Гідропоніка: що це за метод і для чого потрібен фермеру

З цієї статті ви дізнає теся, що таке гідропоніка та в чому полягає суть цього методу вирощування культур. Також ми розповімо про види гідропоніки, плюси та мінуси використання гідропонних систем. Ця інформація допоможе вам визначитис я з оптимальним для фермерського господарства методом вирощування рослин і вибрати необхідне обладнання.

Що таке гідропоніка

Гідропоніка — це метод вирощування рослин без ґрунту. Замість ґрунту використовуються живильні розчини. Таким чином, усі необхідні речовини в точних пропорціях подаються безпосередньо до коріння. Метод гідропоніки є популярним серед аграріїв, бо дозволяє більш ефективно контролювати умови зростання культури в будь-яку пору року, а також знизити використання води та добрив.

Засновником сучасної технології вважається Вільям Фредерік Герік, який запровадив сам термін «гідропоніка» та реалізував ідею у промислових масштабах.

Види гідропонних систем

Існують такі основні види гідропонних систем:

• ґнотова;
• краплинного зрошення;
• приливно-відливна;
• аеропоніка;
• плавуча платформа або DWC;
• техніка живильного шару.

Вибір системи для плантації залежить від потреб і ресурсів фермера. Щоб зрозуміти, що таке гідропоніка, давайте розберемо детальніше особливості та переваги кожного виду.

Ґнотова система

Цей вид — один із найдоступніших, оскільки для нього не потрібне спеціальне обладнання. Ґніт або шнур пропускають через дно горщика та занурюють у поживний розчин, який поступово всотується та передається корінню.

Метод ідеально підходить для де коративних культур і культивації овочів невеликого розміру. Але врахуйте, що доступ кисню до резервуару з розчином обмежений і рослини розвиваються не так швидко через пасивний спосіб достав ки поживних речовин.

Система краплинного зрошення

При краплинному зрошенні живильний розчин подається безпосередньо крапельками до коріння через систему трубок і форсунок. Циркуляцію контролюють за допомогою таймера та налаштовують відповідно до потр еб рослин. Якщо система реверсивна, надлишок рідини перенаправляється назад до резервуару, а потім знову використовується. Крапельне зрошення забезпечує точне дозування поживних речовин і мінімальні втрати води. У нереверсивній системі насос налаштовується так, щоб не залишалося надлишку живильної рідини.

Якщо ви плануєте використовувати такий метод вирощування, врахуйте, що необхідно регулярно проводити профілактичне чищення обладнання, щоб уникнути забруднення.

Приливно-відливна система

Метод гідропоніки передбачає використання приливно-відливної системи. У цій системі поживний розчин заливається у певний час, за таймером. Коли його подача припиняється, він під дією сили тяжіння зливається назад до резервуару через спеціальні отвори. Процес повторюється кілька разів на день.

Непередбачене вимкнення електрики або коливання її потужностей може негативно позначитися на зростанні та розвитку рослин.

Аеропоніка

Рослини вирощуються в повітряному середовищі, де їхнє коріння огортається туманом живильного розчину. Система забезпечує високу доступність кисню для коріння, таким чином вони краще поглинають поживні речовини, що приск орює зростання рослин.

Ця система також мінімізує використання води та дозволяє точно контролювати поживний склад. Але важливо стежити за таймером, налаштовувати його та постійно чистити обладнання.

Плавуча платформа або Deep Water Culture

Рослини розміщуються на плавучих матеріалах, таких як пінопласт або спеціальні плавучі сітки, коріння при цьому повністю занурені в поживний розчин. Кисень доставляється за допомогою повітряного насоса.

Такий метод гідропоніки є ефективним при вирощуванні культур невеликого розміру, яким потрібно багато води. Для великих культур необхідно використовувати додаткові опори чи фіксатори.

