Гидропонное выращивание – особенности выбора и эксплуатация систем

Растущая потребность населения в свежих овощах и зелени уже не первый год стимулирует развитие тепличных хозяйств. Одним из перспективных направлений тепличного бизнеса является выращивание овощных культур и салатов на гидропонике

Об особенностях выращивания зеленных культур на разных типах гидропоники, тонкостях выбора системы при планировании бизнеса и нюансах, которые необходимо учитывать, начиная работу, рассказал Сергей Семенов, специалист по культуре салата компании «Райк Цваан Русь»

В развитии современной индустрии потребления в последние годы наблюдаются две основные тенденции. Первая заключается в том, что продовольственные сети хотят разнообразия продукции. То есть сельхозпроизводитель и переработчик должен обеспечить ассортимент, способный удовлетворить разнообразные запросы. Вторая тенденция — мода на правильную и здоровую пищу среди населения. То есть потребитель хочет покупать экологически чистую и безопасную продукцию, выращенную либо вообще без применения СЗР, либо с минимальным количеством обработок. Кроме того, сети заинтересованы в том, чтобы продукция на полках была одного и того же вида, цвета и качества в течение всего года, чтобы она стабильно поступала в магазины, а сельхозпроизводитель мог обеспечить постоянный ассортимент. Такая стабильность существенно упрощает логистику и снижает расходы ритейлеров.

Такие задачи в овощеводстве решить с помощью открытого грунта трудно, особенно в нашей стране: здесь практически нет мест, где можно выращивать растения круглый год. Даже в Краснодарском крае, Дагестане и Крыму зимой наблюдается сильное понижение температуры и заморозки на почве, из-за чего выращивать салат в это время года в открытом грунте проблематично. Конечно, в этих регионах можно использовать пленочные теплицы, но это уже не совсем открытый грунт. К тому же эту технологию трудно назвать выгодной: сроки вегетации при снижении температуры резко удлиняются, урожая приходится ждать слишком долго, что усложняет планирование, да и для получения того же объема продукции с 1 м2 за единицу времени придется либо увеличивать площади теплиц, либо применять дополнительное отопление и освещение, что по затратам уже приближает эту технологию к высокотехнологичному защищенному грунту.

Поэтому полностью решить задачу бесперебойного поступления продукции в сети на протяжении круглого года могут только проекты выращивания зелени и овощей в современных тепличных комплексах с применением технологий досвечивания, отопления и гидропоники. Вся продукция, выращиваемая в современных теплицах, растет на гидропонике: томаты, огурцы, баклажаны и пр. Различаются только технологии: плодовые культуры растут на малообъемной гидропонике в субстрате, а салаты и зелень выращивают на проточной гидропонике или на системах подтопления.

Все системы гидропоники, применяемые в современных тепличных комплексах, можно подразделить на пять основных групп.

Растения высаживаются в минеральный (минеральная вата, перлит, керамзит) или органический (торф, кокосовые волокна и «чипсы») субстрат, в который с поливами подаются все необходимые для роста и развития минеральные элементы. Применяется для выращивания огурца, томата, баклажана и перца. Гораздо реже этот метод применяется для зеленных культур.

Представляет собой бассейн глубиной 15–40 см, в котором плавают плоты с растениями, корни которых погружены в раствор. Система эта более экстенсивная и позволяет получить продукцию более высокого качества, поскольку такое выращивание комфортнее для растений. При этом растения на выходе тяжелее, вкуснее и имеют более привлекательный внешний вид, но наш рынок, в отличие от европейского, часто не платит за лучшее качество. Больше всего системы гидропоники на плавающих платформах распространены в Бельгии.

Это система выращивания, при которой питательный раствор не течет, а постоянно разбрызгивается на корни через форсунки. Корни при этом висят в воздухе. Таких систем в России мало. Если в проточной гидропонике можно делать паузы и у растений есть какой-то небольшой буфер, то в аэропонике этой буферности нет совсем. Так, если форсунка засоряется или система останавливается, корни начинают очень быстро погибать. То есть эта система должна быть гораздо более чистой и безотказной. Есть смысл использовать ее для получения чистого семенного материала, к примеру, у картофеля. Но для салата и выращивания зелени преимуществ этой технологии перед проточной, на наш взгляд, нет.

