Hidroponski uzgoj – prednosti, nedostaci i utjecaj na okoliš

Možda niste upoznati s izrazom hidroponija, ali on je važan za našu težnju održivosti. U ovom postu ispitujemo što je hidroponski uzgoj, prednosti i nedostatke hidroponije, kao i kako oni utječu na okoliš.

Što je hidroponski uzgoj?

Biljke se uzgajaju hidroponski u vodi bogatoj hranjivim tvarima, uz ili bez mehaničke pomoći inertnog medija poput perlita, pijeska ili šljunka. Za znanstvena istraživanja ishrane biljaka, biljke su se dugo uzgajale s korijenjem potopljenim u vodu i otopine gnojiva.

Ova tehnika uzgoja korištena je u ranoj komercijalnoj hidroponiji (grčki hydro-, što znači "voda", i ponos, što znači "rad"). Međutim, kultura šljunka—u kojoj šljunak podupire biljke u vodonepropusnom krevetu ili klupi—zamijenila je ovu tehniku ​​zbog izazova održavanja biljaka u normalnom uspravnom položaju za rast i prozračivanja otopine.

Učinkovito su korištene brojne vrste supstrata, kao što su topljeni škriljevac, pijesak, plovućac, perlit, rižine ljuske, granitni komadići, rastaljena stijena ispredena u vlakna, glineni peleti i kokosova vlakna.

Povremeno se pumpa otopina gnojiva—često napravljena od sintetičkih gnojiva ili ribljeg ili pačjeg izmeta; učestalost i koncentracija ove otopine variraju ovisno o vrsti biljke i okolišnim čimbenicima poput temperature i svjetlosti. Pumpanje je često automatsko, a otopina se prazni u spremnik.

Otopina gnojiva sastoji se od različitih kemijskih spojeva koji su klasificirani za upotrebu u poljoprivredi ili hortikulturi i sadrže različite količine glavnih elemenata potrebnih za rast biljaka, kao što su kalij, fosfor i dušik, kao i razne elemente u tragovima ili sporedne elemente poput sumpora , magnezij i kalcij.

Testovi koji se provode redovito otkrivaju je li potrebno više kemikalija ili vode, iako se otopina može koristiti neograničeno dugo. Obično se kemijske komponente mogu kombinirati suhe i čuvati u skladištu. Koncentracija otopine i učestalost pumpanja rastu kako biljke rastu.

Vrste hidroponskog uzgoja

• Aktivni sustav
• Pasivni sustav

Aktivni sustav

U aktivnom sustavu, vodena otopina koja se pumpa okolo daje korijenu biljke trenutni pristup hranjivim tvarima. Budući da je ovaj sustav složeniji, nekim ga uzgajivačima može činiti izazovnim. Pumpe aktivnog sustava hranjivu otopinu prenose iz spremnika do korijena. Dodatna otopina vraća se u spremnik nakon što je apsorbira korijenje.

Pasivni sustav

Pumpe nisu potrebne u pasivnim sustavima za kretanje otopine. Umjesto toga, biljke su uronjene u otopinu, koja dolazi do korijena kroz različite mehanizme kao što su kapilarne mreže, poplava i gravitacija. Korištenje ove vrste hidroponskog uzgoja jednostavno je jer ne zahtijeva nikakve pumpe.

S druge strane, poljoprivrednik mora redovito mijenjati vodu. Osim toga, nedostatak pumpi olakšava rast algi, što potencijalno smanjuje kvalitetu vode.

Prednosti hidroponskog uzgoja 

Hidroponika je produktivan sustav za uzgoj biljaka i vjerojatno će se svrstati među najpraktičnije i najpraktičnije održive metode proizvodnje hrane ukratko. Među njegovim primarnim prednostima su:

• Ne zahtijeva tlo
• Proizvodnja visokokvalitetne hrane za veću populaciju
• Smanjena potrošnja vode 
• Smanjena stopa štetočina i gljivica
• Poboljšan prinos
• Optimalno korištenje raznolikosti područja/regije
• Olakšava mikroklimu 
• Sezonalnost i predvidljivost
• Usjevi rastu brže 
• Sustav za uštedu vremena
• Zahtijeva manje rada 
• Skraćuje lanac opskrbe 

1. Ne zahtijeva tlo

Prva i najočitija prednost hidroponskog vrtlarstva je to što ne zahtijeva tlo. Zašto je ovo relevantno? Jedan od najveći problemi s kojima se suočava poljoprivreda a globus je danas degradacija zemljišta. Poljoprivreda na degradiranom tlu postaje sve teža i teža.

