Odpływ i przypływ

Aby zapoznać się z sondami księżycowymi, zobacz Laboratorium Odzyskiwania Grawitacji i Wnętrz . Aby zapoznać się z animowanym serialem telewizyjnym, zobacz Ebb and Flo . Aby zapoznać się z piosenką Pink Floyd, zobacz The Endless River .

Odpływ i odpływ (zwany także powodzią i odpływem ) to dwie fazy przypływu lub innego podobnego ruchu wody. Odpływ to faza odpływu, kiedy przypływ odpływa od brzegu, a odpływ to faza dopływu, kiedy woda ponownie się podnosi . Terminy są również powszechne w użyciu przenośnym.

W hydroponice

Przypływy i odpływy to forma hydroponiki znana ze swojej prostoty, niezawodności działania i niskich początkowych kosztów inwestycyjnych. Doniczki są wypełnione obojętnym podłożem, które nie działa jak gleba ani nie odżywia roślin, ale zakotwicza korzenie i działa jako tymczasowa rezerwa wody i rozpuszczalnikowych mineralnych składników odżywczych. Roztwór hydroponiczny naprzemiennie zalewa system i pozwala się mu odpłynąć.

W tym systemie wodoszczelne łóżko hodowlane (stół), doniczki, które są ustawione w stole, utrzymają podłoże. Pożywka może składać się z materiału, który system korzeniowy może osiągnąć poziom osiągany przez ebb. Medium może składać się z lawy, kostek wełny mineralnej i włókna. Mieszanka tych różnych rodzajów podłoża może bardziej równomiernie i wydajnie wchłaniać wilgoć. Jest to okresowo zalewane przez krótki czas (5 do 10 minut) roztworem odżywczym pompowanym ze zbiornika zasilającego. Dzięki umieszczeniu zbiornika zasilającego pożywkę poniżej podłoża uprawowego, pożywka może spływać grawitacyjnie. Ten hydroponiczny system uprawy może być bardzo skuteczny w przypadku roślin dowolnej wielkości, w zależności od dostępnej przestrzeni. Metoda jest nieefektywna pod względem wykorzystania wody i odczynników odżywczych dla roślin. Wystąpienie chorób korzeni i niedoborów składników pokarmowych może wystąpić bez wielokrotnego stosowania roztworu bez odpowiedniego natlenienia na zalanych stołach. Ponieważ jest to system „zamknięty”, recyrkulowany roztwór odżywczy będzie wymagał monitorowania za każdym razem, gdy system przepływa z powrotem do zbiornika pod kątem pH i PPM. W okresie wzrostu pożywka może wymagać wymiany. Podłoże do ukorzeniania będzie wymagało przemycia w celu usunięcia resztek korzeni i nagromadzonych osadów, a także sterylizacji przed ponownym użyciem.

Zasady działania

Podstawowa zasada hydroponiki opiera się na nawożonej i napowietrzanej wodzie, która dostarcza składniki odżywcze i tlen do strefy korzeniowej rośliny . Często wiąże się to ze stosunkowo wyrafinowanymi procesami mechanizacji, które mogą być zniechęcające dla zwykłych hobbystów. Roztwory składników odżywczych muszą zwykle mieć temperaturę niższą od temperatury, w której patogenów , ale nie tak zimną, aby zahamować aktywność korzeni. Aktywne napowietrzanie roztworu nawozu jest powszechne, ponieważ systemy korzeniowe same usuwają tlen, tworząc warunki, które mogą również sprzyjać chorobotwórczym bakteriom i pleśniom przenoszonym przez wodę .

E&F wykorzystuje fakt, że roztwór nie pozostaje w stałym kontakcie z korzeniami roślin, aby uniknąć konieczności natleniania lub schładzania roztworu. Zamiast tego opiera się na charakterystyce funkcji korzenia, aby zapewnić bierne natlenienie na wysokim poziomie, co ma tendencję do hamowania wzrostu patogenów.

Prostota jest zachowana poprzez zastosowanie jednej, dwukierunkowej ścieżki rozwiązania. Woda wpływa i wypływa tą samą rurką. Kiedy pompa podniesie wodę do tacy, zanurzając na krótko korzenie, pompa jest dezaktywowana za pomocą przełącznika, zwykle timera, a woda przepływa z powrotem tą samą rurą. Eliminuje to potrzebę stosowania więcej niż jednego uszczelnionego złącza i zmniejsza ogólną złożoność systemu.

