Hidroponsko kmetovanje – prednosti, slabosti in vpliv na okolje

Morda niste seznanjeni z izrazom hidroponika, vendar je pomemben za naše prizadevanje za trajnost. V tem prispevku preučujemo, kaj je hidroponsko kmetovanje, prednosti in slabosti hidroponike, pa tudi, kako vpliva na okolje.

Kaj je hidroponsko kmetijstvo?

Rastline gojijo hidroponično v vodi, bogati s hranili, z ali brez mehanske pomoči inertnega medija, kot je perlit, pesek ali gramoz. Za znanstvene raziskave prehrane rastlin rastline že dolgo gojijo s koreninami, potopljenimi v vodo in raztopine gnojil.

Ta tehnika gojenja je bila uporabljena v zgodnji komercialni hidroponiki (grško hydro-, kar pomeni »voda«, in ponos, kar pomeni »delo«). Vendar pa je kultura gramoza – pri kateri gramoz podpira rastline v nepremočljivi postelji ali klopi – nadomestila to tehniko zaradi izzivov vzdrževanja rastlin v normalnem pokončnem rastočem položaju in prezračevanja raztopine.

Učinkovito so bile uporabljene številne vrste substratov, kot so taljeni skrilavec, pesek, plovec, perlit, riževe lupine, granitni drobci, staljena kamnina, spredena v vlakna, glineni peleti in kokosova vlakna.

Občasno se črpa raztopina gnojila - pogosto iz sintetičnih gnojil ali ribjih ali račjih iztrebkov; pogostost in koncentracija te raztopine se razlikujeta glede na vrsto rastline in okoljske dejavnike, kot sta temperatura in svetloba. Črpanje je pogosto samodejno, raztopina pa se izliva v rezervoar.

Raztopina gnojila je sestavljena iz različnih kemičnih spojin, ki so razvrščene za uporabo v poljedelstvu ali vrtnarstvu in vsebujejo različne količine glavnih elementov, potrebnih za rast rastlin, kot so kalij, fosfor in dušik, ter različne elemente v sledovih ali stranske elemente, kot je žveplo. , magnezija in kalcija.

Testi, ki se izvajajo redno, razkrivajo, ali je potrebnih več kemikalij ali vode, čeprav je raztopino mogoče uporabljati neomejeno dolgo. Običajno je mogoče kemične komponente kombinirati suhe in hraniti v skladišču. Koncentracija raztopine in frekvenca črpanja se povečujeta, ko rastline rastejo.

Vrste hidroponskega kmetovanja

• Aktivni sistem
• Pasivni sistem

Aktivni sistem

V aktivnem sistemu vodna raztopina, ki se prečrpa naokoli, omogoči koreninam rastline takojšen dostop do hranil. Ker je ta sistem bolj zapleten, se lahko nekaterim pridelovalcem zdi izziv. Prehransko raztopino prenašajo iz rezervoarja v korenine črpalke aktivnega sistema. Dodatna raztopina se vrne v rezervoar, potem ko jo absorbirajo korenine.

Pasivni sistem

Črpalke v pasivnih sistemih niso potrebne za premikanje raztopine. Namesto tega so rastline potopljene v raztopino, ki pride do korenin prek različnih mehanizmov, kot so kapilarne mreže, poplave in gravitacija. Uporaba te vrste hidroponičnega kmetovanja je preprosta, saj ne potrebuje črpalk.

Po drugi strani pa mora kmet redno menjavati vodo. Poleg tega pomanjkanje črpalk spodbuja rast alg, kar lahko poslabša kakovost vode.

