HomeВыращОпишите технологии выращивания комнатных растений без почвы: способы, с помощью питательных растворов

Опишите технологии выращивания комнатных растений без почвы: способы, с помощью питательных растворов

Содержание

способы, с помощью питательных растворов

Промышленные теплицы, в которых применяется технология выращивания растений без почвы, до сих пор у многих вызывают удивление. Ведь настолько непривычно видеть огромные кусты томатов с крупными плодами или мощные раскидистые стебли огурцов, усыпанные аппетитными зеленцами, вырастающие не из земли, а из ящиков или специальных ёмкостей, не содержащих и грамма грунта.

Для людей, не разбирающихся в этом вопросе, такой способ кажется самым современным изобретением человечества. А кто-то, напротив, раздумывает о том, насколько это может быть вредно для тех, кто съест урожай. Разберемся, благодаря чему растение может прекрасно развиваться, не будучи посаженным в почву, и возможно ли применить этот способ на своем огороде или даже на домашнем подоконнике для выращивания комнатных цветов или овощей.

О методе

Земля для растения — это источник питания, которое оно должно получить для своего развития и плодоношения. Чем беднее грунт, тем хуже развивается любая культура. Вся история метода выращивания растений без почвы, была связана со скрупулезным изучением и анализом процесса получения растением веществ, необходимых для роста и развития.

Первые опыты в этой области были начаты еще в 17 веке. Почти три столетия понадобилось человечеству, чтобы не только разобраться, как и чем питаются растения, но и научиться их выращивать и получать урожаи без использования почвы. Все исследования ученых проводились в двух направлениях.

Первое было связано с изучением функций корневой системы, являющейся проводником и поставщиком питательных веществ для надземной части растения. Исследователи второго направления изучали состав питательной среды, в которую должны быть помещены корни, чтобы питание было достаточным для развития любой культуры.


Фото: © wonderopolis.org

В результате было установлено, что корневая система выполняет несколько ключевых задач:

  1. Поглощение воды и ее транспортировка к листьям и стеблям. В поисках влаги корень вырастает до двух метров, а общий размер всей корневой системы может в 100 раз превышать общую площадь поверхности листьев.
  2. Усвоение питательных веществ, необходимых для роста надземной части, что само по себе является сложной задачей, поскольку большая часть солей находится в грунте в сложно усваиваемой форме. Чтобы корень мог получить их, почва должна быть заселена микроорганизмами, выполняющими задачи по переработке минеральных элементов в доступную для растения форму.

При этом без получения кислорода корневая система не может полноценно функционировать: извлекать воду и усваивать микроэлементы. Каждый огородник знает, что все культуры нуждаются в регулярном рыхлении почвенного слоя.

И этот агротехнический прием появился благодаря исследованиям, доказавшим, что не только вода, но и кислород являются источником жизни для растений. На основании этих выводов изобретатели беспочвенного метода выращивания создали систему, при которой растению не нужно искать воду и тратить силы на наращивание огромной корневой системы: влага всегда есть в необходимом и достаточном количестве.

В специально созданных растворах все питательные вещества подаются в форме, доступной для быстрого усвоения, а определенная структура субстратов для выращивания обеспечивает постоянный доступ кислорода к корням.

Ученые проводили бесчисленное количество экспериментов, подбирая оптимальный состав субстрата, способного заменить природный грунт. Они помещали растения в песок, воду, щебень, гравий, мох, комбинировали состав веществ, которые должны получить экспериментальные образцы. Благодаря проведенной исследовательской работе, сегодня существует несколько методов беспочвенного выращивания культур, использующих разные виды субстратов.


Фото: © wonderopolis.org

Гидропонный метод. При использовании гидропонного метода выращивание проводится в воде с помощью питательных растворов. Растения укореняются в органическом субстрате, который укладывается на специальные основы-сетки, опускаемые в раствор со специально подобранным составом, содержащем все необходимые соли и микроэлементы.

Основная сложность применения этого метода — обеспечить доступ кислорода к корням, поскольку полностью погружать корни в раствор нельзя.Поэтому между корнями и субстратом оставляется воздушное пространство, в котором создается повышенная влажность, чтобы корневая система не пересохла и не погибла. При сегодняшнем уровне развития технологий на гидропонике можно вырастить большое количество овощных культур, комнатных цветов и декоративных растений.

Аэропоника. При таком методе выращивания не используются ни грунт, ни субстрат. Растения растут и развиваются во влажном воздухе. Для этого их помещают в специальные сосуды, в которых лишь нижняя часть корневой системы находится в водной среде, а остальные корни находятся между раствором и верхней крышкой сосуда. Специальная система проводит периодическое увлажнение «воздушной» части.

Второй вариант аэропонного выращивания — создание в сосудах регулярного орошения с помощью специальных распылителей, действие которых похоже принцип работы любого аэрозоля, используемого в быту. В этом случае в ёмкости создаётся и достаточная влажность, и поставляется нужное количество кислорода.

Аквапоника, как симбиоз методов. Основная задача этого метода — формирование особенной экосистемы, в которой обычные растения и водная среда, заселенная рыбами и бактериями, помогают друг другу активно развиваться. При этом естественные отходы, возникающие в процессе жизнедеятельности рыб, становятся основой для питания бактерий и растений, которые, в свою очередь, питаясь ими, очищают воду.

ехнически задача решается следующим образом: из аквариума или водоема насос подает воду в ёмкости, где выращиваются растения, аналогично гидропонному методу с частичным размещением корневой системы в водной среде. Корни фильтруют воду, забирая необходимое питание, а дальше вода подается обратно в водоем. Метод может быть использован как для выращивания комнатных растений, так и для получения в домашних условиях урожая зелени или овощей.

Хемопоника или хемокультура. Суть этого метода заключается в выращивании растений в субстрате с отсутствующей питательной средой. Это может быть как органический материал, например, кора, опилки или кокосовая стружка, так и инертные материалы: песок, гравий, щебень, кирпич. При этом все питание осуществляется через полив составами, содержащими в себе полный комплекс минералов, солей и микроэлементов, которые нужны конкретной культуре.

Особенную популярность этот метод выращивания получил у любителей разведения кактусов и у производителей, занимающихся выращиванием этой культуры в промышленных масштабах в специализированных теплицах.

Хемокультура позволяет дозировать полив, а специфика применяемого субстрата позволяет не переувлажнять корневую систему кактусовых, не терпящих продолжительного избыточного увлажнения, поскольку, например, инертные материалы быстро пропускают воду и так же быстро высыхают.


Фото: © kk.wikipedia.org

Ионопоника или ионитопоника. Новый шаг человека к созданию искусственной почвы. Ионопоника — активно развивающееся направление в беспочвенной технологии выращивания растений. Метод построен на использовании синтетических субстратов, созданных из ионитных смол, тканей, полиуретана. Все эти материалы способны проводить ионный обмен между собой и растениями, отдавая полезные ионы кальция, магния, фосфора, калия и забирая продукты жизнедеятельности растения, выделяемые корневой системой.

В отличие от других методов для полива используется не специализированный состав, а обычная чистая вода. Сам процесс обмена происходит в водной среде: растение высаживается в субстрат, и нижняя часть корневой системы погружается в заливаемую воду.

В промышленных масштабах технологии выращивания без почвы позволяют получать высокие урожаи овощей и фруктов в пустыне и даже Антарктиде, ранее считавшихся полностью непригодными для растениеводства. Практически каждый из перечисленных методов может быть реализован на садовом участке, теплице или даже в квартире.

Что такое гидропоника

Итак, что же такое гидропоника. Гидропоника — это способ выращивания зелени, овощей и фруктов без почвы. Питательные элементы корни растения получают не из грунта, а из довольно сильно аэрируемой среды. Она может быть твердой (воздухоёмкой или пористой влагоемкой) или водной. Такая среда обязательно должна способствовать дыханию корневой системы.

С помощью метода гидропоники возможно собирать урожаи в самых засушливых регионах. Но, это не мешает ему становиться все популярнее и в странах СНГ, ведь гидропоника дает возможность выращивать культуры в промышленных масштабах, занимая при этом довольно маленькие участки.

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам использования технологий выращивания без почвы можно отнести:

  1. Увеличение скорости формирования растений, поскольку время «жизни» тратится исключительно на рост и развитие, а не на преодоление сложностей, связанных с получением требующихся микроэлементов, воды и кислорода.
  2. Увеличение урожайности, поскольку создаются идеальные условия без стрессов, часто возникающих при посадке в грунт: засуха, переувлажнение, резкие перепады температуры, не постоянно полноценное питание.
  3. Снижение трудозатрат на выращивания: не требуется ежедневный полив, поскольку все отдано на откуп автоматике, отсутствует целый цикл обязательных видов работ по уходу: прополка от сорняков, рыхление, проведение подкормок.
  4. Не требуется замена грунта как обязательная процедура для выращивания горшечных комнатных растений и цветов.
  5. Полностью исключено использование ядохимикатов, поскольку они не потребуются в «стерильном», свободном от вредителей и возбудителей болезней грунте.


Фото: © scmp.com

Но любой метод не может состоять исключительно из одних плюсов. Минусами можно считать:

  1. Необходимость иметь представление об основах беспочвенного выращивания и технологии, для того чтобы правильно ее применить.
  2. Финансовые вложения на закупку оборудования, специальных составов для обеспечения правильного питания растений.
  3. Временные затраты на сбор выбранной системы.
  4. Наличие определенных ограничений по выращиванию корнеплодов, поскольку, пока не все виды культур могут быть выращены с использованием, например, гидропонного метода.

Клубника на гидропонике

Самое худшее в клубнике – это её сезонность. Если вам не удается найти местную ягоду, когда урожай собран, то приходится рассчитывать только на привезенную клубнику, которая начинает портиться, как только её срывают. С гидропоникой вы можете довольствоваться спелой клубникой круглый год. Собирать урожай тоже супер-удобно – больше не надо сгибаться в три погибели! Для клубники лучше подходит система периодического затопления, но для небольшого урожая могут подойти также система глубоководных культур и система питательного слоя. Узнайте, какие еще ягоды на гидропонике можно выращивать.

  • Идеальная система: Система периодического затопления, система глубоководных культур, система питательного слоя;
  • Длительность выращивания: около 60 дней;
  • Лучший уровень рН: от 5.5 до 6.2;
  • На заметку: Не покупайте семена клубники: они не дадут ягод еще несколько лет. Вместо них лучше приобрести саженцы, которые уже готовы плодоносить;
  • Варианты сортов: Брайтон, Чендлер, Дуглас, Красная варежка, Тиога.

Какие растения можно выращивать

Выбор растений зависит от цели, преследуемой цветоводом или овощеводом. Для получения урожая в осенне-зимне-весенний период наиболее выгодным и полезным будет выращивание полезной зелени: салата, шпината, зеленого лука для получения пера, петрушки, базилика. Тем, кто имеет опыт возделывания таких культур, как болгарский перец, томат, огурец, вполне посильна задача получения этих овощей с помощью систем, не использующих грунт.

Для цветоводов технология выращивания комнатных растений без почвы станет большим подспорьем для выгонки луковичных сортов цветов. Также многие виды комнатных растений могут быть выращены с помощью беспочвенных методов. Однако необходимо помнить о том, что ряд растений, требующих определённых условий содержания в период покоя, переводить на беспочвенное содержание необходимо осторожно и выбирать методы, позволяющие дозировать поступление воды и питательных растворов к корням этих растений.

Гидропонный болгарский перец

Болгарский перец – это растение для чуть более продвинутых садоводов. Не следует позволять им расти в полную высоту, лучше подрежьте и прищипните их на двадцатисантиметровой высоте, чтобы ускорить рост перцев. Система глубоководных культур и система периодического затопления подходят для перцев лучше всего.

  • Идеальная система: Система глубоководных культур, система периодического затопления;
  • Длительность выращивания: около 90 дней;
  • Лучший уровень рН: от 6.0 до 6.5;
  • На заметку: Учтите, что это растение требует восемнадцатичасовой световой день, и не забудьте поднять уровень света, когда перец подрастет, удерживая расстояние между растением и светом в пределах 15 см;
  • Варианты сортов: Калифорнийское чудо, Йоло вондер.

Сосуды и оборудование

Для того чтобы самостоятельно вырастить культуры без использования грунта, необходимо определиться, каким из методов будет реализовываться эта задача. Дальше необходимо подобрать оборудование в соответствии с выбранной технологией и правильно его установить.

При организации системы выращивания без почвы в домашних условиях, как правило, выбирается гидропоника как наиболее простой способ, достаточно легко реализуемый в условиях дома или квартиры. Для выращивания гидропонным методом необходимы:

  • ёмкости для посадки, имеющие прорези или отверстия, чтобы корни могли прорастать сквозь них и получать доступ к воде с питательным составом;
  • ёмкости, в которые помещаются горшки;
  • компрессор, трубки и распылитель погружной для подачи воздуха к корням.

Если говорить об аквапонных системах, то их часто используют те, кто уже разводит декоративных аквариумных рыбок. В этом случае может быть выбрано размещение установки прямо над аквариумом.

Аэропоника — установка для выращивания

Как же устроена сама установка для выращивания растений по методу аэропоники?

На самом деле, она имеет достаточно простое устройство, которое основано на принципе постоянного доступа кислорода к корням растений.

Устройство установки для аэропоники показано на рисунке:

Виды субстратов

Субстраты, в которые будут размещаться растения для беспочвенного выращивания, должны отвечать нескольким требованиям:

  • не вступать в реакцию с веществами, входящими в состав питательных растворов;
  • иметь слабокислую или нейтральную реакцию при взаимодействии с водой и раствором;
  • быть рыхлыми для обеспечения доступа кислорода к корневой системе;
  • пропускать воду и не задерживать ее;
  • дезинфицироваться в случаях, когда это будет необходимо;
  • удерживать растение в вертикальном положении, не позволяя ему падать или наклоняться;
  • не сдерживать развитие корневой системы.

Многим цветоводам и огородникам хорошо известен такой заменитель почвы, как гидрогель, однако при выборе специализированных технологий выращивания растений без почвы он не может использоваться, и придется выбрать другой субстрат, соответствующий требованиям применяемых методов.

Использование керамзита

При выборе керамзита необходимо выбирать мелкий его вариант с диаметром гранулы до 0,5 см. К его преимуществам можно отнести:

  • способность впитывать влагу;
  • высокая воздухопроницаемость;
  • структура позволяет корням развиваться и проникать сквозь керамзит;
  • дешевизна материала.

К недостаткам можно отнести его способность удерживать продукты жизнедеятельности растений, растущих в керамзите более 3-х лет, что требует проведения периодической дезинфекции. Материал может использоваться непрерывно до 10 лет.


Фото: © vosaduly.ru

Торфяной состав

Выбирая торф для использования в беспочвенных технологиях выращивания, необходимо обращать внимание на его характеристики. Самым лучшим является торф, полученный из верховых болот с показателями зольности до 12%. Влажность такого субстрата должна соответствовать 60%. Поскольку верховой торф имеет высокую кислотность, то до начала его использования потребуется обработка мелом или доломитовой мукой.

Выращивание в песке

Не любой песок может использоваться для выращивания растений в качестве заменителя грунта. Необходимо выбирать только крупнозернистый кварцевый качественный песок. Чаще всего такой субстрат выбирают в случае выращивания суккулентов, а также для решения задачи по укоренению черенков. Одно из преимуществ песка — его долгий срок службы, до 10 лет. Важно помнить, что до начала использования материал должен быть промыт. Показателем того, что песок можно применить для выращивания, может стать прозрачность воды после его промывания.

Применение вермикулита

Вермикулит — природный материал, относящийся к минералам со слоистой структурой. Для использования в цветоводстве и садоводстве его нагревают, после чего он вспучивается, и меняет свою форму. Для применения вермикулита в качестве субстрата необходимо выбирать материал с фракционными размерами до 2-х см.

Более мелкие фракции не позволят обеспечить растениям поступление кислорода в достаточном количестве. Мелкая фракция, как правило, используется в составе грунтовых смесей, применяемых для выращивания классическим способом рассады овощных культур или для домашнего содержания комнатных растений и цветов.

Крупный вермикулит хорошо впитывает воду и отдает ее растениям, не задерживает рост корневой системы. Основной минус субстратов из этого минерала – их недолговечность. Сроки использования ограничиваются максимум 3-мя годами.


Фото: © catit.com

Аэропоника — что это за технология?

С развитием сельского хозяйства растет количество изобретений для упрощения труда фермера, развиваются передовые технологии возделывания и выращивания различных культур. Это и понятно, каждый хочет получить как можно больший урожай, прилагая при этом как можно меньше усилий и средств.
Аэропоника — одна из таких технологий, призванная ускорить выращивание растений и увеличить урожайность, при этом упростив жизнь человеку.

Аэропонные установки позволяют выращивать овощи и зелень круглый год без использования химических удобрений или других вредных для человеческого организма активаторов роста.

Аэропоника являет собой продукт теории, которая предполагает, что самым необходимым фактором для быстрого развития и роста любых растений является кислород. В связи с этим, в установках, построенных по принципу «аэропоники», растения выращиваются методом активного кислородного насыщения корней.

При этом полив производится с помощью капельных систем орошения, которые насыщают растения водой и растворенными в ней питательными веществами.

Питательные растворы и правила их приготовления

При самостоятельном приготовлении питательных растворов необходимо следовать выбранной рецептуре. Сегодня разработано несколько таких рецептов. В каждом варианте важно придерживаться указанных объемов веществ. Чаще всего в состав питательных смесей входят фосфор, калий, магний и азот. К основным правилам приготовления растворов относятся:

  1. Использование отстоянной в течение 24 часов воды.
  2. Очистка всего используемого водного объема через фильтр.
  3. Соблюдение нагрева воды до температуры в 20°C.

Самыми сбалансированными вариантами являются готовые растворы, созданные производителями гидропонных систем.

Салат на гидропонике

Салат (и другую листовую зелень) следует опробовать в первую очередь на вашей гидропонной системе. Эти растения обладают неглубокой корневой системой, которая сочетается с небольшой высотой листьев. А это значит, что нет необходимости их подвязывать или устанавливать им подпорки. Вместо этого вы должны просто позволить им расти, регулярно проверяя их питательный раствор. И однажды он будет выглядеть так, что его захочется (и даже можно будет) съесть!

  • Идеальная система: Система питательного слоя;
  • Длительность выращивания: около 30 дней;
  • Лучший уровень рН: от 6. 0 до 7.0;
  • На заметку: лучше высаживать не всё сразу, а постепенно, тогда у вас всегда будет салат на обед!;
  • Варианты сортов: Романо, Бостон, Айсберг, Кочанный маслянистый, Биб-латук.

Готовые системы

Систему для выращивания растений с помощью гидропоники или аквапоники можно собрать своими руками. На сегодняшний день придумано немало вариантов, которые уже используются в домашних условиях цветоводами и овощеводами. Они активно делятся своим опытом, размещая в сети подробные видео-ролики, показывающие технологию самостоятельной сборки таких самодельных конструкций.

Для тех, кто не готов тратить время на самостоятельное конструирование системы выращивания без почвы цветов или овощных культур, предлагается достаточно большой ассортимент готовых систем российских и зарубежных производителей. Сегодня можно найти и купить гидропонные и аквапонные системы для домашнего использования разных размеров и принципов действия.

Основной их минус — достаточно высокая стоимость. При этом чем больше установка и шире её возможности, тем более высокой становится цена. Для тех, кто хотел бы использовать методы выращивания растений без почвы, необходимо учитывать, что дополнительно к готовой системе необходимо самостоятельно собрать или приобрести модули дополнительного освещения для досветки растений в процессе выращивания.


Фото: © diynetwork.com

Недостатки гидропонных методов

Недостатков гидропонных методов очень мало, но к ним можно отнести:

  • Высокую стоимость системы. На первый взгляд может показаться, что купить готовы продукт куда выгоднее.
  • Длительность и трудоемкость процесса.

Если вы всерьез решили заняться этим вопросом, то заранее подготовьте все, что нужно для гидропоники. Конечно, оборудование будет стоить немалых денег, но растения вырастают быстрее и ухода требуют меньше, так что это окупится.

Источник:https://agronomu.com/bok/748-chto-takoe-gidroponika-kak-vyrastit-klubniku-bez-grunta. html

Перевод растений на беспочвенное выращивание

Для тех, кто принял решение о переводе растений из обычных почвенных условий в беспочвенную среду, опишем кратко технологию и порядок действий для решения этой задачи. Сначала собирается и устанавливается система, проводится монтаж дополнительного освещения.

Важно не устанавливать систему на местах с ярким солнечным светом на период адаптации растений к новым условиям. Теперь необходимо подготовить растения. Главная задача — убрать с корней землю полностью, чтобы она не попала в установку. Для этого необходимо промыть корни в воде комнатной температуры, максимально аккуратно, не повредив корневую систему. Далее растение размещают в специальные посадочные ёмкости с субстратом и поливают обычной водой.

Для того чтобы укрепить корневую систему, в установку на неделю заливается вода с добавкой стимулятора корнеобразования. В течение недели система будет работать с использованием этого состава.

Далее потребуется обновление воды: первоначальная смесь полностью убирается, и ёмкость заполняется питательным раствором. Теперь необходимо своевременно менять раствор в соответствии с рекомендациями производителя. Как правило, замена проводится один раз в полтора или два месяца.

Выращивание растений без почвы позволяет даже в домашних условиях получать полезную зелень и овощи круглый год, создавать прекрасные композиции из комнатных растений, не тратя усилий на полив и ежегодную пересадку. При этом сами установки не занимают много места, могут размещаться в несколько уровней вертикально, что позволяет значительно расширить площадь посадки, не занимая больших пространств в доме или квартире.

Те, кто заинтересован в расширении области применения беспочвенных систем выращивания, используют гидропонные установки в своих теплицах и высоко оценивают качество получаемых урожаев.

Как пересадить клубнику с грунта

Сельское хозяйство развивается в ногу со временем и вопрос «Как вырастить клубнику на гидропонике?» давно изучен. Для пересадки клубники из почвы можно использовать только молодые, здоровые и хорошо растущие экземпляры. Далее следует:

  1. Хорошо залить водой растения за день до пересадки.
  2. Освободить от земли корни растения.
  3. Промыть корни от воды теплой водой.
  4. Удалить гнилые, поврежденные или длинные корни.
  5. Положить растение в горшок гидропоника.
  6. Налить во внешний сосуд теплую воду без добавления удобрений.
  7. Накрыть растение на две недели пленкой, что предотвратит испарение влаги.
  8. Когда жидкость практически испарится — можете начинать подкормку.

Кратко о технологии выращивания без почвы в воде


Прекрасный результат выращивания без почвы на воде
На самом деле, в развитии всей флоры планеты почва играет второстепенную роль, главная же принадлежит растворённым питательным веществам. Описывая плодородность сельскохозяйственных земель, любой аграрий будет говорить о количестве питательных элементов, уровне воды на территории хозяйства, интенсивности испарений, ирригации – именно от этих факторов зависит урожайность. Выращивание любой культуры без воды невозможно.

Почва выполняет совсем другие функции:

  • опоры, за которую с помощью корневой системы цепляются стебли, стволы;
  • содержит питание, является средой обитания микроорганизмов, которые содействуют почвообразованию, насыщают её воздухом.

Учёные-агрохимики различными путями пришли к выводу, что можно ( при условии быстрого роста населения необходимо) применять в сельском хозяйстве, наряду с традиционными, беспочвенные способы ращения.

С момента первого положительного опыта разработано несколько методов, позволяющих обеспечивать людей свежими продуктами все 365 дней подряд при любых климатических условиях. В основе – экономия ресурсов, создание оптимально приближенных к природе условий для роста, плодоношения: освещения, температуры, влажности.

Гидропоника в производстве наркотиков

Перспективы технологии быстро оценили многочисленные криминальные личности, зарабатывающие средства на продаже наркотиков. В результате коноплю начали выращивать в лабораторных условиях с применением методики.

Трансформация технологии привело к тому, что наркотик, полученный таким путем, имеет измененные свойства и характеристики:

  • травка действует быстрее и сильнее, для получения эффекта достаточно меньшей дозировки;
  • состав негативно влияет на внутренние органы и системы человека;
  • способствует развитию заболеваний бронхо-легочных путей, включая неизлечимые, к примеру, рака;
  • нарушает работу органов ЖКТ;
  • способствует повышению артериального давления, учащению сердцебиения;
  • приводит к импотенции у мужчин и бесплодию у женщин или физическим и психическим отклонениям у плода;
  • способствует деградационным процессам в головном мозге, снижает уровень интеллекта.

Последствия для организма могут быть необратимыми и даже трагическими. Регулярный примем наркотической гидропоники приводит к развитию тревожных состояний, стрессам, депрессиям, галлюцинациям, тяжелым физическим расстройствам. У больных наблюдаются запоры, что способствует токсическому отравлению организма.

Многие наркоманы при переходе с травы, выращенной традиционным путем, на гидропонику, выбирают неправильную дозировку. В результате существенно ухудшается самочувствие.

Регулярное употребление гидропоники приводит к полной деградации человека.

Наркотик в минимальные сроки вызывает зависимость. Избавиться от нее достаточно сложно. Для этого потребуется длительное лечение в стационаре и общение с психологами. В клинике с такими пациентами работают грамотные специалисты. Доктора имеют большой опыт в данной сфере. В медучреждении используют перспективные методики.

Почвенное выращивание

Почва естественного происхождения содержит в себе гумус – большое число микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности которых, выделяются полезные для растения, вещества. Также почва обладает буферными свойствами, она способна впитывать и накапливать питательные вещества.

Условно почву можно разделить на три составляющие:

  1. твердую
  2. жидкую
  3. газообразную

Твердая

К твердым составляющим относятся неорганические вещества, полученные путем выветривания и разрушения горных пород. В них входят продукты разложения растений и животных, а также микроорганизмы, которые поглощают и перерабатывают эту органику. В результате жизнедеятельности данных микроорганизмов, почва насыщается углекислым газом или CO2, а также водой. Минеральные составляющие перерабатываются в хелатную форму для питания растений, что позволяет им легко усваивать полезные элементы.

Почва богата такими химическими элементами как: магний, калий, азот, фосфорная, серная и азотная кислота, медь, бор и т.п.

Жидкая

Жидкая составляющая почвы – это, что логично, вода, которая попадает в почву с дождями, либо присутствует в ней в качестве грунтовых вод. Она жизненно необходима растениям для переноса питательных веществ и выполнения различных фитофизиологических задач. В целом, любая жизнь на земле не может развиваться без воды и растение не исключение.

Газообразная

К газообразной составляющей относится кислород и углекислый газ, которой в достаточном количестве находится в почве. Корням любого растения жизненно необходим кислород и, если поверхность почвы сильно уплотнена – это может привести к неполноценному урожаю и болезни растения. При почвенном выращивании необходимо проводить аэрацию или вводить в почву специальные микроорганизмы, которые вырабатывают кислород и CO2.

Подытожим. Выращивание с использованием почвы, достаточно простой и традиционный способ. Если у гровера нет большого опыта, использование почвы – это самый рациональный вариант. Поскольку, даже если вы перекормите растение большим количеством удобрений, благодаря буферным свойствам почвы, это не нанесет значительного вреда растению.

Какое оборудование необходимо

Наибольшим спросом сегодня пользуются профессиональные установки, по принципу действия существует большое количество их разновидностей.

По способу подачи воды различают три основных вида установок: аэропонные, капельные и периодического затопления, наибольшим спросом пользуются последние. Но в любой системе, вне зависимости от используемой методики, питательная смесь подается в прикорневую зону, что значительно упрощает усвоение полезных для роста растений веществ.

Обязательным элементом любой такой системы является гидрогоршок, состоящий из внутренней (чаще всего пластмассовой) и наружной емкости. На дне и стенках расположены отверстия, сквозь которые к корням поступает кислород и полезные микроэлементы.

Высадка растения производится во внутренний сосуд, заполненный субстратом, в качестве которого используются гранулы керамзита размером 2-16 мм.

Материал отличается химической нейтральностью, за счет пористой структуры обеспечивается отличная воздухо- и водопроницаемость.

Во внутреннюю емкость помещается прибор, фиксирующий уровень жидкости в емкости. Наружный горшок должен быть герметичным, красивым и надежным, при изготовлении часто используются керамика, металл, пластмасса, дерево.

Гидропонику можно изготовить своими руками, необходимые материалы для этого:

  • ведро с крышкой объемом 10-15 л.;
  • горшок, емкость которого должна быть в 2 раза меньше;
  • помпа для аквариума;
  • части пластиковых труб;
  • керамзит — гранулы должны быть крупных размеров;
  • таймер (при использовании дополнительной подсветки потребуется отдельный таймер).

Итог

Безусловно, гидропоника заслуживает внимания. Этот метод позволяет контролировать каждую стадию процесса выращивания, экономить ресурсы и производить большую массу более жизнеспособных растений. Но для того, чтобы заниматься гидропоникой, вам определенно нужно иметь опыт выращивания в почве. Гидропоника не прощает ошибок и требует тщательного наблюдения за процессом, поэтому новичкам лучше всего пробовать свои силы на традиционном субстрате. А опытные садоводы и, особенно, обладатели больших оранжерей могут смело использовать методы гидропоники для увеличения урожая и ускорения роста своих растений.

