12.2.1 Background

Utawala wa Taifa wa Aeronautics na Space (NASA) unaelezea aeroponics kama the mchakato wa kupanda mimea iliyosimamishwa hewani bila udongo au vyombo vya habari vinavyotoa uzalishaji safi, ufanisi, na wa haraka. NASA inabainisha kuwa crops inaweza kupandwa na kuvuna kila mwaka bila usumbufu, na bila uchafuzi kutoka kwa udongo, dawa za kuulia wadudu, na mabaki na kwamba mifumo ya aeroponic pia inapunguza matumizi ya maji kwa 98%, matumizi ya mbolea kwa asilimia 60%, na kuondoa matumizi ya dawa kabisa. Mimea iliyopandwa katika mifumo ya aeroponic imeonyeshwa kunyonya madini na vitamini zaidi, na kuifanya mimea kuwa na afya na uwezekano wa lishe zaidi (NASA Spinoff). Faida nyingine za aeroponics zinaonekana kuwa:

• Mazingira yanayoongezeka yanaweza kuwekwa safi na yasiyofaa.

• Hii inapunguza nafasi kwa magonjwa ya mimea na kuenea kwa maambukizi.

• Miche haipatikani au kutaka wakati wa malezi ya mizizi.

• Miche huondolewa kwa urahisi kwa kupandikiza bila mshtuko wa kupandikiza.

• Ukuaji wa miche ni kasi, ambayo inaongoza kwa kuongezeka kwa mzunguko wa mazao na hivyo kuzalisha zaidi kwa mwaka.

Kwa Weathers na Zobel (1992), aeroponics hufafanuliwa kama the utamaduni wa mimea nzima na/au tishu na mizizi yao au tishu nzima inayolishwa na ukungu wa hewa/maji (kinyume na kuzamishwa katika/kwenye maji, udongo, agar ya virutubisho au substrates nyingine_). Kwao, mimea ambayo imeongezeka kwa sehemu tu na mizizi yao katika hewa na sehemu ya ufumbuzi wa virutubisho au imeongezeka kwa sehemu ya wakati katika hewa na sehemu ya muda katika ufumbuzi wa virutubisho hupandwa kupitia mchakato wa aero-hydroponics na si areoponics.

Mifumo ya Aeroponic hufanya kazi kwa kunyunyizia au kuharibu eneo la mizizi na ufumbuzi wa virutubisho. Mizizi ya mimea ni hivyo kusimamishwa katika hewa na wanakabiliwa na kuendelea au vipindiko/mara kwa mara/misting ya matone ya maji yenye virutubisho, katika mfumo wa matone au mist faini sana, na ukubwa droplet kutoka 5 hadi 50 μm (microns). Ni kawaida kupata ‘hobby/ndani’ kit na ukubwa wa droplet dawa ya 30—80 μm. Atomizers za ultrasonic au kavu-ukungu huzalisha ukubwa wa droplet\ <5 μm, lakini hizi zinahitaji hewa iliyosimamiwa na nozzles nzuri sana, au huenda inawezekana kutumia transducers za ultrasonic kuzalisha vimelea hivi.

Katika aeroponics, kama ilivyo kwa hydroponics, ugavi wa virutubisho unaweza kuboreshwa na kwa kulinganisha kati ya hydroponics na aeroponics, Hikosaka et al. (2014) kumbuka kuwa hakuna tofauti iliyopatikana kati ya ukuaji na ubora wa mavuno katika lettuce kwa kutumia aeroponics kavu-ukungu. Hata hivyo, kulikuwa na ongezeko kubwa la viwango vya kupumua mizizi na viwango vya photosynthesis ya majani. Pia wanatambua kuwa mfumo huu pia hutumia maji kidogo na kwamba inaweza kuwa na ufanisi zaidi na rahisi kusimamia kuliko hydroponics ya kawaida (Hikosaka et al. 2014). Katika karatasi ya mapitio kuhusu teknolojia za kisasa za kilimo cha mimea katika kilimo chini ya mazingira yaliyodhibitiwa, Lakhiar et al. (2018) anabainisha kuwa aeroponics ‘inachukuliwa kuwa njia bora ya kukua mimea kwa ajili ya usalama wa chakula na maendeleo endelevu’.

12.2.2 Mwanzo wa Aeroponics

Richard J. Stoner II ni kuchukuliwa baba wa aeroponics. Mapitio ya NASA ya aquaponics (Clawson et al. 2000) yanabainisha kuwa asili ya aquaponics ni kwa kiasi kikubwa katika utafiti wa morpholojia ya mizizi, lakini hutoka katika asili, k.m. na mimea, kwa mfano, orchids zinazokua katika maeneo ya kitropiki ambapo mists hutokea kiasili. Clawson et al. (2000) kumbuka maendeleo ya aeroponics kutoka B. Barker, ambaye ‘alifanikiwa kukua miti ya apple yenye dawa ya kupunzwa’, na F. W. akaenda, ambaye mwaka 1957 ilikua nyanya na mimea ya kahawa katika ukungu na kuitwa mchakato ‘aeroponics’. Kuhusu utafiti wa morpholojia ya mizizi, Carter mwaka 1942 alitumia aeroponics kama njia ya kuchunguza mizizi ya mananasi, na Klotz mwaka 1944 alichunguza mizizi ya parachichi na machungwa, na kisha wengine wengi ikiwa ni pamoja na Hubick na Robertson; Barak, Soffer, na Burger; Yurgalevitch na Janes; na Dutoit, Weathers, na Briggs zote zilichukua majaribio mbalimbali katika aeroponics (rejea Clawson et al. 2000 kwa maelezo).

12.2.3 Masuala ya Kukua Aeroponics

Clawson et al. (2000) inaripoti vipimo na Tibbits et al. (1994) kwamba uharibifu unaoendelea unaweza ‘kuchangia ukuaji wa vimelea na bakteria karibu na au kwenye mimea’, na zaidi ya hayo baadhi ya watafiti wamegundua kuwa kutokana na matone faini na mifumo inayoendelea ya fogging, kunaweza kuwa na matatizo ‘in kutoa virutubisho kwa mimea yote ambapo kuna wiani mkubwa wa mimea ‘. Kwa namna hii imeonyeshwa kuwa misting kwa vipindi hutoa mfumo wa afya na mizizi yenye afya ikilinganishwa na mbinu za kuendelea na fogging na hydroponic. Kutumia vipindi pia hufanya mimea kuwa sugu zaidi kwa kuvuruga yoyote katika ukungu, hali ya mimea kustawi tena kwenye viwango vya chini vya unyevu, na uwezekano wa kupunguza viwango vya pathogen. Kwa uharibifu wa ufanisi, ‘ukubwa wa droplet na kasi pia ni vigezo muhimu vya aeroponic. Mizizi ya ukungu ukusanyaji ufanisi inategemea ukubwa wake filament, kushuka ukubwa, na kasi ‘(Clawson et al. 2000).

12.2.4 Kuchanganya Aquaponics na Aeroponics

Wakati idadi ya wajasiriamali na hobbyists wenye nia ya kukuza kuchanganya aquaponics na aeroponics, kuna masuala kadhaa ambayo yanahitaji kutatuliwa ikiwa kuzingatia teknolojia hii ya combo-kwa kilimo cha baadaye. Suala moja ambalo linahitaji kutatuliwa ni jina la mfumo huu, na inashauriwa hapa kwamba tunaita combosystem hii ‘aquaeroponics’.

Wakati kuna video nyingi na nyuzi za majadiliano kwenye wavuti, kwa kuchanganya aeroponics na aquaponics, uwanja hauna maandishi ya kisayansi. Majadiliano ya msingi ya mtandao yanainua masuala ya kufungwa kwa sprayers ya ukungu na haja ya kufuta vizuri ya ufumbuzi wa aquaponic. Suala jingine na aquaeroponics ni uwezekano wa vimelea kukua katika mazingira ya mvua ya hewa na utafiti utahitajika kuhakikisha hili. Suluhisho moja la kutatua tatizo la misters ni kutumia vibration ultrasonic kuunda mists lakini hii haina kutatua matatizo yoyote kunaweza kuwa na ukuaji wa vimelea.