Hydroponics

En vattenodlad krokus

Hydroponics ( forntida grekiska ὕδωρ hydōr , tyska 'vatten' och latin kultura 'odling' ) är en form av växtförvaltning där växterna inte är rotade i marken , utan i vattenfyllda behållare (med eller utan ett inert stödsubstrat) eller i naturen i en våtmark .

differentiering

Hydroponics

Som hydroponics är en skötsel med låg underhållsförmåga krukväxter avsedda för inomhusväxter. Expanderade lerkulor används vanligtvis som substrat . Det finns alltid en viss mängd vatten i växtbehållaren, som fördelas genom rotutrymmet på grund av substratets kapillaritet . Tankarna är utrustade med nivåindikatorer, de flytande kropparna av vilka indikerar den aktuella nivån. Vattennivån kan sjunka till en låg nivå på grund av växternas vattenförbrukning och avdunstning innan den måste fyllas på. Den periodiska förändringen ger rötterna möjlighet att absorbera syre för rotandning . Annars skulle de ruttna. Näringssalter tillsätts till vattnet, som antingen absorberas av växten eller koncentreras i lösningen. Under nästa vattning kommer användaren att späda ut eller befrukta igen . De långa vattningsintervallen gör underhåll mindre tidskrävande än med växter i jorden. Växter växer ganska långsamt och på grund av sin långsammare tillväxt (beroende på art) klarar de sig med den begränsade mängden ljus som finns inomhus.

Hydroponiskt odlade lökar
Stängd behållare för odling av vetegräs (som tilläggsfoder för nötkreatur) direkt på beten

Hydroponics

Den Hydroponics (från grekiska. Πόνος 'arbete') Swiss också soilless produktion ( "utan jord", se även växthus # soilless produktion ) är en metod för växtodling . Det används särskilt

Växterna förvaras i konstgjorda näringslösningar eller vattnas intensivt med dem ( befruktning ). Den läckage vatten är oftast samlas in och återanvändas . I speciella fall som uppmätt droppbevattning sipprar resterna in i grundvattnet.

Växtrötter behöver syre för att kunna ta upp näringsämnen. Vid rotandningen förbrukas syre i rotområdet och koldioxid (CO 2 utsöndras). Hydroponiska system strävar efter att optimera tillförseln av vatten, näringsämnen och syre till växtrötterna samtidigt. Idag är hydroponik utbredd i kommersiella grönsaker som odlas under glas .

Andra metoder för hydroponik

berättelse

Den första publikationen om växtodling utan jord var boken Sylva Sylvarum eller A Natural History av Francis Bacon , utgiven 1627 ( postumt ) . År 1699 publicerade John Woodward vattenkulturförsök med spjutmynta . År 1842 var en lista med nio kemiska element kända som skulle vara avgörande för växttillväxt. Upptäckten av de tyska botanikerna Julius von Sachs och Wilhelm Knop under åren 1859–1875 resulterade i utvecklingen av jordlös odling av växter. År 1940 gav William Frederick Gericke från University of California i Berkeley ut boken The Complete Guide to Soilless Gardening och introducerade 1937 termen hydroponics , som fykologen WA Setchell hade föreslagit.

Hydroponisk växtnäring

När de odlas i behållare näras växterna av en vattenlösning av oorganiska näringssalter . Eftersom de kemiska jordegenskaper skiljer sig mycket från det naturliga tillståndet på grund av avsaknaden av fina organiska jordkomponenter , normala växtgödningsmedel är endast lämpliga för hydrokultur i en begränsad omfattning.

Botemedel, en speciell hydroponiska gödselmedel , genom tillsatser av pH hos lösningen i ett lämpligt intervall för många växter buffertar . För detta ändamål används också så kallade jonbytesgranulat, som förser växterna med näringsämnen genom jonbyte och samtidigt binder mineraler som kalk som överstiger vattnet och som är oförenliga med växterna .

Under den mikrobiella omvandlingen av ammoniumjoner till nitratjoner förbrukas syre, vilket går förlorat i rotandningen. I hydroponiska gödningsmedel används därför ammoniumsalter mindre än kvävegödsel , utan snarare nitrater.

I hydroponik övervakas vanligtvis den elektriska konduktiviteten hos näringslösningen kontinuerligt. Om koncentrationen av de upplösta ämnena ökar (till exempel genom utsöndring eller extraktion från jorden), minskar lösligheten för syre i näringslösningen. Om lösningarna är för koncentrerade blir det svårare för växterna att ta upp vatten (se även osmos ). Olika stadier av växten kommer också att behöva beroende på olika olika konduktivitet hos näringslösningen, sticklingar ca 0,2-0,4 m S / cm, som kan ökas upp till fruktbildning upp till 2,4 till 2,6 mS / cm, morfologin för växttillväxt beror också på näringslösningens koncentration, till exempel om kompakta växter växer eller förlängs. Om näringslösningen är för koncentrerad kan den spädas med avjoniserat vatten eller regnvatten.

Säkerställa och öka rotandningen

I hydroponiska processer läggs stor vikt vid att optimalt förse rötterna med syre. Växter behöver rotandning för att absorbera och transportera joner, för rottillväxt och för att upprätthålla tillväxt.

Miljöparametrar som påverkar rotandningen är: temperatur, nedsänkt översvämning, salthalt, vattenspänning och torr jord, näringstillförsel, bestrålning, pH -värde och partialtrycket av CO 2 .

Transponering av växter

Växter i hydroponik utvecklar samma sorts rötter som växter i markkultur; deras egna "vattenrötter" finns inte. Se även rot (växt) #Metamorfoser av rötterna

Att byta från jord till hydroponik fungerar vanligtvis bara utan problem med unga växter. I äldre växter, när jordkomponenter tvättas bort, går de fina rothåren vanligtvis förlorade, vilket resulterar i en obalans mellan den befintliga bladmassan och de återstående fina rötterna och bladen vissnar eftersom växten inte kan absorbera tillräckligt med vatten trots överutbudet.

