Hydroponiikka (vesiviljely) – määritelmä, historia ja menetelmät
Hydroponiikka (vesiviljely) – selkeä määritelmä, historia ja käytännön menetelmät. Opas liuosviljelystä, hyödyistä ja tekniikoista kotipuutarhureille ja ammattilaisille.
Hydroponiikka tai vesiviljely on menetelmä, jossa kasvit kasvatetaan maaperän sijasta niiden tarvitsemissa ravinteissa. Kasvien ravintoaineet yksinkertaisesti laitetaan veteen, jolloin syntyy liuos, jossa kasvit voivat elää. Vihanneksia, kukkia ja yrttejä voidaan kasvattaa vedessä. Vesiviljelyssä juuret saavat suoraan vettä, ravinteita, happea ja valoa, mikä nopeuttaa kasvua ja tehostaa ravinteiden hyväksikäyttöä verrattuna perinteiseen maanviljelyyn.
Historia
Ajatus kasvattaa kasveja ilman multaa on vanha. Varhaisin julkaistu teos maanpäällisten kasvien kasvattamisesta ilman multaa oli Francis Baconin vuonna 1627 julkaisema kirja Sylva Sylvarum, joka painettiin vuosi Baconin kuoleman jälkeen. Vesiviljelystä tuli sen jälkeen suosittu tutkimustekniikka. Vuonna 1929 William Frederick Gericke Kalifornian Berkeleyn yliopistosta alkoi julkisesti edistää liuosviljelyn käyttöä viljelykasvien tuotannossa. Myöhemmin tekniikkaa ovat kehittäneet sekä tutkijat että kaupalliset viljelijät; esimerkiksi 1900–2000-luvuilla menetelmiä kuten NFT:tä, aeroponiikkaa ja erilaisia substraattijärjestelmiä jalostettiin laajempaan käyttöön. Nykyään vesiviljelyä hyödynnetään kotitarveviljelmistä suurimuotoiseen kaupunkiviljelyyn ja tutkimukseen.
Tyypilliset menetelmät
- Nutrient Film Technique (NFT) – ohut ravinnekalvo kiertää putkissa kasvien juurten alla. Sopii lähinnä lehtivihanneksille ja nopeakasvuisille kasveille.
- Deep Water Culture (DWC) – juuret roikkuvat suoraan ravinneliuoksessa, joka on hapetettu ilma- / ilmapumpulla. Yksinkertainen ja tehokas pienempiin järjestelmiin.
- Ebb and Flow (flood & drain) – kasvualusta tulvii ajoittain ravinneliuoksella ja valuu takaisin säiliöön; hyvä tasapaino ravinnan ja hapen välillä.
- Tiputusjärjestelmät (drip) – ravinneliuos tippuu suoraan jokaisen kasvin juurille, ja ylimääräinen liuos palautetaan.
- Substraattiviljely – kasvit istutetaan inerttiin kasvualustaan kuten kivivilla, kookoskuitu tai perliitti; ravinneliuos kiertää substraatin läpi.
- Aeroponiikka – juuret roikkuvat ilmassa ja ravinneliuos sumutetaan niille hienojakoisena sumuna; erittäin tehokas hapensaannon ja ravinteiden hyötykäytön kannalta.
Ravinteet, pH ja veden laatu
Hydroponiikassa käytetään erityisiä ravinneliuoksia, jotka sisältävät kasville välttämättömät makro- ja mikroelementit (mm. typpeä, fosforia, kaliumia, kalsiumia, magnesiumia ja rautaa). Liukoisen ravinnepitoisuuden seuraamiseksi käytetään yleensä EC-/TDS-mittaria. pH vaikuttaa ravinteiden saatavuuteen; yleinen suositus on pitää pH noin 5,5–6,5 välillä useimmille vihanneksille. Veden kovuus, lämmöneristys ja hapen määrä ovat myös tärkeitä tekijöitä.
Valo, lämpötila ja ilmasto
Hyvä valaistus on olennainen osa vesiviljelyä, erityisesti sisätiloissa. LED-valot ovat nykyään yleisin valinta, koska ne ovat energiatehokkaita ja valospektriä voi säätää kasvun eri vaiheisiin. Lämpötila- ja ilmankosteusohjaus sekä hyvä ilmanvaihto auttavat ehkäisemään tauteja ja edistävät tasaista kasvua.
Edut ja haitat
- Edut: veden ja ravinteiden tehokas käyttö, pienempi maan tarve ja vähemmän torjunta-aineiden tarvetta, nopeampi kasvu ja usein korkeammat sadot, mahdollista sisä- ja kaupunkiviljelyssä sekä ympäri vuoden tuotanto.
- Haitat: alkupääoma ja laitteistokustannukset voivat olla korkeammat, tekninen osaaminen vaaditaan (pH, EC, vedenlämpö), järjestelmäriippuvuus sähköstä ja pumpuista, ja tautien leviäminen voi olla nopeaa jos järjestelmä saastuu.
Käytännön vinkkejä aloittelijalle
- Aloita pienellä järjestelmällä ja helpoilla lajeilla, kuten salaatilla, basilikalla tai muilla yrteillä.
- Säilytä hygienia: puhtaat säiliöt, putket ja välineet vähentävät tautiriskiä.
- Seuraa pH:ta ja EC-arvoja säännöllisesti ja tee pieniä korjauksia.
- Varmista riittävä hapetus juurille, esimerkiksi ilma- tai ilmapumpulla.
- Käytä laadukasta vettä tai suodata tarvittaessa kloorin ja epäpuhtauksien poistamiseksi.
Sovellukset ja tulevaisuus
Hydroponiikkaa käytetään nykyään monenlaisissa ympäristöissä: pienissä kotipuutarhoissa, kaupallisissa kasvihuoneissa, urbaanissa vertikaaliviljelyssä ja edelleen tutkimuksessa sekä avaruustutkimuksessa (esim. NASA:n kokeet suljetuissa järjestelmissä). Tekniikan kehittyminen, LED-valaistuksen yleistyminen ja automaation edistäminen tekevät vesiviljelystä entistä houkuttelevamman vaihtoehdon kestävässä ruoantuotannossa.
Hydroponiikka tarjoaa tehokkaan vaihtoehdon perinteiselle viljelylle, mutta sen menestyksekäs käyttö edellyttää ymmärrystä ravinteista, veden laadusta ja järjestelmän toiminnasta. Oikein toteutettuna se voi vähentää vedenkulutusta, lisätä tuotantoa ja mahdollistaa viljelyn paikoissa, joissa perinteinen maanviljely ei ole mahdollista.
vesiviljelyssä mansikat
Menetelmät
Kasveja voidaan kasvattaa monin eri tavoin. Tässä on muutamia esimerkkejä.
Staattinen liuosviljely
Näin kasvit laitetaan tai kellutetaan ravinteita sisältävässä vedessä astiaan. Vettä uusitaan ohjausjärjestelmän avulla, jotta kasvien juuret eivät pääse kuivumaan. Vesi ei virtaa säiliön läpi vaan pysyy paikallaan. Koska vesi on liikkumatonta, levät kasvavat usein, käyttävät ravinteita ja peittävät kasvien juuret, jolloin ne eivät pysty ottamaan ravinteita niin hyvin. Leväkasvua voidaan vähentää käyttämällä jotakin menetelmää, joka estää valon pääsyn juurille, esimerkiksi mustaa muovia tai alumiinifoliota. Staattinen liuos on vaihdettava viikon tai kahden välein, jotta siinä on oikea määrä ravinteita.
Jatkuvan virtauksen ratkaisu
Tämä tarkoittaa kasvien kasvattamista jatkuvasti juoksevan veden virrassa. Kasvit voidaan sijoittaa matalaan astiaan, ja ravinteita sisältävä vesi virtaa juurten läpi. Tämä voidaan toteuttaa useilla eri tavoilla, joko siten, että vesi johdetaan paljaiden juurien yli putkessa tai onttoon astiaan, tai siten, että vesi johdetaan kuitumattoon, johon juuret ovat kasvaneet, tai näiden kahden välillä. Yksi tämän järjestelmän tärkeimmistä eduista on, että ravinnevettä voidaan säilyttää varastosäiliössä, ja jos ravinnetta on muutettava, se on helppo tehdä varastosäiliöön. Järjestelmä toimii yleensä painovoiman avulla, jolloin varastosäiliö sijoitetaan kasveja korkeammalle ja vesi valuu alaspäin, kunnes se on kulkenut kasvien juurien läpi alempaan varastosäiliöön, josta se pumpataan takaisin korkeampaan säiliöön. Tämän menetelmän etuna on, että se käyttää ravinteet tehokkaasti, happi pääsee juurille (tärkeää terveelle kasvulle) ja vettä voidaan säätää hyvin helposti. Tärkeimmät haitat ovat, että jos kiertojärjestelmässä ilmenee jokin vika, kasveilla on vain vähän vettä, kunnes vika on korjattu, ja virtauskanavien on oltava kaltevuudeltaan säännöllisiä, sillä jos ne eivät ole kaltevia, vettä voi jäädä kaltevuuksettomille alueille, mikä voi aiheuttaa ongelmia.