Виды растений, которые можно выращивать беспочвенным образом

В настоящее время большую популярность получила технология выращивания растений без почвы в течение всего года, применяя для их подкормки особый питательный раствор. Такая технология называется гидропоникой и позволяет заниматься «садоводством» в любом месте своего дома или квартиры.

Если говорить в общем — беспочвенным способом можно выращивать практически все виды растений. Рассмотрим сначала рассадные растения, которые можно перевести на беспочвенный вид выращивания. Наиболее проверенными такими культурами, без проблем живущими на питательном растворе являются филодендрон, фалангиум, плющ, фикус, фатсия, плющ обыкновенный, хойа.

При выращивании культур с черенков или семян по беспочвенной технологии выбор растения может быть абсолютно свободным. Кроме указанных выше, отлично зарекомендовали себя аспарагус, антуриум, комнатная липа, колеус, бегония всех разновидностей, циссус, драцена, монстер, драцена. Отдельно хотелось бы выделить всем известный кактус, который растёт на питательном растворе буквально на глазах, поражая огромным количеством колючек больших размеров.

Кальцефобные растения, такие как азалия, камелия, различные виды вересковых, отлично растут без почвы, если предварительно провести химобработку субстрата кислотой и поддерживать значение рН раствора в интервале от 4,7 до 5,8. Бромелиевые культуры (бильбергия, гузмания, вриезия, арегелия, тилландсия), которые в основном представляют собой эпифиты (питаются и корнями, и листьями), прекрасно растут без почвы, при условии наполнения их листьев раствором, который разводят водой в соотношении 1 к 10.

Самой распространённой овощной культурой, выращиваемой беспочвенным методом, является томат. Кроме него прекрасно развиваются кольраби, огурцы, редиска. Огромное эстетическое удовольствие можно получить, производя разведение банана на питательном растворе. Банан требует очень много питательного раствора, но зато уже через год он «вымахает» в высоту до двух метров.

Таким образом, как вы уже поняли, если соблюдать все требования (по освещению, тепловым условиям, необходимым уровнем циркуляции воздуха и некоторым другим), которые являются индивидуальными для различных видов растений, то абсолютно любое растение можно растить по беспочвенной технологии, получая непередаваемое удовольствие от своего круглогодичного домашнего сада. Нежелательно, чтобы рядом с посаженными растениями осуществлялась асфальтировка, ведь на ней будут часто ездить автомобили и это может им повредить. Исключение лишь составляют авто, оборудованные ГБО компании славгаз. Они точно не принесут никакого вреда.


Салат выращенный в гидропонной системе. ©

Из чего растут цветы

Присутствие калия, кальция, железа, магния, серы, фосфора и азота в солевом растворе дает возможность растению активно развиваться. Растение похоже на человека – если не будет хватать калия, то замедлится рост. В отсутствие кальция отмирает корневище. Чтобы растение имело зеленую листву, вырабатывая хлорофилл, ему необходимы магний и железо. Сера и фосфор участвуют в создании белка, необходимого в работе ядра.

Ученый из США по фамилии Герикке в 1936 году провел ряд опытов по выращиванию овощных культур в растворах. Именно он назвал этот метод гидропоникой. Советским ученым успех в этом направлении сопутствовал чуть позже – в конце 30-х годов двадцатого столетия. Не все шло гладко, в водной среде из-за недостатка кислорода корни растений отмирали. Раствор реагировал нестабильно, и специалисты продолжали опыты.

Ученые поняли, что растения начинали загнивать из-за большого количества воды. Поэтому стали помещать корневую систему опытных образцов в некий нейтральный субстрат. Корни находятся в субстрате, который погружен в питательную среду нужной консистенции – это и есть суть метода гидропоники.

Посадка и выращивание

Перед тем, выращивать зеленые культуры, следует определить местонахождение гидропонного сооружения. Обычно это подоконник или балкон. Помимо питания, что она его обеспечивает, потребуется хорошее освещение и оптимальная температура. Об этих требованиях ни в коем случае нельзя забывать.

Важен и выбор субстрата. Они хоть и бывают двух видов – органические и искусственные, но имеют, общее свойство. Это стойкость к воздействию воды и химических реагентов.

Наиболее применимы следующие виды субстрата:

  • керамзит – разновидность глины, образованной, под влиянием достаточно высокой температуры. Его можно использовать много раз, достаточно промыть и избавить от мусора;


Керамзит

  • минеральная вата – недорогой, но действенный материал, который, однако, требует осторожного с ним обращения (состоит из микрочастиц, что оказывают раздражающее действие на глаза и дыхательные пути человека). Кроме того, этот материал почти не разлагается, поэтому могут возникнуть трудности с его утилизацией;
  • кокосовый субстрат – способен накапливать полезные компоненты и долго «кормить» ими культуры;
  • вермикулит и перлит – лучше их использовать вместе, ведь они по своим свойствам хорошо дополняют друг друга: первый – обеспечивает почвосмеси рыхлость и достаточное снабжение водой, второй – тоже удерживает влагу и не реагирует на химические удобрения.


С субстратом определились можно приступить и к посеву семян.

Семенами

Для посева семян нужно взять небольшие горшочки с крупными отверстиями внизу (можно использовать емкости для рассады). Наполнить их следует керамзитом, а сверху насыпать слой вермикулита. На него высеять зерна.

В горшок небольшого размера можно положить приблизительно: 30 семян петрушки, укропа, кориандра; 20 – мелиссы, базилика, щавеля; 3-4 – салата. Горшочки следует полить водой комнатной температуры, накрыть полиэтиленом или стеклом. Во время проращивания полив при необходимости следует проводить обычной водой.

Когда сеянцы подрастут, горшочки помещают в гидропонную установку, где и происходит окончательное выращивание зелени.

Рассадой

Следует знать, что метод гидропонного возделывания зеленых культур в основном предполагает предварительное, проращивание посевного материала. Это делают по указанному выше способу. При появлении 1-2 настоящих листочков, что является верным признаком развития коневой системы, рассаду можно переносить в субстрат.


Рассадный материал

Молодой росток вынимают из горшочка вместе с землей. Далее ему осторожно моют корешки и, хорошо расправив их, помещают в гидропонный горшочек. После этого засыпают его субстратом. При этом нужно следить, чтобы корни не затрагивали живительную жидкость. Всю полезность, а также влагу, они получат из наполнителя. Кстати, сразу после посадки рассады в резервуар установки наливают обыкновенную воду. А когда растение приспособится к новым для него условиям (приблизительно через 7 дней), вместо воды заливают раствор.

Фото

На фото ниже представлены теплицы с гидропонными установками:

Полезные советы по выращиванию зелени беспочвенным методом

Возделывание свежей зелени этим методом совсем несложный, но сколько радости и пользы приносит он! Очень важно, чтобы растения на гидропонике получали много света. Поэтому нужно приобрести яркие лампы и установить их рядом с рассадой. Подсветка используется обычно 12-14 часов в сутки.

Этого не следует делать при гидропонике лука, петрушки и укропа. Они могут обойтись без дополнительного освещения.

Корни культур в таком случае очень уязвимы от кислородного голодания. Поэтому неплохо бы применить в резервуаре установки аквариумные камни-распылители.

Смена питательного раствора для гидропоники своими руками

Время от времени следует полностью менять питательный раствор для гидропоники и мыть горшки. При использовании жидких удобрений это нужно делать примерно через 8 недель, а при применении ионообменников только тогда, когда через 4-5 месяцев вносится новая порция удобрений.

Если вы используете питательный раствор для гидропоники слишком долго, постоянно добавляя в него удобрение, то некоторые соли, не потребляемые растениями, накапливаются в нем в такой концентрации, что наносят вред корням. При смене раствора и промывке горшков одновременно промывают керамзит и корни растений.

Поменять питательный раствор для гидропоники своими руками очень просто. Делайте это следующим образом:

  • Достаньте внутренний горшок из внешнего.
  • Выньте указатель уровня воды.
  • Поставьте горшок в ванну и промойте керамзит в течение 10 минут водой из душа (не ниже 15 °С).
  • Внешний горшок тоже следует основательно промыть, чтобы удалить остатки старого питательного раствора.
  • Внутренний горшок с указателем уровня воды снова поместите во внешний горшок.
  • Залейте питательный раствор.

Как определить, что близкий подсел на марихуану

Большинство наркоманов не видят ничего плохого в курении травки. Они не признают у себя наличия зависимости. Задача родственников самостоятельно распознать в человека наркомана и принять соответствующие меры.

Так, понять, что близкий употребляет марихуану можно по ряду признаков:

  • резкая смена настроения;
  • депрессия;
  • покраснение глаз;
  • чрезмерная активность;
  • агрессия без причины;
  • заторможенность;
  • суицидальные мысли;
  • непродуманные действия.

Передозировка марихуаной приводит к тошноте, рвоте, головокружениям, головной боли, отрешенности.

Ломка проявляется болезненными ощущениями в животе, потерей аппетита, тошнотой, спазмами в теле, депрессиями.

Употребление марихуаны приводит к поражению сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, ЖКТ.

Однако травка оказывает разрушительное влияние не только на организм, но и на отношения с родственниками, друзьями и коллегами по работе. В результате человек становится изгоем.

Важно, чтобы близкие не отворачивались от зависимого и убедили его обратиться в медицинское учреждение для прохождения курса терапии и реабилитации. В противном случае употребление постепенно убьет наркомана.

Особенности выращивания зелени в гидропонных теплицах

Корни растений нуждаются не только в питательных веществах, но и в кислороде, в противном случае они могут просто погибнуть. Всем растениям необходимо время от времени обеспечивать поступление воздуха. Гидропоника в теплице должна обеспечивать равномерное поступление и отвод жидкости.

Эта функция обеспечивается за счет электрической помпы, которая обеспечивает необходимые условия для развития растений.

Стоит отметить, что основная особенность гидропонной установки заключается в ее изолированности, выращиваемые таким способом растения не нуждаются в очистке от сорняков, вредителей и лечении болезней. Теплица для гидропонного выращивания или теплица без полива — отличное изобретение, приобретающее все большую популярность.

Эффективное освещение для выращивания растений – ключ к успеху

Свет – это самый важный компонент всей вашей системы для выращивания. Если вы хотите, чтобы урожаи были частыми и обильными, то источник света должен быть мощным и ярким. Тип лампы, который вы будете использовать, будет определять не только то, выживут ли травы или нет, но и то, насколько быстро и уверенно они будут расти.

Коммерческие флуоресцентные лампы офисного типа давно используются домашними садоводами. Они будут поддерживать жизнь ваших растений и даже давать какой-то рост, но использование современных флуоресцентных ламп, предназначенных именно для растений даст заметное ускорение роста. Флуоресцентные лампы доступны по цене, потребляют меньше электричества, чем другие типы ламп и не выделяют большого количества тепла. Они не требуют частого обслуживания, и, при правильном их применении, возможно выращивать травы в количестве, достаточном для серьезных кулинарных энтузиастов. Лампы на 150 ватт достаточно для освещения до 1 квадратного метра площади.

Модернизация спектров и световой интенсивности современных флуоресцентных ламп, разработанных специально для выращивания растений в помещениях, привела к появлению мощных ламп типа Т5, которые являются хорошим выбором для домашнего садовода. Система с флуоресцентными лампами Т5 излучает примерно в два раза больше света, чем стандартная лампа Т12. Опять же, расположение лампы вблизи растений и использование отражающих материалов для фокусировки света в гроу-пространстве значительно улучшит ваши результаты. Так как такие лампы выделяют очень мало тепла, то они подходят для жарких мест, таких как чердаки, особенно если вы размещаете лампы очень близко к растениям.

Базилик под лампами Т5

Тем садоводам, которые стремятся получить быстрые и серьезные урожаи, стоит обратить внимание на газоразрядные лампы. Обычно они бывают от 250 до 1000 ватт. Очень важно подобрать лампу нужной мощности, которая подходит именно под вашу площадь. Слишком слабая лампа даст неравномерные результаты, независимо от того, сколько отражающего материала вы будете использовать. Слишком мощная лампа перегреет ваше гроу-пространство, а ваши счета за электричество и компоненты для лампы будут огромными. Грубая рекомендация по мощности лампы – это 400 ватт на 2 квадратных метра площади.

Газоразрядные лампы бывают двух типов: металлогалогенные и натриевые высокого давления. Оба типа ламп требуют дополнительного балласта – электрического оборудования, которое позволяет создать нужные лампе напряжение и ток. Металлогалогенные лампы из-за своего синего спектра рекомендуются для выращивания зеленых трав, так как он способствует именно росту зеленых листьев. Натриевые лампы высокого давления (обычно типа ДНаТ) со своим бело-красным спектром лучше всего подходят для роста цветущих растений (использование ДНаТ ламп может спровоцировать нежелательное цветение трав, например, базилика, с последующим формированием семян). Натриевые лампы лучше всего подходят для цветения трав, которые ценятся за именно за свои цветы: ромашка, календула, огуречник и другие. Очень важно правильное расположение лампы и отражателя. У вас должна быть возможность опускать лампу настолько низко, насколько необходимо, чтобы затем, по мере роста трав, поднимать лампу выше. Для этого нужно подвесить лампу с помощью тросов или цепей, закрепив их на прочных рамах, чтобы с легкостью перемещать их вверх и вниз.

Гроу-тент с ДНаТ лампой способен принести огромные урожаи

Светодиодные лампы также медленно набирают популярность. Развитие технологий светодиодов позволило приспособить их для выращивания трав в небольших масштабах, однако их стоимость все еще слишком высока для обычного садовода-энтузиаста. У них есть ряд преимуществ: они потребляют меньше электричества, выделяют меньше тепла, а служат в пять или шесть раз дольше, чем газоразрядные лампы. Им также не требуется дополнительный балласт. Насколько это все оправдывает их высокую цену – вопрос все еще открытый. Однако, примеры успешного применения светодиодных ламп есть, кроме того, светодиодные лампы выпускаются в разных спектрах: лампы с большим количеством синего света лучше подходят для выращивания трав, чем другие.

Подключение электричества к лампам и вентиляции требует особого внимания. Вам нужно спроектировать ваше гроу-пространство таким образом, чтобы все электрические приборы – лампы, розетки, штекеры, провода, балласты – были приподняты над поверхностью и расположены вдали от влажных мест и воды. Вода и электричество в одном месте всегда создают потенциальную опасность. Хотя большинству домашних садоводов это не нужно, более мощные и сложные системы, которые потребляют большое количество электричества, должны подключаться через свою систему защитного отключения. Если вы недостаточно хорошо ориентируетесь в подключении электрических приборов, то лучше попросите помощи у квалифицированного специалиста. Как и всегда, когда дело касается электричества, безопасность – это главное.

Источник света должен располагаться как можно ближе к растениям, но не обжигать их. Вы можете проверить близость лампы, расположив тыльную сторону ладони над верхушками растений. Если вашей руке слишком горячо, то лампу стоит поднять выше.

Многоуровневое выращивание под флуоресцентными лампами

Газоразрядные (металлогалогенные и ДНаТ) лампы должны быть подключены к балластам, которые соответствуют им по типу и мощности (некоторые балласты можно подключать ко обеим типам ламп, если мощность совпадает). Советуем уточнить эту информацию у продавца ламп.

Преимущества гидропоники

Гидропоника имеет большие преимущества по сравнению с обычным (почвенным) способом выращивания.

Так как растение всегда получает нужные ему вещества в необходимых количествах, оно растет крепким и здоровым, и намного быстрей, чем в почве. При этом урожайность плодовых и цветение декоративных растений увеличивается в несколько раз.

Корни растений никогда не страдают от пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении, что неизбежно происходит при почвенном выращивании.

Так как расход воды легче контролировать, нет необходимости каждый день поливать растения. В зависимости от выбранной ёмкости и системы выращивания нужно добавлять воду гораздо реже — от раза в три дня до раза в месяц.

Не возникает проблемы недостатка удобрений или их передозировки.

Исчезают многие проблемы почвенных вредителей и болезней (нематоды, медведки, сциариды, грибковые заболевания, гнили, и пр.), что избавляет от применения ядохимикатов.

Сильно облегчается процесс пересадки многолетних растений — не надо освобождать корни от старой почвы и неизбежно травмировать их. Надо лишь перевалить растение в большую посуду и досыпать субстрат.

Нет необходимости покупать новую почву для пересадки, что сильно удешевляет процесс выращивания комнатных растений.

Так как растение получает только нужные ему элементы, оно не накапливает вредных для здоровья человека веществ, неизбежно присутствующих в почве (тяжелые металлы, ядовитые органические соединения, радионуклиды, избыток нитратов и др), что очень важно для плодовых растений.

Нет необходимости возиться с землей: руки всегда чистые; гидропонные сосуды мало весят; в доме, на балконе или в теплице чисто и опрятно, нет посторонних запахов, летающих над горшками сциарид, и прочих неприятных сопутствующих почвенному выращиванию факторов.

Простота и дешевизна.


Промышленное выращивание томата в гидропонной системе. ©

Аэропоника — оборудование, необходимое для создания установки своими руками

Аэропонную установку можно купить. Однако современные профессиональные образцы стоят недешево. Да и если не планируется создавать целую плантацию для выращивания овощей методом аэропоники, то ее можно сделать и своими руками.

Какое оборудование нужно для аэропонной установки:

  1. Резервуар или контейнер, в котором собственно будут выращиваться растения. Такой резервуар должен быть непрозрачным (солнечный свет может погубить оголенные корни растений), иметь два уровня: для резервуара с водой и для посадки растений.
  2. Бак для воды
  3. Насос для подачи воды в аэрозольный опрыскиватель. Насос для аэропоники должен быть достаточно мощным, поэтому можно купить специальный, либо, воспользовавшись опытом других любителей кислородного выращивания, приспособить для этих целей автомобильный компрессор или даже насос для стеклоомывателя.
  4. Шланги подачи водяного раствора к распылителям. Главное здесь — обеспечение герметичности всех соединений.
  5. Сопла-насадки для выходов распылителя к корням растений: они должны распылять водный раствор до состояния мелкокапельной взвеси. Доказано, что именно такое состояние водного раствора помогает растениям усвоить все питательные вещества наиболее быстро и эффективно.
  6. Держатели растений — это такие полки, в которые вставляются горшки с растениями. Такие полки изготавливают из влагозащищенных материалов, например, пенопласта. Формы емкостей для растений и их размеры варьируются в зависимости от вида выращиваемой культуры и количества растений. Понятно, что для овощей с крупными корнями потребуются большие емкости, а для выращивания зелени можно обойтись небольшим горшочками.
  7. Для автоматизации полива растений используется таймер. Здесь выбирать придется между механическими и электронными таймерами. Первые более надежны, но обладают большим минимальным интервалом между «аэрополивами» — более 10 минут (а многие растения на первых этапах развития требуют более частой подачи влаги). Вторые — более точные, но и более дорогие.


Башенные установки для аэропоники

Аэропоника своими руками — видео

Каким должен быть питательный раствор для аэропоники?

Единого мнения по составу и рецепту питательного раствора для выращивания растений по методу аэропоники нет, да и быть не может. Естественно все зависит от выращиваемой культуры, этапа развития растения и т.д.

Но основные элементы для создания питательного раствора можно выделить: это калий, фосфор и азот. Так как технология аэропоники довольно молодая (ее изобрели в 2006 году), для питательного раствора можно использовать специальные смеси, изготовленные для выращивания растений по методу гидропоники.

Главное, пожалуй, это использовать для аэрозольного полива качественную воду — не трубопроводную и не жесткую.

Приготовление раствора для аэропоники

Ультразвук и аэропоника

В некоторых аэропонических установках для большей эффективности используют ультразвук. Ультразвуковые волны, проходя сквозь водный раствор вызывают его «пузырькование». Лопнувшие пузырьки выбрасывают в воздух микрочастицы воды с питательными веществами, которые по составу напоминают туман.


Эффект тумана от ультразвука

Правда стоимость такой ультразвуковой установки будет достаточно высокой, так как помимо источников ультразвука потребуется еще и специальная система охлаждения — температура образованных ультразвуком микрокапель доходит до 40 градусов, в то время как благоприятная для растений температура подачи раствора — 20 градусов.

Обслуживание гидропонной системы

Гидропонная система нуждается в регулярном обслуживании и поддержании оптимальных параметров среды выращивания. Ниже перечислены основные факторы, которые вам необходимо контролировать:

  • Мониторинг показателя рН – необходимо постоянно контролировать рН раствора, чтобы сохранять оптимальный баланс для выращивания. Питательные вещества лучше усваиваются каннабисом, когда среда немного кислая – pH 5,5-5,8. Используйте набор для измерения pH или электронный измеритель, и не забывайте менять раствор еженедельно, чтобы поддерживать этот диапазон. Во время цветения рН может быть установлен ближе к 6.
  • Поддерживайте наиболее благоприятную температуру раствора. Оптимальная температура для выращивания конопли – 20ºС. Для регулирования небольших домашних систем можно использовать аквариумные подогреватели и охладители, которые уже снабжены необходимой автоматикой.
  • Обеспечивайте растения необходимым питанием. Самый простой способ подкармливать растения – приобретение комплексных удобрений для гидропоники, содержащие все необходимые вещества как для вегетации или цветения. Продвинутые продукты имеют подробные инструкции и таблицы по их дозировке.
  • Содержите оборудование и принадлежности в чистоте – лотки, емкости, резервуары требуют регулярной (примерно, раз в две недели) чистки и дезинфекции. Также необходима своевременная замена питательного раствора на новый – это не только предотвратит развитие инфекций или паразитов на конопле, но и позволит максимально точно дозировать удобрения. Во время работы хорошую службу сослужат фильтры, устанавливаемые в насосах и компрессорах.

Вредители в почве комнатных растений

Плесень, поражающая почвы комнатных растений, не единственная проблема, волнующая цветоводов. Часто при выращивании цветов можно столкнуться и с вредителями насекомыми. Некоторые из них поражают почву, нанося вред корневой системе растения.

Причиной появления вредителей могут стать и некачественная почва, и неправильный уход за растением. В борьбе с насекомыми помогут специальные промышленные препараты, а также народные средства, например мыльный раствор или раствор марганца.

  • Мокрицы. Появляются благодаря избытку влаги в почве. Опасны тем, что наносят вред, корням растения поедая их. При их появлении следует уменьшить полив. Насекомых можно удалить вручную.
  • Белые жучки (подуры) в почве комнатных растений. Появляются из-за повышенной влажности земли или воздуха. Способ борьбы с ними — верхний слой почвы должен подсыхать, после этого они пропадут. Можно также бороться и химическими веществами: раствор марганцовки, стрелки Доктор, Актара.
  • Нематоды. Микроскопические черви, селящиеся на корнях растений. Их появлению также способствует избыток влаги в почве. В борьбе с этими опасными вредителями можно использовать антигельминтные препараты, таких как Декарис. Сильно пораженное растение лучше уничтожить во избежание заражения остальных растений.
  • Луковичный корневой клещ. Наносит вред Гиппеаструму и другим луковичным растениям. Появляется благодаря повышенной влажности. Профилактические меры: хороший дренаж, умеренный полив. Пораженные клещом корни и луковицы обрабатывают доступным системным инсектицидом, например Актеллик, Актара.

Что такое гидропоника и в чем ее преимущества? Гидропоника в России.

  • Метод гидропоники
  • Преимущества гидропоники
  • Какие растения пригодны для гидропоники?
  • Как пересаживать растения в гидропонику?
  • Гидропоника в сельском хозйстве
  • Гидропоника в России

Гидропоника — это способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании). Слово гидропоника произошло от греч. υδρα — вода и πόνος — работа, в итоге получаем «рабочий раствор».

Гидропоника не нова. История ее начинается с глубокой древности. Например Висячие сады, о чем рассказывают нам археологические раскопки древнего Вавилона, являющимися одним из Семи чудес света были вероятно одной из первых удачных попыток выращивания растений на искусственных почвах.

Плавающие сады Ацтеков в Центральной Америке — еще один удачный пример  применения технологии гидропоники. На берегах Озера Теночитлан (Мексика) кочевые племена индейцев были вытеснены со своих плодородных земель воинственными соседями. И тогда ацтеки изобрели из длинных стеблей тростника плоты, на которые уложили ил со дна озера. Эти плоты они  назвали «Чампас». Так и выращивался обильный урожай овощей и фруктов, ведь даже деревья прекрасно росли и плодоносили. Корни пробиваясь к воде доставляли растению влагу.

 

Метод гидропоники

Метод гидропоники основан на изучении корневой системы растения, а конкретно как происходит питание растения. Ученые работали десятки лет, чтобы понять, что же корень извлекает из почвы. Выяснить это удалось благодаря опытам выращивания растений в воде. В дистиллированной воде растворяли определенные питательные элементы (минеральные соли).

Растение выращивали на этом растворе в обыкновенной стеклянной банке. И эксперименты показали, что растение хорошо развивается, если в растворе есть калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Ученые выяснили что если из раствора с питательными веществами исключить такие элементы как калий, рост растения останавливается. Оказывается без кальция не может развиваться корневая система. Элементы железо и магний, необходимы растению для образования хлорофилла. Белки, необходимые для образования протоплазмы и ядра, не могут образоваться без серы и фосфора.

Долгое время ученные думали, что только эти элементы нужны для нормального развития растений. Но позже ученые выяснили, что растению также нужны очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами.

Примерно в одно и то же время в девятнадцатом веке российский ученый К. А. Тимирязев, а в Германии  Ф. Кноп разрабатывали метод выращивания растений в водных растворах.

В 1936 г. В США Герикке испытал выращивание овощей в растворах, дав название этому методу 

гидропоника. В нашей же стране первые удачные опыты выращивания овощей на гидропонике были поставлены в 1938-1939 годах. Сперва растения на гидропонике выращивались исключительно в воде, без субстрата. Но при выращивании в воде снабжение корней кислородом оказалось низким, реакция раствора неустойчива, поэтому отдельные корни и растения погибали.

Поэтому выращивание растений в воде не нашло применения, и были разработаны другие методы гидропоники. Корни растения разместили в относительно в инертном субстрате, который погружен в раствор необходимых питательных веществ.

В зависимости от того какой используется субстрат появились различные методы гидропоники: 

Агрегатопоника — когда корни размещены в твердых инертных, неорганических субстратах – керамзите, щебне, песке, гравии и т.п.

Хемопоника — субстратом служат мох, опилки, верховой торф и другие малодоступные для питания растений органические материалы;

Ионитопоника субстрат из ионообменных материалов;

Аэропоника — твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.

И так при выращивании гидропонным методом, корни растения не в почве, а субстрате, заменителе почвы, который не имеет питательного значения, грубо говоря, субстрат просто создает опору развитию корневой системы.

Кроме того в гидропонике процесс поглощения питательных веществ происходит быстрее, а дополнительный кислород стимулирует более быстрое развитие корневой системы. Ведь растению не нужно тратить энергию на поиск питательных веществ, они легкодоступной форме подаются к корням растения. Потому растение использует сэкономленную энергию для развития и роста. Так же при выращивании на гидропонике, воды используется меньше. Что особенно важно при промышленном выращивании сельскохозяйственной продукции. Особенно для стран с недостатком пресной воды.

 

В итоге гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений — создавать режим питания для корневой системы, который полностью обеспечить потребности растений в питательных элементах. Используя технологию гидропоники в закрытых помещениях мы также можем регулировать концентрацию углекислого газа в воздухе, благоприятную для фотосинтеза, регулировать влажность воздуха, температуру воздуха, а также продолжительность и интенсивность освещения. 

Создание идеальных условий для роста растений обеспечивает получение максимальных урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки.

 

 Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

  • При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.
  • Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.
  • Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.
  • При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.
  • Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.
  • Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.
  • Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.
  • С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

 

 

Минусы применения технологии гидропоники:

 

  • Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.
  • Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.
  • Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

 

 

Процесс пересадки растения из грунта в систему гидропоники

 

  1. Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.
  1. По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.
  1. После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.
  1. Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

 

 

Роль метода гидропоники в современном сельском хозяйстве.

 

Мало кто задумывается над тем, через пару десятков лет населения в селах совсем не останется. По результатам исследований через 50 лет практически все жители нашей планеты будут жить в городах. Кто же будет выращивать продукты? Более того, сегодня большая часть почвы, которая способна приносить урожай, уже задействована. Часть ее серьезно повреждена варварскими методами агрономов. И что же будут есть будущие поколения?

 

Решать эту острую проблему нужно уже сегодня. Она не менее значима, чем исчезновение полезных ископаемых. Выход один – перенести сельское хозяйство в город. Это также решит вопрос транспортных перевозок урожая. Главная цель – с наименьшей площади собрать как можно больше плодов. Ведущим мировым архитекторам такая идея – создать городские вертикальные фермы небоскребы уже долгое время не дает покоя. Не даром в последнее время появляются на первый взгляд причудливые проекты озеленения городов и строительства городских ферм.

 

Благодаря применению в настоящей сфере новейших достижений техники и науки технология гидропоники в последние годы стала развиваться с невероятной скоростью. В ультрасовременных гидропонных системах применяются исключительно пластмассы. Даже насосы изготавливают с покрытием из эпоксидной смолы. Благодаря долговечности и безвредности такого рода материалов, их совестное применение с нейтральными субстратами —  прямой путь к успеху. Применение пластмасс подтолкнуло избавиться от дорогих и не удобных в эксплуатации металлических конструкций баков и желобов.

