Υδροπονία (hydroponics) είναι η μέθοδος καλλιέργειας των φυτών χωρίς την χρήση του εδάφους. Η λέξη πρωτοχρησιμοποιήθηκε το 1937 από τον Dr. Gericke.
Η καλλιέργεια χωρίς χρήση εδάφους είναι γνωστή από την αρχαιότητα, με γνωστότερη αρχαία αναφορά τους Κρεμαστούς Κήπους της Βαβυλώνας (600 π.Χ.), ένα από τα 7 θαύματα του αρχαίου κόσμου.
Η χρήση της υδροπονίας είναι σχετικά πρόσφατη στις θερμοκηπιακές καλλιέργειες της Ελλάδας και αναπτύχθηκε με μεγάλη καθυστέρηση (την τελευταία 25-ετία) και με αργούς ρυθμούς. Αντιθέτως, στις χώρες της κεντρικής και βόρειας Ευρώπης υπήρξε ραγδαία ανάπτυξη των υδροπονικών καλλιεργειών την τελευταία 50-ετία.
Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα της Ολλανδίας, στην οποία τα τελευταία 30 χρόνια, το σύνολο της θερμοκηπιακής καλλιέργειας κηπευτικών της χώρας, γίνεται σε υδροπονικά θερμοκήπια. Χώρες ιδιαίτερα προηγμένες στην υδροπονική καλλιέργειας είναι επίσης η Ιαπωνία, ο Καναδάς, οι ΗΠΑ, το Ισραήλ, η Πολωνία κ.α.
Μέθοδοι υδροπονίας
Στις διάφορες μεθόδους υδροπονίας, πάντα υπάρχει ένα πλήρες θρεπτικό διάλυμα που εφαρμόζεται στις ρίζες των φυτών και περιέχει όλα τα θρεπτικά χημικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για το φυτό (όλα τα μακροστοιχεία και ιχνοστοιχεία).
Εκτός της χημικής σύνθεσης, ενδιαφέρουν το pH και η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) του θρεπτικού διαλύματος.
Η υδροπονική καλλιέργεια μπορεί να γίνεται είτε με την χρήση κάποιου αδρανούς υποστρώματος στο οποίο αναπτύσσεται η ρίζα και παρέχει στήριξη στο φυτό
(πετροβάμβακας, κοκοφoίνικας, περλίτης, ελαφρόπετρα κτλ), είτε χωρίς χρήση υποστρώματος με απευθείας καλλιέργεια σε θρεπτικό διάλυμα.
Το πιο γνωστό υδροπονικό σύστημα χωρίς υπόστρωμα είναι το NFT (Nutrient Film Technique), αλλά υπάρχουν και άλλα παρόμοια συστήματα όπως το σύστημα επίπλευσης (Floating system) που χρησιμοποιείται ευρέως στα φυλλώδη λαχανικά όπως το μαρούλι.
Τέλος υπάρχει και η αεροπονία, που είναι μια παραλλαγή της υδροπονίας. Στην αεροπονία το θρεπτικό διάλυμα ψεκάζεται απευθείας στο ριζικό σύστημα των φυτών (η ρίζα είναι συνεχώς υγρή με ένα λεπτό φιλμ θρεπτικού διαλύματος) με την χρήση ειδικών μπεκ υπέρμικρου όγκου (υψηλή πίεση και σταγόνες μεγέθους 0,05 mm, δηλαδή 0,5 μm).
Υπάρχουν ανοιχτά και κλειστά συστήματα υδροπονικής καλλιέργειας, ανάλογα με το αν το θρεπτικό διάλυμα απορροής επαναχρησιμοποιείται μέσω ανακύκλωσης ή όχι.
Στα ανοιχτά υδροπονικά συστήματα, το διάλυμα απορροής δεν συλλέγεται, αλλά απορρίπτεται απευθείας στο περιβάλλον (ιδανικά, συγκεντρώνεται και χρησιμοποιείται για υδρολίπανση κάποιας συμβατικής καλλιέργειας σε γειτονικό αγρό).
