水耕農業-優點、缺點和環境影響

您可能不熟悉水耕一詞,但它對我們追求永續發展非常重要。在這篇文章中,我們將探討什麼是水耕農業、水耕農業的優點和缺點,以及它們如何影響環境。

什麼是水耕農業?

植物在營養豐富的水中進行水培,無論有或沒有珍珠岩、沙子或礫石等惰性介質的機械輔助。為了對植物營養進行科學研究,長期以來,植物的根部浸入水和肥料溶液中生長。

這種培養技術用於早期商業水耕法(希臘語“Hydro-”,意思是“水”,波諾斯(ponos),意思是“勞動”)。然而,由於維持植物正常直立生長位置和給溶液通氣的挑戰,礫石培養(其中礫石將植物支撐在防水床或長凳上)取代了這種技術。

許多基材類型已被有效利用,例如熔融頁岩、沙、浮石、珍珠岩、稻殼、花崗岩碎片、紡成纖維的熔岩、粘土顆粒和椰殼纖維。

定期泵入肥料溶液(通常由合成肥料或魚或鴨糞便製成);此溶液的頻率和濃度會根據植物類型和溫度和光照等環境因素而變化。泵送通常是自動的,溶液倒入罐中。

肥料溶液由不同的化合物組成,經過分級用於農業或園藝,並含有不同數量的植物生長所需的主要元素,如鉀、磷和氮,以及各種微量或微量元素,如硫、鎂和鈣。

定期進行的測試表明是否需要更多的化學物質或水,儘管該溶液可以無限期地使用。通常,化學成分可以乾燥混合並保存。隨著植物變大,溶液的濃度和泵送頻率也會增加。

水耕農業的 12 個優點和缺點 |地球組織

水耕農業的類型

  • 主動系統
  • 被動系統

主動系統

在主動系統中,泵送的水溶液使植物根部能夠立即獲取營養。由於該系統比較複雜,一些種植者可能會發現它具有挑戰性。營養液透過主動系統的幫浦從儲液器轉移到根部。多餘的溶液被根部吸收後返回蓄水池。

被動系統

被動系統中不需要幫浦來移動溶液。相反,植物被浸沒在溶液中,溶液通過毛細管網絡、洪水和重力等多種機製到達根部。使用這種水耕農業很簡單,因為它不需要任何幫浦。

另一方面,農民必須定期更換水。此外,缺乏水泵會促進藻類的生長,可能會降低水質。

水耕農業的優點 

水耕法是一種種植植物的高效系統,它可能會躋身最實用和最有效的系統之列。 可持續的糧食生產方法 不久。其主要優點包括:

  • 不需要土壤
  • 為更多人口生產優質食品
  • 減少用水量 
  • 減少害蟲和真菌的發生率
  • 提高產量
  • 區域/區域多樣性的最佳利用
  • 促進微氣候 
  • 季節性和可預測性
  • 農作物長得更快 
  • T省時系統
  • 需要更少的勞動力 
  • 縮短供應鏈 

1.不需要土壤

水耕園藝的第一個也是最明顯的優點是它不需要土壤。為什麼這很重要?中的一個 農業面臨的最大問題 今天的地球是土地退化。在退化的土壤中耕作變得越來越困難。

土地退化 可以透過化學和物理過程發生。物理退化與農業設備和自然侵蝕造成的物理幹擾有關。污染和其他形式的污染會導致化學變質。任何一種類型的退化都會導致土壤缺乏養分,不適合生產營養作物。

