Системы аэро-гидропоники

Содержание

• 1. Воздушные насосы
  • 0.1. Данная статья описывает системы аэро-гидропоники. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Типы гидропонных систем».
  • 0.2. Быстрый переход
• 2. Водяной насос
• 3. Водоворот (Vortex)

Данная статья описывает системы аэро-гидропоники. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Типы гидропонных систем».

Быстрый переход:

Воздушные насосы

Водяной насос

Водоворот (Vortex)

Это более современный метод. Метод аэро-гидропоники часто называют «аэропоникой», но это различные методы. Аэропоника — общее название всех систем, в которых происходит принудительная оксигенация воды воздухом. Разработано довольно много способов. С конца 70-х и до середины 80-х годов в Калифорнийском университете Дэвиса и в лабораториях Израиля производились параллельные разработки этого метода. В странах, где гидропоника в коммерческих масштабах только начинает развиваться, он стремительно завоевывает популярность, вытесняя традиционные методы.

Эти системы замкнутой циркуляции не наносят вреда окружающей среде. На больших предприятиях они стремительно вытесняют экологически вредные технологии, загрязняющие своими отходами окружающую среду. Динамичная циркуляция воды помогает удалять из питательного раствора нежелательные газы. В корневой зоне не будут накапливаться токсичные отходы даже при долговременном содержании растений. В системах аэро-гидропоники используются воздушные, водяные насосы или системы водоворота.

Воздушные насосы

Воздушные насосы продаются в хозяйственных магазинах. С их помощью обеспечивается работа малогабаритных систем гидропоники. Существует множество способов подачи воды при помощи воздуха. В 80-х годах Ларри Бруком было изобретено приспособление, которое вполне можно использовать с любым типом контейнеров. Оригинальная V-образная комплектующая обеспечивает подачу воздуха на нижнем участке трубы. При погруженной в воду нижней части трубы воздух, подающийся в воду, образует пузырьки, которые вытесняют жидкость вверх по трубе. Для лучшего распределения питательного раствора еще понадобится кольцо с отверстиями внизу. Компоновка данного устройства очень проста: контейнер с отверстиями в дне наполнен керамзитом, на который опираются растения, и помещен в емкость — резервуар большего размера. Воздушный насос небольшой мощности или компрессор для аквариума оксигенирует жидкость сквозь напорную колонну, описанную выше. Размещенная сбоку прозрачная трубка помогает увидеть уровень питательного раствора в системе. Она подключена ко дну системы через прокладку и заёршенный угольник. При помощи напорной колонны питательный раствор поднимается наверх и сквозь кольцо орошает контейнер. Далее раствор стекает самотеком в нижний резервуар.

Оксигенация? Да, по максимуму. Поднимаясь по напорной колонне, вода смешивается с пузырьками воздуха. Часть кислорода в пузырьках растворяется в воде, а еще больше растворяется, когда раствор падает из кольца на субстрат. И все же этого мало по сравнению с тем, что будет дальше; когда питательный раствор самотеком возвращается в резервуар, он циркулирует в виде пленки. Эта пленка движется, обволакивая поверхность керамзитовых окатышей, а не прямо опускается на дно! Она должна обойти множество окатышей, прежде чем попадет на дно. Так образуется огромная площадь соприкосновения между воздухом и водой, несравнимая ни с чем другим. В результате раствор оксигенируется — насыщается кислородом по мере погружения. Таким образом, вода в нижнем горшке всегда хорошо оксигенирована. Когда растение растет, и корневой войлок проходит сквозь отверстие в днище внутреннего горшка в нижний горшок, то оно оказывается в идеальной среде.

Эти горшки превосходны для отдельно стоящих больших растений. В такой системе вы можете выращивать их годами. Они могут вырастать до весьма внушительных размеров. Будучи одиночными горшками, они идеально подходят для больных или престарелых людей, ухаживающих за своими любимыми растениями. За ними легко присматривать и их можно приподнять на пару блоков для облегчения доступа. Эта система предпочтительная для использования инвалидами и пожилыми. Это очень хорошие установки, но если они не подключены ко вторичному резервуару, то за ними нужен глаз да глаз. В знойную погоду крупное растение расходует запас воды за 2–3 дня. Обнадеживает то, что горшки можно легко подключить друг к другу, а потом к центральному резервуару. Вы можете даже заставить циркулировать питательный раствор между горшками и обратно в основной бак. Это обеспечивает однородность питательного раствора во всех горшках с точки зрения рН и электропроводимости. Затем можно обслуживать все горшки из основного бака. При этом не расходуется лишняя энергия. В этом варианте применяется небольшой воздушный компрессор, обеспечивающий оксигенацию каждого горшка, а заодно и циркуляцию между горшками, благодаря другому хитроумному изобретению Ларри Брука.