Vid omvandling från hydroponiska växter och sticklingar till markodling leder den dåliga syretillförseln ibland till ruttna rötter.

Hydroponik i inomhusväxter

Trädgårdshydroponiken för inomhusväxter med bevattning av bakvatten anpassades baserat på hydroponik av tysken Paul Rößler och publicerades av Heide Lau 1951 som en del av Saarland International Horticultural Exhibition. Master trädgårdsmästare Günter Gregg initialt försökt odla krukväxter i näringslösning utan ett substrat, därefter experimenterat med alla typer av substrat och slutligen utvecklas den välkända behållare med en separat vattenpåfyllningsöppning och expanderad lera pellets, varvid Gerhard Baumann anses vara den uppfinnare av Luwasa lersubstrat .

I princip kan nästan alla växter också odlas i hydroponik. Det beror dock på typen av om ett bättre eller sämre resultat kan uppnås i jämförelse med konventionell markodling. Till exempel är vissa arter känsliga för vattendragning och är mer anpassade för torr jord.

För en seriös jämförelse är korrekt hantering av vattentillförseln och koncentrationerna av näringsämnen i näringslösningen alltid nödvändig, vilket inte alltid är lätt i början.

Behållaren för vätska i botten av kärlet innebär att den måste hällas mindre ofta. Eftersom växten utvecklar mindre rotvolym behöver den inte repottas så ofta . För att ventilera rötterna får vattennivån i kärlen, som indikeras med en flottör, sjunka till ett minimum och hälls sedan igen.

Som ett oorganiskt substrat för husväxter används vanligen granulerad, granulerad expanderad lera . Beroende på kraven används emellertid även andra underlag som grus , basalt eller perlit . När det gäller substraten måste man se till att materialet är fritt från kalk och att suspensionen i vatten är pH-neutral , så att näringslösningens pH-värde inte ökar alltför mycket av substratet.

Vanligtvis skiljer sig expanderad lera för hydroponik (som pärlor eller granulat) från (billigare) expanderad lera för värmeisolering när det gäller pH -stabilitet, porositet och simning. Expanderad lera för hydroponik har ett neutralt pH -värde och har öppna porer på ytan. Expanderad lera för värmeisolering sintras däremot vanligtvis i gasbrännare, vilket stänger ytan så att porerna bara exponeras när kulorna bryts. Closed-pore expanderade leror flyter i vatten, lera med öppen por kan suga upp med vatten och sjunka. (När de expanderade lerkulorna nedsänks i varmt vatten förskjuts luften från porerna ännu snabbare.)

I allmänhet finns det färre markskadegörare i hydroponik eftersom det är svårt för dem att etablera sig i frånvaro av naturlig jord. Jämfört med jordkultur är hydroponisk odling dyrare att köpa och underhålla: speciella planteringar och speciella hydroponiska gödningsmedel krävs.

Växternas rotområde bör skyddas från ljus så att inga alger bildas i näringslösningen och rötterna inte utvecklar klorofyll .

I hydroponics släpps sällan allergena ämnen som svampsporer ut i luften, även om mögel också kan attackera rötterna.

Klättringshjälpmedel och stöd av trä, bambu och andra naturmaterial kan ruttna om de kommer i kontakt med näringslösningen. Alternativt kan stöd av plast användas.

Hydroponics

Exempel på droppbevattning av flera krukor med en pump

(Namnderledning: Germaniserad från den engelska hydroponiken , detta som neologism υδρωπονικά, härlett från γεωπονικά för Geoponica , en samling skrifter av gamla författare om jordbruk, där γεω-, jorden ersattes av ὑδρο-, vatten.)

Med hydroponics kontinuerliga bevattningsmetoder läggs vikt vid det faktum att växtrötterna intensivt försörjs med syre , annars skulle de ruttna i frånvaro av luft eller inte absorbera näringsämnen.

Vid permanent översvämning måste vattnet vara mättat eller övermättat med syre (se mättnadskoncentration ). Alternativt luftas substratet regelbundet genom att sänka vattennivån, eller så är rötterna bara delvis eller inte alls i vattnet och hålls fuktiga och tillförs näringsämnen genom luft mättad med vattenånga eller dimma. Tack vare optimerad tillförsel av vatten, näringslösning och syre till rötterna växer växter snabbare än med traditionell befuktning av underlaget.

Industriell odling av grödor sänker marknadspriserna, vilket är gynnsamt för konsumenterna, men dåligt för konventionella småskaliga producenter. En hydroponikgård i Berlin är lika stor som en fotbollsplan. På hyllor upp till 18 våningar höga skördas 10 000 till 30 000 salladshuvuden där varje dag. På grund av masskulturen och specialiseringen kan odling och distribution organiseras mer effektivt och utrymmet kan användas mer effektivt. Detta innebär att grönsaker kan också odlas i staden, som sänker kostnaderna och CO 2 utsläpp av transport.

Med hydroponisk växtodling samlas, kontrolleras och lagras läckvattnet och cirkuleras mestadels. För bättre kontroll av de omgivande förhållandena drivs hydroponik mestadels i växthus .

Parametrar som påverkar växttillväxten övervakas och optimeras ofta automatiskt. Detta inkluderar:

fördelar

Fördelarna med att odla växter med hydroponik är:

