором для выращивания растений в гидропонике, в то время как почвенные растворы могут сильно различаются по составу в зависимости от типа почвы . [63] Необходимо довести pH до нейтрального (pH 6,0) и долить воду до нормального уровня. Регулярное измерение нитрата как ведущего параметра, представляющего общую концентрацию питательных веществ в гидропонной среде, упрощает ориентированную на спрос поставку нитратов и всех других питательных веществ, доступных из искусственного питательного раствора в правильных пропорциях. Это предотвращает избыточное или недостаточное снабжение гидропонных растений питательными веществами и, как следствие, дисбаланс питательных веществ. [64]

Как и в обычном сельском хозяйстве, количество питательных веществ необходимо регулировать, чтобы удовлетворить закону минимума Либиха для каждого конкретного сорта растений . [61] Тем не менее, общепринятые концентрации питательных растворов существуют, при этом диапазоны минимальных и максимальных концентраций для большинства растений в чем-то схожи. Большинство питательных растворов смешивают до концентраций от 1000 до 2500 ppm . [19]Приемлемые концентрации для отдельных ионов питательных веществ, которые составляют общую цифру в миллионных долях, приведены в следующей таблице. Для основных питательных веществ концентрации ниже этих диапазонов часто приводят к дефициту питательных веществ, а превышение этих диапазонов может привести к токсичности питательных веществ. Оптимальные концентрации питательных веществ для различных сортов растений находят эмпирическим путем или с помощью тестов на тканях растений . [61]

