Рецепт успеха гидропоники
Обеспечение всех необходимых элементов в нужном количестве и в правильной пропорции каждому растению - это может показаться сложной задачей даже самым математически одаренным гроверам.
Среди самых сложных вопросов у производителей, начинающих гидропонное выращивание, - как разработать оптимальную систему удобрений для сельскохозяйственных культур.
Для полноценного питания растений требуется 14 основных элементов в корневой зоне, включая макроэлементы (необходимые в относительно больших количествах), такие как азот, фосфор, калий, сера, кальций и магний; и микроэлементы (необходимы в относительно небольших количествах) железо, марганец, цинк, бор, медь, молибден, хлорид и никель.
Все эти питательные вещества должны доставляться гидропонным питательным раствором, хотя хлорид и никель не входят в состав большинства рецептов, так как они доступны в достаточном количестве как примеси с удобрениями.
К счастью, растения приспособились к росту в широком диапазоне концентраций питательных веществ.
С практической точки зрения это означает, что многие различные рецепты питательных растворов могут быть успешно использованы для выращивания гидропонных культур.
Имея так много различных рецептов на выбор, с чего начать и как с этого момента вносить изменения и улучшения в эти рецепты?
Ключевые факторы при выборе удобрений для раствора гидропоники
В гидропонике абсолютно необходимо начать с лабораторного анализа воды.
После него следует отметить три основных момента: щелочность, электропроводность (ЕС) и конкретные концентрации элементов.
Щелочность - это мера способности воды нейтрализовать кислоту.
Щелочность обычно выражается в миллионных долях эквивалента карбоната кальция (CaCO3).
Значения щелочности могут варьироваться от около 0 (в очень чистой воде или воде, обработанной обратным осмосом) до более 300 ppm CaCO3.
Чем выше щелочность вашей воды, тем больше будет повышаться pH в вашем питательном растворе.
Щелочность источника воды - гораздо более важный показатель, на который следует обращать внимание, чем его pH.
PH - это просто одноразовый снимок того, насколько кислая или щелочная ваша вода.
Щелочность является мерой длительности воздействия на изменение уровня pH.
Как только вы узнаете щелочность воды, вы можете обратиться к местному консультанту, поставщику удобрений или испытательной лаборатории, чтобы выбрать подходящую стратегию внесения удобрений.
В зависимости от вашей щелочности вам может потребоваться выбрать состав с большей долей кислых форм азота (аммоний или мочевина) или добавить кислоту для нейтрализации щелочности и противодействия повышению pH.
Затем рассмотрите EC вашего источника воды.
ЕС - это мера общего количества растворенных солей, включая как основные элементы, так и нежелательные примеси (например, натрий).
Следовательно, EC - это приблизительный показатель чистоты источника воды.
К сожалению, ЕС сообщается с использованием нескольких различных связанных единиц, однако их легко преобразовать: 1 мСм / м = 1 мСм / см = 1 ммосм / см = 1000 мкмосм / см = 1000 мкСм / см.
Знание EC источника воды поможет вам определить, использовать ли открытую или закрытую систему орошения.
В закрытых гидропонных системах оросительная вода улавливается и повторно используется, а в открытых - нет.
В идеале ЕС должно быть менее 0,25 мСм / см для закрытых систем.
Многие производители гидропоники сочли необходимым фильтровать исходную воду, часто используя обратный осмос, чтобы она была достаточно чистой для закрытых гидропонных систем.
Единственный способ противодействовать накоплению солей в закрытых системах - это «спустить воду» из резервуара, то есть намеренно слить некоторую часть питательного раствора и заменить ее очищеной водой.
В открытых системах накоплением солей можно управлять, применяя избыток воды для выщелачивания растворимых солей.
Следовательно, ЕС исходной воды может быть выше, чем в закрытых системах - в идеале менее 1,0 дСм / см.
Лабораторный анализ воды также подскажет, какие именно основные элементы и загрязнители содержатся в вашей воде.
При составлении рецепта удобрения следует учитывать концентрацию основных элементов.
С щелочностью воды часто связаны значительные уровни Ca, Mg и S в воде.
