Pokud jste komerční pěstitel nebo domácí zahradník, je pravděpodobné, že jste se již setkali s myšlenkou hydroponického zemědělství. Tato technologie není nová, ve skutečnosti se její obměna používala ve starověku k vytvoření jednoho z divů světa – visutých zahrad Babylonu. Ale moderní chápání vědy za hydroponií nám nyní umožňuje používat ji k pěstování více potravin s menšími zdroji.
Co je hydroponie?
Hydroponie je metoda pěstování rostlin bez půdy, s využitím různých materiálů na podporu kořenů rostlin a pěstování rostlin přímo ve vodě bohaté na živiny.
Existuje několik přístupů k navrhování hydroponických systémů, ale základní prvky jsou v podstatě stejné.
Co potřebujete pro hydroponii:
1. Sladká voda.
Většina rostlin má ráda vodu s pH kolem 6-6,5. Kyselost vody lze upravit pomocí volně prodejných řešení dostupných v místním železářství nebo zahradnictví.
2. Kyslík.
Netopte rostliny! V tradičním zemědělství mohou kořeny získávat kyslík, který potřebují pro dýchání, ze vzduchových kapes v půdě. V závislosti na vašem hydroponickém nastavení budete muset ponechat prostor mezi základnou vaší rostliny a vodní nádrží, nebo budete muset nádobu okysličit (pomyslete na bublinky v akváriu), čehož můžete dosáhnout instalací čerpadla, např. příklad.
3. Kořenová podpora.
I když nepotřebujete půdu, kořeny vašich rostlin se stále potřebují něčeho držet. Mezi typické materiály patří vermikulit, perlit, rašelina, kokosové vlákno a minerální vlna. Držte se dál od materiálů, které se mohou zhutňovat (jako je písek) nebo nezadržují vlhkost (jako je štěrk).
4. Napájení.
Vaše rostlina bude potřebovat dostatek hořčíku, fosforu, vápníku a dalších živin, aby zůstala zdravá a produktivní. Stejně jako rostliny, které rostou v půdě, potřebují zdravou půdu a hnojivo. Když pěstujete rostliny bez půdy, tato “rostlinná potrava” musí být absorbována vodou, která vyživuje vaše rostliny. I když si technicky můžete vytvořit svůj vlastní živný roztok, je snadné koupit vzorce online nebo v obchodech.
5. Osvětlení.
Pokud plánujete pěstovat rostliny uvnitř, budete si muset pořídit specializované osvětlení. Každý rostlinný druh má jiné požadavky na množství potřebného světla a umístění osvětlení (obvykle nazývané Daily Light Integral nebo DLI).
Zatímco při přidávání sofistikovanosti do vaší hydroponické farmy je třeba vzít v úvahu další prvky (například doplňky CO2), pět výše uvedených prvků je nejzákladnějšími prvky hydroponického systému.
Sledováním a regulací těchto klíčových proměnných můžete začít přesně určovat, co vaše rostliny potřebují, aby prosperovaly, a napodobit tyto podmínky pro jakýkoli budoucí růst.
Proč růst bez půdy?
Tato zdánlivě nenápadná změna ve způsobu výroby potravin (tedy bez ohledu na půdu) je ve skutečnosti revoluční. Umožňuje výrobcům po celém světě produkovat potraviny ve všech ročních obdobích a dosahovat vyšších výnosů s menšími zdroji.
Roste všude
Zvažte změnu klimatu. Vegetační období a regiony procházejí velkými změnami, protože teploty a podmínky pěstování se mění spolu s nimi. I za „normálních“ podmínek existuje mnoho míst, kde půda prostě není vhodná pro zemědělství (například pouště nebo betonové džungle).
Právě teď je většina zeleniny, kterou najdete v obchodě s potravinami, odeslána na dálku a cestou ztrácí svou nutriční hodnotu.
