Visaptverošs ceļvedis savas aeroponikas sistēmas izveidei: no koncepcijas līdz ražai

Meklējot ilgtspējīgākas, efektīvākas un augstražīgākas lauksaimniecības metodes, aeroponika izceļas kā revolucionāra tehnoloģija. Iedomājieties, ka augi tiek audzēti, karājoties gaisā, to saknes baro smalka, ar barības vielām bagāta migla, kas nodrošina ātrāku augšanu, veselīgākus augus un ievērojami mazāku ūdens patēriņu. Tā nav zinātniskā fantastika; tā ir aeroponikas audzēšanas realitāte – metode, ko pirmie izstrādāja pētnieki un kas tagad ir pieejama mājas audzētājiem, komerciālajiem lauksaimniekiem un hobijistiem visā pasaulē.

Neatkarīgi no tā, vai esat pilsētnieks ar ierobežotu platību, tehnoloģiski zinošs dārznieks, kas meklē nākamo izaicinājumu, vai komerciāls audzētājs, kura mērķis ir maksimizēt efektivitāti, aeroponikas sistēmas izveide var būt gandarījuma pilns pasākums. Šis visaptverošais ceļvedis jūs vadīs cauri katram procesa solim, sākot ar pamatprincipu izpratni līdz pat komponentu salikšanai un plaukstoša aeroponikas dārza pārvaldīšanai.

Aeroponikas pamatprincipu izpratne

Būtībā aeroponika ir specializēts hidroponikas veids, kurā augu saknes tiek turētas slēgtā, tumšā kamerā un periodiski apsmidzinātas ar smalku, barības vielām piesātināta ūdens miglu. Pats termins apvieno grieķu vārdus 'aer' (gaiss) un 'ponos' (darbs), burtiski nozīmējot "darbs ar gaisu".

Zinātne aiz miglas

Aeroponikas maģija slēpjas tās nepārspējamajā trīs galveno elementu piegādē auga sakņu zonai: ūdens, barības vielas un skābeklis. Tradicionālajā augsnes lauksaimniecībā saknēm ir jāspraucas cauri blīvai videi, lai atrastu šos resursus. Hidroponikas sistēmās, piemēram, dziļūdens kultūrā (DWC), saknes ir iegremdētas barības šķīdumā, bet skābeklis ir aktīvi jāpiegādā. Aeroponika pilnībā novērš audzēšanas vidi. Pakarinot saknes gaisā, tām ir pastāvīga, neierobežota piekļuve skābeklim. Smalkā migla nodrošina, ka ūdens un barības vielas tiek piegādātas tieši sakņu matiņiem ļoti viegli uzsūcamā formā. Šī triāde sniedz vairākas būtiskas priekšrocības:

• Paātrināta augšana: Pateicoties vieglai piekļuvei skābeklim un barības vielām, augi var veltīt vairāk enerģijas augšanai, kā rezultātā attīstības cikli bieži vien ir par 30-50% ātrāki nekā augsnē audzētiem augiem.
• Palielināta raža: Veselīgāki augi ar spēcīgākām sakņu sistēmām parasti dod lielāku ražu mazākā platībā.
• Izcila ūdens efektivitāte: Aeroponikas sistēmas ir slēgta cikla, recirkulējot ūdeni un barības vielas. Tās var izmantot līdz pat 98% mazāk ūdens nekā tradicionālā lauksaimniecība augsnē un par 40% mazāk nekā citas hidroponikas metodes.
• Samazināts kaitēkļu un slimību risks: Augsnes neesamība novērš augsnē esošos patogēnus un kaitēkļus. Kontrolētā vide vēl vairāk samazina riskus.

Aeroponikas sistēmu veidi: augstspiediena un zemspiediena

Pirms sākat meklēt komponentus, ir svarīgi izprast divas galvenās aeroponikas sistēmu kategorijas. Galvenā atšķirība starp tām ir ūdens pilienu lielums, kas tiek izmantots sakņu miglošanai, un to nosaka sūkņa darba spiediens.

Augstspiediena aeroponika (HPA)

Tiek uzskatīta par "īsto" aeroponiku, HPA sistēmas izmanto augstspiediena sūkni, lai radītu smalku ūdens pilienu miglu, kas parasti ir no 20 līdz 50 mikroniem diametrā. Šis ir optimālais izmērs, lai sakņu matiņi efektīvi uzsūktu barības vielas. HPA ir standarts pētniecībā un augstas veiktspējas komerciālās darbībās.

