Гидропонные системы

Гидропонные системы

Растениям для нормального роста необходимо питание. К сожалению, грунт быстро истощается, если его постоянно использовать для возделывания культур. На смену почвенному выращиванию растений в обедненных регионах пришла гидропоника. Еще несколько лет назад гидропонные системы мало кого интересовали, зато теперь они пользуются большим спросом. Используют их и на крупных предприятиях, и в малых частных угодьях, и даже дома.

Что такое Гидропонная система

Гидропоника – это методика возделывания культур без грунта. С латыни слово «гидропоника» переводится как «работающая вода». В зависимости от типа выбранной системы, культуры располагают просто в воздухе, в воде или в субстрате. Субстратом выступают самые разнообразные материалы (гравий, перлит, вермикулит, минеральная вата, кокосовое волокно и т. д.). От этих наполнителей саженцы не получают питания. Основная задача субстрата – удерживать корешки саженцев, чтобы они не падали и не смывались с раствором при использовании активной системы.

Гидропонные системы – это искусственно созданные условия для выращивания зелени, овощей и ягод без почвы в специальных контейнерах, субстрате или на плавучих платформах.

Жизненно важные элементы, саженцы получают исключительно из воды, что обогащается удобрениями, перед тем как ее вольют в систему. Разные типы систем применяемых в гидропонике, имеют свои особенности подачи раствора растениям, и метод их выращивания.

Виды гидропонных систем

Гидропонные системы бывают всего 6 видов, но модификаций, созданных на их основе очень много. От типа выбранной системы, зависит и методика обустройства и особенности ухода за культурами.

Фитильная система

Это пассивный вариант гидропонной системы, который кроме того, считается наиболее элементарным. Саженцы произрастают в специальном субстрате. Для такой системы чаще всего приобретают перлит, кокосовое волокно, Pro-Mix. Жидкость попадает в субстрат по фитилю из специального резервуара и питает растение.

Главная проблема этой системы в том, что крупные, взрослые культуры слишком быстро расходуют питательные вещества. Но, если контролировать этот момент, то можно избежать дефицита минералов.

Deep Water Culture (DWC) или Водная культура

Deep Water Culture (DWC) или Водная культура

Это простой тип активной гидропонной системы. Основание для расположения саженцев сооружают из пенопласта или подобного материала. На него помещают рассаду, и она плавает по питательному раствору на пенопласте, питаясь водой через отверстия, проделанные в нем. А специальный аэратор обогащает кислородом раствор.

Подобную систему очень просто сделать в домашних условиях, например, при помощи аквариума и компрессора. Однако лишь некоторые культуры могут давать большой урожай при подобном выращивании. А растения, что растут высокими, таким методом вообще не выращивают.

Система периодического затопления

Гидропонная система периодического затопления обычно обустраивается в теплицах разного размера для возделывания практически любых видов культур. Ее суть в том, что периодически ящик, где выращиваются культуры, затопляется питательным раствором, а потом его сливают. Для этих манипуляций используется насос, работающий по таймеру.

Система периодического затопления

Таймер устанавливается так, чтобы за сутки раствор наливался и сливался несколько раз. Для этой системы подходят разные типы субстратов (керамзит, гравий), но желательно не легкие, вроде перлита, иначе будет вымываться водой.

Главная проблема в том, что система зависит от электричества. Если электричество выключится, саженцы могут надолго остаться без влаги. В случае, когда используется гравий, перлит, который плохо удерживают воду, корни сохнут и растения погибают.

Капельные системы

Такой тип гидропоники является наиболее популярным. В системе предусмотрен таймер, что управляет погруженным насосом. По его включению обогащенный элементами раствор капает в прикорневую зону всех саженцев.

Капельные системы выпускаются реверсионными и нереверсионными. В реверсионной системе остатки живительного раствора, которые не впитали культуры, возвращаются в контейнер, для повторного применения. Но в то же время нужно постоянно следить за уровнем pH, температурой воды, ведь остатки жидкости стекают в общий контейнер с раствором и способны менять его состав.

Техника питательного слоя (N.F.T.)