Στα κλειστά υδροπονικά συστήματα, το διάλυμα απορροής ανακυκλώνεται, δηλαδή συγκεντρώνεται σε δεξαμενές, διορθώνεται η χημική του σύσταση και επαναχρησιμοποιείται για την λίπανση της καλλιέργειας.
Πλεονεκτήματα της υδροπονικής καλλιέργειας
Τα κυριότερα πλεονεκτήματα της υδροπονίας:
– πολύ υψηλή ποιοτική παραγωγή και υψηλότατες στρεμματικές αποδόσεις (σε πολλές περιπτώσεις μέχρι και διπλασιασμός της παραγωγής) και πλήρης έλεγχος της καλλιέργειας
– ανύπαρκτα ή ελάχιστα προβλήματα από εδαφογενείς καταστρεπτικές ασθένειες (αδρομυκώσεις από φουζάριο ή βερτισίλιο, βακτηριώσεις κτλ), έντομα εδάφους και νηματώδεις. Τα όποια προβλήματα, εξαλείφονται πλήρως με την χρήση εμβολιασμένων φυτών
– εξαιρετική λύση για καλλιέργεια σε προβληματικά ή άγονα εδάφη ή περιοχές με μεγάλα προβλήματα λειψυδρίας (χαρακτηριστικό το παράδειγμα του Ισραήλ)
– μείωση των καλλιεργητικών εργασιών (μειωμένο κόστος) όπως η ζιζανιοκτονία και η καλλιέργεια του εδάφους (όργωμα κτλ). Γρήγορη μεταφύτευση και ελαχιστοποίηση του μεταφυτευτικού σοκ
– τα υδροπονικά θερμοκήπια απαιτούν χαμηλότερη δαπάνη για θέρμανση, λόγω μειωμένης σχετικής υγρασίας (δεν υπάρχει εξατμισοδιαπνοή, αλλά υγρασία μόνο μέσω διαπνοής στον περιβάλλοντα χώρο) και παρέχουν δυνατότητα διαχείρισης μειωμένων ενεργειακών εισροών (υπάρχει μεγάλη σχετική επιστημονική έρευνα στις βορειο-ευρωπαϊκές χώρες κατά την πρόσφατη ενεργειακή κρίση)
– η υδροπονία προσφέρει σημαντική πρωιμότητα στην καλλιέργεια, συντομότερη έναρξη της συγκομιδής και παραγωγή ποιοτικότερων προϊόντων (σε σχέση με τα συμβατικά προϊόντα)
– άριστη θρέψη της καλλιέργειας και αποτελεσματικότερη χρήση νερού και λιπασμάτων
– υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης και μηχανοποίησης της καλλιέργειας και άμεση ενσωμάτωση της καλπάζουσας νέας γεωργικής τεχνολογίας (αυτοματισμοί, αισθητήρες, αλγόριθμοι, ρομποτική, λογισμικά κτλ)
– περιβαλλοντικά φιλικότερος τρόπος καλλιέργειας, λόγω αποτελεσματικότερης αξιοποίησης των φυσικών πόρων (ενέργεια, λιπάσματα κτλ) και μειωμένης χρήσης φυτοφαρμάκων. Ειδικά στα κλειστά υδροπονικά συστήματα, σχεδόν εξαλείφονται οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την χρήση λιπασμάτων (ευτροφισμός, νιτρορύπανση κτλ).