Система подтопления (иначе прилив-отлив) применяется в промышленном производстве рассады для теплиц, а также при выращивании салата и зелени. Растения размещаются на специальных столах, а раствор прибывает и убывает, поддерживая их питание.

Корни растений погружаются в узкие пластиковые каналы с отверстиями, по которым циркулирует питательный раствор. Из каналов раствор сливается в водосборный трубопровод, из которого он попадает в водосборный резервуар. Лотки могут быть как неподвижными, так и подвижными.

За рубежом для обозначения этой технологии применяют также термин «Сити фарм». Выращивание растений производится в полностью закрытых помещениях, в которых расположены стеллажи, где салат или зелень растут на любых применяемых в защищенном грунте субстратах и с любым типом гидропоники (это могут быть и лотки, и бассейны небольшой глубины). Как правило, в качестве источника света для растений используются люминесцентные или светодиодные лампы. Лет десять назад для таких систем использовались только газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные). Сейчас светодиоды становятся все более доступными, и эти системы строятся уже на светодиодном освещении.

На данный момент самыми эффективными по выходу зеленой массы с 1 м² считаются системы гидропоники с двигающимися лотками и стеллажное выращивание, потому что они позволяют эффективно использовать площадь. Стеллажное выращивание на 1 м² пола дает гораздо больший выход продукции, но у него есть минус — повышенные трудозатраты по сравнению с лотками и повышенные расходы на электроэнергию, ведь стеллажное выращивание предполагает полную замену естественного солнечного освещения искусственным. А вот системы выращивания на лотках с раздвижкой позволяют обеспечить непрерывное производство — механизация и автоматизация процессов сокращает количество работников при высоком выходе продукции с 1 м².

Однако в последние годы стеллажное выращивание активно развивается благодаря прогрессу светотехники. Возможно, в будущем и плодовые овощи также частично уйдут в стеллажное выращивание, по крайней мере производители уже интересуются тем, возможно ли это организовать. Но если в зеленных культурах стеллажное выращивание позволяет резко увеличить выход продукции с объема помещения благодаря расположению стеллажей на расстоянии 40–50 см друг от друга, то томат и огурец таким образом не вырастить, и это преимущество здесь теряется.

В отличие от теплиц, при стеллажном выращивании помещение можно вообще изолировать от внешней среды, как в космосе. Собственно, первоначально этот тип выращивания и разрабатывался для космоса, и самые первые такие системы гидропоники были установлены именно на космических станциях. В музее космонавтики есть стенд, посвященный вопросу выращивания овощей на космической станции «МИР», там можно увидеть проект этой установки. Кстати, опыты по выращиванию овощей и цветов подобным образом идут на МКС и сейчас.

Четкое соблюдение санитарных норм обязательно для всех сельхозпроизводств, и тепличные комплексы не исключение. В последние годы требования к фитосанитарной чистоте при выращивании в теплицах на гидропонике становятся еще более жесткими, и современные комплексы стараются свести риск занесения возбудителей или насекомых-вредителей к минимуму. К примеру, компания «Аграрные технологии будущего» из Хабаровска заявляет, что салат, произведенный на их предприятии, не нужно мыть, поскольку требования к чистоте у них очень высокие. Люди в этом комплексе перед заходом в производственные помещения полностью меняют одежду в раздевалках, работают в комбинезонах, масках, перчатках. Заход и выход из производственной зоны возможен только через специальную камеру очистки. На других предприятиях — «Белая дача» в Московской области и Татарстане — салаты промывают водой из собственных глубоких артезианских скважин с озонированием. К слову, на данном предприятии моют всю продукцию водой такого высокого качества очистки, что покупатели, решившие промыть салат дома водопроводной водой, сделают продукцию только грязнее. По крайней мере так они позиционируют свои салаты.

