آشنایی با کشت هیدروپونیک | بخش دوم

1 سال پیش
کشت هیدروپونیک

کودآبیاری

کود آبیاری روشی است که در آن کود مورد نیاز گیاه از طریق آب آبیاری در اختیار آن قرار می‌گیرد. در این روش کود مورد نیاز در مقادیر کافی و در زمان مطلوب برای گیاه تأمین می‌شود. در حالیکه در روش‌های معمول کود پاشی، عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، در فواصل زمانی زیاد (اغلب در سه مرحله) به گیاه داده می‌شود و این عمل باعث می‌شود تا گیاه غذای کافی در بین فواصل زمانی کود پاشی در اختیار نداشته باشد. از طرف دیگر گیاهان در طول دوره رشد خود به مقادیر مختلفی از مواد غذایی نیاز دارند، بنابراین با روش کود آبیاری می‌توان عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را به مقدار مناسب و در هر زمانی که گیاه نیاز دارد تأمین کرد. از نکات مهم دیگر در روش کود آبیاری کاهش مصرف کود، توزیع یکنواخت آن برای گیاه، کاهش هزینه کارگری کود دهی و همچنین افزایش در سرعت جذب مواد غذایی برای گیاه است

مزیت های کودآبیاری

  • توزیع شدن نیاز های تغذیه ای گیاه مطابق با مراحل گیاه
  • توزیع یکنواخت تر و نزدیک تر به سیستم ریشه
  • در دسترس بودن بیشتر مواد مغذی به گیاهان
  • جذب مواد مغذی افزایش می یابد
  • کاهش تلفات مواد مغذی اعمال شده از آبشویی
  • هزینه های کمتر کار
  • انعطاف پذیری برنامه

اصول تغذیه در محیط های بدون خاک

  1. تعیین مواد مغذی مورد نیاز برای رشد گیاه، با توجه به وضعیت توسعه گیاه
  2. روش تغذیه را با توجه به ویژگی های بستر تنظیم کنید.
  3. تنظیم غلظت کود را با توجه به فصل رشد
  4. نسبت صحیح بین عناصر مختلف را تعیین کنید
  5. سطح pH را تنظیم کنید.
  6. از مشکلات شوری جلوگیری کنید

محیط بهینه گیاه که متاثر از عوامل زیر است:

  1. نور
  2. دما
  3. رطوبت
  4. آب و مواد مغذی
  5. CO2

که از عوامل بالا دمای محیط، مقدار CO2 و نور خورشید از عوامل موثر بر فتوسنتز هستند و رطوبت هوا، آب ومواد مغذی و دمای ریشه از عوامل موثر جذب توسط ریشه هستند که همگی باعث رشد گیاه می شوند.

سیستم های تامین محلول های غذایی

به طور کلی 6 سیستم اصلی برای تامین محلول های غذایی لازم برای رشد گیاع وجود دارد که تغییرات گوناگونی در آن صورت گرفته است اما تمام روش های کشت هیدروپونیک ییا در این مجموعه قرار دارند و یا ترکیبیی از این 6 سیستم می باشند(موسوی،1384).

  • Wick

این سیستم به مراتب آسانترین و ابتدایی ترین روش محلول دهی است که در آن هیچ گونه سیستم فعالی وجود ندارد و محلول غذایی از داخل منبع توسط فیتیله در اختیار گیاه قرار می گیرد. در این سیستم می توان از کلیه بسترهای معدنی و آلی بدون هیچگونه مشکلی استفاده کرد.در این روش هرچه گیاه قوی تر باشد قدرت جذب محلول بیشتری خواهد داشت.

  • Water culture

آسانترین روش در میان سیستم های فعال پخش کننده محلول غذایی است. گیاهان توسط صفحاتی که معمولا از جنس استیروفوم هستند مستقیما بر روی سطح محلول غذایی قرار می گیرند یک پمپ دائما اکسیژن را در داخل مخزن محلول غذایی به صورت حباب در می آورد. این سیستم برای گیاهانی که دارای رشد سریع بوده و نیاز آبی بالای دارند مثل کاهو مناسب است.

  • Ebb and Flow

در این روش محلول غذایی به صورت ناگهانی بالا آمده و سپس زهکش شده و به داخل مخزن باز می گردد. به علت حساس بودن این سیستم به قطع برق و قطع جریان جزرومدی استفاده از بسترهایی که قدرت نگهداری آب بیشتری دارند به صورت مخلوط با بسترهای کشت معمول مثل شن و پرلیت مطلوب خواهد بود.