S hydroponií můžeme vytvořit hyperlokální potravinové systémy! Kontejnerové farmy mohou být umístěny přímo v komunitách a regionech, ve kterých obsluhujete. Navíc je tu skvělá příležitost najít farmu hned vedle restaurací, které chtějí čerstvé produkty! A když pěstujete hydroponicky, nemusíte zastavovat sezónu ani riskovat ztrátu sklizně kvůli špatnému počasí.
Vyšší výnosy
Rostliny, které lze pěstovat v dobře řízených hydroponických systémech, žijí velmi dobře a zdravě, protože kořeny jsou plné živin, které potřebují. Rostliny tak tráví více času růstem a méně času a energie pěstováním rozsáhlých kořenových systémů pro výživu.
Rychlost, jakou rostliny rostou, závisí na typu systému a kvalitě péče, ale hydroponické rostliny mohou dozrát o 25 % rychleji než stejné rostliny pěstované v zemi, s vyššími výnosy.
Méně zdrojů
Ve skutečnosti hydroponické systémy využívají méně vody než tradiční systémy založené na půdě. K tomu dochází, protože uzavřené systémy netolerují stejné rychlosti odpařování. Kromě toho lze vodu používanou v hydroponických systémech filtrovat, doplňovat živinami a vracet do rostlin, takže voda je neustále znovu využívána, nikoli plýtvána.
Pesticidy a další potenciálně škodlivé chemikálie také nejsou potřeba, takže hydroponie je chráněna před mnoha škůdci a chorobami rostlin, které se vyskytují venku na konvenčních farmách.
Výhody hydroponického zemědělství
1. Šetří místo
Rostliny, které rostou v zemi, potřebují rozšířit své kořeny, aby našly vodu a všechny živiny, které potřebují k přežití. To znamená, že je třeba je vysadit v určité vzdálenosti od sebe. V hydroponických systémech se kořeny nemusí rozšiřovat, protože dostávají vodu a živiny přímo. Výsledkem je, že hydroponické systémy mohou pěstovat více rostlin ve stejné oblasti jako půdní systémy.
2. Ochrana vody
Věděli jste, že například zemědělské farmy představují 80 % spotřeby vody ve Spojených státech? Zemědělství spotřebuje tolik vody, protože se jí tolik plýtvá. Voda se odpařuje, kaluže, tvoří kaluže a většinu vody znehodnotí. Hydroponické systémy využívají přibližně 10krát méně vody, protože je dodávána kontrolovaným způsobem. Některé systémy navíc recirkulují vodu, což dále snižuje spotřebu.
3. Méně chemikálií
Hydroponické systémy, i když neodstraňují problémy se škůdci, snižují potenciál škůdců, což má za následek menší potřebu pesticidů a herbicidů. Neexistuje žádné riziko zamoření vaší výsadby plevelem, protože hydroponické systémy jsou přísně kontrolovány. To znamená, že nejsou potřeba žádné herbicidy.
Navíc, protože hydroponické systémy jsou často uvnitř, nejsou snadno napadeny škůdci, takže pesticidy nejsou nutné.
4. Rychlejší růst
Rostliny, které mohou růst v hydroponických systémech, rostou o 30–50 % rychleji než rostliny pěstované v půdě.
Rostliny rostou rychleji v hydroponických systémech, protože dostávají ideální množství živin a jsou méně vystaveny stresu z prostředí (jako je počasí a škůdci), když jsou pěstovány uvnitř.
To znamená, že například listová zelenina, jako je salát a rajčata, mají tendenci růst rychleji v hydroponických systémech.
5. Kontrola živin
Hydroponické systémy krmí rostliny živným roztokem smíchaným s vodou, což umožňuje farmáři lépe kontrolovat živiny, které jeho rostliny spotřebují. Odrůdy pěstované v půdě mohou k přežití vyžadovat pomoc hnojiv. Ale v hydroponii již rostliny dostávají veškerou pomoc, kterou potřebují, ve správném množství.