Обязательно посмотрите, содержит ли ваша вода эти важные вторичные питательные вещества и в какой концентрации, а затем будьте готовы учитывать эти питательные вещества в вашей системе удобрений, если они недоступны в количествах, достаточных для рецепта вашей культуры.
Натрий и хлорид являются обычными загрязняющими веществами в некоторых водах; в идеале они должны быть менее 50 и 70 частей на миллион соответственно.
Это может помочь вам определить необходимость более частой очистки воды, выщелачивания или стравливания, а также избежать попадания этих загрязняющих веществ в удобрения.
Как только вы узнаете качество источника воды, вы можете приступить к планированию стратегии внесения удобрений, подходящей для вашей культуры.
Необходимая концентрация удобрений для растений варьируется в зависимости от выращиваемой культуры, стадии роста культуры и условий окружающей среды.
Однако для начинающего гровера хорошей отправной точкой является просто разработка одного рецепта, который будет достаточно хорошо работать для ряда стадий и условий роста сельскохозяйственных культур.
Позже вы можете отточить рецепт, оптимизировать его для разных стадий роста или исходя из ваших текущих условий выращивания.
Рецепты питательного раствора для салата, ароматических трав и зелени
Для зеленых культур большинство рецептов питательных растворов не регулируют соотношение питательных веществ во время роста; тогда как для плодовых культур это соотношение может быть скорректировано, чтобы изменить сдвиг между вегетативной и репродуктивной стадиями.
В компании Cornell’s Controlled Environment Agriculture Group в течение многих лет мы успешно использовали модифицированный рецепт Сонневельда для выращивания салата и другой листовой зелени (шпинат, пак-чой) (таблица 1).
Вы заметите, что это рецепт, сделанный с нуля, который требует смешивания нескольких отдельных компонентов.
Крупные коммерческие предприятия часто следуют методу изготовления растворов с нуля из-за возможности корректировать отдельные соединения и потому, что закупка отдельных соединений оптом может быть более рентабельной.
Таблица 1. Три рецепта гидропонных питательных растворов для приготовления 378.54 литров (100 галлонов) удобрений, подходящих для гидропонного выращивания салата, ароматических трав и зелени.
Если планируется разбавить сразу в 378.54 литровый резервуар, все компоненты рецепта могут быть смешаны с водой.
При использовании резервуаров для хранения (т. е. 100-кратной концентрации) расчеты представляют собой количество, которое необходимо использовать на 3.78 литра.
Там, где указано, компоненты резервуара А и резервуара Б, они ДОЛЖНЫ быть приготовлены отдельно, чтобы не выпадал осадок.
При использовании исходных материалов разбавьте с помощью форсунок 1: 100 (две форсунки, подключенные последовательно для смесей в баке А и баке Б). Это будет 378.54 литров (100 галлонов) разбавленного удобрения.
| Комплекс Jack’s Hydro-FeEd (16-4-17) | |
| Это количество в виде 1 пакета; используйте 355 г на 378.54 литров воды (разбавленной) или на каждые 3.78 литра (1 галлон) в стоковом баке (с помощью инжектора 1: 100) | |
| Комплекс Jack’s Hydroponic (5-12-26) + Нитрат кальция | |
Бак А |
Бак Б |
| 284 г Нитрат кальция (15-0-0) | 284 г 5-12-26 |
| Модифицированный раствор Сонневельда для салата-латука | |
Бак А |
Бак Б |
| 184.0 г Ca(NO3)2х3H2O | 51.5 г KH2PO4 |
| 14.4 г NH4NO3 | 93.1 г MgSO4·7H20 |
| 167.3 г KNO3 | *0.290 г MnSO4·H2O |
| *3.8 г 10% Fe-DTPA | *0.352 г H3BO3 |
| Sprint 330 или Sequestrene 330 | *0.023 г Na2MoO4·2H2O |
| *0.217 г ZnSO4·7H2O | |
| *0.035 г CuSO4·5H2O | |
* Для взвешивания питательных микроэлементов необходимы точные весы. |
|
Это хорошее время, чтобы отметить, что большинство гидропонных рецептов требуют использования двух или трех резервуаров для хранения (рис. 1).
