Что такое гидропоника? История.

Гидропоника – наше все…

Гидропоника является древней наукой о выращивании разнообразных растений заменяя почву водой, в которой растворяют питательные вещества необходимые для роста и формирования.

Хотя гидропонных систем существует огромное множество, принцип работы данной технологии достаточно прост. Выращивая таким образом, корни растений расположены в воде содержащей питательные вещества. Раствор питательных веществ в воде – это основа всех гидропонных методик выращивания. Однако растения не могут удерживаться в воде в одном положении учитывая ее физические свойства, поэтому для закрепления используют инертный субстрат (керамзит, перлит, кокосовое волокно или минеральная вата). Таким образом растение закреплено в субстрате, но питание поставляется через корни опущенные в воду.

На настоящий момент доступные на рынке гидропонные системы изготовлены с использованием высоких технологий и на первый взгляд кажутся сложными в использовании. Но на самом деле все намного проще чем кажется! Что бы более точно понять гидропонные технологии, их преимущества и необходимость, нужно заглянуть в историю. Ведь все что считается новыми технологиями, на самом деле построено на древних знаниях.

История возникновения гидропоники.

Пожалуй начнем с самого начала, когда миллионы лет назад жизнь на земле только зародилась, миром правили простейшие организмы и морские водоросли. Эти самые водоросли в процессе эволюции развивались и адаптировались к существованию в почве, при дефиците воды. Но изначально они существовали именно благодаря гидропонным способам питания посредством извлечения питательных веществ из водяного раствора.
На этом водоросли мы пока оставим, плавали они себе в этом супе, никому не мешали, пока не появился он – человек. Которому, как известно, все нужно и всего хочется.

Не сразу, конечно, веке так в 18, примерно, люди обнаружили, что изучаемые ими растения впитывают питательные вещества в виде неорганических ионов растворенных в воде. Тогда они предположили, что растения находясь в почве используют ее для укрепления, а так же в качестве резервуара с полезными веществами. Но сама почва в принципе не обязательна для выращивания растений, поскольку ее можно легко заменить на любой другой субстрат который способен удержать растение в вертикальном положении, а минеральные вещества доставлять к корням с помощью раствора воды.

Висячие сады Семирамиды – выращивались на гидропонике?

Известно что первые факты выращивания способом гидропоники появились в древности, когда люди начали заниматься выращиванием растений.
Всем известное чудо света – Висячие сады Семирамиды в Вавилоне датируется 600 годом до нашей эры. Во многих источниках подтверждают это как факт первого упоминания о гидропонике. Но так ли это на самом деле…
На самом деле Висячие сады Семирамиды выращивались не гидропонными способами по определению. Растения действительно находились в специальных желобах, где беспрерывный напор воды омывал их корневую систему. Но то обстоятельство что желоба наполнялись землей отвергает возможность предположить что этот способ является гидропоникой. В общем здесь имеет место быть не правильный перевод в первоисточниках, а дальше, как всегда, «бабушкино радио» - от одной статьи к другой информация искажается. Было бы не удивительно, если кто то в итоге назвал Висячие сады Семирамиды самой продвинутой в мире гидропонной системой, которую не могут повторить даже сейчас :)

Но почему нам это важно, если данный случай не попадает под тематику нашей статьи? Что бы там не говорили, а сады Семирамиды – это самое первое доказательство огромной и уникальной на тот момент оросительной системы интегрированной в строение. Логично предположить что данная мысль великих древних инженеров плавно эволюционировала в действующую гидропонику.

Плавучие сады, как первая действующая гидропонная технология.

Самая настоящая древняя гидропонная технология датируется 1100 годом. Именно тогда в Южной Америке и Мексике индейские племена стали применять систему выращивания растений на плотах называемых Чинампа. Плодородных земель не хватало, поэтому сообразительные ацтеки и другие племена плели специальные плоты на которые накладывалась питательная для растений грязь добытая на местах извержения вулканов.
Плоты, или плавучие острова, как их еще называли, использовались для эффективного выращивания многих культур. Корни прорастали сквозь грязь и окунались в воду. Таким образом питание поступало не только из воды, но и благодаря питательной грязи. Водоемы на которых размещали плавучие сады были богаты солями, а вода отлично насыщена кислородом. Все это в совокупности представляет идеальную гидропонную систему в естественных условиях.

