Systemy hydroponiczne były przeznaczone do prywatnego wykorzystania i użytkowane na zewnątrz, na balkonie lub na tarasie. Oczywiście można je stosować także w domu, jednak wtedy należy umieścić hodowlę przed dużym, dobrze nasłonecznionym oknem, a w przypadku pomieszczenia bez okien – pod lampą do doświetlania roślin.
   

Oferta tych systemów sięga od elementów dla pojedynczych roślin, aż do całych ogrodów znajdujących się w zamkniętych pomieszczeniach. Korzyści płynące z zastosowania systemu hydroponicznego są wielorakie. Zaliczają się do nich:

• •  Znacznie większe plony.
• •  Lepszy aromat (pod warunkiem, że wybrano odpowiednią odmianę rośliny).
• •  Wyraźne skrócenie cyklu wegetacji
• względnie cyklu produkcyjnego.
• •  Optymalne wykorzystanie potencjału genetycznego rośliny.
• •  Znacznie lepsza kontrola nad zaopatrzeniem w substancje odżywcze. Przed wprowadzeniem kultury wodnej niemożliwe było prowadzenie znaczących badań w tej dziedzinie.
• •  I na koniec: gwarantowane plony.

    Można by pomyśleć, że systemy hydroponiczne mogą być pozostawione na dłuższy czas bez opieki, ponieważ dysponują dużym zbiornikiem z wodą.
Jest to jednak błędne mniemanie! W wyniku zwiększonej przemiany materii rośliny wymagają jeszcze więcej uwagi i opieki niż zwykle! Przy uprawie roślin w systemie hydroponicznym nie chodzi o zminimalizowanie nakładów czasu, tylko o zmaksymalizowanie wzrostu i plonu roślin, i to na każdym etapie.
A jednak: hasło „kultura wodna” może posiadać różne znaczenia.
 
    Pod tym zbiorczym pojęciem oferowane są często także systemy pasywne, w których do nawadniania stosuje się knoty. Systemy te należy jednak uważać raczej za „zabawę”, nie zaliczają się one do profesjonalnych systemów uprawy roślin.
    W hydroponice wymuszana jest cyrkulacja roztworu substancji odżywczych w systemie za pomocą pomp. Roztwór odżywczy jest przy tym nieustannie wzbogacany w tlen.

    W niniejszym artykule chciałbym podjąć próbę omówienia najbardziej rozpowszechnionych systemów hydroponicznych. W zależności od zastosowanej technologii, możemy rozróżnić cztery kategorie:

Systemy kroplowe
    Od przewodu głównego odchodzą mniejsze plastikowe węże (przewody typu „spagetti”), które zaopatrują każdą roślinę indywidualnie w substancje odżywcze. Cyrkulacja jest regulowana za pomocą zegara sterującego. Taki system składa się z długich, prostokątnych skrzyń, do których wkłada się maty z wełny mineralnej lub innego, podobnego materiału (wata szklana, włókno kokosowe).
    Na matach układane są kostki z ukorzenionymi sadzonkami. Za pomocą wężów „spagetti” roztwór odżywczy jest doprowadzany do kostek z sadzonkami. Znajdujący się pod instalacją zbiornik zbiera powracający roztwór odżywczy, aby móc go później poddać powtórnemu wykorzystaniu (recyklingowi). W wielu przypadkach powracający roztwór odżywczy jest po prostu usuwany z systemu, bez powtórnego wykorzystania. Taki system może mieć bardzo małe rozmiary, około 30cm x 55cm.
Systemy kroplowe są niezawodne oraz łatwe w eksploatacji. Nadają się bardzo dobrze dla początkujących hodowców. Do pewnej granicy podłoże może chronić korzenie przed nagłymi wahaniami temperatury i wilgotności, lub, mówiąc inaczej:
    Niektóre błędy popełnione przez hodowcę są rekompensowane przez system. Szczególnie krytycznym czynnikiem jest tutaj jednak cykl nawadniania: zbyt duża ilość roztworu odżywczego może dosłownie utopić korzenie, co w wyniku za małej ilości dostarczanego tlenu doprowadzi do ich obumarcia. Z drugiej strony, za małe nawodnienie może doprowadzić do gromadzenia się w podłożu soli oraz do ich krystalizacji, co przeszkadza w przyswajaniu substancji odżywczych przez korzenie, w efekcie także skutkując ich obumarciem.
    W przypadku tych systemów istnieje również problem natury ekologicznej. Po każdym zbiorze konieczna jest wymiana podłoża. Prowadzi to do wytworzenia odpadu, którego częstokroć nie można już poddać powtórnemu przetworzeniu (recyklingowi). Jest to jeden z problemów, z jakimi boryka się holenderski przemysł szklarniowy, który w dużej mierze stosuje wełnę skalną do produkcji kwiatów oraz żywności.
 