Это необходимо, чтобы избежать образования неприятного осадка или осадка, который может образоваться при смешивании определенных питательных веществ в концентрированной форме.
В частности, кальций может соединяться с фосфатами и сульфатами с образованием нерастворимых осадков.
Если вы не смешиваете эти формулы в концентрированном базовом растворе, а, скорее, в разбавленной или «готовой к использованию» форме, вы можете смешать эти предписанные количества в одном резервуаре, содержащем конечный объем воды.
В этом случае следуйте пошаговой схеме, когда каждый компонент добавляется индивидуально и превращается в настоящий раствор, прежде чем вы добавите следующее питательное вещество.
Именно здесь очень важно выбирать качественные, очень чистые и на 100% водорастворимые питательные вещества.
Новым или мелким гроверам, выращивающим гидропонику, может быть сложно управлять методом «с нуля».
Одной из часто используемых альтернатив является двухкомпонентный подход с использованием комплексного удобрения Jack’s Hydroponic (5-12-26) и нитрата кальция (таблица 2).
В этом методе резервуар B содержит комплекс 5-12-26 предварительно смешанных солей, смешанных с плотностью, обеспечивающей приблизительно от 50 до 100 частей на миллион.
Резервуар A содержит нитрат кальция в концентрации от 100 до 150 частей на миллион и может также использоваться для добавления некоторых полезных веществ для конкретных культур, такие как нитрат калия или хелаты отдельных микроэлементов, такие как железо-EDTA, DTPA или EDDHA.
Если для нейтрализации щелочности исходной воды требуется кислота, ее можно добавить в резервуар B (резервуар без нитрата кальция), или в некоторых операциях используется отдельный резервуар для кислоты.
Таблица 2. Сравнение питательных веществ (в миллионных долях), содержащихся в трех различных рецептах салата, трав и листовой зелени.
| Jack’s Hydro-FeED (16-4-17) | Jack’s Hydroponic (5-12-26) + Calcium nitrate | Модифицированный раствор Сонневельда | |
| Азот (N) | 150 | 150 | 150 |
| Фосфор (P) | 16 | 39 | 31 |
| Калий (К) | 132 | 162 | 210 |
| Кальций (Ca) | 38 | 139 | 90 |
| Магний (Mg) | 14 | 47 | 24 |
| Железо (Fe) | 2,1 | 2,3 | 1,0 |
| Марганец (Mn) | 0,47 | 0,38 | 0,25 |
| Цинк (Zn) | 0,49 | 0,11 | 0,13 |
| Бор (B) | 0,21 | 0,38 | 0,16 |
| Медь (Cu) | 0,031 | 0,013 | 0,023 |
| Молибден (Мо) | 0,075 | 0,075 | 0,024 |
Таблица 3. Целевые нормы подачи азота (в ppm) для нескольких гидропонных культур. * На основе данных, собранных в J.R. Peters Laboratory и Smithers Oasis Inc., 2012-2013 гг.
| Тип | Propagation | Production |
| Баттеркранч/Бостон Бибб | 125 | 150 |
| Салат Ромэн, красный и зеленый лист | 125 | 150 |
| Базилик | 125 | 175 |
| Кулинарные травы | 125 | 150 |
| Капуста | 125 | 175 |
| Чеснок и лук | 125 | 150 |
| Помидоры | 125 | 200 |
| Перец | 125 | 150 |
| Огурец | 125 | 175 |
| Капуста, листовая капуста, шпинат, мангольд, горчица зелень, мизуна, эскарол | 125 | 175-200 |
| Руккола, кресс-салат, весенний микс | 125 | 125-150 |
Таблица 4. Два рецепта гидропонных питательных растворов для приготовления 100 галлонов удобрений, подходящих для гидропонного выращивания томатов, огурцов и перца.
