Главы из книги Ульяма Тексье «Гидропоника для всех» "Может ли гидропоника быть органической? Биопоника."

Может ли гидропоника быть органической? Биопоника.

Повсюду, а особенно в больших городах создаются фито стены, вертикальные грядки, городские фермы, семейные или общинные сады. Все большее число людей находят преимущества гидропоники привлекательными. Меня очень часто расспрашивают об этом методе. Чаще всего спрашивают: является ли гидропоника органическим методом? Правильный ответ: нет, но эколо­гичным - да. И вот почему. В качестве источника питания мы применяем очищенные минеральные соли. Технология экономит массу воды, растения довольны жизнью и реализуют весь свой генетический потенциал. Мы выращиваем овощи, обладающие вкусом, запахом и высокой питательной ценностью. Мы также производим ароматические и лекарственные растения с высоким содержанием вторичных метаболитов.

За многие годы мне настолько надоело давать подобные пространные разъяс­нения, что это и натолкнуло меня на мысль: раз людям хочется органического растениеводства, так и быть, я одарю их органическим растениеводством. Откровенно говоря, я был не в восторге от этой затеи! Я не считал, что органические питательные вещества способны что-то изменить, если их добавлять в питательный раствор. Головная боль, да и только! Я был вполне доволен своими органическими стимуляторами; этой пользы от мира органики мне вполне хватало. 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.

Для освежения памяти: 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.

Когда у меня возникла эта странная идея создания органического и гидро­понного питательного вещества (где одно противоречит другому), я понял, что это легче сказать, чем сделать.

Гидропонное питательное вещество должно быть жидким или полностью растворимым. Я изучил классические источники органической подкормки и вскоре обнаружил, что жидкие вещества, используемые в органическом земледелии, скажем, рыбный экстракт или кровяная мука, не могут использоваться в воде. Они загнивают и/или исторгают невыносимую вонь! Прочие жидкости, например экстракты морских водорослей, экстракт вермикомпоста, крапивный настой и тому подобное, действительно улучшают здоровье растений, но их минеральный состав весьма беден! Нам еще очень далеко до того количества минералов, которое мы можем залить в бутылку, когда используем минеральные соли. Наконец я нашел 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 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! Я поставил множество экспериментов, пытаясь решить эта проблему, но всё было безрезультатно, пока на меня не снизошло озарение: вместо того чтобы пытаться растворять нерастворимое, лучше внедрить их в коллоидной форме. Коллоидная частица столь крохотна, что она остаётся пребывать в жидкости во взвешенном состоянии, но не растворяется в ней. Понадобились новые эксперименты для поиска нужных источников. После чего мне оставалось только добавить несколько аминокислот, фитогормонов, гуминовой кислоты и фульвокислоты (всё это, разумеется, из допустимых источников) и, наконец, получилось идеальное органическое питательное вещество моей мечты!

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. Я пошел этим путем, и всё получилось, но запуск процесса был медленным. Я хотел, чтобы растения имели доступ к питанию с само­го начала, когда оно нужнее всего. Затем я стал пробовать ряд источников, различных смесей. Я искал дешевый и общедоступный микроорганизм. И нашел ответ: триходермы. Они хорошо выполняют порученное дело, их легко получить, и они не так дороги. В это время была завершена разработка «биопонной технологии». Оставалось её только запатентовать. Что и было сделано в 2005 году.

Чтобы побольше узнать об этом новом способе растениеводства, я начал ста­вить много опытов. Я использовал гидропонное минеральное питательное вещество, которое всегда оправдывало себя («Flora Series» от фирмы «Дженерал гидропонике») по сравнению с моим новым органическим питательным веществом. Получились весьма любопытные результаты. Как уже говорилось выше, уровень доступного азота является одной из основных характеристик, отличающих органическое питательное вещество от минерального. В основе биопоники лежит идея устойчивого сельского хозяйства. 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, скажем, 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.

Говоря о вкусовых свойствах, здесь я не ожидал большой разницы, ибо на минеральных питательных веществах высокого качества я выращиваю вкусней­шие продукты, зачастую предпочитаемые шеф-поварами лучших ресторанов мира. К моему удивлению, усилился аромат и повысилась сахаристость всех видов растений, с которыми я экспериментировал. Совершенно случайно я испытал это биопитательное вещество 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 ваших системах, будет поглощать кислород! Грибки, бактерии, корни растений - все он и дышат и, следовательно, потребляют кислород. Потребление кислорода в питательном растворе значительно возрастёт по сравнению с питательным веществом на минеральной основе, даже если вы используете микроорганизмы в мине­ральном растворе. В ионной среде размеры микробной популяции гораздо меньше. Вы не можете использовать капельные системы; вы должны 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 я обнаружил 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 вы обеспечите 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.

