Stabile DWC-Hydroponik-System Düngerersparnis für den Anbau von grünen Pflanzen

Das DWC-System ist ein erdeloses Kultivierungssystem, das Pflanzen effizient wachsen lässt, indem es den Pflanzenwurzeln eine Nährlösungsumgebung von geeigneter Tiefe, eine stabile Nährstoffversorgung und ausreichend Sauerstoff bietet. Dieses System kann Probleme, die bei der traditionellen Bodenkultivierung auftreten können, wie z. B. ungleichmäßige Bodenfruchtbarkeit und bodenbürtige Schädlinge und Krankheiten, wirksam überwinden. Darüber hinaus kann es die Zusammensetzung der Nährlösung und die Umgebungsbedingungen präzise an die Bedürfnisse verschiedener Pflanzen anpassen.

Das Deep Water Culture (DWC)-System besteht hauptsächlich aus folgenden Teilen:

• Pflanzbank
  Dies ist der Behälter für das Pflanzenwachstum. Es handelt sich um eine rechteckige Struktur aus feuerverzinkten Rohren, die mit einer Schicht wasserdichter Folie bedeckt ist. Die Tiefe der Pflanzbank beträgt in der Regel etwa 15-20 Zentimeter, um sicherzustellen, dass genügend Nährlösung für das Wachstum der Pflanzenwurzeln vorhanden ist und die Nährlösung die Wurzeln vollständig umspült.
• Nährlösung-Zirkulationssystem
  Reservoir: Es dient zur Lagerung der Nährlösung. Seine Größe hängt vom Pflanzmaßstab und den Pflanzenanforderungen ab. Normalerweise ist es ein großvolumiger Behälter, der entweder unterirdisch oder oberirdisch aufgestellt wird. Er muss eine ausreichende Menge an Nährlösung aufnehmen können, um den Wachstumsbedarf der Pflanzen für einen bestimmten Zeitraum zu decken und so eine häufige Nachfüllung der Nährlösung zu vermeiden. Zum Beispiel kann das Reservoir in einem kleinen DWC-System für den Innenbereich nur ein Fassungsvermögen von mehreren zehn Litern haben, während in einem großen kommerziellen Pflanzsystem das Fassungsvermögen des Reservoirs mehrere tausend Liter erreichen kann.
  Wasserpumpe: Sie ist die Stromquelle für die Zirkulation der Nährlösung. Die Wasserpumpe transportiert die Nährlösung vom Reservoir zur Pflanzbank und stellt sicher, dass die Pflanzenwurzeln kontinuierlich Nährlösung erhalten. Ihre Durchflussrate und Förderhöhe sollten anhand von Faktoren wie der Größe des Pflanzsystems, der Länge der Rohrleitung und dem Widerstand ausgewählt werden.
• Rohrleitungssystem
  Es umfasst die Einlassleitung und die Rücklaufleitung. Die Einlassleitung ist für den Transport der Nährlösung vom Reservoir zur Pflanzbank zuständig, und die Rücklaufleitung leitet überschüssige Nährlösung von der Pflanzbank zurück ins Reservoir. Die Rohrleitungsmaterialien müssen im Allgemeinen korrosionsbeständig und ungiftig sein, wie z. B. PVC-Rohre. Der Durchmesser der Rohrleitung sollte entsprechend der Durchflussrate der Nährlösung und dem Systemdruck bestimmt werden.
• Pflanzbrett und Pflanzbecher
  Pflanzbrett: Normalerweise ist es eine Schaumstoffplatte mit Pflanzlöchern, die auf der Pflanzbank platziert wird. Ihre Funktion ist die Fixierung der Pflanzen, wobei die basalen Teile der Pflanzenstängel in der richtigen Position gehalten und ein Umknicken der Pflanzen verhindert wird.
  Pflanzbecher: Es ist ein Behälter zur Aufnahme von Pflanzensetzlingen, der im Allgemeinen aus Kunststoff besteht und viele kleine Löcher in der Becherwand aufweist. Diese kleinen Löcher ermöglichen es der Nährlösung, in den Pflanzbecher einzudringen und die Pflanzenwurzeln mit Nährstoffen zu versorgen. Die Größe des Pflanzbechers hängt von der Größe der Pflanzensetzlinge ab. Zum Beispiel beträgt der Durchmesser des Pflanzbechers beim Pflanzen von Blattgemüse wie Salat etwa 5-8 Zentimeter.
• Sauerstoffanreicherungsgerät
  Da Pflanzenwurzeln in der Nährlösung wachsen und ausreichend Sauerstoff für die Atmung benötigen, umfasst das Sauerstoffanreicherungsgerät hauptsächlich einen Luftkompressor und ein mikroporöses Belüftungsrohr. Der Luftkompressor komprimiert die Luft und leitet dann winzige Blasen durch das mikroporöse Belüftungsrohr in die Nährlösung, wodurch der Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Nährlösung erhöht wird.
• Wasserkühler
  Er kann die Wurzelwachstumsumgebung optimieren. Zum Beispiel liegt die optimale Wassertemperatur für den hydroponischen Salat Anbau zwischen 18-22°C. Im Sommer, wenn die Temperatur relativ hoch ist, erwärmt sich der Wasserkörper wahrscheinlich und überschreitet den geeigneten Bereich. Der Kühler kann die Wassertemperatur durch sein Kühlsystem senken und so verhindern, dass die Wurzeln durch hochtemperaturinduzierte Hypoxie beeinträchtigt werden, was sonst ihre Absorptionsfunktion beeinträchtigen könnte. Dies gewährleistet die Gesundheit der Wurzeln und verbessert die Effizienz der Nährstoff- und Wasseraufnahme.

