Гидропонный питательный раствор: теория в вопросах и ответах

Гидропонный питательный раствор: теория в вопросах и ответах

Итак, друзья, вот мы и добрались до святая святых всей гидропонной науки — питательного раствора. Как признают не только начинающие выращиватели, но и умудрённые многолетним опытом авторы фундаментальных руководств по гидропонике, ни один другой вопрос во всей гидропонной науке не вызывает столько споров, разногласий и мифов, как приготовление питательного раствора, и в особенности — поиски его «идеальной» формулы, которую современные энтузиасты гидропоники разыскивают столь же усердно, как алхимики средневековья искали рецепт философского камня.

Между тем, довольно часто причина неуспеха в составлении и использовании раствора кроется в нехватке самых простых и базовых сведений по данной теме. Поэтому до того, как ринуться составлять питательный раствор из подручных материалов, давайте неспешно и последовательно рассмотрим необходимые теоретические моменты, касающиеся раствора, в формате «вопрос-ответ», а затем перейдём к практике.

Что такое гидропонный питательный раствор?

Это водный раствор химических веществ, из которого растения, выращиваемые гидропонным способом, получают питательные элементы, необходимые им для нормального роста и развития.

Правильно составленный гидропонный раствор содержит тот же самый набор необходимых химических элементов, который растения, растущие в земле, получают из земли. И хотя земля, как правило, содержит более широкий спектр питательных веществ, чем гидропонный раствор, эти дополнительные вещества (к примеру, органические кислоты) не являются обязательными для полноценного роста и развития растений, хотя и могут оказывать положительное воздействие. Подробнее о сравнении эффективности грунтового и гидропонного выращивания см. тут.

Питательный раствор можно приобрести в магазинах товаров для гидропоники (как правило, в виде набора из двух или трёх отдельных канистр с ингредиентами, которые нужно смешать в определённой пропорции), либо приготовить самостоятельно из водорастворимых сельскохозяйственных удобрений с помощью специальной программы (гидропонного калькулятора).

Из чего состоит гидропонный питательный раствор?

Он состоит из воды и растворённых в ней питательных элементов. В зависимости от количества, в котором эти элементы требуются растениям, их условно подразделяют на две группы:

Макроэлементы (требуются растениям в больших количествах):
азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), сера (S), магний (Mg), водород (H);
Микроэлементы (требуются растениям в крайне малых количествах):
железо (Fe), хлор (Cl), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn), медь (Cu), молибден (Mo), никель (Ni).

В естественных природных условиях все эти элементы не существуют в чистом виде. Поэтому для изготовления питательного раствора они используются в составе водорастворимых соединений — простых солей и хелатов (см. спойлер).

Солью в химии называют вещества, состоящие из катиона (положительно заряженного иона) металла и аниона (отрицательно заряженного иона) кислотного основания.

Простые соли – это соли, которые содержат 1 катион и 1 анион.
Примеры простых солей, используемых в гидропонике:

MgSO4 (сульфат магния)

CaNO3 (кальциевая селитра)

Хелаты – это соли, которые состоят из иона металла и растворимого органического компонента (например, органической кислоты), благодаря которому ион металла сохраняет свою химическую доступность для корневой системы растения.
Примеры хелатов, используемых в гидропонике:

FeDTPA (хелат железа и диэтилентриаминпентауксусной кислоты)

CuEDTA (хелат меди и этилендиаминтетрауксусной кислоты)

Соли и хелаты, используемые для приготовления питательного раствора, широко применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений, поэтому их без труда можно приобрести в садовых центрах или магазинах, торгующих товарами для сада и огорода.

Для составления макроэлементной части раствора обычно используют комбинацию из следующих водорастворимых удобрений:

CaNO3 — кальциевая селитра, она же нитрат кальция (источник кальция и нитратного азота);
KNO3 — калиевая селитра, она же нитрат калия (источник калия и азота);
NH4NO3 — аммониевая селитра, она же нитрат аммония (источник аммониевого азота);
MgSO4 — сульфат магния (источник магния и серы);
KH2PO4 — монофосфат калия (источник калия и фосфора);
K2SO4 — сульфат калия (источник калия и серы).

Для составления микроэлементной части раствора обычно используют следующие водорастворимые удобрения:

хелат железа;
хелат цинка или сульфат цинка;
хелат марганца;
хелат меди;
• молибдат аммония;
борная кислота.

Оба эти списка не исчерпывающие: по сути, ингредиентом раствора может быть любое водорастворимое вещество, содержащее нужные растению ионы (и, желательно, не содержащее ионы ненужных либо вредных химических элементов).

Нужно ли добавлять в раствор хлор?

Хлор в качестве питательного микроэлемента следует добавлять только в случае, если раствор приготовляется на основе дистиллированной (очищенной с помощью фильтра обратного осмоса) воды. В качестве источника добавочного хлора можно использовать хлорид калия (KCl) либо обыкновенную «хлорку», т. е. гипохлорит натрия.

