کشت هيدروپونيك

با توجه به محدودیت کمی و کیفی منابع آب و خاک و لزوم تامین مواد غذایی برای جمعیت رو به رشد کشور، اتخاذ سیاستهای جدید در این زمینه ضروری است. بر همین اساس در سالهای گذشته توجه ویژه ای به تولید محصولات کشاورزی در محیطهای کنترل شده به ویژه نظامهای کشت بدون خاک یا هیدروپونیک معطوف شده است.

1- اهداف زيست محيطي

افزايش جمعيت و نياز روز افزون جامعه به محصولات خوراکي و انگيزه هاي اقتصادي دست اندرکاران توليد باعث شده که همه منابع توليد با هرگونه آثاري بکار گرفته شود و توجهي به تبعات زيست محيطي آن نشود. جمعيت زياد و کمبود وقت مناسب و کثرت اطلاعات متأسفانه فرصت لازم را براي افراد جامعه فراهم نمي کند که از نظر زيست محيطي در مصرف محصولات خوراکي خود انديشه کنند که چه بر سر آنها مي آيد، در صورتي که اخيرا تکنولوژي هاي جديد توانايي انسان را در کاهش خسارت هاي زيست محيطي فزوني بخشيده و در نتيجه از اين طريق توانسته آثار زيان بار بر محيط زيست و سلامتي انسان ها را کاهش دهد. بدين منظور در چند ساله اخير موضوع تامين نيازهاي جامعه از طريق توسعه پايدار بشدت در حال پيگيري است و طبيعتا کشور ما هم نمي تواند از اين مسئله جدا باشد و بايد روش هاي گونان دفع آثار زيانبار حاصله از توليدات کشاورزي را به هر شکل در دستور کار خود قرار دهد.
در شيوه توليدي که در اين مکتوب بدان اشاره مي گردد، مصرف سموم و کودهاي شيميايي و آب مصرفي بحداقل مي رسد و از مصرف فاضلاب هاي شهري و صنعتي و آلودگي هاي فلزات سنگين و ميکروبي در آن خبري نيست. همچنين آثاري از مگس ها و پشه هاي خاک گلداني و يا بوي تعفن وجود نخواهد داشت.

2- توسعه علوم نوين کشاورزي در جامعه

آشنايي افراد علاقه مند به کشت بدون خاک و توليد هر نوع سبزيجات خوراکي و يا پرورش گل هاي زينتي در هر زمان و حداقل مکان مورد نياز مي تواند شرايط مناسبي را براي سرگرمي و لذت از زيبايي هاي طبيعت در محيط مسکوني به وجود آورد.

3- اشتغال زايي و صرفه جويي اقتصادي

حذف زمان لازم براي خريد سبزيجات از بيرون منزل، جنبه اشتغال زايي براي توليد کنندگان دستگاه هاي آوند کشت و همچنين آشنايي افراد علاقه مند براي امکان توسعه در سطوح وسيع تر و بالاخره اينکه معادل سطوح توليد گل هاي زينتي و سبزيجات به اراضي زير کشت اينگونه محصولات اضافه خواهد شد.

فناوري هيدروپنيك

کشت بدون خاک و یا خارج از خاک (هیدروپونیک) یعنی که گیاه چرخه کامل زندگی و تولید مثل خود را بدون تماس با محیط طبیعی خود یعنی خاک انجام بدهد.
در کشت گیاهان خارج از خاک ریشه گیاه بوسیله یک محیط مایع معدنی بنام محلول غذایی تغذیه میشود. این محلول غذایی آب و اکسیژن محلول و عناصر معدنی ضروری را عموماٌ به صورت های یون های حاصل از نمک های محلول و گاهاٌ تحت فرم کلات های آلی (مانند آهن) را در اختیار گیاهان قرار میدهند. در نتیجه مشخصه بارز این تکنولوژی، تغذیه ریشه بوسیله محلول غذایی بوده و گاهي از یک بستر خنثی به عنوان یک تکیه گاه استفاده میشود. بسترهای مورد استفاده در کشت هیدروپونیک اصولاٌ باید از نظر شیمیایی خنثی باشد و فقط جهت آسان کردن اکسیژن رسانی به سیستم ریشهای و تکیه گاه محکمی برای گیاه باشد. بسترهای مذکور در محفظه هایی قرار میگیرد و از گسترش ریشه با محیط خارجی و یا نفوذ احتمالی آن درون خاک جلوگیری به عمل میآورد. این محفظه میتواند گلدان های پلاستیکی، ساک ها و باک ها و ظروف محکم واجد قطره چکان باشد. کشت هيدروپونيک اين امکان را به کشاورز مي دهد که در زمان کوتاه تر با زحمت کمتر محصولي با راندمان بيشتر را کشت نمايد. علم هيدروپونيک ثابت کرده است که براي رشد گياهان به خاک احتياجي نيست اما به عناصري که در خاک موجود است (مواد معدني، موادآلي) احتياج است. هر گياهي را مي توان به صورت هيدروپونيک کشت کرد ولي بعضي از آنها موفقيت بيشتري در اين سيستم دارند. کشت هيدروپونيک براي ميوه هايي با محصولات مقاوم از قبيل گوجه، خيار، فلفل، گياهان برگي مثل کاهو، سبزي و گياهاني که رشد سريعي دارند ايده آل است. امروزه از کشت هيدروپونيک براي توليد علوفه دام استفاده هاي زيادي مي شود و اين امر به يک راه اقتصادي و مناسب براي توليد علوفه دامداران تبديل شده است. در کشت هيدروپونيک در صورتي مي توانيد پيشرفت کنيد که محلول غذايي صحيحي براي تأمين احتياجات گياه تهيه کنيد.
اغلب اعمالي که براي کشت هيدروپونيک انجام مي شود شبيه اعمال کاشت گياهان در خاک است. کشت تجاري هیدروپونیک شامل ترکيبي از تکنولوژي هيدروپونيک با کنترل عوامل محيطي براي رسيدن به بهترين کيفيت محصول مي باشد. در ساختار گلخانه شما با کنترل دما، رطوبت و نور قادر به کشت در تمام طول سال مي باشيد.

تاريخچه هيدروپنيك

در کره زمین مربوط به زمانی است که در اقیانوس‌ها گیاهان بدون وجود خاک در حال رویش بودند وکشت هیدروپونیک در زمین پس از به وجود آمدن خاک به زمان اهرام مصر تعلق دارد. اما بسیاری از افراد معتقدند که هایدروپونیک از بابل قدیم شروع شده است و نمونه‌ی آن در باغ های معلق وجود داشته است که در لیست عجایب هفت گانه‌ی قدیم است. مارکوپولو در سفرنامه خود نوشته است که در دریاچه جزیره‌هایی وجود داشته که روی آب دائم در حال حرکت بوده اند و این جزیره‌ها در اصل همان کرجی هایی است که مملو از گل‌ها و میوه‌های مختلف است و هم چنین به خاطر رشد نامحدود درگیاهان در کرجیها به باغ های معلق تشبیه شده‌اند. باغ های معلق در حقیقت یک سیستم ماهرانه‌ی هایدروپونیک بوده است که استفاده از آب شیرین مواد غذایی غنی را به دنبال داشته است. بعد ها فيزيولوژيست ها با پرورش گياهان در محلول هاي ويژه براي اهداف آزمايشی، اين روش را غذا كشت ناميدند. در سال 1925 روش غذا كشت با گرايش صنعت گلخانه اي بصورت كاربردي و عملي درآمد. به دلیل وجود مشکلاتی همچون بافت خاک و بیماری ها در گلخانه های خاکی، محققان سيستم غذا كشت را جایگزين سيستم هاي سنتي كشت هاي خاكي كردند. در سال 1929 دكتر ویليام اف گريك در دانشگاه كاليفرنيا موفق به پرورش گوجه فرنگي با طول بوته 5/7 متر در محلول هاي غذايي گردید. وی نام این سیستم تولید را هیدروپونیک گذاشت که از واژه یونانی هیدرو به معنای آب و پونوس به معنی کار گرفته شده است. بعد از این واژه هیدروپونیک وارد مباحث آزمایشگاهی و دنیای عملی باغبانی گردید.

برخي از مزاياي کشت هيدروپونيک

به دليل نبود خاک و علف هرز عمليات هاي کشاورزي ساده تر است. با حذف خاک آفات موجود در خاک نيز حذف مي شود. در کشت هیدروپونیک فقط درصدي از آبي که در کشت خاکي مصرف مي شود استفاده مي شود. زيرا آب هدر نرفته و توسط علف هاي هرز نيز مصرف نمي شود.
به طور کلي محصولات هيدروپونيکي از نظر غذايي محصولات بهتري نسبت به کشت خاکي هستند و اين بدليل کنترل عناصر و موادي است که مورد مصرف گياه قرار مي گيرد. شخم، آبياري، مبارزه با آفات خاك، مبارزه با علف هاي هرز را ندارد و بقيه عمليات هاي زراعي نيز ساده تر است. براي مناطقي كه زمين گران قيمت است براي بدست آوردن بيشترين محصول با تراكم بالا كاربرد دارد. در اين طرح آلودگي خاك وجود ندارد و آلودگي آب هم كمتر است.
كنترل شرايط محيطي از جمله نور، دما، رطوبت و تركيب هوا بسيار ساده تر است. حتی در مناطقی که آب شور آن دارای حدود 500 پی پی ام نمک محلول می باشد با یک شستشوی محیطی می توان آنرا بکار گرفت.

