Глубоководная культура
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2015 г. ) |
Глубоководная культура (DWC) — это гидропонный метод выращивания растений путем суспендирования корней растений в растворе богатой питательными веществами и насыщенной кислородом воды. Этот метод, также известный как метод глубокого потока (DFT), технология плавающего плота (FRT) или канализация, использует прямоугольный резервуар глубиной менее одного фута, наполненный богатым питательными веществами раствором, а сверху плавают растения в пенопластовых плитах. [ 1 ] Этот метод плавания досок в питательном растворе создает конвейерную ленту плавучих плотов, практически не вызывающую трения. [ 2 ] DWC, наряду с технологией питательной пленки (NFT) и агрегатной культурой, считается одной из наиболее распространенных гидропонных систем, используемых сегодня. Обычно DWC используется для выращивания кратковременных неплодоносящих культур, таких как листовая зелень и травы. DWC был случайно изобретен в 1998 году опытным производителем каннабиса по прозвищу «Снайп». Это произошло потому, что «Снайпу» и его (неназванному) сообщнику пришлось отправиться в Амстердам, и им нужно было найти способ прокормить свой урожай каннабиса, пока они были в отъезде. Они построили резервуары для питательных веществ и воды, которые позволяли растениям полноценно питаться в их отсутствие, и так родилась система DWC. [ нужна ссылка ] В 2010 году они пересмотрели эту систему и создали RDWC. [ 3 ] Большой объем воды помогает смягчить быстрые изменения температуры, pH, электропроводности (EC) и состава питательного раствора. [ 4 ]
Методы хобби
[ редактировать ]Глубоководная культура также использовалась любителями выращивания. Сетчатые горшки, пластиковые горшки с сеткой, позволяющей корням прорастать через их поверхность, заполнены гидропонной средой, такой как Hydroton или Rockwool, для удержания основания растения. В некоторых случаях сетчатые горшки не нужны. Для оксигенации гидропонного раствора добавляют аэратор. Этот воздушный камень затем подсоединяется к воздушной магистрали, которая идет к воздушному насосу.
По мере роста растения корневая масса проходит через минеральную вату или гидротон в воду внизу. В идеальных условиях выращивания растения способны вырастить корневую массу, занимающую весь контейнер в виде рыхлой массы. По мере того как растение растет и потребляет питательные вещества, pH и EC воды колеблются. По этой причине необходимо регулярно контролировать питательный раствор, чтобы гарантировать, что он остается в пределах потребления растениями. Слишком высокий или слишком низкий уровень pH сделает определенные питательные вещества недоступными для усвоения растениями. Как правило, лучший уровень pH для гидропонных культур составляет около 5,5–6,0. [ 5 ] С точки зрения ЕС, слишком низкий уровень означает низкое содержание соли, что обычно означает недостаток удобрений, а слишком высокий ЕС указывает на содержание соли, которое может повредить корни сельскохозяйственных культур. Желаемый ЕС зависит от выращиваемой культуры. Обычный EC для листовой зелени составляет где-то между 1,5–2,2.
Требования к росту растений в DWC
[ редактировать ]Производитель, использующий систему DWC, должен изменить окружающую среду, чтобы обеспечить надлежащие условия для оптимального роста. Хотя это справедливо для любой системы производства защищенных сельскохозяйственных культур, такой как теплицы, закрытые системы или вертикальные фермы; Использование DWC сопряжено с некоторыми конкретными обязанностями, которые производитель должен учитывать. В частности, корни растений находятся в питательном растворе, а не в питательной среде. Это требует особого внимания к конкретным параметрам, которые более подробно описаны ниже (кислород, температура, pH и концентрация питательных веществ). Как и в других методах, почвы и беспочвенные среды могут выступать в качестве буфера для потенциально вредных агентов, таких как болезни или проблемы с качеством воды. Поскольку корни выращиваются непосредственно в питательном растворе, качество воды имеет первостепенное значение.