Нужно понимать, что органика все равно попадает внутрь теплицы, ведь здесь очень много людей, которые постоянно перемещаются из одного помещения в другое.

Поэтому прежде всего необходимы карантинные мероприятия. На предприятии на входе в теплицы и отдельные блоки теплиц обязательно должны использоваться коврики для протравливания подошвы, пропитанные дезинфицирующим раствором. При входе в теплицу также ставится дозатор с раствором для дезинфекции рук и дезинфекционные ворота, которые щетками подметают подошву при проходе. Чтобы турникет открылся, нужно одновременно просунуть руки в короб с форсунками для обработки дезинфицирующим раствором.

На всех современных тепличных комплексах работник не может войти в производственную зону без процедуры очистки — обдува или ультрафиолетового облучения для очистки от возбудителей болезней. Обязательны халаты, перчатки, шапочки и бахилы. Эти меры обеспечивают защиту от вирусов, бактерий и грибов.

Однако опасность заражения исходит не только от человека. 99 % всех производителей салата для заполнения стаканов используют торф. А в торфе, как правило, присутствуют возбудители болезней (фузариум, ризоктония, питиум и др.), из которых наиболее опасен питиум. Он является сопротрофом и питается уже отмершими тканями или нападает на ослабленные растения. Если на предприятии развивается питиум, то первое время его распространение стараются сдерживать. Для этого в питательный раствор можно добавлять перекись водорода или воздействовать технологическими методами, понижая температуру раствора. Если это не помогает, нужно останавливать линию и дезинфицировать все — от дренажного бака до трубопроводов и лотков.

А вот вирусы на зеленных культурах не опасны, потому что у этих растений очень быстрая оборачиваемость, и вирусы просто не успевают развиться до уровня, при котором наносят вред.

Помимо этого, через форточки в теплицы могут залетать вредители. Для защиты от них в пленочных теплицах иногда на форточки ставят сетки, благо форточек там много, и сетки не препятствуют проветриванию. В современных же теплицах сетки ставят редко, поскольку комплексы большие и это снижает воздухообмен. Если вредители залетают в такие комплексы, борьбу с ними осуществляют с помощью биологического метода защиты, который не угнетает растения, и овощи получаются экологически чистые.

Основная сложность систем гидропоники — дезинфекция. Поддержание системы в чистоте требует от сельхозпроизводителя постоянного контроля и внимания. И здесь очень важный нюанс: при покупке системы необходимо сразу грамотно ее наполнить — все элементы, обеспечивающие фитосанитарную безопасность, должны быть установлены в обязательном порядке, экономить на них не стоит. Особенно это касается дезинфекции системы циркуляции раствора. К сожалению, на практике экономить на этом пытаются сплошь и рядом, причем часто просто от незнания самого факта существования таких элементов и принципов их работы. Поэтому одной из главных задач поставщиков систем гидропоники является введение сельхозпроизводителей, впервые выходящих на этот рынок, в курс дела. Безусловно, если на предприятии есть опытный агроном, знакомый с гидропоникой, он сможет быстро сориентироваться, что нужно, а что — нет. А если система строится с нуля, по неопытности могут сэкономить на нужных, даже необходимых вещах.

Если строительство под ключ ведет один продавец оборудования, он может поставить не совсем подходящее оборудование, либо же не поставить его вовсе. Например, на рынке есть ультразвуковая система, которая убивает всех простейших, бактерии и грибы в питательном растворе. Но ее производит только одна компания — «Томас электроникс» в Бельгии. Некоторые поставщики просто не знают, что такое оборудование есть, и, соответственно, не рекомендуют дооснастить им свои системы. Таким образом, специалисты тепличных комплексов часто и не подозревают, что можно сделать их производство более безопасным.