 

С разработкой пригодных для применения в системе гидропоники насосов, пластмассовой сантехнической арматуры, таймеров, электромагнитных клапанов и прочего оборудования, гидропоника теперь может быть полностью автоматизирована, что позволит уменьшить основные и производственные издержки.

 

Не менее важным достижением в области гидропоники стала разработка сбалансированного питания для растений. И хотя исследования в настоящей сфере все еще продолжаются, полученные разработки уже широко применяются.

 

В процессе развития технологии гидропоники активно принимают участие разные страны мира. Свою заинтересованность данной системой проявляют такие государства, как Австралия и Новая Зеландия, страны Южной Африки, Италия и Испания, Израиль и Скандинавские страны. В Европе уже многие овощи и ягоды выращиваются по системе гидропоники. К примеру, клубника растет быстрее и сбор ягод существенно облегчается. Использование ультрасовременных питательных растворов дает возможность заметно увеличивать урожайность культур, а также сокращать площади под их посев.

 

Системы гидропоники сегодня приобретают все большее значение. За счет повышения спроса и увеличения массовости рынка удешевляется производство конструкций и снижается себестоимость гидропоники. Разработки в сфере проектирования систем дают возможность выращивать растения не только компактно, размещенных на одном уровне, но и заполнять объем задействованных под данный процесс помещений, экономя тем самым рабочую площадь и значительно повышая выход готовой продукции. При этом трудозатраты в обслуживании растений заметно снижаются.

 

Снижение трудоемкости при использовании технологии гидропоники для выращивания растений достигается благодаря нескольким весомым факторам.

 

  1. Из процесса выращивания совершенно исключается понятие «плодородный грунт». Ведь грунт в гидропонике присутствует только лишь в рассадном состоянии растения. Стоит заметить, что рассаду растения выращивают все же традиционным способом, а затем ее помещают в горшочек, который наполняется каким-нибудь влагопроницаемым сыпучим субстратом. К примеру, перлитовым крупным песком, дробленым керамзитом, мелким гравием и прочим. Главная задача субстрата — держать корневую систему растения. При этом все питательные вещества растением впитываются из специального раствора.

 

  1. Абсолютно устраняется такая процедура, как «полив». Ведь гидропоника подразумевает собой систематичный полив питательным раствором корневой системы растения. Этот раствор отличается практически стабильным составом. Благодаря нему растение не подвергается ни голоданию, ни недостатку влаги. А развивается быстро и равномерно по сравнению со своими грунтовыми сородичами.

 

  1. Сводится к минимуму возможность появления насекомых, личинок, сорняков и конкурентов. Рассада высаживается практически в стерилизованный грунт, а затем грунт и вовсе вымывается. А в растворе никаких семян сорняков просто быть не может.

 

  1. При использовании технологии гидропоники отпадает необходимость в прополке, рыхлении и других видов обработки грунта. И система может быть абсолютно автоматизирована.

 

И если технология гидропоники хорошо отлажена, то процесс выращивания растений заключается непосредственно в выращивании рассады и сборе урожая. Также необходимо систематически следить за гидропонной установкой и подливать раствор.

 

Система гидропоники превращает процесс выращивания зелени, овощей и пряностей в весьма приятное занятие. 

 

Гидропоника в России

В бывшем СССР правительство уделяло большое внимание развитию гидропонных систем. Были построены первые тепличные комбинаты, применяющие данную технологию выращивания в Москве и Киеве. В городе Ереван (Республика Армения) был создан Институт Гидропоники для проведения исследований в этой области.

Развитие же гидропоники в России связано с возрастающим интересом, особенно проявляющимся у малых фермерских хозяйств, так как им приходиться  на небольшой площади  выращивать овощи, зелень, цветочные и ягодные культуры в промышленных масштабах.

Среди них всё больше растет популярность систем капельного полива. Они позволяют создать за при небольших затратах автоматическую оросительную систему, которую можно использовать как для традиционного выращивани в земле, так и для гидропонных установок типа Drip System (система капельного полива)  

 

Почва для комнатных растений: обзор эксперта!

Рассказываем, в какой почве лучше выращивать комнатные растения и рассаду. Помогаем выбрать оптимальный грунт для домашних цветов и дополнительные компоненты к нему.


Содержание статьи:

Слово автора

Раньше у комнатных цветоводов вопрос выбора субстрата для выращивания цветов в домашних условиях был простым. Брали огородную землю, либо ту где нарыл крот или под елями, соснами в скверах и городских парках.

Теперь же это удел в основном людей «старой закалки», заядлых любителей, сознательных людей или прогрессивной молодежи.

Сейчас многие цветоводы, особенно живущие в крупных городах, используют чаще всего для посадки, пересадки растений и выращивания рассады покупной грунт. Поэтому, ему будет уделено больше внимания в статье.

Отдельное место в приготовлении почвенной смеси занимают дополнительные компоненты, которые применяют для повышения рыхлости, плодородности или изменения кислотности. Им будет посвящена отдельная глава.

В конце статьи я рассмотрю преимущества каждого из вариантов и расскажу, что выбрал для себя.

Почва своими руками или как было раньше?

Как я говорил в самом начале выращивать большинство комнатных цветов можно в обработанной и подготовленной огородной земле или там, где нарыл крот.

В городских условиях хорошо набирать почву под ёлочками в сквере (хвойная земля), там она более легкая и питательная. Но такая земля слегка кислая и подойдет не всем растениям (можно добавить немного древесной золы или угля). Зато отлично подходит азалии, бегонии, глоксинии, гортензии.

Раньше в магазинах можно было купить дерновую и листовую землю. Именно эти виды и другие, менее популярные нам описывали преподаватели в институте на лекциях.

  • Любую землю, накопанную в природных условиях желательно продезинфицировать, чтобы потом в цветах не ползали какие-нибудь жучки или летали мошки.

Как обеззаразить землю?

Основные способы дезинфекции почвы: прогрев (прокаливание), пропаривание, заморозка и обработка фунгицидами и инсектицидами.

Прогрев

Наиболее эффективный и доступный способ дезинфекции почвы. Существует несколько вариантов обеззараживания, я расскажу, как это делаю сам. Особенно часто приходится заниматься этим осенью или весной перед посевом семян на рассаду и последующей пикировкой в стаканчики.

  1. На противень (железный лист для духовки) настилаю фольгу и сверху насыпаю 2-3 см слой огородной земли.
  2. Затем ставлю противень в духовку на прокаливание примерно на 20-30 минут с максимальным огнём. Нижний слой почвы всё равно остается более темного цвета (влажным).
  3. Обеззараженную землю ссыпаю в ведро или таз. Её использовать можно после полного остывания.

Вместо фольги можно насыпать 1 см слой песка, как раз сразу получится более рыхлая почвенная смесь.

Некоторые цветоводы любят дезинфицировать почву на кухонной плите (варочной поверхности). На дно металлической кастрюли (нержавейка, алюминиевая) засыпают 2-3 см песка, а сверху 7-12 см земли в зависимости от её размера. 3-4 литровая кастрюля прокаливается 20-30 минут, а 10 л уже около часа.

Совет от журнала «Праздник цветов»: «Стерилизовать желательно не только землю, а и кокосовое волокно, и кору деревьев.

Недостатки стерилизации

Во время обеззараживания почвы гибнут не только патогенная микрофлора, но и полезные микроорганизмы. Земля становится стерильной и мёртвой, что негативно влияет на растения.

Поэтому, через 3-4 недели после пересадки, когда корневая система восстановилась после механических повреждений, желательно обогащать грунт с помощью специальных препаратов («Возрождение», «Байкал», «Восток ЭМ-1» и др.) или биогумуса (биоперегной).

Также к недостаткам стерилизации путём прогрева могу отнести неприятный запах горячей прокаленной земли. Но ради хорошего дела его можно потерпеть.

Честно говоря, я лично не всегда стерилизую уличную землю и не всегда обогащаю её после дезинфекции. Но не призываю вас так поступать.

Готовый грунт для комнатных растений

Сейчас сложно найти цветовода, который бы ни разу в жизни не покупал в магазине готовую почвенную смесь. Чего греха таить, как бы я не старался быть верным традициям своей мамы и бабушки, а и сам в случае форс-мажора покупаю его.

В основном меня не устраивает качество компонентов и состав грунта, а нередко цена и неудобство доставки, помимо заботы об окружающей среде. Дело в том, что сейчас 99% субстратов имеют подобную структуру.

Основа – торф (75-85% от общего объема) + минеральные удобрения + раскисляющие компоненты (мел, известь, известняковая или доломитовая мука) + структурирующие компоненты (песок) и для задержки влаги (вермикулит или перлит) + смачивающий реагент (для поддержания высокой влажности субстрата).

Общая схема заводского грунта

Соответственно такой грунт обладает теми же достоинствами и недостатками, что и торф, что меня не всегда устраивает.

В целом такой субстрат удобен и выгоден производителям, ведь торф имеет малый вес (ниже стоимость доставки), его легче получить, чем ту же дерновую или листовую землю (ниже себестоимость).

Небольшое количество питательных веществ и быстрое их истощение компенсируется включением в состав комплексных минеральных удобрений и последующими более частыми подкормками. Это также выгодно ещё и производителям удобрений.

Поскольку торф быстро высыхает, то в грунт для пересадки добавляют чаще всего вермикулит или агроперлит для задержки влаги, чтобы цветоводам можно было не так часто поливать растения.

Фирмы и бренды, кто лучше?

Сейчас в продаже можно встретить продукцию большого количества фирм и множество видов грунта у каждого из них.

Честно оценить качество грунта и составить рейтинг торговых марок практически невозможно, поскольку нет объективных критериев или показателей. К тому же не у каждого бренда есть собственное производство.

Многие покупают субстрат (сырье) у производителя и просто фасуют в упаковку с названием собственной торговой марки.

  • Поэтому, положа руку на сердце, я не могу выделить лидеров среди подобных фирм. Ведь сегодня она покупает сырье у одних, а через год у других, а потом у третьих.

Выделять отдельно производителей тоже не совсем честно. Ведь они сами продают субстраты другим компаниям и зарабатывают на этом деньги.

Правило чем дороже, тем лучше, на мой взгляд, здесь не работает. Те же почвенные смеси от зарубежных компаний стоят в 3-5 раз дороже российских аналогов, но качество, если и выше, то не в те же 3-5 раз.

Отзывы цветоводов зачастую субъективны, и полностью доверять им нельзя. Вот и приходится только самому пробовать, составлять свое мнение и сравнивать с другими вариантами.

Поэтому, просто перечислю наиболее популярных производителей с их торговыми марками в алфавитном порядке и их официальные сайты.

  • «Гера», а также марки, «Биогрунт Экофлора», «Добрая земля», «KeVa Bioterra» ( _http://www.sad-ogorod.ru )
  • «Мечта ботаника», «Сам себе агроном», «Царица цветов» ( _http://www.agrosnabretail.ru )
  • «Селигер-агро», серия «Хорошо», «Экзо», «Чудо-грядка», «Мой выбор» от холдинга «Селигер» ( _http://seliger-agro.ru )
  • «Цветочный рай» от компании «Буйские удобрения» (Буйский химический завод, каталог на сайте компании: _https://bhzshop.ru )
  • «Bona Forte» ( _https://www.bona-forte.ru )
  • «Compo» ( _https://www.compo.de )
  • «Farmland», «Greenworld». Производится в Эстонии, компания немецкая — _ asbgreenworld.com
  • «Geolia» (торговая марка «Леруа Мерлен», изготавливается на Буйском химическом заводе)
  • «Morris Green» и марка «Добрый Помощник» ( _http://www.morris-green.ru )
  • «Peter Peat» ( _https://www.peterpeat.ru )
  • «Pokon» ( _https://www.pokon.ru)
  • «Veltorf» и марка «Просто» ( _http://veltorf.com )

Виды грунта

Многие компании выпускают почвенные смеси для определенных семейств растений или целей. У таких грунтов оптимальная кислотность и сбалансированный состав.

Однако это по заверениям производителей, но что, же мы получаем на самом деле за красивыми надписями?

По моему мнению, и журнала «Праздник цветов» большинство специализированных грунтов ничем не существенно не отличаются от стандартного «универсального».

В целом «универсальный грунт» в 99% случаев справляется со своей задачей не хуже специализированного даже без доработки его.

Надписи на упаковке больше задумка маркетологов для повышения продаж, чем реальная забота о цветоводах.

При этом такая помощь нередко оборачивается лишней тратой денег и накапливанием дома нескольких пакетов с почвенными смесями вместо одного-двух.

Конечно, здесь не идет речь о таком грунте как «для орхидей», которым нужен субстрат, не имеющий ничего общего с огородной землей.

Впрочем, давайте вместе посмотрим на показатели популярных видов грунта и некоторых вариантов из них от различных производителей и уже после этого сделаем выводы. Для удобства я сделал вот такую таблицу.

Вид грунта или для …

Кислотность (pH)

Азот / фосфор / калий , мг/л

 Универсальный  5,5-7,0 Агрикола – 200 / 100 / 300Экофлора – 350 / 350 / 350Geolia – 135 / 180 / 270Geolia Премиум – 180 / 225 / 270

Peter Peat – 170 / 160 / 270

Veltorf – 250 / 250 / 300

Цветочный (для комнатных цветов)  5,5-6,5 Цветочныйрай – 150 / 100 / 200Экофлора – 230 / 300 / 350Geolia – 135 / 180 / 315Morris Green– 100 / 90 / 150

Peter Peat – 175 / 180 / 300

Veltorf – 180 / 220 / 250

Декоративно-лиственных 5,8-6,25,5-6,55,5-7,0 Экофлора – 300 / 400 / 300Farmland – 150 / 120 / 180Geolia – 180 / 180 / 225Veltorf – 210 / 350 / 400
Овощей 5,5-7,0 Экофлора – 300 / 350 / 350Morris Green– 130 / 130 / 180Peter Peat – 150 / 170 / 180Veltorf – 175 / 175 / 200
Томатов и перцев 5,3-6,35,5-7,0 Цветочный рай – 200 / 100 / 350Keva Bioterra – 300 / 350 / 350Veltorf – 250 / 250 / 350
Рассады 5,5-6,5 Geolia Премиум – 200 / 250 / 180Morris Green– 170 / 150 / 230Peter Peat – 135 / 140 / 230Veltorf – 220 / 200 / 250
Азалии (вересковых, гортензии) 3,5-54,5-5,54,5-5,5 Цветочныйрай – 75 / 75 / 125Morris Green– 75 / 70 / 110Veltorf – 100 / 250 / 300
Кактусов и суккулентов (бонсай)  5,5-6,55,5-7,0 Цветочный рай – 200 / 200 / 300Экофлора – 150 / 200 / 250Farmland – 100 / 100 / 100Veltorf – 90 / 150 / 200
Цитрусовых 5,5-6,55,5-7,0 Цветочный рай – 175 / 250 / 350Экофлора – 300 / 400 / 350Morris Green– 150 / 150 / 200
Пальм, фикусов, юкки, драцены 5,5-6,55,5-7,0 Цветочный рай – 150 / 200 / 300Экофлора – 325 / 325 / 325Veltorf – 200 / 250 / 300
Роз и бегоний, хризантем 6,0-6,8 Мечта ботаника – 210 / 265 / 300Экофлора – 200 / 350 / 370Veltorf – 220 / 250 / 300
Фиалки и примулы 5,5-7,0 Цветочный рай – 150 / 150 / 250Экофлора – 200 / 250 / 230Veltorf – 150 / 160 / 250

 

Выводы и советы

  • Покупать какой-либо субстрат для комнатных растений вместо универсального грунта целесообразно только для орхидей. В меньшей степени для кактусов и суккулентов, и то если у вас их растёт несколько штук, и больше нет никаких цветов. Статья об уходе за кактусами.
  • Не стоит покупать отдельно грунт «для рассады» и отдельно «для томатов и перцев» или «овощей». Обычный универсальный грунт даёт аналогичные результаты и без правильной подкормки не обойтись в любом случае.
  • При покупке универсального грунта обращайте внимание на состав, содержание минеральных веществ (азот, калий, фосфор) и цену. Не всегда самый дешевый субстрат – самый плохой или самый выгодный, а более дорогой субстрат будет хуже или лучше.
  • Не переплачивайте за включение в состав субстрата какого-либо «супер» компонента с чудесными свойствами.

Внимание! Журнал «Праздник цветов» не сотрудничает с производителями почвенных смесей. Вся информация взята из открытых источников.

Дополнительные компоненты для почвы

Здесь я кратко опишу популярные компоненты почвенной смеси. В том числе и сам торф, а также вещества для задержки влаги и структурирующие материалы (разрыхлители).

Данные вещества входят в состав фабричного грунта и на основе любой земли (огородная, «кротовая» и т.д.). Также их можно купить в магазине отдельно и использовать для самостоятельного приготовления земляной смеси.

Вермикулит

Минерал в форме пластинчатых кристаллов. Применяется для повышения воздухопроницаемости почвенной смеси и задержки воды. Поглощает влагу в 4-5 раз больше собственного веса.

В сравнении с перлитом он меньше слёживается и в земле не образуются пустоты, не повреждает корни за счёт низкой абразивности. Доля в почвенной смеси обычно – 3-5%.

Гидрогель

Полимерное вещество, способное впитывать и удерживать большое количество воды (в 100-400 раз больше собственного веса), а затем медленно отдавать её в почву и растениям.

Норма расхода для комнатных растений – 0,4-0,8 г на литр субстрата и только в смоченном состоянии.

Древесный уголь

Природное удобрение. Применяется для повышения рыхлости и воздухопроницаемости почвы. Обладает антибактериальным действием и предотвращает загнивание корней.

В измельченном виде (порошок) используют для присыпки срезов черенков, стеблей после обрезки и корней во время пересадки.

Снижает кислотность почвы. Доля в почвенной смеси обычно – 3-7%.

Песок

Чистый речной песок тяжелую почву делает более рыхлой и легкой. Обязательный компонент почвенной смеси для многих видов растений. Доля в почвенной смеси обычно – 5-15%, но может достигать и 50%.

Перлит

Горная порода вулканического происхождения. Используется для разрыхления и задержки влаги в почве. Способен впитать влаги до четырех раз больше собственного веса.

Способен заменить речной песок и мелкий керамзит. За счет капиллярного распространения влаги легче отдает воду растению и быстрее просыхает между поливами, чем вермикулит.

Агроперлит (вспученный перлит) – измельченный (1-5 мм) и термически обработанный перлит. Обладает абсолютно теми же свойствами. По-простому – это мелкий перлит. Доля в почвенной смеси обычно – 3-5%.

Сосновая кора

Может использоваться в качестве мульчи и как компонент почвенной смеси для антуриума, бромелиевых, орхидных, эпифитных растений и некоторых видов папоротников. Уровень рН – 4-4,5.

Торф

Это не полностью разложившиеся растительные остатки. В садоводстве его применяют для улучшения структуры почвы. В комнатном цветоводстве чаще используют кислый верховой торф (рН – 2,5-3,5) или нейтрализованный верховой торф (рН – 5,5-6,5).

Поскольку азот из низинного торфа (рН – 5,5-6,5) медленно переходит в доступную форму для растений и больше подходит для открытого грунта. Также можно смешивать верховой и низинный торф, чтобы получить преимущества каждого вида.

Советы

  • Я советую не использовать слишком много разных структурирующих материалов или для задержки влаги в одной почвенной смеси.
    Например, вермикулит, гидрогель, агроперлит, древесный уголь и речной песок. Они все обладают нужными качествами, но больше не значит лучше и от совместного применения пользы не прибавится.
  • Общая доля разрыхлителей обычно около 10-15%, но может быть и выше, всё зависит от типа почвы и потребностей растения.

«Праздник цветов» напоминает, что соотношение компонентов в почвенной смеси определяют, как правило, по объему, а не весу. Поскольку песок тяжелый, а торф легкий.

Делаем сами или покупаем субстрат?

В этом разделе я сравню достоинства и недостатки самостоятельного приготовления почвенной смеси из уличной земли и покупки заводского грунта на основе торфа, а также подведу итоги.

Достоинства

Недостатки

Уличная земля (огородная, кротовая, из под елей) Условно бесплатная

Органичность

(особенно важно для тех, кто не использует минеральные удобрения и хочет потреблять экологически чистые овощи)

Реже нужно поливать и подкармливать

Необходимость стерилизации
Заводской грунт на основе торфа Простота (не нужно искать, где накопать земли)

Круглогодичная доступность

Более низкая масса

 

При добыче торфа и производстве минеральных удобрений наносится вред природе

Цена

Более ранняя и частая подкормка из-за быстрого истощения питательных веществ

Торф тяжело насытить влагой после сильного пересыхания

Плохая устойчивость горшков с крупными растениями

Не подходит для выращивания органических овощей (не рекомендуется даже для рассады)

 

Что выбираешь ты?

Я считаю, что к вопросу выбора субстрата нужно подходить взвешенно и нельзя категорически заявлять об использовании только огородной земли или заводского грунта.

Каждый решает сам для себя, что для него важнее: потратить силы и время, но сохранить природу для себя и будущих поколений или купить грунт и почувствовать себя якобы современным и успешным?

Только то, что для нас стало модным за последние 5-10 лет, сейчас переосмыслено в прогрессивном обществе и ведется сознательная борьба со сверхпотреблением.

Отказ от использования пластика, переход на альтернативные источники энергии, в том числе движение «Ноль отходов / zero waste» и т.д.

Лично я для себя решил так: покупать грунт только в случае форс-мажора. Осенью заготавливаю землю для весенних пересадок и посадки рассады. Ставлю на балкон мешок с почвой и жду нового садового сезона.

Если у вас цветы только дома, то вам достаточно будет сходить один раз в выходной день в ближайший сквер и совместить приятное с полезным. Прогуляться, отдохнуть от суеты, полюбоваться красками осени, насладиться последними солнечными лучиками и спасти нашу планету.

Всего лишь набрав пакет земли. К этому процессу можно приобщить маленьких детей, для них это будет просто игра с лопаткой.

«Праздник цветов» желает вам удачных посадок и пересадок!

ДРУГИЕ СТАТЬИ ИЗ «БАЗЫ ЗНАНИЙ»

  1. КАК ПРАВИЛЬНО ПРИГОТОВИТЬ ГРУНТ ДЛЯ РАССАДЫ?
  2. ТОНКОСТИ ПЕРЕСАДКИ!
  3. КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ: КАК ОПРЕДЕЛИТЬ И ИЗМЕНИТЬ?
  4. ЛУЧШИЕ НАТУРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ!
  5. КАК ПРАВИЛЬНО ПОЛИВАТЬ КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ?

Опубликовано: Обновлено: 2019-10-11 Команда «Праздник цветов»

Внесение удобрений (способы) | справочник Пестициды.ru

Способы внесения удобрений разделяют на основное внесение, припосевное внесение и подкормки (корневые подкормки и некорневые подкормки).[6] Кроме того, удобрения вносятся в почву путем предпосевной обработки семян и при удобрительном орошении путем фертигации.

Сроки и способы внесения удобрений индивидуальны для различных сельскохозяйственных культур, зависят от почвенно-климатических зон их возделывания и представлены различными системами удобрения.[8]

Биохимические основы

Потребность культур в питательных веществах не одинакова. Важнейшим фактором для определения потребности культурных растений в удобрениях является размер выноса питательных веществ из почвы с урожаем. Он зависит от урожайности.[6] Различают остаточный, хозяйственный и биологический вынос.

Вынос питательных элементов (на примере подсолнечника)

Вынос питательных элементов (на примере подсолнечника)


1 – хозяйственный; 2 – остаточный

Использовано изображение:[9][11]

– сельскохозяйственная продукция, отчуждаемая с поля. – пожнивные и корневые остатки, листовой опад. – общая потребность сельскохозяйственных культур в элементах минерального питания. Включает в себя содержание питательных веществ как в выбираемой с поля продукции (хозяйственный вынос), так и в корневых и пожнивных остатках и листовом опаде (остаточный вынос).

Остаточная часть выноса составляет значительную часть биологического выноса. У многолетних трав он достигает 50–60 %, у овощных культур – 40–80 %, у зерновых, картофеля, кукурузы на силос – 20–35 %.

На практике для расчета потребности сельскохозяйственных культур в питательных элементах используют количественные характеристики хозяйственного выноса. Если нетоварную часть урожая оставляют на поле, то содержащиеся в ней питательные элементы в хозяйственный вынос не включают.[5] (фото)

 

Вынос питательных веществ из почвы с урожаем,  кг/т основной продукции с учетом побочной, согласно:[6]

Культура      

Экономические районы,

природные зоны

Азот, N

Фосфор,

по P2O5

Калий,

по K2O

Озимая пшеница

Нечерноземная зона

27,7

8,2

17,2

Тоже

Центрально-Черноземный район

25,6

9,2

15,7

Тоже

Поволжский район

27,3

7,9

23,2

Тоже

Северо-Кавказский район

28,9

9,0

20,8

Яровая пшеница

Нечерноземная зона

29,1

10,6

21,0

Тоже

Центрально-Черноземный район

31,1

10,3

19,0

Тоже

Поволжский район

30,2

11,2

19,9

Тоже

Уральский район

29,9

10,7

22,0

Гречиха

Центрально-Черноземный район

44,4

17,6

66,6

Тоже

Уральский район

26,8

11,7

47,0

Тоже

Западно-Сибирский район

26,7

14,7

36,1

Сахарная свекла            

Центрально-Черноземный район

4,43

1,29

5,89

Тоже

Поволжский район

4,10

1,23

6,56

Тоже

Северо-Кавказский район

3,8

1,07

4,17

Картофель

Нечерноземная зона

5,8

1,8

8,3

Тоже

Центрально-Черноземный район

5,7

1,8

7,5

Тоже

Поволжский район

6,5

1,9

8,3

Тоже

Уральский район

7,0

2,2

9,9

Однолетние злаковые травы на сено

Нечерноземная зона

14,5

4,2

18,2

Тоже

Западно-Сибирский район

14,2

3,8

17,8

Тоже

Восточно-Сибирский район

14,6

4,1

17,7

 

Различается не только количество выносимых элементов, но и соотношение между ними. Растения поглощают лишь те элементы питания, которые им необходимы. Больше всего растения выносят азота, меньше калия и еще меньше – фосфора. У сахарной свеклы, овощей, корневых корнеплодов вынос калия может превышать вынос азота.

Вынос питательных веществ единицей основной продукции – величина непостоянная. Она изменяется в зависимости от климатических, почвенных условий, внесения удобрений и многих других факторов. Вынос питательных веществ возрастает при внесении удобрений и при неблагоприятном воздействии внешних факторов. Экономное расходование элементов питания наблюдается при благоприятных условиях.

Система удобрений разрабатывается с учетом особенностей питания растений в течение всего периода роста и развития. Каждая культура имеет характерные особенности поглощения питательных элементов. Однако у всех культур в процессе поглощения элементов питания наблюдаются два основных периода: критический и максимальный.

период. Потребление питательных веществ небольшое, но их отсутствие или избыток отрицательно отражаются на развитии и росте растений, а значит, и на урожае. Более поздним внесением необходимых веществ положение исправить уже невозможно. отличается тем, что растения берут из почвы наибольшее количество всех питательных элементов.

Установлено, что критические периоды питания обычно приходятся на первые фазы роста. Именно тогда концентрация полезных веществ в почвенном растворе должна быть понижена. Период максимального потребления относится к поздним фазам развития растений и совпадает с периодом интенсивного накопления биомассы, хотя строгой зависимости в данном случае может и не наблюдаться. К примеру, для молодых растений характерно интенсивное поступление питательных веществ, а накопление сухой биомассы в этот период значительно отстает от поглощения.

В разные периоды вегетации одно и то же растение предъявляет различные требования к снабжению питательными элементами. Характерно, что, чем короче время интенсивного поглощения растением питательных элементов, тем оно более требовательно к содержанию их в почве в доступной форме.

Различные способы внесения удобрений учитывают способность корневой системы усваивать питательные вещества из удобрений и почвы. Известно, что гречиха, люпин, горох, донник, конопля и некоторые другие культуры хорошо усваивают не только водорастворимые, но и растворимые только в сильных кислотах соли трехзамещенных солей двухвалентных катионов (магния и калия). Это можно объяснить следующими причинами: кислотность корневых выделений у данных растений выше обычной, кроме того, кальций в их составе преобладает над фосфором. Последнее способствует более интенсивному удалению Ca2+ из внешнего раствора.

Каждая культура в севообороте является предшественником последующей. Разнообразие расположения корневых систем, количества пожневных и корневых остатков, их химического состава, влияния культур на свойства почвы ставит агрономов перед необходимостью использовать различные способы внесения удобрений.[6]

Припосевное внесение удобрений

Припосевное внесение удобрений


Использовано изображение:[12]

Способы внесения удобрений

удовлетворяет потребности растений в питательных веществах от появления всходов до конца вегетации. Основное удобрение вносится в условиях орошаемого земледелия и достаточного увлажнения в количестве 60–90 %, а в зоне недостаточного увлажнения – 90–100 % от общей дозы удобрений.

