אירופוניקה - כל מה שאתה צריך לדעת

מה זה אירופוניקה?

אירופוניקה היא שיטת גידול המגדלת צמחים ללא כל אדמה. זה חלק משיטות הגידול הרחבות יותר "ללא אדמה", הכוללות גם הידרופוניקה ו אקוופוניקה.

אבל בניגוד ל-2 השיטות האחרות הללו, הוא אינו משתמש באגרגט או מצע כלשהו. לפעמים, הצמח עשוי להיות מוחזק במקומו עם מצע קל מאוד כמו קוקוס, כשהשורש תלוי ללא תמיכה.

במקום זאת, החומרים התזונתיים מועברים לצמח באמצעות טיפות או ערפל מרוסס של מים מאוורזים המכילים את החומרים התזונתיים המומסים.

מקור: חקלאי מודרני

הנקודה העיקרית של שיטה זו היא להביא את מירב השליטה שניתן להשיג על תנאי הגידול של הצמח, כמו גם להסיר את רוב המדיום למחלות (אדמה ומים).

גודל שוק האירופוניקה מייצג 2.7 מיליארד דולר בשנת 2023 וצפוי לגדול ל-17.4 מיליארד דולר עד 2033, עם 20.5% CAGR.

מדע האירופוניקה

באירופוניקה, חומרי ההזנה כמו פוספט, אשלגן וחנקן ("NPK") וכן מיקרונוטריינטים מומסים למים, מה שמאפשר יעילות של כמעט 100% בשימוש בדשנים. ההבדל בהידרופוניקה הוא שהמים לא תמיד קיימים אלא מרוססים באופן קבוע על השורשים.

ניתן להפריד את אירופוניק ל-2 עיצובים שונים: מערכות בלחץ נמוך ובלחץ גבוה.

מערכות בלחץ גבוה השתמש במשאבות חזקות ובחרירים בלחץ גבוה כדי לזרוק ערפל בלחץ גבוה ישר אל השורשים. הלחץ יכול להגיע עד 60-90 psi. הערפל מחומצן מאוד, המאפשר צריכה יעילה של חומרים מזינים.

מערכות בלחץ נמוך השתמש בערפל עדין או בטיפות כדי להשקות את שורשי הצמח. במערכת זו הערפל הוא תרסיס קל של טיפות, המאפשר ספיגה איטית וקבועה של חומרי ההזנה. עדיף זאת על פני לחץ גבוה לצמחים רגישים ששורשיהם ייפגעו בלחץ גבוה, או לגישת לואו-טק לשיטה. לחץ נמוך נקרא לפעמים "סואקפוניקה" מכיוון שהשורשים ספוגים בערפל במקום ממוקדים בלחצים גבוהים.

מה אפשר לגדל עם אירופוניקה?

בתיאוריה, ניתן לגדל כמעט כל צמח באירופוניקה. עם זאת, שיקולי עלות מביאים לכך שהגידולים המעובדים באירופוניקה הם לרוב זהים לאלו בהידרופוניקה: גידולים בעלי ערך גבוה ואיכותי עם ביקוש קבוע בשוק בכל עונות השנה.

אז מערכות אירופוניקה מותאמות במיוחד לצמיחה:

• עלים ירוקים (סלטים, תרד וכו').
• עשבי תיבול.
• תותים.
• עגבניות.
• פפריקה.
• מלפפון.

בנוסף לגידולים הידידותיים להידרופוניקה ואירופוניקה, אירופוניקה יכולה לגדל גידולי שורש שנרקבים כשהם טבילים כל הזמן במים. אז אפשר לגדל גם תפוחי אדמה וגזר ופקעות אחרות.

גם גידולים שבהם ההרכב הכימי חשוב ולכן דורשים תנאי גידול יציבים וצפויים, כמו מריחואנה, נהנים משיטות אירופוניקה.