Painovoimaiset järjestelmät
Tämä järjestelmä ei käytä sähköä ravinteita sisältävän veden kierrättämiseen. Järjestelmässä on suuri säiliö, joka on sijoitettu kasveja korkeammalle, ja vesi valuu hallitusti alaspäin kasvien läpi ja kasveille. Tätä järjestelmää käytetään ruukuissa kasvatettavien kasvien kanssa siten, että vesi johdetaan ruukun pohjaan ja kapillaarinen toiminta vetää veden ylös ruukkuun.
Aeroponics
Tässä käytetään järjestelmää, jossa kasvien juuret ovat kammiossa, johon suihkutetaan jatkuvasti tai epäjatkuvasti hienojakoista, ravinteita sisältävää vesisumua. Kasvin juuret roikkuvat ilmassa, ja tämän järjestelmän etuna on, että juuret saavat hyvin happea. Richard Spooner keksi tämän järjestelmän vuonna 1983, ja siitä on tullut menestyksekäs tapa kasvattaa monenlaisia viljelykasveja, kuten siemenperunoita, tomaatteja, lehtikasveja ja pieniä salaatinlehtiä. Muita aeroponiikan etuja ovat, että tällä järjestelmällä voidaan kasvattaa paljon laajempaa kasvisvalikoimaa, (jotkut kasvit eivät pidä siitä, että niiden juuret ovat jatkuvasti vedessä) kasvit kasvavat vain neljänneksellä tavallisessa vesiviljelyssä tarvittavista ravinteista, ja NASA on kiinnostunut tästä järjestelmästä, koska ruiskutuksen hallitseminen on helpompaa kuin nesteiden käsitteleminen painovoimattomassa tilassa. Lisäksi tällä menetelmällä kasvatetut kasvit voidaan siirtää multaan tai toiseen kasvualustaan ilman, että niiden kasvu hidastuu niiden sopeutuessa uusiin olosuhteisiin. Suurin haittapuoli on se, että tämän järjestelmän rakentaminen ja ylläpito on kalliimpaa kuin tavallisten vesiviljelyjärjestelmien.
Passiivinen alivalutus
Tätä menetelmää kutsutaan myös passiiviseksi hydroponiikaksi tai puolihydroponiikaksi. Tässä järjestelmässä kasvit kasvavat huokoisessa materiaalissa, kuten erityisessä savirakeessa, vermikuliitissa, lasikuidussa, kookoskuoressa, perliitissä tai vastaavassa aineessa, joka pidättää vettä ja jossa on paljon ilmatiloja mutta joka ei vaikuta suoraan kasvien juuriin. Vesi juoksutetaan materiaalin läpi, jotta se pysyy kosteana, ja materiaali pitää kasvien juuret erillään toisistaan, jotta ne pääsevät hyvin kosketuksiin ilman kanssa, mikä auttaa kasvia käyttämään happea ja hiilidioksidia. tämä menetelmä on helppo ottaa käyttöön ja valvoa, ja se soveltuu useille kasveille, kuten orkideoille tai bromeliadeille, jotka luonnossa kasvavat juurineen lämpimässä kosteassa ilmassa.
Alivirtauskastelu
Tämä menetelmä tunnetaan myös nimellä "Flood and Drain". Siinä käytetään menetelmää, jossa suuri vesiastia, jossa on ravinteita, on sijoitettu kasvatettavien kasvien tason alapuolelle, ja vettä pumpataan tai nostetaan käsin tietyin väliajoin kasvien kastelemiseksi ja valutetaan sitten takaisin astiaan. Menetelmä on yksinkertainen rakentaa, ja sitä voidaan helposti ohjata automaattisella mekanismilla.