مقدمه اي بر گلخانه هيدروپونيك

هر یک از گیاهان برای داشتن رشد مطلوب نیاز به شرایط خاصی از نظر شدت نور، دمای روزانه، دمای شبانه، میزان رطوبت نسبی هوا و رطوبت خاک دارند. برای تولید و پرورش تجاری گیاهان با کیفیت بالا و در تمام طول سال باید شرایط محیطی مطلوب به همراه کنترل عوامل خسارت زا نظیر باد، طوفان های ویرانگر، سرما و یخبندان و... از طریق ساختمانی بنام گلخانه فراهم کنیم که به عنوان محیط کنترل شده مطرح می گردد و با توجه به نیاز روزافزون بازار، چه از نظر تولید گل و گیاهان زینتی و چه از نظر سبزیجات و صیفی جات خارج از فصل این روش تولید امروزه به یکی از سود آورترین بخش های کشاورزی تبدیل شده است که البته سرمایه گذاری اولیه فراوانی را نیز طلب می کند. با توجه به سرمایه گذاری زیادی که در این زمینه صورت می گیرد فقدان مدیریت صحیح در احداث گلخانه، انتخاب مکان، نوع گلخانه و پوشش آن باعث عدم بهره وری مناسب از سرمایه و امکانات خواهد شد. گلخانه به فضای محدودی اطلاق می شود که قابلیت کنترل شرایط محیطی مناسب را برای رشد گیاهان از نواحی مختلف در طی فصول مختلف یک سال داشته باشد. طبق این تعریف از جمله عملکرد گلخانه، فراهم کردن شرایط محیطی لازم و مورد نیاز محصولی معین است. گلخانه ها بر حسب اینکه چه نوع مصالح ساختمانی در آن‌ها بکار برده شده است به نوع ثابت و متحرک تقسیم‌بندی می شوند. گلخانه های ثابت، به گلخانه هایی گفته می‌شود که مصالح ساختمانی بکار رفته در آن‌ها از جنس پایدار و با دوام باشد. پس باید سالیان سال از آن‌ها استفاده کرد. پوشش هاي گلخانه مي تواند شيشه ايي يا پلاستيكي باشد.

مسائلی که باید برای احداث گلخانه در نظر داشت عبارتند از:

- دسترسی به راه های حمل و نقل که با احداث هر چه نزدیک تر به راه های اصلی این مشکل به حداقل می رسد.
- نوع سوخت مصرفی در گلخانه؛ در مناطقی که امکان دسترسی به گاز طبیعی وجود دارد می توان با کاربرد این سوخت ارزان هزینه ها را به مقدار زیادی در تولید فصل سرما کاهش داد.
- دسترسی به منابع آب با کیفیت و کمیت مناسب .
- اثرات محیطی؛ جایی که دائماً دارای آب و هوای نامساعد، باران های شدید، سایه ناشی از واقع شدن در دامنه شمالی کوه های بلند و یا درختان سر به فلک کشیده می باشد مناسب احداث گلخانه نیست. شدت نور یکی از عوامل تعیین کننده محسوب می گردد .
- نوع محصولی که در برنامه تولید قرارمی گیرد با توجه به اینکه گرایش ها به سمت تولید اختصاصی محصولات است و دستور کار تولید پس از مطالعه ابتدایی بازار داخلی و خارجی مشخص می گردد. قبل از احداث، ابتدا بایستی تعیین کنند که چه محصولی تولید شود سپس تصمیم به احداث گلخانه در منطقه و اقلیمی مناسب آن محصول بگیرند.
جهت گلخانه ها، جریان هوا در گلخانه، کنترل شرایط محیطی گلخانه، درجه حرارت در گلخانه ها از عواملي هستند كه بايستي در كشت موفق از آنها ياد كنيم.از تجهیزات و ادوات مورد نیاز گلخانه می توان به سیستم گرمایشی, سرمایشی, ژنراتور و… اشاره نمود .

سکوها و بسترهای کشت هيدروپنيك

سکو بخشی از فضای گلخانه است، جایگاهی است برای قرار گرفتن گلدان ها یا کشت گیاهان در بستر های بالا تر از سطح زمین. همانگونه که از نام آن پیدا است، سکوها همواره در سطحی بالاتر از کف گلخانه ها قرار می گیرند. این عمل ضمن جلوگیری از گسترش عوامل آلوده کننده و بیماری زای گیاهی به تهویه بهتر و گرم شدن زودتر بستر کمک می کند. انتخاب شکل سکوها و مواد سازنده آنها به نوع گیاه، گلخانه و سلیقه سازنده بستگی دارد.
به طور کلی ویژگی های یک سکوی خوب عبارت است از:
الف- از زهکشی مطلوبی برخوردار باشند .
ب- پهنای آن طوری باشد که کارگران به آسانی به مرکز سکو دسترسی داشته باشند.
ج_ طوری نصب شده باشد که حداکثر نور را جذب کنند .
کارکردن با سکوها برای قرار دادن گلدان ها به کارگران این امکان را می دهد که بدون خم شدن کار خود را انجام دهند.برای کشت گیاهان گلدان های دارای عمقی برابر15 تا 30 سانتیمتر که ازهگشی خوبی برخوردار باشند بهتراست. ارتفاع سکوها از سطح زمین می بایست به گونه ای باشد که اقدامات داشت با تسلط کارگر بر محصول امکانپذیر باشد که این امر به نوع محصول بستگی دارد .سکوها را می توان از جنس آلومینیوم، ایرانیت، الوار چوبی و یا مواد بتنی ساخت. آلومینیوم عمری طولانی دارد ولی گران قیمت است و چوب ارزان بوده ولی عمر کوتاهی دارد و احتمال پوسیدگی آن نیز زیاد است و همچنین عوامل بیماری زا نیز در آن نفوذ می کنند .
$mhtml:file://D:\DATA\aqua%20&%20hydro%20int%20file\دکتر%20محمد%20علی%20دوست%20-.mht!http://static.ddmcdn.com/gif/hydroponics-5.jpg$
نحوه قرار گرفتن سکوها

بایستی سکوها را طوری نصب نمود که از حداکثر فضای گلخانه ای برای پرورش گیاهان استفاده شود. تعداد و عرض راهروها بستگی به نحوه استفاده از آنها و نوع محصول دارد .
ارتفاع سکوهای کشت ۹۰-۸۰ سانتی متر است. پهنای سکوهای مجاور دیواره ها حدود ۹۰ سانتی متر و پهنای سکوهای میانی که از دو طرف قابل دسترسی است حداکثر بايد ۱۸۰ سانتی متر باشد. سکوهای کشت گیاهان گلدانی نبایست دیواره داشته باشد و کف سکوها تا حد ممکن بایستی منفذ دار باشد. تخته های چوبی سوراخدار به همراه تورسیمی محکم برای ساختن کف سکوها مناسبند.
در روش نوین به منظور استفاده مؤثر از حداکثر فضای گلخانه از سکوی متحرک استفاده می کنند. این سیستم فضای تولید را تا بیش از ۹۰% مساحت گلخانه افزایش می دهد. راهروها توسط سکوهای متحرک اشغال شده که با حرکت سکو راهرو از یک سمت باز می شود و از طرف دیگر بسته می شود.

آشنایی با انواع سیستم های محلول رسانی در کشت هیدروپونیک

به دو صورت باز و بسته میباشد:

سيستم باز: در سیستمهای باز از محلول غذایی تهیه شده فقط یکبار استفاده میشود و باقی محلول که از طریق زهکش دور ریخته میشود. مهم ترین عیب سیستمهای باز هدر رفتن بیش از حد محلول غذایی میباشد.
سیستم بسته: که از محلول غذایی تهیه شده بیش از یک مرتبه استفاده میشود. قبل از استفاده مجدد از محلول غذایی عمل تنظیم پی هاش و ای سی محلول صورت گرفته و سپس مورد استفاده مجدد قرار میگیرد.
مهم ترین عیب سیستمهای بسته : انتقال آلودگی ومدیریت مشکل محلول غذایی میباشد. قبل از استفاده مجدد از محلول غذایی در سیستمهای بسته بهتر است عمل ضدعفونی صورت گیرد.

روش های ضد عفونی محلول غذایی عبارتند از:

1- روش پاستوریزاسیون که توسط ادوات مخصوص صورت می گیرد دمای محلول برگشتی را ظرف مدت کوتاهی به 95 الی 105 درجه سانتیگراد رسانده و به مدت 10 الی 30 ثانیه در این دما نگه داشته، سپس به دمای اولیه باز میگردانند.
2- استفاده از گاز ازن: مهم ترین مزیت آن این است که باعث افزایش اکسیژن محلول غذایی میشود.
3- استفاده از کلرین یا برمین که به عنوان یک میکروب کش استفاده میشود.
4- استفاده ار لامپ های یو وی یا ماورای بنفش: متداول ترین روش در خارج از کشور میباشد.

