Господин Свещаров
Биологичен калейдоскоп (12)

Реколта без почва. Настояще и бъдеще на хидропониката. Фитодромите — плантации на XXI век?

Проблемът за увеличаване на селскостопанското производство не на последно място е свързан с разработването на нови, икономически ефективни методи за водене на селското стопанство. Оригиналните методи за контрол на околната среда и рационалното съчетаване на културите позволи значително увеличаване на добивите от парници както в опитен порядък, така и в повсеместната практика. Освобождавайки се обаче от условията, които им диктуват почвата и сезоните, днес съвременните растениевъди могат да накарат да расте което и да било растение където и да било, и то по всяко време.

Някой би възразил, че например отглеждането на растения без почва, или така нареченият метод на хидропоника е известен повече от 150 години, но все още, така да се каже, не е ударил нейният час. Това е съвършено вярно и е така, защото тя все още не може да прекрачи прага на рентабилността. Защото никак не е маловажно на каква цена ще се произвеждат основни и ценни селскостопански растения и до каква степен ще могат да бъдат конкурентноспособни на световния или местния пазар.

За повечето хора понятието земеделска култура е свързано с представата за земя и почва. В действителност растенията, за да растат, съвсем не се нуждаят от почвите. Ако ние им доставим хранителни вещества, от които се нуждаят за осъществяване на фотосинтетичния процес, те могат да растат много добре и в стерилна изкуствена среда. Следователно технически е възможно да накараме да растат домати, краставици, пиперки, цветя, ягоди, пъпеши и много други растения в индустриални помещения — парници, в контролирана от човека среда.

Още в началото на XIX век французинът Сосюр доказа, че за да се развие растение без почва, достатъчно е към водата, в която са потопени корените му, да се прибавят минерални соли. През същия век видни изследователи съставиха рецептата на един хранителен бульон, който спокойно задоволявал нуждите на всички растения. В началото на XX век беше открита необходимостта към хранителната смес да се добавят метални олигоелементи и така „рецептата“ доби завършен вид.

През 1921 година за пръв път били отгледани карамфили върху пясък, а през 1929 година калифорнийският агроном Герике отгледал в индустриални мащаби цветя и зеленчуци също върху пясък. През 1938 година се появява нова среда — растенията се отглеждат върху чакъл. Най-простата хидропонна система се заключава в следното: изкопават се дълги успоредни канавки, като всяка от тях се постила с широко непромокаемо полиетиленово или гумирано платно и се запълва с дребен чакъл или пясък. Надлъжните части от платното, останали извън канавката, се съединяват над оста й, като се оставят малки отвори, през които се засаждат растенията. В затвореното пространство на канавката периодично — през 2 до 6 часа се пропуска хранителен разтвор по установена рецепта. Разтворът може да се употребява многократно.

Отглежданите по хидропонния метод растения растат много бързо и дават обилна реколта, защото водният разтвор, който мие кореновата система на растенията, е богат на соли и кислородът от въздуха има непрестанен достъп до всички разклонения на коренчетата. Останалите важни растителни фактори — осветлението и топлината, също се поддържат в оптимално и постоянно равновесие. При така изброените условия за отглеждане на растенията, които отговарят на топъл климат и продължително слънчево греене, по метода на хидропониката могат да се отглеждат целогодишно важни селскостопански култури, като добивите от тях ще надхвърлят неколкократно сезонния добив от традиционното земеделие в умерения климатичен пояс.

Хидропонният метод е ценен най-вече с това, че има универсално приложение. Той е ценен не само в студените или пустинните райони, но и в областите с умерен климат, където има много райони с неплодородни почви и много стръмни терени. Чрез хидропониката те могат да се превърнат в цъфтящи градини. Разбира се, най-добри резултати хидропонният метод дава в закрити площи — оранжерии, в които осветлението може да бъде естествено или денонощно (електрическо), при което растенията не се нуждаят от сън.

