Сегодня никого не удивить растениями без почвы. Гидропоника уже стала обыденностью и неким промышленным стандартом. Более современная технология - аэропоника, когда стараются вовсе избавиться от субстрата, но и про эту технологию вы скорее всего слышали.
В этой статье поговорим о ионитопонике. Об этой технологии известно не так широко, так что буду заполнять информационные пробелы...
Что нужно растению
Известно, что растениям в первую очередь требуются минеральные вещества в виде ионов (N, P, K и так далее). В гидропонике они присутствуют в питательном растворе, из которого и поглощаются корнями. То же самое происходит и в аэропонике, но в природе всё несколько по другому.
Вещества могут присутствовать в почве виде растворимых солей, тогда питание растений ничем не отличается от гидропоники, так же большая часть веществ поступает за счёт биологической активности (Это отдельная большая тема, так что не будем о ней).
Помимо перечисленного есть у почвы ионообменные свойства, когда вещества хранятся связанными в неких соединениях и способны выделятся на нужды растений в замен на что-то другое (своего рода бартер между корнями и частицами почвы). И вот именно такой способ питания используется в ионитопонике. Субстрат хранит в себе всё необходимое и отдаёт это растению по мере необходимости.
Как работает "бартер"
В качестве субстрата в ионитопонике используются ионообменные смолы или вещества обладающие похожими свойствами (например цеолит). В отличии от обычных субстратов, в которые добавлены удобрения, при попадании в воду они не выделяют в неё ничего.
То есть, если мы промоем почву дистиллированной водой, то на выходе получим воду насыщенную различными солями, которые попросту вымылись. Сама почва после такой процедуры станет несколько беднее на минералы. В случае с ионообменными субстратами, вода на выходе останется чистой (ну или почти, немного солей всё же появится).
Ионообменные смолы способны поглотить ион и хранить его в себе до тех пор, пока в доступности не появится другой ион с таким же зарядом. Тогда может произойти некая рокировка, ион из среды будет заменён тем, что хранился в смоле. В ионитопонике на этом свойстве и работает процесс питания растений. Обогащённый необходимыми ионами субстрат при контакте с корнями растений обменивается с ними веществами в замен выделяемыми корнями ионами.
Такой способ питания решает как минимум пару проблем:
- Как бы не была высока концентрация веществ в субстрате, это не повредит растению, а значит можно не добавлять ничего в субстрат весь цикл, а может и несколько;
- Питание не нужно подстраивать под потребности растения, ибо оно само своими выделениями как бы сообщает о потребностях ионообменнику и получает именно то, что ему требуется.
Заправка и регенерация
Ионообменные смолы, в отличии от других субстратов с ионообменными свойствами, являются многоразовыми, они не деградируют при культивировании растений, не растворяются и способны к регенерации после использования.
Процесс заправки и регенерации ионообменных смол очень прост. Их банально промывают концентрированными растворами содержащими требуемые ионы. Таким образом в смолу уходят требуемые ионы, а накопленные до этого ионы отправляются в промывочный раствор.
Если же рассматривать те же цеолиты (природная порода), эти субстраты легко насыщаются минералами промывание или замачиванием в концентрированных растворах. Но после цикла выращивания такие субстраты сами несколько растворяются, плюс насыщаются органическими веществами, которые уже трудно удалить. В итоге такой субстрат считается одноразовым, хотя в практике это не редко опровергается.
Что цеолиты, что смолы насыщают обычно не всем и сразу, а частями. Будущий субстрат делят порциями, каждую их которых насыщают одним или несколькими схожими ионами, и уже после всё смешивают в одну кучу. Правда есть и такие варианты, когда смолы промывают поочерёдно всеми элементами не разделяя его на части.
Любопытно, что привычный нам уголь, особенно активированный, тоже обладает ионообменными свойствами, так что есть вероятность, что его можно использовать в качестве перспективного носителя удобрений.
Настоящее и перспективы
На самом деле ионитопоника не такая уж недоступная технология. Уже сегодня можно приобрести ионообменные субстраты в садовом магазине, правда они на основе цеолита, смолы пока дороговаты и не вызывают доверия у садоводов.
Сам способ выращивания на ионообменных смолах пока дороговат для повседневности и сельского хозяйства и пока является больше научной шалостью, тем более ещё множество вопросов не изучено, особенно по взаимодействию с микрофлорой. Однако ионитопоника имеет неплохие перспективы, например, в космосе, где имеет смысл земледелие относительно простое и надежное, не требующее регулировки питания удобрениями и питательными растворами.
Кстати, в перспективе, я хотел бы побаловаться с такими смолами в своей лаборатории, и я хотел бы знать были бы вам интересны такие опыты?