• Mehānika: Nepieciešams augstspiediena sūknis (parasti diafragmas sūknis), kas spēj radīt 80-120 PSI (5,5-8,2 BAR), akumulatora tvertne spiediena uzturēšanai, solenoīda vārsts miglošanas notikumu kontrolei un specializētas smalkas miglas sprauslas.
• Plusi: Maksimāla oksigenācija, izcila barības vielu uzņemšana, ātrākie augšanas tempi un augstākais potenciālais ražas apjoms.
• Mīnusi: Ievērojami dārgāka, sarežģītāka izveidē un kalibrēšanā, kā arī prasa rūpīgu apkopi, lai novērstu sprauslu aizsērēšanu.

Zemspiediena aeroponika (LPA)

Bieži sauktas par "soakerponics" vai "sprinklerponics", LPA sistēmas ir daudz pieejamāks sākumpunkts iesācējiem un hobijistiem. Tās izmanto standarta iegremdējamos dīķu vai strūklaku sūkņus, lai radītu smidzināšanu, nevis īstu miglu.

• Mehānika: Izmanto vienkāršu iegremdējamo sūkni un plastmasas smidzinātāju galviņas (līdzīgas tām, ko izmanto apūdeņošanā), lai apsmidzinātu saknes.
• Plusi: Lēta, vienkārši konstruējama un izmanto viegli pieejamus komponentus. Lielisks veids, kā apgūt aeroponikas principus.
• Mīnusi: Ražo lielākus ūdens pilienus, kas ir mazāk efektīvi barības vielu uzsūkšanai. Tas var novest pie lēnākas augšanas, salīdzinot ar HPA, un nedaudz lielāka sakņu puves riska, ja saknes paliek pārāk slapjas.

Šī ceļveža nolūkos mēs vispirms sniegsim soli-pa-solim instrukcijas iesācējiem draudzīgai LPA sistēmai, kam sekos ceļvedis sarežģītākas HPA sistēmas izveidei.

DIY aeroponikas sistēmas būtiskie komponenti

Neatkarīgi no tā, kādu veidu izvēlaties būvēt, katra aeroponikas sistēma sastāv no tām pašām pamatdaļām. Pareizo komponentu sagāde ir puse no uzvaras.

Rezervuārs (barības vielu tvertne)

Šis ir konteiners, kurā tiek uzglabāts jūsu ūdens un barības šķīdums. Tam jābūt izgatavotam no pārtikas klases, necaurspīdīgas plastmasas. Necaurspīdīgs materiāls ir kritiski svarīgs, lai bloķētu gaismu, kas novērš aļģu augšanu jūsu barības šķīdumā. Izmērs ir atkarīgs no jūsu sistēmas mēroga; 20 litru (5 galonu) spainis ir pietiekams mazai sistēmai, savukārt lielākām sistēmām nepieciešamas lielākas kastes vai specializētas tvertnes.

Audzēšanas kamera (kaste/konteiners)

Šeit dzīvos jūsu augi. Tā atrodas virs rezervuāra, veidojot slēgtu, tumšu kameru saknēm. Vienkārša, necaurspīdīga plastmasas uzglabāšanas kaste ir ideāli piemērota. Kastes vāks tiks izmantots, lai turētu tīkliņpodus.

Sūknis

• LPA sistēmai: Ideāli piemērots ir iegremdējamais strūklaku vai dīķa sūknis. Jums būs jāaprēķina nepieciešamais plūsmas ātrums, ko bieži mēra galonos stundā (GPH) vai litros stundā (LPH). Ir nepieciešams sūknis ar pietiekamu "celšanas augstumu" (vertikālais attālums, kādā tas var stumt ūdeni), lai radītu pietiekamu spiedienu jūsu smidzinātājiem.
• HPA sistēmai: Nepieciešams augstspiediena diafragmas sūknis. Meklējiet sūkņus, kas paredzēti miglošanas sistēmām vai reversajai osmozei, un spēj sasniegt vismaz 80 PSI.

