Authors

Abstract

This paper explores hydroponic vertical systems as a sustainable solution to modern agricultural challenges, particularly those posed by climate change. Hydroponics, a method of growing plants without soil using nutrient-rich water solutions, offers significant advantages over traditional farming. Vertical systems maximize space efficiency by growing plants in stacked layers, making them ideal for urban environments with limited space. These systems provide a controlled environment that mitigates the impacts of extreme weather, ensuring consistent crop production. The paper reviews various hydroponic techniques, including deep water culture, nutrient film technique, flood and drain, and drip irrigation. It highlights the efficiency of water use in hydroponics, crucial for areas facing water scarcity. Advanced technologies, such as sensors, automated nutrient delivery, and LED lighting, are employed to optimize growing conditions, enhance resource use efficiency, and improve crop yields. LED lights, in particular, offer energy efficiency, customizable spectra, and low heat output. Mathematical models are used to maximize plant development and resource efficiency, providing a framework for understanding plant-environment interactions. Despite high initial setup costs and the need for technical expertise, hydroponic systems present long-term economic and environmental benefits. This paper underscores hydroponic vertical systems' potential to revolutionize urban agriculture, ensuring food security and sustainability amidst climate change challenges.

Abstract in Romanian

Această lucrare explorează sistemele verticale hidroponice ca o soluție durabilă la provocările agricole moderne, în special cele generate de schimbările climatice. Hidroponia, o metodă de cultivare a plantelor fără sol folosind soluție de apă bogată în nutrienți, oferă avantaje semnificative față de agricultura tradițională. Sistemele verticale maximizează eficiența spațiului prin creșterea plantelor strtificat, făcându-le ideale pentru mediile urbane cu spațiu limitat. Aceste sisteme oferă un mediu controlat care atenuează impactul vremii extreme, asigurând o producție constantă a culturilor. Lucrarea trece în revistă diferite tehnici hidroponice, inclusiv cultura în apă adâncă, tehnica filmului nutritiv, inundarea și scurgerea și irigarea prin picurare. Subliniază eficiența utilizării apei în hidroponie, crucială pentru zonele care se confruntă cu deficitul de apă. Tehnologiile avansate, cum ar fi senzorii, livrarea automată a nutrienților și iluminatul cu LED-uri, sunt folosite pentru a optimiza condițiile de creștere, a îmbunătăți eficiența utilizării resurselor și a îmbunătăți randamentul culturilor. LED-urile, în special, oferă eficiență energetică, spectre personalizabile și putere termică scăzută. Modelele matematice sunt folosite pentru a maximiza dezvoltarea plantelor și eficiența resurselor, oferind un cadru pentru înțelegerea interacțiunilor plante-mediu. În ciuda costurilor inițiale mari de instalare și a necesității de expertiză tehnică, sistemele hidroponice prezintă beneficii economice și de mediu pe termen lung. Această lucrare subliniază potențialul sistemelor verticale hidroponice de a revoluționa agricultura urbană, asigurând securitatea alimentară și sustenabilitatea în mijlocul provocărilor legate de schimbările climatice.