אירופוניקה

אירופוניקה (באנגלית Aeroponics) היא שיטה לגידול צמחים ללא שימוש באדמה או מצע אחר.

מקור השם מגיע מהמילים הלטיניות aero (אוויר) ו-ponos (עבודה).

בשיטה זו הצמחים גדלים כששורשיהם תלויים באוויר והם נתמכים באופן מלאכותי. שורשי הצמחים נחשפים לחומרים מזינים דרך האוויר, לרוב דרך רסיסי מים המועשרים בחומרים המזינים. גידול אירופוני הוא תת-תחום של הטכניקה ההידרופונית, והוא סוג של חקלאות אנכית.

 תיאור השיטה 
ממוזער|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, ואינו מצריך אדמה או מצע אחר לתמיכה. גידול הצמח נעשה באוויר ובמים: שורשי הצמח תלויים באוויר בתוך מכל אטום, והם חשופים לרסיסי מים המועשרים בחומרים מזינים, אשר מותזים על הצמח בעזרת מכשירי ריסוס - זרבוביות ומייצרי ערפל.

חלקו העליון של הצמח מופרד מהשורשים ונמצא מעל לאזור הרטוב.

מערכת זו מאפשרת ליצור עבור הצמחים סביבה של גדילה מואצת בתנאים מבוקרים.

במערכות אירופוניות מסוימות, הצמח סופג את החומרים המזינים רק בכמות הדרושה לו, והשאריות נאספות בחזרה וממוחזרות על מנת לצמצם בצריכת מים וחומרים מזינים.

 היסטוריה 
ההופעה הראשונה של טכניקה אירופונית הייתה ב-1911, כאשר  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.

בתחילת שנות ה-20 של המאה ה-20, החוקר  פיתח מערכת פרימיטיבית לגידול באוויר, בה השתמש לניסויי מעבדה על מנת לחקור את מבנה שורשי הצמחים. הוא דיווח שהשיטה האירופונית היא שיטה טבעית ופשוטה לגידול צמחים ללא שימוש באדמה. היעדר האדמה פתר קשיים רבים ואיפשר לקבל תוצאות ברורות יותר בקלות. שורשי הצמחים נתלו באוויר והגבעולים קובעו במקום בעזרת מבנה מלאכותי.

בשנת 1942, ו. קרטר (W. Carter) ביצע מחקר פורץ דרך בתחום, כשהשתמש בשיטה לגידול אננס. הוא תיאר אותה כטכניקה שימושית ויעילה בחקר שורשי צמחים, אשר מצמצמת באופן משמעותי את הפגיעות הפיזיות בצמחים, ואת ההפרעות המופיעות בעת הגידול - בהשוואה לשיטות גידול המשלבות שימוש באדמה, בחול, ואפילו במים מאווררים. יתרה מכך, השימוש בסביבה מבודדת ומבוקרת, בה ניתן לשלוט בזמני הריסוס ובאורכם, איפשר למדוד את החומרים המזינים שהצמח צרך לאורך זמן ובתנאים שונים.

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.

בשנת 1952, ויויאן וטרוול (M. C. Vyvyan, G. F. Trowell) תיארו שיטה לגידול עצים באמצעות גידול השורשים בסביבת ערפל בעזרת תמיסת הזנה.

בשנת 1957, פריץ וונט (F. W. Went) טבע לראשונה את השם Aeroponics (אירופוניקה), ביחס לניסויים שלו על גידול קפה ועגבניות, כך ששורשיהם תלוים באוויר במכולה אטומה, ומוזנים על ידי רסיסי מים עם חומרים מזינים, שהועברו לצמחין בעזרת מרססים.

עד שנת 1966, נעשה שימוש במערכות אירופוניות רק לצורך חקר המבנה של שורשי צמחים.

בשנת 1983, חברת GTi הציגה את המערכת האירופונית הראשונה במעגל סגור, 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 נסמכה על חיישנים מסוגים שונים.

ב-1988, פיטרסון וקרוגר (Peterson and Krueger) טענו כי מערכות אירופוניות הן המערכות היעילות ביותר לגידול צמחים ללא אדמה, בהשוואה לשיטות גידול אחרות ללא אדמה.

