هیدروپونیک چیست
هیدروپونیک به کشتی گفته می شود، که کاشت گیاهان درآب و محلول غذایی بدون استفاده از خاک باشد. کشت هیدروپونیک برای کشاورز این امکان را به وجود می آورد که در مدت زمان کوتاه تر و زحمت کمتر، محصولی با راندمان بالاتری را تولید و کشت نماید.
علم هیدروپونیک اثبات کرده که برای رشد گیاهان به خاک و سیستم های آبیاری متداول گلخانه نیازی نیست ، ولی به عناصری که درخاک موجود است نیازمی باشد. در کشت هیدروپونیک هرگیاهی را می توان به این صورت کشت کرد، اما بعضی از آنها موفقیت بیشتری در این سیستم دارند. کشت هیدروپونیک برای میوه هایی که محصولات مقاوم دارند از قبیل، خیار ، گوجه ، فلفل و گیاهانی مثل کاهو و گیاهانی که رشد سریعی دارند، ایده آل می باشد.
در گلخانه های هیدروپونیک، در هر دوره کشت مقدار زیادی محصول به صورت کاملا پایدار تولید میگردد. در این گونه گلخانه ها به دلیل استفاده اصولی و هدفمند از منابع غذایی و مساعد بودن شرایط محیطی، محصولاتی سالم و با کیفیت تولید خواهد شد. همچنین تفاوت چشمگیری در میزان عملکرد در واحد سطح نسبت به دیگر گلخانه ها دیده می شود.
مزایای کشت هیدروپونیک
۱- به دلیل عدم وجود بستر خاکی، شیوع بیماری، آفات و آلودگی های خاکی نیز دیده نمی شود.
۲- حذف علف های هرز و نهال های ضعیف، که به این ترتیب دیگر نیازی به علفکش نبوده و عملیات وجین انجام نمی شود.
۳- حذف عملیات آماده سازی خاک قبل از کاشت و در نتیجه موجب صرفه جویی در هزینه های ثابت اولیه می شود.
۴- در این سیستم سرعت رشد بسیار بالا بوده و به دلیل شرایط بهینه راندمان محصولات افزایش پیدا می کند.
۵- در این روش از حداقل فضای رشد در گلخانه استفاده می شود.
۶- گیاهانی که در روش هیدروپونیک کشت و کار می شوند، سالمتر از گیاهان دیگر می باشند.
۷- گیاهان در روش هیدروپونیک از رژیم غذایی نسبتا کاملی برخوردار بوده و آلودگی و امراض در آنها بسیار کمتر وجود دارد.
۸- اتلاف آب و مواد غذایی تقریباً صفر است و در نواحی خشک که با بحران کم آب مواجه هستند میتوان با استفاده از این روش، گیاهانی با عملکرد کمی و کیفی بالا تولید کنند.
۹- توزیع یکنواخت محلول غذایی در سیستم هیدروپونیک، رقابت گیاهان را کاهش داده و با توجه به افزایش سلامت آنها، عملکرد محصول نیز افزایش می‌یابد.
۱۰- در روش هیدروپونیک آب و مواد غذایی به طور مستقیم در اختیار ریشه قرار گرفته و انرژی گیاه به جای اینکه صرف ریشه دوانی گردد، مستقیما صرف تولید شاخ و برگ و میوه و سبزی گشته و بنابراین از بنیه قوی‌تری برخوردارند.
هدف از کشت محصولات به روش هیدروپونیک
- تولید و پرورش محصولات مختلف و متنوع به شکل تازه در زمین های باتلاقی، خشک و زمین هایی که غیر قابل کشت می باشند.
- بهره گیری از اماکنی مثل، گاراژ و انبار که به هر دلیلی متروکه شده اند
- کشت علوفه به صورت متوالی برای واحدهای کوچک دامپروری
- صرفه جویی در آب برای مناطقی که با مشکل آب روبرو هستند
- افزایش بازده در تولید گیاهان خارج فصل رشد درون گلخانه ها
- کاهش در ایجاد بیماری های انگلی گیاهان
- صرفه جویی در هزینه های مربوط به نیروی انسانی به علت حذف خاک
از معایب هیدروپونیک میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
۱- نسبت به روش های دیگر در گلخانه ها، هزینه ساخت بیشتری دارد.
۲- در این روش به منظور بررسی محلول های غذایی، به آزمایشگاه و افراد متخصص نیازمند است.
