Aeroponics – alt hvad du behøver at vide

Hvad er Aeroponics?

Aeroponics er en dyrkningsmetode, der dyrker planter uden jord. Det er en del af de bredere "jordløse" dyrkningsmetoder, som også omfatter hydroponics og aquaponics.

Men i modsætning til disse 2 andre metoder, bruger den ikke noget aggregat eller substrat. Nogle gange kan planten holdes på plads med et meget let substrat som kokos, med roden dinglende støttefri.

I stedet bliver næringsstofferne leveret til planten gennem dråber eller en sprøjtet tåge af aerosolvand indeholdende de opløste næringsstoffer.

Kilde: Moderne landmand

Hovedpointen i denne metode er at bringe den mest kontrol, man kan få over plantevækstbetingelserne, samt fjerne det meste medium for sygdomme (jord og vand).

Aeroponics markedsstørrelse repræsenterer 2.7 milliarder dollars i 2023 og forventes at vokse til 17.4 milliarder dollars i 2033 med en CAGR på 20.5 %.

Videnskaben om Aeroponics

I aeroponics opløses næringsstoffer som fosfat, kalium og nitrogen (“NPK”) samt mikronæringsstoffer i vandet, hvilket giver en næsten 100% effektivitet i brugen af ​​gødning. Forskellen med hydroponics er, at vandet ikke altid er til stede, men jævnligt sprøjtes på rødderne.

Aeroponics kan opdeles i 2 forskellige designs: lavtryks- og højtrykssystemer.

Højtrykssystemer brug stærke pumper og højtryksdyser til at kaste en højtrykståge direkte mod rødderne. Tryk kan være så højt som 60-90 psi. Tågen er meget iltet, hvilket giver mulighed for et effektivt indtag af næringsstoffer.

Lavtrykssystemer brug en blid tåge eller dråber til at vande plantens rødder. I dette system er tågen en let spray af dråber, der muliggør en langsom og regelmæssig optagelse af næringsstofferne. Dette foretrækkes frem for højt tryk for følsomme planter, hvis rødder ville blive beskadiget af højt tryk, eller for en lavteknologisk tilgang til metoden. Lavt tryk kaldes nogle gange "soakaponics", da rødderne er gennemblødt med tågen i stedet for målrettet med høje tryk.

Hvad kan dyrkes med Aeroponics?

I teorien kan næsten alle planter dyrkes med aeroponics. Omkostningsovervejelser resulterer dog i, at afgrøderne, der dyrkes i aeroponics, stort set er de samme som i hydroponics: højværdi, højkvalitetsafgrøder med en stabil markedsefterspørgsel på alle årstider.

Så aeroponiske systemer er specielt tilpasset til at vokse:

• Bladgrønt (salater, spinat osv.).
• Urter.
• Jordbær.
• Tomater.
• Paprika.
• Agurk.

Ud over disse hydroponics & aeroponics-venlige afgrøder, kan aeroponics dyrke rodafgrøder, der rådner, når de konstant nedsænkes i vand. Så kartofler og gulerødder og andre knolde kan også dyrkes.

Afgrøder, hvor den kemiske sammensætning er vigtig og derfor kræver stabile og forudsigelige vækstbetingelser, som marihuana, har også gavn af aeroponiske metoder.

Fordelene ved Aeroponics

Nogle af fordelene ved aeroponics ligner fordelene ved andre jordfrie metoder, som vi diskuterede mere detaljeret i vores artikler "Hydroponics – alt hvad du behøver at vide"Og"Aquaponics – alt hvad du behøver at vide"

• Reduceret vandforbrug, 80-95% af konventionelt landbrug.
• Tæt på 100% brug af gødningen uden forurening.
• Der er ikke behov for herbicid.
• Kontrol over vækstbetingelserne.
• Maksimeret udnyttelse af pladsen, især hvis det kombineres med vertikalt landbrug.

Ud over disse har aeroponics et par unikke fordele.

Bekæmpelse af skadedyr og sygdom

At gå uden jord fjerner naturligvis risikoen for jordbårne sygdomme. Hydroponics er dog stadig sårbare over for vandbårne sygdomme, da rødderne konstant dingler i det samme parti vand.

Ved at have meget mindre vand i systemet bliver det lettere at overvåge vandet for tilstedeværelsen af ​​patogener. Det gør det også lettere at rengøre, filtrere eller sterilisere vandet, hvis der opdages forurening.

Som et resultat er aeroponics en landbrugsmetode, der kræver langt mindre brug af pesticider, endda mindre end hydroponics.

At have meget rent vand og ingen jord gør også aeroponics til en af ​​de sikreste dyrkningsmetoder for forbrugerne, med ringe mulighed for forurening med skadelige bakterier.

Hurtigere vækst

Takket være røddernes ekstreme iltningsniveau kan planterne under aeroponiske forhold vokse så hurtigt som 2-3 gange hurtigere end i hydroponics, i sig selv ofte hurtigere end i potteplanter i drivhuse eller åbne marker.

Dette kan gøre den samme dyrkningsoverflade ultraproduktiv til hurtige afgrøder som bladgrønt.

Rodafgrøder

Som tidligere nævnt er aeroponics den eneste jordløse og vertikale landbrugsmetode, der er kompatibel med dyrkning af rodafgrøder som kartofler, gulerødder, pastinak osv.

Kilde: Cipotato 

Derudover er det muligt at få direkte adgang til dem, da rødderne er direkte dinglende for at blive sprøjtet. Dette kan være en solid fordel til at dyrke rodafgrøder i vertikalt landbrug ved at gøre høsten ekstra praktisk og uden jord at rense fra de høstede knolde.

Ulemperne ved Aeroponics

Omkostninger

Som alle jordfri dyrkningsmetoder er omkostninger et problem, især opstartsomkostninger. Aeroponics kræver dedikerede faciliteter, udstyr, sensorer, filtre osv. Udover hydroponiske systemer kræver det også dyser (af kommerciel kvalitet til højtrykssystemer) og stærke pumper samt tryktanke.

pH- og næringsstofovervågning

Dette er ikke unikt for aeroponics, men er endnu mere følsomt her. Dette skyldes, at mængden af ​​vand er stærkt reduceret, hvilket gør næringsstofkoncentrationen meget højere.

Det betyder også, at næringsstofferne ikke skal være for koncentrerede. Da der ikke er jord eller vand til at give en buffer, skal mængden af ​​tilførte næringsstoffer til planterne beregnes præcist.

Det gør den meget mere kompleks og videnintensiv end andre dyrkningsmetoder, hvor en lille overbelastning af næringsstoffer ikke ville have nogen betydning.

Så aeroponiske systemer træder konstant en tynd grænse mellem for høj næringsstofkoncentration (forårsager ion- og pH-stress for planten) og for lidt (forårsager suboptimal vækst).

Modstandskraft

Hydroponiske systemer er i sagens natur mere kunstige end afgrøder på åben mark. Det betyder, at de er afhængige af, at tingene kører glat:

• Forsyningskæde i dele og komponenter.
• Elektrisk strømforsyning.
• Elektronisk tilsluttet system til højt automatiserede og avancerede operationer.
• Faglært arbejdskraft i stand til effektivt at udføre den nødvendige overvågning og vedligeholdelse.

Selvom der er måder at afbøde disse risici på, for eksempel med systemredundans eller større lagerbeholdning (hvilket øger opsætningsomkostningerne) eller lokaliseret energiforsyning gennem vedvarende energiproduktion, vil aeroponics aldrig være så modstandsdygtig som en regnvandet afgrøde i et åbent område. Mark.

Alle disse kan også siges om hydroponics. Men dette er endnu mere kritisk for aeroponics, hvor rødderne har brug for konstant tåge for at forblive hydreret og ikke tage skade.

Så selv et par timers udfald fra en defekt pumpe eller strømforsyning kan afspore en hel aeroponikhøst. Af denne grund har nogle aeroponiske systemer en hydroponisk backup for at oversvømme afgrøderne i tilfælde af et midlertidigt svigt af aeroponics. Naturligvis øger sådanne sikkerhedskopier kun omkostninger og kompleksitet.