– πολύ υψηλή παραγωγικότητα σε σχέση με τις συμβατικές καλλιέργειες
Μειονεκτήματα της υδροπονικής καλλιέργειας
Τα βασικότερα μειονεκτήματα είναι:
– υψηλό κόστος αρχικής επένδυσης και εγκατάστασης υδροπονικών συστημάτων (κόστος υποστρωμάτων, ειδικός εξοπλισμός όπως η κεφαλή υδροπονίας που παρασκευάζει και τροφοδοτεί την καλλιέργεια με θρεπτικό διάλυμα κτλ)
– υψηλή ευαισθησία των υδροπονικών συστημάτων σε λάθος χειρισμούς, αστοχία υλικού και πιθανές βλάβες (απαιτείται άμεση παρέμβαση). Μικρή έως ανύπαρκτη ανοχή λαθών και ερασιτεχνισμού
– η υδροπονική καλλιέργεια απαιτεί υψηλό επίπεδο τεχνογνωσίας και μεγάλη συνέπεια στην “καλλιεργητική ρουτίνα”. Στην υδροπονία προλαμβάνεις, δεν θεραπεύεις
– στα ανοιχτά υδροπονικά συστήματα υπάρχει υψηλό κόστος λίπανσης λόγω χρήσης μεγάλων ποσοτήτων ακριβών υδατοδιαλυτών λιπασμάτων
– εξασφάλιση αδιάλειπτης λειτουργίας του υδροπονικού συστήματος. Για παράδειγμα υποχρεωτική ύπαρξη ηλεκτρογεννήτριας, γιατί σε περίπτωση πολύωρης διακοπής ρεύματος, η καλλιέργεια θα καταστραφεί λόγω μόνιμης μάρανσης από την έλλειψη άρδευσης
Υποστρώματα υδροπονικής καλλιέργειας
Τα χρησιμοποιούμενα υποστρώματα στην υδροπονία, ουσιαστικά υποκαθιστούν το έδαφος.
Τα υδροπονικά υποστρώματα είναι πορώδη αδρανή υλικά με συγκεκριμένες υδραυλικές ιδιότητες. Συγκρατούν μεγάλη ποσότητα νερού ή θρεπτικού διαλύματος (υψηλή υδατοχωρητικότητα) και έχουν κατάλληλο πορώδες ώστε να διασφαλίζουν την επάρκεια οξυγόνου στην ριζόσφαιρα (εξασφαλίζουν κατάλληλη αναλογία αέρα-νερού στους πόρους του υποστρώματος). Η μεγάλη ομοιογένεια και ομοιομορφία στην σύσταση και στο προφίλ του χημικά αδρανούς υδροπονικού υποστρώματος, κάνει προβλέψιμη τη συμπεριφορά του στην θρέψη του φυτού.
Ουσιαστικά τα υδροπονικά υποστρώματα λειτουργούν σαν “σφουγγάρια” με θρεπτικό διάλυμα, στα οποία αναπτύσσεται το ριζικό σύστημα των φυτών.
Τα υποστρώματα είναι πλήρως απαλλαγμένα από φυτοπαθογόνα (ιοί, βακτήρια, μύκητες), έντομα και σπόρους ζιζανίων.
Τα κυριότερα υδροπονικά υποστρώματα που χρησιμοποιούνται κατά κόρον εμπορικά, είναι ο πετροβάμβακας (Grodan, Cultilene κ.α.), ο κοκοφοίνικας (κόκος), ο περλίτης και ελάχιστα η ελαφρόπετρα.
Άλλα υποστρώματα που θα μπορούσαν (θεωρητικά) να χρησιμοποιηθούν στην υδροπονία, είτε μόνα τους είτε σε διάφορα μίγματα:
– άμμος και χαλίκι
– βερμικουλίτης και διογκωνένη άργιλος
– ζεόλιθος και πολυουρεθάνη
– τύρφες, πριονίδια και κομπόστες (composts)
Υδροπονικά υποστρώματα πετροβάμβακα
Τα υποστρώματα πετροβάμβακα, παράγονται από ρευστοποίηση ορυκτών μέσω θέρμανσης στους 1.600 oC και πλέξη των ινών με συγκολλητική ουσία τον βακελίτη.
Ο πετροβάμβακας (“βαμβάκι από πέτρα”) που προκύπτει, έχει πορώδες άνω του 95%, είναι αποστειρωμένος και διατίθεται για την υδροπονική καλλιέργεια σε ορθογώνιες πλάκες διαφόρων μεγεθών. Συνήθως στις υδροπονικές καλλιέργειες καρποδοτικών κηπευτικών (υδροπονική τομάτα, αγγούρι, μελιτζάνα, πιπεριά κτλ) χρησιμοποιούνται σάκοι (slabs) διαστάσεων 7,5x15x100 cm.