Органические и фосфорно-калийные удобрения вносят осенью, азотные – в весенний период одновременно с предпосевной обработкой почвы в зонах достаточного увлажнения. В зонах недостаточного увлажнения азотные удобрения вносят, как и все прочие, осенью. Заделывают удобрения вразброс или локально. Последний способ считается наиболее эффективным при любых условиях.[8]

– комплекс мер по обработке семян различных культурных растений, направленных на улучшение качества посевного материала. Центральными процессами являются обработка семян микроэлементами и их протравливание (обработка пестицидами).

При протравливании на семена наносят пестициды, способствующие уничтожению как наружных, так и внутренних инфекций, а также защите семенного материала и проростков от фитопатогенов и почвенных вредителей.[2]

Предпосевная обработка семян микроэлементами является эффективным и экономичным способом использования дорогостоящих микроудобрений. Чаще всего семена обрабатывают комплексонатами железа, меди, кобальта, йода, молибдена, марганца.[3]

удовлетворяет потребности растений в элементах питания в период от прорастания до появления полных всходов. Доза припосевного удобрения не превышает 2–10 % от общей.

В качестве припосевного удобрения вносятся фосфорные, фосфорно-азотные удобрения. Под некоторые калиелюбивые культуры рекомендуют вносить и фосфорно-азотно-калийные формы. Удобрения вносятся локально одновременно с посевом семян, под ними или сбоку на небольшом расстоянии (2–3 см). (фото) Так они наиболее эффективны. Припосевное внесение называют первым обязательным приемом внесения удобрений под все культуры во всех почвенно-климатических зонах.

Необходимость строго соблюдать дозы вносимых удобрений в данном способе внесения выражена особенно ярко. Недостаток питательных элементов, в частности, фосфора, в довсходовый период отрицательно сказывается на количестве и качестве урожая. Избыток же повышает концентрацию почвенного раствора и его осмотическое давление. Это приводит к изреживанию и гибели посевов, а также к снижению общей продуктивности.[8]

Гидропоника (выращивание клубники без почвы)

Гидропоника (выращивание клубники без почвы)


Использовано изображение:[10]

Послепосевное внесение удобрений (подкормки)

После посева удобрения вносят для поддержки растения в период интенсивного роста и потребления максимального количества питательных элементов. Особенно эффективной является ранневесенняя подкормка озимых культур азотными удобрениями. Применяются подкормки на многолетних пастбищах и сенокосах, на посевах многолетних трав. Различают корневые подкормки и некорневые подкормки.[4]

Ошибочно считать, что подкормки могут заменить основное и припосевное удобрение. Они только дополняют их действие или, в случае недостаточного внесения элементов питания в первые два приема, могут стать единственным способом восполнить недостаток элементов питания.

. Элементы питания усваиваются путем их поглощения корневой системой растения. Корневая подкормка проводится двумя способами: поверхностно и внутрипочвенно. Поверхностная используется для культур сплошного сева, проводится путем разбрасывания. Внутрипочвенная – путем заделки удобрений непосредственно в зону, доступную для корней.[6]

Для корневых подкормок рекомендуется использовать легкорастворимые азотные удобрения, богатую азотом органику (птичий помет, навозную жижу).[4]

. Элементы питания усваиваются путем их поглощения листьями растений. Наряду с обработкой семян является самым экономичным и рекомендуемым способом внесения микроудобрений. Кроме того, для проведения некорневых подкормок применяют жидкие азотные удобрения.

Сроки и количество некорневых подкормок зависят от агротехники выращивания культуры.[4]

– внесение жидких удобрений одновременно с поливом. Этот способ объединяет корневую и внекорневую подкормки, поскольку питательные вещества усваиваются и листьями, и корнями растения.

Эффективность вносимых удобрений, как макро-, так и микроэлементов, значительно повышается при их применении в жидком состоянии.

Независимо от способа полива (поверхностного или дождевания), непродуктивные потери вносимых соединений при фертигации значительно снижаются. Это происходит за счет их полной усвояемости растениями. Применение данного способа внесения удобрений обеспечивает внедрение интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, повышает плодородие земель и продуктивность воды.[7]

– способ выращивания растений без почвы. Все питательные вещества поступают из водных растворов. Рецепты таких растворов многочисленны, разнообразны и приспособлены не только к потребности разных растений, но и к различным этапам развития одного растения. Авторство термина приписывают американскому фитофизиологу профессору Уильяму Ф. Герикке, доценту Калифорнийского университета. Он же является автором и исполнителем первого масштабного опыта использования гидропоники.[1](фото)

Системы удобрений

При выборе способа внесения удобрений надо иметь в виду, что высокую эффективность их применения можно обеспечить только при использовании в определенной научно обоснованной системе. При составлении данной системы обязательно учитываются почвенно-климатические и ландшафтные условия, особенности питания отдельных культур и их чередования в севообороте, агротехника, свойства удобрений и многое другое.

– комплекс агротехнических и организационно-хозяйственных мероприятий по упорядоченному, рациональному применению удобрений. Цель системы применения удобрений – увеличение урожайности и одновременное повышение плодородия почвы.

В зависимости от уровня интенсификации сельскохозяйственного производства, используют различные технологии возделывания культур.

. При использовании экстенсивных технологий удобрения практически не применяются. Растения возделываются за счет естественного плодородия почв. Иногда используются минеральные удобрения в небольших количествах для устранения лимитирующего действия недостатка питательных веществ. . Наряду с использованием плодородия почв, ресурсов агроландшафта и источников биологического азота, предусматриваются мероприятия по предотвращению и устранению деградации почв, а также устранению сокращающих урожайность факторов посредством химической мелиорации и органических удобрений. Минеральные удобрения в данном случае применяют в дозах, обеспечивающих их окупаемость продукцией. В данном случае биологический потенциал сорта реализуется только на 40–50 %. . Биологический потенциал сорта реализуется на 60–65 %. Это достигается не только за счет природных и технических ресурсов, но и вследствие компенсации выноса питательных веществ из почвы путем применения соответствующего количества различных удобрений. Кроме того, осуществляются меры борьбы с наиболее опасными болезнями, вредителями и сорняками. Окупаемость производственных ресурсов высокая. . Биологический потенциал сорта реализуется не менее, чем на 80–85 %. Качество продукции высокое. Используется комплекс всех агротехнических, биологических и химических мер по защите растений. Растения полностью обеспечиваются всеми необходимыми элементами питания для достижения планируемой урожайности за счет удобрений. Применение удобрений экономически рентабельно и экологически безопасно. Технологии такого уровня рассчитаны на использование всех достижений научно-технического прогресса.[5]
Близкие статьи

 


Ссылки

Все способы внесения удобрений в теме словаря: Способы применения удобрений

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Алиев Э. А. Выращивание овощей в гидропонных теплицах. — 2-е изд., доп. и перераб.— К.: Урожай, 1985.— 160 с.

2.

Большая советская энциклопедия (БСЭ), М: «Советская энциклопедия», 1969 — 1978

3.

Булыгин С.Ю. и др Микроэлементы в сельском хозяйстве. Издание третье переработанное и дополненное. Днепропетровск, 2007 – 100 с.

4.

Вильдфлуш И.Р., Кукреш С.П., Ионас В.А. Агрохимия: Учебник – 2-е изд., доп. И перераб. – Мн.: Ураджай, 2001 – 488 с., ил.

5.

Муравин Э.А. Агрохимия. – М. КолосС, 2003.– 384 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних учебных заведений).

6.

Мязин Н.Г. Система удобрения: учебное пособие. – Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009.- 350 с

7.

Налойченко А.О, Атаканов А.Ж.,Удобрительное орошение посредством внесения жидких минеральных удобрений с поливной водой (фертигация). Ассоциация НИЦ – ИВМИ. Проект повышения продуктивности воды на уровне поля (ППВ) (Кыргыз. НИИ ирригации), Бишкек 2009 г.. – 24с

8.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):

9.10.11.12. Свернуть Список всех источников

Цветоводство лекции

Автор import На чтение 14 мин Просмотров 61 Опубликовано

Цветоводство лекции.

К-64 Конспект лекций по дисциплине «Цветоводство с основами селекции и семеноводства» Тюмень, 2007.

Приведены основные дидактические единицы для изучения данной дисциплины по основным видам почв, морфологии декоративных растений, способам размножения, выращивания и ухода за цветочными культурами, видам оранжерейно-парниковых хозяйств. Также рассмотрены основные характеристики однолетних, двулетних и многолетних цветочных культур, вопросы селекции и семеноводства.

Конспект состоит из двух разделов и введения. Здесь же приведены вопросы для проведения входящего контроля для определения уровня знаний студентов.

Для учащихся лесохозяйственных техникумов по специальности 250203 «Садово-парковое и ландшафтное строительство» очного и заочного отделения.

Тема 1: Краткий обзор развития истории цветоводства.

1. Исторические этапы развития цветоводства.

2. История развития цветоводства в России.

3. Происхождение и особенности развития цветочных культур.

Тема 2: Морфологические особенности цветочных культур.

1. Строение цветочных растений.

2. Классификация цветочно-декоративных растений.

3. Основы систематики цветочных растений.

Тема 3: Факторы среды в условиях открытого и защищенного грунта.

1. Основные факторы, влияющие на выращивание цветочных растений.

2. Использование в цветоводстве регуляторов роста.

Тема 4: Агротехника возделования и уход за цветочными растениями.

1. Обработка почвы.

2. Полив цветочных растений.

3. Система удобрения цветочных растений.

4. Севообороты и культурообороты.

5. Защита цветочных растений от неблагоприятных погодных условий.

Тема 5: Размножение цветочных культур открытого и закрытого грунта.

1. Семенное размножение.

1.1. Посевные и сортовые качества семян.

1.2. Сбор, сушка и хранение семян.

1.3. Предпосевная обработка семян.

1.5. Выращивание рассады.

2. Размножение спорам.

3. Вегетативное размножение цветочных растений.

Тема 6: Выращивание цветочных культур открытого и закрытого грунта.

Тема 7: Уход за цветочными культурами открытого и закрытого грунта.

Тема 8: Производственные площади для выращивания цветочных культур.

3. Самодельные разборные теплицы.

4. Теплицы с солнечным обогревом.

5. Открытый грунт.

Тема 9: Однолетние цветочные культуры открытого грунта.

1. Красивоцветущие летники.

2. Декоративно-лиственные летники.

3. Коврово-мозаичные цветочные растения.

Тема 10: Общая характеристика и агротехника выращивания двулетних цветочных культур.

1. Двулетние цветочные культуры.

2. Морфологические особенности двулетних цветочных культур.

Тема 11: Общая характеристика и агротехника выращивания многолетних цветочных культур.

1. Общая характеристика многолетников.

2. Морфологические особенности многолетних цветочных культур открытого и закрытого грунта.

3. Луковичные растения.

4. Многолетние растения, не зимующие в открытом грунте.

Тема 12: Декоративные цветочные культуры защищенного грунта.

1. Общая характеристика комнатных растений.

2. Основные правила выращивания комнатных растений.

Тема 13: Технология выращивания цветочных растений, имеющих промышленное значение.

Тема 14: Выгонка луковичных растений, этапы выгонки.

1. Определение выгонки.

2. Этапы выгонки.

Тема 15: Общие приемы селекции цветочных культур.

Тема 16: Семеноводство цветочных культур.

Тема 17: Общие приемы использования клумбовых растений в озеленении.

Вопросы по дисциплине «Цветоводство с основами селекции и семеноводства» для проведения входящего контроля.

Опишите морфологическое строение цветка.

Какие способы размножения цветов вы знаете.

Какие виды агротехнических уходов за цветочными растениями вам известны.

Какие виды удобрений вам известны.

Какие виды цветов по продолжительности жизни и способам, и условиям выращивания вы знаете.

Цветоводство как отрасль человеческой деятельности является неотъемлемой составной частью всего растениеводства. Оно охва­тывает специфическую группу растений, которые не используют­ся в качестве продуктов питания или для удовлетворения каких-либо других материальных потребностей, а служат эстетическими источниками облагораживания окружающей среды и интерьеров помещений.

Развитие цветоводства обусловливается непрерывным ростом площадей населенных мест и возрастающим спросом людей на цве­точную продукцию для индивидуальных участков и интерьеров.

Декоративные растения — это наиболее обширная группа культивируемых растений, в которой только травянистые деко­ративные многолетники открытого грунта представлены примерно 6000 видами и несколькими десятками тысяч сортов. Ассортимент декоративных растений непрерывно расширяется за счет интро­дукции диких видов и создания новых сортов.

Человечество занимается разведением цветочных и декоративных растений с давних времен и на протяжении всей истории непрерывно улучшает сорта, выводит новые гибриды с высокими декоративными качествами. Количество культивируемых видов, форм и сортов растений очень велико: в мировой культуре в настоящее время известно свыше 4 тыс. видов декоративных растений с громаднейшим числом сортов и свыше 2 тыс. видов комнатных растений. Сортовое разнообразие отдельных видов исчисляется тысячами: розы, например, насчитывают свыше 15 тыс. сортов, георгины — 12, тюльпаны — 8, ирисы — 4 тыс. и т. д. Кроме того, среди дикой флоры Кавказа, Крыма, Средней Азии, Сибири и Дальнего Востока имеется немало декоративных форм, которые можно с успехом привлечь для разведения в других регионах. Достаточно указать на такие растения, обладающие высокой декоративностью, как астры, лилии, примулы, ирисы, пионы, рододендроны, актинидии Дальнего Востока; орхидеи, лилии, фиалки и примулы Алтая; ирисы, тюльпаны и другие луковичные, произрастающие в степях и горах Средней Азии.

Человеческая жизнь на всем ее протяжении состоит из важных для каждого из нас моментов, которые немыслимы без цветов. Но и ежедневно настроение и даже физическое состояние человека нуждаются в «цветочном допинге.

В настоящее время повсеместно возросли требования к качеству озеленительных объектов, непременной составной частью которых являются цветочные насаждения. Миллионы людей увлекаются цветоводством, выращивая декоративные растения и в комнатных условиях, и на садовом участке или даче, и даже на работе. Появилась огромная масса цветоводов-любителей, для которых разведение цветов, поиск новых их форм и сортов стали увлечением на всю жизнь, а зачастую и профессией. Цветоводы-любители дали целую плеяду отечественных селекционеров, которые вывели множество сортов: это лауреаты государственных премий Л. А. Колесников и И. П. Ковтуненко, занимающиеся созданием новых сортов сиреней и роз, и увлеченные выведением георгин любители М. Ф. Шаронова, К. А. Титаренко, Т. И. Петрусевич и др. и посвятившие себя селекции ирисов д-р биолог, наук Г. И. Родионенко и цветовод-любитель П. Ф. Гатенберг.

Многие цветоводы-непрофессионалы осваивают селекцию редких видов и сортов, создавая целые коллекции, участвуют в выставках и показах цветочных растений как внутри страны, так и за рубежом, популяризируя отечественную флору. Сегодня они осваивают новые экономические отношения: с учетом спроса населения, наряду с государственными и арендными предприятиями, производящими цветочную продукцию, посадочный материал и семена, цветоводы-любители поставляют на рынок значительное количество срезанных цветов, семян, луковиц, корневищ и др. существенно снижая дефицит этой продукции.

Традиционный набор видов и сортов цветочных растений, применяемых в практике озеленения, уже не удовлетворяет возросшие требования к эстетической стороне зеленых насаждений. Появились новые формы цветочного оформления, такие, как каменистые сады, альпийские горки, сады на крышах. Очень популярными в декоративном оформлении территорий становятся водные бассейны. Растения для создания подобных объектов должны подбираться особенно тщательно.

Проблема расширения ассортимента всегда была и остается актуальной в цветоводстве.

Географическое происхождение декоративных однолетников.

Успех выращивания растений зависит от многих фак­торов и, в первую очередь, от географического происхож­дения. Естественно, что группа однолетников характери­зуется широким географическим распространением исходных видов.

Факторы внешней среды (температура, влажность воздуха и почвы, интенсивность освещения) влияют на общее разви­тие растений. Изменение их при выращивании растений в но­вых условиях произрастания, а также искусственный отбор наиболее декоративных форм являются средством, помогаю­щим человеку вводить в культуру новые растения и постоянно пополнять их ассортимент.

Первым, кто попытался выяснить происхождение куль­турных растений Европы, был Альфред Де-Кандолъ (1855). Он пришел к выводу о том, что центры происхож­дения наиболее ценных с декоративной точки зрения видов сосредоточены в умеренном, тропическом и суб­тропическом поясах, откуда растения распространялись в другие области земного шара. Позже ботаниками были выделены 12 таких центров.

I. Китайско-Японский центр. Включает Восточный Ки­тай, полуостров Корею и Японию. Насчитывает 261 вид Декоративных растений, причем более половины из них — растения открытого грунта. Из однолетних декора­тивных растений к данному региону относится эмилия ярко-красная.

II. Индонезийско-Индокитайский центр. Включает Индокитай, Индонезию и Малайский архипелаг. Декоративное цветоводство обогатилось множеством оранже­рейных растений. Пальмы, орхидеи, бегонии — родом из этого региона. Условия произрастания в тропической зо­не — причина того, что лишь немногие растения открыто­го грунта распространились в Европе, например, базелла белая и красная, Целозия Хуттона.

III.Австралийский центр. Австралия — родина боль­шинства однолетних растений с сухими околоцветника­ми, так называемых бессмертников. В засушливых облас­тях Центральной Австралии после зимних дождей на лишенной растительности почве появляются гелихризум, гелиптерум. В настоящее время выращивают такие виды однолетних декоративных растений, как аммобиум кры­латый, брахикома иберисолистная, гелихризум прицветниковый, гелиптерум Гумбольдта, гелиптерум Менглса,гелиптерум розовый.

IV.Индостанский центр. Большинство декоративных растений этого региона культивируют как оранжерей­ные. Из однолетних декоративных растений, выращиваемых в открытом грунте, можно назвать амарантус трех­цветный, лебеду садовую, бальзамин садовый.

V. Среднеазиатский центр. В этот регион входят Афга­нистан, Таджикистан и Узбекистан с Западным Тянь-Шанем. Средняя Азия стала коллектором растительных ресурсов Евразии, и сейчас трудно разобраться в проис­хождении культурных растений этого центра. Здесь в ди­ком виде растут сафлор красильный, кохия веничная.

VI. Переднеазиатский центр. Включает горную Турк­мению, Иран, Закавказье, Малую Азию и Аравию. Этот регион играет незначительную роль в обогащении деко­ративного садоводства. Здесь в диком виде растут такие однолетники, как кермек выемчатый, лен-долгунец, чер­нушка восточная, мак-самосейка.

VII.Средиземноморский центр. Охватывает террито­рию 17 государств. Это один из древнейших центров рас­тениеводства, имеющий первостепенное значение для де­коративного садоводства. Здесь произрастают 766 видов декоративных растений открытого грунта, приспособлен­ных к зимовке в умеренных широтах или используемых в качестве однолетних растений. Это анациклюс лучистый, львиный зев, календула лекарственная, календула полу­кустарничковая, календула трехкрылоплодная, хризанте­ма килеватая, хризантема увенчанная, хризантема посев­ная, кладантус арабский, вьюнок трехцветный, иберисгорький и зонтичный, лаватера трехмесячная, лен круп­ноцветковый, алиссум морской, лонас однолетний, малопа трехнадрезная, маттиола двурогая, молюцелла гладкая, шалфей хорминумовый, силена армериевая и небесная, роза, крестовник приморский, тольпис бородатый.

VIII. Африканский центр. Включает почти весь Афри­канский континент, в том числе Эфиопию, Эритрею и Со­мали. Виды однолетних декоративных растений из Юж­ной Африки: арктотис стехасолистный, диморфотека дождевая и выемчатая, лобелия, эринус, остеоспермум Эклона.

IX. Европейско-Сибирский центр. Декоративные рас­тения этого региона, введенные в культуру, с древней­ших времен собирали на лугах и в лесах, высаживали около домов, в садах. В настоящее время в Западной Европе культивируют до 350 видов однолетних декоратив­ных растений. Цветоводы и сейчас уделяют особое вни­мание введению в культуру новых красивоцветущих ви­дов этого региона. Однолетние декоративные растения Европейско-Сибирского центра: дельфиниум Аяксов, крепис красный, расторопша пятнистая, сухоцветник од­нолетний.

X. Центрально-Американский центр. Сюда входят Мексика, Гватемала, Коста-Рика, Гондурас и Панама. Особое место в истории окультуривания диких растений занимает Мексика. В горных районах Мексики и Гвате­малы произрастают около 15 видов георгин. Однолетние растения Мексики и Гватемалы: космос дваждыперистый и серно-желтый, бархатцы отклоненные, прямостоячие и тонколистные, цинния узколистная и изящная. Кроме вышеназванных видов, выращиваются агератум Хоустона (агератум мексиканский), мирабилис ялапа, титония круглолистная, санвиталия распростертая. Большинство декоративных растений из Мексики теплолюбивы, и на зиму их заносят в теплицу.

XI. Южно-Американский центр. На формирование центра сильное влияние оказали горные системы Кор­дильер и Анд. Представитель этого центра — настурция тубероза, ее считают родственной современным декора­тивным видам настурции (настурция большая и малая). К растениям региона относятся петуния пазушная и фио­летовая, служащие исходным материалом для получения петунии гибридной с множеством сортов. Естественный ареал петунии в Южной Америке — Аргентина. Там же в диком состоянии растет петуния мелкоцветковая — почвопокровное растение. В Южной Америке произрастает много видов рода вербена (например, вербена перувианская и жесткая). В результате межвидовой гибридизации получена вербена гибридная, объединяющая многочис­ленные садовые формы и сорта. К растениям Южно-Аме­риканского центра также относятся клеома колючая, лю­пин изменчивый, никандра физалисовидная, гомфрена шаровидная, табак крылатый, портулак крупноцветковьй, сальпиглосис выемчатый, шалфей сверкающий и яркие виды цветочного оформления.

Учебно-методическая карта занятий.

Тема занятий: Краткий обзор развития цветоводства.

Вид занятий: Изучение нового материала.

Создать условия для усвоения следующих дидактических единиц.

Общая характеристика декоративных растений.

Исторические этапы развития цветоводства.

Формирование профессиональных компетенций специалиста: готовность решать учебно-производственные задачи, принимать самостоятельные решения, развитие самообразовательных информационных компетенций (умений выделять главное и сравнивать в изучаемом материале), а также социальной коммуникации.

Содействовать развитию познаваемости окружающего мира.

Воспитание гражданских качеств личности (нравственности, дисциплинированности, ответственности), мобильного, социально активного, конкурентоспособного специалиста.

Тип занятия: Полное учебное занятие.

Межпредметные связи: Основы садово-паркового проектирования, основы садово-паркового искусства, ботаника, почвоведение, экология.

Учебно-методическое обеспечение занятий.

Лекция, информационное сопровождение в форме компьютерной презентации.

Литература: «Декоративное растениеводство. Цветоводство.

Т.А. Соколова, И.Ю. Бочкова.

Организационный момент: 5 мин.

Изложение нового материала: 50 мин.

Закрепление нового материала: 15 мин.

Задание на дом: 3 мин.

Рефлексия (подведение итогов): 7 мин.

Тема: Краткий обзор развития истории цветоводства.

Исторические этапы развития цветоводства.

История развития цветоводства в России.

Происхождение и особенности развития цветочных культур.

1. Исторические этапы развития цветоводства.

Декоративные растения самая многочисленная и разнообразная группа полезных растений, служащих как удовлетворению эстетических потребностей человека, так и улучшению его здоровья.

Цветоводство является одной из отраслей растениеводства, т. е. искусственного выращивания растений. За многовековую историю развития цветоводства человеком было выведено большое разнообразие видов и сортов декоративных растений, которые имеют не только различные таксономическую принадлежность и генотип, но и, следовательно, онтогенетические и физиологические особенности. Поэтому в настоящее время для специалистов-цветоводов так велико значение умения ориентироваться во всём разнообразии современных видов и сортов как окультуренных так и дикорастущих цветов.

Задачи и роль цветоводства в озеленении населенных мест и обеспечении населения цветами достаточно разнообразны: это и формирование одного из основных элементов архитектурно-художественного оформления населённых пунктов; и удовлетворение эстетических потребностей; имитация общения с природой для урбанизированного населения современных мегаполисов. Имеется также и утилитарное значение цветоводства: очищение загрязненного воздуха, улучшение микроклимата, необходимость при рекультивации территорий.

Цветы человек разводит с глубокой древности. Букеты диких цветов и снопы лекарственных растений вставляли в расщелины кам­ней, бревен и досок жилья. Их часто использовали заваривали чай, особенно для больных соплеменников. Если недуг отступал, то на камнях жилища высекали изображения тех растений и цветов, кото­рые исцелили больного.

Первые сведения о декоративных растениях относятся к 5-6 ты­сячелетию до нашей эры: по археологическим данным, начиная с глубокой древности люди использовали цветы для украшения. Най­дены вазы для цветов, относящиеся к бронзовому веку. Археологи считают, что первые искусственные сады были разбиты вокруг зиккурата в г. Уре в XX веке до н.э. задолго до знаменитых вавилон­ских садов. В описаниях древнейших танцев и обрядов упоминается роза. Среди бесчисленных сокровищ гробницы фараона Тутанхамона археологи обнаружили и маленький венок из полевых цветов.

В странах Древнего Востока было много дикорастущих цветов, и можно предположить, что в первую очередь именно их использова­ли для букетов и венков, высаживали у храмов и дворцов. Об этом говорят праздники, приуроченные ко времени цветения определен­ных растений. О размахе использования цветов в храмах Египта можно судить по записям в одном из папирусов фараона Рамсеса 3, где указано, что он подарил храму 19 130 032 букета.

На острове Крит найдены изображения роз датированные 3000 г. до н. э. В древней Иудее особенно любили розы и белую ли­лию (известно, что в окрестностях Иерусалима Соломон имел долину Роз), а нарцисс служил эмблемой мира. В садах Ирана наряду с деко­ративными и плодовыми деревьями и кустарниками выращивали цве­ты тюльпаны, гиацинты, нарциссы, фиалки, маки и другие, но в особой почести были розы. Иран в древности поэты называли стра­ной роз.

Человек не только любовался цветами, взятыми из природы, но и пытался отбирать лучшие из них. Разводя растения с самыми круп­ными, махровыми и красивыми цветами, еще в глубокой древности люди получили много интересных форм. Первое упоминание о розе с 60 лепестками находят у древнегреческого историка Геродота (V век до н.э.

Цветочно-декоративное строительство древнего мира с геометрически правильными планировками садов и парков внесло большой вклад в сокровищницу мировой культуры. Оно оказало влияние на развитие садово-паркового искусства во всей Европе.

Народы Востока устраивали сады и парки в пейзажном стиле, обогащая и без того красивый ландшафт уникальными рукотворными произведениями искусства: скалами, водоемами, ручьями, мостиками беседками, лестницами, тропинками в зеленом наряде и цветах. Это характерно для китайских мотивов озеленения. В Европе Византии, Испании, Португалии садово-парковое искусство начинает разви­ваться под влиянием арабов. Восточные традиции в озеленении здесь сочетаются с новинками: колоннами, памятниками, вазами, скульп­турами и т. д.

Эпоха Возрождения характеризуется новым расцветом декора­тивного садоводства в Европе. Создаются шедевры, до сих пор вхо­дящие в сокровищницу мировых достижений в озеленении.

Вегетативное размножение цветковых растений черенками — урок. Биология, 6 класс.

Покрытосеменные растения в естественных условиях часто размножаются вегетативно. Этот способ размножения также широко применяется человеком при выращивании культурных растений. Одним из наиболее распространённых способов является размножение черенками.

Черенком называют небольшой отрезок вегетативного органа растения.

Размножение стеблевыми черенками

Стеблевые черенки успешно используют для размножения декоративных и плодово-ягодных растений. Этим способом размножают розы, гортензии, герани, многие комнатные растения, а также кустарники: смородину, крыжовник.

Рис. \(1\). Размножение стеблевыми черенками

 

Черенки длиной \(25\)–\(30\) см заготавливают весной и помещают в рыхлую увлажнённую почву. Вскоре черенки укореняются — на них появляются придаточные корни.

Размножение корневыми черенками

Некоторые растения можно размножать корневыми черенками. Так можно размножать садовую малину, шиповник, некоторые декоративные растения.

Рис. \(2\). Размножение корневыми черенками

 

Корневой черенок высаживают в почву и через некоторое на нём появляются молодые придаточные корни и побеги.

Размножение корневыми отпрысками

Корневыми отпрысками называют побеги, которые образуются из придаточных почек, расположенных на корнях. Так может происходить вегетативное размножение у сливы, вишни, сирени, розы, лещины, осота. Это корнеотпрысковые растения.

 

Рис. \(3\). Размножение корневыми отпрысками

 

Через некоторое время у таких растений отпрыски начинают развиваться самостоятельно, так как образовавшие их корни отмирают.

Размножение листовыми черенками

Многие комнатные растения — бегонию-рекс, сансевьеру, сенполию (узамбарскую фиалку) можно размножать с помощью листовых черенков. Срезанные листья помещают во влажную почву. Через некоторое время на них появляются придаточные корни. В природе листовыми черенками может размножаться сердечник луговой.