Degradacija zemljišta mogu nastati kemijskim i fizikalnim procesima. Fizička degradacija povezana je s fizičkim poremećajima poljoprivrednim uređajima i prirodnom erozijom. Onečišćenje i drugi oblici onečišćenja uzrokuju kemijsko propadanje. Degradacija oba tipa ostavlja tlo lišeno hranjivih tvari i neprikladno za proizvodnju hranjivih usjeva.

Jer hidroponsko povrće ne pogoršava stanje erozije tla, mogu ublažiti učinke degradacije zemljišta. Budući da hranjive tvari za ove usjeve dolaze iz dobrog gornjeg sloja tla, ishodi krize također ne utječu na njih.

2. Proizvodnja visokokvalitetne hrane za veću populaciju

Budući da su hidroponski sustavi unutra, manja je vjerojatnost da će proizvođači doživjeti napad štetočina, stoga ne koriste pesticide. Nadalje, biljke dobivaju potrebne hranjive tvari izravno u otopini, što im omogućuje brži rast i rast bez bolesti.

Osim što je izvrsne kvalitete, hidroponski sustav može podržati veću populaciju u urbanim sredinama, povećavajući dostupnost lokalno uzgojene hrane na tim mjestima.

3. Smanjena potrošnja vode 

Uspoređujući hidroponski uzgoj s normalnom poljoprivredom, koristi se daleko manje vode. Ponovna uporaba hidroponskog sustava i recirkulacija vodene otopine kroz cijevi čine veliki dio toga. Nakon toga se višak vode vraća u spremnik hranjive otopine.

Zbog toga je hidroponika korisna metoda uzgoja u regijama gdje su suše uzrokovale nestašicu vode. S druge strane, konvencionalna poljoprivreda koristi mnogo vode, od čega se velik dio rasipa zbog neadekvatnog navodnjavanja i isparavanja. U konačnici, vrlo malo vode dolazi do biljaka.

4. Smanjena stopa štetočina i gljivica

Budući da tlo nije potrebno za hidroponski rast biljaka, manje je slučajeva bolesti koje se prenose tlom. Nadalje, budući da se ova metoda uzgoja provodi u zatvorenim prostorima u kontroliranom okruženju, postoji vjerojatnost insekata insekata.

5. Poboljšan prinos

Hidroponski uzgojene biljke imaju uređen i promatran okoliš. Nadalje, korijenje brže raste kada mu se potrebne hranjive tvari daju izravno.

Budući da kultivatori ne ovise o godišnjim dobima, unutarnji okoliš također povećava produktivnost. To implicira da se usjevi mogu proizvoditi tijekom cijele godine bez brige o gubitku žetve zbog klimatskih fluktuacija, najezde štetočina ili problema izazvanih prizemnim životinjama i pticama.

6. Optimalno korištenje prostorne/regionalne raznolikosti

Ušteda prostora jedna je od glavnih prednosti hidroponskog vrtlarstva. Budući da biljke u tradicionalnoj poljoprivredi moraju tražiti hranjive tvari u tlu, one razvijaju dublje korijenje.

Međutim, u hidroponiji korijenje odmah dobiva hranjive tvari, tako da ih ne mora tražiti. Budući da hidroponske biljke imaju manje dubokog korijenja i zahtijevaju manje prostora, odlična su opcija za gradske stanovnike koji žive u zatvorenim prostorima, sušnim područjima i jako hladnim klimama.

