Sześć podstawowych systemów hydroponicznych. Ich wady i zalety

Hydroponika. Choć nazwa brzmi nowocześnie to historia tej metody uprawy roślin sięga czasów słynnych wiszących ogrodów Babilonu, jednego z siedmiu cudów starożytnego świata. W XIII wieku Marco Polo opisał pływające ogrody w Chinach. Dzisiaj każdy z nas taki ogród może mieć w soim domu.

Hydroponika staje się coraz bardziej popularną metodą uprawy roślin. Wykorzystuje bogaty w składniki odżywcze roztwór na bazie wody, co oznacza, że ​​w systemie hydroponicznym w ogóle nie używa się gleby. Zamiast tego korzenie roślin są podtrzymywane przez podłoża uprawowe takie jak mech torfowy, perlit, keramzyt czy wełna mineralna. Jeśli chcecie stworzyć lub wykorzystać system hydroponiczny do uprawy swoich roślin, macie do dyspozycji setki różnych systemów hydroponicznych. Jednak istnieje tylko sześć systemów podstawowych, w których mieszczą się wszystkie odmiany.

Systemy hydroponiczne mogą być aktywne lub pasywne. Aktywny oznacza, że ​​roztwory składników odżywczych będą przenoszone, zwykle za pomocą pompy. Pasywny natomiast polega na tym, że pożywka będzie dostarczana do podłoża uprawowego za pomocą knota.

Każdy typ systemu hydroponicznego działa w inny sposób, co oznacza, że ​​wszystkie systemy hydroponiczne mają swoje wady i zalety. Kiedy przygotowujecie się do użycia systemu hydroponicznego do uprawy roślin, powinniście wiedzieć, jak każdy z tych systemów działa. Oczywiście istnieje wiele odmian o różnych nazwach, ale wszystkie one sprowadzają się do 6 podstawowych typów systemów hydroponicznych. A mianowicie:

1. System knota

2. DWC - Uprawa w głębokiej wodzie

3. Flood & Drain - System przepływowo-drenażowy

4. NFT - Cienkowarstwowa kultura przepływowa

5. DRIP System - System kropelkowy

6. Aeoroponika

Poniżej przedstawiam obszerne i dokładne spojrzenie na tych sześć podstawowych systemów hydroponicznych, co powinno ułatwić Wam wybór tego, który będzie dla Was najbardziej odpowiedni. Korzenie roślin potrzebują 3 rzeczy: wody / wilgoci, składników odżywczych i tlenu. Zatem tym, co różni się w tych 6 systemach, jest sposób, w jaki  te 3 podstawowe elementy zostaną dostarczone rośliną.

1. System knota

Hydroponiczny system knotowy jest jedną z najprostszych i najtańszych metod hydroponicznych. 

W systemie knotowym rośliny są umieszczane w podłożu na tacy uprawowej umieszczonej nad zbiornikiem. W zbiorniku tym znajduje się wodny roztwór z rozpuszczonymi substancjami odżywczymi. Knot wchłania wodę, w której jest zanurzony jak gąbka, a gdy wchodzi w kontakt z porowatym podłożem, przekazuje pożywkę. Hydroponika systemu knota działa tylko wtedy, gdy towarzyszy jej podłoże, które jest w stanie ułatwić przenoszenie składników odżywczych i wody. Włókno kokosowe doskonale zatrzymuje wilgoć, a dodatkowo ma neutralne pH. Perlit ma również neutralne pH i jest wyjątkowo porowaty, dzięki czemu idealnie nadaje się do systemów odprowadzania wilgoci. Wermikulit jest również bardzo porowaty, a także posiada wysoką zdolność wymiany kationów. Oznacza to, że może przechowywać składniki odżywcze do późniejszego wykorzystania. Te trzy podłoża uprawowe są najbardziej odpowiednie dla systemów knotów hydroponicznych. Unikajcie takich nośników, jak wełna mineralna, kokos lub mech torfowy. Mogą wchłonąć zbyt dużo pożywki i “udusić” roślinę. Knoty mogą być wykonane z materiału tak prostego jak lina, sznurek, bawełna lub filc. Systemy knotowe to pasywna hydroponika - co oznacza, że ​​nie wymagają do działania części mechanicznych, takich jak pompy. To sprawia, że ​​są idealne w sytuacjach, w których nie mamy dostępu do energi elektrycznej. Bardzo często jednak aby pożywka byłą dobrze natleniona wielu z użytkowników stosuje pompę napowietrzającą. 

Jakie są zalety systemu knota?