  • Frodig tillväxt på kortare tid med fler växter på området leder till högre avkastning. Som ett resultat av bättre tillförsel av näringsämnen och syre ökar tillväxten, grönsaker är redo för skörd tidigare och en optimal avkastning garanteras över tid. Liknande kvantitativa ökningar i prestanda kan annars endast uppnås med frukt grönsaker med växt förfining.
  • Genom att sprida sticklingar (se även sticklingar ) och rota med hydroponiska metoder (se nedan) sparas grobarhetstiden och den tid det tar att växa till sticklingarnas storlek
  • en cirkulation av läckvatten leder till ...
    • Besparing av (vattning) vatten
    • Minskad tillförsel av gödselmedel och näringsämnen (extraherad eller befruktad från jorden) i grundvattnet
    • Återanvändning av uttvättad växt utsöndras under nästa vattning i hela rhizosfären , inget av det går förlorat (genom nedsänkning i grundvattnet). Detta beror på att upp till 20% av det kol som fixeras genom fotosyntesen i en vegetationsperiod släpps ut från rötterna i jorden (eller, i fallet med hydroponik, i nedsippningsvattnet). Enligt en undersökning av jordkultur inhalerades 64 - 86% av utsöndringssubstanserna av mikroorganismer, 2 - 5% fanns kvar i jorden. De flesta av rotutsöndringen från majs (79%) var vattenlösliga (varav 64% var kolhydrater , 22% aminosyror eller amider och 14% organiska syror).
  • Besparing av gödselmedel (som annars tvättas ut eller bundits i jorden)
  • Kontroll av saknade näringsämnen genom (automatiserad) undersökning av cirkulerande vatten,
    • därigenom bättre anpassning av näringskoncentrationerna till växternas behov i de olika faserna (tillväxt, blomningstid, fruktbildning; för mer information se där ),
Hydroponiskt odlade jordgubbar kommer inte längre i kontakt med marken, vilket innebär att det inte blir fler misslyckanden på grund av snigelskador eller mögel. Att använda sorter med frukten hängande ner (snarare än att stå mellan bladen) möjliggör enklare skörd.
  • På grund av bristen på jord och mestadels nästan sterila arbetsmetoder (låssystem, UV -lampor), minskning av skador orsakade av mikroorganismer och smådjur ( t.ex. rotlöss , nematoder ) och skadliga svampar (t.ex. mögel ) och därmed förknippade
  • frodig tillväxt av moderplantor för förökning från sticklingar
  • bättre tillförsel av rötterna med vatten och syre,
  • tar mindre plats eftersom rötterna inte behöver sprida sig så långt för att få vatten och näringsämnen
  • inget krångel med ogräs eller ogräs
  • ibland enklare skörd (till exempel jordgubbar som växer över huvudet i bevattningsrör)
  • enklare verifierbarhet av rötternas hälsa
  • kontinuerlig skörd av rötter (intressant för de medicinska växter som samlar aktiva ämnen i rötterna)
  • längre färskhet av sallad, om den säljs med sina rötter, kan den sedan vattnas av konsumenterna;
  • färre tvättprocesser (till exempel potatis) nödvändiga än med jordodling
  • Växter behöver mindre energi än när rötterna måste tränga in i härdat underlag

De högre kostnaderna för substrat är mindre betydande här än för inomhusgrönning.

Det gör det också lättare eller till och med möjligt att odla växter under extrema förhållanden, i hallar, i stadsbyggnader och lägenheter, på forskningsstationer på Sydpolen, på exponerade öar med dåligt bördig jord eller när det saknas dricksvatten eller i Plats.

nackdel

Nackdelarna är:

  • För hydroponics, främst energiintensiva producerade konstgödsel används
  • Vid användning av stenull eller kaliumpolyakrylat ( superabsorberare ) som substrat genereras stora mängder avfall. Efter en säsong deponeras rotade stenullsblock eller säckar. Bara för Nederländerna (enligt en källa från 2008) produceras årligen cirka 200 000 kubikmeter stenullsrester som avfall som måste kastas.
  • Vissa stenull- och glasullsubstrat avger korta fibrer som kan tränga in i lungorna och kan innehålla smörjmedel (som bindemedel ). (Rockwoolavfall anses vara farligt avfall på många ställen).
  • Även om endast biogeniskt gödningsmedel används är hydroponics inte godkänt för odling av ekologiska grönsaker (och därför görs lite forskning i denna riktning).
  • Pumpning, ledning och lagring och övervakning av parametrarna kräver (dyr) teknik och tekniskt kunnande och konstant uppmärksamhet och kontroll av tekniken,
  • Om pumpar misslyckas stoppas regelbunden vattning, rötter och växter som odlas utan underlag torkar sedan snabbare än rötter i jorden (som kan lagra en viss mängd vatten)
  • Det ökade pumparbetet förbrukar mer elektrisk energi än med mindre bevattnade grödor
  • Växtsjukdomar och skadliga organismer (som Fusarium , Phytophthora och Pythium ; se även fallback -sjukdom ) kan spridas genom bevattningssystemet. Patogener som är patogena för människor (till exempel från avföring från vilda djur i naturen) kan i allmänhet tränga in i växter via rötter, stjälkar, löv, groddar och frukter, infektera dem och föröka sig där. Att mata eller suga stick av insekter kan också vara ingångspunkter. Sådana bakterier kan föröka sig i det hydroponiska kretsvattnet. I större bevattningssystem desinficeras därför bevattningsvattnet med UV -ljus .
  • Mänskliga patogena bakterier som lever eller förökar sig i vatten , till exempel Legionella , kan äventyra personal om vattnet sprutas eller imma
  • Problem med bevattningsvattnet (pH -värde ändras, koncentration på grund av avdunstning, avsättning av salter på substratytan på grund av ökad avdunstning) kan snabbt skada växter
  • Vid mikrobiell nedbrytning av växtrester bildas CO 2 i jorden , vilket växter behöver för fotosyntes. Vid odling utan jord produceras CO 2 endast när rötterna andas (och kommer då mest från växten), så det måste tillsättas växthusluften för kolinmatningen under fotosyntesen.
  • Växter bildar aromatiska ämnen för att skydda sig mot mikrobiella och växtätande skadedjur och rovdjur (se även utfodring av försvar ); minskning av kontaminering av sådana skadedjur med hydroponik kan också leda till förlust av smak
  • När det gäller vin sägs det att jordtypen bestämmer vinets karaktär, det vill säga ett inflytande kan smakas, och skillnader kan också bestämmas när det gäller frukt och grönsaker. Med enhetliga gödsellösningar inom hydroponik förlorades aromdifferentiering av de odlade grönsakerna på grund av olika jordtyper (se även vingårdsmarker och vin , terroir och val av vingårdar ).
  • I heta delar av världen är den (energikrävande) kylningen av det cirkulerande vattnet som är nödvändig där ett problem

Substrat

Hydroponics ställer ut i den belgiska paviljongen på Expo 2015 i Milano

I vissa hydroponiska metoder hänger växtrötterna direkt i näringslösningar eller i ett luftutrymme berikat med näringsdimma eller droppar utan substrat . Substrat tjänar endast till att ge rötterna ett grepp och hålla plantorna upprätt och att ge hålrum för rötterna, men bidrar inte till växternas näring.

