در دنیا 6 روش کشت هیدروپونیک بطور متداول وجود دارد که در این پست به معرفی ششمین آنها میپردازم. امکان ایجاد روشهای مختلف با ترکیب این 6 روش اصلی نیز امکانپذیر است.
سیستم کیسه رشدی (گروبگ) یکی از سادهترین و در عین حال کاربردی ترین سیستمهای کشت بدون خاک در جهان است که قدمتی از 1970 را بعنوان پشتوانه خود دارد.
این سیستم نیز مانند سایر تکنیکهای کشت بدون خاک، دارای مزایا و معایبی است که در این پست بطور خلاصه اما کامل درباره آنها صحبت میکنیم.
6- روش کشت کیسه کشت گروبگ یا کیسه رشد یکی از انواع بسترهای کشت در کشت هیدروپونیک است.
برای اولین بار در انگلستان این تکنیک در سال 1970 برای کشت گیاهان بصورت هیدروپونیک (بدون خاک) در منازل ایجاد شد اما به دلیل مزایای خاص خود استفاده از آن بسرعت رو به فزونی گذاشت بگونهای که در سال 1973 تولید و استفاده از آن به حد تجاری خود رسید.
در این نوع کشت گیاه درون کیسه های مخصوص به نام گروبگ کشت میگردد. گروبگها با توجه به نوع گیاه در ارتفاعهای استاندارد خاص، یا بر روی زمین و یا بر روی پایهها قرار گرفته و کود و محلولهای غذایی توسط قطره چکانهای مجزا در پای هر گیاه قرار میگیرد.
انتخاب نوع گروبک و نحوه اجرا در ارتباط با نوع گیاه و طول دوره کشت بوده و در صورت عدم رعایت اصول و شرایط بدلیل بروز مشکلات، کشت هیدروپونیک در این نوع بستر سخت خواهد شد.
محتویات درون گروبگها اغلب بر اساس نوع سفارش مشتری بر اساس نوع محصول مورد نظر پر میشوند اما بطور معمول از
کوکوپیت و
پرلیت با درصدهای مختلف تشکیل شدهاند.
مزایای کیسه کشت:
1- مناسب برای کشت سبزی و صیفیجات با طول دوره کوتاه
2- اجرای راحت
3- کارایی بالا
4- قابل جابجایی
5- امکان کنترل دقیقتر چند بوته بطور یکجا
معایب کیسه رشد:
1- امکان گرفتگی سر نازلهای وارد شده به گروبگ با رسوبات یا ریشۀ گیاه
2- نیاز به استفاده از تعداد زیادی از نازلها و زهکش
تنظیم
EC,
pH, TDS مانند سایر روشهای هیدروپونیک در این روش هم لازم و ضروری است.
5 – هوا کشت (Aeroponics)
سیستم هوا کشت یا ایروپونیک یا آئروپونیک، یکی از پیشرفتهترین سیستمهای کشت بدون خاک در جهان است که قدمتی از 1942 را بعنوان پشتوانه خود دارد.
این سیستم نیز مانند سایر تکنیکهای کشت بدون خاک، دارای مزایا و معایبی است
این سیستم برای اولین بار در دانشگاه پیا – ایتالیا در سال 1942 ابداع و آغاز گردید و در نهایت استفاده تجاری از این سیستم از سال 1983 آغاز شد.
در این سیستم بدلیل عدم استفاده از بستر خاصی مانند کوکوپیت، پرلیت و…، ریشۀ گیاهان بطور مستقیم با هوا و محلول غذایی در ارتباط است و به همین دلیل بهترین نوع هوارسانی به ریشۀ گیاه در این تکنیک قابل انجام است.
ک خاک فشرده، تنها 30% به ریشهها اکسیژن میرساند، درحالیکه در سیستم هیدروپونیک (آب کشت) 50% و در سیستم آئروپونیک، امکان اکسیژنرسانی تا 99% نیاز واقعی گیاه وجود دارد. بنابراین حجم ریشهای گستردهتر شده و امکان جذب آب و محلولهای غذایی برای گیاه براحتی و با سهولت بیشتری امکان پذیر است.