فاكتورهاي فيزيولوژيكي و محيطي گياه:

ريشه گياه: ريشه گياهان دو وظيفه عمده دارند:

1- نگهداري گياه در محيط کشت
2- انتقال آب و عناصر مورد نياز گياه به تمام قسمت هاي آن جذب آب به وسيله مکيدن آب از ريشه توسط فرايند تعرق انجام مي گيرد ولي چگونگي جذب يون ها به طور دقيق مشخص نيست. آنچه ما مي دانيم جذب يون ها توسط ريشه طي دو فرايند انتقال فعال و انتشار ساده صورت مي گيرد. خصوصيات فيزيکي ريشه در کشت خاکي براي رشد ريشه محدوديت هايي وجود دارد که در کشت هيدروپونيک اين محدوديت ها نيست. بنابراين ممکن است در اين کشت ريشه ها بيشتر از حجم شان رشد کنند. خصوصيات فيزيکي ريشه نقش مهمي را در جذب عناصر دارند همچنين در سيستم هاي هيدروپونيک رشد و توسعه ريشه در کار گياه تأثير گذار است.
تهويه: تهويه يکي از مهم ترين عوامل است که به رشد گياه و ريشه کمک مي کند. انرژي مورد نياز براي رشد ريشه و جذب يون ها از فرايند تنفس سلولي تأمين مي شود که اين فرايند به اکسيژن نياز دارد. حلاليت اکسيژن در آب تقريبا کم است و با افزايش دما کاهش پيدا مي کند. بنابراين با افزايش دما بايد به فکر تهيه اکسيژن بيشتري براي نياز گياه بود. يکي از مشکلات سيستم هاي هيدروپونيک عدم تهويه مناسب با رشد توده ريشه است.
محيط ريشه: بعضي از گياهان اين توانايي را دارند که خودشان را با محيط اطراف تطبيق دهند. اغلب تغييرات محيطي تغيير در پی هاش محلول است. به علاوه بعضي از گياهان اين توانايي را دارند که با منتشر کردن موادي (مثل سيدروفوس) از ريشه هايشان عمل جذب را افزايش دهند و يون ها را بي اثر کنند. اين ويژگي به کفايت آهن مشهور است. در مواردي که گياه نمي تواند پی هاش خود را با محيط تطبيق دهد بايد دقت بيشتري در بالانس عناصر و کنترل محلول انجام داد.
درجه حرارت: درجه حرارت، يکي از مهم ترين عواملي است که در رشد ريشه و جذب آب و عناصر ضروري و يون ها تأثير مي گذارد. درجه حرارت مطلوب ريشه در گونه هاي مختلف تغيير مي کند ولي در کل درجه حرارت پايين تر از 20 درجه سانتي گراد تغييراتي در رفتار و رشد ريشه ايجاد مي کند. در کمترين درجه حرارت مطلوب ريشه، رشد و شاخه دهي ريشه کاهش مي يابد و ريشه خشبي مي شود. زماني که درجه حرارت ريشه ها کاهش پيدا کند گياه پژمرده مي شود و به خاطر نياز زياد هوا در روز، کمبود عناصر نمايان مي شود. در دماي کم کمبود عناصر فسفر، آهن و منگنز بيشتر نمايان مي شود. حدود بالاي درجه حرارت هنوز به طور دقيق مشخص نيست. ريشه ها تا دماي 30 و حتي تا 35 درجه سانتي گراد را نيز مي توانند تحمل کنند. بنابراين درجه حرارت ريشه بايد بين 20 تا 30 درجه سانتي گراد تنظيم شود.

احتياجات ضروري گياه در كشت هيدروپنيك

براي موفقيت در کشت هيدروپونيک بايد موارد زير را در نظر داشته باشيم.

پی هاش مناسب
پ هاش میزان درجه اسیدی یا قلیایی بودن محلول غذایی مورد مصرف را نشان می دهد و از درجات حداقل بین صفر تا حداکثر 14 درجه بندی شده است. بهترین پ هاش برای گیاهان در روش کشت بدون خاک بین 5/5 الی 7 می باشد. اگر درجه بندی پ هاش بالاتر یا پایین تر از این مقدار شود موجب کاهش رشد و در صورت شدت تغییرات باعث مرگ گیاه می شود، برای تنظیم از جمله کاهش آن از اسید سولفوریک و برای افزایش آن از هیدروکسید کلسیم می توان استفاده کرد.

ای سی مناسب EC) )

ای سی هدایت الکتریکی محلول غذایی یا شوری محلول مصرفی را نشان می دهد و حاکی از میزان غلظت عناصر و بنیان های غذایی یونیزه شده است. هر چه غلظت یون ها بیشتر باشند جریان الکتریکی بیشتر برقرار شده و عدد بالاتری نشان می دهد و هر چه غلظت عناصر کمتر شود عدد کمتری را نشان داده می شود. تغییرات از صفر تا 25 شماره گذاری شده و معمولا مناسب ترین ای سی کمتر از 2 می باشد. هر چند میزان حساسیت گیاهان مختلف به شوری متفاوت می باشد ولی معمولا ای سی های بالاتر از 3 به تدریج بر رشد و کیفیت گیاهان اثر منفی خواهد گذاشت. با این وصف لازم است برای ساخت محلول های غذایی از آبی که ای سی آن کمتر از 1 می باشد استفاده نمود، زیرا پس از ساخت محلول غذایی با آب آن به نسبت اضافه کردن عناصر غذایی ای سی افزایش می یابد، حال اگر آب مصرفی معادل ای سی 2 داشته باشد پس از اضافه کردن ترکیبات غذایی مطمئنا ای سی آن بیشتر از 2 و نزدیک 3 خواهد شد.

هواي تازه

گردش خوب هوا براي خنک سازي، گرم کردن، رساندن دی اکسید کربن به گياه وخارج کردن گازهاي نامطلوب مانند اتيلن لازم و ضروري است. گياهان به گردش هواي کافي اطرافشان همچنين هواي مناسب اطراف قلمه و ريشه احتياج دارند .تهويه کم دی اکسید کربن محيط باعث رشد قارچ هاي انگلي، کپک و امراض گياهي مي شود. سيستم گردش شما بايد با سيستم هاي گرمايي، خنک کننده ها هماهنگ باشد تا به بيشترين بهره وري برسد. گلخانه هاي تجاري هيدروپونيک از فن هاي بزرگ براي گردش هوا و تهيه هواي تازه استفاده مي کنند.

دما

درجه حرارت محيط وابسته به نوع محصول انتخابي براي کشت مي باشد. دماي اکثر محصولات رايج باغي از قبيل: گوجه، خيار، کاهو، لوبيا و نخود در روز 25 و هنگام شب 17 درجه سانتي گراد باشد. سبزي هاي زمستاني از قبيل کلم و گل کلم بايد در دماي خنکي نگهداري شوند. گرماي بخش ريشه براي توليد بهينه اهميت خاصي دارد. براي اکثر محصولات باغي دماي 22 درجه دماي مطلوبي مي باشد.

نور

گياهان به منبع انرژي پايدار احتياج دارند که اين انرژي را از نور دريافت مي کنند. در طبيعت گياه اين نور را از خورشيد دريافت مي کنند. در گلخانه ممکن است احتياج به افزودن نور مصنوعي جهت تامين نور کافي براي رشد گياه باشد. انواع مختلف نور مصنوعي وجود دارد که با تغيير در طيف نور ايجاد مي شود. قبل از توضيح در مورد نور مصنوعي چگونگي استفاده گياه از نور در مراحل رشد اهميت ويژه اي دارد. ترکيب نور متال هاليد و سديم طيف نوري وسيعي را ارائه مي دهد و ما مي توانيم به عنوان نور مصنوعي هر جا که نور طبيعي وجود ندارد از آن استفاده کنيم.

آشنایی با بسترهای کشت هیدروپونیک

بسترهای کشت هیدروپونیک به طور عمومی از مواد جامدی ساخته شده اند که میتوان به جای خاک از آنها استفاده نمود.

ویژگیهای کلی محیط کشت

1- از لحاظ شیمیایی خنثی و پایدار باشند.
2- به حد کافی ظرفیت نگهداری آب و هوا را داشته باشد.
3- پاک و تمیز باشد و خاصیت بافری و تامپونی بالایی داشته باشد.

تقسیم بندی گونه های محیط کشت بر اساس منشأ تهیه آنها
1- محیط کشت های بدست آمده از سنگ مانند: پرلیت، ورمی کولیت، پشم سنگ، شن وماسه، پامیس و لیکا.
2- محیط کشت های بدست آمده از ماده های آلی مانند: پیت، کوکوپیت، خاک اره و پوست درختان
3– محیط کشت های بدست آمده از ماده های مصنوعی مانند: فوم های اسفنجی.