Данный метод широко применялся и в других частях света, например, в 1275 году, знаменитый Марко Поло узрел те же плавучие сады в Китае.
К сожалению точно сказать не возможно, где стали применять плавучие сады впервые, но можно однозначно утверждать, что они являются настоящей первой гидропонной технологией применяемой в древности.

От теории о гидропонике к практике.

Никто не спорит с тем, что индейцы изобрели прекрасную гидропонную технологию, но они понятия не имели как и почему растения растут на воде лучше чем в почве. Все их действия основывались только на логике и наблюдениях. Здесь не растет, давай там попробуем, оооо, тут растет лучше, будем так и выращивать пока не найдем где лучше… как то так все и происходило, пока люди не стали интересоваться наукой и задавать во пророс «почему».

Грянул 1699 год полный перемен, надели умные дядьки парики курчавые и начались нечеловеческие эксперименты над растительностью разнообразной :)

Позвольте представить, Джон Вудвард, где то натуралист, в чем то историк увлекающийся ботаникой, а по совместительству член элитного английского королевского общества.
Так чем же мы обязаны Вудварду? Оказывается он первый провел ряд экпериментов и предъявил доказательства Миру, что растения получают питание из грунта с помощью воды. Радуйтесь индейцы! Ведь теперь Вашим до селе странным действиям есть разумное объяснение. Оказывается растения не только любят плавать дрейфуя под открытым небом на самодельных плотах, оказывается таким образом им более доступны необходимые полезные вещества растворенные в воде.

В одном из своих экспериментов Вудвард доказал, что растения намного лучше растут и формируются в речной воде, чем в чистой либо дистиллированной. Логично предположить что растения берут из грязной речной воды нечто для себя полезное, что несомненно, помогает их развитию. Он пошел дальше и в следующих своих экспериментах решил добавлять разное количество почвы в воду. Те растения которые получали большую порцию земли растворенной в воде росли заметно шустрее. Это означало только одно, что вещества содержащиеся в почве растворяясь в воде благоприятно влияли на рост растений и чем больше этих веществ, тем лучше.

После заявлений Вудварда, знания о растениях развивались довольно медленно, пока через 100 лет еще один английский ученый, которого завали Джозеф Пристли, на удивление всем доказал, что растения способны изменять состав воздуха в своем окружении.
Немногим позже он вычислил формулу кислорода и экспериментально подтвердил, что живые растения поглощают из атмосферы углерод и взамен выделяют кислород которым мы все так любим дышать.
Еще позже, в 1779 году Ян Ингенхауз доказал, что для фотосинтеза растениям ко всему прочему нужен свет.
Под фотосинтезом понимают процесс образования органических веществ из доступного в атмосфере углекислого газа а так же воды при условии наличия света.

Таким образом только в 19 веке люди стали понимать основные принципы роста и развития живых растений. Однако какие необходимы полезные вещества для роста, еще никто не знал.

В 1860 году немецкий биолог первым поведал Миру формулу питательного раствора для выращивания растений.
Совместно с немецким агрохимиком Вильгельмом Кнопом Юлиус фон Закс заложил фундаментальные основы гидропоники как науки. Естественно, органических солей которые применялись учеными для приготовления питательного раствора было не достаточно, вероятно их формула была очень проста и соответственно мало эффективна. Но главное то, что их поддержали другие ученые и в дальнейшем путем комбинирования различных элементов и их концентраций, стало известно какие вещества важны растениям для роста и развития, а какие бесполезны.

Основание современной гидропоники

Основателем гидропоники считается Уильям Ф. Герик, который в 1920 - 30 годы первым поставил культурные растения на промышленное выращивание методом гидропоники, он же автор термина «Гидропоника». Безусловно его работы сильно потрясли ученый мир, зародили новое направления, появились приверженцы и даже фанаты данного метода выращивания.
Под впечатлениями новых открытий многие даже заявляли, что выращивание в земле – это пережитки прошлого. Наука еще не была готова к выращиванию растений в промышленных масштабах, это повлекло большое количество неудач. Инвесторы вложились в коммерческое выращивание методом гидропоники, но их ожидания были обмануты из-за недостатка знаний и опыта. Люди были уверены, что в данной технологии есть огромный потенциал. Общественное внимание к гидропонике породило большое количество лабораторий и научных исследований. А книга Герика Полный справочник по беспочвенному садоводству продается даже сейчас, ее последнее переиздание произошло в 2008 году.

