Hüdropooniline põllumajandus – eelised, puudused ja keskkonnamõju

Te ei pruugi terminiga hüdropoonika tuttav olla, kuid see on oluline meie jätkusuutlikkuse poole püüdlemisel. Selles postituses uurime, mis on hüdropooniline põllumajandus, hüdropoonika eelised ja puudused ning kuidas see keskkonda mõjutab.

Mis on hüdropooniline põllumajandus?

Taimi kasvatatakse hüdropooniliselt toitaineterikkas vees kas inertse keskkonna, nagu perliit, liiv või kruus, mehaanilise abiga või ilma. Taimede toitumise teaduslike uuringute jaoks on taimi pikka aega kasvatatud nii, et nende juured on vette ja väetiselahustesse sukeldatud.

Seda kultiveerimistehnikat kasutati varajases kaubanduslikus hüdropoonikas (kreeka keeles hüdro-, mis tähendab "vesi" ja ponos, mis tähendab "tööjõudu"). Kuid kruusakultuur, milles kruus toetab taimi veekindlas peenras või pingis, asendas selle tehnika, kuna taimede normaalses püstises kasvuasendis hoidmine ja lahuse õhutamine oli keeruline.

Tõhusalt on kasutatud paljusid substraaditüüpe, nagu sulatatud kilt, liiv, pimsskivi, perliit, riisikestad, graniidilaastud, kiududeks kedratud sulakivi, savigraanulid ja kookoskiud.

Perioodiliselt pumbatakse läbi väetiselahus, mis on sageli valmistatud sünteetilistest väetistest või kala- või pardi väljaheidetest; selle lahuse sagedus ja kontsentratsioon varieeruvad olenevalt taime tüübist ja keskkonnateguritest, nagu temperatuur ja valgus. Pumpamine on sageli automaatne ja lahus tühjendatakse paaki.

Väetiselahus koosneb erinevatest keemilistest ühenditest, mis on liigitatud kasutamiseks põllumajanduses või aianduses ja sisaldavad erinevas koguses taimede kasvuks vajalikke põhielemente, nagu kaaliumi, fosforit ja lämmastikku, aga ka mitmesuguseid mikro- või väiksemaid elemente nagu väävel. , magneesium ja kaltsium.

Regulaarselt läbiviidavad testid näitavad, kas on vaja rohkem kemikaale või vett, kuigi lahust võib kasutada lõputult. Tavaliselt saab keemilisi komponente kombineerida kuivalt ja hoida laos. Lahuse kontsentratsioon ja pumpamise sagedus suurenevad taimede kasvades.

Hüdropoonilise põllumajanduse tüübid

• Aktiivne süsteem
• Passiivne süsteem

Aktiivne süsteem

Aktiivses süsteemis annab ümber pumbatav vesilahus taimejuurtele kohese juurdepääsu toitainetele. Kuna see süsteem on keerulisem, võib see mõnele kasvatajale olla keeruline. Toitelahus kantakse aktiivse süsteemi pumpade abil reservuaarist juurtele. Lisalahus naaseb reservuaari pärast seda, kui juured on imendunud.

Passiivne süsteem

Passiivsetes süsteemides pole lahenduse liigutamiseks pumpasid vaja. Pigem uputatakse taimed lahusesse, mis jõuab juurteni mitmesuguste mehhanismide kaudu, nagu kapillaarvõrgud, üleujutus ja gravitatsioon. Sellise hüdropoonilise põllumajanduse kasutamine on lihtne, kuna see ei nõua pumpasid.

Teisest küljest peab põllumees vett regulaarselt vahetama. Lisaks soodustab pumpade puudumine vetikate kasvu, mis võib potentsiaalselt halvendada vee kvaliteeti.

