UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE I MEDICIN VETERINAR CLUJ NAPOCAFACULTATEA DE HORTICULTUR

SISTEME DE CULTUR FR SOL

Oana CosminBoboc PaulaGoga CristinaMelnic Vasile

Cluj-Napoca2015

1.Istoricul culturilor fr sol

Culturile horticole fr sol constituie n prezent o realitate de vrf a tehnologiilor foarte performante care au ctigat deja o poziie de frunte n producia vegetal a agriculturii mondiale (Nicolae Atanasiu).Cercettorii au abordat cu mare interes problema culturilor fr sol, deoarece acestea ofer posibilitatea dirijrii foarte exacte i riguros corelat a factorilor de vegetaie care permit realizarea unor produse de calitate ridicat, lipsite de poluani frecvent ntlnii n recoltele obinute prin tehnologii convenionale actuale.

Prima publicaie despre cultura plantelor fr sol a fost n cartea lui Francis Bacon, Sylva Sylvarum (1627), publicat doar la un an dup moartea acestuia. Dup apariia acestei cri, cultura hidroponic a devenit un interes public.

Boyle, n lucrarea sa publicat n 1666, arat cum a ncercat s fac plantele s creasc n vase umplute cu nimic altceva dect ap, atribuid creterea acestora unei adevrate asimilaii i tranmutaii a apei n substanele din plante.

n 1699, John Woodward a publicat propriile rezultate experimentale despre cultura mentei n sistem hidroponic. A aflat c plantele cresc mai bine n apa din natur dect n ap distilat.Acest nou concept a fost evideniat i de Liebig, care n 1840 a stabilit care este rolul solului n procesul de nutriie mineral a plantelor. n 1842, Wiggeman i Polstorff au realizat cercetri referitoare la cultura plantelor n medii inerte, adugnd elemente nutritive sub form de soluie. Knopp (n 1868) i Sachs (n 1882) au demonstrat c o soluie nutritiv bine echilibrat confer plantelor o dezvoltare normal. Cercetrile tiinifice pe acest tem au continuat, astfel, Hellrigel, Krone, Prianinikov i Timiriazev au elucidat rolul elementelor nutritive n procesele fiziologice ale plantelor.

Cele mai importante rezultate obinute n sistem hidroponic au fost comunicate n 1930, acestea aparinnd cercettorului William Frederick Gericke, de la Universitatea Barklay din California. Primele culturi pe substraturi de vat mineral au fost realizate n 1969 de ctre cercettorii suedezi i danezi. Ulterior, au aprut publicaii n revistele de specialitate cu privire la rezultatele obinute de Cooper (1973) utiliznd tehnica peliculei nutritive (N.F.T.).Primele experiene privind cultivarea plantelor pe nisipuri sau pe alte substraturi au demonstrat c plantele cer elemente nutritive ca azot, fosfor, calciu, potasiu, magneziu, siliciu, fier i mangan pentru o cretere normal i pentru fructificare.n prima jumatate a secolului XX cunotinele privind folosirea soluiilor nutritive pentru asigurarea nutriiei hidrice i minerale a plantelor au fost folosite pentru crearea unor instalaii destinate produciei horticole. Astfel, unele sisteme de cultur pe soluii nutritive create pentru obinerea de producii destinate comercializrii au fost realizate nc nainte de al doilea rzboi mondial n Elveia i Statele Unite ale Americii.n perioada postbelic evoluia culturilor fr sol a continuat pe dou direcii principale:1. Sisteme de cultur care nu folosesc suport solid de nrdcinare, la care rdcinile plantelor sunt n imersie parial n soluii nutritive, statice sau circulante, de adncimi diferite;2. Sisteme de cultur care folosesc substraturi solide ca suport de nrdcinare pentru plantele cultivate.Astfel, au fost create succesiv, sisteme de hidrocultur pe soluii nutritive, cum sunt cele cu strat semiadnc static sau circulant de soluie nutritiv i cel pe strat foarte subire (film) de soluie nutritiv (sistemul N.F.T.).n Romnia, primele experiene n domeniu culturilor hidroponice pe soluii nutritive au fost efectuate de ctre cercettorii seciei de legumicultur a fostului Institut de Cercetri Horticole, n anii 60. Dup 1980, la Facultatea de Horticultur din Cluj-Napoca, a debutat un program experimental de elaborare a unor variante de tehnologii neconvenionale pentru producia de tomate i castravei n sere. n aceeai perioad, la Complexul de sere Bucureti-Berceni, s-au cultivat tomate (suprafaa de 1 ha) pe vat mineral, alimentate cu soluie nutritiv n circuit deschis. Dup 1992, la Facultatea de Horticultur Bucureti, la Institutul de Cercetri pentru Legumicultur i Floricultur Vidra i la Biotehnos S.A. au fost organizate programe de cercetare n domeniul culturilor neconvenionale de legume pe substraturi organice. Rezultatele cercetrilor realizate la Facultatea de Horticultur Bucureti au evideniat posibilitile de realizare a unor variante de cultur fr sol, pe substraturi organice biodegradabile, preparate din materiale autohtone.