Разные ученые умы трудились над совершенствованием гидропоники. Пока Герик работал над устройством гидропонных систем, Денис Р. Хогланд пытался создать идеальный питательный раствор, который был опубликован в 1933 году и известен под названием «раствор Хогланда». Удивительно, но данная формула практически не изменилась до настоящего времени и остается образцом для многих садоводческих лабораторий, которые используют ее для собственных экспериментов. Раствор Хогланда в неизменном виде применяется сейчас для выращивания на промышленных плантациях.

Но, обязательно стоит заметить, что пока Геррик проводил свои безусловно важные эксперименты, в советском институте плодоводства под руководством Д.Н. Прянишникова была создана и великолепно функционировала крупнейшая на тот момент гидропонная система.
Начиная с 1936 года культурные растения успешно выращивались в советском союзе. Первый Научно Исследовательский Институт проводящий работы по гидропонике был создан в Минске (теперешняя Беларусь). Знаменитый сейчас метод аэропоники так же был разработан в Минске, а глобальные испытания проводились в Киевском ботаническом саду.

Первое объемное применение методов гидропоники.

В 1940 – 1944 годы (военный период) на островах тихого океана солдаты США столкнулись с голодом. Снабжение практически не осуществлялось в связи с опасностью при транспортировке, а выращивать на соленых скалах при недостатке воды было крайне сложно и не выгодно. Люди были вынуждены испробовать выращивание методом гидропоники, что давало потрясающие результаты. Даже после окончания войны американцы продолжали растить таким образом, считая его наиболее эффективным. Использовалась система нутрикультуры изобретенная Робертом и Алисой Уитроу в известном университете Пардью. Подобный метод сейчас называют системой периодического затопления. Система имела объемные желоба, которые заполнялись гравием и затоплялись питательным раствором по нескольку раз в день. После каждого такого затопления гравий медленно просыхал, что позволяло корням получать необходимое количество кислорода.

Творческий гидропонный кризис

На протяжении следующего десятилетия никаких изменений в науке не происходило, открытий не делалось. Люди пытались открывать достаточно большое количество проектов в местах с бедной на питательные элементы почвами. Однако практически все подобные проекты были провалены. Негативно сказалась приличная себестоимость гидропонных систем, технология была далеко не совершенна, не совсем понятно как удерживать железо в питательном растворе. А главное, еще не придумали подходящий субстрат для удерживания растений. Гравий, столь любимый в то время был очень тяжелым и плотным, поэтому не совсем подходил для данных целей.

Но процесс эволюции неумолимо двигался вперед. Ряд открытий в других отраслях положительно повлияли на развитие гидропоники. В 1960–1970 годы мы наблюдали ряд событий, которые «поставили науку на ноги». Например, всем известная минеральная вата широко применяемая как утеплитель в строительстве прекрасно сыграла роль субстрата (вместо гравия). Начали производить хелаты – вещества способствующие удержанию микроэлементов в растворе. Стали доступными сложные соли. Начинает развиваться промышленность по производству пластмасс, что дает возможность создавать необходимые формы гидропонных систем.

В это же время в СССР выходят ряд научно популярных статей, описывающие перспективы использования гидропоники в сельском хозяйстве.

Техника питательного слоя.

Эта методика была разработана в 1970 году доктором Алленом Купером и сокращенно называлась NFT. А в 1979 году вышло издание под названием Азбука NFT. Это была небольшая книжка, которая имеет спрос по сей день. Техника питательного слоя быстро получила признание во всем мире и стала широко использоваться для промышленного выращивания растений имеющих короткий жизненный цикл, например, салаты, или другая зелень.
Аббревиатура NFT обозначает Nutrient Film Technique – в переводе Техника Питательной Пленки. Метод довольно прост и эффективен! Рабочая поверхность имеет не значительный наклон, по которой тонкой пленкой стекает заранее подготовленный питательный раствор. На плоскость устанавливаются кусочки с минеральной ватой в которую укореняются саженцы. Корневая система пробив вату распространяется по плоскости затопляемой питательным раствором. Такой метод отчасти напоминает аэропонику, поскольку сама гидропонная основа почти отсутствует.

