Från Babylons hängande trädgård till moderna hem: Hydroponik hjälper till att odla grödor där marken är en begränsning

Mark är en begränsad resurs och den globala livsmedels efterfrågan ständigt ökar, så har jordbruksteknologer alltid sökt efter sätt att odla utan jord. 

Hydroponik är ett sådant sätt att odla växter med en vattenbaserad näringslösning istället för jord. Jordsubstitutet kan bestå av ett aggregatsubstrat eller en rad odlingsmedia, såsom:

• Vermikulit
• Kokosfiber
• Perlit

Denna mångsidiga odlingsmetod har blivit populär bland hobbyister, små jordbrukare och kommersiella företag. Denna efterfrågan driver dess marknadsstorlek att växa från nästan 7 miljarder USD till en uppskattad nivå på mer än 12 miljarder USD år 2025. 

Hur skiljer sig hydroponik från aeroponik?

Aeroponik utnyttjar luft i motsats till den vattenbaserade näringslösning som används i hydroponik. Innan vi går djupare in i hur det fungerar är det avgörande att tydligare fastställa skillnaden mellan dessa två metoder.

I aeroponik tar växterna aldrig näring från vatten. De får den från en näringsrik dimma som sprayas på rötterna. Hydroponik – å andra sidan – använder vatten fullt ut. Här hänger odlare växterna i vatten hela tiden eller matar dem med ett intermittent vattenflöde. 

Aeroponiska odlingstekniker använder väderkontrollerade slutna miljöer där växterna växer i behållare med näringslösningar i hydroponik. 

När det gäller deras påverkan är både aeroponik och hydroponik miljövänliga utan användning av kemiska gödselmedel eller bekämpningsmedel. Men i vattenknappa regioner har aeroponik fördelen att använda mycket mindre vatten än hydroponik. 

Med sina skillnader och likheter får både hydroponik och aeroponik ökad uppmärksamhet. Idag ser vi på hur hydroponik har byggt upp momentum genom åren. 

Klicka här för att lära dig allt om aeroponik.

Vetenskapen bakom hydroponik

Vi kan betrakta hydroponiska system ur deras konstruktion. I stora drag finns två kategorier: öppna system och slutna system. 

Vi kan också se på hydroponik utifrån deras användning av stödmedium. Här skulle kategorierna vara aggregat- eller icke-aggregatsystem. 

Slutligen, beroende på användning av elektriska komponenter, kan hydroponik ha passiva eller aktiva system. Låt oss nu titta på vad dessa skillnader innebär.

Öppna & slutna system

Ett öppet hydroponiskt system innefattar en reservoar, odlingskammare och rör. Exempel på ett öppet system är Nutrient Film Technique, Ebb and Flow, etc. 

Den grundläggande arbetsarkitekturen för ett öppet system kräver att näringslösningen flödar från reservoaren till odlingskammaren och tillbaka till reservoaren genom rören. 

Slutna hydroponiska system, som använder metoder som Deep Water Culture eller Kratky-metoden, använder näringsreservoaren både som reservoar och odlingskammare. Hängande växtrötter kommer i näringslösningen utan behov av pumpar, eftersom lösningen inte lämnar reservoaren. 

Aggregat- & icke-aggregatsystem

Aggregatsystem använder ett aggregat, istället för jord, som stödmedium, medan icke-aggregatsystem använder stenull eller poolnudlar som stödmedium. Ebb & flow och wick-system är exempel på aggregatvarianten, medan icke-aggregatsystem följer Nutrient Film Technique eller Kratky-metoderna. 

Passiva och aktiva system

Passiva och aktiva hydroponiska system skiljer sig åt genom att den första varianten inte involverar några rörliga eller motoriserade delar och därför är oberoende av elektriska komponenter. 

Å andra sidan beror det aktiva systemet på elektriska komponenter, såsom pumpar, luftningsapparater och timers. Dessa komponenter säkerställer att näringen levereras i rätt tid till växterna. 

Teknikens roll i hydroponik

Jordbruksmetoder har framgångsrikt utnyttjat banbrytande teknologier i årtionden. Hydroponik är inget undantag. 

