Под аэропоникой понимают агротехнику выращивания растений без почвенного субстрата При классической аэропонике корни растений висят в воздухе и периодически опрыскиваются (или омываются) питательным раствором. В современном варианте этой агротехнологии корни постоянно погружены в питательный туман.
Под аэропоникой понимают агротехнику выращивания растений без почвенного субстрата. При этом само растение поддерживается некоторой опорной системой, а его корни, свободно висящие в воздухе, орошаются питательным раствором. В этом главное отличие аэропоники и гидропоники, которая предполагает погружение корней в раствор. Подача раствора на корни производится в виде микрокапель или аэрозоля (тумана) в зависимости от распыляющего устройства.
Чтобы предотвратить пересыхание корней, подача раствора ведется периодически через интервал времени от нескольких секунд до нескольких минут. Такая агротехника освобождает растения от почвенных болезней и вредителей, т.е. они растут более здоровыми, чем растения на грядках, однако у них гипертрофированно большие и длинные корни, причем за счет остальных частей растений.
Известные принципы построения простейших аэропонных установок
На современном рынке товаров для садо- и овощеводов-любителей можно найти любое оборудование для энтузиастов агропоники. Имеются даже одно- и многоярусные промышленные аэропонные установки (типа установок «Урожай»). Однако новичкам в этом деле лучше всего не нести чрезмерных затрат, а, используя простейшие и недорогие устройства, создать простейшую аэропонную установку для выращивания своих первых растений.
Подача раствора на корни производится в виде микрокапель или аэрозоля (тумана) в зависимости от распыляющего устройства
Простейшие аэропонные установки строятся по следующим трем принципам:
- Установка с водяным насосом.
- Установка с воздушным компрессором.
- Ультразвуковая установка.
Оборудование для первых двух типов установок обычно является не специализированным, а приспособленным - от автомобиля и различной быттехники.
Установка с водяным насосом
Схема устройства установки такова: бак с питательным раствором оборудован включаемым в цикле насосом, который, создавая необходимое давление, подает раствор по шлангам к форсунке (распыляющей его и орошающей корни растения. Само же растение держит над закрытым сосудом мягкий зажим (можно взять лист поролона), а его корни постоянно находятся во взвеси из мельчайших капель питательного раствора.
Лучше всего сюда подходят диафрагмовые или мембранные насосы. Они могут создать давление в диапазоне 2-70 атм, а также подают раствор из бака, установленного намного ниже их самих. Такому насосу под силу обеспечить подачу давления сразу на ряд форсунок, имеющих диаметр сопла от 0,4 мм и дающих на выходе частицы взвеси диаметром до 10 мк.
Аэропоника в значительной степени облегчает процесс ухода за растением
К сожалению, подавляющее большинство центробежных аквариумных помп не обеспечат требуемым давлением даже форсунки, имеющие диаметр сопла более 0,8 мм.
Для таких форсунок в простейших аэропонных установках лучше брать автонасосы подачи омывателя на лобовое стекло или на фары. Однако более одной форсунки такой насос заведомо не потянет, создав просто струю раствора вместо аэрозоли.
Установка с воздушным компрессором
В этой схеме простейшей аэропонной установки над раствором в баке формируется воздушная прослойка с давлением до 15 атм от компрессора. Вниз от бака отходит трубка подачи раствора под давлением на форсунку Имея диаметр сопла от 0,4 мм, форсунка создает взвесь с диаметром частиц до 10 мк.
Если в компрессор не встроен датчик давления, то его устанавливают вверху бака с раствором. Здесь же должен быть и клапан, обеспечивающий аварийный сброс давления.
Компрессором может послужить безмасляный автокомпрессор с функцией автоотключения при достижении заданного давления, хотя он и является источником довольно сильного шума.
Данный тип установок не может оснащаться аквариумными компрессорами из-за низкого (менее 1 атм) обеспечиваемого ими давления.
Для выращивания растений указанным способом используется современное оборудование
Аэропоника ультразвуковая
Источником тумана из питательного раствора может быть ультразвуковой излучатель, например, из увлажнителя воздуха.
Основой его является пьезокерамический элемент в виде плоской мембраны, к которой подводится переменное напряжение с частотой, равной резонансной частоте мембраны (около 1.7 МГц). В результате пьезоэлектрического эффекта мембрана начинает механически колебаться с той же частотой. если она погружена в питательный раствор, то в примыкающих к мембране его слоях чередуются между собой области разрежения и сгущения жидкости.
В областях разрежения из-за явления кавитации жидкость вскипает без нагрева только за счет понижения ее давления, а в воздух выбрасываются отдельные мелкие частицы жидкости. Над мембраной появляется туман из отдельных капелек, диаметр которых напрямую зависит от частоты колебаний мембраны.
Температура тумана, полученного таким способом, не превышает 40 °С, поэтому его называют «холодным». Но это всё же вдвое выше оптимальной температуры в прикорневой зоне. Если попытаться охлаждать раствор над мембраной, то это снизит производительность установки. То же самое будет, если охлаждать уже сам туман перед подачей его в прикорневую зону - он начнет конденсироваться. Несбалансированность теплового режима аэрозоля-тумана сдерживает применение ультразвука в аэропонике.
Источником тумана из питательного раствора может быть ультразвуковой излучатель, например, из увлажнителя воздуха
Вторым сдерживающим недостатком является низкое содержание солей в частицах тумана, которое, может быть, и нормально для рассады и молодых растений, но для взрослых плодоносящих растений необходима как минимум вдвое большая концентрация солей.
Если мембрана погружена в жидкость на 25-30 мм, то ее производительность составляет 0,3-0,5 л преобразованного в туман питательного раствора в час. Этого хватит небольшому числу растений.
При работе пьезомембрана сильно нагревается, а покрывающий слой жидкости охлаждает ее. Чтобы не допустить перегрева пьезомембран, все подобные генераторы тумана должны быть оснащены устройством защиты от «сухого» включения.
Для пьезомембран увлажнителей воздуха характерна конденсация солей на них во время простоя, что вынуждает регулярно чистить их поверхности от солей. Для генераторов тумана аэропонных установок простой не бывает более 20 мин, поэтому соли не осаждаются на их мембранах, и очищать их не нужно.
Аэропоника (видео)
Как видно, оборудование для простейших аэропонных установок может быть укомплектовано достаточно легко. Соорудить же такую установку по силам любому хотя бы немного знакомому с техникой человеку. После этого можно будет на собственном опыте испытать все преимущества (и недостатки) этой современнейшей агротехнологии.