Hüdropoonilise põllumajanduse eelised 

Hüdropoonika on produktiivne süsteem taimede kasvatamiseks ja arvatavasti kuulub see kõige praktilisemate ja säästvad toidutootmise meetodid varsti. Selle peamiste eeliste hulgas on järgmised:

• Ei vaja mulda
• Kvaliteetse toidu tootmine suuremale elanikkonnale
• Vähendatud vee tarbimine 
• Vähendatud kahjurite ja seente esinemissagedus
• Parem tootlus
• Piirkonna/piirkondliku mitmekesisuse optimaalne kasutamine
• Soodustab mikrokliimat 
• Hooajalisus ja prognoositavus
• Põllukultuurid kasvavad kiiremini 
• TTaja säästmise süsteem
• Nõua vähem tööjõudu 
• Lühendab tarneahelat 

1. Ei vaja mulda

Hüdropoonilise aianduse esimene ja kõige ilmsem eelis on see, et see ei vaja mulda. Miks see on asjakohane? Üks neist Põllumajanduse suurimad probleemid ja maakera täna on maa degradatsioon. Põlluharimine degradeerunud pinnases muutub aina raskemaks.

Maa degradeerumine võib tekkida keemiliste ja füüsikaliste protsesside kaudu. Füüsiline lagunemine on seotud põllumajandustehnika ja loodusliku erosiooniga. Reostus ja muud saastevormid põhjustavad keemilist riknemist. Mõlemat tüüpi lagunemine jätab mulla toitainetest tühjaks ja ei sobi toitainetega põllukultuuride kasvatamiseks.

Kuna hüdropoonilised köögiviljad ei halvenda pinnase erosioon, võivad need leevendada maa degradeerumise mõju. Kuna nende põllukultuuride toitained pärinevad heast pinnasest, ei mõjuta kriisi tagajärjed ka neid.

2. Kvaliteetse toidu tootmine suuremale elanikkonnale

Kuna hüdropoonilised süsteemid on sees, on tootjatel kahjurite nakatumise tõenäosus väiksem, mistõttu nad ei kasuta pestitsiide. Lisaks saavad taimed vajalikud toitained otse lahuses, mis võimaldab neil kiiremini ja haigustevabamalt kasvada.

Lisaks suurepärasele kvaliteedile võib hüdropooniline süsteem toetada suuremat elanikkonda linnakeskkonnas, suurendades nendes kohtades kohapeal kasvatatud toidu kättesaadavust.

3. Vähendatud veetarbimine 

Võrreldes hüdropoonilist põllumajandust tavalise põllumajandusega, kasutatakse palju vähem vett. Suure osa sellest moodustab hüdropoonikasüsteemi korduvkasutus ja veelahuse retsirkulatsioon läbi torude. Pärast seda suunatakse lisavesi tagasi toitelahuse reservuaari.

Seetõttu on hüdropoonika kasulik põllumajandusmeetod piirkondades, kus põud on põhjustanud veepuuduse. Teisest küljest kasutab tavapõllumajandus palju vett, millest suur osa läheb raisku ebapiisava niisutamise ja aurustumise tõttu. Lõppkokkuvõttes jõuab taimedele väga vähe vett.

4. Vähendatud kahjurite ja seente määr

Kuna hüdropooniliseks taimede kasvuks mulda pole vaja, on mullast põhjustatud haigusi vähem. Lisaks, kuna seda kasvatamismeetodit kasutatakse siseruumides kontrollitud keskkonnas, on putukate nakatumise tõenäosus suurem.

5. Parem tootlus

Hüdropooniliselt kasvatatud taimedel on reguleeritud ja vaadeldav keskkond. Lisaks kasvavad juured kiiremini, kui neile antakse otse vajalikud toitained.

Kuna kultivaatorid ei sõltu aastaaegadest, tõstab tootlikkust ka sisekeskkond. See tähendab, et saaki saab toota aastaringselt, ilma et peaks muretsema saagi kadumise pärast kliimakõikumiste, kahjurite nakatumise või maapealsete loomade ja lindude probleemide tõttu.

6. Piirkonna/piirkondliku mitmekesisuse optimaalne kasutamine

Ruumi säästmine on hüdropoonilise aianduse üks peamisi eeliseid. Kuna traditsioonilises põllumajanduses peavad taimed otsima toitaineid mullast, arenevad neil sügavamad juured.

Kuid hüdropoonikas saavad juured toitained kohe kätte, nii et nad ei pea neid otsima. Kuna hüdropoonilistel taimedel on vähem sügavaid juuri ja nad vajavad vähem ruumi, on need suurepärane võimalus linnaelanikele, kes elavad suletud ruumides, kuivades piirkondades ja väga külmas kliimas.