ЭлементРольИонная форма (ы)Низкий диапазон (ppm)Высокий диапазон (ppm)Общие источникиКомментарий
АзотОсновные макроэлементыНЕТ- 3или NH+ 4100 [62]1000 [61]KNO 3 , NH 4 NO 3 , Ca (NO 3 ) 2 , HNO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 и (NH 4 ) 2 HPO 4NH+
4препятствует поглощению Ca 2+ и может быть токсичным для растений, если используется в качестве основного источника азота. Соотношение NO 3: 1-
3-N в NH+
4-N ( вес.% ) Иногда рекомендуется для уравновешивания pH во время абсорбции азота. [62] Растения по-разному реагируют в зависимости от формы азота, например, аммоний имеет положительный заряд, и, таким образом, растение выделяет один протон (H+
) для каждого NH+
4поглощается, что приводит к снижению pH ризосферы. При поставке с NO-
3обратное может произойти, если растение выделяет бикарбонат (HCO-
3), что увеличивает pH ризосферы. Эти изменения pH могут влиять на доступность других необходимых для растений микроэлементов (например, Zn, Ca, Mg). [65]
КалийОсновные макроэлементыK +100 [61]400 [61]KNO 3 , K 2 SO 4 , KCl , KOH , K 2 CO 3 , K 2 HPO 4 и K 2 SiO 3Высокие концентрации нарушают функцию Fe, Mn и Zn. Дефицит цинка часто является наиболее очевидным. [62]
ФосфорОсновные макроэлементыPO3- 430 [62]100 [61]K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , H 3 PO 4 и Ca (H 2 PO 4 ) 2Превышение НЕТ-
3 имеет тенденцию ингибировать PO3-
4абсорбция. Отношение железа к ПО3-
4может повлиять на реакции соосаждения . [61]
КальцийОсновные макроэлементыCa 2+200 [62]500 [61]Ca (NO 3 ) 2 , Ca (H 2 PO 4 ) 2 , CaSO 4 , CaCl 2Избыток Ca 2+ ингибирует поглощение Mg 2+ . [62]
МагнийОсновные макроэлементыМг 2+50 [61]100 [61]MgSO 4 и MgCl 2Концентрация Ca 2+ не должна превышать концентрации из-за конкурентного поглощения. [62]
СераОсновные макроэлементыТАК2- 450 [62]1000 [61]MgSO 4 , К 2 SO 4 , CaSO 4 , H 2 SO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , ZnSO 4 , CuSO 4 , FeSO 4 , и MnSO 4В отличие от большинства питательных веществ, растения могут переносить высокую концентрацию SO.2-
4, выборочно поглощая питательные вещества по мере необходимости. [19] [61] [62] Тем не менее, нежелательные эффекты противоиона все еще присутствуют.
УтюгНезаменимые питательные микроэлементыFe 3+ и Fe 2+2 [62]5 [61]Fe ДТП , Fe ЭДТ , железа цитрат , железа тартрат , FeCl 3 , Железа ЭДТ , и FeSO 4Значения pH выше 6,5 значительно снижают растворимость железа. Хелатирующие агенты (например, DTPA , лимонная кислота или EDTA) часто добавляют для увеличения растворимости железа в более широком диапазоне pH. [62]
ЦинкНезаменимые питательные микроэлементыZn 2+0,05 [62]1 [61]ZnSO 4Избыток цинка очень токсичен для растений, но при низких концентрациях необходим для растений.
МедьНезаменимые питательные микроэлементыCu 2+0,01 [62]1 [61]CuSO 4Чувствительность растений к меди сильно различается. 0,1 ppm может быть токсичным для некоторых растений [62], тогда как концентрация до 0,5 ppm для многих растений часто считается идеальной. [61]
МарганецНезаменимые питательные микроэлементыMn 2+0,5 [61] [62]1 [61]MnSO 4 и MnCl 2Поглощение увеличивается за счет высокого PO3- 4концентрации. [62]
БорНезаменимые питательные микроэлементыВ (ОН)- 40,3 [62]10 [61]H 3 BO 3 и Na 2 B 4 O 7Однако это важное питательное вещество, некоторые растения очень чувствительны к бору (например, в цитрусовых деревьях проявляются токсические эффекты при 0,5 ppm). [61]
МолибденНезаменимые питательные микроэлементыМоО- 40,001 [61]0,05 [62](NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 и Na 2 MoO 4Компонент фермента нитратредуктазы, необходимый ризобиям для фиксации азота . [62]
НикельНезаменимые питательные микроэлементыNi 2+0,057 [62]1,5 [61]NiSO 4 и NiCO 3Незаменим для многих растений (например, бобовых и некоторых зерновых культур). [62] Также используется фермент уреаза .
ХлорПеременный микронутриентCl -0Сильно изменчивыйKCl, CaCl 2 , MgCl 2 и NaClМожет мешать НЕТ-
3поглощается некоторыми растениями, но может быть полезным для некоторых растений (например, в спарже в концентрации 5 частей на миллион). Отсутствует у хвойных растений , папоротников и большинства мохообразных . [61]
АлюминийПеременный микронутриентAl 3+010 [61]Al 2 (SO 4 ) 3Незаменим для некоторых растений (например, гороха , кукурузы , подсолнечника и злаков ). Может быть токсичным для некоторых растений при концентрации ниже 10 ppm. [61] Иногда используется для производства цветочных пигментов (например, для гортензий ).
КремнийПеременный микронутриентSiO2- 30140 [62]K 2 SiO 3 , Na 2 SiO 3 и H 2 SiO 3Присутствует в большинстве растений, в изобилии в зерновых культурах, травах и коре деревьев. Доказательства того, что SiO2-
3улучшает устойчивость растений к болезням. [61]
ТитанаПеременный микронутриентTi 3+05 [61]H 4 TiO 4Может быть необходимо, но следы Ti 3+ настолько распространены, что их добавление редко бывает оправданным. [62] При 5 промилле заметно благоприятное воздействие на рост некоторых культур (например, ананаса и гороха). [61]
КобальтНесущественные микронутриентыCo 2+00,1 [61]CoSO 4Необходим для ризобий, важен для клубеньков бобовых . [62]
НатрийНесущественные микронутриентыNa +0Сильно изменчивыйNa 2 SiO 3 , Na 2 SO 4 , NaCl, NaHCO 3 и NaOHNa + может частично заменять K + в некоторых функциях растений, но K + по-прежнему является важным питательным веществом. [61]
ВанадийНесущественные микронутриентыVO 2+0След, не определенВОСО 4Благоприятен для фиксации ризобий N 2 . [62]
ЛитийНесущественные микронутриентыЛи +0НеопределенныйLi 2 SO 4 , LiCl и LiOHLi + может увеличивать содержание хлорофилла в некоторых растениях (например, в картофеле и перце ). [62]

Органические гидропонные растворы [ править ]

