مواد لازم برای کشت هیدروپونیک

با ادامه افزایش دمای محیط  کره زمین، یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که با آن روبرو هستیم، اطمینان از تامین غذای کافی برای پاسخگویی به نیازهای جمعیت رو به رشد انسانی است. تأثیر تغییر اقلیم به عوامل مختلفی از جمله کمبود آب در زمین‌های کشاورزی، آلودگی خاک و جنبه‌های متعدد دیگر گسترش می‌یابد. در این زمینه، هیدروپونیک به عنوان یک روش کشاورزی امیدوارکننده ظاهر می شود و راه حل جایگزین مناسبی برای مقابله با این چالش ها ارائه می دهد. این مقاله مروری بر کشاورزی هیدروپونیک، شامل انواع، مزایا، ترکیب محلول غذایی، عواملی مانند مقدار پتانسیل هیدروژن (pH)، مقدار هدایت الکتریکی (EC) و دمای آب ارائه می‌کند. هیدروپونیک، کشت گیاهان در آب غنی شده با مواد مغذی، با یا بدون حمایت مکانیکی یک محیط بی اثر مانند ماسه، شن، یا پرلیت است.

کشت هیدروپونیک (Hydroponics) به‌عنوان یکی از روش‌های نوین کشاورزی بدون خاک، امکان تولید محصول در محیط‌های کنترل‌شده و با بهره‌وری بالا را فراهم می‌کند. این سیستم با حذف خاک و استفاده از محلول‌های غذایی، کنترل دقیق‌تری بر تغذیه گیاهان فراهم می‌سازد. برای موفقیت در این نوع کشت، آشنایی با مواد و تجهیزات مورد نیاز نقش حیاتی دارد.

در صورت تمایل می توانید پادکست مربوط به این مقاله رو گوش دهید :

همچنین دانشمندان برای مشت هیدروپونیک اقدام به خرید کود NPK کامل محلول در آب (20-20-20) می کنند.

گیاهان از دیرباز با ریشه های غوطه ور در محلول های آب و کود برای مطالعات علمی تغذیه آنها رشد کرده اند. هیدروپونیک های تجاری اولیه (از یونانی hydro-، “آب” و ponos، “کار”) این روش را اتخاذ کردند. به دلیل مشکلاتی که گیاهان در وضعیت رشد عمودی معمولی و هوادهی محلول وجود داشت، این روش با کشت شن جایگزین شد، که در آن شن گیاهان را در یک بستر نگه می‌دارد. انواع مختلفی از بسترها با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند، از جمله پشم سنگ،سنگ مذاب شیل ذوب شده، گلوله‌های رسی، نارگیل، پوسته برنج، خرده‌های گرانیت، ماسه، پوکه، پرلیت و ورمیکولیت.

محلول کود که اغلب از فضولات ماهی یا اردک یا کودهای مصنوعی به دست می آید، به صورت دوره ای پمپاژ می شود، دفعات مصرف و غلظت بسته به گیاه و شرایط محیطی مانند نور و دما دارد. محلول به داخل مخزن تخلیه می شود و پمپاژ آن معمولاً خودکار است. محلول کود از ترکیبات شیمیایی مختلف با درجه کود کشاورزی یا باغی تشکیل شده است که حاوی مقادیر متفاوتی از نیتروژن، فسفر و پتاسیم – عناصر اصلی لازم برای رشد گیاه – و عناصر میکرو و ثانویه مختلف مانند گوگرد، منیزیم، کلسیم، آهن، روی و غیره راه حل را می توان به طور نامحدود استفاده کرد. مواد شیمیایی معمولاً ممکن است به صورت خشک مخلوط شده و ذخیره شوند. با رشد گیاهان، غلظت محلول و دفعات پمپاژ افزایش می یابد.

طیف گسترده ای از سبزیجات و گل ها را می توان با سیستم های هیدروپونیک به طور رضایت بخشی کشت کرد. محصولات رایج شامل کاهو، اسفناج، کلم پیچ، گوجه فرنگی، فلفل، خیار، تربچه، توت فرنگی است. سیستم های هیدروپونیک در مقایسه با کشت در خاک دارای مزایا و معایبی هستند. مزیت اصلی صرفه جویی در نیروی کار با آبیاری اتوماتیک و کوددهی است. سیستم‌های هیدروپونیک را می‌توان در مکان‌هایی که به طور معمول برای رشد گیاهان در دسترس نیستند، مانند مناطق پرجمعیت، راه‌اندازی کرد و حتی به عنوان یک روش بالقوه برای تولید محصول در فضا مورد مطالعه قرار گرفته است. آب و هوا یک عامل نیست و سیستم های هیدروپونیک در مقایسه با گیاهان معمولی از آب کمتری استفاده می کنند.