Kako je cijeli okoliš kontroliran i biljke dobivaju samo potrebnu količinu makro i mikronutrijenata, hidroponski uzgoj omogućuje učinkovito korištenje hranjiva.

U usporedbi s biljkama koje se uzgajaju putem tradicionalnog uzgoja, gdje biljke ovise o hranjivim tvarima prisutnim u tlu koji ovise o različitim parametrima okoliša, poznato je da biljke uzgojene u hidroponici postižu bolji prinos i visoku stopu rasta osiguravajući optimalne potrebne hranjive tvari. za rast.

Varijacije u temperaturi, vlažnosti i kvaliteti vode, na primjer, mogu dovesti biljke pod stres i promijeniti njihov biokemijski sastav, što može utjecati na rast i kvalitetu proizvoda.

7. Olakšava mikroklimu 

Uz hidroponski staklenik, vrtlari mogu prilagoditi idealno okruženje za svaki usjev zahvaljujući Micro-Climate tehnologiji. Uzgajivači mogu stvoriti optimalnu mikroklimu za svaku vrstu usjeva koju uzgajaju odgovarajućim podešavanjem klime u zatvorenom sustavu.

Hidroponski staklenik može imati dio u kojem se špinat drži na hladnoj temperaturi od 55°F. Bliže od 70°F, salata bi se mogla uzgajati na drugom mjestu. Uzgajivači mogu proizvoditi više vrsta u jednom sustavu kada upravljaju mikroklimom koja okružuje svaki usjev.

8. Sezonalnost i predvidljivost

Većina usjeva ograničena je na uzgoj u određenim godišnjim dobima i klimi. Trgovci mješovitom robom uvoze ljetno povrće iz cijelog svijeta kada ga potrošači traže u jeku zime. To pogoršava probleme povezane s tranzitom problem stakleničkih plinova.

Tema predvidljivosti je druga. Na prinos usjeva utječu brojni čimbenici. Rani mraz, suša, poplava, ili oluja može uništiti cijelo polje usjeva, a poljoprivrednik je često nemoćan da to zaustavi.

Uz zatvorene hidroponske farme, proizvođači mogu dosljedno sakupljati svoje usjeve tijekom cijele godine. Bez obzira na godišnje doba, ovi usjevi rastu tijekom cijele godine. Osim toga, prinosi su mnogo predvidljiviji jer su zaštićeni od problema koji bi mogli dovesti do propadanja usjeva.

9. Usjevi rastu brže 

Kapacitet hidroponske tehnologije za bržu žetvu usjeva od konvencionalnih tehnika je ohrabrujući napredak. Veći i brži usjevi mogu se proizvesti kada se svaka biljka uzgaja u idealnim uvjetima.

Međutim, mnogi uzgajivači koji koriste hidroponiku tvrde da njihovi usjevi sazrijevaju upola kraće - ili čak manje - od onih koji su proizvedeni u tlu. Tu brzinu najviše pokazuje zeleno lisnato povrće; međutim, dobici se mogu ostvariti s gotovo svim vrstama hidroponičkih postrojenja.

10. Sustav uštede vremena

Tradicionalna poljoprivreda daje usjev koji ne mora uvijek biti odgovarajući ili prikladan u smislu kvalitete i količine, a poljoprivrednicima je potrebno mnogo vremena i truda da upravljaju oranjem, plijevljenjem, zalijevanjem i fumigacijom.

S druge strane, sve što trebate učiniti s hidroponikom je postaviti ga na mjesto po vašem izboru i gledati kako vaše biljke rastu. Iako može postojati početni izdatak sredstava i truda, pravilno upravljanje dugoročno osigurava znatne povrate.

11. Zahtijevajte manje rada 

Poljoprivreda temeljena na tlu zahtijeva puno rada i, možda, oporezuje. Ljudski dodir i dalje je potreban u određenim procesima, kao što je žetva krhkih usjeva, iako se mnogi aspekti ove metode uzgoja mogu automatizirati.

