Hydroponické poľnohospodárstvo – výhody, nevýhody a vplyv na životné prostredie

Možno nepoznáte pojem hydropónia, no je dôležitý pre našu snahu o udržateľnosť. V tomto príspevku skúmame, čo je hydroponické poľnohospodárstvo, výhody a nevýhody hydroponie, ako aj to, ako ovplyvňujú životné prostredie.

Čo je hydroponické poľnohospodárstvo?

Rastliny sa pestujú hydroponicky vo vode bohatej na živiny, buď s mechanickou pomocou alebo bez mechanickej pomoci inertného média, ako je perlit, piesok alebo štrk. Pre vedecké výskumy výživy rastlín sa rastliny dlho pestovali s koreňmi ponorenými vo vode a roztokoch hnojív.

Táto kultivačná technika sa používala v skorej komerčnej hydropónii (grécky hydro-, čo znamená „voda“ a ponos, čo znamená „práca“). Avšak štrková kultúra - v ktorej štrk podporuje rastliny vo vodotesnom lôžku alebo lavici - nahradila túto techniku ​​kvôli problémom s udržiavaním rastlín v normálnej vzpriamenej pestovateľskej polohe a prevzdušňovaním roztoku.

Účinne sa využívalo množstvo typov substrátov, ako je tavená bridlica, piesok, pemza, perlit, ryžové šupky, žulové štiepky, roztavená hornina spriadaná do vlákien, hlinené pelety a kokosové kokosové vlákno.

Pravidelne sa prečerpáva roztok hnojiva – často vyrobený zo syntetických hnojív alebo rybích či kačacích exkrementov; frekvencia a koncentrácia tohto roztoku sa líši v závislosti od typu rastliny a faktorov prostredia, ako je teplota a svetlo. Čerpanie je často automatické a roztok sa vyprázdňuje do nádrže.

Roztok hnojiva sa skladá z rôznych chemických zlúčenín, ktoré sú klasifikované na použitie v poľnohospodárstve alebo záhradníctve a obsahujú rôzne množstvá hlavných prvkov potrebných pre rast rastlín, ako je draslík, fosfor a dusík, ako aj rôzne stopové alebo vedľajšie prvky, ako je síra. , horčík a vápnik.

Pravidelne vykonávané testy odhalia, či je potrebných viac chemikálií alebo vody, hoci roztok možno používať neobmedzene. Typicky sa chemické zložky môžu kombinovať za sucha a uchovávať v sklade. Koncentrácia roztoku a frekvencia čerpania sa zvyšujú, keď sa rastliny zväčšujú.

Typy hydroponického poľnohospodárstva

• Aktívny systém
• Pasívny systém

Aktívny systém

V aktívnom systéme poskytuje vodný roztok, ktorý sa pumpuje okolo, koreňom rastlín okamžitý prístup k živinám. Keďže tento systém je zložitejší, pre niektorých pestovateľov to môže byť náročné. Výživový roztok sa prenáša zo zásobníka ku koreňom pomocou púmp aktívneho systému. Extra roztok sa po absorbovaní koreňmi vráti do rezervoáru.

Pasívny systém

V pasívnych systémoch nie sú potrebné čerpadlá na pohyb riešenia. Rastliny sú skôr ponorené do roztoku, ktorý sa dostáva ku koreňom prostredníctvom rôznych mechanizmov, ako sú kapilárne siete, záplavy a gravitácia. Použitie tohto druhu hydroponického poľnohospodárstva je jednoduché, pretože nevyžaduje žiadne čerpadlá.

Na druhej strane, farmár musí vodu pravidelne vymieňať. Okrem toho nedostatok čerpadiel uľahčuje rast rias, čo potenciálne znižuje kvalitu vody.

