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.

  Аннотация : на этой странице рассмотрены основные системы гидропоники, на основе принципов которых вы можете конструировать свои собственные установки.

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.

Основные гидропонные системы

  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.

(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.

  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.

  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.

  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.

  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

Подготовка траншей для укладки трубопроводов

 В траншеи укладывается основная магистраль по которой перемещается вода. Траншеи выкапываются таким образом, чтобы не повредить Вашим насаждениям и декору. Если же приходится снимать газон, то он регулярно поливается в случае активного солнца.

Под дорожками и площадками (если есть высокая необходимость пересечения с ними), прокладываются гильзы, в которых в последствие протягивается магистраль.Прокладка линий системы.Магистраль укладывается в траншеи на глубину 20–30 см. Соединяется с помощью уголков и тройников.

3. Работы по сборке трубопроводов, э/м клапанов и узлов.

Готовые смеси для гидропонной установки

1. Унифлор. Удобрения линейки Унифлор отличаются высокой химической устойчивостью, полной доступностью растениям и отсутствием шлакообразования. Существует классический Унифлор с 18-ю элементами, Унифлор-рост с большим количеством азота и Унифлор-бутон с калием и фтором. Унифлор-рост нужен растениям в первой половине периода вегетации. Унифлор-бутон используют во время бутонизации, цветения и созревания урожая. Унифлор-микро более концентрирован и содержит сульфат магния.
2. HESI. Растворы HESI имеют оптимальный состав витаминов, они поддерживают растение на каждом из этапов развития. Линейка растворов очень разнообразна: Hydro Growth для ускоренного роста, Hydro Bloom и PK 13/14 для хорошего цветения, Root Complex для черенков и материнских растений, Super Vit с сильной концентраций витаминов и аминокислот, Power Zyme с ферментами.
3. Lewatit. Это ионнообменное удобрение, которое состоит из шариков синтетической смолы с ионами минеральных веществ. При попадании в раствор ионы минералов вытесняются ионами воды и попадают в растения. Классическое удобрение подходит для жесткой воды, в мягкой же слишком мало ионов кальция. Lewatitya HD5 подходит для воды с любой степенью жесткости. Одним из преимуществ Lewatit является постепенное высвобождение минеральных ионов, поэтому избыток минералов отмечается крайне редко.

Массовое выращивание растений в гидропонной системе требует навыков, но всегда можно начать с небольшой установки на балконе своей квартиры. Достаточно следить за насаждениями и вовремя устранять пораженные растения, чтобы получить «чистый» урожай без примесей и с большим количеством полезных элементов.

Какой лучше купить автополив для теплиц: обзор популярных комплектов

Те, кто не желает заниматься самостоятельным подбором элементов для системы орошения, могут купить автополив в готовом виде. Одним из наиболее популярных вариантов для осуществления капельного полива является система «Аквадуся». Она рассчитана на площадь территории до 5 м². Максимальное время полива составляет 1 час.

В состав комплекта входят шланги, капельницы и контроллер, который работает от обычных батареек. С помощью «Аквадуси» можно организовать полив для 50 растений. Система проста в использовании и может быть смонтирована самостоятельно, без привлечения специалистов, что осуществляется на основании подробной инструкции, идущей в комплекте к изделию. Срок эксплуатации автополива составляет не менее 5 лет. Приобрести систему можно за 5400 руб.

Еще одной популярной моделью автополива для теплиц, купить которую можно за 6500 руб., является комплект «Жук». Название прикорневой капельной системы произошло от внешнего вида расположения шланга, напоминающего насекомого. Модель характеризуется простой конструкцией, которую может собрать даже начинающий мастер.

На заметку! Систему можно увеличить, дополнительно купив в магазине оросительные линии.

Автополив «Жук» состоит из магистральных трубопроводов и мелких ответвлений, попарно располагающихся друг напротив друга, на концах которых находятся капельницы синусоидной формы, что предотвращает их засорение. В комплект может не входить таймер, что требует дополнительного приобретения устройства.

Система оснащена фильтром, автоматически очищающим воду от механических примесей. Подключается автополив к крану сети централизованного водоснабжения или к водомерной бочке, которая обычно располагается на высоте до 4 м. Полив может длиться до 2 часов с интервалом от 1 до 160 часов.