Miglošanas sprauslas / smidzinātāji

• LPA sistēmai: 360 grādu mikro-smidzinātāji ir izplatīta izvēle. Tie tiek pievienoti jūsu caurulēm un nodrošina plašu pārklājumu kameras iekšpusē.
• HPA sistēmai: Būtiskas ir specializētas smalkas miglas sprauslas, kas izgatavotas no misiņa vai nerūsējošā tērauda. Tās ir paredzētas augstam spiedienam un ražo nepieciešamo pilienu izmēru zem 50 mikroniem.

Caurules un veidgabali

Jums būs nepieciešamas caurules (elastīgas vai cietas PVC), lai savienotu sūkni ar sprauslām. Jums būs nepieciešami arī dažādi veidgabali, piemēram, savienotāji, elkoņi un starpsienu veidgabals, lai izveidotu ūdensnecaurlaidīgu blīvējumu vietā, kur caurule iziet no rezervuāra uz audzēšanas kameru.

Taimeris (cikla taimeris)

Šis ir viens no vissvarīgākajiem komponentiem. Augu saknes aeroponikas sistēmā nevar miglot pastāvīgi, jo tas tās noslīcinātu. Tām ir nepieciešams miglošanas cikls, kam seko sausais periods, lai uzsūktu skābekli.

• LPA sistēmai: Pietiek ar standarta digitālo vai mehānisko taimeri, kas ļauj veikt vairākus ieslēgšanas/izslēgšanas ciklus stundā. Izplatīts cikls ir 15 minūtes ieslēgts, 15-30 minūtes izslēgts.
• HPA sistēmai: Īsa cikla taimeris ir absolūti nepieciešams. Šie taimeri var kontrolēt ciklus līdz sekundei (piemēram, 5 sekundes ieslēgts, 5 minūtes izslēgts). Šī precīzā kontrole padara HPA tik efektīvu.

Tīkliņpodi un klonēšanas apkakles

Tīkliņpodi ir mazi, tīklam līdzīgi groziņi, kas tur augus. Tos ievieto caurumos, kas izgriezti audzēšanas kameras vākā. Audzēšanas vides vietā jūs izmantosiet neoprēna klonēšanas apkakles (putuplasta ripas ar iegriezumu), lai maigi nostiprinātu auga stumbru tīkliņpodā, ļaujot saknēm brīvi karāties apakšā.

Barības vielas

Tā kā nav augsnes, jums jānodrošina visas nepieciešamās makro un mikro barības vielas. Izmantojiet augstas kvalitātes, pilnīgu hidroponikas barības vielu formulu. Tās parasti ir divās vai trīs daļās (piem., A/B formula), kas jāiejauc ūdenī saskaņā ar ražotāja norādījumiem.

Monitoringa rīki

Ieguldījums digitālā pH metrā un EC/TDS metrā nav apspriežams nopietnai aeroponikai.

• pH metrs: Mēra jūsu barības šķīduma skābumu vai sārmainību. Lielākā daļa augu plaukst pH diapazonā no 5,5 līdz 6,5. Ārpus šī diapazona, tie nevar absorbēt barības vielas.
• EC/TDS metrs: Mēra elektrisko vadītspēju (EC) vai kopējo izšķīdušo cietvielu daudzumu (TDS). Tas parāda barības vielu koncentrāciju jūsu šķīdumā, palīdzot jums zināt, kad pievienot vairāk barības vielu vai mainīt ūdeni.

Soli-pa-solim ceļvedis: Zemspiediena aeroponikas sistēmas izveide (iesācējiem draudzīga)

Uzbūvēsim vienkāršu, bet efektīvu LPA sistēmu, izmantojot standarta uzglabāšanas kasti.