Iako je u hidroponskim staklenicima još uvijek potreban ljudski rad, manja veličina zgrada omogućuje brže dovršavanje poslova, što vam omogućuje da dovršite više posla s manje radnika. Nadalje, nikakvi štetni kemijski pesticidi ne koriste se na radnicima u tim objektima.

Zaposleni u hidroponiji rade u okruženjima sličnim laboratorijima, izbjegavajući rizike povezane s tradicionalnim poljoprivrednim radom u korist respektabilne plaće i beneficija.

12. Skraćuje lanac opskrbe 

Udaljenost koju svježa roba mora prijeći od ruralnih područja gdje se skuplja do polica trgovine mješovitom robom gdje se prodaje predstavlja jedan od najvećih izazova u našem opskrbnom lancu.

Ako često posjećujete tržnicu u susjedstvu, vjerojatno ste svjesni koliko su svježi proizvodi ljepšeg okusa. Svježi obroci mogu se uzgajati hidroponski i ubrati nekoliko minuta ili sati prije nego što ih korisnici pojedu.

Trgovci mješovitom robom mogu ponuditi svježiju hranu—koju često uberu za nekoliko sati ili dana—zahvaljujući hidroponskim farmama. Kako bi ponudili izbor hrane s bijelom oznakom, poput salata u vrećicama i svježeg začinskog bilja, također mogu surađivati ​​s hidroponskim staklenicima.

Zbog kraćeg opskrbnog lanca, oni svojim potrošačima mogu osigurati hranu izravno s farme, eliminirajući potrebu za posrednicima.

Nedostaci hidroponskog uzgoja 

U usporedbi s tradicionalnom poljoprivredom, hidroponski uzgoj je jednostavniji i učinkovitiji. Kao i sve lijepo, hidroponski uzgoj nije bez problema.

• Visoki troškovi postavljanja
• Ovisnost o fiksnom izvoru energije ili sustavu
• Visoka razina održavanja i nadzora 
• Osjetljivost na bolesti koje se prenose vodom
• Zahtijeva posebnu stručnost

1. Visoki troškovi postavljanja

Troškovi postavljanja hidroponskog sustava su visoki. Ovo posebno vrijedi za sustave velikih razmjera s pažljivo dizajniranom arhitekturom.

Početna instalacija postrojenja za obradu vode, spremnika hranjivih tvari, rasvjete, zračne pumpe, rezervoara, regulatora temperature, EC, kontrole kiselosti i vodovodnih sustava može zahtijevati značajan početni proračun, ovisno o automatizaciji i tehnologiji koja se koristi za postavljanje hidroponskog sustava .

2. Ovisnost o fiksnom izvoru energije ili sustavu

Električna energija potrebna je i za pasivne i za aktivne hidroponske sustave za pokretanje različitih dijelova, uključujući svjetla za uzgoj, vodene pumpe, perlatore, ventilatore i tako dalje. Gubitak snage stoga će utjecati na cijeli sustav. Ako uzgajivač ne primijeti nestanak struje u aktivnom sustavu, to može biti štetno za biljke.

3. Visoka razina održavanja i nadzora 

Kod hidroponskog uzgoja biljaka potrebno je više nadzora i mikroupravljanja nego kod konvencionalnog uzgoja biljaka. Sve komponente sustava - svjetla, temperatura i nekoliko parametara hranjive otopine, uključujući pH i električnu vodljivost - moraju se stalno nadzirati kako bi se stvorilo pomno regulirano okruženje za uzgoj.

Kako bi se izbjeglo nakupljanje i začepljenje, hranjiva otopina također se mora redovito ispuštati i dopunjavati, a komponente sustava moraju se često čistiti.

4. Osjetljivost na bolesti koje se prenose vodom

Stalni protok vode kroz hidroponski sustav povećava opasnost od nekih vodene infekcije za biljke, čak i dok uzgoj biljaka na ovaj način pomaže smanjiti rizik od bolesti koje se prenose tlom.

Ove se bolesti povremeno mogu proširiti s jedne biljke na drugu vodenim otopinama. To može dovesti do izumiranja svake biljke unutar sustava.