Основная статья: Органическая гидропоника

Органические удобрения можно использовать для дополнения или полной замены неорганических соединений, используемых в обычных гидропонных растворах. [61] [62] Однако использование органических удобрений создает ряд проблем, которые нелегко решить. Примеры включают:

  • Органические удобрения сильно различаются по своему питательному составу с точки зрения минералов и различных химических веществ . Даже похожие материалы могут значительно отличаться в зависимости от их источника (например, качество навоза зависит от рациона животного).
  • Органические удобрения часто получают из побочных продуктов животного происхождения, что делает передачу болезней серьезной проблемой для растений, выращиваемых для потребления человеком или в качестве корма для животных .
  • органические удобрения часто бывают в виде частиц и могут засорить субстрат или другое оборудование для выращивания. Часто необходимо просеивать или измельчать органические материалы до мелкой пыли.
  • некоторые органические материалы (например, навоз и отходы ) могут подвергнуться дальнейшему разложению с выделением неприятных запахов.
  • органические соединения не нужны для нормального питания растений. [66]

Тем не менее, если принять меры предосторожности, органические удобрения можно успешно использовать в гидропонике. [61] [62]

Макроэлементы из органических источников [ править ]

Примеры подходящих материалов с их средним содержанием питательных веществ, указанным в процентах по сухой массе, перечислены в следующей таблице. [61]

Органический материалNP 2 O 5К 2 ОCaOMgOSO 2Комментарий
Кровяная мука13,0%2,0%1,0%0,5%--
Костный пепел-35,0%-46,0%1,0%0,5%
Костная мука4,0%22,5%-33,0%0,5%0,5%
Копыто / роговая мука14,0%1,0%-2,5%-2,0%
Рыбное блюдо9,5%7,0%-0,5%--
Отходы шерсти3,5%0,5%2,0%0,5%--
Древесная зола-2,0%5,0%33,0%3,5%1,0%
Зола хлопчатобумажная-5,5%27,0%9,5%5,0%2,5%
Шрот хлопковый7,0%3,0%2,0%0,5%0,5%-
Сушеная саранча или кузнечик10,0%1,5%0,5%0,5%--
Кожаные отходыОт 5,5% до 22%-----Измельченный до мелкой пыли. [62]
Мука из водорослей, жидкие водоросли1%-12%---Доступны коммерческие продукты.
Птичий пометОт 2% до 5%От 2,5% до 3%От 1,3% до 3%4,0%1,0%2,0%Жидкости компост , который просеивают для удаления твердых веществ и проверены на патогены . [61]
Овечий навоз2,0%1,5%3,0%4,0%2,0%1,5%То же, что и птичий помет.
Козий навоз1,5%1,5%3,0%2,0%--То же, что и птичий помет.
Конский навозОт 3% до 6%1,5%От 2% до 5%1,5%1,0%0,5%То же, что и птичий помет.
Коровий навоз2,0%1,5%2,0%4,0%1,1%0,5%То же, что и птичий помет.
Гуано летучих мышей8,0%40%29%СледСледСледВысокое содержание микроэлементов. [62] Имеется в продаже.
Гуано птицы13%8%20%СледСледСледВысокое содержание микроэлементов. В продаже.

Микроэлементы из органических источников [ править ]

Микроэлементы также могут быть получены из органических удобрений. Например, компостированная сосновая кора богата марганцем и иногда используется для удовлетворения этой потребности в минералах в гидропонных растворах. [62] Для удовлетворения требований национальных программ по органике, измельченные неочищенные минералы (например, гипс , кальцит и глауконит ) также могут быть добавлены для удовлетворения потребностей растений в питательных веществах .

Добавки [ править ]

В дополнении к хелатообразователям , гуминовые кислоты могут быть добавлены для увеличения поглощения питательных веществ. [62] [67]

Инструменты [ править ]

Общее оборудование [ править ]

Управление концентрациями питательных веществ и значениями pH в допустимых пределах имеет важное значение для успешного гидропонного садоводства . Общие инструменты, используемые для управления гидропонными растворами, включают:

  • Измерители электропроводности - инструмент, который оценивает содержание питательных веществ в ppm, измеряя, насколько хорошо раствор пропускает электрический ток .
  • pH-метр - инструмент, который использует электрический ток для определения концентрации ионов водорода в растворе.
  • Лакмусовая бумага , одноразовые индикаторные полоски pH, которые определяют концентрацию ионов водорода путем химической реакции изменения цвета .
  • Градуированные цилиндры или мерные ложки для отмеривания готовых коммерческих гидропонных растворов.

