Гидропонные системы: всё началось с банки с водой

Все мы начаинаем с одной точки, с трёх простых вопросов: что проще всего, что дешевле всего, что лучше всего? И, как многое в жизни, все три вопроса субъективны. Если вы занялись гидропоникой, и сохраняете эту страсть, то скорее всего вы всю жизнь проведёте в поисках ответов на эти вопросы.

Эта статья — обзор основных гидропонных систем, с которыми вы наверняка столкнётесь, а также вы получите несколько полезных базовых советов. Это необходимая база знаний, а лучший способ её закрепить — собственный опыт и эксперименты.

Ничто не мешает вам просто поливать растения вручную. Однако заниматься ручным поливом постоянно не так то просто, а в ограниченном пространстве гроу-рума может быть абсолютным кошмаром, в то время как автоматическая система полива предоставляет большие возможности для контроля и регуляции. Для всех систем общей является одна часть — резервуар (ёмкость), где находится питательный раствор. Различные системы различаются способом подачи этого раствора к растениям.

Фитильная система (Wick)

Система с фитилём — это самый простой метод ирригации. Если вы хотите собрать систему дома, то эту сделать проще всего (хотя и капельный полив не так уж сложен). Это также неплохая отправная точка для желающих понять все остальные системы.

Вы начинаете с ёмкости, в которую поместите питательный раствор. Поверх ёмкости вам необходимо установить лоток, в котором будут расти растения. Фитиль — как у масляной лампы или свечи — должен опускаться из лотка прямо в питательный раствор. 

Теоретически фитиль всасывает именно столько питания, сколько требуется вашему растению для роста. На практике же очень сложно нормально отрегулировать скорость всасывания раствора. Стоит заметить, что в системе нет никаких движущихся частей, так что вероятность поломки равна нулю.

В этой системе есть один и довольно существенный недостаток: она эффективна для выращивания только небольших растений. Крупные и, особенно, влаголюбивые растения нуждаются в большем количестве питательного раствора, чем они могут получить через фитиль.

Если у вас есть время, и вам не нужно ничего большего, чем просто посмотреть на гидропонику в действии, то вполне стоит попробовать собрать дома такую систему для отдельного растения. В противном случае просто примите эти знания к сведению, и двигайтесь дальше.

Глубоководная культура (DWC)

В системе DWC (Deep Water Culture - глубоководная культура) субстрат для выращивания помещён в сетчатый стаканчик, который находится поверх питательного раствора, а корневая система растения опускается вниз, прямо в питательный раствор. Воздух подаётся к корневой системе посредством пузырьков от распылителя на дне ёмкости. Этот воздух обеспечивает потребности корневой системы в кислороде.

Данная система идеальна для выращивания быстрорастущих небольших растений, нуждающихся в большом количестве жидкости (к примеру, салат), но не подходит для больших и долголетних растений.

Система также позволяет создавать самодостаточные единицы выращивания (одна система - одно растение), поэтому популярна для пробных выращиваний и для материнских растений. Она не занимает много места, включает в себя не очень много движущихся частей, а значит имеет мало шансов на механическую поломку, и потенциально требует мало внимания.

Малая потребность во внимании может расхолаживать, однако независимо от того, какую систему вы выберете, от вас будут требоваться стандартные проверки (pH, EC, влажность, температура). И желательно это делать ежедневно. Изменения pH могут случаться невероятно быстро (растения сами активно влияют на этот показатель), а от его значения зависит способность растений поглощать различные элементы питания. А стоит сломаться вашей воздушной помпе, как вероятность загнивания корней станет реальной угрозой.

"Капельница" или Система капельного полива

Система с капельницей — это пожалуй самая доступная система. В ней питательный раствор подаётся к растению при помощи помпы через систему трубок. Сами питающие трубки на концах снабжены различными наконечниками (капельницами) и либо подведены к поверхности субстрата, либо воткнуты в него сверху. Вид наконечника и способ подведения к субстрату зависит от выбранного субстрата, и от его способности впитывать и распределять влагу.

Существует два различных класса подобных систем. В циркуляционной или реверсивной системе питание подаётся с избытком, а излишки раствора сливаются обратно в резервуар с раствором, и будут использоваться повторно. В нереверсивной или невозобновляемой системе растениям подают более точно рассчитанные порции раствора, а его излишки выводят из системы, и больше не используют. Реверсивная система более экономна, в то время как нереверсивная, ценой большей стоимости, является более управляемой и точной, т.к. при её использовании состав и другие показатели раствора остаются неизменными. Относительную выгоду реверсивной системы стоит сопоставлять с потерями, которые могут возникнуть в случае возможных проблем.

Система капельного полива проста и адаптируема. В ней можно использовать большинство субстратов. Отдельные растения, при необходимости, могут добавляться или исключаться из системы. Основанные на почве субстраты способны удерживать большое количество воды, а это значит, что при возникновении каких-то технических неполадок у вас есть довольно большое окно для решения этих проблем перед тем, как растение начнёт высыхать. Это, безусловно, справедливо для всех систем.

