Η Τεχνολογία της Υδροπονίας

Abstract

Αυτό το βιβλίο παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για τον σπουδαστή, τον καλλιεργητή και όλους όσοι ενδιαφέρονται για την υδροπονία και πώς λειτουργεί αυτή η μέθοδος φυτικής παραγωγής, όπως εφαρμόζεται σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών καλλιέργειας. Η υδροπονία αφορά την τεχνολογία της καλλιέργειας κηπευτικών φυτών χωρίς τη χρησιμοποίηση του φυσικού εδάφους. Τα φυτά καλλιεργούνται είτε σε σκέτο διάλυμα νερού με ανόργανα άλατα (λιπάσματα), είτε κυρίως πάνω σε αδρανή, πορώδη υποστρώματα, στα οποία προστίθεται το θρεπτικό διάλυμα. Η υδροπονική καλλιέργεια είναι μια διαρκώς επεκτεινόμενη μέθοδος αγροτικής παραγωγής. Πραγματοποιείται κυρίως στον χώρο του θερμοκηπίου, διότι με τη βελτιστοποίηση του περιβάλλοντος της κόμης, η οποία επιτυγχάνεται στο θερμοκήπιο, και του περιβάλλοντος της ρίζας, η οποία επιτυγχάνεται με την υδροπονία, αυξάνονται οι αποδόσεις των φυτών (μέχρι και πάνω από δεκαπλάσιο βαθμό συγκριτικά με μια υπαίθρια καλλιέργεια) και βελτιώνεται η ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων. H υδροπονία ξεκίνησε μετά τον 18ο αιώνα ως εργαλείο για την ακαδημαϊκή έρευνα στη θρέψη των φυτών και πολύ αργότερα (στον 20ό αιώνα) εξελίχθηκε σε μέθοδο παραγωγής. Τα χαρακτηριστικά της ρίζας και οι επιδράσεις του περιβάλλοντος της ρίζας (όπως του νερού, του πορώδους του υποστρώματος, της συγκέντρωσης των αλάτων, της θερμοκρασίας, του pH και των μικροοργανισμών) προσδιορίζουν την ανάπτυξη και την αποδοτικότητα των φυτών. Το περιβάλλον, μέσα στο οποίο αναπτύσσονται οι φυτικοί οργανισμοί, προσδιορίζει σε ποιο βαθμό μπορούν να αναπτυχθούν οι χαρακτήρες που καθορίζονται από το γενετικό τους δυναμικό (DNA) και επομένως, τις δυνατότητες για μια επιτυχημένη παραγωγή. Σήμερα έχουν αναπτυχθεί πολλές μέθοδοι των υδροπονικών καλλιεργειών (για τη ρύθμιση του περιβάλλοντος της ρίζας) που εφαρμόζονται διεθνώς, όπως καλλιέργεια σε ρηχό ρέον θρεπτικό διάλυμα, καλλιέργεια σε δεξαμενές θρεπτικού διαλύματος, καλλιέργεια σε ψεκαζόμενο θρεπτικό διάλυμα (αεροπονία), καλλιέργεια σε αδρανή υλικά, καλλιέργεια σε οργανικά υποστρώματα. Τα ανόργανα στοιχεία (ιόντα) των λιπασμάτων είναι αναντικατάστατα για την ανάπτυξη και την παραγωγή των φυτών. Λόγω, όμως, των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ιόντων και του ανταγωνισμού τους, τα διάφορα ιόντα, τα οποία αποτελούν τα θρεπτικά στοιχεία των φυτών, θα πρέπει να βρίσκονται στην κατάλληλη αναλογία μεταξύ τους στο διάλυμα γύρω από τη ρίζα. Βέβαια, οι βέλτιστες σχέσεις μεταξύ των στοιχείων αυτών δεν είναι ίδιες για όλα τα είδη των φυτών, ούτε για όλη τη διάρκεια της καλλιέργειας. Η βασική σύνθεση του θρεπτικού διαλύματος πρέπει να προσαρμόζεται κατάλληλα κατά τις διάφορες φάσεις των φυτών και τις μεταβολές του περιβάλλοντος, π.χ. κατά τη βλαστική ανάπτυξη των φυτών, κατά την έναρξη της καρποφορίας ή όταν επικρατεί υψηλή υγρασία, χαμηλή θερμοκρασία, ηλιοφάνεια κλπ. Για τη δημιουργία του κατάλληλου κάθε φορά θρεπτικού διαλύματος γίνονται οι απαραίτητοι υπολογισμοί για τον προσδιορισμό των απαιτούμενων ποσοτήτων των ανόργανων θρεπτικών στοιχείων και για τον προσδιορισμό του βάρους των σχετικών λιπασμάτων. Με την προτεινόμενη μέθοδο μπορεί να γίνεται αλλαγή της συγκέντρωσης των θρεπτικών στοιχείων του διαλύματος που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί, χωρίς να αλλάξει η αναλογία μεταξύ των βασικών θρεπτικών στοιχείων. Επίσης, μπορεί να γίνεται διόρθωση της σύνθεσης, λαμβάνοντας υπόψη τα ιόντα που περιέχονται στο νερό της άρδευσης και της στράγγισης. Εκτός των καλλιεργειών εδάφους, και στις υδροπονικές καλλιέργειες μπορούν να αναπτυχθούν επιζήμιοι μύκητες και άλλοι μικροοργανισμοί στο περιβάλλον της ρίζας. Επομένως, τα μέτρα προστασίας από παθογόνους μικροοργανισμούς είναι χρήσιμα και στις υδροπονικές καλλιέργειες.

This book provides useful information for the student, grower, and anyone interested in hydroponics and how this method of plant production works as applied to a wide range of growing conditions. Hydroponics refers to the technology of growing horticultural plants without using natural soil. The plants are cultivated either in a pure water solution with inorganic salts (fertilizers), or mainly on inert, porous substrates to which the nutrient solution is added. Hydroponic cultivation is an expanding method of agricultural production, mainly in the greenhouse area, because by optimizing the environment of the crown, which is achieved with the greenhouse, and the environment of the root which is achieved with hydroponics, plant yields increase (up to and over a tenfold degree compared to an outdoor cultivation) and the quality of the produced products is improved. Hydroponics began after the 18th century as a tool for academic research in plant nutrition and much later (20th century) evolved into a production method. The root and the effects of the root environment (such as water, substrate porosity, salt concentration, temperature, pH and microorganisms) determine plant growth and performance. Both in the case of the soil and in the case of hydroponics, the root is the filter that controls the entry of various chemical elements into the plant's organs. The environment in which plant organisms develop determines to what extent the characters determined by their genetic potential (DNA) can be developed and therefore the potential for a successful production. Today, many methods of hydroponics (to regulate the root environment) have been developed and are applied internationally, such as cultivation in a shallow flowing nutrient solution, cultivation in nutrient solution reservoirs, cultivation in sprayed nutrient solution (aeroponics), cultivation in inert materials, and cultivation in organic substrates. The inorganic elements (ions) of fertilizers are irreplaceable for the growth and production of plants. However, due to the interactions between ions and their competition, the various ions that make up plant nutrients, must be in the proper proportion to each other in the solution around the root. Of course, the optimal relationships between these elements are not the same for all species of plants, not even during the entire cultivation period. The basic composition of the nutrient solution must be adapted appropriately during the different phases of the plants and changes in the environment, e.g., during the vegetative growth of plants, at the beginning of fruiting, or when there is high humidity, low temperature, sunshine etc. In order to create the appropriate nutrient solution each time, the necessary calculations are made to determine the required amounts of inorganic nutrients and to determine the weight of the related fertilizers. With the proposed method, it is possible to change the electric conductivity of the solution to be used without changing the ratio between basic nutrients and to correct the composition based on the ions contained in the irrigation and drainage water. Except for soil crops and in hydroponic crops, harmful fungi and other microorganisms can grow in the root environment. Protection measures against pathogenic microorganisms are therefore also useful in hydroponic crops.