Výhody hydroponického poľnohospodárstva 

Hydropónia je produktívny systém pestovania rastlín a pravdepodobne sa zaradí medzi najpraktickejšie udržateľné metódy výroby potravín zakrátko. Medzi jeho hlavné výhody patrí:

• Nevyžaduje pôdu
• Výroba vysokokvalitných potravín pre väčšiu populáciu
• Znížená spotreba vody 
• Znížený výskyt škodcov a húb
• Zlepšený výnos
• Optimálne využitie plošnej/regionálnej diverzity
• Uľahčuje mikroklímu 
• Sezónnosť a predvídateľnosť
• Plodiny rastú rýchlejšie 
• TTime-SavingSystem
• Vyžadovať menej práce 
• Skracuje dodávateľský reťazec 

1. Nevyžaduje pôdu

Prvou a najzrejmejšou výhodou hydroponického záhradníctva je, že nevyžaduje pôdu. Prečo je to relevantné? Jeden z najväčším problémom poľnohospodárstva a zemeguľa dnes degraduje pôdu. Poľnohospodárstvo v degradovanej pôde je čoraz ťažšie.

Degradácia pôdy sa môže vyskytnúť prostredníctvom chemických a fyzikálnych procesov. Fyzická degradácia je spojená s fyzickým narušením poľnohospodárskou technikou a prirodzenou eróziou. Znečistenie a iné formy kontaminácie spôsobujú chemické poškodenie. Degradácia oboch typov zanecháva pôdu bez živín a nevhodnú na produkciu výživných plodín.

Pretože hydroponická zelenina nezhoršuje erózia pôdy, môžu zmierniť následky degradácie pôdy. Keďže živiny pre tieto plodiny pochádzajú z dobrej ornice, nie sú ovplyvnené ani následkami krízy.

2. Výroba vysokokvalitných potravín pre väčšiu populáciu

Pretože hydroponické systémy sú vo vnútri, výrobcovia majú menšiu pravdepodobnosť zamorenia škodcami, a preto nepoužívajú pesticídy. Okrem toho rastliny dostávajú potrebné živiny priamo v roztoku, čo im umožňuje rásť rýchlejšie a bez chorôb.

Okrem vysokej kvality môže hydroponický systém podporovať väčšiu populáciu v mestskom prostredí, čím zvyšuje dostupnosť miestne vypestovaných potravín na týchto miestach.

3. Znížená spotreba vody 

Pri porovnaní hydroponického poľnohospodárstva s normálnym poľnohospodárstvom sa spotrebuje oveľa menej vody. Opätovné použitie hydroponického systému a recirkulácia vodného roztoku potrubím predstavuje veľkú časť toho. Potom sa prebytočná voda vráti do zásobníka výživného roztoku.

Z tohto dôvodu je hydropónia užitočnou poľnohospodárskou metódou v regiónoch, kde suchá spôsobili nedostatok vody. Na druhej strane konvenčné poľnohospodárstvo používa veľa vody, z ktorej sa plytvá v dôsledku nedostatočného zavlažovania a odparovania. V konečnom dôsledku sa k rastlinám dostane veľmi málo vody.

4. Znížený výskyt škodcov a húb

Keďže pôda nie je potrebná na hydroponický rast rastlín, existuje menej prípadov chorôb prenášaných pôdou. Okrem toho, pretože tento spôsob chovu sa vykonáva vo vnútri v kontrolovanom prostredí, existuje pravdepodobnosť napadnutia hmyzom.

5. Zlepšený výťažok

Rastliny pestované hydroponicky majú regulované a pozorované prostredie. Okrem toho korene rastú rýchlejšie, keď sa im priamo dostávajú potrebné živiny.

Keďže kultivátory nie sú závislé od ročných období, vnútorné prostredie tiež zvyšuje produktivitu. To znamená, že plodiny je možné pestovať po celý rok bez toho, aby ste sa museli obávať straty úrody v dôsledku klimatických výkyvov, zamorenia škodcami alebo problémov s pozemnými zvieratami a vtákmi.

6. Optimálne využitie plošnej/regionálnej diverzity

Úspora miesta je jednou z hlavných výhod hydroponického záhradníctva. Pretože rastliny v tradičnom poľnohospodárstve musia hľadať živiny v pôde, vytvárajú hlbšie korene.

Pri hydropónii však korene dostávajú živiny okamžite, a tak ich nemusia zháňať. Pretože hydroponické rastliny majú menej hlbokých koreňov a vyžadujú menej miesta, sú skvelou voľbou pre obyvateľov miest, ktorí žijú v uzavretých priestoroch, suchých oblastiach a veľmi chladnom podnebí.

