Aeroponics – alt du trenger å vite

Hva er Aeroponics?

Aeroponics er en dyrkingsmetode som dyrker planter uten jord. Det er en del av de bredere "jordfrie" dyrkingsmetodene, som også inkluderer Vann og aquaponics.

Men i motsetning til disse 2 andre metodene, bruker den ikke noe tilslag eller underlag. Noen ganger kan planten holdes på plass med et veldig lett underlag som kokos, med roten som dingler støttefri.

I stedet blir næringsstoffene levert til planten gjennom dråper eller en sprøytet tåke av aerosolisert vann som inneholder de oppløste næringsstoffene.

kilde: Moderne Bonde

Hovedpoenget med denne metoden er å få mest mulig kontroll man kan få over plantevekstforholdene, samt fjerne det meste mediet for sykdommer (jord og vann).

Aeroponics markedsstørrelsen representerer 2.7 milliarder dollar i 2023 og forventes å vokse til 17.4 milliarder dollar innen 2033, med en CAGR på 20.5 %.

Vitenskapen om aeroponikk

I aeroponics løses næringsstoffene som fosfat, kalium og nitrogen (“NPK”) samt mikronæringsstoffer i vannet, noe som gir en nesten 100 % effektivitet i bruken av gjødsel. Forskjellen med hydroponics er at vannet ikke alltid er tilstede, men sprayes jevnlig på røttene.

Aeroponics kan deles inn i 2 forskjellige design: lavtrykks- og høytrykkssystemer.

Høytrykkssystemer bruk sterke pumper og høytrykksdyser for å kaste en høytrykkståke rett på røttene. Trykket kan være så høyt som 60-90 psi. Tåken er svært oksygenert, noe som gir et effektivt inntak av næringsstoffer.

Lavtrykkssystemer bruk en mild tåke eller dråper for å vanne plantens røtter. I dette systemet er tåken en lett spray av dråper som muliggjør en langsom og regelmessig absorpsjon av næringsstoffene. Dette foretrekkes fremfor høyt trykk for sensitive planter hvis røtter ville bli skadet av høyt trykk, eller for en lavteknologisk tilnærming til metoden. Lavt trykk kalles noen ganger "soakaponics" da røttene er gjennomvåt med tåken i stedet for målrettet med høyt trykk.

Hva kan dyrkes med Aeroponics?

I teorien kan nesten alle planter dyrkes med aeroponikk. Kostnadshensyn fører imidlertid til at avlingene som dyrkes i aeroponikk er stort sett de samme som i hydroponics: høyverdi, høykvalitets avlinger med jevn markedsetterspørsel i alle årstider.

Så aeroponikksystemer er spesielt tilpasset for å vokse:

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

I tillegg til disse hydroponikk- og aeroponikkvennlige avlingene, kan aeroponikk dyrke rotvekster som råtner når de hele tiden er nedsenket i vann. Så poteter og gulrøtter og andre knoller kan også dyrkes.

Avlinger der den kjemiske sammensetningen er viktig og derfor krever stabile og forutsigbare vekstforhold, som marihuana, drar også nytte av aeroponikkmetoder.

Fordelene med Aeroponics

Noen av fordelene med aeroponikk er lik fordelene med andre jordfrie metoder, som vi diskuterte mer detaljert i artiklene våre "Hydroponics – alt du trenger å vite"Og"Aquaponics – alt du trenger å vite"

• Redusert vannforbruk, 80-95 % av konvensjonelt landbruk.
• Nærmere 100 % bruk av gjødselen, uten forurensning.
• Det er ikke behov for ugressmiddel.
• Kontroll over vekstforholdene.
• Maksimal bruk av plass, spesielt hvis kombinert med vertikalt jordbruk.

I tillegg til disse har aeroponikk noen unike fordeler.

Bekjempelse av skadedyr og sykdommer

Å gå uten jord fjerner selvsagt risikoen for jordbårne sykdommer. Hydroponics er imidlertid fortsatt sårbare for vannbårne sykdommer, ettersom røttene hele tiden dingler i samme parti vann.