Проводимость

Это самая сложная часть биопонного процесса. Поскольку питательные ве­щества находятся в комплексе с органическими молекулами, они не несут электрического заряда. Следовательно, они не считываются кондуктоме­тром. Когда вы растворяете питательное вещество в воде, только малая его доля тотчас растворяется и преобразуется в ионы, вызывая очень низкую проводимость. Остальное находится во взвешенном состоянии. Несмотря на низкие показания прибора, теперь уже в питательном растворе имеется запас питательных веществ. Вот тут-то и возникают сложности! Время, за которое эти питательные вещества будут растворены, зависит от нескольких параметров, и тут бывают значительные колебания. Ключевой фактор-тем­пература. Микроорганизмы питаются и размножаются с разной скоростью в зависимости от колебаний температуры в питательном растворе. Если в растворе переизбыток органики, то повышение температуры может повысить проводимость до убийственного уровня для ваших растений, и это может произойти всего за 12 часов! Вода должна содержать «надлежащее количество» резервных питательных веществ, что бы это ни значило! Но измерить это надлежащее количество никак невозможно. Правильный баланс не всегда легко найти. Вот тут-то и пригодится глазомер растениевода! Нужно нако­пить опыт обращения с системой в вашей конкретной окружающей среде и уметь найти это самое «надлежащее количество». Однако вы ведете поиск не совсем уж вслепую: на помощь вам придёт проводимость.

Начните с показателя проводимости около 0,65 мС (0,6 до 0,7 мС). Для начала вполне достаточно и этой низкой проводимости. Повышайте её посте­пенно в течение недели до отметки 1 мС. Пока одни питательные элементы высвобождаются, другие поглощаются растениями, и проводимость будет оставаться в равновесии на той же величине. Когда запас органики исся­кает, проводимость падает. Значит пора добавить питательных веществ. Кажется, что это просто, но, чтобы получить оптимальный результат, важно предвидеть это понижение проводимости и обеспечить постоянное наличие органики. Добавляйте питательные вещества только тогда, когда прово­димость опускается ниже 0,8, но не поднимайте выше 1. Продолжайте, не меняя питательного раствора, поддерживать обогащенную среду, которую вы уже создали для корней.

Другое важное обстоятельство — это здоровье и размеры микробной популя­ции. Если вам удастся насадить и обустроить большую здоровую микробную популяцию, то вы обеспечите себе успешный урожай. Эта популяция не должна быть разнообразной (вообще-то лучше, чтобы видовой состав был ми­нимальным). Начните с одного штамма грибка (я предпочитаю Trichoderma harzianum, штамм Т22). Процесс начнется, а остальные микробы соберутся на пиршество и ускорят разложение. Пока раствор хорошо оксигенируется, вредные бактерии в нем не приживутся. Нежелательные для нас организмы анаэробные бактерии.

Уровень рН

В процессе культивации рН труднее поддается стабилизации, чем в минераль­ной гидропонике, потому что регламенты органического растениеводства несколько своевольно запрещают применение некоторых исключительно эффективных буферов! Это означает, что рН будет подниматься, как это ему свойственно, если не держать его в рамках!

Но рН не так важен в биопонике. Можно без проблем растянуть традицион­ный предел от «6,5» до «7,5». Выше 7,5 рН следует медленно понижать до 6,0, но последовательно, за период от 5 до 6 дней. Понижайте рН постепенно, мало-помалу и каждый раз хорошенько разбавляйте. Заливайте в бак по­дальше от насоса (или с выключенным насосом). Это поможет растениям избежать стресса из-за быстрой перемены уровней рН. Также нужно защитить микроорганизмы от резких изменений; поток концентрированной кислоты способен убить всё живое на своем пути!

Если вы истинный борец за идеи органического растениеводства, то выбор средств для понижения рН у вас ограничен. Годится лимонный сок, но при­дется выжать кучу лимонов! Лимонная кислота, пожалуй, лучший вариант, но она не очень сильна. Будьте осторожны, чтобы не залить её слишком много. Откровенно говоря, если использовать немного фосфорной кислоты.

особенно во время цветения и плодоношения, то я уверен, вы не заметите никакой разницы в конечном продукте, и чуточку фосфора тоже не помешает!

Чего следует избегать любой ценой:

- Соляной кислоты, так как она высвободит слишком много хлора в питательный раствор, доведя его до токсичности.