Если же для приготовления раствора используется обычная водопроводная вода, то хлора в ней, как правило, вполне достаточно, поэтому специально добавлять его не нужно. Более того, если ваша вода слишком хлорирована (что определяется по хлорному запаху после налива воды из-под крана), для использования в гидропонике её рекомендуется отстоять в течении 1-3 дней.

Откуда можно брать воду для приготовления питательного раствора?

Для приготовления гидропонного питательного раствора можно использовать:

• Обычную водопроводную питьевую воду;
• Дождевую воду;
• Колодезную (артезианскую) воду;
• Дистиллированную (очищенную с помощью фильтра обратного осмоса) воду.

Требования к воде, используемой для гидропонного раствора в целом примерно те же, что и требования к воде для полива обычных грунтовых растений. Вода должна быть пресной, нетоксичной и не слишком солёной (в частности, не содержать хлорида натрия, присутствие которого даже в очень небольшом количестве блокирует работу корневой системы и снижает урожайность).

Вероятно, наилучшим, хотя и самым дорогим выбором будет дистиллированная вода, поскольку она полностью очищена от примесей и таким образом исключает нежелательные химические реакции и скачки pH. Следующим по доступности источником будет обычная питьевая вода из-под крана.

Каковы требования к качеству водопроводной воды, используемой для приготовления питательного раствора?

По общему правилу, если вода официально признана пригодной для питья, вы можете использовать её в гидропонике. Однако ввиду того, что реальное качество водопроводной воды отличается не только от города к городу, но и от дома к дому, очень желательно получить более точное представление о её составе.

Самый быстрый и простой способ это сделать — измерить общее количество растворённых в ней солей с помощью EC- или TDS-метра и сравнить полученный результат с таблицей:

EC < 0,75
TDS < 480 ppm

Вода ПРИГОДНА
для гидропоники

EC 0,75-3,0
TDS 480-1920 ppm

Вода МЕНЕЕ ПРИГОДНА
для гидропоники

EC > 3,0
TDS > 1920 ppm

Вода НЕПРИГОДНА
для гидропоники

Критерии качества ирригационной воды (адаптировано отсюда.)

Для нужд любительской гидропоники этого рецепта вполне достаточно. Но если вы сторонник профессионального подхода и желаете более точно контролировать процесс выращивания для получения максимальных урожаев, закажите лабораторный анализ вашей воды.

Если по результатам анализа будет выявлено превышение норм содержания тяжёлых металлов, сообщите об этом в городскую службу водоснабжения, установите фильтр обратного осмоса и используйте для гидропоники только отфильтрованную воду.

Если выявится избыток кальция, магния или железа, вы можете также фильтровать воду для гидропоники обратным осмосом, либо (если вы умеете пользоваться гидропонным калькулятором и самостоятельно готовить раствор из простых солей) скорректировать формулу вашего питательного раствора таким образом, чтобы доля избыточных элементов уменьшилась в ней ровно на тот на объём, в котором они присутствуют в вашей водопроводной воде.

Пример: допустим, в исходной формуле питательного раствора доля кальция составляет 100 мг/л. По результатам лабораторного анализа выяснилось, что в вашей водопроводной воде кальций присутствует в количестве 30 мг/л. Чтобы скомпенсировать излишек кальция, скорректируйте вашу формулу, чтобы доля кальция в ней составляла (100 — 30) = 70 мг/л.

Какова оптимальная кислотность (pH) питательного раствора?

В различных источниках можно обнаружить немного разные рекомендации на этот счёт. Например:

от pH 5,5 до 6,8, верхний допустимый предел — pH 7,0 (Отсюда.)

от pH 5,8 до 6,4 ( Отсюда.)

Почему именно эти значения считаются оптимальными? Главным образом потому, что большинство питательных элементов гидропонного раствора именно в этом (слабокислом) диапазоне обладают наилучшей доступностью, а при превышении его верхнего порога многие микроэлементы выпадают в осадок:

«При pH выше 6,5 железо, медь, цинк, бор и марганец перестают быть доступны растению. <…> Бор усваивается растениями главным образом в виде борной кислоты, которая сохраняет свою молекулярную целостность приблизительно до pH 7,0 <…> Таким образом, усвоение питательных элементов при pH 7,0 и выше может быть затруднено из-за выпадения ионов железа (Fe2+), марганца (Mn2+), фосфора (PO3−4), кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) в виде нерастворимых и недоступных солей. <…> Наиболее подходящий для развития растений диапазон кислотности находится между pH 5,5 и 6,5.» (Отсюда.)

Для справки: во всех контейнерах моей балконной оранжереи я поддерживаю pH в районе 6,0, и мои растения растут очень хорошо.

Подробнее о кислотности в гидропонике:
Что такое pH?
Как и чем измерить pH?
Как скорректировать pH?

Какова оптимальная концентрация (насыщенность) питательного раствора?

Оптимальная концентрация раствора не является постоянной величиной. Это динамический параметр, который зависит от вида растения, стадии его развития, а также климатических условий, в которых оно выращивается (температуры раствора и воздуха, влажности, освещённости и т. д.).