Ved å ha mye mindre vann i systemet, blir det lettere å overvåke vannet for tilstedeværelse av patogener. Det gjør det også lettere å rengjøre, filtrere eller sterilisere vannet hvis det oppdages forurensning.

Som et resultat er aeroponics en oppdrettsmetode som krever langt mindre bruk av plantevernmidler, enda mindre enn hydroponics.

Å ha veldig rent vann og ingen jord gjør også aeroponikk til en av de sikreste dyrkingsmetodene for forbrukere, med liten mulighet for forurensning med skadelige bakterier.

Raskere vekst

Takket være det ekstreme oksygeneringsnivået til røttene, kan plantene under aeroponiske forhold vokse så fort som 2-3 ganger raskere enn i hydroponi, i seg selv ofte raskere enn i potteplanter i drivhus eller åpne felt.

Dette kan gjøre den samme dyrkingsoverflaten ultraproduktiv for raske avlinger som bladgrønt.

Rotavlinger

Som tidligere nevnt, er aeroponics den eneste jordfrie og vertikale oppdrettsmetoden som er kompatibel med dyrking av rotvekster som poteter, gulrøtter, pastinakk, etc.

kilde: Cipotet 

I tillegg, siden røttene dingler direkte for å bli sprøytet, er det mulig å få direkte tilgang til dem. Dette kan være en solid fordel for å dyrke rotvekster i vertikal oppdrett ved å gjøre innhøstingen ekstra praktisk og uten jord å rense fra de høstede knollene.

Ulempene med Aeroponics

Kostnader

Som alle jordfrie dyrkingsmetoder, er kostnad et problem, spesielt oppstartskostnader. Aeroponics krever dedikerte fasiliteter, utstyr, sensorer, filtre osv. I tillegg til hydroponiske systemer krever det også dyser (av kommersiell kvalitet for høytrykkssystemer) og sterke pumper, samt trykktanker.

Overvåking av pH og næringsstoffer

Dette er ikke unikt for aeroponikk, men er enda mer følsomt her. Dette er fordi volumet av vann er sterkt redusert, noe som gjør næringsstoffkonsentrasjonen mye høyere.

Dette betyr også at næringsstoffene ikke må være for konsentrert. Siden det ikke er jord eller vann for å gi en buffer, må mengden næringsstoffer som leveres til plantene beregnes nøyaktig.

Dette gjør det mye mer komplekst og kunnskapsintensivt enn andre dyrkingsmetoder, der litt overbelastning av næringsstoffer ikke ville ha noen betydning.

Så aeroponikksystemer tråkker hele tiden en tynn linje mellom for høy næringskonsentrasjon (forårsaker ionisk stress og pH-stress for planten) og for lite (forårsaker suboptimal vekst).

Motstandsdyktighet

Hydroponiske systemer er, av natur, mer kunstige enn avlinger i et åpent felt. Dette betyr at de er avhengige av at ting går jevnt:

• Forsyningskjede i deler og komponenter.
• Elektrisk strømforsyning.
• Elektronisk tilkoblet system for høyautomatiserte og avanserte operasjoner.
• Kvalifisert arbeidskraft som effektivt kan utføre nødvendig overvåking og vedlikehold.

Selv om det finnes måter å redusere disse risikoene på, for eksempel med systemredundans eller større varelager (som øker installasjonskostnadene), eller lokal tilførsel av energi gjennom fornybar kraftproduksjon, vil aeroponikk aldri være like motstandsdyktig som en regnvannet avling i et åpent område. felt.

Alle disse kan sies for hydroponics også. Men dette er enda mer kritisk for aeroponikk, med røttene som trenger konstant tåke for å holde seg hydrert og ikke ta skade.