• Prostota: system knota może być skonfigurowany przez każdego i nie wymaga nadmiernej uwagi przy uruchomieniu. Knoty będą stale zaopatrywać rośliny w wodę, więc nie ma ryzyka ich zasuszenia.
• Oszczędność miejsca: systemy knota są dyskretne i można je zainstalować w dowolnym miejscu, ponieważ nie potrzebują do działania energii elektrycznej. Jest to idealny system dla nauczycieli, dzieci i początkujących którzy chcą zacząć przygodę z hydroponiką.

Jakie są wady systemu knota?

• Ograniczenia: Sałata i zioła, takie jak rozmaryn, mięta i bazylia, rosną szybko i nie wymagają dużych ilości wody. Natomiast warzywa potrzebujące dużo wody i składników odżywczych takie jak pomidory czy papryka będą miały kłopot z ich pozyskaniem w tym systemie. Niektóre z roślin nie będą w stanie się rozwijać w tym systemie ze względu na wiecznie wilgotne środowisko. Warzywa korzeniowe, takie jak marchew i rzepa nie nie da się uprawiać w tym systemie.
• Podatny na gnicie: hydroponiczny system knota jest zawsze wilgotny przez co stwarza ryzyko, że ogniska grzybicze i zgnilizna mogą rozwinąć się w organicznych podłożach uprawowych i na korzeniach roślin

.2. Uprawa w głębokiej wodzie

Uprawa w głębokiej wodzie (DWC), jest jedną z najłatwiejszych i najpopularniejszych metod hydroponiki na rynku. Niektórzy uważają DWC za najczystszą formą hydroponiki. 

Platforma, na której trzymane są rośliny, jest zwykle wykonana ze styropianu i unosi się bezpośrednio nad pożywką. Korzenie rośliny zanurzone są w roztworze, zapewniając jej stały dostęp do pożywienia. Pompa powietrzna natlenia roztwór pożywki, co zapobiega utonięciu korzeni. Należy tylko pamiętać, aby światło nie przenikało do systemu, ponieważ może spowodować to rozwój glonów i spustoszenie w systemie.

Uprawa DWC jest preferowanym systemem do uprawy sałaty liściastej. Bardzo niewiele roślin innych niż sałata poradzi sobie dobrze w tym systemie.

Podstawową korzyścią stosowania systemu uprawy w głębokiej wodzie to brak emiterów rozpylających, mogących zatkać system. To sprawia, że DWC jest doskonałym wyborem dla hydroponiki organicznej, gdyż systemy hydroponiczne wykorzystujące organiczne składniki odżywcze są bardzo podatne na zatkanie.

Jakie są zalety systemów kultur głębinowych? 

• Niskie koszty utrzymania: po skonfigurowaniu systemu DWC wymagana jest bardzo niewielka konserwacja. Po prostu należy w razie potrzeby uzupełnić roztwór odżywczy i upewnić się, że pompa doprowadza tlen do kamienia napowietrzającego. Pożywka zwykle wymaga uzupełniania co 2-3 tygodnie. 
• Atrakcyjność dla majsterkowiczów: w przeciwieństwie do wielu systemów hydroponicznych, systemy upraw głębokowodnych można tanio i łatwo wykonać w domu.

Jakie są wady systemów kultur głębinowych? 

• Ograniczenia: systemy upraw głębokowodnych doskonale sprawdzają się w uprawie ziół i sałaty, ale mają problemy z większymi i wolniej rosnącymi roślinami. Systemy DWC nie są idealne do roślin, które kwitną. Jednak przy dodatkowej pracy można uprawiać w tym systemie rośliny, takie jak pomidory, papryka i kabaczki. 
• Kontrola temperatury: ważne jest, aby roztwór wodny nie przekraczał temp. 20° C i nie spadał poniżej 15,5° C. W systemie DWC woda jest statyczna i nie recyrkuluje, więc regulacja temperatury jest odrobinę trudniejsza. 

3. System przepływowo-drenażowy

System hydroponiczny Flood & Drain, znany jako system przepływowo-drenażowy, jest doskonałą metodą do hydroponicznej uprawy roślin. 