Υπάρχουν διαθέσιμοι διάφοροι τύποι υδροπονικών σάκων πετροβάμβακα, με διαφοροποίηση στην πυκνότητα πλέξης των ινών, διαφορετικές υδραυλικές ιδιότητες (άρα και χρήση διαφορετικών στρατηγικών άρδευσης) και διαφορετική αντοχή (για μονοετή ή πολυετή χρήση).
Υδροπονικά υποστρώματα κοκοφοίνικας
Ο κόκος παράγεται με φυσική κομποστοποίηση των ινών της ινδικής καρύδας (καρπός του κοκοφοίνικα), σε χώρες της Νότιας Ασίας (κυρίως στην Σρι Λάνκα). Στην υδροπονία χρησιμοποιούνται συμπιεσμένες πλάκες κόκου σε πλαστικούς σάκους ή γλάστρες.
Το μειονέκτημα του κόκου είναι η έλλειψη σταθερής ποιότητας και σταθερών προδιαγραφών από τις εταιρίες εμπορίας. Επίσης κατά την χρονοβόρα διαδικασία κομποστοποίησης – συνήθως κοντά σε ακτές – μπορεί να εκτεθεί στο θαλασσινό νερό μέσω μεταφοράς σταγονιδίων από ισχυρούς ανέμους και να έχει υψηλή αλατότητα, κάτι ανεπιθύμητο για την υδροπονία.
Πριν την εγκατάσταση της καλλιέργειας, τα υποστρώματα κοκοφοίνικα συνήθως απαιτούν ειδική κατεργασία (¨ξέπλυμα”) με νιτρικό ασβέστιο και νιτρικό μαγνήσιο.
Κατά τα λοιπά είναι ένα πολύ καλό υπόστρωμα υδροπονίας.
Υδροπονικά υποστρώματα περλίτη
Ο περλίτης είναι ηφαιστειακό αργιλοπυριτικό ορυκτό και ο διογκωμένος περλίτης που χρησιμοποιείται στην υδροπονία προέρχεται από επεξεργασία στους 1.000 oC (ο ελληνικός περλίτης εξορύσσεται κυρίως στη Μήλο και τη Νίσυρο).
Ο διογκωμένος περλίτης έχει σχεδόν ουδέτερο pH, μπορεί να συγκρατήσει 3-4 φορές το βάρος του σε νερό και χρησιμοποιείται στην υδροπονία σε διάφορες κοκκομετρίες (0,5 εως 3 mm), κυρίως σε πλαστικούς σάκους 33 λίτρων και σπανιότερα σε γλάστρες ή κανάλια καλλιέργειας. Ο υδροπονικός περλίτης έχει το πλεονέκτημα πολλαπλής χρήσης σε διαδοχικές καλλιεργητικές περιόδους.
Υδροπονικά υποστρώματα ελαφρόπετρας
Η ελαφρόπετρα είναι ηφαιστειογενές ορυκτό με σχεδόν ουδέτερο pH (η ελληνική ελαφρόπετρα εξορύσσεται κυρίως στην Νίσυρο).
Στην Ελλάδα έγινε προσπάθεια εμπορικής χρήσης της ελαφρόπετρας σε σάκους καλλιέργειας, σε γλάστρες και κανάλια, χωρίς ιδιαίτερη αποδοχή, λόγω συγκεκριμένων μειονεκτημάτων που παρουσιάζει το συγκεκριμένο υδροπονικό υπόστρωμα στην καλλιεργητική πράξη, στις δύσκολες ξηροθερμικές μεσογειακές συνθήκες της χώρας μας.
Η ελαφρόπετρα δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα όταν χρησιμοποιείται σε υδροπονικό σύστημα με γλάστρες μεγάλου όγκου & υψηλού προφίλ (ύψος ελαφρόπετρα τουλάχιστον 18-20 cm) και έχει μικρή κοκκομετρία (λεπτόκοκκη).
Τα θρεπτικά διαλύματα της υδροπονικής καλλιέργειας
Στην υδροπονία χρησιμοποιούνται ειδικές συνταγές υδροπονικής θρέψης, για τη σύνθεση διαλυμάτων με όλα τα θρεπτικά που χρειάζονται τα φυτά (N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo).
