Babylonin roikkuvista puutarhoista nykypäivän koteihin: Hydroponiikka auttaa viljelemään satoja, kun maa on rajoitteena

Maa on rajallinen resurssi ja globaalin ruoan kysyntä on jatkuvasti kasvussa, joten maatalousteknologit ovat aina etsineet tapoja viljellä ilman maata. 

Hydroponiikka on yksi tällainen tapa kasvattaa kasveja käyttämällä vesipohjaista ravinneliuosta maaperän sijaan. Maaperän korvaaja voi sisältää aggregaattialustan tai erilaisia kasvualustoja, kuten:

• Vermikuliitti
• Kookoskuitu
• Perliitti

Tämä monipuolinen viljelymenetelmä on tullut suosituksi harrastajien, pienten viljelijöiden ja kaupallisten yritysten keskuudessa. Tämä kysyntä on se, mikä ajaa sen markkinakoko kasvamaan lähes 7 miljardia Yhdysvaltain dollaria yli 12 miljardia dollaria vuoteen 2025 mennessä. 

Miten hydroponiikka eroaa aeroponiikasta?

Aeroponiikka hyödyntää ilmaa vesipohjaiseen ravinneliuokseen verrattuna hydroponiikkaan. Ennen kuin syvennymme sen toimintaan, on tärkeää tarkemmin määritellä näiden kahden menetelmän ero. 

Aeroponiikassa kasvit eivät koskaan saa ravinteita vedestä. Ne saavat ne ravinteikkaasta sumusta, joka sumutetaan kasvien juurille. Hydroponiikassa – toisaalta – hyödynnetään vettä täysimääräisesti. Tässä viljelijät pitävät kasvit vedessä jatkuvasti tai ruokkivat niitä ajoittaisella vesivirralla. 

Aeroponiikan viljelytekniikat käyttävät sääolosuhteita säädeltyjä suljettuja ympäristöjä, joissa kasvit kasvavat ravinneliuoksessa hydroponiikassa. 

Molemmat, aeroponiikka ja hydroponiikka, ovat ympäristön kannalta turvallisia, sillä ne eivät käytä kemiallisia lannoitteita tai torjunta-aineita. Kuitenkin vesivarantoja rajoittavilla alueilla aeroponiikalla on etu, koska se käyttää huomattavasti vähemmän vettä kuin hydroponiikka. 

Eroistaan ja samankaltaisuuksistaan huolimatta sekä hydroponiikka että aeroponiikka saavat yhä enemmän suosiota. Tänään tarkastelemme, miten hydroponiikka on vuosien varrella saanut vauhtia. 

Klikkaa tästä oppiaksesi kaiken aeroponiikasta.

Hydroponiikan tiede

Voimme tarkastella hydroponiikkajärjestelmiä niiden rakenteen näkökulmasta. Yleisesti on kaksi kategoriaa: avoimet järjestelmät ja suljetut järjestelmät. 

Voimme myös tarkastella hydroponiikkaa niiden käyttämien tukimateriaalien perusteella. Tässä kategoriat ovat aggregaatti- tai ei-aggregaatiojärjestelmät. 

Lopuksi, sähkökomponenttien käytön perusteella hydroponiikassa voi olla passiivisia tai aktiivisia järjestelmiä. Katsotaanpa, mitä nämä erot tarkoittavat.

Avoimet ja suljetut järjestelmät

Avoin hydroponiikkajärjestelmä sisältää säiliön, kasvukammion ja putket. Avoimen järjestelmän esimerkkejä ovat Nutrient Film Technique, Ebb and Flow jne. 

Avoimen järjestelmän perusarkkitehtuuri vaatii, että ravinneliuos virtaa säiliöstä kasvukammioon ja takaisin säiliöön putkien kautta. 

Suljetut hydroponiikkajärjestelmät, jotka toimivat esimerkiksi Deep Water Culture- tai Kratky-menetelmällä, käyttävät ravinnereseptiä sekä säiliönä että kasvukammiina. Ripustuvat kasvien juuret pääsevät ravinneliuokseen ilman pumppuja, koska liuos ei poistu säiliöstä. 

Aggregaatti- ja ei-aggregaatiojärjestelmät

Aggregaattijärjestelmät käyttävät maaperän sijaan aggregaattia tukimateriaalina, kun taas ei-aggregaatiojärjestelmät käyttävät kivenvillaa tai uima-altaan vesiputkia tukimateriaalinaan. Ebb & flow- ja wick-järjestelmät ovat esimerkkejä aggregaattityypistä, kun taas ei-aggregaatiojärjestelmät noudattavat Nutrient Film Technique- tai Kratky-menetelmiä. 

Passiiviset ja aktiiviset järjestelmät

Passiiviset ja aktiiviset hydroponiikkajärjestelmät eroavat siinä, että ensimmäinen tyyppi ei sisällä liikkuvia tai moottoroituja osia, eikä siten ole riippuvainen sähkökomponenteista. 

Toisaalta aktiivinen järjestelmä riippuu sähkökomponenteista, kuten pumpuista, ilmastajista ja ajastimista. Nämä komponentit varmistavat ravinteiden oikea-aikaisen toimituksen kasveille. 

Teknologian rooli hydroponiikassa

Maatalousmenetelmät ovat hyödyntäneet huipputeknologioita menestyksekkäästi jo vuosikymmeniä. Hydroponiikka ei ole poikkeus. 

Tekoälypohjaiset teknologiat

Esimerkiksi hydroponiikka käyttää tekoälyä tarkkailemaan olemassa olevia ympäristöolosuhteita, kuten valon tasoa, kosteutta ja ravinnetasoja. Tekoäly auttaa myös optimoimaan investointeja ja vähentämään kustannuksia luomalla räätälöityjä kasvusuunnitelmia kullekin kasvilajille. 

LED-valaistus

LED-valot ovat toinen keskeinen teknologinen interventio hydroponiikassa. Nämä valot kuluttavat paljon vähemmän energiaa, säteilevät vähemmän lämpöä ja kestävät pidempään kuin muut valonlähteet. 

LED-valot soveltuvat myös tarpeisiin perustuvaan suunnitteluun. Ne ovat tehokkaita tarjoamaan oikeanlaista valoa sekä intensiteetin että aluekohtaisen tarkennuksen osalta, mikä edistää tervettä juurten kehitystä ja parantaa kasvien terveyttä. 

Anturipohjaiset automatisoidut kasvujärjestelmät

Kuitenkin merkittävin tähän mennessä hydroponiikassa tapahtunut teknologinen kehitys on ollut automatisoidut kasvujärjestelmät. 

Näitä järjestelmiä voidaan asentaa sisä- tai ulkotiloihin. Niitä on mahdollista ohjata etänä, jopa älypuhelimen kautta. Näiden anturipohjaisten järjestelmien tavoitteena on seurata ja säätää – tarvittaessa – ympäristöparametreja, kuten lämpötilaa, kosteutta, valoa, pH-tasoja ja ravinnemäärää. 

Näiden tekijöiden avustamisen ohella ne auttavat myös ravinnetoimitusta ylläpitämään oikeaa mineraalien ja orgaanisten yhdisteiden seosta. Kuten kaikki nousevat sovellusalueet, jotka laajenevat päivä päivältä, hydroponiikka seuraa myös runsaan akateemisen ja soveltavan tutkimuksen polkua. 

Hydroponics: Miten se syntyi? 

Tutkijat ovat tunnistaneet varhaisia maaperättömiä viljelytekniikoita, jotka muistuttavat hydroponiikkaa eri muodoissa antiikin ajoista. Esimerkiksi sen yhtäläisyyksiä tai jälkiä löytyy Babylonin roikkuvista puutarhoista (600 eaa.), azteekkien kelluvista puutarhoista (10. vuosisata) ja kiinalaisista riisipelloista (13. vuosisata). 

Kuitenkin kalifornialainen professori William F. Gericke saa ansaitun kunniamerkin hydroponiikka-sanan ensimmäisestä käytöstä. Alun perin laboratoriotekniikkana kehitetty menetelmä kehittyi hitaasti kaupalliseksi sellaiseksi kuin se on tänä päivänä. 