W przypadku tego typu systemu rośliny są umieszczane w przestronnym łożu, które jest wypełnione podłożem, takim jak wełna mineralna, keramzyt lub perlit. Po dokładnym posadzeniu roślin, grządka zostanie zalana roztworem bogatym w składniki odżywcze, aż woda osiągnie poziom kilku centymetrów poniżej górnej warstwy podłoża, co sprawi, że pożywka nie przeleje się. Ten rodzaj systemu działa poprzez zalewanie obszaru uprawy pożywką w określonych odstępach czasu. Roztwór odżywczy następnie powoli wraca do zbiornika. Pompa jest podłączana do programatora, więc proces jest powtarzany w określonych odstępach czasu, tak aby rośliny otrzymywały pożądaną ilość składników odżywczych. Gdy programator włącza pompę, roztwór odżywczy jest pompowany do tacy uprawowej. Kiedy programator wyłącza pompę, pożywka wraca z powrotem do zbiornika. Programator włącza się kilka razy dziennie, w zależności od wielkości i rodzaju roślin, temperatury i wilgotności oraz rodzaju zastosowanego podłoża. Stwierdzono, że system przypływów i odpływów jest skuteczny w uprawie prawie wszystkich rodzajów roślin, w tym niektórych warzyw korzeniowych, takich jak marchew i rzodkiewka. Jednak zaleca się, aby w tym systemie nie używać szczególnie dużych roślin. 

Jakie są zalety systemu przepływowo-drenażowego? 

• Wszechstronność: dzięki systemowi przepływowo-drenażowemu można uprawiać znacznie większe rośliny niż w większości innych systemów hydroponicznych. Owoce, kwiaty i warzywa bardzo dobrze reagują na hydroponikę systemu przepływowo-drenażowego. Jeśli zadbaliście o to, aby zapewnić swoim roślinom odpowiednie miejsce do uprawy i pożywienie, zobaczycie obfity plon. 

Jakie są wady systemu przepływowo-drenażowego? 

• Awaria pompy: podobnie jak w każdym systemie hydroponicznym zależnym od pompy, jeśli dojdzie do jej awarii wasze rośliny bardzo szybko zaczną zamierać. Musicie monitorować swój system przepływowo-drenażowy, aby upewnić się, że jego wydajność nie zagraża zdrowiu waszych roślin. Jeśli woda napływa i wypływa zbyt szybko, wasze rośliny nie otrzymają odpowiedniej ilości wody i składników odżywczych. 
• Gnicie i choroby: warunki sanitarne i konserwacja są niezbędne dla systemu przepływowo-drenażowego. Jeśli łóżko nie opróżnia się prawidłowo, mogą rozwinąć się choroby korzeni i zgnilizna. Brudny system przepływowo-drenażowy może prowadzić do rozwoju pleśni i przyciągania owadów. Jeśli zaniedbacie warunki sanitarne, wasze plony ucierpią. Ponadto niektóre rośliny nie reagują dobrze na gwałtowną zmianę pH, która występuje w wyniku ekstremalnych powodzi i osuszania. 

4. Cienkowarstwowa kultura przepływowa

Cienkowarstwowa kultura przepływowa (NFT) Jest to ten rodzaj systemu hydroponicznego, który większość ludzi ma na myśli słysząc o hydroponice. 

Systemy NFT mają stały przepływ pożywki, więc pompa zanurzeniowa nie wymaga programatora. Pożywka jest pompowana do tacy uprawowej (zwykle są to rurki) i przepływa przez korzenie roślin, a następnie spływa z powrotem do zbiornika. Zwykle nie stosuje się innego podłoża uprawowego niż powietrze. Rośliny są trzymane w małych plastikowych koszyczkach. Oszczędza to koszty jakie powodują w innych systemach podłoża uprawowe. Kanały utrzymujące rośliny są nachylone, co pozwala wodzie spływać po całej długości tacy, zanim spłynie do zbiornika głównego. Woda w zbiorniku jest następnie dotleniana kamieniem napowietrzającym i dzięki pompie zanurzeniowej powrotnie wraca do systemu. System działa bardzo dobrze, ponieważ korzenie rośliny pobierają więcej tlenu z powietrza niż z samej pożywki co ułatwia im szybszy wzrost. 

Często metoda NFT jest rozbudowywana i uzupełniana dodatkowo kapitarami nawadniającymi każda roślinę od góry, tworząc w ten sposób system hybrydowy. Zaleta systemów hybrydowych jest taka że w początkowej fazie rozwoju roślin (kiedy nie ma jeszcze wykształconego sytemu korzeniowego) nie ma niebezpieczeństwa wyschnięcia siewek.

Jakie są zalety systemu cienkowarstwowej kultury przepływowej? 