عمده مزایای تکنیک هواکشت (ایروپونیک):
1- کاهش 99% در میزان مصرف آب
2- کاهش 50% در مصرف عناصر غذایی
3- کاهش 45% در زمان رویش گیاه
4- افزایش تا 80% در مقدار تودۀ محصول در مقایسه با سایر روشهای کشاورزی
5- امکان کشت در فضا و ایستگاههای فضایی
6- برطرف سازی کامل مشکل تهویه و زهکشی محیط ریشه
7- کاربرد تحقیقاتی بسیار راحت در مورد مطالعات ریشهای از هر نظر
عمده معایب تکنیک هواکشت (ایروپونیک)
- نیاز به افراد متخصص و آموزش دیده و حرفهای
2- حساسیت بسیار بالای سیستم نسبت به تغییرات هر چند اندک در اقیلم پیرامون خود
3- خطر آسیب جدی و شدید به گیاه در صورت توقف فعالیت سیستم به هر دلیل
4- بصرفه نبودن اجرای این سیستم در مناطقی با اقلیم گرم
5- هزینه راه اندازی بالا حتی نسبت به سایر تکنیکهای کشت هیدروپونیک
اما این نکته را هم در نظر داشته باشید که بدلیل عدم استفاده از بستر کشت، هزینههای جاری گلخانه (شامل تهیه و جاگذاری بستر کشت و تعویض آنها) بین 15-10% کاهش خواهد داشت.
4- روش کشت شناور (Floating)
(ایروپونیکوش کشت شناور (Floating) یا رافت، یکی از ارزانترین سیستمهای کشت هیدروپونیک با سرعت انجام بالا است که میتواند برای اغلب سبزیجات و بویژه کاهو، مورد استفاده قرار گیرد.
سیستم کشت شناور که به سیستم “رافت – Raft” هم مشهور است، یکی از ساده ترین و کم هزینهترین سیستمهای هیدروپونیک موجود برای کشت سبزیجات بخصوص کاهو میباشد.
کلیت این سیستم بصورت غوطهور بودن ریشههای گیاه در آب و محلول غذایی است. گیاه بوسیله قیمهایی و بصورت شناور بر روی سطح آب قرار میگیرند.
گیاه بصورت نشا کاری به این سطح منتقل میشود و اغلب در بستر کشت
لیکا روند رویشی خود را ادامه میدهد. این تکنیک در صورت وجود آب و هوای مناسب، در خارج از گلخانه هم قابلیت استفاده را دارد. حتی میتوان باغهای شناور را نیز اینگونه ایجاد نمود.
احداث باغ با سیستم رافت
قیم یا نگهدارنده گیاه، باید بر اساس وزن گیاه در وسعتی که نیاز است انتخاب شود و این مورد بسته به نوع گیاه و وسعت کشت متفاوت خواهد بود. معمولا این قیم و نگهدارندهها از جنس کارتن پلاست یا یونولیت هستند.
به دلیل اینکه در این روش، کلیه ریشهها بصورت کامل در آب غوطهور هستند، بنابراین باید یک سیستم تهویه در داخل آب موجود باشد تا با تهویه و اکسیژن دهی به ریشهها، امکان رشد هر چه بهتر آنها را فراهم کند.
این سیستم بدلایلی در برخی از گیاهان قابلیت استفاده را ندارد. برای مثال در گیاهانی که نیاز به بستن غده دارند و گیاهان پیازی، عملا کاربردی نخواهد داشت.
همچنین گیاهانی که نسبت به غرقاب حساس هستند هم در این تکنیک قابل اجرا و کشت نخواهند بود.
تنظیم
EC,
pH, TDS مانند سایر روشهای هیدروپونیک در این روش هم لازم و ضروری است.
3- روش کشت جزر و مدی (Ebb and Flow)
سیستم کشت جزر و مدی (Ebb and Flow) یا روش زهکشی و غرقاب (Flood and Drain)، یکی از قابل اطمینانترین تکنیکهای کشت هیدروپونیک از نظر تهویه و تغذیه گیاه است.