Такой тип гидропонной системы работает посредством постоянного течения гидропонного раствора. Саженцы обычно выращиваются просто в воде, субстраты используются крайне редко. Размещают их в специальных корзинках или в трубе, через которую и протекает раствор, но система строится так, чтобы воды касались исключительно корешки, а не наземная часть. Вода течет без остановки, заливаясь в трубы и вытекая в общий контейнер.

Техника питательного слоя (N.F.T

Аэропоника

Данный тип системы считается самым высокотехнологичным. Субстратом для растений является воздух. Корни просто висят в воздухе, а влагу получают из водяной туманной пыли, сделанной из питательного раствора. Отуманивание проводят с перерывом в несколько минут. Насосом, который пускает туман, управляет таймер. К сожалению, эта система также зависима от электричества.

Гидропонные системы для дома

Выращивать растения методом гидропоники можно и дома, а не только в теплицах. Система для дома обычно делается небольшой, удобной в обслуживании. Фитильная, капельная системы, водная культура – это те типы гидропонных систем, что удобно использовать в квартирах.

Читайте также:  Цветы по гороскопу овен

Чтобы сделать гидропонную систему у себя дома и использовать ее по назначению, можно купить все составляющие и просто собрать. Останется только поместить в эту систему растения и их выращивать. Но при желании можно сделать домашние гидропонные системы самостоятельно.

Капельные системы в гидропонике

В большом пластиковом тазу делается отверстие для слива и в него ставится кран, чтобы можно было спускать воду по необходимости. Из пенопласта толщиной до 5 см вырезается большой круг, по размеру таза, в нем делают отверстия для стаканчиков с саженцами. В стаканчиках делается много дыр, чтобы могла поступать вода, затем в них насыпается субстрат (желательно легкий перлит или вроде того). После этого можно сажать растения.

Питательный раствор меняется по необходимости. Чтобы понять, когда это делать, каждый день измеряется уровень pH, проверяется питательность воды посредством ЕС-метра.

Как повысить pH питательного раствора

В гидропонике важно следить не только за ростом растений, но также за тем, как, в каком количестве поступают питательнее вещества, за температурой воды, воздуха, а также за кислотностью питательного раствора. Если pH не подходит для той или иной культуры, она не сможет полноценно развиваться. Поэтому этот показатель измеряется ежедневно и по необходимости корректируется.

Чтобы изменить уровень pH, в водный раствор добавляются регуляторы кислотности (pH-down или pH-up) – специальные вещества, которые соответственно понижают или повышают кислотность воды. Они продаются в садоводческих магазинах, где есть удобрения для гидропоники. Добавляют их по инструкции, в нужном количестве. Чаще всего они продаются в виде белого порошка или гранул и хорошо растворяются в воде.

Удобрения для гидропонных систем

Удобрения для гидропонной системы, как и почвенные, содержат три основных минерала, необходимых для развития растений – азот, калий и фосфор. Но кроме того удобрения для гидропоники содержат также еще массу важных компонентов, необходимых для культур. Так как саженцы при выращивании на гидропонике не получают элементов из грунта, они должны получать с водой весь комплекс важных веществ для роста. Поэтому такие удобрения имеют более богатый и концентрированный состав.

Такие удобрения бывают минеральными или органическими. Они выпускаются в жидкой и твердой форме, но используются исключительно для растворения в воде, которую используют для поливов.

Гидропонные системы позволяют выращивать здоровые культуры, которые дают богатый, полезный урожай. Такой метод выращивания может быть трудным или простым, в зависимости от выбранной системы. Но чтобы он оправдал ожидания, необходимо изучить особенности работы с гидропоникой, использовать правильно приготовленные питательные растворы и контролировать микроклимат в помещении, где выращивается урожай.

Гидропонная система периодического затопления «Гидрогоршок»

Гидропонные системы – это прогрессивный способ выращивания растений. Основная идея в том, что корни находятся не в почве или субстрате, а в питательном растворе, откуда растение берет все необходимые для роста вещества. Существует много разновидностей таких систем, одна из которых основана на принципе периодического затопления корневой системы. Растение попеременно будет получать и необходимые для роста вещества из питательного раствора, и кислород для того, чтобы корни не начали загнивать.

