Гидропонное земледелие или водное выращивание: новое начало в науке выращивания сельскохозяйственных культур без почвы и стимулирование безграничных идей в мире сельского хозяйства

Введение: Гидропонное сельское хозяйство как новый метод производства сельскохозяйственной продукции, ориентированный на высокую производительность и снижение потребления ресурсов, быстро расширило свои позиции в мировом сельском хозяйстве. Этот метод, основанный на создании искусственных, беспочвенных сред, был разработан несколько десятилетий назад и в настоящее время считается одним из самых молодых и инновационных методов производства сельскохозяйственной продукции.

История: Гидропонное земледелие (земледелие без почвы, водное земледелие) берет свое начало в 1930-х годах, когда оно появилось как новое решение для выращивания сельскохозяйственных культур в условиях ограниченного пространства и воды. Первоначально развитие этого метода ограничивалось пространственными координатами, а затем, с постоянными усовершенствованиями и научным подтверждением, исследователи представили гидропонное земледелие как значительный прогресс в области сельского хозяйства.

Важность и необходимость: В современном мире, где изменение климата, сокращение водных ресурсов и необходимость непрерывного производства сельскохозяйственной продукции стали серьезными проблемами, орошаемое земледелие стало эффективным и гибким решением этих проблем. Используя этот современный метод, можно повысить эффективность использования воды, сократить использование удобрений и химикатов и в конечном итоге повысить урожайность и качество продукции. Это позволяет фермерам продолжать надежное и устойчивое производство в условиях экологических проблем и нехватки ресурсов.

Принципы гидропонного земледелия:

Объяснение основных принципов гидропонного земледелия и того, как оно работает:

Гидропонное земледелие — современный метод сельскохозяйственного производства, основанный на принципах экологичности и высокой урожайности. При этом методе корни растений помещают в жидкие питательные смеси или специальную среду, содержащую питательные вещества. Этой средой может быть вода, раствор нитрата или другая легкая среда. Основные принципы гидропонного земледелия:

• Управление корневой средой: При гидропонном земледелии корневая среда должна иметь правильный и сбалансированный состав питательных веществ. Этот основополагающий принцип имеет решающее значение для здорового роста растений.
• Контроль pH: Регулирование уровня pH среды вокруг корней очень важно для предотвращения проблем с усвоением питательных веществ растениями.
• Обеспечение источников света: Для оптимальной продуктивности растениям необходимо достаточное количество света. В гидропонном земледелии использование искусственных источников света, таких как светодиодные лампы, неизбежно для удовлетворения потребностей растений в свете.

Сравнение с традиционными методами ведения сельского хозяйства, преимущества и недостатки каждого из них:

• Преимущества:
  1. Высокая эффективность: гидропонное земледелие, как правило, отличается более высокой эффективностью потребления воды.
  2. Точный контроль питательных веществ: этот метод позволяет более точно контролировать количество питательных веществ, необходимых растению.
  3. Более быстрый рост растений: благодаря доступу к оптимальным питательным веществам растения при гидропонном выращивании растут быстрее и здоровее.
• Недостатки:
  1. Высокая стоимость: создание и обслуживание системы гидропонного земледелия обходится дорого.
  2. Техническая сложность: Одной из проблем этого метода является необходимость специальных знаний и навыков для управления сложными гидропонными системами.

Сравнение этих принципов с традиционными методами показывает, что гидропонное сельское хозяйство, как современный метод с высокими возможностями и сниженным потреблением ресурсов, может внести значительный вклад в улучшение и повышение производительности сельскохозяйственного сектора.

Типы гидропонных систем:

В гидропонном земледелии используются различные типы систем для выращивания растений. Ниже мы рассмотрим три основных типа гидропонных систем и рассмотрим, как работает каждая из них:

1. НФТ (нефть):

• В системе NFT корни растений помещаются в удлиненные трубки, содержащие питательный раствор.
• Вода с необходимыми питательными веществами непрерывно проходит по трубам и капает на корни.
• Эта система очень экономична в эксплуатации и экономит много места, но требует тщательного контроля уровня воды и pH.

2. DWC (глубоководная культура):

• В системе DWC корни растений помещаются непосредственно в воду, содержащую питательный раствор.
• Растения в этой системе растут без почвы и питаются только водой и питательными растворами.
• Она проще в эксплуатации, чем другие системы, и подходит для растений, которым требуется много воды, таких как огурцы и томаты.

