Hydrocultuur Deel 2 – Voor- en nadelen van hydrocultuur

Hydrocultuur telen heeft veel voordelen. Maar niet zonder obstakels om over te steken en extra kosten te dragen. In dit artikel bespreken we de voor- en nadelen van hydrocultuur in vergelijking met kweken op aarde.

Hydroponische landbouwtechnieken kunnen variëren, zoals we hebben besproken in ons vorige artikel – Hoe het werkt – Inleiding tot de Hydroponics Agriculture Series – Deel 1 , maar de onderliggende basisprincipes blijven hetzelfde.

Veel van de volgende observaties zijn gebaseerd op een artikel gepubliceerd door de International Journal of Environmental Research and Public Health, getiteld Vergelijking van land-, water- en energiebehoeften van sla geteeld met hydrocultuur versus conventionele landbouwmethoden, geschreven door Barbosa, G.L., Gadelha, F.D.A., Kublik, N., Proctor, A., Reichelm, L., Weissinger, E., Wohleb, G.M., & Halden, R.U. Het artikel is gebaseerd op onderzoek dat is verricht in Yuma, Arizona, waarbij de twee methoden in de kassla-teelt kwantitatief zijn vergeleken.

Voordelen van hydrocultuur:

Waterverbruik

Alle vormen van hydrocultuur zijn gebaseerd op een gesloten watersysteem. Dit betekent dat water wordt gebruikt en teruggevoerd naar een centraal reservoir. In de conventionele landbouw wordt irrigatiewater één keer gebruikt en gaat het dan verloren. Bij hydrocultuur wordt het water meerdere keren gebruikt en hergebruikt, gedurende perioden van maximaal enkele weken.

Deze andere benadering van water vertaalt zich in een drastische vermindering van het watergebruik. Het onderzoek van Barbosa et al. in Arizona bleek het waterverbruik 13 keer efficiënter te zijn met hydrocultuurmethoden. Dit betekent dat hydrocultuur 90% minder water nodig had om dezelfde opbrengst te kweken.

Verticale hydrocultuur / CC0 door 1.0

Landgebruik

Aangezien de wereldbevolking gestaag groeit, wordt landgebruik snel een belangrijke factor in elke productiesector. Hydroponische landbouw is de sleutel tot massale vermindering van de hoeveelheid land die nodig is voor voldoende gewasteelt.

Ten eerste zorgt hydrocultuur, een kweekmethode zonder aarde, ervoor dat gewassen kunnen groeien zonder dat er een echt stuk aarde nodig is. In plaats daarvan kan een klein stukje land verticale stapels planten bevatten, waardoor de efficiëntie van het perceel wordt vermenigvuldigd.

Bovendien kan, zonder dat er echte grond nodig is, binnen en in alternatieve ruimtes, zoals gebouwen of daken, worden gekweekt.

Zelfs als deze potentiële alternatieve kweekruimtes buiten beschouwing worden gelaten, kan de pure efficiëntie van de overdracht van voedingsstoffen in verband met hydrocultuur de opbrengst verhogen. In feite leverde de hydrocultuurkas in het Arizona-experiment 11 keer zoveel sla op, vergeleken met de traditionele kas.

Nadelen van hydrocultuur:

Energievraag

Hydroponische landbouw is een technologisch gebied; daarom is het afhankelijk van energie om de gewassen optimale omstandigheden te bieden. Alle hydrocultuurmethoden staan voor de uitdaging om ofwel water, ofwel zuurstof aan de plantenwortels te leveren. Hoewel verschillende methoden voor verschillende uitdagingen staan, komen ze allemaal met energieverslindende oplossingen.

Als het gaat om DWC-opstellingen (deep water culture), worden de wortels constant in water verdronken. Om in deze situatie zuurstof te leveren zijn luchtpompen nodig. Aangezien operaties op commerciële schaal grote reservoirs kunnen gebruiken, neemt de behoefte aan luchtpompen toe, samen met de elektriciteitsrekening.

Technieken zoals NFT (nutriëntenfilmtechniek), zorgen ervoor dat de wortels vaak gedeeltelijk in de lucht zijn, waardoor ze in al hun zuurstofbehoeften kunnen voorzien. Extra zuurstof wordt in het reservoir voorzien door een “waterval” te creëren vanuit het leidingsysteem of een eenvoudige luchtpomp. In beide gevallen is het grootste deel van het energieverbruik dat met deze methode gepaard gaat de waterpompen, die water van het reservoir naar de bovenkant van de pijpformatie laten lopen en mogelijk terug naar de tank, afhankelijk van het ontwerp van het systeem. Terwijl luchtpompen relatief laag zijn op de schaal van elektriciteitsverbruik, hebben waterpompen een hoger wattage nodig.

Het onderzoek van Barbosa et al. was gevestigd in een klimaatgecontroleerde kas . In deze omgeving was het elektriciteitsverbruik veel hoger dan bij conventionele landbouw. Maar de meeste stijging kwam van de klimaatbeheersingssystemen, die ook in een traditionele kas hetzelfde zijn. Elektriciteit die rechtstreeks verband houdt met hydrocultuur verhoogde het verbruik met slechts enkele procenten.

Hoewel klimaatbeheersing aanwezig is in zowel hydrocultuur als conventionele kassen, kan het een grotere uitdaging vormen en daarom meer energie vergen in een hydrocultuur omgeving.

Selectie bijsnijden

Hydrocultuur is een bewezen efficiënte kweekmethode, maar niet alle gewassen delen hetzelfde sentiment als het gaat om grondvrij telen.

Gewassen die de neiging hebben om het beste te groeien in een hydrocultuursysteem, zijn doorgaans weinig veeleisend, qua voedingswaarde en hebben een relatief ondiep wortelstelsel. Dit maakt bladgroenten, zoals basilicum of sla, de belangrijkste kanshebbers. De meeste commerciële hydrocultuurkwekerijen richten zich op dit type plant.

Gewassen die in een dergelijke omgeving moeten worden vermeden, zijn voornamelijk wortelgewassen. Aardappelen, wortelen en radijzen presteren allemaal beter met aarde. Het is echter heel goed mogelijk om deze te kweken, zolang het systeemontwerp voldoende wortelruimte biedt. Het kan moeilijk zijn om de juiste diepte voor deze wortels te bieden in systemen zoals NFT. Omdat de wortelstelsels uitgroeien tot leidingen en deze gemakkelijk kunnen verstoppen.

Gewassen die grote ruimtes nodig hebben, zoals watermeloen of maïs, zijn simpelweg niet economisch haalbaar in een hydrocultuurkas, vanwege de grote benodigde ruimtes.

De belangrijkste sleutel tot een succesvolle teelt is in de eerste plaats het afstemmen van de optimale teelttechniek op elk gewas.

Hydroponische infrastructuur

De initiële infrastructuurkosten zijn misschien wel het grootste obstakel voor een nieuwe hydrocultuurkas.

Naast de standaard kasapparatuur, zoals schermen , verwarmingsbuizen etc., vragen hydrocultuur opstellingen om extra investeringen in infrastructuur. Grond op de grond leggen is relatief goedkoop en eenvoudig. Maar het correct opzetten van hydrocultuursystemen kan complexer en duurder zijn.

De meest gebruikelijke commerciële techniek is NFT (nutriëntenfilmtechniek), waarvoor een groot aantal buizen nodig is. Hoe groter het systeem, hoe meer leidingen er nodig zijn. Ook is het noodzakelijk om een reservoir te creëren waarin het voedselrijke water kan worden opgevangen. Vanuit het centrale reservoir moet water worden rondgeleid, waarvoor waterpompen en extra leidingen nodig zijn. In een kleinschalige doe-het-zelf-opstelling kunnen de kosten relatief laag zijn. Maar bij het bouwen van een commerciële, grootschalige kas, stapelt de hoeveelheid infrastructuur, en dus de kosten, zich snel op.

Extra hydrocultuur-specifieke kosten bestaan in de vorm van monitoringapparatuur. De meest elementaire parameters die constant moeten worden gecontroleerd en aangepast, zijn EC (elektrische geleidbaarheid) en pH (zuurgraad). Er zijn relatief goedkope opties om deze parameters handmatig te meten, maar een commerciële teeltruimte wil misschien investeren in hoogwaardige, mogelijk geautomatiseerde apparatuur om het constante welzijn van de gewassen te garanderen.

Als laatste, maar zeker niet de minste, zijn de kosten van het groeimedium. Dit lijkt misschien triviaal, maar de prijs van deze mediums, hoewel ze sterk variëren, ligt ver boven de huidige prijs van grond. Het verschil is zeer merkbaar bij opschaling, vooral in de initiële kosten, wanneer de hele operatie moet worden bevoorraad.

Ongediertebestrijding

Het verwijderen van grond uit de kweekruimte beïnvloedt de verscheidenheid aan ongedierte die men tegenkomt. Hoewel dit soms een voordeel en soms een nadeel kan zijn, is het belangrijk om kennis te nemen van en te handelen in overeenstemming met de omgeving die in uw kas wordt gecreëerd. Een cruciale opmerking om te maken, is dat elk probleem dat je tegenkomt, zich veel sneller zal verspreiden in een hydrocultuuromgeving. Dit komt zowel door de dichtheid van de gewassen als door het wegnemen van de fysieke buffer die de bodem biedt.

Veelvoorkomende plagen zoals spint en bladluizen blijven hinderlijk in hydrocultuur, en telers moeten ze met dezelfde tactiek behandelen. Het is belangrijk op te merken dat het gebruikte type medium al dan niet geschikte gronden kan bieden voor de larvale vormen van verschillende plagen. Tripslarven kunnen bijvoorbeeld net zo goed groeien in steenwol, maar zouden niet kunnen bestaan zonder groeimedium. Wortelluizen daarentegen weten zich aan wortels vast te klampen in een opstelling waarin de wortels in de open lucht staan, zonder groeimedium.

Hoewel plaagproblemen blijven bestaan, komen ze veel minder vaak voor in een bodemvrije omgeving. Bovendien is er zonder aarde geen onkruid!

De vermindering van pesticiden en herbiciden zorgt voor gewassen van hogere kwaliteit en kan de deur openen om volledig biologisch te gaan.

Hydrocultuur kasbeheer

De laatste parameter waarmee rekening moet worden gehouden in een hydrocultuurboerderij, is het beheer van de operatie na de eerste constructie. Ook dit heeft zijn voordelen en zijn nadelen.

Werken in een omgeving zonder bodem, betekent een veel minder fysiek werkregiment. Het is niet nodig om onkruid te meppen of te ontsmetten, geen water te geven en niet te bewerken.

Wat nodig is in een hydrocultuurkwekerij is aandacht. In traditionele omgevingen fungeert de bodem als een fysieke barrière, waardoor de reactie op veranderingen wordt vertraagd. Zonder grond voelen de gewassen onmiddellijk enige verandering, of het nu gaat om temperatuur, zuurgraad of plagen. Het constant kunnen monitoren en bijsturen is de grootste factor in het succes of falen van zo’n kas. Zoals eerder vermeld, hebben problemen de neiging zich snel te verspreiden in een hydrocultuurkas. Of het nu gaat om een schimmel of een verkoudheid, de effecten kunnen onmiddellijk duidelijk zijn.

Om succesvol een hydrocultuurkas te runnen, zijn kennis en ervaring de sleutel. Er bestaan geavanceerde bewakingssystemen die zeer nuttig kunnen zijn. Maar alleen een ervaren en goed geïnformeerde teler zal weten hoe hij de verstrekte gegevens moet analyseren en erop moet reageren. Elke fout kan leiden tot enorm opbrengstverlies. In hydrocultuur is de inzet hoog.

Hydroponische landbouw – Waar het op neerkomt

Hydroponische landbouw verschilt in veel opzichten van conventionele landbouw. De meeste zijn efficiënter, maar sommige minder. Het is belangrijk om rekening te houden met geografische en regelgevende omstandigheden bij het plannen en exploiteren van een hydrocultuurkas. U moet ook rekening houden met verschuivingen in de voedselvoorziening, de beschikbaarheid van land en water en energiebronnen.

De kosteneffectiviteit van deze methoden kan momenteel variëren. Maar wereldwijde trends zoals droogte, bevolkingsgroei, verschuivingen in de energieproductie en veranderende stedelijke omgevingen zullen in de toekomst ongetwijfeld helpen om de positie van hydrocultuur en andere op technologie gebaseerde landbouwmethoden te versterken.

Dit is de tweede van een driedelige serie over de opkomst van hydrocultuur en moderne, technologische landbouw. Lees deel 3 – Beheersing van water- en klimaatomstandigheden .