Hydro po nische systeme

Arten von hydroponischen Systemen

Pflanzen, die in einem hydroponischen System wachsen, benötigen keinen Boden, aber sie brauchen immer noch eine stabile Grundlage, um zu gedeihen. Der Schwerpunkt der Hydrokultur liegt auf der Kultivierung von Pflanzen in Wasser oder Nebel. Wurzeln brauchen etwas, an dem sie sich verankern können, was als Substrat bezeichnet wird. Wenn nährstoffreiches Wasser über die Wurzeln fließt, erhalten sie Nahrung.

Hier sind einige gängige Arten von hydroponischen Systemen, die für kommerzielle Zwecke eingesetzt werden können:

• Nährstoff-Film-Technik (NFT)

  Im NFT-System fließt ein dünner Film nährstoffreichen Wassers kontinuierlich über die Wurzeln der Pflanzen und versorgt sie so mit Wasser und Nährstoffen. Diese Methode verwendet Kanäle oder Rinnen, in denen die Pflanzenwurzeln die dünne Wasserschicht erreichen können. NFT ist effizient und eignet sich für schnell wachsende Kulturen wie Blattgemüse und Kräuter, da es weniger Wasser verbraucht und Nährstoffe recycelt. Allerdings erfordert es eine präzise Kontrolle des Wasserflusses und der Nährstoffkonzentration, um ein Welken der Pflanzen zu vermeiden.

• Ebb and Flow (Fluten und Ablassen)

  Dieses System flutet die Wurzeln der Pflanzen periodisch mit Nährstofflösung und lässt sie dann wieder ablaufen. Ebb and Flow-Systeme sind flexibel für verschiedene Kulturen, erfordern aber ein genaues Timing und eine gute Drainage, um eine Wasserlogung zu verhindern.

  Nährstofflösungs-Pumpen fluten die Tabletts periodisch mit Nährstofflösung, sodass die Pflanzenwurzeln Nährstoffe aufnehmen und die Lösung dann wieder ablassen können. Dieser Zyklus ahmt die Gezeiten nach und sorgt für eine periodische Sauerstoffzufuhr. Ebb and Flow-Systeme eignen sich für Gemüse wie Gurken, Tomaten und Paprika.

• Tiefwasserkultur (DWC)

  Dieses System beinhaltet das Aufhängen von Pflanzenwurzeln in einer Nährstofflösung, wobei eine Luftpumpe den für das Wachstum benötigten Sauerstoff liefert. Blasenbehälter oder schwimmende Flöße können in der DWC verwendet werden. Während DWC einfach ist und sich für Anfänger eignet, ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung unerlässlich, um Wurzelfäule zu vermeiden.

• Aeroponik

  Aeroponik ist ein ausgeklügeltes System, das periodisch einen feinen Nebel aus Nährstofflösung auf in der Luft hängende Pflanzenwurzeln sprüht. Es benötigt weniger Wasser als andere Methoden und ermöglicht ein schnelles Wachstum, aber eine strenge Zeitsteuerung und Kontrolle der Befeuchtung sind unerlässlich, um ein Austrocknen der Wurzeln zu verhindern.

Wartung von hydroponischen Systemen

Dies sind einige typische Wartungsaufgaben, die für verschiedene Arten von hydroponischen Systemen erforderlich sind.