Рис. \(4\). Размножение листовыми черенками

Источники:

Рис. 1. Размножение стеблевыми черенками. https://image.shutterstock.com/image-vector/raspberry-vegetative-reproduction-scheme-growth-600w-1310851856

Рис. 2. Размножение корневыми черенками. © ЯКласс

Рис. 3. Размножение корневыми отпрысками.  https://image.shutterstock.com/image-vector/blackberry-plant-vegetative-reproduction-scheme-600w-1428823616

Рис. 4. Размножение листовыми черенками. https://image.shutterstock.com/image-vector/stages-vegetative-reproduction-african-violets-600w-1029153148

Гидропоника, домашнее хозяйство и будущее продуктов питания без почвы | Лоуренс | Стартап

Как новые технологии, наконец, сделают крытые фермы жизнеспособными.

Фото: Маркус Списке

По оценкам Организации Объединенных Наций, общая численность населения мира составляет около 7,7 миллиарда человек; он также прогнозирует, что в следующие 30 лет население увеличится на 2,2 миллиарда человек, а к 2050 году оно достигнет 9,7 миллиарда. Излишне говорить, что это очень много людей, которых нужно кормить.

Верхний слой почвы — это верхний, самый внешний слой почвы, обычно глубиной 10–25 см, где происходит большая часть биологической деятельности почвы Земли.Этот тонкий слой почвы отвечает за 95% продуктов питания, производимых для потребления человеком; это жизненно важный ингредиент в нашем производстве продуктов питания.

Но на создание всего 3 см верхнего слоя почвы планете требуется около 1000 лет. Для такого важного ингредиента в производстве нашей еды хорошо, что у нас его в избытке, верно?

Наши огромные фермы, похожие на фабрики, которые занимают 40% земель в мире, разрушают верхний слой почвы быстрее, чем земля может его создать.

Ежегодно из-за деградации земель теряется более 75 миллиардов тонн верхнего слоя почвы.Точно так же 12 миллионов гектаров земли потеряны из-за опустынивания — площади, которая может производить 20 миллионов тонн зерна (для тех, кому интересно, это эквивалентно 9-му по величине производителю зерна в мире в 2019 году — Аргентине). С постоянно растущим числом ртов, которых нужно кормить, и с тем, что продуктивные сельскохозяйственные угодья становятся все более редкими, мир сталкивается с надвигающейся катастрофой в области продовольственной безопасности.

Рисунок 1: Мировые пахотные земли, которые покрывают около 40% земной суши. Источник: USGS

Несмотря на то, что наши современные методы ведения сельского хозяйства, такие как покрытие почвы плиткой (сельскохозяйственная техника, при которой почва переворачивается и разрыхляется), приводят к повышению урожайности, они также разрушают почву до такой степени, что она становится непродуктивной.Непродуктивная почва приводит к снижению урожайности, вынуждая фермеров дополнительно обрабатывать свою землю, что приводит к еще большему количеству непродуктивных земель. Конечно, в то время как люди несут ответственность за большую часть потерянного верхнего слоя почвы, природа также разрушает немало. Между нами и природой, по оценкам экспертов, у нас есть 60 лет, прежде чем наша почва станет непродуктивной . Продовольственная безопасность станет проблемой.

Рисунок 2. Урожайность зависит от климата, методов управления и состава выращиваемых культур. Карта показывает среднюю урожайность 16 основных культур.Зеленый цвет указывает на более высокую урожайность. Источник: Институт окружающей среды Университета Миннесоты

Гидропоника

По своей сути гидропоника представляет собой метод выращивания растений без почвы, при котором корни растений подвергаются воздействию питательных веществ, растворенных в водном растворителе. Технология не нова — ее история якобы восходит к Фрэнсису Бэкону. Даже сегодня рынок гидропоники оценивается в 2 миллиарда долларов, и ожидается, что в ближайшие 5 лет он продолжит расти со среднегодовым темпом роста более 20 процентов.

Гидропоника на удивление эффективна в производстве продуктов питания и однажды может увеличить процент нашего производства.

В одном исследовании салат, выращенный на гидропонике, «предлагал в 11 ± 1,7 раза более высокую урожайность, но требовал в 82 ± 11 раз больше энергии по сравнению с салатом, выращиваемым традиционным способом». В то же время потребление воды примерно на 70% меньше, чем на традиционных фермах.

Аквапоника

Аквапоника продвигает идею гидропоники на шаг вперед, объединяя выращивание наземных растений с производством водных организмов (например, рыб). Он направлен на то, чтобы имитировать природу, используя замкнутую систему с почти нулевым сбросом воды, которая предлагает экономические выгоды для производства как растений, так и рыбы.

Aeroponics

Aeroponics, разработанная НАСА для использования в космосе, выводит идею выращивания растений на новый уровень. Вместо воды или почвы он полагается на туман, который доставляет питательные вещества к открытым корням растений.

По сравнению с традиционным сельским хозяйством, это может сократить потребление воды на 98%, использование удобрений на 60% и использование пестицидов на 100%, а также сделать растения более здоровыми и питательными.

В настоящее время большая часть продуктов питания производится в сельской местности вдали от крупных городов.Для некоторых культур, где требуется много места (например, кукуруза и зерно), традиционные фермы будут продолжать играть важную роль в обозримом будущем или до тех пор, пока продуктивность нашей почвы не рухнет. Что касается других сельскохозяйственных культур, важную роль могут играть основные потребительские товары, которые имеют непрерывных сезонов сбора урожая , такие как огурцы, перец и салат, гидропоника и другие методы выращивания в закрытых помещениях в городах.

По этой причине сельское хозяйство с использованием технологий не может конкурировать с нашими традиционными методами выращивания продуктов питания.Вместо этого их следует рассматривать как партнеров — у фермеров можно многому научиться так же, как можно многому научиться из данных.

Концепция закрытых ферм не нова. Поля бесплодны с неудачными предприятиями, учитывая высокие инвестиции и затраты на запуск. Несмотря на это, мы видели, как компании продолжают привлекать огромные суммы венчурного капитала. Plenty привлекла более 400 миллионов долларов венчурного финансирования, в то время как 16-летняя Aerofarm, прибыльная с операционной точки зрения, привлекла 100 миллионов долларов в ходе своего последнего раунда, оценив компанию в полмиллиарда долларов.

Рисунок 3: Растущая операция Aerofarm

Какую роль могут сыграть новые технологии

В связи с тем, что закон Мура подходит к концу, Кристофер Мимс в статье для WSJ недавно представил идею закона Хуанга, который он назвал в честь основателя Nvidia Дженсена Хуанга. : «в нем описывается, как кремниевые чипы, обеспечивающие работу искусственного интеллекта, более чем удваивают производительность каждые два года».

Действительно, Билл Далли, главный научный сотрудник Nvidia, отметил, что с ноября 2012 года по май 2020 года «производительность чипов Nvidia увеличилась в 317 раз для важного класса вычислений ИИ»

Рисунок 4: Производительность чипов Nvidia увеличилась 317 раз с конца 2012 года.Источник: WSJ

Еще неизвестно, выполняется ли закон Хуанга так же, как и закон Мура. Тем не менее, продолжающийся технологический прорыв в чипах переместит новые технологии, такие как AI и ML, с периферии на передний план технологических изменений.

Как пишет Дэвид Робертс, Билл Гросс однажды заметил, что все товары конечны, за исключением вычислительной мощности, которая становится дешевле и мощнее. Таким образом, чтобы обеспечить низкую стоимость в долгосрочной перспективе, вы переключаете как можно больше входов на вычислительную мощность.Другими словами, вы собираете данные с помощью датчиков и камер, синтезируете и анализируете данные с помощью ИИ и автоматизируете с помощью робототехники. Затем вы минимизируете использование воды, пестицидов и питательных веществ с помощью данных и информационных технологий.

В мире крытых ферм, где самые большие операционные затраты связаны с рабочей силой — согласно опросу Agrilyst, затраты на оплату труда составляют около 49 % эксплуатационных затрат на гидропонной ферме и 79 % на аквапонной ферме — минимизируется количество работников, в то время как максимизация производительности тех, кто у вас есть, с помощью существующих и еще не продуманных цифровых технологий обеспечивает наилучшие шансы на успех.

Температура и размер внутренних помещений, вода, используемая растениями, питательные вещества, растворенные в воде, типы сельскохозяйственных культур и многое другое значительно различаются. Даже одна и та же культура, выращенная на расстоянии пары сотен метров друг от друга, будет иметь разные потребности. Внутренняя фермерская среда идеально подходит для распознавания и контроля систем искусственного интеллекта и машинного обучения.

Рисунок 5: Исследование рентабельности по типу системы для закрытых ферм. Зеленый представляет прибыльную ферму. Источник: Agrilyst

В отличие от традиционных ферм, которые подвержены засухе, нашествию вредителей и другим стихийным бедствиям, окружающую среду на закрытой ферме можно надежно контролировать, учитывая ее бесплодную природу.Более того, закрытая ферма, оснащенная искусственным интеллектом, может научить нас тому, как максимально увеличить урожайность и питательные вещества, точно так же, как она научилась играть в го и побеждать лучших людей.

Если мы переосмыслим сельское хозяйство и производство продуктов питания, промышленность может стать очень похожей на производство. Разве это не то, что выращивание пищи в конце дня? Сельское хозяйство — это оптимизация ресурсов для правильного и точного управления урожаем; таким же образом производство связано с оптимизацией материалов и затрат при превращении сырья в готовую продукцию (хотя я буду первым, кто признает, что существует больше переменных, влияющих на выращивание продуктов питания, чем на производство товаров).

Рынок пищевых растений, выращиваемых в помещении, все еще невелик; не помогает и то, что большинство операций убыточны. Но даже тогда в космосе есть огромные возможности. Ведомые технологиями, мы находимся на пороге того, чтобы увидеть, как сельское хозяйство превращается из работы синих воротничков в нечто большее, чем белые воротнички. При этом фактический процесс выращивания пищи — это лишь малая часть общей возможности.

С одной стороны, это биотехнологии и создание новых сортов сельскохозяйственных культур, которые могут лучше адаптироваться к реалиям нашей меняющейся окружающей среды; Joyn Bio, совместное предприятие Ginkgo и Bayer, уже возглавляет эту инициативу.С другой стороны, есть домашнее хозяйство и уже существующие возможности.

В отличие от большинства отраслей, где доминируют несколько гигантов, сельское хозяйство и продовольствие представляют собой достаточно большой и постоянно растущий рынок, на котором есть место для сотен, если не тысяч колоссальных игроков. Затем, посередине, есть аппаратное и программное обеспечение, предназначенное для сельского хозяйства и производства продуктов питания (в помещении или в других местах), которые помогут продвинуть вперед две другие руки: искусственный интеллект, машинное обучение, программное обеспечение, датчики, камеры, роботы и другие сопутствующие технологии.

Я думаю, что самая интересная возможность заключается в технологиях — аппаратном и программном обеспечении — вокруг реальной вертикальной фермы. Со временем я не удивлюсь, если появится доминирующая платформа/операционная система мониторинга, на которую можно будет настраивать другие приложения и технологии.

В то время как другие традиционные отрасли промышленности уже находятся на пути к технологическому прорыву, сельское хозяйство не сильно отстает. Если будущее нашей еды — это мясо на растительной основе и выращенные в лаборатории культуры, то растения, выращенные на закрытых фермах с помощью машин, также должны стать частью разговора.

На протяжении всей истории человечества мы возделывали землю, чтобы производить пищу, необходимую для поддержания роста населения. В идеальной ситуации мы могли бы продолжать заниматься сельским хозяйством, как всегда. У нас есть знания, и мы уже много вложили в создание цепочек поставок для получения необходимых нам продуктов питания. Было бы идеально, если бы не было необходимости капитального ремонта в ближайшие 50 лет. Но очевидно, что это может быть невозможно. Экономика закрытых ферм до сих пор не была велика, но мы сделали большой скачок в ключевых информационных технологиях, которые станут основой успешных закрытых ферм.

На протяжении тысячелетий сельское хозяйство велось на уровне домохозяйств, когда фермеры физически обрабатывали небольшой участок земли. Промышленная революция принесла новые инновации и представила технику, сделав фермеров более продуктивными. Затем, в 1960-х и 1970-х годах, фермы начали консолидироваться, оставив нам гигантские мегафермы, которые мы часто видим сегодня. В то же время новые агротехнические приемы и инновации повысили урожайность.

Несмотря на все эти изменения, одно оставалось неизменным — мы выращивали большую часть нашей еды в почве.Вскоре это может наконец измениться.

6 лучших комплектов и систем для внутреннего сада, по мнению экспертов еда во время мировых войн — даже для тех, у кого ограниченное пространство на открытом воздухе. Согласно опросу 2021 года, проведенному компанией Packaged Facts по исследованию рынка, более четверти американских потребителей заявили, что из-за финансовых трудностей или строгих карантинных мер по всей стране они разбили огород из-за пандемии.А для тех, кто не может позволить себе роскошь солнечного двора, крытый сад с такой же вероятностью будет процветать, как и открытый.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ Как создать (и поддерживать) сад в помещении

Наборы для садоводства в помещении могут быть довольно безболезненным и эффективным способом тренировки вашего новообретенного зеленого пальца. Многие из них поставляются со всеми необходимыми элементами для домашнего садоводства, включая освещение для выращивания, контейнеры с автоматическим поливом и автоматические таймеры, и это лишь некоторые из них. Чтобы помочь новичкам в домашнем садоводстве (или тем, кто думает о подарке одного из этих устройств), мы проконсультировались с экспертами, чтобы узнать основы домашнего садоводства и на что обращать внимание при выборе правильной садовой системы.

Похожие

Зачем заводить крытый сад?

Концепция садоводства в помещении довольно проста — это процесс выращивания продуктов в вашем доме, либо из-за нехватки открытого пространства, низких температур, препятствующих выращиванию определенных продуктов, либо из-за желания собирать свежие продукты, не выходя из дома. кухня. Мало того, что садоводство может быть расслабляющим и часто полезным хобби, оно также может обеспечить вас самыми свежими продуктами в течение всего года — ни один супермаркет не работает для каждого приема пищи.Крытые сады также дают вам полный контроль над ростом растений и окружающей их средой, к лучшему или к худшему.

«Очень мало питательных веществ теряется от сбора урожая до потребления в крытом саду», — говорит Джули Боуден-Дэвис, главный садовник сайта «Здоровые комнатные растения» и автор книги «Органическое садоводство в помещении». «Кроме того, нет ничего более захватывающего, чем наблюдать, как семена начинают прорастать в вашем крытом саду, а затем наблюдать, как они превращаются в растения и дают съедобные фрукты и овощи.

Многие виды продуктов можно выращивать в помещении, от фруктов и овощей, таких как помидоры черри, перец и микрозелень, до свежих трав, таких как тимьян, петрушка и розмарин. Эксперты сказали нам, что ключевым фактором является освещение; может быть трудно получить достаточно солнечного света для растений, чтобы они росли в помещении — даже если у них достаточно почвы, многие растения становятся тонкими и слабыми без достаточного количества света, если они вообще растут.

«Другие факторы, такие как правильный полив или внесение удобрений, легче изучить и управлять ими, но без правильного количества и типа света растения не будут процветать», — сказал Боуден-Дэвис, добавив, что большинство наборов для садоводства в помещении со встроенными светодиодными лампами полного спектра, которые имитируют дневной свет и способствуют росту растений.

У крытого сада, конечно, есть свои ограничения. Эксперты сказали нам, что цветная капуста, брюссельская капуста, капуста, брокколи и белокочанная капуста, которые обычно хорошо растут при более низких температурах, обычно плохо растут в помещении. Большие овощи, которым нужно много места для роста, такие как тыквы и арбузы, также трудно выращивать в помещении.

Сопутствующие товары

Лучшие комплекты для садоводства в этом году

Основываясь на советах экспертов и наших прошлых обзорах, мы собрали лучшие комплекты и системы для садоводства в помещении, чтобы начать работу.

AeroGarden Harvest Elite

«На мой взгляд, [AeroGarden] обладает самыми передовыми технологиями, особенно в области освещения и гидропоники», — сказал Боуден-Дэвис.

AeroGarden Harvest Elite позволяет выращивать свежие травы и овощи в любое время года, не требуя открытого пространства или прямых солнечных лучей. Он имеет основание из нержавеющей стали, в котором используется система гидропонного выращивания, а также высокопроизводительные светодиодные лампы для выращивания, которые автоматически включаются и выключаются с помощью настраиваемого таймера.Набор из 6 семян трав включает тимьян, курчавую петрушку, укроп, тайский базилик, генуэзский базилик и мяту, а полностью натуральная жидкая растительная пища не содержит ГМО и каких-либо пестицидов и гербицидов. Цифровой дисплей автоматически напоминает вам, когда нужно добавить воду и подкормку для растений.

Click & Grow The Smart Garden 9

Эта почвенная система оснащена автоматическим поливом и встроенным светодиодным освещением. Вы можете выбрать из более чем 60 предварительно засеянных биоразлагаемых стручков растений (или использовать свои собственные семена) и поместить их в кашпо.Затем вы добавляете воду в резервуар, которого хватает на месяц, и используете поплавковый индикатор для контроля общего уровня воды с течением времени. Он поставляется с девятью бесплатными стручками растений: три мини-помидора, три зеленых салата и три стручка базилика.

Если вы надеетесь на систему садоводства, которая будет лучше ориентироваться в приложениях, бренд выпустил The Smart Garden 9 PRO, который позволяет управлять освещением и графиком выращивания с помощью приложения.

Сад для одной семьи Rise Gardens

Этот интеллектуальный гидропонный сад от Rise Gardens может служить как садовой системой в помещении, так и стильным предметом мебели.Он оснащен резервуаром для воды на пять галлонов и является самополивом, требующим около трех галлонов воды в неделю, согласно бренду. Уровень воды, настройки светодиодного освещения для выращивания и уровни питательных веществ можно отслеживать и контролировать с помощью мобильного приложения, которое может помочь вам следить за своими растениями, знать, что делать на каждом этапе роста, и напоминать вам, когда добавлять воду и питательные вещества. . Система поставляется с 16 семенными коробочками, включая салат, рукколу и красный перец, а лоток для стручков может вместить до 12 растений.Вы можете сделать свой сад больше, добавив вертикальную пристройку, которая может иметь до трех уровней.

Lettuce Grow The Farmstand

Lettuce Grow’s The Farmstand — это самополивающаяся и самоудобряющаяся гидропонная система, которая выращивает растения в обогащенной питательными веществами воде без почвы как в помещении (с отдельной покупкой светодиодных ламп для выращивания), так и на открытом воздухе. Он изготовлен из перерабатываемой упаковки и доступен в пяти различных размерах, от вместимости на 12 растений до системы на 36 растений, и вы можете выращивать различные не содержащие ГМО овощи, травы и листовую зелень по вашему выбору.Бренд предлагает доливать воду в резервуар, добавлять питательные вещества и тестировать и корректировать уровень pH раз в неделю. По словам бренда, Farmstand также можно собрать менее чем за десять минут, а его обслуживание занимает около пяти минут каждую неделю.

Система выращивания Tower Garden FLEX

Дженн Фраймарк, главный специалист по теплицам компании Gotham Greens, занимающейся выращиванием растений в закрытых помещениях, порекомендовала эту систему, которую, по ее словам, используют некоторые из их партнеров по сообществу, в том числе Green Bronx Machine.

The Tower Garden FLEX — это вертикальный сад, в котором используется система аэропоники, в которой маломощный погружной насос выталкивает питательный раствор наверх через небольшую центральную трубу, и раствор равномерно капает внутрь Tower Garden. заливая открытые корни растений. Он включает в себя стартовый набор для семян, который включает в себя лоток для проращивания, сетчатые горшки, различные стартовые семена и кубики минеральной ваты, которые используются в качестве среды вместо почвы и высаживаются в вашем внутреннем саду башни примерно через три недели после прорастания, согласно бренду. .

Эта система не включает светодиодные лампы для выращивания растений, поэтому их необходимо покупать отдельно для использования в помещении.

Водный сад Back to the Roots

Водный сад Back to the Roots, использующий систему аквапоники, представляет собой самоочищающийся аквариум, в котором наверху растут микрозелень и ростки пшеницы. Вы можете либо добавить рыбку-бетту — в наборе есть купон на ее покупку — либо поддерживать гидропонную систему, используя воду в аквариуме. В комплект входят семена микрозелени, корм для рыб, натуральный дехлоратор, чтобы вода была безопасной для рыб, и камни для выращивания, которые можно использовать в качестве среды для выращивания растений.

Сопутствующие товары

Системы для выращивания в помещении: Путеводитель по магазинам

Перед тем, как отправиться в путешествие по саду в помещении, эксперты рекомендуют рассмотреть различные типы доступных систем для выращивания, а также то, сколько времени и места вы готовы посвятить своему саду.

Какие системы выращивания используются в закрытых садах?

Существуют три основных системы выращивания, которые используются в наборах для выращивания в помещении: почвенная, гидропонная, аквапонная и аэропонная.

  • Почвенные системы аналогичны выращиванию растений в открытом саду — они содержат стручки с традиционной почвой для горшков, в которые можно посадить семена и периодически поливать.
  • Гидропонные системы подают богатый питательными веществами раствор к корням растений вместо использования почвы. Джейкоб Печеник, соучредитель и генеральный директор Lettuce Grow, сказал, что они обычно используют меньше воды, чем почвенные системы, потому что они «не создают сток и не поливают большие площади, чем необходимо».
  • Системы Aquaponic аналогичны гидропонике, но используют живую рыбу в воде — отходы жизнедеятельности рыбы обеспечивают питательные вещества, которые помогают растениям расти, имитируя естественную экосистему.
  • Аэропонные системы — это более продвинутая форма гидропоники, использующая воздушную или туманную среду, а не почву. Эти системы распыляют богатую питательными веществами воду на открытые корни растений, в то время как гидропонные системы требуют, чтобы растения росли в растворе.

Какого размера должен быть ваш внутренний сад?

Размер внутренних садовых систем может варьироваться, и эксперты рекомендуют придерживаться того, что соответствует вашему внутреннему пространству и уровню знаний .Большинство внутренних садовых систем, в том числе более крупные, занимают всего несколько квадратных футов площади, что делает их достаточно компактными для городских жителей. Некоторые сады с семенами, такие как AeroGarden Harvest, как правило, более компактны, портативны и легки — более крупные системы, такие как Rise Gardens, занимают намного больше места, но могут выращивать больше растений одновременно.

Анджела Джадд, основательница блога «Выращивание в саду» и автор книги «Как вырастить свою собственную еду», предложила садоводам-новичкам выбрать небольшую систему, чтобы начать работу, чтобы они меньше инвестировали, чтобы увидеть, «это что-то что они будут пользоваться с удовольствием »в течение долгого времени.

Похожие

Какие виды растений вы можете выращивать?

Некоторые садовые системы предназначены для выращивания только определенных видов растений — система для выращивания салата или микрозелени может отличаться от той, которая выращивает помидоры — и Фраймарк предложил провести исследование того, что вы можете выращивать, прежде чем инвестировать в систему. В зависимости от вашего пространства и бюджета вы можете использовать предварительно засеянные стручки, которые входят в комплект, или выбрать то, что вы выращиваете, купив стручки отдельно.

«Важно определить свои приоритеты и цели, а также то, как они соотносятся с вашим жилым пространством, и сколько времени и усилий вы хотите потратить на уход за своим крытым садом», — сказала она.

Вам нужны лампы для выращивания?

Многие, но не все системы внутреннего садоводства уже включают в себя лампы для выращивания растений. «Ваша комната может показаться вам яркой и солнечной, но многие энергосберегающие окна не пропускают весь спектр света, поэтому ваши растения будут вести себя так, как будто они растут в тени», — пояснил Печеник. «Это может привести к растянутым растениям, которые изо всех сил пытаются полностью раскрыть свой потенциал».

Фраймарк отметил, что некоторые растения (такие как базилик и зеленый лук) хорошо себя чувствуют при большом количестве солнечного света, в то время как другим требуется более низкий уровень освещения.Если в вашем доме нет солнечного места, светодиодные лампы для выращивания имитируют обычный солнечный свет и позволяют растениям фотосинтезировать. Некоторые системы даже включают в себя функции затемнения вместе с автоматическими таймерами, которые будут поддерживать освещение для выращивания большую часть дня.

Уровень технического обслуживания

В зависимости от характеристик некоторые системы внутреннего садоводства требуют более тщательного ухода, чем другие, от частого полива до регулярного ухода за почвой.

«Если вы только начинаете, лучше всего сделать его простым и относительно не требующим особого обслуживания, а затем продвигаться дальше», — сказал Фраймарк.

Если ваша система основана на почве, Джадд рекомендовал инвестировать в вариант с автополивом, который предохраняет почву от высыхания. Встроенная система орошения в сочетании со светодиодными кольцами, которые работают по таймеру, позволяют минимизировать техническое обслуживание в течение недели, но при этом позволяют вашему саду процветать — это, вероятно, также означает более высокую цену. Есть также много вариантов умного сада, которые поставляются с такими материалами для выращивания, как семена и удобрения, поэтому вам не придется бежать в магазин за дополнительными материалами для выращивания.

Сопутствующие товары

Дополнительные советы по выращиванию в помещении

Если вы впервые создаете крытый сад, эксперты поделились с нами несколькими советами, как сохранить его здоровым и процветающим в любое время года.

Держите свой внутренний сад рядом с кухней или ее конечным пунктом назначения.

«Размещение его рядом с кухней и в месте, которое вы проходите ежедневно, гарантирует, что вы всегда будете наблюдать и контролировать свои растения, чтобы они росли сильными», — предложил Джейкоб Печеник из Lettuce Grow.

Выращивайте меньшие версии растений при выращивании в помещении, например помидоры черри, молодую морковь и свеклу. «Вам повезет больше, если вы вырастите такие фрукты и овощи до приемлемого размера для еды», — сказала Джули Боуден-Дэвис из Healthy Houseplant.

Тратьте минуту или две каждый день уделяя внимание своим растениям . «Легко обнаружить проблемы, когда они небольшие, — сказал Джадд. «Даже «безработные» крытые сады выигрывают от заботливого садовника».

Убедитесь, что ваша продукция соответствует условиям окружающей среды .Если у вас нет лампы для выращивания, но есть окно, на которое много часов в день попадает прямой солнечный свет, выберите растение, которое будет процветать в таких условиях, например травы или помидоры.

«Старайтесь избегать растений, которые получают пользу от опыления и которым нужно проводить некоторое время на открытом воздухе», — сказал Фраймарк, добавив, что, если у вас есть открытое пространство, вы можете разместить в своем саду такие растения, как маргаритки и лаванда, которые привлекут опылителей.

Следите за любыми домашними вредителями и используйте только органические средства борьбы с ними , отметил Боуден-Дэвис.

«Чем раньше вы справитесь с нашествием вредителей, тем больше у вас будет шансов взять его под контроль», — сказала она. «Имейте в виду, что здоровые растения, как правило, защищают от вредителей и болезней, поэтому убедитесь, что вы поливаете только тогда, когда растения в этом нуждаются, и обеспечьте надлежащее освещение и регулярные подкормки».

Похожие

Следите за подробным освещением Select о личных финансах, технологиях и инструментах, здоровье и многом другом, и следите за нами на Facebook, Instagram и Twitter, чтобы быть в курсе последних событий.

10 Технологические инновации для садоводов

Как лучше всего отпраздновать День Земли? Посадив что-нибудь, конечно. Вдохновлены ли вы Кортни Барнетт или желанием сразиться с этим человеком, выращивание собственных растений так же приятно, как и полезно. Сегодня существует множество садовых приложений и интеллектуальных инструментов, которые помогают даже самому неопытному садоводу вырастить зеленый палец.

Приложение Bonnie Plants предоставляет вам простой и интуитивно понятный способ записывать рост ваших растений и улучшать свои навыки садоводства.Идеально подходит для тех, кто выращивает травы и овощи, HOMEGROWN сочетает в себе современные технологии с традиционным садоводством. В приложении вы можете отслеживать прогресс вашего сада, получать доступ к ряду руководств, проверять прогноз погоды и осадков для вашего региона и просматривать информацию о более чем 250 овощах и травах.

iOS: бесплатно
Android: скоро


Нет грязи? Без проблем. Гидропонное садоводство, особенно с использованием продуктов, набирает обороты и доступно даже людям без опыта.Если вы живете в квартире или просто не хотите выходить на улицу, Aerogarden от Miracle-Gro, гидропонный сад для начинающих, — это простое решение. Aerogarden несколько дороговат, но поскольку растения, выращенные на гидропонике, развиваются быстрее и в геометрической прогрессии, вы получите больше отдачи от затраченных средств.


Это может выглядеть как сигарета, но PlantLink приносит серьезную пользу. Просто вставьте этот датчик в почву, и он будет передавать по беспроводной сети данные, такие как влажность масла, на ваш телефон, в сеть или на базовую станцию ​​в вашем доме.Благодаря инновациям, которые предлагает PlantLink, случайно убить ваши растения становится сложнее.


С цифровым горшком растение в горшке встречается с тамагочи. Оживите свои комнатные растения (ну, даже больше) с помощью цифрового интерфейса этого горшка, который предоставляет обновленную информацию о том, как растет то, что растет внутри него. Нано-горшок Junyi Heo также поставляется с USB-интерфейсом, который определяет, подвергают ли растение риску температура, почва, уровень влажности или содержание воды.