5. Zahtijeva posebnu stručnost

Hidroponski sustav uključuje mnogo tehničkih detalja. Alati i procedure sustava zahtijevaju nekoga s odgovarajućom obukom i iskustvom da njima upravlja. Bez potrebnog znanja, biljke vjerojatno neće uspjeti, što bi moglo imati štetan učinak na proizvodnju i dovesti do značajnog gubitka.

Mogu li hidroponske biljke biti certificirane kao organske samo zato što su uzgojene bez upotrebe pesticida? S obzirom na to da ekološki uzgoj podrazumijeva povećanje plodnosti i kvalitete tla, neki se ekološki poljoprivrednici protive takvom mišljenju.

Davanje organske akreditacije hidroponskom sustavu je netočno jer ne zahtijeva tlo. Međutim Deveti okružni sud odlučio u korist USDA-e, dopuštajući da hidroponski uzgojene biljke budu certificirane kao organske sve dok su lišene kanalizacije, genetski modificiranih organizama i kemijskih gnojiva.

Utjecaj hidroponike na okoliš

• Zaštita vode
• Energetski učinkovit
• Manja upotreba pesticida
• Manje korištenje zemljišta
• Smanjeni ugljični otisak: svježiji proizvodi i jednostavan pristup
• Održivi usjevi

1. Očuvanje vode

Može se činiti da sustav koristi više vode jer je "hidroponski", ali to nije slučaj. U usporedbi s konvencionalnim poljoprivrednim tehnikama koje se temelje na tlu, hidroponski sustavi koriste znatno manje vode te recikliraju i ponovno koriste otpadnu vodu.

Osim toga, sustavi za navodnjavanje u ovim staklenicima osiguravaju vodu ravno do korijena biljaka, što rezultira malim isparavanjem i otjecanjem i opskrbom točne količine vode koja je biljkama potrebna. Kada se kombiniraju, ove inicijative koriste do deset puta manje vode od konvencionalnih poljoprivrednih tehnika.

2. Energetski učinkovito

Sustavi koji koriste hidroponiku prirodno su energetski učinkoviti. Kako bi se maksimizirao rast biljaka, pažljivo regulirana temperatura, vlažnost i osvjetljenje smanjuju potrebu za dodatnom energijom za održavanje idealnih uvjeta rasta. LED svjetla za uzgoj energetski su učinkovitija i mogu se prilagoditi za pružanje preciznog spektra svjetlosti koji biljke zahtijevaju.

Gore spomenuti sustav vode koristi znatno manje energije za pumpanje i distribuciju vode dok recirkulira hranjive tvari i vodu. Naposljetku, mnogi hidroponski staklenici troše manje energije nego čak i konvencionalni staklenici budući da imaju energetski učinkovite sustave grijanja i hlađenja.

3. Manja upotreba pesticida

Budući da su hidroponski sustavi otporni na štetočine i bolesti, potrebno im je manje pesticida, što znači da se manje kemikalija ispušta u okoliš i da poljoprivrednici mogu raditi u sigurnijoj atmosferi.

Prema studijama, pesticidi mogu ubiti insekte, ptice i vodene vrste osim što ulaze u sustave podzemnih voda i šire se vjetrom. Herbicidi nisu potrebni jer također nema izbijanja korova. Herbicidi nisu potrebni jer također nema izbijanja korova.

Budući da hidroponske farme zahtijevaju manje zemlje i lakše su dostupne zajednicama koje možda nemaju jednostavan pristup svježim proizvodima, mnoge od njih nalaze se u blizini ili čak unutar urbanih središta.

4. Manje korištenje zemljišta

Budući da su hidroponski sustavi izgrađeni okomito, zauzimaju manje prostora i zahtijevaju manje površina. U hidroponskom stakleniku od 2.7 hektara godišnje se može proizvesti 1.5 milijuna porcija lisnatog povrća.