Техніка живильного шару

Рослини знаходяться в ємності з іригаційним каналом. Стікаючи по каналу тонким шаром, живильний розчин омиває коріння та повертається до резервуару. Розподіл розчину може здійснюватися циклічно чи безперервно. Циклічна подача забезпечує кращу аерацію коріння, але складна в реалізації.

Головний недолік такого підходу — залежність від насоса. Несправність або раптове вимкнення електроенергії можуть призвести до швидкого пересихання коріння. Також ця технологія не підійде для вирощування культур із великою та розвиненою кореневою системою.

Плюси та мінуси гідропоніки

Гідропонний метод вирощування рослин має свої переваги та недоліки. Нижче ми перерахуємо основні з них.

Плюси

Гідропоніка — більш економічна та менш трудомістка технологія в порівнянні з ґ рунтовим методом.

Метод гідропоніки має наступні переваги:

1. Висока продуктивність. Завдяки оптимальному контролю води та корисних речовин ви можете отримувати більше врожаю. Рослини дозрівають на 25% швидше, ніж у землі!
2. Економія простору. Коріння рослини отримує поживу безпосередньо, за рахунок чого не розростається ділянкою та займає менше місця.
3. Економія води. Гідропоніка зменшує споживання води, оскільки рідина циркулює та використовується повторно.
4. Мінімум шкідливих організмів. Відсутність ґрунту знижує ризик захворювань і шкідників, що дозволяє зменшити або повністю уникнути використан ня пестицидів.
5. Контроль поживних речовин. Ви можете самостійно контролювати та забезпечувати рослини корисними речовинами у потрібній кількості, тоді як із ґрунту вони легко вимиваються.
6. Можливість вирощувати рослини цілорічно. Гідропоніку легко застосовувати в приміщенні, що дозволяє контролювати клімат на посадках.
7. Відсутність бур’янів. Гідропонні системи адаптовані для фази росту, а не для пророщування, тому насіння бур’янів не проростає.

Мінуси

Гідропоніка має деякі особливості, які слід врахувати, щоб ґрунтовно підготуватися до використання цієї технології.

Метод гідропоніки має декілька мінусів:

1. Високі витрати на обладнання. Початкові інвестиції можуть бути значними, особливо при використанні складніших технологій, таких як аеропоніка або системи зі штучним освітленням.
2. Потребує ретельного контролю. Необхідно постійно моніторити та налаштовувати параметри, такі як pH і рівень поживних речовин.
3. Залежність від електрики. Для роботи насосів, освітлення та контрольних систем потрібна безперервна подача електроенергії.
4. Необхідність у профілактичному чищенні системи. Не можна допускати засмічення трубок.

Що вирощують методом гідропоніки

Гідропоніка – це вигідна технологія для розведення овочів, трав та ягід. У промислових масштабах так вирощують:

• томати;
• огірки;
• баклажани;
• броколі;
• петрушку, салат, шпинат, руколу, базилік та іншу зелень;
• солодкий і гострий перець;
• різновиди бобових;
• полуниці та суниці.

Обладнання для гідропоніки

Для виро щування рослин методом гідропоніки зн адобиться таке обладнання:

1. Резервуари для приготування та зберігання живильного розчину.
2. Насоси для циркуляції розчину по системі.
3. Канали або лотки з пластику чи металу, на яких розміщуються рослини.
4. Плівка або підкладки для покриття каналів або лотків.
5. Світлодіоди або інші лампи для забезпечення необхідного рівня освітлення.
6. Фільтри та системи очищення для видалення домішок і фільтрації живильного розчину від небажаних речовин.
7. Системи автоматичного поливу та живлення, які автоматично контролюють і регулюють подачу поживного розчину, води до рослин.
8. Вентиляція, кондиціонери, системи обігріву/охолодження для підтримки оптимального клімату на посадці.
9. Садові інструменти, контейнери для посіву, засоби контролю шкідників та інші необхідні пристрої для догляду за рослинами.
10. Повітряний компресор для забезпечення рідини киснем.
11. Термометри та гігрометри для контролю температури та вологості.
12. Прилади для виміру електропровідності розчинів.
13. pH-метри для визначення рівня кислотності розчинів.
14. Генератор на випадок вимкнення електроенергії.