3. Комбинированные системы:

• Гибридные системы предполагают объединение различных компонентов систем NFT и DWC.
• Эти системы используют преимущества обоих типов систем и спроектированы как их комбинация.
• К преимуществам этих систем относятся повышение производительности, снижение затрат и лучший контроль за средой выращивания.

Сравнение производительности:

• Производительность каждой системы зависит от типа растений и условий окружающей среды.
• NFT обычно используется для растений с короткими стеблями, например, в теплицах, поскольку это экономично и требует меньше места для выращивания растений.
• DWC очень эффективен для растений, которым требуется много воды и которые имеют длинные стебли, например, огурцов и томатов.
• Гибридные системы могут обеспечить оптимальное сочетание преимуществ и недостатков обоих типов систем и могут использоваться для различных типов растений.

В целом, выбор гидропонной системы следует делать в зависимости от вида растений, условий окружающей среды и предполагаемой цели выращивания.

Преимущества гидропонного земледелия:

Гидропонное земледелие принесло уникальные преимущества, улучшив сельскохозяйственные системы и способствуя улучшению окружающей среды. Ниже приведены три основных преимущества гидропонного земледелия:

1. Повышение эффективности использования воды:

• Одним из основных преимуществ гидропонного земледелия является значительное сокращение потребления воды. При этом методе управление водой в корневой среде растений осуществляется циклически и с высокой точностью.
• Более точный мониторинг количества воды, необходимой растениям, приводит к повышению эффективности ее использования и решению проблем нехватки воды.

2. Сокращение использования удобрений и химикатов:

• При гидропонном выращивании осуществляется тщательная подача питательного раствора, содержащего необходимые растениям вещества.
• Этот метод значительно сокращает использование удобрений и химикатов, поскольку питательные вещества поступают непосредственно в растения в точных количествах. Это приводит к снижению загрязнения почвы и воды.

3. Увеличить скорость роста и урожайность сельскохозяйственных культур:

• Растения в гидропонной среде имеют более точный доступ к питательным веществам, что приводит к повышению скорости роста и урожайности.
• Более здоровые корни, стандартизированная среда выращивания и точное регулирование факторов окружающей среды, характерные для гидропоники, позволяют растениям максимально раскрыть свой потенциал.

Эти преимущества свидетельствуют о том, что гидропонное сельское хозяйство как современный метод отвечает задачам управления ограниченными ресурсами и защиты окружающей среды, а также помогает повысить производительность и качество продукции.

 

Проблемы и решения для улучшения гидропонного сельского хозяйства: путь к повышению производительности и устойчивости беспочвенного выращивания растений

Гидропонное земледелие, хотя и имеет множество преимуществ и потенциала, также сталкивается с трудностями. Ниже приведены некоторые из этих проблем и возможные решения для их устранения:

А. Технические проблемы:

• Проблема: Технические проблемы, такие как недостатки систем орошения, неправильного освещения и контроля температуры, могут повлиять на производительность растений.
• Решение: Используйте передовые технологии, такие как интеллектуальные датчики, для более точного мониторинга и контроля условий окружающей среды. Кроме того, необходимо улучшить подготовку и навыки сотрудников в области управления и обслуживания оборудования.

Б. Расходы:

• Проблема: Гидропонные системы требуют больших затрат на установку и обслуживание, включая затраты на оборудование, рабочую силу и продукты питания.
• Решение: Повысить производительность и эффективность системы, использовать недорогие технологии, такие как солнечная энергия, и применять эффективные методы управления для снижения затрат на техническое обслуживание и производство.

С. Управление:

• Задача: Правильное управление гидропонными системами, включая контроль pH, защиту растений от болезней и вредителей, а также контроль качества воды, требует знаний и опыта.
• Решение: Регулярное и актуальное обучение сотрудников системам управления, использование современных технологий управления и партнерство с экспертами и консультантами по гидропонному сельскому хозяйству для решения проблем и повышения производительности.

Внедрение соответствующих решений позволяет добиться улучшений и усовершенствований в гидропонном сельском хозяйстве, а также максимально увеличить преимущества этого метода.

Широкое применение гидропонного сельского хозяйства: новая стратегия устойчивого производства, продвижения на мировые рынки и создания экспортных возможностей

Гидропонное земледелие, как новый метод сельскохозяйственного производства, играет важную роль в поставках конкретных продуктов, а также в развитии местных и мировых рынков. Ниже приведены некоторые из распространенных применений этого метода:

А. Производство в теплицах и закрытых помещениях:

• Гидропонное земледелие отлично подходит для производства в теплицах и закрытых помещениях, поскольку требует меньшего физического пространства и позволяет более точно контролировать условия окружающей среды.
• Использование этого метода в теплицах приводит к повышению производительности, сокращению потребления ресурсов, таких как вода и удобрения, а также улучшению качества продукции.