Prednosti hidroponičnega gojenja 

Hidroponika je produktiven sistem za gojenje rastlin in se bo verjetno kmalu uvrstila med najbolj praktične in trajnostne metode pridelave hrane . Med njenimi glavnimi prednostmi so:

• Ne potrebuje zemlje
• Pridelava visokokakovostne hrane za večjo populacijo
• Zmanjšana poraba vode 
• Zmanjšana stopnja škodljivcev in gliv
• Izboljšan donos
• Optimalna uporaba območne/regionalne raznolikosti
• Omogoča mikroklimo 
• Sezonskost in predvidljivost
• Pridelki rastejo hitreje 
• TTime-SavingSystem
• Zahteva manj dela 
• Skrajša dobavno verigo 

1. Ne potrebuje zemlje

Prva in najbolj očitna prednost hidroponskega vrtnarjenja je, da ne potrebuje zemlje. Zakaj je to pomembno? Eden največjih problemov, s katerimi se danes sooča kmetijstvo in svet, je degradacija zemljišč. Kmetovanje v degradiranih tleh je vse težje.

Degradacija zemljišč se lahko pojavi s kemičnimi in fizikalnimi procesi. Fizična degradacija je povezana s fizičnimi motnjami zaradi kmetijske opreme in naravne erozije. Onesnaženje in druge oblike kontaminacije povzročajo kemično poslabšanje. Obe vrsti degradacije pustita tla brez hranil in neprimerna za pridelavo hranljivih poljščin.

Ker hidroponična zelenjava ne poslabša erozije tal , lahko ublaži učinke degradacije tal. Ker hranila za te pridelke prihajajo iz dobre zgornje plasti zemlje, nanje posledice krize prav tako ne vplivajo.

2. Pridelava visokokakovostne hrane za večjo populacijo

Ker so hidroponski sistemi v notranjosti, je manj verjetno, da bodo pridelovalci doživeli napad škodljivcev, zato ne uporabljajo pesticidov. Poleg tega rastline prejmejo potrebna hranila neposredno v raztopini, kar jim omogoča hitrejšo rast brez bolezni.

Poleg tega, da je odlične kakovosti, lahko hidroponski sistem podpira večjo populacijo v urbanih okoljih, kar poveča razpoložljivost lokalno pridelane hrane v teh krajih.

3. Zmanjšana poraba vode 

Če primerjamo hidroponično kmetovanje z običajnim kmetijstvom, se porabi veliko manj vode. Ponovna uporaba hidroponičnega sistema in recirkulacija vodne raztopine skozi cevi predstavljata velik del tega. Po tem se odvečna voda vrne v rezervoar hranilne raztopine.

Zaradi tega je hidroponika uporabna metoda kmetovanja v regijah, kjer je suša povzročila pomanjkanje vode. Po drugi strani pa konvencionalno kmetovanje porabi veliko vode, ki se jo veliko izgubi zaradi neustreznega namakanja in izhlapevanja. Navsezadnje do rastlin pride zelo malo vode.

4. Zmanjšana stopnja škodljivcev in gliv

Ker zemlja ni potrebna za hidroponsko rast rastlin, je manj primerov bolezni, ki se prenašajo s prstjo. Nadalje, ker se ta način kmetovanja izvaja v zaprtih prostorih v nadzorovanem okolju, je verjetnost napadov žuželk.

5. Izboljšan donos

Hidroponsko vzgojene rastline imajo urejeno in opazovano okolje. Poleg tega korenine rastejo hitreje, če jim neposredno dajemo potrebna hranila.

Ker kultivatorji niso odvisni od letnih časov, tudi notranje okolje povečuje produktivnost. To pomeni, da je pridelke mogoče pridelovati vse leto, ne da bi morali skrbeti, da bodo letino izgubili zaradi podnebnih nihanj, napadov škodljivcev ali težav zaradi prizemnih živali in ptic.

6. Optimalna uporaba območne/regionalne raznolikosti

Prihranek prostora je ena glavnih prednosti hidroponičnega vrtnarjenja. Ker morajo rastline v tradicionalnem kmetijstvu iskati hranila v zemlji, razvijejo globlje korenine.

Pri hidroponiki pa korenine takoj dobijo hranila, zato jim jih ni treba iskati. Ker imajo hidroponske rastline manj globokih korenin in potrebujejo manj prostora, so odlična možnost za prebivalce mest, ki živijo v zaprtih prostorih, sušnih območjih in hudo mrzlem podnebju.

