Na Zemi žije asi 7,7 miliardy lidí. Každý den je nárůst cca 230 tis. 800 milionů lidí přitom denně pociťuje nedostatek potravin. Nebudu vás nabádat: “Jezme méně, aby mohli jíst i ostatní!” Protože tohle je delirium šílence. Problémem nedostatku potravin není nadspotřeba ve vyspělých zemích, ale nedostatek odpovídajících podmínek pro pěstování potravin v chudých zemích. Nedostatek podmínek souvisí s velkými pouštními oblastmi, jako je například Niger (Nedostanu ban, že?); neustálé vojenské konflikty, jako ve Středoafrické republice; sucho a kobylky, jako na Madagaskaru. Tyto výzvy spojuje zmenšování orné půdy na celé planetě. Nabízí se otázka: kde pěstovat potraviny, když je prostor stále vzácnější? Řešením tohoto obtížného problému může být hydroponie.
Hydroponie je metoda pěstování rostlin bez půdy ve vodě obsahující rozpuštěné živiny.
Hydroponie získala praktické uplatnění dlouho před vytvořením teoretické znalostní báze o této metodě. Již v roce 1100 používaly kmeny Jižní Ameriky a Mexika rákosové vory, na které se pokládalo bahno z vulkanických hornin a vysazovaly se rostliny. Tyto vory byly splavovány k nejbližším jezerům, jejichž voda měla požadovanou teplotu. Minerály z bahna postupně přecházely do roztoku a staly se dostupnými pro výživu rostlin. Podobné struktury byly nalezeny v jiných částech světa. V roce 1275 se Marco Polo setkal s plovoucími zahradami v Číně. Přesné informace o objevitelích této technologie nejsou známy, ale dnes se jedná o nejstarší hydroponické struktury známé historii.
William F. Gerick je považován za zakladatele moderní hydroponie. Vymyslel termín „hydroponie“ a prokázal možnost pěstování různých druhů rostlin v nádobách se živným roztokem. Během druhé světové války byla jeho technologie použita k vytvoření první průmyslové implementace hydroponie. Během pacifické kampaně se americká armáda setkala s problémy s pěstováním potravin na místních kamenitých a slaných půdách. Přeprava potravin do odlehlých oblastí byla velmi nákladný a nepraktický nápad a obtížná byla i japonská letadla, která periodicky útočila na dopravní konvoje. Na ostrově Wake proto naléhavě vznikly hydroponické plantáže, které produkovaly 20 kg rajčat, 10 kg fazolí, 20 kg kukuřičných klasů a 20 kg zeleného salátu týdně. Experiment byl úspěšný, takže na letecké základně Habbaniya v Iráku a Bahrajnu byly vytvořeny stejné plantáže bohaté na ropu, ale ne na potraviny.
Hydroponické zahrady na ostrově Ascension
Představy o výživě rostlin byly po dlouhou dobu založeny na chybných úsudcích Aristotela. Ve svých dílech tvrdil, že rostliny se živí organickou hmotou a pouze zajišťují přerozdělování organické hmoty. Teprve v 1840. století provedl Johann Baptist van Helmont experiment, který zpochybnil Aristotelovy myšlenky. Joseph Priestley a Jan Ingenhaus v XNUMX. století objevili světu fenomén dýchání rostlin a absorpce oxidu uhličitého. Konečné vyvrácení této teorie v roce XNUMX představil ve své knize německý agrochemik Justus von Liebig. Napsal následující: „Rostlinné organismy, nebo tedy organické sloučeniny, jsou prostředkem výživy a udržování života lidí a zvířat. Zdrojem výživy rostlin je naopak výhradně anorganická příroda.“
Zdrojem výživy rostlin jsou anorganické látky
To, co odlišuje hydroponie od tradičního zemědělství, je to, že rostliny mohou růst na inertním substrátu (expandovaná hlína, minerální vlna, kokosová plsť), který poskytuje rostlině fyzickou podporu (ale ne výživu!). Výživu rostlin zajišťuje vodně-solný roztok, jehož receptura je přizpůsobena odrůdám rostlin. Salátový roztok je ale vhodný i k rajčatům, to chuť mírně ovlivní.
