Фертигация: особенности применения

Еще в древности люди заметили, что внесение в почву определенных органических веществ помогает существенно повысить урожайность. Долгое время процедура внесения удобрений оставалась неизменной – навоз или золу добавляли в грунт при вспашке. Однако позже ученые досконально изучили процесс поглощения растениями питательных веществ, что привело к появлению новых методов подкормки агрокультур.

Фертигация – способ внесения удобрений, когда их растворяют в предназначенной для орошения воде. Несмотря на очевидность идеи, эту технологию впервые стали применять только в 70-х годах прошлого столетия. Она сразу же показала свою эффективность, после чего стала быстро распространяться по всему миру – к примеру, сейчас в Израиле при помощи данного метода орошается 75 процентов всех сельскохозяйственных угодий. Также не стоит забывать о гидропонике – при этом способе выращивания растений фертигация является безальтернативным методом питания.

Преимущества фертигации

Каждый год в мире количество площадей с фертигацией увеличивается, что обусловлено большим количеством преимуществ данного метода. Рассмотрим их детально:

Более эффективное усваивание удобрений растениями

При внесении минеральных туков традиционными методами (разбросным и локальным) невозможно осуществить качественное и равномерное смешивание, из-за чего в грунте появляются сильно удобренные прослойки. При фертигации благодаря «адресной» доставке питательных веществ они усваиваются растениями практически полностью, что приводит к снижению количества подкормки.

Минимизация негативного воздействия на окружающую среду

Питательный раствор для фертигации целенаправленно орошает прикорневой слой, в результате чего микроэлементы практически полностью впитывается растениями. Следовательно, вглубь земли и в дренажные сети попадает ничтожно малое количество «химии», что в разы уменьшает выщелачивание почвы.

Снижение себестоимости единицы продукции

Меньшее количество удобрений и отсутствие трудозатрат (процесс идет в автоматическом режиме) удешевляет себестоимость урожая. При этом нужно учитывать, что оптимальный режим влажности грунта, а также постоянный уровень концентрации необходимых веществ способствует повышению урожайности.

Возможность удобрения на поздних периодах роста

Подкормка агрокультур необходима на всех этапах жизни растений. Однако во второй половине вегетационного периода механическое внесение удобрений в грунт становится невыполнимой задачей, с которой можно справиться только с помощью фертигации.

Снижение требований к грунту

Благодаря капельной системе питания появилась возможность использования непродуктивных для традиционных методов земледелия почв – склонов, а также песчаных и засоленных грунтов.

Снижение требований к физико-химическим параметрам удобрений

Теперь эти параметры (размеры гранул, гранулометрический состав, гигроскопичность, слеживаемость и т.д.) не имеют особого значения – удобрения в любом случае придется растворять.

Недостатки фертигации

С учетом вышесказанного может сложиться впечатление, что фертигация является идеальным способом внесения удобрений. Однако практика показала, что недостатки все же есть. Тем, кто решил взять этот метод на вооружение, необходимо знать о них. И так:

Сложность высчитывания состава и дозировки удобрений

Фертигация при капельном поливе насыщает грунт микроэлементами лишь у корневой зоны, поэтому последствия неправильной дозировки удобрений проявятся быстрее и на порядок разрушительнее. В результате обычного анализа почвы будет недостаточно – для определения нужного состава раствора придется учитывать множество различных факторов (состав и кислотность воды, потребность агрокультуры в определенных элементах). При неправильно подобранном составе также можно легко нарушить кислотный баланс грунта, поэтому метод можно внедрять только при наличии достаточно квалифицированных специалистов.

Постоянный контроль наличия микроэлементов в грунте

Концентрация некоторых микроэлементов (в частности, бора) даже при незначительных отклонениях от нормы может быстро привести к печальным последствиям (про дефицит бор и калиция мы рассказывали здесь), вызвав отравление растений. Не нужно забывать также о вытеснении одного элемента другим при передозировке – эта ситуация характерна для пары марганец/железо.

Засоряемость системы

Некоторые виды минеральных удобрений (или их смеси) образуют нерастворимые осадки, которые способны забить систему орошения. К примеру, при использовании фосфорных удобрений в систему придется периодически заливать ортофосфорную кислоту, либо добавлять ее в воду для поддержания нужного кислотного баланса. В любом случае оборудование для фертигации в конце цикла придется промывать – обычно это делают, постепенно уменьшая количество удобрений до нуля.

Дополнительные затраты на оборудование

Хотя система капельного орошения базируется на стандартном оборудовании, при переходе на нее в обязательном порядке придется докупать необходимые составляющие.

Ограниченность выбора туков и более высокая цена

Естественно, специфика внесения удобрений при фертигации ограничивает выбор вида подкормки. Также нужно учесть более высокую цену таких туков, особенно комплексных.

Удобрения для фертигации

Из стандартных сухих минеральных туков лучше всего подходят простые азотные (калиевая или аммиачная селитра, карбамид). Не используются удобрения, которые образуют сильный осадок: хлорид калия, суперфосфат, нитроаммофоска и т.д.

Однако это не значит, что некоторые микроэлементы нельзя вносить данным методом. В настоящее время для фертигации традиционные удобрения используют все реже – они постепенно вытесняются комплексными водорастворимыми смесями, которые содержат «заточенный» под определенную культуру набор питательных веществ. Некоторые из них даже содержат специальные добавки, которые предотвращают образование налета.