۳- در صورت قطعی برق یا از کار افتادن سیستم های انتقال مواد غذایی، ممکن است باعث نابودی گیاهان شود.
۴- در برخی از سیستم های کشت هیدروپونیک مشکل تهویه، باعث اختلال در رشد گیاهان خواهد شد.
۵- در صورت وجود آلودگی در محلول های غذایی، به سرعت بین گیاهان پخش خواهد شد.
بسترهای کشت در گلخانه های هیدروپونیک
در بیشتر گلخانه های هیدروپونیک، از بسترهای کشت غیر خاکی برای جوانه‌زنی بذور، ریشه‌زایی قلمه ها و کشت و پرورش گیاه استفاده می شود. هر چه بستر کشت کوچکتر باشد، مدیریت آن آسانتر و ارزانتر خواهد بود. در بستر کشت کامل، نسبت بین آب و هوا تقریبا برابر است. به عنوان مثال بافت شنی ریز با خلل و فرج بسیار کوچک قادر به حفظ آب و هوای زیاد نیست، از طرف دیگر قلوه سنگ‌های درشت دارای منافذ بزرگتری بوده که قادر به نگهداری مقدار زیادی آب و هوا می باشد و میتوان جهت چرخش پیوسته عناصر غذایی از آن استفاده نمود.
خصوصیات بستر کشت کامل هیدروپونیک
۱- دارای نسبت یکنواخت آب به هوا باشد.
۲- به مرور زمان در مقابل تغییرات pH مقاومت کند.
۳- ارزان باشد.
۴- از نظر وزنی سبک بوده و به سهولت بتوان در محیط‌های بسته و باز با آنها کار کرد.
۵- ریشه گیاه را در برابر تغییرات و نوسانات شدید دما و رطوبت حفظ کند.
۶- عاری از بیماری، آفات و بذر علفهای هرز باشد.
۷- ظرفیت نگهداری آب بالایی داشته تا گیاه را در مقابل رطوبت کم محافظت کند.
۸- از نظر شیمیایی خنثی بوده و در برابر مواد محلول در آب دچار تغییر نشود.
انواع روش های کشت هیدروپونیک و تجهیزات هیدروپونیک
الیاف نارگیل (کوکوپیت)
منشا این ماده گیاه مورد نارگیل بوده و همانطور که میدانید پوست نارگیل از الیاف زیادی تشکیل شده است. این الیاف را از میوه جدا کرده و بعد از مراحل خشک کردن و ریز کردن و فشردهسازی آن را به بازار عرضه می کنند. کوکوپیت به صورت قالبهای فشرده وجود داشته که بعد از خیساندن حجم قابل توجهی پیدا می کند (شکل ۱). در واقع هر یک کیلوگرم آن به ۱۵ لیتر کوکوپیت مرطوب تبدیل می شود. اضافه کردن کوکوپیت به بستر کاشت موجب تهویه بهتر و صرفهجویی در مصرف آب می شود. از pH مناسبی برخوردار بوده و برای تمامی گیاهان قابل استفاده می باشد. این ماده ماندگاری بالایی دارد (تجزیه بسیار کند) و به تناوب میتوان از آن استفاده کرد و بذر علفهای هرز و بسیاری از آفات و بیماریها را نداشته و میتوان به راحتی از آن بهره برد
مزایای الیاف نارگیل
۱- از قدرت جذب آب، هوا و اکسیژن بالایی برخوردار است.
۲- محیط رشد مناسبی برای ریشه‌زایی گیاهان بوده و به خوبی از گیاهان در برابر آفات و امراض ریشه‌ای محافظت می کند.
۳- قابلیت استفاده مجدد بعد از استریل شدن (در صورت مشاهده آلودگی) دارد.
۴- بقایای آن برای محیط زیست مضر نمی باشد.
۵- دارای ترکیبات آلی است و همچنین الیاف آن دارای هورمون های ریشه‌زایی طبیعی می باشند.
۶- قابلیت ترکیب شدن با محیط کشت های دیگر را نیز دارد.
پالم پیت:
پالم پیت از آسیاب و خرد کردن تنه و سر برگهای درخت نخل تشکیل می شود. این بستر کشت دارای تخلخل فراوان و قدرت نگهداری آب بالا می باشد. شوری این ماده با آبشویی تا حد زیادی از بین رفته و مشکلی برای گیاه ایجاد نمی کند. بعد از استفاده، میتوان مجددا ضدعفونی شده و برای کشت بعدی آماده گردد. سازگار با محیط زیست بوده و آلودگی ایجاد نمی کند.
