Hydroponik ist der Anbau von Kulturpflanzen auf erdlosem Substrat. Diese Anbausysteme finden aufgrund ihrer Effizienz insbesondere in der kommerziellen Produktion Anwendung und sind fast vollständig automatisiert. Die Pflanzen wachsen in inerten Substraten und werden über das Gießwasser mit Nährstoffen versorgt. Dies ermöglicht eine fast vollständige Kontrolle über das Pflanzenwachstum und damit auch eine bestmögliche Optimierung der Produktion.
Entstehung
Der Begriff "Hydroponik" ist von den griechischen Wörtern hydro (Wasser) und ponos (Arbeit) abgeleitet. Die ersten hydroponischen Systeme stammen aus der Antike: Die hängenden Gärten von Babylon und die schwimmenden Gärten der Azteken in Mexiko waren eigentlich nichts anderes als die ersten hydroponischen Anlagen.
Durch die kontinuierliche Bewässerung war es damals bereits möglich, das ganze Jahr über Nahrung anzubauen.
Die Grundlage für die moderne Hydroponik wurde durch die Forschungsarbeiten der beiden deutschen Wissenschafter Von Sachs und Knopf zwischen 1865-1895 gelegt, wobei sie entdeckten, dass Pflanzen eine ausgewählte Reihe von Nährstoffen zu ihrer Entwicklung benötigen. Die ersten erfolgreichen hydroponischen Anbausysteme wurden in den 30er-Jahren von Dr. Gericke im US-Bundesstaat Kalifornien entwickelt.
Während des Zweiten Weltkrieges dienten diese Systeme dazu, die amerikanischen Soldaten mit frischem Gemüse zu versorgen. In den 70er- und 80er-Jahren wurden hydroponische Systeme zum ersten Mal gewerblich zur Produktion von Blumen und Gemüse genutzt.
Differenzierung
Hydroponische Anbausysteme werden grundsätzlich in offene und geschlossene Systeme unterteilt. Bei offenen Anbausystemen (nicht-zirkulierend) wird die Nährlösung nach der Bewässerung in den Abfluss geleitet.
Dahingegen fließt bei geschlossenen Systemen (zirkulierend) die überschüssige Nährlösung zurück in den Nährstofftank, um bei weiteren Bewässerungen wiederverwendet zu werden.
Substrate
Wie bereits erwähnt, werden ausschließlich inerte Medien (Substrate) für den hydroponischen Anbau verwendet. Diese Substrate gehen keine oder nur wenige Reaktionen mit potentiellen Reaktionspartnern (Wasser, Nährstoffe, Luft, Mikroorganismen, etc.) ein. Dadurch kann die Zucht vollständig gesteuert und individuell angepasst werden.
Steinwolle, Perlit, Vermiculit, Sand, Kokos, Kies, Torf, und Blähton zählen zu den beliebtesten Medien. Wichtige Eigenschaften der Substrate sind die Verfügbarkeit von Wasser, Nährstoffen und Sauerstoff. Außerdem sollte das Substrat eine gute Durchwurzelbarkeit aufweisen und Stabilität bieten.
Bewässerungssysteme für den hydroponischen Anbau
Nährstofffilmtechnik (NFT)
Bei der Nährstofffilmtechnik werden die Pflanzen auf Tischen oder in Rinnen kultiviert, die dauerhaft mit einem dünnen Nährstofffilm bewässert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Pflanzen durchgehend mit frischer Nährlösung versorgt werden und gleichzeitig genug Sauerstoff von den Wurzeln aufgenommen werden kann. Mit dieser Anbaumethode kann mit geringem technischen Aufwand sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Der Tisch bzw. die Rinnen sollten eine Neigung von 1% aufweisen. Bei starkem Wurzelwachstum ist eine gleichmäßige Verteilung der Nährstofflösung zu beachten.
Aeroponik
Diese Anbaumethode erfolgt meistens ohne Substrat. Die Pflanzen stehen in Netztöpfen, mit den Wurzeln frei nach unten hängend. Die Nährstofflösung wird von Zerstäubern oder Düsen in feinen Tröpfchen an die Wurzeln gespritzt. Überschüssiges Wasser kann einfach von den Wurzeln abtropfen, wodurch ein optimales Wasser-Luft-Verhältnis entsteht. Dieses Anbausystem erreicht eine sehr hohe Produktivität. Allerdings ist es sehr anfällig, da bei einem Ausfall der Technik (z.B. Verstopfung der Düsen) die wurzelnackten Pflanzen sehr schnell austrocknen können. Deshalb sollte im Wurzelbehälter stets etwas Wasser für die Wurzeln verfügbar sein.
Ebbe und Flut
Hierfür werden die Pflanzen auf Tischen (Kanalboden) kultiviert, der in regelmäßigen Abständen mit der Nährlösung geflutet wird, bis eine gewisse Fluthöhe erreicht wird. Dabei wird das Substrat mit Wasser gesättigt und „verbrauchte" Luft von den Wurzeln verdrängt. Durch das Abschalten der Pumpe fließt das Wasser wieder ab und Frischluft gelangt an die Wurzeln. Mit dieser Methode können sehr effizient viele Pflanzen gleichmäßig bewässert werden. Außerdem erfordert es keine teure Technik. Es werden jedoch mehr Wassermengen benötigt, die bei Flut die relative Luftfeuchtigkeit kurzzeitig beeinflussen.
Deep Water Culture
Hierbei werden die Pflanzen direkt auf dem Wasser gepflanzt. Die Wurzeln hängen somit permanent im Wasser und haben damit uneingeschränkten Zugriff auf Nährstoffe. Um die Sauerstoffversorgung der Wurzeln sicher zu stellen, werden Luftpumpen eingesetzt. In kommerziellen Produktionen können die Wasserbahnen als Fließband im Produktionsprozess inkludiert werden. Außerdem gibt es nur eine geringe Anforderungen an die Technik. Gegebenenfalls muss das Wasser aber beheizt werden.
Tröpfchenbewässerung
Diese Methode ist auch als Bewässerungssystem für den Anbau auf Erde bekannt. Über ein Schlauchsystem werden berechnete Mengen der Nährstofflösung an jede Pflanze einzeln geliefert. Hierfür werden viele Teile benötigt, die regelmäßig auf Funktion geprüft werden müssen. Tropfsysteme sind wegen ihrer Benutzerfreundlichkeit wahrscheinlich die weltweit am meisten verwendeten hydroponischen Systeme.
Vor- und Nachteile
Im hydroponischen Anbau wird mit mineralischen Düngern gearbeitet. Dadurch liegen alle Nährstoffe in pflanzenverfügbarer Form vor und können somit direkt von der Pflanze aufgenommen werden. Daraus resultiert ein starkes und effizientes Pflanzenwachstum und folglich lassen sich auch höhere Erträge erzielen. Über das richtige Verhältnis der Nährstoffe kann jede Wachstumsphase gezielt gedüngt werden, wodurch nur benötigte Nährstoffe verbraucht und Ressourcen geschont werden. Um sterile Bedingungen zu erzeugen und einen Schädlingsbefall zu reduzieren, finden hydroponische Anbausysteme meist im geschützten Anbau statt (Gewächshaus/Indoor). Strenge Reinhaltemaßnahmen reduzieren das Infektionsrisiko von Pflanzenkrankheiten und verhindern damit Ertragsverluste.
Hydroponik ist mit hohem Energieaufwand und hohen Investitionen verbunden. Es erfordert ein hohes Maß an Technik und Wissen. Beispielsweise müssen EC- und pH-Werte der Nährstofflösung ständig kontrolliert und eingehalten werden. Bei kleinen Fehlern zum Beispiel durch Wurzelkrankheiten drohen meistens schwere Folgen.
Hydroponik-Anlagen ermöglichen den Anbau im vertikalen System, also mehrere Pflanzenetagen übereinander. Dadurch wird eine hohe Produktivität pro Quadratmeter erzielt. Außerdem wird bei Hydroponik bis zu 90% des Gießwassers eingespart.
Auf der anderen Seite werden für den vertikalen Anbau Beleuchtungssysteme integriert, die einen hohen Energieverbrauch haben.
CANNA HYDRO und AQUA
CANNA hat für alle Anbausysteme die entsprechenden Dünger entwickelt.
CANNA HYDRO ist speziell für hydroponische Systeme im offenen System (nicht-zirkulierend). Dadurch werden die Pflanzen stets mit frischem Wasser, in der die richtige Nährstoffkonzentration vorliegt, versorgt. Außerdem wird die Verbreitung von Krankheiten im Wasser reduziert.
CANNA AQUA bietet Vorteile für den geschlossenen, hydroponischen Anbau (zirkulierend). Die Kombination aus Stabilisatoren und Nährstoffdosierung ermöglicht die Produktion von hohen Erträgen.