- Уксусной кислоты (уксуса и т.п.): это замечательный буфер и хорошая кислота, но токсичная для растений.

Вам никогда не понадобится повышать рН. Значительное падение рН - ано­малия. Это сигнал тревоги, указывающий на гибель большого количества микроорганизмов. В этом случае важно найти причину, исправить её и вос­полнить состав микроорганизмов. Зачастую такими причинами является нехватка кислорода или резкий скачок рН.

 Фильтрация

Органическое питательное вещество содержит множество взвешенных ча­стиц; некоторые из них весьма велики, поэтому во избежание засорения эмиттера очень важна хорошая фильтрация. Большие частицы могут приста­вать к корням и засорять их, физически препятствуя поглощению кислорода и питательных веществ. Они могут задушить растения, особенно в жаркую погоду. В корневой зоне всегда лучше иметь только легко ассимилируемые ионы. Лучший фильтр, конечно же, ваш биофильтр. Органика, которая на нем накапливается, скоро разложится и станет пищей для микроорганизмов. Однако вам ещё понадобится внутри магистральный фильтр тонкой очистки между насосом и эмиттерами или один на входе насоса. Плотность частиц не такова, чтобы легко засорить фильтр, но его нужно регулярно осматривать. Не прополаскивайте его, если нет опасности засорения. Он будет вскоре колонизован микроорганизмами и станет дополнительным биофильтром.

А в остальном всё так же, как при любой культивации: температура, влаж­ность, цикл культивации, профилактика и борьба с вредителями, конечно, должны быть приспособлены к потребностям растений.

Применение органических питательных веществ в гидропонике медленно завоевывает признание, поскольку это почти что новая область знаний, которую растениеводам еще предстоит освоить. Мне представляется, что широкого распространения она не найдет. Во-первых, фанаты органического сельского хозяйства обожают копаться в земле, а сторонники гидропоники предпочитают быстроту и высокие урожаи! Тем не менее это любопытный способ культивации. От гидропоники вам достается быстрейший рост рас­тения, контроль над его питанием, его лучшая сопротивляемость к пато­генам, дополнительный кислород в корневой зоне и конечные продукты будут неотличимы от выращенных в грунте на лучших органических пита­тельных веществах. Вы также сэкономите много воды по сравнению с тем же растением в грунте, даже больше, чем вы тратите на гидропонике с ми­неральными солями. Это всё за счет небольшого сокращения урожайности.

Сколько конкретно составляет это сокращение, сказать трудно. Это зависит главным образом от вида. Нужно поставить больше опытов и в особенности провести сравнительные эксперименты в грунте. Также есть много способов сравнения урожайности. Я пользуюсь показателем «урожайность на 1 ква­дратный метр под лампой 600 ватт на протяжении 1 года». Я считаю, что это обоснованное сравнение, так как в уравнение вводится понятие длительности. В гидропонике с той же площади можно собрать несколько урожаев за год. При обоснованном сравнении с грунтом этот фактор следует учитывать. Скажем, в биопонике урожайность будет между той, что в грунте, и той, что в гидропонике. После снятия урожая не следует избавляться от питательного раствора, который стал мощным источником полезных организмов, ами­нокислот, фитогормонов и питания; если им поливать растения в грунте, то вы будете в большом выигрыше.

Заключение

С помощью гидропоники можно выращивать растения в чужеродной среде, вдали от родного климата, освещения и долготы дня. Помимо специали­зированных оранжерей, это единственный способ культивации здоровых экземпляров многих тропических растений. Мы с супругой уже давно выращиваем разнообразные виды красивых растений со всего мира, благо даря нескольким пластмассовым ведрам. Те же растения в почве с трудом выживают, а о том, чтобы расти и речи нет!

Помимо очевидных продовольственных и декоративных культур, гидро­поника способна выращивать многие виды лекарственных растений. Ги­дропоника увеличивает как массу растения, так и активные компоненты. В случае зеленой массы увеличение составляет около 30% в зависимости от вида. В случае лекарственных растений - обычно в два раза больше. Такая концентрация молекул полезна во многих ситуациях. Например, высокое содержание облегчает экстракцию. Многие лекарства и сегодня экстрагируют из растений и применяют либо в натуральной форме, либо в модификации молекулярных структур. Множество растений добывается для фармацевти­ческой промышленное, что ставит их почти на грань исчезновения. И тут гидропонное производство могло бы предложить альтернативу. Это особенно полезно, когда речь идет о заготовке корней. Корневой войлок регулярно подрезают; потом ему снова дают отрасти. Требуются новые эксперименты с такими растениями, как арника горная, ястребинка воло­систая и многими другими.