Τα θρεπτικά διαλύματα παρασκευάζονται με χρήση υδατοδιαλυτών απλών λιπασμάτων (όχι σύνθετα λιπάσματα, μόνον πρώτες ύλες) όπως νιτρικό ασβέστιο, νιτρικό κάλιο, νιτρική αμμωνία, φωσφορικό μονοκάλιο, φωσφορικό μονοαμμώνιο, θειικό μαγνήσιο, νιτρικό μαγνήσιο και θειικό κάλιο.
Για τα ιχνοστοιχεία χρησιμοποιούνται είτε έτοιμα πλήρη μίγματα χηλικών ιχνοστοιχείων, είτε απλά λιπάσματα όπως θειικό μαγγάνιο, θειικός ψευδάργυρος, θειικός χαλκός (γαλαζόπετρα), βόρακας, μολυβδενικό νάτριο κ.α.
Ο σίδηρος πρέπει πάντα να χρησιμοποιείται σε χηλική μορφή (συνήθως DTPA ή EDDHA).
Το pH του θρεπτικού διαλύματος ρυθμίζεται στο 5,6-5,7 με χρήση κάποιου οξέως, συνήθως νιτρικό οξύ (μπορεί να χρησιμοποιηθεί και φωσφορικό ή θειικό οξύ).
Συνήθως χρησιμοποιούνται 2 δεξαμενές πυκνών διαλυμάτων (διάλυμα Α & διάλυμα Β) και μία δεξαμενή με το οξύ για την ρύθμιση του pH.
Η κεφαλή υδρολίπανσης που χρησιμοποιείται για την άρδευση της υδροπονικής καλλιέργειας, ουσιαστικά κάνει μίξη και αραίωση των 2 πυκνών διαλυμάτων (συνήθως 100 φορές αραίωση), προσθέτει το οξύ για ρύθμιση του pH και τροφοδοτεί την καλλιέργεια με το τελικό θρεπτικό διάλυμα βάσει της επιθυμητής ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) που έχει ρυθμιστεί.
Στρατηγική άρδευσης και συνταγές υδροπονίας
Η επιτυχής υδροπονική καλλιέργεια προυποθέτει εκτός των άλλων (σωστή φυτοπροστασία, διαμόρφωση άριστων κλιματικών συνθηκών κτλ), βαθιά γνώση των υδατικών αναγκών των φυτών (υπάρχουν ειδικές καμπύλες για κάθε φυτό) και βαθιά γνώση των θρεπτικών αναγκών της κάθε καλλιέργειας, βάσει του σταδίου ανάπτυξης και αναλόγως των επικρατούντων κλιματικών συνθηκών.
Η στρατηγική άρδευσης πρέπει να προσαρμόζεται συνεχώς στα μεταβαλλόμενα δεδομένα. Για παράδειγμα την μία ημέρα η καλλιέργεια μπορεί να απαιτεί 10 αρδεύσεις λόγω ηλιοφάνειας και χαμηλότερης υψηλής σχετικής υγρασίας και την επόμενη ημέρα η ίδια καλλιέργεια να απαιτεί 5 αρδεύσεις λόγω συννεφιάς και υψηλής υγρασίας. Επίσης τον χειμώνα η καλλιέργεια μπορεί να απαιτεί μόνο 2-3 αρδεύσεις την ημέρα, ενώ το καλοκαίρι περισσότερες από 20 αρδεύσεις ημερησίως.
Ουσιαστικά η υδροπονία απαιτεί συνεχή διαχείριση της άρδευσης με διαφορετικές αρδευτικές δόσεις (χρόνος ποτίσματος) και διαφορετική συχνότητα άρδευσης (αριθμός αρδεύσεων ανά ημέρα) για άριστα παραγωγικά αποτελέσματα. Επιπλέον, μπορεί διαφορετικά υποστρώματα (πχ πετροβάμβακας με ελαφρόπετρα) να απαιτούν διαφορετική στρατηγική άρδευσης.
Είναι αυτονόητο ότι πρέπει πάντα να ελέγχεται και να διασφαλίζεται η πλήρης αποστράγγιση του θρεπτικού διαλύματος από τους σάκους υδροπονίας και η σωστή και ακριβής λειτουργία του αρδευτικού δικτύου (αποφράξεις).
