Hydroponika to bezglebowa metoda uprawy roślin pozwalająca sadzić je na pożywce zawierającej roztwór soli mineralnych. Uprawy hydroponiczne mogą być prowadzone nie tylko w skali przemysłowej, ale również w ogródkach przydomowych. Badania realizowane na Politechnice Gdańskiej mają na celu zamknięcie obiegu wody w hydroponicznej uprawie sałaty poprzez oczyszczenie odcieku w systemie zielonej ściany.
Rolnictwo miejskie budzi coraz większe zainteresowanie mieszkańców, pragnących kontaktu z naturą i posiadania ogródków, gdzie można uprawiać warzywa czy czy owoce na własny użytek. Nie każdy jednak może pozwolić sobie na tradycyjny przydomowy ogródek, a ogrody działkowe, tak niegdyś popularne, nierzadko są likwidowane i przeznaczane pod zabudowę. Rosnąca gęstość zabudowy nie musi jednak oznaczać rezygnacji z miejskich upraw – odpowiedzią na te problemy mogą być systemy wertykalne, które charakteryzują się niewielkim zapotrzebowaniem powierzchni. Wertykalne ogrody, zlokalizowane na ścianach domów, firm i instytucji, albo uprawy zlokalizowane na dachach budynków to tzw. urban farming – coraz bardziej widoczny również w polskich aglomeracjach.
Prof. Ewa Wojciechowska i dr inż. Karolina Matej-Łukowicz z Katedry Inżynierii Sanitarnej na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej oraz studentka Joanna Stycharz prowadzą badania nad połączeniem dwóch systemów wertykalnych. Pierwszy z nich służy do hydroponicznej uprawy sałaty, natomiast drugi to tzw. zielona ściana, której zadaniem jest oczyszczanie odcieku z uprawy hydroponicznej.
Uprawy niezależne od warunków atmosferycznych
Uprawa hydroponiczna nie tylko eliminuje konieczność sadzenia roślin w ziemi, ale również ich potrzebę do dostępu do światła naturalnego. Uprawy tego rodzaju mogą być prowadzone w zamkniętych pomieszczeniach, a do fotosyntezy niezbędnej w procesie wzrostu roślin, zamiast promieni słonecznych stosowane są specjalne lampy o odpowiednim natężeniu światła. Eliminuje to problem z niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi – uprawy można prowadzić przez cały rok. Rośliny nie są też podatne na choroby przenoszone przez glebę, co redukuje użycie chemicznych środków uprawy roślin.
Uprawa hydroponiczna jest też odpowiedzią na długie łańcuchy dostaw produktów żywnościowych oraz na rosnące ceny świeżej żywności w miastach. Dzięki uprawianiu roślin na użytek prywatny, skracamy drogę między miejscem produkcji, a naszym stołem. Uprawy bezglebowe stanowią odpowiedź na wyzwania związane z koniecznością wyżywienia dynamicznie rosnącej populacji – podkreśla prof. Ewa Wojciechowska, kierownik projektu.
W ramach realizowanego aktualnie projektu Radium Learning Through Research Programs skonstruowano układ do hydroponicznej uprawy sałaty. Rozsady sałat dojrzewają w szklarniach, następnie przesadzane są do specjalnych koszyczków, wydrukowanych na drukarce 3D i umieszczane w rurach wypełnionych pożywką, z wyciętymi na doniczki otworami. Dzięki takiej konstrukcji uprawy można umieścić w wybranym pomieszczeniu zarówno poziomo jak i w pionie, w zależności od potrzeb i od dostępności miejsca.
To tanie rozwiązanie. Poza koszyczkami, których zakup sprawiał trudność. Z pomocą przyszedł nam student WETI, który umiał zaprojektować i wydrukować na drukarce 3D odpowiedniej wielkości i kształtu ażurowe pojemniczki do rozsad. Użyłyśmy rur kanalizacyjnych, które otrzymałyśmy od firmy Pipelife. Do tego odpowiednia lampa – sałata wymaga akurat światła o temperaturze 6500 K i nasza hydroponiczna uprawa ma już odpowiednie warunki – wyjaśnia dr inż. Karolina Matej-Łukowicz.
Badaczki z PG skupiają się przede wszystkim na weryfikacji możliwości oczyszczania ścieków z hydroponicznej uprawy sałaty z zastosowaniem zielonej ściany i zamknięcia obiegu wody w tej hodowli.
Odpowiedź na betonozę i brak miejsca
Zielone ściany to coraz popularniejszy trend w aglomeracjach miejskich. Stanowią odpowiedź na nękającą miasta „betonozę”, ale ich funkcja nie ogranicza się tylko do estetycznego wyglądu. Korzystnie oddziaływają na mikroklimat, redukując efekt „miejskiej wyspy ciepła”. Mogą też z powodzeniem oczyszczać wodę – najczęściej stosowane są do oczyszczania wody deszczowej lub tzw. ścieków szarych, umożliwiając ich powtórne wykorzystanie. Nowatorskim pomysłem w projekcie Radium jest wykorzystanie zielonej ściany do oczyszczania odcieku z uprawy hydroponicznej.
Chcemy zbadać, czy woda użyta do podlewania naszych upraw, która tworzy dalej pożywkę, może być zastosowana powtórnie, a nawet kilkukrotnie – zaznacza dr inż. Karolina Matej-Łukowicz. – Zamknięty obieg pozwala na znaczące zmniejszenie ilości wody użytej do upraw hydroponicznych, co jest niezmiernie ważne ze względu zmiany klimatu, których rezultatem jest m.in. problem z dostępnością wody. Żeby jednak taki obieg zamknąć, musimy wodę oczyszczać. I tu z pomocą przychodzi zielona ściana zbudowana z kilku pięter roślin, które naszą wodę przefiltrują, oczyszczą i będzie mogła po raz kolejny być zastosowana do upraw sałaty.
Badaczki używają różnych roślin do tworzenia zielonych ścian, m.in.: trzmieliny (Eonymus) czy żurawki (Heuchera) i sprawdzają ich możliwości filtrujące.
Naszym celem jest stworzenie odpowiedniej pożywki, by sałata rosła w najlepszych możliwych warunkach oraz odpowiednia zielona ściana do oczyszczania zużytej pożywki i wprowadzenie obiegu zamkniętego – podsumowuje Joanna Stycharz, studentka inżynierii środowiska.
źródło: PG