De flesta substrat för hydroponik är mer porösa än jorden, porutrymmet är 1,3 till 3 gånger större. Mer luftutrymme betyder mer syre i rotområdet, mer utrymme för rötter och mindre energiförbrukning eller stress för växterna för att "borra in" rötter.

Rötterna expanderar i enlighet med strukturen i substratets porutrymme: Breda, grova porer med diametrar större än 50 μm är tillgängliga för alla rötter. Medelstora porer med en diameter på 0,2 - 50 μm kan endast öppnas med rothår. Fina porer mindre än 0,2 μm kan lagra vatten, men besöks inte av rothår eller svamphyfer.

Viktiga faktorer för substrat är:

  • Vattenhållande kapacitet (mängden vatten ett ämne kan hålla)
  • Retention (jord) : Kraften som håller vattnet i underlaget och vilken sugkraft rötterna måste utvecklas för att kunna adsorbera vattnet från det
  • Grovt täta (vanligtvis torra och våta vikter), luftinnehållande expanderade lerkulor med otillräcklig densitet eller organiska ämnen (som flis) kan flyta upp
  • Partikelstorlek , beroende på kornstorleken, är tomrummen mellan partiklarna större eller mindre
  • Permeabilitet för vatten
  • pH för eluaten
  • Jonbindningskapacitet och utbyteskapacitet
  • Fytotoxicitet (med avseende på till exempel kopparfri sten eller (havs) saltinnehåll i kokosfibrer)
Från den yttre fibermanteln ( mesocarp ) av kokos är kokosfibrer utvinns. Dessa är ofta förorenade med klorider från havsvatten och måste tvättas fria från klorid innan plantorna planteras för första gången.

Mineralull används ofta för sådd och droppbevattning , varifrån de unga plantorna omvandlas till andra underlag. Andra substrat som används är

bevattning

För matningsrör och slangar bör diametern väljas så stor som möjligt. Volymflödet är beroende av radiens fjärde effekt (på grund av lagen i Hagen-Poiseuille ). Att till exempel minska rördiametern med hälften skulle öka flödesmotståndet 16 gånger eller öka rördiametern tre gånger (en och en halv tum istället för en halv tum) volymflödet med 81 gånger. Att öka rördiametern kan därför öka pumpens kapacitet (med effekten av en högre pumphöjd eller mer flöde), vilket innebär att svagare pumpar kan väljas, vilket avsevärt minskar energikostnaderna.

Med hydroponiska system är det viktigt att identifiera orsaken till eventuell vattenförlust. Vattenförlust genom avdunstning kräver bara tillskott med färskt vatten, vattenförlust genom läckage leder också till förlust av gödselmedel , vars innehåll måste kompletteras när vatten tillsätts.

Odlingsformer

Förutom odlingen i substrat, som är utbredd för prydnadsväxter, används andra odlingsformer, särskilt inom kommersiell trädgårdsodling:

Ebbe- och flödessystem

För att optimera även transport av ämnen till och från rötterna, växter på växttabeller i plantskolor och hydroponiska system är växtodling ofta vattnas och dräneras med en ebb och flod systemet. Växterna står i vattentäta badkar och vattenpumpar används för bevattning . Plantkärlet översvämmas och töms regelbundet igen. De stigande löses eller förskjuter vatten i markrespirationen metaboliten koldioxid in i luftutrymmet där växterna bearbeta den under fotosyntesen . Den sjunkande vattennivån suger in frisk luft som innehåller syre ovanifrån.

För små växtbehållare kan vattenbehållaren anslutas till växtbehållaren med en flexibel slang och höjas och sänkas manuellt så att vattnet kan rinna in och ut.

I automatiserade system utförs översvämningen ofta av en vattenpump som styrs av en timer . Inloppsöppningen för näringslösningen är vid växtkarets lägsta punkt. Vattennivån stiger tills den når ett överströmningsrör. När pumpen stängs av rinner näringslösningen i motsatt riktning via matningsledningen tillbaka till uppsamlingsbehållaren.

Timern kan undvikas om den periodiska tömningen styrs av en suglyftare . Vätskan pumpas kontinuerligt från en vattenreservoar in i växtbadet ("övre vatten"). Efter att den önskade vattennivån har uppnåtts i växtbadet rinner vattnet automatiskt genom avloppssifonen in i vattenbehållaren som ligger nedanför ("under vattnet").

Med ebbe- och flödessystemet och inerta underlag som expanderad lera rekommenderas vattenintervaller på en halvtimme för fuktning. Ju högre vattenlagringskapacitet ett substrat har, desto mindre ofta måste det vattnas. Om organiska underlag som flis, torv eller kokosfibrer används räcker det med ett bevattningsintervall på några dagar. När rotningen fortskrider, förkortas tidsintervallen tills den äntligen vattnas en eller två gånger om dagen.

Om det saknas vatten i växtrötter, skyddar växten sig genom att fälla eller korka delar av rötterna, särskilt genom att "förgrena" äldre rötter. Med en förnyad tillförsel av vatten måste nya fina rötter först bildas.

För snabb dränering av vatten kan leda till att fina rötter bryts och att det omgivande kolhydratrika slemmet tvättas ut (vilket i sin tur matar mykorrhizalsvampar, vilket i sin tur förbättrar växtrots vattenbalans) (se även vattenabsorption av rhizodermis ).

Deep Water Culture (DWC)

Växtodling i djuphavskultur
Rötterna till en hydroponiskt odlad växt

Deep Water Culture är en odlingsform där växterna hålls flytande i näringslösningen och rötterna hänger direkt i den välventilerade näringslösningen.