Durch die Wasserpumpe gelangt die Nährlösung vom Reservoir in die Pflanzbank und versorgt die Pflanzenwurzeln mit Nährstoffen. Die Pflanzenwurzeln nehmen Nährstoffe auf, während sie in der Nährlösung eingetaucht sind. Die Luftpumpe leitet über die Belüftungsvorrichtungen Luft in die Nährlösung und bildet so einen Gradienten an gelöstem Sauerstoff, um die aerobe Atmung der Wurzeln zu gewährleisten.

Da Pflanzen die Nährstoffe in der Nährlösung aufnehmen und verbrauchen, gibt das Zirkulationssystem regelmäßig oder nach den Messergebnissen einen Teil oder die gesamte Nährlösung in der Pflanzbank an das Reservoir zurück, um sie aufzufüllen und anzupassen, z. B. die chemischen Eigenschaften wie den pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit (EC-Wert) der Nährlösung sowie physikalische Eigenschaften wie die Temperatur.

I. Hervorragende Nährlösungversorgung und Pufferkapazität
Stabile Nährstoffversorgung
Im DWC-System ist die Nährlösungsschicht relativ tief, normalerweise etwa 10-20 Zentimeter. Dies führt zu einem relativ großen Gesamtvolumen der Nährlösung. Zum Beispiel kann in einer größeren DWC-Pflanzrinne die ausreichende Nährlösungreserve die Pflanzen kontinuierlich mit allen notwendigen Nährstoffen versorgen, wie Makronährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium sowie Mikronährstoffen wie Eisen, Mangan und Zink. Es ist wie ein "Nährstofflager", das den Wachstumsbedarf der Pflanzen lange Zeit decken kann.

Das Zirkulationssystem der Nährlösung gewährleistet zudem eine gleichmäßige Verteilung der Nährstoffe. Durch Geräte wie Wasserpumpen wird die Nährlösung zwischen der Pflanzrinne und dem Lagertank zirkuliert, wodurch die Pflanzenwurzeln gleichmäßig mit verschiedenen Nährstoffen in Kontakt kommen und schlechtes Wachstum aufgrund lokaler Nährstoffmangel oder -überschüsse vermieden wird.

Pufferumgebung
Die relativ tiefe Nährlösungsschicht kann auch eine gewisse Pufferrolle für Umweltfaktoren wie die Zusammensetzung und Temperatur der Nährlösung spielen. Zum Beispiel kann bei Änderungen der Außentemperatur die große Menge an Nährlösung Wärme aufnehmen oder abgeben, wodurch die Temperaturänderung der Nährlösung relativ langsam erfolgt und eine relativ stabile Temperaturumgebung für die Pflanzenwurzeln geschaffen wird. Es ist ähnlich wie ein natürliches "Klimaanlagensystem", das Schäden an den Pflanzenwurzeln durch Temperaturschwankungen reduziert.

Es hat auch eine Pufferwirkung auf chemische Eigenschaften wie den pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit (EC-Wert) der Nährlösung. Wenn es aufgrund der Pflanzenaufnahme oder Änderungen der Nährlösungzusammensetzung zu Schwankungen des pH-Werts oder des EC-Werts kommt, kann die relativ große Menge an Nährlösung diese Änderungen bis zu einem gewissen Grad verdünnen und so eine relativ stabile chemische Umgebung für die Pflanzenwurzeln schaffen.