Оборудование [ править ]

Химическое оборудование также можно использовать для проведения точных химических анализов питательных растворов. Примеры включают: [61]

  • Весы для точного измерения материалов.
  • Лабораторная посуда , такая как бюретки и пипетки , для проведения титрования .
  • Колориметры для испытаний растворов, в которых применяется закон Бера – Ламберта .
  • Спектрофотометр для измерения концентрации нитрата свинца и других питательных веществ, таких как фосфат, сульфат или железо.

Использование химического оборудования для гидропонных растворов может быть полезным для производителей любого уровня подготовки, поскольку питательные растворы часто можно использовать повторно. [68] Поскольку питательные растворы практически никогда не истощаются полностью и никогда не должны быть из-за неприемлемо низкого осмотического давления, которое могло бы произойти, повторное обогащение старых растворов новыми питательными веществами может сэкономить деньги производителей и может контролировать загрязнение из точечных источников , общий источник для эвтрофикации близлежащих озер и ручьев. [68]

Программное обеспечение [ править ]

Хотя предварительно смешанные концентрированные питательные растворы обычно приобретаются у коммерческих производителей питательных веществ любителями гидропоники и небольшими коммерческими производителями, существует несколько инструментов, которые помогут любому приготовить свои собственные растворы без обширных знаний в области химии. Бесплатные инструменты с открытым исходным кодом HydroBuddy [69] и HydroCal [70] были созданы профессиональными химиками, чтобы помочь любому производителю гидропоники приготовить свои собственные питательные растворы. Первая программа доступна для Windows, Mac и Linux, а вторая может использоваться через простой интерфейс JavaScript. Обе программы позволяют приготовить основной питательный раствор, хотя HydroBuddy предоставляет дополнительные функции для использования и сохранения пользовательских веществ, сохранения рецептур и прогнозирования значений электропроводности.

Смешивание растворов [ править ]

Часто смешивание гидропонных растворов с использованием индивидуальных солей непрактично для любителей или мелких коммерческих производителей, поскольку коммерческие продукты доступны по разумным ценам. Однако даже при покупке товарной продукции популярны многокомпонентные удобрения. Часто эти продукты продаются в виде трехкомпонентных формул, которые подчеркивают определенные питательные свойства. Например, популярны растворы для вегетативного роста (т. Е. С высоким содержанием азота), цветения (т. Е. С высоким содержанием калия и фосфора) и растворы микроэлементов (т. Е. С микроэлементами). Время и применение этих многокомпонентных удобрений должно совпадать со стадией роста растения. Например, в конце с однолетним растением «S жизненного цикла, растение следует ограничить от удобрений с высоким содержанием азота. У большинства растений ограничение азота подавляет вегетативный рост и способствует цветению . [62]

Дополнительные улучшения [ править ]

Помещения для выращивания [ править ]

Благодаря уменьшению количества вредителей и постоянной подаче питательных веществ к корням продуктивность гидропоники становится высокой; Однако производители могут дополнительно увеличить выход манипулируя среду растения пути построения сложных growrooms [ Править ].


Обогащение CO 2 [ править ]

Основная статья: Углекислый газ § Сельскохозяйственные и биологические приложения

Для дальнейшего увеличения урожайности в некоторых закрытых теплицах в окружающую среду закачивается CO 2, чтобы улучшить рост и плодородие растений.