Видеообзор

Как устроен «Гидрогоршок»

Что понадобится

Как собрать

Не забудь поставить джампер на Slot Shield в положение V2-VIN

Не забудь поставить джампер на силовом ключе в положение V=P+

Дренажное отверстие не должно быть очень большим, иначе помпа не будет успевать накачать питательный раствор из одной ёмкости в другую.

Исходный код

Прошей Arduino Uno скетчем

Первый запуск

Светодиодный индикатор горит, значит датчик минимального уровня сообщает о недостатке питательного раствора для начала работы. Доливай питательный раствор до тех пор, пока не сработает датчик максимального уровня. После этого светодиод погаснет и заработает помпа.

Режим работы

После первого затопления корневой системы питательный раствор стекает обратно в нижнюю ёмкость. Таким образом корневая система насыщается и питательными веществами, и кислородом.

По истечении времени, заданного потенциометром, цикл повторится вновь.

Если во время затопления датчик минимального уровня питательного раствора сработает раньше датчика уровня затопления, замигает светодиодный индикатор, сигнализирующий о нехватке питательного раствора. При этом работа системы не прекратится, а последующие затопления будут происходить по графику. Но питательный раствор необходимо долить.

Если во время мигания светодиодного индикатора сработает датчик максимального уровня, индикатор погаснет, и гидрогоршок продолжит работу в штатном режиме.

Гидрогоршок +

Для лучшего роста растению нужен хороший свет. В природе с этим справляется солнце. В помещении света не достаточно, поэтому в продолжении истории о гидропонном горшке, мы решили добавить управление освещением.

Кроме света, растение прихотливо к влажности воздуха в котором оно растет. С поддержанием его на необходимом уровне справится бытовой увлажнитель.

Лампы и увлажнители работают от сети 220 Вольт. Такое напряжение опасно для жизни, поэтому мы разместили все компоненты, управляющие этими приборами, в герметичный корпус. Вслед за ними отправились и другие железки. Но обо всём по порядку.

Читайте также:  Огородные цветы

Системы пассивной гидропоники

Принцип “пассивности” гидропонной системы. Для каких видов растений она подходит?Когда применение пассивной гидропонной системы оправдано?

Принцип “пассивности” гидропонной системы. Для каких видов растений она подходит?Когда применение пассивной гидропонной системы оправдано?

Данная статья описывает системы пассивной гидропоники. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Типы гидропонных систем».

Начнем с «пассивной гидропоники» или систем фитильного полива, которые часто называют «водной культурой». «Пассивность» системы состоит в отсутствии насоса. Такая система работает благодаря капиллярным свойствам фитиля. По его капиллярам питательные вещества поднимаются из бака в зону корневой системы. Этот метод уже довольно длительное время применяют в цветочных магазинах и питомниках для культивирования комнатных растений. Такие системы прекрасно поддерживают некоторое время жизнь медленнорастущих декоративных растений в горшках с грунтом. Их применение позволяет поддерживать оптимальную влажность горшечной почвы благодаря капиллярному мату или фитилю. Эти прекрасные системы обеспечивают полноценное автоматическое увлажнение на протяжении двух-трех недель при достаточном запасе воды.

В случае использования фитильного полива растений, помещенных в инертный субстрат, капиллярных сил для увлажнения корневой системы в войлочных карманах будет недостаточно. Для полноценного питания растений в воду вносят минеральные соли, которые, быстро осаждаясь на мате или фитиле, высыхают и блокируют капиллярный эффект. Циркуляция воды почти прекращается. Такая система совершенно не подходит для выращивания быстрорастущих и нуждающихся в обильной подпитке растений. Это скорее хитроумное приспособление для домашнего использования, чем серьезная система культивирования растений. Принцип работы этой системы гидропоники состоит в помещении растения в контейнер, который наполнен инертным субстратом. Нижняя треть его отделена перегородкой и заполнена водой. Для фитиля обычно используют хлопковые, но лучше синтетические ткани. Он помешается в верхней части и свисает сквозь отверстие в отделение с водой. Капиллярный эффект позволяет воде подниматься по фитилю и снабжать корни влагой. Есть более эффективная разновидность системы, в которой прорези расположены по всему периметру перегородки. Из них в емкость с водой опускается капиллярный мат.