6. Pěstujte uvnitř
Další výhodou hydroponického zemědělství je, že jej lze snadno provozovat uvnitř. Pěstování uvnitř má své výhody, jako je schopnost celoročního růstu, kontrola teploty a klimatu a méně škůdců. Hydroponické systémy se obvykle používají v interiéru kvůli kontrole prostředí, kterou poskytují. Za téměř ideálních podmínek růstu rostliny sílí a zrychlují se.
7. Zdravější rostliny
Rostliny rostou zdravěji v hydroponii než v půdě. Na jedné straně nejsou choroby přenášené půdou v hydroponii problémem, protože neexistuje půda, ve které by se tyto choroby mohly infikovat a šířit. Kromě toho rostliny nepotřebují rozšiřovat své kořeny při hledání živin, aby vynaložily více energie na růst.
8. Velké sklizně
Protože hydroponie může produkovat více rostlin na malém prostoru než půdní zemědělství, hydroponické systémy obvykle produkují více rostlin na čtvereční stopu. Rostliny jsou navíc zdravější a rostou rychleji, což znamená, že se rychleji produkuje více potravin. Vnitřní podmínky také umožňují pěstování rostlin po celý rok bez ohledu na počasí nebo roční období, takže rostliny, které pokračují v produkci po první sklizni, lze sklízet častěji.
9. Žádná eroze půdy
Za posledních 150 let zemědělské postupy zničily polovinu půdy a snížily dostupnost orné půdy. Hydroponické systémy nevyužívají půdu. Bez půdy znamená, že nedochází k erozi půdy. Je to tak jednoduché
10. Žádný plevel
Hydroponické systémy nejsou vhodné pro semena plevelů. Plevel potřebuje ke klíčení stejné věci jako jiné rostliny, ale semena se zřídka vysévají v hydroponických systémech. Tímto způsobem lze systém přizpůsobit spíše pro fázi růstu než pro fázi klíčení. Protože semena nemohou vyklíčit, plevel nekoření a připravuje rostlinu o cenné živiny.
XIV Mezinárodní soutěž vědecko-výzkumných a tvůrčích prací studentů
Začněte ve vědě
- Hlavní
- Seznam sekcí
- Biologie
- Vliv aerace v hydroponii
Vliv aerace v hydroponii
Ovčarová Z.S. 1
1. MOU škola ve vesnici Aksarka
Potěšina E.A. 1
1. MOU škola ve vesnici Aksarka
Autor práce byl oceněn diplomem vítěze II
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF
Žiji v ruské Arktidě, za polárním kruhem, na poloostrově Jamal. Každý ví, že polární noc, kruté mrazy a neustálý vítr jsou pro seveřany běžné. Stejně jako všichni ostatní žijeme ve svých teplých domovech, děláme své oblíbené věci a vždycky si dopřejeme domácí mazlíčky. Mám také kočku, jmenuje se Boňa. Každý ví, že kočky jedí trávu, aby si pročistily trávicí trakt. Ale protože vegetace na severu trvá jen 2-3 měsíce a pouze v létě, většina lidí pěstuje trávu pro své mazlíčky ve svých bytech, vždy pod zářivkami, ale někteří v květináčích s hlínou a někteří, jako já, ve vodě. Pěstování rostlin na vodní bázi se nazývá hydroponie.
