Hydroponické zemědělství – výhody, nevýhody a dopad na životní prostředí

Možná neznáte termín hydroponie, přesto je důležitý pro naši snahu o udržitelnost. V tomto příspěvku zkoumáme, co je hydroponické zemědělství, výhody a nevýhody hydroponie a také to, jak ovlivňují životní prostředí.

Co je hydroponické zemědělství?

Rostliny se pěstují hydroponicky ve vodě bohaté na živiny, buď s nebo bez mechanické pomoci inertního média, jako je perlit, písek nebo štěrk. Pro vědecký výzkum výživy rostlin se rostliny dlouho pěstovaly s kořeny ponořenými ve vodě a roztocích hnojiv.

Tato kultivační technika byla používána v rané komerční hydroponii (řecky hydro-, což znamená „voda“ a ponos, což znamená „práce“). Nicméně štěrková kultura - ve které štěrk podporuje rostliny ve vodotěsném lůžku nebo lavici - nahradila tuto techniku ​​kvůli problémům s udržováním rostlin v normální vzpřímené pěstební poloze a provzdušňováním roztoku.

Účinně byly použity četné typy substrátů, jako je tavená břidlice, písek, pemza, perlit, rýžové slupky, žulové třísky, roztavená hornina zvlákněná do vláken, hliněné pelety a kokosové kokosové vlákno.

Periodicky se čerpá roztok hnojiva – často vyrobený ze syntetických hnojiv nebo rybího či kachního exkrementu; frekvence a koncentrace tohoto roztoku se liší v závislosti na typu rostliny a faktorech prostředí, jako je teplota a světlo. Čerpání je často automatické a roztok se vyprazdňuje do nádrže.

Roztok hnojiva se skládá z různých chemických sloučenin, které jsou klasifikovány pro použití v zemědělství nebo zahradnictví a obsahují různá množství hlavních prvků potřebných pro růst rostlin, jako je draslík, fosfor a dusík, stejně jako různé stopové nebo minoritní prvky, jako je síra. hořčík a vápník.

Pravidelně prováděné testy odhalují, zda je potřeba více chemikálií nebo vody, ačkoli roztok lze používat neomezeně dlouho. Typicky lze chemické složky kombinovat v suchu a uchovávat ve skladu. Koncentrace roztoku a frekvence čerpání se zvyšují s rostoucími rostlinami.

Typy hydroponického zemědělství

• Aktivní systém
• Pasivní systém

Aktivní systém

V aktivním systému poskytuje vodní roztok, který je čerpán kolem, kořenům rostlin okamžitý přístup k živinám. Protože je tento systém složitější, některým pěstitelům může připadat náročný. Nutriční roztok je dopravován ze zásobníku ke kořenům pomocí čerpadel aktivního systému. Přebytečný roztok se po vstřebání kořeny vrací do rezervoáru.

Pasivní systém

V pasivních systémech nejsou čerpadla potřebná k pohybu řešení. Rostliny jsou spíše ponořeny do roztoku, který se ke kořenům dostává prostřednictvím různých mechanismů, jako jsou kapilární sítě, zaplavení a gravitace. Použití tohoto druhu hydroponického zemědělství je jednoduché, protože nevyžaduje žádná čerpadla.

Na druhou stranu musí zemědělec vodu pravidelně vyměňovat. Kromě toho nedostatek čerpadel usnadňuje růst řas, což potenciálně snižuje kvalitu vody.

Výhody hydroponického zemědělství 

Hydroponie je produktivní systém pro pěstování rostlin a pravděpodobně se zařadí mezi nejpraktičtější a nejpraktičtější udržitelné způsoby výroby potravin zakrátko. Mezi jeho hlavní výhody patří:

• Nevyžaduje půdu
• Výroba vysoce kvalitních potravin pro větší populaci
• Snížená spotřeba vody 
• Snížený výskyt škůdců a hub
• Zlepšený výnos
• Optimální využití plošné/regionální rozmanitosti
• Usnadňuje mikroklima 
• Sezónnost a předvídatelnost
• Plodiny rostou rychleji 
• TTime-SavingSystem
• Vyžadovat méně práce 
• Zkracuje dodavatelský řetězec 

1. Nevyžaduje půdu

První a nejzřejmější výhodou hydroponického zahradničení je, že nevyžaduje půdu. Proč je to relevantní? Jeden z největší problémy zemědělství a zeměkoule dnes degraduje půdu. Hospodaření ve znehodnocené půdě je stále těžší a těžší.

Degradace půdy může vzniknout chemickými a fyzikálními procesy. Fyzická degradace je spojena s fyzickým narušením zemědělským zařízením a přirozenou erozí. Znečištění a jiné formy kontaminace způsobují chemické poškození. Degradace obou typů zanechává půdu bez živin a nevhodnou pro produkci výživných plodin.

Protože hydroponická zelenina nezhoršuje eroze půdy, mohou zmírnit dopady degradace půdy. Vzhledem k tomu, že živiny pro tyto plodiny pocházejí z dobré ornice, nejsou také ovlivněny výsledky krize.

2. Výroba vysoce kvalitních potravin pro větší populaci

Vzhledem k tomu, že hydroponické systémy jsou uvnitř, je méně pravděpodobné, že se výrobci setkají s napadením škůdci, a proto nepoužívají pesticidy. Kromě toho rostliny dostávají potřebné živiny přímo v roztoku, což jim umožňuje růst rychleji a bez chorob.

Kromě toho, že je hydroponický systém velmi kvalitní, může podporovat větší populaci v městském prostředí, čímž se zvyšuje dostupnost místně pěstovaných potravin v těchto místech.

3. Snížená spotřeba vody 

Při srovnání hydroponického zemědělství s normálním zemědělstvím se spotřebuje mnohem méně vody. Velkou část z toho tvoří opětovné použití hydroponického systému a recirkulace vodního roztoku potrubím. Poté se přebytečná voda vrátí do zásobníku nutričního roztoku.

Z tohoto důvodu je hydroponie užitečnou zemědělskou metodou v oblastech, kde sucha způsobila nedostatek vody. Na druhou stranu konvenční zemědělství spotřebovává velké množství vody, z níž se mnoho vyplýtvá kvůli nedostatečnému zavlažování a odpařování. Nakonec se k rostlinám dostane velmi málo vody.

4. Snížený výskyt škůdců a hub

Vzhledem k tomu, že půda není nutná pro hydroponický růst rostlin, existuje méně případů onemocnění přenášených půdou. Kromě toho, protože tento způsob chovu se provádí uvnitř v kontrolovaném prostředí, existuje pravděpodobnost napadení hmyzem.

5. Zlepšená výtěžnost

Rostliny pěstované hydroponicky mají regulované a pozorované prostředí. Kromě toho kořeny rostou rychleji, když jsou jim přímo dodány potřebné živiny.

Protože kultivátory nejsou závislé na ročních obdobích, vnitřní prostředí také zvyšuje produktivitu. To znamená, že plodiny lze produkovat po celý rok, aniž byste se museli starat o ztrátu úrody v důsledku klimatických výkyvů, zamoření škůdci nebo problémů s pozemními zvířaty a ptáky.

6. Optimální využití plošné/regionální rozmanitosti

Úspora místa je jednou z hlavních výhod hydroponického zahradničení. Protože rostliny v tradičním zemědělství musí hledat živiny v půdě, vytvářejí hlubší kořeny.

V hydroponii však kořeny dostávají živiny okamžitě, takže je nemusí shánět. Protože hydroponické rostliny mají méně hlubokých kořenů a vyžadují méně místa, jsou skvělou volbou pro obyvatele měst, kteří žijí v uzavřených prostorách, suchých oblastech a silně chladném podnebí.

Jelikož je celé prostředí řízeno a rostliny dostávají pouze nezbytné množství makro a mikroživin, umožňuje hydroponické zemědělství efektivní využití živin.

Ve srovnání s rostlinami pěstovanými tradičním zemědělstvím, kde jsou rostliny závislé na živinách přítomných v půdě, které jsou závislé na různých parametrech prostředí, je známo, že rostliny pěstované hydroponií dosahují lepšího výnosu a vysoké rychlosti růstu tím, že poskytují optimální požadované živiny. pro růst.

Změny teploty, vlhkosti a kvality vody mohou například vystavit rostliny stresu a změnit jejich biochemické složení, což může mít dopad na růst a kvalitu produkce.

7. Usnadňuje mikroklima 

S hydroponickým skleníkem si mohou zahradníci přizpůsobit ideální prostředí pro každou plodinu díky technologii Micro-Climate Technology. Pěstitelé mohou vytvořit optimální mikroklima pro každý druh plodiny, kterou pěstují, vhodnou úpravou klimatu v uzavřeném systému.

Hydroponický skleník může mít část, kde je špenát udržován v chladu 55 ° F. Blíže k 70 ° F, římský salát může být pěstován na jiném místě. Pěstitelé mohou produkovat více druhů v jednom systému, když spravují mikroklima obklopující každou plodinu.