محيط كشت مشتق از مواد آلي

خاك اره

از ضايعات چوب به عنوان خاك اره مي توان در كشت استفاده كرد در صورت ممكن بايستي از خاك اره درشت استفاده نمود و بايستي به صورت كود شده و يا تجزيه شده باشد زيرا خاك اره در مراحل اوليه تجزيه مي شود و به محلول غذايي صدمه وارد مي كند. از طرفي نوع چوبي كه از آن خاك اره گرفته مي شود باید از نظر سميت بررسي كرد.

پيت ماس

پیت ماس در اصل تورب خزه ای است که دارای رطوبت بالائی بوده و فاقد هرگونه علف هرز می باشد. پیت ماس با اینکه حاصلخیزی خاک را افزایش می دهد ولی هیچگونه مواد غدائی به خاک نمی افزاید.

محيط كشت مشتق از مواد معدني
پرلايت

این ماده به رنگ سفید خاکستری است منشأ آتشفشانی دارد و از گدازه های آتشفشانی سرد استخراج می شود. پرلایتی که در باغبانی مصرف می شود دارای ذاتی به قطر 5/1 تا 3 میلی متر است. پرلایت بین 3 تا 4 برابر وزنش آب جذب می کند و واکنشی بین 6 تا 8 دارد. خاصیت تبادل کاتیونی نداشته، فاقد مواد غذایی معدنی است. افزودن آن به خاک بیشتر به منظور افزایش میزان هوای مخلوط های خاکی صورت می گیرد.

كوكوپيت

کوکوپیت یکی از محصولات نارگیل می باشد که از آسیاب کردن پوسته چوبی و الیاف نارگیل بدست می آید، ‌کوکوپیت بدلیل تخلخل هوائی و ظرفیت خوب نگهداری آب و مواد غذائی بهترین بستر جهت کشت صیفیجات، گل و توت فرنگی می باشد.
گوجه گیلاسی (کشت هیدروپونیک در بستر پرلیت و کوکوپیت)

پشم سنگ

از ذوب کردن صخره های بازالت یا برخی مینرال های دیگر در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد موادی ساخته می شود که مشابه یا فیبرهای ریزبا پ هاش خنثی است. تهویه آن عالی است، نگهداری رطوبت آن خوب است، ای سی این بستر پائین است،. پ هاش خنثی تا قلیایی با اثر کم در محیط کشت دارد، پایداری بسیار زیاد بوده و دانسیته آن ۲۶۴ گرم در لیتراست.

ورميكوليت

ورميكيوليت يك ماده معدني و در گروه مينرال‌هاي پلي‌سيليكات جاي دارد. در ظاهر شبيه به ميكا است. مهم ترين کاربرد آن در کشاورزى انواع کود شيميايى، علف کش ها و حشره کش ها و اختلاط آن با خاک باعث ايجاد تخلخل بيشتر و جذب خاک مى شود.

ماسه

از ماسه مي توان در كشت استفاده كرد، بهترين نوع ماسه، ماسه گرانيتي درشت است. ماسه به تنهايي نياز به آب فراوان دارد پس بايستي آن را در تركيب ساير بسترهاي ديگر استفاده كرد.

ليكا

دانه هاي سبك رس منبسط شده كه به ان ليكا نيز مي گويند، تشکیل شده از دانه هاي متورم و مخلوط شده رس است. سطح ليكا متخلخل بوده و داراي ظرفيت نگهداري آب بالايي است.

محيط كشت مشتق شده از مواد مصنوعي

فوم هاي اسفنجي

مواد اسفنجي مانندي است كه در كشت از آن استفاده مي شود.
پلاستيك هاي تفريخ شده
اين مواد از لحاظ بار الكتريكي و مواد شميايي خنثي هستند.

تجهیزات هيدروپنيك

شبکه آبياري

1- مخزن محلول غذايي
مخزن محلول غذايي ظرفي است که داخل آن آب به همراه عناصر غذايي مورد نياز گياه با غلظت مناسب وجود دارد. جنس مخزن مورد استفاده مي تواند از نوع پلاستيک سخت، فايبر گلاس، شيشه، پلي اتيلن و يا سفال محکم و سبک باشد و ديواره آن تيره و يا با لايه تيره رنگي پوشيده شده باشد. اين مسئله باعث جلوگيري از ورود نور خورشيد بداخل محلول غذايي مي شود که مانع از تشکيل جلبک در آن خواهد شد. حجم ظرف محلول غذايي بر حسب بستر گياهان کاشته شده متفاوت مي باشد و مي تواند از 20 تا 50 ليتر حجم داشته باشد. بر اين اساس روزانه به ازاء هر متر مربع از گياه کاشته شده حدود 2 تا 5/2 ليتر محلول غذايي رقيق شده مورد نياز مي باشد، بنابراين يک ظرف 20 ليتري مي تواند به طور متوسط تا ده روز يک فضاي يک متر مربعي از کل سبزيجات کشت شده را تأمين کند. همچنين نصب يک لوله مدرج شفاف روي مخزن که بتواند موجودي محلول غذايي را نشان دهد ضروريست. شکل مخزن نيز بر حسب اينکه در کجاي آوند کشت نصب شود و از چه جنسي انتخاب گردد، به ذوق و سليقه مجري بستگي دارد. چنانچه در آوند کشت بکارگيري شيوه هاي ديگر تزئيني مثلا آکواريوم نگهداري ماهي ها و از اين قبيل مورد نظر باشد مي توان مخزن محلول غذايي را در ادغام با موارد فوق طوري طراحي نمود که در آنها استتار شده و ديده نشود.

2- لوله هاي آبرساني
از جمله لوله هاي آبرساني لوله هاي حاوي قطره چکان هاي محلول رساني است. اين لوله ها را مي توان براي نصب در شبکه آبياري آوند کشت از محل بستر و پاي ريشه هاي گياه عبور داد. نوع لوله ها باريک و ماکاروني مانند خواهد بود و به قطر 2 تا 3 ميلي متر در نظر گرفته مي شود که از داخل بستر کشت و نزديک ريشه ها عبور داده مي شود. مي توان به ازاي محل هر نهال يک قطره چکان کوچک نصب نمود تا محلول غذايي از اين محل ها به پاي ريشه بوته ها چکيده شود. در روش ديگر لوله هاي ماکاروني را مي توان از روي بستر عبور داد و آنگاه در محل يقه بوته ها يک قطره چکان نصب نمود. همچنين بايد انتهاي لوله را با گرم کردن مسدود نمود و طرف ديگر را از طريق يک شير کنترل آکواريومي به ورودي شيلنگ اصلي محلول رسان اتصال داد. براي انجام آبياري يکنواخت و حفظ تعادل فشار محلول داخل لوله ها بهتر است 50 درصد لوله هاي ماکاروني به يک طرف سه راهي لوله اصلي محلول رساني و 50 درصد بقيه به طرف ديگر سه راهي متصل گردد. در روش ديگر مي توان قطره چکان ها را حذف و با کوتاه نمودن لوله هاي ماکاروني فقط سر اين لوله ها را به ابتداي هر بستر وارد نمود تا محلول غذايي با جريان ثقلي از ابتدا تا انتهاي هر مسير عبور نموده و مازاد آن با همراه شدن مازاد محلول غذايي ساير مسير ها يکي شده و در ظرف محلول غذايي برگشت داده شود.
البته در اين روش ممکن است رديف هاي اوليه از مواد غذايي کاملتري برخوردار باشند. براي استقرار مسير اصلي محلول رساني لوله اصلي را به پمپ داخل مخزن وصل نموده و از طرف ديگر هم که به ابتداي سه راهي محلول رساني به لوله هاي ماکاروني وصل است. در طول مسير محلول رساني افراد علاقه مند مي توانند براي اندازه گيري مداوم وسایل اندازه گیری ای سی و پ هاش ای سی و پ هاش، اين وسايل اندازه گيري را نصب نمايند هر چند ممکن است با توجه به قيمت بالاي اين نوع دستگاه ها اقتصادي نباشد. لوله هاي اصلي مورد مصرف، پلاستيکي، تيره رنگ و به قطر 5 تا 10 ميلي متر مناسب است و طول آن به اندازه نياز يعني فاصله محل مخزن تا تقسيم محلول به لوله ماکاروني خواهد بود.
3- پمپ محلول رساني
براي محلول رساني مسيرهاي بستر آوند کشت با توجه به سطوح کوچک و امکان فضاي موجود مي توان از پمپ شناور الکتريکي کوچکي استفاده کرد. اين پمپ ها که مخصوص کار در آکواريوم ها مي باشد. آب را به روش سانترفيوژ با خروجي به قطر 10 ميلي متر و يا تغيير آن به دلخواه به بالا هدايت مي کنند و به راحتي به لوله اصلي متصل مي شوند و در انواع مختلف از نظر توانايي و دبي خروجي و همچنين کشور سازنده در بازار موجود است و مجري مي تواند بهترين نوع آن را تهيه و استفاده نمايد.
از محاسن اين پمپ ها دوام طولاني، مصرف ناچيز برق و پوشش عايق ساخته شده از نوعي پلاستيک سخت مي باشد که در مقابل انواع محلول ها نيز مقاوم بوده و دچار فرسايش نمي شود. همچنين اين پمپ داراي فيلتر هاي بلند است که با توجه به تميز بودن محلول غذايي مي توان آن را حذف نمود. در نتيجه پمپ براحتي کف مخزن چسبيده و محلول غذايي را تا آخر به بالا پمپ مي کند. از اين پمپ ها براي کارکرد منظم طبق برنامه اي که توسط دستگاه فرمان داده مي شود استفاده شده و محلول رساني مي کند. با وجود اين بهتر است هر از گاهي از چگونگي کارکرد پمپ مطمئن شد زيرا برخي اوقات ممکن است عواملي باعث اختلال در چرخش پمپ آن شده و موتور را از کار بيندازد.