Hydroponie — je metoda pěstování rostlin v umělém prostředí bez půdy. Rostliny přijímají výživu z živného roztoku obklopujícího kořeny. Hydroponie umožňuje regulovat podmínky pro pěstování rostlin — vytvořit pro kořenový systém takový nutriční režim, který plně uspokojí potřeby rostliny v živinách. Vytvoření optimálních podmínek pro růst a vývoj rostlin zajišťuje velmi vysoké výnosy, lepší kvalitu a v kratším čase. Pěstování rostlin tímto způsobem je méně náročné na práci než při půdním pěstování, voda a živiny se vynakládají ekonomičtěji. Metoda pěstování rostlin v hydroponii spočívá v odmítnutí použití půdní směsi. Místo toho se používá umělý substrát a živný roztok, ze kterého kořeny dostávají všechny látky potřebné pro plodinu. Samotná voda k výživě rostliny nestačí. Pro získání dobrého živného roztoku je nutné do vody přidat hnojivo. Běžná květinová hnojiva jsou k tomu vhodná pouze podmíněně. Je nutné použít speciální hnojivo, které obsahuje živiny ve formě, kterou rostliny snadno vstřebávají. Hydroponická hnojiva se prodávají převážně ve formě tekutých koncentrovaných hnojiv, současně regulují vodíkový index pH vody. To znamená, že je lze použít pro vodu z vodovodu jakékoli kvality, a to i se zvýšeným obsahem vápna. Tekutá hnojiva se do vody přidávají v souladu s dávkováním uvedeným na obalu. Čas od času je třeba hydroponický živný roztok kompletně vyměnit a květináče umýt. Při použití tekutých hnojiv by se to mělo provést přibližně po 8 týdnech. V hydroponii nejlépe rostou rostliny, mezi které patří: petržel, kopr, bazalka, šalvěj, rozmarýn, koriandr, máta, meduňka, hlávkový salát atd. Pěstování pokojových rostlin touto metodou také není obtížné.
Už rok pěstuji šťavnatou zeleninu pro svou kočku ve vodním prostředí, ale začala jsem si všímat, že úroda není vždy stabilní. Zajímala mě otázka, jak zvýšit výnos v hydroponii. Studovala jsem informační zdroje a dozvěděla se, že provzdušňování má pozitivní vliv na kvalitu pěstování.
Rozhodl jsem se provést studii a empiricky dokázat, jak provzdušňování ovlivňuje hydroponii.
Účel: studovat vliv provzdušňování v hydroponii.
— provést přehled informačních zdrojů s údaji o hydroponii, provzdušňování a jeho vlivu na výsledek;
— experimentálně otestovat vliv provzdušňování v hydroponii;
– provést srovnávací analýzu vypěstovaných vzorků (alespoň tři plodiny s odstupem 5 dnů)
– výsledky výzkumu zveřejnit v místních novinách IA „Priuralye“.
Svůj výzkum jsem začal hledáním informací na internetových zdrojích a zjistil jsem, že provzdušňování je proces, při kterém se vzduch dostává do těsného kontaktu s vodou (kapalinou). Aerace Provádí se propouštěním vzduchových bublin vodou, tj. přímým kontaktem vody a vzduchu/kyslíku. Četné studie tvrdí, že pěstování objektů (živočichů, hub nebo rostlin) s provzdušňováním zvyšuje účinnost. Kořen rostliny potřebuje kyslík, jinak jsou jeho funkce absorpce vody a živných solí omezeny. Vzduchové prostory mezi velkými hrudkami strukturované půdy tuto potřebu plně uspokojují. V bezstrukturní půdě s velmi malými částicemi a nevýznamnými vzduchovými dutinami je nevýznamný přísun kyslíku, což negativně ovlivňuje růst rostlin. Rostoucí mladé kořeny dýchají nejintenzivněji, absorbují hlavně živné soli. Staré kořeny fungují pouze jako transportní cesty, které přenášejí absorbované látky do nadzemní části rostliny. Mladé kořeny v suchém prostoru odumírají a nedosahují živného roztoku. Proto je při pěstování rostlin v umělém prostředí nutné v první řadě věnovat velkou pozornost vytváření příznivých provzdušňovacích podmínek, které zajistí jejich normální růst a dobrou funkci kořenů.
Jaká je skutečná potřeba kyslíku kořenem? Vědci tvrdí, že kořen dospělé rostliny rajčete absorbuje v průměru 15-16 mg kyslíku za hodinu (Bazirina, 1950). Pokud tuto hodnotu porovnáme s obsahem kyslíku v jednom litru vzduchu, který je asi 300 mg, je zřejmé, že kořen umístěný ve vlhkém, dobře větraném prostředí nikdy nebude trpět nedostatkem kyslíku. Zcela jiný obraz je pozorován, když je kořen zcela ponořen do živného roztoku a zejména při jeho náhlém zaplavení. V takových případech po 3-4 hodinách začnou listy vadnout a rostliny uhynou, protože kořen začíná pociťovat nedostatek kyslíku.
