Зелень из воздуха, или выращивание рукколы с помощью аэропонных установок

Олекса Стерний

Еще древние греки с римлянами знали толк в Eruca sativa – однолетнем травянистом растении рода Эрука (Eruca) семейства Капустные (Brassicaceae).

В диком виде это растение произрастает в Южной и Центральной Европе, на севере Африки и на Кавказе, в Малой и Средней Азии, а также в Индии. Но называют Eruca sativa в разных регионах и даже профессиональных сообществах по-разному: рокет-салат, аругула, гусеничник посевной, индау посевной…

В специализированной научной литературе устоялось название индау посевной, а овощеводы, торговые сети и сами потребители предпочитают более милозвучное – руккола.

Сила – в рукколе!

Во времена просвещенной античности руккола почиталась в первую очередь как афродизиак – средство для возрастания мужской потенции. В нашу эпоху богатый орехово-чесночно-горчичный вкус пряного растения оценили гурманы, считая его ценным ингредиентом для салатов, добавкой к мясным и рыбным блюдам, соусам и пастам. Особенно широко руккола используется в средиземноморской кухне. В некоторых регионах Италии из нее делают даже ликеры, которые потребляются после еды в качестве дижестива, способствующего пищеварению. Довольно широко растение используется в народной медицине и в оздоровительном питании.

В наших широтах руккола также завоевывает популярность, но отечественные овощеводы, в отличие от потребителей, относятся к ней весьма сдержанно. Многие считают «южную гостью» слишком прихотливой и нежной для культивирования. На самом деле, это совсем не так: руккола – непритязательное и холодостойкое растение. Успешное выращивание культуры в скандинавских странах и Северной Америке – наглядный тому пример. Даже в наших условиях можно за лето получить два урожая. К услугам овощеводов испытанные в нашем климате скоро- и среднеспелые сорта южноевропейской, российской и даже украинской селекции: Покер, Колдивита, Рококо, Оливетта, Пасьянс, Рокет, Корсика, Эйфория, Сицилия, Знахарь.

От дачного «рукколоблудия» до полей необозримых

Как уже говорилась, руккола – культура неприхотливая.

Хотя, в идеале, растение требует много света и влаги, оно вполне может приноровиться и к менее благоприятным условиям. Что касается заморозков, то молодые побеги рукколы спокойно переносят 6-8°С ниже нуля.

При выращивании на приусадебном участке качество грунта тоже не имеет принципиального значения, хотя, конечно, чем больше влаги и питательных веществ, тем лучше. Вообще руккола предпочитает легкие, слегка подкисленные, плодородные почвы. А вот ароматный свежий навоз рукколе противопоказан – во избежание накопления нитратов в листьях. Сдержаннее надо быть и с азотными удобрениями.

Поскольку культура относится к капустным, следует избегать прочих членов этого семейства в качестве предшественников и последователей. Хорошими соседями по севообороту являются картофель, морковь, тыквенные, бобовые, томаты. В теплицах, кстати, руккола успешно используется как уплотнитель огурцов и помидоров.

Посев можно производить в два и даже в три захода – ранней весной, в начале лета и в середине августа. Семена заделывают на глубину 1-1,5 см рядками через 30-40 см. Всходы появляются через неделю после посева.

Они нуждаются в рыхлении междурядий и поливе в жаркую погоду. Для достижения лучшего результата не помешает подкормка раствором нитрофоски. Уборку первых созревших листьев можно начинать через две недели после появления всходов. И чем чаще их обрываешь, тем быстрее появляются новые ростки. Некоторые умельцы приспособились даже использовать газонную косилку для уборки изобильно взращенной культуры.

Что касается выращивания в промышленных масштабах, то руккола – культура довольно затратная и трудоемкая. Обычно основная обработка почвы включает лущение, вспашку, при наличии большого количества сорняков – культивацию. Весной проводится боронование для задержания влаги и культивация.

В результате поверхностный слой почвы (10-12 см) разрыхляется до мелкокомковатого структурного состояния, выравнивается, уничтожаются появившиеся всходы сорняков, создается лучший воздушно-водный режим почвы: капиллярный подъем и интенсивное испарение влаги замедляются. Перед посевом проводится рыхление, выравнивание и уплотнение почвы. После посева также необходимо прикатывание.

Ширина междурядий при посеве на товарную зелень составляет 45 см при норме высева 3–5 кг/га. После появления ростков посевы необходимо обработать фрезерными пропашными культиваторами. Без ручной прополки, как правило, тоже не обойтись.

Основным вредителем рукколы являются крестоцветные блошки, но следует учесть, что на товарных посевах применение пестицидов не допускается. Зелень убирают в фазе хорошо развитой розетки, срезая растение на уровне почвы или вырывая с корнем.

Аэропоника – да будет свет и туман!

Куда больший практический интерес представляет выращивание рукколы совместно с другой зеленью и классическими тепличными культурами с помощью инновационных подходов.

К ним, конечно же, относится аэропоника – своеобразная вершина эволюции гидропонных технологий. Этот способ выращивания растений не нуждается ни в грунте, ни в субстрате, позволяя существенно экономить также расход воды, удобрений и электроэнергии.

Аэропонный метод впервые был предложен в 1910 году уроженцем Житомира Владимиром Арциховским для научно-исследовательских целей. Выдающимся ученым были разработаны и первые аэропонные установки.

В современных условиях аэрозольный метод доставки питательных веществ обеспечивается с помощью помещения корневой системы растений в гидро­изолированную камеру, где с установленной периодичностью распыляется питательный раствор.

Мелкодисперсная смесь может подаваться не только форсункой с высоким давлением, но и с помощью ультразвукового генератора «холодного тумана» и т.д.

В наше время (с появлением надежных средств автоматизации и контроля, энерго­сберегающих источников света – светодиодов) экзотическая аэропоника превратилась в высокорентабельную технологию, нередко обеспечивающую 500-700% рентабельности.

Но при этом она предъявляет высокие требования к качеству и надежности оборудования. Ведь все технологические процессы автоматизированы и должны бесперебойно работать в автономном режиме. Также необходима максимально точная дозировка и подача питательного аэрозоля.

На рынке предлагается импортное и отечественное оборудование, обеспечивающее надежный беспрерывный цикл работы на весь вегетационный период.

В случае аварийного отключения электроэнергии или сбоев в работе отдельных узлов производители гарантируют бесперебойную работу систем жизнеобеспечения растений в автономном режиме на время, достаточное для устранения неполадок.

Что весьма значимо, аэропонные установки при всей своей технологической изощ­ренности довольно компактны, неприхотливы в монтаже и обслуживании.

Их можно обустроить едва ли не «за прилавком» – на территории супермаркетов и т.д. Так что вполне естественно, что наиболее прибыльный путь экзотической рукколы на полки магазинов лежит через те же экзотические пока для украинских овощеводов аэропонные технологии.

Хроніки аеропоніки

Сергій Лавренко, Назар Безручко

Аеропоніка – це процес вирощування рослин у повітряному середовищі без використання ґрунту й субстратів, за якого поживні речовини та вода доставляються до коріння у вигляді аерозолю.

У всьому світі гостро поширена проблема забруднення навколишнього середовища. В Україні вона ще більш значуща через частеньке (ніде правди діти!) порушення підприємцями санітарних правил застосування отруйних речовин та утилізації відходів виробництва.

Промислові відходи скидають в акваторії річок, озер та інших водоймищ або ж заховують у ґрунті без дотримання належних правил. Надалі цю воду використовують для поливання сільськогосподарських культур і розчинені в ній шкідливі речовини поглинаються рослиною. Крім води забруднюється повітря: викиди газів підприємствами підвищують рівень оксиду азоту, діоксиду сірки та інших шкідливих газів, які в процесі фотосинтезу потрапляють до рослини.

Перевищення норм цих речовин може призвести до фітотоксичності й зменшення врожаю, а що найголовніше – потрапить з урожаєм до організму людини. Найбільше ця проблема стосується продукції, яку ми споживаємо у свіжому вигляді без термічної обробки, а саме – овочів.