Б. Экспорт и продвижение на местных и мировых рынках:

• Производство высококачественной и ценной продукции с использованием гидропонного земледелия может предоставить множество возможностей для экспорта на местные и мировые рынки.
• Обеспечивая высокое качество продукции и чистую окружающую среду, этот метод может помочь укрепить репутацию страны в экспорте продукции и получить больше доходов.

Учитывая столь широкое применение, гидропонное сельское хозяйство как новый и перспективный метод может сыграть важную роль в обеспечении продовольствием и экономическом развитии на национальном и глобальном уровнях.

7. Экологические и экономические последствия гидропонного земледелия:

Гидропонное сельское хозяйство вызывает изменения в окружающей среде и экономике стран. Ниже приводится анализ положительных и отрицательных эффектов этого метода в обеих областях:

А. Воздействие беспочвенного земледелия на окружающую среду:

• Положительные эффекты:

  1. Сокращение потребления воды: гидропонное земледелие потребляет наименьшее количество воды по сравнению с традиционными методами ведения сельского хозяйства и эффективно снижает потребление воды в сельском хозяйстве.
  2. Сокращение использования удобрений и химикатов: благодаря тщательному контролю за продуктами питания снижается необходимость использования удобрений и химикатов, что помогает поддерживать экологический баланс.
  3. Снижает потребность в больших площадях: гидропонное земледелие, как метод экономии пространства, способствует снижению деградации земель и сохранению природных ресурсов.

• Отрицательные эффекты:

  1. Высокое потребление энергии: гидропонные системы потребляют много энергии, что может стать проблемой, особенно в районах с ограниченным энергоснабжением.
  2. Материалы для оборудования: Производство и обслуживание сложного, ресурсоемкого оборудования оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Б. Экономические последствия орошаемого земледелия:

• Положительные эффекты:

  1. Повышение производительности: производство высококачественной продукции и повышение производительности стимулируют рост объемов производства и макроэкономики страны.
  2. Создание рабочих мест: расширение гидропонного сельского хозяйства способствует созданию рабочих мест в сфере производства, обслуживания оборудования и управления средой выращивания.

• Отрицательные эффекты:

  1. Высокая стоимость: установка и обслуживание гидропонных систем обходятся дорого и могут стать финансовой проблемой для некоторых фермеров.
  2. Зависимость от технологий: Зависимость от передовых технологий может привести к экономическим проблемам, если эти технологии нестабильны.

Долгосрочная устойчивость:

Устанавливая соответствующую политику и стандарты в области окружающей среды и экономики, гидропонное сельское хозяйство может способствовать долгосрочной устойчивости и помочь достичь баланса между увеличением производства и сохранением окружающей среды.

Гидропонное земледелие: движение вперед с глобальными практическими исследованиями для развития и повышения производительности.

Гидропонное земледелие стало новым методом ведения сельского хозяйства, основанным на успешных примерах из практики по всему миру. Ниже приведены некоторые примеры и их положительное влияние на развитие и продвижение гидропонного земледелия:

A: Иран перешел на «гидропонное выращивание» с сокращением потребления воды на 90 процентов!

Официальный аккаунт Twitter информационного агентства Tansim

Согласно отчету научного репортера информационного агентства Tasnim , « гидропонное выращивание » является одним из креативных методов производства сельскохозяйственной продукции без почвы и с минимальными потребностями в воде. Вместо того чтобы выращивать растение в почве, его помещают в питательный раствор, что уже некоторое время пользуется популярностью по всей стране. В связи с этим иранские исследователи, применяя метод беспочвенной гидропоники, потребляют в 10 раз меньше воды, но при этом получают в разы больше продукции!

Гидропонное выращивание осуществляется на специальных поддонах и имеет прямой контакт с растением, которое должно находиться в полностью стерильных условиях, а с одного квадратного метра за 10 дней можно получить около 30 кг свежего корма.

Гидропонный тепличный комплекс «Зарандие» площадью 15 гектаров, где выращиваются летние сорта, в частности томаты, является одним из ведущих сельскохозяйственных комплексов в этой области.

Генеральный директор этого комплекса Могадамфар рассказал о методе и деталях этого нового для страны типа выращивания: «Объем производства томатов в этой теплице составляет около 3600 тонн продукции 1 и 2 класса, и этот комплекс является второй «высокотехнологичной» теплицей в стране, причем 55 процентов ее продукции идет на экспорт».