Juokse hukkaan
Tässä menetelmässä kasvit kasvatetaan materiaalilla, joka sisältää jonkin verran vettä mutta jossa on paljon ilmatiloja, kuten vermikuliitti, perliitti, lasikuitu tai karkea hiekka. Ravinteita sisältävää vettä ohjataan ajastimella, ja kastelun määrä riippuu useista tekijöistä, kuten lämpötilasta, kasvien koosta, materiaalista, jossa kasvit kasvavat, ja muista teknisistä seikoista. Vesi valuu kasvien kastelun jälkeen keräysastiaan, ja se voidaan käyttää uudelleen tai hävittää. Tätä järjestelmää käytetään hyvin laajalti kaupallisten vihannesten, kuten tomaattien ja kurkkujen, viljelyssä.
Syvän veden viljely
Tässä kasvatetaan kasveja, jotka roikkuvat vedessä ravinteiden kanssa. Kasvit pidetään verkoissa, joiden juuret ovat vedessä. Verkoissa voi olla tai ei voi olla materiaalia, joka erottaa juuret toisistaan. Veden läpi pumpataan ilmaa, joka lisää veden happipitoisuutta, mikä auttaa juuria kasvamaan.
Bubbleponics
Tätä menetelmää käytetään yhdessä edellä mainitun syvän veden viljelymenetelmän kanssa. Kasvun alkuvaiheessa kasvien juuria kastellaan vedellä ja ravinteilla, jotka pumpataan ilmakiven läpi, jotta veteen saadaan runsaasti liuennutta happea, mikä auttaa suuresti nuoria juuria kasvamaan. Sitä käytetään yleensä vain kasvun alkuvaiheessa, kun kasvit muodostavat juuriryhmiä.
Edut
- Vesiviljelykasvit voidaan pakata ja myydä elävinä, mikä lisää tuoreuden kestoa.
- Yli- ja alikastelu lopetetaan.
- Vesiviljely on hyvä kasvinviljelymenetelmä alueilla, joilla ei ole hyvää maaperää, kuten Etelämantereella, avaruusasemilla ja avaruussiirtokunnissa.
- Vesiviljely on erittäin hyvä menetelmä kasvien opetukseen ja tutkimukseen.
- Maaperää ei tarvita.
- Viljelykasvit eivät ole maaperän saastuttamia.
- Vettä tarvitaan vähemmän kuin maaperässä viljeltävillä kasveilla.
- Vesiviljely maksaa vähemmän kuin muut mansikoiden viljelytavat.
- Vesiviljely antaa kasveille enemmän auringonvaloa.
- Vesiviljelyjärjestelmä vähentää ötököitä ja muita tuholaisuhkia.
Vesiviljelyjärjestelmä, joka kasvattaa ruokaa ruokasalissa.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on hydroponiikka?
V: Hydroponiikka on menetelmä, jossa kasveja kasvatetaan ravinteiden avulla mullan sijasta.
K: Miten kasvit saavat ravinteita hydroponiikassa?
V: Vesiviljelyssä kasvien ravinteet laitetaan veteen, jolloin syntyy liuos, jossa kasvit elävät.
K: Millaisia kasveja voidaan kasvattaa hydroponiikan avulla?
V: Vihanneksia, kukkia ja yrttejä voidaan kasvattaa hydroponiikan avulla.
K: Milloin käsite kasvien kasvattamisesta ilman multaa esiteltiin ensimmäisen kerran julkaistussa teoksessa?
V: Maanpäällisten kasvien kasvattaminen ilman multaa esiteltiin ensimmäisen kerran Francis Baconin vuonna 1627 kirjoittamassa kirjassa Sylva Sylvarum.
K: Milloin vesiviljelystä tuli suosittu tutkimusmenetelmä?
V: Vesiviljelystä tuli suosittu tutkimustekniikka Sylva Sylvarum -kirjan julkaisemisen jälkeen vuonna 1627.
K: Kuka edisti liuosviljelyn käyttöä maatalouden kasvintuotannossa?
V: William Frederick Gericke Kalifornian yliopistosta Berkeleystä alkoi edistää liuosviljelyn käyttöä maatalouden kasvintuotannossa vuonna 1929.
K: Keitä ovat vesiviljelyn edelläkävijät?
V: Oliver ja Tintti ovat hydroponiikan pioneereja.
Etsiä