30 июня 2008
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ДЕТСКАЯ ЛИТЕРАТУРА» МОСКВА 1965
Дорогие ребята, эта книга расскажет вам о гидропонике — новом методе выращивания растений без почвы. Она научит вас получать овощи и витаминные корма для животных, выращивая растения в растворе, песке, гравии и даже в воздухе; научит, как сделать самим простейшее оборудование для этого.
Рисунки и оформление Б. Белова
Это было жарким летом 1896 года в Нижнем Новгороде (теперь город Горький). На большом пустыре на берегу Волги уже несколько недель стучали топоры плотников и скрипели подводы, подвозившие бревна и доски. С каждым днем здесь рос сказочный городок: причудливые терема, украшенные деревянной резьбой, куполами и башенками,— павильоны первой Всероссийской выставки сельского хозяйства и промышленности. Но вот наступил торжественный день открытия, и в расцвеченные яркими флагами павильоны хлынули толпы любознательных и просто любопытных посетителей.
Вокруг одного павильона собралось особенно много
людей. Павильон выглядел необычно: все в нем — и стены и крыша — было из стекла. Сквозь его прозрачные стены виднелась сочная зелень растений. Но это были не пальмы, не причудливые кактусы, не редкостные орхидеи. В высоких стеклянных банках стояли обычные, всем хорошо знакомые растения: кукуруза, подсолнечник, гречиха. Но росли они на… воде! За стеклянными стенками банок, как в аквариуме, тихо колыхались густые пряди
белых корней, и каждый из них можно было отлично
рассмотреть сквозь прозрачную воду. Крупная, выше че-
ловеческого роста, кукуруза уже выбросила тяжелые початки наливающегося зерна. И трудно было поверить, что выросла она без почвы. Из этикеток можно было узнать, что в каждой банке растворено немного минеральных солей — две части на тысячу частей воды. Это
была "Гак называемая водная культура растений. На Нижегородской ярмарке ее впервые в нашей стране показывал Климент Аркадьевич Тимирязев.
Много позже в одной из лекций Климент Аркадьевич рассказывал:
— С удовольствием вспоминаю я одного скептика, местного нижегородского жителя, поклявшегося мне, что он чуть ли не день за днем следил за нашими водными культурами, сначала со злостным намерением уличить нас в шарлатанстве, а затем сам увлекся и уверовал.
Теперь в водной культуре растения выращивают не только в научно-исследовательских институтах, но и в совхозных теплицах. Знакома она и многим юным натуралистам. Но в те времена водная культура была новинкой, она только что начала появляться в лабораториях ученых-ботаников. Люди видели в ней лишь удивительный фокус, забавную выдумку чудаков ученых.
И никто в те времена не мог предполагать, что пройдет немного времени, и водная культура постепенно вытеснит почву из теплиц овощеводов.
9 июня 2008
Люди издавна привыкли к тому, что растения растут в почве. Чем темнее почва, тем она плодороднее, тем лучше и быстрее растут на ней растения. Каждый знает, что наши кубанские или украинские черноземы самые
плодородные в мире. А на светлой подзолистой или песчаной почве растения обычно получаются хилыми.
Темный цвет почве придает органическое вещество — гумус. Гумус образуется при разложении растительных
остатков: отмерших корней, опавших листьев… Поэтому
с глубокой древности люди думали, что растения питаются почвой, ее органическим веществом.
Но нашелся человек, решивший проверить эту, казалось бы, бесспорную истину. Это был голландец Ван-
Гельмонт, живший более трехсот лет назад. Он поставил опыт, но, к сожалению, не смог сделать правильные выводы.
Ван-Гельмонт посадил ветку ивы весом 2 килограмма в кадку с сухой землей весом 91 килограмм и поливал ее
дождевой водой. Ветка укоренилась, прошло пять лет,
растенле прибавило в весе 74 килограмма, а вес почвы уменьшился только на 62 грамма. Значит, заключил Ван-
Гельмонт, основной «строительный материал» растения
берут не из почвы. Тогда откуда же? И он решил, что главная пища растений — вода.
В самом деле все растения больше чем наполовину состоят из воды. Но ведь, кроме воды, они содержат и многие другие вещества. Мы с вами можем легко убедиться в этом.
7 июня 2008
Наиболее легко автоматизировать производство зеленого корма для животных. На искусственных средах выращивают не только овощи, но и корм для скота. Летом в лугах достаточно сочной свежей травы. Но зимой, когда сельскохозяйственные животные питаются только сеном и силосом, им не хватает витаминов. А гидропоника может обеспечить сельскохозяйственных животных
витаминными кормами круглый год.
