Органическая гидропоника — Биопоника

Данная статья является вводной к циклу статей о биопонике, иначе — органической гидропонике. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?»

Создание фитостен, вертикальных грядок, городских ферм, семейных или общинных садов становится повсеместным и весьма популярным занятием. Множество людей открывают для себя привлекательность и преимущества гидропонных технологий. Растениеводы активно интересуются, является ли этот метод органическим. На самом деле, гидропоника не органический, но весьма экологичный метод. Его экологичность состоит в использовании в качестве источника питания очищенных минеральных солей, в экономии огромного количества воды, в создании для растений благоприятных условий жизни и реализации их генетического потенциала. Технология позволяет выращивать овощи, обладающие вкусом, запахом и высокой питательной ценностью, а также лекарственные и ароматические растения с высоким содержанием вторичных метаболитов.

Но поскольку в обществе все популярнее становится органическое растениеводство и помимо моды на него, у людей возникает потребность в совмещении этих двух направлений в данной методике — органической гидропонике — биопонике. В основе биопоники лежит идея устойчивого сельского хозяйства.

Специалисты традиционной гидропоники вполне удовлетворены результатами выращивания растений на минеральных питательных растворах и не считали, что органические питательные вещества способны что-то изменить, если их добавлять в питательный раствор. Им вполне хватало, вносимых в раствор органических стимуляторов. Ведь растения всегда питаются теми же элементами, причем в одной и той же форме — в форме ионов. Минеральные ионы, поглощаемые растениями, абсолютно те же самые.

Процесс выглядит так: минеральная соль растворяется в воде в виде иона (элемента с электрическим зарядом), который легко поглощается растением. В органическом питательном веществе минеральный ион пребывает в «комплексе», то есть он входит в органическую молекулу (содержащую углерод и водород). Это затрудняет его сохранение в растворе, и для того, чтобы сделать его пригодным, нужно воссоздать те же условия, что и в почве! Для того чтобы высвободиться и быть усвоенной растениями, органическая молекула должна расщепиться под воздействием бактерий или грибков, питающихся углеродом, который есть в составе молекулы, и в процессе этого высвободится находящийся внутри нее минерал в виде иона, который растение способно поглотить. Это происходит в почве благодаря множеству вездесущих микроорганизмов. Подобная переработка органических молекул — постоянный процесс, который лежит в основе жизни на земле. Сложные структуры расщепляются на составляющие компоненты с выделением энергии и высвобождением солей. Растения поглощают эти одиночные ионы и благодаря солнечной энергии снова составляют из них большие комплексные органические молекулы. Энергия, взятая растениями у фотона, теперь сохранится в органической молекуле и перейдет от растения к животному, от животного к животному и так по всей пищевой цепочке. Хищничество лежит в основе всей жизни на земле! Все живое выживает за счет полученной от другой формы жизни энергии, изначально полученной от солнца. Рас­тения пополняют свою диету за счет поглощения растворенных минералов, образовавшихся при распаде различных пород. Это естественный источник готовых ионов.

Идея создания органического и гидропонного питательного вещества (где одно противоречит другому) весьма сложна в воплощении.

Гидропонное питательное вещество должно быть жидким или полностью растворимым. Жидкие вещества, используемые в органическом земледелии, скажем, рыбный экстракт или кровяная мука, не могут использоваться в воде. Они загнивают и/или исторгают невыносимые запахи! Прочие жидкости, например экстракты морских водорослей, экстракт вермикомпоста, крапивный настой и тому подобное, действительно улучшают здоровье растений, но их минеральный состав весьма беден! Еще очень далеко до того количества минералов, которое можно залить в бутылку, когда используются минеральные соли. После долгих поисков был найден побочный продукт сельскохозяйственного процесса, признанный органическими регламентами, это — барда (vinasse). Она была в жидкой форме и вполне могла бы послужить основой для составления питательного вещества. Её минерализация намного превосходит все вышеназванные жидкости, но и этого оказалось недостаточно.