Некоторые растения хорошо реагируют на большое количество солнечного света, но человеческая кожа подвержена риску непоправимого повреждения. Джун, носимое устройство для садоводов, отслеживает воздействие солнца на пользователя и помогает предотвратить солнечные ожоги и чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей.


Датчик Garden Gro

от PlantSense представляет собой USB-штырь, который записывает данные при помещении в почву. Подключите датчик Garden Gro к компьютеру, и он направит вас к результатам, указывающим, нужно ли вам скорректировать уход за растениями.


Идеально подходит для начинающих или тех, у кого нет места во дворе. Умный травяной сад использует вдохновленную НАСА технологию для одновременного выращивания трех трав и специй. Сад поставляется со специально разработанной почвой Smart, которая не содержит ГМО, пестицидов, фунгицидов, инсектицидов или растительных гормонов.


Если эстетика является для вас важной частью садоводства, My Garden Containers — ваш главный ресурс.

В приложении есть база данных «рецептов растений» или их комбинаций, которые гарантированно хорошо смотрятся и хорошо растут вместе. После того, как вы создали комбинацию контейнеров, My Garden Containers дает вам шаги по уходу, включая правильную почву, пошаговое руководство по посадке и правильное количество воды и удобрений, которые требуются вашим контейнерным садам.

iOS: бесплатно


Возможно, вы не сможете много вырастить в своем вневременном саду, но инновационный будильник, разработанный Франческо Кастильоне Морелли и Томмазо Чески, экономит электроэнергию.Все, что нужно Вневременному саду для работы, — это немного грязи и воды: реакция между грязью и металлом достаточна, чтобы подпитывать часы.


Если вы выращиваете растения на открытом воздухе, они подвержены риску болезней и хищников. Приложение Garden Compass Plant and Disease Identifier оснащено командой экспертов по садоводству, которые помогут вам определить, что беспокоит ваши растения. Просто сделайте и отправьте фотографию пострадавшего растения, и каждый член команды оценит ситуацию и предложит решения.

iOS: бесплатно

Сарра Седги — фрилансер из Афин, штат Джорджия, увлекается японскими играми для iPhone.

Hot Startups 2020: теперь выращивайте овощи без химикатов в беспочвенном крытом саду

Живете в многоэтажке и хотите иметь там небольшой сад, но у вас нет на это времени или места? С ростом урбанизации и отсутствием открытых пространств люди не могут выращивать растения, а если добавить к этому проблему обесценивающегося уровня воды в мегаполисах, то иметь собственный сад кажется далекой мечтой.Короче говоря, выращивание растений в городе стало проблемой.

Чтобы решить эту проблему, Agro2o, агротехнологический стартап из Дели, разработал уникальную технологию выращивания растений без почвы. Используя футуристические технологии, такие как автоматизация и Интернет вещей, эта технологическая фирма разработала сельскохозяйственное устройство без почвы, которое позволяет любому человеку выращивать травы, цветы и даже овощи в помещении.

Примите участие в ETRise Top MSMEs, окончательном рейтинге Индии для микро-, малых и средних предприятий


Развивая эту тему, основатель Agro2o Яш Вьяс говорит: «Мы предлагаем линейку беспочвенных технологий умной садовой гидропоники, которые позволяют каждому выращивать растения без химикатов в своих домах.»

Что такое гидропоника?
Гидропоника — это технология беспочвенного земледелия с использованием воды, питательных веществ и питательной среды. Это одна из самых быстро развивающихся сельскохозяйственных технологий в мире. В США, ЕС и Сингапуре он стал частью образа жизни, популяризируя портативные домашние комплекты.

Одним из преимуществ этой системы является экономия воды. По словам Вьяса, в отличие от традиционных методов, когда вода выливается на землю и просачивается в почву, а растение фактически использует лишь небольшую часть воды, система с поддержкой гидропоники позволяет повторно использовать неиспользованную воду. в водохранилище.

Еще одним преимуществом гидропоники является степень контроля производителя над окружающей средой. «Заболевания, связанные с почвой, в гидропонике списываются. Вы можете контролировать количество питательных веществ, поступающих на растение, тем самым уменьшая потери», — утверждает Вьяс.

Уникальные предложения
В настоящее время ассортимент предложений Agro2o включает программно-аппаратное интегрированное решение IoT, которое полностью автоматизирует процесс выращивания растений. Объявленные как «умные сады», зеленые насаждения с поддержкой Интернета вещей используют свет с необходимым спектром для фотосинтеза.Вьяс утверждает, что миссия его фирмы состоит в том, чтобы создавать решения для «лучшей жизни», когда каждый человек имеет широкие возможности для доступа к чистой, доступной и питательной пище в гармонии с природой.

Агро2о, основатель Яш Вьяс.


«Наше первое предложение Renaissance — это готовое к работе решение, позволяющее каждому выращивать свежие растения. Будучи продуктом с поддержкой Интернета вещей, он ежедневно требует минимального вмешательства человека. Система на основе микроконтроллера может оценивать и обеспечивать уровень света, воды и питательных веществ, необходимый для создания идеальных условий для роста растения», — говорит 30-летний предприниматель.

Умный сад Agro2o имеет насыщенный кислородом питательный резервуар, который позволяет корням растений получать оптимальный уровень кислорода. Все, что нужно сделать, это вставить питательный картридж в зависимости от выращиваемого растения. Умный сад оснащен сенсорным экраном и возможностью подключения к Wi-Fi. Он также отправляет оповещения пользователям всякий раз, когда необходимо долить воду.

«Благодаря нашим исследованиям и разработкам в области гидропоники в индийских условиях и с помощью Electropreneur Park, Делийского университета и Индийского парка технологий программного обеспечения (STPI) мы разработали эту технологию, в которой используются вода и семена негенетически модифицированных организмов (ГМО) в автоматизированная система.Нам потребовалось два года изучения растений и электроники, а также несколько итераций, чтобы разработать продукт», — вспоминает он.

Стартап, основанный в январе 2018 года, инкубируется Министерством электроники и информационных технологий и Министерством сельского хозяйства.

Разветвление
С тех пор, как агротехнологический стартап продемонстрировал свой продукт на четвертой выставке Lufthansa Startup Expo в сентябре прошлого года, он утверждает, что получил огромное количество запросов. «За последние три месяца мы получили более 300 предзаказов.К маю/июню 2020 года мы расширим свою деятельность в странах Персидского залива и надеемся продать около пяти тысяч единиц в следующие пять лет», — добавляет Вьяс, выпускник Национального института технологий моды (NIFT).

«Мне очень понравилась концепция полностью автоматизированного устройства Agro2o, которое может помочь в выращивании растений с минимальным вмешательством человека. Моя мама любит садоводство, но в настоящее время не может заниматься этим по разным причинам, поэтому это устройство идеально подходит для нее», — говорит Приядарсани Бехера, руководитель программы из Бангалора, работающая с крупной платформой электронной коммерции.

На вопрос о том, что выделяет его предприятие, Вьяс отвечает: «Системы Agro2o поставляются с интеллектуальной дозировкой питательных веществ, которой нет у других игроков». Он утверждает, что его решение имеет инновационный запатентованный дизайн продукта, который стоит вдвое дешевле по сравнению с глобальными конкурентами. «Наше устройство смягчает последствия отключения электроэнергии, которое распространено в Индии», — добавляет он.

Что это такое и почему это важно?

Термин «аэропоника», означающий «рабочий воздух», происходит от греческих слов «воздух» — «аэр» и «труд» — «понос».Эта форма гидропоники предполагает выращивание растений без использования почвы. Вместо этого он полагается на воздух, который доставляет богатый питательными веществами туман к корням растения.

История аэропоники

За прошедшие годы было разработано множество вариантов сельскохозяйственных систем, которые лучше подходят для меняющихся операций и различных растений. Впервые использованная в 1920-х годах для академических исследований роста корней, аэропоника не стала реальным соперником до конца 1990-х годов, когда Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) начало рассматривать ее как вариант выращивания продуктов питания в беспочвенных средах, таких как в космосе.Хотя этот процесс все еще находится в зачаточном состоянии, аэропоника быстро набирает популярность в местах, где традиционное сельское хозяйство просто невозможно.

Текущее состояние сельского хозяйства

Во всем мире сокращается полезная площадь ферм. Экологические нагрузки, в том числе изменение климата и стихийные бедствия, усугубляют проблему роста населения планеты. По мере роста населения районы, которые когда-то были сельскохозяйственными угодьями, теперь лишены питательных веществ и больше не пригодны для использования, превращаются в городские центры и жилые районы.

Как будто этих вопросов недостаточно, традиционное земледелие теряет свое место в качестве жизнеспособного занятия. Молодое поколение, особенно те, кто вырос в фермерских общинах, видят, сколько труда и времени уходит на успешную работу, и выбирают альтернативные способы работы. Поскольку средний возраст традиционного фермера составляет 60 лет, эти старшие поколения стареют. Технологии открыли двери новым методам выращивания, а вместе с ними и возрождению интереса к выращиванию.

Аэропонная система

В то время как физический процесс выращивания растения такой же, как и в других формах земледелия или гидропоники, аэропоника отличается тем, как доставляются и контролируются питательные вещества и условия окружающей среды.Чтобы помочь растениям стать более здоровыми, аэропоника проводится в закрытой среде, в которой производитель контролирует все аспекты системы.

Растения хранятся в больших вертикальных стеллажах. Основные органические жидкие питательные вещества, такие как азот, фосфор и калий, добавляются в большой резервуар для воды. Эти органические питательные вещества в чистом виде легче усваиваются растениями, что ускоряет и упрощает усвоение. Растениям не нужно искать пропитание, так как этот богатый питательными веществами туман доставляется непосредственно в корневую зону.Светильники для выращивания в помещении оптимизированы так, чтобы попадать в определенные длины волн, чтобы способствовать дальнейшему росту растений. Общий корпус поддерживается в определенных пределах как по температуре, так и по влажности.

Эта система максимизирует поглощение питательных веществ, при этом снижая нагрузку на само растение, что приводит к более здоровому продукту в целом. Растения, выращенные с помощью аэропоники, обладают более высокой питательной ценностью, но при этом имеют лучший цвет, текстуру и вкус.

Почему аэропоника?

Aeroponics решает проблемы современного сельского хозяйства, предлагая альтернативный способ производства зелени и овощей.Некоторые важные преимущества системы включают в себя:

  • На 98% меньше земли. Просто по характеру системы аэропоника использует на 98% меньше земли, чем традиционные методы ведения сельского хозяйства, используя как вертикальное, так и горизонтальное пространство.
  • Круглогодичное производство . Аэропоника относится к семейству методов, известных как «Беспочвенное сельское хозяйство с контролируемой средой» (CEA). Этот общий термин применяется ко всем типам выращивания растений в помещении, при которых условия окружающей среды, включая температуру и солнечный свет, контролируются производителем.Выращивание в контролируемой среде улучшает способность ферм прогнозировать сроки сбора урожая, выращивать качественные растения и поддерживать высокие стандарты безопасности пищевых продуктов.
  •   На 95 % меньше воды . В контролируемой среде значительно меньше изменчивости, что приводит к меньшему количеству отходов и более низкой стоимости. Хотя в аэропонных системах для правильной работы используются растворы на водной основе, они потребляют примерно на 95% меньше воды, чем стандартное земледелие.
  • Более эффективный . Производители разрабатывают свои системы и питательные растворы, чтобы максимизировать рост и продуктивность своих растений.Известно, что растения, выращенные в этих крытых садах, растут в 3 раза быстрее, чем на открытых фермах.
  • Безопаснее для потребителя . Закрытая среда исключает возможное загрязнение из почвы или пересечение с матерью-природой, поэтому нет необходимости в гербицидах или пестицидах, что приводит к более органическому продукту.

О ферме Living Greens

Living Greens Farm (LGF) управляет одной из крупнейших крытых аэропонных ферм в Соединенных Штатах. Аэропоника и, в частности, запатентованные автоматизированные системы выращивания LGF были описаны как следующее поколение агротехнологий и решение мировых проблем с пищевыми продуктами.

Ферма Living Greens со штаб-квартирой в Миннесоте является экологически чистой, используя на 95 % меньше воды и на 98 % меньше земли по сравнению с традиционным сельским хозяйством, и может выращивать безопасно, стабильно и локально круглый год. Все продукты считаются лучше, чем органические, потому что они выращены в контролируемой среде без использования пестицидов, гербицидов или других агрессивных химикатов и не содержат ГМО. У Living Greens Farm есть полная линейка продуктов, которая включает салатную зелень в пакетах и ​​ракушках, микрозелень премиум-класса и вкусные травы, доступные покупателям по всему Среднему Западу.

Что такое зеленые стены: определение, преимущества, дизайн и озеленение

Зеленые стены (также известные как растительные стены, живые стены или вертикальные сады) в последние годы стали новой растущей тенденцией в застроенной среде. Включение живой природы в городскую среду не только выглядит намного привлекательнее, но и имеет ряд других преимуществ и целей.

Будь то в помещении или на открытом воздухе, отдельно стоящие или прикрепленные к стене, практически для любых обстоятельств найдется подходящая зеленая стена.Но как именно создаются зеленые стены и как различать разные типы?

В этой статье мы рассмотрели следующие темы:

 

Определение зеленой стены

«Растительность, растущая на вертикальной поверхности или рядом с ней»

— Центр зеленой стены Стаффордширского университета

Зеленые стены представляют собой вертикальные конструкции, к которым прикреплены различные виды растений или другой растительности.Зелень часто сажают в питательную среду, состоящую из почвы, камня или воды. Поскольку в стенах есть живые растения, в них обычно встроены системы орошения.

Зеленые стены отличаются от фасадов , которые часто взбираются по внешним стенам зданий, используя их в качестве структурной поддержки. В зеленых стенах среда роста находится на поверхности или структуре стены, тогда как фасады уходят корнями в землю. Кроме того, озеленение фасадов может занять много времени, чтобы вырастить достаточно, чтобы покрыть всю стену, в то время как зеленые стены могут быть предварительно выращены.

Умные и активные зеленые стены  часто выглядят похожими на обычные зеленые стены, но служат большему количеству целей из-за использования искусственного интеллекта и технологий. Функции умной живой стены можно автоматизировать и контролировать, усиливая эффект.

В дополнение к визуальным и биофильным преимуществам всех зеленых стен умные и активные зеленые стены могут обеспечивать естественную очистку и увлажнение воздуха благодаря сочетанию улучшенной циркуляции воздуха, специальной среды для выращивания и технологии.

Слева направо: зеленый фасад, зеленая стена, умная и активная зеленая стена.

Каковы функции и преимущества?

Озеленение стен дает множество преимуществ, оживляющих пространство. Прежде всего, нельзя игнорировать визуальные преимущества живой стены. Привлекательные элементы могут оказать большое влияние на украшение городской среды из бетона и кирпича, тем самым предлагая альтернативу для городского сельского хозяйства, садоводства и внутреннего декора.

Пособия для населения

Живые стены могут сделать нас счастливее и продуктивнее, поскольку они отвечают нашей врожденной потребности быть рядом с природой. Внедрение природных элементов в места, где их обычно не видно, поднимает нам настроение, делая нас более бдительными и оптимистичными. Эта концепция также известна как биофилия.

Исследования также показали, что природа может уменьшать негативное поведение, такое как агрессия и тревога. Кроме того, было обнаружено, что связь с природой снижает стресс и устраняет умственную усталость.Это связано с автоматической реакцией нашего тела на наблюдение и нахождение рядом с природными элементами.

Зеленые элементы снижают стресс и усталость.

По мере того, как вопросы загрязнения и качества воздуха становятся все более понятными, возрастает интерес и к влиянию растений на качество воздуха. Эффект очистки воздуха растениями достигается за счет микробов корней растений, которые могут использовать химические вещества в качестве питательных веществ. Было доказано, что помимо прямого воздействия на здоровье улучшение качества воздуха повышает бдительность и когнитивные способности людей.

Однако обычные пассивные зеленые стены (или только растения) недостаточно эффективно очищают и натурализуют воздух, чтобы была заметна разница. Умные и активные зеленые стены с активной циркуляцией воздуха достигают этого, поскольку стена, растения и поддерживающие технологии предназначены для этой цели.

Осознание той роли, которую наше окружение играет в нашем здоровье и благополучии, приведет к новым ожиданиям в отношении застроенной среды, и ключевым элементом успешного повторного заселения наших офисов будет создание рабочих мест, где люди будут чувствовать себя в безопасности, чтобы вернуться и провести время. их время в.

Особенности конструкции

Наружные зеленые стены и фасады оказались энергоэффективными, поскольку их растения снижают общую температуру зданий под воздействием солнечных лучей. Кроме того, они также уменьшают количество тепла, уходящего в зимнее время.

Кроме того, процесс транспирации растений может также немного снизить температуру в помещении, что также является энергоэффективным решением. Достаточное количество растительного материала также помогает снизить уровень шума.

Какие типы зеленых стен существуют?

Как уже было сказано выше, есть всякие зеленые стены. Среди прочего, решения варьируются в зависимости от внутреннего и наружного пространства, размеров и моделей. Более того, дизайн и производство всех видов зеленых стен постоянно развивается, предоставляя еще больше вариантов для различных целей. В этой статье рассказывается о том, что мы считаем основными архетипами.

В помещении или на открытом воздухе

Наружные и внутренние зеленые стены используются для разных целей и в различных условиях.Они могут быть изготовлены из различных материалов и растений, в зависимости от наиболее подходящего решения для каждого помещения.

Наружные зеленые стены — это прежде всего визуальные элементы. Хотя они также могут быть экономически эффективными, поскольку снижают общую температуру, собирают дождевую воду или изолируют здания, они в основном используются для озеленения городских ландшафтов. Строительство этих живых стен имеет ограничения с точки зрения климата, поскольку они должны выдерживать окружающие условия, которые иногда могут сказаться на структуре и растениях стены.

CaixaForum, Пасео-дель-Прадо, Мадрид. (Майк Диксон / CC BY-SA 4.0)

Внутренние зеленые стены, однако, имеют больше ограничений с точки зрения их размера, поскольку они должны соответствовать пространству, в котором они находятся. Однако из-за указанных ограничений их часто легче обслуживать.

Умные и активные зеленые стены используются только внутри помещений, потому что их эффективность очистки воздуха недостаточно сильна, чтобы воздействовать на открытые пространства. Кроме того, растения, используемые в этих зеленых стенах, являются тропическими и не выжили бы в большинстве условий внешнего мира, если бы их удалили из их естественной среды обитания.

Размер и дизайн

Зеленая стена Наава в школе Моисио, Финляндия.

Дизайн живой стены обычно не ограничивается размерами. Хотя за широкими моделями легче ухаживать, чем за высокими, общий дизайн и производство не слишком отличаются между продуктами с разными пропорциями.

Жилые стены, построенные из металлических или пластиковых модулей, обычно имеют прямоугольную форму, так как изготовление круглых форм сложнее. Скорее, это идеальный материал для круглых и разнообразных форм.В активных зеленых стенах функции циркуляции воздуха имеют приоритет, что ограничивает большинство конструкций сплошными модулями.

Большинство внутренних зеленых стен крепятся к стене, хотя нередки и отдельно стоящие и двусторонние модели. Что касается коммерческих зеленых стен, большинство из них представляют собой индивидуальные решения.

В чем растут растения?

Растениям живых стен нужна среда для роста, чтобы укорениться. Затем питательную среду обычно помещают на конструкцию (например, мешки, горшки или коробки), которые вместе образуют систему.Эти комбинации бывают разных типов и обычно сгруппированы в четыре категории: свободные, матовые, листовые и структурные системы.

В то время как в системах с рыхлой питательной средой почва упакована в полку или мешок (которые затем помещаются на стену), матовые среды , как следует из названия, представляют собой матовые системы, обычно изготовленные из тонкого кокосового волокна или войлока. . Растения укореняются прямо на коврике и не требуют рыхлой среды (например, почвы). Листовой материал похож на матовые системы, но состоит из узорчатых неорганических полиуретановых листов, более прочных, чем кокосовое волокно или войлок. Структурный материал сочетает в себе рыхлую и матовую системы, образуя блок, который может быть выполнен в различных формах и размерах. Например: зелень можно посадить в рыхлую среду, поместить в горшки и погрузить на настенную конструкцию со встроенным поливом.

В системах с рыхлой средой почва, гидрокамень, вулканический камень и гидропоника являются обычными способами выращивания растений. За последние пять лет выбор рыхлых питательных сред значительно расширился.

Сыпучие питательные среды требуют структурной поддержки: почва, камень и вода обычно помещаются в войлочные мешки или пластиковые горшки.Коврики позволяют выращивать растения прямо в них.

Средой для выращивания, используемой в обычных зеленых стенах, обычно является минеральная вата или почва. Это наиболее традиционно используемые материалы в растениеводстве, поскольку гидропоника считается сложной задачей из-за многих переменных, связанных с качеством воды. Большинство производителей зеленых стен используют стандартные питательные среды, доступные на рынках.

Среды для выращивания в активных зеленых стенах отличаются от обычных. Им требуется оптимизированный материал для обеспечения достаточного потока воздуха, а также стабильных и хорошо функционирующих микробных сообществ и систем водоснабжения.

Питательная среда, поддерживающие системы и конструкции, а также растения должны работать в унисон. Это означает, что выбор среды не может осуществляться в вакууме, независимо от других факторов.

Какие растения можно использовать?

Звезды шоу — растения. Опять же, могут использоваться разные виды растительности, однако есть некоторые ограничения в зависимости от типа и назначения зеленой стены.

Растения для живых стен, такие как: филодендрон сердцелистный (philodendron scandens), clusia rosea и папоротник птичий (asplenium antiquum).

В помещении выбор растений более снисходителен

Хотя это и не является обязательным требованием, вечнозеленые растения обычно предпочтительны как для внутренних, так и для наружных стен из-за их долговечности и внешнего вида. По определению, вечнозеленые растения должны сохранять свои листья круглый год. Естественно, это ограничивает выбор доступных растений.

Наиболее подходящими вариантами для зеленых стен в помещении являются комнатные растения и тропические растения. Растения, обычно используемые для внутренних стен, не должны терпеть значительных перепадов температуры, хотя влажность все еще колеблется и может вызвать проблемы, если ее не учитывать.

Филодендрон сердцелистный, вечнозеленое растение, произрастающее в юго-восточной Бразилии.

Однако некоторые производители прибегают к использованию химически обработанных растений из мха или пластика, которые жертвуют другими преимуществами (например, очисткой воздуха) для облегчения ухода.

Стена из натурального мха на открытом воздухе в Цзингуаши, Тайвань. (Фред Хсу / CC BY-SA 3.0)

Для активных зеленых стен процесс выбора правильного вида растений еще более строгий, чем для пассивных зеленых стен.Это происходит из-за циркуляции воздуха активной зеленой стены, которая может сильно утомлять растения. Таким образом, растения должны быть проверены, чтобы убедиться, что они могут выжить в активной зеленой стене.

Учитывать обстоятельства и цели

Местоположение и доступные технологии оказывают серьезное влияние на выбор видов растений для наружных зеленых стен. Например, для стен могут потребоваться растения, которые могут пережить периоды засухи из-за отсутствия дождевой воды и встроенных систем орошения.

Погодные условия на открытом воздухе также влияют на растения в помещении, так как более сухой, чем обычно, воздух заставляет растения использовать больше воды для поддержания оптимального уровня влажности. На высоких фасадах и наружных зеленых стенах условия ветра, солнечного света и дождя могут быть более суровыми для зелени выше, чем ближе к улицам.

Суккуленты хранят воду в своих листьях, что делает их идеальным выбором для засушливого климата или при отсутствии орошения. (Нейт Конклин / CC BY 3.0)

Кроме того, выбор среды для выращивания и орошения идут рука об руку с выбором растений. Например, корни некоторых растений могут быть недостаточно большими и сильными, чтобы расти в других средах, кроме почвы. Для других видов растений более оптимальным выбором будет быстросохнущая среда для выращивания, чем почва.

Более того, ключом к сохранению здоровья растений является создание для них стабильной среды. Внезапные изменения могут вызвать у растений ненужный стресс, который затем может привести к таким проблемам, как болезни или вредители.

При выборе растений для умной и активной зеленой стены особое внимание уделяется устойчивости растений. Это связано с тем, что циркуляция воздуха зеленой стены может быть для них жесткой, как упоминалось в предыдущем разделе. Кроме того, учитывается эффективность очистки воздуха каждой установки. Разные растения расщепляют разные химические вещества из воздуха с помощью микробов своих корней.

Правильный полив, регулярные подкормки, свет и температура имеют большое значение для поддержания жизнедеятельности растений.Уход за ними путем обрезки также помогает продлить жизнь растениям. Умные и активные зеленые стены также могут оптимизировать вышеупомянутые факторы, чтобы обеспечить растениям наилучшие условия жизни.

Здоровье и содержание живой стены

Техническое обслуживание на работе. Чем выше стена, тем сложнее за ней ухаживать.

Чтобы оставаться здоровыми и служить своей цели, как зеленые стены, так и умные и активные зеленые стены нуждаются в обслуживании.Как и все живые растения, зелень в стенах растений требует периодической замены, чтобы компенсировать потерю растений.

В растворах для сыпучих и структурных сред замена растений, как правило, проста. Однако в системах с матовыми средами замена растительного материала более проблематична: часто приходится отрезать потерянные участки. Удаление этих участков может привести к дополнительным потерям растений из-за того, что зелень пустила свои корни в удаленную область.

Кроме того, вода жизненно важна для выживания растений, поэтому большинство растительных стен имеют встроенные системы орошения, облегчающие уход за растениями.Растениям также необходимы основные питательные вещества, которые обычно получают посредством орошения.

Оросительные системы обычно либо рециркуляционные, либо прямые. Рециркуляционная система обеспечивает циркуляцию воды, перекачивая и распределяя ее из встроенного бака. Резервуар можно заполнить вручную или подключить к системе водоснабжения здания.

Между тем, система прямого орошения получает воду из внешнего источника воды. В то время как рециркуляционные системы собирают лишнюю воду для повторного использования, прямые системы направляют лишнюю воду в канализацию.

Чтобы зеленая стена функционировала должным образом, все ее механизмы должны работать правильно. В дополнение к растениям, ирригации и питательным средам системы удаленного мониторинга также могут иногда нуждаться в обслуживании в случае ошибки. Вот почему необходимо регулярное техническое обслуживание, чтобы убедиться, что все работает гладко и без усилий.

Приобретение собственной зеленой стены

Как и в большинстве случаев, добавление функций всегда является компромиссом. Такие особенности, как форма, размер и выбор материала, неизбежно влияют на стоимость всех зеленых стен.Чем сложнее и кастомизированнее изделие, тем дороже ценник.

Основная проблема, как правило, заключается не в конструкции, а в логистике и экономии за счет масштаба.

Умные и активные зеленые стены не являются исключением из вышеперечисленного, но, соответственно, предлагают большую отдачу и ценность с течением времени, чем простые визуальные элементы.

Определение ваших потребностей, пожеланий и бюджета имеет решающее значение — какое решение соответствует вашим потребностям?


Украсьте свое рабочее место

Naava предлагает умные и активные зеленые стены с широким набором функций, включая пышные живые растения, простое обслуживание, оптимизированную влажность воздуха и биофильтрацию воздуха.

Если вы хотите узнать больше, перечисленные выше преимущества, наши модели и другая важная информация собраны в легко усваиваемой упаковке — брошюре о продукции Naava .

Обзор аэропонной системы

В последние годы большое внимание в сельском хозяйстве привлекли интеллектуальные датчики. Он применяется в сельском хозяйстве для правильного планирования нескольких видов деятельности и задач с использованием ограниченных ресурсов с минимальным вмешательством человека.В настоящее время выращивание растений с использованием новых методов агротехники очень популярно среди растениеводов. Однако аэропоника является одним из методов современного сельского хозяйства, который широко практикуется во всем мире. В системе растение культивируется в условиях полного контроля в камере для выращивания путем подачи небольшого тумана питательного раствора вместо почвы. Питательный туман периодически выбрасывается через распылительные форсунки. Во время выращивания растений необходимо уделять должное внимание нескольким этапам, включая температуру, влажность, интенсивность света, уровень питательных веществ в воде, значение pH и EC, концентрацию CO 2 , время распыления и время интервала распыления для цветущего роста растений.Таким образом, цель этого обзорного исследования состояла в том, чтобы предоставить важные сведения о раннем обнаружении и диагностике неисправностей в аэропонике с использованием интеллектуальных методов (беспроводных датчиков). Таким образом, фермер мог контролировать несколько параметров без использования лабораторных приборов, а фермер мог управлять всей системой удаленно. Кроме того, этот метод также предоставляет широкий спектр информации, которая может быть важна для исследователей растений, и обеспечивает более глубокое понимание того, как ключевые параметры аэропоники коррелируют с ростом растений в системе.Он предлагает полный контроль над системой, не за счет постоянного ручного внимания со стороны оператора, а в значительной степени за счет беспроводных датчиков. Кроме того, внедрение интеллектуальных методов в аэропонной системе может уменьшить представление о полезности системы из-за сложного процесса ручного мониторинга и управления.

