Aeroponiikka – kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Mikä on Aeroponics?

Aeroponics on viljelymenetelmä, jolla kasvatetaan kasveja ilman maaperää. Se on osa laajempaa "maaperätöntä" viljelymenetelmiä, joihin kuuluu myös hydroponics ja aquaponics.

Mutta toisin kuin nämä kaksi muuta menetelmää, se ei käytä aggregaattia tai substraattia. Joskus kasvi voidaan pitää paikallaan erittäin kevyellä alustalla, kuten kookoskuoksella, ja juuri roikkuu ilman tukea.

Sen sijaan ravinteet toimitetaan kasviin pisaroiden tai sumutetun vesisumun kautta, joka sisältää liuenneet ravinteet.

Lähde: Moderni viljelijä

Tämän menetelmän päätarkoitus on saada mahdollisimman paljon hallintaa kasvien kasvuolosuhteisiin sekä poistaa suurin osa sairauksien väliaineista (maa ja vesi).

Aeroponiikan markkinoiden koko edustaa 2.7 miljardia dollaria vuonna 2023, ja sen odotetaan kasvavan 17.4 miljardiin dollariin vuoteen 2033 mennessä 20.5 prosentin CAGR:llä.

Aeroponiikan tiede

Aeroponiikassa ravinteet, kuten fosfaatti, kalium ja typpi ("NPK") sekä mikroravinteet liuotetaan veteen, mikä mahdollistaa lähes 100 %:n tehokkuuden lannoitteiden käytössä. Erona hydroponiikkaan on se, että vettä ei aina ole läsnä, vaan sitä ruiskutetaan säännöllisesti juurille.

Aeroponics voidaan jakaa kahteen eri malliin: matalapaine- ja korkeapainejärjestelmät.

Korkeapainejärjestelmät Käytä vahvoja pumppuja ja korkeapaineisia suuttimia heittääksesi korkeapaineisen sumun suoraan juurille. Paine voi olla jopa 60-90 psi. Sumu on erittäin happipitoista, mikä mahdollistaa tehokkaan ravintoaineiden saannin.

Matalapainejärjestelmät kastele kasvin juuria hellävaraisella sumulla tai pisaroilla. Tässä järjestelmässä sumu on kevyt pisaroiden suihke, joka mahdollistaa ravinteiden hitaan ja säännöllisen imeytymisen. Tämä on parempi kuin korkea paine herkille kasveille, joiden juuret vaurioituisivat korkean paineen vuoksi, tai menetelmän matalan teknologian kannalta. Matalapainetta kutsutaan joskus "soakaponiciksi", koska juuret liotetaan sumulla sen sijaan, että ne kohdistuisivat korkeisiin paineisiin.

Mitä voidaan kasvattaa aeroponicsilla?

Teoriassa melkein jokaista kasvia voidaan kasvattaa aeroponiikalla. Kustannusnäkökohdat johtavat kuitenkin siihen, että aeroponiikassa viljellyt viljelykasvit ovat pääosin samoja kuin vesiviljelyssä: arvokkaita, laadukkaita satoja, joilla on tasainen kysyntä markkinoilla kaikkina vuodenaikoina.

Joten aeroponiikkajärjestelmät on erityisesti mukautettu kasvamaan:

• Vihreät lehtivihannekset (salaatit, pinaatti jne.).
• Yrtit.
• Mansikat.
• Tomaatit.
• Paprika.
• Kurkku.

Näiden hydroponiikka- ja aeroponiikkaystävällisten kasvien lisäksi aeroponics voi kasvattaa juurikasveja, jotka mätänevät jatkuvasti veteen upotettuina. Joten perunoita ja porkkanoita ja muita mukuloita voidaan myös kasvattaa.

Kasvit, joissa kemiallinen koostumus on tärkeä ja siksi vaativat vakaat ja ennustettavat kasvuolosuhteet, kuten marihuana, hyötyvät myös aeroponiikkamenetelmistä.

Aeroponiikan plussat

Jotkut aeroponiikan edut ovat samankaltaisia ​​kuin muiden likaa sisältämättömien menetelmien edut, joista keskustelimme yksityiskohtaisemmin artikkeleissamme "Hydroponiikka – kaikki mitä sinun tarvitsee tietää"Ja"Aquaponics – kaikki mitä sinun tarvitsee tietää"

• Vähentynyt vedenkulutus, 80-95 % perinteisestä maataloudesta.
• Lähes 100 % lannoitteiden käyttö, ilman saastumista.
• Herbisidiä ei tarvita.
• Hallitse kasvuolosuhteita.
• Maksimaalinen tilankäyttö, varsinkin jos se yhdistetään vertikaaliseen viljelyyn.

Näiden lisäksi aeroponiikalla on muutamia ainutlaatuisia etuja.

Tuholaisten ja tautien torjunta

Maaperän vähentäminen poistaa luonnollisesti maaperän aiheuttamien sairauksien riskin. Hydroponiikka on kuitenkin edelleen herkkä vesiperäisille taudeille, koska juuret roikkuvat jatkuvasti samassa vesierässä.

Kun järjestelmässä on paljon vähemmän vettä, on helpompi seurata vettä patogeenien esiintymisen varalta. Se helpottaa myös veden puhdistamista, suodattamista tai sterilointia, jos kontaminaatiota havaitaan.

Tämän seurauksena aeroponiikka on viljelymenetelmä, joka vaatii paljon vähemmän torjunta-aineiden käyttöä, jopa vähemmän kuin vesiviljely.

Erittäin puhdas vesi ja maaperän puuttuminen tekee aeroponikasta myös kuluttajien turvallisimpia viljelymenetelmiä, ja siinä on vain vähän mahdollisuutta kontaminoitua haitallisilla bakteereilla.

Nopeampi kasvu

Juurien äärimmäisen hapetustason ansiosta kasvit voivat kasvaa aeroponisissa olosuhteissa jopa 2-3 kertaa nopeammin kuin vesiviljelyssä, itse usein nopeammin kuin ruukkukasveissa kasvihuoneissa tai avopelloilla.

Tämä voi tehdä samasta viljelypinnasta erittäin tuottavan nopeasti korjattaville kasveille, kuten lehtivihanneksille.

Juurikasvit

Kuten aiemmin mainittiin, aeroponiikka on ainoa maaperätön ja pystysuora viljelymenetelmä, joka sopii juurikasvien, kuten perunoiden, porkkanoiden, palsternakkojen jne., viljelyyn.

Lähde: Cipotato 

Lisäksi, koska juuret roikkuvat suoraan ruiskutettaviksi, niihin on mahdollista päästä käsiksi suoraan. Tämä voi olla vankka etu juurikasvien viljelyssä pystysuorassa viljelyssä, koska sadonkorjuu on erityisen käytännöllistä, eikä mukuloista tarvitse puhdistaa maaperää.

Aeroponiikan haitat

kustannukset

Kuten kaikki maaperättömät viljelymenetelmät, kustannukset ovat ongelma, erityisesti käynnistyskustannukset. Aeroponiikka vaatii erityisiä tiloja, laitteita, antureita, suodattimia jne. Hydroponisten järjestelmien lisäksi se vaatii myös suuttimia (kaupallisia korkeapainejärjestelmiä varten) ja vahvoja pumppuja sekä painesäiliöitä.

pH:n ja ravintoaineiden seuranta

Tämä ei ole ainutlaatuinen aeroponiikka, vaan se on vielä herkempi täällä. Tämä johtuu siitä, että veden tilavuus pienenee voimakkaasti, mikä tekee ravinnepitoisuudesta paljon korkeamman.

Tämä tarkoittaa myös sitä, että ravintoaineiden ei tarvitse olla liian keskittyneitä. Koska puskurina ei ole maaperää tai vettä, kasveille toimitettavien ravinteiden määrä on laskettava tarkasti.