1. solis: Sagādājiet materiālus

• Viena liela, necaurspīdīga uzglabāšanas kaste ar vāku (piem., 50-70 litri / 15-20 galoni)
• Iegremdējamais dīķa sūknis (pārbaudiet celšanas augstumu un plūsmas ātrumu savas kastes izmēram)
• PVC caurule vai elastīga caurule
• Vairāki 360 grādu mikro-smidzinātāji
• PVC veidgabali (uzgaļi, elkoņi, savienotāji)
• Tīkliņpodi (piem., 5 cm / 2-inch vai 7,5 cm / 3-inch)
• Neoprēna klonēšanas apkakles, kas atbilst jūsu tīkliņpodiem
• Digitālais cikla taimeris
• Urbis ar caurumu zāģiem (viens atbilst jūsu tīkliņpodu ārējam diametram, otrs sūkņa strāvas vadam)

2. solis: Sagatavojiet audzēšanas kameru

Izmantojot caurumu zāģi, uzmanīgi izurbiet caurumus kastes vākā saviem tīkliņpodiem. Ievērojiet atstarpes, lai jūsu nākotnes augiem būtu pietiekami daudz vietas augšanai. Labi derēs režģa raksts. Vāka stūrī izurbiet mazāku caurumu, kas ir pietiekami liels, lai caur to varētu izvilkt sūkņa strāvas vadu.

3. solis: Samontējiet cauruļvadu sistēmu

1. Novietojiet iegremdējamo sūkni kastes apakšā.
2. Konstruējiet savu smidzināšanas kolektoru. Nogrieziet PVC cauruli, lai izveidotu rāmi (piemēram, kvadrāta vai 'H' formas), kas ietilpst kastē.
3. Izurbiet caurumus PVC rāmī un ieskrūvējiet savus mikro-smidzinātājus, pavēršot tos uz augšu.
4. Savienojiet kolektoru ar sūkņa izvadu, izmantojot elastīgu cauruli vai PVC veidgabalus. Pārliecinieties, ka visi savienojumi ir droši.
5. Izvelciet sūkņa strāvas vadu caur mazo caurumu, ko izurbāt vākā.

4. solis: Uzstādiet tīkliņpodus un pārbaudiet sistēmu

Ievietojiet tīkliņpodus caurumos vākā. Piepildiet kasti ar tīru ūdeni (vēl bez barības vielām) līdz līmenim, kas iegremdē sūkni, bet ir krietni zem tīkliņpodu apakšas. Uzlieciet vāku, pievienojiet sūkni sienas kontaktligzdai (vēl ne taimerim) un pārbaudiet noplūdes un smidzināšanas pārklājumu. Smidzināšanai ir rūpīgi jāsamitrina visa zona, kur karāsies saknes. Ja nepieciešams, pielāgojiet smidzinātāju pozīcijas.

5. solis: Pievienojiet taimeri

Kad esat apmierināts ar smidzināšanas pārklājumu, atvienojiet sūkni un pievienojiet to savam cikla taimerim. Ieprogrammējiet taimeri. Labs sākumpunkts LPA sistēmai ir 15 minūtes IESLĒGTS un 30 minūtes IZSLĒGTS. To vēlāk varat pielāgot atkarībā no jūsu augu vajadzībām un apkārtējiem apstākļiem.

6. solis: Sajauciet barības šķīdumu

Iztukšojiet testa ūdeni. Tagad sagatavojiet savu barības šķīdumu saskaņā ar ražotāja norādījumiem. Svarīgi: Vienmēr pievienojiet A daļu ūdenim un rūpīgi samaisiet, pirms pievienojat B daļu. Nekad nejauciet koncentrētu A un B daļu kopā, jo tas izraisīs barības vielu bloķēšanos. Kad sajaukts, izmantojiet savu pH metru, lai pārbaudītu šķīdumu. Pielāgojiet pH līmeni, lai tas būtu starp 5,5 un 6,5, izmantojot pH Up vai pH Down šķīdumus. Jūsu sistēma tagad ir gatava augiem!

Soli-pa-solim ceļvedis: Augstspiediena aeroponikas sistēmas izveide (pieredzējušiem)

HPA sistēmas izveide prasa lielāku precizitāti, investīcijas un plānošanu. Tas ir būtisks solis sarežģītībā.