היתרונות של אירופוניקה

חלק מהיתרונות של אירופוניקה דומים לאלו של שיטות אחרות ללא אדמה, עליהן דנו בפירוט נוסף במאמרים שלנו "הידרופוניקה - כל מה שאתה צריך לדעת"וגם"אקוופוניקה - כל מה שאתה צריך לדעת"

• צריכת מים מופחתת, 80-95% מהחקלאות הקונבנציונלית.
• קרוב ל-100% שימוש בדשנים, ללא זיהום.
• אין צורך בקוטל עשבים.
• שליטה על תנאי הגידול.
• ניצול מקסימלי של שטח, במיוחד בשילוב עם חקלאות אנכית.

בנוסף לאלו, לאירופוניקה יש כמה יתרונות ייחודיים.

הדברת מזיקים ומחלות

יציאה ללא אדמה מסירה כמובן את הסיכון למחלות הנולדות באדמה. עם זאת, הידרופוניקה עדיין פגיעה למחלות הנישאות במים, מכיוון שהשורשים משתלשלים כל הזמן באותה אצווה של מים.

על ידי שיש הרבה פחות מים במערכת, זה הופך להיות קל יותר לנטר את המים עבור נוכחות של פתוגנים. זה גם מקל על ניקוי, סינון או עיקור המים אם מתגלה זיהום.

כתוצאה מכך, אירופוניקה היא שיטת חקלאות שדורשת הרבה פחות שימוש בחומרי הדברה, אפילו פחות מהידרופוניקה.

מים נקיים מאוד וללא אדמה הופכים את האירופוניקה לאחת משיטות הגידול הבטוחות ביותר לצרכנים, עם אפשרות מועטה של ​​זיהום כלשהו בחיידקים מזיקים.

צמיחה מהירה יותר

הודות לרמת החמצון הקיצונית של השורשים, הצמחים בתנאי אירופוניקה יכולים לצמוח במהירות של פי 2-3 מהר יותר מאשר בהידרופוניקה, ולעתים קרובות יותר מהר מאשר בעציצים בחממות או בשדות פתוחים.

זה יכול להפוך את אותו משטח גידול ליותר פרודוקטיבי עבור יבולים מהירים לקציר כמו עלים ירוקים.

גידולי שורש

כפי שצוין קודם לכן, אירופוניקה היא שיטת החקלאות האנכית והנטולת אדמה היחידה התואמת לטיפוח גידולי שורש כמו תפוחי אדמה, גזר, פרסניטר וכו'.

מקור: ציפוטטה 

בנוסף, מכיוון שהשורשים משתלשלים ישירות לריסוס, ניתן לגשת אליהם ישירות. זה יכול להיות יתרון מוצק לטיפוח גידולי שורש בחקלאות אנכית על ידי הפיכת הקציר לפרקטי במיוחד וללא אדמה לנקות מהפקעות שנקטפו.

החסרונות של אירופוניקה

עלויות

כמו כל שיטות הגידול ללא אדמה, העלות היא בעיה, במיוחד עלויות הפתיחה. אירופוניק דורשת מתקנים ייעודיים, ציוד, חיישנים, פילטרים וכו'. בנוסף למערכות הידרופוניות, היא דורשת גם נוזלים (בדרגה מסחרית למערכות בלחץ גבוה) ומשאבות חזקות, וכן מיכלי לחץ.

ניטור pH ותזונתי

זה לא ייחודי לאירופוניק אבל הוא אפילו יותר רגיש כאן. הסיבה לכך היא שנפח המים ירד בצורה חמורה, מה שהופך את ריכוז החומרים התזונתיים להרבה יותר גבוהים.

זה גם אומר שהחומרים התזונתיים צריכים לא להיות מרוכזים מדי. מכיוון שאין אדמה או מים כדי לספק חיץ, יש לחשב במדויק את כמות החומרים המזינים המועברים לצמחים.