| Комплекс Jack’s Hydroponic (5-12-26) + Нитрат кальция | |
Бак А |
Бак Б |
| 360 г Нитрат кальция (15-0-0) | 360 г 5-12-26 |
| Рецепт UA CEAC * | |
Бак А |
Бак Б |
| 347.8 г Ca(NO3)2х3H2O | 64.9 г KH2PO4 |
| 152.5 г KNO3 | 184.3 г MgSO4·7H20 |
| *7.6 г 10% Хелат железа-DTPA | 114.7 г K2SO4 |
| Sprint 330 или Sequestrene 330 | *0.641 г MnSO4·H2O |
| *0.606 г H3BO3 | |
| *0.048 г Na2MoO4·2H2O | |
| *0.549 г ZnSO4·7H2O | |
| *0.074 г CuSO4·5H2O | |
* Для взвешивания питательных микроэлементов необходимы точные весы. |
|
Таблица 5. Сравнение питательных веществ (в миллионных долях), содержащихся в трех различных рецептах раствора для салата, трав и листовой зелени.
| Jack’s Hydroponic (5-12-26) + Calcium nitrate | Рецепт UA CEAC | |
| Азот (N) | 190 | 189 |
| Фосфор (P) | 50 | 39 |
| Калий (К) | 205 | 341 |
| Кальций (Ca) | 176 | 170 |
| Магний (Mg) | 60 | 48 |
| Железо (Fe) | 2,85 | 2,0 |
| Марганец (Mn) | 0,48 | 0,55 |
| Цинк (Zn) | 0,14 | 0,33 |
| Бор (B) | 0,48 | 0,28 |
| Медь (Cu) | 0,14 | 0,05 |
| Молибден (Мо) | 0,1 | 0,05 |
Относительно новой однокомпонентной альтернативой является комплекс Jack’s Hydro-FeED (16-4-17).
Эта формула специально разработана для использования в качестве формулы одного пакета для доставки полноценного питательного раствора для гидропонных и аэропонных культур.
Он был разработан специально для тех, кто выращивает зелень и травы, но также имеет большой успех в качестве основной формулы для выращивания томатов, огурцов и перца.
Уникальность этой формулы заключается в ее потенциально нейтральном влиянии на pH раствора, а также в ее забуференном пакете микроэлементов, который также включает в себя важную смесь хелатов железа из EDTA, EDDHA и DPTA.
Эта формула хорошо подходит для воды со щелочностью в диапазоне от 40 до 200 частей на миллион.
По мере того, как вы совершенствуете свои навыки смешивания удобрений и наблюдения за влиянием на рост растений, вы можете быть готовы начать корректировку своей системы удобрений.
Например, вы можете принять во внимание несколько более низкие потребности в удобрениях во время размножения или особые потребности в удобрениях для различных культур.
Например, целевое значение 150 ppm хорошо подходит для кочанного и листового салата на основной стадии производства; в то время как целевой показатель от 175 до 200 ppm больше подходит для капусты, мангольда и горчицы, которые, как правило, являются немного более тяжелыми кормушками (Таблица 3).
На стадии размножения рассады несколько более низкий целевой уровень удобрения 125 ppm хорошо подходит для обеих этих категорий.
Подпись к фото - Внизу: помидоры вскоре после пересадки на плиты из минеральной ваты, все еще в вегетативной фазе. Справа: помидоры в стадии зрелого плодоношения.
Рецепты гидропонных растворов для томатов и других плодоносящих культур
Плодовые культуры, как правило, имеют более высокие потребности в питательных веществах, чем листовая зелень.
Помимо простого увеличения содержания азота, важно также увеличить уровень калия, кальция и магния.
Один рецепт удобрения хорошо зарекомендовал себя при выращивании томатов, огурцов и перца в теплице Центра контролируемого сельского хозяйства Университета Аризоны (Таблица 4).
Аналогичный рецепт, основанный на подходе с двумя мешками и сравнением питательных веществ, приведен в таблицах 4 и 5.
Для томатов коммерческие предприятия часто корректируют рецепт питательного раствора в соответствии со стадией роста урожая.
Стратегия, как правило, состоит в том, чтобы сначала обеспечить больше азота, кальция и магния, чтобы способствовать хорошей структуре растений и вегетативному росту (Таблица 6).
Примерно через шесть недель после пересадки рассады томатов уровень азота снижается, но повышается уровень калия, чтобы способствовать переходу от вегетативного роста к цветению и завязыванию плодов.