במהלך שנות ה־90 של המאה ה-20 סוכנות החלל האמריקאית נאס"א ביצעה סדרת ניסויים באירופוניקה בחלל ועל כדור הארץ. במהלך הניסויים נבחנו תנאי הגידול הנדרשים לגידול צמחים ללא אדמה בתנאי כבידה שונים. התוצאות הצביעו על יעילות רבה בשימוש בשיטת הגידול בכל תנאי הכבידה שנבדקו.

 סוגי אירופוניקה 
 לחץ נמוך 
ברוב גינות האירופוניקה בלחץ נמוך, שורשי הצמחים תלויים מעל מכל 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 המכל. עם זאת, ככל שהצמחים מתבגרים, הם עשויים להתמודד עם אתגרים כמו חלקי שורש יבשים שמונעים קליטת תזונה מספקת.

בשל העלות, לסוגי יחידות אלו חסרות תכונות מתקדמות כגון טיהור תמיסת התזונה והסרת גורמים פתוגנים. הן מתאימות לגידול ביתי וחובבני, ולהדגמת עקרונות האירופוניקה.

 לחץ גבוה 
בגינות אירופוניקה בלחץ גבוה, ערפל נוצר על ידי משאבת לחץ גבוה (או משאבות). ובדרך כלל היא משמשת לגידולים בעלי ערך גבוה, מסחרי או מחקרי. השיטה כוללת טכנולוגיות לטיהור אוויר ומים, טיהור של תמיסות תזונה, פולימרים קלי משקל ומערכות שילוח בלחץ של חומרים מזינים.

 מסחרי 
ממוזער|גידול צמחים בשיטה אירופונית במושב סתריה, 1981.
מערכות אירופוניקה מסחריות כוללות ציוד חומרה בעל מתח גבוה ומערכות ביולוגיות. מטריקס המערכות הביולוגיות כולל שיפורים להארכת חיי הצמח והבשלתו.

מערכות מורכבות יותר מכילות רכיבי חומרה כגון מערכת שליטה במי שפכים, פונקציות עמידות כנגד פתוגנים, תזמון מדויק והפעלת לחץ על תמיסת התזונה, חיישני חימום וקירור, שליטה תרמית על התמיסה, מערך שטף פוטונים, סינון אופטי, תכונות תחזוקה מופחתות לחיסכון בעבודה, תכונות ארגונומיות ואמינות לטווח ארוך. מערכות מסחריות מתקדמות כוללות גם מערך לאיסוף נתונים, מעקב, משוב אנליטי, וחיבור אינטרנטי למערכות משניות שונות.

מערכות אירופוניקה מסחריות, משמשות לגידול ירקות במקרים שבהם מחזורי יבול רבים מתבצעים באופן מסחרי מתמשך ומבטיחים תמורה כספית גבוהה.

 מרכיבים במערכות אירופוניות 
מאחר שהמערכת סגורה, על המגדל לספק את כל החומרים המזינים והמים לצמח, בכמויות מפוקחות.

 המים במערכת 
מאחר שהמערכת 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 עדיפים מים ממקור מבודד (כגון בארות עמוקים), או מים אשר עברו סינון לפני השימוש.

 חומרים מזינים 

החומרים העיקריים לשימוש מסחרי הנדרשים לרוב היבולים הם אמוניה, אמוניום חנקתי, זרחן, אשלגן, סידן, מגנזיום, נתרן, ברזל, אבץ ובור.

 חומר צמחי 
כדי שהמערכת תהיה מבודדת וסטרילית, נהוג להשתמש בצמחים שגדלו בתנאי מעבדה, ולא בטבע. יש להקפיד על כך שלא יכנסו לסביבה צמחים הנושאים מחלות, מאחר שבמערכת הסגורה הן יתפשטו ביתר קלות לכל הצמחים שבתוכה. נוסף על כך, על מנת לאפשר הסתגלות הצמחים לסביבה האירופונית יש להכניסם בגיל ובגודל מסוים. הם חייבים להיות בוגרים דיים כדי לשרוד את התהליך, אבל מצד שני לא גדולים מדי, כדי שלא יגוועו עד שהשורשים יצליחו לקלוט מספיק חומרים המזינים.

 יתרונות וחסרונות 
 יתרונות 
 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.
 העברה משופרת של חומרים מזינים לצמח

אירופוניקה מאפשרת לתמיסות תזונה שונות להיות מועברות אל השורשים ללא הצורך לשטוף את התמיסה שבהם היו לפני כן. רמה מוגברת זו של שליטה היא שימושית כשבוחנים את האפקט של תמיסות שונות על השורשים של צמח נתון.