• Allgemeine Wartung von hydroponischen Systemen: Überprüfen Sie die Systemkomponenten regelmäßig auf Abnutzungs- oder Beschädigungsspuren. Ersetzen Sie alle Teile, die die Systemintegrität gefährden, umgehend. Halten Sie eine saubere Wachstums-Umgebung aufrecht, indem Sie Pflanzenreste oder Algen umgehend entfernen. Tragen Sie eine dünne Schicht Gartenbauöl auf die Oberflächen von nicht-porösen Materialien wie Kunststoffen und Metallen auf, um zusätzliche Sauberkeit und Schutz vor Krankheitserregern zu gewährleisten. Überwachen und passen Sie den pH-Wert und den EC-Wert der Nährstofflösung regelmäßig an, und zwar gemäß den kulturspezifischen Anforderungen, mit dem Ziel, Systemverstopfungen zu verhindern und die gesunde Ernährung und den Sauerstoffzugang der Pflanzenwurzeln zu gewährleisten. Wählen Sie für Nebel- und Vernebelungsgeräte Ultraschallvernebler oder -vernebler gegenüber Hochdruckpumpen, um einen leiseren, weniger invasiven Betrieb zu ermöglichen. Wenn Hochdruckpumpen verwendet werden müssen, können Sie ihren Schall dämpfen, indem Sie sie auf vibrationsdämpfendes Material stellen, sie in eine Box mit schallabsorbierenden Schaumstoff legen und sie zeitgesteuert verwenden. Wenn Umlaufsysteme verwendet werden, können UV-Klärer dazu beitragen, die Pathogenbelastung des Systems zu reduzieren.
• Wartung von hydroponischen Systemen der Tiefwasserkultur (DWC): Verwenden Sie Luft Steine oder Diffusoren, die eine größere Anzahl kleiner Blasen anstelle von weniger großen Blasen erzeugen, um einen besseren gelösten Sauerstoffgehalt zu erhalten. Wenn möglich, liefern Sie kritischen Sauerstoff direkt an die Pflanzenwurzeln, indem Sie verwurzelte Belüftungsrohre verwenden. Wählen Sie eine Aquarium- oder Hydrokulturpumpe, die das für die Pflanzenart und -menge benötigte Wasserumlaufvolumen liefert. Pumpen sollten oberhalb des Nährstofflösungstanks angebracht werden, so dass sie zwischen den Betriebszyklen trocken bleiben, und ihre Inline-Schläuche sollten periodisch hitzesterilisiert werden. Halten Sie die Wasseroberfläche sauber, indem Sie regelmäßig Algen von den Luft Steinen entfernen. Ein laminarer Wasserfluss sollte durch Minimierung der Turbulenzen und Schichtung durch langsame Bewegung aufrechterhalten werden.
• Wartung von hydroponischen Systemen der Nährstoff-Film-Technik (NFT): Verhindern Sie die Bildung von Wasserfilmen durch die Verwendung von leichten Nährstofflösungen mit hohem gelösten Sauerstoffgehalt, niedrigen Konzentrationen und einer konstanten Zufuhr. Überwachen und ersetzen Sie die Nährstofflösung regelmäßig, um die Bildung von Filmen zu vermeiden, die die Nährstoffaufnahme negativ beeinflussen. Verhindern Sie, dass das Rücklaufwasser des Systems das stromaufwärts gelegene Wasser wieder kontaminiert, indem Sie ein Tropf-Verteilungssystem verwenden, und stellen Sie sicher, dass die Tropfpunkte gut verteilt sind. Optimieren Sie die Belüftung und Zirkulation, indem Sie stehendes oder langsam bewegtes Wasser vermeiden. Wählen Sie oder züchten Sie Arten mit kurzen Lebenszyklen, um das Risiko eines Systemversagens zu minimieren, das sich auf die Erfolgsraten mehrerer Generationen auswirkt.
• Wartung von hydroponischen Tropfsystemen: Überprüfen Sie die Tropf-Emitter regelmäßig auf Verstopfungen, Gleichmäßigkeit des Wasserflusses und mechanische Probleme. Unterziehen Sie sie dann der Vorbeugung und rechtzeitigen Korrektur entsprechend den kultivierten Pflanzenarten. Verwenden Sie ein Nährstofflösung-Herstellungsverfahren, das das Risiko einer Pathogeneintragung in Bezug auf Gemüse- und Gärtnereipflanzenarten minimiert. Tägliches oder häufigeres Tröpfchen kann bessere Ergebnisse liefern als wöchentlich. Befolgen Sie die empfohlene Anzahl von Pflanzen pro linearer Rinne oder Reihe sowie die empfohlene Nährstofflösung-Temperatur und pH-Werte. Verwenden Sie mindestens Siebe, um feste organische Stoffe zu filtern.

