Uprawa hydroponiczna, chociaż znana od czasów Babilonu wciąż budzi wiele kontrowersji, mitów oraz błędnych przekonań. W szczególności jest to widoczne w kontekście upraw wertykalnych. W tym tekście obalimy niektóre z mitów oraz przedstawiamy korzyści i potencjał jaki idzie z wykorzystania tej metody uprawy.
Jest to metoda uprawy roślin, która istnieje już od czasów Babilonu. Wiszące ogrody Semiramidy stanowią pierwowzór dzisiejszych systemów hydroponicznych. Składały się one z siedmiu odrębnych tarasów. Aby uniknąć zalania lub powodzi, dach każdego z poziomów był pokryty smołą i powłoką ołowianą. Zewnętrzne krawędzie tarasów porośnięte były pnączami, które opadały w kierunku niższych tarasów, tworząc zieloną i stromą górę z drzewami, żywopłotami, krzewami i kwiatami. Wyglądało to jakby ogrody unosiły się w powietrzu, stąd też określa się je jako wiszące ogrody. Do nawadniania ogrodów używano wody z Eufratu. Dostarczano ją na różne poziomy za pomocą wybudowanego systemu kanałów i drenów.
Podstawową różnicą między uprawą hydroponiczną, a tą powszechnie znaną jest rodzaj medium, w którym umieszczona jest roślina oraz sposób jej nawodnienia.
Uprawa hydroponiczna to bezglebowa uprawa roślin prowadzona w odpowiednich podłożach lub nawet bez niego. Są to tzw. podłoża organiczne lub inertne służące do ustabilizowania rośliny. Nie zawierają one żadnych składników odżywczych i są łatwo przepuszczalne dla roztworów wodnych.
Hydroponika to system uprawy, w którym woda wraz z pożywką dostarczana jest bezpośrednio do korzeni roślin.
W tej metodzie korzenie roślin mają ciągły dostęp do makro – (azot, fosfor, potas, magnez, wapń, siarka) i mikroelementów (żelazo, chlor, miedź, cynk, bor, molibden, mangan, nikiel) rozpuszczonych w wodzie (pożywka). Ilość mikro i makro elementów uzależniona jest od uprawianego gatunku roślin oraz tego czy celem jest, przykładowo: szybszy wzrost rośliny, kwitnienie lub zawiązanie owoców.
Dzięki wieloletnim badaniom i pracy, potrafimy technologicznie dopasować system nawadniania oraz dostarczyć roślinie elementy kluczowe do wzrostu: wodę, składniki odżywcze, powietrze, światło, przestrzeń oraz czas.
Hydroponikę stosuje się głównie w szklarniowej uprawie warzyw, ziół i roślin ozdobnych, jak i w rolnictwie wertykalnym. Warto zauważyć, że hydroponiczna uprawa roślin może być realizowana wewnątrz budynku jak i na zewnątrz np. w ogrodzie. Mówi się o niej jednak częściej w kontekście upraw zamkniętych, ponieważ mogą one stanowić alternatywę do tradycyjnego systemu rolnictwa.
Hydroponika pozwala na uprawę żywności w wymagających warunkach klimatycznych, jak w Egipcie czy też na Bliskim Wschodzie. Systemy hydroponiczne są wdrażane z powodzeniem na mniejszą skalę w domowych warunkach, jak i w szklarniach i magazynach. To technika, która stanowi uzupełnienie do tradycyjnych metod uprawy roślin.
Rolnictwo wertykalne w systemie hydroponicznym to technologia, która pozwala na uniezależnienie się od warunków klimatycznych i atmosferycznych panujących na zewnątrz. Już teraz wiemy, że ta nowoczesna metoda rolnictwa będzie ważna dla zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego w przyszłości. Badania nad nią prowadzone są przez firmy prywatne, jak i instytucje publiczne. Naukowcy z NASA przeprowadzają eksperymenty nad uprawami w kontrolowanych warunkach z wykorzystaniem techniki uprawy hydroponicznej, aeroponicznej oraz akwaponiki.
Zalety uprawy wertykalnej w systemie hydroponicznym
• Ograniczenie zużycia nawozów aż do 65% mniej w porównaniu do upraw tradycyjnych
• Oszczędność wody: aż do 95% mniej w zestawieniu do konwencjonalnego rolnictwa
• 0 pestycydów, herbicydów i fungicydów – nie ma potrzeby stosowania środków ochrony roślin
• Szybkie dostawy – 2-5 krotnie szybszy wzrost sałat i ziół w porównaniu do tradycyjnego rolnictwa
• Niezależność od pogody: uprawa działa w systemie kontrolowanych warunków
W dobie coraz większej troski o stan środowiska naturalnego, w Unii Europejskiej obserwuje się pozytywny trend w redukcji stosowania chemicznych pestycydów. Według danych Komisji Europejskiej, ryzyko związane ze stosowaniem chemicznych pestycydów w rolnictwie wykazuje spadek – o 14% w porównaniu do okresu odniesienia 2015-2017 oraz o 1% w porównaniu z rokiem 2019.