  • Drip

سیستمی است که به طور گسترده در تمام دنیا استفاده می شود. مدیریت آن ساده بوده و تنها یک تایمر ساده می تواند در زمان های معین سیستم را فعال کند تا محلول غذایی بتواند از طریق قطره چکان ها به سطح بسترهای کشت منتقل شود. محلول  اضافه حاصل از زهکش بسترها می تواند از سیستم خارج شود یا به منبع برگشته، استریل شده و به مصرف مجدد گیاهان برسد.

  • NFT

این سیستم شامل یک جریان دائمی و پایداراز محلول غذایی است. محلول غذایی توسط پمپ به داخل سینی های کشت منتقل می شود و تا بالای ریشه ها جریان می یابد و سپس به سمت منبع برمی گردد. در این روش هیچگونه بستر کشتی وجود ندارد و گیاهان در داخل کیسه های پلاستیکی کوچک حفظ می شوند و ریشه گیاهان در داخل محلول غذایی شناور است. این سیستم نیز به جریان برق حساس است.

  • Aeroponic

نوعی سیستم هیدروپونیک با تکنولوژی بالاست که بستر رشدی ندارد. ریشه ها آویزان بوده و با محلول غذایی هرچند دقیقه یه بار مه پاشی می شوند. این سیستم به علت استفاده بهینه از آب و مواد غذایی و کاهش هزینه بستر کشت مطلوب است اما هزینه نصب آن بسیار سنگین بوده و نسبت به قطع برق بسیار حساس می باشد.

ارتباط فیزیک بستر و مدیریت محلول رسانی

استفاده از کشت بدون خاک امکان کنترل دقیق آب و مواد غذایی را در محیط ریشه ها فراهم آورده است. این کنترل دقیق باعث افزایش بهینه سازی تغذیه گیاهان از طریق افزایش کارایی استفاده از آب و عناصر غذایی توسط گیاهان  می شود(سیلبر و بارتال،2008).

بارکر و پیلبیم(2007) اعلام کردند که رشد مناسب گیاهان در کشت بدون خاک تنها زمانی امکان پذیر است که همه فاکتورهای دخیل در تغذیه گیاهان به درستی اعمال شوند. این فاکتورها شامل غلظت عناصر غذایی، تامیت آب، دمای محلول غذایی، غلظت اکسیژن حل شده در محلول، هدایت الکتریکی و PH محلول غذایی می باشند. طبق نظر راویو به منظور جلوگیری از بروز تنش آبی در بسترهای متخلخل می توان از دو روش استفاده کرد:

  • کنترل آبیاری(تعیین زمان و مقدار آبیاری)
  • انتخاب بستری با ویژگی های فیزیکی مطلوب (راویو و همکاران،2004)

محلول پایه کشت هیدروپونیک Stock solution

محلول پایه کشت هیدروپونیک در حقیقت محلولهای غذایی غلیظ می‌باشند. بر اساس توانایی تزریق‎کننده، محلولهای پایه ممکن است با غلظت ۵۰، ۱۰۰ یا ۲۰۰ برابر غلظت معمول تهیه شوند. میزان حلالیت کود عاملی است که می‌تواند میزان غلظت محلول پایه را محدود کند. هنگام تعیین غلظت محلول پایه، بایستی به اطلاعات مربوط به ثبات فیزیکی ترکیبات غیر آلی توجه شود.

در محلول پایه کشت هیدروپونیک باید دو محلول پایه مجزا به اضافه محلول اسید بایستی در مخازن (تانکهای) مجزا تهیه شوند. این محلولها معمولاً به عنوان محلول پایه A و محلول پایه B و اسید نامیده می‎شوند. دلیل جداکردن محلول‎ها این است که رسوب بر اثر واکنش سولفات‎ها و نیترات‎های موجود در برخی ترکیبات در صورت غلظت بالا اتفاق می‎افتد. برای مثال، سولفات‎ها از سولفات پتاسیم یا سولفات منیزیم بر اثر مجاورت با کلسیم از نیترات کلسیم رسوب خواهد کرد.