Systemy typu „przypływ-odpływ”
    W przypadku tych systemów roztwór odżywczy jest podawany do roślin od dołu. Rośliny znajdują się w dużym zbiorniku, którego dno jest całkowicie zalewane roztworem odżywczym (przypływ). W regularnych odstępach czasu roztwór odżywczy jest pompowany do strefy korzeniowej. Następnie pompa jest wyłączana, a roztwór odżywczy może odpłynąć poprzez otwory drenażowe (odpływ).
    Systemy te mają z reguły kształt prostokątny i stoją na podwyższeniu z ramy. Zbiornik główny jest ustawiany na dole, co pozwala zaoszczędzić miejsce. Aby dać roślinom podparcie, można stosować różnorodne podłoża, takie jak wełna mineralna lub kulki keramzytowe. Możliwa jest również uprawa roślin bez podłoża. W tym przypadku, nad zbiornikiem umieszczane jest przykrycie wyposażone w otwory, przez które przekłada się młode rośliny. Wełna mineralna nie należy do moich ulubieńców. Wolę kulki keramzytowe, ponieważ są bardziej ekologiczne i zapobiegają powstawaniu glonów. Należy jednak mieć na uwadze, że taki system nie oferuje ochrony korzeniom i dlatego nie nadaje się dla początkujących hodowców.
    Dzięki powolnemu wznoszeniu i opadaniu poziomu wody, system typu „przypływ-odpływ” umożliwia optymalne zaopatrzenie korzeni w tlen – jeden z najważniejszych czynników, stanowiących o dobrym systemie hydroponicznym. Także tutaj cykl nawadniania stanowi szczególnie krytyczny czynnik, gdyż w wyniku zbyt dużej ilości wilgoci względnie nadmiernego wysuszenia korzenie mogą ulec uszkodzeniu.
    Na rynku dostępne są dobre systemy, jednak potrzeba odrobiny doświadczenia oraz prób, aby można je było optymalnie wykorzystać. Pierwsze próby mogą być połączone z pewną frustracją.

N.F.T.
    Skrót N.F.T. oznacza „Nutrient Film Technique” (Cienkowarstwowe Kultury Przepływowe). Technologia ta została opracowana w latach sześćdziesiątych w Anglii przez A. Coopera i stanowi pierwszy „prawdziwy” system wodny. Możliwe jest zbudowanie takiego systemu z materiałów zakupionych w najbliższym markecie budowlanym.
Jak mówi już sama nazwa, roztwór odżywczy cyrkuluje w sposób ciągły w postaci cienkiej warstwy. Na ramie umieszczana jest pod lekkim kątem płyta metalowa, którą zakrywa się folią plastikową. Zakorzenione w kostkach z wełny mineralnej lub w innym podobnym materiale roślinki układane są w szeregu na folii. Folię plastikową zagina się i spina w taki sposób, aby powstało koryto, w którym będzie mógł cyrkulować roztwór odżywczy. Znajdująca się w najniższym punkcie konstrukcji rynna odpływowa zbiera roztwór odżywczy i kieruje do zbiornika.
    Jeśli chodzi o zaopatrzenie korzeni w tlen, to systemy te sprawują się dobrze. Jednak awaria w dostawie prądu i związane z tym przerwanie przepływu cienkiej warstwy roztworu odżywczego skutkowałoby wyschnięciem roślin w ciągu kilku godzin, szczególnie podczas ciepłych dni. Możliwe jest także wystąpienie problemów, gdy rośliny za bardzo urosną, ponieważ mają wtedy skłonność do zbytniego ściskania swoich korzeni.

