גידול הידרופוני – גידול על מים

גידול הידרופוני – גידול על מים קיים כחלק מהחקלאות שמתמקד בניצול אזורים המוצפים במים לגידול צמחייה. הידרופוניקה היא תת קבוצה של גידול על מים, המהווה שיטה של ​​גידול צמחים ללא קרקע באמצעות תמיסות של מינרלים במים. המילה הידרופוניקה מורכבת מהמילה הידרו שפירושה מים ופוניקה שמשמעותה צורת גידול. ניתן לגדל צמחים בשיטה הזאת עם השורשים שלהם חשופים למינרלים, או שהשורשים נתמכים על ידי חצץ או אדמה שנמצאים בתוך המים ועוטפים את השורשים.

חומרים מזינים המשמשים מערכות הידרופוניות יכולים להגיע מתוך מערך של מקורות שונים כמו: תוצרי לוואי מפסולת דגים, ברווזים או דשנים כימיים יעודים לגידול צמחים במצע מנותק ללא שימוש בהזנה דרך אדמה דשנה.
התיעוד הראשון לגידול הידרופוני לוקח אותנו לשנה 1699 באנגליה, שם מדען ופילוסוף בשם "גון וודווד", פיתח את השיטה.

בשנת 1937 החל הגידול ההידרופוני לצבור פופולאריות בקרב מגדלים של גידולים שונים בקליפורניה, אשר שיפרו ושיכללו את השיטה באמצעים מודרניים, התפתחות שממשיכה עד היום, במיוחד לאור העובדה שתעשיית הגידול ההידרופוני, מגלגלת בארצות הברית בלבד כ 300 מיליון דולר בשנה.

*עובדה מעניינת לגבי ההיסטוריה של הגידול ההידרופוני- בשלושת העשורים האחרונים NASA- סוכנות החלל האמריקאית היא אחד הגופים המשמעותיים ביותר במחקר ופיתוח הטכנולוגיה של גידול הידרופוני. המטרה של NASA היא לבנות "מערכת ביולוגית תומכת חיים", על תחנות חלל ומעבורות חלל, על מנת לספק מזון חיוני לצוות.

בשל היתרונות של גידול הידרופוני בסביבה של 0 כוחות גרביטציה, שיטת גידול זאת היא כנראה זאת שתאפשר לנו בעתיד לגדל מזון חיוני במסעות חלל ארוכים, כמו למשל אלו שמיועדים באמצע העשור הבא, על ידי NASA וסוכנויות חלל אחרות אשר אימצו את היתרונות של גידול הידרופוני כאמצעי לאספקת מזון לשהייה ארוכה בחלל.

מהו גידול הידרופוני ?

החומרים המזינים שצמחים סופגים בשיטת הגידול ההידרופוני, הם אלמנטים מסוג יונים פשוטים הנמצאים במים. בתנאים טבעיים לרוב הצמחים, האדמה משמשת כמאגר לחומרים המזינים להם זקוק הצמח, אך האדמה עצמה אינה חיונית לגידול הצמחים, אלה משמשת רק ככלי קיבול.

דרך השורשים שלהם, הצמחים יכולים לספוג את החומרים המזינים שבאדמה כשהם מומסים במים. כאשר החומרים המזינים הדרושים לצמח מוספים באופן מלאכותי למי ההשקיה של הצמח, הצמח אינו זקוק למצע אדמה עשיר בכדי לשרוד, להתקיים ולשגשג. ניתן לגדל כמעט כל צמח בעזרת השיטה ההידרופונית, אך צמחים מסוימים מתאימים לכך יותר מאחרים, למשל פרחים, ירקות, צמחי מרפא ועשבי תיבול.

גידול הידרופוני – השיטה ההידרופונית מאפשרת ליצור סביבה מבוקרת לגידול צמחים, ובכך מסירה משתנים רבים מניסויים מדעיים. שנית, מיני צמחים רבים מניבים יותר תפוקה בפחות זמן תחת השיטה ההידרופונית, לעיתים באיכות יותר גבוהה, מה שהופך את השיטה ההידרופונית לכלי רווחי עבור החקלאים בתנאים כלכליים וסביבתיים שונים. כשמשתמשים בהידרופוניקה אין מחלות הבאות מן הקרקע, צמחי בר שיש לחסל, או אדמה שיש לעבד. ניתן לגדל צמחים בצפיפות רבה, ובכך לחסוך שטח (ניתן אפילו לגדל צמחים במספר קומות). השיטה ההידרופונית גם חסכונית במים, אם המכלים בהם גדלים הצמחים משתמשים במערכת מים סגורה הממחזרת מים. מערכות מעין אלה צורכות כמות מים מזערית לעומת חקלאות מסורתית.

היתרונות של גידול הידרופוני

• אין צורך באדמה.
• המים נשארים במערכת וניתן לעשות בהם שימוש חוזר – חיסכון משמעותי במים.
• ניתן לשלוט ברמות התזונה והדישון – מוביל לעלויות דישון נמוכות יותר.
• אין זיהום אקולוגי וסביבתי בגלל המערכת המבוקרת.
• תשואות יציבות וגבוהות.
• טיפול במזיקים ומחלות פשוט יותר בהשוואה לגידול באדמה בגלל ניידות של המכל.
• ללא נזקים מחומרי הדברה מסוכנים.