Существует и другая, достойная упоминания «пассивная» система. В противоположность предыдущей, эта система выращивает очень добротные растения, но за счет расточительного использования воды и питательных веществ. Достаточно наполнить обычные горшки инертным субстратом, поместить их на рассадный стол с дренажным отверстием или в любое место, где можно дренировать избыток воды. Орошать растения питательным раствором. Между сеансами орошения субстрат должен почти просохнуть. Кажется, что все просто и дешево в исполнении, а растения получаются большие. Загвоздка в том, что между каждым орошением горшки приходится прополаскивать большим количеством воды, что приводит к очень неэкономному расходу воды. По норме горшок требуется прополаскивать объемом воды, минимум вдвое превышающим в литрах объем горшка. Это необходимо, чтобы избавиться от минеральных солей, осаждающихся при просыхании субстрата. А субстрату нужно дать просохнуть, чтобы в него проник кислород! Это также расточительное использование питательных веществ. При этом не только теряются соли, которые вымываются, но и при подпитке растений оросительная вода выливается, чтобы наверняка смочить весь корневой мат.

Этот метод находится где-то на грани гидропоники и не гидропоники. Наполните один горшок инертным субстратом, а другой — землей. Если их сфотографировать бок о бок, то они будут выглядеть совершенно одинаково, но один из них принадлежит гидропонике, а другой — нет. Помимо того, что данный метод неблагоприятен экологически, он еще и обременителен — ведь ничего нельзя автоматизировать. Ваше присутствие обязательно по меньшей мере через день для обслуживания. И зачастую вам приходится таскать ведрами воду, что всегда проблематично в замкнутом пространстве. Тем не менее, некоторые люди, наиболее склонные к мазохизму, пользуются этой системой и молятся на нее. Что правда, то правда — система практически защищена от дурака. Она дает результаты, но какой ценой!

Если хотите насладиться всеми благами гидропоники, вам понадобится питательный раствор, перегоняемый насосом, который динамично и постоянно поддерживает уровень кислорода в воде.

Гидропоника – обзор основных методов гидропоники

Определение : Гидропо́ника — это способ выращивания растений без почвы.

При выращивании этим методом, корни растения получают минеральные вещества и находятся не в почве, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твердой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, способствующей дыханию корней, и требующей сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям конкретного растения.

Примечание: питательный раствор является слабо агрессивной средой, поэтому все компоненты установок, непосредственно контактирующие с питательным раствором или его парами (естесственное испарение) должны быть изготовлены из стойких к нему материалов.

Принято разделять группы гидропонных систем на активные и пассивные. Из их названий логически понятно что пассивными являются системы, не использующие какое-либо механическое воздействие на питательный раствор для транспортировки его к корням. Раствор в таких системах движется за счет капиллярных сил воды. В активных системах для транспорта питательного раствора используются насосы, помпы, аэраторы, ультразвуковые пьезокерамические элементы и т.д.

Читайте также:  Цветок по дате рождения и знаку зодиака

Основные гидропонные системы

  • Водная культура (DWC)
  • Водная культура.Техника питательного слоя (NFT)
  • Субстратная культура
  • Субстратная культура.Периодическое затопление
  • Субстратная культура.Капельный полив
  • Воздушная культура (Аэропоника)

При конструировании своей системы можно использовать не только эти методы гидропоники, но и их комбинации. Главное надо понимать, что корни растений должны насыщаться кислородом постоянно, но и не должны пересыхать.
На расстоянии до 15 см от “поверхности” (разграничении “надземной” и “подземной” части растения) корни должны больше находиться в воздушной среде, чем в воде. В естественных условиях этот пласт почвы наиболее плодороден и для растения является источником всех питательных элементов, глубже корни в основном впитывают только воду.