Ένα ακόμη σημείο-κλειδί στην υδροπονία, είναι η σύνθεση των συνταγών θρέψης. Υπάρχει το φαινόμενο να αντιγράφονται συνταγές υδροπονίας βορειο-ευρωπαικών χωρών όπως η Ολλανδία. Δεν έχει καμία σχέση η θερμοκηπιακή καλλιέργεια στις κλιματικές συνθήκες της “σκοτεινής” Ολλανδίας (ή θερμοκηπίων με φωτισμό led και χρήση ανθρακολίπανσης με διοξείδιο του άνθρακα), με την καλλιέργεια στις ξηροθερμικες μεσογειακές συνθήκες της “φωτεινής” Ελλάδας ή σε θερμοκήπια περιστασιακής θέρμανσης.
Σχετικά με τις συνταγές θρεπτικών διαλυμάτων στην υδροπονία:
– οι συνταγές υδροπονικής θρέψης πρέπει να είναι προσαρμοσμένες στις ελληνικές κλιματικές συνθήκες
– οι συνταγές πρέπει να διαφοροποιούνται αναλόγως με την εποχή (διαφορετική σύνθεση του θρεπτικού διαλύματος σε χειμερινές ή καλοκαιρινές συνθήκες)
– κάθε συνταγή γίνεται βάσει της χημικής ανάλυσης του νερού άρδευσης και έχει εφαρμογή μόνο στο συγκεκριμένο νερό.
– απαιτούνται αρκετές διαφορετικές συνταγές θρέψης κατά την διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, αναλόγως με το στάδιο της καλλιέργειας (στάδιο ανάπτυξης του φυτού) και τις κλιματικές συνθήκες
– απαιτούνται πιθανές τροποποιήσεις της συνταγής βάσει χημικής ανάλυσης των διαλύματος απορροής ή του σάκου καλλιέργειας (ιδίως αν υπάρξουν έκτακτα περιστατικά αστοχίας)
– οι συνταγές υδροπονίας πρέπει να χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) που έχουν υπολογιστεί. Δηλαδή αν η συνταγή γράφει EC= 2,5 είναι λάθος ο χρήστης να την χρησιμοποιήσει ρυθμίζοντας την κεφαλή υδροπονίας σε EC= 3,5 γιατί θεωρεί ότι πρέπει να χρησιμοποιήσει πυκνότερο θρεπτικό διάλυμα (π.χ. λόγω έλλειψης φωτός).
Εξοπλισμός σύγχρονων υδροπονικών θερμοκηπίων
Στα σύγχρονα θερμοκήπια υδροπονικής καλλιέργειας, υπάρχει ο κατάλληλος εξοπλισμός υποβοηθητικός για κάθε πτυχή της παραγωγικής διαδικασίας και για τη βελτιστοποίηση όλων των παραμέτρων της καλλιέργειας.
Ενδεικτικά αναφέρονται:
– αυτόματη κεφαλή υδρολίπανσης-υδροπονίας: κάνει την μίξη και αραίωση των πυκνών διαλυμάτων, ρυθμίζει το pH και την ηλεκτρική αγωγιμότητα του τελικού θρεπτικού διαλύματος τροφοδοσίας των φυτών και ποτίζει αυτόματα κατά την διάρκεια της ημέρας.
– λογισμικό ελέγχου και ρύθμισης των κλιματικών παραμέτρων του θερμοκηπίου (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, ένταση ηλιακής ακτινοβολίας, θερμοκρασία νερού άρδευσης κτλ) σε συνδυασμό με εξωτερικό μετεωρολογικό σταθμό.
Το λογισμικό ελέγχει όλες τις λειτουργίες του θερμοκηπίου, όπως τη θέρμανση, την ψύξη-δροσισμό μέσω υγρής παρειάς ή υδρονέφωσης, την λειτουργία και θέση των παραθύρων του θερμοκηπίου, τις θερμοκουρτίνες και τις κουρτίνες σκίασης κ.ο.κ.