• Niskie zużycie: ponieważ hydroponika NFT recyrkuluje wodę, nie wymaga dużych ilości wody ani składników odżywczych do działania. Stały przepływ utrudnia również gromadzenie się soli na korzeniach rośliny. Systemy te nie wymagają podłoży hodowlanych, więc oszczędzacie na kosztach zakupu podłoży i kłopotach z ich wymianą.  
• Konstrukcja modułowa: systemy cienkowarstwowej kultury przepływowej są idealne do przedsięwzięć na dużą skalę i komercyjnych. Gdy macie już jeden kanał skonfigurowany i działający, bardzo łatwo jest go rozbudować. Możecie wypełnić swoją szklarnię wieloma kanałami obsługującymi różne uprawy. Dobrym pomysłem jest zasilenie każdego kanału osobnym zbiornikiem. W ten sposób, jeśli dojdzie do awarii pompy lub rozprzestrzeni się choroba w wodzie, nie stracicie owoców całej swojej pracy.

Jakie są wady systemu cienkowarstwowej kultury przepływowej? 

• Awaria pompy: jeśli pompa ulegnie awarii, a w kanale nie będzie krążącego roztworu odżywczego, rośliny uschną. Utrzymanie systemu hydroponicznego NFT wymaga czujności. Będziecie musieli uważnie obserwować działanie swojej pompy. 
• Przerośnięcie: jeśli rośliny są rozmieszczone zbyt blisko siebie lub wzrost korzeni jest zbyt mocny, kanał może zostać zatkany. Jeśli kanał jest zatkany przez korzenie, woda nie będzie mogła płynąć, a wasze rośliny będą głodować. Dotyczy to zwłaszcza roślin na dnie kanału. Jeśli na końcu elektrownie kiedykolwiek będą wydawać się gorsze w porównaniu z resztą kanału, rozważ usunięcie niektórych roślin lub przejście na mniejszą jednostkę.  

5. System kropelkowy

Systemy te mogą być małe lub duże. Możliwe jest nawadnianie jednej do kilku/kilkuset roślin jednocześnie. Ponieważ można łatwo zmienić rozmiar i natężenie przepływu tego systemu hydroponicznego, można go używać do uprawy praktycznie każdej rośliny.

Pompa znajdująca się w dolnym zbiorniku doprowadza pożywkę do rurki z otworami znajdującej się wokół rośliny/roślin. Pożywka przepływa przez strefę korzeniową i wraca do zbiornika z pompką. Mogą to być systemy cyrkulacyjne lub bez cyrkulacji. Jeśli zdecydujecie się na użycie systemu cyrkulacyjnego, głównym problemem, z jakim się spotkacie będzie konsekwentne utrzymywanie zmiennych poziomów składników odżywczych i pH, które spowoduje ponownie wprowadzany pożywki do obiegu. W systemach bez cyrkulacji - najczęściej komercyjne - systemy takie są o wiele bardziej skomplikowane (rozbudowane o systemy filtrujące, dezynfekujące, sprawdzające EC pożywki, dozujące pożywkę oraz płyny zmniejszające/podwyższające Ph, napowietrzanie pożywki w zbiorniku głównym itd). 

Wadą takiego systemu jest to, że emiter może się zatkać. Systemy wykorzystujące organiczne składniki odżywcze są bardziej narażone na tego typu problemy dlatego system ten nie jest polecany do upraw bioponicznych.

Jakie są zalety systemu kroplowego? 

• Różnorodne opcje roślin: system kroplujący może obsługiwać znacznie większe rośliny niż większość innych systemów hydroponicznych. To jeden z powodów, dla których jest tak atrakcyjny dla hodowców komercyjnych. Melony, dynie, cebule i cukinie mogą być obficie wspierane przez system kroplowy o odpowiedniej wielkości. Systemy kroplowe zawierają większe ilości pożywki niż inne systemy, dzięki czemu mogą wspierać większe systemy korzeniowe tych roślin. Systemy kroplujące działają najlepiej w przypadku wolno opróżniających się mediów, takich jak wełna mineralna, włókno kokosowe i mech torfowy.
• Skala : Systemy kroplowe mogą z łatwością obsługiwać uprawy hydroponiczne na dużą skalę. Jeśli hodowca chce dodać więcej roślin, można podłączyć nowe rurki do zbiornika i skierować roztwór do nowej roślinności. Nowe uprawy można wprowadzić do istniejącego systemu kroplowego, ponieważ można dodać dodatkowe zbiorniki z różnymi harmonogramami czasowymi dostosowanymi do potrzeb nowych roślin. Jest to kolejny czynnik, który sprawia, że ​​systemy kroplujące są popularnym systemem komercyjnej hydroponiki.

Jakie są wady systemu kroplowego? 