Kompleksitet

Og kompleksitet er et andet spørgsmål om aeroponics. Ikke alene skal systemet overvåges for sygdomme og næringsstofbalance, men det indeholder også mange flere dele end et hydroponisk system. Hver rod sprøjtes individuelt af en eller flere dyser, der udsender tågen. Disse dyser kan blive tilstoppede eller defekte. Hver er forsynet med sit eget rørsystem.

Jo flere dele, jo større er chancen for, at noget går galt, hvilket gør aeroponics til et meget mere vedligeholdelses- og overvågningsintensivt system generelt og mere komplekst at sætte op i starten.

Innovation i Aeroponics

LED Belysning

LED-lys er et afgørende teknologisk indgreb inden for aeroponik. Disse lys bruger langt mindre energi, udsender mindre varme og holder længere end andre lyskilder.

Derudover er ikke hele det synlige lys spektrum nyttigt for planter i fotosyntesen, så dedikerede LED'er uden grønt lys kan yderligere reducere elektriciteten, der forbruges af kunstigt lyn.

Kilde: Landbrug

IoT og sensorbaseret automatisering

De faldende omkostninger til sensorer og elektronik har gjort kontinuerlig overvågning af temperatur, luftfugtighed, lys, pH-niveauer og næringsstofvolumen mulig.

Dette sensorbaserede landbrug hjælper med at spore og justere i realtid, så forholdene til enhver tid forbliver optimale. I betragtning af det særligt høje niveau af overvågning, der kræves af aeroponics, er billige og kraftige sensorer endnu vigtigere for denne metode end for nogen anden.

AI-baserede teknologier

Aeroponics kræver som nævnt intens overvågning af vandsystemet, sygdomme, næringsstofniveauer mv.

AI kan hjælpe med at optimere miljøforhold, herunder lys, fugtighed og næringsstofniveauer. AI hjælper også med at optimere investeringer og reducere omkostningerne ved at skabe personlige vækstplaner for hver plantetype.

Det kan også bruge maskinsyn eller biokemiske tests til at advare om patogener, før et menneske kan eller finde ud af, om en plante ikke får nok eller for meget af nogle næringsstoffer.

Til sidst, med fremkomsten af ​​autonome landbrugsrobotter, kan vi forestille os et aeroponiksystem, hvor plantning, beskæring, høst og udskiftning af planter kan være fuldautomatisk.

Ultrasoniske tågedæmpere

"Traditionel" aeroponik bruger lav- eller højtryksdyser til at skabe en tåge med mere eller mindre store partikler af aerosoliseret vand.

Et alternativ er at bruge ultralyd til at skabe ultrasmå vanddråber, der ligner tåge. Partiklerne kan være så små som 10 mikron. Af denne grund kaldes dette nogle gange "fogponics".

Kilde: Trees.com

En type kultur, der har godt af at bruge tåge, er frøplanter og kloner, som ikke rigtig har et rodsystem endnu. Med aeroponics kunne disse planter modtage enten for lidt og tørre ud eller for meget og tilstoppe og kvæles/rådne.

Fogponic giver meget lavere tryk, hvilket er ideelt til skrøbelige planter. Tågen kan også spredes til et meget større område, hvilket reducerer kompleksiteten og problemet med at have for mange dyser og erstatte det med blot nogle få duggere.

Det giver også færre næringsstoffer, en bonus for kloninger eller frøplanter, men kan blive et problem for større modne planter.

Systemet har dog nogle begrænsninger:

• Varmeudvikling: Forstøveren kan blive overophedet, og den vil tørre tågen
• Saltakumulering: Endnu mere end med aeroponics kan en aflejring af salt fra næringsstofferne hobe sig op og tilstoppe forstøvere og rør. Regelmæssig rengøring ved at børste eller opløse saltet i eddike/syre kan være nødvendigt.