1. solis: Dizains un sarežģītāku komponentu sagāde

Papildus pamatkomponentiem jums būs nepieciešams:

• Augstspiediena sūknis: A 100+ PSI diafragmas sūknis.
• Akumulatora tvertne: Tā uzglabā saspiestu ūdeni, novēršot sūkņa strauju ciklēšanu un nodrošinot nemainīgu spiedienu sprauslās.
• Solenoīda vārsts: Augstspiediena, normāli noslēgts elektriskais vārsts, kas atveras un aizveras acumirklī, lai kontrolētu miglošanu. To kontrolē taimeris.
• Spiediena slēdzis: Tas ir savienots ar sūkni un akumulatoru. Tas ieslēdz sūkni, lai uzlādētu akumulatoru, kad spiediens nokrītas, un izslēdz to, kad tas sasniedz mērķa spiedienu.
• Smalkas miglas sprauslas: Ļoti ieteicamas ir pretpilēšanas sprauslas.
• Īsa cikla taimeris: Taimeris, kas spēj kontrolēt sekundes līmenī, ir būtisks.
• Augstspiediena caurules & Fittings: Standarta PVC nederēs; izmantojiet caurules, kas paredzētas jūsu sūkņa spiedienam.

2. solis: Samontējiet augstspiediena bloku

Šī ir jūsu sistēmas sirds. Cauruļvadu secība parasti ir: Rezervuārs -> Filtrs -> Sūknis -> Spiediena slēdzis -> Akumulatora tvertne -> Solenoīda vārsts -> Kolektors. Sūknis, slēdzis un tvertne bieži tiek samontēti kopā uz dēļa kā viena vienība ārpus audzēšanas kameras. Pareiza spiediena slēdža pieslēgšana sūknim ir kritiski svarīga automatizētai darbībai.

3. solis: Izveidojiet augstspiediena kolektoru

Izmantojot augstspiediena caurules un veidgabalus, konstruējiet kolektoru savā audzēšanas kamerā. Droši uzstādiet smalkās miglas sprauslas. Pārliecinieties, ka tās ir novietotas tā, lai nodrošinātu pilnīgu sakņu zonas pārklājumu.

4. solis: Pievienojiet elektroniku

Sūknis ir savienots ar spiediena slēdzi un strāvas avotu. Solenoīda vārsts ir savienots ar īsa cikla taimeri. Taimeris tiek pievienots strāvas avotam. Kad taimeris ieslēdzas, tas atver solenoīdu, atbrīvojot saspiesto miglu no akumulatora. Kad taimeris izslēdzas, solenoīds acumirklī aizveras, apturot miglu.

5. solis: Kalibrējiet un pārbaudiet

Iestatiet spiediena slēdzi vēlamajā diapazonā (piem., ieslēgt pie 80 PSI, izslēgt pie 100 PSI). Ieprogrammējiet savu īsa cikla taimeri (piem., 3-5 sekundes IESLĒGTS, 3-5 minūtes IZSLĒGTS). Palaidiet sistēmu ar tīru ūdeni un rūpīgi pārbaudiet noplūdes katrā savienojumā—augsts spiediens atklās jebkuru vājumu. Pārbaudiet miglas kvalitāti; tai jāizskatās kā smalkai dūmakai.

Sistēmas pārvaldība un apkope: panākumu atslēga

Sistēmas izveide ir tikai sākums. Rūpīga pārvaldība ir tas, kas nodrošina veiksmīgu ražu.

Dienas & Nedēļas pārbaudes

• Katru dienu: Vizuāli pārbaudiet savus augus, vai nav stresa pazīmju. Pārbaudiet, vai sūknis un taimeris darbojas pareizi. Meklējiet noplūdes vai aizsērējušas sprauslas.
• Ik pēc 1-3 dienām: Pārbaudiet barības šķīduma pH un EC. pH līmenis mēdz paaugstināties, kad augi patērē barības vielas. Pielāgojiet to atpakaļ 5,5-6,5 diapazonā. EC samazināsies, kad barības vielas tiks izlietotas. Jūs varat "papildināt" rezervuāru ar puses stipruma barības šķīdumu, lai uzturētu mērķa EC.
• Ik pēc 7-14 dienām: Veiciet pilnīgu rezervuāra maiņu. Iztukšojiet visu veco šķīdumu un aizstājiet to ar svaigu partiju. Tas novērš neizmantoto barības vielu sāļu uzkrāšanos un uztur šķīdumu sabalansētu. Šis ir labs laiks, lai īsi notīrītu rezervuāra sienas.