4- دستگاه فرمان
جعبه فرمان يک دستگاه ديجيتالي کوچک مي باشد و کار آن روشن و خاموش کردن پمپ در ساعاتي است که مجري برابر نياز گياه به محلول غذايي آن را تنظيم مي نمايد. اين دستگاه که تقريبا کار زمان سنج (تايمر) را انجام مي دهد بايستي بتواند شب ها کلا قسمت فرمان پمپ را خاموش و روزها نيز فواصل زماني معين دقايق مورد نياز براي روشن بودن و ساعاتي براي خاموش بودن پمپ را فرمان دهد.اين دستگاه بايد بتواند که در موقع قطع و وصل مجدد آن به طور اتفاقي برنامه هاي داده شده را ذخيره نمايد و نياز به تنظيم مجدد نباشد در اين صورت سيستم آبرساني براحتي کار خواهد کرد و تا زماني که مخزن داراي محلول غذايي است و اشکالي براي پمپ به وجود نيامده هيچ نيازي به سرکشي و اقدامات اضافي براي آبياري نخواهد بود و تنها لازم است در مراحل مختلف رشد گياه کاشته شده که ميزان نياز غذايي آن نيز تفاوت مي کند دستگاه فرمان مطابق با آن تنظيم شود تا الکترو پمپ محلول غذايي را در مسير کشت ها پمپ نموده و پس از خيس کردن مواد مصنوعي بستر مازاد محلول را به مخزن اصلي بازگرداند. در روش ديگر مي توان با استفاده از سنسورهاي حساس به رطوبت در داخل بستر نسبت به هوشمند نمودن محلول رساني سيستم اقدام نمود.

5- دستگاه پ هش متریا پ هاش متر
همان طوري كه گفته شد پ هاش متر ميزان درجه اسيدي يا قليايي بودن محلول غذايي مورد مصرف را نشان مي دهد و از درجات حداقل بين صفر تا حداکثر 14 درجه بندي شده است. معمولا بهترين درجه پ هاش براي گياهان در روش کشت بدون خاک بين 5/5 الي 7 مي باشد .پس مي بايستي از اين سيستم در مراحل رشد استفاده كرد.
روش هاي کشت هيدروپونيک
)سيستم هاي جذر و مد Ebb and Flow (
قرار دادن گياهان در يک محيط کشت، محلول غذايي در دوره زماني معيني از مخزن به محيط کشت پمپ مي شود، گياهان بوسيله محيط کشت محلول غذايي را جذب مي کنند، و سپس آب با زهکشي به بيرون مي رود.

سيستم قطره چکاني Drip System
مکعب هاي راک وول محلول غذايي بر اساس يک برنامه زماني روي محيط کشت چکانده مي شود.مشروط بر اينکه آب تازه، مواد غذايي و اکسيژن فراهم باشد. تکنيک فيلم غذايي یا ان اف تی (در سیستم ان اف تی ريشه گياهان در کانال ها رشد مي کنند) نوک ريشه ها در معرض هوا و ته آنها در معرض محلول غذايي است.
سيستم ايستا Passive System
در اين روش گياه به صورت آزاد در محلول غذايي قرار دارد. اکسيژن بايد در پايين ريشه موجود باشد، که اغلب به وسيله يک پمپ انجام مي شود. تلفات آب بايد روزانه جبران شود.

سيستم آئروپونيک Aeroponic

که در آن ريشه گياه در محيط معلق است و محلول غذايي بوسيله اسپري بر روي آن پاشيده مي شود.
اصول کارکرد سیستم های هیدروپونیک و انواع آن
هفت نوع اساسی سیستم های هیدروپونیک عبارتند از فتیله ای، کشت آبی، جذر و مدی، قطره ای، NFTو Aeroponic ،

Aquaponic

هر کدام از این سیستم ها به صدها نوع مختلف قابل تفکیک هستند، اما تمام آنها در هفت مقولۀ بالا می گنجند.

سیستم فتیله ای

ساده ترین نوع در سیستم های هیدروپونیک است. این یک سیستم غیر فعال به شمار می آید، به این معنی که هیچ بخش متحرکی در آن وجود ندارد. محلول مغذی از داخل یک منبع محلول غذايي توسط فتیله ای به داخل محیط رشد کشانده می شود در منبع محلول غذايي به يك پمپ هوا نيازمنديم تا به محلول اكسيژن دهي كند. این سیستم می تواند از انواع متفاوتی از محیط های رشد استفاده کند. مانند پِرلیت، وِرمیکیولیت و فیبر نارگیل. بزرگترین اشکال این سیستم این است که گیاهانی که بزرگ هستند یا مقادیر زیادی آب مصرف می کنند، ممکن است محلول مغذی را سریعتر از آنچه فتیله فراهم می کند، به مصرف برسانند.

سیستم کشت آبی

ساده ترین نوع سیستم هیدروپونیک فعال است. سکویی که گیاهان را نگه می دارد معمولاً از استایروفوم ساخته شده و مستقیماً بر روی محلول مغذی شناور می گردد. یک پمپ هوا را به داخل سنگریزه هایی در بستر محیط رشد پمپ می کند و حباب های هوای خارج شده ریشۀ گیاهان را تغذیه می کنند. کشت آبی بهترین انتخاب برای پرورش گیاه کاهو است، که گیاهی آب دوست با رشد سریع می باشد. گیاهان اندکی غیر از کاهو می توانند با این سیستم پرورش یابند. این نوع سیستم هیدروپونیک برای کلاس های آموزش بسيار مناسب می باشد و مورد علاقه مدرسین است با یک آکواریوم قدیمی یا هر منبع محکم دیگر می توان یک سیستم بسیار ارزان قیمت ساخت.

سیستم جذر و مد

این سیستم با غرقاب کردن موقت سینی رشد توسط محلول مغذی و سپس بازگرداندن محلول به منبع کار می کند. این عمل معمولاً بوسیله غوطه ور ساختن یک پمپ که به زمان سنجی متصل است انجام می گیرد. وقتی زمان سنج پمپ را روشن می کند محلول مغذی به سینی رشد بازمی گردد و وقتی زمان سنج پمپ را خاموش می کند محلول مغذی به داخل مخزن بر می گردد. زمان سنج طوری تنظیم می شود که بسته به اندازه و نوع گیاهان، دما و رطوبت و نوع محیط رشد، پمپ به تعداد دفعات مناسب عمل کند.
روش جذر و مدی یک سیستم هوشمندانه است که می تواند برای محیط های رشد متنوعی بکار رود .تمام سینی رشد می تواند با سنگریزه یا پشم سنگ پر گردد .عیب اصلی این سیستم در این است که با برخی از انواع محیط های رشد مثل سنگریزه یا پرلیت امکان وارد آمدن صدمه به پمپ و زمان سنج وجود دارد .ریشه ها می توانند وقتی چرخۀ آبیاری متوقف می شود به سرعت خشک شوند .این مسئله می تواند تا حدی بوسیله استفاده از محیطی که آب بیشتری را در خود نگه می دارد مانند وِرمی کولیت، پشم سنگ یا فیبر نارگیل مرتفع گردد.

سیستم قطره ای

سیستم های قطره ای احتمالا" گسترده ترین نوع سیستم در تمام دنیا هستند .کارکرد آنها آسان آست و یک زمان سنج، پمپ غوطه ور شده در آب را کنترل می کند. وقتی زمان سنج پمپ را روشن می کند محلول مغذی به قاعدۀ هر گیاه بصورت خط باریکی از قطرات خورانده می شود. در یک سیستم قطره ای بازیافتی محلول مغذی که سرریز می شود دوباره به مخزن برای استفادۀ مجدد بر گردانده می شود .سیستم غیر بازیافتی سرریز را جمع آوری نمی کند .یک سیستم بازیافتی از محلول مغذی بهتر استفاده می کند، زیرا از آنجائیکه محلول اضافی مورد استفاده مجدد قرار می گیرد زمان سنج ارزانتری کفایت می کند زیرا سیستم بازیافتی به کنترل دقیق چرخه های آبیاری نیاز ندارد .سیستم غیر بازیافتی احتیاج به زمان سنج دقیق تری دارد تا چرخۀ آبیاری به گونه ای تنظیم گردد که از رسیدن مواد مغذی کافی به گیاهان اطمینان حاصل آید و مقدار سرزیر به حداقل برسد.

