Главы из книги Ульяма Тексье «Гидропоника для всех»
Толковый словарь Вебстера дает следующее, на удивление емкое определение термина «гидропоника»: «метод выращивания растений без почвы в воде, содержащей растворенные питательные вещества». Это если в двух словах. При соблюдении правил вкусовые и питательные качества фруктов, овощей и зелени, выращенных на гидропонике, превосходят свойства тех же продуктов, выращенных в грунте, причем с меньшим воздействием на окружающую среду. Я поделюсь с вами большим объемом практической информации, накопленной за годы моих занятий гидропоникой. Чем лучше вы всё усвоите, тем больше преуспеете. По мере продвижения по тексту я постараюсь объяснять вам каждый новый термин и каждое понятие, продемонстрирую их применение.
Растения можно выращивать двумя способами: либо когда оголенные корни растут в растворе питательных веществ, либо в не почвенном инертном субстрате. В некоторых языках за термином «гидропоника» закреплено выращивание растений в воде. Анти термин «беспочвенный» относится к культурам на субстрате. И то, и другое будет рассмотрено в этой книге.
Основополагающие принципы гидропоники, ну очень, прямо-таки по-детски просты: в питательном растворе надо поддерживать сносную температуру и насыщение кислородом, а еще вы должны обеспечивать растения необходимыми питательными веществами. Что касается насыщения кислородом, то в этом-то и заключается вся изюминка гидропоники. Чтобы гидропонная система оправдывала себя, необходимо постоянно насыщать воду кислородом. Теперь, когда вы знаете это, то можете вообще забросить эту книгу подальше - вы знаете самое важное, настолько важное, что я буду постоянно возвращаться к этой теме.
Слово «гидропоника» произошло от греческого: «вода» и «работа». Переводится термин по-разному: «вода за работой» или «работа на воде» или «работа воды», как вам будет угодно. Передаваемое значение вполне прозрачно. Слово «гидропоника» в общем и целом описывает не какую-то одну технологию, а охватывает множество разных методов, которые мы рас смотрим ниже. Прискорбно и несправедливо, что термин «гидро» также распространяется на недобросовестных производителей, которые наносят весьма ощутимый вред окружающей среде, изводя уйму воды и выращивая некачественные продукты питания, не представляющие никакого интереса ни с точки зрения вкуса, ни с точки зрения питательной ценности. Если в вашем местном магазине вам попадались только гидропонные продукты в виде безвкусных помидоров и роз без аромата, то я не буду вас винить за то, что гидропоника ассоциируется у вас с чем-то ненатуральным и загрязняющим окружающую среду, что производит в промышленных масштабах нечто, лишь отдаленно напоминающее еду. К сожалению, вы не ошибаетесь. Таким способом безбожно нагромождаются груды мусора, обрезков старой пластмассы, отработанных минераловатных плит и ещё много других негодных материалов, ни один из которых не является биологически неразложимым. К счастью, гидропоника способна дать гораздо больше этого. Я приложу все усилия, дабы просветить вас и оградить от подобных сомнительных методов.
Для начала научимся отличать открытые системы от замкнутых. Большинство промышленных установок — это простейшие открытые системы. Растения выращиваются на минераловатной плите; питательный раствор циркулирует несколько раз в день, согласно температуре окружающей среды, и затем после каждого полива 25-30% питательного раствора сбрасывается в грунт. Это делается во избежание осаждения солей на субстрате. Такой весьма вредный для экосистемы метод подмочил репутацию гидропоники. Он широко используется и поныне, благодаря исключительной дешевизне эксплуатации. Ради достижения конкурентоспособных рыночных цен большинство коммерческих плантаций применяют открытые системы для поддержания низкой себестоимости. Однако многие новые регламенты требуют возврата этих стоков из канализации и безопасной их ликвидации. Ныне эти стоки все чаще очищаются и рециркулируются.
Есть еще и замкнутые системы, где питательный раствор циркулирует из бака к растениям и обратно в бак. В этом случае вся израсходованная вода впитывается и испаряется растением, за счет чего повышается эффективность расходования воды. Помимо этого, питательный раствор не вступает в соприкосновение с грунтом и не загрязняет почву, и нежелательные питательные вещества не попадают в грунтовые воды.
Именно такие системы, скорее всего, встретятся вам в местном магазине растениеводства. Поскольку их проще всего приспособить к габаритам различных оранжерей, то они составляют подавляющее большинство на любительском рынке. Замыкание системы решает проблему потерь воды, но сколько еще проблем остается нерешенными.