پالم پیت به صورت قالبهای فشرده و متراکم و پالم پیت باز در بازار موجود می باشد. فرم فشرده آن، بعد از قرارگیری درون آب و حجیم شدن، میتوان در بسترهای مختلف، استفاده نمود. یکی از مزایای مهم این ماده، ارزان بودن آن به دلیل تهیه آن در داخل کشور بوده و نسبت به کوکوپیت که یک ماده وارداتی است، از قیمت کمتری برخوردار می باشد. از نظر ظاهری بسیار شبیه به کوکوپیت می باشد
پرلیت:
پرلیت دارای منشا معدنی بوده و یک نوع سنگ آتشفشانی منبسط شده است. به علت خلل و فرج موجود در آن قدرت جذب آب بالایی دارد و میتوان به راحتی از آن استفاده کرد. به علت فرآیند تشکیل آن در دمای بالا (۹۰۰ درجه سانتیگراد) مادهای کاملا استریل بوده و هیچ مشکلی برای گیاه ایجاد نمی کند. بسیار سبک و ریز بوده و تهویه خاک را بهبود میبخشد. pH این ماده نیز در حد خنثی و بعد از جذب آب نیز تغییری در محیط کشت به وجود نمیآورد. در بستر تجزیه نشده و تا مدت زیادی میتوان از آن بهره برد. قدرت جذب آب در حدود ۳ تا ۷ برابر وزن خود داشته و میتواند مواد غذایی را نیز در خود نگهداری کند و به تدریج در اختیار گیاه قرار دهد ولی پرلیت از خود ماده غذایی ندارد. به علت منشا طبیعی، کاملا با محیط زیست سازگار است و هیچ آسیب و آلودگی به محیط وارد نمی کند (شکل ۴).
مزایای پرلیت:
۱- به دلیل ظرفیت نگهداری هوا، گیاه دچار مشکل تهویه نمیگردد.
۲- ماده ای خنثی بوده و بر اثر مواد شیمیایی دچار تغییر نمی شود.
۳- به دلیل عدم چسبندگی ذرات پرلیت، ریشه های گیاه به راحتی در محیط کشت نفوذ می کنند.
لیکا (رس)
گل رس به دلیل قرار گرفتن در درجه حرارت بالا (۱۲۰۰ درجه)، منبسط شده و گازهای ایجاد شده باعث تشکیل حفرات ریز در این دانه ها می شود. بعد از سرد شدن، حبابهای هوا منافذ ریزی را ایجاد کرده و سطح آنها سخت می شود (شکل ۵). از نظر اسیدیته خنثی می باشند. ظرفیت جذب آب متوسطی داشته و به دلیل فاصله بین هر دانه، به سرعت محیط کشت از آب تخلیه می شود. بنابراین در سیستم هایی که گیاهان آب کافی در اختیار دارند، محیط کشت مناسبی می باشد.
از مزایای آن میتوان به وجود خلل و فرج زیاد و در نتیجه نفوذ هوا مابین دانه های رس اشاره نمود. این خلل و فرج موجب تهویه و اکسیژن رسانی کافی به ریشه ها شده و از پوسیدگی ریشه ها جلوگیری می کند (شکل ۶). لیکا از نظر شیمیایی خنثی بوده و میتوان آن را بعد از استریل کردن، دوباره استفاده نمود و قابل بازیافت می باشد.
پشم سنگ
از ذوب شدن صخره های بازالت در دماهای بالا (۱۵۰۰ درجه) موادی فیبرمانند به نام پشم سنگ تشکیل میگردد. این ماده به عنوان عایق حرارتی در ساختمان سازی استفاده می شود. ماده ای تقریبا خنثی، استریل، سازگار با محیط زیست می باشد. به علت متخلخل بودن و بافت نرم آن امروزه در کشت هیدروپونیک استفاده می شود. ریشه گیاهان در این ماده به راحتی رشد کرده و به دلیل خنثی بودن اثر متقابلی بر روی گیاه نخواهد داشت . بعد از تنیدن و ایجاد الیاف آنها را تحت فشار به صورت تکه یا قطعات مکعبی شکل برای مصرف هیدروپونیک آماده کرده و یا به صورت گلوله پشم در می‌آورند (شکل ۸). برای کاهش زمان رسیدگی و افزایش عملکرد سالیانه محصولات از این ماده استفاده می شود و با استریل کردن این ماده با بخار، چندین مرتبه از آن در یک سال، استفاده مجدد می‌نمایند.
