XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Бутченко М. П. ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОПОННОГО МЕТОДА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩЕЙ

Бутченко М. П.

Кременчугский  национальный университет имени Михаила Остроградского

ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОПОННОГО МЕТОДА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩЕЙ

Современная промышленная теплица - это сложный организм, с множеством датчиков, отслеживающих температуру, влажность, освещенность, а также компьютерного центра управления, анализирующего поступающую информацию и подающего необходимые команды на исполнительные механизмы. В нужное время открываются фрамуги, жалюзи, включаются вентиляторы, увлажнители воздуха, полив и т.п. Растениям постоянно обеспечиваются оптимальные условия для роста - и для высоких урожаев. Вот тут-то и проявляются высокие качества новых сортов и гибридов, созданных именно для этих условий. Но все эти компьютерные системы имеют существенный недостаток - они дороги, и поэтому практически не применимы на дачном участке.

Необходимым условием для теплицы является земля т.е почва.

Что же мы понимаем под этим? Прежде всего хорошая земля должна быть плодородной, то есть обеспечивать растениям необходимое питание. Каждый человек может отличить хорошую землю от плохой на взгляд. Хорошая земля - пышная, легкая, черная. То есть в ней много неразложившейся органики, которая придает рыхлость, легкость почве, и разложившейся органики - гумуса, который и придает земле темный цвет. Гумус (от латинского humus - земля) - это продукт глубокого разложения растительных остатков, в основном целлюлозы и лигнина, представляющий собой смесь высокомолекулярных полимеров, таких как гумин, ульмин, гуминовые кислоты и фульвокислоты.

Самое удивительное при этом, что сам гумус почти не содержит свободных питательных минеральных элементов, необходимых растениям. Но в черной земле растения прекрасно развиваются и не испытывают дефицита минерального питания. Даже водные вытяжки (растворы) гумуса являются мощным стимулятором роста. На этом факте была основана теория гумусного питания растений, которая впоследствии была признана ошибочной, и ее сменила теория минерального питания, так как было доказано, что растения могут усваивать только простые минеральные вещества в виде их водных растворов.

Почему же растения, которые не питаются органикой, лучше растут на удобренных навозом и перегноем почвах? Ведь они усваивают только простые минеральные вещества в виде растворов их солей? Это кажущееся на первый взгляд парадоксальным утверждение в действительности объясняется очень просто.

Известно, что растения можно выращивать на любом субстрате - песке, керамзите, опилках и т.п. поливая их раствором необходимых минеральных веществ, то есть на гидропонике, и даже вовсе без субстрата - на аэропонике, периодически орошая раствором корневую систему, находящуюся в воздухе. В этом случае гумус не требуется, но необходим тщательный контроль и внесение всех необходимых веществ. На этом основан, например, принцип Миттлайдера. Но: недостаток всего лишь одного из десятка микроэлементов способен свести на нет все ваши труды! И к тому же дорогие удобрения нужны килограммами.

У минеральных удобрений есть еще один очень крупный изъян - их избыток гораздо опаснее их дефицита, поэтому нельзя внести их "впрок". При внесении их в почву, особенно в виде раствора, концентрация скачкообразно возрастает, а затем постепенно снижается. Чтобы поддерживать оптимум, в идеале надо давать удобрения в малых дозах при каждом поливе. Внесение при перекопке в почву гранулированных комплексных удобрений лишь частично решает проблему, так как разные составляющие этих гранул имеют разную растворимость - очень быстро в почвенный раствор переходят азот и калий, и так же быстро вымываются, гораздо медленнее - фосфор. При высоких дозах кроме опасности сжечь растения, есть реальная опасность отравиться самим, особенно это касается азотных удобрений - при их избытке растения могут накапливать нитраты. А микроэлементы, например, медь, цинк, бор и другие - в концентрациях, превышающих предельно допустимые, вообще являются ядами!

