Обзор технологий почвенного и беспочвенного выращивания — возможности, вызовы и игнорируемый вопрос устойчивого развития

Во многих регионах мира такие ресурсы, как плодородная почва и чистая вода, уже ограничены. Кроме того, традиционное использование пахотных земель становится все более затруднительным, что усугубляется изменением климата. Беспочвенные системы выращивания не только позволяют экономить воду и культивировать растения без почвы, но и дают возможность использовать городские пространства, например крыши жилых зданий, для производства продовольствия в непосредственной близости от потребителей. В настоящем обзоре выявлены области применения беспочвенных систем земледелия и проведено их сравнение с традиционным сельским хозяйством. Кроме того, рассмотрены вопросы экономической целесообразности, устойчивого развития и современные тенденции. Представлен обзор наиболее важных беспочвенных систем земледелия — гидропоники, аквапоники и вертикального земледелия. Эти системы дифференцированы и, насколько это возможно, оценены с точки зрения их воздействия на окружающую среду и сопоставлены с традиционными методами выращивания. Сравнение опубликованных данных об урожайности гидропонных систем выращивания с урожайностью почвенных методов позволяет получить общее представление о рентабельности обоих методов и тем самым создает основу для будущих исследований и практического применения. Представлены наиболее важные инертные субстраты для гидропонных систем, а степень их устойчивости сопоставлена для акцентирования экологических последствий и содействия выбору субстратов в будущих проектах. На основе оценки наиболее важных беспочвенных систем выращивания выделены и обсуждены проблемы и направления развития современных технологий.