مزایای پشم سنگ
۱- به راحتی آب جذب کرده و از زهکشی خوبی برخوردار است.
۲- مناسب بستر کشت اولیه برای جوانه‌زنی بذور و ریشه‌زایی قلمه ها می باشد.
۳- عاری از هرگونه عوامل بیماریزا و آلاینده های دیگر می باشد.
۴- به دلیل متخلخل بودن تهویه ریشه با مشکل مواجه نمی شود.
۵- بر اثر مواد شیمیایی تغییری در پشم سنگ بوجود نمیآید.
۶- سبک و قابل انتقال بوده و باعث تولید سریع‌تر محصول با هزینه کمتر می شود.
معایب پشم سنگ:
۱- نسبت به دیگر محیط های کشت گرانتر می باشد.
۲- در اکثر موارد با بسترهای کشت دیگر، ترکیب نمی شود.
۳- ممکن است در هنگام استفاده از آن، بر روی پوست احساس سوزش ایجاد شود.
انواع بسترهای پشم سنگ:
۱– قطعات و بلوکه های محکم و سفت: اشاره به قابلیت انبار پذیری و شکل و حالت سخت آن دارد. الیاف آن را با یک ماده چسبنده در قالبهای مخصوص حالت می‌دهند. از این بلوکه ها به عنوان قیم در پرورش گلها و گیاهان گلخانه‌ای استفاده می کنند و آب را درون خود نگه می‌دارد.
۲– پشم سنگ آبدوست یا پشم سنگ دانه‌ای آب گریز: جهت بهبود وضعیت خاک با پیت ماس مخلوط میگردد. دانه های آبدوست پشم سنگ جاذب آب و دانه های آبگریز پشم سنگ دافع آب می باشند.
پوکه معدنی:
این ماده نیز مانند پرلیت از مواد آتشفشانی ساخته می شود. در بسیاریی از موارد مانند عملیات ساختمانی، عایق صدا، ساخت بتن، داروسازی، کشاورزی و …. کاربرد دارد. دارای رنگ و سایزهای مختلف است. به دلیل جنس و تخللپذیری بالا میتواند آب بسیار زیادی را در خود ذخیره کند. قیمت پایینی داشته و به آسانی تجزیه نمی شود و برای مدت طولانی قابل استفاده است. تهویه و بهبود ساختمان خاک، سازگاری با محیط زیست، ضدعفونی آسان با بخار آب، عاری بودن از بذر علفهای هرز و بیماریها، بهبود زهکشی بستر کاشت و … از فواید این ماده معدنی مفید می باشد. این ماده دارای عناصری مانند فسفر، کلسیم، منیزیم، نیتروژن و پتاسیم بوده و میتواند در تغذیه گیاه نقش مهمی را ایفا کند. البته میزان این عناصر در پوکه های مختلف، متفاوت است.
کشت گروبگ یا کیسه رشد
این نوع کشت هیدروپونیک به این صورت انجام می شود که ابتدا گیاه را درون کیسه هایی مخصوص به اسم گروبگ قرار داده و با در نظر گرفتن نوع گیاه مورد کاشت در ارتفاعات استاندارد خاصی قرار می دهند و مواد غذایی لازم با استفاده از قطره چکان هایی که در پای هر گیاه قرار داده شده اند، به گیاه می رسند.
محتویات بستر کشت در هر گروبگ با توجه به سفارش مشتری پر می شوند، ولی معمولا از کوکوپیت و پرلیت به این منظور بکار می رود.
مزیت گروبگ
- مناسب انواع سبزی و صیفی جات در طول دوره ی کوتاه
- سهولت در اجرا
- افزایش کارایی
- قابلیت جابجایی
- قابلیت کنترل چند بوته بصورت یکجا
این نوع کشت توسط قرار دادن گیاه درون گلدان هایی مخصوص و با تراکم مشخصی انجام می شود. گلدان ها را با در نظر گرفتن نوع گیاه در ارتفاعی استاندارد و یا روی زمین قرار می دهند و کود یا محلول غذایی مورد نیاز را با استفاده از قطره چکانهای مخصوص هر گیاه به آنها می دهند.