8. Sezónnost a předvídatelnost

Většina plodin je omezena na pěstování v určitých ročních obdobích a podnebích. Potravináři dovážejí letní zeleninu z celého světa, když ji spotřebitelé požadují v největší zimě. To zhoršuje tranzit související problém skleníkových plynů.

Téma předvídatelnosti je jiné. Výnos plodin ovlivňuje celá řada faktorů. Časný mráz, sucho, povodeňnebo bouře může zničit celé pole plodin a farmář je často bezmocný to zastavit.

Díky vnitřním hydroponickým farmám mohou producenti neustále sklízet své plodiny po celý rok. Bez ohledu na roční období rostou tyto plodiny po celý rok. Kromě toho jsou výnosy mnohem předvídatelnější, protože jsou chráněny před problémy, které by mohly vést k neúrodě.

9. Plodiny rostou rychleji 

Schopnost hydroponické technologie sklízet plodiny rychleji než konvenční techniky je povzbudivým pokrokem. Větší a rychlejší plodiny lze produkovat, když je každá rostlina pěstována v ideálních podmínkách.

Mnoho pěstitelů, kteří používají hydroponii, však tvrdí, že jejich plodiny dozrávají za poloviční čas – nebo dokonce méně – než ty, které se pěstují v půdě. Zelená listová zelenina vykazuje tuto rychlost nejvíce; zisky však lze dosáhnout téměř jakýmkoliv typem hydroponické rostliny.

10. Systém úspory času

Tradiční zemědělství přináší plodinu, která nemusí být vždy adekvátní nebo vhodná, pokud jde o kvalitu a kvantitu, a farmářům vyžaduje mnoho času a úsilí, aby zvládli obdělávání půdy, plení, zalévání a fumigaci.

Na druhou stranu, vše, co musíte udělat s hydroponií, je umístit ji na vámi zvolené místo a sledovat, jak vaše rostliny rostou. I když může dojít k počátečnímu vynaložení finančních prostředků a úsilí, správné řízení zajišťuje značné výnosy z dlouhodobého hlediska.

11. Vyžadovat méně práce 

Zemědělství založené na půdě vyžaduje hodně práce a možná je i zdanitelné. V určitých procesech, jako je sklizeň křehkých plodin, je stále vyžadován lidský dotek, i když mnoho aspektů této pěstební metody lze automatizovat.

Přestože je v hydroponických sklenících stále nutná lidská práce, menší velikost budov umožňuje dokončit zakázky rychleji, což vám umožní dokončit více práce s menším počtem pracovníků. Kromě toho nejsou na pracovníky v těchto zařízeních používány žádné škodlivé chemické pesticidy.

Kariéra v hydroponii funguje v prostředích podobných laboratořím a vyhýbají se rizikům spojeným s tradiční zemědělskou prací ve prospěch slušného platu a výhod.

12. Zkracuje dodavatelský řetězec 

Vzdálenost, kterou musí čerstvé zboží urazit z venkovských oblastí, kde se shromažďuje, k regálům obchodů s potravinami, kde se prodává, představuje jednu z největších výzev v našem dodavatelském řetězci.

Pokud často navštěvujete farmářský trh ve svém sousedství, pravděpodobně víte, o kolik lépe chutná čerstvé produkty. Čerstvá jídla lze pěstovat hydroponicky a sklízet minuty nebo hodiny před tím, než je zákazníci zkonzumují.

Prodejci potravin mohou díky hydroponickým farmám nabízet čerstvější potraviny – často sklizené během několika hodin nebo dnů. Aby mohli nabízet výběr potravin s bílou etiketou, jako jsou pytlované saláty a čerstvé bylinky, mohou také spolupracovat s hydroponickými skleníky.

Díky kratšímu dodavatelskému řetězci mohou poskytovat potraviny svým spotřebitelům přímo z farmy, čímž odpadá potřeba prostředníků.

Nevýhody hydroponického zemědělství 

Ve srovnání s tradičním zemědělstvím je hydroponické zemědělství jednodušší a efektivnější. Jako všechno hezké, ani hydroponické zemědělství není bez problémů.

• Vysoké náklady na nastavení
• Závislost na pevném zdroji energie nebo systému
• Údržba a monitorování na vysoké úrovni 
• Náchylnost k nemocem přenášeným vodou
• Vyžaduje speciální odbornost

1. Vysoké náklady na nastavení

Náklady na nastavení hydroponického systému jsou vysoké. To platí zejména pro rozsáhlý systém s pečlivě navrženou architekturou.

Počáteční instalace úpravny vody, nádrže na živiny, osvětlení, vzduchového čerpadla, zásobníku, regulátoru teploty, EC, regulace kyselosti a vodovodních systémů může vyžadovat značný počáteční rozpočet v závislosti na automatizaci a technologii použité pro nastavení hydroponického systému. .

2. Závislost na pevném zdroji napájení nebo systému

Elektrická energie je vyžadována pro pasivní i aktivní hydroponické systémy pro provoz různých částí, včetně pěstebních světel, vodních čerpadel, provzdušňovačů, ventilátorů a tak dále. Ztráta výkonu bude mít tedy dopad na celý systém. Pokud si pěstitel nevšimne výpadku proudu v aktivním systému, může to být pro rostliny škodlivé.

3. Údržba a monitorování na vysoké úrovni 

Při hydroponickém pěstování rostlin je potřeba většího dohledu a mikromanagementu než u konvenčního pěstování rostlin. Všechny součásti systému – světla, teplota a několik parametrů živného roztoku, včetně pH a elektrické vodivosti – je třeba neustále monitorovat, aby se vytvořilo pečlivě regulované prostředí pro pěstování.

Aby se předešlo hromadění a ucpávání, musí být nutriční roztok také pravidelně vypouštěn a doplňován a součásti systému se musí často čistit.

4. Náchylnost k nemocem přenášeným vodou

Neustálý průtok vody hydroponickým systémem zvyšuje nebezpečí některých infekcí přenášených vodou pro rostliny, i když pěstování rostlin tímto způsobem pomáhá snížit riziko nemoci přenášené půdou.

Tyto nemoci se mohou příležitostně šířit z jedné rostliny na ostatní vodními roztoky. To může vést k vyhynutí všech rostlin v systému.

5. Vyžaduje zvláštní odbornost

Hydroponický systém zahrnuje mnoho technických detailů. Systémové nástroje a postupy vyžadují někoho se správným školením a zkušenostmi, aby je obsluhoval. Bez nezbytných znalostí je nepravděpodobné, že by rostliny vzkvétaly, což by mohlo mít škodlivý vliv na produkci a vést k významným ztrátám.

Mohou být hydroponické rostliny certifikovány jako ekologické jen proto, že jsou pěstovány bez použití pesticidů? Vzhledem k tomu, že ekologické zemědělství znamená zvyšování úrodnosti a kvality půdy, někteří ekologičtí zemědělci jsou proti tomuto pojetí.

Udělení organické akreditace hydroponickému systému je nesprávné, protože nevyžaduje půdu. Nicméně, Devátý obvodní soud rozhodl ve prospěch USDA, povolující hydroponicky pěstované rostliny, aby byly certifikovány jako organické, pokud neobsahují odpadní vodu, geneticky modifikované organismy a chemická hnojiva.

Environmentální dopady hydroponie

• Ochrana vod
• Energeticky úsporné
• Menší používání pesticidů
• Menší využití půdy
• Snížená uhlíková stopa: Čerstvější produkty a snadný přístup
• Udržitelné plodiny

1. Ochrana vody

Může se zdát, že systém využívá více vody, protože je „hydroponický“, ale není tomu tak. Ve srovnání s konvenčními zemědělskými technikami založenými na půdě využívají hydroponické systémy podstatně méně vody a recyklují a znovu využívají odpadní vodu.

Kromě toho zavlažovací systémy v těchto sklenících poskytují vodu přímo ke kořenům rostlin, což má za následek malé odpařování a odtok a dodává přesné množství vody, které rostliny potřebují. V kombinaci tyto iniciativy spotřebují až desetkrát méně vody než konvenční zemědělské techniky.

2. Energetická účinnost

Systémy využívající hydroponii jsou přirozeně energeticky účinné. Aby se maximalizoval růst rostlin, pečlivě regulovaná teplota, vlhkost a osvětlení snižují potřebu dodatečné energie pro udržení ideálních podmínek růstu. LED pěstební světla jsou energeticky účinnější a lze je přizpůsobit tak, aby poskytovala přesné světelné spektrum, které rostliny vyžadují.

Zmíněný vodní systém spotřebuje podstatně méně energie na čerpání a distribuci vody při recirkulaci živin a vody. A konečně, mnoho hydroponických skleníků spotřebuje méně energie než konvenční skleníky, protože mají energeticky účinné systémy vytápění a chlazení.

3. Méně používání pesticidů

Protože hydroponické systémy jsou odolné vůči škůdcům a chorobám, vyžadují méně pesticidů, což znamená, že se do životního prostředí uvolňuje méně chemikálií a zemědělci mohou pracovat v bezpečnější atmosféře.

Podle studií mohou pesticidy zabíjet hmyz, ptáky a vodní druhy kromě toho, že se dostanou do podzemních vod a šíří se větrem. Herbicidy nejsou nutné, protože také nevznikají žádné plevele. Herbicidy nejsou nutné, protože také nevznikají žádné plevele.