Så selv noen få timer med strømbrudd fra en defekt pumpe eller strømforsyning kan avspore en hel aeroponikk-høst. Av denne grunn har noen aeroponiske systemer en hydroponisk sikkerhetskopi for å oversvømme avlingene i tilfelle en midlertidig svikt i aeroponikken. Selvfølgelig øker slike sikkerhetskopier bare kostnader og kompleksitet.

kompleksitet

Og kompleksitet er et annet spørsmål om aeroponikk. Ikke bare må systemet overvåkes for sykdommer og næringsbalanse, men det inneholder også mange flere deler enn et hydroponisk system. Hver rot sprøytes individuelt av en eller flere dyser som avgir tåken. Disse dysene kan bli tette eller defekte. Hver leveres med sitt eget rørsystem.

Jo flere deler, jo større er sjansen for at noe går galt, noe som gjør aeroponikk til et mye mer vedlikeholds- og overvåkingsintensivt system totalt sett og mer komplekst å sette opp i starten.

Innovasjon i Aeroponics

LED lys

LED-lys er en avgjørende teknologiintervensjon i aeroponikk. Disse lysene bruker langt mindre energi, avgir mindre varme og varer lenger enn andre lyskilder.

I tillegg er ikke alt det synlige lysspekteret nyttig for planter i fotosyntesen, så dedikerte lysdioder uten grønt lys kan ytterligere redusere elektrisiteten som forbrukes av kunstig lyn.

kilde: Agritecture

IoT og sensorbasert automatisering

De synkende kostnadene for sensorer og elektronikk har gjort kontinuerlig overvåking av temperatur, fuktighet, lys, pH-nivåer og næringsvolum mulig.

Dette sensorbaserte jordbruket hjelper til med å spore og justere i sanntid slik at forholdene til enhver tid holder seg optimale. Med tanke på det spesielt høye overvåkingsnivået som kreves av aeroponics, er billige og kraftige sensorer enda viktigere for denne metoden enn for noen annen.

AI-basert teknologi

Som nevnt krever aeroponikk intens overvåking av vannsystemet, sykdommer, næringsnivåer osv.

AI kan bidra til å optimalisere miljøforhold, inkludert lys, fuktighet og næringsnivåer. AI hjelper også med å optimalisere investeringene og redusere kostnadene ved å lage personlige vekstplaner for hver plantetype.

Den kan også bruke maskinsyn eller biokjemiske tester for å advare om patogener før et menneske kan eller finne ut om en plante ikke får i seg nok eller for mye av noen næringsstoffer.

Til slutt, med fremveksten av autonome oppdrettsroboter, kan vi se for oss et aeroponikksystem der planting, beskjæring, høsting og erstatning av planter kan være helautomatisk.

Ultrasoniske tåker

"Tradisjonell" aeroponikk bruker lav- eller høytrykksdyser for å lage en tåke med mer eller mindre store partikler av aerosolisert vann.

Et alternativ er å bruke ultralyd for å lage ultrasmå vanndråper, som ligner tåke. Partiklene kan være så små som 10 mikron. Av denne grunn kalles dette noen ganger "fogponics".

kilde: Trees.com

En type kultur som har godt av å bruke tåke er frøplanter og kloner, som egentlig ikke har noe rotsystem ennå. Med aeroponikk kan disse plantene motta enten for lite og tørke ut eller for mye og tette seg og kveles/råtne.

Fogponic gir mye lavere trykk, noe som er ideelt for skjøre planter. Tåken kan også spres til et mye større område, noe som reduserer kompleksiteten og problemet med å ha for mange dyser og erstatte det med bare noen få tåkemidler.

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

Systemet har imidlertid noen begrensninger:

• Varmeutvikling: forstøveren kan overopphetes, og den vil tørke tåken
• Saltakkumulering: enda mer enn med aeroponikk, kan en avleiring av salt fra næringsstoffene hope seg opp og tette forstøvere og rør. Regelmessig rengjøring ved å børste eller løse opp saltet i eddik/syre kan være nødvendig.

kilde: Luttusgrow

Rombasert Aeroponics

Med et nytt romkappløp på gang og planer om å installere permanente baser på Månen og Mars av USA, Russland og Kina, blir spørsmålet om hvordan man mater dusinvis eller til og med hundrevis av astronauter mer presserende.