Он продолжил: «При этом методе вода напрямую доступна растению и может быть повторно использована растениями. Таким образом, мы получаем более высокую урожайность, чем почвенные культуры, примерно в 3 раза, и, с другой стороны, потребляем меньше воды, чем аналогичные культуры».

В Иране построены десятки теплиц для выращивания сельскохозяйственной продукции таким способом. В качестве примера можно привести агропромышленную компанию «Лорестан». Генеральный директор этой компании Арабнежад заявил по этому поводу: Ежегодно производится около 10 000 тонн томатов и сладкого перца, из этого объема около 70 процентов продукции экспортируется в страны России в холодное время года и в страны Персидского залива в теплое время года. Из этих 70 процентов продукции страна ежегодно будет получать 5 миллионов долларов валютной выручки.

Расход воды при гидропонном выращивании сокращается до 10 раз по сравнению с традиционными методами, при этом производство продукции увеличивается на 10–12 процентов; В гидропонных теплицах на килограмм томатов расходуется от 10 до 20 литров воды, а при традиционном выращивании в почве — более 20 литров.

Другими преимуществами гидропонного выращивания являются возможность выращивания растений в различных климатических условиях и в любое время года, отсутствие в среде выращивания почвенных микробов, оптимальная борьба с вредителями и производство органических продуктов с экспортным потенциалом. В настоящее время площадь возделывания сельскохозяйственной продукции методом гидропоники в стране составляет 21 га, а согласно планам, к 1404 году она должна достичь 48 тыс. га.

B. Исследование случая в Японии:

• Описание: В Японии запущен гидропонный проект с целью выращивания безотходных овощей с меньшим использованием воды и ресурсов.
• Результаты: Это исследование показало, что использование гидропонного земледелия позволяет значительно повысить эффективность использования воды, сократить отходы и производить высококачественную продукцию.

C. Успешный проект в Нидерландах:

• Описание: Голландская компания добилась успеха в выращивании цветов и декоративных растений с использованием гидропонной системы и экспортирует высококачественные цветы на мировые рынки.
• Результаты: Этот проект демонстрирует, что гидропонику можно успешно использовать не только для выращивания съедобных культур, но и для выращивания цветов и декоративных растений.

D. Исследования в Австралии по производству огурцов:

• Описание: Исследование, проведенное в Австралии, показало, что гидропонное выращивание огурцов может помочь удовлетворить потребности местного рынка и экспортировать продукцию на зарубежные рынки.
• Влияние: Использование гидропонных технологий в сельском хозяйстве позволяет производить высококачественную продукцию круглый год и осваивать новые рынки.

Эти тематические исследования показывают, что гидропонное земледелие признано во всем мире как перспективное и инновационное решение для производства высококачественной, высокоурожайной сельскохозяйственной продукции. Эти проекты и исследования сыграли важную роль в развитии и продвижении этого метода ведения сельского хозяйства и способствовали его использованию во всем мире.

Будущее гидропонного земледелия:

Гидропонное земледелие как новая технология сыграет важную роль в будущем сельского хозяйства. Ниже приведены некоторые прогнозы и ожидания относительно будущего этого метода:

А. Развитие технологий:

• Использование искусственного интеллекта: Сочетание гидропонного земледелия с технологиями искусственного интеллекта и Интернета вещей может привести к повышению производительности, снижению затрат и более точному контролю условий окружающей среды.
• Технология интеллектуальных датчиков: используйте интеллектуальные датчики для лучшего мониторинга условий окружающей среды и более точной регулировки.

Б. Столкновение с будущими вызовами:

• Изменение климата: гидропонное сельское хозяйство, как устойчивый метод ведения сельского хозяйства, может противостоять изменению климата и сокращению водных ресурсов.
• Рост населения мира: повышение производительности сельскохозяйственного производства с использованием гидропонного земледелия может помочь прокормить растущее население мира.

Экономический прогноз:

• Более крупная отрасль: по мере расширения сферы применения гидропонного земледелия и увеличения спроса оно может стать более крупной отраслью в экономике стран.
• Создание рабочих мест: Развитие этой отрасли может привести к созданию большего количества рабочих мест в сферах сельского хозяйства и технологий.

Устойчивость потребления ресурсов:

• Сокращение потребления воды: оптимальное использование водных ресурсов и сокращение потребления этих ресурсов за счет гидропонного земледелия.
• Сокращение использования удобрений: оптимальное использование питательных веществ и удобрений снижает загрязнение окружающей среды, связанное с сельским хозяйством.