Vzhledem k tomu, že hydroponické farmy vyžadují méně půdy a jsou snadněji dostupné pro komunity, které nemusí mít snadný přístup k čerstvým produktům, mnoho z nich se nachází v blízkosti městských center nebo dokonce v nich.

4. Menší využití půdy

Protože jsou hydroponické systémy konstruovány vertikálně, zabírají méně místa a vyžadují menší plochu. V 2.7akrovém hydroponickém skleníku lze ročně vyrobit 1.5 milionu porcí listové zeleniny.

Vezměme si příklad Gotham Greens. Společnost byla založena v roce 2009 a spravuje více než 1.2 milionu čtverečních stop hydroponických skleníků v sedmi státech Spojených států. Nachází se na střeše Whole Foods a jejich skleník v Brooklynu se stal jedním z největších producentů skleníkového salátu v Severní Americe.

5. Snížená uhlíková stopa: Čerstvější produkty a snadný přístup

Vzhledem k tomu, že hydroponické farmy vyžadují méně půdy a jsou snadněji dostupné pro komunity, které nemusí mít snadný přístup k čerstvým produktům, mnoho z nich se nachází v blízkosti městských center nebo dokonce v nich.

Může trvat týden nebo déle, než produkty doputují z pole do regálů obchodů s potravinami, přičemž 50 % ovoce a 20 % zeleniny pochází ze zahraničí.

V městských oblastech může hydroponické zemědělství produkovat potraviny za méně než 48 hodin, od skleníku po regál. Ve srovnání s jinými možnostmi jsou emise výrazně nižší, protože produkty nemusí cestovat tak daleko.

Zatímco roztok hnojiva v hydroponii lze znovu používat donekonečna, samotné živiny je třeba nahrazovat, protože jsou vyčerpány. Jak roztok kape z průchodů do zásobníku živin, shromažďují ho. Zemědělci mohou také získávat živiny z různých zdrojů. Rybí odpad se používá jako zdroj živin v jedné metodě zvané akvaponie.

6. Udržitelné plodiny

S hydroponickými systémy lze plodiny pěstovat po celý rok na jakémkoli místě vytvořením ideálního pěstebního prostředí. To může vést k vyšším výnosům plodin než konvenční zemědělské techniky, zejména v kombinaci se zlepšenou kontrolou zásobování živinami.

Pomocí hydroponických technik některé podniky tvrdí, že jsou schopny vypěstovat až 240krát více plodin, než by dokázaly na konvenčních farmách. Skleníky mohou přinášet zdravější produkci rychleji pomocí technologie ke sledování zdraví a pokroku plodin.

Rizika v hydroponickém průmyslu

Podobně jako cokoli jiného může být toto rozvíjející se odvětví vystaveno určitým nebezpečím, jako jsou:

• Poškození majetku: Vzhledem k vysokým nákladům na spuštění těchto systémů a pěstebních domů by jakékoli poškození mohlo vést k velkým finančním ztrátám.
• Poškození vodou: poškození úrody a majetku může být způsobeno netěsností nebo jinou poruchou systému.
• Přerušení napájení mohou poškodit rostliny v hydroponickém skleníku, protože se spoléhají hlavně na technologii k udržení ideálních podmínek pro růst.
• Manipulace s chemikáliemi: Hydroponie využívá různé chemikálie, jako jsou živiny, látky upravující pH a další. V důsledku toho musí zaměstnanci rozumět bezpečným technikám manipulace s chemikáliemi, aby se předešlo nehodám.

Závěrečné myšlenky

Hydroponické zemědělství je produktivní technika pěstování pokojových rostlin, která nabízí několik výhod. Bez použití pesticidů umožňuje zahradníkům mnohem rychleji produkovat rostliny bohaté na živiny.

Má určité nevýhody, ale ty jsou převáženy jejími výhodami. Hydroponie je celoroční technika, kterou mohou používat komunity, podniky i jednotlivci k pěstování rostlin bez chorob za předpokladu, že mají potřebné znalosti a použití. udržitelné zdroje energie.

Doporučení

• 10 Problémy udržitelného zemědělství a jeho dopady na zemědělství
  .
• 5 Nejlepší Ekologické Společnosti v Lagos
  .
• Sluneční brýle Ocean Cleanup, jak pomáhají a kde je získat
  .
• 13 organizací pro čištění oceánů a jejich zaměření
  .
• 12 Rozdíl mezi ekologickým zemědělstvím a konvenčním zemědělstvím.