Ve skleníkových podmínkách je třeba vzít v úvahu jemnosti, které se v přírodě vyskytují spontánně. V přírodě dešťová voda rozpouští kyslík předtím, než dopadne na zem, a poté nasytí kořeny rostlin kyslíkem. Rostliny bez kyslíku zemřou. Stejně jako zvířata jej potřebují k dýchání. Proto je při hydroponickém pěstování rostlin důležité zajistit kořenům stálý přísun kyslíku. Kromě toho agrochemici identifikovali vztah mezi objemem přicházejícího kyslíku a rychlostí růstu rostlin: čím více kyslíku, tím aktivnější růst.
Co je ještě důležité při pěstování rostlin? Světlo. Rostliny jsou jediné organismy, které mohou získávat energii přímo ze světla. (ahoj, Protossi!). Navíc ozáření s úzkým spektrem vytvoří slabou, neživotaschopnou rostlinu. Každá rostlina je ozařována určitým světelným tokem a toto spektrum se při přechodu z vegetačního období do fáze květu mění. Typicky se jedná o posun celkové teploty světla z 6500 K na 2700 K, resp. Ve vegetačním období se používá LED osvětlení a během kvetení HPS lampy.
Za stoletou moderní historii technologie přišli zemědělští inženýři s mnoha jejími variantami. Nejjednodušší možností jsou periodické záplavové systémy. Obvykle se používal na úsvitu průmyslového rozvoje technologie. Cílem je pravidelně zaplavovat květináč živným roztokem a poté jej vyprázdnit. Při vytékání roztoku se vytvořila zóna nízkého tlaku, která umožňovala obnovu vzduchu a zvýšení obsahu kyslíku. Nevýhodou systému byla povinná stálá přítomnost člověka, protože cyklus se musí poměrně často opakovat. Tato možnost se také příliš nerozšířila, takže v průmyslu nebyla široce rozšířena.
Použití technologií, ve kterých se zvýšilo množství rozpuštěného kyslíku, bylo logickým pokračováním minulých myšlenek. Technika živného lůžka, kterou vytvořil Allen Cooper v 1960. letech minulého století, řešila nedostatky předchozího systému s důrazem na okysličení a škálovatelnost. Zařízení je mírně nakloněný žlab s otvory rozmístěnými v pravidelných intervalech. Do otvorů se vkládají kostky minerální vlny se zakořeněnými rostlinami. Z nádrže níže proudí živný roztok potrubím na opačný konec žlabu. Roztok vytváří tenký film kapaliny, zvlhčuje substrát a zajišťuje nasycení kořenů kyslíkem. Velká plocha kontaktu se vzduchem umožňuje rozpouštění značného množství kyslíku. Roztok ze žlabu proudí zpět do nádrže a vrací se do oběhu.
Souběžně s předchozí technologií byly vyvinuty systémy kapkové závlahy. Rozšířil se díky své jednoduchosti a nízké ceně. Roztok vstupuje do misek s rostlinami kapilárami a jeho přebytek stéká žlabem instalovaným pod rostlinami. Tento systém má však i nevýhody. Kostky je nutné pravidelně omývat čistou vodou, aby se smyly případné krystalické soli na podkladu. To vyžaduje hodně vody, což není příliš ekonomické.
Nejmodernější a prakticky použitelná technologie se nazývá aero-hydroponie. Struktura systému je podobná vrstvě živin, ale s jedním rozdílem. V tomto případě roztok neprotéká skluzem, ale je rozstřikován několika tryskami. Díky tomu se vytváří ještě větší plocha kontaktu se vzduchem, proto se ke kořenům dostává ještě více kyslíku.
Tato technologie se mylně nazývá aeroponie. V aeroponii se roztok rozprašuje pomocí ultrazvukových rozprašovačů, které rozdrtí částice vody až na několik mikrometrů. Živiny tak pronikají přímo do kořene. Teoreticky to znělo skvěle, ale v praxi membrány, které vytvářejí vibrace, rychle zarůstají solemi. V důsledku toho se postřik zastaví a rostliny nedostávají potravu a kyslík.
Ale to jsou jen základy hydroponie. Moderní výzkum je zaměřen na automatizaci a konsolidaci hydroponických technologií. Jedná se o instalace ve tvaru kola s osvětlením uprostřed kolotoče.
Regály ve tvaru A a V zvyšující celkový výkon na 1 metr čtvereční. Nebo ještě lépe: vícepodlažní hydroponické instalace.
Nejvýraznějším příkladem použití hydroponie je potravinářský průmysl v Nizozemsku. Nizozemsko je největším dodavatelem potravin na světě, který je v objemu výroby o něco nižší než Spojené státy. Rozloha Holandska je však 42 508 kilometrů čtverečních a rozloha Spojených států je 231krát větší.
Jak?! Hydroponie a vysoce efektivní zemědělství. Více než polovina území země je zemědělsky využívána. Holandsko je světovým lídrem v produkci ovoce, brambor, cibule a druhým největším vývozcem zeleniny. Většina semen vyprodukovaných ve světě se získává také v Nizozemsku.
Jsem rád, že se hydroponie začala rychle rozvíjet i v Rusku. Tvůrce „Alawar“ Alexander Lyskovsky, který hrál dost „Farm Farm“, se rozhodl vytvořit skutečnou. Projekt iFarm nedávno přilákal milionové investice.
Farmy jsou stavěny ve formátu modulární stavebnice se sadou standardizovaného spotřebního materiálu (osiva, hnojiva, senzory). Mohou být umístěny v prázdných skladech, továrních dílnách, sklepech a na střechách budov. Každé zařízení je napojeno na jednotný cloudový systém pro správu rostoucích parametrů a jednotný systém pro organizaci distribuovaného prodeje.
- Plná kontrola nad postupem kultivace
- Ukládání voda
- Menší potřeba pesticidů
- Není potřeba herbicidů
- Lepší chuť
- Vyšší výnos na jednotku plochy
- V zimě můžete jíst jahody
Jedna chyba může zabít celou úrodu.
Rychlý rozvoj hydroponie nás v budoucnu nenechá hladovými (možná) a umožní vám ochutnat to nejlepší ovoce a zeleninu. Děkuji za pozornost.
Článek byl připraven na základě knihy „Hydroponie pro každého“ od Williama Texiera
Hydroponie je unikátní způsob pěstování rostlin, který se rozšířil v zemědělském průmyslu. V dnešní době se městské zemědělství a hydroponie staly nedílnou součástí – většina městských skleníků funguje pomocí hydroponie. Hydroponie se stala populární díky svým nepochybným výhodám a při správném zacházení i prokázané účinnosti. Základní informace o hydroponii jsme sestavili do krátkého průvodce, který vyzdvihuje její výhody, rozebírá její nevýhody a upozorňuje na její možnosti.
Začněme od úplných základů a pochopíme, co je hydroponie. Hydroponie je způsob pěstování rostlin, při kterém je půda nahrazena prostředím vzduch-voda. V tomto případě dostávají kořeny výživu z uměle vytvořeného vodného roztoku nasyceného kyslíkem a minerály. Složení roztoku je vyvíjeno v souladu s individuálními potřebami rostlin. Pro stabilizaci rostliny v hydroponickém systému je také možné použít nevýživné substráty, jako je keramzit.
Hydroponický způsob pěstování rostlin ve skutečnosti zná téměř každý z nás: kdo v dětství nepěstoval zelenou cibulku v zimě na okenním parapetu, umisťoval cibulky do nádob od majonézy naplněných vodou – to je také hydroponie!
Historie hydroponie
Problematika vyčerpávání půd byla aktuální před tisíci lety a už tehdy lidé vymýšleli různé způsoby, jak pěstovat rostliny bez půdy. Příklady hydroponie zahrnují Hanging Gardens of Babylon, plovoucí zahrady Aztéků v Mexiku a podobné pěstování rostlin ve vodě je popsáno v egyptských hieroglyfických záznamech datovaných několik set let před naším letopočtem.
Modernější způsoby hydroponického pěstování rostlin jsou známy relativně nedávno. Tak poprvé v Rusku vynikající vědec K. A. Timiryazev v roce 1896 na výstavě vědeckých úspěchů v Nižním Novgorodu předvedl rostliny, které dobře rostly bez půdy ve skleněné nádobě, kterou vytvořil, kde byly v nádobách naplněných roztok minerálních solí. Po pečlivém prozkoumání tohoto „zázraku“ jej většina vědců nazvala „svatokrádež“ a o třicet let později, na výstavě na Kalifornské univerzitě, bylo podobné zařízení Williama Gerickeho již nazýváno hydroponie. Je to William Gericke, kdo je uznávaným „otcem“ hydroponie, který naučil celý svět pěstovat rostliny bez půdy. Napsali jsme o něm velký a zajímavý materiál, který si můžete přečíst zde.
