Source material

Растения в аквапонике

1. Базовая биология растений

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   В этом разделе кратко излагаются основные части растения, а затем обсуждается питание растений (рис. 6.3). Дальнейшее обсуждение выходит за рамки данной публикации, но более подробную информацию можно найти в разделе «Дальнейшее чтение».

   Базовая анатомия растений и функции

   Корни

   Корни поглощают воду и минералы из почвы. Крошечные корневые волоски торчат из корня, помогая процессу поглощения. Корни помогают закрепить растение в почве, предотвращая его падение. Корни также хранят дополнительную пищу для будущего использования. Корни в безпочвенной культуре показывают интересные отличия от стандартных наземных растений. В безпочвенной культуре вода и питательные вещества постоянно поступают в растения, которые облегчают поиск питательных веществ и могут расти быстрее. Рост корней в гидропонике может быть значительным для интенсивного поглощения и оптимальной доставки фосфора, что стимулирует их рост. Стоит отметить, что корни сохраняют почти 90 процентов поглощаемых растениями металлов, к которым относятся железо, цинк и другие полезные микроэлементы.

   Стебли

   Стебли являются основной опорной структурой завода. Они также выполняют функции сантехнической системы завода, проводя воду и питательные вещества из корней в другие части растения, а также транспортируя продукты питания из листьев в другие районы. Стебли могут быть травянистыми, как изгибаемый стебель ромашки, или древесными, как ствол дуба.

   Листья

   Большая часть пищи в растении производится в листьях. Листья предназначены для улавливания солнечного света, который растение затем использует для приготовления пищи через процесс, называемый фотосинтезом. Листья также важны для транспирации воды.

   Цветы

   Цветы являются репродуктивной частью большинства растений. Цветки содержат пыльцу и крошечные яйца, называемые яйцами. После опыления цветка и оплодотворения яйцеклетки превращаются в плод. В безпочвенных методах оперативная доставка калия перед цветением может помочь растениям иметь лучшие фруктовые условия.

   Фрукты/семена

   Плоды представляют собой сформированные части яичников цветка, которые содержат семена. К фруктам относятся яблоки, лимоны и гранаты, но также относятся помидоры, баклажаны, ядра кукурузы и огурцы. Последние считаются фруктами в ботаническом смысле, поскольку они содержат семена, хотя в кулинарном определении их часто называют овощами. Семена являются репродуктивной структурой растений, а плоды служат для распространения этих семян. Плодоносные растения имеют разные потребности в питательных веществах, чем листовые зеленые овощи, особенно требуют большего количества калия и фосфора.

   Фотосинтез

   

   Все зеленые растения предназначены для получения собственной пищи с помощью процесса фотосинтеза (рис. 6.4). Фотосинтез требует кислорода, углекислого газа, воды и света. Внутри растения находятся небольшие органеллы, называемые хлоропластами, которые содержат хлорофилл, фермент, который использует энергию солнечного света, чтобы разрушить атмосферный углекислый газ (CO2) и создать высокоэнергетические молекулы сахара, такие как глюкоза. Важное значение для этого процесса имеет вода (H2O). Этот процесс высвобождает кислород (O2) и несет историческую ответственность за весь кислород в атмосфере. После создания молекулы сахара транспортируются по всему растению и затем используются для всех физиологических процессов, таких как рост, размножение и метаболизм. В ночное время растения используют те же сахара, а также кислород, чтобы генерировать энергию, необходимую для роста. Этот процесс называется дыханием.

   Крайне важно найти аквапоник в месте, где каждое растение будет иметь доступ к солнечному свету. Это обеспечивает достаточную энергию для фотосинтеза. Вода всегда должна быть доступна корням через систему. Диоксид углерода свободно доступен из атмосферы, хотя в очень интенсивной внутренней культуре возможно, что растения используют весь углекислый газ в закрытой зоне и требуют вентиляции.

   Требования к питательным веществам

   В дополнение к этим основным требованиям для фотосинтеза, растения нуждаются в ряде питательных веществ, также называемых неорганическими солями. Эти питательные вещества необходимы для ферментов, которые способствуют фотосинтезу, для роста и размножения. Эти питательные вещества могут быть получены из почвы. Однако, в отсутствие почвы, эти питательные вещества должны быть поставлены другим способом. В аквапонике все эти основные питательные вещества поступают из рыбных отходов.

   Существуют две основные категории питательных веществ: макроэлементы и микроэлементы. Оба вида питательных веществ необходимы для растений, но в разных количествах. Необходимы гораздо большее количество шести макроэлементов по сравнению с микроэлементами, которые необходимы только в следовых количествах. Хотя все эти питательные вещества содержатся в твердых рыбных отходах, некоторые питательные вещества могут быть ограничены по количеству в аквапонике и приводить к дефициту, например, калий, кальций и железо. Базовое понимание функции каждого питательного вещества важно, чтобы понять, как они влияют на рост растений. В случае нехватки питательных веществ важно определить, какой элемент отсутствует или отсутствует в системе, и соответствующим образом скорректировать систему путем добавления дополнительных удобрений или увеличения минерализации.

   Макронутриенты

   Есть шесть питательных веществ, которые растения нуждаются в относительно больших количествах. Этими питательными веществами являются азот, фосфор, калий, кальций, магний и сера. Следующее обсуждение описывает функции этих макроэлементов внутри растения. Симптомы недостатков также перечислены, чтобы помочь выявить проблемы.

   **Азот (N) ** является основой всех белков. Он необходим для строительства структур, фотосинтеза, роста клеток, метаболических процессов и производства хлорофилла. Таким образом, азот является наиболее распространенным элементом в растении после углерода и кислорода, оба из которых получают из воздуха. Таким образом, азот является ключевым элементом аквапонного питательного раствора и служит в качестве простого в измерении косвенного показателя для других питательных веществ. Обычно растворенный азот находится в виде нитрата, но растения могут использовать умеренные количества аммиака и даже свободные аминокислоты, чтобы обеспечить их рост. Недостаток азота очевиден и включает пожелтение старых листьев, тонких стеблей и плохую энергию (рис. 6.5a). Азот может быть перераспределен в растительных тканях и, следовательно, мобилизован из старых листьев и доставлен в новый рост, поэтому недостатки наблюдаются в более старом росте. Переизбыточное количество азота может привести к избыточному вегетативному росту, что приводит к пышным мягким растениям, восприимчивым к болезням и повреждениям насекомых, а также к затруднениям в цветочном и фруктовом наборе.

   **Фосфор (Р) ** используется растениями как основа ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), как структурный компонент фосфолипидных мембран, а также как аденозинтрифосфат (компонент для хранения энергии в клетках). Это имеет важное значение для фотосинтеза, а также образования масел и сахаров. Он стимулирует прорастание и развитие корней в саженцах. Недостаток фосфора обычно вызывает плохое развитие корней, поскольку энергия не может быть правильно транспортирована через растение; старые листья выглядят тусклыми зелеными или даже фиолетово-коричневыми, а кончики листьев выглядят сгоревшими.

   **Калий (К) ** используется для сигнализации клеток через контролируемый ионный поток через мембраны. Калий также контролирует отверстие желудка и участвует в цветочном и фруктовом наборе. Он занимается производством и транспортировкой сахара, водозабором, устойчивостью к болезням и созреванием плодов. Дефицит калия проявляется в виде сожженных пятен на старых листьях и плохой энергии и тургора растений (рис. 6.5b). Без калия цветы и фрукты не будут развиваться правильно. На краях можно наблюдать межвеальный хлороз, или пожелтение между венами листьев.