Suuri osa kaupallisesta laajentamisesta ansaitsee Yhdysvaltain armeijan, joka käytti hydroponiikkaa tuoreiden ruokien kasvattamiseen joukkojen käyttöön hedelmättömillä Tyynenmeren saarilla toisen maailmansodan aikana. 

Siitä lähtien hydroponiikkaa on kaupallisesti toteuttanut lukuisat yritykset Yhdysvalloissa, Euroopassa, Afrikassa ja Aasiassa.

Kaupalliset yritykset, joilla on mullistavia hydroponiikkaratkaisuja

1. Grow Generation

Grow Generation on yksi johtavista hydroponiikkatuotteiden tarjoajista. Se tarjoaa täydellisiä hydroponiikkajärjestelmiä sekä erillisiä komponentteja, kuten ilma- ja vesipumppuja, vesijäähdyttimiä ja -lämmittimiä, liittimiä, kasvualustoja ja -telineitä, verkkopotteja ja -kuppeja, säiliöitä ja tankkeja, tippajärjestelmiä sekä ratkaisuja veden suodattamiseen ja käsittelyyn. 

For the tilikausi, joka päättyi 31. joulukuuta 2022, GrowGeneration (GRWG ) ilmoitti yli 278 miljoonan Yhdysvaltain dollarin liikevaihdon. Bruttovoitto oli yli 70 miljoonaa dollaria. Tämä myyntitulo oli kuitenkin merkittävästi alhaisempi kuin Grow Generationin vuoden 2021 luvut, jolloin liikevaihto oli 422 miljoonaa dollaria ja bruttovoitto yli 118 miljoonaa dollaria.  

2. ScottsMiracle-Gro

ScottsMiracle-Gro on toinen julkinen toimija tällä alalla, joka tarjoaa vähintään kaksitoista merkkiä hydroponiikassa. Joitakin sen merkkejä ovat General Hydroponics, Botanicare, Vermicorp Organics, AeroGarden, Agrolux, MotherEarth ja muita. General Hydroponics tarjoaa ravinteita, lisäravinteita, ohjaus- ja ylläpitotuotteita. Se tarjoaa myös ruokintakaavioita kaupallisille viljelijöille ja harrastajille, jotta he voivat tarkasti päättää, mitä kasveille annetaan. Scotts Miracle-Gro (SMG ):n läsnäolo hydroponiikassa ulottuu yli neljään vuosikymmeneen. 

Scotts Miracle-Gro rekisteröi nettomyynnin, joka ylitti 3,9 miljardia Yhdysvaltain dollaria vuonna 2022, 4,9 miljardia dollaria vuonna 2021 ja 4,1 miljardia dollaria vuonna 2020. Julkisen yrityksen bruttokate nettomyynnin prosenttiosuutena oli näinä kolmena vuonna 22,2 %, 29,8 % ja 32,6 %. 

3. Hydrofarm Holdings

Hydrofarm Holdings on toinen globaali brändi, joka tunnetaan laajasta hydroponiikkatuotteiden valikoimastaan. Sen tuotevalikoimaan kuuluvat pumput, ohjelmoitavat ajastimet, pH-ratkaisut, orgaaniset maaperättömät seokset ja paljon muuta. Viimeisten 45 vuoden aikana brändi on noussut yhden luukun kaupaksi kaikkiin sisäisen maatalouden tarpeisiin. 

Hydrofarm myy hajautetulle asiakaskunnalle erikoistuneiden hydroponiikkajällettärien, kuten Greencoast ja Growers House, kautta; puutarhakauppojen/jälleenmyyntien, kuten Nurseryland ja Ace Hardware, kautta; verkkokauppakumppaneiden, kuten Amazon (AMZN ) ja Hydrobuilder, kautta; sekä kasvihuone-/kanavakumppaneiden, kuten BFG Supply Co., ja Griffin, kautta.

Vuonna 2022, Hydrofarm rekisteröi nettomyynnin, joka ylitti 344 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria, ja bruttovoitto yli 29 miljoonaa dollaria. Vuonna 2021 sen myynti oli yli 479 miljoonaa dollaria ja bruttovoitto yli 101 miljoonaa dollaria. 

Kaikki nämä laajamittaiset julkiset yritykset, jotka ovat vuosien varrella ansainneet merkittävää liikevaihtoa myymällä hydroponiikkaratkaisuja, todistavat viljelytekniikan arvon ja sen toteutettavuuden. Kiistattomasti sillä on useita etuja. Tarkastellaanpa joitakin niistä.

Hydroponiikka: Mahdollisuudet ja haasteet, jotka on voitettava

Mikä tahansa viljelytekniikka, joka auttaa säästämään rajallisia resursseja kuten maata ja vettä, on hyödyllinen planeetan terveydelle. Hydroponiikka, monien etujensa ansiosta, ilmentää tätä lähestymistapaa. 

Esimerkiksi hydroponiikalla viljelijät voivat tuottaa kolmesta kymmeneen kertaan enemmän ruokaa kuin perinteinen maatalous. Kasvit kasvavat myös paljon nopeammin. Se ei vaadi herbicideja tai torjunta-aineita, sillä hydroponiikassa kasvatetut sadot ovat merkittävästi suojattuja rikkaruohoilta ja hyönteisiltä. 

Tutkimukset osoittavat, että menetelmä kuluttaa 20 kertaa vähemmän vettä kuin perinteinen maatalous. Lisäksi, koska se tapahtuu suljetussa ja hallitussa järjestelmässä, kontaminaation mahdollisuus on hyvin pieni. Kuitenkin hydroponiikan täyden potentiaalin saavuttamiseksi sen on voitettava useita haasteita. 

Ensinnäkin alkuinvestoinnin kustannusten tulisi olla alhaisemmat, sillä ne ovat korkeammat kuin maatalouden aloittamiseen maalla. Lisäksi, koska maata ei ole mukana, mikä perinteisessä viljelyssä toimii luonnollisena esteenä, on riski, että taudit leviävät nopeasti koko järjestelmään veden kautta. 

Myös veden mikroskooppisia eliöitä, kuten bakteereja ja homeita, on tarkasteltava jatkuvasti, sillä ne voivat saastuttaa veden. 

Fyysisen valvonnan lisäksi hydroponiikka vaatii myös resurssivieviä toimenpiteitä ravinnetasojen ylläpitämiseksi, mikä edellyttää koulutusta ja opetusta oikeista kastelu- ja valaistusteknologioista. 

Hydroponiikka: Tulevaisuuden näkymät

Vuosien varrella hydroponiikka on todellakin noussut kestävän viljelyn toimivaksi ratkaisuksi, ja sen laajeneva soveltamisala tekee tulevaisuudesta lupaavan. Monet ravinneliuoksen komponentit, esimerkiksi, saadaan suoloista. 

Kuitenkin, jos nämä komponentit eivät ole saatavilla, viljelijöillä on runsaasti mahdollisuuksia korvata ne yleisemmin löydettävillä orgaanisilla lannoitteilla, kuten karjan lannalla tai lintujen lannalla. Ravinteet voivat sisältää myös kalajauhoa, puu- tai viljajätteitä tai merilevää. 

Samoin saatavilla on monia alusta‑vaihtoehtoja, kuten perliitti, pumice, vermikuliitti, riisin kuoret, puukuitu, villa ja kivenvilla, jotka tarjoavat viljelijöille monipuolisia valintoja. 

Mikä tärkeintä, hydroponiikka voi tuottaa erilaisia satoja ja kasveja, mikä tekee siitä sopivan sekä kotiviljelyyn että laajamittaiseen maatalouteen, mukaan lukien lehtivihannekset, kasvikset, hedelmät ja aromaattiset kasvit. 

Tulevina vuosina, oikean kastelutiedon, kasvien biologian, genetiikan sekä valon- ja ilmanhallintateknologian avulla, voimme edistää hydroponiikkaa toimivana lisänä maaperäiseen viljelyyn. 

Klikkaa tästä oppiaksesi kaiken pystysuorasta viljelystä ja sen globaalista vaikutuksesta.