Ker je celotno okolje nadzorovano in rastline dobijo le potrebno količino makro in mikrohranil, hidroponično kmetovanje omogoča učinkovito izrabo hranil.

V primerjavi z rastlinami, gojenimi s tradicionalnim kmetovanjem, kjer so rastline odvisne od hranil v tleh, ki so odvisne od različnih okoljskih parametrov, je znano, da rastline, gojene s pomočjo hidroponike, dosegajo boljši donos in visoko stopnjo rasti z zagotavljanjem optimalnih potrebnih hranil. za rast.

Spremembe v temperaturi, vlažnosti in kakovosti vode lahko na primer povzročijo stres rastlin in spremenijo njihovo biokemično sestavo, kar lahko vpliva na rast in kakovost pridelka.

7. Omogoča mikro klimo 

S hidroponskimi rastlinjaki lahko vrtnarji prilagodijo idealno okolje za vsak pridelek zahvaljujoč mikroklimatski tehnologiji. Pridelovalci lahko z ustrezno prilagoditvijo klime v zaprtem sistemu ustvarijo optimalno mikroklimo za vsako vrsto pridelka, ki ga gojijo.

Hidroponski rastlinjak ima lahko del, kjer se hrani špinača pri hladnih 55 °F. Bližje od 70 °F lahko rimsko solato gojimo na drugem mestu. Pridelovalci lahko proizvedejo več vrst v enem samem sistemu, če upravljajo mikroklimo, ki obdaja vsak pridelek.

8. Sezonskost in predvidljivost

Večina pridelkov je omejena na gojenje v določenih letnih časih in podnebjih. Trgovci uvažajo poletno zelenjavo z vsega sveta, ko jo potrošniki povprašujejo sredi zime. To še poslabšuje problem toplogrednih plinov , povezan s tranzitom.

Druga tema je predvidljivost. Na pridelek poljščin vplivajo številni dejavniki. Zgodnja zmrzal, suša , poplava ali nevihta lahko uniči celotno polje, kmet pa je pogosto nemočen, da bi to ustavil.

Z notranjimi hidroponskimi kmetijami lahko proizvajalci dosledno pobirajo svoje pridelke skozi vse leto. Ne glede na sezono ti pridelki rastejo vse leto. Poleg tega so pridelki veliko bolj predvidljivi, ker so zaščiteni pred težavami, ki bi lahko povzročile izpad pridelka.

9. Pridelki rastejo hitreje 

Zmogljivost hidroponske tehnologije za hitrejše spravilo pridelkov kot običajne tehnike je spodbuden napredek. Večje in hitrejše pridelke je mogoče proizvesti, če vsako rastlino gojimo v idealnih razmerah.

Vendar pa številni pridelovalci, ki uporabljajo hidroponiko, trdijo, da njihovi pridelki dozorijo v polovico krajšem času – ali celo manj – kot tisti, ki so pridelani v zemlji. To hitrost najbolj izkazuje zelena listnata zelenjava; vendar pa je mogoče pridobiti s skoraj vsako vrsto hidroponske rastline.

10. Sistem za prihranek časa

Tradicionalno kmetovanje daje pridelek, ki morda ni vedno ustrezen ali primeren glede na kakovost in količino, kmetje pa potrebujejo veliko časa in truda, da obvladajo obdelavo, pletje, zalivanje in zaplinjevanje.

Po drugi strani pa je vse, kar morate narediti s hidroponiko, to, da jo postavite na lokacijo po vaši izbiri in opazujete, kako rastejo vaše rastline. Čeprav lahko pride do začetnih stroškov in truda, pravilno upravljanje dolgoročno zagotavlja znatne donose.

11. Zahtevajte manj dela 

Kmetovanje, ki temelji na zemlji, zahteva veliko dela in je morda obdavčljivo. Pri nekaterih postopkih, kot je žetev krhkih pridelkov, je še vedno potreben človeški pristop, čeprav je veliko vidikov te metode gojenja mogoče avtomatizirati.

Čeprav je v hidroponičnih rastlinjakih še vedno potrebna človeška delovna sila, manjša velikost zgradb omogoča hitrejše dokončanje del, kar vam omogoča, da opravite več dela z manj delavcev. Poleg tega se delavci v teh obratih ne uporabljajo škodljivih kemičnih pesticidov.

