ГИДРОПОННАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩЕЙ И САЛАТОВ В МЕЛКИХ И СРЕДНИХ ХОЗЯЙСТВАХ
Мальтекбасов М.Ж.,
Мукажанов Е.Б., Шаяхметов Н.Н., Тыналиев Б.Т.,
Батырбеков С.Ж., Алимбаев Ч. А., Телебаев Е.Е., Бақытұлы
Қ., Акжолов Е.К.
Жетысуйский
государственный университет им. И. Жансугурова, Талдыкорган, Казахстан (040000,
Талдыкорган, ул. И.Жансугурова 187а), e-mail:
mukazhanov_e@mail.ru
Описывается установка
для выращивания овощей и салатов на основе современных технологий (гидропонные
технология, водная культура). Показана эффективность применения гидропоники в
мелких и средних хозяйствах.
Application
of hydroponic technologies for growing of vegetables and lettuces in shallow and
middle economies
Maltekbasov M.Zh., Mukazhanov E.B., Shayahmetov N.N., Tynaliev B.T.,
Batyrbekov
S.Zh., Alimbayev Ch.A., Telebayev E.E., Bakhytuli K., Akzholov E.K.
Zhetysu State University I.Zhansugurov, Taldykorgan,
Kazakhstan (040000, Taldykorgan, I.Zhansugurov st. 187а), e-mail:
mukazhanov_e@mail.ru
Setting is described for growing of vegetables and lettuces on the basis
of modern technologies(гидропонные technology, water culture). Efficiency of application of hydroponics is
shown in shallow and middle economies.
Ключевые
слова: гидрапоника, субстрат, водная культура, питательный
субстрат
Введение
В современном мире
наблюдается сокращения площади поливных земель, истощаются почвы, наряду с этим
идет рост населения, что приводит к определенным задачам перед сельским
хозяйством.
При тенденции развития
сельского хозяйства при помощи развития мелких (семейных) и средних ферм,
выгодно использовать высокопроизводительные системы выращивания овощей и
растений, позволяющие собирать урожай несколько раз за год.
Гидропоника - это способ выращивания растений без
почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные
вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно
осуществить при почвенном выращивании). Системы
гидропоники приобретают все большее значение. За счет повышения спроса и
увеличения массовости рынка удешевляется производство конструкций и снижается
себестоимость гидропоники. Разработки в сфере проектирования систем дают
возможность выращивать растения не только компактно, размещенных на одном
уровне, но и заполнять объем задействованных под данный процесс помещений,
экономя тем самым рабочую площадь и значительно повышая выход готовой
продукции. При этом трудозатраты в обслуживании растений заметно снижаются.
Снижение трудоемкости при использовании технологии гидропоники для
выращивания растений достигается благодаря нескольким весомым факторам.
Из процесса выращивания совершенно исключается понятие «плодородный
грунт». Ведь грунт в гидропонике присутствует только лишь в рассадном состоянии
растения. Стоит заметить, что рассаду растения выращивают все же традиционным
способом, а затем ее помещают в горшочек, который наполняется каким-нибудь
влагопроницаемым сыпучим субстратом. К примеру, перлитовым крупным песком,
дробленым керамзитом, мелким гравием и прочим. Главная задача субстрата -
держать корневую систему растения. При этом все питательные вещества растением
впитываются из специального раствора.
Абсолютно устраняется такая процедура, как «полив». Ведь
гидропоника подразумевает собой систематичный полив питательным раствором
корневой системы растения. Этот раствор отличается практически стабильным
составом. Благодаря нему растение не подвергается ни голоданию, ни недостатку
влаги, а развивается быстро и равномерно по сравнению со своими грунтовыми
сородичами.
Сводится к минимуму возможность появления насекомых, личинок,
сорняков и конкурентов. Рассада высаживается практически в стерилизованный
грунт, а затем грунт и вовсе вымывается, а в растворе никаких семян сорняков
просто быть не может.
При использовании технологии гидропоники отпадает необходимость в
прополке, рыхлении и других видов обработки грунта. При этом система может быть
абсолютно автоматизирована.
Если технология гидропоники хорошо отлажена, то процесс выращивания
растений заключается непосредственно в выращивании
рассады и сборе урожая. Также необходимо систематически следить за гидропонной
установкой и подливать раствор.
Система гидропоники превращает процесс выращивания зелени, овощей и
пряностей в весьма приятное занятие.
В гидропонике мы сами снабжаем растения
определенным составом питательных веществ, которые им необходимы для жизни, так
чтобы они могли развиваться и успешно расти. Питательные вещества добавляются
напрямую в емкость с водой. В данную емкость помещаются и корни растения не
причиняя им никакого вреда, но в полной мере обеспечивая растение только
полезными и нужными ему веществами.
