کشت گیاهان دارویی تحت شرایط کنترل شده سیستم‌های هیدروپونیک و آئروپونیک برای تولید متابولیت ثانویه در سال‌های اخیر به طور قابل توجهی در بین کارآفرینان مقبولیت یافته است و فرصت‌هایی را برای تولید زیست توده در مقیاس بزرگ ارائه می‌دهد.
این سیستم‌ها پتانسیل تولید محصول «در تمام طول سال» و همچنین تضمین ایمنی مواد غذایی و امنیت زیستی و همچنین کاهش قابل توجه ورودی آب، آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها را دارند.
این سیستم‌های کشت، فرصتی را برای تولید زیست توده با کیفیت، با مزیت کوتاه کردن چرخه رشد گیاهان دارویی، فراهم می‌کند.
تکنیک هیدروپونیک از یک محیط مغذی برای رشد گیاهان استفاده می‌کند، در حالی که از یک غبار ریز محلول غذایی برای رشد گیاهان در یک سیستم ایروپونیک استفاده می‌شود.
این سیستم‌ها کنترل بهینه شرایط رشد، از جمله دما، سطح مواد مغذی، pH، رطوبت، فرکانس و مدت زمان مه‌زدگی و در دسترس بودن اکسیژن را برای محیط ناحیه ریشه فراهم می‌کنند.
این ویژگی‌ها به این سیستم‌ها پتانسیل تبدیل شدن به یک روش تجاری مناسب برای کشت محصولات ریشه دارویی با ارزش را می‌دهد که از برخی مشکلات عمومی مرتبط با کشت در خاک جلوگیری می‌کند.
یک روش کشت برای Picrorhiza kurroa، یک گیاه دارویی مهم که به خاطر پیکروزید I و Picroside II دارای ارزش دارویی است، در شرایط هیدروپونیک و آئروپونیک برای اولین بار برای تولید زیست توده با کیفیت توسعه یافت.
نتایج نشان داد که مقادیر بیشتری از picroside I و II در برگ (3.79٪) و ساقه (1.34٪) گیاهان تیمار شده با هوا در مقایسه با شاهد افزایش یافته است. مقادیر قابل توجهی از پیکروزیدها نیز در ریشه گیاهان تیمار شده یافت شد.
حتی در شرایط هیدروپونیک، محتوای picroside I (1.19٪) در ریزوم گیاهان دارویی تیمار شده افزایش یافت. تغییرات در محتوای پیکروزید در سیستم‌های هیدروپونیک و آئروپونیک با استفاده از دمای ناحیه ریشه (10 درجه سانتی‌گراد) احتمالاً به دلیل تفاوت در متابولیسم مواد مغذی بوده است.
هر دو سیستم کشت هیدروپونیک و آئروپونیک امکان دستکاری دقیق شرایط محیطی را فراهم می‌کنند و در نتیجه افزایش تولید و بهبود کیفیت محصولات را ارائه می‌دهند. به طور خاص، ویژگی‌های محلول غذایی مانند دما، pH، هدایت الکتریکی و محتوای اکسیژن را می توان با توجه به نیازهای خاص گیاهان دستکاری کرد.
این روش‌‌ها همچنین پتانسیل تولید مواد با کیفیت را در مدت زمان کم دارند. محلول مواد مغذی جزء اساسی در سیستم‌های هیدروپونیک و ایروپونیک است.
هدایت الکتریکی محلول غذایی باعث رشد گیاه می‌شود. علاوه بر این، تامین دقیق محلول غذایی و تنظیم pH منجر به تولید زیست توده با کیفیت می‌شود.
بنابراین، این روش‌های کشت می‌تواند ضمن کاهش هزینه واحد تولید، عملکرد محصول را افزایش دهد. علاوه بر مزایای اقتصادی، این سیستم‌ها می‌توانند صرفه جویی در آب را تسهیل کرده و اشتغال‌زایی کنند.
روش جایگزین تولید زنجبیل
بیماری‌های منتقله از خاک و آلودگی نماتدها در مزارع زنجبیل زیاد است. کشت آئروپونیک زنجبیل می‌تواند ریزوم‌های باکیفیتی را فراهم کند که عاری از آفت‌کش‌ها و نماتدها هستند که در گلخانه‌هایی با دمای معتدل زمستانی تولید می‌شوند.
سیستم هیدروپونیک بازده بیشتر و ریزوم های با کیفیت بهتر تولید می‌کند. مشاهدات اولیه در فلوریدا جنوبی نشان داد که هزینه تولید در سیستم‌های هیدروپونیک به دلیل کاهش هزینه‌های نگهداری، ناشی از بیماری، آفات و آلودگی علف‌های هرز کمتر است در آریزونا همچنین کشت ایروپونیکی زنجبیل بدون خاک را برای به دست آوردن ریزوم‌های با کیفیت بالا در گلخانه‌هایی با دمای معتدل زمستانی که عاری از آفت‌کش‌ها و بدون هجوم نماتد هستند، انجام داده شده است.
سیستم منحصربفرد آئروپونیک کشت زنجبیل دارای واحدهای در حال رشد است که شامل «محفظه های ریزوم» جدا شده و بالاتر از یک محفظه اسپری ایروپونیک است. گیاهان در محیط پرلیت گرمای پایینی دریافت کردند که رشد سریع و بلوغ سریع‌تری را نشان داد.
یک روش هیدروپونیک غیرگردشی در هاوایی برای تولید زنجبیل عاری از بیماری برای دانه استفاده شد، معایب این سیستم شامل سرمایه‌گذاری اولیه سنگین برای احداث گلخانه‌ها یا سازه‌های سرپناه، نیمکت‌های کامپوزیت پلاستیکی، سیستم آبیاری کارآمد، گلدان‌ها و محیط گلدان تمیز، منبع مطمئن آب تمیز، ترجیحاً از یک منبع قابل اعتماد لوله‌ای، در دسترس بودن استارترهای بدون پژمردگی و اطمینان از اقدامات بهداشتی دقیق در گلخانه برای جلوگیری از شروع بیماری و حمله آفات هستند.
راتون کردن در زنجبیل رایج نیست و تشویق یا ترجیح داده نمی‌شود، زیرا محصول نهایی حاوی فیبر بیشتری است.
با این حال، ریدلی (1912) اشاره کرد که تعدادی از کشاورزان در جامائیکا به تمرین ضربت زدن پرداختند. عصاره‌های زنجبیل راتون نسبت به عصاره‌های حاصل از کاشت معمولی «طعم آتشین» بالاتر و طعم کمتری داشتند.