Kariere v hidroponiki delujejo v okoljih, podobnih laboratorijem, pri čemer se izogibajo tveganjem, povezanim s tradicionalnim kmetijskim delom, v korist spoštljivega plačila in ugodnosti.

12. Skrajša dobavno verigo 

Razdalja, ki jo mora prepotovati sveže blago od podeželskih območij, kjer je zbrano, do trgovinskih polic, kjer se prodaja, predstavlja enega največjih izzivov v naši dobavni verigi.

Če pogosto zahajate na kmečko tržnico v vaši soseščini, se verjetno zavedate, kako lepšega okusa imajo sveži izdelki. Sveže obroke je mogoče pridelati na hidroponiki in pobrati nekaj minut ali ur, preden jih kupci zaužijejo.

Trgovci z živili lahko ponudijo bolj sveža živila – pogosto pridelana v nekaj urah ali dneh – zahvaljujoč hidroponskim farmam. Da bi zagotovili izbiro živil z belo oznako, kot so solate v vrečkah in sveža zelišča, lahko sodelujejo tudi s hidroponskimi rastlinjaki.

Zaradi krajše dobavne verige lahko svojim potrošnikom hrano zagotovijo neposredno s kmetije, kar odpravlja potrebo po posrednikih.

Slabosti hidroponičnega gojenja 

V primerjavi s tradicionalnim kmetijstvom je hidroponsko kmetovanje enostavnejše in učinkovitejše. Kot vse lepo tudi hidroponsko kmetovanje ni brez težav.

• Visoki stroški namestitve
• Odvisnost od fiksnega vira energije ali sistema
• Vzdrževanje in spremljanje na visoki ravni 
• Dovzetnost za bolezni, ki se prenašajo z vodo
• Zahteva posebno strokovnost

1. Visoki stroški namestitve

Stroški postavitve hidroponičnega sistema so visoki. To še posebej velja za obsežen sistem s skrbno zasnovano arhitekturo.

Začetna namestitev čistilne naprave za vodo, rezervoarja za hranila, razsvetljave, zračne črpalke, rezervoarja, regulatorja temperature, EC, nadzora kislosti in vodovodnih sistemov lahko zahteva znaten začetni proračun, odvisno od avtomatizacije in tehnologije, ki se uporablja za nastavitev hidroponičnega sistema. .

2. Odvisnost od fiksnega vira energije ali sistema

Elektrika je potrebna za pasivne in aktivne hidroponske sisteme za delovanje različnih delov, vključno z lučmi za rast, vodnimi črpalkami, aeratorji, ventilatorji itd. Izguba električne energije bo torej vplivala na celoten sistem. Če pridelovalec ne opazi izpada električne energije v aktivnem sistemu, je to lahko škodljivo za rastline.

3. Vzdrževanje in spremljanje na visoki ravni 

Pri hidroponskem gojenju rastlin je potrebnih več nadzora in mikroupravljanja kot pri običajnem gojenju rastlin. Vse komponente sistema – luči, temperatura in več parametrov hranilne raztopine, vključno s pH in električno prevodnostjo – je treba nenehno spremljati, da se ustvari skrbno regulirano rastno okolje.

Da bi se izognili kopičenju in zamašitvi, je treba hranilno raztopino tudi redno izčrpavati in dopolnjevati, komponente sistema pa je treba pogosto čistiti.

4. Dovzetnost za bolezni, ki se prenašajo z vodo

Stalni pretok vode prek hidroponskega sistema povečuje nevarnost nekaterih okužb, ki se prenašajo z vodo, za rastline, čeprav gojenje rastlin na ta način pomaga zmanjšati tveganje za bolezni, ki se prenašajo s tlemi.

Te bolezni se lahko občasno razširijo z ene rastline na drugo z vodnimi raztopinami. To lahko povzroči izumrtje vsake rastline v sistemu.

