ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ – ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ

ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ – ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ

Απρίλιος 2015 Αναστασία Σιάνου MSc  Αγροχημεία και Βιολογικές Καλλιέργειες Τεχνολόγος Γεωπονίας

Τα συστήματα καλλιέργειας εκτός εδάφους χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη αφορά τη διαχείριση των απορροών της καλλιέργειας και το δεύτερο το μέσο ανάπτυξης της ρίζας των φυτών, ανάλογα του τρόπου κατασκευής.

Διαχείριση απορροών

Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται τα ανοιχτά και τα κλειστά συστήματα. Στην πρώτη κατηγορία το περισσευούμενο θρεπτικό διάλυμα απορρέει από τη ριζόσφαιρα και αποβάλλεται από το σύστημα ενώ στα κλειστά συστήματα, το θρεπτικό διάλυμα που απορρέει συλλέγεται, τροποποιείται και επαναχρησιμοποιείται. Τα κλειστά συστήματα πλεονεκτούν γιατί αφενός δεν ρυπαίνουν τόσο αλλά και καταναλώνουν λιγότερα λιπάσματα. Στα κλειστά συστήματα, είναι σημαντικό το κάθε θρεπτικό στοιχείο να διατηρείται σε μεμονωμένη δεξαμενή. Η αναγκαιότητα αυτή προκύπτει από το γεγονός ότι σε κάθε κύκλο του θρεπτικού διαλύματος, το κάθε στοιχείο του, έχει διαφορετικό ποσοστό απορρόφησης από τα φυτά, οπότε πριν την επαναχρησιμοποίησή του είναι αναγκαίος ο εμπλουτισμός του. Χρησιμοποιώντας τις μεμονωμένες δεξαμενές η ρύθμιση του ανακυκλωμένου διαλύματος γίνεται με ακρίβεια. Τα κλειστά συστήματα είναι περισσότερο επιρρεπή σε μολύνσεις του ριζικού συστήματος και ένα σοβαρό μειονέκτημα είναι ότι μια ασθένεια μπορεί να μεταδοθεί σε όλα τα φυτά. Το μειονέκτημα όμως αυτό ξεπερνάτε με κατάλληλο σύστημα απολύμανσης της επανακυκλοφορίας του διαλύματος.

Ένα επίσης σημαντικό πρόβλημα σε κλειστό υδροπονικό σύστημα είναι η αύξηση της αλατότητας του νερού. Στα συστήματα αυτά υπάρχει δυνατότητα εξαρχής χρησιμοποίησης νερού υψηλής αλατότητας με κατάλληλες ρυθμίσεις αλλά πρέπει πάντα να ελέγχεται και το επαναχρησιμοποιούμενο διάλυμα. Αυξημένη αλατότητα σημαίνει αύξηση της οσμωτικής πίεσης και της περιεκτικότητας του διαλύματος σε τοξικά ιόντα θειικού και χλωριούχου νατρίου, και συνεπώς την υποβάθμιση της ανάπτυξης και της ποιότητας των φυτών.

Μέσο ανάπτυξης ρίζας φυτών:

Στην κατηγορία αυτή κατατάσσονται όλα τα συστήματα κλειστού και ανοιχτού τύπου. Ακολουθούν οι παρακάτω κατηγορίες.

1. Ανάπτυξη ριζών σε κανάλια συνεχούς ροής (NFT).

Στα συστήματα αυτά οι ρίζες δεν στηρίζονται σε κάποιο μέσο παρά τοποθετούνται στα κανάλια συνεχούς ροής (NFT) ή δεξαμενές (DFT) είτε εντελώς στον αέρα (αεροπονικά συστήματα). Όλα τα παραπάνω συστήματα  είναι απαραίτητα κλειστά γιατί απουσιάζει το μέσο στήριξης της ρίζας.

2. NFT (Nutrient film Technique) ή Τεχνική λεπτή στοιβάδας.

Στη μέθοδο αυτή τα φυτά αναπτύσσονται σε κανάλια μήκους έως 20 μέτρων με ανάλογη κλίση. Το πλάτος των καναλιών διαφοροποιείται ανάλογα με το ριζικό σύστημα που αναπτύσσει το κάθε φυτό. Έτσι στα φυτά με μεγάλη ρίζα που χρειάζονται στήριξη τα κανάλια είναι πλάτους 30εκ. και εσωτερικά τοποθετείται ένα ειδικό πλαστικό φύλο. Έχει εξωτερικά λευκό χρώμα και εσωτερικά μαύρο. Τέτοια φυτά είναι η ντομάτα και το αγγούρι. Για τα φυτά που δεν χρειάζονται στήριξη τα κανάλια έχουν πλάτος 10εκ. Η επιφάνειά τους είναι επίπεδη και το κανάλι έχει οπές στην επιφάνεια σε αποστάσεις ανάλογα των αποστάσεων φύτευσης των φυτών. Για να οξυγονώνεται το νερό χρειάζεται μια υψομετρική διαφορά μεταξύ των καναλιών και της δεξαμενής του θρεπτικού διαλύματος.

ΥΠΕΡ: Ακρίβεια στη θρέψη, οικονομία στο νερό και στα λιπάσματα, κατάλληλο και για υπαίθρια καλλιέργεια.

ΚΑΤΑ: Υψηλό κόστος αρχικής εγκατάστασης, συνεχής λειτουργία αντλίας. Συσσώρευση αλάτων στη δεξαμενή του θρεπτικού διαλύματος και άνοδος της αγωγιμότητας.

2.1 Σύστημα επίπλευσης (DFT) (Deep Flow technique).