Uzmimo Gotham Greens kao primjer. Osnovano 2009. godine, poduzeće upravlja s više od 1.2 milijuna četvornih stopa hidroponskih staklenika u sedam saveznih država Sjedinjenih Država. Smješten na krovu Whole Foodsa, njihov staklenik u Brooklynu izrastao je u jednog od najvećih proizvođača zelene salate u stakleniku u Sjevernoj Americi.

5. Smanjeni ugljični otisak: svježiji proizvodi i lak pristup

Budući da hidroponske farme zahtijevaju manje zemlje i lakše su dostupne zajednicama koje možda nemaju jednostavan pristup svježim proizvodima, mnoge od njih nalaze se u blizini ili čak unutar urbanih središta.

Može potrajati tjedan dana ili dulje dok proizvodi putuju od polja do polica dućana, pri čemu 50% voća i 20% povrća dolazi izvan zemlje.

U urbanim regijama hidroponski uzgoj može proizvesti hranu za manje od 48 sati, od staklenika do police. U usporedbi s drugim mogućnostima, emisije su znatno niže jer proizvodi ne moraju putovati tako daleko.

Dok se otopina gnojiva u hidroponiji može ponovno koristiti neograničeno dugo, same hranjive tvari moraju se nadomjestiti kako se potroše. Dok otopina kaplje iz prolaza u spremnik hranjivih tvari, oni je skupljaju. Poljoprivrednici također mogu dobiti hranjive tvari iz raznih izvora. Riblji otpad se koristi kao izvor hranjivih tvari u jednoj metodi koja se zove akvaponika.

6. Održivi usjevi

S hidroponskim sustavima, usjevi se mogu uzgajati tijekom cijele godine na bilo kojem mjestu stvaranjem idealnog okruženja za rast. To može dovesti do većih prinosa usjeva u odnosu na konvencionalne poljoprivredne tehnike, posebno u kombinaciji s poboljšanom kontrolom opskrbe hranjivim tvarima.

Koristeći hidroponske tehnike, neke tvrtke tvrde da mogu uzgojiti do 240 puta više usjeva nego što bi mogle na konvencionalnim farmama. Staklenici mogu brže dati zdravije proizvode korištenjem tehnologije za praćenje zdravlja i napretka usjeva.

Rizici u hidroponskoj industriji

Kao i bilo što drugo, ova industrija u razvoju može biti podložna određenim opasnostima, kao što su:

• Šteta na imovini: Zbog visokih troškova pokretanja ovih sustava i objekata za uzgoj, svaka šteta može dovesti do velikih financijskih gubitaka.
• Šteta od vode: oštećenje usjeva i imovine može biti posljedica curenja ili drugog kvara sustava.
• Prekidi struje mogu naštetiti hidroponskim stakleničkim biljkama budući da se uglavnom oslanjaju na tehnologiju za održavanje idealnih uvjeta rasta.
• Rukovanje kemikalijama: Hidroponika koristi razne kemikalije, kao što su hranjive tvari, sredstva za podešavanje pH i još mnogo toga. Kao rezultat toga, članovi osoblja moraju razumjeti sigurne tehnike rukovanja kemikalijama kako bi spriječili nezgode.

Završne misli

Hidroponski uzgoj produktivna je tehnika uzgoja biljaka u zatvorenom prostoru koja nudi nekoliko prednosti. Bez upotrebe pesticida, vrtlarima omogućuje mnogo bržu proizvodnju biljaka bogatih hranjivim tvarima.

Ima određene nedostatke, ali oni su nadmašeni njegovim prednostima. Hidroponika je cjelogodišnja tehnika koju mogu primijeniti zajednice, tvrtke i pojedinci za uzgoj biljaka bez bolesti pod uvjetom da imaju potrebno znanje i korištenje održivi izvori energije.

Preporuke

• 10 Problemi održive poljoprivrede i njezini utjecaji na poljoprivredu
  .
• 5 najboljih tvrtki za zaštitu okoliša u Lagosu
  .
• Sunčane naočale Ocean Cleanup, kako pomažu i gdje ih nabaviti
  .
• 13 organizacija za čišćenje oceana i njihov fokus
  .
• 12 Razlika između organskog i konvencionalnog uzgoja.