См. Также [ править ]

  • Аэропоника
  • Антропоника
  • Аквапоника
  • Fogponics
  • Народная стена
  • Ящик для выращивания
  • Комната для выращивания
  • Органопоника
  • Пассивная гидропоника
  • Завод завод
  • Питание растений
  • Патология растений
  • Отращивание овощей
  • Корневая гниль
  • Вертикальное земледелие
  • Ксерискапирование

Ссылки [ править ]

  1. ^ Герике, Уильям Ф. (1937). «Гидропоника - растениеводство на жидких питательных средах». Наука . 85 (2198): 177–178. Bibcode : 1937Sci .... 85..177G . DOI : 10.1126 / science.85.2198.177 . PMID  17732930 .
  2. ^ дос Сантос, JD; Lopes da Silva, AL, da Luz Costa, J .; Scheidt, GN; Новак, AC; Сидней, ЭБ; Soccol, CR (2013). «Разработка питательного раствора барды для гидропоники». Журнал экологического менеджмента . 114 : 8–12. DOI : 10.1016 / j.jenvman.2012.10.045 . ISSN 0301-4797 . PMID 23201600 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  3. ^ Герике, Уильям Ф. (1945). «Значение гидропоники». Наука . 101 (2615): 142–143. Bibcode : 1945Sci ... 101..142G . DOI : 10.1126 / science.101.2615.142 . PMID 17800488 . 
  4. ^ Най, PH (1981). «Изменения pH в ризосфере, вызванные корнями». Растение и почва . 61 (1–2): 7–26. DOI : 10.1007 / BF02277359 . S2CID 24813211 . 
  5. ^ Уокер, TS; Байс, HP; Grotewold, E .; Виванко, Дж. М. (2003). «Корневая экссудация и биология ризосферы» . Физиология растений . 132 (1): 44–51. DOI : 10.1104 / pp.102.019661 . PMC 1540314 . PMID 12746510 .  
  6. Перейти ↑ Jones, Jr., JB (2004). Гидропоника: Практическое руководство для беспочвенного производителя (2-е изд.). Бока-Ратон, Лондон, Нью-Йорк, Вашингтон, округ Колумбия: CRC Press. С. 153–166. ISBN 9780849331671.
  7. ^ "Упрощенная гидропонная культура Arabidopsis " . Био-101 . Дата обращения 4 марта 2020 .
  8. ^ Чжан, Он; Асутош, Ашиш; Ху, Вэй (27.11.2018). «Внедрение вертикального земледелия в университетском масштабе для развития устойчивых сообществ: анализ осуществимости» . Устойчивое развитие . 10 (12): 4429. DOI : 10,3390 / su10124429 . ISSN 2071-1050 . В статье описывается разработанная авторами статистическая концепция моделирования при определении потенциальных преимуществ развития вертикальной фермы в Университете науки и технологий Хуачжун. Хотя цифры консервативны и прогнозируют прибыльность фермы через 10–20 лет, они основаны на метаданных, а не на прямом наблюдении.
  9. ^ Герике, Уильям Ф. (1938). «Растениеводство без почвы». Природа . 141 (3569): 536–540. Bibcode : 1938Natur.141..536G . DOI : 10.1038 / 141536a0 . S2CID 38739387 . 
  10. ^ а б Дуглас, JS (1975). Гидропоника (5-е изд.). Бомбей: Оксфорд UP. С. 1–3.
  11. ^ Breazeale, JF (1906). «Отношение натрия к калию в почвенных и растворных культурах» . Журнал Американского химического общества . 28 (8): 1013–1025. DOI : 10.1021 / ja01974a008 .
  12. ^ Hoagland, DR; Снайдер, WC (1933). «Питание растений клубники в контролируемых условиях. (А) Последствия дефицита бора и некоторых других элементов, (б) восприимчивость к травмам от солей натрия». Труды Американского общества садоводческих наук . 30 : 288–294.
  13. ^ «Деннис Роберт Хоугланд: 1884-1949» (PDF) . Биографические воспоминания Национальной академии наук . Дата обращения 2 декабря 2020 .
  14. ^ Данн, HH (октябрь 1929). "Растение" Таблетки "Выращивание бамперных культур" . Popular Science Monthly : 29–30.
  15. ^ Тиягараджан, G .; Umadevi, R .; Рамеш, К. (январь 2007 г.). «Гидропоника» (PDF) . Предприниматель в области науки и технологий . Архивировано из оригинального (PDF) 29 декабря 2009 года через Wayback Machine .