Kuna kogu keskkond on kontrollitud ning taimed saavad vaid vajalikus koguses makro- ja mikrotoitaineid, võimaldab hüdropooniline põlluharimine toitaineid tõhusalt kasutada.

Võrreldes traditsioonilise põllumajandusega kasvatatud taimedega, kus taimed sõltuvad pinnases leiduvatest toitainetest, mis sõltuvad erinevatest keskkonnaparameetritest, saavutavad hüdropoonika abil kasvatatud taimed teadaolevalt parema saagikuse ja kiire kasvukiiruse, pakkudes vajalikke optimaalseid toitaineid. kasvu jaoks.

Näiteks temperatuuri, niiskuse ja vee kvaliteedi kõikumised võivad taimed stressi tekitada ja muuta nende biokeemilist koostist, mis võib mõjutada toodangu kasvu ja kvaliteeti.

7. Soodustab mikrokliimat 

Hüdropoonilise kasvuhoonega saavad aednikud tänu mikrokliimatehnoloogiale kohandada iga põllukultuuri jaoks ideaalset keskkonda. Kasvatajad saavad luua optimaalse mikrokliima igale kasvatatavale põllukultuurile, kohandades kliimat kinnises süsteemis.

Hüdropoonilisel kasvuhoonel võib olla osa, kus spinatit hoitakse temperatuuril 55 °F. Temperatuurile 70 °F lähemal võib rooma salatit kasvatada teises kohas. Kasvatajad saavad ühes süsteemis toota rohkem liike, kui nad haldavad iga põllukultuuri ümbritsevat mikrokliimat.

8. Hooajalisus ja prognoositavus

Enamik põllukultuure on piiratud kasvuga teatud aastaaegadel ja kliimatingimustes. Toidukaupmehed impordivad suviseid köögivilju kogu maailmast, kui tarbijad seda suval talvel nõuavad. See süvendab transiidiga seotud olukorda kasvuhoonegaaside probleem.

Ennustatavuse teema on teine. Põllukultuuride saagikust mõjutavad paljud tegurid. Varajane pakane, põud, üleujutusvõi torm võib hävitada terve põllukultuuri ja põllumees on sageli võimetu seda peatama.

Siseruumides asuvate hüdropoonikafarmide puhul saavad tootjad oma saaki järjekindlalt kogu aasta jooksul koristada. Hoolimata aastaajast kasvavad need põllukultuurid aastaringselt. Lisaks on saagikus palju prognoositavam, kuna need on kaitstud probleemide eest, mis võivad põhjustada saagi ebaõnnestumist.

9. Põllukultuurid kasvavad kiiremini 

Hüdropoonilise tehnoloogia võime koristada saaki kiiremini kui tavapäraste tehnikate puhul on julgustav edasiminek. Suuremaid ja kiiremaid saake saab toota, kui iga taime kasvatatakse ideaalsetes tingimustes.

Paljud hüdropoonikat kasutavad kasvatajad väidavad aga, et nende põllukultuurid valmivad poole ajaga – või isegi vähem – kui mullas toodetud põllukultuurid. Rohelised lehtköögiviljad näitavad seda kiirust kõige rohkem; kasu saab aga peaaegu igat tüüpi hüdropooniliste taimedega.

10. Aja säästmise süsteem

Traditsiooniline põlluharimine annab saaki, mis ei pruugi alati olla piisav või sobiv kvaliteedi ja kvantiteedi poolest, ning põlluharimisel, umbrohutõrjel, kastmisel ja fumigeerimisel kulub põllumeestelt palju aega ja vaeva.

Teisest küljest ei pea hüdropoonikaga muud tegema, kui pane see enda valitud kohta üles ja jälgi oma taimede kasvamist. Kuigi esialgu võib tekkida rahalisi kulutusi ja jõupingutusi, tagab korralik juhtimine pikas perspektiivis märkimisväärse tulu.

11. Nõua vähem tööjõudu 

Mullapõhine põlluharimine nõuab palju tööd ja võib-olla on maksustamine. Teatud protsessides, näiteks õrnade põllukultuuride koristamises, on endiselt vaja inimlikku puudutust, kuigi paljusid selle kasvatusmeetodi aspekte saab automatiseerida.