این روش خود دارای 3 زیر روش متفاوت است که بسته به شرایط مختلف قابل استفاده هستند
یا روش زهکشی و غرقاب (Flood and Drain) که گیاهان به طریقی کاشته میشوند که ریشهها در یک عمق محلول ثابت قرار میگیرند و محلول غذایی، 4-3 بار در طی روز تخلیه میشود تا امکان تنفس ریشه هم فراهم شود.
معمولا یک زمان سنج اتوماتیک به پمپ غوطه ور در مخزن وصل است و محلول غذایی را تزریق میکند و وقتی خاموش میشود محلول غذایی در اثر نیروی گرانش تخلیه میشود.
این روش میتواند به صورت سینیهای لبهدار یا گلدانهای حاوی
پشم سنگ گرانولی (راکوول) حاوی گیاه باشد که پر و خالی از محلول میشود.
این روش یکی از قابل اطمینان ترین تکنیکهای کشت هیدروپونیک برای در اختیار قرار دادن آب و مواد غذایی در محدودۀ ریشه است.
شایعترین بسترهای مورد استفاده در این تکنیک،
سنگ ریزه یا سنگ رودخانهای و
ماسه است. گرچه هر بستری که در حالت غرقاب بصورت شناور در نیایید نیز برای این تکنیک کاربرد دارد.
این تکنیک را میتوان مانند شکل زیر با روش
کشت هیدروپونیک گلدانی تلفیق کرد.
فقط برای تزریق مواد به داخل سینی کشت از نیروی پمپ استفاده میشود و برای خروج آب و محلول غذایی براحتی میتوان از نیروی جاذبه زمین کمک گرفت.
پیشنهاد میشود که یک پمپ هوا برای تزریق هوای تازه به داخل مخزن اصلی در نظر گرفته شود تا باعث بهبود وضعیت هوای محلول در آب گردد.
اساسا 3 نوع سیستم جزر و مدی وجود دارد:
-1 ظروف سری (Plant containers in series design)
در این سیستم، تمام ظروف بصورت جداگانه با آب و محلول غذایی تغذیه میشوند و در عین حال تمام ظروف هم به هم متصل هستند.
series design
یک لوله سر ریز میتواند ارتفاع آب را در تمام گلدانها بصورت یکسان تنظیم کند.
شما میتوانید با تنظیم ارتفاع لوله آب سر ریز، ارتفاع غرقاب شدن بستر گیاه را تنظیم کنید. این مورد برای زمانیکه گیاه به سن بالاتری رسید، میتواند مفید باشد
-2 سینی سیل (Flooding tray design)
این سیستم که بصورت یک سینی مربع یا مستطیل کم عمق طراحی شده است، باعث میشود که با ورد آب از یک سمت، بصورت سیل گونه با طرف دیگر سینی برود و با تنظیم ارتفاع لوله زه کش (خروجی) میتوان ارتفاع سیل را در سینی کشت تنظیم نمود.
Flooding tray design
این سیستم بیشتر برای گیاهانی کاربرد دارند که فعلا در مرحله نشاگیری هستند تا پس از بزرگتر شدن، به یک سیستم کشت هیدروپونیک دایمی منتقل شوند. گیاهان بصورت گلدانی یا سینی نشا در سینی کشت اصلی قرار میگیرند.
Flooding tray design
یکی از عیوب عمده این سیستم، ایجاد جلبک در سینی است که باید تمیز شوند. گرچه وجود خود جلبک باعث بروز مشکل نمیشود اما مصرف اکسیژن محلول در آب توسط جلبک که مورد نیاز ریشههای گیاه است، باعث بروز مشکل در روند رویشی گیاه میگردد.
علت بوجود آمدن این مشکل هم بخاطر نفوذ نور به داخل سینی کشت است.
- 3مخزن تزریق و جمع آوری سیل (Surge tank flood and drain design)
در تمام سیستمهای جزر و مدی، مخزن همیشه پایینتر از سیستم هیدروپونیک قرار دارد. اما در این روش مخزن اصلی بالاتر از سیستم کشت هیدروپونیک قرار میگیرد.
