Hidroponika

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
Plante neem water en voedingstowwe op wat deur 'n PVC-pyp vloei in 'n hidroponika-stelsel
Grootskaalse hidroponika-produksie van tamaties

Hidroponika is 'n metode om plante te laat groei, sonder grond, met behulp van minerale voedingstowwe opgelos in water. Die plant se wortels kry die elemente wat nodig is om te groei uit die voedingsoplossing. Die term hidroponika is afkomstig van die Griekse woorde "hidro" wat water beteken, en "ponos" wat werk beteken.[1]

Geskiedenis[wysig | wysig bron]

Hangende tuine van Babilon, skildery deur Ferdinand Knab

Die oudste voorbeelde van hidroponika dateer terug na die hangende tuine van Babilon en die drywende tuine van China.[2]

Sir Francis Bacon, 'n Engelse wetenskaplike, filosoof en politikus het in die 1620's navorsing gedoen oor grondlose tuinmaaktegnieke, en sy werk oor die onderwerp is in 1927 gepubliseer.[3] In 1699 het die Engelse wetenskaplike, John Woodward, ge-eksperimenteer met die groei van kruisement in verskeie wateroplossings. Hy get gevind dat die plante beter groei in 'n wateroplosisng wat met grond gemeng was, as in gedistilleerde water, as gevolg van die minerale wat deur die grond in die water vrygestel is.[3]

Die vroegste moderne verwysing na hidroponika (in die laaste 100 jaar) was deur William Frederick Gericke in 1929.[4] Gericke was werksaam by die Universiteit van Kalifornië in die VSA. Hy het 'n idee gehad dat plante verbou kan word in 'n oplossing van voedingstowwe en water in plaas daarvan om dit in grond te plant. Sy kollegas het nie gedink dat dit suksesvol sou wees nie, maar hy het hulle verkeerd bewys deur 'n tamatieplant van 7 meter hoog met behulp van slegs water en voedingstowwe te laat groei.[2] Gericke het ongeveer 5000 eksperimente oor 'n tydperk van 5 jaar gedoen, en gevind dat verskillende kombinasies van stikstof, fosfor, magnesium, yster, kalium, swael, kalsium gebruik kan word vir die voeding van verskillende plante.[4]

Tydens die Tweede Wêreldoorlog het die Amerikaanse weermag hidroponika gebruik om vars tamatie en blaarslaai te kweek vir troepe wat gestasioneer was op onvrugbare grond op die Pasifiese eilande. Teen die 1950's was daar lewensvatbare kommersiële hidroponika-plase in die VSA, Brittanje, Afrika en Asië.[5]

Navorsing wat in 2008, in Swaziland deur P. Melgarejo, J.J. Martinez, F. Hernandez, D.M. Salazar en R. Martinez gedoen is, het getoon dat die produksie van Vye (Ficuscarica L.) deur middel van hidroponika, gelei het tot 18-voudige toename in vrugte opbrengs in vergelyking met konvensionele boerderytegnieke, en sodoende die winsgewendheid verbeter. Daarbenewens het hulle verneem dat hidroponika 'n vermindering van ongeveer 90% in watergebruik te mee bring.[5]

Hedendaagse gebruik[wysig | wysig bron]

'n Klein tuisgemaakte hidroponika-stelsel

Deesdae is hidroponika een van die vinnig-groeiendste grondlose boerderypraktyke op 'n globale vlak. Die wêreldwye hidroponika-mark sal na raming groei teen 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers van 6,7% gedurende die 2017–2022 voorspellingstydperk.[6] Europa is tans die grootste mark vir die implementering van gevorderde tegnieke in hidroponiese kweekhuistuinbou.