Keďže celé prostredie je kontrolované a rastliny prijímajú len nevyhnutné množstvo makro a mikroživín, hydroponické poľnohospodárstvo umožňuje efektívne využitie živín.

V porovnaní s rastlinami pestovanými prostredníctvom tradičného poľnohospodárstva, kde sú rastliny závislé od živín prítomných v pôde, ktoré sú závislé od rôznych parametrov prostredia, je známe, že rastliny pestované prostredníctvom hydropónie dosahujú lepší výnos a vysokú rýchlosť rastu tým, že poskytujú optimálne požadované živiny. pre rast.

Zmeny teploty, vlhkosti a kvality vody môžu napríklad vystavovať rastliny stresu a meniť ich biochemické zloženie, čo môže mať vplyv na rast a kvalitu produkcie.

7. Uľahčuje mikroklímu 

Vďaka hydroponickému skleníku si môžu záhradníci prispôsobiť ideálne prostredie pre každú plodinu vďaka technológii Micro-Climate Technology. Pestovatelia môžu vytvoriť optimálnu mikroklímu pre každý druh plodiny, ktorú pestujú, vhodnou úpravou klímy v uzavretom systéme.

Hydroponický skleník môže mať časť, kde sa špenát uchováva pri teplote 55 °F. Bližšie k 70 ° F sa rímsky šalát môže pestovať na inom mieste. Pestovatelia môžu produkovať viac druhov v jednom systéme, keď riadia mikroklímu obklopujúcu každú plodinu.

8. Sezónnosť a predvídateľnosť

Väčšina plodín je obmedzená na pestovanie v určitých obdobiach a klimatických podmienkach. Potravinári dovážajú letnú zeleninu z celého sveta, keď ju spotrebitelia požadujú v najväčšej zime. To zhoršuje tranzitnú situáciu problém skleníkových plynov.

Téma predvídateľnosti je iná. Úrodu plodín ovplyvňuje množstvo faktorov. Skorý mráz, sucho, povodeň, Alebo búrka môže zničiť celé pole plodín a farmár to často nedokáže zastaviť.

S krytými hydroponickými farmami môžu výrobcovia neustále zberať svoju úrodu počas celého roka. Bez ohľadu na ročné obdobie rastú tieto plodiny po celý rok. Okrem toho sú výnosy oveľa predvídateľnejšie, pretože sú chránené pred problémami, ktoré by mohli viesť k neúrode.

9. Plodiny rastú rýchlejšie 

Schopnosť hydroponickej technológie zberať plodiny rýchlejšie ako konvenčné techniky je povzbudivým pokrokom. Väčšie a rýchlejšie plodiny možno produkovať, keď sa každá rastlina pestuje v ideálnych podmienkach.

Mnohí pestovatelia, ktorí používajú hydropóniu, však tvrdia, že ich plodiny dozrievajú za polovičný čas – alebo dokonca za kratší čas – ako tie, ktoré sa vyrábajú v pôde. Zelená listová zelenina vykazuje túto rýchlosť najviac; zisky však možno dosiahnuť takmer akýmkoľvek typom hydroponickej rastliny.

10. Systém na úsporu času

Tradičné poľnohospodárstvo prináša úrodu, ktorá nemusí byť vždy primeraná alebo vhodná z hľadiska kvality a kvantity a od farmárov si vyžaduje veľa času a úsilia, aby zvládli obrábanie pôdy, pletie, zavlažovanie a fumigáciu.

Na druhej strane, všetko, čo musíte urobiť s hydropóniou, je umiestniť ju na miesto, ktoré si vyberiete, a sledovať, ako vaše rastliny rastú. Aj keď môže dôjsť k počiatočným výdavkom finančných prostriedkov a úsilia, správne riadenie zaisťuje značné výnosy z dlhodobého hľadiska.

11. Vyžadovať menej práce 

Pôdne poľnohospodárstvo si vyžaduje veľa práce a možno aj zdaňuje. Pri určitých procesoch, ako je zber krehkých plodín, je stále potrebný ľudský dotyk, aj keď mnohé aspekty tejto metódy pestovania je možné automatizovať.

Aj keď je v hydroponických skleníkoch stále potrebná ľudská práca, menšia veľkosť budov umožňuje rýchlejšie dokončiť úlohy, čo vám umožní dokončiť viac práce s menším počtom pracovníkov. Okrem toho sa na pracovníkov v týchto zariadeniach nepoužívajú žiadne škodlivé chemické pesticídy.

