Система периодического затопления в гидропонике

Данная статья описывает систему периодического затопления. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Типы гидропонных систем».

Первоначально она называлась flood and drain (наводнение и дренаж), но впоследствии эта технология получила называние «прилив-отлив» (ebb and flow). Это поэтическое название точно описывает механизм работы системы. Вначале субстрат полностью заливается питательным раствором, а затем весь раствор сливается. Впервые в истории такую систему в промышленных масштабах применили Алиса и Роберт Уитроу в Университете Пардью. Их система состояла из контейнеров с кирпичным или цементным каркасом и дном, наполненных гравием. Подача питательного вещества происходила самотеком. После наполнения лотка питательным раствором, он перетекал в другой лоток или просто сливался через дверцу на одном из концов емкости. Гениальная и простая идея! Система осуществляет оксигенацию! При сливании воды возникает сквозняк, который приносит свежий воздух, насыщенный кислородом, в корневую зону и одновременно уносит из нее газообразные корневые выделения. Это устаревшая система. Но на ее базе разработаны современные промышленные и компактные версии для выращивания растений в помещениях.

Более удачной является действительно простенькая старинная система периодического затопления. Она берет начало не из парниковой индустрии, а была разработана обитателями калифорнийской глубинки в хижинах, не знавших электричества. В ней нет насоса, и она работает самотеком. Ее можно включить в пассивные системы, но она также принадлежит к истинным системам периодического затопления.

Вот как она работает:

Представьте себе два ведра (одно больше другого), соединенных пластиковым шлангом. Шланг подключен к нижней части каждого ведра простым соединением. Большее по размеру ведро — рассадный горшок, меньшее — резервуар. Рассадный горшок наполняется инертным субстратом, в него высаживаются растения, затем он устанавливается на среднюю высоту, скажем, на пару кирпичей. Резервуар имеет два положения: одно на поверхности земли, другое на полке выше ведра. Резервуар заполняется питательным раствором. Затем достаточно установить резервуар на полку, и жидкость наполнит рассадный горшок. Когда весь раствор перетечет в рассадный горшок, резервуар необходимо опустить на землю и раствор из рассадного горшка просочится обратно в резервуар. Нужно повторять это действие несколько раз на дню в свободное время! Эта система не требует особых затрат и хорошо работает. Но, как при любой системе без насоса, здесь требуется постоянное присутствие, чтобы выполнять работу насоса и таймера. Разумеется, эта система не так распространена в наше время, несмотря на то, что она дает замечательные результаты.

В наши дни людям подавай насосы и таймеры. Поэтому самая распространенная в продаже система периодического затопления представляет собой пластиковый рассадный лоток, установленный на пластиковом баке или приподнятый над землей на каркасе. Для экономии места резервуар всегда помещается внизу. Система спроектирована так, чтобы доступ к баку был всегда открыт для техобслуживания. В этой системе питательный раствор закачивается насосом снизу, из бака под лотком, через трубное соединение. Когда насос включен, питательный раствор медленно заполняет лоток. Это движение вытесняет воздух, создавая восходящий поток, освежая корневую зону и выдавливая накопившиеся в ней газы. Другое трубное соединение, приблизительно на 15 см. выше дна лотка фиксирует верхний уровень жидкости. Это еще и мера предосторожности на случай, если насос будет работать слишком долго, дабы предотвратить перелив лотка. Если насос не выключается, вода возвращается через верхнее дренажное трубное соединение (обычный патрубок) в бак.

Когда насос выключается, питательный раствор начинает самотеком просачиваться в резервуар сквозь то же отверстие, через которое раствор поднимался. Именно тогда свежий, обогащенный кислородом воздух снова поступает в субстрат. Это в сочетании с высокой влажностью в данной зоне превращает его в идеальную среду для корней. Нижний патрубок находится на 0.5 см выше днища лотка, чтобы между оросительными циклами на дне всегда оставалась вода. Это хорошая отличительная особенность системы, так как она постоянно поддерживает влажность во всем корневом войлоке.