Эту систему часто критикуют за то, что в ней нет доступа к питательному раствору. Вообще-то это не проблема. Можно измерять рН и электропроводимость в уровнемере. Достаточно слегка наклонить верхушку и наполнить стаканчик. (Первый стакан лучше вылить обратно в систему, чтобы тестировать не воду в напорной колонне, а воду в баке.) Отлейте еще стаканчик и протестируйте его содержимое. Если вы можете осторожно приподнять систему, хотя бы на один кирпич, то сможете полностью опорожнить всю систему наклоном уровнемера. Снова заправить систему можно сверху, орошая субстрат как почву.

В этих системах практически нет изъяна. На самом деле, они пользуются такой популярностью, что объем ежемесячных продаж только в Западной Европе превышает 1000 штук. С тех пор как «Дженерал гидропоникс–Калифорния» внедрила эту систему в 1980 году, её столько раз копировали, что она могла бы по праву занять место в книге рекордов Гиннеса! И сегодня слегка модифицированная оригинальная модель по-прежнему пользуется спросом. Повсюду можно найти множество её копий или попросту собрать её самому.

Водяной насос

Для более крупных систем аэро-гидропоники используют водяные насосы, обеспечивающие циркуляцию воды в системе. Эти системы имеют модульное строение и могут быть размерами от 1м2 до промышленных размеров — 25х8 м. Это наибольшие размеры для создания удобной в обслуживании установки. Их устройство довольно просто. Берутся трубы квадратного сечения из пластика белого цвета, т.к. белый цвет лучше отражает тепловое излучение. Трубы сверлят и устанавливают на них «рассадные чашки» или сетчатые горшки, которые похожи на обычные горшки только с широкими прорезями. Сквозь эти прорези корни свободно прорастают наружу, а вода сквозь них свободно циркулирует.

В этих горшках горсть керамзитовых окатышей или аналогичного хорошо дренирующего субстрата обеспечивает физическую опору для растений. Белая труба или рассадная камера (короб) снабжена крышкой на каждом конце. Это герметичная камера, в которой можно поддерживать определенный уровень воды. В днище на одном конце камеры имеется отверстие. Обычная труба из ПВХ, проходя через прокладку, позволяет вам регулировать уровень раствора в камере. Обычно размеры камеры 12х12см.; длина от 1 до 4 м. в зависимости от системы.

Между камерами или иногда внутри них пластиковый шланг доставляет питательный раствор. Если магистральная труба находится вне камеры, то вторичные трубки подводят раствор в корневую зону по той же конструкции, что и в капельном орошении. Однако на этом сходство и заканчивается. Эти два метода абсолютно несопоставимы. В аэро-гидропонике насос-нагнетатель в конце вторичного трубопровода доставляет не каплю, а мощную струю водяной пыли. Другое принципиальное различие в том, что каждое растение не имеет своего распылителя. Распылители расположены вдоль всей камеры по одному на каждые 3–4 растения для обеспечения свежего питательного раствора по всему желобу. Роль этих распылителей заключается скорее в оксигенации и переносе питательного раствора, чем в орошении. Раствор становится сверхоксигенированным, когда проходит сквозь воздух в распыленном виде. Этот процесс и дал название методу — аэро–гидропоника. Камеры подключены к возвратной магистрали (очередной ПВХ-трубе), которая несет раствор обратно в бак. Насос погружен в бак, где он прогоняет раствор сквозь фильтр. В теплице камеры уложены на блоки, а бак зарыт в землю. В помещении — камеры подняты на опоры, а бак помещается под ними для экономии места. Насосы работают весь день, но могут быть отключены на некоторое время ночью для экономии электричества. Если вы начинаете работу, когда растения имеют маленькие корни или черенки не имеют корней, вы поднимаете уровнемер, пока не покроете 2 см. на дне чашки. По мере роста корневого войлока понижайте уровень воды, пока он не упадет полностью, или вообще уберите, если погода жаркая.

Здесь описывается типичная аэро-гидропонная система. Есть и другие. Аэро-гидропоника может осуществляться в отдельных горшках, которые все подключены к одному и тому же резервуару общими питающими и возвратными магистралями. Пока вода распыляется из нагнетателя и проходит сквозь воздух с целью оксигенации — это аэро-гидропоника. В помещении этот метод зачастую используется для укоренения черенков. В этом случае пластмассовый ящик с отверстиями в крышке вмещает сетчатые чашки. Внутри ящика насос и тонкие трубы со множеством форсунок-нагнетателей создают распыление, которое заполняет пространство между водой и крышкой ящика. Конечно же, черенки с удовольствием пускают корни в таких условиях!