В профессиональном растениеводстве широко используются хелатные удобрения, в которые при необходимости добавляют аммиачную, калиевую или натриевую селитру. Они усваиваются на 90 процентов, при этом не вступают в реакцию с грунтом и не связываются с ним. Именно хелатные удобрения с повышенной долей фосфора способны заменить традиционные фосфорные, которые не рекомендуется применять при фертигации.

Фертигация в растениеводстве

Если представить стандартную систему фертигации схематично, то она выглядит так: в некой емкости находится концентрированный раствор удобрений, который называется маточным. Далее он вводится в общий водный поток в очень малом количестве (не более 0,3%). На практике это выглядит так:

Баллонная система

При этом способе сухие удобрения засыпают в емкости, где они растворяются проточной водой. Сюда поступает лишь часть потока, которая после насыщения возвращается в основной трубопровод. Основным недостатком баллонной системы является ограничение удобряемой площади массой удобрений в емкости, при этом равномерность распределения подкормки также оставляет желать лучшего. Однако она является самой простой и достаточно эффективной при удобрении многолетних культур, особенно на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава.

Система Вентури

В ней маточный раствор под давлением подается в трубопровод при помощи инжекторного насоса Вентури. При этом возможно впрыскивание из разных емкостей, что позволяет вносить удобрения, которые при смешивании в одной емкости вступают в химическую реакцию. Данная система фертигации сложнее предыдущей, однако она относительно недорогая, простая в обслуживании и достаточно надежная из-за отсутствия подвижных деталей. При этом точность дозировки достаточно высока, благодаря чему систему можно использовать для удобрения овощных культур.

Система инжекторных насосов разных типов

Как видно из названия, отличается от предыдущей только наличием насосов других типов. Современная, с возможностью максимально точной дозировки, однако и самая дорогая. Пригодна для любых культур и любых видов почв.

Фертигация в гидропонике

Как было сказано в начале статьи, фертигация для гидропоники является единственным методом питания растений, поскольку субстраты здесь не содержат питательных веществ или вообще отсутствуют. Именно поэтому здесь требуется особо тщательный подход к системе питания.

Ученые давно установили, что любому растению помимо углерода, водорода и кислорода требуется 16 обязательных микроэлементов. Обеспечить их подачу одним насосом-дозатором невозможно, поэтому система питания была разделена на т.н. узлы. В гидропонике узел фертигации имеет не менее двух насосов-дозаторов для удобрений и еще один кислотный, с помощь которого происходит балансировка pH питательного раствора. В идеале узел должен быть также оборудован главным и дроссельным кранами, ограничителем напора, фильтром, водомером, датчиками pH и ЕС, таймером, а также панелью управления.

Существует несколько типов гидропонных систем, однако в целом их можно разделить на две группы – активные и пассивные.

Пассивные системы

В пассивных (фитильных) системах раствор поступает в субстрат из расположенной ниже емкости под действием капиллярных сил. Расположенный под корнем фитиль всасывает раствор, подобно фитилю в керосиновой лампе. Данная технология хороша для растений, которые растут очень медленно – для быстрорастущей флоры она не подойдет.

Активные системы

В данных системах питательный раствор постоянно циркулирует при помощи различных помп и насосов. Существует достаточно много разновидностей активных систем, однако они являются разновидностями пяти основных:

Система периодического затопления

В данной системе субстрат периодически затопляется питательным раствором, после чего он самотеком (или при помощи того же насоса) выкачивается из емкости для произрастания. Для соблюдения нужных периодов затопления (осушения) используют таймеры, подключенные к насосам.

Система плавающей платформы

В ней растения закрепляют на платформе, которая плавает в питательном растворе. Чтобы корни получали кислород, через жидкость периодически продувают воздух (метод аэрации), либо раствор периодически заменяется (метод рециркуляции). Естественно, система будет считаться активной только во втором случае. При культивации крупных растений понадобятся дополнительные приспособления для поддержки растений (штативы).

Система капельного полива

Система капельного полива - самая популярная среди гроверов. Принцип ее прост: управляемый таймером насос подает раствор в трубки, подведенные к корневой зоне каждого растения. Излишки раствора попадают в субстрат и стекают в емкость для повторного использования (реверсивная система). Если увеличить время таймера до значений, когда растения будут успевать полностью поглотить раствор, система станет нереверсивной. В этом случае не придется постоянно отслеживать уровень питательных веществ и pH, однако возникнет необходимость приобретения более точного (и дорого) таймера.

Техника питательного слоя

Одна из самых распространенных систем, которая не требует наличия таймера. Здесь питательный раствор постоянно циркулирует тонким слоем по дну слегка наклоненной емкости (обычно трубы), и снова стекает в емкость с раствором, завершая полный цикл. Растения обычно находятся в небольших горшках с прорезями для корней, часть которых лежит на дне трубы. Влажный воздух над поверхностью питательного слоя обеспечивает корни кислородом. Субстрат в этой системе обычно не используется.

Аэропоника

Современная высокотехнологичная система фертигации. В ней раствор распыляется через форсунки в корневой зоне и насыщает ее питательной взвесью. Впрыск раствора происходит с интервалом в несколько минут, что обеспечивает максимальный приток кислорода. Благодаря этому рост и развитие растений в аэропонике ускоряется, особенно в сравнении с другими системами.

В целом активные гидропонные системы эффективнее пассивных, однако у них имеется один недостаток – зависимость от электросети. В случае отключения электричества корни быстро пересохнут и растения погибнут. Поэтому в регионах с нестабильным электроснабжением рекомендуется использовать влагоудерживающие субстраты, а также приобрести оборудование для бесперебойного питания.