Tīrīšana un sterilizācija

Starp audzēšanas cikliem ir absolūti nepieciešams dziļi iztīrīt un sterilizēt visu sistēmu. Izjauciet kolektoru un iemērciet sprauslas un smidzinātājus tīrīšanas šķīdumā (piem., etiķa šķīdumā vai specializētā tīrītājā), lai noņemtu minerālu nogulsnes. Noberziet rezervuāru un audzēšanas kameru ar maigām ziepēm un pēc tam sterilizējiet ar atšķaidītu ūdeņraža peroksīda vai balinātāja šķīdumu, kam seko rūpīga skalošana ar tīru ūdeni.

Biežāko problēmu novēršana

• Sakņu puve: Saknes izskatās brūnas, gļotainas un nepatīkami ož. To izraisa patogēni, kas vairojas zema skābekļa, pārāk mitros apstākļos. Palieliniet 'izslēgšanas' laiku taimerī, pārliecinieties, ka kamera ir gaismas necaurlaidīga, un apsveriet iespēju pievienot labvēlīgo baktēriju produktu vai ūdens dzesētāju, jo silts ūdens satur mazāk skābekļa.
• Aizsērējušas sprauslas: HPA Ahileja papēdis. Viens aizsērējums var nogalināt augu. Uzstādiet līniju filtru pirms sūkņa. Regulāri tīriet sprauslas.
• Barības vielu trūkums: Dzeltenas lapas, aizkavēta augšana vai krāsas maiņa var liecināt par problēmu. Pirmais aizdomās turamais vienmēr ir pH. Ja jūsu pH ir ārpus diapazona, augi nevar uzsūkt pieejamās barības vielas. Ja pH ir pareizs, pārbaudiet savu EC.
• Sūkņa bojājums: Šī ir kritiska avārijas situācija. Saknes var izžūt un nomirt mazāk nekā stundas laikā. Ja jūs nopietni nodarbojaties ar aeroponiku, rezerves sūkņa turēšana ir gudra investīcija.

Labākie augi aeroponikai

Aeroponika ir neticami daudzpusīga, bet daži augi tai ir īpaši piemēroti.

• Lapu zaļumi un garšaugi: Salāti, spināti, kāposti, baziliks, piparmētra, pētersīļi un koriandrs ir ideāli piemēroti aeroponikai. Tie aug neticami ātri un neprasa nekādu atbalstu.
• Augļu augi: Zemenes, tomāti un pipari plaukst aeroponikas sistēmās, dodot augstas ražas. Tomēr tiem būs nepieciešama ārēja balstīšana vai atbalsts vīteņiem un smagajiem augļiem.
• Klonēšana: Aeroponika, iespējams, ir visefektīvākā metode augu klonēšanai. Spraudeņi attīsta saknes rekordīsā laikā, pateicoties augsta skābekļa videi.

Aeroponikas nākotne: globāla perspektīva

Aeroponika ir vairāk nekā tikai hobija projekts; tā ir galvenā tehnoloģija lauksaimniecības nākotnei. Tā nodrošina daudzas pasaules vismodernākās vertikālās saimniecības, ļaujot ražot pārtiku pilsētu sirdīs un samazinot oglekļa pēdu, kas saistīta ar pārtikas transportēšanu lielos attālumos. Sausos reģionos tās neticamā ūdens efektivitāte piedāvā dzīvotspējīgu risinājumu pārtikas drošības problēmām. Pētnieki, tostarp tie no NASA, ir pētījuši aeroponiku tās potenciālam audzēt pārtiku kosmosā, kur katrs ūdens grams un katrs kubikcentimetrs telpas ir dārgs.

Nobeigums: Jūsu ceļojums gaisā

Aeroponikas sistēmas izveide ir ceļojums uz dārzkopības priekšplānu. Tā apvieno fizikas, ķīmijas un bioloģijas elementus vienā elegantā risinājumā augu audzēšanai. Lai gan mācīšanās līkne var būt stāva, īpaši ar HPA, ieguvumi ir milzīgi: ātrāka augšana, lielākas ražas un dziļa saikne ar pārtiku, ko jūs ražojat.

Mēs aicinām jūs sākt ar vienkāršu zemspiediena sistēmu. Apgūstiet barības vielu pārvaldības, augu veselības un sistēmas apkopes pamatus. Kad iegūsiet pārliecību, varat paplašināt savu dizainu vai pieņemt izaicinājumu izveidot augstas veiktspējas HPA sistēmu. Laipni lūdzam lauksaimniecības nākotnē—tā ir gaisā.