ieGo-FVRMdI

Этапы проектирования теплицы это выбор: конструкции теплицы – гидропонной установки – субстрата – питательного раствора – растение – системы освещения – системы отопления – системы полива. Это ядро проекта, но важно понимать, что каждый элемент взаимосвязан с другим элементом. Внутри теплицы растения формируют агрофитоклимат – зону своего обитания. Человек задает и контролирует параметры микроклимата теплицы, а у растения задача использовать предоставленные возможности, для реализации своего генетического потенциала. С одной стороны мы пытаемся заменить такую сложную природную среду, как почва, которая обладает свойством плодородия. Это свойство определяется наличием микроорганизмов, которые создают в почве запас доступных для растений элементов минерального питания, органическими соединениями (витаминами, антибиотиками, стимуляторами и ингибиторами роста и т.д.). Один из аспектов взаимодействия почвенных организмов с растениями состоит в том, что органические вещества в почве минерализуются, при этом выделяется углекислота. Часть ее – листья растений используется в фотосинтезе. Поэтому при многолетнем использовании субстратов возникает процесс первичного почвообразования со всеми вытекающими отсюда последствиями. При частой смене питательного раствора на корнях растений размножаются многочисленные колонии всевозможных микроорганизмов, которые служить для растений добавочным источником полезных веществ. Под воздействием питательного раствора меняется структура субстрата. В процессе эксплуатации почвозаменитель проходит три этапа. Первый — период его взаимодействия только с питательным раствором и на поверхности частиц происходят начальные не значительные изменения. Второй – рабочий этап, весьма продолжительный срок нормальной службы на выращивании растений под действием метаболитов и микрофлоры. На третьем в системе растение – субстрат – питательный раствор нарушается равновесие, снижается урожай. Либо идет замена, либо используются методы восстановления субстрата.

субст_5

 

Ученые из Ноттингемского Университета разработали новую технологию, которая позволит растениям извлекать азот из воздуха, а не из почвы и, как следствие, избавиться от вредных и дорогих удобрений. Фиксация азота, процесс в котором азот превращается в аммиак, жизненно важен для выживания и роста растений. Только бобовые (горох, фасоль и чечевица) имеют свойство использовать атмосферный азот и делают это с помощью азотфиксирующей бактерии, остальные растения азот берут из почвы. Поэтому все усердствуют и стараются как можно больше внести синтетических азотных удобрений. Огромное количество ученых овощеводов отмечают, что в овощеводстве (в том числе и тепличного растениеводства) имеет место неправильное использование пестицидов, минеральных и органических удобрений. Не правильное, и это надо исправлять. Главным открытием ученых из Ноттингемского Университета стал штамм азотфиксирующей бактерии в тростниковом сахаре, который способен внутриклеточно колонизировать все сельскохозяйственные культуры. Эта технология может наделить каждую клетку растения способностью фиксировать атмосферный азот. Последствия для сельского хозяйства огромны, ведь этот метод не является ни генетическим, ни биоинженерным и может обеспечить почти все потребности растений в азоте. Он основан на естественных азотофиксирующих бактериях, извлекающих азот из воздуха. Растения, покрытые этими бактериями, создают симбиотические, взаимовыгодные взаимоотношения для естественного производства азота. Когда-то прошла мимо меня информация о технологии без почвенного выращивания растений (жалко что не сохранилась), и называлась она биопоника. Там действительно описывались эксперименты с созданием питательной среды при помощи микроорганизмов. На сегодняшний день решила восстановить данную информацию в Интернете, ничего не нашла кроме рекламы о биопонических питательных растворах. Из того что было сообщено совершенно не понятно, что они имели в виду. Данное замечание было сказано для того, чтобы вы к любой рекламе относились критично, и не доверяли красивым словам.

субст_2

Управление формированием урожая растений

Существует целая индустрия продаж питательных растворов для гидропоники, идет поток рекламной информации о стимуляторах, усилителях, удобрениях, стабилизаторах и т.д. Скажу одно, если правильно организован технологический процесс и взаимодействие между режимами (температурным, световым, влажностным), то ни какая дополнительная химия вашим растениям не нужна.

Технологическая система тепличного производства подчинена решению основных проблем: увеличение продуктивности растений, получение экологически чистой растениеводческой продукции и минимум затрат. Решение ищут на двух взаимодополняющих уровнях регулирования биосистем – генетическом и эпигенетическом. Генетику мы трогать не будем, а эпигенетические метод – это такой подход, который позволяет оперативно и более полно использовать генетический потенциал уже существующих культурных растений, добиваясь высокой продуктивности и устойчивости. На практике он реализуется посредством технологических приёмов, основанных на действии различных регуляторных факторов. Наибольшей экологической безопасностью и технологичностью обладает излучение видимой области спектра – свет.