Oftast placeras plantorna med substratfyllda nätkrukor i lämpligt perforerade frigolitplattor och dessa placeras sedan i bassänger med näringslösning.

Eftersom rötterna behöver syre förutom vatten och näringsämnen måste näringslösningens bassäng vara väl ventilerad så att luftbubblor stiger permanent. Om detta inte görs dör rötterna och plantorna med dem snabbt. Med flytande öar är vattnet mättat med syre ner till ett djup av cirka 4 meter genom lufttryck och vågrörelser ensam. I bassänger med näringslösning finns det mindre ledig yta för syretillförsel, varför de är artificiellt ventilerade. Vattenluftning med CO 2 med hjälp av en så kallad "karbonator" är också tänkt att låta högre växter växa bättre (genom att sänka pH-värdet genom att påverka karbonathårdheten ).

Kratky -metoder

Dessa "passiva" metoder enligt BA Kratky, professor vid University of Hawaii , är varianter av djuphavskulturen, men kräver inte luftning eller cirkulationspumpar. De används för förenklad salladsodling. Fröna gror i vårkrukor av kokosfibrer, som antingen sänks ner i näringslösningen i den slutliga behållaren på en bottenplatta eller i plaströr som sänks ner i näringslösningen. Med utvecklingen av rötterna sänks vätskenivån i näringslösningen kontinuerligt med målet att rötterna förlängs i enlighet därmed. Luftutrymmet ovanför näringslösningen är mättat med vattenånga genom avdunstning och förser den del av rötterna som inte är nedsänkt i näringslösningen med syre.

Kratky utvecklade också en förenklad hydroponisk odlingsvariant för potatis (eftersom Hawai'i måste importera 99% av potatisen). Utsädespotatisen lindas i tidning och de resulterande "rören" placeras i en näringslösning.

Näringsfilmsteknik (NFT)

Hydroponisk salladsodling. I förgrunden NFT -kanaler

Den näringslösning filmteknik är också en form av odling i vilken växterna odlas i kanaler eller rör som är lagda på en svag sluttning (1-2%) och genom vilken näringslösning strömmar. Växterna placeras vanligtvis i lämpliga hål i kanalerna med nätkrukor fyllda med substrat.

Växternas rötter ligger dels i näringslösningen, dels ovan i kanalens luftfyllda område. I NFT kan växterna skördas och bytas mycket enkelt. Mycket långa kanaler (> 100 m) kan vara problematiska, där näringslösningen värms upp för mycket när den utsätts för solljus eller har för lågt näringssaltinnehåll i slutet av kanalen, så att de sista plantorna visar mindre bra tillväxt.

Kanalernas storlek och avståndet mellan växterna måste anpassas till växternas rottillväxt så att kanalen inte blir igensatt med tiden och därmed avbryts flödet.

Odling av matgrödor med hydroponik; i rymdresor för en månbas

Aeroponics och Fogponics

Inom aeroponik atomiseras näringslösningen i luften med hjälp av högtrycksmunstycken eller sprinkler . Denna metod gör att rötterna växer sig starkare än den gröna örten , så den används främst för att rota sticklingar. Förökning av sticklingar som en variant av kloning , till exempel av tomatplantor, förkortar odlingstiden, eftersom tidpunkterna för fröets spiringsfas sparas.

Med Fogponics , en speciell form av aeroponik, förstörs näringslösningen fint i luften med hjälp av ultraljudsförstörare . Denna metod fungerar utan pumpar och med ett minimum av vatten. Det utvecklades av NASAs anställda för växtodling i rymdstationer , eftersom lite vatten måste transporteras ut i rymden och de fina vattendropparna når växtrötterna oavsett brist på gravitation. På grund av den enkla implementeringen till låga kostnader och systemets låga volymvikt och därmed lättare stapling av växtkar, anses denna metod vara den hydroponiska metoden "med störst framtid".

Nackdelen med denna metod är att all energi ( arbete ) som införs i systemet för atomisering av näringslösningen i slutändan frigörs som värme (genom att frigöra gränssnittsarbetet för de koagulerande, delade dropparna) och värmer näringslösningen. Värmeväxlare är ibland nödvändiga för kylning.

Andra hydroponiska system

Kuber av stenull, som för inomhusodling av cannabis användning
  • Droppbevattning av substratblock, säckar eller filmrör (som behållare). Det används mest för att odla tomater eftersom tomater är känsliga för vattentäppning
  • Aerodynamik : Ett rör som är öppet i botten sträcker sig in i vattenbehållaren i botten av en växtbehållare. Om luft pumpas in i röret nedan drar de stigande luftbubblorna näringslösningen uppåt och berikar den samtidigt med syre (se mammutpump ). Vattnet distribueras via droppbevattningssystem. System med vattenpumpar för droppbevattning, där läckvattnet rinner tillbaka till vattenreservoaren, kallas också aero-hydroponics. En variant av detta är air-dynaponics , där luft blåses in på ytan av näringslösningen på ett sådant sätt att vattendroppar kastas in i rotutrymmet över den och därmed fuktar rötterna.
Odling i vertikalt placerade rör
  • Vertikal odling i växttorn som permanent fuktas uppifrån genom droppbevattning eller dimma. Rör med stor diameter med öppningar för enskilda anläggningar är bättre än allroundkorgar med öppet nät eftersom de gör att vattenförångning och därmed vattenförbrukning kan minimeras. Sådana torn är vanligtvis grupperade runt en växtlampa. Sådana växttorn optimeras genom att förse rötterna med en näringslösningsdimma (som med fogponics), som blåses genom rören med hjälp av fläktar. Nackdelen med vertikala rör (med dimma) eller diagonalt horisontella rännor (med bevattning) är att frodig rottillväxt kan hindra dimma eller vattentillförsel och att följande växter är undertillförda i fuktflödet.
  • passiva system (utan teknik):
  • Aquaponics är en kombination av fiskodling och hydroponik där fiskekskrementet används som gödningsmedel. Luftat vatten från en uppsamlingstank pumpas först in i fiskbehållaren, vars överflöd löper över ett nitrifikationsfilter (för att omvandla ammoniumkväve till nitratkväve) till växterna och därifrån tillbaka till uppsamlingstanken.
  • Det integrerade Floating Cage Aquageoponics System (IFCAS) kombinerar aquaponics och växtodling i marken.
  • I Vermiponics finns Wurmtee ( "AACT"; "aktivt luftat kompostte" för aktivt luftat kompostte) från en Wormery som används som ett naturligt gödningsmedel för hydroponik.
  • Kombinationer av olika processer: Om endast organiska gödningsmedel används i olika processer fungerar ett ebbe- och flödessystem ofta som ett filter och system för oxidation av ammonium till nitrat. I vissa växthus odlas endast en typ av grönsaker, till exempel endast sallad i djuphavskultur, och hela nedströms bearbetning, förpackning och distributionskedja optimeras i enlighet därmed, i andra växthus odlas 50 olika grönsaker och örter, vars krav är olika krav.

