4.3 Типы гидропонных систем по распределению воды/питательных веществ
4.3.1 Техника глубокого потока (DFT)
Техника глубокого течения (DFT), также известная как глубоководная техника, представляет собой выращивание растений на плавающей или подвесной опоре (плоты, панели, доски) в контейнерах, заполненных питательным раствором 10—20 см (Van Os et al. 2008) (рис. 4.3). В AP это может быть до 30 см. Существуют различные формы применения, которые можно отличить в основном по глубине и объему раствора, а также методам рециркуляции и оксигенации.
Рис. 4.3 Иллюстрация системы DFT с плавающими панелями
Одна из самых простых систем состоит из резервуаров глубиной 20—30 см, которые могут быть изготовлены из различных материалов и гидроизолированы полиэтиленовыми пленками. Резервуары оснащены плавающими плотами (несколько типов доступны у поставщиков), которые служат для поддержки растений над водой, в то время как корни растений проникают в воду. Эта система особенно интересна, так как сводит к минимуму затраты и управление. Например, существует ограниченная потребность в автоматизации контроля и коррекции питательного раствора, особенно в таких сельскохозяйственных культурах, как салат, где относительно большой объем раствора облегчает пополнение питательного раствора только в конце каждого цикла, и только Необходимо периодически контролировать содержание кислорода. Уровень кислорода должен быть выше 4—5 мг LSUP-1/SUP; в противном случае дефицит питательных веществ может возникнуть из-за низкой производительности корневых систем. Циркуляция раствора обычно приводит к добавлению кислорода, или могут быть добавлены системы Вентури, которые значительно увеличивают воздух в систему. Это особенно важно, когда температура воды превышает 23 ˚C, так как такие высокие температуры могут стимулировать болты салата.
4.3.2 Техника питательной пленки (NFT)
Метод NFT используется повсеместно и может рассматриваться как классическая гидропонная система возделывания, где питательный раствор течет и циркулирует в корытах с слоем воды размером 1—2 см (Cooper 1979; Jensen and Collins 1985; Van Os et al. 2008) (рис. 4.4). Рециркуляция питательного раствора и отсутствие субстрата являются одним из основных преимуществ системы NFT. Дополнительным преимуществом является его большой потенциал автоматизации для экономии затрат на рабочую силу (посадка и сбор урожая), а также возможность управления оптимальной плотностью растений во время цикла сбора урожая. С другой стороны, отсутствие подложки и низкий уровень воды делает NFT уязвимым к отказу насосов, например, из-за засорения или сбоя в электроснабжении. Колебания температуры в питательном растворе могут вызвать стресс растений, за которым следуют болезни.
Рис. 4.4 Иллюстрация системы NFT (слева) и многослойного корыта NFT, разработанного и реализуемого компанией New Growing Systems (NGS), Испания (справа)
Развитие корневой системы, часть которой остается взвешенной в воздухе над потоком питательных веществ и которая подвержена раннему старению и утрате функциональности, представляет собой серьезное препятствие, поскольку препятствует выращиванию культур длительного цикла (более 4—5 месяцев). Из-за высокой подверженности колебаниям температуры эта система не подходит для возделывания культур, характеризующихся высоким уровнем облучения и температуры (например, в южных районах Средиземноморского бассейна). Однако в ответ на эти проблемы был разработан многослойный корыт NFT, который позволяет более длительные производственные циклы без проблем засорения (NGS). Он изготовлен из серии взаимосвязанных слоев, помещенных в каскад, так что даже у сильных корнеплодов видов растений, таких как томаты, питательный раствор все равно находит свой путь к корням, обходя засоренный корневой слой через нижний позиционируемый слой.
4.3.3 Аэропонные системы
Аэропонная техника в основном ориентирована на более мелкие садоводческие виды и пока еще не получила широкого применения из-за высоких инвестиционных затрат и затрат на управление. Растения поддерживаются пластиковыми панелями или полистиролом, расположены горизонтально или на наклонных вершинах растущих коробок. Эти панели опираются на конструкцию из инертных материалов (пластик, сталь, покрытая пластиковой пленкой, полистирольные плиты), чтобы сформировать закрытые коробки, в которых может развиваться подвесная корневая система (Рис. 4.5).
Рис. 4.5 Иллюстрация техники аэропоники
Питательный раствор непосредственно распыляется на корни, которые подвешены в коробке в воздухе, с помощью статических спринклеров (опрыскивателей), вставленных на трубы, размещенные внутри модуля коробки. Продолжительность распыления составляет от 30 до 60 с, а частота варьируется в зависимости от периода выращивания, стадии роста растений, вида и времени суток. Некоторые системы используют вибрирующие пластины для создания микрокапель воды, образующих пар, который конденсируется на корнях. Выщелачивание собирается на дне модулей коробки и транспортируется в резервуар для повторного использования.