Systemy przypływów i odpływów pojawiają się w zależności od zdolności zatrzymywania wody przez podłoże, w którym znajdują się korzenie. Podłoża silnie zatrzymujące wodę mogą wymagać podlewania tylko raz dziennie, podczas gdy inne wymagają od dwóch do nawet sześciu zalań, przy czym każdy etap „powodzi” trwa tylko kilka minut. Czas potrzebny do zalania korzeni nie jest parametrem krytycznym, co oznacza, że ​​pompy mają często umiarkowaną wydajność i mogą być małe w przypadku systemów podtrzymujących rośliny domowe. To sprawia, że ​​metoda ta jest popularna wśród ogrodników amatorów i miejskich. Grawitacja działa jak pompa drenażowa, a napowietrzanie odbywa się poprzez cienką warstwę i dodatnie wypieranie powietrza, gdy jest ono wypychane ze strefy korzeniowej przez wodę.

Napowietrzanie w systemach odpływowych i powodziowych

Napowietrzanie systemu odpływowo-powodziowego jest ważnym aspektem jego działania. Automatyczne przemieszczanie eliminuje powietrze, które zostało odtlenione przez korzenie, gdy woda podnosi się do najwyższego poziomu powodzi. Kiedy pompa się wyłącza, grawitacja ściąga wodę w dół, co ponownie wystawia przestrzeń wokół korzeni na działanie powietrza.

Warstwa wody pozostawiona wokół korzeni podczas odpływu ma wysoki stosunek powierzchni do masy, co oznacza, że ​​nawet jeśli korzenie pochłaniają tlen, jej duża powierzchnia ułatwia ponowne natlenienie, które może podtrzymywać korzenie tak długo, jak długo ich powierzchnia pozostaje wilgoć. Wysoka zawartość tlenu w wodzie sfilmowanej w ten sposób tłumi większość szkodliwych form życia, utrzymując strefy korzeni wolne od chorób. W innych rodzajach hydroponiki funkcja ta musi być wykonywana przez schłodzenie roztworu, aby chronić go przed pythium , formą pleśni wodnej odpowiedzialnej za stan zwany „gniciem korzeni”, w którym zewnętrzne komórki korzeni obumierają, brązowieją i złuszczają się kiedy obsługiwane. Eliminuje się również potrzebę dodatkowego natleniania za pomocą pomp powietrza, co zwiększa niezawodność i zmniejsza złożoność.

Systemy hydroponiczne Ebb and Flow są również ciche, a jednocześnie zużywają mniej energii niż inne systemy hydroponiczne, co oznacza, że ​​można ich używać w środowiskach, w których sygnatura akustyczna i nadmierna hydraulika są niepożądane, takich jak zastosowania mieszkalne lub szkolne, w których przestrzeń jest na wagę złota.

Wady systemów odpływów i odpływów

Systemy odpływów i odpływów są elastyczne i mają kilka praktycznych wad. Chociaż jest zwykle znany ze zwartej uprawy roślin o mniejszym wzroście, był używany do uprawy dużych roślin, przy użyciu wiader o wielkości od 1 galona do 5 galonów, z wykorzystaniem pomp o dużej objętości, takich jak te w dużych akwariach , ozdobnych fontannach i stawy koi .

Istnieją aspekty tych systemów, które stanowią pewną inwestycję pracy w zastosowaniach na dużą skalę. Są to przede wszystkim zarządzanie mediami pomiędzy zastosowaniami, takimi jak mycie i sterylizacja. Można to zrobić, wrzucając do tacy i napełniając ją roztworem sterylizującym, takim jak nadtlenek wodoru lub roztwór chloru , tymczasowo zatykając odpływ i ręcznie usuwając fragmenty korzeni. Większe pojemniki wymagają przeniesienia pożywki na odpowiednią powierzchnię po sterylizacji, aby umożliwić usunięcie resztek materiału roślinnego.