II. Überlegene Wurzelwachstumsumgebung
Ausreichende Sauerstoffversorgung
Im DWC-System wird im Allgemeinen eine Luftpumpe verwendet, um die Nährlösung mit Sauerstoff anzureichern. Aufgrund der relativ tiefen Nährlösung kann ein guter Gradient an gelöstem Sauerstoff in der Nährlösung gebildet werden. Der Sauerstoffgehalt ist in der Nähe der Luftpumpe hoch, und in den etwas weiter entfernten Bereichen nimmt der Sauerstoffgehalt allmählich ab, da Sauerstoff diffundiert und von den Pflanzenwurzeln verbraucht wird, aber er kann immer noch sicherstellen, dass die Wurzeln genügend Sauerstoff für die Atmung haben.

Diese gelöste Sauerstoffumgebung ist förderlich für die aerobe Atmung der Pflanzenwurzeln und fördert das Wurzelwachstum und die Nährstoffaufnahme. Zum Beispiel werden bei Blattgemüse wie Salat im DWC-System die Wurzeln aufgrund der ausreichenden Sauerstoffversorgung weißer und stärker. Im Vergleich zur traditionellen Bodenkultivierung sind die Wurzellebenskraft und die Aufnahmeeffizienz höher.

Geräumiger Wurzelwachstumsraum
Die tiefe Flüssigkeitsschicht bietet einen breiten Wachstumsraum für die Pflanzenwurzeln, wodurch sich die Wurzeln frei ausdehnen und wachsen können. Dies ist sehr vorteilhaft für einige Pflanzen mit entwickelten Wurzelsystemen, wie Tomaten und Gurken. Ihre Wurzeln können sich kontinuierlich in der Nährlösung ausdehnen, mehr Nährstoffe und Wasser aufnehmen und dann das kräftige Wachstum der oberirdischen Teile unterstützen.

III. Einfache Verwaltung und Wartung
Visualisierte Verwaltung
Das DWC-System verfügt in der Regel über relativ transparente oder halbtransparente Pflanzbehälter, die es den Züchtern ermöglichen, den Wachstumszustand der Pflanzenwurzeln, den Flüssigkeitsstand der Nährlösung und deren Klarheit direkt zu beobachten. Zum Beispiel können durch Beobachtung Probleme wie Wurzelerkrankungen, Verunreinigung der Nährlösung oder zu niedriger Flüssigkeitsstand rechtzeitig erkannt werden.

Bequeme Reinigung und Desinfektion
Im Vergleich zu einigen komplexen Substrat-Kultivierungsmethoden sind die Pflanzrinnen und Nährlösung-Zirkulationssysteme des DWC-Systems relativ einfach zu reinigen und zu desinfizieren. Nach Abschluss eines Pflanzzyklus kann die Nährlösung abgelassen und dann mit speziellen Desinfektionsmitteln die Pflanzrinnen, Rohre usw. gereinigt und desinfiziert werden, um die nächste Pflanzrunde vorzubereiten. Darüber hinaus wird aufgrund des Fehlens von Substratresten und komplexen Mediumbehandlungsprozessen die Möglichkeit reduziert, dass sich Schädlinge und Krankheiten im Substrat vermehren und verbleiben.

IV. Geeignet für den Anbau verschiedener Pflanzenarten
Ideal für Blattgemüse
Für Blattgemüse wie Salat, Spinat und Pak Choi kann die DWC-Tiefstromkultivierung eine ausreichende Wasser- und Nährstoffversorgung bieten, wodurch sie schnell wachsen können. Diese Pflanzen können Elemente wie Stickstoff und Phosphor in der Nährlösung schnell aufnehmen, was das Wachstum und die Entwicklung ihrer Blätter fördert. Darüber hinaus kann durch Anpassung der Nährlösungzusammensetzung und der Umgebungsbedingungen die Qualität von Blattgemüse effektiv gesteuert werden, wie z. B. die Dicke, Farbe und der Geschmack der Blätter.

Auch für einige Fruchtgemüse geeignet
Für Fruchtgemüse wie Tomaten und Paprika kann das DWC-System auch während ihrer frühen Wachstums- und Fruchtstadien gute Wachstumsbedingungen bieten. Im frühen Wachstumsstadium können sich in der Nährlösung schnell starke Wurzeln etablieren, was die Grundlage für das nachfolgende Wachstum der oberirdischen Teile und die Blütenknospenbildung legt. Im Fruchtstadium hilft eine stabile Nährstoffversorgung bei der Fruchtentwicklung und Qualitätsverbesserung.