Считается, что в большинстве почв растениям недостаточно азота, в то время как основная часть окружающего их воздуха - это как раз азот! И почвенная микрофлора делает его доступным. То же касается и фосфора, который всегда присутствует в нерастворимом виде, и многих других веществ. Крайне редко бывает, чтобы в живой природной почве действительно наблюдался дефицит какого-либо элемента.

Черноземы, то есть темные почвы, богатые гумусом и органикой, очень обильно заселены. Бактериями, водорослями, грибами, насекомыми и червями. И все они обеспечивают необходимое и постоянное поступление в почву продуктов своей жизнедеятельности - питательных веществ для растений.

В каждом грамме почвы живет несколько миллиардов бактерий. А растения, в свою очередь, через корни выделяют органические вещества, подкармливая население ризосферы - зоны, окружающей корни. За миллионы лет совместной эволюции эти существа не могли не приспособиться к взаимным потребностям, так что ничего лишнего не остается - все потребляется. И высвобождение минеральных солей, перевод их в доступную для растений форму производится ежедневно, ежеминутно и ежесекундно, и эти соли тут же поглощаются растениями. То есть, живая почва кормит растения микроскопическими дозами, но непрерывно, как младенца из соски, поэтому в водной вытяжке из такой почвы и нет большого количества этих элементов в свободном виде. К тому же гумус обладает свойством образовывать комплексные соединения с ионами металлов. Это относительно непрочные химические соединения, обладающие ионообменными свойствами. То есть гумус может временно связывать питательные вещества, и при этом корни растений могут извлекать их.

На таких почвах не нужно следить за их химическим составом - у растений всегда есть все необходимое, надо только вносить своевременно органику, а население дальше уже само разберется, что куда. К тому же органику можно вносить впрок, не опасаясь навредить, и хорошо обеспеченная биогумусом почва сохраняет плодородие годами!

Именно поэтому легко даже на первый взгляд отличить хорошую землю от плохой - черный цвет свидетельствует о высоком содержании гумуса, а высокое содержание гумуса говорит о том, что в почве много производителей этого гумуса - потребителей органики. А если почва рыхлая и легкая, значит, есть еще неразложившаяся органика, и у этих потребителей еще есть запас еды.

 И соответственно, если почва еще черная, но уже уплотняется - надо срочно кормить ваше почвенное население, вносить органику, иначе земля скоро потеряет плодородие.

Кроме этой почвы растения в теплицах выращивают на гидропонике.

Сущность гидропонного метода состоит в том, что почву заменяют искусственным субстратом (гравий, песок, керамзит, вермикулит, песчано-гравийная и моховая среда и др.), а овощные культуры выращивают на растворах минеральных солей. Гидропоникой можно заниматься во всех видах теплиц, кроме временных сооружений, укрытых синтетической пленкой.

При гидропонном способе обеспечиваются оптимальное минеральное питание растений, благоприятная концентрация с оптимальным соотношением отдельных элементов в зависимости от освещенности, температуры, содержания углекислого газа, кислорода и других факторов, создаются лучшие условия для фотосинтеза. На гидропонике отпадают трудоемкие работы по внесению удобрений, поливам, подкормкам, подсыпке почв, дезинфекции и др. Открываются возможности более широкого применения автоматики, что сокращает трудовые затраты на выращивание овощей и способствует получению более ранних урожаев.

Наряду с достоинствами гидропонный метод выращивания культур имеет и недостатки: более высокая прочность установок и оборудования по сравнению с культурой на почве; сложность большинства существующих механизмов по подаче и приготовлению растворов (это ведет к необходимости содержания квалифицированного технического персонала по управлению производством), быстрое распространение вирусных, а иногда и грибных заболеваний.

В современных условиях урожайность овощей в гидропонных теплицах бывает высокой. В гидропонных зимних теплицах Киева ежегодно получают по 32-34 кг с 1 м2 огурцов и по 20-22 кг томатов. Рентабельность выращивания здесь достигает 80-85%, что находится на уровне передовых хозяйств.

Из разных способов в теплицах без почвы наиболее изучена и получила в настоящее время распространение культура на гравии и гранитной щебенке с субригационным орошением т.е. постепенным затоплением среды снизу.

