Гидропоника — выращивание растений без почвы¶
Гидропоника (от др.-греч. ὕδωр — «вода» и πόλος — «город», буквально «рабочий раствор») — метод выращивания растений без использования почвы, при котором минеральное питание поступает через водный раствор необходимых солей. Роль почвы как механической опоры выполняет инертный субстрат (керамзит, перлит, вермикулит, минеральная вата, кокосовое волокно) либо растение фиксируется в воздухе с погружённой в раствор корневой системой.
¶История
Основоположником научных исследований в области гидропоники считается немецкий ботаник Юлиус фон Сакс, который в 1860 году впервые вырастил растения в растворах минеральных солей, не используя почву. Его соавтором выступил Вильгельм Кноп, разработавший в 1865 году первый сбалансированный раствор для гидропонного выращивания.
В 1920-х годах метод получил развитие в США. В 1929 году американский химик Уильям Грик совместно с профессором Университета Калифорнии Уолтером Гартнери разработал коммерческую гидропонную систему. В 1930-е годы гидропоника применялась для снабжения свежими овощами гарнизонов на островах Тихого океана, а также на подводных лодках.
В СССР гидропонные установки внедрялись с 1930-х годов, прежде всего в условиях Крайнего Севера и на объектах, удалённых от сельскохозяйственных районов. В 1960-е — 1970-е годы в СССР выпускались бытовые гидропонные установки, в частности «Цветок-1» и «Цветок-2», предназначенные для выращивания комнатных растений. В 1974 году в СССР была создана орбитальная станция «Салют-4», на борту которой проводились эксперименты по выращиванию растений методом гидропоники.
¶Принцип действия
Растение в гидропонной системе получает все необходимые макро- и микроэлементы из водного раствора. Корни погружены в раствор или опрыскиваются им, что обеспечивает поступление питания и кислорода. Основные элементы, поступающие с раствором: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, бор, цинк, медь, молибден.
Концентрация солей в растворе измеряется в ppm (частях на миллион) или в единицах электропроводности — микросименсах на сантиметр (мкСм/см). Оптимальный pH раствора для большинства культур находится в диапазоне 5,5–6,5. Отклонение pH влияет на доступность отдельных элементов: при повышении выше 7,0 железо, марганец и бор становятся труднодоступными, при снижении ниже 5,0 возникает риск токсичности марганца и алюминия.
¶Классификация систем
По способу подачи раствора к корням гидропонные системы делятся на несколько типов:
| Тип системы | Принцип работы | Особенности |
|---|---|---|
| Капельный полив (drip) | Раствор подаётся каплями к корням через таймер | Наиболее распространённый тип в теплицах |
| Фитильная (wicking) | Раствор поднимается по фитилю к субстрату | Простейшая система, без движущихся частей |
| Погружной (ebb and flow) | Субстрат периодически заливается и осушается | Требует надёжного дренажа |
| NFT (техника тонкой плёнки) | Тонкий слой раствора стекает по наклонному жёлобу | Корни частично в растворе, частично в воздухе |
| Аэропоника | Корни в воздухе, орошённые туманом | Высокая аэрация, сложность оборудования |
| DWC (Deep Water Culture) | Корни постоянно погружены в аэрируемый раствор | Простая конструкция, популярна у любителей |
¶Преимущества и недостатки
К достоинствам гидропоники относят:
- Возможность выращивания в любых климатических условиях и вне зависимости от качества почвы.
- Более быстрый рост растений по сравнению с почвенным методом — за счёт оптимизированного питания и аэрации корней.
- Экономия воды: расход воды в замкнутых системах на 70–90 % ниже, чем при традиционном поливе.
- Отсутствие почвенных патогенов и сорняков.
- Компактность: системы легко вертикализуются.
К недостаткам относят:
- Необходимость контроля pH и электропроводности раствора.
- Зависимость от электроснабжения: при отключении питания системы с капельным поливом и аэропоникой останавливаются, что может привести к гибели растений.
- Высокая стоимость оборудования и стартовых вложений.
- Требовательность к качеству воды: жёсткая вода с высоким содержанием солей кальция и магния требует предварительной подготовки.
¶Применение
Гидропоника применяется в промышленных теплицах, лабораториях, на космических станциях, а также в домашнем цветоводстве и огородничестве. В промышленном овощеводстве методом гидропоники выращивают салат, зелень, томаты, огурцы, клубнику, перец.
В России гидропонные технологии развиваются в условиях закрытого грунта. Крупные тепличные комплексы, построенные в 2010-е годы (в частности, в Московской, Калужской, Воронежской областях и в Краснодарском крае), используют гидропонные системы преимущественно на минеральной вате или кокосовом субстрате с капельным поливом. Гидропоника также применяется в научных исследованиях для изучения физиологии растений в контролируемых условиях.
В домашних условиях гидропоника популярна для выращивания салата, базилика, мяты, а также декоративных растений — фикусов, орхидей, бегоний. Простые системы (фитильная, DWC) доступны для самостоятельной сборки из подручных материалов.
¶История термина
Слово «гидропоника» происходит от др.-греч. ὕδωρ («вода») и πόλος («рабочий, земледелец»). Термин ввёл в обиход Уильям Грик в 1937 году, предложив греческую конструкцию вместо ранее использовавшихся описательных формулировок вроде «безпочвенное культивирование» (soilless culture).
Источники:
- Сакс Ю., Кноп В. — исследования по минеральному питанию растений, 1860–1865.
- Грик У. — «Water Culture Manual», 1937.
- Митчелл К. А. — «Hydroponics: A Practical Guide for the Soilless Grower».
- Фомин А. В. — «Гидропоника», учебное пособие.
- Справочник по закрытому грунту. — М.: Колос.