کشت هیدروپونیک

معرفي کشت هيدروپونيک

اصطلاحا^“ هيدروپونيک در معناي water working مي باشد و در عمل به معناي پرورش گياه در آب واملاح محلول مي باشد. کشت هيدروپونيک اين امکان را به ما مي دهد که در ازاي کار کمتر و زمان کمتر بازده بيشتري داشته باشيم . تحقيقات نشان داده است که در کشت آبي اگرچه به خاک نيازي نيست ولي نياز به مواد معدني و عناصر غذائي موجود در خاک غير قابل اغماض است، اصولاً خاک مکاني براي نگه داشتن گياه، عناصر غذائي و محل توسعه ريشه است. درکشت آبي فقط عناصر غذائي مورد نياز در اختيار گياه قرار مي گيرد تا بتواند به خوبي رشد کند واين عناصر به صورت مستقيم در اختيار گياه قرار مي گيرد و گياه هرگز در معرض خطر تنش آبي و کمبود عناصر غذائي قرار نمي گيرد. به طور کلي در کشت هيدروپونيک هر گياهي مي تواند پرورش يابد ولي بعضي از گياهان رشد و بازده بيشتري دارند مثلاً گوجه فرنگي، خيار و فلفل، کاهو و گياهان علفي. پياده کردن تکنولوژي هيدروپونيک در يک سيستم گلخانه اي و يک محيط کنترل شده مزيت هاي اقتصادي زيادي را به همراه دارد. در چنين محيطي با کنترل درجه حرارت و ميزان رطوبت و نور در تمام طول سال مي توان گياه زير کشت داشت.

فواید کشت هیدروپونیک

کشت هیدروپونیک مزيت هاي زيادي را شامل مي شود که عبارتند از:

1-صرفه جوئي زماني و نياز به نيروي کار کمتر، زيرا در کشت هیدروپونیک نياز به عمليات تهيه بستر خاک و وجين کردن علف هاي هرز و غيره نمي باشد.

2-حذف بيماري ها در نتيجه حذف خاک.

3-مصرف بهينه آب به دليل آن که هيچ آبي به هدر نمي رود و علف هرزي وجود ندارد که از آب استفاده کند.

4-کشت هيدروپونک به توليد کننده اجازه مي دهد که گياه را با تراکم بيشتري کشت کند در نتيجه توليد بيشتري داشته باشد.

5-يک سيستم کوچک هيدروپونيک در هر جا قابل راه اندازي است.

6-بازده توليد محصول بيشتر و رشد سريعتر گياه (در صورت تأمين عناصر غذائي مورد نياز گياه)

7-ارزش غذائي بالاي محصولاتي که در کشت هيدروپونيک توليد شده اند.

8-مزه بهتر محصولات.

9-کشت سالانه در صورت برپائي اين سيستم در محيط گلخانه و فضاي بسته.

10-در جاییکه خاک مناسب ندارد یا خاک دچار بعضی بیماریها است قابل استفاده است.

11-شخم، آبیاری، مبارزه با آفات خاک، مبارزه با علف های هرز را ندارد و بقیه عملیات های زراعی نیز ساده تر است.

12-برای مناطقی که زمین گران قیمت است برای بدست آوردن بیشترین محصول با تراکم بالا کاربرد دارد.

13-در این طرح آلودگی خاک وجود ندارد و آلودگی آب هم کمتر است.

14-کنترل شرایط محیطی از جمله نور، دما، رطوبت و ترکیب هوا بسیار ساده تر است.

15-در مناطقی که آب شور وجود دارد کاربرد دارد حتی اگر نمکهای محلول در آب به مقدار  ppm500 باشد، می توان با یک شستشوی محیط آن را بکار برد.

معایب کشت هیدروپونیک

۱- هزینه سرمایه گذاری در روش هیدروپونیک بیشتر از کشت گلخانه ای معمولی است. این هزینه اضافی به احداث حوضچه ها، کانال ها و استفاده از پمپ مربوط می شود.