Odling i slutna hallar

Växande växter på hyllor. Varje hylla med extra belysning.

Baserat på forskning från japanska företag flyttades växtodlingen från växthus till slutna hallar. Växterna höjs på staplade hyllor. Rötterna skjuter in i en dimma rum (Fogponics) eller luftas näringslösning, är bladen belysta i varje hylla med växtlampor (numera mestadels LED-lampor ) med fotosyntetiskt aktiv strålning och optimerad kvanteffektivitet med optimala McCree kurvor (färgkodade ljus frekvensspektrum ).

Odlingslåda för odling av inomhusväxter
Att odla cannabis i en odlingslåda . Insidan är fodrad med aluminiumfolie för att optimera plantornas ljusutbyte.

Cannabisodling (för berusning ) tenderar att ske i slutna rum. Den fyndiga industrin ( Nederländerna ) har utvecklat ett brett utbud av utrustning för detta ändamål.

Nyttiga organismer

Skadliga organismer som Fusarium, Phytophthora och Pythium förökar sig i hydroponiska system. Till exempel används Pseudomonas chlororaphis som en fördelaktig bakterie mot Pythium ultimum .

Marknadsutveckling

Den globala ekonomiska hydroponiska utrustning marknaden prognosen att växa 18,1% årligen under 2017 , en ökning från $ 226.450.000 i 2016 till $ 724.870.000 i 2023. Enligt en annan källa från 2018 ingår marknaden 2016 $ 21.203.500 tusen med en årlig tillväxttakt på 6,5%

kritik

Växtnäring med konstgjorda näringssalter ensam skulle leda till "inharmonisk växtnäring" på grund av sambandet mellan näringsämnen, näringsämnesantagonism och synergism ; kvaliteten "är densamma. Spårämneskomposition och aktiv ingrediensstruktur är olika.

Motsatt detta är åsikterna att just genom den exakta kunskapen om näringslösningens sammansättning kan sådana näringsantagonismer undvikas och saknade näringsämnen kan enkelt kompletteras. Detta innebär att plantorna alltid har optimerat näringsmedier med rätt sammansättning.

Den WWF kritiserar den höga energiförbrukning soilless kultur från växthus, eftersom det även skulle "göra mer meningsfullt att köpa grönsaker som importeras av säsongen".

Trivia

Medicinska växter odlas med aeroponik när de aktiva ingredienserna extraheras från rötterna (aeroponik får rötterna att växa sig starkare än örten ). Enligt en ny process ska taxol , som används för att bekämpa cancer och endast förekommer i låga koncentrationer i naturen, hämtas från cirkulerande vatten i ett hydroponiskt system.

Eftersom odling av vått ris i översvämmade åkrar står för cirka 17% av utsläppen av växthusgasen metan , försöker man använda hydroponik för att generera högre avkastning på transportband i hallar.

Se även

litteratur

Hydroponics inomhus

  • Margot Schubert: Fler blommor tack vare hydroponics. Sjunde reviderade upplagan. BLV, München 1980, ISBN 3-405-12222-8 .
  • Hans-August Rotter Hydroponics: Lättskött plantor utan jord. Falken, Niedernhausen 1980, ISBN 3-8068-4080-6 .
  • Gabriele Vocke, Karl-Heinz Opitz: Magnifika blommor och växter i hydroponik. 3: e upplagan. Lenz, Bergneustadt 1988, OCLC 633566436 ; Hydroponics: vackra blommor och växter i hemmet med lätthet . Reviderad och utökad ny upplaga, Frech, Stuttgart 1988, ISBN 3-7724-1144-4 .
  • Günther Kühle: Inomhusväxter i hydroponik. 6: e upplagan. Neumann, Leipzig et al. 1990, ISBN 3-7402-0014-6 .
  • Karl-Heinz Opitz: hydroponics. Den enkla växtvården. Frodiga krukväxter utan jord. Med tips för val av växter och kärl (= GU -guide för inomhusväxter ). Gräfe och Unzer, München 1995, ISBN 3-7742-1681-9 .
  • Margot Schubert, Wolfgang Blaicher: 1 × 1 hydroponics (= BLV Garden and Flower Practice ), åttonde granskade upplagan, ny upplaga. BLV, München et al. 1998, ISBN 3-405-15339-5 .