Конкретний набір обладнання залежить від розміру та виду гідропонної системи.

Скористайтеся фінансовими послугами для аграріїв, щоб придбати необхідне обладнання – залишайте заявку на сайті AgroApp , де зібрані найвигідніші для аграріїв програми фінансування.

Часті питання про гідропоніку

Гідропоніка або ґрунт: що краще

Вибираючи метод вирощування, враховуйте вид культури, доступність ресурсів і вимоги до врожайнос ті. Гідропоніка — це технол огія, яка прискорює розвиток рослин і підвищує врожайність, але потребує інвестицій і підходить не для всіх культур. А ґрунт — це природне середовище для всіх рослин, але його обробка вимагає більших зусиль при вирощуванні.

Що потрібно для гідропоніки

Для гідропоніки вам знадобиться таке обладнання:

• резервуари для живильного розчину та лотки для розміщення саджанців;
• насоси для циркуляції розчину;
• повітряний компресор;
• датчики та контролери для вимірювання параметрів;
• джерело освітлення та обігрівальні прилади (за необхідності).

Гідропоніка: корм для молочних корів, вирощений у приміщенні

Це може здатися неправдоподібним, але кілька молочних ферм у всьому світі вирощують частину своїх власних кормів – усередині.
В даний час існують системи вирощування гідропонних пророслих зернових культур HydroGreen на молочних фермах в Агрополі, Італія (молочне господарство водяних буйволів Massaria Cielentana неподалік Неаполя), Японії, Канаді, США та Кенії. Ці системи вже встановлені на кількох м’ясних фермах у США та Канаді.

Урожай кожні 6 днів

У системі HydroGreen насіння пшениці або ячменю безперервно пророщують і збирають кожні 6 днів. Управління культивуванням дуже просте: посів, полив та збирання врожаю автоматизовані. Добрив не потрібно. Після збору пророслі пшениця або ячмінь скочуються з автоматичної стрічки, як килим, і подрібнюються, щоб додати їх до раціону великої рогатої худоби.
Відсоток раціону, який можна задовольнити за рахунок свіжих кормів HydroGreen, становить щонайменше 15% для молочної худоби та приблизно до 30% для яловичини. Паростки також підходять для інших категорій худоби, таких як свійський птах і кози.
Деякі тваринники вибрали HydroGreen через посухи, які стали більш поширеними у багатьох частинах США та канадських преріях. Система була винайдена кілька років тому власником ранчо із США на ім’я Діл Гросс, який хотів розробити систему виробництва кормів, яка не потребує особливого обслуговування, і на яку він міг би покластися для задоволення деяких потреб своєї худоби.
HydroGreen була придбана у 2019 році компанією CubicFarm, виробником систем вирощування харчових культур у закритих теплицях. CubicFarm (заснована у 2015 році) базується в Ленглі, Британська Колумбія, Канада, а HydroGreen – у Су-Фолс, Південна Дакота, США.

Дві системи

Установка HydroGreen DGS 66 призначена для утримання від 100 до 200 голів великої рогатої худоби. Вартість однієї одиниці становить 139 000 доларів. Вона має бути розміщена в існуючій або нещодавно збудованій будівлі площею не менше 140 кв.м, обладнаної відповідною водопровідною та електричною інфраструктурою.

Нещодавно для задоволення потреб великих підприємств HydroGreen створила вертикальні пасовища. Як випливає з назви, це вертикальна система вирощування, що складається з груп більшого модуля, званого GLS 808. Він буде випробуваний на заводі Burnett’s Land & Livestock у Вайомінгу і буде завершений до кінця року для використання з деякими молочної худоби.
Burnett інвестував 1,5 мільйона доларів США у CubicFarms і в рамках угоди приватного розміщення отримує 12 одиниць GLS808. Вартість кожного з цих модулів складає 265 000 доларів США (226 794 євро), тому вартість 12 модулів складає 3,18 мільйонів доларів США (2,72 мільйона євро).