Με τη μέθοδο αυτή τα φυτά αναπτύσσονται σε πλάκες από διογκωμένη πολυστερίνη με οπές κατάλληλου μεγέθους σε ανάλογες αποστάσεις. Στο σύστημα αυτό υπάρχουν ειδικές λεκάνες καλλιέργειας βάθους τουλάχιστον 25εκ. οι οποίες γεμίζουν με θρεπτικό διάλυμα πάνω στο οποίο επιπλέουν οι πλάκες. Το σύστημα αυτό δεν χρησιμοποιεί ροή οπότε η οξυγόνωση και ο εμπλουτισμός του διαλύματος γίνεται με ειδική αντλία.

ΥΠΕΡ: Το κάθε φυτό έχει μεγάλο όγκο διαλύματος οπότε δεν απαιτείται ούτε συχνή διόρθωση ούτε συνεχή λειτουργία της αντλίας. Στο σύστημα αυτό είναι το πιο δημοφιλές για την καλλιέργεια φυλλωδών λαχανικών σε θερμοκήπιο, λόγο της αξιοποίησης του μεγαλύτερου εμβαδού του θερμοκηπίου αφού δεν χρειάζονται διάδρομοι και έχει χαμηλότερο κόστος συγκριτικά με ένα NFT σύστημα

ΚΑΤΑ: Απαιτεί αρκετά λιπάσματα, λόγω του όγκου των δεξαμενών.

3. Αεροπονία.

Στη μέθοδο αυτή τα φυτά καλλιεργούνται σε πλάκες από φελιζόλ και οι ρίζες τους ψεκάζονται περιοδικά με θρεπτικό διάλυμα σε μορφή νέφους (πολύ μικρά σταγονίδια). Σημαντικό είναι να μην υπάρχει φως ώστε να αποφευχθεί η ανάπτυξη των αλγών.

4. Συστήματα με υπόστρωμα.

Στην υδροπονία χρησιμοποιούνται είτε χημικά αδρανή ανόργανα υποστρώματα είτε ενεργά χημικά οργανικά υποστρώματα. Τα αδρανή υποστρώματα δεν έχουν την ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων έναντι των οργανικών που έχουν σημαντική ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων.

Σημαντική είναι η διατήρηση της αναλογίας μεταξύ νερού και αέρα στη ρίζα για την καλύτερη ανάπτυξή του.

Τα χαρακτηριστικά κάθε υποστρώματος θα πρέπει να είναι τα εξής:

• Ουδέτερο pH, σταθερή δομή υποστρώματος
• Υψηλό πορώδες
• Χαμηλή πυκνότητα, μικρό βάρος
• Υδρόφιλο, ικανοποιητική συγκράτηση υγρασίας
• Διάρκεια ζωής πάνω από 3 χρόνια
• Υλικά φιλικά ως προς το περιβάλλον
• Χαμηλό κόστος και εύκολη χρήση
• Απαλλαγμένο από ασθένειες και ζιζάνια

Τα πιο σημαντικά από τα ανόργανα υποστρώματα είναι τα ακόλουθα:

4.1. Πετροβάμβακας (rockwool).

Διαθέτει ινώδη υφή και είναι ηφαιστειογενής προέλευσης, μετά από κατάλληλη διεργασία. Είναι ίσως το πιο δημοφιλές υπόστρωμα σε διεθνές επίπεδο και έχει διάρκεια ζωής 3-5 χρόνια.

4.2. Ελαφρόπετρα.

Η ελαφρόπετρα είναι ένα χημικά αδρανές πορώδες ηφαιστειακό ορυκτό. Κατάλληλη ως εδαφοβελτιωτικό, ως συστατικό υποστρωμάτων για εδαφοκάλυψη, στην κηποτεχνία και σαφώς σαν υπόστρωμα υδροπονικής καλλιέργειας με κορυφαία αποτελέσματα. Απόλυτα φιλική προς το περιβάλλον.

4.3. Περλίτης.

Ο περλίτης χρησιμοποιείται παγκοσμίως ως συστατικό για ειδικά μείγματα χώματος όπου παρέχει αερισμό και βέλτιστη διατήρηση υγρασίας για ανώτερη καλλιέργεια φυτών.

Ο περλίτης είναι φυσική ηφαιστειακή ύαλος, που σχηματίζεται µε την απότομη ψύξη και στερεοποίηση ηφαιστειακής λάβας, παγιδεύοντας νερό στη μάζα της. Στην ύπαρξη του παγιδευμένου νερού οφείλεται η πιο σημαντική φυσική ιδιότητα του περλίτη, που είναι η ικανότητά του να διογκώνεται σε θερμοκρασίες 800 °- 950°C.

Μια λευκή μάζα από µμικροσκοπικές γυάλινες φυσαλίδες σχηματίζεται µε την απότομη ελεγχόμενη θέρμανση, ο περλίτης τήκεται και διογκώνεται ως αποτέλεσμα της εξάτμισης του παγιδευμένου νερού. Το ορυκτό αποκτά έτσι ξεχωριστές ιδιότητες θερμικής και ηχητικής μόνωσης, ενώ παράλληλα γίνεται εξαιρετικά πορώδες.

4.4. Διογκωμένη άργιλος.

Χημικά αδρανές υπόστρωμα που παράγεται με θερμική επεξεργασία του σχιστόλιθου. Στην υδροπονία προτιμάται η κοκομετρία έως 8mm. Σε θεωρητικό επίπεδο έχει απεριόριστη διάρκεια ζωής.

4.5. Κοκκοφοίνικας (Φλοιός ινδικής καρύδας).

Ο κοκκοφοίνικας είναι ίσως το πιο βασικό υπόστρωμα για υδροπονικές καλλιέργειες.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΒΙΟΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΒΙΟΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΕ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΤΟΜΑΤΑΣ ΚΑΙ ΜΑΡΟΥΛΙΟΥ HYDROFLIES Χανιά 2014