Главное преимущество системы с капельницей является также и главным её недостатком: все растения системы питаются из одного резервуара. Хотя это делает обслуживание более простым, оно также требует однородности вашей плантации. Даже если вы выращиваете один урожай одного вида растений, всё-равно есть шанс, что различные факторы среды в разных частях вашего гроу-рума повлияют на растения таким образом, что их потребности будут различаться. Если, к примеру, одно растение будет проявлять симптомы недостатка питания, а другое наоборот симптомы его избытка, то вам придётся "кусать локти" перед тем фактом, что все растения обслуживаются одним и тем же раствором. Если у вас не будет возможности исключить одно растение и выращивать его отдельно, то единственным вариантом будет выбрать, какое растение принести в жертву, а какое оставить.

Высокий уровень автоматизации в системе капельного полива даёт вам более точный и регулируемый контроль над расписанием кормления. Растения весьма благоприятно воспринимают постоянство. И кстати, совершенно нет гарантий, что и вы сами будете готовы вручную поливать растения в шесть утра каждый день. И большим плюсом автоматизации будет возможность покинуть ваш дом на несколько дней. Но знайте, что оставлять растения без внимания на длительный период — решительно плохая идея.

Системы капельного полива склонны к образованию соляных отложений в трубках, что может вызвать запоры в системе подачи раствора. Есть также вероятность смывания субстрата в резервуар, что также может привести к засорению трубок.

Система периодического затопления (Ebb & Flow, Flood & Drain)

Из резервуара помпой питательный раствор подаётся на дно мелкого лотка (прим. переводчика: ну или любой другой формы ёмкости, например ведра, горшка, пластикового ящика), где находится субстрат и растения. Лоток заполняется раствором до определённого уровня, после чего помпа выключается, а раствор стекает обратно в резервуар. Во время этого процесса смачивается субстрат и корни, а также вытесняется залежалый, содержащий мало кислорода, воздух из корневой зоны, а при сливе раствора всасывается свежий воздух с высоким содержанием кислорода.

Наполнение и слив имеют близкий к натуральному эффект омывания корневой зоны, который минимизирует вероятность отложения лишних солей, и обеспечивает исключительную аэрацию корней, способствуя хорошему здоровому росту. 

К сожалению, высокая степень роста корней может обернуться забивкой труб. Слишком высокая температура может высушить разросшуюся корневую систему — состояние, от которого ваше растение вряд-ли восстановится быстро. Небольшая глубина лотка может быть проблемой для больших растений. Проблема решается обеспечением дополнительной поддержки растению, но не исчезает вовсе.

Когда избыточный свет (световое загрязнение) падает на поверхность раствора, образуются водоросли. Системы периодического затопления подвержены образованию водорослей, что, конечно же, в большей или меньшей степени относится ко всем системам гидропоники. Вы должны максимально укрыть ваш питательный раствор от света.

Как и система капельного полива, эти система также подвержена проблемам засорения труб из-за разрушения субстрата.

Техника питательного слоя (NFT)

В NFT системе (Nutrient Film Solution — техника питательного слоя) помпа подаёт питательный раствор на распределяющий мат, который лежит на дне наклонного мелкого лотка. Раствор распределён по всему мату в виде тонкого слоя. Растения находятся сверху в кубиках минеральной ваты, а их корни свободно расправлены по слою питательного раствора по всему лотку. Это обеспечивает эффективное обеспечение корней питанием и кислородом.

Система NFT требует точности и опыта. Она собрала все проблемы других описанных систем, причём проявляться эти проблемы будут в большей степени. NFT не даёт хорошего контроля над условиями выращивания.

Главным недостатком данной системы является восприимчивость к отключениям электроэнергии и поломкам насоса. В этих случаях, как только происходит сбой в подаче питательного раствора, корни практически сразу начинают высыхать.

Все эти недостатки возможно, компенсируются хорошими результатами в умелых руках.

--
Естественно, существуют и различные другие системы, их вариации и гибриды. И каждый год создаются новые:

Система рециркуляционных горшков (RPS)

RPS (Recirculating Pot System) — наследник системы периодического затопления, но вместо традиционного лотка используется управляющая "мозговая" ёмкость, из которой питание подаётся на отдельные горшки. В систему RPS, обладающую всеми преимуществами стандартной периодики, добавлен ещё плюс индивидуального размещения растений в отдельных горшках. Это, к примеру, позволяет лучше использовать доступное пространство.

"Автогоршки" (Autopots)

Система Autopot для кормления растений использует гравитацию и "умный клапан". Небольшие объёмы воды подаются к каждому растению по мере использования растением предыдущей порции. Система нереверсивная, а это значит что уровни pH и EC неизменны. 

Вы можете наращивать систему по вашему желанию (увеличивая размер резервуара соответственно количеству горшков), а тот факт, что здесь не используется электричество, означает, что не будет никакого шума.

Единственной границей самодостаточности этой системы является необходимость периодически заново наполнять резервуар с питательным раствором.

Аэропоника

Легендарный двоюродный брат гидропоники. Аэропоника определённо предназначена не для начинающих. Для питания корней растений в ней используется процесс туманообразования, либо распыления питательного раствора. Подробнее мы опишем эту систему в отдельной статье.

Вместо заключения

Лучший способ понять какую либо систему — это увидеть её в действии. В нашем случае это значит попробовать её собрать и использовать. И на этом пути практически неизбежны неудачи. Это часть процесса. Существуют сотни моментов, где что-то может пойти не так, но переживание этих проблем на опыте — единственный правильный путь для понимания и усвоения знаний.

--
Оригинал статьи и часть иллюстраций: статья "Hydroponic Systems: It Began With A Watering Can..." из журнала HYDROMAG, №003

Следуйте за нами!