سیستم غیر بازیافتی نیاز به نگهداری کمتری دارد زیرا محلول مغذی اضافی به داخل منبع بازگردانده نمی شود، بنابراین غلظت مواد اکه تا زمانی که محلول غدایی احتیاج به تنظیم پ هاش و به هم زدن پیدا نکرده می توان آنرا به حال خود رها کرذ مخزن.این امر بدان معنی است که می توان مخزن را با محلول مغذی تنظیم شده پر کرد و تا مانیکه احتیاج به هم زدن پیدا نکرده آنرا به حال خود رها کرد .یک سیستم بازیافتی ممکن است تغییرات زیادی در میزان و سطح مواد مغذی داشته باشد و به همین دلیل نیاز به تصحیح و تنظیم بیشتری دارد.

)سيستم تكنيك فيلم نازك N.F.T (

این نیز نوع متداولی از سیستم های هیدروپونیک است .این سیستم ها جریان ثابتی از محلول مغذی را فراهم می نمایند بگونه ای که هیچ زمان سنجی برای پمپ غوطه ور نیاز نیست. محلول مغذی به سینی رشد (که معمولاً یک لوله است) پمپ می شود و بر روی ریشه های گیاهان جریان می یابد و سپس به داخل منبع بازگردانده می شود. معمولاً هیچ محیط رشدی بغیر از هوا بکار نمی رود که این امر باعث کاهش هزینه محیط رشد بعد از هر برداشت می گردد. معمولاً گیاه درسبدهای پلاستیکی کوچک نگهداری می شود و ریشه ها در داخل محلول مغذی آویزان هستند.
در برابر قطع برق و خرابی پمپ بسیار حساس هستند. ریشه ها وقتی جریان مادۀ محلول قطع می شود به سرعت خشک می شوند.

سیستم آئروپونیک

در سيستم آئروپونيك گياهان در يك فضاي باز و يا نيمه بسته به صورت آويزان شده قرار مي گيرند به گونه ايكه ريشه همراه با قسمت پايين ساقه همواره در معرض مواد غذايي پاشش شده به وسيله نازل ها است. قسمت بالايي گياه يعني تاج گياه و برگ ها كه همان كنوپي گياه خوانده مي شود در بالاي سيستم ديده مي شود. براي اينكه بتوان گياه را در بالاي سيستم به صورت عمودي نگه داشت بايستي از فوم فشرده در پايه ساقه استفاده كرد و در بعضي موارد از سيم قيم براي نگهداري استفاده مي شود. از سيستم آئروپونيك مي توان در تكثير يا قلمه زني و رشد كامل گياهان مخصوصا گياهان برگي استفاده كرد.

در سیستم آئروپونیک بايستي عوامل زير را در نظر داشت:

1- هوا

در یک سیستم مواد مغذی و آب بصورت ذرات ریز و پودر مانند، توسط یک پمپ فشار قوی به ریشۀ گیاهان پاشیده می شود. این امر منجر به حرکت سریع آب می گردد که مقادیر بیشتری اکسیژن به گیاه خواهد رساند. زیرا اکسیژن مانند حالتی که در یک آبشار وجود دارد بیشتر با آب مخلوط خواهد شد. حضور بیشتر اکسیژن رشد باکتری ها و قارچ ها را کند خواهد کرد .یک خاک فشرده تنها 30 درصد به ریشه ها اکسیژن مي رساند، در حالی که یک مخلوط بدون خاک تا 50 درصد اکسیژن رسانی و سیستم هیدروپونیک 80 درصد بازدهی خواهد داشت. با سیستم آئروپونیک تنها محدودیت هوای محیط خواهد بود و امکان اکسیژن دهی تا 99 درصد نیاز واقعی گیاه وجود دارد.
سیستم آئروپونیک مواد مغذی را نیز مستقیماً به ریشه گیاه تحویل خواهد داد بنابراین محیط واسطه ای که تحویل محلول مغذی را دچار وقفه سازد یا آنرا به باکتری آلوده سازد وجود نخواهد داشت. بنابر تجربۀ یکی از متخصصین این سیستم دارای نرخ رشد گیاه دو برابر نسبت به کشت خاکی است. هم چنین رشد گیاه در آن یک سوم سریعتر از بقیه انواع هیدروپونیک است.

2- محلول مغذی

در این نوع سیستم باید از یک محلول مغذی با غلظت 700 تا 900 پي پي ام وپ هاش 5/5 تا 8/5 در این سیستم از پ هاش اسيد بنابراین باید از یک کاهنده پ هاش استفاده نمود. استفاده کرد.
3- محیط رشد
این گونه سیستم ها به محیط رشد خاصی مانند بقیه انواع سیستم های هیدروپونیک نیاز ندارند.

4- نور

نور برای عمل فتوسنتز و نیز اشعه فرابنفش که مانع رشد برخی انواع باکتری ها می شود مورد نیاز خواهد بود اما گرمای اضافی منجر به رشد قارچ ها و باکتری ها خواهد شد. بنابراین تعادل مناسبی باید برقرار شود. قرار دادن گیاهان در یک ساختار پله ای همانند استادیوم به توزیع مناسب نور کمک خواهد کرد. دمای محیط نیز باید حدود 20 درجه سانتی گراد باشد.

5- آب

باید آب بکار رفته تمیز و خنک باشد. بهتر است آب را یک روز قبل از اضافه کردن به تانک محلول مغذی در جایی ساکن نگهداشت و به ازای هرگالون یک قاشق چایخوری پراکسید هیدروژن به آن اضافه کرد تا از ارگانیسم های مزاحم عاری شود. برای رساندن آب و محلول مغذی، هم چنین اکسیژنی که با آنها آغشته شده است باید از یک پمپ فشار قوی و یک سری نازل های پاشش و شلنگ مناسب سود جست. هم چنین نیاز به یک زمان سنج که بتواند پمپ را هر چهار دقیقه یک بار و به مدت 30 ثانیه تا دو دقیقه بکار اندازد می باشد.

سيستم آكواپنيك (Aquaponic )

آکواپونیک علم تلفیق تولید ماهی و گیاه در یک رابطه ی همزیستی است. در این سیستم پساب ماهی به عنوان کود برای گیاه مورد استفاده قرار گرفته و آب تصفیه شده، توسط گیاه به استخر پرورش ماهی ها انتقال میابد. آکواپونیک به عنوان سیستم تلفیقی هیدروپونیک و پرورش ماهی شناخته میشود.از جمله اهداف آکواپونیک این است که مواد اضافی یک سیستم به عنوان غذا یا سوخت برای سیستم دیگر عمل می کند. تصفیه زیستی آب، عناصر را از آن حذف می کند که این موضوع از لحاظ زیست محیطی و صرفه جویی اقتصادی مهم است. همچنین فروش محصولات گلخانه ای درآمد زا یکی از اهداف اصلی استفاده از این نوع کشت است که به اقتصاد محلی کمک زیادی میکند. در آکواپونیک عناصر غذائی موجود در آب ماهی به عنوان کود در هیدرو پونیک و در بستر گیاهان مصرف می شود. این عمل نیز برای ماهی سود دارد چون در اثر تجزیه، بقایای گیاهان و میگروارگانیسم هائی که در بستر استخر تجمع یافته و ممکن است مواد سمی تولید شود.که اگر این پساب برای گیاهان مصرف شود می تواند به عنوان کود مورد استفاده گیاه قرار گیرد. به عبارت دیگر بستر کشت مثل یک بیوفلتر عمل می کند، در میان باکتری های موجود در بستر کشت نقش مهمی را در چرخه عناصر دارند که بدون وجود آن سیستم خوب عمل نمی کند. گلخانه داران بایستی توجه داشته باشند که آب یا پساب حاصل از ماهی ها یک منبع کود عالی است.
در مناطق خشک و نیمه خشک که کمبود آب وجود دارد آکواپونیک نقش مهمی ایفا می کند از همه مهم تر اینکه آکواپونیک مدلی برای کشاورزی پایدار است. اگر چه آکواپونیک یک مقدار پیچیده به نظر می رسد ولی در مناطق خشک و نیمه خشک سرزمین هایی چون ایران صرفه جویی و استفاده ی بهینه از آب کشاوزی و آشامیدنی بسیار مهم است می توان مهم ترین دلیل برای بهره گیری از این سیستم باشد. کشت گیاهان در تلفیق با پرورش ماهی محاسن متعددی همچون بهبود طعم و کیفیت محصولات کشاورزی را در بر دارد. بهبود کیفیت آب استخرهای پرورش ماهی بهتر می شود و آلودگی محیط زیست نیزکاهش مي يابد.
کاهش هزینه آب و صرفه جویی در مصرف کودهای شیمیایی از نکات مثبت این سیستم می باشد. نظر به اینکه اغلب خاک های ایران آهکی بوده و تحت این شرایط اغلب ترکیبات معدنی عناصرغذایی گیاه در خاک نظیر روی و آهن به علت حلالیت کم به خوبی جذب گیاه نمی شود لذا با کاهش مواد آلی به تدریج فقر و کمبود آنها در خاک، تأمین این عناصر سخت می شود. به عبارت دیگر اگر گیاه در شرایطی کشت شود که از 17 عنصر مورد نیاز، همه به جز یکی به مقدار مناسب در گیاه باشد رشد گیاه در اثر فقدان این یک عنصر غذایی، متوقف می شود. این در حالیست که افزایش سایر عناصر اثر عمده ای در رشد گیاه ندارد. آکواپونیک در راستای آگاهی از وضعیت مواد غذائی، سطح حاصلخیزی خاک، نیاز آبی و غذائی گیاه، شرایط آب و هوایی و نحوه مدیریت مزرعه طراحی شده است.