Геополитические прогнозы:

• Влияние на импортозависимость: Гидропонное земледелие может ускорить снижение импортозависимости сельскохозяйственной продукции во многих странах.
• Влияние на мировую торговлю: Увеличение экспорта сельскохозяйственной продукции с использованием гидропонного земледелия может оказать влияние на баланс мировой торговли.

Учитывая прогресс технологий и развитие знаний в области гидропонного земледелия, будущее этого метода представляется как устойчивый и экономичный вариант в сельском хозяйстве.

Сравнение богарного земледелия с гидропонным земледелием:

1. Расход воды:

• Богарного земледелия : требуется много воды, большая часть которой поступает за счет дождей и природных факторов.

• Гидропонное земледелие потребляет меньше воды, поскольку вода напрямую циркулирует через систему растений и повторно используется в замкнутом цикле.

2. Требования к почве:

• Для выращивания растений в богарных условиях необходима почва, поэтому здесь могут возникнуть такие проблемы, как обработка почвы и ухудшение ее качества.
• Гидропонное земледелие: выращивание осуществляется без использования почвы, что позволяет вести его в районах с неподходящей или ограниченной почвой.

3. Использование удобрений и химикатов:

• Богарное земледелие требует использования удобрений и химикатов для улучшения качества почвы и повышения урожайности.
• Гидропонное земледелие: использование удобрений осуществляется точно и контролируемо, а использование химикатов сведено к минимуму.

4. Экологический контроль:

• Богарные методы земледелия: более точный контроль условий окружающей среды, таких как температура, влажность и освещенность, может представлять собой проблему.
• Гидропонное земледелие позволяет более точно контролировать условия окружающей среды, такие как pH и содержание питательных веществ в воде.

5. Производительность:

• Богарные методы земледелия: Эффективность использования воды и удобрений может быть низкой, а их прямое влияние на урожайность может быть различным.
• Гидропонное земледелие: очень высокая производительность и более стабильные результаты благодаря контролируемым условиям окружающей среды.

6. Устойчивость к болезням и вредителям:

• Богарные культуры наиболее восприимчивы к болезням и вредителям и требуют использования химикатов для борьбы с ними.
• Гидропонное земледелие: благодаря отсутствию почвы и контролируемой среде снижается риск распространения болезней и вредителей.

7. Возможность использования в закрытых помещениях:

• Богарные методы земледелия имеют ограниченное применение в закрытых помещениях и теплицах.
• Гидропонное земледелие имеет высокий потенциал для выращивания в закрытых помещениях и теплицах.

Согласно этому сравнению, гидропонное сельское хозяйство, по-видимому, требует меньше пищевых и водных ресурсов, а также позволяет точнее контролировать условия окружающей среды и давать более высокие урожаи. С другой стороны, богарное земледелие удовлетворяет собственные потребности в производстве сельскохозяйственной продукции и зависит от географических и климатических условий различных регионов.

Заключение:

Гидропонное земледелие, как новый и выгодный метод производства сельскохозяйственной продукции, предоставляющий решения, основанные на технологиях и науке, несомненно, оказывает положительное влияние на мировые сельскохозяйственные системы. Среди наиболее важных моментов, рассмотренных в этой статье, можно выделить следующие:

• Принципы управления корневой средой и влияние питательных веществ, вентиляции и pH на здоровый рост растений.
• Сравнение гидропонного земледелия с традиционными методами, преимущества и недостатки каждого из них.
• Типы гидропонных систем и их производительность.
• Преимущества гидропонного земледелия включают сокращение потребления воды и удобрений, а также повышение скорости роста урожая.
• Проблемы и управленческие решения для создания устойчивого гидропонного сельского хозяйства.
• Широкое применение этот метод нашел в производстве конкретных продуктов и продвижении на местных и мировых рынках.
• Экологические и экономические последствия гидропонного земледелия и их долгосрочные последствия.
• Успешные примеры и их влияние на развитие этого метода ведения сельского хозяйства.
• Будущее гидропонного сельского хозяйства и его роль в решении будущих проблем, таких как изменение климата и рост населения планеты.

В данной статье подчеркивается потенциал гидропонного земледелия для улучшения и совершенствования мировых сельскохозяйственных систем, а также необходимость дальнейших исследований в этой области. Этот новый метод, с его уникальными возможностями и перспективами, может сыграть важную роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития в будущем.

---

Читать далее:

Гидропонное земледелие — выращивание в воде (Википедия) 

Гидропонное выращивание в домашних условиях от 0 до 100 (Iran Sunlight)