В руководствах по гидропонике можно встретить следующие общие рекомендации, касающиеся оптимальной концентрации питательного раствора, предназначенного для выращивания широкого спектра овощных культур:

EC 1,5 — 2,5 (TDS 750—1250 ppm) (Отсюда и отсюда.)

TDS 1000 — 1500 ppm ( Отсюда.)

TDS 1500 — 4000 ppm (Отсюда.)

Эти значения представляют некий усреднённый диапазон суммарной солевой насыщенности, придерживась которого, выращиватели могут избежать совсем уж грубых ошибок в схеме питания своих растений (к примеру, 3- или 5-кратного перекорма). Однако по факту оптимум концентрации определяется динамически, с учётом многих факторов, в ходе реального практического опыта, проб и ошибок, сопоставлений и наблюдений.

Рекомендации по подбору оптимальной концентрации раствора

• Листовым овощам (салат, кейл, мангольд) и кулинарным травам (мята, базилик, тимьян) обычно требуется более низкая концентрация раствора, а плодовым овощам (перцы, помидоры) — более высокая. При этом любым молодым растениям требуется меньшая концентрация раствора, чем взрослым.

• Сниженное потребление воды линейно коррелирует с высокой насыщенностью раствора. Поэтому если ваше растение при прочих равных условиях начинает потреблять воду медленнее, чем обычно, возможно, насыщенность раствора следует понизить.

• В условиях жары и интенсивного освещения растения испаряют в атмосферу и потребляют больше воды. Поэтому в таких условиях концентрацию раствора следует немного понизить (а в прохладном климате, наоборот, чуть повысить).

• Слишком слабый раствор негативно скажется на здоровье растения, темпах роста и урожайности, тогда как слишком крепкий раствор чрезмерно повысит осмотическое давление внутри корней и тем самым помешает растению всасывать воду и усваивать питательные элементы из раствора.

• Перегруз питательных веществ столь же (если не более) опасен, как и недогруз. Помните, что действия в логике «лей, не жалей, больше удобрений — выше урожай» могут оказать вашим растениям медвежью услугу и причинить больше вреда, чем пользы.

Какую концентрацию раствора можно считать чрезмерной?

Для ответа на этот вопрос необходимо знать, о каком растении идёт речь. Разные растения обладают различной толерантностью к избытку солей в растворе:

Группа растений

Порог

Примеры

Чувствительные

EC 1,4

Листовой салат, морковь, клубника, репчатый лук

Умеренно чувствительные

EC 3,0

Брокколи, кочанная капуста, помидор, огурец, редис, перец

Умеренно толерантные

EC 6,0

Соевые бобы

Толерантные

EC 10,0

Сахарная свёкла, хлопок

Пороговые значения концентрации питательного раствора для различных растений. (Отсюда.)

Каковы требования к температуре питательного раствора?

«Температура питательного раствора никогда не должна опускаться ниже температуры воздуха, особенно в гидропонных системах, в которых корни растений периодически омываются большими объемами раствора.

В жаркую погоду, когда воздействие атмосферы на растения особенно интенсивно, контакт корней с питательным раствором ниже температуры окружающего воздуха может привести к увяданию растений. Корни, погружённые в прохладный или даже холодный питательный раствор, не способны поглощать достаточное количество воды и питательных элементов, необходимых для надземной части растения, подвергающейся воздействию тёплого воздуха и яркого света.

Если это происходит регулярно, это приводит к задержке роста, снижению количества завязей и задержке созревания плодов, поэтому для снижения стрессовой нагрузки может понадобиться подогрев раствора. Однако нагревать его выше температуры воздуха не рекомендуется, поскольку это также может нанести вред растениям.» (Отсюда.)

Какой раствор лучше: покупной или самодельный?

Правильно приготовленный самодельный раствор выгоднее по многим параметрам. Во-первых, он несравнимо (во много раз!) дешевле покупного. Во-вторых, не секрет, что многие импортные растворы изначально предназначены для выращивания довольно специфических растений и по своему макроэлементному профилю не очень подходят для выращивания других (к примеру, плодовых) культур. Но если вы умеете готовить раствор самостоятельно, вы можете заложить в него любые нужные пропорции питательных элементов, которые позволят вырастить практически любую культуру — хоть помидор, хоть баобаб.

Безусловно, чтобы научиться готовить раствор с нуля из базовых компонентов, понадобится время, настойчивость и некоторое количество проб и ошибок. Однако полученный навык того стоит, ведь он позволит вам более точно и гибко управлять процессом питания растений, лучше понимать мир живой природы, собирать высокие урожаи, совершенствоваться в искусстве выращивания и получать большее удовольствие от процесса.

Какая формула раствора самая лучшая?

Поскольку этот вопрос заслуживает отдельного обсуждения, давайте поговорим об этом в отдельном очерке.


Все очерки раздела «Заметки балконного выращивателя»

Понравилась эта статья? Поделитесь ей в соцсетях:

Поделиться
Отправить
Популярное