تغذيه گياه

تغذیه گیاهی اساس هیدروپونیک را تشکیل می دهد و مدیریت تغذیه گیاه از طریق مدیریت محلول غذایی، کلید موفقیت کشت های هیدروپونیک است. تشخیص سطح تغذیه ای گیاه در هر زمان بی نهایت مهم است و درک آن مانع ایجاد تنش های تغذیه ای و محدود شدن رشد گیاه می شود. روش ایده آل تعیین وضعیت تغذیه ای گیاهان، تجزیه بافت برگ گیاهان به صورت دوره ای (یک یا دو بار در هفته) و به همراه آن تجزیه محلول غذایی است.

محلول غذايي

در سیستم‌های بدون خاک در تغذیه گیاه از محلول‌های غذایی استفاده می‌کنند لذا برای تهیه محلول‌های غذایی از نمک‌های عناصری مانند نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم استفاده می‌کنند. معمولا برای تهیه این محلول‌ها، فرمول‌های غذایی متعددی پیشنهاد شده است. برای هر گیاه خاص با توجه به نیاز غذایی آن گیاه، فرمول غذایی خاصی تنظیم می‌شود. یعنی غلظت لازم در محلول غذایی کنترل می‌شود. به طوری که تمامی عناصر غذایی مورد نیاز در آن به مقدار کافی وجود داشته باشند.
فقط 16 عنصر برای رشد گیاهان ضروری تشخیص داده شده اند. این عناصر به دو گروه تقسیم می شوند:
1- عناصر ماکرو: در مقادیر زیادی برای رشد و نمو گیاه مورد نیاز می باشند، مانند: کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، فسفر، گوگرد، پتاسیم، کلسیم و منیزیم.
2- عناصر میکرو: مقادیر جزئی از آنها برای گیاه مورد نیاز است، مانند: آهن، کلر، منگنز، بر، روی، مس و مولیبدن.
معمولا محلول هاي غذايي از نظر نياز گياهان با غلظت هاي متفاوت عناصر تهيه مي شود و همين تفاوت غلظت است که تحت عنوان فرمول هاي مختلف محلول غذايي ناميده مي شود چنانچه اين تفاوت ها ديده نشود و خواسته شود که ميزان غلظت عناصر غذايي براي همه گياهان يکسان تنظيم گردد مسلما اين کار صحيح نخواهد بود. بنابر اين بهتر است با توجه به منابع و تجارب موجود از محلول هاي غذايي معرفي شده به هر گياه استفاده شود. براي ساخت يک محلول غذايي بايستي از مقدار مختلف عناصر غذايي مورد نياز گياه بخصوص اطلاع کافي داشت، همچنين از نسبت عناصر شيميايي مورد استفاده در فرمول غذايي آگاهي کامل داشت. براي محلول سازي لازم است به ميزان حلاليت مواد شيميايي مورد استفاده و اينکه ترکيبات شيميايي مورد استفاده تا چه اندازه ناخالصي دارد و آن ناخالصي ها چه مي باشد و تعداد مولکول هاي آب تبلور همراه آن ترکيب چه مقدار است توجه شود. از طرفي به ميزان تأثير متقابل عناصر شيميايي نسبت به يکديگر بايد توجه کافي شود.

احتياجات غذايي گياه و انواع محلول هاي غذايي

فرمول هاي غذايي متعددي براي کشت هيدروپونيک وجود دارد که بيش از 40 سال بر روي آنها تحقيق و مطالعه شده است. بعضي از اين محلول ها براي گياهان خاصي طراحي شده اند ولي بعضي نيز براي تمام گياهاني که در کشت هيدروپونيک استفاده مي شوند بکار مي روند. براي رشد گياهان در کشت هيدروپونيک بايد مقدار عناصر مختلف در يک رنج مشخص حفظ شوند که اين کار نياز به آزمايش مرتب محلول غذايي دارد. در کشت هيدروپونيک اشتباهات را به سختي مي توان جبران کرد زيرا در اين روش هر عنصر اثر خود را به سرعت نمايان مي کند. بنابراين بايد دقت زيادي در انتخاب يا ساخت محلول غذايي بکار برد.

انواع فرمول هاي غذايي

- فرمول غذايي هوگلند: اين فرمول غذايي توسط هوگلند و ارنون در سال 1950 در دانشگاه کاليفرنيا ارائه شده و براي کاشت انواع گياهان پرورشي مورد استفاده قرار مي گيرد.
- فرمول غذايي اشتاينر: فرمول غذايي ديگری که بيشتر براي کشت گوجه فرنگي استفاده مي شود فرمول اشتاينر است.
- فرمول غذايي کوپر: اين فرمول غذايي براي پرورش انواع گياهان مورد استفاده قرار مي گيرد.
هر گياه در روز بايستي 250 ميلي ليتر محلول دريافت كند. سه بار در روز محلول دهي انجام مــي شود.

تفاوت سیستم های کشت

همان طوري كه گفته شد دو نوع روش کشت هیدروپونیک وجود دارد که هر کدام احتیاج به مدیریت خاصی دارد. در سیستم باز محلول غذایی فقط یک بار بکار می رود ولی در سیستم بسته محلول بصورت پیوسته و چرخه ای می باشد. کیفیت آب مهم ترین مسأله در تهیه محلول مناسب است. آبی که دارای مصارف خانگی و کشاورزی است حتما باید آزمایش شود و سپس مورد استفاده قرار گیرد. زیرا ممکن است این آبها دارای موادی باشند که در رشد گیاه تأثیر بگذارند. آب سطحی ممکن است شامل میکروارگانیسم های بیماری زا یا جلبک ها باشد. این عوامل مشکلاتی در سیستم های کشت بوجود می آورند مثلا جلبک ها باعث انسداد دو راهی ها و دریچه ها می شوند. بنابراین برای تهیه آب مناسب باید از روش های مختلفی استفاده کرد که استفاده از صافی برای تصفیه آب از مواد معلق نامطلوب یکی از این راه هاست. در ضمن هزینه آزمایش کردن آب کمتر از هزینه از بین بردن مشکلات ناشی از استفاده آب نامطلوب است.

صاف کردن آب و محلول غذایی

آب برای اینکه در سیستم کشت بکار گرفته شود باید از یک صافی مناسب مثل لایه های ماسه عبور داده شود. این کار می تواند ذرات معلق که ممکن است شامل موجودات ریز بیماری زا، جلبک ها و یا حتی رسوب بعضی از عناصر باشد را از آب جدا کند. محلول غذایی را می توان با عبور اشعه ماوراء بنفش(یو وی) استریل کرد. برای این کار می توان از دو لامپ 16 وات (یو وی) در مسیر محلول غذایی استفاده کرد.

آفات و بيماري ها در سيستم هيدروپنيك

همان طوري كه مي دانيم منشاء كليه آفات و بيماري ها، خاك است از اين رو آنجائي كه در كشت هيدروپونيك كشت بدون خاك است از اين رو مقدار زيادي از آفات و بيماري متوجه گياه نخواهد شد و بدين وسيله هزينه هاي ناشي از ضرورت مراقبت هاي كشاورزي و استفاده از سموم و غيره به كلي منتفي مي گردد. البته در اين جا لازم به ذكر هستيم كه احتمال ورود برخي بيماري از طريق كارگران شاغل در گلخانه و پرندگان و حشرات وجود دارد كه در اين صورت با اعمال كنترل هاي مناسب، انتقال اين گونه بيماري ها نيز كاملاً محدود خواهد شد.