Производство зеленого корма очень просто. В плоские металлические противни, напоминающие кюветы
для проявления фотоснимков, наливают тонкий слой питательного раствора и засыпают семена овса, гороха или кукурузы. Кюветы устанавливают в несколько ярусов в теплом помещении и освещают лампами дневного света. Питательный раствор в них раз в 1—2 дня заменяют свежим. Через 8—12 дней образуется сплошная зеленая щетка молодых, очень богатых витаминами проростков. Корни так тесно переплетаются между собой, что их нельзя разделить, и проростки вынимают из кюветы сплошным «ковриком». Такие «коврики» после промывания их водой целиком, вместе с корнями, скармливают животным. Из 1 килограмма зерна получается 4—5 килограммов питательной зеленой массы.
Для круглогодового выращивания витаминного корма («зеленого конвейера») применяют специальные авто-
матические установки. Одна из них так и называется — «Зимний луг». Она занимает немного места и по форме напоминает шкаф, в котором автоматы поддерживают определенную влажность и температуру воздуха. В этот шкаф загружают кюветы с зерном. Они передвигаются
по медленно движущейся конвейерной ленте и выдают
уже готовые «коврики» проростков.
Советские инженеры сконструировали другую, полностью автоматизированную установку для выращивания зеленого корма — «карусель». Кюветы для зерна устанавливают на медленно вращающийся круг, который совершает полный оборот за 10 дней. В центре круга установлены датчики и реле — автоматы, сменяющие раствор и поддерживающие в разных частях круга (зонах) различные условия. В зону посева ежедневно загружают кюветы с зерном, замоченным в воде. Затем кюветы перемещаются в зону проращивания. Здесь нет ламп и семена находятся в ежедневно сменяемой воде. Зону проращивания кюветы проходят за 4 дня. За это время семена прорастают, и кюветы переходят в зону выращивания. Здесь уже горят люминесцентные лампы, и автоматы заменяют воду в кюветах питательным раствором. Через 6—7 суток кюветы проходят эту зону и
перемещаются в зону уборки: в них уже образовались
«коврики» зеленого корма.
Такая установка работает непрерывно. Рабочий ежедневно убирает кюветы с готовыми проростками и ставит на их место кюветы со свежим зерном. Благодаря разделению на зоны здесь экономно расходуется и питательный раствор, и свет. Обслуживает установку один человек.
17 мая 2008
О пользе золы для растений люди знали уже много веков назад. Когда-то большая часть древней Руси была покрыта лесами (само слово «древность» происходит от старославянского «древо» — дерево). В те времена крестьяне выкорчевывали участок леса, стволы и сучья сжигали, а золу запахивали в землю. Следовательно, они не только отвоевывали у леса участок под пашню, но и удобряли его. А когда через несколько лет почва истощалась, выжигали новый участок.
Попробуем и мы добавить немного золы в наши гор-
шки с песком. Проходит день за днем, и в горшках, куда мы внесли немного золы, не только фасоль, но и пшеница и даже мак весело зеленеют и разворачивают новые листочки. Но через некоторое время растения начинают желтеть и в конце концов засыхают. Оказывается, не все соли золы растворяются в воде. А главное, в золе нет азота — одного из важнейших элементов минерального питания. Он улетучивается при сжигании.
Ученые много поработали, прежде чем вырастили растения без почвы от всходов до созревания (или, как говорят, «от семени до семени»).
Прежде всего ученым следовало установить, какие соли и в каком количестве нужны растениям. Впервые это выяснил немецкий агрохимик Кноп около ста лет
назад. Пытаясь вырастить пшеницу на воде, он добавлял к ней го одну, то другую соль, то различные смеси солей. После долгих поисков и неудач он наконец нашел
рецепт первой искусственной почвы.
|
Азотнокислый кальций
|
1
|
г/л
|
|
Азотнокислый калий
|
0,25
|
»
|
|
Фосфорнокислый калий
|
0,25
|
»
|
|
Хлористый калий
|
0,25
|
»
|
|
Сернокислый магний
|
0,25
|
»
|
|
Хлористое железо
|
0,01
|
»
|
Этот раствор содержит все необходимые растениям
питательные элементы: азот, фосфор, калий, кальций,
магний, серу и железо. Поэтому высаженные на него проростки пшеницы дали нормальные растения, которые заколосились и принесли полноценное, зрелое зерно.
В честь создателя раствор был назван питательной
смесью Кнопа. Этот раствор К. А. Тимирязев использовал для показа водной культуры растений на Нижегородской ярмарке.
21 апреля 2008
— А почему этого нельзя узнать в поле? — спросите вы.— Ведь можно сделать химический анализ растения, выращенного в почве, и узнать, какие соли оно содержит.