Фактически любое растение может вырасти с
помощью гидропонного метода, но некоторые растения чувствуют себя намного лучше
при применении таких способов выращивания. Гидропоника – идеальный
способ для выращивания плодоносящих растений, таких как томаты, огурец и перец.
Салаты, лечебные и пряные травы тоже очень хорошо чувствуют себя в питательном
растворе и показывают очень хорошие результаты при выращивании на гидропонике.
В данном проекте предлагаются
гидропонная установка: установка в закрытом пространстве системой система
водной культуры (Рис.1)
Рисунок 1.
Система водной культуры
Система водная культура (Рис.
1) – самая простая из всех активных гидропонных систем.
Поддерживающая растения
платформа, обычно изготавливается из пенопласта и плавает прямо по поверхности
питательного раствора. Воздушный насос с помощью пузырьков насыщает раствор
кислородом, который растение поглощает с помощью корней в достаточном
количестве.
Водная культура – это
альтернативный способ выращивания салатов, а так же быстрорастущих влаголюбивых
растений. Не многие растения хорошо растут в таком типе систем.
В качестве замкнутого
пространства используется водо не пропускающая емкость. Емкость заполняется до
определенного уровня питательным раствором. На дне емкости установлены
распылители воздуха для подачи кислорода корневой системе растений. Подача питательного раствора происходит при
помощи нагнетания воды насосом и циркуляцией его в системе.
Растения устанавливаются на платформе из пенопласта в
котором вырезаны отверстия для растений. На дне установки установлены
распылители для подачи воздуха растениям.
В гидропонных системах важную
роль играет питательный раствор, температурный режим, освещение.
Питательный раствор содержит
необходимые для роста растений макро- и микроэлементы. В данной установке
питательный раствор применяется в соотношении 1,67мл/1л воды, то есть 1,2 л
питательного раствора, при объеме установки – 720 л.
Для большинства овощных культур подходит
температура 24-25 °C . Допускается понижение температуры на несколько градусов
в ночное время. Из всех трав более низкие температуры предпочитает салат, это
растение хорошо растет при 14-17 °C.
Для освещения предлагается
будет применена ДНаЗ (дуговая натриевая зеркальная лампа высокого
давления) с зеркальным
покрытием.
Особенностью этой лампы
является отражающий слой, который нанесен внутри колбы. Колба и зеркальный слой
сделаны таким образом, что во время работы отражаемый свет не попадает на
газоразрядную трубку, тем самым увеличивается срок службы лампы. Благодаря
такому отражающему слою так же достигается большое КПД отражения, который
составляет порядка 95%.
Благодаря уникальной разработке
производителей этой лампы, КПД ее оптической системы не меняется на протяжение
всего срока службы. Благодаря все той же форме и покрытию, эта лампа является
готовой системой для светильников любого типа.
Таблица 1. Технические
характеристики
|
Питательный
раствор (1,67мл/1) |
Для
одной емкости (л) |
|
Раствор |
1,2 |
|
Освещение |
|
|
Лампы
ДНаЗ (мощность 400 ВТ) |
1 |
|
Расход
электроэнергии (4
часа в сутки) |
48 |
|
Расход
электроэнергии (4
часа за год) |
250 |
Одной из особенностей является использование
горшков с прорезями для полного цикла выращивания растения, без пересаживания.
В большинстве теплиц промышленного цикла используют пересаживание растений, для
более комфортного роста растений.
Водная культура – это
альтернативный способ выращивания салатов, а так же быстрорастущих влаголюбивых
растений. Не многие растения хорошо растут в таком типе систем. Такой тип
гидропонных систем хорошо подходит для получение начальных навыков гидропоники
и популярен среди учителей биологии.
Такая система может быть
изготовлена самостоятельно из старого аквариума или другого водонепроницаемого
резервуара. Самый большой недостаток систем этого типа – это то, что они не
подходят для больших и долголетних растений.
Техника
питательного слоя (N.F.T.)
Рисунок 2.
Техника питательного слоя
Именно с этой системой у
большинства людей и ассоциируется само понятие гидропоники. В N.F.T.- системах
(Рис. 2) поток питательного раствора постоянен, либо включается автоматически
через короткие промежутки времени.
Питательный раствор
выталкивается к поддону с растениями (обычно в форме трубы либо короба) помпой
или насосом , протекает по корням растений, а затем стекает обратно в
резервуар.