Jo flere mennesker, jo mindre import av all mat fra jorden vil være økonomisk fornuftig. Likevel vil disse kunstige habitatene være små, og hver kilo/kubikkmeter habitat og eventuelt drivhus vil koste mye å bygge og bringes på stedet.

Så det er fornuftig å produsere mat lokalt for å redusere transportkostnader, og det vil produsere oksygen og resirkulere luften som en ekstra bonus, men bare hvis det er veldig effektivt. Kostnadene og mangelen på plass og vann gjør aeroponiske systemer til et veldig godt alternativ for rombasert matproduksjon, med redusert risiko for plantesykdommer som et annet argument i favør av dette.

Muligheten for å dyrke svært energitette rotvekster, som poteter, som også er enkle å spise uten for komplisert matlaging (i motsetning til korn), favoriserer også aeroponikk fremfor andre løsninger.

På toppen av alt vil en vanntåke sannsynligvis være mye mer praktisk enn flytende vann uten tyngdekraft.

Og dette er ikke bare et konsept, med prototypen som allerede er testet i ISS under Eksponert Root On-Orbit Test System (XROOTS) teknologisk demoprogram.

kilde: NASA

Bygge en aeroponisk installasjon

Totalt sett er hydroponics enklere, billigere å bygge og enklere å vedlikeholde enn aeroponics.

Så når du planlegger å bygge en aeroponisk installasjon, er et godt spørsmål å svare på hvorfor velge aeroponics fremfor hydroponics?

Likevel er det mange brukstilfeller der det vil være fornuftig å foretrekke aeroponikk:

• Dyrking av frøplanter eller kloninger.
• Dyrking av rotvekster i et vertikalt jordbruksoppsett.
• Voksende plantearter som er svært følsomme for vannbårne sykdommer.
• Ekstreme begrensninger på vannforsyning (ørkenplasser), med fokus på å bruke enda mindre vann enn hydroponics.
• Raskere vekst gir verdi:
  • Plass tilgjengelighet er kritisk, for eksempel i urbant jordbruk og ultralokal dyrking.
  • Etterspørselen svinger raskt eller er vanskelig å forutsi, så en raskere omsetning gir rask respons på økende eller krympende etterspørsel.

I de fleste tilfeller vil kommersiell drift bruke aeroponikk, da det er mer komplisert å sette opp og drifte enn enklere hydroponikk.

Likevel er det mulig å bruke hjemmelagde systemer i mindre skala, da de veldig raskt vil gi omsetning for et lavt volum, slik at man for eksempel kan ha et lite system i et hus eller en leilighet hvor hydroponics rennende vann og vanntanker ville være ubeleilig.

Konklusjon

Aeroponics er en kraftig oppgradering i forhold til hydroponics for visse forhold, og gir overlegen ytelse når det gjelder veksthastighet, vannbruk, sykdomsrisiko og plassbruk.
Det er imidlertid et enda mer komplekst, kostbart og vanskelig å vedlikeholde system.

Overfloden av dyser, eller saltoppbyggingen i tilfelle av fogponics vil kreve konstant oppmerksomhet for å holde systemet optimalt innstilt. Og enhver feil vil raskt føre til at planten visner og dør.

Så aeroponics er sannsynligvis et system som enten passer for et lite hobbyprosjekt, hvor plass er den største begrensningen og rask omsetning ivaretatt, eller for et høyteknologisk, svært erfarent kommersielt team som er klar til å se for å optimalisere sin innendørs jordbruksdrift.

Og det kan være at aeroponikk er fremtiden for innendørs jordbruk, takket være et bredere avlingsspekter inkludert rotvekster, lavere vannforbruk, lavere tap fra sykdom og enda raskere avlingsomsetning.
Noe som til og med kan være sant når menneskeheten ekspanderer til verdensrommet.