Aqu @teach: Введение в гидропонику

Принципы гидропоники

Гидропоника является методом выращивания сельскохозяйственных культур без использования почвы и с добавлением питательных веществ в оросительную воду (так называемая фертигация) (рис. 1). Основные различия между традиционными методами выращивания в грунте и безпочвенными методами связаны с относительным использованием воды и удобрений и общей продуктивностью. Непочвенное сельское хозяйство также, как правило, является менее трудоемким, поддерживает монокультуры лучше, чем наземное сельское хозяйство, и может использоваться на необрабатываемых землях (Сомервиль et al. 2014c).

Рис. 1: Классификация безпочвенных культур в зависимости от использования субстрата или растительной среды. Основная роль субстрата (если он вообще используется) — выступать в качестве опоры для растений, а также обеспечивать влагу и аэрацию

Преимущества гидропоники

Гидропоника позволяет фермеру контролировать, поддерживать и регулировать условия выращивания растений, обеспечивая оптимальные балансы питательных веществ в режиме реального времени, доставку воды, рН и температуру. Кроме того, нет конкуренции со стороны сорняков, и растения получают выгоду от более высокого контроля над вредителями и болезнями. Говорят, что растение, выращенное с использованием гидропоники, потребляет на 90% меньше воды, чем будет использоваться для выращивания того же растения в почве (Somerville et al. 2014c). В гидропонике используемая вода является минимумом, необходимым для роста растений, в то время как наземное сельское хозяйство теряет воду в результате испарения с поверхности, проникновения в недра, стока и роста сорняков. Таким образом, гидропоника открывает большой потенциал для растениеводства в районах, где вода является дефицитной или дорогостоящей. Поскольку питательные вещества, необходимые для роста растений, находятся в растворе, который доставляется непосредственно к корням, решение может быть адаптировано к потребностям растения на конкретной стадии роста. С другой стороны, при земледелии фермеры не могут полностью контролировать доставку питательных веществ на растения из-за сложных процессов, происходящих в почве, и некоторые удобрения могут быть потеряны в результате стока, что не только снижает эффективность, но и вызывает экологические проблемы. Поскольку растения, выращенные в гидропонике, погружают свои корни непосредственно в питательный раствор, они получают то, что им нужно гораздо легче, чем растения, выращенные в почве, поэтому они обычно имеют меньшие корневые системы и могут отвлекать больше энергии на рост листьев и стеблей. В результате гидропонная культура может достичь на 5 -25% более высоких урожаев, чем почвенная культура (Somerville et al. 2014c).

Недостатки гидропоники

Однако существуют и некоторые ограничения в отношении гидропонных систем. Основной проблемой является высокая первоначальная стоимость установки. Они также уязвимы к перебоям в подаче электроэнергии, так как электрические устройства в системах не могут снабжать питательными веществами раствор без питания. Кроме того, когда фитопатогены (такие микроорганизмы, как Вертициллий, Питий и Фузариум) загрязняют растворы или сельскохозяйственные культуры, заболевания, передаваемые через воду, могут быстро распространяться по всей системе. Операторы гидропонной системы нуждаются в специальных навыках и знаниях для получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур; они должны изучать правильное количество питательных веществ и освещения, решать сложные проблемы с питанием, поддерживать борьбу с вредителями и предотвращать образование биопленок в водотрубной системе. Наконец, хотя богатые питательными веществами гидропонные растворы и пластмассовые материалы могут быть повторно использованы, гидропонные системы все еще образуют большое количество отходов, которые могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду (Lee & Lee 2015).

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *