Hydroponik: Grundlegende Methoden und Techniken für den Anbau von Gartenfrüchten zu Hause

Die Hydroponik wird von vielen Wissenschaftlern als die Technologie der Zukunft angesehen, die der Menschheit helfen wird, das Problem des Mangels an Nahrungsmitteln und Trinkwasser zu lösen. In diesem Artikel werden wir hydroponische Methoden betrachten, Nährstofflösungen untersuchen und beantworten, welche modernen Materialien als Substrate für das Wachstum geeignet sind.

Hydroponik ist eine Methode zum Züchten von Pflanzen ohne Boden unter Verwendung künstlicher Substrate und Nährlösungen. Diese fortschrittliche Methode basiert auf moderner Technologie, aber auf einfachen natürlichen Prinzipien. In der Tat ist die Hydrokultur die älteste Form des Pflanzenlebens. Wie Sie wissen, entstand das Leben schließlich aus Wasser, und hydroponische photosynthetische Algen existierten lange vor dem Auftreten verschiedener Pflanzen an Land.

Ein bisschen Geschichte

Bereits im 18. Jahrhundert entdeckten Wissenschaftler, dass Pflanzen Nährstoffe aus dem Wasser aufnehmen können. Unter natürlichen Bedingungen fungiert der Boden als sogenanntes Reservoir mit den notwendigen Mineralien, aber seine Anwesenheit ist keine absolute Bedingung für das Leben verschiedener Kulturen. Es ist zu beachten, dass Pflanzen Mineralien erst dann aus dem Boden aufnehmen, wenn sie sich in Wasser auflösen..

Die Hydroponik, wie wir sie heute kennen, entstand im frühen zwanzigsten Jahrhundert (1920er – 1930er Jahre). In dieser Zeit konnte der englische Wissenschaftler William F. Guerick die Wasserkultur aus den Laborbedingungen herausnehmen und den Anbau von Pflanzen mit Hydrokultur auf industrieller Basis durchführen. Er besitzt den Begriff „Hydrokultur“ und die meisten Experten betrachten ihn als den Begründer dieser Wissenschaft.

William F. Guerick

Der Einsatz von Hydrokultur in großem Umfang erfolgte erstmals im Zweiten Weltkrieg, als die US-Armee auf den Pazifikinseln mit Nahrungsmittelknappheit konfrontiert war. Diese Methode hat dort Wurzeln geschlagen, so dass der Anbau von Pflanzen mit Hydrokultur nach dem Krieg bis in die 50er Jahre fortgesetzt wurde..

Die Hydroponik erlebte in den 60er und 70er Jahren des 20. Jahrhunderts ein neues Leben, als die industrielle Produktion verschiedener synthetischer Materialien begann. So wurde Mineralwolle als Substrat verwendet, und leichte Kunststoffstrukturen ersetzten hydroponische Betonbäder. Gleichzeitig wurden künstliche Chelate hergestellt, die es ermöglichten, Mineralien in Nährlösungen wesentlich effizienter zu halten..

1978 wurde General Hydroponics gegründet. Sein Gründer, Lawrence Brooks, machte sich daran, große hydroponische Strukturen auf die Größe eines städtischen Gewächshauses zu verbessern. Seit dieser Zeit ist die Hydrokultur bei Gemüse- und Obstbauern sehr beliebt..

1986 wurde auf der Allrussischen Industrieausstellung erstmals die Methode des Anbaus von Pflanzen auf künstlichen Substraten demonstriert, deren Autor Timiryazev war. Im selben Jahr erfand der israelische Agronom Hillel Soffer den Whirlpool, der immer noch als das effizienteste Hydroponiksystem gilt..

Seit Mitte der 80er Jahre sind in der Hydrokultur zwei entgegengesetzte Richtungen aufgetreten – Industrie und Haushalt. Diese Teilung hat bis heute überlebt. Auf dem heutigen Agrarmarkt gibt es viele Optionen für Hydroponiksysteme, von Installationen im industriellen Maßstab bis hin zu Wohnstrukturen, die in fast jeder Wohnung untergebracht werden können. Schauen wir uns einmal genauer an, was hydroponische Methoden jetzt sind und was die Besonderheiten der einzelnen Methoden sind..