5. Zahteva posebno strokovnost

Hidroponski sistem vključuje veliko tehničnih podrobnosti. Orodja in postopki sistema zahtevajo nekoga s primernim usposabljanjem in izkušnjami, da jih upravlja. Brez potrebnega znanja rastline verjetno ne bodo uspevale, kar bi lahko negativno vplivalo na pridelek in povzročilo znatno izgubo.

Ali so hidroponske rastline lahko certificirane ekološke samo zato, ker so vzgojene brez uporabe pesticidov? Glede na to, da ekološko kmetovanje pomeni izboljšanje rodovitnosti in kakovosti tal, nekateri ekološki kmetje temu nasprotujejo.

Podelitev ekološke akreditacije hidroponičnemu sistemu je napačna, ker ne zahteva zemlje. Vendar pa je deveto okrožno sodišče odločilo v korist USDA in dovolilo, da se hidroponično gojene rastline certificirajo kot ekološke, če ne vsebujejo odplak, gensko spremenjenih organizmov in kemičnih gnojil.

Vplivi hidroponike na okolje

• Ohranjanje vode
• Energijsko učinkovit
• Manjša uporaba pesticidov
• Manjša raba zemlje
• Zmanjšan ogljični odtis: bolj sveži pridelki in enostaven dostop
• Trajnostni pridelki

1. Varčevanje z vodo

Morda se zdi, da sistem porabi več vode, ker je »hidroponski«, vendar ni tako. V primerjavi s konvencionalnimi kmetijskimi tehnikami, ki temeljijo na tleh, hidroponski sistemi porabijo bistveno manj vode ter reciklirajo in ponovno uporabijo odpadno vodo.

Poleg tega zalivalni sistemi v teh rastlinjakih zagotavljajo vodo naravnost do korenin rastlin, kar ima za posledico malo izhlapevanja in odtekanja ter zagotavlja natančno količino vode, ki jo potrebujejo rastline. V kombinaciji te pobude porabijo do desetkrat manj vode kot konvencionalne tehnike kmetovanja.

2. Energijsko učinkovit

Sistemi, ki uporabljajo hidroponiko, so naravno energetsko učinkoviti. Za čim večjo rast rastlin skrbno regulirana temperatura, vlaga in osvetlitev zmanjšajo potrebo po dodatni energiji za vzdrževanje idealnih rastnih pogojev. LED luči za rast so bolj energetsko učinkovite in jih je mogoče prilagoditi tako, da zagotavljajo natančen svetlobni spekter, ki ga potrebujejo rastline.

Zgoraj omenjeni vodni sistem porabi bistveno manj energije za črpanje in distribucijo vode, hkrati pa kroži hranila in vodo. Nazadnje, veliko hidroponskih rastlinjakov porabi manj energije kot celo običajni rastlinjaki, saj imajo energetsko učinkovite sisteme ogrevanja in hlajenja.

3. Manjša uporaba pesticidov

Ker so hidroponični sistemi odporni na škodljivce in bolezni, potrebujejo manj pesticidov, kar pomeni, da se v okolje sprosti manj kemikalij in da lahko kmetje delujejo v varnejšem ozračju.

Glede na študije lahko pesticidi uničijo žuželke, ptice in vodne vrste, poleg tega, da vstopajo v sisteme podzemne vode in se širijo prek vetra. Herbicidi niso potrebni, ker tudi ne vznikne plevel. Herbicidi niso potrebni, ker tudi ne vznikne plevel.

Ker hidroponske farme zahtevajo manj zemlje in so lažje dostopne za skupnosti, ki morda nimajo enostavnega dostopa do svežih proizvodov, jih je veliko v bližini mestnih središč ali celo znotraj njih.

4. Manjša raba zemlje

Ker so hidroponski sistemi zgrajeni navpično, zavzamejo manj prostora in zahtevajo manj površine. 2.7 milijona porcij listnate zelenjave je mogoče letno pridelati v hidroponskem rastlinjaku na 1.5 hektarja.