През 1957 година японски специалисти разработиха уникален метод за отглеждане на домати, краставици и пъпеши. Те го нарекоха хипоника, тъй като той се базира върху хидропонното отглеждане на плодове и зеленчуци, при което вместо почва се използва воден разтвор на подходящи за растенията хранителни вещества. Няколко години по-късно те засели доматено семе в саксия, пълна с камъчета. Целта на опита била да се установи колко време може да оцелее едногодишно растение и колко плод може да роди, когато се отглежда по метода на хипониката. В наши дни четири такива доматени разсада са образували гигантско „доматено“ дърво, което расте като многогодишно увивно растение, като се разпростира по специално изработена за целта рамка, „Дървото“ е достигнало на височина 1,5 метра, диаметърът на короната му е 10 метра, а отделните стъбла са със среден диаметър 15 сантиметра. Годишно „дървото“ давало около 2000 килограма домати.

През последните години много бързо се развива и усъвършенствува една друга, по-висша форма на хидропониката, наречена аеропоника, при която растенията се отглеждат без всякакъв субстрат (пясък или чакъл). Растенията се закрепят върху мрежа, под която корените им висят свободно. Хранителният разтвор се разпръсква на малки капчици във въздуха (пулверизира се) и се приема свободно както от корените, така и от листата на растенията. Аеропонните съоръжения са много леки и дават възможност за многоетажно отглеждане на културите при изкуствена светлина. Този метод успешно се използва на съветските космически станции „Салют“ и се предполага, че аеропонните съоръжения ще преминат и на бъдещите големи космически кораби, които ще се отправят на далечни рейсове към планетите от Слънчевата система.

Хидропонното стопанство в различните страни се определя от специфичните условия, които съществуват в тях. Така например в Япония се използват най-рационално наклонени и трудни за обработване терени. В ЮАР използват скалистите терени и площите край мините, където почвата е унищожена. В арабските страни и Израел хидропонният метод се налага заради икономичното използване на водата и липсата на плодородна земя. Други страни, като САЩ, Швеция, Франция и други, въвеждат хидропонното отглеждане на културите заради отличната хигиена на получаваната продукция и гарантираните високи добиви. В ГДР и СССР хидропонниците се използват за получаване на големи количества зелена тревна маса, която се дава на селскостопанските животни и птици през зимния сезон.

В България върху хидропонния метод се работи повече от 30 години. Най-много изследвания в тази перспективна област има доц. Д. Бобошевска, която успя да разработи технология и подходяща хранителна смес за отглеждане на цветя. Нейните научни разработки са внедрени в производството на АПК — Правец. През 1976 година сътрудници от институт „Оргахим“ — Русе, разработиха две рецепти за хидропонни хранителни разтвори — „Витафлор Ц“ и „Витафлор Л“, приложими съответно при цветни култури и на такива с голяма листна маса. Средите съдържат 15 микро– и макроелемента. Те представляват 10%-на водна суспензия с pH = 5,5. Двата препарата са взаимно заменими за период до 1 година, без това да се отразява неблагоприятно върху растенията. Проведените изпитания с препарата „Витафлор“ едновременно с аналогични хидропонни препарати на ГДР и СФРЮ са показали високите му качества, което заедно с ниската му цена го прави конкурентноспособен и достъпен за използване от държавни или частни стопанства.

За голямото значение на хидропонния метод в световен мащаб говори и фактът, че понастоящем изследванията в тази област се ръководят и координират от Международна работна група по отглеждане на култури без почва към ЮНЕСКО. Нейните основни задачи са да стимулира изследванията в областта на хидропониката, да подпомага практиката и да свиква всеки три години световен конгрес по проблемите на хидропониката.