Затопление происходит с регулярными интервалами. С какой частотой? Это зависит от множества факторов, и самый важный — выбор субстрата. Субстраты обладают важным свойством удерживать воду, что и предопределяет частоту полива. Очевидно, чем быстрее осушается субстрат, тем чаще его приходится орошать.

Простейшая система периодического затопления очень схожа с описанной выше. Зона рассады зачастую имеет квадратную форму, чтобы оптимально помещаться под источником света. Для закрепления растений лоток можно наполнить минеральной ватой, кокосовым волокном, керамзитовыми окатышами или их смесями. Имеются и отклонения от основной схемы. Во-первых, можно поместить растения в горшках на лоток. Это поможет сэкономить субстрат и облегчит систему, но самое важное — позволит передвигать растения если понадобится, во избежание затенения одних растений другими. Этот метод называется субирригацией. Растения можно посадить в кубики из минеральной ваты. В этом случае на лоток на­тягивается пластиковая пленка для защиты корней от света. Очевидно, в пленке нужно прорезать отверстия, чтобы растения проросли через них. В другом, более удобном варианте лоток остается пустым. На него надевается жесткая крышка с гнездами для посадки растений. Это приспособление очень хорошо себя зарекомендовало, но, как и всякий метод с оголенными корнями, оно не годится для новичков. Вот таковы основные разновидности, но если поискать в Интернете системы периодического затопления, то окажется, что люди проявили творческий подход и изобрели множество хитроумных доморощенных систем. К сожалению, они часто забывают о главном — о простоте!

В конечном счете, система периодического затопления является замеча­тельной технологией, способной творить чудеса. Система отвечает первому закону гидропоники — обогащай кислородом корневую зону. Медленно поднимая и опуская уровень воды, «приливно-отливная» система обеспечивает отличную оксигенацию — главную предпосылку добротной системы. Подъем воды вытесняет отработанный воздух из корневой зоны, а понижение воды обеспечивает поступление нового свежего воздуха.

Недостатком системы является её ограничение по габаритам. Лоток площадью в 1 м.кв. уже может оказаться громоздким для передвижения по ограниченному пространству оранжереи. Устройства большего размера практически непригодны. Некоторые хитроумные системы сочетают два или три лотка на одном баке; таким образом можно заполучить 2 м.кв. рассадной площади, удобной в обслуживании. Другая проблема — цикл орошения. Важно найти оптимальный цикл орошения, а он может различаться в зависимости от времени года (даже в помещении!) и от размера растений. Орошение в неурочное время может нанести ущерб корням из-за подтапливания (оно происходит, когда в корневой зоне иссякает кислород) или от осушения, либо приводит к росту ниже оптимального. Для подбора надлежащего оросительного цикла требуется опыт и время. Согласно современным исследованиям частый краткосрочный полив обеспечивает лучший рост растений, чем долгий и менее частый. Для системы площадью в 1 м.кв. стоит использовать хорошо дренируемый субстрат и насос, включенный на 10 минут и выключенный на 15 минут. Итого получается 25 минут цикла, который можно повторять постоянно, пока освещение включено, и около двух раз — во время темного цикла. Используя такой субстрат как керамзит, и соблюдая этот простой график орошения, можно успешно эксплуатировать систему периодического затопления.

См. также:

Метод питательного слоя в гидропонике (NFT)

Техника глубинного потока в гидропонике (DFT, Deep Flow Technique)

Системы капельного орошения в гидропонике (Drip systems)

Системы аэро-гидропоники

Системы пассивной гидропоники

Активные гидропонные системы

Аэропоника

Вертикальная система гидропоники

Гидропонная система плавающей платформы (DWC, Deep Water Cultivation)

Гидропоника будущего: перспективы развития

Какую систему гидропоники выбрать?