۲- هزینه برقی که برای به کار انداختن تاسیسات مصرف می شود بیشتر است.

۳- ضرورت کمک گرفتن از تکنسین هایی که قادر به تهیه محلول غذایی، تجزیه، ترکیب و بازسازی آن باشند و یا به جای آن هزینه تجزیه و ترکیب مواد در آزمایشگاه، که در اینصورت وجود آزمایشگاه در جوار تاسیسات هیدروپونیک ضروری است بطوریکه محلول مرتبا باید کنترل شود.

4- نداشتن توان بافری برای کنترل pH، غلظت عناصر غذایی و قابلیت هدایت الکتریکی.

نیازهای بنیادی در کشت هیدروپونیک

1- ویژگی های شیمیایی آب نظیر pH، قابلیت هدایت الکتریکی و غلظت برخی یون های ویژه مانند بیکربنات باید مورد توجه قرار گیرد.

2- ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بستر کشت.

3- محلول غذایی با ترکیب کودی مورد استفاده باید شامل تمام عناصر کم مصرف و پرمصرف لازم برای رشد و نمو گیاه باشد.

4- محلول غذایی باید دارای توان بافری مناسب بوده و تا حدی در برابر تغیرات غلظت عنلصر غذایی و pH مقاومت داشته باشد.

5- درجه حرارت و وضعیت تهویۀ محیط کشت یا محلول غذایی برای سیستم ریشه گیاه باید مناسب باشد.

انواع سیستم های هیدروپونیک

1-سیستم هیدروپونیک محلول:

این سیستم به دو گروه تقسیم می­شود:

الف) سیستم های بسته که خود شامل دو زیر گروه می­ باشد:

1- فناوری فیلم غذایی 2- فناوری جریان عمیق

ب) سیستم های باز که خود شامل سه گروه می باشد:

1- فناوری غوطه ور کردن ریشه. 2- فناوری شناورسازی. 3- فناوری نیروی کاپیلاری.

 2- سیستم هیدروپونیک دانه بندی ( کشت درمحیط جامد):

به چهار گروه طبقه بندی می شوند:

الف) سیستم کیسه آویزان

ب) سیستم کیسه رشد

ج) سیستم شیاری

 د) سیستم گلدانی

3- سیستم آئروپونیک:

الف) فناوری مه پاش ریشه

 ب) فناوری تغذیه بخار

 انواع بسترهای کشت

 1- زئولیت: زئولیت ها کانی های آلومینوسیلیکاته هیدراته و بلوری حاوی کاتیون های قلیایی و قلیایی خاکی بوده که با اشتراک اتم های اکسیژن صفحات چهار وجهی ، ساختمانی سه بعدی تشکیل داده اند . این کا نی ها توانایی بالایی در جذب و از دست دادن آب دارند.

2- ورمی کولایت: نوعی رس ورقه ایست. ورمیکولایت منبسط شده ماده ایی سبک، با خلل وفرج زیاد و ظرفیت نگهداری به نسبت بالای آب می باشد. دارای ظرفت کاتیونی بالا، دوام کم است و تمایل به فشردگی دارد.

 3- پرلیت: پرلیت یک آلومینوسیلیکات بی اثر از مواد آتشفشانی است . این کانی آب را در سطح خود جذب کرده و به آرامی رها میکند و باعث افزایش زهکش بستر کشت و تهویه می شود ؛ بنابراین برای جلوگیری از تنش آبی از آن استفاده می شود . پرلیت دارای 9.6 درصد آلومینیوم میباشد که در شرایط اسیدی تاثیر منفی بر رشد گیاه می گذارد.

4- پوسته شلتوک برنج: یک محصول زائد وبدون مصرف صنعتی است و به عنوان جانشین ترکیبات آلی و یا غیر آلی استفاده می شود. پوسته شلتوک برنج، ظرفیت تبادلی پایین و قدرت پایین نگهداری آب می باشد.