• Konserwacja: Jeśli uprawiacie rośliny przy użyciu systemu kroplowego bez regeneracji w domu, wymaga to znacznej ilości konserwacji. Będziecie musieli konsekwentnie monitorować pH i poziomy składników odżywczych w roztworze, opróżniając i wymieniając je, jeśli to będzie konieczne. Linie systemów odzyskiwania mogą również zostać zatkane przez medium uprawowe i materię roślinną, dlatego będziecie musieli regularnie myć i przepłukiwać linie irygacyjne. 
• Złożoność: Systemy kroplowe mogą łatwo stać się skomplikowanymi i złożonymi przedsięwzięciami. Ma to mniejsze znaczenie dla profesjonalnej hydroponiki, ale nie jest to najlepszy system dla hodowców domowych. Istnieje wiele prostszych systemów.

6. Aeroponika

System aeroponiczny jest prawdopodobnie najbardziej zaawansowanym technologicznie rodzajem ogrodnictwa hydroponicznego. 

Jest to metoda hydroponiczna, gdzie korzenie roślin są zanurzone w mgiełce z pożywką i zawieszone w powietrzu. Stała ekspozycja korzenia na powietrze pozwala im pobierać tlen i rosnąć w przyspieszonym tempie. Istnieją dwie podstawowe metody doprowadzenia roztworu do odsłoniętych korzeni. Pierwsza metoda polega na zastosowaniu drobnej dyszy rozpylającej pożywkę na korzenie. Druga metoda wykorzystuje tzw. mgiełkę stawową. Zamglenia są zwykle wykonywane co kilka minut. Programator sterujący pompą składników odżywczych w aeroponice wymaga timera krótkiego cyklu, który uruchamia pompę na kilka sekund co kilka minut. Ten system zużywa również mniej wody niż jakikolwiek inny system hydroponiczny, co zapewnia mu doskonałą wydajność.

Jeśli użyjemy odpowiednich wymiarów zbiornika, możemy uprawiać prawie wszystkie rodzaje roślin w systemie aeroponicznym. Jednak zbiornik będzie musiał być bardzo głęboki, jeśli planujecie hodować większe rośliny. W przeciwnym razie zamglenie może nie dotrzeć do wszystkich korzeni.  

Aeroponika pozwala na proste zbiory przez cały rok. Rośliny winorośli i psiankowate, takie jak pomidory, papryka i bakłażany, dobrze radzą sobie w środowisku aeroponicznym. 

Jakie są zalety systemu aeroponicznego?

• Nadwyżka tlenu: Nadwyżka tlenu pobierana przez nagie korzenie powoduje wzrost rośliny. Aeroponika to nie tylko najbardziej przyjazny dla środowiska system hydroponiczny, ale także jeden z najbardziej wydajnych. Są to wszechstronne, konfigurowalne systemy, które niezawodnie zapewniają wysokiej jakości wyniki.
• Mobilność: wieże i tace aeroponiczne można łatwo transportować z jednego miejsca do drugiego bez zakłócania wzrostu rośliny. Podczas transportu warto ręcznie spryskać korzenie, aby zapobiec ich wysychaniu. Ponadto systemy aeroponiczne są zaprojektowane tak, aby były ergonomiczne i maksymalizowały przestrzeń. Aeroponika pozwala na uprawę roślin w większym zagęszczeniu niż inne systemy hydroponiczne. 

Jakie są wady systemu aeroponicznego? 

• Drogie: aeroponika ma wyższy koszt początkowy niż inne systemy hydroponiczne. Skonfigurowanie w pełni funkcjonalnego systemu wraz ze zbiornikami, programatorami i pompami może kosztować tysiące złotych. Możliwe jest zbudowanie systemu aeroponicznego DIY (zrób to sam) za znacznie mniej, ale jest to znacznie trudniejsze przedsięwzięcie niż samodzielna budowa systemu do głębokiej uprawy czy systemu knotowego. 
• Konserwacja: Systemy aeroponiczne utrzymują delikatną równowagę, a jeśli zostaną zakłócone, wyniki są katastrofalne dla roślin. Jeśli programator nie zadziała lub pompa ulegnie awarii, ryzykujemy utratę całego plonu, chyba że ręcznie będziemy spryskiwać korzenie. Trzeba też regularnie czyścić komorę korzeniową, aby zapobiec uszkodzeniu roślin poprzez choroby korzeni. Ogólnie rzecz biorąc, systemy aeroponiczne wymagają więcej uwagi, aby odnieść sukces uprawowy.