Водная культура (DWC)

Принцип этой гидропонной установки заключается в следующем: растения закреплены мягким зажимом (можно использовать силиконовый поролон) на верхней части сосуда или непосредственно на нетонущем поддоне, а их корни всё время находятся в постоянно аэрируемом питательном растворе.
Это одна из простейших гидропонных установок, великолепно зарекомендовавшая себя для водолюбивых культур, в частности, так можно с успехом выращивать салаты. Так же можно выращивать практически все болотные культуры. Для овощных культур эта система практически не пригодна. Да, и ещё один из минусов: сколько растений, столько нужно и питательного раствора.

В DWC сухо/влажно регулируется концентрацией (количеством) солей в растворе, например, для томатов EC не ниже 2.4 mS (миллиСименс) считается нормой, чтобы корни не были переувлажнены.

Водная культура.Техника питательного слоя (NFT)

(Nutrient Film Technique)

В этой схеме гидропонной установки внешняя водная помпа создаёт постоянный непрерывный поток раствора через корни растений. На разрезе А-А видно, что особенностью конструкции сосуда с корнями растения является то, что сосуд достаточно плоский и широкий, а сам раствор образует “ручей” на дне ёмкости глубиной не более 1-2 см. Тем самым достигается относительно широкая поверхность “водной глади”, граничащая с воздухом. И при достаточной скорости движения питательного раствора по дну емкости достигается перемешивание вехнего слоя раствора с воздухом, повышая его влажность в корневом пространстве и насыщая сам раствор кислородом без дополнительной аэрации компрессором.
Конструктивно сосуд с раствором лучше расположить под небольшим наклоном, чтобы улучшить его сток.

Субстратная культура

Это простейшая пассивная гидропонная установка, в которой растение, корни которого находятся в проницаемом для воды сосуде с влажным субстратом, получает воду и питательные вещества в ней за счет капиллярных сил. Сосуд с корнями растения погружен на 1-2 см в раствор.
Главный недостаток такой системы – необходимость постоянного контроля уровня раствора и достаточно сильная зависимость влажности в корневой зоне растения от типа применяемого субстрата.

Субстратная культура. Периодическое затопление

Это та же субстратная гидропонная установка, только с применением временного периодического полного наполнения питательным раствором сосуда с корнями растения. На рисунках изображена данная установка, состоящая из сосуда с двойным дном. Насос системы находится в нижнем отделении устройства, являющегося также разервуаром для питательного раствора. Выходная трубка насоса (изображена оранжевым цветом) выведена в верхний резервуар. Так же в верхнем резервуаре есть вторая , ограничительная трубка для слива избытка обратно в нижний отдел.
Рассмотрим подробнее режимы работы:
Режим А: корни растения в субстрате находятся в воздушном пространстве, и, лишь на дне находится незначительный уровень раствора, поддерживающий постоянную повышенную влажность. Этот уровень легко устанавливается высотой выходной трубки насоса.
Режим Б: несколько раз в день (2-8), взависимости от микроклимата, применяемого субстрата и потребностей самого растения, таймер включает насос, и на 10-15 минут (до полного намокания всего субстрата) полностью затопляется питательным раствором верхнее отделение сосуда до уровня ограничительной трубки.
По истечение выставленного времени таймер выключает насос до следующего периода и раствор через выходную трубку насоса сам сливается обратно в нижнее отделение. Тем самым обновляется воздух в корневом пространстве и корни насыщаются кислородом. Установка переходит в режим А.
Большинство любителей гидропоники для выращивания овощных культур предпочитают именно этот метод за хорошее соотношение: простота/надежность/результат.

Субстратная культура. Капельный полив

Установки, постороенные по данному принципу, используют всё так же субстрат, только подача раствора осуществляется постоянно, либо периодично, чётко дозированными порциями. Для подачи раствора в такой системе используют регулируемые капельницы, раствор из них “течет” под основание стебля растения на поверхность субстрата.
В современных овощных теплицах гидропонные системы часто используют этот метод, а в качестве субстрата кокосовое волокно (“кокоматы”).

Воздушная культура (Аэропоника)

Аэропоника – это метод беспочвенного выращивания растений, при котором корни растения постоянно находятся в воздушном пространстве и периодически опрыскиваются питательным раствором.
Более подробно этот метод расстмотрен на странице Аэропонные системы