Беспочвенное выращивание

1. Введение в беспочвенное выращивание

Беспочвенное выращивание относится к сельскохозяйственным методам, при которых растения выращиваются без естественной почвы, а вместо этого используются:

• Решения на водной основе (гидропоника, аэропоника)

• Инертные субстраты (кокосовая койра, перлит, минеральная вата)

• Системы, усиленные биостимуляторами (органическая гидропоника)

Такой подход позволяет точно контролировать состояние корневой зоны, предлагая:
✔ 90% экономии воды по сравнению с традиционным сельским хозяйством
✔ Урожайность на квадратный фут выше в 3-10 раз
✔ Круглогодичное производство независимо от климата
✔ Сокращение использования пестицидов

Первоначально разработанные для тепличных хозяйств, в настоящее время преобладают беспочвенные системы:

Городские вертикальные фермы 

Контролируемое сельское хозяйство (СЕА)

Производство продовольствия для космических миссий

2. Научные принципы беспочвенного земледелия

• Системы беспочвенного выращивания оптимизируют рост растений за счет:

• А. Управление оксигенацией

• Корни поглощают в 3 раза больше кислорода, чем в почве

• Предотвращает возникновение анаэробных условий, вызывающих гниение корней.

• B. Точность доставки питательных веществ

• Прямой контроль рН (5,5–6,5) и ЕС (1,0–3,5 мСм/см)

• Отсутствие блокировки питательных веществ частицами почвы

• C. Ускорение роста

• Созревание на 30–50 % быстрее благодаря оптимизированным условиям

• Постоянный доступ к воде/питательным веществам снижает стресс

• 3. Типы систем беспочвенного выращивания

• Тип системы	Описание	Лучшее для	Использование воды
  Глубоководная культура (ДВК)	Корни, погруженные в кислородсодержащий раствор	Салат, зелень	Низкий
  Метод питательной пленки (НФТ)	Тонкая питательная пленка течет мимо корней	Листовая зелень	Очень низкий
  Приливы и отливы	Периодическое затопление/осушение	Закуски, лекарственные растения	Середина
  Аэропоника	Корни опрысканы питательным туманом	Ценные культуры	Минимальный
  Культура субстрата	Растет в инертной среде (например, кокосовом волокне)	Помидоры, огурцы	Середина

• 4. Гидропонные методы беспочвенного выращивания

• A. Метод питательной пленки (НФТ)

• Принцип работы: питательная пленка толщиной 1–2 мм течет по наклонным каналам.

• Основные характеристики:

• Не требуется никакой среды для выращивания

• Расход 1-2 л/мин

• Идеально подходит для быстрорастущей зелени.

• B. Глубоководная культура (ДВК)

• Компоненты:

• Плавающие плоты (пенополистирол или пластик)

• Воздушные камни для оксигенации

• Резервуары на 20-50 галлонов

• Культуры: базилик, салат, капуста.

• 5. Аэропонные системы о беспочвенном выращивании

• Аэропоника высокого давления (HPA)

• Размер частиц тумана: 5-50 микрон

• Длительность цикла: 5 сек ВКЛ / 5 мин ВЫКЛ

• Коммерческое использование: АэроФармс (Нью-Джерси) выращивает 2 млн фунтов зелени в год.

• Аэропоника низкого давления (ЛПА)

• Подходит для: домашнего выращивания

• Расходы: $200-$$200-$1000/установка

• 6. Методы, основанные на субстрате

• Сравнение сред беспочвенного выращивания

• Субстрат	Удержание воды	Аэрация	Стабильность рН
  Кокосовое волокно	Высокий	Середина	Хороший
  Перлит	Низкий	Отличный	Справедливый
  Минеральная вата	Середина	Хороший	Отличный
  Глиняная галька	Низкий	Отличный	Хороший

• 7. Управление питательными веществами при беспочвенном выращивании

• Основные элементы:

• Макроэлементы: N, P, K, Ca, Мг, S

• Микроэлементы: Фе, Мн, Zn, Cu, B, Мо

• Параметры решения:

• Диапазон рН: 5,5-6,5 (большинство культур)

• Уровни ЕС:

• Саженцы: 0,8-1,2 мСм/см

• Вегетативный: 1,2-2,0

• Плодоношение: 2,0-3,5

• 8. Физиологические адаптации растений к беспочвенному выращиванию

• Структуры корня: развивают больше боковых корневых волосков.

• Устьичная регуляция: улучшена при оптимизированном ВПД

• Усвоение питательных веществ: прямое усвоение повышает эффективность

• 9. Проектирование системы беспочвенного земледелия

• Домашняя система «сделай сам» (менее 100 долларов):

• Контейнер: ведро на 5 галлонов

• Среда для выращивания: кокосовое волокно + перлит

• Доставка питательных веществ: воздушный насос + капельные линии

• Освещение: светодиодная панель 50 Вт

• Коммерческая тепличная установка для выращивания без почвы

• Структура: Поликарбонат или стекло

• Орошение: Автоматизированное фертигирование

• Климат-контроль: обогащение КО₂, осушители воздуха

• 10. Оптимальные условия беспочвенного выращивания

• Параметр	Идеальный диапазон
  Температура	68-77°F (20-25°C)
  Влажность	60-70% ОВ
  КО₂	800-1200 частей на миллион
  Интенсивность света	400-800 мкмоль/м²/с