Загрузив необходимый профиль — рассада, вегетация, ночь, день специальный гидромодуль начнёт автоматически поддерживать данный режим. Для анализа и концентрации питательного раствора в модуль встроен кондуктометр, который позволяет изменять состав раствора в зависимости от стадии вегетации. Обеззараживание питательного раствора, а также его насыщение азотом, кислородом и углекислым газом, производится автоматически, благодаря чему возможно снимать до двенадцати урожаев в год.
Гидропонный модуль обслуживается манипуляторами и поддерживает четыре операции — высадку пророщенных семян, перестановку кассет из зоны подращивания рассады в модуль прищипывания верхушек растений и сбор урожая. Гидропонику мы станем применять в аква-культуре, в системах вертикального озеленения, для роста моховых и травяных стенок.
При выращивании овощей и фруктов основной упор будем делать на относительно новую технологию — ионотопонику. Она создана отечественными исследователями в рамках разработки искусственной почвы при моделировании полётов на Марс и применялась для выращивания растений на атомных субмаринах и полярных станциях.
Принцип ионного обмена между субстратом и корнями растений является основой данной технологии. Иониты отдают полезные вещества, а впитывают, наоборот, метаболиты, то есть продукты выделения растений. Субстрат состоит из смеси двух типов синтетических ионообменных смол: катионита и анионита, растворённых в искусственном материале сделанным на основе цеолита. Иониты очень прочные, химически стойкие, не разлагаются при воздействии кислорода и света. Содержат все необходимые для питания растений макро- и микроэлементы. Этих веществ в субстрате в шестьдесят раз больше, чем в самом плодородном грунте!
Скорость обмена корневых выделений с ионами, сконцентрированными в субстрате, напрямую зависит от ряда сложных биохимических процессов, микроклимата, влажности, температуры, вентиляции, степени освещенности и фило-онтогенеза (процесс индивидуального развития организма от рождения до смерти). Субстрат удерживает ионы калия, кальция, магния железа и ряда других соединений, постепенно отдавая их корневым волоскам растений в обмен на продукты распада. В субстрате представлены как микроэлементы, так и макроэлементы, в частности базовые циклы питания азот-фосфор-калий магний-кальций-сера. Передозировка, недокармливание и химические ожоги исключены.
Субстрат как бы выступает в роли опытного «диетолога», под присмотром которого растения получают правильное питание. Достаточно добавить два-три процента субстрата к песку, отсеву, торфу и растению хватит этого на три года. В качестве наполнителей можно использовать гранулированные естественные материалы — торф, чернозём, опилки, пески, сапропель и искусственные — гели, керамзит и вспученный кварцит шарообразной формы.
Плоды растений, выросших на ионитной «почве» в сочетании с бактериальной подкормкой, по вкусу не отличаются от выращенных в естественном грунте, не требуют частых перевалок и пересадок. В стерильной среде создаются благоприятные условия для их хорошего роста и развития, что сводит борьбу с вредителями и болезнями к минимуму.
К сожалению, сухие цеолитовые субстраты довольно дороги и на первых порах будут использоваться ограниченно. Однако существует более дешёвый тип ионитопоники, который предусматривает использование волоконного наполнителя из кварцевого войлока. Обмен между ионами субстрата и выделенными корнями протекает в водной среде путём периодического подтопления лотков снизу.
— Ну а если в двух словах, какие основные преимущества у ионопоники? — спросили Ирину.
— Растения, выращенные на волоконных субстратах, в три раза дешевле своих аналогов на гидропонике. Такие агротехнические приёмы как уход, прополка, рыхление, подкормка здесь не нужны.
— Благодарю, вот бы сразу так объяснили!
— Заканчиваю с почвами. Всё, что я рассказала выше — будущее, мы не сможем произвести необходимое количество субстратов и растворов. Используя чернозёмы, суглинки, супеси и торф в качестве основы будем делать искусственные смеси с глинами, цеолитами, нанокварцем и прочими минералами, добываемыми в пространстве «Свартальфахейма» — агровермулитом, доломитом, гипсом, лангбейнитом. Последний представляет из себя уникальное природное соединение, содержащее все три необходимых растениям элемента питания — калий, магний и серу в легкодоступной для них форме. Семьдесят два типа почвосмесей будут удобряться гумусом и биоуглём, о них стоит упомянуть отдельно.
Биоуголь, он же красный уголь, он же торрефикат — продукт термического распада растительных материалов при температуре не более ста восьмедесяти градусов. Уголь поддерживает рыхлость почвы, улучшает её пористость и проницаемость, позволяя атмосферному воздуху и лучам солнца глубже проникать к корням растений. Красный уголь угнетает развитие насекомых-вредителей и отлично справляется с сорняками, затрудняя прорастание их семян. Гранулированный торрефикат возможно производить из любого органического продукта (отходы деревообработки, сельскохозяйственные отходы, иловые осадки, торф) методом гидротермальной карбонизации под давлением двадцать пять атмосфер. Полученный биоуголь можно добавлять к кормам, обогащать почвенные смеси для повышения эффективности удобрений и увеличения влагоёмкости и рН, и увеличения микробиологического разнообразия.
Торрефикат препятствует развитию паразитарных инфекций и стимулирует прогресс симбиотических взаимоотношений между растениями, грибами и почвенной биотой, значительно улучшает структуру почв для популяций дождевых червей. Вот мы и подошли к червям, которые станут основными поставщиками гумуса для наших фитотронов.
Вермитехнологиями у нас занимается целый отдел. Черви окруженны колониями анаэробных бактерий. Благодаря особым веществам дрилодефенсинам, черви способны переваривать практически все виды органики. Триллионы тонн каменного угля от пятидесяти до восьмидесяти пяти процентов состоят из гумуса, выработанного червями за сотни миллионов лет. Нефть, скорее всего, также образовалась из донных отложений гумуса. Более того, процесс гумификации органических остатков по масштабам вовлечённого вещества не уступает фотосинтезу!
Заглатывая и смешивая в процессе питания органические остатки с минеральными частицами почвы черви переваривают их, обогащая собственной микрофлорой, ферментами, биологически активными веществами. Дождевые черви производят копролиты с высоким содержанием гумуса, макро- и микроэлементов, подавляют развитие патогенной микрофлоры в переработанной почве и органике. Черви разрушают, перемешивая с гуминовыми кислотами, газовые, кислотные, щелочные среды, создаваемые конкурирующими видами бактерий. Обезоруживают их через нейтрализацию гуминовыми кислотами всех агрессивных сред, ядов и токсинов. И потом почвенные бактерии, выйдя из «подземных танков», легко расправляются с конкурентами. Гумус не по зубам другим видам бактерий, потому что у них нет ферментов для переваривания «пищи», законсервированной гуминовыми кислотами. Гумус практически лишен патогенной микрофлоры и имеет период полураспада в тысячу лет.
Культивирование червей в органическом субстрате для получения высококачественного органического удобрения — ключевой элемент функционирования цикла питательных веществ. При скармливании червям органических отходов, мы получаем биогумус с содержанием питательных элементов в десять раз больше, чем в исходной органике, включая водорастворимые формы азота, фосфора и калия. Образующаяся биомасса червей используется для откорма птицы и разведения рыбы, так как содержит до семидесяти процентов белка и более десяти процентов, жиров. Черви замкнут наш биохимический круговорот веществ и дадут возможность организовать безотходный, замкнутый цикл выращивания растений.