Drugą wadą jest to, że korzenie mają tendencję do zrastania się razem, co oznacza, że ​​usuwanie zebranych lub uszkodzonych roślin może być nieco problematyczne w przypadku roślin o dobrze rozwiniętym systemie korzeniowym. Komercyjne zbiory zebrane w jednym czasie są nieco odporne na obawy związane z tym aspektem systemu, ale w przypadku inwazji patogenów problem może się szybko rozprzestrzenić, ponieważ wszystkie korzenie mają to samo źródło powodzi.

Ponadto większość systemów odpływów i odpływów wykorzystuje zbiornik recyklingowy do zalewania stołu. Z biegiem czasu pH pożywki może wahać się do zakresu, który jest niezdrowy dla rośliny. Jeśli pH nie zostanie skorygowane, mogą wystąpić różne problemy, w tym między innymi słabe wchłanianie składników odżywczych i kanibalizacja liści. Jak sama nazwa wskazuje, kanibalizacja liści występuje, gdy roślina pobiera składniki odżywcze z jednej części rośliny i wykorzystuje je w innej części rośliny. Kanibalizacja liści objawia się żółtymi lub brązowymi plamami na liściach.

W okresie kwitnienia pH wzrasta nieco każdego dnia. Najlepiej jest dostosować pierwszą i ostatnią rzecz każdego dnia. Również podczas kwitnienia zwiększa się wchłanianie składników odżywczych i wody, podczas gdy wysięk z korzenia jest przenoszony z powrotem do zbiornika. Powoduje to znaczny wzrost ppm. Właściwa kontrola wymaga rutynowego sprawdzania i zastępowania świeżymi składnikami odżywczymi ~ 5 dni, aby uniknąć toksyczności.

Ponieważ roślina (rośliny) jest karmiona kilka razy dziennie, wystarczające są składniki odżywcze o niższej zawartości ppm (600–800). Pchanie z wyższymi ppm może spowodować spalenie rośliny od wewnątrz, zwłaszcza gdy znaczne odparowanie/zużycie wody powoduje wzrost pozostałego stężenia składników odżywczych powyżej 1500 ppm.

Wybór podłoża, takiego jak lawa, jest idealny do powodzi i drenażu, ponieważ szybko wysycha, a dzięki swojej szorstkiej teksturze zatrzymuje niewielkie ilości tlenu i składników odżywczych, dzięki czemu strefa korzeniowa jest wilgotna między karmieniami. Ponadto, ponieważ szybko się wyczerpuje, liczbę karmień można zwiększyć do mniej więcej co 45–60 minut przy włączonym świetle, co powoduje gwałtowny wzrost. Jeśli hodowca zdecyduje się na tę metodę, zawartość składników odżywczych powinna być utrzymywana poniżej 800, a jeszcze lepiej 600.

Słaby drenaż lub niepełny drenaż może powodować stan, w którym gęste korzenie są narażone na stojącą wodę, która jest uwięziona przez masę korzeni. Gnicie korzeni i rozwój grzybów są najczęstszymi konsekwencjami stojącej wody. Niektóre systemy E&F nie są tak odporne na gnicie korzeni, jak byłyby dobrze zaprojektowane systemy. W tabelach, w których rośliny są większe niż optymalne dla systemu, może to spowodować konieczność modyfikacji, takich jak ekrany lub złoża żwiru średniej wielkości, aby zapobiec stojącej wodzie. Przechylanie tacy jest jednym ze sposobów uzyskania lepszych właściwości odpływu. W kubełku E&F problem ten można rozwiązać w podobny sposób, zapewniając dobry drenaż poprzez zastosowanie medium o odpowiedniej wielkości oraz zapewnienie pełnego odwodnienia pojemnika pomiędzy cyklami zalewania.

Nadtlenek wodoru dodaje się również do pożywek, gdy istnieje podejrzenie, że na powierzchni korzeni zaczęła się rozmnażać beztlenowa pleśń zgnilizny korzeni Pythium . Tlen uwolniony z nadtlenku wodoru jest destrukcyjny dla organizmów jednokomórkowych i jest podawany w dawkach, które zmieniają się w zależności od stężenia nadtlenku. Zwykle stosuje się kilka łyżek stołowych lub więcej 3,5% roztworu nadtlenku na galon wody. Tymczasowy wzrost poziomu tlenu jest tylko minimalnie szkodliwy dla korzeni, podczas gdy wyeliminowanie pleśni przenoszonej przez wodę może znacznie zwiększyć plony, a nawet uratować żywotność upraw.