Гидропонные установки и биореакторы для автономного выживания

Гидропоника в изолированных помещениях

Применение гидропонных систем актуально в ситуациях, когда ведение хозяйства на открытом грунте невозможно из-за климатических изменений, химического, биологического или радиационного заражения местности. Системы глубоководных культур (DWC) и классические гидропонные емкости можно собирать по простым схемам своими руками

. Для функционирования базовой установки требуется минимум электроэнергии — ориентировочно от 20 до 100 Вт, необходимых для питания компрессора, аэратора и досветки.

В промышленных теплицах в качестве нейтрального субстрата активно применяется минеральная вата. Исторический опыт показывает возможность выращивания овощей в подвальных помещениях под искусственным освещением: еще в экспериментах профессора Б. Мошкова с использованием ламп накаливания и дуговых источников урожайность томатов (растения с непрерывным циклом плодоношения) достигала 180 кг с 1 м² в год.

Ряска как резервный источник биомассы

В качестве перспективной культуры для быстрого развертывания биореактора рассматривается ряска. Ее технологический процесс можно запустить в течение недели, при этом растение способно удваивать биомассу каждые семь дней. В нормальных условиях она служит кормом для животных, а в чрезвычайной ситуации — резервным источником витаминов и питательных веществ для человека.

В отечественных водоемах чаще всего встречаются два вида:

• Ряска малая (Lemna minor): имеет пластинки размером до 6×4 мм и один корень. Растение способно развиваться как на свету, так и в темноте, зимует в виде покоящихся почек на дне и активно размножается вегетативно (одно материнское растение дает до 20 дочерних).
• Ряска многокоренниковая (Spirodela polyrrhiza): отличается более крупными пластинками (до 10×8 мм) и пучком из 1–16 корней длиной до 25 мм. Вид неприхотлив, выдерживает ночные и сезонные понижения температуры.

Питательный раствор и контроль среды

Растения в гидропонной установке не способны развиваться на чистой воде, так как требуют постоянного поступления микро- и макроэлементов. Для работы замкнутой системы жизнеобеспечения на практике необходимы:

• Постоянная подкормка: в бытовых условиях применяются готовые комплексные садовые удобрения в сухом виде, которые разводятся в нужной пропорции.
• Контроль параметров среды: кислотность раствора (pH) отслеживается с помощью электронных погружных датчиков. При попытках интеграции органических отходов жизнедеятельности в питательный раствор требуется предварительное раскисление органики и нейтрализация кислотности среды (например, с применением древесной золы).
• Оборудование циркуляции: постоянную аэрацию корней обеспечивают воздушные компрессоры, исключающие закисание субстрата и гибель корневой системы.