– αρδευτικό δίκτυο με αυτορυθμιζόμενους σταλάκτες υψηλής ακρίβειας (συνήθως παροχής 2 λίτρων ανά ώρα).
– κανάλια υδροπονίας (υδρορροές) πάνω στα οποία τοποθετούνται τα υποστρώματα υδροπονίας (δηλαδή οι σειρές φύτευσης της καλλιέργειας). Τα κανάλια πρέπει να έχουν κλίση περί το 1% και πλάτος 15-25 cm, μπορεί να βρίσκονται στο έδαφος ή να είναι εναέρια.
– σύστημα ανακύκλωσης θρεπτικού διαλύματος, στην περίπτωση κλειστών υδροπονικών συστημάτων. Περιλαμβάνει δεξαμενή συγκέντρωσης του διαλύματος απορροής, σύστημα φιλτραρίσματος και απολύμανσης του επαναχρησιμοποιούμενου θρεπτικού διαλύματος.
– διάφοροι αισθητήρες και όργανα on-line μέτρησης του όγκου των απορροών, του pH, της ηλεκτικής αγωγιμότητας (EC) και της θερμοκρασίας του διαλύματος, του ποσοστού υγρασίας του υδροπονικού υποστρώματος κ.α.
Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης χημικών στοιχείων (αζώτου, φωσφόρου, καλίου, ασβεστίου κτλ) που μετρούν τις συγκεντρώσεις του κάθε στοιχείου στο θρεπτικό διάλυμα (ηλεκτρόδια μέτρησης ιόντων). Η λογική είναι, μέσω κάποιου λογισμικού προγράμματος ή χρήσης αλγορίθμων, σε συνδυασμό με σύνθετες κεφαλές υδρολίπανσης πολλών δοχείων πυκνών διαλυμάτων (ένα δοχείο για κάθε θρεπτικό στοιχείο), να υπάρξει αυτόματη πλήρης διαχείριση της λίπανσης και άρδευσης της υδροπονικής καλλιέργειας, με αυτόματη προσαρμογή του θρεπτικού διαλύματος και της πυκνότητας άρδευσης (διορθώσεις), βάσει μετρήσεων στο διάλυμα απορροής και βάσει των κλιματικών δεδομένων ππου επικρατούν στο περιβάλλον της καλλιέργειας. Επίσης αναπτύσσονται διάφορα Συστήματα Υποστήριξης Αποφάσεων (DDS) για την διαχείριση των σύγχρονων υδροπονικών θερμοκηπίων.
Η ελληνική πραγματικότητα
Στην Ελλάδα υπάρχουν περίπου 60.000 στρέμματα θερμοκηπιακής καλλιέργειας, με την υδροπονική καλλιέργεια παρούσα σε λιγότερο από 2.000 στρέμματα.
Από τα στρέμματα της υδροπονικής καλλιέργειας, περίπου τα μισά είναι επιτραπέζια ντομάτα και το 25% υδροπονικό αγγούρι. Το υπόλοιπο κομμάτι της ελληνικής υδροπονίας αφορά σε λοιπά κηπευτικά (πιπεριά, μελιτζάνα, μαρούλι κ.α.) και ανθοκομικά φυτά (ζέρμπερα, χρυσάνθεμο, γυψοφίλη κ.α).
Υπάρχουν τεράστια περιθώρια ανάπτυξης της ελληνικής υδροπονικής καλλιέργειας, ειδικά υπό το πρίσμα του τουρισμού. Η Ελλάδα πρέπει να καλύψει αγροδιατροφικά την τουριστική περίοδο Μαΐου-Σεπτεβρίου, έναν πληθυσμό 30 εκατομμυρίων.
Σημειώνεται ότι σε γεωργικά αναπτυγμένες χώρες όπως η Ολλανδία (ο μεγαλύτερος εξαγωγέας αγροτικών προϊόντων της Ευρώπης και δεύτερος στον κόσμο), το σύνολο της θερμοκηπιακής παραγωγής αποτελείται από υδροπονικές καλλιέργειας υψηλής προσόδου και πολύ υψηλών αποδόσεων.