Kariéra v hydropónii funguje v prostredí podobnom laboratóriám, pričom sa vyhýba rizikám spojeným s tradičnou poľnohospodárskou prácou v prospech slušnej mzdy a výhod.

12. Skracuje dodávateľský reťazec 

Vzdialenosť, ktorú musí čerstvý tovar prejsť z vidieckych oblastí, kde sa zhromažďuje, k regálom v obchode s potravinami, kde sa predávajú, predstavuje jednu z najväčších výziev v našom dodávateľskom reťazci.

Ak často navštevujete farmársky trh vo svojom susedstve, pravdepodobne si uvedomujete, o koľko príjemnejšie chutia čerstvé produkty. Čerstvé jedlá môžu byť pestované hydroponicky a zbierané minúty alebo hodiny predtým, ako ich skonzumujú zákazníci.

Potravinári môžu ponúkať čerstvejšie potraviny – často zozbierané v priebehu niekoľkých hodín alebo dní – vďaka hydroponickým farmám. Ak chcete poskytnúť výber potravín s bielym štítkom, ako sú vrecované šaláty a čerstvé bylinky, môžu tiež spolupracovať s hydroponickými skleníkmi.

Vďaka kratšiemu dodávateľskému reťazcu môžu svojim spotrebiteľom poskytovať potraviny priamo z farmy, čím sa eliminuje potreba sprostredkovateľov.

Nevýhody hydroponického poľnohospodárstva 

V porovnaní s tradičným poľnohospodárstvom je hydroponické poľnohospodárstvo jednoduchšie a efektívnejšie. Ako všetko pekné, ani hydroponické poľnohospodárstvo nie je bez problémov.

• Vysoké náklady na nastavenie
• Závislosť na pevnom zdroji energie alebo systéme
• Údržba a monitorovanie na vysokej úrovni 
• Náchylnosť na choroby prenášané vodou
• Vyžaduje špeciálne odborné znalosti

1. Vysoké náklady na nastavenie

Náklady na nastavenie hydroponického systému sú vysoké. To platí najmä pre rozsiahly systém so starostlivo navrhnutou architektúrou.

Počiatočná inštalácia úpravne vody, nádrže na živiny, osvetlenia, vzduchového čerpadla, zásobníka, regulátora teploty, EC, kontroly kyslosti a vodovodných systémov môže vyžadovať značný počiatočný rozpočet v závislosti od automatizácie a technológie, ktorá sa používa na nastavenie hydroponického systému. .

2. Závislosť na pevnom zdroji napájania alebo systéme

Elektrina je potrebná pre pasívne aj aktívne hydroponické systémy na prevádzku rôznych častí, vrátane pestovateľských svetiel, vodných čerpadiel, prevzdušňovačov, ventilátorov atď. Strata energie bude mať teda dopad na celý systém. Ak pestovateľ nezaznamená výpadok prúdu v aktívnom systéme, môže to byť škodlivé pre rastliny.

3. Údržba a monitorovanie na vysokej úrovni 

Pri hydroponickom pestovaní rastlín je potrebný väčší dohľad a mikromanažment ako pri konvenčnom pestovaní rastlín. Všetky komponenty systému – svetlá, teplota a niekoľko parametrov živného roztoku vrátane pH a elektrickej vodivosti – je potrebné neustále monitorovať, aby sa vytvorilo dôsledne regulované pestovateľské prostredie.

Aby sa predišlo hromadeniu a upchávaniu, musí sa výživný roztok pravidelne vypúšťať a dopĺňať a komponenty systému sa musia často čistiť.

4. Náchylnosť na choroby prenášané vodou

Neustály prietok vody cez hydroponický systém zvyšuje nebezpečenstvo niektorých infekcie prenášané vodou pre rastliny, aj keď pestovanie rastlín týmto spôsobom pomáha znižovať riziko choroby prenášané pôdou.

Tieto choroby sa môžu príležitostne šíriť z jednej rastliny na druhú vodnými roztokmi. To môže viesť k vyhynutiu každej rastliny v systéme.