Перспективным способом является выращивание на минеральной вате с подачей питательного раствора через систему капельного полива. Минеральная вата представляет собой волокна формируемые из расплавленных минералов. Это нейтральный субстрат с хорошими физическими свойствами (пористость 97%, влажность 82% ППВ, воздухоемкость 15%, рН водной вытяжки около 7).

Маты из минеральной ваты шириной 30 см, высотой 7,5, длиной 90 см укладывают на пластины стиропора или синтетическую пленку, имеющие выемки для обогревательных труб. Маты обвертывают синтетической пленкой с отверстиями для растений (размером в зависимости от рассадных горшков). Растворы подаются автоматами, и с помощью автоматических приборов в них определяют рН и концентрацию солей. Для капельного полива применяют шланги - увлажнители из светонепроницаемой пленки толщиной 0,1 мм различной конструкции.

Минеральная вата по сравнению с другими субстратами имеет следующие преимущества: она не связывает и не освобождает потом питательные вещества, не имеет возбудителей болезней, хорошо сохраняет структуру, т.к. не разлагается, значительно сокращает затраты на теплообогрев теплиц. Однако применение минеральной ваты требует безупречной работы автоматики для внесения удобрений и полива. Необходима особая тщательность в составлении удобрительной смеси, т.к. вата не обладает буферными свойствами. После вегетации культуры минеральную вату дезинфицируют паром.

Маты обвертывают синтетической пленкой с отверстиями для растений. Для капельного полива применяют шланги - увлажнители из светонепроницаемой пленки толщиной 0,1 мм. Расход воды и увлажнение около 9 л на 1 м2, а располагают их между рядами растений.

Растения, выращиваемые без почвы, все элементы питания, необходимые для роста и развития, периодически вносимого в субстрат. Обычно состав питательного раствора в течение вегетации растений остается постоянным, меняется лишь соотношение между азотом и калием в летние и зимние месяцы (зимой калия дают больше, чем летом).

Питательный раствор содержит (в гр. на 1000 л воды): калия азотнокислого 500; суперфосфата 550; магния сернокислого 300; аммиачной селитры 200; хлорного железа 6; борной кислоты 0,72; марганца сернокислого 0, 45; цинка сернокислого 0,06; меди сернокислой 0,02.

Необходимо систематически (еженедельно) контролировать содержание в растворе элементов питания. По мере расходования раствора доливают свежий, добавляя недостающие элементы питания в соответствии с анализами. Большую роль играет температура питательного раствора, особенно в ночное время, когда субстрат охлаждается сильнее, чем почвенная смесь. Температуру раствора рекомендуется поддерживать на уровне 250С. Один раз в месяц раствор полностью меняют. Используя его для подкормки овощей в открытом грунте. Питательный раствор может подаваться капельным путем и путем заполнения субстрата.

Поливы раствором удобрения проводятся путем постепенного заполнения субстрата, сначала в низших слоях, а затем в более верхних. Общая продолжительность цикла заполнения - слив длится 30-40 минут, в противном случае рост растения ухудшается из - за недостатка кислорода, необходимого для жизнедеятельности корневой системы. Частота увлажнительных поливов тоже имеет большое значение для растений. Молодые растения в пасмурную погоду рано весной поливают 2 раза, взрослые сильно развитые растения, особенно в летнее, жаркое время 3-4 раза.

В практике раствор регенируют 0,15 - 0,20%- ным раствором едкого калия с последующей хорошей промывкой водой из шланга и перелопачиванием субстрата.

При регенерации субстрата применяют фрезу ФС-0,7А, что способствует отмывке органических и минеральных соединений. Субстрат заполняют щелочным раствором на двое-трое суток, а иногда и более в зависимости от состояния субстрата. Фрезерование применяют в первые дни регенерации. Затем субстрат тщательно промывают водой (дождеванием). Осадок в каналах и резервуарах тщательно удаляют. После регенерации субстрат нейтрализуют азотной, а затем фосфорной кислотой с доведением рН до 6,2 - 6,5.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>