Anwendungen von hydroponischen Systemen

Mit der wachsenden Weltbevölkerung steigt auch der Bedarf an Nahrungsmitteln. Die Hydrokultur bietet verschiedene Methoden, um Lebensmittel mit weniger Land und besseren Erträgen anzubauen. Hier sind einige Branchenanwendungen von hydroponischen Anbausystemen:

• Urban Farming

  Die Hydrokultur hat viele Anwendungen im Urban Farming. Bei begrenztem Platz können Landwirte hydroponische Systeme verwenden, um Kulturen vertikal anzubauen. Diese Systeme können auf Dächern, in Lagerhäusern oder sogar in Hängebereichen platziert werden. Hydrokultur-Systeme versorgen Stadtbewohner auch mit frischen, lokal angebauten Produkten.

• Kommerzielle Gewächshäuser

  Hydrokultur-Systeme werden häufig in kommerziellen Gewächshaus-Umgebungen eingesetzt. Gewächshaus-Umgebungen regeln Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtverhältnisse, um das Pflanzenwachstum zu optimieren. Die Hydrokultur macht den Boden überflüssig, was dazu beiträgt, Schädlinge und Krankheiten zu reduzieren. Die Kombination von Hydrokultur mit Gewächshäusern ermöglicht die ganzjährige Produktion von hochwertigen Kulturen wie Salat, Kräutern und Blumen.

• Nahrungsmittelproduktion in ariden Regionen

  Hydrokultur-Systeme haben Anwendungen in Gebieten mit begrenztem Ackerland. Die Hydrokultur benötigt keine Bewässerungssysteme, die übermäßig viel Wasser verbrauchen. Die Hydrokultur kann in diesen Regionen Kulturen produzieren. So wurden beispielsweise Hydrokultur-Systeme in den Wüsten des Nahen Ostens und des Südwestens der USA erfolgreich eingesetzt.

• Forschung und Entwicklung

  Die Hydrokultur hat auch Anwendungen in der Forschung und Entwicklung von Agrartechnologien. Universitäten und Agrar-Tech-Start-ups verwenden Hydrokultur-Systeme, um neue Pflanzensorten, Anbautechniken und Schädlingsbekämpfungsmethoden zu untersuchen. Die Flexibilität der Hydrokultur ermöglicht es Forschern, Umweltbedingungen schnell zu replizieren und zu verändern. Ergebnisse aus der Hydrokultur-Forschung könnten zu nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken führen.

• Nachhaltigkeit der Nahrungsmittelproduktion

  Mit dem zunehmenden Bedarf an nachhaltigerer Nahrungsmittelproduktion bietet die Hydrokultur eine Lösung. Die Systeme verbrauchen weniger Land und Wasser als die traditionelle Landwirtschaft, und keine Pestizidrückstände auf den Feldfrüchten reduzieren die Umweltbelastung. Die Hydrokultur kann frische Produkte mit geringem CO2-Fußabdruck produzieren, um importierte Waren zu ersetzen.

• Exportmärkte

  Hydrokultur-Systeme haben Anwendungen in der Nahrungsmittelproduktion für Exportmärkte. Viele Länder importieren Obst und Gemüse, das in ihrem Klima nicht wächst. Hydrokultur-Farmen können für den Export zunehmen. Sie können Kulturen wie Beeren, Tomaten und Gurken effizient für internationale Märkte produzieren. Die Hydrokultur bietet eine Möglichkeit, landwirtschaftliche Exporte zu diversifizieren.

So wählen Sie hydroponische Systeme aus

Wenn Sie sich für ein hydroponisches System für den Hausgebrauch oder für kommerzielle Zwecke entscheiden, ist es wichtig zu überlegen, welche Art von System am besten mit der Wachstums-Umgebung funktioniert. Verschiedene Systeme funktionieren in unterschiedlichen Situationen gut, da sie sich durch ihre einzigartigen Eigenschaften, ihre Nährstoff-Liefermethode und ihren Wasserverbrauch auszeichnen.