5. Vyžaduje špeciálne odborné znalosti

Hydroponický systém zahŕňa množstvo technických detailov. Systémové nástroje a postupy vyžadujú, aby ich obsluhoval niekto so správnym školením a skúsenosťami. Bez potrebných znalostí je nepravdepodobné, že by rastliny prekvitali, čo by mohlo mať škodlivý vplyv na produkciu a viesť k významným stratám.

Môžu byť hydroponické rastliny certifikované ako ekologické len preto, že sú pestované bez použitia pesticídov? Vzhľadom na to, že ekologické poľnohospodárstvo zahŕňa zvyšovanie úrodnosti a kvality pôdy, niektorí ekologickí poľnohospodári sú proti tomuto pojmu.

Udelenie organickej akreditácie hydroponickému systému je nesprávne, pretože nevyžaduje pôdu. Avšak, Deviaty obvodný súd rozhodla v prospech USDA, povoľujúc hydroponicky pestované rastliny, aby boli certifikované ako organické, pokiaľ neobsahujú odpadové vody, geneticky modifikované organizmy a chemické hnojivá.

Environmentálne dopady hydropónie

• Ochrana vody
• Energeticky úsporné
• Menšie používanie pesticídov
• Menšie využitie pôdy
• Znížená uhlíková stopa: Čerstvé produkty a ľahký prístup
• Udržateľné plodiny

1. Ochrana vody

Môže sa zdať, že systém využíva viac vody, pretože je „hydroponický“, ale nie je to tak. V porovnaní s konvenčnými poľnohospodárskymi technikami založenými na pôde využívajú hydroponické systémy podstatne menej vody a recyklujú a opätovne využívajú odpadovú vodu.

Okrem toho zavlažovacie systémy v týchto skleníkoch poskytujú vodu priamo ku koreňom rastlín, čo vedie k malému odparovaniu a odtoku a dodáva presné množstvo vody, ktoré rastliny potrebujú. Keď sa tieto iniciatívy skombinujú, spotrebujú až desaťkrát menej vody ako konvenčné poľnohospodárske techniky.

2. Energeticky efektívny

Systémy využívajúce hydropóniu sú prirodzene energeticky efektívne. Aby sa maximalizoval rast rastlín, starostlivo regulovaná teplota, vlhkosť a osvetlenie znižujú potrebu dodatočnej energie na udržanie ideálnych pestovateľských podmienok. LED pestovateľské svetlá sú energeticky účinnejšie a možno ich prispôsobiť tak, aby poskytovali presné svetelné spektrum, ktoré rastliny vyžadujú.

Spomínaný vodný systém spotrebuje podstatne menej energie na čerpanie a distribúciu vody pri recirkulácii živín a vody. Napokon, veľa hydroponických skleníkov spotrebuje menej energie ako konvenčné skleníky, pretože majú energeticky účinné systémy vykurovania a chladenia.

3. Menej používania pesticídov

Pretože hydroponické systémy sú odolné voči škodcom a chorobám, vyžadujú menej pesticídov, čo znamená, že sa do životného prostredia uvoľňuje menej chemikálií a farmári môžu pracovať v bezpečnejšej atmosfére.

Podľa štúdií môžu pesticídy okrem toho, že sa dostanú do systémov podzemných vôd a šíria sa vetrom, zabíjať hmyz, vtáky a vodné druhy. Herbicídy nie sú potrebné, pretože nevznikajú žiadne buriny. Herbicídy nie sú potrebné, pretože nevznikajú žiadne buriny.

Keďže hydroponické farmy vyžadujú menej pôdy a sú ľahšie dostupné pre komunity, ktoré nemusia mať ľahký prístup k čerstvým produktom, mnohé z nich sa nachádzajú v blízkosti mestských centier alebo dokonca v nich.

4. Menšie využitie pôdy

Pretože hydroponické systémy sú konštruované vertikálne, zaberajú menej miesta a vyžadujú menšiu plochu. V 2.7-akrovom hydroponickom skleníku sa môže ročne vyprodukovať 1.5 milióna porcií listovej zeleniny.