זה הופך אותה להרבה יותר מורכבת ועתירת ידע משיטות טיפוח אחרות, שבהן עומס קטן של חומרים מזינים לא ישפיע.

אז מערכות אירופוניקה צועדות כל הזמן על קו דק בין ריכוז גבוה מדי של חומרים מזינים (הגורם ללחץ יוני ו-pH לצמח) לבין מעט מדי (גורם לצמיחה לא אופטימלית).

כושר התאוששות

מערכות הידרופוניות הן, מטבען, מלאכותיות יותר מגידולים בשדה פתוח. זה אומר שהם תלויים בכך שדברים מתנהלים בצורה חלקה:

• שרשרת אספקה ​​בחלקים ורכיבים.
• אספקת חשמל.
• מערכת מקושרת אלקטרונית לפעולות אוטומטיות ומתקדמות ביותר.
• כוח אדם מיומן המסוגל לבצע ביעילות את הניטור והתחזוקה הנדרשים.

אמנם יש דרכים לצמצם את הסיכונים הללו, למשל עם יתירות מערכות או מלאי גדול יותר (מה שמוסיף לעלויות ההתקנה), או אספקה ​​מקומית של אנרגיה באמצעות ייצור חשמל מתחדש, אירופוניקה לעולם לא תהיה עמידה כמו יבול מושקה בגשם בשטח פתוח. שדה.

את כל אלה אפשר לומר גם על הידרופוניקה. אבל זה אפילו יותר קריטי לאירופוניקה, כשהשורשים צריכים ערפל מתמיד כדי להישאר לחות ולא להיגרם נזק.

לכן, אפילו כמה שעות של הפסקות ממשאבה או אספקת חשמל פגומים עלולות לדרדר קציר אווירופוניק שלם. מסיבה זו, לחלק מהמערכות האירופוניות יש גיבוי הידרופוני להציפת היבולים במקרה של כשל זמני באירופוניקה. כמובן שגיבויים כאלה רק מוסיפים לעלויות ולמורכבות.

מוּרכָּבוּת

ומורכבות היא סוגיה נוספת של אירופוניקה. לא רק שהמערכת צריך להיות במעקב אחר מחלות ואיזון תזונתי, אלא שהיא מכילה הרבה יותר חלקים ממערכת הידרופונית. כל שורש מרוסס בנפרד על ידי זרבובית אחת או כמה שפולטות את הערפל. חרירים אלה עלולים להיסתם או פגומים. כל אחד מסופק עם מערכת צנרת משלו.

ככל שיותר חלקים, כך גדל הסיכוי שמשהו ישתבש, מה שהופך את אירופוניק למערכת הרבה יותר עתירת תחזוקה וניטור בסך הכל ומורכבת יותר להתקנה בתחילה.

חדשנות באירופוניקה

תאורת LED

נורות LED הן התערבות טכנולוגית חיונית באירופוניקה. אורות אלו צורכים הרבה פחות אנרגיה, פולטים פחות חום, ומחזיקים מעמד זמן רב יותר ממקורות אור אחרים.

בנוסף, לא כל ספקטרום האור הנראה שימושי לצמחים בפוטוסינתזה, ולכן נוריות LED ייעודיות ללא אור ירוק יכולות להפחית עוד יותר את החשמל הנצרך על ידי ברק מלאכותי.

מקור: חקלאות

IoT ואוטומציה מבוססת חיישנים

העלויות היורדות של חיישנים ואלקטרוניקה אפשרו ניטור רציף של טמפרטורה, לחות, אור, רמות pH ונפח חומרי הזנה.

חקלאות זו מבוססת חיישנים עוזרת לעקוב ולהתאים בזמן אמת כך שהתנאים יישארו אופטימליים בכל עת. בהתחשב ברמת הניטור הגבוהה במיוחד הנדרשת על ידי אירופוניקה, חיישנים זולים וחזקים חשובים אפילו יותר לשיטה זו מאשר לכל אחת אחרת.