با در نظر گرفتن محيط كشت گياهان و ضمن رعايت بهداشت محيط گلخانه مي توان آلودگي را در اين سيستم كشت گياهان به حداقل رسانيد به گونه اي كه نياز به استفاده از علفكش ها به صفر رسيده و سموم دفع آفات نباتي نيز در حداقل مقدار ممكن استفاده مي شود كه موجب بالا رفتن ارزش غذايي محصولات مي شود.
برخي آفات گياهان در هيدروپنيك عبارتند از: شته ها، پرندگان، پروانه سفيد كلم، كرم ها، جير جيرك ها، كرم مينوز برگ، كنه ها، تريپس، مگس سفيد
عوامل بيماري زا در گياهان هيدروپنيك عبارتند از: ويروس ها، باكتري ها، قارچ ها، نماتدها

برخي بيماري هاي گياهان در هيدروپنيك عبارتند از:

آلترناريا يا بيماري لكه موجي، آنتراكنوز، بوتريس يا كپك خاكستري، سفيدك پنهان، فوزاريوم، فيتوفترا، سفيدك آشكار، ريزوكتونيا، سياهك، اسكب، بيماري پژمردگي و بيماري ويروسي. حفاظت از گیاهان و پيشگيري از آفات را مي توان در سه مرحله اجرا كرد:

الف- مرحله توليد نشاء و كاشت

در اين مرحله مي توانيد از تله هاي زرد چسبنده به ابعاد 13×8 سانتيمتر (يك تله براي هر50 تا100 متر مربع) براي رديابي اوليه مگس هاي سفيد، تريپس ها و شته ها استفاده كنيد اين تله ها مي بايست درطول راهروهاي داخل گلخانه، نزديك در و پنجره ها و محل هاي ورودي هوا نصب شود و حداقل هفته اي يكبار مورد بازديد قرا گيرد. علاوه بر بازديد تله ها بهتر است بوته هاي نشاء يا گياهچه ها را نيز بصورت هفتگي از نظر وجود كنه يا شته بررسي كنيد. وجود كنه هاي تارعنكبوتي را مي توانيد از طريق مشاهده مستقيم كنه بر روي گياه يا مشاهده آثار خسارت آن مشخص نماييد. بر اثر تغذيه كنه هاي دو نقطه اي (كنه هاي تار عنكبوتي) نقاط زرد رنگي در سطح برگ بوجود مي آيد. از آنجائي كه تله هاي زرد تنها براي رديابي حشرات بالدار قابل استفاده است رديابي آفات بي بالي مانند كنه ها و يا شته هاي بي بال بصورت مشاهده مستقيم در نشاء (گياهچه) بسيار مهم است. شته ها بيشتر در زير برگ ها يا اطراف جوانه هاي رويشي و زايشي گياه مستقر مي شوند و از طريق وجود پوسته هاي سفيد رنگ آنها و يا ترشحات چسبنده براق آنها به نام عسلك بر روي اندام هاي مختلف گياه قابل رديابي هستند.
علف هاي هرز مي توانند منبع مهمي براي استقرار حشرات و كنه ها در طول سال باشند. بنابراين مي بايست كليه علف هاي هرز داخل و اطراف گلخانه را نابود كنيد .از قرار دادن هر گونه گياه زينتي در اطراف نشاء ها يا گياهچه هاي جوان خودداري كنيد زيرا اين نوع گياهان نيز مي توانند به صورت منبعي براي استقرار آفات عمل كنند.

ب- مرحله توليد محصول

در اين مرحله عمليات توصيه شده در طي مرحله قبل مي بايست ادامه يابد.
توصيه هاي بيشتر عبارتند از :
1- كليه بقاياي گياهي را از مسير راهروها و مسير آبياري به سرعت جمع آوري كنيد و هيچ گونه توده زباله را داخل و يا نزديك گلخانه به حال خود رها نكنيد.
2- هرگز گياهان متفرقه مانند انواع گياهان زينتي و درختچه هارا داخل گلخانه قرار ندهيد چرا كه اينها به عنوان پناهگاه هاي جايگزين براي حشرات، كنه ها و ساير آفات عمل مي كنند.
3- در جاهائي كه امكان پذير است از توريهاي محافظ استفاده كنيد تا از ورود حشرات جلوگيري شود. استفاده از توري يك راه موثر و ساده براي جلوگيري از ورود آفات درشت مانند انواع پروانه هاي آفت، سوسك ها، زنبورها و سن ها به داخل گلخانه است.
4- حداقل يك محوطه به پهناي 10 متر فضاي عاري از هر گونه گياه يا چمن زني شده در اطراف گلخانه ايجاد كنيد (در صورتي كه از علف كش ها براي پاكسازي استفاده مي كنيد از عدم پاشش آنها در اطراف پنجره ها و هواكش هاي گلخانه اطمينان حاصل كنيد.(گياهان زنيتي و سبزيجات خانگي محل هاي استقرار خوبي براي حشرات و كنه ها هستند و به همين خاطر در نزديك گلخانه اين گياهان به عنوان علف هرز در نظر گرفته مي شود.

ج) مرحله پايان برداشت محصول

در صورتي كه بوته به حشرات و كنه هاي آفت آلوده شده با شد بلافاصله پس از آخرين برداشت محصول و قبل از حذف بوته ها اقدام به مبارزه با آفت نماييد تا جمعيت انتقالي آفت از يك دوره كشت به دوره ديگر نابوده شده يا به حداقل برسد. اين كار فرصت باقي ماندن و پخش يا پنهان شدن آفت را در درزها و شكاف گلخانه و ديگر جاهاي امن آن به حداقل مي رساند. روش هاي مبارزه با آفات در اين مرحله مي تواند شيميايي و يا غير شيميايي باشد. استفاده از يك آفت كش مناسب قبل و پس از حذف بوته ها از داخل گلخانه معمولا" منجر به از بين رفتن بخش عظيمي از جمعيت حشرات و كنه ها مي شود. از توصيه هاي كارشناســان در اين مورد استفاده كنيد. پس از مصرف آفت كش ها و قبل از ورود به داخل گلخانه از انجام تهويه مناسب و كافي در داخل گلخانه اطمينان حاصل كنيد.
درجه حرارت هاي بالا به صورت يكنواخت و سراسري حداقل به ميزان 40 درجه سانتي گراد و رطوبت نسبي كمتر از 50 درصد به مدت حداقل 3 تا 4 روز به طور مؤثري حشرات و كنه ها را كنترل خواهد كرد. پس از حذف بوته ها اين روش مي تواند تكرار شود. اين روش در ماه هاي گرم تابستان به آساني و با هزينه كمتري قابل اجرا است.
پس از اجراي روش هاي فوق الذكر و حذف بوته ها مي بايست با استفاده از تله هاي زرد چسبنده آفات بالدار احتمالي از قبيل تريپس ها، مگس هاي سفيد و شته ها رديابي شوند. بطور منظم اين تـله ها را بازديد كنيد و اگر آفتي مشاهده كرديد با استفاده از يك روش مناسب ضربه ديگري به آن وارد كنيد.مي باستي سعي شود از كنترل بيولوژيك به جاي كنترل شميايي استفاده شود. از طرفي ديگر بايد سعي شود تهويه در گلخانه به خوبي صورت بگيرد تا از شيوع بيماري قارچي جلوگيري شود. رطوبت بالا باعث اين پديده مي شود و عامل آن تهويه نامناسب گلخانه است.

كشت هيدروپنيك از لحاظ اقتصادي

امروزه سيستم هاي كشت هيدروپونيك مي توانند راهكار مناسبي براي مبارزه با مشكلات فقدان منابع آبي كافي و با كيفيت مناسب باشند، بويژه كه كشاورزي با مشكل جهاني كمبود آب و آبياري با آب هايي با كيفيت نامناسب روبروست و غلظت زياد نمك و شوري مشكل عمده كشاورزان به ويژه در نواحي خشك و ساحلي مي باشد. در تحقيقات بسياري چنين سيستم هايي را براي مديريت بازسازي و تنظيم كيفيت محلول غذايي بهينه معرفي كرده اند كه با توجه به اهداف اقتصادي مختلف مانند كيفيت محصول و به ويژه عملكرد، انتخاب نوع سيستم و مديريت تغذيه مي تواند راهكار مناسبي باشد .

كشت هاي هيدروپونيك به دلايل زير از اهميت خاصي برخوردار مي باشد:

1- مصرف آب بسيار كمتر نسبت به كشت هاي فضاي باز
2- استحصال بيشتر محصول در واحد سطح
3- بدست آوردن محصول با كيفيت بهتر به جهت پرورش در محيط كشت كنترل شده
4- امكان پرورش گیاهان به روش هیدروپونیك، درتمام نقاط وجود دارد.
5- تراكم در واحد سطح كشت هیدروپونیك بالا است
6- كاهش میزان كار سنگین
7- كاهش مشكلات ناشی از وجود آفات و بیماری ها
8- ریشه كن شدن مشكل علف های هرز
9- حفظ و نگهداری مواد غذایی
10- كنترل شرایط محیطی
11- كنترل شیمیایی منطقه رشد ریشه آسان است.
12- استقرار گیاهان جدید آسان تر است.
13- آیش در برنامه تناوب كشت محصولات، وجود ندارد.

$mhtml:file://D:\DATA\aqua%20&%20hydro%20int%20file\دکتر%20محمد%20علی%20دوست%20-.mht!http://www.blogfa.com/photo/m/mohammadalidoust.jpg$
محمد علی دوست متولد زاهدان ( ایران ) در سال 1361 به ایتالیا برای تحصیل رفتم ابتدا فوق لیسانس و بعد دکتری و فوق دکتری در بیوتکنولوژی در کشاورزی نائل شدم و در سال 1389 به ایران بازگشتم و به عنوان معاونت اموزشی بهشت پارس خدمت می کنم