«…Найбільша у світі система вирощування свіжих кормів для худоби».

Менеджер зв’язків із громадськістю CubicFarm Андреа Магі пояснює, що будівля в Бернетті, в якій будуть розміщені 12 модулів, розміром приблизно в один акр і має місце для розширення до 24 модулів. Це буде найбільша у світі система вирощування свіжих кормів для худоби.
Кожен модуль забезпечує частину раціону приблизно 170 корів. 12 встановлюваних модулів забезпечать Burnett’s до 72 000 фунтів свіжих кормів на день (16 тонн сухої речовини на суху масу). «Як частина раціону цього достатньо, щоб щодня годувати 2000 тварин», – каже Магі. “У цьому випадку все почнеться з дійних корів”. HydroGreen співпрацює з Burnett’s у дослідженнях здоров’я корів та аналізі кормів.

Фактори ROI

При використанні цих систем повернення інвестицій (не включаючи витрати на правильно обладнану будывлю) залежить від експлуатаційних витрат, таких як вода, електрика та насіння зернових, а також від існуючих витрат на корм, годування (робоча сила, паливо тощо). Компанія HydroGreen не надає оцінки експлуатаційних витрат для жодної з її установок по всьому світу.
Існуючі витрати на корм, звичайно, можуть містити транспортування. Бернетти з Вайомінга, наприклад, привозили насіння бавовни з Техасу як частину свого раціону молочної худоби.

На рентабельність інвестицій також може вплинути вищий прибуток, якщо вирощуються сертифіковані органічні зерна, а отримані яловичина чи молочні продукти є органічними сертифікованими. HydroGreen зараз проводить кількісну оцінку здоров’я та якості м’яса, використовуючи «непрямі спостереження» та звіти клієнтів.

Аналіз харчування молочної худоби на гідропоніці

Фернандо Діас, фахівець із харчування молочної худоби в компанії Dellait, був найнятий HydroGreen для проведення незалежного аналізу. Він зазначає, що в цілому «включення HydroGreen до раціонів молочних корів покращує смакові якості, загальне споживання сухої речовини та загальні виробничі показники. Ще однією перевагою проростків HydroGreen є їх низький вміст калію, тому вони є чудовим кормом для корів крупного плану (до отелення)».
Діаз не повідомив подробиць про те, наскільки включення HydroGreen до раціонів дійних корів покращує загальне споживання СР та загальні виробничі показники. Він також не надав інформації про те, скільки корів було задіяно у цих спостереженнях, і що було замінено в раціоні цієї великої рогатої худоби проростками HydroGreen.
Діаз повідомляє, що вміст протеїну в проростках HydroGreen такий самий, як і у високоякісних пасовищах (15-20% сухої речовини). Вміст цукру в HydroGreen надзвичайно високий (понад 30% СВ) порівняно з пасовищними травами (менше 15% СВ). Так само загальна концентрація поживних речовин, що засвоюються, як мінімум на 10 процентних пунктів вище в проростках HG (> 75% СВ).
Діас пояснює, що проростки HydroGreen – це корм із високою засвоюваністю та високим вмістом цукру. «Оскільки вони дуже калорійні, вони можуть замінити енергетичні корми, такі як кукурудзяний силос, люцерна, люцерна/трава, з високою відносною кормовою цінністю», – каже він. «Поростки HydroGreen можуть також замінити інші багаті клітковиною побічні продукти, такі як насіння бавовни, кукурудзяний глютен і соєве лушпиння. Крім того, у дієтах HydroGreen не потрібні побічні продукти з високим вмістом цукру, такі як патока та сироватка».