Ta pozytywna informacja, pokazuje, że rolnicy coraz bardziej świadomie i odpowiedzialnie podchodzą do wykorzystywania pestycydów, co przekłada się na poprawę stanu środowiska naturalnego i zdrowia konsumentów. W kontekście tych działań warto zauważyć, że Polska w 2022 roku zużywała średnio 2,1 kg środków ochrony roślin na hektar, co jest niższą wartością niż unijna średnia, oscylująca wokół 3,1 kg/ha.
Hydroponika często kojarzy się z syntetycznymi substancjami co może budzić wątpliwości co do jakości uprawianych roślin. W rolnictwie wertykalnym w systemie hydroponicznym zużywa się nawet o 65% mniej nawozów. Nie ma potrzeby stosowania środków ochrony roślin, ponieważ są to uprawy izolowane, które przy prawidłowym jej funkcjonowaniu, nie mają “dostępu” do chwastów, insektów, grzybów czy też wirusów.
Warto też zaznaczyć, że wszystkie rośliny, niezależnie od źródła pochodzenia, zanim trafią do sprzedaży, przechodzą kontrolę jakości. Producenci warzyw i owoców są prawnie zobowiązani do wysyłania swoich produktów do akredytowanych laboratoriów i sprawdzania ich pod kątem bezpieczeństwa do spożycia. Wszystko jest uregulowane w ustawach, rozporządzeniach i innych dokumentach prawnych, zarówno krajowych, jak i unijnych.
Hydropolis w ramach działalności centrum B+R realizuje własne uprawy wertykalne. Każda z nich zakończona jest badaniem składu mikrobiologicznego rośliny. W 2021 roku przeprowadzono badania sałaty Lollo Bionda. Według wytycznych zawartych w rozporządzeniu od Komisji Europejskiej, kilogram świeżej sałaty uprawianej w szklarni, nie może mieć więcej niż 4500 mg NO3 na kg w okresie zbierania od 1 października do 31 marca 1. Wyniki wykazały, że sałata uprawiana wertykalnie miała 10 razy mniej azotanów niż obowiązujący limit.
| Najwyższe dopuszczalne poziomy azotanów (mg NO3/kg): | Azotany | Jednostka |
| Dyrektywa Uni Europejskiej | Najwyższe dopuszczalne poziomy (mg NO3/kg): Zbierana od 1 października do 31 marca: sałata szklarniowa 4500 | mg NO3/kg św.m. |
| Wyniki Hydropolis | Ilość: 449,193 | mg NO3/kg św.m. |
Farmy wertykalne posiadają potencjał do uprawy różnych gatunków roślin. Jednak nie wszystkie są odpowiednie. Możemy zapewnić roślinie, jak najlepsze warunki do wzrostu w kontrolowanych warunkach, zanim jednak wyrośnie np. drzewo czereśni zostanie wykorzystanych wiele zasobów.
Hydropolis skupia się na dostarczaniu rozwiązań do upraw roślin, przy których zauważalny jest stosunkowo szybszy zwrot z inwestycji. Ograniczamy przy nich zużycie zasobów oraz czas pracy ludzkiej. Firma posiada obecnie opracowane algorytmy uprawowe pod uprawę nisko-zielonych roślin liściastych. Są to sałaty, zioła oraz mikroliście. Rozpoczęto pracę nad kolejnymi algorytmami uprawowymi.
Aby skutecznie prowadzić farmę należy zapewnić stały dostęp do źródła energii elektrycznej. Na uprawie wykorzystuje się oświetlenie LED, systemy nawadniania oraz inne urządzenia elektryczne takie jak np. Pompy ciepła, czy też centrale wentylacyjne. Odpowiednia infrastruktura energetyczna jest istotna dla efektywnego funkcjonowania farmy.
Proces produkcji jest zautomatyzowany na wybranych etapach. Dzięki oprogramowaniu GROW WIZARD użytkownik ma stały dostęp do warunków panujących na farmie. Obecność człowieka na uprawie jest konieczna w celu zarządzania całym procesem.
Jedną z podstawowych zalet upraw wertykalnych jest ich niezależność od warunków atmosferycznych. Oznacza to, że można utrzymać stałą produkcję przez cały rok, nie martwiąc się o wpływ pogody na jakość i ilość plonów.
Dzięki opracowanym algorytmom uprawowym jesteśmy w stanie precyzyjnie przewidzieć ilość, jakość i wzrost plonów w danym czasie. Zapobiega to marnotrawstwu żywności już na etapie produkcji. Proces jest ściśle monitorowany przez autorskie oprogramowanie do zarządzania uprawą – GROW WIZARD.
Uprawa wertykalna w systemie hydroponicznym to mniej miejsca i więcej plonów w krótszym czasie. Rolnictwo tradycyjne potrzebuje większej przestrzeni do produkcji takiej samej ilości roślin. Uprawa wertykalna to ok 1/3 mniej powierzchni. Rośliny umieszczone są pionowo, jedna nad drugą i każda z nich ma zapewnione warunki do prawidłowego wzrostu.
Na farmie wertykalnej Hydropolis stosuje się do 65% mniej nawozów. Kontrolowane warunki na uprawie minimalizują ryzyko infekcji i szkód spowodowanych przez szkodniki. Rośliny na każdym etapie wzrostu, otrzymują niezbędną ilość -mikro i – makro elementów potrzebne do zdrowego wzrostu.
Uprawa wertykalna od Hydropolis może być dopasowana do różnych gatunków roślin i potrzeb klienta. W zależności od skali oraz dostępnego miejsca (jest to uprawa w halach/magazynach lub w kontenerze morskim). Więcej o dostępnej technologii, dowiesz się tutaj.
W 2022 roku, sektor transportowy był odpowiedzialny za emisję 8 Gt (gigaton) CO2 do atmosfery. Jest to wzrost o 3% w porównaniu do 2021 roku2. Uprawa wertykalna może stanąć praktycznie wszędzie – nawet w centrum miasta. Pozwala to na ograniczenie kosztów transportu żywności do niezbędnego minimum.
Wdrożenie zautomatyzowanych systemów do uprawy wertykalnej pozwala na zmniejszenie kosztów pracy, nawet w przypadku zwiększenia produkcji. Oprogramowanie GROW WIZARD pozwala na kontrolę całego procesu produkcji – od nasionka aż do zbioru.
Na farmach wertykalnych w systemie hydroponicznym zużywa się do 95% mniej wody niż na konwencjonalnych uprawach. Woda krąży w obiegu zamkniętym. Jest ponownie wykorzystywana, co zmniejsza koszty i minimalizuje negatywny wpływ na środowisko.
W tradycyjnym rolnictwie maszyny rolnicze, tj. kombajny czy też traktory są używane tylko przez określony czas w ciągu roku. Generuje to koszty zakupu i przechowywania. Na uprawie wertykalnej sprzęt jest ciągle wykorzystywany do utrzymywania warunków i zapewnienia całorocznej produkcji.
Na farmach wertykalnych wybrany system uprawy, oświetlenie i klimatyzacja, są dokładnie dopasowane do indywidualnych potrzeb wybranego gatunku rośliny.
Uprawa wertykalna nie wymaga wykorzystania naturalnej ziemi rolnej, co chroni glebę przed erozją, zanieczyszczeniem i zmniejsza presję na ekosystemy naturalne. Brak stosowania środków ochrony roślin tj. pestycydów, herbicydów i fungicydów minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia gleby i wód gruntowych.
Rolnictwo wertykalne stanowi nieodłączną część nowoczesnego rolnictwa, które zmierza w stronę zrównoważonego wykorzystania zasobów: ziemi jak i wody. Efektywność wykorzystania ziemi, wody, CO2 i energii świetlnej w uprawach wertykalnych może być odpowiednio 100, 40, 2 i 1,7 razy większa niż w szklarniach3.
Uprawy wertykalne to komplementarna część rolnictwa. Przy zachowaniu właściwych warunków na uprawie wertykalnej w systemie hydroponicznym rośliny rosną szybciej i są bardziej odporne na choroby (w porównaniu do tradycyjnego rolnictwa). Pozwala to na zwiększenie plonów i poprawę jakości produkowanej żywności.
Zrób pierwszy krok, aby rozpocząć własną uprawę wertykalną w systemie hydroponicznym!
1 ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (WE) NR 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych (Tekst mający znaczenie dla EOG).
2 International Energy: IEA, https://www.iea.org/energy-system/transport, dostęp: 26.10.2023.
3 HORTSCIENCE 53(4):496–503, Responses of Sweet Basil to Different Daily Light Integrals in Photosynthesis, Morphology, Yield, and Nutritional Quality, 2018.