Bewerten Sie den verfügbaren Platz und die Lichtverhältnisse. Bei begrenztem horizontalem Platz maximieren vertikale Systeme wie das Turm- oder Rinnensystem die Produktivität. Die NFT- oder Aeroponik-Systeme eignen sich auch hervorragend für kleine Räume. Wenn das natürliche Licht nicht ausreicht, sollten Sie ein System mit kontrollierter Umgebung wie Aeroponik in Betracht ziehen, bei dem die Nährstoffversorgung nebelbasiert ist.

Denken Sie über Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit nach. Das DWC-System mit seinem großen Wasserreservoir trägt dazu bei, stabile Temperaturen zu erhalten. Für Gebiete mit hoher Luftfeuchtigkeit sollten Sie Systeme vermeiden, die anfällig für Wurzelfäule sind, und solche mit guter Luftzirkulation wie Aeroponik wählen.

Die Wasserkonservierung ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, den Sie bei der Auswahl eines hydroponischen Systems berücksichtigen sollten. Für diejenigen, die über eine geringe Wasserversorgung verfügen, sind die Tiefwasserkultur (DWC) und die Nährstoff-Film-Technik (NFT) schlechte Wahl, da sie einen konstanten Wasserfluss benötigen. Stattdessen sollten sie umlaufende Systeme wie Aeroponik oder Tropfbewässerung in Betracht ziehen. Tropfsysteme sind am besten für die Wassereinsparung geeignet, da sie einen stetigen, langsamen Tropf der Nährstofflösung zu den Pflanzenwurzeln liefern.

Berücksichtigen Sie die Art der Pflanzen, die Sie anbauen möchten, und deren Wachstumsgeschwindigkeit. Anfänger, die ein einfaches, wartungsarmes System wünschen, sollten mit einem einfachen, wartungsarmen System wie Tiefwasserkultur (DWC) oder Tropfbewässerung beginnen. Wenn Sie sich in den kommerziellen Anbau wagen, sind Aeroponik-Systeme aufgrund ihrer Platzeffizienz und des schnellen Pflanzenwachstums ideal.

Denken Sie schließlich über die Art der hydroponischen Einrichtung nach, an der Sie interessiert sind, und über Ihr Budget. Indoor-Anbauer, die ein automatisiertes, präzises Nährstoff-Liefersystem wünschen, sollten ein Aeroponik-System in Betracht ziehen. Im Gegensatz dazu sollten Landwirte im Freien, die eine kostengünstige Methode suchen, ein Nährstoff-Film-Technik (NFT)-System in Betracht ziehen.

Fragen und Antworten

F: Wie groß ist der kommerzielle Markt für Hydrokultur?

A: Laut einem Bericht wurde der Markt für kommerzielle Hydrokultur im Jahr 2021 auf 10,74 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich mit einer CAGR von 24,6 % wachsen und bis 2028 61,71 Milliarden US-Dollar erreichen.

F: Was sind die Vorteile von hydroponischen Systemen?

A: Es gibt mehrere Vorteile des hydroponischen Anbaus. Er verbraucht 90 % weniger Wasser als der traditionelle Anbau, was ihn nachhaltig macht. Weniger Wasser und kein Boden bedeuten ein geringeres Risiko für Schädlinge und Krankheiten. Kulturen können in höheren Dichten angebaut werden, wodurch mehr Erträge pro Hektar erzielt werden. Die Hydrokultur kann brachliegende städtische Flächen nutzen, was die Transportkosten senkt. Da weniger Ressourcen benötigt werden, hat die Hydrokultur einen CO2-Fußabdruck, der deutlich niedriger ist als der Durchschnitt der Ernährung.

F: Was sind die Nachteile von hydroponischen Systemen?

A: Die größten Nachteile des großflächigen hydroponischen Anbaus sind der hohe Energiebedarf für künstliche Beleuchtung und Elektrizität zum Pumpen von Wasser sowie die Notwendigkeit einer präzisen Nährstoff-Management. Die Systeme sind zunächst teuer, sparen aber später Geld ein.