Hydroponic Farming – Fördelar, Nackdelar & Miljöpåverkan

Du kanske inte är bekant med termen hydroponics, men det är viktigt för vår strävan efter hållbarhet. I det här inlägget undersöker vi vad hydroponisk odling är, fördelarna och nackdelarna med hydroponics, samt hur de påverkar miljön.

Vad är hydroponiskt jordbruk?

Växter odlas hydroponiskt i näringsrikt vatten, antingen med eller utan mekanisk hjälp av ett inert medium som perlit, sand eller grus. För vetenskapliga undersökningar av växtnäring har växter länge odlats med sina rötter nedsänkta i vatten och gödsellösningar.

Denna odlingsteknik användes i tidig kommersiell hydroponik (grekiska hydro-, som betyder "vatten" och ponos, som betyder "arbete"). Men gruskultur - där grus stöder växterna i en vattentät bädd eller bänk - ersatte denna teknik på grund av utmaningarna med att hålla plantorna i ett normalt upprätt växtläge och lufta lösningen.

Många substrattyper har använts effektivt, såsom smält skiffer, sand, pimpsten, perlit, risskal, granitspån, smält sten spunnit till fibrer, lerpellets och kokosnötkokos.

Med jämna mellanrum pumpas en gödsellösning – ofta gjord av syntetiska gödselmedel eller fisk- eller ankexkrementer – igenom; frekvensen och koncentrationen av denna lösning varierar beroende på typen av växt och miljöfaktorer som temperatur och ljus. Pumpningen sker ofta automatiskt och lösningen töms i en tank.

Gödsellösningen består av olika kemiska föreningar som är graderade för användning inom jordbruk eller trädgårdsodling och innehåller olika mängder av huvudämnen som krävs för växttillväxt, såsom kalium, fosfor och kväve, såväl som olika spårämnen eller mindre ämnen som svavel magnesium och kalcium.

Tester som utförs regelbundet avslöjar om det krävs mer kemikalier eller vatten, även om lösningen kan användas på obestämd tid. Vanligtvis kan de kemiska komponenterna kombineras torra och lagras. Lösningens koncentration och pumpningsfrekvens ökar när plantorna blir större.

Typer av hydroponiskt jordbruk

• Aktivt system
• Passivt system

Aktivt system

I ett aktivt system ger en vattenlösning som pumpas runt växtrötterna omedelbar tillgång till näringsämnen. Eftersom detta system är mer komplext kan vissa odlare tycka att det är utmanande. Näringslösningen överförs från en reservoar till rötterna av det aktiva systemets pumpar. Den extra lösningen återgår till reservoaren efter att ha absorberats av rötterna.

Passivt system

Pumpar behövs inte i passiva system för att flytta runt lösningen. Snarare är växterna nedsänkta i lösningen, som kommer till rötterna genom en mängd olika mekanismer som kapillärnätverk, översvämningar och gravitation. Att använda denna typ av hydroponisk odling är enkelt eftersom det inte kräver några pumpar.

Å andra sidan måste bonden regelbundet byta ut vattnet. Dessutom underlättar bristen på pumpar tillväxten av alger, vilket potentiellt sänker vattnets kvalitet.

Fördelar med hydroponiskt jordbruk 

Hydroponics är ett produktivt system för att odla växter, och det kommer förmodligen att rankas bland de mest praktiska och hållbara metoder för att producera mat inom kort. Bland dess främsta fördelar är:

• Kräver inte jord
• Att producera mat av hög kvalitet för en större befolkning
• Minskad vattenförbrukning 
• Minskad andel av skadedjur och svampar
• Förbättrad avkastning
• Optimal användning av område/regional mångfald
• Underlättar ett mikroklimat 
• Säsongsvariation och förutsägbarhet
• Grödorna växer snabbare 
• TTime-SavingSystem
• Kräv mindre arbetskraft 
• Förkortar leveranskedjan 

1. Kräver inte jord

Den första och mest uppenbara fördelen med hydroponisk trädgårdsskötsel är att det inte kräver jord. Varför är detta relevant? En av de största problemen som jordbruket står inför och världen idag är markförstöring. Att odla i förstörd jord blir svårare och svårare.