Водоворот (Vortex)

Хиллель Соффер изобрел оригинальное приспособление, которое представляет собой вращающийся конус со специальными бороздками внутри и снаружи его. Они предназначены для распыления воды при помощи вертушки. К сожалению, первоначально установка была более удачной и снабжалась мотором с реостатом, при помощи которого можно было регулировать скорость вращения. Для применения в коммерческих целях, установка с водоворотом комплектовалась экономичным 12-ти вольтовым мотором. Эта разработка Хиллеля Соффера была создана как лабораторное оборудование, но нашла широкое применение, как идеальный метод для растениеводческих лабораторий. Этот прибор обеспечивает лучшую оксигенацию. Единственным ограничением являются его размеры. Так как у системы водоворота есть ограничение по диаметру до 75 см., его в основном применяют для выращивания черенков. Хотя эти системы вполне можно использовать и для полного цикла культивирования растений. В этом случае придется сделать защитный кожух вокруг вертушки, чтобы подрастающие корни растений не наматывались на мотор.

Аэро-гидропоника — замечательная технология; она бесподобна, особенно в жаркую погоду. Это едва ли не единственный метод гидропоники, работающий, когда температура питательного раствора превышает 30°С! Объем между питательным веществом и верхним пространством камеры наполняет влажный воздух, насыщенный водяными парами. Когда воздух нагревается, испарение питательного раствора усиливает действие распылителя, превращая это замкнутое пространство в лучшую среду для выживания корней в тепловой волне. Поэтому эта технология пользуется растущим спросом в Азии, где многие парники находятся в жарком климате. Аэро-гидропоника используется уже на протяжении не одного десятка лет и, конечно является излюбленной для многих. Эти системы обеспечивают уровень насыщения кислорода в корневой зоне и соответственно почти магическую скорость роста. Очень импонирует то обстоятельство, что в камерах можно постоянно поддерживать определенный уровень воды — это хорошая мера предосторожности на случай отказа насоса. Если насос вышел из строя, то в зависимости от размера насаждений и температуры в помещении, растения смогут выживать от 24 часов до 2–3 суток. Этого времени вполне достаточно для принятия мер и устранения неисправности. После пуска в эксплуатацию эти системы не образуют или почти не образуют отходов. Чашки и окатыши можно повторно использовать до бесконечности: не нужно избавляться от громоздкого субстрата. Систему относительно легко чистить или дезинфицировать между урожаями. Поистине, эта система — находка для лентяев, хотя из-за быстрого роста растений приходится быть бдительным, как за рулем гоночной машины!

Недостаток системы — её дороговизна при покупке и эксплуатации. Она требует более мощного насоса, чем прочие гидропонные технологии тех же размеров. В парниковой промышленности они применяются главным образом для выращивания культур с высокой добавленной стоимостью или быстрорастущих культур, например салатов и лекарственных растений, урожай которых может быть снят несколько раз в год. Система также используется торговцами растений, которые специализируются на коллекционных растениях для распространения; либо для поддержания жизни, или для того, чтобы заставить упрямое растение зацвести. При малых габаритах до 10 м2. энергопотребление не вызывает затруднений, но проблемы начинаются при промышленных масштабах. Малые системы дороги еще из-за трудоемкой сборки.

Если вам нужно выращивать растения всего на 1 квадратном метре, рынок может предложить вам множество вариантов. Для таких габаритов вы можете найти NFT или систему периодического затопления по весьма привлекательной цене. Только старый добрый воздушный аэро-гидропонный горшок может конкурировать по цене среди установок с такой полезной площадью. При больших габаритах выбор ограничен. Не терзайтесь сомнениями при покупке аэро-гидропонной системы. Дополнительный урожай быстро окупит ваши расходы. Вы также можете построить свою установку из деталей, купленных в магазинах для садоводов по разумной цене, и можете найти подробные чертежи систем на вебсайтах производителей, которые весьма точны для того, чтобы вы могли их воспроизвести. Львиная доля затрат приходится на труд. Очевидно, если вы всё сделаете сами, то здорово сэкономите, но на это уйдет уйма вашего времени, причем больше, чем вы собирались потратить. В конечном счете, выбор между доморощенной или покупной системой зависит от того, во сколько вы оцениваете свое время.