Возвращаясь к вопросам чистоты и обеззараживания, стоит отметить, что, кроме уже обозначенной выше ультразвуковой системы дезинфекции, существуют и другие методы. Но наиболее эффективно работают комплексные системы, где есть фильтры грубой очистки (сетчатые дисковые), затем стоят угольные фильтры, а затем идет ультрафиолетовая лампа, установленная в растворе, которая убивает болезнетворные микроорганизмы. Также хорошо дезинфицирует ультразвук и перекись водорода, которую постоянно добавляют в раствор в безопасной для растений концентрации. Кроме того, существуют машины, которые производят микропузырьки воздуха для аэрации раствора, что улучшает работу и общее состояние корневой системы, а также комплексы, которые добавляют в раствор катионы меди. Именно поэтому важно изначально знать, какие опции возможны при установке систем гидропонного выращивания растений того или иного типа, чтобы запросить об этом компанию, которая проводит установку.

Первое, о чем стоит задуматься производителю, который планирует выращивать салаты на гидропонике, — какой тип продукции он хочет получить. При этом не стоит забывать, что рынок более чем на 90 % состоит из салата батавия. Если предприятие нацелено на этот продукт, то самая эффективная для его выращивания система — лотки с раздвижкой. Правда, рынок на этом направлении очень насыщен, и конкуренция происходит в основном между крупными комбинатами за счет предложения более низкой цены.

Если же инвестор хочет выращивать специальные салаты, к примеру, тот же ромен, будет нужен более широкий лоток. Желательно делать систему с лотками, но предусматривать часть лотков более широких, поскольку у ромена более крупная корневая система, и этот салат более требователен к объему для корневой системы.

Если есть желание выращивать специальные салаты, например, Саланова® или Салатрио, — стоит выбирать систему плотов. Однако на этот вариант лучше решаться только в том случае, если инвестор уверен, что сможет найти покупателя, который готов платить большие деньги за качество салата. Кстати, эта технология позволяет получить вдвое большую массу салата, чем при выращивании на лотках.

Стеллажное выращивание подойдет тем, кто находится недалеко от города (то есть гарантирована незатратная логистика) и обеспечен электроэнергией по выгодному тарифу. Кроме того, важно сразу решить вопрос реализации, например, заключить предконтракт, потому что, запустив эту систему, остановить ее будет очень тяжело. Конвейер при стеллажном выращивании более жесткий, чем в обычных теплицах. На таких комплексах больше доля ручного труда, соответственно, больше работников, которых в случае каких-то проблем некуда будет утроить: стеллажные комплексы работают только на зеленных культурах. И если в тепличных комбинатах людей с производства салата можно перенаправить на выращивание томатов или огурцов, то при стеллажной системе это невозможно.

Столы получили такое широкое распространение благодаря своей универсальности. Дело в том, что в системе с лотками количество отверстий, в которые можно поставить растение, жестко фиксировано. А на стол можно расставить что угодно и в любой последовательности. Поэтому если вдруг в процессе работы возникают проблемы с реализацией салата, можно переориентироваться на производство, например, горшечных цветов. Причем горшки могут быть и маленькие, и большие. Кроме того, на этих же универсальных столах можно выращивать в кассетах или горшках рассаду на минераловатном кубике для собственных нужд либо на продажу. Однако у этого варианта есть и недостатки — при выращивании на столах сельхозпроизводители отмечают не очень эффективное использование площади на ранних этапах развития растений. В отличие от столов, лотки по мере роста растений раздвигаются, и расстояние между ними увеличивается. То есть изначально, когда растения маленькие, они стоят очень плотно. Соответственно, густота стояния на 1 га в первоначальный период у лотков в 1,5 раза выше, чем на столах.

Конечно, при выборе той или иной системы гидропоники необходимо учесть очень много факторов: агрономические, инженерные, экономические. Однако важно помнить, что идеальных систем, при установке которых сельхозпроизводитель с самого начала действительно учел бы все возможные нюансы, пожалуй, на рынке не существует.

Текст: Елизавета Куликова