Капельное орошение как разновидность системы автополива на даче

Капельная поливалка для сада и огорода является самым популярным видом орошения на сегодня. Ее целесообразно устраивать на небольших участках с параллельной посадкой растений. Это самый экономный вариант полива, поскольку вода к садовым культурам подается капельным способом. Такой автополив целесообразно устраивать при низком давлении в оросительной системе.

В качестве источника водоснабжения используется накопительная емкость с водой, расположенная на некоторой высоте. К баку подводится магистральный трубопровод, который отводит воду к распределительным шлангам, параллельно уложенным относительно друг друга.

Сегодня есть возможность купить готовый комплект, в состав которого обязательно входят таймер, датчик, манометр и термометр, а также можно выполнить комплектацию системы самостоятельно. Для этого понадобятся магистральный трубопровод диаметром ¾ или 1 дюйм и шланги с тонкими стенками, в структуре которых выполнены мини-отверстия.

Проектирование системы автоматического полива происходит на основании предварительно разработанной схемы. На первом этапе прокладывается магистраль с некоторым уклоном вниз для последующей очистки и слива системы на зиму. С помощью фитингов выполняются параллельные ответвления. Концы шлангов необходимо закрыть заглушками.

На заметку! Шланги и трубы рекомендуется располагать на поверхности земли на специальных подпорках или колышках.

В качестве источника водоснабжения для капельного орошения используется емкость определенного объема, которая выбирается исходя из количества зеленых насаждений. На выходе из бака устанавливается фильтр, затем контроллер или таймер. Далее подключается магистральный трубопровод.

Наиболее распространенные готовые удобрения для гидропоники

Обрезка вишни своими руками схема

Рассмотрим три наиболее популярные марки удобрений фабричного производства, из которых множество садоводов изготавливает подкормки для гидропонных установок. Начнем с Flora Series – удобрения для гидропоники, представленного в виде трех отдельных компонентов.

Flora Series – удобрения для гидропоники

Состав удобрения Flora Micro следующий:

• азот нитратный – 3,5%;
• азот аммиачный – 1,5%;
• кальций – 1,4%
• калий – 1,3%;
• железо – 0,12%;
• марганец – 0,04%;
• цинк – 0,015%;
• медь – 0,01%;
• бор – 0,01%;
• молибден – 0,004%.

Кроме того, удобрение Flora Micro включает в свой состав вещества, стабилизирующие кислотно-щелочной баланс в питательном растворе.

Набор для начинающих Flora Series Performance Pack

Flora Bloom – второе удобрение, используемое в трехкомпонентной серии. Оно применяется в период вегетации и цветения растения, дополняя рассмотренную выше добавку калием, магнием, серой и фосфором. В результате развитие культур и их корневой системы ускоряется, что в конечном счете приведет к обильному, качественному и богатому урожаю.

Состав Flora Bloom следующий:

• фосфор – 5%;
• сера – 5%;
• калий – 4%;
• магний – 3%.

Flora Gro – третий компонент удобрения Flora Series. Он в основном применяется на вегетативной стадии развития растения, снабжая его большим количеством калия и азота. Эти добавки позволяют существенно ускорить рост биомассы, увеличить стебли и листья растения, сделать его здоровым и сильным.

Наилучшего эффекта вы добьетесь в том случае, если будете применять все три компонента Flora Series вместе, тщательно подбирая дозировку в зависимости от типа растения и периода развития. С некоторыми данными по их подкормке вы можете ознакомиться в таблицах, приведенных ниже.

Расход удобрений в вегетативный период
Расход удобрений в вегетативный период
Необходимые дозировки готовых удобрений Flora Series в зависимости от вида растения и этапа его развития

Greenworld Spezialdunger Hydrokultur – еще одна популярная немецкая марка удобрений, повсеместно применяемая садоводами, работающими с гидропоникой. Подкормка способствует бурному росту зеленой массы растений и быстрому созреванию качественных плодов.

В состав данного удобрения входят:

• калий – 6%;
• азот – 4,5%;
• фосфор – 4,5%;
• микроэлементы, способствующие усвоению основных компонентов удобрения.