  16. ↑ Тернер, Бэмби (20 октября 2008 г.). «Как работает гидропоника» . HowStuffWorks . InfoSpace Holdings LLC . Проверено 29 мая 2012 года .
  17. ^ "Биография WA Setchell" . Университет и Джепсон Гербария, Калифорнийский университет. Архивировано из оригинального 15 октября 2015 года . Проверено 21 ноября 2018 года .
  18. ^ Liddell, HG; Скотт Р. "Греко-английский лексикон" . www.perseus.tufts.edu . Проверено 21 ноября 2018 года .
  19. ^ a b c d e f Герике, Уильям Ф. (1940). Полное руководство по беспочвенному садоводству (1-е изд.). Лондон: Патнэм. стр.  9 -10, 38 & 84. ISBN 9781163140499.
  20. ^ Hoagland, D. R; Арнон, Д. I (1938). Водный метод выращивания растений без почвы . Круговой. Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет, сельскохозяйственный колледж, сельскохозяйственная экспериментальная станция.
  21. ^ Арнон, ДИ; Хоугланд, Д.Р. (1940). «Растениеводство в растворах искусственных культур и в почвах с особым вниманием к факторам, влияющим на урожайность и поглощение неорганических питательных веществ». Почвоведение . 50 (1): 463–485.
  22. ^ "Различные системы гидропоники" . Блог о городском садоводстве по гидропонике . Проверено 5 февраля, 2020 .
  23. ^ Texier, W .: Гидропоника для всех - Все о домашнем садоводстве. Mama Publishing, английское издание, Париж (2015), стр. 235.
  24. ↑ Taylor, FJ (июль 1939 г.). «Красивое чистое садоводство» . Ротарианец . 55 (1): 14–15. ISSN 0035-838X . 
  25. ^ Салливан, Уолтер. "Дэниел Арнон, 84 года, исследователь и эксперт по фотосинтезу" , The New York Times , 23 декабря 1994 г. По состоянию на 7 апреля 2020 г.
  26. Перейти ↑ Cooper, AJ (1979). Азбука NFT: техника питательной пленки: первый в мире метод выращивания сельскохозяйственных культур без твердой среды для укоренения . Лондон: Grower Books. ISBN 0901361224. OCLC  5809348 .
  27. ^ Heiney, A. (27 августа 2004). «Фермерство во имя будущего» . www.nasa.gov . Проверено 21 ноября 2018 года .
  28. ↑ Адельман, Джейкоб (21 ноября 2008 г.). «Городские земледельцы используют высокие технологии, чтобы прокормить горожан» . Newsvine . Ассошиэйтед Пресс. Архивировано из оригинала на 2009-05-03 . Проверено 21 ноября 2018 года .
  29. ^ "Фермы Eurofresh добавляют теплицу площадью 53 акра" (PDF) . Пресс-релиз Eurofresh Farms . 2007. Архивировано из оригинального (PDF) 10 июля 2011 г. - через Wayback Machine .
  30. ^ "NatureSweet меняет сорта в старых теплицах EuroFresh" . Упаковщик. 14 ноября, 2013. Архивировано из оригинала 7 апреля 2018 года . Проверено 6 апреля 2018 года .
  31. ^ Шефер, Карен (2017-01-02). «Канадская тепличная промышленность ищет способы уменьшить загрязнение озера Эри» . Marketplace.org . Marketplace.org . Проверено 17 января 2017 года .
  32. Рианна Вуд, Лаура (6 декабря 2017 г.). «Отчет о мировом рынке гидропоники за 2017-2023 годы: ожидается, что рынок вырастет с 226,45 миллиона долларов в 2016 году до 724,87 миллиона долларов к 2023 году - исследования и рынки» . Деловой провод . Berkshire Hathaway . Проверено 1 апреля 2018 года .
  33. ^ "Техника питательной пленки" . www.flairform.com . Архивировано из оригинала на 2018-04-16 . Проверено 22 ноября 2018 года .
  34. ^ "Каковы основы настройки системы NFT?" . Практическая гидропоника и теплицы . Публикации Каспера (148). Октябрь 2014. Архивировано из оригинала на 2017-09-04 . Проверено 16 мая 2017 г. - через Wayback Machine .
  35. ^ "Коммерческая аэропоника: история роста повсюду" . Отчет In Vitro . Новости исследований. Общество биологии in vitro. 44 (2). 2008. Архивировано из оригинала на 2017-01-31 . Проверено 22 ноября 2018 .
