Самовывоз - Шоссе Энтузиастов11:00 - 19:00
Пн-Пт [на карте]
.jpg)
Задумав поместить растения в идеальные условия, где они могли бы полностью реализовать свой биологический потенциал, ученые тем самым поставили себя перед необходимостью создать и некую искусственную «идеальную почву».
Сама мысль как бы оторвать земледелие от земли может показаться нелепой. Ведь именно тончайший, в несколько десятков сантиметров, слой почвы, истинное чудо природы, возникшее в результате многомиллионного круговорота веществ, именно эта пленка, облекающая планету, дает возможность существовать на Земле всему живому.
Однако как часто почвы оказываются бедными, не способными давать из года в год даже средние урожаи, а то и такими, которые принято называть бесплодными. Человек во все времена стремился улучшить пашни, сенокосы, пастбища, сделать землю плодородной, то есть в какой-то мере пересоздать почву. К этому приложены и усилия современных земледельцев, в чьем распоряжении находятся достижения науки и передовой практики. В том же, по сути, направлении работают ученые, занимающиеся проблемами создания искусственных субстратов, которые служили бы средой корнеобитания растений.
В нашей стране блистательной плеядой ученых заложены основы научного почвоведения. Но еще М. В. Ломоносов обратил внимание на то, что не механический состав почвы, а питательные вещества, прежде всего, определяют развитие растительных организмов. В конце XIX века К. А. Тимирязев прямо указывал, что растения можно выращивать на искусственной почве и даже обойтись водным раствором, если обеспечить их необходимыми элементами питания. Выдающиеся, отечественные и зарубежные, агрохимики и физиологи прошлого разработали общую теорию питания растений и назвали при этом ряд жизненно важных элементов (азот, фосфор, калий, кальций, сера и пр.). Последующие исследования продолжили перечень, выявив многие другие макро и микроэлементы, и также послужили практическому осуществлению предположения о возможности выращивания растений на искусственных средах.
Словом, сама идея существует весьма давно, а вот история основанного на ней метода ведет свой отсчет с 1910 года, когда наш соотечественник профессор В. М. Арциховский продемонстрировал лабораторные установки, где он с успехом выращивал без почвы различные культуры (горох, вику и др.). В первой установке корни растений опрыскивали раствором минеральных веществ, а во второй - питательный раствор подтоплял их корневую систему. Это уже было то, что можно отнести к гидропонике (от греческого «работа с водой»), хотя сам термин введен в научный обиход спустя двадцатилетие американским ученым У. Герике, который усовершенствовал метод водной культуры растений и заложил основы их промышленного выращивания на искусственных средах. В установке У. Герике рассаду высаживали в слой заменителя почвы (смесь торфа, соломы, опилок), который периодически увлажняли. Проросшие сквозь подстилку корни развивались уже в насыщенной влагой воздушной прослойке над питательным раствором.
С того времени в этой отрасли велись активные исследования. Сейчас в нашей стране и за рубежом действуют целые комбинаты по выращиванию сельскохозяйственных культур на искусственных средах, а во всем мире количество производственных установок исчисляется уже миллионами. В них используются разнообразные воздушные (аэропоника) и жидкостные, а также комбинированные методы.
У нас в стране наибольшее распространение получил так называемый субирригационный метод, при котором заменителем почвы служит твердый гранулированный субстрат (гравий, галька, щебень, шлак, керамзит, отходы кирпичного производства, синтетические материалы и др.), омываемый питательным раствором. В результате многолетних исследований ученые разработали и внедрили в практику растворы для различных сельскохозяйственных культур. Обычно их готовят, растворяя в воде в определенных пропорциях минеральные удобрения и добавляя необходимые микроэлементы. Разумеется, составление растворов в зависимости от вида и сорта выращиваемых растений, их состояния и фазы развития, типа применяемого субстрата и многих других факторов — дело очень сложное и ответственное, но существует целый ряд рецептов питательных растворов, которые признаны классическими.
Хотя методы водной, или аквакультуры, применяются в тепличном хозяйстве чаще, однако и аэропоника набирает силу. В аэропонных установках растения размещают на жесткой основе, а к их корням форсунки по заданной программе подают тонко распыленный питательный раствор. Излишки жидкости стекают на дно камеры и вновь поступают в систему. Подобный метод обладает рядом преимуществ, одно из которых — мобильность: корневая часть растений не закреплена в почве или субстрате, а значит, их можно перемещать с места на место. Это обстоятельство позволяет, в частности, рациональнее использовать освещенную площадь в культивационных помещениях.
Покажем это на примере выращивания рассады такой распространенной тепличной культуры, как томаты. Их всходы до 10-дневного возраста нуждаются в площади, равной примерно 1 см2 на росток, 30-дневная рассада требует уже по 25 см2, а каждое взрослое растение занимает куда больше — около 5000 см2. Следовательно, необходимая площадь для одного томатного растения в процессе его развития изменяется в 5000 раз!
Разумеется, сразу занимать сеянцами всю эту площадь, которая понадобится только взрослым томатам, крайне невыгодно. Почва в теплицах дорога, да и немало потребуется затрат энергии на обогрев и освещение такой поверхности. Поэтому здесь пришлось бы, как нельзя, кстати какое-либо устройство, регулирующее густоту растений в зависимости от их развития, чтобы сначала всходы располагались тесно, а затем, по мере роста и накопления зеленой массы и плодов, постепенно как бы отодвигались друг от друга.
Однако при выращивании рассады на почве или при гидропонном способе такая идея технически неосуществима. Поэтому в хозяйствах часто прибегают к так называемому двухфазному методу: сначала сеянцы выращивают в ящиках до 10-дневного возраста при плотности по 2,5—5,0 тысяч на 1м2, а уже потом высаживают в почву, обогревая и освещая всю необходимую площадь. И все-таки этот метод по трудовым и энергетическим затратам далек от совершенства, главное же, пересадка не проходит бесследно: растения болеют, задерживаются в росте, хуже развиваются.
А вот для аэропонного способа выращивания рассады такое устройство создано. Основной его элемент — гофрированная крыша из эластичной пленки. Сначала ростки располагаются в пазах собранной «гармошки», а по мере развития ее раздвигают, предоставляя растениям необходимую площадь. Гофрированное пленочное покрытие пустотелого аэропонного стеллажа позволяет обойтись без пересадки рассады и вместе с тем дифференцированно регулировать площадь, занимаемую растениями, а значит, свести к минимуму затраты труда и энергии. Кроме того, гофрированная крыша пустотелого аэропонного стеллажа дает возможность лучше использовать освещение: стенки пленочных пазов отражают световые лучи и направляют их на листостебельную массу растений.
Схема аэропонной установки с раздвижной гофрированной пленочной поверхностью:
1 — люминесцентная лампа; 2 — гофрированная пленка; Э — распыливающие форсунки.
Если же говорить в целом, то методы выращивания растений на искусственных средах открывают исключительные перспективы для применения средств электромеханизации и автоматизации в сооружениях защищенного грунта.