Регулирование питания неоценимо для стимуляции пышного роста и обиль­ного урожая. Оно также особенно полезно в случае растений, содержащих алкалоиды. Алкалоиды — это молекулы, синтезированные растениями. Они содержат атомы азота (N).

Все алкалоиды способны оказывать воздействие на тело; некоторые из них являются лекарствами, другие - ядами (вообще-то, грань между ними очень тонкая; всё дело в дозировке).

В обоих случаях они обычно очень сильны, и многие из них применяются сегодня врачами. Они составляют внушительный список и занимают большую часть фармакопеи человека. Существует обширная литература о том, что доведение азота в растворе до уровня, значительно превышающего потребности растения, стимулирует уровень алкалоидов. За пару недель до сбора урожая уровень азота повышается приблизительно вдвое против обычного, до 350 РРМ (ча­стей на миллион). Эти опыты проводились в грунте. В гидропонике, когда вы уже достигли повышенной концентрации алкалоидов, сомневаюсь, что вам удастся удвоить их количество, но этот метод дает вам значительное дополнительное преимущество.

Лишь нескольким видам не по нутру культивация с оголенными корнями; обычно это растения, трудно поддающиеся пересадке. Они должны быть высеяны на месте, что на гидропонных установках иногда бывает сложно сделать. Некоторые растения с очень тонкими корнями не выдерживают повышения температуры. Они хорошо растут до тех пор, пока температура держится около 25°С. Некоторые (редкое исключение) не дают лучших, чем в грунте результатов. Если они находятся в благоприятных климатических условиях и им нравится почва, то они дают такие хорошие результаты, что на гидропонике разницы не видно.

Для большинства растений это перемена разительная, даже в случае неко­торых видов кактусов (и очевидно в случае большинства суккулентов). Не все кактусы так себя проявляют, и опять-таки нужны опыты для выявления видов, которые лучше всего адаптируются.

Я выращиваю растения на гидропонике более 25 лет. За все эти годы я всегда пытался создать такой тип культивации, который был бы по возможности ближе к природе, даже при том, что пластмассовые трубы и ведра так да­леки от природы, что дальше некуда. Я никогда не применяю пестициды (и, конечно, гербициды). Я борюсь с вредителями с помощью полезных насекомых и прочих живых организмов. Я разработал биопонику. Тем не менее, как вы уже догадались, я не в восторге от органической культивации. Я даже не согласен с некоторыми правилами органического растениеводства по сертификации. И я определенно против философии регулирования ор­ганического растениеводства: «применять питательные вещества только в случае известной недостаточности»; я же считаю, что моя обязанность как растениевода предотвращать недостаточность. Поскольку я - разработчик биопоники, то я часто её использую. У меня в теплице есть даже большая система, выделенная только под органику, и изобилующая разнообразными растениями. Однако я по-прежнему применяю минеральные питательные растворы, поскольку больше половины моих растений произрастает на гидропонике. Вообще я думаю, что лучше применять и то, и другое одно­временно - органические и минеральные смеси питательных веществ. Над этими экспериментами я сейчас и работаю: сколько минеральных добавок я могу задать своим растениям, чтобы получить пышный рост минеральной культивации и дополнительные вкусовые качества органической? Это, на­верное, гидропоника будущего.

Мы досконально изучили взаимодействие, происходящее в корневой зоне, и в этой области мы приблизились к совершенству: мы точно вычисляем питание растений, мы задаем им прекурсоры и уже готовые органические молекулы для стимуляции метаболизма и иммунной системы, мы даже внедряем в них жизнь, способствуя развитию колоний полезных организмов. Мы воспроизводим условия как в добротной почве, но без сопутствующих при этом недостатков! В будущем я предвижу, что прогресс будет достигнут над поверхностью земли: применение микроорганизмов на листьях, революционные органические распылители, которые решат проблему насекомых без загрязнения среды. Вот чего можно ожидать в ближайшем будущем.

Создание в искусственной среде биологически разнообразного и относительно стабильного натурального микрокосма - захватывающая задача. Можно сказать, это игры в богов в малых масштабах! Но скорее всего это смиренная попытка заставить природу поместиться в коробке из-под обуви! Этого легко достичь, если вы осмотрительны, не суетитесь, если уход за насаждениями - удовольствие, а не обуза... и если ваше вмешательство сведено к минимуму!

Какую бы технологию вы не предпочли, даже если вам не хочется отказы­ваться от сомнительного удовольствия копаться в грязи, оранжерея - неис­сякаемый источник наслаждений, который, я надеюсь, вы откроете для себя.