טכנולוגיות מבוססות בינה מלאכותית

כאמור, אירופוניקה דורשת ניטור אינטנסיבי של מערכת המים, מחלות, רמות תזונה וכו'.

AI יכול לעזור לייעל את תנאי הסביבה, כולל אור, לחות ורמות תזונה. AI גם עוזר לייעל את ההשקעה ולהפחית עלויות על ידי יצירת תוכניות צמיחה מותאמות אישית לכל סוג צמח.

זה יכול גם להשתמש בראיית מכונה או בבדיקות ביוכימיות כדי להתריע על פתוגנים לפני שאדם יכול או לגלות אם צמח לא מקבל מספיק או יותר מדי של כמה חומרים מזינים.

לבסוף, עם עליית רובוטים חקלאיים אוטונומיים, אנו יכולים לדמיין מערכת אירופוניקה שבה שתילה, גיזום, קציר והחלפת צמחים יכולים להיות אוטומטיים לחלוטין.

ערפלים אולטרה קוליים

אירופוניקה "מסורתית" משתמשת בחרירים בלחץ נמוך או גבוה כדי ליצור ערפל עם חלקיקים גדולים יותר או פחות של מים מאוורזים.

חלופה היא להשתמש באולטרסאונד כדי ליצור טיפות מים קטנות במיוחד, בדומה לערפל. החלקיקים יכולים להיות קטנים עד 10 מיקרון. מסיבה זו, זה נקרא לפעמים "fogponics".

מקור: Trees.com

סוג אחד של תרבות שמרוויח משימוש בערפל הוא שתילים ושיבוטים, שעדיין אין להם ממש מערכת שורשים. בעזרת אירופוניקה, הצמחים הללו יכולים לקבל מעט מדי ולהתייבש או יותר מדי ולסתום ולהיחנק/להירקב.

Fogponic מציע לחץ נמוך בהרבה, שהוא אידיאלי לצמחים שבירים. הערפל יכול להתפשט גם לשטח הרבה יותר גדול, להפחית את המורכבות והבעיה של ריבוי חרירים ולהחליף אותו בכמה מערפלים בלבד.

זה גם מספק פחות חומרים מזינים, בונוס עבור שיבוטים או שתילים, אבל עשוי להפוך לבעיה עבור צמחים בוגרים גדולים יותר.

עם זאת, למערכת יש כמה מגבלות:

• ייצור חום: המרסס עלול להתחמם יתר על המידה, והוא ייבש את הערפל
• הצטברות מלח: אפילו יותר מאשר באירופוניקה, משקעים של מלח מהחומרים התזונתיים עלולים להיערם ולסתום את המרססים והצנרת. ייתכן שיהיה צורך בניקוי קבוע על ידי הברשה או המסת המלח בחומץ/חומצה.

מקור: Luttusgrow

אירופוניקה מבוססת חלל

עם מירוץ חלל חדש שמתקיים ומתכננים להתקין בסיסים קבועים על הירח ומאדים על ידי ארה"ב, רוסיה וסין, השאלה כיצד להאכיל עשרות או אפילו מאות אסטרונאוטים הופכת דחופה יותר.

ככל שיותר אנשים, כך ייבוא ​​פחות כל המזון מכדור הארץ יהיה הגיוני מבחינה כלכלית. ובכל זאת, בתי הגידול המלאכותיים הללו יהיו קטנים, וכל קילו/מ"ק של בית גידול וחממה בסופו של דבר יעלה הרבה לבנות ולהביא לאתר.

לכן, ייצור מזון מקומי הגיוני כדי להפחית את עלויות ההובלה, והוא ייצר חמצן וימחזר את האוויר כבונוס נלווה, אך רק אם זה יעיל מאוד. העלויות והמחסור בשטח ובמים הופכים מערכות אירופוניות לאופציה טובה מאוד לייצור מזון בחלל, כאשר הסיכון המופחת למחלות צמחים הוא טיעון נוסף לטובתם.