Окрім забруднення навколишнього середовища існують проблеми, пов’язані з низьким рівнем агротехніки. Сільськогосподарські товаровиробники часто-густо нехтують технологічними заходами за вирощування культур (необґрунтовані норми й термін внесення мінеральних добрив, спосіб і режим зрошення, глибина обробітку тощо). Відтак це спричинює порушення екологічного балансу та появу ерозійних процесів, знищення корисної мікрофлори, зменшення родючості ґрунту. Саме використання аеропонної системи дасть змогу розв’язати низку проблем.

Уперше в світі цей метод запропонував ботанік і фізіолог Володимир Мартинович Арциховський, який народився у Житомирі. 1911 року він опублікував у журналі «Опытная агрономия» статтю «Про повітряні культури рослин», в якій розповів про свій метод фізіологічних досліджень кореневих систем за допомогою розбризкування різних речовин у повіт­рі, яке оточує корені.

Саме Арциховський першим сконструював аеропонні пристрої та на практиці засвідчив успіх цього методу. Проте «аеропонікою» цей процес назвав американський фізіолог нідерландського походження Фрітс Вармолт Вент 1957 року (до речі, 1949-го саме під його орудою було збудовано перший фітотрон). Наприкінці 1990-х рр. ця технологія зацікавила НАСА, бо головною проблемою того часу було забезпечення продуктами харчування космонавтів за умов невагомості, малої кількості можливих запасів води та обмеження площі для вирощування рослин.

Як результат, було продемонстровано, що аеропоніка є життєздатним способом для подолання всіх цих перешкод і вирощування здорових овочів на борту космічного корабля. Лише з 2006 року аеропоніку почали використовувати в сільському господарстві по всьому світу.

Перевага системи аеропоніки перед іншими методами вирощування полягає в легкому моніторингу поживних речовин, якості води та рН. Система аеропоніки забезпечує точне внесення поживних речовин згідно з потребами культури та рівнем урожаю, тим самим зменшуючи витрати мінеральних добрив і мінімізуючи ризик їх насичення в ґрунті.

Також ця система дає змогу вимірювати надходження поживних речовин у часі за різних варіантів умови. За аеропонної технології йде велика економія води. Збереження води відбувається завдяки її рециркуляції в системі, загальні непродуктивні втрати води можуть сягати лише 0,5 л за добу.

Система може працювати на непридатних для сільськогосподарського виробництва територіях, віддалених від будь-яких природних і матеріальних джерел. Поповнення води в системі може відбуватися раз на тиждень, а прихід електроенергії здійснюватися за допомогою сонячних панелей. Сонячні батареї та вітрові станції дають змогу працювати автономно.

Використання автоматичної системи поливання, контролю мікроклімату та якості води зменшує потребу у великій кількості людей для догляду – необхідні кілька кваліфікованих працівників, які корегують умови дистанційно. Потреба в людських ресурсах наявна під час пересаджування розсади з маточнику до аеропонних труб і збирання врожаю, але вона мінімальна.

аеропонна система

Існує два типи розміщення аеропонних труб: горизонтальний і вертикальний.

Слід зазначити, що горизонтальний спосіб найкраще підходить для рослин із сильно розвиненою кореневою системою та картоплі.

Під теплицю придатні будь-які приміщення, навіть підвали та склади. Можна створювати заглиблені теплиці, які будуються на 3 м углиб землі, що в кількараз економить кошти на підігріванні та охолодженні. Завдяки цьому аеропонні ферми можна конструювати на будь-яких ґрунтах, придатних під будівництво. Це дає можливість вирощувати рослини у будь-якій точці світу.

У промисловому масштабі у США існують ферми з вирощування культур за методом аеропоніки. Однією з них є Aero Farms у Ньюарку, штат Нью-Джерсі. 2018 року щомісячним американським діловим виданням Fast Company цю ферму було названо однією з найінноваційніших компаній. Aero Farms увійшла до чільної десятки найінноваційніших компаній у сфері продуктів харчування.

Величезна кількість ємностей із насінням росте завдяки високотехнологічній системі вирощування, яка не потребує сонячного світла або ґрунту. На ділянці площею 21 336 м2 виробляють близько 907 тис. т їжі на рік, яку опісля продають у місцевих продуктових магазинах. Така система повною мірою може стати розв’язанням проблеми нестачі продовольства у світі.