Управление формированием урожая базируется на оптимальном режиме фотосинтетически активной радиации (ФАР). Чем больше поступает солнечной энергии, тем относительно выше должны быть температура и концентрация СО2 в воздухе, но до определенного момента (компенсационной точки). Если температура оказывается выше этого уровня, то расход ассимилянтовна дыхание превалирует над приходом при фотосинтезе. Это ведет к опаданию завязей. Слабая освещенность вызывает вытягивание и последующее искривление стебля растения, задерживается формирование урожая, ухудшается товарное качество продукции. Если на определенном этапе развития заменить питательный раствор на воду можно вызвать временное голодание растений и тем самым стимулировать процесс образования завязей плодов у томата и получить эффект скороспелости. Любой стресс-фактор, который возникает в результате изменения условий окружающей среды неблагоприятно влияет на усвояемость питательных веществ растениями. Энергетика растения направляется на преодоление стресса, в результате чего растения томата останавливаются в росте и развитии, снижается урожайность, а в дальнейшем происходит потеря урожая. Например, при изменении рН питательного раствора с 6,0 до 4,0 сухая надземная масса растений томата уменьшается в 2,5 раза. В стрессовых условиях сбалансированные микроэлементы в питании томата способны нейтрализовать негативное воздействие на растения, способствовать их росту и развитию, и получить экологически чистый урожай.

Применение органических удобрений и использование биологически инертных почвозаменителей (гидропоника) ведут к резкому сокращению количества углекислого газа в теплице. Для обогащения атмосферы растения подкармливают углекислым газом в течение 3…5 ч в день при благоприятном освещении и температуре и обеспечивают концентрацию 0,1…0,15% объема воздуха. Источником углекислого газа может быть сухой лед, использование которого сопровождается снижением температуры летом.

Обеспечение кислородом растений в теплицах осуществляют с помощью проветривания и вентиляции. Наряду с оптимальными уровнями влажности и содержания углекислого газа в воздухе, в теплице должен быть определенный режим смены воздуха – кратность его обмена должна находиться в пределах 5…20 раз в час. При 30-кратном обмене воздуха в час температура внутри теплицы превышает температуру наружного воздуха не более чем на 10º С. Скорость движения воздуха над растениями допускается в пределах 5…10 м/с, в зоне растений – до 3 м/с. Смена воздуха важна для процессов дыхания и фотосинтеза, для сохранения нижних листьев.

субст_3

Еще раз о питательном растворе

Уровень pH (кислотно – щелочной баланс) – основной показатель качества воды, почвы, субстрата или питательного раствора. Отклонение от оптимального значения pH приводит к стресс-фактору угнетению, неспособности поглощать воду, питательные вещества, и в дальнейшем к гибели растения. Кислотность среды имеет особое значение для биохимических реакций, протекающих в живых системах и организмах. С одной стороны необходимо удерживать стабильный и постоянный уровень pH, с другой – рН раствора или воды может меняться в зависимости от условий среды выращивания, жизнедеятельности микроорганизмов, стадии развития растения, внесения добавок и удобрений (органические удобрения уменьшают уровень pH, а минеральные – повышают). А также pH понижается из-за поглощения и испарения воды растением, неравномерного потребления питательных компонентов, изменения ковалентных связей. Чтобы повысить и стабилизировать уровень pH, нужно просто добавить чистую воду. Как видим причин снижающих либо увеличивающих кислотность среды много, но как оказалось «идеального» уровеня pH не существует. Впервые о таблице поглощения узнали из книги «Гидропоника для всех» автора Ульяма Тексье.

Как видим из самой таблицы, поглощение Са, Р, Fe, Zn и Мn сильно зависит от pH. Благоприятный  интервал 5,5…6,5 , поэтому можно позволь варьировать этому фактору в определенном диапазоне.

Существует прибор, который автоматически контролирует уровень кислотности раствора посредством добавления реактивов pH Up и pH Down. ПИ регулятор анализа и внесения реагентов позволит растению нормально развиваться и не испытывать стрессов. Регулятор будет плавно повышать или понижать уровень pH для достижения заданных параметров гистерезиса.

субст_11

Резюмируем выше сказанное:

  1. Биотехническая система растение–субстрат–питательный раствор зависит от ряда факторов: конструктивные особенности установок используемой технологии; вид субстрата либо его отсутствие; рецепт питательного раствора; способа подачи раствора.
  2. Биотехническая система растение–субстрат–питательный раствор должна вписываться в общую систему микроклимата теплицы режимы освещения, температурный и влажностный.
  3. Концепция выращивания экологически чистого растительного продукта требует использования химических добавок по минимуму, а сосредоточиться на построение и применение технических решений стимулирования растений.

Надеюсь, что своей статьей я вызвала у вас интерес к данной проблеме. Подпишитесь на новости, если эта тема вам не безразлична, оставьте комментарий о статье. За ранее благодарна с пожеланиями удачи и всех благ.

субст_6