ćro-hydroponika
    Ta technologia została opracowana w latach siedemdziesiątych, równocześnie w Izrćlu oraz na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Stanowi ona podstawę nowoczesnej hydroponiki komercyjnej, takiej, jaka jest stosowana np. w Australii.  Technologia ta nie zanieczyszcza środowiska, ponieważ wykorzystuje zamkniętą cyrkulację roztworu odżywczego.
    W przypadku dużych instalacji, gdzie ważną rolę odgrywa przyjazna dla środowiska technologia, stanowi ona dobrą odpowiedź na systemy, które usuwają roztwór odżywczy po jednorazowym wykorzystaniu. Poza tym, dzięki dynamicznej cyrkulacji wody możliwe jest zmniejszenie udziału gazów w roztworze odżywczym. Dzięki temu możliwe jest hodowanie rośliny przez całe miesiące, bez ryzyka zwiększenia stężenia toksyn w strefie korzeniowej.
    W systemach ćro-hydroponicznych wykorzystywane są zarówno pompy wodne, jak i pompy napowietrzające.

    Pompy napowietrzające są stosowane w eksploatacji małych jednostek hodowlanych: małe wiadro z dziurkowanym dnem jest napełniane keramzytem, aby nadać roślinie stabilność. Wiadro to stawiane jest w większym wiadrze, które stanowi tutaj zbiornik. Mała pompa, taka, jaką stosuje się np. do akwariów, nieprzerwanie napowietrza roztwór odżywczy. Ten podnosi się w rurze pompowej, zrasza korzenie od góry i opada z powrotem do zbiornika. Systemy te nadają się w szczególności do hodowli pojedynczych roślin, których wzrost można podtrzymywać przez całe lata, otrzymując rośliny o niespotykanej wielkości. Są to bardzo dobre systemy, w których z powodu ograniczonej wielkości zbiornika wodnego roztwór odżywczy należy kontrolować najrzadziej co dwa-trzy dni, szczególnie podczas ciepłej pogody.
Istnieją także większe systemy, które za pomocą pomp wodnych dostarczają roztwór odżywczy do rur, w których umieszczane są rośliny. Strefa korzeniowa znajduje się przy tym do głębokości 8 cm pod wodą. Również w tym przypadku keramzyt nadaje roślinom wymaganą stabilność. Roztwór odżywczy jest rozpylany z dysz na korzenie, przy czym przejmuje z powietrza potrzebny tlen (stąd właśnie pochodzi nazwa tego systemu). Pompa może  podtrzymywać cyrkulację w sposób nieprzerwany lub być wyłączana na noc.
    Tego typu systemy są dostępne we wszelkich wielkościach, od 1m x 2m do 30m x 7m. Jest to mój osobisty faworyt. Technologia ta oferuje dobre nasycenie strefy korzeniowej tlenem oraz niemalże magiczny wzrost roślin. Na dodatek nie powstają żadne odpady: zbiorniki oraz kulki keramzytowe można przecież użytkować ponownie.
Strefa korzeniowa znajduje się ciągle w wodzie, dlatego temperatura w tym obszarze jest szczególnie ważnym czynnikiem. Z tego powodu system działa najlepiej w dobrze wentylowanych pomieszczeniach.

Który system wybrać?
    Prosta odpowiedź na to pytanie nie istnieje: zależy ona od uwarunkowań osobistych oraz od postawionych celów. Ważną rolę odgrywa oczywiście także aspekt finansowy oraz czas, jaki mamy do dyspozycji. Ogólna zasada brzmi: im bardziej skomplikowany system i im szybszy wzrost roślin, tym wyższe są wymagania stawiane hodowcy.
    Systemy hydroponiczne nie należą do najtańszych. Produkowane są często w małych ilościach przez średniej wielkości przedsiębiorstwa, ponieważ zainteresowanie przemysłu tą dziedziną nie jest duże. Z drugiej strony, przy odrobinie zdolności manualnych można zbudować odpowiedni system we własnym zakresie, np. z materiałów dostępnych w markecie budowlanym. Stosunkowo wysokie koszty inwestycyjne nie powinny odstraszać. Zwiększone plony szybko rekompensują wyższe koszty; dodatkowo można korzystać z zalet technologii, która zazwyczaj jest dostępna tylko dla profesjonalistów.