Некачественные растения произрастают и в замкнутой гидропонной системе. Также предстоит решить проблему питания. Большинство владельцев промышленных гидропонных установок не обеспечивают растение надлежащим питанием. Они попросту не могут себе этого позволить. Чтобы вырастить вкусные продукты питания, растения должны получать все необходимые элементы в легко усваиваемой форме. Мы еще вернемся к этому вопросу в соответствующей главе.
Есть и другая немаловажная причина, по которой промышленная гидропоника дает такие посредственные результаты: подбор видов растений для массовой культивации диктуется всего-навсего внешним видом и удобством в обращении. Например, выбираются культурные сорта помидора по принципу одинакового размера и цвета, чтобы те могли пройти в магазине через сотни рук без повреждений. Причем необязательно, чтобы это было связано с их питательной ценностью или вкусовыми качествами. Возьмите любимый куст помидора с грядки, высадите его в гидропонную систему, задайте необходимую подпитку, и вы будете приятно удивлены, получив обильный урожай более вкусных помидоров, причем, раньше, чем в грунте. За долгие годы я понял, что тоже самое распространяется на любое другое растение.
Что называть гидропоникой, а что нет? Грань иногда размыта. Чтобы метод назывался гидропоникой, необходимы две предпосылки: питательные вещества должны доставляться к корням посредством оросительной воды, а субстрат, если таковой имеется, должен быть инертным и обеспечивать только физическую опору. Самое большее субстрат может обладать свойством обмена катионов (как например, кокосовое волокно), но ни в коем случае не должен доставлять растению какие-либо питательные вещества. Представьте, что растения растут в горшках на столе, и вы поливаете и подпитываете каждый горшок из отдельной капельницы. Если горшок заполнен инертным субстратом, то это гидропоника. Если в горшке садоводческая земля, то - нет. Внесение в почву питательных веществ в оросительную воду через питающие магистрали и нагнетатели называется фертигацией, а не гидропоникой.
Кроткий экскурс в историю
Около 2000 года до н. э. - первое письменное упоминание о растении в горшке. Событие это произошло в Египте. Оно не имело ничего общего с гидропоникой, но мне по сердцу эта дата! В некотором смысле, с этого начинается история: впервые человек выкопал растение, поместил в горшок с землей и принес домой.
600 год до н. э. - знаменитые висячие сады Семирамиды в Вавилоне. Часто говорят, что это первое письменное упоминание гидропоники. К сожалению, достославные насаждения древности не подпадают под определение гидропоники: хотя растения и росли в желобах, в которых постоянный поток воды омывал их корни, сами желоба-то были наполнены землей. Так получилось, что желоба не совсем уж «висели». Дело в неправильном переводе греческого слова, которое означало «нависание». Как бы то ни было, это самое древнее письменное упоминание о применении большой оросительной системы, встроенной в здание.
1100 год - индейские племена Южной Америки и Мексики (ацтеки и другие) применяли плоты, называемые «чинампа», для увеличения площадей пахотной земли. Они использовали переплетенные стебли камыша, тростника и кукурузы для постройки плавучих «островков» на озерах. На такой каркас они накладывали богатую питательными веществами грязь из вулканической земли. Эти плавучие острова затем использовались для выращивания сельскохозяйственных культур. Растения получали питание как из илистой грязи, таки из корней, проросших в воду. Эти озера были очень богаты растворенными солями, вода была прохладна и хорошо насыщена кислородом.
Этот метод использовался и в других уголках мира. В 1275 году Марко Поло встретил плавучие сады в Китае, и они, возможно, тоже были изобретены в других частях света. Никто не знает, где и когда плавучие сады были применены впервые, но очевидно, что это действительно первая гидропонная технология, примененная человеком.
1699 год - Джон Вудвард, натуралист, историк, интересовавшийся ботаникой, а также член Королевского общества Англии, провел первый эксперимент, доказывающий, что растения получают питание из почвы и посредством воды. Нам неизвестно, что знали об этом предмете остальные люди на земле, но до 1699 года западный человек понятия не имел, как и почему растут растения. В первом эксперименте по гидропонике Вудвард продемонстрировал, что растения лучше растут в речной воде, чем в чистой, дистиллированной воде: то есть, растения, должно быть, извлекают из воды нечто такое, что способствует их росту. Он выращивал растения в воде, в которую добавлял различное количество почвы. Он продемонстрировал, что чем больше в ней почвы, тем лучше рост, следовательно, растения получают из почвы нечто полезное. После этого знания о физиологии растений развивались медленно. Понадобилось еще сто лет, чтобы другой британский ученый Джозеф Пристли продемонстрировал, что растения меняют состав воздуха вокруг себя. Впоследствии он открыл кислород и доказал, что растения поглощают двуокись углерода и выделяют кислород. В 1779 году Ян Ингенхауз открыл, что для фотосинтеза необходим свет. Итак, только на заре XIX века нам стали известны основные механизмы роста растений, номы не знали, какие именно элементы необходимы для этого роста.
