Выращивание в теплицах без почвы повышает эффективность сельского хозяйства

На протяжении веков традиционное земледелие на основе почвы было основой производства продуктов питания. Однако, столкнувшись с такими проблемами, как снижение урожайности, рост затрат и экологические проблемы, фермеры и сельскохозяйственные новаторы обращаются к альтернативным методам. Среди них беспочвенное выращивание в теплицах выделяется как революционный подход, который обещает более высокую эффективность, лучшую урожайность и устойчивое производство.

Беспочвенное выращивание, как следует из названия, предполагает выращивание растений без почвы, вместо этого используя богатые питательными веществами растворы. Хотя эта концепция не совсем нова, достижения в области технологий превратили ее в сложный и масштабируемый метод ведения сельского хозяйства. В Соединенных Штатах большая часть беспочвенного выращивания происходит в теплицах, где можно точно контролировать условия окружающей среды.

• Более высокая плотность посадки: Растения можно располагать более эффективно, что позволяет добиться большей производительности на квадратный фут по сравнению с традиционным земледелием.
• Повышенная урожайность: Многие производители сообщают о более высокой урожайности и лучшем качестве продукции, хотя теоретически аналогичные результаты могут быть достигнуты и с оптимизированными почвенными системами.
• Сниженное потребление воды: Закрытые системы минимизируют испарение, что приводит к значительной экономии воды — критическое преимущество в засушливых регионах.

• Более высокие первоначальные инвестиции: Насосы, резервуары, системы управления и специализированная инфраструктура могут добавить несколько долларов на квадратный фут к стоимости установки.
• Повышенное потребление энергии: Работа насосов и систем дополнительного освещения увеличивает расходы на электроэнергию.
• Требуется техническая экспертиза: Успешное беспочвенное земледелие требует знания физиологии растений, химии и обслуживания системы.

Хотя практически любую культуру можно выращивать без почвы, некоторые из них особенно хорошо подходят для этих систем. Листовые овощи, такие как салат, помидоры, перец, огурцы, клубника и травы, такие как базилик и петрушка, являются одними из наиболее распространенных. Ключевым фактором при проектировании системы является то, как поддерживать растение по мере его роста в питательном растворе.

Инновации в беспочвенном выращивании привели к появлению различных конструкций систем, каждая из которых имеет уникальные преимущества в зависимости от типа культуры, требований к пространству и экономических соображений.

Этот метод использует глубокие грядки (18–24 дюйма), заполненные песком, гравием или щебнем, выстланные пластиком и наклонные для дренажа. Растения помещают непосредственно в среду и орошают питательным раствором несколько раз в день.

Открытые или закрытые пластиковые желоба и трубы из ПВХ популярны для салата, помидоров и огурцов. Они могут содержать только питательный раствор или быть заполнены инертными средами, такими как торфяной мох или перлит. Некоторые системы оснащены подвижными стойками для регулировки расстояния между растениями по мере их роста.

Периодически затопляемые лотки используются для производства салата. Растения, выращенные в небольших блоках, вручную расставляются по мере их развития. Лотки обычно изготавливаются из формованного пластика или водонепроницаемой фанеры.

Исследователи из Корнельского университета разработали систему, использующую выстланные пластиком наземные грядки, в которых питательный раствор закачивается с одного конца и сливается с другого. Растения салата поддерживаются плавающими листами полистирола.

Разработанная доктором Алленом Купером в Великобритании, NFT использует неглубокие каналы из пленочного пластика. Питательный раствор течет по этим каналам, а растения поддерживаются горшками или блоками для выращивания, расположенными вдоль всей длины.

Полиэтиленовые мешки, заполненные торфо-вермикулитовыми смесями, располагаются рядами, а капельное орошение обеспечивает питание. Эти мешки могут поддерживать несколько циклов выращивания до замены.

В этой передовой системе корни растений подвешены в воздухе внутри закрытых контейнеров и опрыскиваются питательным раствором. Аэропоника обеспечивает исключительное насыщение кислородом и эффективную доставку питательных веществ.

Помимо конструкций для поддержки растений, беспочвенные системы требуют резервуаров, насосов и средств управления. Резервуары из бетона, пластика или стекловолокна хранят питательные растворы. Специализированные насосы, устойчивые к коррозии от удобрений, необходимы. Системы управления варьируются от простых таймеров до сложных компьютеров, которые автоматически контролируют и регулируют химический состав питательных веществ.

По мере развития технологий беспочвенные системы становятся умнее и автоматизированнее. Новые инновации включают:

• Умные датчики: Мониторинг условий окружающей среды и здоровья растений в режиме реального времени.
• Робототехника: Автоматизация задач посадки, обслуживания и сбора урожая.
• Аналитика данных: Оптимизация условий выращивания с помощью машинного обучения и прогнозных алгоритмов.

Беспочвенное выращивание представляет собой нечто большее, чем просто метод ведения сельского хозяйства — оно воплощает переход к точному земледелию, которое максимизирует ресурсы при минимизации воздействия на окружающую среду. Для фермеров, сталкивающихся с проблемами традиционного сельского хозяйства, эти системы предлагают многообещающий путь вперед.