בשיטה האירופונית הצמחים גדלים באוויר, עם סיוע של תמיכה מלאכותית. כך שורשי הצמח תלויים ונחשפים לחומרים מזינים דרך האוויר, לרוב דרך רססי מים אשר מועשרים בחומרים המזינים.
מקור השם (באנגלית Aeroponics) מגיע משתי המילים הלטיניות aero (שמשמעותה אוויר) ו-ponos (שמשמעותה עבודה). [2]
ההופעה הראשונה של טכניקה אירופונית הייתה ב-1911, כאשר ולדימיר ארטסיקווסקי (V. M. Artsikhovski) פרסם את המאמר "On Air Plant Cultures" (בתרגום חופשי: על תרביות צמחים באוויר), במגזין "Experienced Agronomy", בו הוא תיאר את השיטה שאותה יישם על מנת לחקור את הפיזיולוגיה של שורשי צמחים, בה הם הוזנו על ידי ריסוס חומרים שונים באוויר הסובב את הצמח. הוא עיצב את המערכות האירופוניות הראשונות והדגים את היתכנות השיטה בגידול ירקות . [5]
בתחילת שנות ה-20 של המאה ה-20, החוקר ב.ט.פ ברקר (Barker) פיתח מערכת פרימיטיבית לגידול באוויר, בה השתמש לעבודת מעבדה על מנת לחקור את מבנה שורשי הצמחים. הוא דיווח שהשיטה האירופונית היא שיטה טבעית ופשוטה לגידול צמחים ללא שימוש באדמה. כאשר היעדר האדמה פתר קשיים רבים ואיפשר לקבל תוצאות ברורות יותר בקלות: שורשי הצמחים נתלו באוויר והגבעולים הושארו במקום בעזרת מבנה מלאכותי. [1]
בשנת 1942, ו. קרטר (Carter) ביצע מחקר פורץ דרך בתחום, כשהשתמש בשיטה לגידול אננס.הוא תיאר אותה כטכניקה שימושית ויעילה בחקר שורשי צמחים, אשר צמצמה משמעותית את הפגיעות הפיזיות בצמחים, ואת ההפרעות בעת הגידול בהשוואה לאדמה, חול, ואפילו בהשוואה לשיטת גידול במים מאווררים. השימוש בסביבה מבודדת ומבוקרת, בה ניתן לשלוט בזמני הריסוס ואורכם איפשרו מדידה של צריכת ריכוז החומרים המזינים שצרך הצמח, לאורך זמן ובתנאים שונים. [1]
בשנת 1944, גידול צמחים באמצעות שורשים תלויים בערפל המכיל חומרים מזינים, קידם את המחקר של קלוטז (L. J. Klotz) על מחלות של שורשי צמחי הדר ואבוקדו . [6]
בשנת 1952, ויויאן וטרוול (M. C. Vyvyan, G. F. Trowell) תיארו שיטה לגידול עצים באמצעות גידול השורשים בסביבת ערפל עם תמיסת תזונה. [4]
בשנת 1957, היה פריץ וונט (F. W. Went) הראשון שהטביע את השם Aeroponics (אירופוניקה), ביחס לניסויים שלו על גידול קפה ועגבניות , כך ששורשיהם תלוים באוויר במכולה אטומה, ומוזנים על ידי רסיסי מים המכילים חומרים מזינים שהועבר על ידי מרססים. [5]
עד שנת 1966, מערכות אירופוניות שומשו רק בתור כלי למחקר המבנה של שורשי צמחים. [5]
בשנת 1983, חברת GTi הציגה את המערכת האירופונית במעגל סגור הראשונה שנמכרה בצורה מסחרית ובהיקף רחב. המערכת שווקה בתור "Genesis Rooting System". היא עוצבה כך שתוכל להתחבר לשקע חשמל ולברז מים על מנת ליצור אדי מים. פעולת המערכת נשלטה על ידי שבב מחשב, והיא השתמשה בכמה חיישנים מסוגים שונים לפעולת המערכת. [5]
ב-1988, פיטרסון וקרוגר (Peterson and Krueger) טענו כי מערכות אירופוניות הן המערכות היעילות ביותר לגידול צמחים ללא אדמה, בהשוואה לשיטות גידול ללא אדמה אחרות. [1]
במהלך שנות ה90 סוכנות החלל האמריקאית נאס"א ביצעה סדרת ניסויים בחלל ועל כדור הארץ.