   **Кальций (Ca) ** используется как структурный компонент как клеточных стенок, так и клеточных мембран. Он участвует в укреплении стеблей и способствует развитию корней. Недостатки широко распространены в гидропонике и всегда очевидны в новейшем росте, потому что кальций неподвижен внутри растения. Примерами дефицита являются ожог салата и цветущая гниль томатов и кабачков. Часто новые листья искажаются с крючковатыми кончиками и неправильной формы. Кальций можно транспортировать только через активную транспирацию ксилемы, поэтому, когда условия слишком влажные, кальций может быть доступен, но блокирован, потому что растения не переходят. Увеличение потока воздуха с вентиляторами или вентиляторами может предотвратить эту проблему. Добавление кораллового песка или карбоната кальция может использоваться для дополнения кальция в аквапонике с дополнительным преимуществом буферизации рН.

   **Магний (Mg) ** является центральным электронным акцептором в молекулах хлорофилла и является ключевым элементом фотосинтеза. Недостатки можно рассматривать как пожелтение листьев между венами, особенно в старых частях растения. Хотя концентрация магния иногда невелика в аквапонике, он, по-видимому, не является ограничивающим питательным веществом, и добавление магния в систему, как правило, является ненужным.

   **Сера (S) ** имеет важное значение для производства некоторых белков, включая хлорофилл и другие фотосинтетические ферменты. Аминокислоты метионин и цистеин содержат серу, которая способствует третичной структуре некоторых белков. Недостатки редки, но включают общее пожелтение всей листвы в новом росте (рис. 6.5c). Листья могут стать желтыми, жесткими и ломкими, а также упасть.

   Микроэлементы

   Ниже приведен список питательных веществ, которые необходимы только в следовых количествах. Большинство недостатков в питательных микроэлементах связано с пожелтением листьев (таких как железо, марганец, молибден и цинк). Однако дефицит меди приводит к тому, что листья затемняют свой зеленый цвет.

   **Железо (Fe) ** используется в хлоропластах и электронной транспортной цепи и имеет решающее значение для правильного фотосинтеза. Недостатки рассматриваются как интервентивное пожелтение, за которым следует вся листва, которая становится бледно-желтой (хлоротической) и, в конечном итоге, белой с некротическими пятнами и искаженными краями листьев. Поскольку железо является неподвижным элементом, недостатки железа (рис. 6.5d) легко идентифицируются, если новые листья кажутся хлоротическими. Железо нужно добавлять как хелатное железо, иначе известное как секвестрированное железо или FeiEdta, так как железо способен осаждать при рН более 7. Предлагаемое добавление составляет 5 миллилитров на 1 м2 растительного слоя при подозрении на недостатки; большее количество не наносит вреда системе, но может вызвать изменение цвета резервуаров и труб. Высказывается предположение о том, что погружные магнитно-приводные насосы могут поглощать железо и являются предметом современных исследований.

   **Марганец (Mg) ** используется для катализации расщепления воды во время фотосинтеза, поэтому марганец имеет важное значение для всей системы фотосинтеза. Недостатки проявляются как снижение темпов роста, тусклый серый вид и интервентное пожелтение между жилками, которые остаются зелеными, с последующим некрозом. Симптомы схожи с дефицитом железа и включают хлороз. Употребление марганца является очень низким при рН более 8.

   **Бор (B) ** используется в качестве своего рода молекулярного катализатора, особенно участвует в структурных полисахаридах и гликопротеинах, транспортировке углеводов и регулировании некоторых метаболических путей в растениях. Он также участвует в размножении и поглощении воды клетками. Недостатки могут рассматриваться как неполное развитие бутона и цветочный набор, прерывание роста и некроз кончиков, а также некроз стеблей и корней.

   **Цинк (Zn) ** используется ферментами, а также хлорофиллом, что влияет на общий размер растений, рост и созревание. Недостатки могут быть отмечены как недостаточная энергичность, задержка роста с уменьшением межузловой длины и размера листьев, а также внутривенный хлороз, которые могут быть спутаны с другими недостатками.

   **Медь (Cu) ** используется некоторыми ферментами, особенно при размножении. Это также помогает укрепить стебли. Недостатки могут включать хлороз и кончики коричневых или оранжевых листьев, снижение роста плодов и некроз. Иногда дефицит меди проявляется как аномально темно-зеленый рост.

   **Молибден (Mo) ** используется растениями, чтобы катализировать окислительно-восстановительные реакции с различными формами азота. Без достаточного молибдена растения могут проявляться симптомы дефицита азота, хотя азот присутствует. Молибден биологически недоступен при рН менее 5.

   Схема недоступна в этой перенесённой копии; обратитесь к исходному изданию.

   Наличие многих из этих питательных веществ зависит от pH (см. раздел 6.4 о наличии в зависимости от pH), и, хотя питательные вещества могут присутствовать, они могут быть непригодны для использования из-за качества воды. Более подробную информацию о недостатках питательных веществ, не относящихся к данной публикации, см. в разделе «Дальнейшее чтение» для иллюстрированных руководств по идентификации.

   Аквапоники источников питательных веществ

   Азот поступает на аквапонные растения в основном в виде нитратов, превращаемых из аммиака рыбных отходов путем бактериальной нитрификации. Некоторые другие питательные вещества растворяются в воде из рыбных отходов, но большинство остаются в твердом состоянии, недоступном для растений. Твердые рыбные отходы разбиваются гетеротрофными бактериями; это действие высвобождает необходимые питательные вещества в воду. Лучший способ обеспечить, чтобы растения не страдали недостатками, это поддерживать оптимальный уровень рН воды (6-7) и кормить рыбу сбалансированным и полным питанием, а также использовать соотношение скорости корма, чтобы сбалансировать количество корма для рыб к растениям. Однако со временем даже идеально сбалансированная аквапонная система может стать дефицитом некоторых питательных веществ, чаще всего железного калия или кальция.

   Недостатки в этих питательных веществах являются результатом состава корма для рыб. Кормовые гранулы (обсуждаемые в главе 7) являются полноценным кормом для рыбы, что означает, что они обеспечивают все, что нужно для выращивания рыбы, но не обязательно все необходимое для роста растений. Рыбе просто не нужно то же количество железа, калия и кальция, что растения требуют. Таким образом, могут возникать недостатки в этих питательных веществах. Это может быть проблематичным для растениеводства, однако существуют решения для обеспечения надлежащего количества этих трех элементов.

   Как правило, железо регулярно добавляется в качестве хелатного железа в аквапонную систему для достижения концентрации около 2 мг/л. Кальций и калий добавляются при буферизации воды до правильного pH, так как нитрификация является подкисляющим процессом. Они добавляются как гидроксид кальция или гидроксид калия, либо как карбонат кальция и карбонат калия (более подробную информацию см. в главе 3). Выбор буфера может быть выбран в зависимости от типа растения, выращиваемого, так как листовым овощам может потребоваться больше кальция, а плодоовощным растениям больше калия. Кроме того, в главе 9 обсуждается, как производить простые органические удобрения из компоста для использования в качестве добавок к рыбным отходам, обеспечивая, чтобы растения всегда получали нужное количество питательных веществ.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

2. Основные различия между почвенным и безпочвенным растениеводством

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Существует много сходств между наземным земледелием и менее почвенным производством, в то время как базовая биология растений всегда одна и та же (рис. 6.1 и 6.2). Вместе с тем следует изучить серьезные различия между почвенным и безпочвенным производством (таблица 6.1), с тем чтобы преодолеть разрыв между традиционной наземной практикой и более новыми методами, не содержащими почвы. Как правило, различия существуют между использованием удобрений и потреблением воды, способностью использовать необрабатываемые земли и общей производительностью. Кроме того, безпочвенное сельское хозяйство обычно является менее трудоемким. Наконец, безпочвенные методы поддерживают монокультуры лучше, чем наземное сельское хозяйство.