באופן דומה, אירופוניקה מאפשרת טווח רחב יותר של תנאי גידול בהשוואה למערכות אחרות. לדוגמה, ניתן לכוונן את התדירות ואת משך ריסוס התמיסה על מנת להתאים את המערכת לצורכי מיני צמחים ספציפיים.

פחות מים וחומרים מזינים

ביחס לשיטות אחרות, צמחים הגדלים בשיטה זו דורשים פחות מים וחומרים מזינים בממוצע, מאחר שהם סופגים אחוז גבוה יותר מהחומרים המסופקים להם (ספיגת השורשים יעילה יותר ישירות דרך האוויר)
 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.
 יותר ידידותי למשתמש

עיצוב המערכות האירופוניות מקל על טיפול בצמחים. זאת בזכות היות הצמחים תלויים באוויר ובזכות ההפרדה בין הצמחים. קצירת צמחים בודדים היא קלה וישירה מאוד. כמו כן, הסרת צמחים חולים מתבצעת בקלות ללא הסיכון של הסרת צמחים נוספים בסביבה או הדבקה שלהם.
 גידול לאורך כל השנה

כיוון שהצמחים גדלים בסביבה מבוקרת, ניתן לגדל יבולים כל השנה, ללא תלות במזג האוויר .
 גדילת צמחים מהירה

מערכות אירופוניות מאפשרות גדילה מהירה של צמחים מכיוון שיש לשורשיהם גישה להרבה חמצן.
 ניידות

צמחים, ואפילו בתי גידול שלמים, יכולים להיות מועברים ללא הרבה מאמץ. כל הנחוץ לביצוע המעבר הוא הזזת הצמחים מצינור אחד לאחר.
 פחות מקום ויותר תפוקה

ניתן לערום מערכות אירופוניות בשכבות על מנת לבנות חוות אנכיות התופסות פחות מקום ביחס לשיטות מסורתיות לגידול צמחים.
 ערך לימודי גבוה

מחקר של צמחים ושורשיהם במעבדות נעשה קל יותר לסטודנטים וחוקרים באמצעות גידול אירופוני.
 מרחב גדילת שורשים הולם

במערכת זו, לשורשי הצמחים יש מרחב פתוח לגדול, ולכן אין צורך בהתארכות רבה על מנת להגיע לחומרים מזינים.
 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.
 מוצר נקי ממחלות

מאחר שהצמחים גדלים בסביבה נקייה וסטרילית, הסיכוי שהתוצר החקלאי יסבול ממחלות נמוך משמעותית.
 ניתן לשתול בשיטה זו גם ללא כבידה

באמצעות טכניקה זו, ניתן לגדל מזון גם מחוץ לכדור הארץ, בתנאי כבידה נמוכים יותר (לדוגמה בירח).

 חסרונות 
 מגדל הצמחים חייב מיומנות וידע מסוימים על מנת לתפעל את המערכת, בעיקר במערכות המתקדמות יותר, שכן אלו מערכות מורכבות המנצלות טכנולוגיות מתקדמות.
 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.
 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.

 קיימות 
אחת הבעיות המרכזיות בעולם היא התמודדות עם הרעב והעוני תוך הפיכת החקלאות לספקת מזוןבר קיימא. מתקדם מהר יותר מחקרים מדווחים כי בשנת 2050, אוכלוסיית העולם צפויה להיות מעל 10 מיליארד בני אדם ויש להבטיח גידול מקורות מזון באותו קצב .

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.

 לקריאה נוספת 
 יונתן שרם, אירופוניקה - כל מה שאתה צריך לדעת
 הרב אהוד אחיטוב, ברכה על הפרשת גידולי אירופוניקה באתר למעשה - אקטואליה הלכתית
 בריאן בארת', אירופוניקה - איך היא עובדת? (אנגלית) באתר modern farmer
 מבט מעמיק על אירופוניקה (אנגלית) באתר trees

 ראו גם 
 הידרופוניקה
 גידול צמחים בחלל
 מצע מנותק
 כושר נשיאה

קישורים חיצוניים

 הערות שוליים 

קטגוריה:חקלאות
קטגוריה:קיימות