במהלך הניסויים הם בחנו את תנאי הגידול הנדרשים לגידול צמחים ללא אדמה בתנאי כבידה שונים, והציגו תוצאות שהצביעו על יעילות רבה בשימוש בשיטת הגידול בכל תנאי הכבידה שנבדקו. [3]
מערכת הידרופונית (למעלה) שמזינה מצע מים שהשורשים מושרים בו, לעומת מערכת אירופונית (למטה) שבה השורשים מושהים באוויר והמים מגיעים אליהם בצורת רסס.
במערכת אירופונית, הצמח גדל באוויר בעזרת תמיכה מלאכותית ולא נדרשת אדמה או מצע לתמיכה בצמח. זוהי מערכת גידול באוויר ובמים, בה שורשי הצמח תלויים בתוך מכולה אטומה, כך שהם חשופים באוויר לרססים של מים מועשרים בחומרים מזינים ומסופקים לצמח מתוך מרססים.
חלקו העליון של הצמח נמצא מעל לאזור הרטוב, כך שהוא מופרד מהשורשים על ידי המבנה המלאכותי של המערכת.
המערכת משתמשת ברססים המועשרים בחומרים מזינים, בעזרת זרבוביות ומייצרי ערפל, כדי לשמור על סביבה של גדילה מואצת בתנאים מבוקרים. [1]
במערכות מסוימות, הצמח סופג רק את כמות החומרים המזינים הדרושה לו, והשאר נאספים בחזרה וממוחזרים על מנת להשיג מינימום בזבוז, גם של מים וגם של חומרים מזינים. [5]
ברוב גינות האירופוניקה בלחץ נמוך, שורשי הצמחים תלויים מעל מיכל המכיל תמיסת תזונה, או לצד צינור המחובר למאגר מים. תמיסות התזונה מסופקות דרך משאבות לחץ נמוך באמצעות זרבוביות או ממריצים אולטרסוניים, כך שתמיסה עודפת מטפטפת חזרה לתוך המיכל. עם זאת, ככל שהצמחים מתבגרים, הם עשויים להתמודד עם אתגרים כמו חלקי שורש יבשים שמונעים קליטת תזונה מספקת.
לסוגי היחידות האלה חסרות תכונות מורכבות כגון טיהור תמיסת התזונה והסרת גורמי חרקים ופתוגנים לא רצויים, בשל עלותן.
יחידות אלו בדרך כלל מתאימות לגידול ביתי וחובבני, ולהדגמת עקרונות האירופוניקה. [2] [3]
בגינות אירופוניקה בלחץ גבוה, ערפל נוצר על ידי משאבת לחץ גבוה (או משאבות). ובדרך כלל היא משמשת לגידולים בעלי ערך גבוה. השיטה כוללת טכנולוגיות לטיהור אוויר ומים, טיהור של תמיסות תזונה, פולימרים קלי משקל ומערכות שילוח בלחץ של חומרים מזינים. [2] [3]
מערכות אירופוניקה מסחריות כוללות ציוד חומרה בעל מתח גבוה ומערכות ביולוגיות. מטריקס המערכות הביולוגיות כולל שיפורים להארכת חיי הצמח והבשלתו.
מערכות משנה ביולוגיות ורכיבי חומרה כוללים מערכת שליטה במי שפכים, מניעת מחלות, פונקציות עמידות בפתוגנים, תזמון מדויק והפעלת לחץ על תמיסת התזונה, חיישני חימום וקירור, שליטה תרמית על התמיסה, מערך שטף פוטונים, סינון אופטי, חיישנים ומנגנונים לשמירה על ביטחון, תכונות תחזוקה מופחתות וחיסכון בעבודה, תכונות ארגונומיות ואמינות לטווח ארוך.
מערכות אירופוניקה מסחריות, משמשות לגידול ירקות בעלי ערך גבוה במקרים שבהם מחזורי יבול רבים מתבצעים באופן מסחרי מתמשך.
מערכות מסחריות מתקדמות כוללות איסוף נתונים, מעקב, משוב אנליטי, וחיבור אינטרנטי למערכות משניות שונות. [2]
מאחר והמערכת מבודדת מהעולם החיצון, המים הם אמצעי ההזנה היחיד שלהם. על המים להיות בעלי מוליכות חשמלית נמוכה (על כן הם בעלי אחוז מלחים נמוך), בעלי PH נמוך, ולהיות טהורים מזיהומים ביולוגיים, על מנת לשמור על הצמחים מזיהומים ומחלות.
לרוב מים ממקורות חיצוניים (מיי גשם) יהיו חשופים לזיהומים, על כן מוטב להשתמש במים ממקור מבודד (כגון בארות עמוקים), או להעביר את המים סינון לפני השימוש בהם על מנת לצמצם את הסיכון.
על מנת לדאוג שהמערכת תהיה מבודדת וסטרילית, נהוג להשתמש בצמחים שגדלו בתנאי מעבדה, ולא בטבע. יש להקפיד על כך שלא יכנסו לסביבה צמחים הנושאים מחלות, מאחר ובמערכת הסגורה הן יתפשטו ביתר קלות לכל הצמחים שבתוכה. נוסף על כך, על מנת להרגיל את הצמחים למעבר לסביבה האירופונית יש להכניסם בגיל ובגודל מסוים. זאת על מנת שהם יהיו גדולים מספיק על מנת לשרוד את התהליך, אבל לא גדולים כל כך שהם יגוועו לפני שהשורשים שלהם יצליחו לקלוט מספיק מהחומרים המזינים.
שליטה טובה יותר בסביבת הצמח מערכות אירופוניות, בניגוד למערכות גידול צמחים אחרות, מאפשרות יותר שליטה בסביבת שורשי הצמחים. זאת מכיוון שהצמחים תלויים באוויר ואינם מוקפים בחומר מתווך. [2]
העברה משופרת של חומרים מזינים לצמח
אירופוניקה מאפשרת לתמיסות תזונה שונות להיות מועברות אל השורשים ללא הצורך לשטוף את התמיסה שבהם היו לפני כן. הרמה המוגברת הזאת של שליטה שימושית כשבוחנים את האפקט של תמיסות שונות על השורשים של צמח מסוים.
באופן דומה, אירופוניקה מאפשרת טווח רחב יותר של תנאי גידול בהשוואה למערכות אחרות להעברת חומרים מזינים לצמח. לדוגמה, ניתן לכוונן את התדירות ואת משך ריסוס התמיסה על מנת להתאים את המערכת לצרכי מיני צמחים ספציפיים. [2]
פחות מים וחומרים מזינים
ביחס לשיטות אחרות, צמחים הגדלים בשיטה זו דורשים פחות מים וחומרים מזינים בממוצע, מאחר והם סופגים אחוז גבוה יותר מהחומרים המסופקים להם (ספיגת השורשים יעילה יותר ישירות דרך האוויר) [3]
יותר חסכוני מערכות אירופוניות זולות יותר ממערכות אחרות. זאת מכיוון שכאמור, המערכת דורשת פחות מים וחומרים מזינים ביחס למערכות אחרות. כמו כן, אין צורך בחומר מתווך או בחלקים זזים רבים במערכת. [2]
יותר ידידותי למשתמש
עיצוב מערכות אירופוניות, על אף שדורש ידע לשימוש במערכת, מקל על טיפול בצמחים. זאת בזכות כך שהצמחים תלויים באוויר והשורשים לא נמצאים בחומר מתווך, ובזכות ההפרדה בין הצמחים. לכן, קצירת צמחים בודדים היא קלה וישירה מאוד. כמו כן, הסרת צמחים שעלולים להיות חולים מתבצעת בקלות ללא הסיכון של הסרת צמחים נוספים בסביבה או הדבקה שלהם. [2]
מתקן אירופוני לגידול קיילגידול לכל אורך השנה
כיוון שהצמחים גדלים בסביבה מבוקרת, ניתן לגדל יבולים לכל אורך השנה ללא תלות במזג האוויר או תנאים חיצוניים. [3]
גדילת צמחים מהירה
מערכות אירופוניות מאפשרות גדילה מהירה של צמחים מכיוון שיש לשורשיהם גישה להרבה חמצן. [3]
ניידות
צמחים, ואפילו בתי גידול שלמים, יכולים להיות מועברים ללא הרבה מאמץ, שכן כל מה שנחוץ לביצוע המעבר הוא הזזת הצמחים מצינור אחד לאחר. [3]
פחות מקום ויותר תפוקה
ניתן לערום מערכות אירופוניות בשכבות על מנת לבנות חוות אנכיות התופסות הרבה פחות מקום ביחס לשיטות מסורתיות לגידול צמחים. [3]
ערך לימודי גבוה
מחקר של צמחים ושורשיהם במעבדות נעשה קל יותר לסטודנטים וחוקרים באמצעות גידול אירופוני. [3]
מרחב גדילת שורשים הולם
במערכת זו, לשורשי הצמחים יש מרחב פתוח לגדול. כך הם מנוצלים באופן המקסימלי ולא יאלצו להתארך יתר על המידה על מנת להגיע לחומרים מזינים. [3]
ללא פגיעה בעקבות שתילה מחדש
ניתן להתאים ולשנות את המערכת מבלי שהצמח יאלץ להתאים את עצמו מחדש, אין צורך לעקור את הצמח מהאדמה ולשתול אותו מחדש על מנת לעשות זאת. [3]
מוצר נקי ממחלות
מאחר והצמחים גדלים בסביבה נקייה וסטרילית, הסיכוי שהתוצר החקלאי יסבול ממחלות נמוך משמעותית. [3]
ניתן לשתול בשיטה זו גם ללא כבידה
באמצעות טכניקה זו, ניתן לגדל מזון גם מחוץ לכדור הארץ, בתנאי כבידה נמוכים יותר (לדוגמא בירח). [3]
מגדל הצמחים חייב מיומנות וידע מסוימים על מנת לתפעל את המערכת, בעיקר במערכות היותר מתקדמות, שכן אלו מערכות מורכבות המנצלות טכנולוגיות מתקדמות. [1]
המגדל חייב שיהיה לו את המידע על כמות החומרים המזינים המתאימה לצמחים במערכת. חשוב שהצמח יקבל את הריכוז הדרוש של חומרים מזינים, שכן אם יקבל עודף הצמח ימות. [1]
ארכיטקטורת מערכות אירופוניות מתוכננות היטב הוא יקר, שכן מערכות אלו מכילות ציוד מתקדם. הציוד כולל בעיקר משאבות בלחץ גבוה, זרבוביות מרססות, מיקרו-קונטרולר, חיישנים, טיימר לשליטה על המערכת, ומכשירים למדידת pH, טמפרטורה, עוצמת אור ולחות. [1]
אחת הבעיות המרכזיות בעולם היום היא כיצד ניתן למנוע ולסיים את הרעב ואת העוני תוך הפיכת חקלאות מערכות אוכל לברת קיימא. גידול האוכלוסייה מתקדם מהר יותר מייצור המזון, ומחקרים מדווחים כי בשנת 2050, אוכלוסיית העולם צפוייה להיות מעל 10 מיליארד בני אדם. [1]
שיטת האירופוניקה מהווה את אחד המרכיבים בהתקדמות לפתרון הבעיה, שכן מערכות אירופוניות מנצלות את המשאבים שלהן ביעילות ומאפשרות גידול רב בשטח מצומצם יחסית ובעלות קטנה ביחס לשיטות גידול מסורתיות.
_-_Aeroponics_at_the_Satariya_Settlement.jpg)