Surge tank flood and drain design
این تکنیک علاوه بر اینکه فضای عمودی بیشتری نیاز دارد، هزینههای راه اندازی آن نیز به نسبت دو روش دیگر، بالاتر است. اینتکنیک دارای دو مخزن است. یکی مخزن اصلی و دیگری مخزن هم سطح کننده محلول با گلدانهای کشت.
flood and drain design
آب از مخزن اصلی به مخزن هم سطح کننده توسط پمپ وارد میشود و به دلیل متصل بودن این مخزن به گلدانها، آب و محلول غذایی بطور یکنواخت و هم سطح در بین تمام آنها توزیع میگردد.
flood and drain design
پس از طی زمان مورد نیاز که بر اساس نوع و سن گیاه تنظیم میشود، توسط یک شیر برقی زماندار، آب از خروجی انتهای گلدانها به مخزن دوم و از مخزن دوم به مخزن اصلی بازگردانده میشود.
این تکنیک در این روش به دلیل هزینههای بالای راه اندازی، تقریبا منسوخ شده است.
تنظیم
EC,
pH, TDS مانند سایر روشهای هیدروپونیک در این روش هم لازم و ضروری است.
این روش هم بصورت سیستم باز، نیمه بسته یا کاملا بسته قابلیت اجرا را دارد.
-2 روش کشت فیلم غذایی (Nutrient Film Technique-NFT)
(سیستم NFT (فیلم غذایی)، یک نوع سیستم كشت هیدروپونیک است كه به دلیل هزینه نصب پایین و روش استفاده آسان، بین پرورش دهندگان محصولات خانگی محبوبیت زیادی دارد.
كاشت كاهو، ریحان، گوجهفرنگی، خیار، داودی و توتفرنگی از جمله محصولات رایجی هستند كه به این روش كشت میشوند.
NFT یک نوع سیستم كشت هیدروپونیک است كه به دلیل هزینه نصب پایین و روش استفاده آسان، بین پرورش دهندگان محصولات خانگی محبوبیت زیادی دارد.
در استرالیا و نیوزیلند از این روش برای كاشت كاهو استفاده میشود تا محصول به خاک آلوده نشود. ریحان، گوجهفرنگی و خیار (آمریكا)، داودی (انگلیس) و توت فرنگی (بلژیک و هلند)، از جمله محصولاتی هستند كه به این روش كشت میشوند.
در این روش بخشی از ریشهها در هوا و بخشی دیگر درون یک لایه نازک از محلول غذایی در جریان قرار دارد، درنتیجه ریشهها آزادانه با محلول غذایی در تماسند.
این روش باعث افزایش نسبت سطح به حجم محلول شده و همچنین از غوطهوری ریشهها در بالای محلول جلوگیری میشود. محیط اطراف ریشه به دلیل جابجایی مداوم محلول، سرشار از اكسیژن است و در نتیجۀ بهبود تهویه، محصول مرغوبی تولید میشود.
سیستم NFT در اواسط دهۀ 1960 در انگلستان توسط دکتر آلن کوپر توسعه داده شد.
مزیت اصلی سیستم NFT:
علاوه بر هزینه پایین نصب و راه اندازی، ریشههای گیاه به منابع کافی آب، اکسیژن و مواد مغذی دسترسی کامل دارند.
معایب سیستم NFT:
- 1توقف جریان محلول به هردلیل (بویژه قطعی برق) باعث بروز تنش و خشكی سریع میشود که میتوان با تعبیۀ ژنراتور یا استفاده از پنلهای خورشیدی بر این مشکل غلبه نمود.
- 2 در ابتدای كشت به دلیل عدم وجود شاخ و برگ و تابش مستقیم خورشید، دما در ناحیه ریشه به سرعت بالا میرود و در اثر رشد ریشهها، ممكن است كانالها مسدود شوند. برای رفع این مشکل هم میتوان از مكعبهای
پشم سنگ در مسیر محلول غذایی استفاده میشود، درنتیجه از تنش رطوبتی و تغییرات سریع دما جلوگیری شده و باعث استحكام بیشترگیاه میشود.