1860 год - немецкий ученый Юлиус фон Закс опубликовал формулу питательного раствора, который может быть растворен в воде и использован для выращивания растений. Вместе с агрохимиком Кнопом он заложил основы гидропоники. Мне не удалось найти точную формулу Закса, но учитывая ограниченное количество органических солей, которые имелись в их распоряжении, формула должна быть весьма простая, и я сомневаюсь, чтобы они могли слишком долго выращивать растения по этой формуле. Однако с этих самых пор, благодаря гидропонике, методом проб и ошибок, добавляя и подавляя элементы в питательном растворе, ученые смогли выяснить, какие элементы жизненно важны для роста растений, а какие нет.
1920-1930 годы - основателем современной гидропоники, особенно в англосаксонском мире, считается доктор Уильям Ф. Герик. В его послужном списке две важные заслуги. Он первым вывел водную культуру из лаборатории и поставил на промышленную основу. Он также ввел термин «гидропоника». Его работа привлекла много внимания. В те бурные времена общество переживало изменения, благодаря множеству научных открытий. Некоторые авторы заходили даже так далеко, что объявляли пахотную землю пережитком прошлого! Такое преждевременное внимание не привело ни к чему хорошему. Технология делала свои первые детские шаги, и нужен был ученый масштаба Герика, чтобы успешно выращивать урожаи. Это повлекло за собой множество неудач. Многие люди с головой ушли в коммерческие предприятия, которые обманули их ожидания! С другой стороны, польза от общественного внимания заключалась в увеличении числа государственных и частных лабораторий. Книга Герика «Полный справочник по беспочвенному садоводству» по-прежнему доступна и последний раз переиздавалась в 2008 году.
В те же годы, когда Герик совершенствовал «аппаратные средства» системы, Денис Р. Хогланд работал над «программным обеспечением», то есть питательными веществами. В1933 году он обнародовал формулу своего раствора, известного как «раствор Хогланда». Эта формула мало изменилась в последующие годы (в основном, благодаря внедрению хелата железа), но её основа осталась неизменной. Формула по-прежнему остается эталонной для многих исследовательских лабораторий по растениеводству, которые периодически применяют её в своих экспериментах. Откровенно говоря, иногда я удивляюсь, зачем используют такую устаревшую формулу. Она все еще применяется промышленными плантациями, которым не хочется тратить деньги на улучшенную формулу. Возможно, и вам доводилось покупать раствор Хогланда. Недавно люди, уверенные в том, что можно разбогатеть, продавая питательные вещества, учредили множество компаний. Они обычно используют формулу Хогланда, потому что её легко найти (достаточно заглянуть в Интернет) и дешево производить.
1940-1944 годы - первое крупномасштабное применение гидропоники. К сожалению, для этого потребовалось, чтобы началась война. На островах в Тихом океане армия США столкнулась с проблемой питания множества солдат. Снабжение продовольствием, особенно свежим, было сопряжено с опасностями при транспортировке и с трудностями при выращивании на скалистых островах, где почва зачастую насыщена солью, а воды мало. Тогда прибегли к гидропонике. Видимо, им это понравилось, так как гидропонику продолжали практиковать и после войны, вплоть до пятидесятых годов. Они использовали подушку из гравия - систему, изобретенную Робертом и Алисой Уитроу в университете Пардью, так называемую «систему нутрикультуры». Эта система лежит в основе того, что сейчас называют системой периодического затопления или приливно-отливной системой. И, конечно, она не имеет ничего общего с современным брендом «Мигпсикиге». Она представляла собой крупномасштабную систему кювет, заполненных гравием и затопляемых питательным раствором несколько раз в день, после чего они медленно просыхают.
После этого некоторое время ничего особенного не происходило. Здесь сыграла роль себестоимость учреждения такого предприятия, но еще и технология, которая нуждалась в совершенствовании. Одним из препятствий было то, что гравий или песок - самые любимые субстраты того времени - слишком тяжелы или компактны для этих целей. По-прежнему всё еще не был найден действенный способ удерживания железа в растворе. В эти годы было начато множество проектов в пустынных районах мира. Большинство, если не все, окончились провалом, предопределив упадок этой технологии на несколько десятилетий.