החסרונות של גידול הידרופוני

מערכות גידול הידרופוניות תלויות באופן אבסולוטי בחשמל. המשאבות שמספקות את הפתרון התזונתי לצמחים צריכות להיות מופעלות. בזמן הפסקת חשמל ישנה סכנה של יבוש מהיר של שורשי הצמחים. הוצאה ראשונית גבוהה בהשוואה לגידול באדמה.
ישנם שיטות גידול שונות בתחום ההידרופוני, הנבדלות לפי הציוד, העיקרון המדעי והמטרה הייעודית לכל שיטה.

שיטת Run to Waste – מאפשרת השקיה מדוייקת, אך בעלת רגישות גבוהה לחומציות במים (רמת ה-ph).

שיטת Ebb & Flow – מאפשרת חסכון במים ודשן, אך מצריכה התעסקות מרובה ושמירה על כללי דישון נוקשים, מה שמתורגם לאנרגיה רבה שהמגדלים זקוקים להשקיע בשיטה זאת.

שיטת Autopot – מאפשרת גידול משמעותי בכמות היבול, אך מאתגרת בכך שהיא מצריכה מהמגדל לשמור על טמפרטורה נכונה של מיכל המים.

שיטת NFT – אינה מצריכה כמות גדולה של מצע גידול, אך קיימת בה סכנה לשורשי הצמח. היא טכניקה הידרופנית שבה זרם רדוד מאוד של מים המכילים את כל החומרים המזינים המומסים הדרושים לצמח, זורמים על פני השורשים החשופים של צמחים בערוץ אטום למים.

שיטת אירופוניקה – מאופיינת בקצב גידול מוגבר וביבולים גדולים, אך קיים בה סיכון של ריקבון השורשים.

כל המערכות שציינו בנויות מרכיבים הייחודיים לאותה המערכת ומהרכיבים הבסיסיים עליהם מושתתות כל המערכות ההידרופוניות.
הרכיבים הללו הם: 1)מיכל, 2)מצע, 3)מדיד מים, 4)דשן ו5)מנורות.
כאשר השיטות השונות נבדלות ביניהן על ידי אפיונים שונים של הרכיבים ועקרונות מדעיים שונים.

טיפים לגידול הידרופוני

גידול הידרופוני – כפי שציינו גידול הידרופוני עשוי להיות מאתגר מאוד, לכן חשוב להקפיד על כללי גידול חשובים. כעת נחלוק איתכם 15 טיפים לגידול הידרופוני כפי שהמליצו מספר מגזינים ומחקרים שהתפרסמו בנושא בעשור האחרון.

1. טמפרטורה: חשוב להקפיד על 15-24 מעלות צלזיוס– אחד הדברים החשובים ביותר עבור הצמחים היא הטמפרטורה בה מגיעים אליהם המים המכילים את חומרי ההזנה. כל טמפרטורה נמוכה או גבוהה מהטווח עלולה להיות בריאה פחות עבור הצמחים, ולכן מומלץ לשלוט בטווח הטמפרטורה של המים בכל רגע נתון.
2. חומציות (רמת ה-pH) של המים: 5.5 עד 6.2 – בדומה לטמפרטורת המים, גם רמת חומציות תקינה היא גורם בסיסי לחיים נוחים של הצמחים וזמינות החומרים המזינים אותם. חריגה גדולה מדי עלולה לגרום לנזק לצמחים, כמו למשל נזק הנגרם מעודף מלח המגיע ממזון. בתוך טווח זה אפשר לשחק עם הצמחים ולהתאים את רמת החומציות בדוק בתנאים מדויקים ואידיאליים עבור הצמח.
3. משאבות אויר – את מאגר המים בגידול הידרו חשוב להזין בחמצן באופן קבוע בכדי לשמור על קצב צמיחה רציף ובריאות תקינה של הצמחים והשורשים. אבן חמצן המחוברת למשאבת אוויר תבטיח אספקה קבועה של חמצן לאורך כל שעות היממה.
4. תוספת מים ותמיסת דשן על עלי הצמח – המערכת ההידרופונית דואגת לחלק העיקרי שהוא שורשי הצמחים, אך גם דרך העלים והענפים הצמח מסוגל לספוג את המים ותמיסת וההזנה. השתמשו בבקבוק ריסוס קטן והשפריצו מעט מים על העלים, לא יותר מפעם-פעמיים ביום במהלך שעות האור ובתקופת הצמיחה בלבד (ריסוס הפרחים בתקופת הפריחה או הבשלת הפרי\ פקעת עלול לגרום לנזק).

שימו לב כי במידה והצמח גדל תחת נורה חזקה במיוחד, פעולה זו עלולה לגרום לכוויות על גבי הצמח ועל כן יש להרחיק מעט את הנורה מהצמח.

5. שמירה על לחות טבעית – 40%-60% למניעת עובש –הצמחים שלנו זקוקים לסביבה בה הלחות היא בטווח זה בכדי להישאר בריאים וחזקים, ובעיקר נקיים מפטריות ועובש. אחוזי הלחות המומלצים באופן כללי הם: 60% בתקופת הצמיחה ו-40% בתקופת הפריחה בהאם לצמח.
6. מערכת אוסמוזה הפוכה – אביזר פשוט זה יסייע לכם להעלים מלחים מיותרים הקיימים במי ברז ויאפשר להכין תמיסת השקיה עם מים “מאופסים” בכדי שתוכלו להעניק לצמח מים בעלי הרכב חומרי מזינים מדויק.
7. טמפרטורת החדר– עוד נושא קשה לשליטה במדינת ישראל הוא הטמפרטורה בחלל החדר, שלא נוהגת לרדת מתחת ל-26 מעלות צלסיוס לעיתים תכופות מחוץ לחודשי החורף. לשם כך, מזגן נייד או נייח בחלל הגידול מומלץ.
8. חוק המים: לא עוברים את החצי – רמת המים בתוך המאגר הראשי של מערכת הגידול חייבת להישאר כל הזמן מעל קו חצי הגובה. מתחת לזה עלולות להיווצר בעיות ברמת החומציות ועלולה להתבצע שאיבת אוויר דרך משאבות המים.
9. חשמל בתלייה או הגבהה – כל חוט חשמל או רכיב חשמלי שמחובר למערכת, יהיה מוגבה מרצפת החדר או תלוי על לוחות עבודה לצידה. כשמתעסקים עם מים בחלל החדר אסור שיהיה חשמל על רצפת החדר.
10. החלפת מים אחת לשבועיים– למרות המים הנקיים שמגיעים ממיכל האוסמוזה ההפוכה, חובה לבצע ריקון ושטיפה של מאגר המים הראשי כל שבועיים לכל היותר, בכדי למנוע הצטברות של חיידקים ופטריות בתוף המיכל.
11. אחסון הדשנים באזור קריר – תמציות הדשן לצמחים צריכות להישמר בתוך ארון סגור וקריר, מבלי להיות חשופות אפילו לאור שיוצא ממנורת הגידול עצמה, מעבר לזמני השימוש והמהילה.
12. שטיפה של הצמח במים מזוקקים – בשבוע האחרון של שלב הצמיחה ובדיוק לפני הופעתם של הפרחים, יש לשטוף את שורשי הצמח במים מזוקקים כדי לנקות מהם את שאריות הדשן. שלב זה קודם לקציר ותלוי בצמח שבחרתם לגדל.
13. אטימה של מרחב הגידול- מעבר לשעות בהן אתם מתעסקים עם הצמחים, מומלץ שחלל הגידול יישאר סגור כל הזמן למניעת התפתחות מחלות והגעת מזיקים מסוגים שונים.
14. תוסף קוקוס- תוסף תזונה מומלץ במיוחד שעשוי קליפות קוקוס והוא מורכב מיקרו ספוגים זעירים אשר מסוגלים לספוג עד פי שמונה ממשקלם במים. תוסף הקוקוס הוא מדיום גדול עבור כמעט כל מערכת למעט Ebb ו- .flow system
15. שמור ציוד ומזון עודף- בשל תקלות ושינויים לא צפויים בגידול הידרופוני, מומלץ להחזיק תמיד ציוד, מים ומצרכים עודפים.

גידול הידרופוני – גידול על מים

לסיכום

גידול הידרופוני – השיטה של גידול על פני מצא של מים היא יחסית שיטה חדשה לגידול בהיסטוריה של החקלאות האנושית. ועם זאת רבים סבורים שהיא תשמש כעמוד חשוב בעתיד החקלאות שתעמוד לרשות המין האנושי. לגידול הידרופוני מספר יתרונות משמעותיים והחסרונות העיקריים שלו קשורים להוצאה כספית ראשונית גבוה יחסית, לצד השקעת אנרגיה רבה על ידי המגדלים.
מחקרים שונים מראים שלגידול הידרופוני עתיד מבטיח גם על מנת להשיג גידול רב יותר במקרים של צמחים מסוימים, גידול בסביבה מבוקרת ובטוחה יותר וגם לגידול באזורים שהיו קשים או בלתי אפשריים לגידול בעבר.
בשנת 2019 אנו כבר יכולים להצביע על כך ששיטות נוספות של גידול על מצע של מים יגיחו לאוויר העולם, בזכות ובגלל הצמצום ההולך וגדל באזורים חקלאים וגם בשל אתגרים חדשים העומדים בפני האנושות כמו בזמן מסעות בחלל ויישוב כוכבים כמו הירח ומאדים.

מקורות

1) http://hydroponicsociety.org/

2) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28784965

3) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30673570

4) http://ieeexplore.ieee.org/document/8263577/

5) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27500800

6) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24838258

7) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23201600

8) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30913281

9) http://www.ghvi.co.nz/NFT/

10) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28529515

11) http://www.israel21c.org/gadget-blooms-your-hydroponic-garden/

גידול הידרופוני – גידול על מים