因為水耕蔬菜不會加劇 水土流失,它們可以減輕土地退化的影響。由於這些作物的養分來自良好的表土,因此它們也不會受到危機結果的影響。

2. 為更多人口生產優質食品

由於水耕系統位於內部,生產者不太可能遭受害蟲侵擾,因此他們不使用農藥。此外,植物直接在溶液中獲得必要的營養,使它們能夠更快地生長且無害。

除了品質優良外,水耕系統還可以支持城市環境中更多的人口,增加這些地方當地種植的食物的供應。

3. 減少用水量 

與普通農業相比,水耕農業的用水量少得多。水耕系統透過管道對水溶液的再利用和再循環佔了很大一部分。之後,多餘的水會回到營養液儲存器。

因此,在乾旱導致缺水的地區,水耕法是一種有用的耕作方法。另一方面,傳統農業使用大量水,其中大部分由於灌溉和蒸發不足而浪費。最終,到達植物的水很少。

4. 減少害蟲和真菌的發生率

由於水耕植物生長不需要土壤,因此土傳疾病的病例較少。此外,由於這種耕作方法是在室內受控環境中進行的,因此存在昆蟲侵擾的可能性。

5. 提高產量

水耕植物有一個受監管和觀察的環境。此外,當直接向根部提供必需的養分時,根部生長得更快。

由於耕種者不受季節影響,室內環境也提高了生產力。這意味著農作物可以全年生產,而不必擔心因氣候波動、蟲害或地面動物和鳥類的問題而損失收成。

6. 區域/區域多樣性的最佳利用

節省空間是水耕園藝的主要好處之一。由於傳統農業中的植物必須在土壤中尋找養分,因此它們會長出更深的根。

然而,在水耕法中,根部會立即獲得營養,因此無需尋找營養。由於水耕植物的根部較深,所需空間較小,因此對於居住在封閉空間、乾旱地區和嚴寒氣候的城市居民來說,它們是一個不錯的選擇。

由於整個環境受到控制,且植物僅吸收必要量的常量和微量營養素,因此水耕農業可以有效利用養分。

與透過傳統農業種植的植物相比,透過傳統農業種植的植物依賴土壤中存在的養分,而土壤中的養分又取決於各種環境參數,而透過水耕法種植的植物已知可以透過提供所需的最佳養分來實現更好的產量和高生長率為了成長。

例如,溫度、濕度和水質的變化會使植物承受壓力並改變其生化組成,從而影響農產品的生長和品質。

7. 促進微氣候 

在水耕溫室中,借助微氣候技術,園丁可以為每種作物量身訂做理想的環境。種植者可以透過在封閉系統中適當調整氣候來為他們種植的每種作物創造最佳的小氣候。

水耕溫室可能有一個區域將菠菜保存在 55°F 的涼爽溫度下。接近 70°F 時,生菜可能會在其他地方種植。當種植者管理每種作物周圍的小氣候時,他們可以在一個系統中生產更多類型。

8. 季節性和可預測性

大多數農作物僅限於特定季節和氣候下生長。當消費者在隆冬時節需要夏季蔬菜時,雜貨商就會從世界各地進口夏季蔬菜。這加劇了與交通相關的 溫室氣體問題.

可預測性是另一個話題。影響農作物產量的因素很多。一場早霜, 乾旱, 洪水, 或者 風暴 可能會毀掉整塊田地的莊稼,而農民往往無力阻止。

透過室內水耕農場,生產者可以全年持續收穫農作物。無論季節如何,這些作物全年生長。此外,產量更容易預測,因為它們不會受到可能導致作物歉收的問題的影響。

9.農作物長得更快 

水耕技術比傳統技術更快收穫農作物的能力是一個令人鼓舞的進步。當每株植物都在理想的條件下生長時,就可以生產更大更快的作物。

然而,許多使用水耕法的種植者聲稱,他們的作物成熟時間比土壤中種植的作物成熟時間縮短一半甚至更少。綠葉蔬菜最能表現出這種速度;然而,幾乎任何類型的水耕植物都可以獲得收益。

10. 省時系統

傳統農業生產的農作物在品質和數量上可能並不總是充足或合適的,農民需要花費大量的時間和精力來管理耕作、除草、澆水和燻蒸。

另一方面,水耕法所要做的就是將其放在您選擇的位置並觀察植物的生長。雖然最初可能需要投入資金和精力,但適當的管理可以確保長期的可觀回報。

11. 需要更少的勞動力 

土壤耕作需要大量工作,而且可能還很費力。儘管這種種植方法的許多方面都可以自動化,但在某些過程中仍然需要人工幹預,例如收割脆弱的作物。

儘管水耕溫室仍然需要人力,但建築物規模較小,可以更快地完成工作,讓您可以用更少的工人完成更多的工作。此外,這些設施的工人不使用有害的化學農藥。

水耕職業在類似實驗室的環境中運作,避免了與傳統農業勞動相關的風險,有利於可觀的工資和福利。

12. 縮短供應鏈 

生鮮商品從農村收集到雜貨店貨架的運輸距離是我們供應鏈中最大的挑戰之一。

如果您經常光顧附近的農貿市場,您可能會意識到新鮮農產品的味道有多好。新鮮的食物可以透過水耕法種植,並在顧客食用前幾分鐘或幾小時收穫。

由於水耕農場,雜貨店可以提供更新鮮的食物——通常在幾小時或幾天內收穫。為了提供袋裝沙拉和新鮮香草等白標食品選擇,他們還可以與水耕溫室合作。

由於供應鏈較短,他們可以直接從農場向消費者提供食品,消除了中間商的需要。

水耕農業的缺點 

與傳統農業相比,水耕農業更簡單、更有效率。就像任何美好的事物一樣,水耕農業也並非沒有問題。

  • 設定成本高
  • 對固定電源或系統的依賴
  • 進階維護和監控 
  • 對水傳播疾病的易感性
  • 需要特殊專業知識

1. 設定成本高

水耕系統的設置成本很高。這對於具有精心設計的架構的大型系統尤其有效。

水處理廠、營養槽、照明、氣泵、水庫、溫度控制器、EC、酸度控制和管道系統的初始安裝可能需要大量的初始預算,具體取決於水耕系統設定所使用的自動化和技術。

2. 對固定電源或系統的依賴

被動和主動水耕系統都需要電力來運作各個零件,包括生長燈、水泵、曝氣機、風扇等。因此,斷電將對整個系統產生影響。如果種植者沒有註意到活動系統中的斷電,則可能對植物有害。

3. 進階維護和監控 

與傳統植物栽培相比,水耕植物在種植時需要更多的監督和微觀管理。所有系統組件(燈光、溫度和一些營養液參數,包括 pH 值和電導率)都需要持續監控,以創造一個精心調節的生長環境。

為了避免堆積和堵塞,營養液也必須定期排放和補充,並且必須經常清潔系統組件。

4. 對水傳播疾病的易感性

通過水耕系統的持續水流增加了一些危險 水源性感染 對於植物來說,即使以這種方式種植植物也有助於降低風險 土傳疾病.

這些疾病有時會透過水溶液從一種植物傳播到其他植物。這可能會導致系統內所有植物的滅絕。

5.需要特殊的專業知識

水耕系統涉及很多技術細節。該系統的工具和程序需要經過適當訓練和經驗的人員來操作。如果沒有必要的知識,植物就不可能茂盛,這可能會對產量產生不利影響並導致重大損失。

水耕植物是否可以僅僅因為它們在不使用農藥的情況下種植而獲得有機認證?鑑於有機農業需要提高土壤的肥力和質量,一些有機農民反對這個概念。

給予水耕系統有機認證是不正確的,因為它不需要土壤。但是,那 第九巡迴法院 決定支持美國農業部,允許水耕植物獲得有機認證,只要它們不含污水、基因改造生物和化學肥料。

水耕法對環境的影響

  • 節約用水
  • 高效節能
  • 減少農藥的使用
  • 減少土地使用
  • 減少碳足跡:更新鮮的農產品和更方便的獲取
  • 永續作物

1. 節約用水

該系統似乎使用了更多的水,因為它是“水耕法”,但事實並非如此。與傳統的基於土壤的農業技術相比,水耕系統使用的水大大減少,並且回收和再利用廢水。

此外,這些溫室中的澆水系統直接向植物的根部提供水,導致蒸發和徑流很少,並提供植物所需的確切水量。綜合起來,這些措施的用水量比傳統農業技術少十倍。

2.高能效

使用水耕法的系統自然是節能的。為了最大限度地促進植物生長,精心調節的溫度、濕度和光照可以降低維持理想生長條件所需的額外能量。 LED 生長燈更加節能,並且可以客製化以提供植物所需的精確光譜。

上述水系統在循環營養物和水的同時使用明顯較少的能量來泵送和分配水。最後,許多水耕溫室比傳統溫室消耗的能源更少,因為它們具有節能的加熱和冷卻系統。

3. 減少農藥的使用

由於水耕系統能夠抵抗害蟲和疾病,因此所需的農藥更少,這意味著釋放到環境中的化學物質更少,農民可以在更安全的氣氛中進行操作。

根據研究,農藥除了進入地下水系統和透過風傳播外,還可以殺死昆蟲、鳥類和水​​生物種。不需要除草劑,因為也沒有雜草出現。不需要除草劑,因為也沒有雜草出現。

由於水耕農場所需的土地較少,並且對於那些可能不容易獲得新鮮農產品的社區來說更容易進入,因此許多農場都位於城市中心附近甚至內部。

4. 減少土地使用

由於水耕系統是垂直建造的,因此佔用的空間較小,所需的面積也較少。佔地 2.7 英畝的水耕溫室每年可生產 1.5 萬份綠葉蔬菜。

以 Gotham Greens 為例。該企業成立於 2009 年,管理橫跨美國七個州、面積超過 1.2 萬平方英尺的水耕溫室。他們的布魯克林溫室位於全食超市的屋頂上,現已發展成為北美最大的溫室生菜生產商之一。

5. 減少碳足跡:更新鮮的農產品和更方便的獲取

由於水耕農場所需的土地較少,並且對於那些可能不容易獲得新鮮農產品的社區來說更容易進入,因此許多農場都位於城市中心附近甚至內部。

農產品從田間運送到雜貨店貨架可能需要一周或更長時間,其中 50% 的水果和 20% 的蔬菜來自國外。

在城市地區,水耕農業可以在 48 小時內生產從溫室到貨架的食物。與其他可能性相比,排放量顯著降低,因為產品不必運輸那麼遠。

雖然水耕中的肥料溶液可以無限期地重複使用,但養分本身在耗盡時需要更換。當溶液從通道滴入營養液儲存器時,它們會收集它。農民也可以從多種來源獲取營養。魚排泄物在一種稱為魚菜共生的方法中被用作營養來源。

6. 永續作物

透過水耕系統,透過創造理想的生長環境,農作物可以在任何地方全年生長。與傳統農業技術相比,這可以帶來更高的作物產量,特別是與改善養分供應控制相結合時。

一些企業聲稱,利用水耕技術,種植的農作物數量比傳統農場多出 240 倍。透過使用技術監測作物健康和進展,溫室可以更快地生產更健康的農產品。

水耕業的風險

與其他產業類似,這個發展中的產業可能會面臨某些危險,例如:

  • 財產損失: 由於這些系統和種植房屋的啟動成本很高,任何損壞都可能導致巨大的財務損失。
  • 水害: 洩漏或其他系統故障可能會導致農作物和財產損失。
  • 電源中斷 可能會損害水耕溫室植物,因為它們主要依靠技術來維持理想的生長條件。
  • 化學品處理: 水耕法使用多種化學品,如營養物質、pH 調節劑等。因此,工作人員必須了解安全化學品處理技術,以防止發生事故。

最後的思考

水耕耕作是一種高效的室內植物栽培技術,具有多種優點。在不使用殺蟲劑的情況下,它使園丁能夠更快地種植營養豐富的植物。

它有一定的缺點,但其優點超過了這些缺點。水耕是一種全年可用的技術,社區、企業和個人只要具備必要的知識和使用方法,就可以應用它來種植無病植物 可持續能源.

建議

一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
我努力教育公眾了解環境及其問題。
它一直是關於自然的,我們應該保護而不是破壞。

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