Растениям необходим кислород для осуществления процесса дыхания корней, который необходим для здорового роста, например, для поглощения солей удобрений. [ 6 ] Питательный раствор насыщается кислородом с помощью введения газов различными методами. Чаще всего питательный раствор насыщают кислородом с помощью «воздушных камней». Воздушные камни изготавливаются из пористого материала, который при прохождении воздуха создает пузырьки. Когда пузырьки всплывают на поверхность, происходит диффузия и окружающая вода насыщается кислородом. В зависимости от пористости материала эти пузырьки могут различаться по размеру. Чем мельче пузырьки, испускаемые воздушным камнем, тем больше площадь поверхности совокупности пузырьков. Это приводит к более высокой скорости диффузии, и, таким образом, камни «микропузырьки», например, гораздо более эффективны, чем обычные аквариумные камни. [ 7 ]
Другой способ введения кислорода в питательный раствор — использование жидкого кислорода (LOx). Этот метод более распространен в коммерческих условиях из-за увеличения первоначальных инвестиций. Тем не менее, это может быть экономичным выбором для средних и крупных предприятий. Здесь чистый кислород сжимается внутри резервуара и при попадании в питательный раствор обеспечивает высокую скорость диффузии и оксигенации. С помощью этого метода можно достичь уровня постнасыщения. [ 8 ]
Температура воды является важным фактором удержания кислорода в питательном растворе. Воду обычно охлаждают до температуры 18–24 ° C, чтобы поддерживать необходимую концентрацию растворенного кислорода, поскольку растворимость оксигената в воде увеличивается с понижением температуры. Охлаждение воды также помогает предотвратить появление таких патогенов, как питий, задерживает стрелкование и может повысить урожайность. [ 9 ] [ 10 ]
Оксигенации также можно добиться с помощью перекиси водорода (H 2 O 2 ), которая одновременно служит стерилизующему агенту. Однако использование соответствующих количеств очень важно, поскольку при чрезмерном использовании может легко произойти повреждение корней. Он не подходит для достижения количества DO, необходимого только для оптимального роста растений. [ 11 ]
Другие параметры качества воды, такие как pH, щелочность и электропроводность, также необходимо контролировать, и обычно их контролируют с помощью инжекторов и методов культивирования. Например, салат-латук лучше всего растет при pH 5,6–6,0 и EC 1,1–1,4 дСм·м. −1 , 17 моль·м −2 ·д −1 Интегральный дневной свет, который может состоять из комбинации естественного и дополнительного освещения, температура воздуха 24 °C днем/19 °C ночью, температура воды 25 °C и содержание растворенного кислорода >7 мг·л. −3 . [ 12 ]
Рециркуляционная глубоководная культура
[ редактировать ]Традиционные методы с использованием несоединенных ведер требуют индивидуального тестирования каждого ведра на pH и коэффициент проводимости (CF). Это привело к созданию систем рециркуляционной глубоководной культуры (RDWC). Вместо отдельных ведер контейнеры RDWC чаще всего соединяются друг с другом с помощью трубы из ПВХ . В передней части системы также добавлен насос, который перекачивает воду по трубопроводу из задней части системы в контрольное ведро. Эта возвратная линия обычно имеет центробежный фильтр, который очищает воду от твердых частиц до того, как она достигнет насоса. Отдельные бункеры, включая контрольный, аэрируются. Основным недостатком RDWC является то, что болезни могут быстро распространяться в этих системах, что может способствовать переносу патогенов из одного резервуара в другой. [ 13 ]
Коммерческая глубоководная культура
[ редактировать ]В коммерческом плане системы DWC обычно представлены в виде систем FRT. В системах FRT в прудах используются плавающие плоты, которые позволяют корням растений суспендироваться в питательном растворе (удобрениях). [ 14 ] Коммерческие системы обычно строятся в теплицах, хотя их можно устанавливать на открытом воздухе, под другими формами защиты или полностью в помещении. Большинство коммерческих систем DWC предназначены для выращивания листовой зелени, такой как кочанный салат, молодая листовая зелень, крупнолистная зелень и травы. Можно также найти предприятия, использующие DWC для выращивания конопли и других продуктов, однако это встречается реже.
В зависимости от того, какой тип продукции выращивается, конструкция системы и методы выращивания будут меняться. Для кочанного салата и другой крупнолистной зелени рассаду обычно проращивают в ячейках с беспочвенной средой (например, из минеральной ваты или кокосовой койры ), а затем пересаживают в плавающие плоты, которые обычно изготавливаются из пластика низкой плотности, такого как пищевой полистирол. Для детского листового салата семена часто высевают и проращивают с более высокой плотностью в специальных плотах, предназначенных для содержания беспочвенной среды. Некоторые из этих плотов будут иметь каналы, охватывающие плот, обеспечивая более высокую плотность и однородность урожая, а не отдельные ячейки, которые лучше всего подходят для индивидуального или менее плотного посева семян.
Гидропонные методы выращивания по своей сути не дают более качественных продуктов по сравнению с полевыми культурами или культурами, выращиваемыми в почве. Скорее, именно непосредственно и более тщательно контролируемая среда приводит к повышению урожайности. При правильном уходе кочан салата, выращенный в идеальных условиях в почве, будет расти так же хорошо, как и тот же сорт, выращенный в гидропонной системе. [ 15 ]
Одним из преимуществ систем DWC по сравнению с другими формами гидропоники является то, что растения можно перемещать в период роста, оптимизируя площадь выращивания с точки зрения покрытия кроны и использования света. При прорастании и пересадке семена и саженцы находятся гораздо ближе друг к другу, чем на более поздних этапах их жизненного цикла. Например, при производстве кочанного салата начальное расстояние между рассадой может включать девять растений на квадратный фут, а окончательное расстояние для взрослых растений будет составлять 3,5 растения на квадратный фут. [ 16 ]
Плоты обычно очищают после каждого сбора урожая, очищая их от органических веществ и применяя отбеливатель или другие дезинфицирующие средства, чтобы уменьшить присутствие болезней. В коммерческих системах этому процессу часто способствует автоматизация, когда плоты отправляются в машину по ленточному конвейеру, на котором они последовательно моются, дезинфицируются и сушатся.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Робертс, Олу (август 2019 г.). Справочник по безопасности пищевых продуктов при гидропонном производстве салата в глубоководных культурах (Диссертация). hdl : 1813/69355 .