AI-baserade teknologier

Till exempel använder hydroponik Artificiell intelligens för att exakt övervaka befintliga miljöförhållanden, inklusive ljusnivåer, luftfuktighet och näringsnivåer. AI hjälper också till att optimera investeringar och sänka kostnader genom att skapa personliga tillväxtplaner för varje växttyp. 

LED-belysning

LED-lampor är en annan viktig teknologisk insats i hydroponik. Dessa lampor förbrukar mycket mindre energi, avger mindre värme och har längre livslängd än andra ljuskällor. 

LED-lampor är också gynnsamma för kravbaserad design. De är effektiva för att erbjuda rätt typ av ljus, både vad gäller intensitet och områdesfokus, vilket resulterar i sund rotutveckling och förbättrad växthälsa. 

Sensorbaserade automatiserade odlingssystem

Den mest betydande teknologiska utvecklingen hittills inom hydroponik har dock varit de automatiserade odlingssystemen.

Man kan installera dessa system inomhus eller utomhus. Det är möjligt att styra dem på distans, även via sin smartphone. Målet med dessa sensorbaserade system är att spåra och justera – om nödvändigt – miljöparametrar såsom temperatur, luftfuktighet, ljus, pH-nivåer och näringsvolym. 

Förutom att hjälpa till att optimera dessa faktorer, bidrar de också till att näringstillförseln upprätthåller rätt blandning av mineraler och organiska föreningar. Men likt alla framväxande tillämpningsområden, som expanderar dag för dag, följer hydroponik också den rika akademiska och tillämpade forskningsspåret. 

Hydroponik: Hur det uppkom?

Forskare har identifierat tidiga jordlösa odlingstekniker som liknar hydroponik i olika former från antiken. Till exempel kan man hitta likheter eller rester av det i Babylons hängande trädgårdar (600 f.Kr.), aztekernas flytande trädgårdar (10:e århundradet) och de kinesiska risfälten (13:e århundradet). 

Dock tillskrivs Dr. William F. Gericke, en professor i Kalifornien, för att ha använt termen hydroponik för första gången. Utvecklad som en laboratorieteknik har den gradvis antagit den kommersiella form den har idag. 

Mycket av äran för den kommersiella uppskalningen går till USA:s militär, som använde hydroponik för att odla färsk mat till trupper stationerade på ogynnsamma öar i Stilla havet under andra världskriget. 

Sedan dess har hydroponik kommersiellt bedrivits av många företag i USA, Europa, Afrika och Asien.

Kommersiella företag med transformerande hydroponiklösningar

1. Grow Generation

Grow Generation är en av de ledande leverantörerna av hydroponikprodukter. De erbjuder kompletta hydroponiska system samt separata komponenter, inklusive luft- och vattenpumpar, vattenkylar- och värmare, kopplingar, odlingsbrickor och ställ, nätkrukor och koppar, reservoarer och tankar, droppsystem samt lösningar för vattenfiltrering och -behandling. 

För det finansiella år som avslutades den 31 december 2022, GrowGeneration (GRWG ) registrerade en omsättning på mer än 278 miljoner USD. Bruttovinsten var över 70 miljoner USD. Denna försäljningsintäkt var dock betydligt lägre än Grow Generations siffror för 2021, då de registrerade en omsättning på 422 miljoner USD, med en bruttovinst på mer än 118 miljoner USD.  

2. ScottsMiracle-Gro

ScottsMiracle-Gro är en annan offentlig aktör inom detta område som erbjuder minst tolv varumärken inom hydroponik. Några av deras varumärken inkluderar General Hydroponics, Botanicare, Vermicorp Organics, AeroGarden, Agrolux, MotherEarth och fler. General Hydroponics erbjuder näringsämnen, tillskott, kontroll- och underhållsprodukter. De erbjuder även fodermatriser för kommersiella odlare och hobbyister för att exakt bestämma vad som ska matas till växterna. Scotts Miracle-Gro (SMG ):s närvaro inom hydroponik sträcker sig över mer än fyra decennier.

Scotts Miracle-Gro registrerade nettoförsäljning på mer än 3,9 miljarder USD år 2022, 4,9 miljarder USD år 2021 och 4,1 miljarder USD år 2020. Bruttomarginalen för det offentliga företaget som andel av nettoförsäljningen var 22,2 %, 29,8 % och 32,6 % under dessa tre år. 