Kuigi hüdropooniliste kasvuhoonete puhul on endiselt vaja inimtööjõudu, võimaldab hoonete väiksem suurus töid kiiremini lõpetada, võimaldades teha rohkem töid vähemate töötajatega. Lisaks ei kasutata nende rajatiste töötajatel kahjulikke keemilisi pestitsiide.

Hüdropoonika karjäär toimib laboritega sarnastes keskkondades, vältides traditsioonilise põllumajandustööga seotud riske auväärse palga ja hüvitiste kasuks.

12. Lühendab tarneahelat 

Kaugus, mille värske kaup peab läbima maapiirkondadest, kus neid kogutakse, kuni toidupoodide riiuliteni, kus neid müüakse, on meie tarneahela üks suurimaid väljakutseid.

Kui külastate oma naabruskonna talupidajate turgu, olete ilmselt teadlik sellest, kui palju meeldivamad värsked tooted maitsevad. Värsket sööki saab kasvatada hüdropooniliselt ja koristada minuteid või tunde enne, kui kliendid need ära tarbivad.

Tänu hüdropoonikafarmidele saavad toidupoed pakkuda värskemat toitu – sageli koristatud mõne tunni või päevaga. Et pakkuda valge märgistusega toiduvalikuid, nagu kottidesse pakitud salatid ja värsked ürdid, võivad nad teha koostööd ka hüdropooniliste kasvuhoonetega.

Lühema tarneahela tõttu saavad nad pakkuda oma tarbijatele toitu otse talust, välistades vajaduse vahendajate järele.

Hüdropoonilise põllumajanduse puudused 

Võrreldes traditsioonilise põllumajandusega on hüdropooniline põllumajandus lihtsam ja tõhusam. Nagu kõik toredad asjad, pole ka hüdropooniline põllumajandus probleemideta.

• Kõrge seadistamiskulu
• Sõltuvus püsitoiteallikast või süsteemist
• Kõrgetasemeline hooldus ja seire 
• Vastuvõtlikkus vee kaudu levivatele haigustele
• Nõuab eriekspertiisi

1. Kõrged seadistamiskulud

Hüdropoonilise süsteemi seadistamise kulud on suured. See kehtib eriti hoolikalt kavandatud arhitektuuriga suuremahulise süsteemi kohta.

Veepuhastusjaama, toitainepaagi, valgustuse, õhupumba, reservuaari, temperatuuriregulaatori, EC, happesuse reguleerimise ja torustiku esmane paigaldamine võib nõuda märkimisväärset esialgset eelarvet, olenevalt hüdropoonikasüsteemi seadistamisel kasutatavast automaatikast ja tehnoloogiast. .

2. Sõltuvus püsitoiteallikast või -süsteemist

Elektrit on vaja nii passiivsete kui ka aktiivsete hüdropoonikasüsteemide jaoks erinevate osade, sealhulgas kasvuvalgustite, veepumpade, aeraatorite, ventilaatorite ja nii edasi töötamiseks. Toitekadu mõjutab seega kogu süsteemi. Kui kasvataja ei märka aktiivses süsteemis elektrikatkestust, võib see olla taimedele kahjulik.

3. Kõrgetasemeline hooldus ja seire 

Taimede hüdropoonilisel kasvatamisel on vaja rohkem järelevalvet ja mikrojuhtimist kui tavapärase taimekasvatuse korral. Täpselt reguleeritud kasvukeskkonna loomiseks tuleb pidevalt jälgida kõiki süsteemi komponente – tuled, temperatuur ja mitmed toitainelahuse parameetrid, sealhulgas pH ja elektrijuhtivus.

Kogunemise ja ummistumise vältimiseks tuleb ka toitelahust regulaarselt tühjendada ja täiendada ning süsteemi komponente sageli puhastada.

4. Vastuvõtlikkus vee kaudu levivatele haigustele

Pidev veevool hüdropoonilise süsteemi kaudu suurendab mõnede ohtu vee kaudu levivad infektsioonid taimede jaoks, isegi kui taimede sellisel viisil kasvatamine aitab vähendada riski mullast levivad haigused.

Need haigused võivad aeg-ajalt vesilahuste kaudu ühelt taimelt teistele levida. See võib viia süsteemi kõigi taimede väljasuremiseni.