  36. ↑ Stoner, RJ (22 сентября 1983 г.). «Аэропоника против кровати и гидропонного распространения» . Обзор флористов . 173 (4477) - через AgriHouse.
  37. Перейти ↑ Stoner, RJ (1983). «Укоренение в воздухе». Тепличный садовод . 1 (11).
  38. ^ а б НАСА (2006). "У прогрессивного растениеводства процветает бизнес" (PDF) . 2006 Spinoff . Центр аэрокосмической информации НАСА (CASI): 64–67.
  39. ^ Риттер, E .; Angulo, B .; Рига, П .; Herrán, C .; Relloso, J .; Сан-Хосе, М. (2001). «Сравнение гидропонных и аэропонных систем выращивания для производства миниклубней картофеля». Картофельные исследования . 44 (2): 127–135. DOI : 10.1007 / bf02410099 . ISSN 0014-3065 . S2CID 3003824 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  40. ↑ Elliott, S. (27 декабря 2016 г.). «Выяснение Fogponics» . Максимальная доходность . Проверено 15 марта 2017 года .
  41. ^ "Сделай сам Fogponics" . Журнал "Садовая культура" . 1 января 2016 . Проверено 15 марта 2017 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  42. ^ "Что такое гидрокультура?" . Зелень Гидропоника . Архивировано из оригинального 23 ноября 2018 года . Проверено 22 ноября 2018 года .
  43. ^ Barbosa, G .; Gadelha, F .; Кублик, Н .; Проктор, А .; Reichelm, L .; Weissinger, E .; Wohlleb, G .; Halden, R .; Барбоза, GL (2015). «Сравнение потребностей в земле, воде и энергии для салата-латука, выращенного с использованием гидропоники и традиционных сельскохозяйственных методов» . Int. J. Environ. Res. Общественное здравоохранение . MDPI. 12 (6): 6879–6891. DOI : 10.3390 / ijerph120606879 . PMC 4483736 . PMID 26086708 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  44. ^ «Наводнение и сток или приливы и отливы» . www.makehydroponics.com. Архивировано из оригинала на 2013-02-17 . Проверено 17 мая 2013 .
  45. ^ Дуглас, Джеймс Шолто (1975). Гидропоника: Бенгальская система (5-е изд.). Нью-Дели: издательство Оксфордского университета. п. 10. ISBN 9780195605662.
  46. ^ «Часто задаваемые вопросы» . Newagehydro.com . Проверено 20 сентября 2011 .
  47. ^ «Глубоководная культура» . GroWell Гидропоника и освещение растений . Архивировано из оригинального 13 апреля 2010 года.
  48. ↑ Sky Green (17 июня 2016 г.). "Коммерческие вертикальные фермерские инициативы" (PDF) . МВО Нидерланды . Архивировано из оригинального (PDF) 9 мая 2018 года . Проверено 22 ноября 2018 года .
  49. ^ a b «Камни для выращивания - идеальная альтернатива перлиту, пропаренной рисовой шелухе» . (e) Новости науки . 14 декабря, 2011. Архивировано из оригинала 19 июля 2018 года . Проверено 22 ноября 2018 года .
  50. ^ a b «Паспорт безопасности продукции GrowStone» (PDF) . Growstone, LLC. 22 декабря, 2011. Архивировано из оригинального (PDF) 10 апреля 2018 года . Проверено 22 ноября 2018 года .
  51. ^ Namasivayam, C .; Сангита, Д. (январь 2008 г.). «Применение сердцевины кокосовой койры для удаления сульфатов и других анионов из воды». Опреснение . 219 (1–3): 1–13. DOI : 10.1016 / j.desal.2007.03.008 .
  52. ^ [Павлис, Роберт. «Является ли кокосовое волокно экологически чистой заменой торфяного мха?» Garden Myths, 22 июля 2017 г., www.gardenmyths.com/coir-ecofriendly-substitute-peat-moss/.].
  53. ^ [Паникер, Венугопал и др. «Назобронхиальная аллергия и нарушения функции легких у работников кокосового волокна Алаппужи». Ассоциация врачей Индии, 4 сентября 2010 г., www.japi.org/july_2010/Article_03.pdf.].