1960-1970 годы - произошли важные события, возвратившие к жизни гидропонику: минеральная вата, ранее применявшаяся в качестве строительной изоляции, стала использоваться с небольшими изменениями как субстрат для выращивания растений. Производятся искусственные хелаты, что дает возможность эффективнее удерживать микро питательные вещества в растворе. На рынке появились сложные соли, например, моно аммоний-фосфат (в зарубежной литературе - МАР), что внесло разнообразие в источники растворимого фосфора. Одновременно, переживает бурный расцвет промышленность пластмасс, и в парниковой отрасли стали использовать множество новых товаров. Теплицы постепенно переходят со стекла на пластиковые покрытия. На смену бетонным гидропонным ваннам приходят пластмассовые желоба, пластмассовые лотки, пластмассовые пленки. Мы вступаем в дивный новый мир!
1970 год - доктор Аллен Купер разработал технику питательного слоя ШРТ). В1979 году он опубликовал «Азбуку NРТ» - книжицу, которая пользуется популярностью до сих пор. ИРГ получила немедленное признание во всем мире как промышленный метод выращивания растений с коротким циклом, например, салатов.
1970-1990 годы - за эти годы в разных уголках мира получили признание различные гидропонные технологии. Этим способом выращивается все большее количество продуктов питания, хоть и не всегда лучшего качества. Но одновременно возникает новое веяние - выращивание растений в домашних условиях.
В1978 году Лоуренс Брукс основал фирму «Дженерал гидропонике». Он модернизировал и усовершенствовал крупномасштабные гидропонные системы, урезав их до габаритов городской оранжереи. Он снабдил систему лучшим для своего времени питательным веществом, составленным доктором Кэлом Германом из научного центра имени Эймса в НАСА. Эта технология была впервые предложена мелким городским оранжерейщикам. Однако поначалу рост рынка был медленным даже в Калифорнии. И бум начался только в 1980-х годах, когда десятки людей посвятили себя этому занятию.
В 1986 году доктор Хиллель Соффер, работая в университете Калифорнии в Дэвисе, разработал водоворот-вертушку - на сегодняшний день самую эффективную гидропонную систему. Его исследования впервые установили прямую корреляцию между уровнем растворенного кислорода в питательном растворе и ростом растения. Корректировкой уровня растворенного кислорода он смог изменить скорость роста. Так были заложены основы аэро-гидропоники - важной отрасли современной гидропоники.
Приблизительно в это же время в США и Канаде появилось множество фирм, до сих пор присутствующих на рынке. Таким образом, с середины 1980 х годов в гидропонике наметились два противоположных направления: крупномасштабное промышленное и домашнее. Многие стал и любителями тропических, лекарственных или коллекционных растений.
Тем временем в Европе не происходило ничего особенного, за исключением Голландии. Выращивая множество разных культур, главным образом цветов, в огромных тепличных хозяйствах, голландцы практиковали свой собственный вариант выращивания растений в закрытых помещениях. Помимо прочего им в заслугу можно поставить разработку метода «море зелени» выращивание множества мелких растений вместо меньшего количества крупных.
1995 год - и до сегодняшнего дня - на фронте промышленной гидропоники эта отрасль растет весьма быстрыми темпами, но также изменяется, приспосабливаясь к новым временам. Более сложные, щадящие окружающую среду системы стали прибыльными, особенно в случае растений с коротким вегетационным периодом, например, салат латуки лекарственные растения.
В сфере комнатного растениеводства в 1995 году фирма «Дженерал гидропонике» открыла филиал в Европе. Приблизительно в то же время приступила к европейской дистрибуции и британская фирма «Нутрикалчер». Вскоре к ним присоединились многие компании в Европе или экспортирующие материалы из Северной Америки. Технология медленно отвоевывала пространство, страну за страной, по мере открытия магазинов растениеводства. Сначала в северных странах, потом во Франции, Испании, Италии, Португалии, а теперь уже в восточных странах стала развиваться отрасль растениеводства в закрытых помещениях. В основном, с той же целью - ради удовольствия и гордости, зато, что ты вырастил своими руками.
Недавно родилась новая, не менее интересная отрасль - применение гидропоники как в дизайне интерьера, так и в украшении фасадов и крыш. Растительность на фасаде или крыше дома представляет собой отличную изоляцию, а также эффективно поглощает двуокись углерода (СОД. В помещении можно выращивать растения, очищающие атмосферу от всевозможных загрязняющих веществ, и одновременно являющиеся изысканным украшением. Эта отрасль гидропоники также быстро набирает обороты. Городским жителям настала пора привносить больше зелени в свою окружающую среду. Каждое из трех направлений гидропоники - промышленное ли, растениеводство ли на дому или декоративно-изоляционно-очистное могло бы стать темой отдельной книги, но в последующих главах я сосредоточусь главным образом на втором направлении - растениеводстве на дому. Это сама по себе обширная тема.