5. Nõuab eriekspertiisi

Hüdropooniline süsteem hõlmab palju tehnilisi üksikasju. Süsteemi tööriistade ja protseduuride kasutamiseks on vaja kedagi, kellel on õige väljaõpe ja kogemused. Ilma vajalike teadmisteta ei hakka taimed tõenäoliselt õitsema, mis võib avaldada kahjulikku mõju toodangule ja põhjustada märkimisväärset kahju.

Kas hüdropoonilisi taimi saab sertifitseerida mahepõllumajanduslikuks lihtsalt seetõttu, et neid kasvatatakse ilma pestitsiide kasutamata? Arvestades, et mahepõllumajandus hõlmab mulla viljakuse ja kvaliteedi parandamist, on mõned mahepõllumajandustootjad selle mõtte vastu.

Hüdropoonilise süsteemi orgaanilise akrediteerimise andmine on vale, kuna see ei vaja mulda. Siiski, Üheksas ringkonnakohus otsustas USDA kasuks, lubades hüdropooniliselt kasvatatud taimi sertifitseerida mahepõllumajanduslikult seni, kuni need puuduvad kanalisatsioonist, geneetiliselt muundatud organismidest ja keemilistest väetistest.

Hüdropoonika keskkonnamõjud

• Vee kaitse
• Energia säästlik
• Vähem pestitsiidide kasutamist
• Vähem maakasutust
• Vähendatud süsiniku jalajälg: värskem toode ja lihtne juurdepääs
• Säästvad põllukultuurid

1. Vee säästmine

Võib tunduda, et süsteem kasutab rohkem vett, kuna see on hüdropooniline, kuid see pole nii. Võrreldes tavapäraste mullapõhiste põllumajandustehnikatega kasutavad hüdropoonilised süsteemid oluliselt vähem vett ning taaskasutavad ja taaskasutavad reovett.

Lisaks annavad nendes kasvuhoonetes olevad kastmissüsteemid vett otse taimede juurteni, mille tulemuseks on vähene aurustumine ja äravool ning taimede jaoks vajalik veekogus. Nende algatuste kombineerimisel kulub kuni kümme korda vähem vett kui tavalised põllumajandustehnikad.

2. Energiasäästlik

Hüdropoonikat kasutavad süsteemid on loomulikult energiasäästlikud. Taimede kasvu maksimeerimiseks vähendavad hoolikalt reguleeritud temperatuur, niiskus ja valgustus ideaalsete kasvutingimuste säilitamiseks lisaenergia vajadust. LED-kasvuvalgustid on energiasäästlikumad ja neid saab kohandada nii, et need tagaksid taimedele vajaliku täpse valgusspektri.

Eelnimetatud veesüsteem kasutab oluliselt vähem energiat vee pumpamiseks ja jaotamiseks, samal ajal toitainete ja vee ringlusse laskmisel. Lõpuks tarbivad paljud hüdropoonilised kasvuhooned vähem energiat kui isegi tavalised kasvuhooned, kuna neil on energiatõhusad kütte- ja jahutussüsteemid.

3. Vähem pestitsiidide kasutamist

Kuna hüdropoonikasüsteemid on kahjuritele ja haigustele vastupidavad, vajavad nad vähem pestitsiide, mis tähendab, et keskkonda satub vähem kemikaale ja põllumehed võivad töötada turvalisemas atmosfääris.

Uuringute kohaselt võivad pestitsiidid lisaks põhjaveesüsteemi sattumisele ja tuule kaudu levimisele tappa putukaid, linde ja veeliike. Herbitsiide pole vaja, sest seal ei teki ka umbrohtu. Herbitsiide pole vaja, sest seal ei teki ka umbrohtu.

Kuna hüdropoonikafarmid nõuavad vähem maad ja on hõlpsamini juurdepääsetavad kogukondadele, kellel ei pruugi olla kerget juurdepääsu värsketele toodetele, asuvad paljud neist linnakeskuste lähedal või isegi sees.

4. Vähem maakasutust

Kuna hüdropoonikasüsteemid on ehitatud vertikaalselt, võtavad need vähem ruumi ja nõuavad vähem pinda. 2.7 aakri suuruses hüdropoonilises kasvuhoones võib aastas toota 1.5 miljonit portsjonit lehtköögivilju.