Hydroponics

  • William Texier: Hydroponics easy-Allt om att odla växter inomhus, översatt av Astrid Schünemann, illustrationer av Loriel Verlomme, Mama Editions förlag, Paris, 2013, 2014, 2015, ISBN 978-2-84594-087-1 .
  • WF Gericke: Soilless Gardening , Putnam, London, 1940, ( archive.org ).
  • Joachim Herbold: Jordoberoende odlingsmetoder inom grönsaksodling: produktionsteknik, ekonomisk effektivitet och miljökompatibilitet , 136 tabeller (= Hohenheimer-arbete ). Ulmer, Stuttgart 1995, ISBN 3-8001-8238-6 (Dissertation University of Hohenheim 1994, 277 sidor, illustrerat, under titeln: Jordoberoende odlingsmetoder vid växthusgrönsaksodling ).
  • Jiancun Liu: Utveckling av ett system för odling av grönsaker i trågkulturer med hjälp av "Cultan" -metoden. 1996, DNB 950185590 , OCLC 64543471 (Dissertation University of Bonn 1996).

webb-länkar

Commons : hydroponics  - samling av bilder, videor och ljudfiler

(Prydnads) hydroponik

Hydroponics

Hydroponisk trädgårdsmästare med sina produkter

videoklipp

Individuella bevis

  1. ↑ Duden online
  2. ↑ Hydroponiska svampar!
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o William Texier: Hydroponics gjort enkelt - allt om att odla växter inomhus. Verlag Mama Editions, Paris, 2013, 2014, 2015, ISBN 978-2-84594-087-1 (översatt av Astrid Schünemann, illustrationer av Loriel Verlomme).
  4. ↑ Kirsten Engelke: Roten - näringsupptaget. I: innovation. 1/2011, s. 17 ( magazin-innovation.de PDF), åtkomst den 7 juni 2019.
  5. ↑ a b c hydroponics.
  6. ↑ a b Förbundsministeriet för utbildning och forskning : Användning av hydroponiska system för resurseffektiv återanvändning av vatten i jordbruket ( bmbf-wave.de PDF, december 2016), öppnades den 7 juni 2019.
  7. ↑ a b James S. Douglas: Hydroponics. 5: e upplagan. Oxford UP, Bombay 1975, s. 1-3.
  8. ^ HH Dunn: Växt "piller" odlar stötfångare . I: Popular Science Monthly . Oktober 1929, s. 29.
  9. ↑ G. Thiyagarajan, R. Umadevi, K. Ramesh: Hydroponics. ( Memento från 29 december 2009 i Internetarkivet ) (PDF) I: Science Tech Entrepreneur. (Januari 2007), Water Technology Center, Tamil Nadu Agricultural University, Coimbatore, Tamil Nadu 641003, Indien.
  10. ↑ Berkeley, biografi ( Memento från 5 mars 2015 i Internetarkivet )
  11. ^ BW Veen: Förhållande mellan rotandning och rotaktivitet , växtrötternas struktur och funktion, utveckling inom växt- och markvetenskap
  12. ↑ Luo Yiqi: Jordandning och miljö. Elsevier, 2010, ISBN 978-0-080-46397-1 , s. 45 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning).
  13. ↑ a b c d e f g LAMBERS et.al 1998, citerat i: Luo Yiqi: Soil Respiration and the Environment. Elsevier, 2010, ISBN 978-0-080-46397-1 , s. 45 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning).
  14. ↑ Bryla et al 1997, citerat i: Luo Yiqi: Soil Respiration and the Environment. Elsevier, 2010, ISBN 978-0-080-46397-1 , s. 45 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning).
  15. ↑ a b Växla / vända polariteten [från jordväxter till hydroponik].
  16. ^ Hydrokulturanläggning "System Rößler". German Society for Hydroculture eV
  17. ↑ Ett liv för växterna. German Society for Hydroculture eV
  18. ^ Nekrolog av Gerhard Baumann , German Society for Hydroculture
  19. ^ Hans G. Hirschberg: Handbook of process engineering and plant construction. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58357-5 , s. 622 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning).
  20. ↑ a b Fördelar och nackdelar med hydroponik.
  21. ↑ Hydroponics och mögel.
  22. ^ Henry George Liddell, Robert Scott: A Greek-English Lexicon geoponikos
  23. ↑ Kreuzbergs hängande trädgårdar , på zeit.de
  24. ↑ "Herbert": När grönsakerna växer i vardagsrummet , på kurier.at
  25. ↑ Salladsinnovationer från "löpande band"
  26. ↑ Chilling Root Zones in Lynette Morgan: Subterranean Tactics: Root Zone Manipulation in Hydroponics
  27. ↑ Dela substrat i Lynette Morgan: Underjordisk taktik: Root Zone Manipulation in Hydroponics
  28. ↑ Raffinering av fruktgrönsaker
  29. ↑ Birgit W. Hütsch, Jürgen Augustin, Wolfgang Merbach: Växtrizodeposition - En viktig källa för koldioxidomsättning i jordar , Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 165 (4): 397-407 augusti 2002
  30. ^ Springer-Verlag: Växter och vatten / vattenförhållanden mellan växter. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-94678-3 , s. 1 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning), s.206.
  31. ^ Michaela C. Theurl: CO2 -balans i tomatproduktion: Analys av åtta olika produktionssystem i Österrike, Spanien och Italien. I: Arbetsdokument för social ekologi. 110, Wien, december 2008, ISSN  1726-3816 ( aau.at PDF).
  32. ↑ Bayerska statskontoret för miljön: Konstgjorda mineralfibrer. ( lfu.bayern.de PDF).
  33. ↑ Avfallsklassificering (pdf)
  34. ↑ a b S. Lee, J. Lee: Gynnsamma bakterier och svampar i hydroponiska system: typer och egenskaper hos hydroponiska livsmedelsproduktionsmetoder - Scientia Horticulturae, 2015 - Elsevier, (PDF -fil)