Наконец, рецепт можно снова изменить, чтобы сбалансировать вегетативный и репродуктивный рост, когда растение продолжает расти и завязывать плоды.
| Таблица 6. Рецепт для томатов на зиму по стадиям роста урожая. (ед. изм. - ppm). | Недели 0-6 Более высокое содержание азота, кальция и магния для вегетативного роста | Недели 6-12 Меньше N, больше K для репродуктивного роста | Неделя 12+ Поддержка баланса вегетативного / репродуктивного роста |
| Азот (N) | 224 | 189 | 189 |
| Фосфор (P) | 47 | 47 | 39 |
| Калий (К) | 281 | 351 | 341 |
| Кальций (Ca) | 212 | 190 | 170 |
| Магний (Mg) | 65 | 60 | 48 |
| Железо (Fe) | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Марганец (Mn) | 0,55 | 0,55 | 0,55 |
| Цинк (Zn) | 0,33 | 0,33 | 0,33 |
| Бор (B) | 0,28 | 0,28 | 0,28 |
| Медь (Cu) | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| Молибден (Мо) | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
Оттачиваем рецепт питательного раствора
Независимо от того, новичок вы или профессионал, важно постоянно следить за своим питательным раствором.
Ежедневное тестирование уровней pH и EC питательного раствора с последующим периодическим тестированием полного количества питательных веществ в лаборатории даст вам уверенность в том, что вы доставляете питательные вещества в правильном количестве для растений и с надлежащим pH.
Установление базовой концентрации питательных веществ в вашем резервуаре путем последовательного тестирования раствора очень поможет вам определить, как внести изменения в будущем.
Чтобы еще больше отточить рецепты удобрений, необходимо периодически брать пробы тканей.
Это позволяет вам определить точный питательный статус вашего растения, позволяя вам определить, как питательные вещества, которые вы вносите, поглощаются, хранятся и перераспределяются в растении.
Мониторинг изменения концентрации питательных веществ с течением времени с помощью периодического отбора проб - один из лучших методов оценки того, обеспечиваете ли вы нужные питательные вещества своему растению, соответствуете ли его стадии роста и условиям выращивания.
Понимание взаимосвязи подвижности питательных веществ внутри растения значительно улучшит ваши навыки интерпретировать и использовать данные, полученные в результате анализа тканей.
Молодые листья, как правило, содержат более высокие уровни подвижных питательных веществ (азота и калия) и более низкие уровни неподвижных питательных веществ (кальция, железа и марганца).
Поэтому образцы, взятые с молодых листьев, могут быть наиболее полезными для диагностики дефицита кальция или микроэлементов.
Если особых проблем не возникает, испытательные лаборатории обычно рекомендуют брать образцы из недавно созревших листьев, чтобы получить достоверное представление о том, что происходит как с новыми, так и со старыми приростами.
Найдите время, чтобы оценить свои записи о внесении удобрений, условиях освещения и температуры, а также баланса EC / pH.
Это может позволить вам лучше понять, почему и как ваши действия могут влиять на баланс питательных веществ в растворе и в листьях растения. Приготовление растворов гидропонных удобрений не должно быть сложной задачей.
Начните с одного рецепта, подходящего для вашего урожая.
Осуществляйте мониторинг на ранней стадии, контролируйте часто, и по мере роста вашего уровня комфорта вы можете начать изменять рецепт для оптимизации роста урожая.
Кто знает, возможно, вы обнаружите, что приготовление рецептов удобрений станет для вас таким же удовольствием, как бабушкин рецепт печенья с шоколадной крошкой. Таблица 6. Рецепт томатов на зиму в зависимости от стадии роста культуры (единицы измерения - ppm). НИЛ МАТТСОН - адъюнкт-профессор и специалист по расширению теплиц Корнельского университета, факультет садоводства. С ним можно связаться по телефону (607) 255-0621 или nsm47@cornell.edu КАРИ ПЕТЕРС - вице-президент лаборатории J.R. Peters в Аллентауне, штат Пенсильвания.
К оглавлению раздела