General Hydroponics

Одна из первых известных гидропонных компаний была основана в 1978 году Лоуренсом Бруксом, который провел модернизацию и значительное усовершенствование известных на тот момент гидропонных систем. Во первых он уменьшил их до компактных размеров дав возможность установить ее в небольших помещениях. Все системы снабжались лучшими питательными растворами для тех времен, которые разработал доктор Кэл Герман работающий в НАСА. Их технология впервые была предложена мелким городским предпринимателям и любителям. В первое время бизнес шел вяло, но со временем окреп и в 1980 годах сотни любителей пользовались гидропонными системами этой компании.

Но наши ученые не спали в это время и пытались двигаться в направлении развития гидропоники как перспективной науки. В 1986 году Тимирязев Климент Аркадьевич (историк, профессор Московского университета) наглядно показал методику выращивания растений на питательном растворе. На всероссийской промышленной выставке он выставил растения, которые были помещены в аккуратный, красивый стеклянный куб. Растения размещались в сосудах заполненных питательными растворами минеральных солей. Но к сожалению разработки Тимирязева не были признаны общественностью. Данные методики выращивания растений посчитали неуважительными по отношению к традиционным (земельным) способам выращивания. Конечно, можно предположить что растение в кубе без почвы выглядело как заключенный в клетке, отсюда и выводы тогдашних «темных» смотрителей.

Самая эффективная гидропоника!

В этом же году Хиллель Соффер – израильский ученый находясь в Калифорнии создал уникальную гидропонную систему, которую прозвали «водоворот - вертушка». Этот метод на настоящий момент считается самым эффективным из возможных. Вот пример гидропонной системы по технологии RainForest, где насос распыляя воздух образует водоворот, таким образом принудительно нагнетая кислород к корням растений.
В своих исследованиях он доказал неоспоримую взаимосвязь между уровнем кислорода растворенным в воде и ростом растения. Таким образом он на примере, увеличением количества кислорода в питательном растворе заставил ускорить рост фикуса Бенджамина.
Благодаря научным достижениям Хиллель Соффера зародились основы аэрогидропоники, очень значимой отрасли в современной гидропонике.

Зарождение домашней и промышленной гидропоники.

Примерно в 1980 году на территории США и Канады начинает появляться большое количество компаний, которые начинаю производство систем как для промышленного выращивания растений, так и для домашнего. Именно в этот момент наука стала развиваться в двух направлениях: любительская и промышленная гидропоника. Начали появляться любители выращивания редких коллекционных, тропических и лекарственных растений методом гидропоники в домашних условиях.

В Европе в 80-е годы никаких значимых открытий не совершалось. Но стоит заметить что в Голландии профессионалы и любители начали совершенствовать свои собственные методы и наработки по выращиванию в большей степени цветов в условиях закрытого грунта. В заслугу голландским садоводам того времени можно смело отвести популярный ныне метод «Море зелени», который заключается в получении большого количества мелких растений вместо нескольких более крупных на одинаковом рабочем пространстве.

Быстрое развитие промышленной гидропоники

1995 год принес обширные изменения в направлении развития промышленной гидропоники. Системы становятся более совершенными, эффективными и в то же время не дорогими, а главное быстро окупаемыми. В промышленных масштабах стали выращивать все больше растений, но по прежнему очень популярны были виды с коротким периодом развития (вегетации), такие как салат, лук и некоторые лекарственные растения.

Спрос становится огромным и что бы обеспечить все потребности рынка появляется компания General Hydroponics Europe.
Где то в 2005 Вильям Тексье, который основал General Hydroponics Europe запатентовал новый состав питательных смесей под брендом BioSevia. Смысл новой концепции уникальных питательных смесей в том, что были совмещены понятия гидропоники и органики, которые ранее никто не использовал. Питательный состав становится полностью органическим, что позволяет заткнуть за пояс критиков утверждающих что гидропоника это опасно, поскольку используются не «натуральные» компоненты. В науке появляется новый термин – Биопоника.

К середине 20-го века сторонники гидропонных методов выращивания растений преодолели бесконечную стену препятствий, состоящую из строгого государственного контроля, не подходящие растениям питательные растворы и не качественные материалы для установок. Бетон используемый ранее и железные трубы мягко говоря не подходили для наших целей, отдавая в питательный раствор токсичные для растений вещества. Все изменилось с появлением пластмассовых отраслей, а гидропоника стала действительно перспективным технологичным и современным способом выращивания. Пластмассы поставили гидропонику на новый качественный уровень, при этом удешевив системы во много раз. С появлением качественных насосов, пластиковых элементов и компьютеров, гидропонные системы стали сокращать расходы садоводов во много раз, при этом значительно оптимизировав их труд.

Гидропоника в настоящее время

В век высоких технологий выращивание растений методами гидропоники развивается с космической скоростью. Сейчас существует огромное количество вариантов гидропонных систем, как для любителей, так и коммерческого выращивания в промышленных целях. Как и прежде развивается два основных направления: промышленная и любительская (домашняя) гидропоника. На рынке появилось множество компактных домашних установок, а для больших хозяйств огромных компьютеризированных гидропонных станций. С каждым днем мы видим как на полках книжных магазинов появляются новые учебники по гидропонике и другая связанная с наукой литература. Появляются новые сайты по беспочвенному выращиванию культурных растений, которые собирают на форумах огромные общественные движения сторонников и любителей этого замечательного способа выращивания.

Люди возводят огромные тепличные хозяйства и адаптируют их под современные способы гроувинга. Большинство из таких теплиц уже доказали свою необычайную эффективность и превосходство по отношению к стандартным, традиционным способам выращивания в земле.

Сейчас не редкость целые гидропонные фабрики, где выращивают овощи, там же обрабатывают упаковывают и поставляют на рынок готовую продукцию. Десятки ученых как и прежде пытаются найти наиболее совершенные способы дешевого выращивания культурных растений.

Гидропоника это модно и красиво и полезно.

Все больше любителей гидропоники стали внедрять ее использование в декоративном ландшафтном дизайне и дизайне интерьера, украшая свои участки, крыши, лоджии. Так в помещении можно выращивать растения, которые великолепно очищают воздух, на балконе декоративные растения придающие неповторимый вид из вне.

Гидропоника и глобальные проблемы

Не так давно стали открывать специальные организации, задача которых обеспечить голодающее население в перенаселенных районах используя методы гидропоники. В странах, где остро стоит проблема выживаемости, где не хватает не только еды но и чистой воды, на помощь приходят самые простые бюджетные гидропонные установки. Люди не виноваты, что родились в местах, где не плодородны земли и отсутствует нормальное продовольственное снабжение. Все хотят жить и растить здоровых детей. Простая гидропоника справляется с поставленными задачами, как бы это не выглядело фантастически в глазах ученых первооткрывателей, заложивших основы в науку своими первыми экспериментами.

Одним из ведущих в области помощи нуждающимся стал «Институт Упрощенной Гидропоники» открытый в 2008 году в Австралии. В 2009 году они первыми создали в Индии первый в Мире сад на основе гидропонных методов выращивания. На настоящий момент в нем учатся более 5 тысяч индийских студентов. Институт проводит курсы помощи благодаря которым любой желающий может организовать у себя дома небольшую оранжерею использовав полученные знания.

Так случилось, что самые основные проблемы современности способна решить великая наука – Гидропоника. Она избавит нас от голода, решит полностью или частично проблемы глобального потепления, избавит от тяжелых текущих и будущих заболеваний, предотвратит рост цен на овощи, фрукты и лекарственные растения, предотвратит использование ГМО, сдержит мировые конфликты, увеличит запасы питьевой воды, остановит истощение почв и множество подобных проблем связанных с перенаселением.
Представители Института Упрощенной Гидропоники уверены, что будущее бесспорно за беспочвенным выращиванием культурных растений.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.