При соблюдении органических правил возникают проблемы с двумя элементами — азотом и фосфором. В случае азота, потому что очень немногие его источники признаются регламентами органического сельского хозяйства (именно по уровню азота органическое земледелие отличают от минерального). В случае фосфора, потому что все классические источники органического фосфора, например, фосфорит, гуано летучих мышей и тому подобное, весьма нерастворимы! Специалисты провели множество экспериментов, пытаясь решить эта проблему, но всё было безрезультатно, пока не появилась оригинальная идея: вместо того чтобы пытаться растворять нерастворимое, лучше внедрить их в коллоидной форме. Коллоидная частица столь мала, что она остаётся пребывать в жидкости во взвешенном состоянии, но не растворяется в ней. Понадобились новые эксперименты для поиска нужных источников. После чего оставалось только добавить несколько аминокислот, фитогормонов, гуминовой кислоты и фульвокислоты (всё это, разумеется, из допустимых источников) и, наконец, получилось идеальное органическое питательное вещество!

Теперь, чтобы применить истинное органическое питательное вещество в гидропонике, следует воспроизвести тот же деградационный процесс, что и в почве. Иными словами, в системы нужно внедрить живые организмы, и это стало очередным вызовом!

Одна возможность — позволить природе взять свое. Микроорганизмы вездесущи; они вокруг нас (на нас и внутри нас!). Они и в воздухе, и в воде — везде и всюду. Если пойти этим путем, всё получится, но запуск процесса будет медленным. Необходимо, чтобы растения имели доступ к питанию с самого начала, когда оно нужнее всего. Испробовав ряд источников, различных смесей в поисках дешевого и общедоступного микроорганизма, исследователи остановились на триходермах. Они хорошо выполняют порученное дело, их легко получить и они не так дороги. Таким образом, была завершена разработка «биопонной технологии», которую запатентовали в 2005 году.

Проведя сравнительные опыты гидропонного минерального питательное вещества, которое всегда оправдывало себя («Flora Series» от фирмы «Дженерал гидропонике») по сравнению с новым органическим питательным веществом, были получены весьма любопытные результаты. Поскольку уровень доступного азота является одной из основных характеристик, отличающих органическое питательное вещество от минерального. Цель — давать растению меньше азота и сдвигать баланс в пользу стадии цветения и плодоношения, а не вегетативного роста, который может быть изобильным, но иной раз совершенно ненужным. Интересной особенностью биопоники является отношение биомассы к выходу полезной продукции. Например, для того же урожая, 10 кг помидоров, количество веток и листьев при биопонике будет намного меньше, чем при сборе тех же 10 кг, выращенных на минеральном растворе. Это очень экономный способ культивации, поскольку потребление воды и питательных веществ составляет малую долю от того, что необходимо затратить при других методах растениеводства. В биопонике сочетаются преимущества гидропоники и органического земледелия.

Экспериментаторы не ожидали большой разницы во вкусовых свойствах, поскольку на минеральных питательных веществах высокого качества выращиваются вкуснейшие продукты. К удивлению, у растений, выращенных на биопонике, усилился аромат и повысилась сахаристость. При испытаниях биопитательного вещества в грунте, и оно творило чудеса. Опять-таки всё, что хорошо зарекомендовало себя в гидропонике, так же хорошо сработает и в грунте.

Не все гидропонные системы приспособлены к биопонике. При этом методе кислород играет ключевую роль. Всё живое, что есть в системах, будет поглощать кислород! Грибки, бактерии, корни растений — все они дышат и, следовательно, потребляют кислород. Потребление кислорода в питательном растворе значительно возрастёт по сравнению с питательным веществом на минеральной основе, даже если используются микроорганизмы в минеральном растворе. В ионной среде размеры микробной популяции гораздо меньше. Использовать капельные системы не получится. Придется применять опрыскиватели, а не капли, дабы обеспечить постоянное насыщение кислородом во всей корневой зоне. Воздушные насосы годятся, но только в самых малых системах.

Одно из серьезнейших преимуществ биопоники, которое было обнаружено в ходе экспериментов, заключается в том, что большая микробная популяция становится внушительным препятствием для патогенов. Корни эффективно защищены огромной армией полезных организмов, и никакие патогены не могут тут прижиться. Если обеспечить им хорошую оксигенацию, то корни будут здоровы и защищены от грибковых поражений!

Обращение с гидропонной системой, превращенной в органическую, требует больше внимания, чем традиционные гидропонные методы на минеральной основе. Не с точки зрения затрат времени, а в смысле «визуального наблюдения и внимания». При обращении с биопоникой глаз не менее важен, чем рН и проводимость. Последние два параметра играют меньшую роль в биопонике, хотя и остаются ключевыми критериями оценки.

См. также:

Проводимость

Уровень pH в биопонных растворах

Фильтрация