1. Введение

История сельского хозяйства насчитывает почти тысячи лет. Более того, его продвижение было подтолкнуто за счет внедрения нескольких новых систем, практик, технологий и подходов с течением времени.В нем занято более одной трети мировой рабочей силы [1]. Сельское хозяйство является основой экономики многих стран и вносит значительный вклад в развитие экономики слаборазвитых стран. Кроме того, он управляет процессом экономического процветания в развитых странах. Несколько исследований пришли к выводу, что в мировом сельском хозяйстве ежегодно используется примерно семьдесят процентов доступной пресной воды для орошения только семнадцати процентов земель. С другой стороны, общая доступная орошаемая земля постепенно сокращается из-за быстрого увеличения потребностей в продуктах питания и последствий глобального потепления [2, 3].Иными словами, перед сельским хозяйством встают новые основные значимые задачи. Фут [4] сказал, что ФАО сообщила, что мировое производство продуктов питания должно быть увеличено на семьдесят процентов, чтобы обеспечить достаточное производство продуктов питания для быстрорастущего населения и урбанизации. Ожидаемый рост населения мира за половину нынешнего века пугает. Однако, в зависимости от оценки, можно ожидать, что к середине века оно превысит девять миллиардов человек. Во многих исследованиях сообщалось, что население растет очень быстро, в 1800 году население мира составляло один миллиард, а в 2012 году оно увеличилось до семи миллиардов человек.Тем не менее, в отчете об исследованиях опасаются, что в конце текущего века можно ожидать, что оно достигнет одиннадцати миллиардов человек, и вскоре может появиться много, много ртов, которые нужно кормить. Таким образом, быстрый рост населения, наряду с сокращением сельскохозяйственных угодий, усилением глобальных климатических изменений и ухудшением состояния водных ресурсов, сокращением рабочей силы и нехваткой энергии создают огромные проблемы и препятствия для сельскохозяйственного сектора [5, 6]. Кроме того, развивающиеся и развитые страны столкнутся с серьезным водным кризисом и проблемами, связанными с быстрой урбанизацией и индустриализацией.Предполагается, что доступная пресная вода для орошаемых земель в будущем будет уменьшаться [7, 8]. Кроме того, непредсказуемые климатические изменения, включая экстремальные погодные условия, интенсивные ураганы, аномальную жару и наводнения, окажут существенное негативное влияние на мировой сельскохозяйственный сектор. Нам нужно больше продукции от сельскохозяйственных систем, чтобы удовлетворить растущие потребности в продовольствии. В противном случае мы будем страдать от проблем с продовольственной безопасностью, которые станут самой большой угрозой. Более того, Цю и его коллеги [9] показали, что прогресс сельскохозяйственного производства важен не только для производства продуктов питания для населения, но и для промышленного сектора.Точно так же сельское хозяйство является основным источником производства сырья для многих отраслей промышленности. Поэтому необходимо понимать, что промышленное и сельскохозяйственное развитие не являются альтернативой. Однако оба сектора дополняют друг друга на пути к решению вопросов продовольственной безопасности.

По мере эволюции человечества от охотников и собирателей к аграрным обществам усилия в основном были сосредоточены на повышении урожайности и продуктивности растений либо за счет генетических изменений, культурных или сельскохозяйственных методов, методов управления, либо за счет разработки и внедрения мер защиты растений.Соответственно, в прошлом и нынешнем столетии люди начали изучать возможности, применяя различные современные методы в сельском хозяйстве. Внедрение методов точного земледелия в сельском хозяйстве является одним из отличных примеров. Цель состоит в том, чтобы попытаться механизировать их в сельском хозяйстве, чтобы предотвратить потери урожая из-за резких климатических изменений, болезней, передающихся через почву, нашествия вредителей и т.д. Тем не менее, многие исследования были предложены и сообщили о том, что проблемы и проблемы сельского хозяйства можно преодолеть, приняв методы точного земледелия.В настоящее время несколько стран повышают производительность своего сельского хозяйства за счет внедрения методов точного земледелия.

Бодуан и др. [10] сообщили, что метод искусственного выращивания растений (например, тепличные и промышленные фермы) является одним из основных типов точного земледелия. В настоящее время этот метод приобретает все большее значение и привлекает внимание производителей. Способ может обеспечить достаточную кормовую базу в течение всего года. В системе растение растет круглый год, искусственно регулируя и контролируя окружающие условия окружающей среды, такие как температура, CO 2 (двуокись углерода), влажность, интенсивность света, воздушный поток и поступление питательных веществ в закрытые помещения [11, 12]. ].Кроме того, система минимизирует воздействие на окружающую среду и максимизирует урожайность со значительными результатами по сравнению с традиционной (открытой) системой возделывания [13]. Саввас и его команда [14] сообщили, что в настоящее время беспочвенное выращивание растений является одним из самых прорывных изобретений, когда-либо представленных в области систем искусственного выращивания растений. Беспочвенная система относится к методам выращивания растений без использования почвы с использованием искусственного твердого материала или водного питательного раствора в качестве среды для выращивания вместо почвы.Однако водная культура связана с процессом выращивания растений на гидропонике и аэропонике (рис. 1). В обоих методах корни растения постоянно или через определенные промежутки времени питаются водным питательным раствором или внутри него путем обеспечения определенной контрольной среды в искусственной поддерживающей конструкции [16, 17]. Оба метода обеспечивают множество преимуществ для садовода, таких как полный контроль концентрации питательных веществ, а также обеспечение и профилактика многих заболеваний и инфекций, передающихся через почву, что приводит к увеличению урожайности растений со значительной отдачей, высоким качеством и более эффективным использованием доступных природных ресурсов. ресурсы [18, 19].


В нескольких исследованиях сообщалось, что аэропонные и гидропонные системы являются современными и инновационными методами выращивания растений в беспочвенной системе. Приняв эти методы, можно было бы разрешить нарастающие продовольственные кризисы [20, 21]. Более того, гидропонная система для выращивания изначально листовых зеленых овощей была первой, которая начала эксплуатироваться в промышленно развитых странах на западе и востоке, но в конечном итоге обнаружила определенные дефекты и проблемы, которые заставили людей открывать и экспериментировать с новыми вариантами. и такие методы, как аэропонная система.Согласно отчету НАСА, аэропонная система может сократить потребление воды, питательных веществ и пестицидов на 98, 60 и 100 процентов соответственно и увеличить урожайность растений на 45–75 процентов [22].

Основная цель этой обзорной статьи — дать представление об использовании интеллектуальных сенсорных технологий в аэропонной системе. Это может обеспечить возможность полной автоматизации, масштабируемости, мониторинга доступа в любое время и в любом месте и диагностики неисправностей в аэропонной системе. Кроме того, местным фермерам и производителям было бы полезно своевременно предоставлять информацию о возникающих проблемах и факторах, влияющих на успешный рост растений в аэропонной системе.Фермеры могли бы начать понимать свои культуры на микроуровне и общаться с растениями с помощью доступных технологий. Насколько нам известно, это первая работа, в которой представлен краткий обзор использования интеллектуальных сенсорных технологий в аэропонной системе. Однако остальная часть документа организована следующим образом: Раздел 2 описывает текущую работу в области аэропонной системы с использованием интеллектуальных сенсорных технологий. В разделах 3, 4 и 5 мы представляем краткое описание аэропонной системы, применения и рабочего протокола беспроводной сенсорной сети в аэропонной системе.Разделы 6, 7, 8 и 9 описывают преимущества, будущее применение, применение искусственного интеллекта в сельском хозяйстве и выводы.

2. Сопутствующая работа

Аэропоника – новая технология выращивания растений в современном сельском хозяйстве. До сих пор это не совсем замешано среди фермеров. В основном это практикуется исследователями для проведения экспериментальных исследований. В их отчетах об исследованиях сделан вывод о том, что это может быть хорошо принято в сельском хозяйстве как современная деятельность по выращиванию растений, когда современному фермеру не нужна почва для выращивания растения.Тем не менее, аэропонная система имеет некоторые существенные уязвимости, такие как отказ насосов подачи воды, линии распределения и подготовки питательных веществ, а также засорение сопла распыления, которые требуют специальных знаний и внимания, чтобы избежать повреждения, быстрой гибели растений и выхода из строя системы [23]. . Кроме того, интеграция интеллектуальных методов ведения сельского хозяйства может стать лучшим решением, позволяющим избежать или решить вышеупомянутые проблемы без каких-либо технических знаний. Xiong и Qiao [24] сообщили, что интеграция интеллектуальных сельскохозяйственных систем может быть эффективным подходом к решению сложных проблем в области сельского хозяйства.Чжай и др. [25] сообщили, что в настоящее время было проведено несколько исследований по использованию интеллектуальных методов в сельском хозяйстве, особенно за последние два десятилетия. Кроме того, было введено и запатентовано несколько новых методов и приложений для улучшения традиционных методов ведения сельского хозяйства. Тем не менее, эксперты в основном сосредоточивались и контролировали климатические условия, свойства почвы, качество воды, развитие растений, управление животноводством и применение удобрений, применение пестицидов и контроль освещения с помощью различных интеллектуальных методов [26–32].Между тем, можно сделать вывод, что традиционная сельскохозяйственная логистика совершенствуется и модернизируется за счет внедрения и внедрения нескольких современных технологий и методов в области сельского хозяйства [33]. Basnet и Bang [34] сообщили, что сбор информации с помощью датчиков и коммуникационных технологий сыграл жизненно важную роль в улучшении сельскохозяйственного производства. Он превратил сельское хозяйство из ресурсоемкого в наукоемкое, а сельское хозяйство стало более сетевым и более ответственным за принятие решений.Как мелкие, так и крупные фермеры могут извлечь выгоду из внедрения этого метода в цепочку создания стоимости в сельском хозяйстве, повысив свою производительность, улучшив качество, расширив спектр услуг и сократив затраты. Он дает представление о различных вопросах в сельском хозяйстве, таких как прогнозирование погоды, болезни сельскохозяйственных культур и домашнего скота, управление орошением, а также спрос и предложение на сельскохозяйственные ресурсы и продукцию, и помогает в решении этих проблем. Рехман и Шейх [35] пришли к выводу, что в настоящее время в сельском хозяйстве используется несколько информационных технологий, включая спутниковую навигацию, распределенные и повсеместные вычисления, а также сенсорную сеть.Тем не менее, применение сенсорной сети поддерживает сельскохозяйственные методы и деятельность в очень положительном направлении [36, 37]. Чжан и его коллеги [38] использовали сеть датчиков для мониторинга температуры воздуха, влажности, окружающего освещения, а также влажности и температуры почвы. Кроме того, аэропонная система является новым применением беспочвенного земледелия. Кроме того, в ходе нескольких исследований была успешно разработана аэропонная система с использованием различных подходов к информационным технологиям, таких как Тик и его коллеги [39], спроектировавшие и внедрившие сеть беспроводных датчиков для мониторинга аэропонной системы.Они использовали датчики температуры, интенсивности света, рН и ЕС. Кроме того, в исследовании сообщается, что сеть беспроводных датчиков предлагает широкий спектр информации, которая может потребоваться садоводу для лучшего понимания того, как эти параметры окружающей среды и питательных веществ коррелируют с ростом растений. Информация в режиме реального времени, полученная от сенсорных узлов, может использоваться для оптимизации стратегий контроля температуры и других свойств питательного раствора.Исследование Pala et al. [40] предложили подход к мониторингу средств автоматизации и раннего обнаружения неисправностей в аэропонной системе с помощью интеллектуальных методов. В протоколе они разработали высокомасштабируемую аэропонную систему и закодировали ее как прототип аэропота. Они разработали программное обеспечение на основе генетического алгоритма для оптимизации энергопотребления аэропонной системы. Их исследование пришло к выводу, что с помощью этого программного обеспечения пользователь может задавать различные свойства и виртуально настраивать аэропонную систему. Разработанное программное обеспечение позволяет пользователю добавлять и удалять лампы и насосы, а также определять потребление добавленных устройств с минимальными усилиями производителя.Лаксоно и др. [41] разработали сеть беспроводных датчиков и приводов для управления, мониторинга и кондиционирования аэропонной камеры роста. Разработанный беспроводной протокол был основан на технологии ZigBee. Они также разработали систему передачи данных для передачи данных с сервера базы данных администратору посредством текстового сообщения. Предлагаемая система была основана на датчиках, исполнительных механизмах, системе связи и сервере базы данных. Результаты эксперимента показали, что предложенный беспроводной протокол, основанный на методах ZigBee, является полезным инструментом сети беспроводных датчиков для мониторинга аэропонной системы.Джонас и др. [42] разработали автоматическую систему мониторинга для контроля окружающей среды и снабжения питательными веществами аэропонной системы. Разработанный беспроводной протокол был основан на макетной плате Arduino. Их исследование пришло к выводу, что предлагаемая система может контролировать частоту распыления питательных веществ в зависимости от содержания влаги в корневой камере. Однако система может автоматически передавать всю собранную информацию на веб-сервер, а также делиться ею в Twitter. Сани и др. [43] рекомендовали веб-систему управления и мониторинга для аэропонной системы.Их система состояла из микроконтроллеров (использующих программу Arduino IDE), приводов (два реле включают распыление и включение/выключение вентилятора в определенное время), датчика (датчик температуры и pH), LDR (датчик интенсивности света) и коммуникационных модулей ( GSM/GPRS/3G модем). Настоящее исследование пришло к выводу, что предложенная нами конструкция способна контролировать и измерять температуру, pH, интенсивность света, время распыления и время интервала, а также время активации вентилятора и время интервала в аэропонной системе. Предлагаемый метод позволял напрямую отправлять информацию в реальном времени с датчика на сервер через Интернет с использованием GSM.Анита и Периасами [44] разработали метод беспроводных датчиков для мониторинга аэропонной системы. Метод был основан на прототипе ZigBee. Предложенная сетевая архитектура была основана на датчиках контроля температуры, давления, влажности, уровня воды и рН. Датчики передавали собранные данные на узел GSM (глобальная система для мобильных устройств) или узел-координатор, тогда как шлюзовое устройство использовалось для передачи данных на персональный компьютер. Однако к базе данных был подключен сервер, где фиксировались максимальные и минимальные пороговые значения рН, уровня воды и температуры.Кроме того, если отслеживаемое значение достигает выше или ниже пороговых значений, хранящихся в базе данных, таким образом, система может включить звуковой сигнал, чтобы предупредить фермера. В другом исследовании, проведенном в 2016 году Кернаханом и Купертино [45], была изобретена система для мониторинга и управления аэропонной системой с использованием беспроводных технологий. Они пришли к выводу, что надежная аэропонная система обеспечивает беспроводную связь между ее подсистемами для обмена данными и командами. Различные подсистемы управляют одним или несколькими атриумами для выращивания растений, включая распыление питательных веществ на подвесных корнях, техническое обслуживание, контроль уровня питательного раствора, добавление различных питательных веществ, а также контроль количества и цикла освещения.Исследование Montoya et al. [46] разработали беспроводную сенсорную систему для мониторинга аэропонной системы. Системный протокол был основан на макетной плате Arduino. Они использовали аналоговые и цифровые датчики для мониторинга температуры, распыления питательных веществ, колебаний электропроводности и pH, а также уровня питательного раствора в резервуаре с питательным веществом. Для сбора данных и системы автоматизации два Arduino управлялись в конфигурации «ведущий-ведомый» и соединялись друг с другом через беспроводную сеть Wi-Fi. Все записанные данные автоматически сохранялись в памяти microSD и отправлялись на веб-страницу.Их исследование пришло к выводу, что предложенный протокол можно использовать для автоматизации и мониторинга аэропонной системы. Кернс и Ли [47] впервые разработали и представили аэропонную систему, использующую IoT (Интернет вещей) для автоматизации системы. Предлагаемая система состоит из мобильного приложения, сервисной платформы и IoT-устройства с датчиками (баланса pH, температуры и влажности). Они использовали устройство Raspberry Pi Zero и разработали систему для мониторинга и измерения выбранных параметров. Собранные данные автоматически сохранялись на сервере базы данных путем отправки SQL-запроса.Их исследование пришло к выводу, что предлагаемая система может помочь фермерам удаленно контролировать и контролировать аэропонную систему. Кроме того, Кару [48] также разработал и внедрил высокоточную систему для мелкомасштабного аэропонного выращивания растений. Система позволяет точно контролировать питательные растворы, уровни pH и EC и предоставляет данные о влажности, температуре, pH, концентрации EC и количестве питательного раствора в резервуаре. В недавнем исследовании Мартина и Рафаэля [49] также были предложены и предложены системы, методы и устройства для аэропонной системы.Митунеш и др. [50] предложили интеллектуальную систему управления для аэропонной системы. Системный протокол был основан на плате разработки с открытым исходным кодом под названием Raspberry Pi. Их исследование пришло к выводу, что разработанная система обеспечивает простое управление и высокую доступность за счет использования как локальных, так и глобальных систем. Идрис и Сани [51] разработали систему мониторинга и управления аэропонной системой. Они пришли к выводу, что разработанная система способна контролировать рабочие параметры аэропонной системы, такие как температура и влажность, отправляя данные в режиме реального времени с датчика на систему отображения.Джанартанан и др. [52] пришли к выводу, что проблемы аэропонной системы могут быть решены за счет использования беспроводной системы датчиков и приводов. Это позволяет пользователю контролировать и взаимодействовать с системой через мобильное приложение и веб-интерфейс. Однако Лю и Чжан [53, 54] разработали аэропонную систему для автоматического контроля воды-удобрения и температуры. Они пришли к выводу, что система представляет собой экспериментальную платформу с функциями простой структуры и удобного управления.

3. Аэропонная система

Аэропонная система является одним из методов беспочвенного выращивания, при котором растение растет на воздухе с помощью искусственной поддержки вместо почвы или субстрата.Это метод выращивания растений воздухом и водой, при котором нижние части, такие как корни растения, подвешиваются внутри камеры для выращивания в полной темноте в контролируемых условиях. Однако верхние части растения, такие как листья, плоды и часть кроны, выходят за пределы камеры роста. Обычно для поддержки и разделения растения на две части (корни и листья) предусмотрена искусственная опорная конструкция (пластиковая или термопенопластовая). В системе корни растений находятся на открытом воздухе и напрямую орошаются небольшими каплями питательного вещества воды через определенные промежутки времени.Питательный раствор подается через различные распылительные форсунки с высоким давлением воздуха или без него. Более того, в нескольких исследованиях аэропоника рассматривалась как современная сельскохозяйственная деятельность, которая осуществляется в закрытой камере для выращивания при полностью контролируемых условиях, поскольку она может устранить внешние факторы окружающей среды по сравнению с традиционной сельскохозяйственной деятельностью. Следовательно, он больше не зависит от крупномасштабного землепользования, и его можно построить в любом месте, здание, которое подняло глобальный климат без учета текущего климата, такого как сезон дождей и зима [23, 55–59].Буер и др. [60] сообщили, что распылительная насадка использует крошечное количество водного питательного раствора и обеспечивает отличную среду для роста растений. Зобель и Личалк [61] сказали, что это современный инструмент сельскохозяйственных исследований, который предоставляет исследователю несколько возможностей сельскохозяйственных исследований со значительными результатами за счет создания условий искусственного роста. Однако в таблице 1 показаны основные параметры мониторинга и контроля в аэропонной системе. Хессель и др. [62] и Clawson et al.[63] обнаружили, что аэропоника способствует прогрессу и развитию во многих областях изучения корней растений. Это дает исследователям растений прекрасную возможность глубоко изучить поведение корней растений в различных условиях и без каких-либо осложнений. До сих пор многие исследователи проводили исследования корней растений и экспериментально изучали реакцию корней на засуху [64], влияние различных концентраций кислорода на развитие корней растений [65, 66], корневые микроорганизмы [67–69], продукцию арбускулярных микоризных грибов [70]. ] и взаимодействие бобовых и ризобий [71].Кроме того, в исследованиях также практиковался метод выращивания овощей, фруктов, трав и лекарственных корневых растений [72–74], таких как помидоры, картофель, соя, кукуруза, салат, Anthurium andreanum и Acacia mangium [15]. , 59, 75–79].

9 Держатель для растений 9 90 699 Время распыления

No Параметры
1 1 Nature Enterication Туман / спрей / аэрозоль / размер капельки в высоту давление от 10 до 100, низкое давление от 5 до 50 и ультразвуковые туманообразователи от 5 до 25 микрон соответственно Распылительная насадка (высокого и низкого давления, распылительные туманообразователи)
2 Среда для выращивания
2 Растительная среда Любая искусственная опора для корней
3 Желаемый рН питательного раствора Значение рН зависит от сорта (лук 6.0–7,0, огурец 5,8–6,0, морковь 5,8–6,4, шпинат 5,5–6,6, салат 5,5–6,5, помидор 5,5–6,5 и картофель 5,0–6,0) питательный раствор Величина ЕС зависит от сорта (лук 1,4–1,8, огурец 1,7–2,2, морковь 1,6–2,0, шпинат 1,8–2,3, салат 0,8–1,2, помидор 2,0–5,0 и картофель 2,0–2,5 ds· M -1 ) -1 ) EC измерительный прибор
5 Влажность обеспечить 100% доступное влажность Устройство измерения влажности 99 6 Температура Оптимум 15 ° C-25 ° C и температура не должна повышаться до 30°C и ниже 4°C Устройство для измерения температуры
7 Свет внутри ящика Свет внутри ростового ящика должен быть достаточно темным Накройте ростовую камеру локально доступный материал
8 зависит от этапа роста сорта вручную эксплуатацию системы с таймером
9 9 Зависит от стадии роста сорта
3.1. Современное состояние аэропонной системы

Аэропонная система является одним из целостных методов управления производством в сельском хозяйстве, который поддерживает и улучшает агроэкосистему, здоровье и биоразнообразие. Система имеет первостепенную репутацию в отделе садоводства из-за ее влияния на экономические и технические аспекты сельского хозяйства. Среди всех сельскохозяйственных систем только аэропонная система привлекает всеобщее внимание фермеров, политиков, предпринимателей и исследователей в области сельского хозяйства.Фермер может снизить потребность в химических веществах, включая удобрения, гербициды, пестициды и другие агрохимикаты. Садовод может получить более высокую урожайность и качество выращиваемых растений по сравнению с другими методами выращивания. Однако аэропонная система трудоемка. Он предлагает фермерам множество возможностей для увеличения занятости в сельской местности. Фермер может вырастить растение у себя дома, создав искусственную среду для роста. Анита и Периасами [44] сообщили, что в настоящее время многие семьи практикуют аэропонную систему на своей террасе.Кроме того, несколько стран мира используют аэропонику для расширения производства продуктов питания, управляя денежными проблемами и делая нацию естественно дружественной к своим собственным продуктам питания. В то время как несколько лет назад использование аэропонной системы было ограничено практически во всем мире [84]. В настоящее время эта система привлекает все больше внимания фермеров, и несколько стран эффективно внедряют ее в качестве экономичной и экологически чистой системы выращивания овощей и фруктов.Однако это практикуется в следующих странах: Абу-Даби, Австралия, Бутан, Боливия, Бразилия, Бангладеш, Буркина-Фасо, Китай, Канада, Колумбия, Эквадор, Египет, Эфиопия, Франция, Германия, Гана, Греция, Индонезия, Италия, Индия. , Иран, Япония, Израиль, Кения, Корея, Малайзия, Монголия, Малави, Новая Зеландия, Нигерия, Перу, Филиппины, Польша, Россия, Руанда, Саудовская Аравия, Южная Африка, Испания, Сингапур, Южная Корея, Словакия, Шри-Ланка, Тайвань, Таиланд, Узбекистан и Вьетнам. Кроме того, предпринимаются попытки представить систему в других странах мира [23].

3.2. Ключевые проблемы и трудности аэропонной системы

Аэропонное выращивание осуществляется на открытом воздухе и в помещении или в теплице в контролируемых условиях. Это может быть выполнено в помещении, которое включает в себя обеспечение света для роста растений, централизованную доставку питательного раствора и электроэнергию. Растущие растения помещают в ростовую камеру и периодически пропитывают питательным раствором мелким туманом, выбрасываемым через распылительное сопло (рис. 2).Кроме того, аэропонная система дает возможность точно контролировать всю среду камеры выращивания. Аэропонная система — это современная техника ведения сельского хозяйства, которая все еще находится в стадии разработки. До сих пор были проведены ограниченные исследования, и проведенные исследования пришли к выводу, что в системе есть некоторые проблемы и проблемы. Исследования показали, что аэропоника выполняется без почвы или каких-либо твердых сред; так, основными наблюдаемыми проблемами являются вода и питательный буфер, отказ водяных насосов, распределение и приготовление питательного раствора, засорение форсунок распыления и т. д., которые приводят к быстрой гибели выращиваемого растения [40].Кернахан и Купертино [45] сообщили, что аэропонная система обеспечивает лучший контроль роста растений и доступности питательных веществ, а также предотвращает растения от различных болезней и корневой гнили. Однако во время роста растений от посева до сбора урожая методы, принятые в аэропонной системе, требуют небольшого ручного вмешательства, вмешательства в отношении физического присутствия и опыта в области знаний о растениях, контроля окружающей среды и операций для поддержания и контроля роста. завода.


Кроме того, необходимо поддерживать и сохранять параметры питательного раствора, включая температуру питательного вещества, pH и концентрацию EC в узком диапазоне предпочтительных значений для оптимального роста. Если эти параметры выходят за пределы желаемого диапазона, это создаст несколько проблем для роста растений. Кроме того, некоторые дополнительные параметры могут регулироваться для дальнейшей оптимизации роста растений. Дополнительными параметрами являются время распыления, время интервала распыления, температура воздуха, относительная влажность, интенсивность света и концентрация углекислого газа (CO 2 ), которые делают систему сложной и трудоемкой с высокой человеческой энергией и более высоким уровнем эксперта. обучение и навыки работы с системой.Тем не менее, производитель несет ответственность за контроль и мониторинг колебаний вышеуказанных параметров в желаемом диапазоне для достижения подходящих условий роста для конкретных растений. Отсутствие точного контроля и мониторинга параметров может существенно повлиять на рост растения и привести к финансовым потерям. Если какой-либо компонент выходит из строя, когда оператора нет на месте, это может быть обнаружено слишком поздно, чтобы предотвратить ущерб, поскольку системы обычно включают в себя некоторые автоматизированные средства для периодической подачи питательного тумана к корням растений, пополнения резервуара с питательными веществами и управления световыми циклами. и интенсивность.Таким образом, аэропонное выращивание до сих пор считалось несколько неподходящим для местного производителя, и по вышеуказанным причинам редко можно найти установку. Однако основной причиной низкой приемлемости аэропонной системы является не стоимость, а главный недостаток — количество внимания, требуемое от производителя с высоким уровнем знаний и суждений. По указанным выше причинам в аэропонной системе были реализованы более сложные и передовые методы мониторинга для раннего обнаружения неисправностей, мониторинга в реальном времени, а также управления и автоматизации системы.Следовательно, было бы выгодно использовать искусственные интеллектуальные инструменты (рис. 3) в аэропонной системе для своевременного обнаружения неисправностей и диагностики проблем. Таким образом, это может помочь избежать быстрого повреждения выращенных растений и помочь полностью автоматизировать аэропонную систему.


4. Система Aeroponic и сеть датчиков

В последние годы раннее обнаружение неисправностей и диагностика с использованием интеллектуальной системы сельскохозяйственного мониторинга считается лучшим инструментом для мониторинга растений без каких-либо сложных операций и лабораторного анализа, которые требуют знаний в данной области и обширное время.Разработка этих удобных функций привлекла большое внимание в сельском хозяйстве. Система основана на беспроводной сенсорной сети, которая состоит из сервера данных, беспроводного конвергентного узла, множества беспроводных маршрутизаторов и множества беспроводных сенсорных узлов. Однако узлы беспроводных датчиков используются в качестве входных сигналов интеллектуальной системы сельскохозяйственного мониторинга и используются для сбора каждого выбранного параметра сельскохозяйственных операций, подлежащих мониторингу. Парк и др. [85] заявили, что системы на основе беспроводных сенсорных сетей могут быть важным методом полной автоматизации сельскохозяйственной системы, поскольку датчики предоставляют важную информацию в режиме реального времени и, как считается, устраняют значительные затраты только на проводку.В другом исследовании Кима [86] говорится, что в сельском хозяйстве метод сенсорной сети помогает эффективно и плавно улучшать существующие системы, установленные в теплице, путем пересылки собранной информации в режиме реального времени оператору через радиосигналы. Система оптимизирует протоколы передачи, делая их более точными и быстрыми, и максимизирует использование энергии для экономии энергии и снижения потребления. Пала и его команда [40] предположили, что использование методов искусственного интеллекта в аэропонных системах может привести не только к раннему обнаружению неисправностей, но и к полной автоматизации системы без какого-либо или незначительного вмешательства операторов-людей.Аэропонная система может завоевать большую популярность среди местных фермеров, развернув эту технику в системе для целей мониторинга и контроля. Однако это сбережет ресурсы и сведет к минимуму воздействие на окружающую среду. Фермеры могли бы начать понимать свои культуры на микроуровне и общаться с растениями с помощью доступных технологий. Поэтому в этой статье мы исследовали, как технологии беспроводного зондирования вплелись в аэропонную систему. Таким образом, основная цель этой обзорной статьи заключалась в том, чтобы дать представление о различных интеллектуальных инструментах мониторинга сельского хозяйства, используемых для раннего обнаружения и диагностики неисправностей при выращивании растений в аэропонной системе (рис. 4).Кроме того, местным фермерам и производителям было бы полезно своевременно предоставлять информацию о возникающих проблемах и факторах, влияющих на успешный рост растений в аэропонной системе. Принятие интеллектуальных инструментов мониторинга сельского хозяйства может уменьшить понятие неподходящего для любителя.