   

   Удобрения

   Химия почвы, особенно связанная с наличием питательных веществ и динамикой удобрений, является полной дисциплиной и достаточно сложной. Добавление удобрений требуется для интенсивного возделывания в почве. Однако фермеры не могут в полной мере контролировать доставку этих питательных веществ растениям из-за сложных процессов, происходящих в почве, включая биотические и абиотические взаимодействия. Сумма этих взаимодействий определяет доступность питательных веществ к корням растений. И наоборот, в безпочвенной культуре питательные вещества растворяются в растворе, который доставляется непосредственно растениям и может быть адаптирован специально к потребностям растений. Растения в безпочвенной культуре растут в изолированных инертных средах. Эти среды не мешают доставке питательных веществ, которые могут возникнуть в почве. Кроме того, средства массовой информации физически поддерживают растения и сохраняют корни мокрыми и аэрированными. Кроме того, в условиях наземного сельского хозяйства некоторые удобрения могут быть потеряны из-за сорняков и стока, что может снизить эффективность и вызвать экологические проблемы. Удобрения являются дорогостоящими и могут составлять значительную часть бюджета на наземное земледелие.

   Индивидуальное управление удобрениями в безпочвенном земледелии имеет два основных преимущества. Во-первых, минимальные удобрения теряются в результате химических, биологических или физических процессов. Эти потери снижают эффективность и могут увеличить стоимость. Во-вторых, концентрация питательных веществ может быть точно контролирована и скорректирована в соответствии с требованиями растений на конкретных стадиях роста. Такой повышенный контроль может повысить производительность и качество продукции.

   Использование воды

   Использование воды в гидропонике и аквапонике значительно ниже, чем при производстве почвы. Вода теряется в результате наземного земледелия в результате испарения с поверхности, транспирации через листья, перколяции в недра, стока и роста сорняков. Однако в безпочвенной культуре единственным водопотреблением является рост урожая и транспирация через листья. Используемая вода является абсолютным минимумом, необходимым для выращивания растений, и лишь незначительное количество воды теряется для испарения из менее загрязненной среды. В целом аквапоника использует лишь около 10 процентов воды, необходимой для выращивания того же растения в почве. Таким образом, безпочвенное земледелие обладает большим потенциалом, позволяющим производить производство там, где вода является дефицитной или дорогостоящей.

   Использование необрабатываемых земель

   В связи с тем, что почва не нужна, в районах с необрабатываемыми землями могут использоваться методы безпочвенной культуры. Одним из общих мест для аквапоники являются городские и пригородные районы, которые не могут поддерживать традиционное почвенное земледелие. Аквапоника можно использовать на первом этаже, в подвалах (с использованием растущих огней) или на крышах. Городское сельское хозяйство может также уменьшить производственные последствия, поскольку потребности в транспорте значительно сокращаются; городское сельское хозяйство является местным сельским хозяйством и способствует развитию местной экономики и обеспечению продовольственной безопасности на местах. Еще одним важным направлением применения аквапоники является применение в других районах, где традиционное сельское хозяйство не может использоваться, например в чрезвычайно сухих районах (например, в пустынях и других засушливых климатических условиях), где почва обладает высокой соленостью (например, прибрежные районы и эстуариновые районы или острова с коралловым песком), где качество почвы было деградация в результате чрезмерного использования удобрений или утрата в результате эрозии или добычи полезных ископаемых или вообще в тех случаях, когда пахотные земли отсутствуют по причине землевладения, стоимости приобретения и прав на землю. Во всем мире площадь пахотных земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, сокращается, а аквапоника — это один из методов, который позволяет людям интенсивно выращивать продукты питания в тех случаях, когда наземное земледелие затруднено или невозможно.

   Производительность и урожайность

   Наиболее интенсивная гидропонная культура может достичь на 20-25 процентов более высокой урожайности, чем наиболее интенсивная почвенная культура, хотя данные, округленные экспертами гидропоники, утверждают, что производительность в 2-5 раз выше. Это когда гидропонная культура использует исчерпывающее управление теплицами, включая дорогостоящие вводимые ресурсы для стерилизации и удобрения растений. Даже без дорогостоящих ресурсов аквапонные методы, описанные в этой публикации, могут быть равны гидропонной урожайности и более продуктивными, чем почва. Основная причина заключается в том, что безпочвенная культура позволяет фермеру контролировать, поддерживать и корректировать условия выращивания растений, обеспечивая оптимальные балансы питательных веществ в режиме реального времени, доставку воды, рН и температуру. Кроме того, в безпочвенной культуре не существует конкуренции с сорняками, и растения получают выгоду от более высокого контроля над вредителями и болезнями.

   Снижение рабочей нагрузки

   Непочвенная культура не требует вспашки, обработки почвы, мульчирования или прополки. На крупных фермах это означает снижение зависимости от сельскохозяйственной техники и использования ископаемого топлива. В мелкомасштабном сельском хозяйстве это означает более легкое и менее трудоемкое занятие для фермера, особенно в связи с тем, что большинство аквапонических единиц поднимаются с земли, что позволяет избежать суеты. Сбор урожая также является простой процедурой по сравнению с земледелием на почве, и продукты не нуждаются в обширной очистке для удаления загрязнения почвы. Аквапоника подходит для любого пола и многих возрастных классов и уровней способностей людей.

   Устойчивая монокультура

   С безпочвенной культурой вполне возможно выращивать одни и те же культуры в монокультуре, год за годом. Внутриземные монокультуры являются более сложными, поскольку почва «устает», теряет плодородие, увеличивается количество вредителей и болезней. В безпочвенной культуре просто нет почвы, чтобы потерять плодородие или проявлять усталость, и все биотические и абиотические факторы, препятствующие монокультуре, контролируются. Однако все монокультуры требуют более пристального внимания к борьбе с эпидемиями по сравнению с поликультурой.

   Усиление осложнений и высокие начальные инвестиции

   Трудовые ресурсы, необходимые для первоначальной установки и установки, а также связанные с ними расходы могут помешать фермерам принять культуру, не содержащую почву. Аквапоника также дороже, чем гидропоника, потому что производственные установки должны поддерживаться установками аквакультуры. Аквапоника является достаточно сложной системой и требует ежедневного управления тремя группами организмов. Если какая-либо часть системы выходит из строя, вся система может рухнуть. Кроме того, аквапоника требует надежного электричества. В целом аквапоника гораздо сложнее, чем садоводство на почве. После того, как люди знакомы с процессом, аквапоника становится очень простой и ежедневное управление становится проще. Существует кривая обучения, как и во многих новых технологиях, и любой новый аквапоник фермер должен быть посвящён обучению. Аквапоника не подходит для каждой ситуации, и преимущества следует взвешивать с затратами, прежде чем приступать к любому новому предприятию.

   ТАБЛИЦА 6.1

   Сводная таблица сравнения производства растений на основе почвы и без почвы

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

3. Здоровье растений, борьба с вредителями и болезнями

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   Здоровье растений имеет широкое значение, которое выходит далеко за рамки отсутствия болезней; именно общее состояние благополучия позволяет растению полностью реализовать свой производственный потенциал. Здоровье растений, включая профилактику заболеваний, предотвращение и удаление вредителей, является чрезвычайно важным аспектом производства продуктов питания аквапоники (рис. 6.8). Хотя наиболее важные достижения в области охраны здоровья растений были достигнуты благодаря борьбе с патогенами и вредителями, оптимальное питание, интеллектуальные методы посадки и надлежащее управление окружающей средой также имеют основополагающее значение для обеспечения здоровых растений. Кроме того, знания о конкретных выращиваемых растениях имеют основополагающее значение для решения различных производственных проблем. Хотя некоторые основные концепции питания растений уже описаны, данный раздел призван обеспечить гораздо более глубокое понимание того, как свести к минимуму риски и бороться с болезнями растений и вредителями в мелкомасштабной аквапонике.

   Более подробную информацию о полезных насекомых, включая характеристики насекомых и климатические потребности, а также общую информацию об идентификации вредителей, а также о комплексной борьбе с вредителями и болезнями (включая различные продукты, доступные для лечения) см. в Приложении 2 и в ресурсах, перечисленных в разделе к записи Дальнейшее чтение.

   Вредители растений, комплексное производство и борьба с вредителями

   Насекомые вредители являются проблематичными для растениеводства, поскольку они переносят болезни, которые растения могут заразиться. Вредители также извлекают жидкости по мере того, как они проникают в растительные ткани, что приводит к задержке роста. Регулируемые среды, такие как теплицы, могут быть особенно проблематичными для вредителей, поскольку закрытое пространство обеспечивает благоприятные условия для насекомых без дождя или ветра. Борьба с вредителями для наружных условий также отличается от методов, применяемых в условиях защищенного культивирования (сетки, теплицы), благодаря физическому отделению растений от окружающей территории, что позволяет использовать полезных насекомых внутри помещений для убивания/борьбы с насекомыми. Распространенность насекомых-вредителей также в значительной степени зависит от климата и окружающей среды. Борьба с вредителями в умеренных или засушливых зонах легче, чем в тропических регионах, где более высокая заболеваемость и конкуренция среди насекомых делают борьбу с вредителями гораздо более сложной задачей.

   Поскольку аквапоники поддерживают независимую экосистему, в среде сред обычно существует множество микроорганизмов и мелких насекомых и пауков. Тем не менее, другие вредные насекомые-вредители, такие как беломулы, трипы, тли, горняки листьев, капуста моли и паучьи клещи питаются и повреждают растения. Обычной практикой борьбы с проблемными насекомыми-вредителями при производстве растительных культур является использование химических пестицидов или инсектицидов, но это невозможно** в аквапонике. Любой сильный химический пестицид может быть смертельным как для рыб, так и для полезных бактерий, живущих в системе. Поэтому коммерческие химические пестициды никогда не должны использоваться. Вместе с тем существуют и другие эффективные меры физического, экологического и культурного контроля для уменьшения опасности вредителей от аквапоники. Инсектициды и сдерживающие средства следует рассматривать в качестве крайней меры. Тем не менее успешное управление сочетает в себе управление растениеводством и природопользованием с использованием органических и биологических средств сдерживания вредителей.

   Комплексное производство и борьба с вредителями (IPPM) представляет собой экосистемный подход к производству и защите растений на почве и без почв, который сочетает в себе различные стратегии и методы управления для выращивания здоровых растений и сведения к минимуму использования пестицидов. Это сочетание механического, физического, химического, биологического и микробного контроля наряду с устойчивостью к растениям и культурными практиками. Не все эти меры контроля применимы к аквапонике, поскольку некоторые из них могут быть смертельными для рыб и бактерий (например, химические и некоторые органические пестициды), в то время как другие могут не быть экономически оправданы для мелкомасштабной аквапоники (например, микробные средства контроля). Таким образом, в настоящем разделе основное внимание уделяется наиболее применимым стратегиям для мелкомасштабной аквапоники, включая механический и физический контроль, устойчивость к растениям хозяев и культурные методы предотвращения угрозы вредителей и болезней. Некоторые краткие замечания приводятся в отношении некоторых аквапонически безопасных биологических средств контроля (например, полезных насекомых и микроорганизмов), а более подробная информация содержится в добавлении 2. Дополнительную информацию об этих методах см. в разделе «Дальнейшее чтение».

   Физический, механический и культурный контроль

   Для борьбы с вредителями в аквапонике профилактика имеет основополагающее значение. Регулярный и тщательный мониторинг вредителей имеет жизненно важное значение, и, в идеале, мелкие инвазии могут быть выявлены и устранены до того, как насекомые повредят весь урожай. Ниже приведен список простых недорогих средств контроля, используемых в органическом/традиционном сельском хозяйстве, которые также подходят для мелкомасштабной аквапоники, чтобы избежать заражения вредителями. Физическое исключение означает сохранение вредителей подальше. Механическое удаление — это когда фермер активно забирает вредителей от растений. Культурный контроль — это выбор и хозяйственная деятельность, которую фермер может предпринять для предотвращения вредителей. Эти меры контроля должны использоваться в качестве первой линии защиты от насекомых-вредителей до рассмотрения других методов.

   Сетка/экраны

   Этот метод является общим для предотвращения повреждения вредителями в тропических регионах или там, где практикуется органическое садоводство или пестициды не эффективны. Размер сетки варьируется в зависимости от целевого вредителя; используйте сетки размером 0,15 мм для исключения трипсов, 0,35 мм для исключения беломух и тли и 0,8 мм для ухода за листьями. Сетка особенно эффективна, в то время как саженцы очень молодые и нежные. Экраны не подавляют и не уничтожают вредителей, они исключают только большинство из них; поэтому они должны быть установлены до появления вредителей и должны быть осторожны, чтобы не допустить попадания вредителей в защищенную среду.

   Физические барьеры

   

   Учитывая ограниченные расстояния, которые могут покрывать насекомые, можно уменьшить распространенность вредителей путем добавления физических барьеров между овощами и окружающей растительностью, таких как асфальтированные поверхности или здания. Производство аквапоники на крыше выгодно благодаря естественной вентиляции, учитывая более высокую высоту, и большому физическому барьеру (удалению от земли), создающему идеальные условия для наружного производства, относительно свободного от вредителей и болезней (рис. 6.9). Теплицы часто имеют сильный вентилятор, выдувающий через входной путь, который может помочь предотвратить проникновение насекомых с фермером.

   Еще одним полезным методом является создание барьера на ногах гидропонных контейнеров. Кольцо

   медного мигания может предотвратить попадание улиток и слизней вверх по ногам, а покрытие нефтяного желе может предотвратить муравьев. Размещение нижней части ног в контейнере с водой также может предотвратить муравьи.

   Ручной осмотр и снятие

   

   Удаление сильно зараженных листьев или растений вручную или с использованием потока воды под высоким давлением помогает избежать и/или замедлить распространение насекомых на окружающие растения (рис. 6.10). Крупные вредители и личинки могут также использоваться в качестве дополнительного корма для рыбы. Вода, распыляемая из шланга, направленного на нижнюю часть листьев, является чрезвычайно эффективным методом управления на многих типах сосающих насекомых. Речей может убить некоторых насекомых, а других смывают. Это эффективно при сосании насекомых, таких как тля и беломух. Это один из наиболее эффективных методов в мелкомасштабных системах, но он может быть лишь временным средством, поскольку перемещенные вредители могут вернуться на растения. Он может использовать значительные объемы воды и стать слишком трудоемким с более крупными системами.

   Треппинг

   

   Липкие ловушки, расположенные чуть выше полога растений, эффективны в защищенных средах (например, в сеточках, теплицах). Синие липкие карты ловят взрослые этапы трипсов, в то время как желтые липкие карты ловят беломух и микролепидоптеры (Рисунок 6.11). Липкие ловушки менее эффективны в наружных условиях, так как новые насекомые могут легко приходить из окрестностей. Непрерывный мониторинг насекомых, попадающих в ловушки, может помочь фермеру принять конкретные меры по сокращению числа вредителей. Другим эффективным способом борьбы с вредителями является использование ловушек с феромоном. Они привлекают самцов специфических вредителей, тем самым уменьшая популяцию спаривания в этом районе.

   Экологический менеджмент

   Поддерживать оптимальные условия освещения, температуры и влажности, которые могут быть легко изменены при защищенном культивировании, чтобы способствовать более здоровому росту растений и создавать неблагоприятные условия для вредителей. Например, паучьи клещи не переносят влажные и влажные состояния, поэтому мистеры, направленные на листья растений, могут сдерживать инвазии.

   Выбор растения

   Некоторые вредители больше привлекаются к конкретным видам растений, чем другие. Аналогичным образом, различные сорта растений одного и того же вида имеют различную сопротивляю/допуск к вредителям. Это одна из причин того, что поликультура часто может предотвратить крупные инвазии, поскольку некоторые растения остаются незатронутыми. Кроме того, некоторые растения привлекают и удерживают более полезных насекомых для борьбы с популяциями вредителей (более подробно обсуждается ниже). Выбирайте устойчивые сорта у местных поставщиков и агентов по распространению сельскохозяйственных знаний, чтобы помочь снизить заболеваемость и инвазии.

   Индикатор растений и жертвенные/улововые/ловушки культур

   Некоторые растения, такие как огурец и бобовые, в большей степени подвержены заражению тлей или красных клещей и, таким образом, могут использоваться для раннего выявления распространенности вредителей. Зачастую индикаторные растения высаживаются вдоль внешнего края больших садов. Другой стратегией, которая может быть принята в аквапонике, является использование биологических инсектицидов на жертвенных или «уловных растениях», посаженных вблизи аквапонной системы, но не внутри нее. Ловить растения (например, фава фава) привлекают вредителей. Эти растения можно выращивать в горшках рядом с аквапонной единицей, отвлекая от нее вредителей, которые затем обрабатываются инсектицидами (см. ниже). Эта стратегия не повлияет на аквапоническую экосистему или полезные насекомые, присутствующие вокруг устройства. Хотя уловные растения не являются чисто органическими, их можно даже обработать коммерческими синтетическими инсектицидами при наличии крупных инвазий. Фава фава и петуния (цветы) можно использовать для ловли трипсов, тли и клещей. Огурцы также используются для ловли тлей и бункеров, а сочные саженцы салата используются для захвата других листоедающих насекомых.

   Посадка компаньона

   Сопутствующая посадка — это конструктивное использование растительных отношений растениеводцами. Например, все растения производят натуральные химические вещества, которые они выделяют из листьев, цветов и корней. Эти химические вещества могут привлекать или отталкивать некоторых насекомых и могут повысить или ограничить темпы роста и урожайность соседних растений. Поэтому важно знать, какие растения выигрывают друг от друга при посадке вместе и какие комбинации растений лучше избегать. Приложение 2 предоставляет компаньон посадочный стол для использования при выборе сельскохозяйственных культур. При использовании компаньона, сосредоточьтесь на том, чтобы избежать плохих компаньонов, а не на планировании хороших. Некоторые растения выделяют химические вещества из своих корней или листьев, которые либо подавляют, либо отталкивают вредителей, что может служить для защиты других соседних растений.

   Оплодотворение

   Как упоминалось выше, избыточный азот делает растения более склонными к нападению вредителей, потому что они имеют более суккулентные ткани. Правильный баланс питательных веществ с использованием соотношения скорости корма (см. главы 2 и 8) помогает растениям расти сильнее, чтобы противостоять атакам вредителей. Некоторые воды следует обмениваться, когда уровни нитратов превышают 120 мг/л по этой причине.

   Интервал

   Высокая плотность посадки и/или недостаточная обрезка усиливают конкуренцию за свет, поощряя насекомых-вредителей. Эта конкуренция в конечном итоге делает растительную ткань более сочной для вредителей или для проникновения патогенов, а стесненные условия обеспечивают защиту вредителям. Убедитесь, что есть адекватная вентиляция и проникновение солнечного света через навес. Как уже говорилось ранее, многие растения имеют особые потребности в солнечном свете или его отсутствие. Сочетание полного солнца с тенитолерантными растениями позволяет интенсифицировать производство без риска повышения конкуренции и ослабления растений. В этом случае под тенутолерантными растениями могут расти под навесом любящих солнца. Таким образом, растения более здоровы и более устойчивы к вредителям и болезням.

   Севооборот

   Хотя аквапонные единицы могут управляться как монокультура, не сталкиваясь с проблемами усталости почвы (истощение питательных веществ, естественно присутствующих в почве), выращивание одних и тех же видов непрерывно в течение нескольких сезонов может оказывать избирательное воздействие на окружающих вредителей. Таким образом, изменение урожая, даже в течение короткого периода времени, может привести к резкому сокращению вредителей, специально предназначенных для монокультуры.

   Санитария

   Удаление всего растительного мусора, включая все корни, в конце каждого урожая способствует снижению заболеваемости вредителями и болезнями. Мертвые листья и больные ветви должны удаляться последовательно. В условиях на открытом воздухе без сетей рекомендуется свести к минимуму окружающую растительность, чтобы предотвратить распространение вредителей на аквапоник. Больные растения и компостные сваи должны находиться вдали от системы, чтобы предотвратить загрязнение.

   Химический контроль

   Если после применения указанных выше физических, механических и культурных мер борьбы с вредителями остаются проблемой, возможно, потребуется применять химический контроль. Синтетические пестициды и инсектициды никогда не должны использоваться в аквапонике, потому что они убьют рыбу. Многие биологические средства контроля также смертельно опасны для рыбы. Все меры контроля за химическими веществами должны рассматриваться в качестве крайней меры в аквапонных системах и использоваться лишь в ограниченных масштабах. Если это возможно, например, для систем DWC, лучше удалить и обработать растения вдали от системы и дать химическим веществам полностью высохнуть. В добавлении 2 содержится перечень распространенных инсектицидов и репеллентов, их показания и их относительная токсичность для рыб.

   Биологический контроль

   Что касается ботанических пестицидов, то некоторые экстракты, полученные из микроорганизмов, безопасны для водных животных, поскольку они действуют специально на структуры насекомых и не наносят вреда млекопитающим или рыбе. Два организма, широко используемые в аквапонике и органическом сельском хозяйстве: * Bacillus thuringiensis* и * Beauveria bassiana.* Первый является экстрактом токсина из бактерий, который повреждает пищеварительный тракт насекомого и убивает его. Он может быть распылен на листья и специально нацелен на гусеницы, листовые ролики, моли или личинки бабочек, не повреждая других полезных насекомых. * B. bassian* - грибок, который прорастает и проникает в кожу насекомого (хитин), убивая вредителя через обезвоживание. Эффективность гриба зависит от количества распыляемых спор и от оптимальной влажности и температурных условий, идеально подходящих для влажных тропиков.

   Полезные насекомые - хищники вредителей

   Наконец, полезные насекомые являются еще одним эффективным методом борьбы с вредителями, особенно в контролируемых средах, таких как теплицы или нетхаусы. Полезные или хищнические насекомые, такие как кружевные крылья, вводятся в растительное пространство для борьбы с любым дальнейшим заражением. К числу преимуществ использования полезных насекомых относятся: отсутствие остатков пестицидов или вызванной пестицидами резистентности у вредителей, экономически осуществимое (в долгосрочной перспективе только для крупномасштабных операций) и экологически обоснованное. Однако успешная борьба с вредителями с использованием этого метода зависит от детального знания каждого полезного насекомого наряду с постоянным мониторингом вредителей, чтобы вовремя правильно ввести полезных насекомых. Кроме того, полезные насекомые могут быть привлечены естественным образом к наружным системам. Многие из этих полезных насекомых питаются нектаром во взрослой стадии, поэтому выбор цветов рядом с аквапоником может поддерживать популяцию, которая может поддерживать равновесие вредителей.

   Важно подчеркнуть, что этот метод борьбы никогда в полной мере не уничтожает вредителей. Вместо этого вредители подавляются в плотных отношениях между хищником и хищником. Этот метод уже был использован с положительными результатами для крупномасштабной аквапоники, однако для мелкомасштабной аквапоники может оказаться недостаточно вредителей, чтобы полезные насекомые могли улететь. При выборе полезных насекомых для использования (см. Приложение 2) следует учитывать экологические условия, в которых они будут работать.

   Заболевания растений и комплексное управление болезнями

   В отличие от гидропоники, которая в основном управляется в стерильных условиях, аквапоника использует сложную микроскопическую экосистему, которая включает бактерии, грибы и другие микроорганизмы. Наличие этих хорошо адаптированных микроорганизмов делает каждую систему более устойчивой в случае нападения вредителей или болезней. Тем не менее, успешное производство растений является результатом стратегий управления, направленных на предотвращение вспышек заболеваний, которые сосредоточены главным образом на экологических условиях, сдерживание вредителей (вредители, такие как беломуха, могут нести летальные вирусы) на управление растениями, а также использование органических средств, которые помогают предотвратить или вылечить растения. Как и в случае IPPM, комплексное управление болезнями опирается на профилактику, выбор растений и мониторинг в качестве первой линии защиты от болезней и использует целевое лечение только в случае необходимости.

   Контроль окружающей среды

   Температура и влажность играют важную роль в управлении здоровьем растений. Каждый патоген растений (например, бактерии, грибы или паразиты; Рисунок 6.8) имеет оптимальную температуру роста, которая может отличаться от температуры растений. Таким образом, заболевания возникают в определенных областях и периодах в течение года, когда условия более благоприятны для возбудителя, чем для его хозяина. Кроме того, влага играет ключевую роль для прорастания грибковых спор, для чего требуется тонкая пленка воды, покрывающая растительные ткани. Аналогично, активация некоторых бактериальных и грибковых заболеваний строго коррелирует с присутствием поверхностных вод. Поэтому контроль относительной влажности и влажности имеет важное значение для снижения риска вспышек заболеваний. Приложение 2 содержит подробные условия окружающей среды, которые стимулируют несколько распространенных грибковых заболеваний.

   Особенно важным является контроль относительной влажности воздуха, особенно в аквапонике теплиц. Это может быть достигнуто за счет динамической или принудительной вентиляции с помощью окон и вентиляторов, создающих горизонтальный воздушный поток, помогающий минимизировать перепады температур и холодные пятна, где происходит конденсация. Воздух перемешивается постоянно, что предотвращает падение температуры ниже точки росы, поэтому вода не конденсируется на овощах.

   Следует также избегать испарения из емкостей для рыб и/или аэрированных каналов DWC, размещенных в теплицах, путем физического покрытия поверхности воды, поскольку испаряемая вода может значительно повысить влажность в помещении. Трубы в блоках NFT подвержены высоким температурам воды в жаркое время года из-за постоянного воздействия солнца на трубах. Системы медиапостелей являются оптимальным компромиссом, учитывая правильный выбор среды, поскольку верхние поверхности кроватей всегда остаются сухими (см. главу 4). Наконец, системы, построенные на крышах, имеют преимущество более сухой микроклимат и хорошая вентиляция по сравнению с уровнем земли, что облегчает экологическое управление заводами.

   Контроль температуры воды играет ключевую роль в предотвращении грибковых вспышек. Очень распространенным заболеванием в аквапонике является корневая гниль, вызванная почвенным патогеном Pythium spp., который может быть случайно введен в систему из загрязненных материалов (почвы, торфа, саженцев из питомников). В отличие от гидропоники, в аквапонике этот гриб не наносит ущерба ниже определенных температур из-за конкурентного присутствия других микроорганизмов. Таким образом, поддержание температуры ниже 28-30 °C имеет важное значение для того, чтобы избежать экспоненциальной прорастания спор, которая в конечном итоге вызовет вспышку болезни.

   Следует также уделять внимание плотности посадки. Очень высокая плотность уменьшает внутреннюю вентиляцию и повышает влажность среди растений. Кроме того, повышается риск возникновения заболеваний для плотно посевных культур, поскольку в условиях интенсивной легкой конкуренции растения растут без консолидации своих клеток, что приводит к появлению более мягких и более суккулентных тканей. Нежные ткани более склонны к заболеваниям из-за их ограниченной устойчивости к проникновению вредителей и/или патогенов.

   Выбор растения

   Сорты растений имеют разный уровень сопротивляемости патогенам. В некоторых случаях использование известных устойчивых сортов является наиболее удачным методом предотвращения заболеваний. Таким образом, жизненно важно выбирать сорта растений, которые более приспособлены к выращиванию в определенных средах или имеют более высокую степень устойчивости к конкретному патогену. Кроме того, многие семенные компании предлагают широкий выбор растений, которые имеют различную реакцию против патогенов. Использование местных сортов, отобранных естественным образом для конкретной среды, может обеспечить здоровый рост растений.

   Если невозможно контролировать определенные заболевания резистентными сортами, разумно переходить на другие культуры в критический сезон. В случае Pythium spp., если устойчивые сорта салата и полезные микроорганизмы не способны контролировать заражение, целесообразно перейти на другие виды, такие как базилик, которые более терпимы к патогену и к высоким температурам воды.

   Семена и/или саженцы должны быть куплены в авторитетном питомнике, который использует эффективные стратегии профилактики заболеваний и может обеспечить продукты без болезней. Кроме того, избегайте травм растений, так как разбитые ветви, трещины, порезы и вредители часто приводят к заболеваниям, возникающим в одной и той же области.

   Питание растений

   Питание сильно влияет на восприимчивость растения к заболеваниям. Это также влияет на способность растения реагировать на болезни с использованием различных механизмов, включая антиксеноз (процессы сдерживания колонизации травоядными) или антибиоз (процессы уничтожения или уменьшения травоядных растений после посадки или во время еды). Правильный баланс питательных веществ не только обеспечивает оптимальный рост, но и делает растения менее восприимчивыми к болезням. Хотя описание расстройств питания обсуждалось выше, в таблице 6.2 показано, как некоторые питательные вещества могут играть важную роль в возникновении заболеваний.