Hydroponie byla později integrována do vesmírného programu NASA. Agentura se zabývala praktickými aspekty lidského bytí na jiné planetě a hydroponické pěstování rostlin je skvělé pro vytváření potravy, kyslíku a vody. Před více než 70 lety se do vesmíru dostala první semena (jedná se o stejný let Belky a Strelky) a nyní se na palubě vesmírné stanice již pěstuje plnohodnotná zelenina! Možná brambory z filmu „Marťan“, vypěstované na Marsu, nejsou příběhem ze sci-fi filmu, ale blízkou budoucností?
Co můžete hydroponicky pěstovat?
Hydroponické instalace jsou vhodné pro celoroční pěstování jedlých i okrasných plodin a používají se také jako dekorace pro terénní úpravy. Někteří lidé se mylně domnívají, že tato metoda se používá pouze na velkých komerčních farmách, ale ve skutečnosti jsou kompaktní zařízení pro domácí pěstování docela dostupná.
Co si můžete hydroponicky vypěstovat doma? Téměř vše! Uvedeme pouze nejběžnější plodiny:
Zeleň
Zelení jsou nejvhodnější pro hydroponické pěstování kvůli jejich malé velikosti a schopnosti hustého růstu. Vzhledem k tomu, že celá nadzemní část těchto plodin je jedlá, rostliny produkují bohatou úrodu, kterou lze v domácí zahradě sklízet zhruba jednou týdně. Nejoblíbenějšími možnostmi pěstování jsou petržel, bazalka, řeřicha, listový salát, máta, rukola, špenát a koriandr.
Zelenina
Zelenina také vykazuje dobrý výnos a životaschopnost při pěstování pomocí hydroponických zařízení. Je lepší nevybírat kořenové plodiny, nebudou moci produkovat ovoce. Mezi zeleninové plodiny, které jsou nejvhodnější pro pěstování v hydroponii, patří cibule, okurky, papriky, rajčata, fazole, lilky a cukety.
Bobule
Mezi bobulemi v hydroponii jsou oblíbené plodiny, které netvoří velké keře, nesporným lídrem mezi bobulovými plodinami jsou jahody, ale často se můžete setkat s ostružinami a jahodami.
květiny
Jedlé a okrasné květiny se často komerčně pěstují pomocí hydroponie. To vám umožní zvýšit objem prodeje ve srovnání s konvenčním zemědělstvím. Mnoho tulipánů, kamélií a narcisů, které můžete najít v obchodech, se pěstuje v prostředí voda-vzduch.
Hydroponie se také aktivně používá v interiérovém designu pro terénní úpravy prostoru. S jeho pomocí můžete vytvořit celé zelené stěny nebo vybavit jednotlivá malá zákoutí zeleně. Nejoblíbenější mezi interiérovými designéry jsou: fíkus, břečťan, cissus a chřest.
Výhody hydroponie
Jednou z hlavních výhod této metody je, že si můžete přesně spočítat potřebné množství všech přísad, které pomáhají zvýšit výtěžnost. Vzhledem k tomu, že rostlina se živí roztokem, má městský farmář možnost zcela kontrolovat kvalitativní a kvantitativní obsah živin v ní. To vám umožní zaměřit se na rostlinu a zaměřit se na její individuální potřeby.
Další nepochybnou výhodou je úspora vody. Přestože rostliny pěstované hydroponicky vyžadují neustálý přístup k vodě, spotřebují méně vody než rostliny pěstované v půdě. Půda při zavlažování absorbuje významnou část vlhkosti a vodní roztok používaný v hydroponii je rostlinami zcela využit.
Rostliny pěstované hydroponicky jsou méně náchylné k škůdcům. Vše je zde vysvětleno jednoduše – škůdci se do uzavřeného prostoru dostanou jen velmi obtížně, což snižuje nebo zcela eliminuje nutnost používání pesticidů. A herbicidy také nejsou potřeba – plevel se prostě nemá odkud vzít, žádný plevel – není potřeba používat herbicidy.
