Hydrocultuur: uitleg, geschiedenis en toepassingen van teelt zonder aarde

Methoden

Er zijn veel manieren om planten op deze manier te kweken. Hier zijn enkele voorbeelden.

Kweek in statische oplossing

Deze zet of drijft de planten in water met voedingsstoffen in een bak. Het water wordt ververst door een regelsysteem om te voorkomen dat de wortels van de planten droog komen te staan. Het water stroomt niet door de container maar blijft statisch. Omdat het water stilstaat, groeien er vaak algen, die voedingsstoffen verbruiken en de wortels van de planten bedekken, zodat ze de voedingsstoffen niet zo goed kunnen opnemen. De algengroei kan worden verminderd door een methode te gebruiken om te voorkomen dat het licht de wortels bereikt, bijvoorbeeld zwart plastic of aluminiumfolie. De statische oplossing moet om de week of om de twee weken worden ververst om ervoor te zorgen dat de juiste hoeveelheid voedingsstoffen aanwezig is.

Oplossing met continue stroom

Dit is het kweken van planten in een stroom van continu stromend water. De planten kunnen in een ondiepe bak worden geplaatst en het water met de voedingsstoffen stroomt door de wortels. Dit kan op verschillende manieren worden uitgevoerd: het water kan over de kale wortels in een buis of holle bak worden geleid, het water kan door een vezelmat worden geleid waarin de wortels zijn gegroeid, of er kunnen variaties tussen beide worden gebruikt. Een van de belangrijkste voordelen van dit systeem is dat het voedingswater in een voorraadvat kan worden bewaard en dat, als er veranderingen in de voeding moeten worden aangebracht, dit gemakkelijk in het voorraadvat kan worden gedaan. Het systeem werkt meestal op basis van de zwaartekracht, waarbij de voorraadbak hoger staat dan de planten en het water naar beneden druppelt totdat het door de wortels van de planten is gestroomd en in een lagere voorraadbak terechtkomt waar het weer naar de hogere bak wordt gepompt. Een voordeel van deze methode is dat de voedingsstoffen efficiënt worden gebruikt, dat de zuurstof de wortels kan bereiken (belangrijk voor een gezonde groei) en dat het water zeer gemakkelijk kan worden aangepast. De belangrijkste nadelen zijn dat, als er een fout optreedt in het circulatiesysteem, de planten weinig water hebben om van te leven totdat de fout is verholpen en dat de stroomkanalen een regelmatige helling moeten hebben; als dat niet het geval is, kan er water achterblijven in de niet-hellingzones en dat kan problemen veroorzaken.

Systemen gevoed door zwaartekracht

Dit systeem maakt geen gebruik van elektriciteit om het water met voedingsstoffen te laten circuleren. Het systeem heeft een grote bak die hoger staat dan de planten en het water stroomt op een gecontroleerde manier naar beneden door en naar de planten. Dit systeem wordt gebruikt bij planten die in potten worden gekweekt, waarbij het water aan de onderkant van de pot wordt geleverd en het water door capillaire werking omhoog in de pot wordt getrokken.

Aeroponics

Hierbij wordt gebruik gemaakt van een systeem waarbij de wortels van de planten zich bevinden in een kamer die continu of discontinu wordt besproeid met een fijne nevel van water dat voedingsstoffen bevat. De wortels van de plant hangen in de lucht en het voordeel van dit systeem is dat de wortels een goede toegang tot zuurstof hebben. Dit systeem werd in 1983 uitgevonden door Richard Spooner en is uitgegroeid tot een succesvolle manier om een breed scala van gewassen te telen, waaronder pootaardappelen, tomaten, bladgewassen en kleine slablaadjes. Andere voordelen van aeroponics zijn dat een veel breder scala van planten kan worden gekweekt met dit systeem, (sommige planten houden er niet van om hun wortels continu in water te hebben) planten groeien met slechts een kwart van de voedingsstoffen die nodig zijn in normale hydrocultuur en NASA heeft belangstelling voor dit systeem omdat het beheren van een nevel gemakkelijker is dan het hanteren van vloeistoffen in zwaartekrachtloze toestand. Ten slotte kunnen planten die volgens deze methode zijn gekweekt, worden overgeplaatst naar aarde of een ander groeimedium zonder dat hun groei wordt vertraagd terwijl zij zich aan de nieuwe omstandigheden aanpassen. Het grootste nadeel is dat dit systeem duurder is om te bouwen en te onderhouden dan de normale hydroponische systemen.

Passieve subirrigatie

Deze methode staat ook bekend als passieve hydrocultuur of semi-hydroponie. Bij dit systeem groeien de planten in een poreus materiaal zoals speciale kleikorrels, vermiculiet, glasvezel, kokosnootschil, perliet of een soortgelijke substantie die water vasthoudt, veel luchtruimtes heeft maar niet direct op de plantenwortels inwerkt. Het water wordt door het materiaal geleid om het nat te houden en het materiaal houdt de plantenwortels gescheiden zodat een goed contact met de lucht mogelijk is om de plant te helpen zuurstof en kooldioxide te gebruiken. Deze methode is gemakkelijk op te zetten en te controleren en is geschikt voor een aantal planten zoals orchideeën of bromelia's die in de natuur met hun wortels in warme vochtige lucht groeien.

Eb en vloed sub-irrigatie

Deze methode is ook bekend onder de naam "Flood and Drain". Bij deze methode staat een grote bak met water en voedingsstoffen onder het niveau van de planten die worden gekweekt, en wordt het water met tussenpozen opgepompt of handmatig omhoog gebracht om de planten te bevloeien en vervolgens weer in de bak terug te laten lopen. Dit is een eenvoudige methode om te bouwen en kan gemakkelijk worden gecontroleerd met een automatisch mechanisme.

Loop naar de verdommenis

Dit is een methode waarbij planten worden gekweekt op een materiaal dat wat water vasthoudt maar veel luchtruimten heeft, zoals vermiculiet, perliet, glasvezel of grof zand. Het water met voedingsstoffen wordt geregeld door een timer en de hoeveelheid irrigatie hangt af van verschillende factoren, zoals de temperatuur, de grootte van de planten, het soort materiaal waarin de planten groeien en andere, meer technische zaken. Het water loopt na de irrigatie van de planten naar een opvangbak en kan opnieuw worden gebruikt of worden weggegooid. Dit systeem wordt op grote schaal gebruikt voor de commerciële teelt van groenten zoals tomaten en komkommers.

Diepwatercultuur

Hierbij worden planten opgehangen in water met voedingsstoffen. De planten worden in netten gehouden met hun wortels in het water. De netten kunnen al dan niet een materiaal bevatten om de wortels te scheiden. Er wordt lucht door het water gepompt om de hoeveelheid zuurstof in het water te verhogen, waardoor de wortels kunnen groeien.

Bubbleponics

Dit is een methode die samen met de bovengenoemde methode van diepwatercultuur wordt gebruikt. In de eerste groeistadia worden de wortels van de planten geïrrigeerd met water en voedingsstoffen die door een luchtsteen worden gepompt om een hoog gehalte aan opgeloste zuurstof in het water te brengen, wat de groei van de jonge wortels sterk bevordert. Het wordt gewoonlijk alleen in de eerste groeistadia gebruikt, wanneer de planten wortelkluiten vormen.

Voordelen

• Gewassen op hydrocultuur kunnen worden verpakt en verkocht terwijl ze nog leven, wat de versheid ten goede komt.
• Over- en onderbewatering wordt gestopt.
• Hydrocultuur is een goede methode om planten te kweken voor gebieden zonder goede bodem, zoals Antarctica, ruimtestations en ruimtekolonies.
• Hydrocultuur is zeer goed voor plantenonderwijs en onderzoek.
• Er is geen grond nodig.
• Gewassen zijn niet verontreinigd met grond.
• Er is minder water nodig dan bij gewassen die in de grond worden geteeld.
• Hydrocultuur kost minder dan andere manieren om aardbeien te telen.
• Hydrocultuur geeft de planten meer zonlicht.
• Insecten en andere bedreigingen door ongedierte worden verminderd met een hydroponisch systeem.