4.1. Количество сенсорных узлов и входные параметры

В настоящее время использование различных сенсорных технологий практически возможно во всех сферах жизни благодаря резкому развитию доступных в настоящее время технологий.Более того, датчик представляет собой устройство, способное измерять физические атрибуты и преобразовывать их в сигналы для наблюдателя [87]. WSN (беспроводная сенсорная сеть) традиционно состоит из нескольких десятков, а в некоторых случаях и тысяч сенсорных узлов, которые подключены к одному или нескольким сенсорам [88]. Как правило, он включает в себя BS (базовую станцию), которая действует как шлюз между WSN и конечными пользователями. Каждый сенсорный узел состоит из пяти основных компонентов: блока микроконтроллера, блока приемопередатчика, блока памяти, блока питания и блока датчика [89].Каждый из этих компонентов является определяющим при разработке WSN для развертывания. Кроме того, блок микроконтроллера отвечает за различные задачи, обработку данных и управление другими компонентами в узле [88]. Через блок приемопередатчика режим датчика осуществляет связь с другими узлами и другими частями БСС. Это самая доминирующая коммуникативная единица. Блок памяти является еще одной важной частью системы WSN, которая используется для хранения наблюдаемых данных. Блоком памяти может быть RAM, ROM и другие типы флэш-памяти или даже внешние устройства хранения, такие как USB.Наконец, последний блок — блок питания. Это один из важнейших компонентов системы, предназначенный для энергоснабжения узла. Однако блоком питания может быть любой источник; он может храниться в батареях (наиболее распространенных), перезаряжаемых или не включенных в конденсаторах. Кроме того, для дополнительного энергоснабжения и подзарядки силового агрегата мог использоваться имеющийся природный ресурс. Естественные источники производят солнечную энергию в виде фотогальванических панелей и элементов, энергию ветра с помощью турбин, кинетическую энергию воды и так далее.Последним, но не менее важным, является блок датчиков, который включает в себя несколько датчиков для измерения таких параметров, как температура, влажность, углекислый газ, метан и окись углерода [90]. Однако в аэропонной системе общее необходимое количество датчиков и приводов зависит от размера и требований оператора.

4.2. Типы датчиков и параметры мониторинга

В этом обзорном исследовании мы рассмотрели предыдущую работу, проделанную над аэропонной системой с использованием метода сети беспроводных датчиков.Мы обнаружили, что основной задачей системы беспроводной сенсорной сети для аэропонной системы является контроль климатических условий в камере выращивания в соответствии с паспортом урожая. Однако основной принцип аэропонной системы заключается в выращивании растения путем подвешивания в закрытой, полузакрытой или темной среде на воздухе с искусственной опорой. В системе стебли растений, листья и любые плоды растут в вегетативной зоне над суспензионной средой, а корни свисают ниже суспензионной среды в области, обычно называемой корневой зоной [46].Как правило, пена с закрытыми порами сжимается вокруг нижнего стержня и вставляется в отверстие в аэропонной камере для выращивания, что снижает трудозатраты и затраты. Однако шпалеры используются для подвешивания веса культурных растений [44]. В идеале окружающая среда должна быть свободна от вредителей и болезней, чтобы растения росли здоровее и быстрее, чем другие растения, выращенные с помощью технологий. Кроме того, ключом к успеху и высокой урожайности воздушного садоводства является научно обоснованный мониторинг условий и точный контроль среды выращивания.Каждое растение дает урожай и нуждается в различных условиях окружающей среды для роста. Тем не менее, на рост растений в основном влияют окружающие экологические и климатические переменные, а также количество воды и удобрений, поступающих в результате орошения. Существует потребность в мониторинге и контроле параметров жидких питательных веществ в узком диапазоне предпочтительных значений для оптимального роста. Параметры включают температуру питательных веществ, pH и концентрацию EC. Если параметры выходят за пределы желаемого диапазона, растения могут навредить.Кроме того, есть некоторые дополнительные параметры, которые можно регулировать для дальнейшей оптимизации роста, такие как температура воздуха, относительная влажность, интенсивность света и концентрация углекислого газа (CO 2 ). Идрис и Сани [51] сообщили, что единственным решением проблемы мониторинга и контроля условий выращивания в космической среде является применение некоторых датчиков. Датчик может обнаруживать и контролировать ряд параметров, таких как температура, влажность, интенсивность света, уровни O 2 и CO 2 , направление и скорость ветра.Помимо датчиков, также требуются приводы для распределения питательных веществ и воды к корням растений или нижним стеблям (рис. 5). Датчик собирает информацию о различных условиях окружающей среды и направляет сигналы исполнительному механизму, чтобы они сработали и выдали результат собранной информации, чтобы узнать состояние этого параметра. Привод может управлять изменениями окружающей среды. Датчики хранят информацию, которая анализирует окружающую среду и идентифицирует местоположение, объект, людей и их ситуации.Датчик обеспечивает множественные вклады в различных областях, которые зависят от множества атрибутов и вариантов во времени [87, 91, 92].


4.2.1. Датчик температуры

В аэропонной системе температура является одним из важнейших факторов, определяющих рост и развитие растений. Снижение температуры ниже оптимальных условий часто приводит к субоптимальному росту растений. Другой сорт требует другого уровня температуры для процесса фотосинтеза и роста, что может ускорить стадию роста растения.В конечном итоге это принесет нам существенную экономическую выгоду. В аэропонной системе оптимальная температура ростовой камеры не должна быть ниже и выше 4 и 30°С соответственно для успешного роста растений. Колебания температуры аэропонной ростовой камеры могут существенно влиять на рост корней, дыхание, транспирацию, цветение и период покоя [93]. Следовательно, датчики температуры можно использовать для контроля колебаний температуры аэропонной системы. В настоящее время датчики температуры используются во многих приложениях, таких как контроль окружающей среды, предприятия пищевой промышленности, медицинские устройства и обработка химикатов.Датчик температуры представляет собой устройство, в основном состоящее из термопары или резистивного датчика температуры. Датчик температуры измеряет показания температуры в режиме реального времени с помощью электрического сигнала. Датчики собирают данные о температуре из определенного источника и преобразовывают данные в понятную для устройства или наблюдателя форму. Датчик температуры точно измеряет температуры, которые медленнее изменяются в критических приложениях, таких как помещения или помещения, и отправляет их на веб-страницу пользователя.

4.2.2. Датчик влажности

Аэропоника – это метод выращивания растений путем распыления небольшого количества питательных веществ в воздухе. Таким образом, влажность является еще одним важным параметром среды аэропонной камеры для выращивания, и ее контроль признан очень важным для значительного роста растений. В аэропонной системе растение получает всю доступную влагу в ростовой камере. Более того, если в ростовой камере слишком высокая или низкая влажность, оба условия создадут много проблем для растения.Соответственно, точные и точные средства проверки содержания влаги в ростовой камере помогут фермерам контролировать свои культуры и обеспечить подходящую среду для роста растений. Ван и др. [94] сообщили, что датчик влажности — это устройство, которое обнаруживает и измеряет водяной пар, присутствующий в воздухе в помещении или помещении. В настоящее время датчики влажности широко используются в медицине, сельском хозяйстве, мониторинге окружающей среды. Однако наиболее часто используемыми единицами измерения влажности являются относительная влажность [95].Разработка датчиков влажности показала значительный прогресс благодаря использованию в последние годы различных типов чувствительных материалов. Чувствительные материалы, используемые в датчиках влажности, можно разделить на керамику, полимеры и композиты [96]. Датчик влажности может быть помещен в камеру роста для поддержания уровня влажности. Если уровень влажности становится меньше, чем требуется для растений, датчики передают сигналы на распылительные форсунки для выполнения своей работы.

4.2.3. Датчик интенсивности света

Как мы знаем, всем овощным растениям и цветам требуется большое количество солнечного света, и каждая группа растений по-разному реагирует на интенсивность света и имеет разную физиологию.Некоторые растения хорошо себя чувствуют при низкой интенсивности света, а некоторые — при высокой. Однако аэропонная система работает в комнатных условиях, поэтому фермеру необходимо обеспечить достаточное количество света, по крайней мере, от 8 до 10 часов в день, чтобы вырастить здоровое растение. Искусственное освещение является лучшим вариантом для обеспечения достаточной интенсивности для получения здорового растения [97, 98]. В традиционной аэропонной системе контроль количества света, присутствующего в камере для выращивания, в основном осуществляется фермером путем наблюдения за состоянием растений.Однако точное обеспечение требуемой концентрации света отнимает много времени и требует от фермера сложной задачи. Лучше использовать интеллектуальные методы ведения сельского хозяйства для контроля интенсивности света в аэропонной системе. Интеллектуальные методы ведения сельского хозяйства подразумевают использование сенсорной системы для контроля интенсивности света. Датчик освещенности — это электронное устройство, которое используется для обнаружения наличия или отсутствия света и темноты. Существует несколько типов датчиков света, включая фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы.Эти датчики света различают вещество света в ростовой камере и увеличивают или уменьшают яркость света до более комфортного уровня. Датчики освещенности можно использовать для автоматического управления освещением, например включения/выключения. Приняв сеть датчиков в аэропонике, фермер сможет контролировать интенсивность света без какого-либо вмешательства человека. Поскольку датчики будут выполнять всю работу, например, если интенсивность света в ростовой камере будет меньше, чем количество света, необходимое для роста растений, датчик автоматически перенаправит сигнал на светодиодную лампу для включения до тех пор, пока количество света не достигнет желаемый уровень.

4.2.4. CO
2 Датчик

Соответствующая концентрация кислорода в корневой среде имеет решающее значение для поддержания метаболизма корней в питательном растворе. Доступная концентрация кислорода для корневой среды является чрезвычайно важным фактором, поскольку низкие концентрации влияют на корневое дыхание, поглощение питательных веществ и, следовательно, на рост растений [66]. Таким образом, датчик CO 2 можно использовать для мониторинга колебаний содержания углекислого газа в аэропонной ростовой камере.Датчик углекислого газа — это прибор, который используется для измерения концентрации углекислого газа. Bihlmayr [99] сообщил, что датчики CO 2 используются для измерения качества воздуха в помещении в здании для выполнения вентиляции по потребности. Однако диапазон измерения данных датчика CO 2 находится в пределах от 500 до 5000 частей на миллион. Существует два основных типа датчиков CO 2 , которые включают недисперсионные инфракрасные датчики углекислого газа (NICDS) и химические датчики углекислого газа (CCDS). инфракрасный детектор, интерференционный фильтр, световая трубка и источник инфракрасного излучения.Однако КДС чувствительных слоев изготавливаются на основе полимера или гетерополисилоксана с низким энергопотреблением [100].

4.2.5. Датчик уровня воды

Аэропоника – это метод выращивания растений, предусматривающий распыление небольшого количества питательного раствора в ростовой камере. Таким образом, нет никакого использования почвы; для выращивания растения от прорастания до сбора урожая требуется только вода. Таким образом, резервуар с водным питательным раствором является одним из основных компонентов аэропонной системы, за которым следует следить в течение всего периода роста.В традиционной аэропонной системе фермер проверяет уровень питательных веществ в воде в резервуаре с питательным раствором, и если он обнаруживает, что уровень воды ниже желаемого, он поддерживает его соответствующим образом. Однако, внедрив методы точного земледелия, фермер сможет отслеживать и контролировать уровень питательных веществ в воде с помощью интеллектуальных методов, таких как беспроводные датчики. Датчики уровня питательных веществ в воде определяют уровень жидкости в резервуарах и облегчают оператору сбор данных об уровне питательных веществ в воде в режиме реального времени.Датчики предупредят оператора о любом потенциальном повреждении имущества в результате любых утечек, а также позволят узнать, когда контейнер почти опустеет.

4.2.6. Датчик EC и pH

В аэропонной системе продуктивность растений тесно связана с поглощением питательных веществ и регулированием EC и pH питательного раствора. Концентрация EC и pH питательного раствора влияет на доступность питательных веществ для растений [101]. Концентрации pH и EC контролируются, чтобы предотвратить рост барьера.Их измерение необходимо, так как растворимость минералов в кислой, щелочной и ионной концентрации всех видов в растворах различна, а концентрация раствора меняется с растворимостью [102, 103]. Неконтролируемая концентрация EC и pH в питательном растворе быстро приведет к ситуации, когда растения не смогут усваивать необходимые питательные вещества, и если это не исправить, это в конечном итоге приведет к вредному росту растений и низкой продуктивности. Таким образом, концентрация EC и pH в питательном растворе является критическим параметром, который необходимо измерять и контролировать в течение всего периода роста растения.Кроме того, в традиционной аэропонной системе значения EC и pH питательного раствора в основном контролируются вручную путем проведения лабораторных анализов или с использованием современного оборудования, что требует много времени. Например, когда EC питательного раствора уменьшается или увеличивается, контроль концентрации питательного раствора в основном достигается путем добавления более высококонцентрированного питательного раствора или пресной воды, соответственно, к питательному раствору для поддержания уровня EC на заданном целевом уровне. спектр.Точно так же для pH раствор кислоты и раствор щелочи используются для контроля колебаний pH питательного раствора в пределах заданного целевого диапазона [101]. Тем не менее, эти традиционные методы требуют много времени и являются сложной задачей для фермера, чтобы точно поддерживать значение EC и pH в желаемом диапазоне. Кроме того, для решения вышеуказанных проблем можно использовать датчики EC и pH.

5. Рабочий протокол датчика в системе Aeroponic

Сегодня миру требуются автоматические инструменты, которые выполняли бы большую часть работы за них, не беспокоя пользователя выполнением какой-либо задачи.Таким образом, концепция заключается в очень высоком уровне системы автоматизации, которая будет в значительной степени независима от своих пользователей, сократит человеческие усилия и сэкономит все виды использования ресурсов, поскольку мониторинг и управление будут выполняться компьютерами, оставляя очень мало места. мало легко выполнимых задач для людей, и это заинтересует больше людей присоединиться к этой области [104–106]. Кроме того, система мониторинга и управления для аэропонной системы в основном состоит из следующих разделов, которые включают в себя аэропонную систему, сбор данных, управление оборудованием, модуль передачи данных, сервер облачной обработки данных, платформу социальной коммуникации и мобильное приложение.Типичная архитектура узлов датчиков для управления и мониторинга аэропонной системы показана на рисунке 6. Кроме того, в архитектуре секция сбора данных относится к некоторым узлам датчиков, используемым в системе для создания модуля сбора данных. Модуль сбора данных размещается в аэропонной системе или рядом с вегетационной камерой для сбора информации в режиме реального времени по выбранным параметрам (температура, интенсивность света, влажность, уровень питательного раствора, количество распыления и фотографии растущих растений) и передачи собирал данные в центр контроля и управления.Однако раздел контроля и управления относится к центральному процессору (ЦП) системы. ЦП системы состоит из некоторых основных функций, таких как протоколы Arduino и WRTnod, работа которых заключается в хранении, управлении данными, собранными с узлов сбора, обработке, а затем точной и автоматической отправке на веб-сервер в режиме реального времени [104–109]. . Таким образом, система может помочь фермеру и производителю контролировать и управлять интеллектуальной аэропонной системой удаленно с помощью мобильного приложения. Другими словами, растение сможет через мобильное приложение общаться с фермером, чтобы узнать, хорошо ли работают выбранные параметры.


6. Преимущества сенсорных технологий в аэропонной системе

Постоянно растущие потребности в продуктах питания требуют быстрого улучшения и развития системы производства продуктов питания. Однако для повышения качества и урожайности возделываемой культуры люди переходят к современным технологиям выращивания растений в сельском хозяйстве. Таким образом, аэропоника является одной из перспективных технологий выращивания растений в сельском хозяйстве как современная технология возделывания, при которой растение выращивается в воздушной среде без какой-либо поддержки почвы.В аэропонной системе для успешного роста растений необходимо контролировать ряд параметров, поскольку растению не предоставляется среда для выращивания. Например, если у растения внезапный стресс, а фермера нет на участке, это означает, что растение погибнет. Поэтому правильный уход за урожаем имеет важное значение. В традиционной аэропонной системе гровер использует свои знания, навыки и суждения для настройки и поддержания таких параметров, как электропроводность и рН-метр, минимальная и максимальная температура, интенсивность света и уровень влажности, с помощью нескольких инструментов и проверяет показания, которые необходимы для работы. интенсивная и трудоемкая задача.Чтобы решить вышеуказанные проблемы, можно разработать аэропонную систему с сетью беспроводных датчиков и приводов для контроля ключевых параметров с меньшими трудозатратами, временем и без каких-либо технических знаний. Сеть беспроводных датчиков и приводов предлагает несколько преимуществ, включая более быструю реакцию на неблагоприятные климатические условия и лучший контроль качества урожая, который производится при меньших затратах на рабочую силу. Это продвижение в аэропонной системе через сеть беспроводных датчиков для мониторинга окружающей среды в камере роста является полезным.Тем не менее, система мониторинга также предлагает широкий спектр информации, которая может потребоваться специалистам по растениеводству или растениеводам для лучшего понимания того, как эти параметры окружающей среды и питательных веществ коррелируют с ростом растений. В настоящее время признано, что растениевод может легко и в совершенстве овладеть навыками, необходимыми для работы с аэропонной системой. Он обеспечивает полный контроль над системой не за счет постоянного ручного внимания со стороны оператора, а в значительной степени за счет беспроводных датчиков.

7.Будущая заявка

Методы искусственного интеллекта в сельском хозяйстве рассматриваются как перспективные, улучшающие методы принятия решений в сельском хозяйстве. В настоящее время он быстро приобретает намерения людей, становится все более и более заметным в нашем обществе и динамично меняет наше социальное сознание и образ жизни. Методы предоставляют несколько возможностей для мониторинга роста и развития растений от до сбора урожая до после сбора урожая. Аэропоника — это новая технология выращивания растений в сельском хозяйстве, которая все еще находится в стадии разработки.Тем не менее, мы просмотрели литературу и обнаружили, что было проведено лишь ограниченное исследование внедрения интеллектуальных сельскохозяйственных методов в аэропонной системе. Более того, до сих пор в большинстве исследований была разработана аэропонная система с использованием беспроводной сенсорной сети с использованием ZigBee и системы Arduino с Bluetooth, глобальной системой мобильной связи и Wi-Fi, а также модулями связи. В ходе обзора литературы мы отметили, что ни в одном отдельном исследовании не была реализована идея облачных вычислений и методов больших данных в аэропонике для сбора информации в реальном времени через Интернет.Методы предоставляют пользователю множество преимуществ, таких как снижение первоначальных затрат, выделение ресурсов по запросу, а также обслуживание и обновление, выполняемые на серверной части, простая и быстрая разработка. Методы дают оператору возможность оставаться на связи с системой, используя мобильные аксессуары, такие как смартфон, планшет и ПК, в любом месте через Интернет, которое не ограничено условиями, местоположением и временем. Кроме того, система будет разработана с использованием дополнительных методов искусственного интеллекта, таких как обработка изображений, автоматические рассадопосадочные машины и роботы для сбора и упаковки.Целью обработки и анализа изображений является измерение и определение физиологии, роста, развития, дефицита питательных веществ, болезней и других фенотипических свойств растений с помощью автоматизированного и неразрушающего анализа.

8. Применение методов искусственного интеллекта в сельском хозяйстве

Сельское хозяйство — это примитивное и древнее приложение, которое люди начали использовать сразу после рождения на Земле. Он имеет обширную историю между многочисленными отраслями и очень тесно связан с человеческим развитием на земле.Более того, в прошлом сельскохозяйственный сектор был трудоемким, но фермеры следующего поколения, исследователи и связанные с ними организации предложили и применили новые методы ведения сельского хозяйства, технологии, навыки и знания в сельском хозяйстве как современной эпохи для снижения трудоемкости. задача. В настоящее время технология считается ключевым инструментом для преодоления многих проблем и облегчения жизни людей. В прошлом многие проблемы сельского хозяйства, особенно в управлении оросительной водой, производстве урожая, прогнозировании состояния окружающей среды и принятии решений, решались многими факторами.Кроме того, оплодотворение часто решается математическими уравнениями, формулами или опытом экспертов. Выращивание представлено описательным и причинным знанием, а диагностика вредителей и болезней представлена ​​неопределенным знанием. Таким образом, эти знания и опыт алогично неполны и неточны, и традиционные процедуры не могут с ними справиться. Однако у искусственного интеллекта есть свое превосходство. Это может быть эффективным подходом для решения сложных задач на уровне экспертов с использованием имитационных экспертов [110].Термин «искусственный интеллект» (ИИ) был разработан в 1956 году как «наука и техника создания интеллектуальных машин» [111]. Это зарубежная дисциплина, которая была разработана для взаимодействия нескольких областей, таких как информатика, теория информации, кибернетика, лингвистика, нейрофизиология и психология [112]. Основная цель создания интеллектуальных методов — находить решения сложных проблем и работать, реагировать и реагировать, как люди. Он выполнял работу лучше, чем высококвалифицированный человек, и приносил положительные экономические и экологические результаты [112, 113].Инструменты искусственного интеллекта (ИИ) помогли предсказать поведение нелинейных систем и управлять переменными для улучшения условий работы системной среды [114–117]. В недавно опубликованном отчете подчеркивается, что искусственный интеллект становится частью решений, направленных на повышение производительности сельского хозяйства. Ожидается, что глобальный искусственный интеллект в сельском хозяйстве будет расти на значительном уровне. Он используется для повышения эффективности повседневных задач в сельском хозяйстве, таких как внедрение роботов и дронов, протоколов мониторинга состояния урожая, автоматизированной системы орошения и беспилотных тракторов [118].В настоящее время проведено несколько исследований по внедрению методов искусственного интеллекта в сельское хозяйство. Попа [119] показал, что некоторые из разработанных приложений для сельского хозяйства представляют собой экспертные системы и программное обеспечение, датчики для сбора и передачи данных, а также роботы и средства автоматизации, адаптированные из различных отраслей в сельское хозяйство, тогда как экспертные системы и программное обеспечение представляют собой процесс планирования, такой как как стратегический или оперативный; он существенно выиграл от расширения использования персональных компьютеров и Интернета.Системы генерируются с помощью структурированной базы знаний и механизмов рассуждений, полученных от человека-эксперта, но с повышенной вычислительной мощностью и скоростью [120]. Эти системы могут разграничивать зоны управления с учетом соответствующих факторов и могут рекомендовать подходящие севообороты, оптимальную густоту растений, потребности в воде, надлежащее использование удобрений, диагностировать вредителей и болезни сельскохозяйственных культур и предлагать профилактические или лечебные меры [121]. Хуанг и др. [122] обсуждали программные вычисления и их применение в сельском хозяйстве.В исследовании сообщается, что мягкие вычисления представляют собой комбинацию вычислительных технологий, таких как искусственные нейронные сети (ИНС), нечеткая логика (ФЛ) и генетические алгоритмы (ГА). Эти методы противопоставлены методу жестких вычислений, который состоит из огромного набора стохастических и статистических методов. Жесткие вычисления обеспечивают неточные решения и результаты очень сложных задач посредством моделирования и анализа с допуском неточности, неопределенности, частичной правды и приближения.Однако методы мягких вычислений используются для достижения управляемости и надежности. Он обеспечивает недорогое решение с допустимой неточностью, неопределенностью, частичной правдой и аппроксимацией [123–127]. Суи и Томассон [128] разработали ИНС с прямой связью, обученные BP, для прогнозирования состояния азота в растениях хлопчатника на основе данных наземной системы датчиков. Тумбо и его команда [129] использовали подвижную систему для определения состояния хлорофилла в кукурузе с использованием нейронных сетей с прямой связью, обученных BP, и волоконно-оптической спектрометрии для получения данных о характере спектрального отклика на кукурузных полях.Танг и др. [130] разработали метод классификации сорняков на основе текстуры, состоящий из низкоуровневого алгоритма выделения признаков на основе вейвлета Габора и высокоуровневого алгоритма распознавания образов на основе ИНС. Эль-Факи и группа [131] разработали и протестировали алгоритмы обнаружения сорняков на основе ИНС, способные обнаруживать основные виды сорняков, конкурирующих с посевами пшеницы и сои. Исследование, проведенное Кришнасвами и Кришнаном [132], предсказало скорость износа форсунок для четырех вентиляторных форсунок с использованием методов регрессии и ИНС.Пирсон и Уиклоу [133] разработали нейронную сеть для идентификации видов грибов, поражающих одиночные ядра, используя основные компоненты спектров отражения в качестве входных признаков. Смит и др. [134] разработали модели круглогодичного прогнозирования температуры воздуха для горизонтов прогнозирования от 1 до 12 часов с использованием ИНС с прямой связью. Заде [123] ввел понятие нечетких множеств как средства описания сложных систем без требований к точности. Нечеткая логика также может быть полезна для описательных систем, которые находятся где-то между жесткими и мягкими системами, такими как биология и сельское хозяйство [135].Исследования показали, что в сельском хозяйстве нечеткая логика используется для многокритериального анализа изображения, классификации изображений, картирования растительности, оценки пригодности почвы и планирования лесозаготовок [136–143]. Аль-Фарадж и его коллеги [144] установили основанный на правилах индекс водного стресса для сельскохозяйственных культур (CWSI), используя данные вегетационной камеры, и протестировали этот метод на кронах высокой овсяницы, выращенной в теплице. Томсон и др. [145] и Томсон и Росс [146] разработали комбинированный метод планирования орошения на основе датчиков и моделей.Ян и др. [147, 148] сообщили о разработке системы захвата/обработки изображений для обнаружения сорняков и системы принятия решений на основе нечеткой логики для определения, где и в каком количестве применять гербицид на сельскохозяйственном поле. Гил и его команда [149] применили множественную линейную регрессию и модели логического вывода для оценки влияния микрометеорологических условий на применение пестицидов для двух видов опрыскивания (мелкодисперсного и очень тонкодисперсного). Цю и др. [150] создали нечеткую систему принятия решений по ирригации, используя виртуальную инструментальную платформу датчиков, контрольно-измерительные приборы, регистратор данных и LabVIEW.Как правило, в опубликованных исследованиях используются двухпозиционные контроллеры, когда присущая процессу орошения сложность затрудняет достижение оптимальных результатов [151]. Али и др. [152] разработали контроллер температуры и влажности внутри теплицы с использованием нечеткой логики. Тем не менее, было проведено несколько исследований для разработки многих стратегий управления для оптимизации среды теплицы с использованием методов искусственного интеллекта, таких как нейронная сеть, контроллер с нечеткой логикой, адаптивное прогнозирующее управление, ПИД и нелинейное адаптивное ПИД-управление [153–159].Чжу и др. [160] использовали удаленную беспроводную систему для онлайн-мониторинга качества воды в интенсивной аквакультуре с использованием искусственных нейронных сетей. Результаты показывают, что онлайн-мониторинг информации о качестве воды может быть точно получен и спрогнозирован с помощью удаленной беспроводной системы. Махаджан и др. [161] сообщили, что в сельском хозяйстве примечательно то, что применение компьютерного зрения выросло из-за снижения стоимости оборудования, увеличения вычислительной мощности и растущего интереса к неразрушающим методам оценки пищевых продуктов.Использование этих методов имеет преимущества по сравнению с традиционными методами, основанными на ручной работе; тем не менее, есть еще некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть. Более того, принцип искусственного интеллекта в сельском хозяйстве заключается в том, что машина может воспринимать окружающую среду и, благодаря определенной способности гибкой рациональности, может действовать для достижения определенной цели, связанной с этой средой.

9. Заключение

Целью нашего исследования было представить информацию об использовании автоматизированной техники контроля и управления в аэропонной системе.Аэропонная система – это новый метод выращивания растений в современном сельском хозяйстве. Его наличие может позволить производить продукты питания круглый год без перерыва. Система может создать отличный набор, который поощряет устойчивую городскую жизнь для тех людей, которые хотят жить в городской местности. Кроме того, во время роста растений от посева до сбора урожая методы, принятые в аэропонной системе, требуют небольшого ручного вмешательства, вмешательства в отношении физического присутствия и опыта в области знаний о растениях, контроля окружающей среды и операций по поддержанию и контролю роста. завода.Поэтому система до сих пор считается несколько непригодной для садовода, и из-за вышеперечисленных причин нечасто можно найти установку. Мы изучили литературу и обнаружили, что внедрение инструментов передовой технологии мониторинга в аэропонике может дать фермеру возможность отслеживать и контролировать несколько параметров без использования лабораторных приборов, а фермер может удаленно управлять всей системой. Таким образом, это может снизить представление о полезности системы из-за сложного ручного процесса мониторинга и управления.Эта технология предлагает невероятные возможности аэропонной системы для повышения производительности, надежности и доступности среди фермеров и производителей. Мы считаем, что наша обзорная статья будет способствовать внедрению передовой технологии мониторинга в аэропонной системе. Тем не менее, этот метод предоставляет широкий спектр информации, которая может потребоваться специалистам по растениям для лучшего понимания того, как эти параметры окружающей среды и питательных веществ коррелируют с ростом растений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.