Tämä tekee siitä paljon monimutkaisemman ja tietointensiivisemmän kuin muut viljelymenetelmät, joissa pienellä ravinteiden ylikuormituksella ei olisi merkitystä.

Joten aeroponiikkajärjestelmät kulkevat jatkuvasti ohutta rajaa liian korkean ravinnepitoisuuden (aiheuttaa ioni- ja pH-stressiä kasveille) ja liian vähäisen (aiheuttaa optimaalista kasvua) välillä.

Kimmoisuus

Hydroponiset järjestelmät ovat luonteeltaan keinotekoisempia kuin avopellolla viljeltävät viljelykasvit. Tämä tarkoittaa, että ne riippuvat asioiden sujuvasta sujumisesta:

• Toimitusketju osissa ja komponenteissa.
• Sähkövirtalähde.
• Elektroninen yhdistetty järjestelmä pitkälle automatisoituun ja edistykselliseen toimintaan.
• Ammattitaitoinen työvoima, joka pystyy suorittamaan tehokkaasti vaaditun seurannan ja huollon.

Vaikka näitä riskejä voidaan lieventää, esimerkiksi järjestelmien redundanssilla tai suuremmalla varastolla (mikä lisää asennuskustannuksia) tai paikallisella energiantoimituksella uusiutuvan energian avulla, aeroponiikka ei koskaan ole yhtä kestävää kuin sadekasvi avomaalla. ala.

Kaikki nämä voidaan sanoa myös hydroponiikasta. Mutta tämä on vielä kriittisempi aeroponiikka, koska juuret tarvitsevat jatkuvaa sumua pysyäkseen hydratoituneena eivätkä vahingoita.

Joten jopa muutaman tunnin katkos viallisesta pumpusta tai virtalähteestä voi suistaa koko aeroponics-sadon. Tästä syystä joissakin aeroponisissa järjestelmissä on hydroponinen varmuuskopio sadon tulvimiseksi, jos aeroponiikka epäonnistuu väliaikaisesti. Tietenkin tällaiset varmuuskopiot lisäävät kustannuksia ja monimutkaisuutta.

Monimutkaisuus

Ja monimutkaisuus on toinen aeroponiikan kysymys. Järjestelmää ei tarvitse vain valvoa sairauksien ja ravinnetasapainon varalta, vaan se sisältää myös paljon enemmän osia kuin hydroponinen järjestelmä. Jokainen juuri ruiskutetaan yksitellen yhdellä tai useammalla sumua lähettävällä suuttimella. Nämä suuttimet voivat tukkeutua tai olla viallisia. Jokainen toimitetaan omalla putkistollaan.

Mitä enemmän osia, sitä suurempi mahdollisuus, että jokin menee pieleen, jolloin aeroponiikka on paljon huolto- ja valvontaintensiivisempi järjestelmä ja monimutkaisempi asentaa aluksi.

Innovaatioita aeroponiikassa

LED valaistus

LED-valot ovat tärkeä teknologian interventio aeroponiikassa. Nämä valot kuluttavat paljon vähemmän energiaa, säteilevät vähemmän lämpöä ja kestävät pidempään kuin muut valonlähteet.

Lisäksi kaikki näkyvän valon spektrit eivät ole hyödyllisiä kasveille fotosynteesissä, joten erilliset LEDit ilman vihreää valoa voivat edelleen vähentää keinovalon kuluttamaa sähköä.

Lähde: Maatalous

IoT ja anturipohjainen automaatio

Antureiden ja elektroniikan halpenevat kustannukset ovat mahdollistaneet jatkuvan lämpötilan, kosteuden, valon, pH-tason ja ravinnemäärän seurannan.

Tämä anturipohjainen viljely auttaa seuraamaan ja säätämään reaaliaikaisesti, jotta olosuhteet pysyvät optimaalisina koko ajan. Ottaen huomioon aeroponiikan vaatiman erityisen korkean valvonnan, edulliset ja tehokkaat anturit ovat tässä menetelmässä vielä tärkeämpiä kuin missään muussa.

AI-pohjaiset tekniikat

Kuten mainittiin, aeroponiikka vaatii intensiivistä vesijärjestelmän, sairauksien, ravinnepitoisuuksien jne.

Tekoäly voi auttaa optimoimaan ympäristöolosuhteet, mukaan lukien valon, kosteuden ja ravinteiden tasot. Tekoäly auttaa myös optimoimaan investointeja ja alentamaan kustannuksia luomalla yksilöllisiä kasvusuunnitelmia kullekin kasvityypille.

Se voi myös käyttää konenäköä tai biokemiallisia testejä varoittaakseen taudinaiheuttajista ennen kuin ihminen ehtii tai selvittää, eikö kasvi saa tarpeeksi tai liian paljon joitain ravintoaineita.

Lopuksi, autonomisten viljelyrobottien nousun myötä voimme kuvitella aeroponiikkajärjestelmän, jossa kasvien istutus, karsiminen, sadonkorjuu ja vaihtaminen voivat olla täysin automaattisia.

Ultraääni Foggerit

"Perinteinen" aeroponiikka käyttää matala- tai korkeapainesuuttimia muodostamaan sumua, jossa on enemmän tai vähemmän suuria aerosolisoidun veden hiukkasia.

Vaihtoehtona on käyttää ultraääntä luomaan erittäin pieniä vesipisaroita, jotka ovat samanlaisia ​​kuin sumu. Hiukkaset voivat olla niin pieniä kuin 10 mikronia. Tästä syystä tätä kutsutaan joskus "fogponicsiksi".

Lähde: Trees.com

Eräs sumun käytöstä hyötyvä kulttuurityyppi on taimet ja kloonit, joilla ei vielä ole juurijärjestelmää. Aeroponiikalla nämä kasvit voivat saada joko liian vähän ja kuivua tai liikaa ja tukkeutua ja tukehtua/mädäntyä.

Fogponic tarjoaa paljon alhaisemman paineen, mikä on ihanteellinen hauraille kasveille. Sumu voidaan levittää myös paljon suuremmalle alueelle, mikä vähentää liian monien suuttimien monimutkaisuutta ja ongelmaa ja korvaa sen muutamalla sumuttimella.

Se toimittaa myös vähemmän ravinteita, mikä on bonus kloonaamisesta tai taimista, mutta siitä voi tulla ongelma isommille aikuisille kasveille.

Järjestelmällä on kuitenkin joitain rajoituksia:

• Lämmöntuotto: sumutin saattaa ylikuumentua, ja se kuivaa sumun
• Suolan kerääntyminen: jopa enemmän kuin aeroponiikassa, ravinteiden suolakertymä voi kasaantua ja tukkia sumuttimet ja putkistot. Säännöllinen puhdistus harjaamalla tai liuottamalla suola etikkaan/happoon saattaa olla tarpeen.

Lähde: Luttusgrow

Avaruuspohjainen aeroponiikka

Kun uusi avaruuskilpailu on meneillään ja USA, Venäjä ja Kiina suunnittelevat pysyvien tukikohtien asentamista Kuuhun ja Marsiin, kysymys kymmenien tai jopa satojen astronautien ruokkimisesta tulee yhä tärkeämmäksi.

Mitä enemmän ihmisiä, sitä vähemmän kaiken ruoan tuominen maapallolta on taloudellisesti järkevää. Silti nämä keinotekoiset elinympäristöt ovat pieniä, ja jokainen elinympäristökilo/kuutiometri ja mahdollinen kasvihuone maksaa paljon rakentaa ja tuoda paikan päälle.

Joten ruoan tuottaminen paikallisesti on järkevää kuljetuskustannusten vähentämiseksi, ja se tuottaa happea ja kierrättää ilmaa lisäbonuksena, mutta vain jos se on erittäin tehokasta. Tilan ja veden kustannukset ja niukkuus tekevät aeroponisista järjestelmistä erittäin hyvän vaihtoehdon avaruuspohjaiselle ruoantuotannolle, ja kasvitautien pienentynyt riski on toinen argumentti sen puolesta.

