从巴比伦的空中花园到现代住宅：水培法有助于在土地有限的地方种植农作物

土地是一种有限的资源，而全球粮食需求始终呈上升趋势，农业技术专家一直在寻找不需要土壤的耕种方法。 

水培法是一种使用水基营养液代替土壤来种植植物的方法。 土壤替代品可能包括骨料基质或一系列生长介质，例如：

• 蛭石
• 椰壳
• 珍珠岩

这种多功能的栽培方法已受到业余爱好者、小农和商业企业的欢迎。 这种需求是其发展的动力 市场规模 到 7 年，预计将从近 12 亿美元增长到超过 2025 亿美元。 

水培法与气培法有何不同？

气培法利用空气对抗水培法中使用的水基营养液。 在深入研究其工作原理之前，更详细地确定这两种方法之间的差异至关重要。 

在气培法中，植物从不从水中吸收养分。 它是通过喷洒到植物根部的富含营养的雾来实现的。 另一方面，水培法充分利用水。 在这里，种植者将植物全部悬浮在水中，或者间歇性地给它们浇水。 

气培农业技术使用天气控制的封闭环境，植物在水培的营养液容器中生长。 

就其影响而言，气培法和水培法对环境都是安全的，并且零使用化肥或农药。 然而，在缺水地区种植时，气培法的优点是比水培法使用的水少得多。 

由于它们的差异和相似之处，水培法和气培法都越来越受欢迎。 今天，我们来看看水培法多年来赢得动力的方式。 

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水培科学

我们可以从结构的角度来看待水培系统。 一般来说，有两类：开放系统和封闭系统。 

我们还可以从支持介质的使用角度来看待水培法。 在这里，类别将是聚合或非聚合系统。 

最后，根据电气元件的使用，水培法可以有被动或主动系统。 现在，让我们看看这些区别意味着什么。

开放式和封闭式系统

开放式水培系统包括蓄水池、生长室和管道。 开放系统的例子包括营养膜技术、潮起潮落等。 

开放系统的核心工作架构需要营养液从储液器流到生长室，然后通过管道流回储液器。 

封闭式水培系统采用深水培养或 Kratky 方法等方法，使用营养储存库作为储存库和生长室。 悬挂的植物根无需泵即可进入营养液，因为溶液不会离开水库。 

聚合和非聚合系统

骨料系统使用骨料而不是土壤作为支撑介质，而非骨料系统使用岩棉或池面作为支撑介质。 潮起潮落和芯吸系统是骨料品种的例子，而非骨料系统则遵循营养膜技术或 Kratky 方法。 

无源和有源系统

被动式和主动式水培系统的不同之处在于，第一种系统不涉及任何移动或机动部件，因此独立于电气组件。 

另一方面，主动系统依赖于电气元件，可以是泵、曝气器和定时器。 这些成分确保及时向植物输送营养。 

技术在水培中的作用

几十年来，农业方法已经成功地利用了尖端技术。 水培法也不例外。 

基于人工智能的技术

例如，水培法使用 人工智能 精确监测现有的环境条件，包括光照水平、湿度和营养水平。 人工智能还通过为每种植物类型制定个性化的生长计划来帮助优化投资并降低成本。 

LED照明

LED 灯是水培技术的另一项关键技术干预。 与其他光源相比，这些灯消耗的能量少得多，发出的热量也少，并且持续时间更长。 

LED灯也有利于基于需求的设计。 事实证明，它们可以有效地提供正确类型的光，无论是在强度还是基于区域的焦点方面，从而促进健康的根系发育并改善植物健康。 

基于传感器的自动化种植系统

然而，迄今为止，水培技术最重要的发展是自动化种植系统。

人们可以在室内或室外设置这些系统。 甚至可以通过智能手机远程控制它们。 这些基于传感器的系统的目标是跟踪和调整（如果需要）环境参数，例如温度、湿度、光照、pH 值和养分含量。 

除了辅助优化这些因素外，它们还有助于营养供应，以维持矿物质和有机化合物的正确组合。 但与任何日新月异的新兴应用领域一样，水培法也遵循丰富的学术和应用研究的轨迹。 

水培法：它是怎么来的？ 

研究人员已经发现了古代各种形式的类似于水培法的早期无土耕作技术。 例如，人们可以在巴比伦的空中花园（公元前 600 年）、阿兹特克浮动花园（10 世纪）和中国稻田（13 世纪）中找到它的相似之处或遗迹。 