5- لیکا: از پخته شدن رسهای مرطوب در درجه حرارت های بالا (حدود 1100 درجه سلسیوس) ساخته می شود. در این فرآیند گلوله های سخت با خلل وفرج زیاد حاصل می شود . این خلل وفرج درشت اند، بنابراین ظرفیت نگهداری آب در آنها کم است. لیکا ضمن داشتن ویژگی های پشم سنگ، دارای ثبات ساختمانی و خاصیت نفوذ پذیری بیشتر است. احتمال وجود عوامل بیماریزا و آفات در محیط حاوی لیکا در مقایسه با شن کمتر است.

 6- پشم سنگ: این ماده شامل مخلوط سنگ آهک و زغال سنگ است. پشم سنگ در اثر فعالیت های بیولوژیکی به راحتی تخریب نمی شود. حدود 96 درصد منافذ پر شده با هوا دارد.

pH مناسب برای انواع محصولات باغی 

مواد غذایی مورد نیاز در کشت هیدروپونیک

خاک دارای خاصیت تامپونی و بافری است. بدین مفهوم که اگر عنصری توسط گیاه جذب شد و غلظتش در محلول خاک کاهش پیدا کرد خاک این توانایی را دارد که از فاز جامد یا فاز تبادلی آن عنصر را آزاد و وارد محلول خاک کند و غلظت را به همان سطح اولیه خودش برگرداند. خاصیت تامپونی یا همان حفظ غلظت و آزاد کردن عناصر از فاز جامد یا تبادلی است. ولی در محلول‌های غذایی یا کشت هیدروپونیک تجدید غلظت وجود ندارد. در بعضی از سیستم‌ها، محلول غذایی حالت چرخشی داشته و در یک محدوده (یا مخزنی) کمبود غلظت خود را جبران کرده و دوباره وارد سیستم خواهد شد که این خود یکی از مزیت‌های خاک در رابطه با کشت بدون خاک است. 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. بطوری که تمامی عناصر غذایی مورد نیاز در آن به مقدار کافی وجود داشته باشند.

راهنمای تهيه محلول غذايی برای کشت هيدروپونيک

احتياجات غذايي گياه و انواع محلول هاي غذايي (خصوصيات يک محلول غذايي مناسب)

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.

مخلوط کردن مواد و ساخت محلول:

شما می توانید این مواد را جداگانه تهیه کنید و طبق نسبت های موجود با هم مخلوط کنید. قبل از مخلوط مواد به چند نکته توجه کنید.

به وزن و اندازه مواد غذایی دقت کنید.

مواد غذایی را در ظروف جداگانه قرار دهید تا از تناسب آنها مطمئن شوید.

مواد را یکباره با هم مخلوط نکنید و پس از مخلوط کردن آنها را دوباره بسنجید.

دقت محلول باید حدود 5% باشد.

هنگامی که از تناسب مواد مطمئن شدید آنها را در آب بریزید و آنها را در آب به خوبی مخلوط کنید و ظرف را به شدت تکان دهید.
بهتر است برای مخلوط کردن مواد  از آب گرم استفاده کنید.

تفاوت سیستم های کشت:

دو نوع روش کشت هیدروپونیک وجود دارد که هر کدام احتیاج به مدیریت خاصی دارد. در سیستم باز محلول غذایی فقط یکبار بکار می رود ولی در سیستم بسته محلول بصورت پیوسته و چرخه ای می باشد.

کیفیت آب:

کیفیت آب مهمترین 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 تاثیر 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 (UV) استریل کرد. برای این کار می توان از دو لامپ 16 وات (UV) در مسیر محلول غذایی استفاده کرد.

ميانگين عناصري که در يک محلول غذايي مناسب وجود دارد:

آزمايش ها نشان مي دهد که هر يک از عناصر مورد نياز گياه کار بخصوصي در رشد گياه انجام مي دهد. بنابراين شناخت نقش عناصر و علائم کمبود و زيادي آنها براي کنترل تغييرات محلول الزامي است.