Zoberme si Gotham Greens ako príklad. Spoločnosť bola založená v roku 2009 a spravuje viac ako 1.2 milióna štvorcových stôp hydroponických skleníkov v siedmich štátoch Spojených štátov amerických. Nachádza sa na streche Whole Foods a ich skleník v Brooklyne sa rozrástol na jedného z najväčších producentov skleníkového šalátu v Severnej Amerike.

5. Znížená uhlíková stopa: Čerstvé produkty a ľahký prístup

Keďže hydroponické farmy vyžadujú menej pôdy a sú ľahšie dostupné pre komunity, ktoré nemusia mať ľahký prístup k čerstvým produktom, mnohé z nich sa nachádzajú v blízkosti mestských centier alebo dokonca v nich.

Môže trvať týždeň alebo aj dlhšie, kým produkty doputujú z poľa do regálov obchodov s potravinami, pričom 50 % ovocia a 20 % zeleniny pochádza z krajín mimo krajiny.

V mestských oblastiach dokáže hydroponické poľnohospodárstvo vyprodukovať potraviny za menej ako 48 hodín, od skleníka až po policu. V porovnaní s inými možnosťami sú emisie výrazne nižšie, pretože produkty nemusia cestovať tak ďaleko.

Zatiaľ čo roztok hnojiva v hydropónii je možné znovu použiť donekonečna, samotné živiny je potrebné nahradiť, pretože sa vyčerpávajú. Keď roztok kvapká z priechodov do zásobníka živín, zhromažďujú ho. Poľnohospodári môžu získať živiny aj z rôznych zdrojov. Rybí odpad sa používa ako zdroj živín v jednej metóde nazývanej akvapónia.

6. Udržateľné plodiny

S hydroponickými systémami môžu byť plodiny pestované celoročne na akomkoľvek mieste vytvorením ideálneho pestovateľského prostredia. To môže viesť k vyšším výnosom plodín ako konvenčné poľnohospodárske techniky, najmä v kombinácii so zlepšenou kontrolou zásobovania živinami.

Pomocou hydroponických techník niektoré podniky tvrdia, že dokážu vypestovať až 240-krát viac plodín, ako by dokázali na konvenčných farmách. Skleníky môžu priniesť zdravšiu produkciu rýchlejšie pomocou technológie na monitorovanie zdravia a pokroku plodín.

Riziká v hydroponickom priemysle

Podobne ako čokoľvek iné, aj toto rozvíjajúce sa odvetvie môže byť vystavené určitým nebezpečenstvám, ako napríklad:

• Poškodenie majetku: Vzhľadom na vysoké náklady na spustenie týchto systémov a pestovateľských domov by akékoľvek poškodenie mohlo viesť k veľkým finančným stratám.
• Poškodenie vodou: poškodenie plodín a majetku môže byť dôsledkom úniku alebo inej poruchy systému.
• Prerušenia napájania môžu poškodiť rastliny v hydroponických skleníkoch, pretože sa väčšinou spoliehajú na technológiu na udržanie ideálnych pestovateľských podmienok.
• Manipulácia s chemikáliami: Hydropónia využíva rôzne chemikálie, ako sú živiny, látky na úpravu pH a ďalšie. V dôsledku toho musia zamestnanci rozumieť bezpečným technikám manipulácie s chemikáliami, aby sa predišlo nehodám.

Záverečné myšlienky

Hydroponické poľnohospodárstvo je produktívna technika pestovania rastlín v interiéri, ktorá ponúka niekoľko výhod. Bez použitia pesticídov umožňuje záhradníkom oveľa rýchlejšie produkovať rastliny bohaté na živiny.

Má určité nevýhody, ktoré však prevážia jeho výhody. Hydroponika je celoročná technika, ktorú môžu využívať komunity, podniky a jednotlivci na pestovanie rastlín bez chorôb za predpokladu, že majú potrebné znalosti a využitie. trvalo udržateľných zdrojov energie.

Odporúčanie

• 10 Problémy udržateľného poľnohospodárstva a jeho dopady na poľnohospodárstvo
  .
• 5 najlepších Environmentálnych spoločností v Lagos
  .
• Slnečné okuliare Ocean Cleanup, ako pomáhajú a kde ich získať
  .
• 13 organizácií na čistenie oceánov a ich zameranie
  .
• 12 Rozdiel medzi ekologickým a konvenčným poľnohospodárstvom.