جهت آشنایی با زمان مصرف کود npk مقاله مربوطه را مطالعه نمایید.

گیاهان همچنین نسبت به گیاهانی که در خاک رشد می کنند رقابت ریشه و مواد مغذی کمتری دارند و آفات آنها به میزان قابل توجهی کمتر است، بنابراین می توان گیاهان را نزدیکتر به هم کاشت. معایب آن هزینه نصب بالا است. یک منحنی یادگیری شیب دار برای هیدروپونیک وجود دارد و خطاهای کوچک می تواند کل محصول را تحت تأثیر قرار دهد. این سیستم ها همچنین در برابر خرابی تجهیزات یا قطع برق بسیار آسیب پذیر هستند که می تواند ظرف چند ساعت گلخانه ها را از بین ببرد.

عملکرد تقریباً مشابه محصولاتی است که در خاک رشد می کنندمحصولات هیدروپونیک در بسیاری از نقاط، از جمله در ایالات متحده، مجاز به دریافت گواهی ارگانیک هستند. منتقدان اشاره کرده اند که گیاهان هیدروپونیک فاقد تعامل با میکروبیوم خاک هستند و استدلال کرده اند که سلامت خاک بخش مهمی از جنبش کشاورزی ارگانیک است.

مواد مغذی مورد استفاده در سیستم‌های هیدروپونیک می‌توانند از منابع مختلف آلی یا معدنی، از جمله فضولات ماهی، کود اردک، کودهای شیمیایی خریداری‌شده، یا محلول‌های غذایی استاندارد یا ترکیبی مصنوعی به دست آیند.

بر خلاف کشت مزرعه، گیاهان معمولاً به صورت هیدروپونیک در گلخانه یا محیط محصور در محیط های بی اثر، سازگار با فرآیند کشاورزی با محیط کنترل شده (CEA) رشد می کنند.

هیدروپونیک مزایای زیادی دارد، به ویژه کاهش مصرف آب در کشاورزی. برای رشد 1 کیلوگرم (2.2 پوند) گوجه فرنگی با استفاده از روش های کشاورزی فشرده، به 214 لیتر آب، با استفاده از هیدروپونیک، 70 لیتر آب نیاز است. و تنها 20 لیتر با استفاده از ایروپونیک.

کشت هیدروپونیک منجر به بالاترین تولید زیست توده و پروتئین در مقایسه با سایر بسترهای رشد، گیاهانی که در شرایط محیطی یکسان کشت می‌شوند و با مقادیر مساوی از مواد مغذی عرضه می‌شوند، می‌شود.

از آنجایی که کشت هیدروپونیک به آب و مواد مغذی بسیار کمتری برای رشد محصول نیاز دارد، و تغییرات آب و هوایی عملکرد کشاورزی را تهدید می‌کند، در آینده می‌توان برای مناطقی که در محیط‌های خشک هستند، به‌روش هیدروپونیک غذای گیاهی خود را پرورش دهند.

گیاهانی که در منابع آبی کمتر خالص هستند بهتر از گیاهان در آب مقطر رشد می کنند. تا سال 1842، فهرستی از 9 عنصر که تصور می‌شد برای رشد گیاه ضروری هستند، تهیه شد و اکتشافات گیاه‌شناس آلمانی جولیوس فون ساکس و ویلهلم ناپ در سال‌های 1859-1875، منجر به توسعه تکنیک کشت بدون خاک شد.

هیدروپونیک مزایای کلیدی دیگری در مقایسه با کشت خاکی دارد، از جمله این که ریشه های گیاه به اکسیژن دسترسی ثابت دارند و گیاهان به همان اندازه به آب دسترسی دارند. یکی از رایج ترین اشتباهات در هنگام کشت، آبیاری بیش از حد گیاهان است. هیدروپونیک از وقوع این امر جلوگیری می کند زیرا مقادیر زیادی آب که ممکن است سیستم های ریشه را در خاک غرق کند، می تواند در هیدروپونیک در دسترس گیاه قرار گیرد، و هر آبی که استفاده نشود تخلیه می شود، دوباره به گردش در می آید یا به طور فعال هوادهی می شود و شرایط بدون اکسیژن را از بین می برد.

در کشت محلول جریان پیوسته، محلول غذایی به طور مداوم از کنار ریشه ها عبور می کند. اتوماسیون آن بسیار ساده تر از کشت محلول استاتیک است زیرا نمونه برداری و تنظیم دما، pH و غلظت مواد مغذی را می توان در یک مخزن ذخیره بزرگ که پتانسیل ارائه خدمات به هزاران گیاه را دارد، انجام داد. یک تغییر محبوب، تکنیک NFT است که به موجب آن یک جریان بسیار کم عمق از آب حاوی تمام مواد مغذی محلول مورد نیاز برای رشد گیاه در یک لایه نازک از کنار یک تشک ریشه گیاهان در یک کانال ، با سطح بالایی در معرض گردش مجدد قرار می گیرد. برای هوا دادن در نتیجه، اکسیژن فراوانی به ریشه گیاهان می رسد. یک سیستم NFT که به درستی طراحی شده باشد، مبتنی بر استفاده از شیب کانال مناسب، نرخ جریان مناسب و طول کانال مناسب است.

مزیت اصلی سیستم NFT نسبت به سایر اشکال هیدروپونیک این است که ریشه های گیاه در معرض منابع کافی از آب، اکسیژن و مواد مغذی قرار دارند. در تمام اشکال دیگر تولید، تضاد بین تامین این نیازها وجود دارد، زیرا مقادیر بیش از حد یا کمبود یکی منجر به عدم تعادل یکی یا هر دو مورد دیگر می شود. NFT، به دلیل طراحی خود، سیستمی را فراهم می کند که در آن هر سه الزام برای رشد گیاه سالم را می توان به طور همزمان برآورده کرد، نتیجه این مزایا این است که بازدهی بالاتری از محصولات با کیفیت بالا در طی یک دوره طولانی کشت حاصل می شود. نقطه ضعف NFT این است که مقاومت بسیار کمی در برابر وقفه در جریان (به عنوان مثال، قطع برق) دارد. اما، به طور کلی، احتمالاً یکی از تکنیک‌های سازنده‌تر است.

کشت هیدروپونیک شامل روش‌های متنوعی است که هرکدام برای شرایط و محصولات خاصی مناسب‌اند:

روش کشت NFT (تکنیک فیلم غذایی)

در این روش، محلول غذایی به‌صورت لایه نازک در کانال‌هایی جریان دارد که ریشه‌ها در آن قرار دارند. این روش برای سبزیجات برگ‌دار مانند کاهو و اسفناج مناسب است.

روش DWC (کشت در آب عمیق)

گیاهان روی سبدهای شناور روی مخزن محلول غذایی قرار می‌گیرند و ریشه‌ها درون محلول غوطه‌ور می‌شوند. این روش برای گیاهان با رشد سریع مانند کاهو مناسب است.

روش جزر و مد (Ebb and Flow)

در این روش، بستر کاشت به‌صورت دوره‌ای با محلول غذایی پر و سپس تخلیه می‌شود. این روش امکان تهویه بهتر و جذب بهتر عناصر غذایی در بازه‌های منظم را فراهم می‌کند.

سیستم کشت قطره‌ای (Drip System)

محلول غذایی از طریق لوله‌های قطره‌ای به هر گیاه منتقل می‌شود. این سیستم برای کنترل دقیق‌تر مصرف آب و مواد مغذی در محصولات میوه‌دار مانند گوجه‌فرنگی کاربرد دارد.

آبیاری فرعی جزر و مد (سیستم Ebb and Flow)

در این روش، مخزن بستر گیاهان به‌صورت متناوب با محلول غذایی پر و سپس تخلیه می‌شود. این چرخه باعث تغذیه و اکسیژن‌رسانی بهتر به ریشه‌ها می‌شود. عملکرد متناوب این سیستم با استفاده از تایمر کنترل می‌شود و بستر معمولاً از لیکا یا پشم سنگ تشکیل شده است.

مقاله پیشنهادی : زمان کود دهی زعفران جهت افزایش محصول چه زمانی است ؟ 

همانطور که در کشاورزی معمولی، مواد مغذی باید به گونه ای تنظیم شوند که قانون لیبیگ در مورد حداقل برای هر گونه گیاهی خاص برآورده شود. با این وجود، غلظت‌های قابل قبولی برای محلول‌های غذایی وجود دارد که حداقل و حداکثر دامنه غلظت برای اکثر گیاهان تا حدودی مشابه است. بیشتر محلول‌های غذایی مخلوط می‌شوند تا غلظت‌هایی بین 1000 تا 2500 ppm داشته باشند.

برای اجرای موفق کشت هیدروپونیک، شناخت دقیق از نیازهای گیاه، انتخاب صحیح مواد اولیه (از جمله محلول‌های غذایی، بستر کشت و سیستم‌های هوادهی)، و بهره‌گیری از تجهیزات اتوماسیون الزامی است. شرکت گرومان با ارائه کودهای تخصصی محلول‌پاشی و قابل مصرف در سیستم‌های هیدروپونیک، می‌تواند نقش مؤثری در بهینه‌سازی تولید و افزایش بهره‌وری کشاورزان نوین ایفا نماید.