Försämring av mark kan ske genom kemiska och fysikaliska processer. Fysisk nedbrytning är förknippad med fysisk störning av jordbruksutrustning och naturlig erosion. Föroreningar och andra former av kontaminering orsakar kemisk försämring. Nedbrytning av båda typerna gör att jorden saknar näringsämnen och är olämplig för att producera näringsrika grödor.

Eftersom hydroponiska grönsaker inte förvärras jord erosion, kan de mildra effekterna av markförstöring. Eftersom näringsämnena för dessa grödor kommer från bra matjord påverkas de inte heller av krisens utfall.

2. Att producera mat av hög kvalitet för en större befolkning

Eftersom hydroponiska system är inuti, är producenterna mindre benägna att drabbas av skadedjursangrepp, därför använder de inte bekämpningsmedel. Dessutom får växter de nödvändiga näringsämnena direkt i en lösning, vilket gör att de kan växa snabbare och sjukdomsfria.

Förutom att vara av hög kvalitet kan det hydroponiska systemet stödja en större befolkning i stadsmiljöer, vilket ökar tillgången på lokalt odlad mat på dessa platser.

3. Minskad vattenförbrukning 

Jämför man hydroponiskt jordbruk med normalt jordbruk, så används mycket mindre vatten. Det hydroponiska systemets återanvändning och återcirkulation av vattenlösningen genom rören står för en stor del av det. Efter det återförs det extra vattnet till reservoaren med näringslösning.

På grund av detta är hydroponics en användbar jordbruksmetod i regioner där torka har orsakat vattenbrist. Å andra sidan använder konventionellt jordbruk mycket vatten, varav mycket går till spillo på grund av otillräcklig bevattning och avdunstning. I slutändan kommer mycket lite vatten till växterna.

4. Minskad andel av skadedjur och svampar

Eftersom jord inte krävs för hydroponisk växttillväxt, finns det färre fall av jordburna sjukdomar. Dessutom, eftersom denna odlingsmetod utförs inomhus i en kontrollerad miljö, är sannolikheten för insektsangrepp.

5. Förbättrad avkastning

Växter som odlas hydroponiskt har en reglerad och observerad miljö. Dessutom växer rötterna snabbare när de nödvändiga näringsämnena ges till dem direkt.

Eftersom jordfräsar inte är beroende av årstiderna ökar även inomhusmiljön produktiviteten. Detta innebär att grödor kan produceras året runt utan att behöva oroa sig för att skörden går förlorad på grund av klimatfluktuationer, skadedjursangrepp eller problem från markbaserade djur och fåglar.

6. Optimal användning av område/regional mångfald

Att spara utrymme är en av de stora fördelarna med hydroponiskt trädgårdsarbete. Eftersom växter i traditionellt jordbruk måste leta efter näring i jorden utvecklar de djupare rötter.

Men inom hydrokultur får rötterna sin näring omedelbart, så de behöver inte leta efter dem. Eftersom hydroponiska växter har färre djupa rötter och kräver mindre utrymme, är de ett utmärkt alternativ för stadsbor som bor i slutna utrymmen, torra områden och kraftigt kalla klimat.

Eftersom hela miljön är kontrollerad och växterna endast får den nödvändiga mängden makro- och mikronäringsämnen, möjliggör hydroponisk odling en effektiv användning av näringsämnen.

Jämfört med växter som odlats genom traditionell odling, där växterna är beroende av de näringsämnen som finns i jorden som är beroende av olika miljöparametrar, är växter som odlats genom hydroponics kända för att uppnå bättre avkastning och hög tillväxthastighet genom att tillhandahålla de optimala näringsämnena som krävs för tillväxt.

Variationer i temperatur, luftfuktighet och vattenkvalitet, till exempel, kan sätta växter under stress och förändra deras biokemiska sammansättning, vilket kan ha en inverkan på tillväxten och kvaliteten på produkterna.

7. Underlättar ett mikroklimat 

Med ett hydroponiskt växthus kan trädgårdsmästare skräddarsy den idealiska miljön för varje gröda tack vare Micro-Climate Technology. Odlare kan skapa det optimala mikroklimatet för varje typ av gröda de odlar genom att anpassa klimatet på lämpligt sätt i ett slutet system.

Ett hydroponiskt växthus kan ha en avdelning där spenat förvaras vid en sval 55°F. Närmare 70°F kan romansallat odlas på en annan plats. Odlare kan producera fler sorter i ett enda system när de hanterar mikroklimatet som omger varje gröda.

8. Säsongsvariation och förutsägbarhet

Majoriteten av grödorna är begränsade till att växa under särskilda årstider och klimat. Livsmedelsaffärer importerar sommargrönsaker från hela världen när konsumenterna efterfrågar dem mitt på vintern. Detta förvärrar det transitrelaterade växthusgasproblem.

Ämnet förutsägbarhet är ett annat. Många faktorer påverkar skörden av grödor. En tidig frost, torkan, översvämning, eller storm kan utplåna en hel åker med grödor, och bonden är ofta maktlös att stoppa det.

Med hydroponiska gårdar inomhus kan producenterna konsekvent skörda sina grödor under hela året. Oavsett årstid växer dessa grödor året runt. Dessutom är skördarna mycket mer förutsägbara eftersom de är skyddade från problem som kan leda till missväxt.

9. Grödorna växer snabbare 

Hydroponisk tekniks förmåga att skörda skördar snabbare än konventionella tekniker är ett uppmuntrande framsteg. Större och snabbare grödor kan produceras när varje planta odlas under idealiska förhållanden.

Men många odlare som använder hydroponics hävdar att deras grödor mognar på halva tiden - eller ännu mindre - än de som produceras i jorden. Gröna bladgrönsaker uppvisar denna hastighet mest; dock kan vinster göras med nästan alla typer av hydroponiska växter.

10. Tidsbesparande system

Traditionellt jordbruk ger en gröda som kanske inte alltid är tillräcklig eller lämplig vad gäller kvalitet och kvantitet, och det tar mycket tid och ansträngning från bönderna att hantera bearbetning, ogräsrensning, vattning och gasning.

Å andra sidan, allt du behöver göra med hydroponics är att sätta upp den på den plats du väljer och se dina växter växa. Även om det kan bli en initial utläggning av pengar och ansträngning, säkerställer korrekt förvaltning betydande avkastning på lång sikt.

11. Kräv mindre arbetskraft 

Markbaserad odling kräver mycket arbete och kanske är beskattning. En mänsklig beröring krävs fortfarande i vissa processer, som att skörda ömtåliga grödor, även om många aspekter av denna odlingsmetod kan automatiseras.

Även om mänsklig arbetskraft fortfarande krävs i hydroponiska växthus, gör den mindre storleken på byggnaderna det möjligt att slutföra jobb snabbare, vilket gör att du kan utföra mer arbete med färre arbetare. Dessutom används inga skadliga kemiska bekämpningsmedel på arbetarna vid dessa anläggningar.

Karriärer inom hydroponik verkar i miljöer som liknar laboratorier, och undviker riskerna förknippade med traditionellt jordbruksarbete till förmån för respektabel lön och förmåner.

12. Förkortar leveranskedjan 

Avståndet som färskvaror måste resa från landsbygden där de samlas till livsmedelsbutikernas hyllor där de säljs utgör en av de största utmaningarna i vår leverantörskedja.

Om du besöker din kvarters bondemarknad är du förmodligen medveten om hur mycket godare färskvaror smakar. Färska måltider kan odlas hydroponiskt och skördas minuter eller timmar innan de konsumeras av kunderna.

Livsmedelsaffärer kan erbjuda fräschare mat – ofta skördad inom några timmar eller dagar – tack vare hydroponiska gårdar. De kan också samarbeta med hydroponiska växthus för att tillhandahålla matalternativ som t.ex. sallader i påsar och färska örter.

På grund av den kortare leveranskedjan kan de tillhandahålla mat till sina konsumenter direkt från gården, vilket eliminerar behovet av mellanhänder.

Nackdelar med hydroponiskt jordbruk 

I jämförelse med traditionellt jordbruk är hydroponiskt jordbruk enklare och mer effektivt. Liksom allt trevligt är hydroponiskt jordbruk inte problemfritt.

• Hög installationskostnad
• Beroende av en fast strömkälla eller system
• Underhåll och övervakning på hög nivå 
• Mottaglighet för vattenburna sjukdomar
• Kräver särskild expertis

1. Hög installationskostnad

Ett hydroponiskt systems installationskostnader är höga. Detta gäller särskilt för ett storskaligt system med en noggrant designad arkitektur.

Den första installationen av vattenreningsanläggningen, näringstanken, belysningen, luftpumpen, reservoaren, temperaturregulatorn, EC, surhetskontroll och VVS-system kan kräva en betydande initial budget, beroende på automatiseringen och tekniken som används för installationen av hydroponiska system .

2. Beroende av en fast strömkälla eller system

Elektricitet krävs för både passiva och aktiva hydroponisystem för att driva de olika delarna, inklusive odlingslampor, vattenpumpar, luftare, fläktar och så vidare. Ett effektbortfall kommer därför att påverka hela systemet. Om en odlare inte märker ett strömavbrott i ett aktivt system kan det vara skadligt för växterna.

3. Underhåll och övervakning på hög nivå 

När man odlar växter hydroponiskt behövs mer tillsyn och mikroförvaltning än med konventionell växtodling. Alla systemkomponenter – ljus, temperatur och flera näringslösningsparametrar, inklusive pH och elektrisk ledningsförmåga – måste övervakas konstant för att skapa en noggrant reglerad odlingsmiljö.

För att undvika ackumulering och igensättning måste näringslösningen också tömmas och fyllas på regelbundet, och systemkomponenterna måste rengöras ofta.

4. Mottaglighet för vattenburna sjukdomar

Det konstanta flödet av vatten via ett hydroponiskt system ökar risken för vissa vattenburna infektioner för växterna, även när man odlar växter på detta sätt bidrar till att minska risken för jordburna sjukdomar.

Dessa sjukdomar kan ibland spridas från en växt till de andra genom vattenlösningar. Detta kan leda till att varje växt i systemet utrotas.

5. Kräver särskild expertis

Ett hydroponiskt system involverar många tekniska detaljer. Systemets verktyg och procedurer kräver någon med rätt utbildning och erfarenhet för att använda dem. Utan nödvändig kunskap är det osannolikt att växterna kommer att blomstra, vilket kan ha en skadlig effekt på produktionen och leda till betydande förluster.

Kan hydroponiska växter certifieras ekologiska bara för att de odlas utan användning av bekämpningsmedel? Med tanke på att ekologisk odling innebär att förbättra jordens bördighet och kvalitet, är vissa ekologiska bönder emot denna uppfattning.

Att ge ett hydroponiskt system organisk ackreditering är felaktigt eftersom det inte kräver jord. Men den Nionde Circuit Court beslutade till förmån för USDA, som tillåter hydroponiskt odlade växter att vara certifierade ekologiska så länge de saknar avloppsvatten, genetiskt modifierade organismer och kemiska gödningsmedel.

Hydroponics miljöpåverkan

• Vattenvårdsförbund
• Energieffektiva
• Mindre användning av bekämpningsmedel
• Mindre användning av mark
• Minskat koldioxidavtryck: färskare produkter och enkel åtkomst
• Hållbara grödor

1. Vattenbesparing

Det kan tyckas att systemet använder mer vatten eftersom det är "hydroponiskt", men så är inte fallet. I jämförelse med konventionella, jordbaserade jordbrukstekniker använder hydroponiska system avsevärt mindre vatten och återvinner och återanvänder avloppsvatten.

Dessutom ger vattningssystemen i dessa växthus vatten direkt till växternas rötter, vilket resulterar i liten avdunstning och avrinning och tillför den exakta mängden vatten som växterna kräver. Tillsammans använder dessa initiativ upp till tio gånger mindre vatten än konventionella jordbrukstekniker.

2. Energieffektiv

System som använder hydroponics är naturligt energieffektiva. För att maximera växttillväxten minskar den noggrant reglerade temperaturen, luftfuktigheten och belysningen behovet av extra energi för att upprätthålla idealiska odlingsförhållanden. LED-odlingslampor är mer energieffektiva och kan skräddarsys för att ge det exakta ljusspektrum som växter kräver.

Det tidigare nämnda vattensystemet använder betydligt mindre energi för att pumpa och distribuera vatten samtidigt som näringsämnen och vatten återcirkuleras. Slutligen förbrukar många hydroponiska växthus mindre energi än till och med konventionella växthus eftersom de har energieffektiva värme- och kylsystem.

3. Mindre användning av bekämpningsmedel

Eftersom hydroponiska system är resistenta mot skadedjur och sjukdomar kräver de färre bekämpningsmedel, vilket innebär att färre kemikalier släpps ut i miljön och att bönder kan arbeta i en säkrare atmosfär.

Enligt studier kan bekämpningsmedel döda insekter, fåglar och vattenlevande arter förutom att de kommer in i grundvattensystem och sprids via vinden. Herbicider behövs inte eftersom det inte heller dyker upp några ogräs. Herbicider behövs inte eftersom det inte heller dyker upp några ogräs.

Eftersom hydroponiska gårdar kräver mindre mark och är lättare att komma åt för samhällen som kanske inte har lätt tillgång till färskvaror, är många av dem belägna nära eller till och med inne i stadskärnor.

4. Mindre användning av mark

Eftersom hydroponiska system är konstruerade vertikalt, upptar de mindre utrymme och kräver mindre areal. 2.7 miljoner portioner bladgrönsaker kan produceras årligen i ett 1.5 tunnland hydroponiskt växthus.

Betrakta Gotham Greens som ett exempel. Företaget grundades 2009 och förvaltar över 1.2 miljoner kvadratfot hydroponiska växthus som spänner över sju delstater i USA. Beläget på ett Whole Foods-tak har deras växthus i Brooklyn vuxit till att bli en av de största växthussallatsproducenterna i Nordamerika.

5. Minskat koldioxidavtryck: Färska produkter och lättillgänglig

Eftersom hydroponiska gårdar kräver mindre mark och är lättare att komma åt för samhällen som kanske inte har lätt tillgång till färskvaror, är många av dem belägna nära eller till och med inne i stadskärnor.

Det kan ta en vecka eller längre för produkter att resa från fältet till livsmedelsbutikernas hyllor, med 50 % av frukterna och 20 % av grönsakerna kommer från länder utanför landet.

I stadsregioner kan hydroponiskt jordbruk generera mat på mindre än 48 timmar, från växthus till hylla. Jämfört med andra möjligheter är utsläppen betydligt lägre eftersom produkterna inte behöver resa så långt.

Medan gödsellösningen i hydroponics kan återanvändas på obestämd tid, måste själva näringsämnena bytas ut eftersom de är utarmade. När lösningen droppar från passagerna in i en näringsreservoar samlar de ihop den. Jordbrukare kan också få näringsämnen från en mängd olika källor. Fiskavfall används som näringskälla i en metod som kallas aquaponics.

6. Hållbara grödor

Med hydroponiska system kan grödor odlas året runt var som helst genom att skapa den idealiska odlingsmiljön. Detta kan leda till högre skördar än konventionella jordbrukstekniker, särskilt i kombination med förbättrad kontroll över näringstillförseln.

Med hjälp av hydroponiska tekniker hävdar vissa företag att de kan odla upp till 240 gånger fler grödor än de kunde på konventionella gårdar. Växthus kan ge hälsosammare produkter snabbare genom att använda teknik för att övervaka grödans hälsa och framsteg.

Risker i den hydroponiska industrin

I likhet med allt annat kan denna utvecklingsindustri vara föremål för vissa faror, såsom:

• Fastighetsskador: På grund av de höga startkostnaderna för dessa system och växande hus kan eventuella skador leda till stora ekonomiska förluster.
• Vattenskada: skador på grödor och egendom kan orsakas av en läcka eller annan systemfel.
• Strömavbrott kan skada hydroponiska växthusväxter eftersom de förlitar sig mest på teknik för att upprätthålla idealiska växtförhållanden.
• Kemikaliehantering: Hydroponics använder en mängd olika kemikalier, såsom näringsämnen, pH-justerare och mer. Som ett resultat måste personalen förstå säker kemikaliehanteringsteknik för att förhindra olyckor.

Avslutande tankar

Hydroponisk odling är en produktiv växtodlingsteknik inomhus som erbjuder flera fördelar. Utan att använda bekämpningsmedel gör det det möjligt för trädgårdsmästare att producera näringsrika växter mycket snabbare.

Det har vissa nackdelar, men de uppvägs av dess fördelar. Hydroponics är en teknik året runt som kan användas av samhällen, företag och individer för att odla sjukdomsfria växter förutsatt att de har nödvändig kunskap och användning hållbara energikällor.

Rekommendationer

• 10 Problem med hållbart jordbruk och dess effekter på jordbruket
  .
• 5 bästa miljöföretag i Lagos
  .
• Ocean Cleanup-solglasögon, hur de hjälper och var man kan få tag på dem
  .
• 13 Ocean Cleanup Organisationer och deras fokus
  .
• 12 Skillnaden mellan ekologisk odling och konventionell odling.