  35. ↑ Irene Esteban Cuesta: Undersökningar av endogen mikrobiell kontaminering av meloner (Cucumis Melo) , Institutionen för veterinärvetenskap vid veterinärfakulteten vid Ludwig Maximilians universitet i München, ordförande för livsmedelssäkerhet, München 2016, PDF -fil
  36. ^ "Flyktig" medicin från växter - eteriska oljor mot svåra att behandla svampsjukdomar , pflanzenforschung.de, 22 mars 2018
  37. ↑ Noll, Daniela (2011) Jämförelse av olika metoder för att beskriva kvaliteten på äpplen av sorten "Goldrush", med hänsyn tagen till integrerade och biologiska produktionsmetoder och radiestetisk förorening av mikrolokaliseringen. Diplomuppsats, Universitetet i Wien. Fakulteten för biovetenskap
  38. ↑ Maike Kramer, Anna Maksylewicz-Kaul, Rafal Baranski, Thomas Nothnagel, Reinhold Carle, Dietmar R. Kammerer: Effekter av odlingsår och växande läge på fenolprofilen hos olika färgade morotsodlingar ; Journal of Applied Botany and Food Quality 85, 235-247 (2012)
  39. ^ K.Skwarlo-Sonta, E. Rembialkowska, J.Gromadzka-Ostrowska, D.Srednicka-Tober, M.Baranskia, T.Krolikowskic, K.Wisniewska, A.Rusaczonek, E. Hallmann, L.Lueck, C.Leifert : Djurfysiologins svar på organiska kontra konventionella livsmedelsproduktionsmetoder , NJAS-Wageningen Journal of Life Sciences, volym 58, nummer 3-4, december 2011, sidorna 89-96
  40. ↑ Singapores nya affärsmöjlighet: Mat från taket , på cityfarmer.org
  41. ↑ F. Scheffer, P. Schachtschnabel och andra: Textbook of soil science. Spektrum, Akademischer Verlag, Heidelberg 2010, s. 16.
    citerat av Josef Schönleitner: Trästrukturer på översvämningsskyddsdammar / Träväxter på Leeves. Wien, maj 2013, Institutet för teknikbiologi och landskapsarkitektur, Institutionen för konstruktionsteknik och naturfaror, University of Natural Resources and Life Sciences, Wien ( zidapps.boku.ac.at PDF).
  42. ↑ Hydroponics , Zeolite Manufacturers webbplats
  43. ↑ a b c d e f Kevin Espiritu: Hydroponic Growing Media.
  44. ↑ Jacek Dyśko, Stanisław Kaniszewski, Waldemar Kowalczyk: Lignit som ett nytt medium i jordlös odling av tomat. I: Journal of Elementology. 20, nr 3, sid. 559-569. doi: 10.5601 / jelem.2014.19.1.622 .
  45. ↑ Jing Quan Yu, Kwang Seek Lee, Yoshihisa Matsui: Effekt av tillsats av aktivt kol till näringslösningen på tomatens tillväxt i hydroponisk kultur , Journal Soil Science and Plant Nutrition, volym 39, 1993 - nummer 1, sid 13– 22: a doi : 10.1080 / 00380768.1993.10416970
  46. ↑ Max von Knoop: Bevattningscykler i hydroponik
  47. ^ Josef Schönleitner: Trästrukturer på översvämningsdammar / Träväxter på Leeves. Wien maj 2013, Institutet för ingenjörsbiologi och landskapsarkitektur, Institutionen för konstruktionsteknik och naturfaror, University of Natural Resources and Life Sciences, Wien ( zidapps.boku.ac.at PDF)
  48. ↑ Ulrich Maniak: Hydrologi och vattenhantering. ISBN 3642053955 s. 551 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning).
  49. ↑ BA Kratky: Tre icke-cirkulerande hydroponiska metoder för salladsodling , 2009, ISHS Acta Horticulturae 843, 65-72, International Symposium on Soilless Culture and Hydroponics, DOI: 10.17660 / ActaHortic.2009.843.6 .
  50. ↑ Bernard A. Kratky: A Capillary, Noncirculating Hydroponic Method for Leaf and Semi-head Salluce (Abstract) , Hort Technology, American Society for Horticultural Science (redaktör), (PDF-fil)
  51. ↑ BAKratky: Lågteknologiska hydroponiska metoder för odling av potatis på Hawaii , (PDF -fil)
  52. ↑ NFT Production of Lettuce (engelska)
  53. ↑ Fogponics: A New Spin on aeroponic Gardens
  54. ^ Haque: Integrerat flytande bur aquageoponics system (IFCAS): En innovation inom fisk- och grönsaksproduktion för skuggade dammar i Bangladesh . I: Akvakulturrapporter . 2, 2015, s. 1-9. doi : 10.1016 / j.aqrep.2015.04.002 .
  55. ↑ Matt LeBannister: Med lite hjälp från dina (många) vänner: fördelaktiga mikrobefolkningar i inomhusträdgården
  56. ↑ Vad är skillnaderna mellan PAR, PPF, PPFD och Lumen?
  57. ↑ Seungjun Lee - Citat från Google Scholar. I: scholar.google.de. Hämtad 3 juli 2018 .
  58. ↑ Global Hydroponics Market Report 2017–2023: Marknaden förväntas växa från 226,45 miljoner dollar 2016 till 724,87 miljoner dollar år 2023 - Research and Markets.
  59. ^ Hydroponics -marknaden - segmenterad efter typ, odlingstyp och geografi - tillväxt, trender och prognoser (2018-2023).
  60. ↑ Hendrik Führs, Reinhard Elfrich: Näringsinteraktioner i mark och växter , PDF -fil
  61. ↑ Erwin Lengauer: Mikrobernas aktivitet på växtrötter , Research Center for Mountain Agriculture, University of Innsbruck , PDF -fil
  62. ↑ Daniel Friedli: Nu kommer hydrosalladen , på nzz.ch
  63. ↑ Anita L. Hayden: Aeroponic and Hydroponic Systems for Medicinal Herb, Rhizome, and Root Crops , HortScience, Vol. 41 (3), juni 2006; Sidorna 536-538, PDF-fil tillgänglig
  64. ↑ Ulrich Lüttge: Fascination Plants. Springer-Verlag, 2017, ISBN 978-3-662-52983-6 , s. 302 ( begränsad förhandsvisning i Google boksökning)
  65. ^ Mellanstatliga panelen om klimatförändringar Särskilda rapporter - Markanvändning, markanvändning och skogsbruk: Metans källor och sänkor ( Memento från 13 september 2018 i Internetarkivet ) på ipcc.ch,
  66. ↑ Framtidens jordbruk - ris på löpande band