Система выращивания аэропоника: особенности метода и как сделать оборудование своими руками

Аэропоника — метод беспочвенного выращивания растений и может считаться одним из направлений гидропоники. Суть метода в том, что корни растения остаются в воздухе и периодически орошаются питательным раствором с помощью специальных форсунок.

В домашних условиях сделать небольшую аэропонную установку не так уж сложно. В виде эксперимента рассмотрим два вида такой установки: установку с водяным насосом и с воздушным компрессором.

Промышленное оборудование аэропоника – что это

Промышленное оборудование для воздушного выращивания – это система из различных элементов. Они позволяют культивировать растения без грунта и погружения корней в питательную жидкость:

• Растение находится в воздухе. Оно получает достаточное количество кислорода, а при распылении аэрозоля корни получают питание.
• Промышленные масштабы предполагают высокие мощности используемого оборудования (компрессоры, помпы, насосы).
• Также необходимо большое пространство для размещения оборудования и самих культур.
• Часто используют вертикальное размещение. Это позволяет оптимизировать площади и использовать их рационально;
• В домашних условиях также можно использовать некоторые элементы готовых систем либо собрать их самостоятельно.

Немного истории

Первые опыты по культивированию растений в воздушной среде проводились в 1911 году профессором В.М. Арциховским, именно он впервые и собрал прототип аэропонного оборудования. А в 1957 году американский ученый Ф.В. Вент разработал и испытал технологию выращивания растений без почвенного слоя, назвав её аэропоникой. Первое универсальное аэропонное оборудование было разработано российским ученым Юрием Цатуровичем Мартиросяном. Прибор, получивший название «Урожай-9000», применялся для культивирования различных сельскохозяйственных растений.

Преимущества и недостатки

Аэропоника, как и все другие способы выращивания, обладает рядом преимуществ и недостатков.

Плюсы:

• Корни получают максимальное количество кислорода. Рост ускоряется, а период созревания урожая сокращается.
• Создается оптимальная среда для культуры. Благодаря этому, урожайность увеличивается в разы, по сравнению с обычным способом выращивания.
• Аэрозоль содержит все вещества, необходимые растению. Этот процесс можно контролировать.
• Легко решить проблему с вредителями растения.
• Оптимальное использование пространства. Возможно размещение в несколько ярусов.
• Простота обслуживания системы. Для замены растений или при подготовке к новому сезону, следует лишь извлечь старые культуры и прочистить оросительную систему.

Минусы:

• Необходим постоянный контроль состава раствора, наличия в нем достаточного количества питательных веществ.
• Содержание автоматизированной системы в рабочем состоянии. Необходимо быстрое устранение поломок и своевременная реконструкция.
• Высокие требования к условиям гигиены корневой системы.

Питательный раствор

Тут я тоже долго изучал альтернативы. Думал и о готовых растворах, и о том, чтобы делать их самому. В конце концов решил рискнуть: сначала сделал смесь из удобрений, но там получалось всё настолько неудобно, сложно и с неопределённым результатом, что я нашёл поставщика хим. реактивов, купил чистые вещества и постепенно пришёл к нынешнему трёхкомпонентному концентрированному составу. К сожалению, я не знаю, насколько он хорош: хотелось бы сделать анализ листвы, чтобы проверить, чего хватает\не хватает, но пока не понимаю, где и как это произвести. Несколько раз своим неоптимальным составом и неправильной кислотностью я чуть не убил кусты, но обошлось.

Сам раствор я замешиваю на дистиллированной воде, которую покупаю. Для уверенности в составе повторно не используется раствор, слив сразу утилизируется. Кстати, так как это аэропоника, я использую раствор с EC в районе 400 mS/cm3 (TDS — ~200 ppm по шкале 0.5). Причём есть подозрение, что и этого многовато. Для сравнения — TDS водопроводной воды у меня около 130 ppm.

Чем отличается аэропоника от гидропоники

Основным отличием между этими двумя способами культивации являются следующие:

1. Система гидропоники предполагает расположение корневой системы в водном растворе питательных веществ. При аэропонике растения полностью находятся в воздухе. Питание они получают при распылении аэрозоля на корни.
2. Аэропоника предоставляет абсолютную экологическую безопасность для выращиваемых культур;
3. В отличие от гидропоники, использование данного способа не несет риск появления водорослей. Они появляются в емкостях с питательным раствором, также в сосудах с корнями;
4. Аэропоника обеспечивает богатый доступ кислорода, что благоприятно влияет на рост и урожайность.

Вывод

Аэропоника вполне может стать эффективным альтернативным методом выращивания растений в промышленном масштабе, особенно в регионах с плохими почвами.

Что касается небольших хозяйств или домашнего применения, аэропоника уже зарекомендовала себя как эффективный способ выращивания зелени и овощей с возможностью круглогодичного получения урожая при низких затратах.

