Гидропоника и безпочвовая культура

Безпочвенная культура — это метод выращивания сельскохозяйственных культур без использования почвы. Вместо почвы используются различные инертные растущие среды, также называемые подложками. Эти среды обеспечивают поддержку растений и удержание влаги. В эти среды интегрированы ирригационные системы, тем самым внедряя питательные вещества в корневые зоны растений. Это решение обеспечивает все необходимые питательные вещества для роста растений. Наиболее распространенным методом безпочвенной культуры является гидропоника, которая включает выращивание растений либо на субстрате, либо в водной среде с голыми корнями. Существует много конструкций гидропонных систем, каждая из которых предназначена для разных целей, но все системы имеют эти основные характеристики (рис. 1.3).

Непочвенное земледелие используется для сокращения вредителей и почвенных заболеваний, поражающих монокультурные культуры. Гидропоника может на самом деле бороться с почвенными вредителями и болезнями, избегая контакта между растениями и почвой, а также потому, что безпочвенные среды могут быть стерилизованы и повторно использованы между культурами. Такое повторное использование субстратов отвечает особым требованиям интенсивного производства. Некоторые субстраты намного лучше почвы, особенно с точки зрения водоудерживающей способности и обеспеченности кислородом в корневой зоне. Фермеры также повысили производительность растений за счет усиления контроля над несколькими важнейшими факторами роста растений. Наличие питательных веществ в корнях растений лучше манипулируется, контролируется и контролируется в режиме реального времени, что приводит к увеличению количественных и качественных производств. Кроме того, большинство безпочвенных методов культуры используют часть воды, необходимой для традиционного почвенного производства, поскольку биогенный раствор рециркулируется.

Безпочвенное земледелие является одним из аспектов основных научных, экономических и технологических разработок в общей области сельского хозяйства за последние 200 лет. В целом, но преобладающее место в развитых странах в умеренном климате, растет спрос на внесезонные, дорогостоящие культуры. Отчасти это является результатом повсеместного повышения уровня жизни. Это увеличение спроса привело к расширению многих видов защищенных систем возделывания с целью увеличения производственных мощностей и продления предложения сельскохозяйственных культур в течение всего года. В рамках этих защищенных систем культуры могут выращиваться в почве. Вместе с тем для того, чтобы оставаться конкурентоспособным с открытым сельскохозяйственным производством, интенсивность пришлось увеличивать, с тем чтобы компенсировать более высокие производственные издержки, связанные с контролируемым экологическим сельским хозяйством. В результате произошел переход от производства почвы к культуре, не связанной с почвами, для удовлетворения меняющихся потребностей сельского хозяйства. Этот подход обеспечивает альтернативы стерилизации токсичных почв для борьбы с вредителями и патогенами и может помочь в преодолении проблем, связанных с почвенной усталостью.

Помимо значительно более высокой урожайности по сравнению с традиционным сельским хозяйством, безпочвенное земледелие также имеет важное значение из-за его более высокой эффективности использования воды и удобрений, что делает гидропонику наиболее подходящим методом ведения сельского хозяйства в засушливых районах или везде, где распределение питательных веществ является проблемой для обоих экологические и экономические причины. Смещение почвы делает гидропонику незаменимым решением в районах, где пахотные земли отсутствуют. Вместо этого можно развивать безпочвенное земледелие на засушливых землях, в районах, подверженных засолению, а также в городских и пригородных условиях или в тех случаях, когда конкуренция за земельные и водные ресурсы или неблагоприятные климатические условия требуют внедрения интенсивных производственных систем. Высокая производительность на небольших площадях делает безпочвенное земледелие интересным методом для обеспечения продовольственной безопасности или для развития микро-масштабного земледелия с нулевым количеством пищевых миль.

Подводя итог, четыре основные причины, по которым безпочвенная культура является расширяющейся сельскохозяйственной практикой, заключаются в следующем: снижение присутствия переносимых через почву заболеваний и патогенов из-за стерильных условий; улучшение условий выращивания, которыми можно манипулировать для удовлетворения оптимальных потребностей растений, что приводит к повышению урожайности; увеличение эффективность использования воды и удобрений; а также возможность развития сельского хозяйства там, где отсутствуют подходящие земли. Помимо растущего спроса на продукты, не содержащие химических веществ и пестицидов, и более устойчивые методы ведения сельского хозяйства были проведены обширные исследования в области органических и менее почвенных методов. В разделе 6.1 эти различия рассматриваются более подробно.

Одной из основных проблем, связанных с устойчивостью современного сельского хозяйства, является полная зависимость от промышленных химических удобрений для производства продуктов питания. Эти питательные вещества могут быть дорогостоящими и труднодоступными и зачастую являются результатом неблагоприятной для окружающей среды практики, на которую приходится значительная доля всех выбросов углекислого газа (CO₂) в сельском хозяйстве. Поставки многих из этих важнейших питательных веществ истощаются быстрыми темпами, при этом прогнозируется глобальный дефицит в течение следующих нескольких десятилетий. Гидропоника гораздо эффективнее с точки зрения использования воды и питательных веществ, чем земледелие на почве, однако управление ею является более сложным и требует иного набора вводимых ресурсов, особенно во время установки. Электричество, как правило, требуется для циркуляции или кислородом воды. Однако она не требует топлива для вспашки почвы, не требует дополнительной энергии, чтобы перекачивать гораздо более высокие объемы воды для орошения или осуществлять контроль прополки, и не нарушает органическое вещество почвы за счет интенсивных сельскохозяйственных практик. Первоначальные затраты, строительные материалы и зависимость от электроэнергии и вводимых ресурсов также будут важными ограничениями аквапоники, но в этом случае потребность в химических удобрениях полностью устранена.

• Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *