104

Об актуальности исследований вопросов биологии минерального питания растений свидетельствуют достижения хайпоники.

Хайпоника

Недалеко от Токио в городе Цукуба растет помидорное дерево, крона его раскинулась практически на 10 метров, с высотой предположительно в три метра. Ветви дерева поддерживаются  специально изготовленными подпорками. Диаметр ствола у основания 20 сантиметров, не менее чем у любой яблони.

Урожайность и размеры под стать гигантскому помидорному растению. Если за время созревания обыкновенный куст дает около 20-30 плодов, то на чудо-дереве созревает примерно 4 тысячи томатов за три месяца. По расчетам биоинженеров представляется возможным собрать с него не меньше 14 тысяч плодов!

«Хайпоника»  является секретом помидорного дерева колоссальных размеров. По своей сути это уже довольно знаменитая гидропонная техника, которая помножена на многолетние эксперименты и современные методы управления и контроля за состоянием окружающей среды. Название «хайпоника» происходит от слов «гидропоника» и «хай текнолоджи» (высокие технологии).

Инженеры компании «Киова» с уверенностью заявляют, что этим новейшим методом можно вырастить любое растение. Но помидор особенно ярко демонстрирует возм ожности «хайпоники». Если расцвет обыкновенного помидора где-то 12 месяцев, то это дерево будет плодоносить год за годом. Безусловно, ученые добились нереального повышения урожайности.

В чем же кроется секрет «хайпоники»? Ее изобретатель Сигэо Нодзава пришел к выводу, что земля мешает, а не помогает растениям. Для поддержания роста необходимо убрать землю, и растения получат все, что нужно. Поддерживать на постоянном уровне содержание микроэлементов, минеральных солей и воды в почве невозможно. Через почву способны проникать многие насекомые и болезнетворные бактерии. Он смог доказать истинность своих догадок. В настоящее время Сигэо Нодзава является президентом компании "Киова".

Принцип работы «хайпоники» довольно прост. Строго рассчитанное количество микроэлементов и минеральных солей в растворе чистейшей воды определенной температуры насыщается воздухом и попадает к корням растения по капиллярным трубкам. Циркулирует смесь непрерывно, снабжая растения необходимыми ему элементами на данном этапе развития. Особые устройства создают идеальную среду для растений, автоматически подстраивая влажность, питание, температуру и другие характеристики. И как следствие, скорость развития плодов в 4-5 раз выше, чем у растений, которые выросли в обычной земле.

В «хайпонике» не применяется никаких гормональных препаратов, стимуляторов, которые искусственно ускоряют рост. Растение получает только те вещества, которые не может получить в природных условиях. Никаких побочных эффектов плоды дерева, выросшего на «хайпонике»,  для человека не несут. По вкусу они даже превосходят томаты, купленные на рынке. У них душистый аромат и настоящий помидорный цвет.

«Хайпоника» избавляет человека от множества операций: внесение удобрений, окучивание, опыление, защита от птиц и насекомых. Аппарат имеет автоматизированную систему управления, используемую на крупнейших промышленных предприятиях.

Компания «Киова» предлагает два вида «хайпоники» - горизонтальную и вертикальную. При горизонтальной «хайпонике» растение развивает крону вширь. Урожайность в несколько раз выше, чем при вертикальной, однако размер плодов неодинаковый – чем дальше плоды от ствола, тем они меньше. Вкусовые качества также снижаются.   Если «хайпоника» вертикальная, то плоды будут одинаковыми по размеру. Преимуществами этого способа является экономия места и однородность урожая. Помидорное дерево поместиться на площади в 1 квадратный метр.

Но в настоящее время мелким собственникам не под силу открыть «хайпонное» производство. Ограниченные масштабы существующих хозяйств не могут полностью оценить превосходство данной технологии. Но уже ясно, что широкое применение  «хайпоника» найдет в засушливых районах земли.

Характеристика почвы.

Твердая фаза почвы составляет примерно 60% объема и 90—97 % массы. Происхождение минералов почвы от магматических и осадочных пород. Полевые шпаты , силикаты, кварц, карбонаты, слюды составляют 85% минералов земной коры и преобладают в почве.

Первичные минералы почвы—продукты механического выветривания горных пород представлены частичками с кристалической решоткой. К первичным минералам относятся полевые шпаты (ортоплаз KAlSi₃O₈¸ альбит NaAlSi₃O₈¸, анорит CaAlSi₂O₈¸); слюды (мусковит KH₂Al₃(SiO₄) ₃), а также апатит 3Ca₃(PO)₄• Ca(F,Cl)₂.

Вторичные глинистые минералы и ох окислы образуются при дальнейшем разрушении и химическом преобразовании материнской породы — глина, песок, кварц (SiO₂), гидроокиси Al, Fe , аморфные окислы кремния. Они имеют высокую дисперсность, сорбируют воду;

Кроме того в почве присутствуют водорастворимые минералы, среди которых преобладают углекислые соли кальция, натрия, калия (кальцит, доломит, сода), соли серной кислоты (гипс), хлориды.

Минеральные частички склеиваются минеральными и органическими коллоидами и образуют структурные агрегаты разного размера. Макроструктурными являются частички с диаметром больше 0,25 мм, микроструктурными –диаметром 0,001—0,25мм. Структура имеет большое значение,т.к. она влияет на воздушный, водный, солевой режимы почвы.

Жидкая фаза почвы представлена растворами солей, тонких коллоидных золей. Жидкая фаза зависит от времени года и метеоусловий. Содержание жидкой фазы колеблется от десятков (при полном насыщении) до единиц процента.

Различают парообразную влагу, адсорбированную, химически связанную, физически связанную, капиллярную и свободную. Парообразная влага насыщает почвенный воздух до 100%, но ее количество не более 0,001% массы почвы. При охлаждении происходит конденсация парообразной почвенной влаги.

Химически связанная вода входит в состав кристаллической решетки, например, CaSO₄•2HO. Физически связанная вода—вода, адсорбированная поверхностью дисперсных частичек, пор и образует пленку, которая может быть прочно сорбированной, или образовывать пленку,где вода находится в вязко-жидком состоянии.

Капиллярная влага заполняет капилляры и удерживается прочными силами. Радиус пор колеблется от 1•10^-5мм до нескольких мм. Капиллярная влага подвижна, обеспечивает подъем влаги, она доступна растениям.

Свободная влага заполняет крупные полости. Различают такие виды свободной воды:

а) гравитационная (способна просачиваться вниз или всторону);

б) почвенная (образуется над водонепроницаемым слоем, который задерживает гравитационную влагу;

в)поверхностная ( которая стекает по склону местности).

В зависимости от способности удерживать влагу различают:

-полную влагоемкость (8000—10000 м³/га);

-капиллярную влагоемкость (способность удерживать влагу в капиллярах которая не переходит в гравитационную);

-максимальнуюгигроскопичность (максимальное количество парообразной воды, которая удерживается почвой).

Под доступной для растений влагой понимают то ее количество, которое может быть использовано для поддержания жизнедеятельности.

Нижняя граница доступности—влажность устойчивого увядания.

Доступность выражается в единицах водного потенциала Р.

Благоприятные для роста растяжением условия создаются, когда общее содержание растворимых соединений составляет от 3—6 до 10—12 г/л. Наиболее благоприятная кислотность почвы близка к нейтральной. Если кислотность ниже рН 5,5—проводят известкование путем внесения СаСО. Если же рН выше 8,0—вносят гипс. Способность почв поддерживать постоянную реакцию почвенного раствора называют буферностью почвы.

Воздушная фаза почвы—это газы, которые находятся в порах.

Воздух	О	N	СО
Атмосфер- ный	20,47	78,1	0,03
Почвенный	11—21	78—86	0,3—8,0

Такое соотношение газов в верхних приатмосферных слоях почвы; глубже содержание СО возрастает до 10—19%, а О—уменьшается до 10—12%. Состав почвенного воздуха зависит от микроорганизмов и от внесения удобрений.

Воздухоемкость—это объем воздушных пор при влажности наименьшей влагоемкости. Этот показатель составляет 200—350 см³ на 1 дм³ почвы.

Воздухоемкость почвы—это способность почвы пропускать определенный объем воздуха за единицу времени через единицу своего объема.