بهترین طول تونلهای سیستم NFT از نظر انتقال آب و مواد غذایی باید 10 متر بوده و سرعت جریان آب در هر تونل بین 2-1 لیتر در دقیقه باشد.
شیب مورد نیاز هم حداکثر 1% جهت عدم تجمع آب در یک نقطه پیشنهاد میشود. در صورتیکه تونل باید بیش از این دارای طول باشد، میتوان یک ورودی دیگر آب به آن اضافه کرد تا در انتهای تونل، گیاهان دچار کمبود و تنش آب و محلول غذایی نشوند.
عمق محلول غذایی در حال انتقال، باید حداکثر 5 میلیمتر باشد. مخزن قرارگیری محلول غذایی و آب حتما باید دارای سیستم تزریق هوا باشد تا کمبود اکسیژن آب را تامین نماید.
شکل زیر نمایش ترکیب دو سیستم
کشت گلدانی (Pot) و فیلم غذایی (NFT) در کشت هیدروپونیک جعفری را به خوبی نشان میدهد.
تذکر:
مانند سایر روشهای کشت هیدروپونیک، استفاده از سنسورهای خاص جهت تعیین میزان pH, EC, TDS, Co2 و رطوبت محیطی لازم و ضروری است. توجه به میزان تجمع نمک و شوری محیط کشت (EC) از اهمیت ویژهای برخوردار است که آبشویی بستر را ضروری میسازد.
در سیستم کشت هیدروپونیک گلدانی، گیاه درون گلدانهای مخصوص با توجه به نیاز گیاه و با تراکم مشخص در واحد سطح کشت میگردند.
در این پست به معرفی دو روش در تکنیک گلدانی سیستم هیدروپونیک می پردازیم.
1- روش کشت گلدانی (Pot Systems)
در این نوع کشت، گیاه درون گلدانهای مخصوص با توجه به نیاز گیاه و با تراکم مشخص در واحد سطح کشت میگردند.
گلدانها با توجه به نوع گیاه در ارتفاعهای استاندارد خاص، یا بر روی زمین و یا بر روی پایهها قرار گرفته و کود و محلولهای غذایی توسط قطره چکانهای مجزا برای هر گلدان با ظرفیت 8 الی 15 لیتر در اختیار گیاه قرار میگیرد.
این روش برای بسیاری از گیاهان قابلیت اجرا را دارد. برای مثال گیاهانی مثل گوجه فرنگی، انجیر، موز، توت فرنگی و… .
حتی در صورت وجود اقلیم مناسب در خارج از گلخانه هم میتوان سیستم هیدروپونیک (بویژه تکنیک گلدانی) را اجرا نمود.
در صورتیکه گلدانها بصورت عمودی روی یکدیگر قرار گیرند، آب و محلولهای غذایی با استفاده پمپ و با استفاده از جاذبه زمین از بالا بسمت پایین روانه شده و کلیه گلدانها و گیاهان را تغذیه میکنند و نیازی به استفاده از لولههای متعدد برای هر گلدان نیست. این روش فقط برای گیاهانی قابلیت اجرا را دارد که ارتفاع نمیگیرند و پاکوتاه هستند مانند توت فرنگی.
در صورتیکه گلدانها بصورت افقی در کنار یکدیگر قرار بگیرند، آب و محلولهای غذایی با استفاده از نیروی پمپ و با استفاده از لولههای نازک انتقال آب و نازلها به تک تک گلدانها در طول گلخانه هدایت میشوند.
این روش بیشتر برای گیاهانی کاربرد دارد که دارای ارتفاع و حجم زیادی هستند مانند گوجه فرنگی، انجیر، موز و… .
سیستمهای هیدروپونیک، بطور کلی به سه نوع باز (Open)، بسته (Close) و نیمه باز (Semi-open) تقسیم بندی میشوند.
هر کدام از این سیستمها دارای معایب و مزایایی هستند که بطور خلاصه به آنها میپردازیم.