2. Cauzele care au dus la apariiasistemelor de cultur fr sol

Motivul principal care a determinat apariia culturilor fr sol este reprezentat de dezavantajele care le pot avea culturile n sol. Aceste dezavantaje sunt date de anumite neajunsuri ale solului. Compoziia solului nu este optim, indiferent de tipul de sol. Pentru a exista un echilibru ideal ntre aer i ap, raportul dintre cele trei faze ale solului trebuie s fie de: 25% faz solid, 33% faz gazoas i 42% faz lichid. Datorit existenei unui raport deficitar ntre cele 3 faze, se recomand mbuntirea caracteristicilor fizice ale solului prin utilizarea unor materiale (emulsii de bitum, polimeri lineari, substane spumoase .a.) care mresc porozitatea, mbuntind capacitatea de reinere a apei, n condiiile unei aerisiri corespunztoare.

Lipsa unei stabiliti structurale a solului este un alt neajuns care se urmrete a fi eliminat. Aceast situaie este cauzat de lucrrile mecanizate excesive, de degradarea proceselor chimice sau a activitii biologice din sol. Terenurile din spaii protejate sunt cele mai expuse unei asemenea degradri.Este foarte important ca solurile s aib capacitate de schimb ionic, capacitate de absorbie i de izolare termic, deoarece astfel reuesc s-i menin temperatura fr s se rceasc sau s se nclzeasc prea repede.Raportul dintre elementele minerale trebuie controlat n permanen, pentru a se evita crearea unor antagonisme ionice i pentru a se ti nivelul pH-ului.Starea fitosanitar a culturilor este influenat n mare msur de sol deoarece unele terenuri pot fi infestate cu ageni patogeni care pot cauza boli foarte periculoase i greu de combtut (fuzarioze, verticiloze, mana solului .a.); deasemenea pot exista i duntori (nematozi).Terenurile pe care se practic monocultura sunt predispuse fenomenului de oboseal a solului, care duce la pierderea caracteristicilor de fertilitate a solului.

3. Avantajele i dezavantajelesistemelor de cultur fr sol

Avantaje: Realizarea unui control perfect asupra nutriiei minerale a plantelor; Reducerea sau eliminarea cheltuielilor aferente pregtirii terenului; Aprovizionarea cu ap a plantelor se realizeaz cu uurin; Dezinfecia substratului de cultur este uoar i mai puin costisitoare, datorit volumului redus al acestuia; Posibiliti superioare pentru controlul i dirijarea creterii i fructificrii plantelor; Creterea produciei; Accentuarea timpurietii primelor recoltri; mbuntirea calitii produciei, inclusiv prin eliminarea total a riscului polurii cu azot; Reducerea i raionalizarea consumului de for de munc; Posibilitatea folosirii acestor sisteme i n cmp, n zonele unde solul este impropriu pentru a fi cultivat; Posibilitatea cultivrii plantelor legumicole pe balcoane sau terase; Se realizeaz economie de substrat, ap i fertilizani.

Dezavantaje:

Necesit o investiie ridicat; Culturile n sisteme deschise prezint riscul polurii solului i apei freatice cu azot mineral; n urma culturii pe vat mineral rezult o cantitate ridicat de deeuri (se utilizeaz 150-200 m vat mineral/ha).

4. Clasificarea sistemelor de cultur fr sol

Pentru a realiza o clasificare att din punct de vedere tiinific ct i din punct de vedere practic, a fost necesar stabilirea unor termeni acceptai de toi specialitii din domeniu.Prima noiune introdus n domeniul culturilor neconvenionale a fost cea de hidroponic, pentru traducerea creia Gericke a asociat doi termeni preluai din limba greac: hydros- ap i ponor- a lucra. n 1983, Jones a mprit culturile neconvenionale astfel: Culturi hidroponice sau hidrocultur (water culture); Culturi pe medii (substraturi) solide n care sunt incluse att materiale organice, ct i materiale inerte.

Krug (1986) i Balacz (1989) au clasificat sistemele de cultur fr sol n funcie de mediul n care se dezvolt rdcina plantelor, astfel:1. Hidroponic plantele se cultiv n mediu exclusiv lichid; n bazine din beton sau plastic, n jgheaburi cu pelicul format din soluie nutritiv;2. Aeroponic (Cultur n cea nutritiv) rdcinile plantelor se dezvolt liber, n aer, peste acestea pulverizndu-se periodic soluie nutritiv;3. Hidrocultura plantele se cultiv n containere, ghivece, pungi sau saci diin diverse materiale ce conin substraturi de cultur solide, aprovizionate cu soluii nutritive.

Dup modul de asigurare a soluiei nutritive, sistemele de cultur fr sol pot fi:1. nchise soluia nutritiv se recupereaz i se recircul;2. Deschise soluia nutritiv se dozeaz n cantiti limitate, iar surplusul se pierde. Sistemele de cultur fr sol pot fi detaliate astfel: Hidrocultura 1. Hidrocultura pe start adnc, static, de soluie nutritiv (sistemul Gericke);2. Hidrocultura pe strat semiadnc de soluie nutritiv, cu suport plutitor;3. Hidrocultura pe stat semiadnc, circulant;4. Sistem de cultur pe strat subire de soluie nutritiv circulant (sistemul N.F.T.). Culturi pe substraturi1. Culturi pe substraturi minerale naturale (nisip i pietri);2. Culturi pe substraturi minerale inerte realizate prin prelucrare industrial (vat mineral, perlit, vermiculit, argil expandat);3. Culturi pe substraturi naturale organice, n paturi sau saci;4. Culturi pe amestecuri realizate din materiale organice i anorganice.

12