Greenworld Spezialdunger Hydrokultur

Еще один достаточно популярный вариант готового удобрения для гидропоники — Guanokalong Extract, состав, изготавливаемый на основе органического компонента (экскрементов летучей мыши). Подобное удобрение не только является экологически чистым продуктом, но и способствует росту биомассы и повышению вкусовых качеств плодов сельскохозяйственных культур.

Guanokalong Extract

Необходимая дозировка Guanokalong Extract зависит от этапа жизни растения. Для молодых саженцев достаточно 10 мл удобрения на 1 л воды, для взрослой культуры в период вегетации – 20 мл/л, во время цветения – 30 мл/л.

Особенности дождевого автоматического полива

Дождевой вариант орошения преимущественно применяется для полива своими руками газонов, клубничных плантаций и больших территорий. Такая система может устанавливаться в теплицах для культур, которые любят влажный микроклимат. Вода при дождевании, которая рассеивается с помощью разбрызгивателей, попадает под корень и на наземную часть растения.

Система дождевания может прокладываться воздушным или подпочвенным способом. Последний вариант является более аккуратным и долговечным. Он устанавливается при уверенности в постоянном местонахождении зеленых насаждений. Спринклеры с форсунками также располагаются под землей.

Обратите внимание! Дождевание может работать при давлении воды в трубопроводе не меньше 2 атм.

Система может подключаться к трубопроводу централизованного водоснабжения или брать воду из бочки. Последний вариант предполагает установку насоса, работой которого управляет контроллер.

Главными преимуществами системы являются следующие факторы:

• способствует постепенному равномерному впитыванию влаги;
• увлажняет воздух, что особенно важно в теплицах;
• омывает листья и плоды кустарников и деревьев от пыли и насекомых.

К недостаткам системы дождевания относится образование корочки на поверхности земли, что препятствует поступлению кислорода в почву. К тому же такой автополив нуждается в большом расходе воды и электричества. Постоянная имитация дождя может стать губительной для некоторых культур по причине того, что способствует развитию разных болезней. Однако это наиболее рациональная система автоматического полива газонов и грядок с частыми насаждениями.

Автоматическая система дождевания состоит из насоса, шлангов и специальных распылителей-форсунок, разбрызгивающих воду вокруг себя в некотором радиусе. Разбрызгиватели для полива огорода могут быть веерными или роторными. Первый вариант подходит для небольшого участка.

Для увлажнения больших площадей лучше выбрать роторные спринклеры, которые, динамично вращаясь вокруг своей оси, разбрызгивают воду на большие расстояния – до 10 м. Для осуществления прикорневого полива систему можно оборудовать баблерами. Не следует устанавливать в одной зоне разные типы спринклеров, поскольку они обеспечивают различную интенсивность полива.

На заметку! Для орошения придорожных газонов систему полива своими руками комплектуют веерными спринклерами, которые работают в одном направлении.

Субстраты

Для гидропонных систем применяются субстраты не содержащее питательные вещества. Так как они находятся в растворе и строго контролируются.

Познакомимся с некоторыми из них:

Керамзит
Керамзит
Вермикулит
Перлит
Перлит
Кокосовый субстрат

• Керамзит. Является лёгким, пористым строительным материалом. Получают его из глинистого сланца или глины путём обжига при температуре 1200°С. Конечный продукт получается в виде шариков овальной формы. Чтобы керамзит не оказывал влияния на рН раствор, его тщательно обрабатывают перед применением. Керамзитовый субстрат используется неоднократно. Для последующего применения, его отмывают от нездоровых корней, вновь проводят обработку в растворе.
• Минеральная вата. Нейтральная, стерильная и является весьма распространённым гидропонным субстратом. Так как она дешёвая и обладает высокой эффективностью.
  Только, работая с ней, надо использовать защитные средства для рук и респиратор на лицо, чтобы не получить раздражения кожи.

  Если волокна ваты попадут в глаза, надо обязательно промыть их под проточной водой и обратиться к врачу. После использования минвата подлежит утилизации.