Источники:

https://www.ogorod.ru/ru/main/tekno/8840/Aeroponica-%E2%80%93-poluchaem-urozhaj-pryamo-iz-vozdukha.htm https://rozarii.ru/inzhenernye-sistemy/izgotavlivaem-samodelnuyu-aeroponiku.html https://xn--e1aelkciia2b7d.xn--p1ai/stati/rastenievodstvo/ayeroponika-ili-vyraschivanie-na-vozduhe.html

Как собрать оборудование своими руками: технология и необходимые материалы

В продаже можно найти любые отдельные элементы либо готовые полностью аэропонические системы. Но, при желании, можно собрать такую установку самостоятельно. Для того чтоб собрать оборудование для аэропоники своими руками необходимо:

1. Емкости или резервуары для питательного раствора и выращиваемых культур.

Они должны плотно закрываться, быть непрозрачными. Размеры зависят от того, сколько растений планируется расположить в них.

1. Элементы для подачи аэрозоля из емкости к корневой системе. Это могут быть трубки, шланги, форсунки.

Все эти составляющие можно найти в продаже без труда. Они также должны быть непрозрачными. Особое внимание следует обратить на форсунки, точнее на сопло. Это позволит орошать каплями нужного размера. Дополнительно можно обзавестись силиконом, чтобы обеспечить герметичность готовой системы.

1. Насос, помпа, компрессор и таймер. Эти элементы бывают разных видов и отличаются по своей мощности. Выбор напрямую зависит от масштабов выращивания.

Для простейшей и небольшой системы орошения можно использовать даже насос от стеклоочистителя в машине. Если будет 2-3 и более распылителей, то рекомендуется приобрести более мощный насос. В выборе воздушного компрессора основным критерием служит его давление. Оно должно быть не менее 1 атмосферы.

Можно также использовать автомобильный компрессор. Желательно подобрать такой, который автоматически отключится при достижении максимального давления.

1. Насос и таймер крепятся к резервуару с жидкостью. На дне располагают форсунки. Шланг используется для того, чтобы соединить форсунки и насос. Далее высаживаются растения, и резервуар заполняется раствором.

Конструкция готова к использованию. Для ее герметичности рекомендуется использовать силикон.

Сборка

Итак, я потратил пару месяцев на то, чтобы прикинуть, что же мне нужно для сборки системы, и заказать компоненты. В качестве форсунок я решил попробовать использовать китайские сопла с AliExpress. Там же я заказал регуляторы давления, соленоиды и кучу электроники.

Процесс сборки — отдельная история, полная непечатных выражений, поэтому положу лишь несколько фото в спойлер. Это всё было куплено в Леруа Мерлен, за исключением плёнки, которую мне презентовал друг. Исходя из полученного опыта я бы не стал идти этим путём и в ближайшее время буду переделывать ёмкость для корней.

Фоточки процесса производства установки. ОЧЕНЬ МНОГО фоточек.

П
Бизиборд для взрослых

Первая версия
Я делал тогда небольшое видео с поверхностным обзором, а поскольку общался на американских форумах, то и озвучка там на плохом английском.

Первая версия предполагала основной редуктор давления на входе вместе с фильтром воздуха и устройством для осушения, два прецизионных редуктора давления от 0 до 2 бар (я на тот момент полагал, что смогу обойтись давлениями до 1 бар), два соленоида 12В, управляемых контроллером на базе esp32, а так же одно сопло.

На тот момент я уже получил электронику и даже написал тестовую прошивку, чтобы проверить свою идею с внешней панелью управления и микроконтроллером, который должен был общаться с панелью по MQTT-протоколу, о чём тоже снял видео (опять же, на плохом английском, и смотреть его нужно на скорости минимум x1.5).

Кстати, я не упомянул и о ещё одном компоненте — о свете. Свет — штука очень важная. Я бы сказал, что самая важная или одна из самых важных. Свет я заказывал на Alibaba; к сожалению, этого предложения больше нет, но это светодиодный светильник регулируемой мощностью до 240Вт на диодах полного спектра Samsung lm301b с температурой 3000К с добавлением нескольких LED с длиной волны 660 nm. Светит очень ярко.

Немного о Свете (зачёркнуто) о свете

Помимо этого пришлось спаять и собрать какое-то количество электроники в процессе. Капелька деталей на тему ниже, а пока один из контроллеров в процессе испытаний.

Типы аэропонической системы

Системы аэропоники могут быть нескольких видов. Подразделяются они в зависимости от способа, которым жидкость для питания корней преобразуется в аэрозоль:

Система с использованием насоса высокого давления

Обеспечивает опрыскивание корней через определенные интервалы времени. Данному виду системы присущи следующие характеристики:

• Верхняя часть культуры находится на стеллажах.
• Корневая система растения располагается в специальном герметичном пространстве. В эту часть направлен распылитель, который с другой стороны соединяется с насосом. Насос качает подготовленный раствор из специального бака.