Razmislite o Gotham Greens kot primer. Podjetje, ustanovljeno leta 2009, upravlja več kot 1.2 milijona kvadratnih čevljev hidroponskih rastlinjakov v sedmih zveznih državah v Združenih državah. Njihov rastlinjak v Brooklynu, ki se nahaja na strehi Whole Foods, je postal eden največjih proizvajalcev solate v rastlinjakih v Severni Ameriki.

5. Zmanjšan ogljični odtis: bolj sveži pridelki in enostaven dostop

Ker hidroponske farme zahtevajo manj zemlje in so lažje dostopne za skupnosti, ki morda nimajo enostavnega dostopa do svežih proizvodov, jih je veliko v bližini mestnih središč ali celo znotraj njih.

Traja lahko en teden ali dlje, da pridelki potujejo od polja do polic trgovin z živili, pri čemer 50 % sadja in 20 % zelenjave prihaja iz držav zunaj države.

V urbanih regijah lahko hidroponično kmetovanje proizvede hrano v manj kot 48 urah, od rastlinjaka do police. V primerjavi z drugimi možnostmi so emisije znatno nižje, ker izdelkom ni treba potovati tako daleč.

Medtem ko je raztopino gnojil v hidroponiki mogoče ponovno uporabiti za nedoločen čas, je treba sama hranila nadomestiti, ko so izčrpana. Ko raztopina kaplja iz prehodov v hranilni rezervoar, jo zberejo. Kmetje lahko pridobijo hranila tudi iz različnih virov. Ribji odpadki se uporabljajo kot vir hranil v eni metodi, imenovani akvaponika.

6. Trajnostni pridelki

S hidroponskimi sistemi lahko pridelke gojimo vse leto na katerem koli mestu z ustvarjanjem idealnega rastnega okolja. To lahko vodi do večjih donosov pridelkov kot običajne kmetijske tehnike, zlasti v kombinaciji z izboljšanim nadzorom nad oskrbo s hranili.

Nekatera podjetja trdijo, da lahko z uporabo hidroponskih tehnik pridelajo do 240-krat več pridelkov kot na običajnih kmetijah. Rastlinjaki lahko hitreje obrodijo bolj zdrav pridelek z uporabo tehnologije za spremljanje zdravja in napredka pridelka.

Tveganja v hidroponski industriji

Podobno kot karkoli drugega je lahko tudi ta industrija v razvoju izpostavljena določenim nevarnostim, kot so:

• Poškodba lastnine: Zaradi visokih stroškov zagona teh sistemov in hiš za gojenje lahko kakršna koli škoda povzroči velike finančne izgube.
• Škoda zaradi vode: poškodbe pridelka in lastnine lahko nastanejo zaradi puščanja ali druge okvare sistema.
• Prekinitve napajanja lahko škoduje hidroponskim rastlinjakom, saj se večinoma zanašajo na tehnologijo za vzdrževanje idealnih rastnih pogojev.
• Ravnanje s kemikalijami: Hidroponika uporablja različne kemikalije, kot so hranila, sredstva za uravnavanje pH in drugo. Posledično morajo člani osebja razumeti tehnike varnega ravnanja s kemikalijami, da preprečijo nesreče.

Končna thoughts

Hidroponsko kmetovanje je produktivna tehnika gojenja rastlin v zaprtih prostorih, ki ponuja številne prednosti. Brez uporabe pesticidov vrtnarjem omogoča veliko hitrejšo pridelavo rastlin, bogatih s hranili.

Ima določene slabosti, vendar jih prednosti odtehtajo. Hidroponika je celoletna tehnika, ki jo lahko uporabljajo skupnosti, podjetja in posamezniki za gojenje rastlin brez bolezni, če imajo potrebno znanje in uporabljajo trajnostne vire energije.

Priporočila

• 10 Problemi trajnostnega kmetijstva in njegovi vplivi na kmetijstvo
  .
• 5 najboljših okoljskih podjetij v Lagosu
  .
• Sončna očala Ocean Cleanup, kako pomagajo in kje jih dobiti
  .
• 13 organizacij za čiščenje oceanov in njihov fokus
  .
• 12 Razlika med ekološkim in konvencionalnim kmetovanjem.