Metodou hydroponického pěstování je možné nejen kontrolovat živiny v roztoku, ale také nastavovat vhodné režimy osvětlení a ovlivňovat vlhkost a teplotu vzduchu. Plná kontrola podmínek, ve kterých se rostliny vyvíjejí, umožňuje maximalizovat jejich růst, výnos a dokonce chuťový potenciál.
Ale to hlavní, co se při použití hydroponických technologií stává dostupným, je pěstování plodin i tam, kde se rostlinná produkce zdá nemožná – v zemích se suchým klimatem, v pouštích, na polárním kruhu nebo v megaměstech, kde je dostupnost orné půdy velmi vzácná. Racionální využití prostoru, možnost uspořádání vertikálního uspořádání „záhonů“ a možnost celoročního pěstování dělají z hydroponie celosvětově stále oblíbenější způsob pěstování plodin.
Nevýhody hydroponie
Navzdory skutečnosti, že hydroponie je technologická a moderní metoda, která umožňuje posunout rostlinnou výrobu na novou úroveň, stále není bez nevýhod. Podívejme se na nevýhody hydroponického pěstování rostlin.
Cenou za chybu je sklizeň
Živný roztok je klíčovým faktorem úspěchu hydroponicky pěstovaných plodin. Nadbytek nebo nedostatek živin rostlinám škodí. Pokud se na rostlinách vysazených v půdě postupně objevují negativní důsledky a vy můžete rychle zasáhnout a situaci napravit, pak vás chyba v hydroponii může stát ztrátu celé sklizně během jednoho dne. To je způsobeno odlišnými pufračními vlastnostmi půdy a vody. Půda je schopna udržet relativní stabilitu kolem kořenů rostliny, v hydroponii probíhají všechny procesy téměř okamžitě.
Roztok se nesmí přehřívat
Komfortní teplota pro kořeny ve vodním prostředí je 18–22 stupňů, když se zvýší, kyslík se začne aktivně odpařovat z vlhkosti, což rychle vede k uschnutí celé rostliny. Je nutné sledovat teplotu vodného roztoku, zejména pokud místnost nemá klimatizaci.
Hydroponie není vhodná pro všechny rostliny
Některé plodiny, jako je kořenová zelenina, nejsou vhodné pro pěstování pomocí hydroponických systémů, protože vyžadují příliš složité struktury. A některé, například pšenice, rostou dobře v hydroponii, ale jejich pěstování není vůbec ekonomicky rentabilní.
Závislost na elektřině
Na vytvoření a údržbu hydroponických systémů je vynaloženo velké množství energie. Zalévání rostlin, umělé osvětlení, větrání, regulace teploty – hydroponie je zcela závislá na elektřině. Samozřejmě existují generátory a neustále se vyvíjejí stále ekonomičtější možnosti fytolamp a ventilačních systémů, ale přesto jsou zatím náklady a provoz hydroponické farmy zcela závislé na elektřině.
Epidemie a choroby rostlin se rychle přenášejí
Hustota výsadby a použití běžného vodního roztoku je plné rychlého šíření chorob, pokud se vyskytnou. Nezáleží na tom, zda patogen napadá kořeny rostliny nebo její nadzemní část. Tento nedostatek je však snadno odstranitelný – postiženou rostlinu nebo skupinu rostlin lze rychle a snadno odstranit ze systému a nahradit je zdravými vzorky. Zde se tedy opět vracíme k prvnímu bodu – hydroponická instalace a rostliny v ní vyžadují neustálé sledování a rychlý zásah. Malá rada: nezapomínejte na hygienu! Čisté nastavení je jedním z klíčových faktorů zdraví všech vašich rostlin.
Hydroponii lze samozřejmě říkat budoucnost rostlinné výroby. Zkušení městští farmáři dosahují působivých výsledků a šetří vodní a půdní zdroje planety. Pěstitelé na hydroponických farmách výrazně zkracují cykly pěstování rostlin a zlepšují množství a kvalitu vyráběných produktů. Hydroponie již umožňuje pěstovat potraviny tam, kde se to dříve zdálo nemožné, a zásobuje čerstvými produkty i ty nejodlehlejší kouty planety. Trocha znalostí, zkušeností, úsilí – a úspěch hydroponického pěstování na sebe nenechá dlouho čekat.