גם האפשרות לגדל גידולי שורש עתירי אנרגיה, כמו תפוחי אדמה, שקל לאכילה גם ללא בישול מורכב מדי (בניגוד לדגנים), מעדיפה את האירופוניקה על פני פתרונות אחרים.

נוסף על הכל, ערפל מים יהיה מעשי הרבה יותר ממים נוזליים ללא כוח משיכה.

וזה לא רק רעיון, כאשר אב הטיפוס כבר נבדק ב-ISS תחת ה- תוכנית הדגמה טכנית של מערכת בדיקת Root On-Orbit System (XROOTS) חשופה.

מקור: נאס"א

בניית מתקן אירופוני

בסך הכל, הידרופוניקה פשוטה יותר, זולה יותר לבנייה וקלה יותר לתחזוקה מאשר אירופוניקה.

אז כאשר מתכננים לבנות מתקן אירופוני, שאלה טובה לענות עליה היא למה לבחור באירופוניקה על פני הידרופוניקה?

ובכל זאת, יש הרבה מקרי שימוש שבהם יהיה הגיוני להעדיף אירופוניקה:

• גידול שתילים או שיבוטים.
• גידול גידולי שורש במערך חקלאי אנכי.
• גידול מיני צמחים רגישים מאוד למחלות הנישאות במים.
• מגבלות קיצוניות על אספקת מים (מיקומים מדבריים), תוך התמקדות בשימוש אפילו בפחות מים מאשר הידרופוניקה.
• צמיחה מהירה יותר מוסיפה ערך:
  • זמינות השטח היא קריטית, כמו בחקלאות עירונית ובגידול אולטרה-מקומי.
  • הביקוש משתנה במהירות או שקשה לחזות אותו, ולכן מחזור מהיר יותר מאפשר תגובה מהירה לביקוש גדל או מתכווץ.

ברוב המקרים, הפעילות המסחרית תעשה שימוש באירופוניקה, שכן היא מורכבת יותר להקמה ולתפעול מאשר הידרופוניקה פשוטה יותר.

ובכל זאת, אפשר להשתמש במערכות ביתיות בקנה מידה קטן יותר, שכן הן יספקו מהר מאוד מחזור לנפח נמוך, מה שמאפשר, למשל, לקיים מערכת קטנה בבית או בדירה שבה היו מיכלי המים והמים הזורמים של הידרופוניקה. להיות לא נוח.

סיכום

Aeroponics הוא שדרוג רב עוצמה על פני הידרופוניקה בתנאים מסוימים, ומספק ביצועים מעולים לגבי מהירות צמיחה, שימוש במים, סיכוני מחלות ושימוש בחלל.
עם זאת, מדובר במערכת אפילו יותר מורכבת, יקרה וקשה לתחזוקה.

שפע החרירים, או הצטברות המלח במקרה של fogponics ידרשו תשומת לב מתמדת כדי לשמור על כוונון המערכת בצורה מיטבית. וכל כישלון יגרום במהירות לנמלת הצמח ולמות.

אז סביר להניח שאירופוניקה היא מערכת המתאימה לפרויקט תחביב קטן, שבו החלל הוא המגבלה הגדולה ביותר ותחלופה מהירה, או לצוות מסחרי עתיר טכנולוגיה וניסיון רב שמוכן לחפש כדי לייעל את פעולות החקלאות הפנימיות שלו.

ויכול להיות שאירופוניקה היא העתיד של חקלאות מקורה, הודות למגוון יבולים רחב יותר הכולל גידולי שורש, צריכת מים נמוכה יותר, הפסדים נמוכים יותר ממחלות ותחלופת יבולים מהירה אף יותר.
משהו שאולי אפילו נכון כאשר האנושות מתרחבת לחלל החיצון.