Mahdollisuus kasvattaa erittäin energiatiheitä juurikasveja, kuten perunoita, joita on myös helppo syödä ilman liian monimutkaista kypsennystä (toisin kuin viljat), suosii aeroponiikkaa muihin ratkaisuihin nähden.

Kaiken lisäksi vesisumu on todennäköisesti paljon käytännöllisempi kuin nestemäinen vesi ilman painovoimaa.

Eikä tämä ole vain konsepti, vaan prototyyppi on jo testattu ISS:ssä eXposed Root On-Orbit Test System (XROOTS) tekninen esittelyohjelma.

Lähde: NASA

Aeroponic-asennuksen rakentaminen

Kaiken kaikkiaan hydroponiikka on yksinkertaisempaa, halvempaa rakentaa ja helpompi ylläpitää kuin aeroponiikka.

Joten kun suunnittelet aeroponisen asennuksen rakentamista, hyvä kysymys on vastata miksi valita aeroponiikka hydroponiikan sijaan?

Silti on paljon käyttötapauksia, joissa on järkevää suosia aeroponiikkaa:

• Taimien kasvatus tai kloonaukset.
• Juurikasvien kasvatus pystysuorassa viljelyjärjestelmässä.
• Kasvavat kasvilajit, jotka ovat erittäin herkkiä veden välityksellä leviäville taudeille.
• Äärimmäiset rajoitukset vesihuollossa (aavikkopaikat), keskittyen käyttämään jopa vähemmän vettä kuin hydroponiikka.
• Nopeampi kasvu tuo lisäarvoa:
  • Tilan saatavuus on kriittistä, kuten kaupunkiviljelyssä ja ultrapaikallisessa viljelyssä.
  • Kysyntä vaihtelee nopeasti tai sitä on vaikea ennustaa, joten nopeampi liikevaihto mahdollistaa nopean vastauksen kasvavaan tai supistuvaan kysyntään.

Useimmissa tapauksissa kaupallisessa toiminnassa käytetään aeroponiikkaa, koska se on monimutkaisempi asentaa ja käyttää kuin yksinkertaisempi vesiviljely.

Kotitekoisia pienemmän mittakaavan järjestelmiä on kuitenkin mahdollista käyttää, sillä ne tuottavat erittäin nopeasti kiertoa pienelle tilavuudelle, jolloin esimerkiksi taloon tai kerrostaloon saadaan pieni järjestelmä, jossa vesiviljelyn juokseva vesi ja vesisäiliöt olla epämukavaa.

Yhteenveto

Aeroponics on voimakas päivitys hydroponiikkaan tietyissä olosuhteissa, ja se tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn kasvunopeuden, vedenkäytön, sairausriskien ja tilankäytön suhteen.
Se on kuitenkin vielä monimutkaisempi, kalliimpi ja vaikeampi ylläpitää järjestelmä.

Suuttimien runsaus tai suolakertymä sumuponiikan tapauksessa vaatii jatkuvaa huomiota, jotta järjestelmä pysyy virityksessä optimaalisesti. Ja kaikki epäonnistumiset johtavat nopeasti kasvin kuihtumiseen ja kuolemaan.

Joten aeroponiikka on todennäköisesti järjestelmä, joka sopii joko pieneen harrastusprojektiin, jossa tila on suurin rajoitus ja nopea vaihtuvuus, tai korkean teknologian, erittäin kokeneelle kaupalliselle tiimille, joka on valmis etsimään sisätilojen viljelytoimintojensa optimointia.

Ja voi olla, että aeroponiikka on sisäviljelyn tulevaisuus laajemman satovalikoiman, mukaan lukien juurikasvien, alhaisemman vedenkäytön, pienempien sairauksien aiheuttamien hävikkien ja entistä nopeamman sadon vaihtuvuuden ansiosta.
Jotain, mikä saattaa jopa olla totta, kun ihmiskunta laajenee avaruuteen.