Vysvětlení tohoto jevu spočívá v tom, že jeden litr vody (živného roztoku) obsahuje pouze 8-9 mg kyslíku. Taková skromná rezerva dokáže po velmi krátkou dobu zajistit normální dýchání silně vyvinutého kořenového systému.
V budoucnu bude dýchání kořenů udržováno pouze vstupem nových dávek kyslíku do živného roztoku, což se děje extrémně pomalu. Do roztoku se za hodinu dostane pouze 100 mg kyslíku přes povrch 2 cm0,5. Kořen se bude nacházet ve stavu dušení – kyslíkového hladovění, což může vést k částečnému odumření kořenového systému a zpomalení růstu rostliny.
Klíčem k úspěchu při pěstování rostlin ve vodných roztocích je v první řadě vytvoření co nejpříznivějších podmínek pro život kořene: kořenový systém musí být v dobře větraném vzdušném prostoru. Porušení těchto podmínek nepříznivě ovlivní růst rostlin.
Provzdušňování probíhá tlakový a netlakový. na tlak Provzdušňování používá speciální zařízení, například kompresor, které zajišťuje stálý proud vzduchu (nebo kyslíku) do kapaliny. Téměř každý zná nejjednodušší provzdušňovač, jednoduchým příkladem je akvárium s rybami, každý viděl, že tam existuje zařízení, které uvolňuje vzduchové bubliny do vody. Jedná se o vzduchový kompresor. Druhý typ provzdušňování volný tok Tato metoda spočívá v nabírání vody do provzdušňovací nádrže a jejím následném rozprašování na trysky (postřikování). To umožňuje rozdělení proudu vody na drobné kapky, které během letu interagují s kyslíkem. Pro svůj experiment jsem se rozhodl použít tlakovou metodu.
Protože jsem byl obeznámen se základy hydroponie, přešel jsem k experimentu. Pro studii jsem si vybral objekt, který mě zajímal – kočičí trávu, připravil dvě nádoby na vodu (tácy o rozměrech 35 cm na délku * 13 cm na šířku * 11 cm na hloubku), základnu pro upevnění kořenů (houbovitý materiál, který se ve vodě nepotápí, ale dobře jí propouští), semena rostlin, minerální hnojiva pro hydroponii, vzduchový kompresor do akvária a lampu s denním světlem.
10. října 2021 jsem zasel první experimentální exemplář, 35 semen na bázi. Nádoby jsem naplnil 5 litry vody, přidal lžíci minerálního roztoku a umístil je pod zářivku. Výsledkem byly stejné experimentální podmínky, až na to, že do jednoho zásobníku byl spuštěn provzdušňovač. Třetí den vzorky v zásobníku s provzdušňovačem vyklíčily, rostliny v nádobě bez provzdušňovače vyklíčily čtvrtý den, s rozdílem jednoho dne. Hustota klíčení se znatelně lišila. Pokračoval jsem v pozorování. O tři dny později jsem provedl měření. Výsledkem bylo, že se vzorky z nádoby s provzdušňovačem výrazně lišily jak vizuálně (okem), tak i podle výsledků měření výšky stonku a objemu trsu. Rostliny s neustálým přístupem kyslíku rostly lépe, byly šťavnatější, stonky byly vzpřímené a stabilní. Pokračoval jsem v pozorování, měření jsem zopakoval 10. den od výsevu. Data jsem zadal do srovnávací tabulky. S vědomím, že analýza pouze výhonků neposkytne objektivní data, provedl jsem tři výsevy objektů s intervalem 5 dnů. Pro každý z výsevů jsem použil semena z různých balení (abych vyloučil vady šarží), všechny pěstební podmínky mezi vzorky byly stejné. Po dobu jednoho měsíce jsem prováděl pozorování a zaznamenával výsledky.
Výška stonků při prvním měření (7 dní po výsadbě)
Výška při druhém měření (10 dní po výsadbě)