Kilde: Luttusgrow

Rumbaseret Aeroponics

Med et nyt rumkapløb i gang og planer om at installere permanente baser på Månen og Mars af USA, Rusland og Kina, bliver spørgsmålet om, hvordan man fodrer snesevis eller endda hundredvis af astronauter mere presserende.

Jo flere mennesker, jo mindre vil det være økonomisk fornuftigt at importere al maden fra Jorden. Alligevel vil disse kunstige habitater være små, og hvert kilo/kubikmeter habitat og eventuelt drivhus vil koste meget at bygge og bringes på stedet.

Så det giver mening at producere fødevarer lokalt for at reducere transportomkostningerne, og det vil producere ilt og genbruge luften som en ekstra bonus, men kun hvis det er meget effektivt. Omkostningerne og manglen på plads og vand gør aeroponiske systemer til en meget god mulighed for rumbaseret fødevareproduktion, hvor den reducerede risiko for plantesygdomme er et andet argument for det.

Muligheden for at dyrke meget energitætte rodafgrøder, som kartofler, der også er nemme at spise uden for kompleks tilberedning (i modsætning til korn), favoriserer også aeroponics frem for andre løsninger.

Oven i alt vil en vandtåge sandsynligvis være meget mere praktisk end flydende vand uden tyngdekraft.

Og dette er ikke kun et koncept, hvor prototypen allerede er testet i ISS under Eksponeret Root On-Orbit Test System (XROOTS) teknologisk demoprogram.

Kilde: NASA

Opbygning af en aeroponisk installation

Generelt er hydroponics enklere, billigere at bygge og nemmere at vedligeholde end aeroponics.

Så når du planlægger at bygge en aeroponisk installation, er et godt spørgsmål at besvare hvorfor vælge aeroponics frem for hydroponics?

Alligevel er der masser af brugstilfælde, hvor det vil give mening at foretrække aeroponics:

• Dyrkning af frøplanter eller kloninger.
• Dyrkning af rodafgrøder i et vertikalt landbrugsopsætning.
• Voksende plantearter, der er meget følsomme over for vandbårne sygdomme.
• Ekstreme begrænsninger af vandforsyningen (ørkenområder), med fokus på at bruge endnu mindre vand end hydroponics.
• Hurtigere vækst tilføjer værdi:
  • Tilgængeligheden af ​​plads er kritisk, såsom i bylandbrug og ultralokal dyrkning.
  • Efterspørgslen svinger hurtigt eller er svær at forudsige, så en hurtigere omsætning giver mulighed for en hurtig reaktion på voksende eller faldende efterspørgsel.

I de fleste tilfælde vil kommercielle operationer bruge aeroponics, da det er mere komplekst at opsætte og betjene end simplere hydroponics.

Alligevel er det muligt at bruge hjemmelavede systemer i mindre skala, da de meget hurtigt vil give omsætning til en lav volumen, hvilket giver mulighed for for eksempel at have et lille system i et hus eller en lejlighed, hvor hydroponics rindende vand og vandtanke ville være ubelejligt.

Konklusion

Aeroponics er en kraftfuld opgradering i forhold til hydroponics til visse forhold, der leverer overlegen ydeevne med hensyn til væksthastighed, vandforbrug, sygdomsrisici og pladsforbrug.
Det er dog et endnu mere komplekst, dyrt og svært at vedligeholde system.

Overfloden af ​​dyser, eller saltopbygningen i tilfælde af fogponics vil kræve konstant opmærksomhed for at holde systemet optimalt indstillet. Og ethvert svigt vil hurtigt resultere i, at planten visner og dør.

Så aeroponics er sandsynligvis et system, der enten er egnet til et lille hobbyprojekt, hvor pladsen er den største begrænsning og hurtig omsætning passet, eller for et højteknologisk, meget erfarent kommercielt team, der er klar til at se for at optimere deres indendørs landbrugsdrift.

Og det kan være, at aeroponics er fremtiden for indendørs landbrug, takket være et bredere afgrødesortiment, herunder rodafgrøder, lavere vandforbrug, lavere sygdomstab og endnu hurtigere afgrødeomsætning.
Noget, der måske endda er sandt, når menneskeheden ekspanderer til det ydre rum.