Физиологические основы гидропоники Актуальные проблемы преподавания физиологии растений

Физиологические основы гидропоники «Актуальные проблемы преподавания физиологии растений при многоуровневой системе обучения» Гриценко Людмила Алексеевна МСХА, 10 ноября 2009 г.

Гидропоника – от греч. «hуdro» — водная и «pónoc» — работа, «Работающая Вода»

«Корни» гидропоники уходят в глубокую древность. Устройство висячих садов – попытка создать природный ансамбль, не зависящий от капризов природы.

Растения выращивают на искусственных почвах с использованием натуральных или искусственных субстратов – гравия, песка, торфа, опилок, минеральной ваты, перлита, керамзита. Необходимые для роста питательные вещества растворяются в воде и этот раствор подается к растениям в точных дозах и в заданных интервалах времени. Томаты, выращиваемые гидропонно в стогах сена.

Преимущества гидропоники: - Растение всегда получает нужные ему вещества в необходимых количествах и растет крепким и здоровым. При этом урожайность зеленных, плодовых и цветение декоративных растений увеличивается в несколько раз.

• Корни растений никогда не страдают от пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении, что неизбежно происходит при почвенном выращивании. • Не возникает проблемы недостатка удобрений или их передозировки.

- Нет необходимости каждый день поливать растения. В зависимости от выбранной емкости и системы выращивания нужно добавлять воду гораздо реже — от раза в три дня до раза в месяц. - Исчезают многие проблемы почвенных вредителей и болезней, что избавляет от применения ядохимикатов.

- Конвейерное выращивание в течение всего года.

Требования, предъявляемые к питательным растворам: Ш Питательный раствор должен содержать необходимые растению макро- и микроэлементы, хорошо усваиваемые растением; ШОн должен быть физиологически уравновешенным: р. Н 5, 5 – 6, 5; р-р должен быть буферным; должно быть учтено взаимодействие ионов; соотношение одновалентных катионов и двухвалентных 10 : 1;

ШОбщее содержание солей в питательном растворе не должно превышать 2 – 3 г/л; Ш Аэрация питательного раствора – необходимое условие эффективной поглотительной деятельности корней.

Гидропонные методы: • Водная культура корневая система погружена в питательный раствор.

Гидропонные методы: • Субстратная культура корневая система растений развивается в твердой среде.

Гидропонные методы: • Аэропонная культура подача питательного раствора к корням в виде тумана (аэрозоля).

Гидропонные методы: • Двуслойная система выращивания аэрозоль у поверхности и циркулирующий раствор у основания.

Основные виды гидропонных систем: ФИТИЛЬНАЯ СИСТЕМА – система пассивная - питательный раствор не подвергается какому либо механическому воздействию и доставляется к корням за счет капиллярных сил.

ВОДНАЯ КУЛЬТУРА (она же - DWC или Deep Water Culture Система глубоководных культур) - самая простая из всех активных гидропонных систем.

СИСТЕМА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАТОПЛЕНИЯ Время от времени затопляют поддон для выращивания питательным раствором и затем сливают раствор обратно в резервуар. Эти действия обычно производятся с погруженным насосом, который связан с таймером.

ТЕХНИКА ПИТАТЕЛЬНОГО СЛОЯ (NFT) Питательный раствор качается в растительный поддон (обычно трубы), течет по корням растений и затем снова стекает в резервуар.

СИСТЕМА КАПЕЛЬНОГО ПОЛИВА - наиболее популярный тип гидропонных систем, используемых в мире. Таймер включает насос и питатательный раствор капает под основание каждого растения маленькими каплями.

Технология выращивания растений на стеллажах В настоящее время является самой совершенной при выращивании растений с относительно коротким периодом роста, требующих строго сбалансированного и равномерного питания, дополнительного искусственного освещения.

Все стеллажные технологии являются разновидностями технологии гидропонных способов выращивания и по принципу действия делятся на: проточные технологии полива (используются при полива выращивании салата и зеленных культур) и технологии полива “приливотлив”, использующиеся отлив”, при выращивании рассады кассетным и горшечным способом, а также при выращивании рассады в минераловатном кубике.

Конвейерное выращивание зеленных культур проточным способом.

Конвейерное выращивание салата проточным способом.

Стеллаж для выращивания рассады овощных и цветочных культур. Оборудован герметичным пластиковым поддоном и клапаном подачи раствора, обеспечивает технологию полива “прилив – отлив”.

Установка для укоренения черенков и выращивания меристемных культур.

Установка для выращивания горшечных и контейнерных культур, оборудована оцинкованной сеткой, требует дополнительной системы полива (капельного или дождевания).

Многоярусные стеллажи для оборудования садовых центров и цветочных магазинов.

В последнее десятилетие гидропоника совершила большой шаг вперед в своем развитии за счет применения последних достижений науки и техники, передовых технологий.

• В современных гидропонных системах используются исключительно пластмассы и нейтральные субстраты. • Автоматизация гидропонных систем • Разработка и использование сбалансированного питания для растений.

• Разработка современных аппаратных средств для управления климатом в теплицах. - модернизация нагревательных систем, внедрение вентиляторов высокой скорости и метода конвекции (циркуляции теплого воздуха). • Использование новых материалов для покрытия теплиц.

• Развитие гидропоники связано с использованием светодиодного освещения, свето-теплоотражающих покрытий, систем эффективного газообмена.

Аскания. Светодиодная теплица.

Гидропоника в космосе. . . • Оранжерея «Свет» на станции «Мир» • Так выглядят ростки пшеницы сорта «Апогей» в оранжерее «Свет» в окружении системы контроля и полива

• Растения гороха в оранжерее «Лада» на борту РС МКС (январь 2006 г. )

• Выращенные на орбите растения (орбитальный комплекс «Мир» ) даже в четвертом поколении сохраняют все "земные" функции, что делает возможным создание оранжерей для межпланетных экспедиций.

Будущее. . .

Фермы будущего Движение воды в резервуаре несет плавающие лотки с саженцами [1] мимо питательно-раздаточного устройства [2] и, к концу недели, растения готовы к уборке. Ниже, под саженцами, плавают богатые белками тиляпии [3], чьи, содержащие аммиак, отходы тонут на дно [4], где бактерии перерабатывают их. Система закачивает богатую азотом воду к саженцам, которые потребляют азот и возвращают чистую воду рыбам. (Израиль).

Картофель и цитрусовые выращивают в полутвердой среде - почве или кокосовом волокне. В этой системе, растения сажаются в пористые, заполненные вермикулитом лотки [1], встроенные в цилиндр [2], который вращается, чтобы периодически опустить каждый ряд растений в питательный раствор [3]. (Канада)

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!