3. Hydrofarm Holdings

Hydrofarm Holdings är ett annat globalt varumärke känt för sitt breda sortiment av hydroponikprodukter. Deras produktsortiment inkluderar pumpar, programmerbara timers, pH-lösningar, organiska jordlösa blandningar och mer. Under de senaste 45 åren har varumärket utvecklats till en helhetsbutik för alla typer av inomhusjordbruk. 

Hydrofarm säljer till en fragmenterad kundbas via specialiserade hydroponikåterförsäljare, såsom Greencoast och Growers House; trädgårdscenter/återförsäljning, såsom Nurseryland och Ace Hardware; e-handelspartners, såsom Amazon (AMZN ) och Hydrobuilder; samt växthus-/kanalpartners, såsom BFG Supply Co., och Griffin.

År 2022, Hydrofarm registrerade nettoförsäljning på över 344 miljoner USD, med en bruttovinst på över 29 miljoner USD. År 2021 hade de försäljning på mer än 479 miljoner USD med en bruttovinst på mer än 101 miljoner USD. 

Alla dessa storskaliga publika företag som genererat betydande intäkter genom att sälja hydroponiklösningar under åren bevisar teknikens värde och livskraft. Ovedersägligt har den flera fördelar. Låt oss titta på några av dem.

Hydroponik: Möjligheter och utmaningar att övervinna

Alla odlingstekniker som hjälper till att spara begränsade resurser som mark och vatten är gynnsamma för planetens hälsa. Hydroponik, med sina många fördelar, förkroppsligar detta tillvägagångssätt. 

Till exempel kan odlare med hydroponik producera mellan tre och tio gånger mer mat än konventionellt jordbruk. Växterna tar också betydligt kortare tid att växa. De kräver varken herbicider eller bekämpningsmedel, eftersom hydroponiskt odlade grödor har betydande skydd mot ogräs och insekter. 

Studier visar att metoden förbrukar 20 gånger mindre vatten än traditionellt jordbruk. Dessutom, eftersom den sker i ett slutet och kontrollerat system, är risken för förorening mycket liten. För att hydroponik ska nå sin fulla potential måste den dock övervinna ett antal utmaningar. 

Först måste de initiala uppstartskostnaderna vara lägre, vilket de för närvarande är högre än vad som krävs för att börja odla på mark. Och eftersom ingen jord är inblandad, som fungerar som en naturlig barriär i traditionellt jordbruk, finns det risk för att sjukdomar sprider sig snabbt till hela systemet via vattnet. 

Man måste också kontinuerligt inspektera vattnet för mikroorganismer, såsom bakterier och mögel, som kan förorena vattnet. 

Förutom fysisk övervakning kräver hydroponik också resursintensiva insatser för att upprätthålla näringsnivåerna, vilket kräver utbildning och kunskap om korrekt bevattnings- och belysningsteknik. 

Hydroponik: Vägen framåt

Genom åren har hydroponik verkligen framträtt som en hållbar lösning för hållbart jordbruk, och dess växande räckvidd gör framtiden lovande. Många av komponenterna i näringslösningen, till exempel, erhålls från salter. 

Men i fall där dessa komponenter inte är tillgängliga har odlare god möjlighet att ersätta dem med mer vanliga organiska gödselmedel, såsom boskapsgödsel eller fågelgödningsmedel. Näringsämnen kan också inkludera fiskmjöl, trä- eller spannmålsskräp, eller tång. 

På samma sätt finns det många substratalternativ tillgängliga, inklusive perlit, pimpsten, vermikulit, risavfall, träfiber, ull och stenull, vilket ger odlare ett brett urval. 

Viktigast är att hydroponik kan hjälpa till att producera olika grödor och växter, vilket gör den lämplig både för hemmabruk och storskaligt jordbruk, inklusive bladgrönsaker, grönsaker, frukter och aromatiska växter. 

Under de kommande åren, med rätt kunskap om bevattning, växtbiologi, genetik samt ljus- och luftkontrollteknik, kan vi utveckla hydroponik som ett livskraftigt komplement till markbaserat jordbruk.

Klicka här för att lära dig allt om vertikal odling och dess globala påverkan.