  54. ^ Барретт, GE; Александр, ДП; Робинсон, JS; Брэгг, Северная Каролина (ноябрь 2016 г.). «Создание экологически устойчивой среды выращивания для систем беспочвенного выращивания растений - обзор» . Scientia Horticulturae . 212 : 220–234. DOI : 10.1016 / j.scienta.2016.09.030 .
  55. ^ a b c Валлхеймер, Брайан (25 октября 2010 г.). «Рисовая шелуха представляет собой устойчивый вариант дренажа для тепличных производителей» . Университет Пердью . Проверено 30 августа 2012 .
  56. ^ "Введение в гидропонику песчаной культуры" . Проект теплицы ФВГУ . 13 июня 2014 . Проверено 22 ноября 2018 года .
  57. ^ «Следующий кризис устойчивости: люди используют так много песка, что у нас действительно может закончиться» . ArchDaily . 16 апреля 2018 . Проверено 20 мая 2020 года .
  58. ^ a b Böhme, M .; Шевченко, J .; Пинкер, I .; Герфорт, С. (январь 2008 г.). «Огурец, выращенный на плитах из овечьей шерсти, обработанных биостимулятором, по сравнению с другими органическими и минеральными субстратами». Acta Horticulturae . 779 (779): 299–306. DOI : 10,17660 / actahortic.2008.779.36 . ISSN 0567-7572 . 
  59. ↑ Том Александр; Дон Паркер (1994). Лучшее из растущего края . ISBN New Moon Publishing, Inc. 978-0-944557-01-3.
  60. ^ a b Паркер, Рик (2009). Растениеводство и почвоведение: основы и приложения . Cengage Learning. ISBN 978-1111780777. Проверено 22 января 2019 .
  61. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak Шолто Дуглас, Джеймс (1985). Расширенное руководство по гидропонике: (выращивание без почвы) . Лондон: Книги Пелхэма. С. 169–187, 289–320 и 345–351. ISBN 9780720715712.
  62. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai Дж. Бентон, Джонс (2004). Гидропоника: Практическое руководство для беспочвенного производителя (2-е изд.). Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис. С. 29–70 и 225–229. ISBN 9780849331671.
  63. Перейти ↑ Hoagland, DR (1920). «Оптимальные питательные растворы для растений» . Наука . 52 (1354): 562–564. Bibcode : 1920Sci .... 52..562H . DOI : 10.1126 / science.52.1354.562 . PMID 17811355 . CS1 maint: uses authors parameter (link)
  64. ^ Rockel, P. (1997). «Рост и потребление нитратов подсолнечника в ризостате, устройстве для непрерывной подачи питательных веществ к растениям». Журнал питания растений . 20 (10): 1431–1447. DOI : 10.1080 / 01904169709365345 . ISSN 0190-4167 . 
  65. Перейти ↑ Mc Near Jr., DH (2013). «Ризосфера - корни, почва и все, что между ними» . Природное образование . 4 (3): 1.
  66. ^ Мурашиге, Т; Скуг, Ф (1962). «Обновленная среда для быстрого роста и биологических анализов с культурами тканей табака». Physiologia Plantarum . 15 (3): 473–497. DOI : 10.1111 / j.1399-3054.1962.tb08052.x .
  67. ^ Адания, Фабрицио; Женевиния, Пьерлуиджи; Закчеоа, Патриция; Зоккья, Грациано (1998). «Влияние товарной гуминовой кислоты на рост растений томата и минеральное питание». Журнал питания растений . 21 (3): 561–575. DOI : 10.1080 / 01904169809365424 .
  68. ^ а б Кумар, Рамасами Раджеш; Чо, Джэ Ён (2014). «Повторное использование отработанного раствора гидропоники». Экология и исследования загрязнения окружающей среды . 21 (16): 9569–9577. DOI : 10.1007 / s11356-014-3024-3 . PMID 24838258 . S2CID 46558335 .  
  69. ^ «HydroBuddy v1.62: первая бесплатная программа калькулятора гидропонных питательных веществ с открытым исходным кодом, доступная в Интернете» . scienceinhydroponics.com . 30 марта 2016 . Проверено 22 ноября 2018 года .
  70. ^ «HydroCal: Калькулятор формул гидропонных питательных веществ» . SourceForge . 2 февраля 2010 г.