ظرفیت این گلدان ها ۸ الی ۱۵ لیتر است و برای اکثر گیاهان قابل اجرا می باشد. اگر گلدان ها بصورت عمودی روی همدیگر قرار گیرند، آنوقت مواد غذایی با استفاده از پمپ از سمت بالا به پایین سرازیر می شود و تمام گیاهان از آن تغذیه می کنند. این روش برای گیاهانی مثل توت فرنگی مناسب می باشد.
هنگامی که گلدان ها را به طور افقی در کنار همدیگر قرار دهند، آنوقت مواد غذایی مورد نیاز گیاهان توسط پمپ و لوله های انتقال آب و نازل به تک تک گلدان ها هدایت می شود. این روش برای گیاهان پایه کوتاه مانند، گوجه فرنگی، انجیر، موز و… بکار می رود
و تعدادی دیگر از انواع بستر برخی دیگر از شیوه های مختلف کشت هیدروپونیک
کشت آبی
ریشه درون محلول غذایی قرار دارد و تنها مابین ریشه و ساقه از مایع بوسیله پلاستیک عمودی نگه داشته می شود. مخصوص گیاهان دارویی
کشت سنگ ریزه
ریشه درون موادی جامد که قطری بزرگ تر از سه میلی متر دارند گذاشته می شوند، مانند، سنگ خارا
کشت در هوا
ریشه گیاه درون قطرات آب حاوی محلول غذایی قرار می گیرد.
کشت درون ورمی کولیت
به مخلوط ریشه گیاه با مواد کانی گفته می شود.
کشت نواری هیدروپونیک
این نوع روش به این شکل است که محلول های غذایی با حرکت در عمق کم مواد غدایی را به ریشه گیاه می رسانند. این مسیر به صورت دایره ای شکل می باشد و به صورت مداوم ادامه میابد. در واقع نوار، به لایه های باریک مواد غذایی گفته می شود و شباهت زیادی به روش غوطه وری نیز دارد.
دیگر روش های کشت هیدروپونیک
- بستر کشت محیط سیمانی.
- کشت در جعبه های پلاستیکی.
- کشت با الیاف چوب.
- کشت در بسترفایبرگلاس.
- کشت در بسترهای فلزی.
- کشت در بستر پرلیت.
- کشت در بستر خرده های آجر.
- کشت بوسیله ی سنگ های رودخانه.
- کشت بوسیله ی سبوس برنج
یک نمونه از کشت هیدروپونیک گوجه فرنگی
گوجه فرنگی دربین غذاهای ایرانی جایگاه وسیعی پیدا کرده است. کاشت این گیاه به روش هیدروپونیک یک روش مدرن به حساب می آید. کاشت گوجه فرنگی به روش هیدروپونیک مناسب تر از کشت آن توسط زمین زراعی می باشد. زیرا عملکرد آن در گلخانه بالاتر می رود.
برنامه ریزی غذایی برای گوجه فرنگی بسیار ضروری می باشد، زیرا این گیاه بسیار حساس به تغذیه است. عملکردی که در کاشت گوجه فرنگی باید رعایت شود این است که، یک فرمول غذایی قبل از کاشت تهیه کنید و طبق همان فرمول صحیح اقدام به کشت این نوع گیاه کنید و به جلو بروید. زیرا در صورت بکارگیری فرمول صحیح باعث بالا رفتن کیفیت عمر بوته ها و همچنین طولانی تر شدن دوره ی کشت می شوید.
در این مقاله سعی شده است آموزش و بروزرسانی روش کشت هیدروپونیک به صورت کامل آموزش داده شود. با این حال لطفا جهت آشنایی بیشتر یک کارشناس خبره کنار کشت خود اختیار کنید ما کارشناسان بازیار رو به شما پیشنهاد میکنیم . موفق باشید
منابع
حسندخت، محمدرضا، مدیریت گلخانه، چاپ سوم. انتشارات سلسله،
جعفرنیا، س.، م. داعی و م. ص، طراحی سیستم‌های کشت هیدروپونیک. چاپ
دوم. انتشارات سخن گستر،
زرجینی، تقی، اصول نوین کشت گیاهان گلخانه ای به روش هیدروپونیک،
آموزش فنی و حرفه ای مزرعه نوین،