然而，加利福尼亚州教授 William F. Gericke 博士被认为是首次使用水培一词的人。 它作为一种实验室技术而发展起来，慢慢地形成了今天的商业形态。 

其商业规模的扩大在很大程度上要归功于美国军方，二战期间，美国军方利用水培法为驻扎在贫瘠的太平洋岛屿上的部队种植新鲜食物。 

从那时起，美国、欧洲、非洲和亚洲的许多公司已将水培法商业化。

提供变革性水培解决方案的商业公司

1. 成长一代

Grow Generation 是水培产品解决方案的领先供应商之一。 它提供完整的水培系统以及单独的组件，包括空气泵和水泵、冷水机和加热器、配件、种植托盘和支架、网盆和杯子、蓄水池和水箱、滴灌系统以及水过滤和处理解决方案。 

如报名参加 截至31年2022月XNUMX日的财政年度，GrowGeneration 的收入超过 278 亿美元。 毛利润超过70万美元。 然而，这一销售收入明显低于 Grow Generation 2021 年的数字，当时该公司录得收入 422 亿美元，毛利润超过 118 亿美元。  

2. ScottsMiracle格罗

ScottsMiracle-Gro 是该领域的另一家上市公司，在水培领域提供至少 XNUMX 个品牌。 其部分品牌包括 General Hydroponics、Botanicare、Vermicorp Organics、AeroGarden、Agrolux、MotherEarth 等。 General Hydroponics 提供营养素、补充剂、控制和维护产品。 它还为商业种植者和爱好者提供饲料图表，以准确决定给植物喂什么。 Scotts Miracle-Gro 在水培领域的应用已有四十多年的历史。 

Scotts Miracle-Gro 在相关机构注册的 3.9年净销售额将超过2022亿美元，4.9年将超过2021亿美元，4.1年将超过2020亿美元。这三个上市公司的毛利率占净销售额的百分比分别为22.2%、29.8%和32.6%年。 

3. Hydrofarm 控股

Hydrofarm Holdings 是另一个以其广泛的水培产品而闻名的全球品牌。 其产品范围包括泵、可编程定时器、pH 溶液、有机无土混合物等。 在过去的 45 年里，该品牌已成为满足各种室内农业需求的一站式商店。 

Hydrofarm 通过 Greencoast 和 Growers House 等专业水培零售商向分散的客户群销售产品； 花园中心/零售店，例如 Nurseryland 和 Ace Hardware； 电子商务合作伙伴，例如亚马逊和 Hydrobuilder； 以及温室/渠道合作伙伴，例如 BFG Supply Co 和 Griffin。

2022年， 水力发电厂 净销售额超过344亿美元，毛利润超过29万美元。 2021年销售额超过479亿美元，毛利润超过101亿美元。 

所有这些多年来通过销售水培解决方案创造可观收入的大型上市公司都证明了农业技术的价值及其可行性。 不可否认，它具有多种优势。 让我们来看看其中的一些。

水培法：需要克服的机遇和挑战

任何有助于节省土地和水等有限资源的农业技术都有益于地球的健康。 水培法具有许多优点，体现了这种方法。 

例如，通过水培法，种植者可以生产比传统农业多三到十倍的粮食。 该植物的生长时间也少得多。 它不需要除草剂或杀虫剂，因为水培作物可以免受杂草和昆虫的侵害。 

研究表明，该公司的用水量比传统农业少 20 倍。 此外，由于它发生在封闭且受控的系统中，因此污染的机会太小。 然而，为了充分发挥水培法的潜力，它必须克服相当多的挑战。 

首先，初始建设成本必须较低，高于在陆地上开展农业所需的成本。 由于不涉及土壤（传统农业中土壤是天然屏障），因此疾病有可能通过水迅速传播到整个系统。 

人们还必须不断检查土壤中是否有微生物，例如细菌和霉菌，这些微生物可能会污染水。 

除了物理监测外，水培法还需要资源密集型干预措施来维持营养水平，这需要有关适当灌溉和照明技术的培训和教育。 

水培法：未来之路

多年来，水培法已真正成为可持续农业的可行解决方案，其不断扩大的范围使未来充满希望。 例如，许多营养液成分都是从盐中获得的。 

然而，如果没有这些成分，种植者有足够的机会用更常见的有机肥料代替它们，例如牛粪或鸟粪。 营养物质还可能包括鱼粉、木材或谷物残渣或海藻。 

同样，有许多基质可供选择，包括珍珠岩、浮石、蛭石、稻壳、木纤维、羊毛和岩棉，为种植者提供了多种选择。 

最重要的是，水培法可以帮助生产各种农作物和植物，使其适合家庭农业和大规模农业，包括绿色植物、蔬菜、水果和芳香植物。 

在未来的几年里，凭借对灌溉、植物生物学、遗传学以及光和空气控制技术的适当了解，我们可以推进水培法，将其作为陆地农业的可行补充。

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