У цьому разі термін «світ» поширюється не лише на межі планети Земля, а й далеко за них. Позаяк перші колонізатори Марсу вирощуватимуть рослини саме за допомогою аеропоніки. І взагалі, величезне фінансування в дослідження аеропонних систем пов’язане саме з «космічною одіссеєю».

Аеропонну систему часто-густо порівнюють і плутають із гідропонною. Ось у чому полягають відмінності.

  • Аеропонна система не використовує воду як середовище вирощування. За вирощування в аеропоніці коріння вільно звисає у повітрі (навіть часткове або короткотривале занурення коріння у воду або інший розчин є порушенням технології аеропоніки).
  • У гідропоніці коріння рослини занурюють у воду, щоб отримати воду та поживні речовини для підтримки її життєдіяльності. А в аеропоніці поживна речовина подається туманом через розбризкування або насадками для коренів рослин.
  • У фермі з аеропонною системою використовують кілька основних компонентів (насос, форсунки та камеру для вирощування).

Існує кілька типів аеропонних систем, але слід зазначити, що для них потрібні різні типи компонентів для налаштування, але робоча концепція приблизно однакова.

  1. Аеропонна система низького тиску – тут використовують звичайні магнітні насоси, які нагнітають тиск у ємність із водою, через що вода під тиском рухається по трубах до спринклера. Це дешева система, але вона не дає можливості домогтися малого діаметра краплі.
  2. Аеропонна система високого тиску – в ній застосовують компресори, які підвищують тиск у системі до 6 бар, в ідеалі до 7. Завдяки цьому можна домогтися розміру краплі в 50 мк (середній розмір людської волосини 80 мк) або навіть менше (1 мк – це мільйонна частина 1 м).
  3. Ультразвукова система – тут використовують ульт­развукові мембрани для створення туману. Мінус цієї системи в тому, що мембрани добре розпилюють лише чисту воду, а от компоненти розчину (солі) можуть осідати на мембрані та забивати її.

За аеропонного вирощування рослин початковий процес (вирощування розсади) починається з насіння, яке занурюють у мінеральну вату (маточник). Після появи справжніх листків розсаду пересаджують до спеціальних стаканчиків, які своєю чергою занурюють в аеропонні труби. Метод не потребує великої площі та виключає появу бур’янів.

Він дає змогу займатися вирощуванням продукції впродовж цілого року. Скорочується період вегетації, тому можна отримувати від 4-х (огірки, помідори) до 12-14-ти (салат, зелень) урожаїв на рік. Урожайність томатів під час роботи кваліфікованого технолога може становити близько 6 кг із куща за один цикл вирощування, який становить приблизно 80 днів. На 1 м2 росте шість кущів – виходить 36 кг / м2 за цикл. Таких циклів чотири на рік, значить, за рік з 1 м2 ми можемо отримати 144 кг томатів.

Урожайність огірка за цих самих умов може становити близько 4-5 кг із куща за цикл вирощування, який триває 65-68 днів. Шість кущів на квадратному метрі, п’ять циклів на рік – виходить близько 150 кг / м2 за рік.

Для прискорення технології вирощування методом аеропоніки можна вирощувати рослину не з насіння, а з пагона: відрізати пасинок томата й укоренити в мінеральній ваті – так економиться близько місяця.

коренева система

Технології вирощування для кожної окремої культури різняться, позаяк у рослин різна тривалість циклу вирощування, різна кількість фаз росту й розвитку, відповідно різна потреба в елементах живлення та умовах навколишнього середовища.

Всі ці чинники слід вираховувати й регулювати самому (точної схеми вирощування на російських або українських сайтах ви не знайдете через високу вартість досліджень і будівництва самої системи), інший вихід – купити готову аеропонну систему (виробники гарантують повний контроль вашої теплиці та 100 % збут продукції).

Аеропоніка – чудовий спосіб для вирощування рослин за повністю контрольованих умов. Цей метод здатен забезпечити потреби невпинно зростальної кількості населення в овочах і зелені. До того ж система аеропоніки дає змогу виростити екологічно чисту продукцію завдяки повністю контрольованим умовам, що нині є вагомим плюсом.