Obojętnie, jaki będzie to wybór, w przypadku hodowli roślin w pomieszczeniach zamkniętych należy przestrzegać kilku fundamentalnych zasad:

• •  Pomieszczenie hodowlane powinno być dobrze wentylowane. Wentylacji nigdy za wiele. Jeśli pozwala na to pogoda, to należy
• zadbać o dopływ świeżego powietrza z zewnątrz, aby zapobiec wzrostowi wilgotności powietrza i dostarczyć roślinom potrzebny im dwutlenek węgla  (CO2).
• •  Jeśli nie występuje naturalny przewiew, to wymagany przepływ powietrza można wymusić za pomocą wentylatora pokojowego. Dzięki temu zapobiega się powstawaniu stref o podwyższonej temperaturze i wilgotności powietrza, dobra wentylacja sprzyja także wzmocnieniu roślin.
• •  W przypadku stosowania sztucznych źródeł światła należy zwrócić uwagę na fakt, że efektywność żarówek maleje wraz z rosnącą odległością od liści. Dlatego lampy należy umieszczać tak blisko roślin, jak to tylko możliwe – oczywiście uważając, aby ich nie spalić. Odstęp może być różny, w zależności od zastosowanego oświetlenia. Znajdujące się w dolnej strefie liście, które otrzymują najmniej światła, można usunąć.
• •  W porze letniej należy włączać lampy także podczas nocy, aby wykorzystać chłodniejsze powietrze.
• •  Roztwór odżywczy powinien być utrzymywany w możliwie najniższej temperaturze, aby otrzymać jak największe stężenie gazów. Idealna temperatura to około 18° C. Rozwór odżywczy powinien mieć odczyn bardziej kwaśny niż w przypadku hodowli w glebie, w zakresie wartości pH od 5.5 do 6.5. Ilość rozpuszczonych soli mineralnych, charakteryzowana przewodnością elektrolityczną właściwą (wartość EC), powinna wynosić: dla sadzonek pomiędzy 0.4 - 0.8 EC, dla świeżo ukorzenionych roślin 1.6, 1.6 - 2.0 podczas fazy wzrostu wegetatywnego i 1.6 - 1.8 EC podczas fazy kwitnienia i owocowania.
• •  Kluczowe znaczenie posiada wybór odpowiedniego roztworu odżywczego:
• Już z samej definicji systemu hydroponicznego wynika, że rośliny są umieszczone w neutralnym podłożu, czyli że dostarczany nawóz jest jedynym pożywieniem, jakim dysponują. Roztwór odżywczy musi być więc kompletny i dobrze zbilansowany. Aby umożliwić przyspieszony wzrost roślin, substancje odżywcze muszą być dostępne w formie czystych soli. Zanieczyszczenia prowadzą do nagromadzania toksyn w strefie korzeniowej. Powinno się stosować tylko nawozy płynne lub stałe o bardzo dobrej rozpuszczalności, aby wytworzyć jednorodny roztwór odżywczy. Przy tym koniecznie należy zwrócić uwagę na instrukcje zawarte na opakowaniu. Nie należy jednak obawiać się własnych eksperymentów, można wypróbowywać produkty różnych producentów. Odpowiednio dopasowany roztwór odżywczy jest najważniejszym warunkiem skutecznej hodowli.

 
    Już od ponad dwudziestu lat pracuję z systemami hydroponicznymi. Przeprowadzałem przy tym próby z różnymi gatunkami roślin, których rozwój sprawdzałem poprzez hodowlę w glebie. Zaobserwowane przy tym różnice były dla mnie niejednokrotnie wielką niespodzianką. Oczywiście, nie każdą roślinę można bez zastrzeżeń uprawiać hydroponicznie, jednak za pomocą odpowiedniej adaptacji oraz przy odrobinie cierpliwości otwierają się całkiem duże możliwości.
    Nigdy nie używałem pestycydów lub innych środków chemicznych. Uważam, że lepszym rozwiązaniem jest zwalczanie szkodników za pomocą naturalnych środków, takich jak owady pożyteczne lub inne żywe organizmy, które pomagają w utworzeniu zdrowego i stabilnego środowiska dla roślin.
    Obojętnie, który z opisanych tutaj systemów wybierzemy, to obcowanie z roślinami może być bardzo wzbogacającym doświadczeniem, które każdemu mogę tylko polecić - nawet, jeśli nie zechcemy zrezygnować z wątpliwej przyjemności brudzenia rąk ziemią.