- ^ Дженсен, Мерл Х.; Коллинз, WL (2011). «Гидропонное овощеводство». Обзоры садоводства . стр. 483–558. дои : 10.1002/9781118060735.ch10 . ISBN 978-1-118-06073-5 .
- ^ Гомес, Селина; Карри, Кристофер Дж.; Диксон, Райан В.; Ким, Хе Джи; Эрнандес, Рикардо; Сабе, Надя С.; Раудалес, Роза Э.; Брумфилд, Робин Г.; Лори-Шоу, Анджела; Уилке, Адам К.; Лопес, Роберто Г.; Бернетт, Стефани Э. (сентябрь 2019 г.). «Производство продуктов питания в контролируемой среде для городского сельского хозяйства» . ХортСайенс . 54 (9): 1448–1458. дои : 10.21273/HORTSCI14073-19 .
- ^ «Выращивание листовой зелени на гидропонике» . Новости о тепличных продуктах . Проверено 11 декабря 2020 г.
- ^ Багби, Б. (2004). «Управление питательными веществами в рециркуляционной гидропонной культуре». Акта Хортик . 648 (648): 99–112. дои : 10.17660/ActaHortic.2004.648.12 .
- ^ Лундегард, Х. (июль 1958 г.). «Исследования механизма адсорбции и накопления солей III. Количественные связи между поглощением соли и дыханием». Физиология Плантарум . 11 (3): 585–598. дои : 10.1111/j.1399-3054.1958.tb08254.x .
- ^ Пак, Чон Сок; Курата, Кенджи (январь 2009 г.). «Применение микропузырьков в растворе для гидропоники способствует росту салата» . ХортТехнологии . 19 (1): 212–215. дои : 10.21273/HORTSCI.19.1.212 .
- ^ Гото, Э.; Оба, Эй Джей; Олбрайт, Л.Д.; Лангханс, RW; Лид, Арканзас (декабрь 1996 г.). «Влияние концентрации растворенного кислорода на рост салата в плавающей гидропонике». Акта Садоводство . 440 (440): 205–210. дои : 10.17660/actahortic.1996.440.36 . ПМИД 11541573 .
- ^ Эмори, Кейтли Ленворт (1996). Реакция кочанного салата в тропических условиях на изменения гидропонного состава питательных веществ и на охлаждение листьев или корней (Диссертация). OCLC 36388482 . ПроКвест 304283364 .
- ^ Томпсон, Хелен К.; Лангханс, Роберт В.; Оба, Аренд-Ян; Олбрайт, Луи Д. (май 1998 г.). «Влияние температуры побегов и корней на рост салата в плавающей гидропонной системе» . Журнал Американского общества садоводческих наук . 123 (3): 361–364. дои : 10.21273/JASHS.123.3.361 .
- ^ Батчер, Джошуа Д.; Лаубшер, Чарльз П.; Кутзи, Йоханнес К. (июль 2017 г.). «Исследование методов оксигенации и реакции хлорофилла пеларгонии войлочной, выращенной на гидропонике с глубоководной культурой» . ХортСайенс . 52 (7): 952–957. дои : 10.21273/HORTSCI11707-16 .
- ^ Брехнер, Мелисса; Оба, AJ «Справочник по гидропонному салату» (PDF) . Корнеллское сельское хозяйство с контролируемой средой.
- ^ «DWC против rDWC» . GrowDoctorGuides.com .
- ^ Мэттсон, Нил; Лит, Дж. Генрих (2019). «Работа гидропонной системы с жидкими культурами». Беспочвенная культура . стр. 567–585. дои : 10.1016/b978-0-444-63696-6.00012-8 . ISBN 978-0-444-63696-6 . S2CID 186572399 .
- ^ Хоугланд, ДР; Арнон, Д.И. (1950). Водный метод выращивания растений без почвы . Беркли: Сельскохозяйственный колледж Калифорнийского университета. ОСЛК 870261797 . [ нужна страница ]
- ^ Андерсон, Томас Р.; Слоткин, Теодор А. (август 1975 г.). «Созревание мозгового слоя надпочечников — IV». Биохимическая фармакология . 24 (16): 1469–1474. дои : 10.1016/0006-2952(75)90020-9 . ПМИД 7 .
| Типы | |
|---|---|
| Подтипы | |
| Субстраты | |
| Аксессуары | |
| Связанные понятия | |
