12.2.1 Справочная информация

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) описывает аэропонику как процесс выращивания растений, взвешенных в воздухе без почвы или сред, обеспечивая чистое, эффективное и быстрое производство продуктов питания. Кроме того, НАСА отмечает, что сельскохозяйственные культуры могут быть посажены и собраны круглый год без перерывов, без загрязнения из почвы, пестицидов и остатков, и что аэропонные системы также сокращают потребление воды на 98%, использование удобрений на 60% и вообще исключают использование пестицидов. Показано, что растения, выращенные в аэропонных системах, поглощают больше минералов и витаминов, делая растения более здоровыми и потенциально более питательными (NASA Spinoff). К другим преимуществам аэропоники можно отнести:

• Растущая среда может быть сохранена в чистоте и стерильности.

• Это снижает шансы на болезни растений и распространение инфекции.

• Саженцы не растягиваются и не увядают во время образования корней.

• Саженцы легко удаляются для пересадки без трансплантационного шока.

• ускоряется рост сеянцев, что приводит к увеличению циклов посевов и, таким образом, увеличению урожайности в год.

Для погоды и Зобеля (1992) аэропоника определяется как культура целых растений и/или тканей с их корнями или цельной ткани, питаемой воздушно-водяным туманом (в отличие от погружения в/на воду, почву, питательные агары или другие субстраты). Для них растения, которые выращиваются только частично с корнями в воздухе и частично в питательных растворах или выращиваются в течение части времени в воздухе и часть времени в питательных растворах, выращиваются в процессе аэрогидропоники, а не арепоники.

Таким образом, аэропонные системы функционируют путем распыления или затухания области корневой зоны питательным раствором. Корни растений, таким образом, взвешиваются в воздухе и подвергаются непрерывному или прерывисто/периодическому распылению богатых питательными веществами капель воды в виде капель или очень мелких туманов с размерами капель от 5 до 50 мкм (микрон). Обычно можно найти «хобби/домашний» комплект с распылительными капельками размером 30—80 мкм. Ультразвуковые распылители или распылители сухого тумана производят капли размером\ <5 мкм, но для них требуется сжатый воздух и очень мелкие сопла, или для производства этих туманов возможно использование ультразвуковых преобразователей.

В аэропонике, как и в гидропонике, снабжение питательными веществами может быть оптимизировано и в сравнении гидропоники и аэропоники, Hikosaka et al. (2014) отмечают, что никакой разницы между ростом и качеством урожая в салате с использованием аэропоники сухого тумана не обнаружено. Однако наблюдалось значительное увеличение скорости корневого дыхания и скорости фотосинтеза листьев. Они также отмечают, что эта система также использует меньше воды и что она может быть более эффективной и проще в управлении, чем обычные гидропоники (Hikosaka et al. 2014). В обзорной статье о современных технологиях выращивания растений в сельском хозяйстве в контролируемых условиях, Lakhiar et al. (2018) отмечают, что аэропоника «считается лучшим методом выращивания растений для обеспечения продовольственной безопасности и устойчивого развития».

12.2.2 Происхождение аэропоники

Ричард Стоунер II считается отцом аэропоники. В обзоре аквапоники НАСА (Clawson et al. 2000) отмечается, что происхождение аквапоники в основном связано с изучением морфологии корней, но происходит в природе, например, с растениями, например, орхидеями, произрастающими в тропических районах, где туман встречается естественным образом. Clawson et al. (2000) отмечают развитие аэропоники у Б. Т. Баркера, который «преуспел в выращивании яблони с помощью брызги», и Ф. В. Уента, который в 1957 году выращивал помидоры и кофейные растения в тумане и назвал процесс «аэропоника». Что касается изучения морфологии корней, то Картер в 1942 году использовал аэропонику как способ исследования ананасовых корней, а Клоц в 1944 году исследовал корни авокадо и цитрусовых, а затем многие другие, включая Хабика и Робертсона; Барака, Соффера и Бургера; Юргалевича и Джейнса; и Дютоа, Уэзерса, и Бриггс провели различные эксперименты в области аэропоники (подробности см. в Clawson et al. 2000).

12.2.3 Проблемы роста аэропоники

Clawson et al. (2000) сообщают о тестах Tibbits et al. (1994) о том, что непрерывная тумания может «способствовать росту грибков и бактерий вблизи или на растениях», и, кроме того, некоторые исследователи обнаружили, что из-за мелкодисперсных капель и непрерывных систем запотевания могут возникнуть трудности «в доставляя питательные вещества во все растения, где есть высокая плотность растений». В этой связи было показано, что тумание через промежутки времени обеспечивает более здоровую систему и более здоровые корни по сравнению с методами непрерывного тумания и гидропоники. Использование интервалов также делает растения более устойчивыми к любым перерывам в тумане, кондиционируя растения, чтобы процветать дольше при более низком уровне влажности, с вероятным снижением уровня патогенов. Для эффективного тумана «размер и скорость капель также являются важными аэропонными параметрами. Эффективность сбора тумана корня зависит от размера нити, размера капли и скорости» (Clawson et al. 2000).

12.2.4 Комбинирование аквапоники и аэропоники

В то время как ряд предпринимателей и увлеченных любителей содействуют сочетанию аквапоники с аэропонией, существует ряд вопросов, которые необходимо решить, если рассматривать эту комбинированную технологию для будущего сельского хозяйства. Одной из проблем, которую необходимо решить, является название этой системы, и здесь предлагается называть эту комбосистему «аквааэропоника».

Несмотря на то, что в Интернете есть многочисленные видеоролики и дискуссионные темы, о сочетании аэропоники и аквапоники, область ничтожна для научной литературы. Обсуждения в Интернете поднимают вопросы засорения туманных опрыскивателей и необходимости тонкой фильтрации аквапонных растворов. Еще одна проблема, связанная с аквааэропонией, связана с потенциалом роста патогенов в воздушной влажной среде, и для этого потребуются исследования. Одним из решений проблемы господ является использование ультразвуковой вибрации для создания туманов, но это не решает каких-либо проблем, которые могут возникнуть при росте патогенов.