Но оказалось, что это не так просто. Сделать анализ растения, конечно, можно, но как узнать, все ли соли, которые оно содержит, необходимы для его жизни? У нас в Средней Азии много засоленных почв. В этих почвах
содержится хлористый натрий — обычная поваренная соль. Натрий большинству сельскохозяйственных растений не нужен, даже вреден, если его много. Но растения все равно поглощают его, засасывая вместе с водой.
Злаки — пшеница, рожь, овес,— где бы ни росли, всегда содержат довольно много кремния. Но если выращивать пшеницу на питательном растворе без кремния, она будет отлично развиваться и даст полноценное
зерно. Следовательно, кремний не нужен растениям в
таком большом количестве. Поглощают они этот элемент просто потому, что его много в почве.
Значит, если мы хотим узнать, нужен или нет тот или иной элемент растению, мы должны вырастить это растение в среде, не содержащей этого элемента.
В почве всегда имеются самые разные соли — и нужные и ненужные растениям. Следовательно, для такого опыта почва не подходит. Опыт следует ставить в совершенно бесплодной среде, например в песке или на воде. В такую среду можно внести смесь любых минеральных солей и включить или не включить в нее изучаемый элемент.
Перед нами ряд одинаковых стеклянных банок — вегетационных сосудов. В них на растворах питательных
солей выращивают кукурузу. Почему же так по-разному выглядят растения?
В первом сосуде — полная питательная смесь. Она
содержит все необходимые для питания растений элементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу,
1 — кукуруза, выращенная на полной питательной среде; 2 — на питательной среде без железа; J—без магния; 4— без фосфора; 5 — без азота; 6 — без кальция; 7 — без калия; 8 — на дистиллированной воде.
железо, А в остальных сосудах — та же смесь, за исключением какого-нибудь одного элемента минерального питания.
На рисунке вы видите, как выглядит растение, если из раствора исключить какой-нибудь один элемент питания: рост культуры прекратится, и растение в конце концов погибнет. Исключенный элемент нельзя заменить никаким другим. Ведь если в плотине вынуть один из щитов и наращивать другие, водохранилище все равно останется пустым.
Немного позже, когда научитесь выращивать растения без почвы, вы сами сможете поставить такой опыт.
При помощи вегетационного метода агрохимики не только узнали, какие элементы нужны растениям. Они
подробно изучили потребности разных сельскохозяйственных культур в питании и научились удовлетворять их. Ученые нашли так называемые критические периоды
питания каждой сельскохозяйственной культуры. Они
определили, на каком этапе жизни — при прорастании, во время бутонизации, цветения или плодообразования —«
данная культура особенно нуждается в азоте, фосфоре или калии. При помощи удобрений — минеральных солей — агрохимики научились не только улучшать развитие растений, но направлять его в нужную человеку сторону. Если, например, хотят получить больше листьев
(при выращивании капусты, кормовых трав, кукурузы на силос), в почву следует внести больше азотных удобрений. Если основной частью урожая является стебель
(у лубяных культур — льна, конопли), в почву вносят
больше калия. А для развития плодов растения особенно нуждаются в фосфоре.
На современных заводах у пульта управления сложных и умных машин стоят инженеры-операторы. Нажмут кнопку — и машина послушно выполняет нужную операцию. Поле — тоже-машина, но своеобразная. Она состоит из живых «деталей» — растений — и поэтому во много раз сложнее и капризнее. Она вырабатывает продукты питания и сырье для многих отраслей промышленности. И этой машиной тоже необходимо управлять.
У «пульта управления» ростом и развитием сельскохозяйственных растений стоит агроном, хорошо изучивший потребности растений и свойства минеральных удобрений.
Если он хочет получить урожай как можно раньше,
то во время бутонизации растений он «нажимает» кнопку «фосфор» — подкармливает их суперфосфатом. Если, наоборот, хочет растянуть созревание, чтобы растения успели образовать побольше плодов, «нажимает» кнопку «азот» — вносит в почву селитру. Если агроном видит, что в конце лета помидоры еще не начали краснеть, он «нажимает» кнопку «калий» — этот элемент усиливает отток питательных веществ из листьев и ускоряет налив плодов. В дождливые и пасмурные годы, чтобы растения не «израстали» в ботву, дозу калийных удобрений тоже увеличивают.
Основатель советской агрохимии академик Дмитрий Николаевич Прянишников сравнивал применение минеральных удобрений с открытием нового континента., Действительно, с их помощью люди дополнительно поЛ
лучают теперь столько сельскохозяйственных продуктов,
как будто освоены новые земельные площади, равные обеим Америкам — Северной и Южной,