Grundlegende hydroponische Techniken

Das Hauptmerkmal dieser Kultivierungsmethode ist, dass die Pflanzen ohne Erde kultiviert werden und alle notwendigen Nährstoffe aus feuchter Luft, Wasser oder festen porösen Medien gewonnen werden. Diese Anbaumethode erfordert eine häufige oder konstante Tropfbewässerung mit einer speziellen Lösung, die alle für jede einzelne Kultur erforderlichen Elemente enthält. Heute unterscheiden Experten drei Hauptmethoden der Hydrokultur:

1. Wasserkultur.
2. Substratkultur.
3. Luftkultur (Aeroponik).

Wasserkultur

Die Wasserkultur gilt als grundlegende Methode der Hydrokultur. Bei dieser Zuchtmethode wurzelt die Pflanze in einer dünnen Schicht eines organischen Substrats (Moos, Torf usw.), das auf ein Netz gelegt wird. Das Netz wird in eine mit Nährlösung gefüllte Schale abgesenkt. Pflanzenwurzeln durch das Substrat und die Löcher in der Palette fallen in die Lösung, von wo aus die Pflanze alle für Entwicklung und Wachstum notwendigen Nährstoffe erhält. Wir werden etwas später mehr über die Zusammensetzung der Nährlösung sprechen..

Die Wasserkultur gilt als die älteste hydroponische Methode, aber keineswegs als die beste. Das Hauptproblem bei dieser Zuchtmethode ist die Belüftung der Wurzeln, da die in der Lösung enthaltene Sauerstoffmenge für die Pflanze nicht ausreicht und es daher unmöglich ist, das Wurzelsystem vollständig in das Nährmedium abzusenken. Um eine normale Atmung zu gewährleisten, bleibt zwischen der Basis und der Nährlösung ein Luftraum von 3 cm für junge Pflanzen und 6 cm für erwachsene Pflanzen. Gleichzeitig muss in einem solchen Luftkissen eine hohe Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten werden, da sonst das Wurzelsystem schnell austrocknen kann. Bei der Kulturkultur muss die Nährlösung jeden Monat gewechselt werden.

Substratkultur

Bei dieser Züchtungsmethode wird das Wurzelsystem in eine dicke Substratschicht gelegt, die aus expandiertem Ton, Kies, Vermiculit und anderen bestehen kann. Wir werden im nächsten Kapitel ausführlicher auf die Eigenschaften der für Substrate verwendeten Materialien eingehen. Die Pflanzenernährung mit dieser hydroponischen Methode kann nach drei verschiedenen Prinzipien durchgeführt werden: dem Prinzip des Rückstauens, dem Prinzip der periodischen Befeuchtung, dem Gießen von oben.

Rückstauprinzipliegt darin, dass sich die Nährlösung ständig nur in der unteren Schicht des Substrats befindet. Für die Ernährung sorgen lange Wurzeln, die bis zum Boden vordringen können – die notwendigen Substanzen gelangen zur Pflanze und gelangen durch die Kapillaren des Wurzelsystems und des Stammgewebes.

Der Behälter mit der Pflanze und dem Substrat wird für eine Weile vollständig in die Nährlösung gestellt, das Substrat ist mit Nährstoffen gesättigt, wonach die Lösung abgelassen wird – das ist Arbeit das Prinzip der periodischen Befeuchtung.

Am einfachsten zu bedienen Bewässerungsprinzip von oben.In diesem Fall werden die Pflanzen mehrmals pro Woche mit einer Nährlösung bewässert, einmal mit klarem Wasser..

Im Gegensatz zu Wasser können Sie mit der Substratkultur das Wurzelsystem maximal mit Sauerstoff versorgen und die notwendige Feuchtigkeit im Wurzelbereich problemlos aufrechterhalten. Aus diesem Grund ist es bei Hydroponikern am beliebtesten..

Luftkultur (Aeroponik)

Aeroponik ist eine Methode, um Pflanzen ohne Substrat zu züchten. In diesem Fall werden zwei Methoden verwendet:

1. Die Pflanzen werden mit speziellen Clips mit der Nährlösung am Deckel des Behälters befestigt, so dass der untere Teil des Wurzelsystems 1/3 darin ist. Der Rest der Wurzeln befindet sich in einem Luftkissen zwischen dem Behälterdeckel und der Nährlösung, sie müssen regelmäßig angefeuchtet werden. Verwenden Sie zwischen der Klemme und dem Schaft Abstandshalter aus Schaumgummi, um Beschädigungen und Verdickungen des Schafts im Befestigungsbereich zu vermeiden.
2. Das Wurzelsystem der Pflanze wird mit einem Nebelspray in ein Gefäß gegeben, das die Nährlösung 3-4 Minuten lang zweimal täglich in Form sehr kleiner Tropfen sprüht.

Bei der Verwendung von Aeroponik gibt es keine Probleme mit der Sauerstoffversorgung. Es ist jedoch erforderlich, ständig eine hohe Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten, um ein Austrocknen der Wurzeln zu vermeiden..

Zusammensetzung der Nährlösungen

Nährstofflösungen spielen eine große Rolle beim Anbau von Pflanzen mit Hydrokultur. Von ihnen erhalten die Pflanzen alle Mineralstoffe, die für eine normale Entwicklung und ein normales Wachstum erforderlich sind. Bei der Herstellung von Nährlösungen ist es sehr wichtig, die folgenden Richtlinien einzuhalten:

• Sie müssen auf die Wasserqualität achten.
• Die Nährlösung muss alle Makro- und Mikroelemente enthalten, die für das Leben einer bestimmten Kultur erforderlich sind.
• In verschiedenen Lebensabschnitten benötigt die Pflanze ein unterschiedliches Nährstoffverhältnis. Daher muss die Lösung unter Berücksichtigung der Wachstumsphasen der Kultur hergestellt werden.
• Es ist sehr wichtig, nicht nur das richtige Verhältnis zu beachten, sondern auch die Gesamtkonzentration, die hoch genug sein sollte, aber gleichzeitig nicht pflanzentoxisch ist.

Wie Sie sehen können, ist die Herstellung der Nährlösung eine ziemlich komplizierte Angelegenheit. Für diejenigen, die Hydroponikbetten auf der Fensterbank organisieren möchten, ist es daher am besten, vorgefertigte Lösungen zu verwenden, die in Fachgeschäften oder über das Internet erhältlich sind. Wir werden im nächsten Artikel ausführlicher über den Anbau von Pflanzen in einer Stadtwohnung mit Hydrokultur sprechen..

Hydroponisch wachsende Substrate

Wie bereits erwähnt, wird die Substratkultur aufgrund der optimalen Sättigung des Wurzelsystems mit Sauerstoff und der Fähigkeit, die erforderliche Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten, als die beste hydroponische Methode angesehen. Heute werden verschiedene Materialien als Substrat verwendet, von denen die häufigsten sind:

• Hydrogel
• Kies
• Sägespäne
• Mineralwolle
• Blähton
• Kokosfaser
• Torf und Moos

Hydrogelwird auf der Basis von Pollyacrylamid hergestellt und für den Hauptanbau von Kulturpflanzen sowie zum Wurzeln von Stecklingen und zum Keimen von Samen verwendet. Ein Hydrogel ist zunächst ein Pulver oder Granulat, das sich bei Zugabe von Wasser in eine gelartige Masse verwandelt. Das Hydrogel nimmt Wasser- und Nährstofflösungen perfekt auf und hält sie zurück. Die Luft zwischen den Granulaten zirkuliert sehr gut. Dieses Material ist steril, für Pflanzen völlig ungiftig und verschmutzt die Umwelt nicht (nach 5 Jahren zersetzt es sich in Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff)..

Kieswird seit vielen Jahren für den Hydrokulturanbau verwendet und hat sich dabei als hervorragendes Substrat erwiesen. Eine Besonderheit dieses Materials ist seine Fähigkeit, Luft bemerkenswert durchzulassen, aber gleichzeitig hält es das Wasser nicht gut zurück. Daher ist es am ratsamsten, es zu verwenden, wenn das Prinzip der periodischen Überflutung angewendet wird. Ein weiterer Nachteil von Kies ist sein Gewicht, aber seine geringen Kosten und Verfügbarkeit machen dieses Material für den Hydrokulturanbau sehr beliebt. Darüber hinaus kann Kies wiederverwendet werden, und die Hauptsache besteht darin, ihn zwischen den Ernten mehrmals gut zu sterilisieren..

Sägespäneselten als Substrat verwendet. Bei ihrer Verwendung spielt die Holzart, aus der dieses Sägemehl gewonnen wurde, eine wichtige Rolle, da einige Arten (Kiefer, Eiche, Walnuss) Substanzen emittieren können, die für viele Pflanzen unsicher sind. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Sägemehl als Substrat besteht darin, dass sie nach einer bestimmten Zeit zu faulen beginnen, was sich negativ auf die Gesundheit der Pflanzen auswirkt. Der Hauptvorteil von Sägemehl kann als ihre „Freiheit“ angesehen werden, da sie in den meisten Fällen in unbegrenzten Mengen in Sägewerken absolut kostenlos gesammelt werden können.

Mineralwolleselten als Substrat verwendet. Der Hauptvorteil dieses Materials ist die Fähigkeit, den Säuregehalt der Nährlösung sehr schnell zu akzeptieren. Steinwolle hält jedoch zu viel Wasser zurück und lässt keinen Platz für Sauerstoff um die Wurzeln..