• Перлит. Разновидность горной породs вулканического происхождения. Прекрасно удерживает воду, имеет нейтральный рН и нет реакции с питательными компонентами. Свойства со временем перлит теряет, поэтому после нескольких сборов урожая его стоит заменить.
• Вермикулит. Это минерал из группы гидрослюд. Получается в результате вторичной обработки. Его применяют в комплексе с другими субстратами, например, кокосом. Так как в чистом виде, вермикулит впитывает много влаги и долго её удерживает. Отсюда растение будет испытывать недостаток воздуха.
• Кокосовый субстрат. Для его изготовления применяются ореховые волокна кокоса, которые прессуются. В результате субстрат продают брикетами. Это отличный вариант для гидропоники, он хорошо удерживает не только воду, но и воздух. Причём в десятки раз, превышающий свой объём. Использованный материал можно спокойно отправлять на садовый участок, он прекрасно и быстро разлагается.

Фильтры и водяная емкость для организации автоматического полива

Любая система полива начинается с источника водоснабжения. В большинстве случаев при организации автоматизированной системы полива на даче своими руками используется металлическая или пластиковая емкость для воды разного объема. Напрямую подключение системы к централизованному водопроводу нежелательно, поскольку в нем может находиться слишком холодная вода, которая может нанести вред растениям.

Подача воды в бак должна осуществляться сверху, что даст возможность наполнить емкость доверху. Забор воды размешают в нижней ее точке, но не на самом дне, так как это будет способствовать попаданию в систему накопившегося мусора. А вот для возможной очистки емкости расположить кран, предназначенный для слива воды, следует именно в днище изделия.

На заметку! Можно организовать поступление дождевой воды с крыш и территории дома в емкость, что позволит получить бесплатный источник водоснабжения.

Чтобы система прослужила долгие годы без существенных поломок, в ее начале следует смонтировать фильтр. Он защитит автополив от различного мелкого мусора, который зачастую находится в воде, что является губительным для системы. Фильтры могут быть сетчатыми, дисковыми и насыпными.

Последний тип используется для организации поливных систем для полей и больших по площади теплиц и огородов. Самыми лучшими эксплуатационными характеристиками обладает дисковый фильтр, однако он имеет наиболее высокую стоимость. Независимо от выбранного варианта, элемент необходимо сразу установить на магистраль, выходящую из накопительной водомерной емкости.

Характеристика вариантов автоматических систем полива газона

Лидирующую позицию среди производителей систем автоматического орошения занимает компания Хантер, которая предлагает широкий ассортимент комплектующих для полива как небольших территорий, так и коммерческих площадок. В каталогах производителя представлены как готовые полностью автоматизированные системы орошения высокой производительности, так и различные приспособления, предназначенные для самостоятельной комплектации схемы. Купить систему автополива, рассчитанную на 20 м², в среднем можно за 50 000 руб.

Дождеватели представлены в двух видах: веерные и роторные. Первый вариант имеет простую конструкцию и несложный принцип работы. Форсунки для таких изделий изготавливаются из качественного пластика, поэтому характеризуются долговечностью и надежностью.

Для веерных дождевателей можно приобрести круглые, полосатые, регулируемые и нерегулируемые элементы. Роторные дождеватели отличаются сложной конструкцией. Расход воды контролируется благодаря особому расположению головки, что определяется необходимым радиусом. Орошение с помощью дождевателей может осуществляться на территории протяженностью от 1 до 30 м.

Контроллеры и датчики автополива Hunter выполняют разные задачи, которые определяются на стадии программирования. Питание устройств осуществляется от сети или аккумуляторов. Элементы управления можно выбрать как для наружного, так и для внутреннего монтажа.

Не менее популярной системой орошения является автополив Гардена. В состав готового комплекта входят контроллер, полиэтиленовые трубопроводы и дождеватели. Система предназначена для орошения территории до 380 м². Это осуществляется благодаря выдвижным турбодождевателям, на которых регулируется дальность полива.

Контроллер оснащен датчиком дождя и влажности, вследствие чего проверяется влажностный режим окружающей среды и почвы. Цена автополива, рассчитанного на 20 м², составляет 60 000 руб.Организация автоматической поливочной системы для огорода, сада, газона или теплицы позволяет рационально использовать воду и одновременно насыщать почву необходимым количеством влаги, которая требуется для нормального роста зеленых насаждений.