Daar is talle kleiner kommersiële hidroponika-stelsels beskikbaar wat kleiner gebruikers in staat stel om 'n hidroponiese tuin vir eie gebruik begin.[7] Daar is ook baie mense wêreldwyd wat hul eie hidroponiese stelsels vir die kweek van groente en kruie self bou, vir binnenshuise gebruik of buite in hul tuine.[8]

Toekomstige gebruik[wysig | wysig bron]

Die wêreld se bevolking is aan die toeneem, en daar word voorspel dat dit sal toeneem van ongeveer 7,4 miljard in 2017[9] tot 9,3 miljard mense teen 2050.[10] In 2017 is daar meer as 800 miljoen mense wat voedselonsekerheid in die gesig staar, wat beteken dat hulle óf honger lei óf nie weet waar hulle volgende maaltyd vandaan gaan kom nie.[10] Tradisionele landboumetodes gebruik groot hoeveelhede vars water vir besproeiing, asook fossielbrandstowwe om masjinerie aan te dryf. Die voortsetting van die huidige landboumetodes is nie in die langer termyn voloubaar om aan die menslike behoeftes te voorsien nie. Hidroponika word beskou as 'n tegnologie wat kan bydra tot die vermindering van hierdie omgewingsprobleme wat die mensdom in die gesig staar, omdat dit minder vars water gebruik, minder ruimte in beslag neem, en voedsel aan dorre gemeenskappe kan voorsien.[11]

Hidroponiese Stelsels[wysig | wysig bron]

Waterkultuur.
Diagram van 'n Eb- en vloedstelsel.
'n Drupstelsel.
'n Deurlopende-vloei-stelsel.
Diagram van 'n Aeroponiese stelsel.

Daar is 6 basiese tipes[12][13] hidroponiese stelsels. Daar is honderde variasies op hierdie basiese tipes stelsels,[14] maar alle hidroponiese metodes is 'n variasie (of 'n kombinasie) van hierdie ses:

Pitstelsels[wysig | wysig bron]

Die pitstelsel is 'n passiewe stelsel, en die eenvoudigste van al ses tipes hidroponiese stelsels omdat dit nie enige bewegende dele het nie, en dus nie elektrisiteit gebruik nie. Die plante word in 'n groeimedium geplaas, en 'n pitstelsel suig die voedingsoplossing deur middel van 'n pit, vanuit 'n reservoir, op na die plante, deur kapillêre werking.

Waterkultuur[wysig | wysig bron]

Die waterkultuurstelsel is die eenvoudigste van die aktiewe hidroponiese stelsels. Die plante word geplaas in 'n groeimedium, in houertjies wat op 'n platform gemonteer is. Die platform kan van polistireen gemaak word om diek op die voedingsoplossing te dryf, sodat die plantwortels altyd in die water is waneer die watervlak daal, of dit kan 'n vaste platform bo-op 'n houer wees. In 'n stelsel met 'n vaste platform moet die vlak van die voedingsoplossing beheer word sodat die wortels nie uitdroog nie. 'n Lugpomp blaas lug deur 'n lugklip wat in die voedingsoplossing geplaas word, en verskaf suurstof aan die wortels van die plante.

Eb- en vloedstelsels (Vloed & dreineer)[wysig | wysig bron]

Die eb- en vloedstelsel werk deur die tydelike oorstroming van die groeibak, waarin die plante in 'n groeimedium gehuisves word, met die voedingsoplossing, gevolg deur die dreinering van die oplossing terug in 'n reservoir. Hierdie aksie word gewoonlik met 'n waterpomp, wat aan 'n tydskakelaar gekoppel is, gedoen.

Drupstelsels (herwinning of herwinningloos)[wysig | wysig bron]

'n Tydskakelaar beheer 'n waterpomp, wat die voedingsoplossing op die groeimedium, aan die basis van elke plant, laat drup deur middel van 'n druplyn of drup-pyp. In 'n herwinning-stelsel word die oortollige voedingsoplossing, wat afloop, herlei na 'n reservoir vir hergebruik. 'n Herwinninglose stelsel versamel nie die voedingsoplossing wat afloop nie.

Die Drupstelsel is die mees gebruikte hidroponiese stelsel ter wêreld omdat dit 'n baie veelsydig is en 'n effektiewe tipe hidroponiese stelsel is. Herwinninglose drupstelsels word meestal deur kommersiële produsente gebruik. Die tydsberekening van die drupsiklus word beheer sodat daar net genoeg van die voedingsoplossing op die groeimedium gedrup word, sodat daar nie regtig enige van die voedingsoplossing verlore gaan nie.[15]

Deurlopende-vloei[wysig | wysig bron]

Deurlopende-vloei-stelsels het 'n konstante vloei van die voedingsoplossing, en daar is geen tydskakelaar vir die waterpomp nie. Die voedingsoplossing word gepomp na die groeibak (gewoonlik 'n buis) en vloei oor die wortels van die plante, en dreineer dan terug na die reservoir. In hierdie stelsel word die plante gewoonlik in klein groeimandjies geplant, en die plantwortels hang in die vloeiende voedingsoplossing. Die wortels sal baie vinnig uitdroog indien die pompaksie onderbreek word.

Die N.F.T. (Nutrient Film Technique) is 'n variasie van 'n deurlopende-vloei-stelsel wat in die 1960's ontwikkel is as 'n navorsingshulpmiddel deur die Nederlandse navorser H.C.M. de Stigter. Hierdie tegniek is verder ontwikkel deur Dr. Allen Cooper van die Glasshouse Crops Research Institute (GCRI) in die Verenigde Koninkryk. In die 1970's het 'n aantal grootskaalse Britse produsente begin om hierdie tegniek te gebruik, hoofsaaklik vir die groei van tamaties en blaarslaai, maar deur die jare het byna al die grootskaalse produsente oorgeskakel na die gebruik van media-gebaseerde stelsels.[16]

Aeroponiese stelsel[wysig | wysig bron]

In 'n Aeroponiese stelsel hang die plantwortels in die lug en word bespuit met die voedingsoplossing. Bespuiting word gewoonlik elke paar minute gedoen. Die wortels sal vinnig uitdroog as die spuitsiklusse onderbreek word.

Tegnieke vir die kweek van plante sonder 'n groeimedium is in die 1920's ontwikkel deur plantkundiges wat 'n primitiewe aeroponiese stelsel gebruik het om plantwortelstrukturering te bestudeer, aangesien dit makliker was om plantwortels wat in die lug hang, as plantwortels wat in die grond is, te bestudeer. Navorsing vir die gebruik van hierdie metode vir die verbou van gewasse het in die 1970's begin, en in die 1980's gewild geraak nadat The Land Pavilion by Epcot in Disney World naby Orlando, Florida, in 1982 geopen is.[17]

Groeimedia[wysig | wysig bron]

Die doel van die groeimedium in hidroponika is nie om voedingswaarde vir die plante te bied nie, maar om die wortels te ondersteun en die plante regop te hou.[18] Verskillende media is gepas vir verskillende groeitegnieke.

Mineraalwol[wysig | wysig bron]

Mineraalwol

Mineraalwol of steenwol is een van die mees populêre groeimedia wat gebruik word deur hidroponiese produsente. Mineraalwol vir die gebruik in hidroponika word vervaardig deur basaltiese rots te smelt en dit dan te spin om vesels te vorm. 'n Bindmiddel word by die vesels gevoeg en dan saamgepers om groot blokke te vorm. Alhoewel mineraalwol deur groot produsente as die ideale groeimedium beskou word, vanweë die materiaal se unieke struktuur, is daar ook bekommernisse oor die gebruik van dié produk. Mineraalwol is nie bioafbreekbaar nie, en omdat dit irriterend vir die vel, oë en longe kan wees, moet 'n stofmasker, veiligheidsbril, en handskoene gedra word tydens hantering. Dié materiaal kan ook die pH-balans van die voedingsoplossing versteur, en die pH moet gereeld nagaan word waneer mineraalwol as groeimedium gebruik word.[19]

Perliet en vermikuliet[wysig | wysig bron]

Perliet
Vermkuliet

Perliet is 'n stof wat gemaak word van vulkaniese rots. Vermikuliet is 'n natuurlike mineraal wat ontgin word en deur 'n afskilferingsproses voorberei word vir die gebruik in hirdoponika. Perliet het 'n goeie kapillêre werking, wat dit ideaal maak vir gebruik in pit-tipe hidroponiese stelsels. Vermikuliet behou te veel water en kan die wortels van die plant versmoor as dit aleen gebruik word. Perliet en vermikuliet word dikwels gemeng om die voordele van albei mediums te benut. Die stof van perliet kan nadelig wees vir 'n mens se gesondheid as dit ingeasem word, en daarom moet 'n stofmasker tydens die hantering van hierdie media gedra word.[20] Beide perliet en vermikuliet is anorganiese material.

Klapperhaar en klappervesel[wysig | wysig bron]

Klappervesel in blokvorm

Klapperhaar en klappervesel is 'n organiese materiale afkomstig van die vrug van die kokospalm. Klapperhaar kom voor aan die buitekant van die doppe van kokosneute en klappervesel word gemaak deur van gemaalde klapperdoppe. Hierdie hormoon-ryke materiaal versnel ontkieming, verbeter wortelontwikkeling en dra by tot die vermindering van swamgroei. Klappervesel is beskikbaar in verskeie vorms, waarvan saamgeperste blokke die gewildste is. Hierdie blokke word in 'n houer met water geplaas om dit los te maak voor gebruik.[21]

Kleikorrels (LECA)[wysig | wysig bron]

Kleikorrels (LECA)

Kleikorrels of hydrokorrels[22] is ook bekend as LECA (Engels vir light expanded clay aggregate), en word vervaardig deur die vermenging van natrium met klei, wat afgevuur word in 'n roterende oond om die natrium af te brand. Dit vorm ronde kleikorrels van verskillende groottes met 'n harde dop en 'n byekorftekstuur aan die binnekant, wat uitstekende filtrasie- en belugting-eienskappe bied, en het 'n neutrale pH.[23]

Sand[wysig | wysig bron]

Sand is 'n baie algemeen gebruikte groeimedium in hidroponika. Omdat sand swaar is word dit gewoonlik gebruik vir die kweek van groter gewasse en bome, en dit word soms met ander media soos perliet, vermikuliet en klappervesel gemeng. Sand word algemeen as groeimedium by Disney World se Epcot-sentrum-kweekhuis in Florida, VSA gebruik.[18]

Rysdoppe[wysig | wysig bron]

Rysdoppe word al sedert die 1970's gebruik as groeimedium, maar het eers in die afgelope jare begin aandag trek as 'n groen groeimedium omdat dit 'n hernubare en volhoubare produk is.[24]

Gruis[wysig | wysig bron]

Gruis was een van die eerste groeimedia wat in kommersieele hidroponiese stelsels gebruik is. Gruis is goedkoop, werk goed en is tipies maklik om in die hande te kry. Dit verskaf baie lug aan die plantwortels, maar dit het nie goeie waterhouvermoë nie. Die grootste nadeel van gruis is dat dit swaar is.[20]

Houtsaagsels[wysig | wysig bron]

Houtsaagsels word wêreldwyd vir hidroponika gebruik, meestal naby bosbougebiede, grootliks as gevolg van dié materiaal se bekostigbaarheid en hoë waterhouvermoë.[25]

In Suid-Afrika word houtsaagsels op 'n groot skaal gebruik as 'n hidroponiese medium. Dit is goedkoop, maklik verkrygbaar, en as gevolg van die produk se lae-koste, kan dit weggegooi word na elke groeisiklus. Navorsing wat deur die hidroponika-kenner, Ben Safronovitz, in Suid-Afrika, op tamaties gedoen is, toon egter dat die gebruik van houtsaagsels in hidroponika kleiner vrugte en laer produksie lewer as perliet en klappervesel.[26]

Plantvoeding[wysig | wysig bron]

In hidroponmika verkry die plant sy voedingstowwe uit die voedingsoplossing wat met die plantwortels in aanraking kom. Daar is 24 elemente wat noodsaaklik is vir plante. Koolstof, waterstof en suurstof word uit die lug en uit die water geabsorbeer, maar die oorblywende elemente word hoofsaaklik opgeneem deur die plantwortels.[27] Hidroponiese voedingstof is 'n soort kunsmis wat spesiaal vir gebruik in hidroponika geformuleer is, en bevat al die elemente wat die plant normaalweg uit die grond sou opneem. Dit is beskikbaar in poeiervorm of vloebare vorm, en word met water gemeng om die voedingsoplossing te maak.

Verskillende soorte plante vereis verskillende verhoudings voedingstowwe op verskillende stadiums in hul groeisiklusse, en daarom moet die voedingsoplossing aangepas word vir die spesifike groeisiklus van die plant. Sommige hidroponiese voedingstowwe word aangebied as voeding vir die groeistadium en voeding vir die bloeistadium.[28]

Die vermoë van die plant om die voedingstowwe op te neem word beinvloed deur die pH-vlak van die voedingsoplossing. Die pH-vlak moet dus gemonitor en beheer word om te verseker dat die plante hul volle potensiaal te bereik. Die ideale pH-vlak vir hidroponika is 5.5 – 6.5, in vergelyking met 'n ideale pH-vlak van 6.2 – 7.2 vir grond.[29]

Watergehalte[wysig | wysig bron]

Die gehalte van die water wat gebruik word is 'n bepalende faktor in die sukses van 'n hidroponiese sisteem. Baie van die probleme in hidroponiese stelsels word dikwels deur die watertoevoer veroorsaak. Dit is noodsaaklik on die watergehalte te toets of te laat toets voordat dit in 'h hidroponiese sisteem gebruik word.

Sommige waterbronne bevat onsuiwerhede wat nie geskik is vir hidroponika nie. Kraanwater bevat byvoorbeeld kalsium, magnesium en ander elemente wat in ag geneem moet word aangesien hierdie elemente ook in die voedingsoplossing voorkom. Die hoevelheid minerale in kraanwater wissel van dorp tot dorp, en alhoewel dit veilig vir menslike gebruik is, is dit nie noodwendig veilig vir plante in 'n hidroponiese sisteem nie. Daarbenewens bevat kraanwater ook chloor wat nadelig is vir sommige plantsoorte.

Damwater en water uit riviere bevat gewoonlik bakterieë en grondgedraagde patogene wat skadelik vir plante kan wees. Reënwater is gewoonlik skoon genoeg vir die gebruik in hidroponika, mits dit op die regte manier opgegaar word. Reënwater wat in sement-tenks opgegaar is, kan somtyds minerale wat uit die sement geloog het bevat, en water wat van 'n sinkdak opgegaar is, of in sinktenks opgegaar is, mag dalk sink-elemente bevat. In gebiede waar daar baie lugbesoedeling is, kan reënwater ook moontlik ander onsuiwerhede bevat, wat nie geskik is vir hidroponika nie.[30]

Die ideale watertemperatuur vir hidroponika is 18 – 26 °C.[31]

Fotogalery[wysig | wysig bron]

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. (1940) The Complete Guide to Soilless Gardening, 1st, London: Putnam. p. 9–10, 38 & 84. ISBN 978-1-163-14049-9. 
  2. 2,0 2,1 "History of Hydroponics". Epic Gardening. Verkry op 11 Maart 2017. 
  3. 3,0 3,1 "History of Hydroponics and Soil-less Gardening". howstuffworks.com. Verkry op 11 Maart 2017. 
  4. 4,0 4,1 (1929) Plant "Pills" Grow Bumper Crops. Popular Science Monthly. p. 29, 30, 150 & 151. 
  5. 5,0 5,1 (2011) Effects of Different Hydroponics Systems and Growing Media on the Vegetative Growth, Yield and Cut Flower Quality of Gypsophila (Gypsophila paniculata L.), by Paul K. Wahome, Tajudeen O. Oseni, Michael T. Masarirambi and Victor D. Shongwe. Luyengo, Swaziland: World Journal of Agricultural Sciences 7 (6): pg 692-698. 
  6. "Global Hydroponics Market – By Type, Crop Type and Geography Market Shares, Forecasts and Trends (2017–2022)". Mordor Intelligence. Verkry op 11 Maart 2017. 
  7. "Modern hydroponics systems for kitchen garden". Small Garden Ideas. Verkry op 12 Maart 2017. 
  8. "DIY Hydroponics". http://www.instructables.com. Verkry op 12 Maart 2017.  External link in |publisher= (help)
  9. "Current World Population". Worldometers. Verkry op 12 Maart 2017. 
  10. 10,0 10,1 "The global challenges". Sahara Forest Project: 2017. Verkry op 12 Maart 2017. 
  11. "Hydroponics". Mission 2015: Biodiversity. Verkry op 12 Maart 2017. 
  12. "The basic Hydroponic System types". Home Hydro Systems. Verkry op 11 Maart 2017. 
  13. "Basic Hydroponic Systems and How They Work". Simply Hydroponics and Organics Online. Verkry op 11 Maart 2017. 
  14. "The Types and Characteristics of the Hydroponic Technique Systems". Kibin. Verkry op 11 Maart 2017. 
  15. "Hydroponic Drip System". Home Hydro Systems. Verkry op 11 Maart 2017. 
  16. "PH&G October 2014 / Issue 148: What are the fundamentals of setting up an NFT system?". Practical Hydroponics & Greenhouses. Verkry op 11 Maart 2017. 
  17. "How Aeroponics Works". HowStuffWorks. Verkry op 11 Maart 2017. 
  18. 18,0 18,1 "Growing Mediums and Hydroponics". Home Hydro Systems. Verkry op 11 Maart 2017. 
  19. "Special Considerations When Using Rockwool For Hydroponics". Advanced Nutrients. Verkry op 12 Maart 2017. 
  20. 20,0 20,1 "Alternative Hydroponic Substrates". Greenhouse Product News. Verkry op 12 Maart 2017. 
  21. "Coconut Fiber/Coco Coir". HydroWorld.co.za. Verkry op 12 Maart 2017. 
  22. "How do I prepare the Hydrokorrels for use with my hydroponic plants?". Grodan. Verkry op 12 Maart 2017. 
  23. "LECA (Light Expanded Clay Aggregate)". hydroponic.co.za. Verkry op 12 Maart 2017. 
  24. "Consider rice hulls as a media component". Greenhouse Management. Verkry op 12 Maart 2017. 
  25. (2015) Growth, Yield and Quality of Hydroponically Grown Tomatoes as Affected by Different Particle Sizes of Sawdust, submitted in accordance with the requirements for the degree of Master of Science in the subject of Agriculture, by Adram Maatjie Maboloke. Pretoria: University of South Africa. p. 47. 
  26. (2011) The effect of various growth mediums on the development and production of plants in hydroponics systems, by Ben Safronovitz. PH&G March-April 2011, Issue 117. 
  27. "Quick Guide To Hydroponics Indoor Gardening". Advanced Nutrients. Verkry op 13 Maart 2017. 
  28. "Hydroponic and Aeroponic Fertilizer". Luv2Garden. Verkry op 13 Maart 2017. 
  29. "Are your hydroponic plants eating their nutrients?". Fifth Season Gardening Company. Verkry op 13 Maart 2017. 
  30. "Water Quality: Role in Hydroponics". We Grow Hydroponics. Verkry op 13 Maart 2017. 
  31. "Hydroponic Water Temperature: What Is The Ideal Water Temp For Hydroponics". Gardening Know How. Verkry op 13 Maart 2017.