Ако се опитаме да изброим предимствата на хидропонния начин на отглеждане на растения, ще се получи следната картина. На първо място — растениевъдите получават пълна независимост от сезонните и почвеноклиматичните условия; стават напълно излишни скъпите и грамадни земеделски машини; успешно се води борба с редица заразни заболявания по растенията, някои от които като фузариозата напр. представляват голям проблем; няма прахосване на скъпи изкуствени торове и оттам — намалява замърсяването на околната среда; почвата се предпазва от ерозия и изтощаване. Същевременно добивите са значително увеличени. Растенията узряват от 1–3 пъти по-бързо, отколкото при традиционното отглеждане. Като се вземе предвид и целогодишното производство, средните годишно добиви от единица площ нарастват при някои култури дори до 50 пъти. Така например за една година могат да се получат 6 реколти от домати.

Наскоро колектив от съветски изследователи с ръководител В. Н. Головин предложи една много интересна разработка, отнасяща се до непрекъснато конвейерно отглеждане на селскостопански растения. Всъщност става дума за гигантски парник, наречен фитодром с внушителни размери от 100 до 300 километра. Разчетен е да осигури изхранването на 400 милиона души. Освен това фитодромът ще доставя фураж за животновъдството, суровини за целулозната промишленост, влакна за текстилната промишленост и други суровини за стопанството на човека.

Изчисленията за рентабилността и производителността на гигантското механизирано поле са направени след опити, проведени в обикновена хидропонна инсталация, в която била монтирана линия за придвижване на растенията. Скоростта на преместването на растенията зависела от продължителността на вегетационния период, от силата на светлината и от възрастта на растенията. По такъв начин усъвършенствуваният и механизиран фитодром може да произвежда 3 пъти повече продукция, отколкото обикновеният стационарен хидропонен парник. Тъй като опитно е доказано, че по хидропонния метод могат да се отглеждат почти всички основни селскостопански култури, проектираните гигантски фитодроми ще са в състояние да пестят много енергия и да направят рентабилно отглеждането на растенията в новите условия. Или казано с други думи, изграждането на описаните фитодроми в бъдеще ще може да разреши напълно задоволително сериозния проблем, свързан с изхранването на все по-нарастващото земно население.

През последните години научни работници и специалисти от Института по физиология на растенията „М. Попов“ при БАН разработиха съвместно с Научнопроизводствения комбинат при ДСО „Монтажи“ и Института по животновъдство принципно ново решение на механизирана поточна линия за хидропонно производство на биомаса, свързана с инсталация за преработка на груби и концентрирани фуражи. Ценното в новата разработка е това, че се дава възможност за максимално оползотворяване в животновъдството на грубите фуражи (царевични кочани, слама, царевичак и др.), които се използват непълноценно поради липса на подходящи съоръжения за предварителната им подготовка. Тази разработка позволява подготвянето на целодажбена смеска, включваща сочни, груби и концентрирани фуражи. Разработките са признати от Института за изобретения и рационализации за изобретения. Основните им предимства пред досега съществуващите инсталации са ниската себестойност на произвежданата хидропонна биомаса и целодажбената смеска, пълноценното използване на грубите фуражи в животновъдството и възможността подготовката на дажбите в инсталацията да се осъществява в стопанствата в непосредствена близост до суровинната база и фермите-консуматори.

Вече е пуснат в експлоатация експериментален цех за преработка на всички видове фуражи с линия за производство на хидропонна биомаса. Дневното производство на тази линия задоволява напълно нуждите на 6000 кокошки-носачки. За подложка са използвани зеолитови частички, които имат висока водопоглъщаща способност. Периодът за получаване на биомаса върху механизираната линия е 6–8 денонощия. Приготвянето на хранителния разтвор става по рецепта на специалисти от ИФР „М. Попов“. Осветлението е дневно — през стъкления покрив на оранжерията. Разходът на електроенергия е сведен до минимум, а човешкият труд е не повече от 2–3 часа на денонощие. Резултатите от изпитанията са твърде насърчителни и подкрепят ефективността на разработката. Включването на хидропонна биомаса в дажбата на кокошките-носачки не само е спомогнало за получаването на по-голяма продукция от яйца, но и значително е повишила качеството им.