Expandierter TonDie meisten erfahrenen Fachleute betrachten das beste Material als Substrat. Expandierter Ton wird durch Backen von Ton in Öfen bei sehr hohen Temperaturen hergestellt. Diese Herstellungsmethode bestimmt die spezifischen Eigenschaften des Materials – expandierte Tonkugeln sind mit winzigen Luftblasen gefüllt, was dieses Substrat extrem leicht macht. Die Verwendung von Blähton sorgt für eine optimale Sauerstoffversorgung der Wurzeln und die Aufrechterhaltung der notwendigen Feuchtigkeit. Diese Eigenschaften ermöglichen es, es als Substrat für periodische Überschwemmungen, zur Bewässerung von oben und zur Anwendung des Rückstauprinzips zu verwenden. Neben den oben beschriebenen positiven Eigenschaften zeichnet sich Blähton auch durch seine geringen Kosten aus..

Kokosfaserist ein ideales Material zur Verwendung als Substrat für den Anbau von Pflanzen ohne Erde. Es hat nur einen Nachteil – einen relativ hohen Preis. Wenn es darum geht, das Wurzelsystem mit Sauerstoff zu versorgen und die notwendige Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten, sind Kokosfasern unübertroffen. Darüber hinaus schützt dieses Material die Wurzeln in bemerkenswerter Weise vor Pilzkrankheiten und hat eine Reihe unbestreitbarer Vorteile:

• ökologische Sauberkeit, keine chemischen Zusätze;
• Der Säuregehalt der Kokosfasern ist nahezu optimal und für die meisten Kulturen geeignet.
• Das Substrat kann für eine lange Zeit (ca. 6–8 Jahre) verwendet werden.
• mit einer konstanten Versorgung mit Nährlösung sorgt das perfekte Gleichgewicht aller Nährstoffe.

Torf und Mooswerden als Substrat hauptsächlich in Wasserkulturen zum Wurzeln von Sämlingen auf einer Maschenschale verwendet. Sphagnum-Torf und Moos aus Hochmooren eignen sich am besten für den Anbau von Pflanzen. Dieses Material ist sehr sauerstoffdurchlässig und speichert ausreichend Feuchtigkeit. Der Hauptnachteil dieses Substrats besteht darin, dass es sich im Laufe der Zeit in kleine Partikel zersetzen kann, die die Elemente des Hydroponiksystems verstopfen..

Die Haupttypen von Hydroponiksystemen

Heute bietet der Agrarmarkt eine breite Palette von Strukturen für den Anbau von Pflanzen mit Hydrokultur. Alle diese Systeme sind in zwei Hauptgruppen unterteilt: aktiv und passiv..

Aktive Hydrokulturanlagen sind mit mechanischen Vorrichtungen (Pumpen) ausgestattet, die die ständig notwendige Zirkulation der Nährlösung gewährleisten. Hier ist auch ein Zwangsbelüftungssystem vorgesehen, dh eine Sättigung des Wurzelsystems mit Sauerstoff. Aeroponik ist ein gutes Beispiel für eine aktive Hydrokulturanlage..

In passiven Hydrokulturanlagen wird die Nährlösung nur aufgrund der Kapillarkräfte der Kultur selbst den Wurzeln und der Oberfläche der Pflanze zugeführt, in diesem Fall ist sie keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Ein gutes Beispiel für passive Hydroponikanlagen sind Systeme, die nach dem Prinzip der periodischen Überflutung von Substratkulturen arbeiten.

Der Anbau von Pflanzen ohne Erde wird heute immer häufiger verwendet, insbesondere in kleinen Betrieben, in denen dank der Hydrokultur in kleinen Gebieten gute Erträge an Grün, Gemüse, Beeren und Blumen erzielt werden können..

Die Hydroponik hat eine Reihe unbestreitbarer Vorteile gegenüber der traditionellen Bodenbearbeitung:

• sparsame Nutzung von Wasser- und Landressourcen;
• Die Pflanze verschwendet keine Energie bei der Suche nach Nährstoffen, sie wird direkt an die Wurzeln verfüttert und die gesamte eingesparte Energie fließt in Wachstum und zusätzliche Früchte.

Viele Wissenschaftler betrachten die Hydrokultur als Lösung für die Probleme der Menschheit mit Überbevölkerung, Süßwasser- und Nahrungsmittelmangel. Dieses Pflanzenanbausystem ist besonders in Ländern mit trockenem Klima und Mangel an fruchtbarem Land relevant. Mit Hilfe der Hydrokultur ist es möglich, mehrere Ernten pro Jahr zu erzielen. Mit dieser Methode können Tomaten, Gurken und anderes Gemüse auch in Regionen mit niedrigen ganzjährigen Temperaturen angebaut werden..

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