   ТАБЛИЦА 6.2

   Влияние питательных веществ на профилактику грибковых заболеваний

   | Питательное вещество | Эффект | | — | — | | азот | Переоплодотворение делает более суккулентные ткани, которые более склонны к грибковым атакам. Азотный голод делает замедленные растения более склонными к атакам со стороны оппортунистических микроорганизмов. | | Калий | Ускоряет заживление ран и уменьшает эффект мороза. Задержки зрелости и старения растений. | | Фосфор | Улучшает баланс питательных веществ и ускоряет зрелость растений. | | Кальциум | Уменьшает тяжесть некоторых корневых и стволовых грибковых заболеваний. Влияет на состав клеточной стенки растений, которые сопротивляются проникновению грибов. | | Силикон | Помогает растениям вырабатывать специфические защитные реакции, включая высвобождение фенольных соединений против патогенов. |

   *Источник: Агриос (2004 год) . *

   Мониторинг - проверка и исключение

   Раннее обнаружение и вмешательство являются основой борьбы с болезнями и вредителями. Таким образом, растения должны регулярно проверяться на наличие ранних признаков заражения или наличия вредителей, которые могут привести к заражению. Всякий раз, когда у растений появляются признаки повреждения или начальные стадии заболевания (увядание, засорение или корневая гниль), крайне важно удалить зараженные ветви, листья или все растение, чтобы избежать распространения болезни по всему растению. Кроме того, что касается исключения, важно обеспечить контроль над потенциальными переносчиками (источниками) вирусов, такими, как белка, путем выращивания растений в устойчивых к насекомым структурах (см. раздел 6.5.1). Кроме того, предотвращение загрязнения почвы, а также использование дезинфицированных инструментов (например, ножниц, используемых для обрезки/сбора урожая) поможет избежать передачи потенциальных патогенов в систему. Наконец, хорошей практикой является мониторинг и регистрация всех симптомов и прогрессирования каждого заболевания, с тем чтобы определить наилучшие методы профилактики и лечения в будущем.

   Лечение - неорганическое или химическое

   Как упоминалось выше, аквапоника представляет собой сложную экосистему, которая более устойчива, чем гидропоника, к почвенным болезням. Однако некоторые вспышки заболеваний могут по-прежнему иметь место в случае неблагоприятных экологических условий, таких, как более высокая относительная влажность в теплицах или в тропическом климате, и их необходимо контролировать. Поскольку аквапоника представляет собой интегрированную систему, содержащую рыбу, растения и полезные микроорганизмы, не представляется возможным использовать стандартные методы лечения заболеваний в традиционном сельском хозяйстве (т.е. химические фунгициды), поскольку они токсичны для рыб. Однако распространенные методы, используемые для органического сельского хозяйства, возможны при условии, что они не наносят вреда рыбе и/или бактериям или не накапливаются в системе, что приводит к превышению допустимых пороговых значений. В приложении 2 указаны элементы и методы применения, используемые в органическом сельском хозяйстве, которые также могут использоваться для аквапоники для борьбы и предотвращения различных заболеваний. В целом, успешное лечение с использованием методов зависит от комбинации нескольких стратегий, которые могут иметь синергический эффект против конкретных патогенов.

   Лечение - биологическое

   Некоторые биологические средства контроля могут быть использованы для аквапоники, такие как Thricoderma spp., Ampelomices spp. и Bacillus subtilis, которые являются культивированными микроорганизмами, используемыми для борьбы с конкретными заболеваниями. Эти биологические агенты могут применяться как на листьях, так и в корневой зоне. Они обеспечивают защиту от наиболее распространенных заболеваний, передаваемых через почву, включая пушистую росу, мучнистую росу и некоторые бактерии. В частности, Thricoderma spp. доказали свою эффективность в контроле Pythium spp. и большей части почвенных патогенов, в то время как Ampelomices spp. может компенсировать любую потребность в неорганических или химических процедурах против мучнистой росы. В случае Thricoderma spp., споры могут распределяться по субстрату при посеве, чтобы полезный гриб защищал растения, начиная с стадии их рассады. Перед использованием следует проконсультироваться с информацией о продукте, производителями и дистрибьюторами, с тем чтобы определить наилучшие методы лечения конкретных заболеваний.

   Более подробную информацию о конкретных заболеваниях растительного происхождения, включая идентификацию, восприимчивость и распространенность, см. в рекомендуемых текстах в разделе «Дальнейшее чтение».

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

4. Выбор растений

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   На сегодняшний день в аквапонных системах, включая исследовательские, бытовые и коммерческие единицы, успешно выращиваются более 150 различных овощей, трав, цветов и небольших деревьев. Приложение 1 содержит техническое резюме и подробные инструкции по выращиванию 12 наиболее популярных трав и овощей. В целом, листовые зеленые растения отлично подходят для аквапоники наряду с некоторыми из самых популярных плодовых овощей, включая помидоры, огурцы и перец. Плодоносные овощи имеют более высокие потребности в питательных веществах и являются более подходящими для существующих систем с достаточными рыбными запасами. Однако некоторые корнеплоды и некоторые чувствительные растения не растут хорошо в аквапонике. Корнеплоды требуют особого внимания, и их можно успешно выращивать только в глубоких средах, или вариант кормящих ложек, более подробно описанный в разделе 9.3.

   Овощи различаются в зависимости от общего спроса на питательные вещества. Существует две общие категории аквапонических растений, основанных на этом спросе. К растениям с низким потреблением питательных веществ относятся листовая зелень и травы, такие как салат, мансарда, салатная ракета, базилик, мята, петрушка, кориандр, лук, пак чой и водяной кресс. Многие бобовые культуры, такие как горох и бобы, также имеют низкую потребность в питательных веществах. На другом конце спектра находятся растения с высоким спросом на питательные вещества, иногда именуемые голодными питательными веществами. К ним относятся ботанические фрукты, такие как помидоры, баклажаны, огурцы, цукини, клубника и перец. Другие растения со средней потребностью в питательных веществах являются: капуста, такие как капуста, цветная капуста, брокколи и кольраб. Такие растения, как свекла, таро, лук и морковь, имеют средние и высокие требования, в то время как редька требует меньше питательных веществ.

   

   Стиль растительного ложа влияет на выбор растений. В средах для сред широко распространена практика одновременного выращивания поликультуры листовой зелени, трав и плодоовощных плодоношенных культур (рис. 6.7). Предусмотренные средства массовой информации кровати имеют правильную глубину (не менее 30 см), можно выращивать все овощи, упомянутые в вышеперечисленных категориях. Поликультура на небольших поверхностях может также использовать преимущества сопутствующей посадки (см. Приложение 2) и более эффективного управления пространством, поскольку под более высокими растениями могут расти устойчивые к тени виды. Практика монокультуры более распространена на коммерческих предприятиях НФТ и DWC, поскольку производители ограничены количеством отверстий в трубах и плотах для выращивания овощей. Используя единицы NFT, можно выращивать более крупные плодоовощные овощи, такие как помидоры, однако эти растения должны иметь доступ к обильному количеству воды, чтобы обеспечить достаточное количество питательных веществ и избежать нехватки воды. На самом деле увядание плодоношенных растений может произойти почти сразу, если поток нарушается, что оказывает разрушительное воздействие на весь урожай. Плодоносные растения также должны быть посажены в более крупные трубы, в идеале с плоскими днищами, и размещаться на большем расстоянии, чем листовые овощи. Это связано с тем, что плодоносные растения растут больше и нуждаются в большем освещении для созревания их плодов, а также потому, что в трубах существует ограниченное пространство корня. С другой стороны, крупные луковицы и/или корнеплоды, такие как кольраби, морковь и репа, чаще культивируются в средах, поскольку установки NFT и DWC не обеспечивают благоприятной среды для выращивания и адекватной поддержки растениям

