Systemy hydroponiczne jako alternatywa dla tradycyjnych upraw? W przyszłości nie jest to wykluczone, a nad takimi rozwiązaniami pracują już studenci z Koła Naukowego KoNaR. I mają gotowe prototypy!

Hydroponika to uprawa roślin bez gleby. W tego typu uprawach rośliny są najczęściej umieszczane w wełnie mineralnej, przez którą filtrowana jest woda z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi. Są też odpowiednio naświetlane. Dzięki temu szybciej rosną, a przez brak ziemi mniej ważą i dzięki temu są dobrym rozwiązaniem np. dla załóg przebywających na stacjach kosmicznych.

Pomysł z książki

Na pomysł zbudowania systemu hydroponicznego „Luna” wpadł Łukasz Kucharski, student na Wydziale Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, czytając książki z serii „Ekspansja”, opowiadające o losach załogi statku kosmicznego „Rocinante”. Opisywane były tam m.in. pola hydroponiczne służące do uprawy roślin na stacjach kosmicznych.

– Pierwszy działający prototyp zbudowałem w domu i wtedy też zaprezentowałem go w naszym kole. Myślałem, że na tym się skończy, ale pomysł spotkał się zainteresowaniem. Udało nam się pozyskać dofinansowanie z programu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje” organizowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki i postanowiliśmy go dalej rozwijać – mówi Łukasz Kucharski, koordynator projektu.

Opracowany system miał być całkowicie zautomatyzowany, tak aby użytkownik po posadzeniu roślin mógł monitorować ich rozwój, aż do chwili zbiorów. Należy przy tym pamiętać, że utrzymanie roślin w hydroponice jest dosyć trudne.

– W każdym momencie rośliny muszą otrzymywać odpowiednią ilość elementów odżywczych, na ich wzrost wpływa także właściwe pH, natężenie światła, temperatura – wyjaśnia Agata Zawrotniak z Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego, która w projekcie odpowiada właśnie za rośliny. – Zaczęliśmy od posadzenia sałaty, bo jest dość łatwa w uprawie, ale teraz mamy już zioła, a ostatnio także drzewka tlenowe – dodaje.

Do domu i do badań

Studenci opracowali dwa systemy hydroponiczne. Pierwszy został przygotowana na potrzeby użytkowników indywidualnych, wykonano go z łatwo dostępnych elementów i zajmuje ok. 1 m kw. powierzchni. Dzięki temu można go postawić w domu, szklarni, a nawet na tarasie. Swoje rozwiązanie studenci prezentowali m.in. w trakcie Dni Aktywności Studenckich.

Młodzi konstruktorzy chcą w przyszłości udostępnić projekt wszystkim zainteresowanym – elementy systemu docelowo będzie można wydrukować na drukarce 3D.

Drugi system hydroponiczny jest większy, o wiele bardziej zaawansowany i służy do prowadzenia doświadczeń badawczych. Wyposażony został m.in. w obiektywy, dzięki którym można dokumentować wzrost roślin.

– Współpracujemy m.in. z Kołem Naukowym Bio-Top z Wydziału Chemicznego. Wspólnie prowadziliśmy testy różnych roztworów odżywczych na sadzonkach pszenicy, kukurydzy i rzepaku, mierząc ich wpływ na kiełkujące rośliny. Badania dotyczyły także wykorzystania nawozów opartych o grzyby strzępkowe – wyjaśnia Agata Zawrotniak.

Wiele wyzwań

Opracowując systemy, studenci musieli zmierzyć się z wieloma wyzwaniami. Początkowo największe problemy były związane ze zdobyciem odpowiedniego sprzętu np. zbiorników na wodę o właściwej pojemności.

– Bardzo trudno było je dostać, ale teraz chcemy wykorzystać spawane zbiorniki plastikowe. Jesteśmy już w kontakcie z firmą, którą będzie w stanie wykonać dla nas takie elementy – wyjaśnia Łukasz Kucharski. – Sporym problemem było także utrzymanie odpowiednich parametrów wody. Czujniki, których używamy, nie do końca się w tym zakresie sprawdzają. Zdarzają się nawet sytuacje, kiedy nawzajem się zakłócają. Ich właściwe skalibrowanie często jest dużym wyzwaniem – dodaje.

Ekologiczne rozwiązanie

Zainteresowanie systemami hydroponicznymi na świecie systematycznie rośnie. Chociaż tego typu rozwiązania kojarzą się bardziej z doświadczeniami prowadzonymi na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, to na szeroką skalę można je stosować również na Ziemi.

– To bardzo ekologiczne rozwiązania. Przygotowany przez nas system zużywa 95 proc. mniej wody niż tradycyjne rozwiązania. Wszystko dzięki zamkniętemu obiegowi wody, do której dodajemy jedynie składniki odżywcze. To sprawia, że rośliny rosną szybciej, są większe, a przy tym zdrowsze. Nie trzeba stosować żadnych oprysków, bo roślinie nie są narażone np. na pasożyty bytujące w glebie, nie trzeba ich też myć –  tłumaczy Agata Zawrotniak.

Na rozwój swojego projektu nasi studenci otrzymali niedawno grant z miejskiego Funduszu Aktywności Studenckiej (FAST). Chcą także aplikować o dofinansowanie w ramach ministerialnego programu „Najlepsi z najlepszych”. Nawiązali również współpracę z firmą zajmującą się uprawą drzewek tlenowych.

„Lunę” można było zobaczyć w Krakowie, w trakcie Konkursu Konstrukcji Studenckich KOKOS, gdzie została zgłoszona w kategorii „Ecology”.

mic