В данном случае обычно не
используется никакого промежуточного наполнителя, кроме воздуха, что помогает
экономить на смене наполнителя после сбора урожая. Как правило, растение
содержится в небольшом пластиковом стаканчике, а корни касаются
Работа системы периодического
затопления (Рис. 2) осуществляется с помощью погруженного в воду насоса,
соединённого с датчиком времени. Когда таймер приводит в действие насос,
питательный раствор выталкивается в сосуд с растениями. Когда таймер выключает
насос, раствор самотеком стекает обратно в резервуар.
Новизна идеи заключается в том, что технологии гидропонного выращивания можно
сформулировать следующим образом:
а) возможность создания для растений оптимальных
условий корневого, внекорневого, воздушного питания и
водоснабжения;
б) экономное использование воды и питательных
веществ;
в) ускорение роста и развития растений, в
частности ускорение выращивания рассады;
г) высокийурожай овощных
культур и особенно богатый витаминами и доступными формами микроэлементов;
д) высокое качество продукции;
е) доступная, экономически наиболее выгодная
возможность дезинфекции среды;
ж) уменьшение ручного труда при уходе зарастениями (отсутствие прополки, поливов, рыхлений и т. д.).
Эффективность гидропонной
технологии заключается в правильном применении субстрата и питательного
состава:
· овощи являются наиболее выгодными
культурами для выращивания в защищенном грунте, так как обеспечивают более
высокую прибыль по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами;
· на овощи стабильно
существует повышенный круглогодичный спрос;
· повышение урожайности и
улучшение качества продукции по сравнениюс традиционными методами;
Снижение затрат на производство достигается за
счет:
· более рационального
использования тепловой энергии за счет применения подсубстратного обогрева и
сокращение затрат энергии на пропаривание;
· устранение необходимости
в подготовке и завозе почвенных грунтов в теплицах и их обработки (вспашка,
фрезерование);
· существенная экономия
воды за счет применения капельного полива и обратного контура для сбора ее
излишков;
· экономия количества
минеральных удобрений (до 40%);
· возможность более
точного и быстрого регулирования параметров корнеобитаемой среды (кислотности
питательного раствора, содержания элементов питания, влажности, температуры и
т.д.) за счет малого ее объема.
Культивирование овощей без использования почвы
имеет и другие преимущества. В отличии от традиционных технологий здесь
абсолютно исключено применение любых сельскохозяйственных машин, необходимых
для обработки почвы, а, следовательно, и самиx этих агротехнических элементов.
Практические отсутствует необходимость в строгом чередовании культур, а также
защите растений от сорняков. При строгом соблюдении мер санитарии беспочвенная
культура позволяет, отказаться от применения химических средств защиты от
вредителей и болезней, т.е. повысить качество и биологическую чистоту овощной
продукции. Большая часть операций, связанных с уходом за растениями, включая
внесение удобрений и орошение, при этой технологии автоматизирована. Все это
позволяет облегчить труд персонала и более экономно использовать трудовые
ресурсы, качественно изменить характер сельскохозяйственного труда.
Трудоемкость при этой технологии сокращается в среднем в 2-2,5 раза.
Экономичность расхода воды позволяет применять эту технологию даже в аридных
(засушливых) районах.
При культивировании овощей по данной технологии условия для
выращивания и питания растений максимально выравниваются, что в свою очередь,
обеспечивает высокий уровень получения стандартной продукции. Не возникает
здесь обычных при традиционном выращивании овощных культур проблем, связанных с
кислотностью и агрохимическим составом почвы. Создается возможность
использования для разных культур одних и тех же видов удобрений. Наконец, эта
технология позволяет резко ускорить рост растений и увеличить их урожайность,
так как физиологические процессы протекают в данном случае намного быстрее.
Выводы:
·
Данные
установки могут быть использованы в домашнем хозяйстве и в мелких «семейных»
хозяйствах для повышения урожайности.
· Использования
этих установок позволит сократить расходы на воду, гербициды, Увеличиваются размеры,
повышается качество растений.
· Уменьшается трудоемкость
труда.
· Позволяют собрать
несколько урожаев в год.
Список литературы
1.
Грегори
Ирвинг. Гидропоника, минеральная вата и сенсимилья. Голландия: Positive Publisher b.v.b.a, 2001 .
2.
Уильям
Тексье. Гидропоника для всех. Франция: Mama Editions,1
Paris (France), 2013г
3. Тигранян
Р. Э. Микроклимат. Электронные системы обеспечения, Москва 2005 г
4. Бентли
М. «Промышленная гидропоника», Колос, Москва, 1965г
5. Растения
без почвы, Вахмистров Д. Москва, 1965 г