   Важно учитывать влияние уборки растений на всю экосистему. Если бы все растения собирались сразу, то результатом была бы несбалансированная система без достаточного количества растений для очистки воды, что привело бы к появлению пиков питательных веществ. Некоторые фермеры используют эту технику, но она должна соответствовать большому урожаю рыбы или сокращению кормового рациона. Однако здесь рекомендуется использовать поэтапный цикл уборки и посадки. Наличие слишком большого количества растений, растущих синхронно, приведет к тому, что системы будут испытывать недостаток в некоторых питательных веществах в период сбора урожая, когда поглощение будет максимальным. Имея растения на разных этапах жизни, то есть некоторые саженцы и некоторые зрелые, общая потребность в питательных веществах всегда одинакова. Это обеспечивает более стабильную химию воды, а также более регулярное производство как для домашнего стола, так и для рынка. Более подробная информация о схемах посадки рассматривается в главе 8.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

5. Дизайн посадки

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Макет растущих клумб помогает максимизировать производство растений в доступном пространстве. Перед посадкой выбирайте, какие растения будут выращиваться, учитывая пространство, необходимое для каждого растения и подходящий сезон выращивания. Хорошей практикой для всего дизайна сада является планирование планировки растущих кроватей на бумаге, чтобы иметь лучшее представление о том, как все будет выглядеть. Важными соображениями являются: разнообразие растений, сопутствующие растения и физическая совместимость, потребности в питательных веществах, требования рынка и простота доступа. Например, более высокие культуры (например, помидоры) должны размещаться в наиболее доступном месте в среде сред, с тем чтобы облегчить сбор урожая.

   Поощрение разнообразия растений

   В целом посадка различных культур и сортов обеспечивает определенную степень безопасности для производителя. Все растения восприимчивы к некоторым видам заболеваний или паразитов. Если выращивается только одна культура, то вероятность серьезного заражения или эпидемии выше. Это может привести к дисбалансу системы в целом. Таким образом, фермерам рекомендуется выращивать разнообразные овощи в мелкомасштабных единицах (рис. 6.12).

   

   Шахматная посадка

   Как уже упоминалось ранее, важно ошеломлять посадку. Таким образом, может быть постоянный сбор урожая и посадка, что помогает поддерживать сбалансированный уровень питательных веществ в агрегате. В то же время он обеспечивает стабильную поставку растений на стол или рынок. Имейте в виду, что некоторые растения производят фрукты или листья, которые могут собираться постоянно в течение сезона, такие как листья салата, базилик, кориандр и помидоры, в то время как некоторые другие культуры собирают целые, такие как кольраби, салат, морковь. Для достижения поэтапной посадки всегда должна быть готовая поставка саженцев (развитие питомника растений обсуждается в главе 8).

   Максимизация пространства в медиа-койках

   Следует не только планировать площадь поверхности, чтобы максимально увеличить пространство, но и учитывать вертикальное пространство и время. Например, в отношении времени сажайте овощи с короткими периодами роста (салатная зелень) между растениями с более долгосрочными культурами (баклажанами). Преимущество этой практики заключается в том, что салатная зелень может быть собрана первым и предоставить больше места, как баклажаны созревают. Продолжение посадки нежных овощей, таких как салат, между крупными плодоносящими растениями обеспечивает естественное затенение. Убедитесь, что затененные культуры не полностью доминируют, поскольку крупные культуры созревают. Овощи, такие как огурцы, являются естественными альпинистами, которые могут быть обучены расти вверх или вниз и вдали от кровати. Используйте деревянные колья и/или струны, чтобы помочь поддерживать восхождение овощей. Это создает больше пространства в медиапространстве (рис. 6.13). Одним из преимуществ аквапоники является то, что растения можно легко перемещать, мягко освобождая корни от растущей среды и поместив растение в другое место.

   

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

6. Качество воды для растений

   Original publication 2014 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   В разделе 3.3 рассматриваются параметры качества воды для аквапонной системы в целом. Здесь рассматриваются и расширяются конкретные соображения по растениям.

   рН

   pH является наиболее важным параметром для растений в аквапонной системе, поскольку он влияет на доступ растения к питательным веществам. В целом диапазон допусков для большинства растений составляет 5,5-7,5. Нижний диапазон ниже допуска для рыб и бактерий, и большинство растений предпочитают мягко кислотные условия. Если рН выходит за пределы этого диапазона, растения испытывают блокировку питательных веществ, что означает, что, хотя питательные вещества присутствуют в воде, растения не могут их использовать. Особенно это касается железа, кальция и магния. Иногда очевидный дефицит питательных веществ в растениях фактически указывает на то, что рН системы находится вне оптимального диапазона. На рис. 6.6 показана взаимосвязь между уровнем рН и способностью растений принимать определенные питательные вещества.

   

   Однако имеются данные о том, что локаут питательных веществ реже встречается в зрелых аквапонных системах, чем в гидропонике. В то время как гидропоника является полустерильным предприятием, аквапоника — это целая экосистема. Таким образом, существует биологическое взаимодействие между корнями растений, бактериями и грибами, которое может позволить поглощать питательные вещества даже при более высоком уровне pH, чем показано на рис. 6.6. Тем не менее, лучше всего пытаться поддерживать рН слегка кислой (6-7), но понимать, что более высокий рН (7-8) может функционировать. Этот аспект является предметом современных исследований.

   Растворенный кислород

   Большинство растений нуждаются в высоком уровне DO (\ > 3 мг/л) в воде. Растения используют свои стебли и листья для поглощения кислорода во время дыхания, но корни также должны иметь кислород. Без кислорода растения могут испытывать корневую гниль, ситуацию, когда корни умирают, а грибок растет. Некоторые водные растения, такие как водяной каштан, лотос или таро, не нуждаются в высоком уровне DO и могут выдерживать низкокислородные воды, например в застойных прудах.

   Температура и сезон

   Подходящий температурный диапазон для большинства овощей составляет 18-30 °C, однако некоторые овощи гораздо больше подходят для выращивания в особых условиях. Для целей настоящей публикации для озимых овощей требуется температура 8-20 °C, а для летних овощей - температура 17-30 °C. Например, многие листовые зеленые овощи лучше всего выращиваются в холодных условиях (14-20 °C), особенно ночью. При более высоких температурах 26 °C и выше листовая зелень болтает и начинает цвести и семена, что делает их горькими и нетоварными. Как правило, наибольшее влияние на растения оказывает температура воды, а не температура воздуха. Тем не менее, следует проявлять осторожность в правильном выборе растений и рыб, чтобы соответствовать их оптимальным температурным диапазонам воды. Другим аспектом сезонной посадки является то, что некоторые растения требуют определенного количества дневного света для производства цветов и фруктов, что называется фотопериодом. Некоторые растения, называемые короткими днями, требуют определенного количества темноты перед цветением. Этот сигнал растению указывает на приближение зимы, и растение вкладывает свою энергию в воспроизводство, а не в рост. Некоторые часто выращенные, короткодневные растения включают сорта перца и некоторые лекарственные цветы. С другой стороны, длинные растения требуют определенной продолжительности дня, прежде чем производить цветы, хотя это редко рассматривается в овощах, но может быть так для некоторых декоративных растений. Поэтому важно следовать местным сезонным методам посадки каждого выращиваемого овоща или выбирать сорта, которые нейтральны к фотопериоду. В приложении 1 содержится дополнительная информация по отдельным овощам.

   Аммиак, нитрит и нитрат

   Как поясняется в главе 2, растения способны принимать все три формы азота, но нитрат является наиболее доступным. Аммиак и нитрит очень токсичны для рыб и всегда должны поддерживаться на уровне ниже 1 мг/л. В функционирующей аквапонной установке аммиак и нитрит всегда составляют 0-1 мг/л и не должны быть проблемой для растений.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *