Hydroponika jest obecna w historii praktycznie od początku rolnictwa, a jednym z jej przykładów były najprawdopodobniej wiszące ogrody Semiramidy oraz Chinampas, czyli pływające ogrody Azteków. Podstaw współczesnej hydroponiki należy upatrywać w wieku XVII i odkryciach brytyjskich oraz francuskich naukowców. Twórcą stosowanej dziś powszechnie metody bezobsługowej jest hawajski naukowiec Bernard Kratky. Rozwój hydroponiki jest związany z wyzwaniami cywilizacyjnymi, takimi jak hodowla roślin w przestrzeni kosmicznej czy w środowisku miejskim oraz samodzielną hodowlą warzyw czy roślin ozdobnych przez konsumentów we własnym domu.
Hydroponika jest techniką uprawy roślin bez wykorzystania gleby, jedynie przy użyciu wodnego roztworu substancji odżywczych. Termin wywodzi się z języka greckiego i oznacza dosłownie pracę – w tym wypadku uprawę – wykonywaną przez wodę. Obecnie jest szeroko wykorzystywana w rolnictwie na całym świecie. Jednym ze znanych centrów hydroponiki w Europie jest olbrzymi kompleks szklarni w hiszpańskiej Almerii, gdzie produkowane są warzywa sprzedawane w całej Europie. Hydroponika nie jest więc nowością, jednak z racji nadziei jakie wiąże się z nią w kwestii eksploracji kosmosu oraz uprawy warzyw w miastach, stała się od pewnego czasu popularnym tematem.
Kto i kiedy wymyślił hydroponikę
Ponieważ z hydroponiką w najbardziej prymitywnej formie mamy do czynienia w szkole, kiedy kiełkujemy nasiona np. fasoli na kawałku gazy zanurzonej w słoiku z wodą, trudno powiedzieć, że ktoś ją wymyślił. Zamiast tego można raczej mówić o kolejnych badaczach, którzy dali podstawy pod naukowe dopracowanie metod uprawy hydroponicznej, pozwalające wykorzystywać ją w rolnictwie w sposób efektywny ekonomicznie.
Pierwszym przełomem było ustalenie, że czysta woda, w tym wypadku deszczówka, jest niewystarczająca dla wzrostu roślin. Obserwacji tej dokonał i opisał brytyjski badacz i odkrywca Robert Boyle w 1666 r., a nieco później, bo w 1699 r. podobną pracę opublikował John Woodward, zauważając, że najlepszy wzrost wykazały rośliny w roztworze z największym udziałem rozpuszczonych składników mineralnych z gleby. Kolejną cegiełkę dołożył francuski chemik Jean Boussingault w latach 1851 – 55, ustalając, że można hodować rośliny na zupełnie jałowym podłożu krzemowym, które wystarczy nasączyć roztworem zawierającym sole mineralne nie pochodzące z gleby. Około 10 lat później pruscy naukowcy Sachs i Knop opracowali technikę uprawy roślin w samym roztworze, przedstawiając ją w skrypcie do botaniki jako rodzaj ciekawostki.
Dopiero w latach międzywojennych prace nad wykorzystaniem uprawy hydroponicznej do celów rolniczych rozpoczął profesor William Gercike z Kalifornii, który jest też twórcą nazwy metody hydroponicznej. Następnym kamieniem milowym było odkrycie roli powietrza, a konkretnie aeracji korzeni dla szybkości wzrostu i obfitości plonów. Dokonali tego stosując mechaniczne napowietrzanie roztworu ze składnikami odżywczymi w latach czterdziestych Arnon i Hoagland również z uniwersytetu kalifornijskiego.
Pierwszym miejscem, gdzie zastosowano w praktyce uprawę hydroponiczną do celów spożywczych była skalista wyspa Wake Island na Pacyfiku. Z racji swojego położenia była ona wykorzystywana jako lotnisko, nie posiadała jednak warunków do działalności rolniczej z racji braku gleby, a transport żywności dla personelu był nieekonomiczny. Dlatego wykorzystano tam z powodzeniem uprawę warzyw metodą hydroponiczną. W ten sposób metoda z mechaniczną aeracją roztworu stała się pierwszą dopracowaną i użytkowaną na skalę komercyjną formą hydroponiki.
Metoda Kratky’ego
W latach 80-tych badania nad metodą bez mechanicznego napowietrzania prowadził japoński badacz Dr Hideo Imai, który zauważył, że pozostawienie części korzeni ponad powierzchnią roztworu pozwala roślinie oddychać i zapobiega gniciu. Ten sposób uprawy został dopracowany i rozwinięty przez naukowców Bernarda Kratky i Johna Bowena, którzy spotkali się z Dr Imai i zapoznali z jego badaniami. Pracowali oni nad przystosowaniem tej metody dla rolnictwa na Hawajach, które mając doskonałe warunki klimatyczne do uprawy, jednocześnie posiadają bardzo słabe gleby, w których dodatkowo, występują liczne szkodniki. Metoda polegała na umieszczeniu sadzonek w niewielkich podstawkach z włókna szklanego lub innego neutralnego materiału, które były osadzone w otworach płyty z tworzywa sztucznego przykrywającej zbiornik z roztworem składników odżywczych. Dodatkowo nad powierzchnią roztworu umieszczono siatkę stabilizującą korzenie i pozwalającą na lepszy dostęp powietrza. Rozwiązanie, ze względu na wysokie plony oraz niskie koszty i prostotę – brak konieczności zastosowania pomp i modułów sterujących – spopularyzowało hydroponikę dla użytku amatorskiego.
Praca naukowców z Hawajów zyskała popularność dzięki internetowi. Jeden z twórców video, zajmujący się uprawą hydroponiczną, korzystał z ich opracowań. Chcąc pokreślić, kto jest autorem metody, po raz pierwszy użył określenia metoda Kratky’ego w jednym ze swoich filmów. Od tego momentu metoda bezobsługowej uprawy hydroponicznej, popularnej zwłaszcza wśród amatorów, jest określana właśnie tym mianem.
Dlaczego hydroponika się rozwija
Hydroponika obecnie robi się coraz bardziej popularna, o czym decyduje wiele jej zalet w stosunku do tradycyjnego rolnictwa. Może być stosowana w miejscach pozbawionych gleby oraz we wnętrzach budynków, pozwalając uniknąć trudności logistycznych i sanitarnych związanych z wykorzystaniem gleby, ciężkiej, wymagającej okresowej wymiany i będącej siedliskiem drobnoustrojów. Oczywistą zaletą jest też rzadsze podlewanie – roztwór można uzupełniać jednorazowo, do poziomu siatki.
Powyższe korzyści są przydatne również w zwykłym rolnictwie, zwłaszcza w miejscach ciepłych i wilgotnych, ale o jałowych glebach. Mogą też okazać się pomocne w uprawie roślin w bardziej wymagających, czy wręcz ekstremalnych warunkach. Jednym z przykładów takiego zastosowania, z którego hydroponika jest niewątpliwie znana, stała uprawa roślin w przestrzeni kosmicznej, z którą od wielu lat eksperymenty prowadzi NASA. Innym przykładem jest tzw. ubran farming, czyli uprawa na terenach miejskich, prowadzona przez samych konsumentów, często we wnętrzach własnych mieszkań.
Tekst: Szymon Wachal, fot. Anna Tarazevich, Pexels