• Питание корней происходит автоматически с выдержанным интервалом времени. Для рассады интервалы короткие 5-10 минут. Для взрослых растений их увеличивают до 20 минут. Несвоевременная подача питательных веществ губительна для любых растений.
• Питательный раствор преобразуют в «туман» из мельчайших частиц. Он окутывает корневую систему, питая ее и насыщая необходимыми веществами.
• В остальное время корневая система находится в воздухе, получая максимальное количество кислорода.

Аэропоническая система с воздушным компрессором

Работает следующим образом:

• Раствор помещается в специальный бак;
• В бак при помощи компрессора подается воздух;
• Во время этого процесса возникает давление. Оно поднимает жидкость по трубке. Когда жидкость достигает электромагнитного клапана, он под давлением открывается;
• Раствор через форсунку попадает на корни.

Ультразвуковая аэропоника

Принцип ее действия схож с установками климатического контроля:

• Ультразвуковые волны проходят сквозь раствор;
• Этот процесс приводит к появлению кавитационных пузырей;
• Выпрыскивается раствор в виде мельчайшие частиц.

Важно! Туман, полученный с помощью ультразвуковой аэропоники, обладает слишком высокой температурой в 40 С. В то время как культурам необходима температура не более 20 С. По этой причине необходимо предварительно охлаждать жидкость.

В связи с особенностями, данный способ хорош для выращивания рассады либо молодой зелени.

Как готовить аэрозоль для аэропоники

Аэрозоль представляет собой воду, в которой растворяются все необходимые растению питательные вещества:

• Существуют различные рецептуры таких составов, в зависимости от самого растения и его потребностей.
• Объем растворяемых веществ и частоту их поступления необходимо регулировать. Часто их приходится менять на протяжении всего роста растения. Поскольку в процессе потребности культуры могут меняться.
• В момент распыления мелкодисперсные частицы оседают. Влага испаряется, и концентрация содержащихся веществ увеличивается. Анализ роста и развития растения помогут подобрать оптимальный режим.
• Основным составом в аэрозоли являются: калий, фосфор и азот. Помимо них добавляют также: соли кальция, цитраты, сульфат железа, цинка, магния и меди. Все компоненты применяются в виде, подходящем для принятия корневой системой.
• Для хранения солей подготовить темное сухое место и герметичные емкости.
• Растворы солей подготавливаются отдельно, после этого смешиваются.
• Вода не должна содержать посторонних примесей. По этой причине используют дистиллированную или отстоянную воду, а не водопроводную.
• Жесткую воду смягчают посредством фильтров или таблеток. Иногда отстаивают с добавлением торфа около 12 часов (70 г торфа на 1 л воды).

Узнайте также, как сделать систему гидропоники для выращивания клубники, и об особенностях этого способа.

Для каких растений применяют кокосовый субстрат, и почему он лучше расскажем в следующей теме.

Как выбрать лампу для комнатных цветов: .

Готовые гидропонные удобрения

Что выбрать? Готовые смеси или попытаться сделать самостоятельно? Новичкам, которые не имеют достаточно опыта в расчетах количества удобрений, лучше начать с покупных, чтобы увидеть, как растения выглядят на сбалансированных составах. В случае неудачи с самостоятельным изготовлением можно будет срочно исправить положение.

Как говорят специалисты по гидропонным системам – гидропоника не прощает ошибок. Потому что при данном способе питания питательная жидкость сразу же попадает на корневую систему.

Если она концентрированная, то это уничтожит корни за час. Ведь почвы, которая бы приняла на себя часть химии, здесь отсутствует. Поэтому необходимо считать, считать и еще раз считать.

Готовую жидкость или сухое вещество для питания растений нужно только развести необходимым количеством воды. Добавлять ничего не нужно – все предусмотрено изготовителем.

Рынок предлагает много готовых гидропонных удобрений

Более опытные растениеводы знают, сколько чего нужно и в какой период. Вдобавок – питательные потребности каждой культуры отличаются. Одним нужно больше калия, другим магния, третьим – азота, так как они комнатные декоративные фикусы к примеру.

В готовые питательные растворы входят:

• азот для набора зеленой массы;
• калий для созревания плодов;
• фосфор для формирования корней и обмена веществ;
• микроэлементы;
• вещества, стабилизирующие кислотность раствора.

Есть питательные растворы на основе минеральных удобрений и на основе органических веществ. Вторые дороже, но позволяют вырастить экологически чистый урожай без использования химии.

На каждой упаковке расписан состав и дозировки, необходимые для молодых растений, саженцев, взрослых кустов. Придерживаясь инструкции, можно без труда наладить полив растений, выращиваемых без использования грунта.