Võtke näiteks Gotham Greens. 2009. aastal asutatud ettevõte haldab üle 1.2 miljoni ruutjalga hüdropoonilisi kasvuhooneid, mis hõlmavad seitset USA osariiki. Nende Brooklyni kasvuhoone, mis asub Whole Foodsi katusel, on kasvanud üheks suurimaks kasvuhoonesalati tootjaks Põhja-Ameerikas.

5. Vähendatud süsiniku jalajälg: värskem toode ja lihtne juurdepääs

Kuna hüdropoonikafarmid nõuavad vähem maad ja on hõlpsamini juurdepääsetavad kogukondadele, kellel ei pruugi olla kerget juurdepääsu värsketele toodetele, asuvad paljud neist linnakeskuste lähedal või isegi sees.

Saaduse jõudmine põllult toidupoodide riiulitele võib võtta nädala või kauemgi, sest 50% puuviljadest ja 20% köögiviljadest tuleb väljastpoolt riiki.

Linnapiirkondades võib hüdropooniline põllumajandus toota toitu vähem kui 48 tunniga, kasvuhoonest riiulini. Võrreldes teiste võimalustega on heitkogused oluliselt väiksemad, sest tooted ei pea nii kaugele reisima.

Kuigi hüdropoonikas kasutatavat väetiselahust saab lõputult uuesti kasutada, tuleb toitained ise välja vahetada, kuna need on ammendunud. Kui lahus tilgub käikudest toitainete reservuaari, koguvad nad selle kokku. Põllumajandustootjad saavad toitaineid ka erinevatest allikatest. Kalajäätmeid kasutatakse toitainete allikana ühes meetodis, mida nimetatakse akvapooniks.

6. Säästvad põllukultuurid

Hüdropooniliste süsteemide abil saab kultuure kasvatada aastaringselt igas kohas, luues ideaalse kasvukeskkonna. See võib kaasa tuua suurema saagikuse kui tavapärased põllumajandustehnikad, eriti kui see on kombineeritud parema kontrolliga toitainetega varustamise üle.

Hüdropoonilisi tehnikaid kasutades väidavad mõned ettevõtted, et suudavad kasvatada kuni 240 korda rohkem põllukultuure kui tavafarmides. Kasvuhooned saavad kiiremini toota tervislikumat toodangut, kasutades tehnoloogiat põllukultuuride tervise ja edenemise jälgimiseks.

Hüdropoonilise tööstuse ohud

Sarnaselt kõige muuga võib see arenev tööstus olla allutatud teatud ohtudele, näiteks:

• Varaline kahju: Nende süsteemide ja kasvumajade kõrgete käivituskulude tõttu võivad kõik kahjud kaasa tuua suuri rahalisi kaotusi.
• Veekahjustus: saagi- ja varakahjustused võivad tuleneda lekkest või muust süsteemirikkest.
• Elektrikatkestused võib kahjustada hüdropoonilisi kasvuhoonetaimi, kuna need toetuvad ideaalsete kasvutingimuste säilitamiseks enamasti tehnoloogiale.
• Keemiline käitlemine: Hüdropoonikas kasutatakse mitmesuguseid kemikaale, nagu toitained, pH reguleerijad ja palju muud. Seetõttu peavad töötajad mõistma ohutuid kemikaalide käitlemise tehnikaid, et vältida õnnetusi.

Final Thoughts

Hüdropooniline põlluharimine on produktiivne toataimede kasvatamise tehnika, millel on mitmeid eeliseid. Ilma pestitsiide kasutamata võimaldab see aednikel toitainerikkaid taimi palju kiiremini toota.

Sellel on teatud puudused, kuid selle eelised kaaluvad need üles. Hüdropoonika on aastaringne tehnika, mida kogukonnad, ettevõtted ja üksikisikud saavad haigusvabade taimede kasvatamiseks rakendada, kui neil on vajalikud teadmised ja kasutusala. säästvad energiaallikad.

Soovitused

• 10 säästva põllumajanduse probleemid ja selle mõjud põllumajandusele
  .
• 5 parimat keskkonnaettevõtet Lagoses
  .
• Ocean Cleanup päikeseprillid, kuidas need aitavad ja kust neid hankida
  .
• 13 ookeanipuhastusorganisatsiooni ja nende fookus
  .
• 12 Mahepõllumajanduse ja tavapõllumajanduse erinevus.