محلول پایه A می‎تواند حاوی نیمی از کل نیترات پتاسیم مورد نیاز، تمام نیترات کلسیم، نیترات آمونیوم، اسید نیتریک(جهت کاهش pH محلول پایه به کمتر از ۵)و کلات آهن باشد. محلول استوک B شامل الباقی نیترات پتاسیم، تمام سولفات پتاسیم، مونو فسفات پتاسیم، اسید فسفریک، سولفات منیزیم و سایر عناصر کم مصرف به جز آهن باشد. محلول پایه اسید به میزان ۱۵ تا ۲۰ درصد غلظت موجود در بازار رقیق شده است. همواره در هنگام استفاده از اسید مراقب باشید زیرا می‌تواند صدمات شدیدی به شخص وارد کند. همیشه اسید را به آب اضافه کنید و هرگز برعکس عمل نکنید.

محلول غذایی پایه A :

میزان انحلال‎پذیری (گرم بر ۱۰۰ سی سی آب سرد)ترکیب
13.3نیترات پتاسیم
121.2نیترات کلسیم
118.3نیترات آمونیوم
نامحدوداسید نیتریک
تقریبا نامحدودکلات آهن

محلول غذایی پایه B :

میزان انحلال‎پذیری (گرم بر ۱۰۰ سی سی آب سرد)ترکیب
13.3نیترات پتاسیم
12سولفات پتاسیم
33مونو فسفات پتاسیم
548اسید فسفریک
71سولفات منزیم

منبع : کتاب کشت هیدروپونیک نوشته هوارد ام رش ترجمه ساسان جعفرنیا

توجه: این‎ها کمترین میزان انحلال‎پذیری ترکیبات است و احتمالاً این موارد محدود بستگی به وزن مورد نیاز هر یک دارد. هر چند که عناصر کم مصرف ممکن است در محلول B باشند، انحلال‎پذیری آنها در این لیست نیامده است چون که میزان بسیار کمی از آنها لازم است که از انحلال پذیری آنها به میزان غلظت ۲۰۰ برابر بیشتر نمی‎شود.

انتخاب کود برای کشت هیدروپونیک

باید کودهایی را انتخاب نمایید که دارای خلوص زیاد و قدرت حلالیت فراوان باشند. بسیاری از کودهایی که در کشت خاکی استفاده می‌شوند دارای قدرت حلالیت پایین هستند. در حقیقت این نوع کودها برای خاک ارجحیت دارند زیرا به آهستگی شسته می‌شوند و سریعا به داخل خاک نفوذ نمی‌کنند و این خود برای این نوع کشت مفید می‌باشد‌ و سریعا به داخل خاک نفوذ نمی‌کنند. در مورد آب کاشتی عکس مطلب فوق صادق است. برای آماده‌سازی محلول مغذی نیاز به کودهایی داریم که سریعا در آب حل شوند. کودهای با قدرت حلالیت بالا بسیار گران هستند. به همین دلیل گرانی بیش از حد مغذی‌های پرمصرف (ماکرونوتریشن‌ها) شیمیایی درجه‌بندی شده آزمایشگاهی نمی‌توان از آنها استفاده نمود. ولی در مورد مغذی‌های کم مصرف چون مقادیر کمتری مورد لزوم می‌باشند، استفاده از آنها امکان‌پذیر است.منبع

بطور کلی گیاهان نیازمند حضور 14 عنصر غذایی در منطقه گسترش ریشه هایشان هستند که عبارتند از:

الف) عناصر غذایی پُر مصرف یا “ماکروالمنت(macro-elements) ” یا “ماکرونوترینت”macro nutrients) (

  • نیتروژن یا ازت (nitrogen = N)
  • فسفر (phosphorus = P)
  • پتاسیم یا کالیوم (potassium = K)
  • گوگرد یا سولفور (sulfur = S)
  • کلسیم (calcium = Ca)
  • منزیم(magnesium = Mg)

ب) عناصر غذایی کم مصرف یا “میکروالمنت” (micro-elements)   یا “میکرونوترینت” micro nutrients)  (

  • آهن یا فروس (iron = Fe0)
  • منگنز (manganese = Mn)
  • روی یا زینکzinc = Zn))
  • بُر (boron = B)
  • مس یا کوپر (copper = Cu)
  • مولیبدن (molybdenum = Mo)
  • کلر (chloride = Cl)
  • نیکل( nichel = Ni)

 

تمامی 14 عنصر مغذی مزبور باید در محلول های غذایی هیدروپونیک تدارک شوند، ولیکن 2 عنصر کلر و نیکل را در بسیاری از دستورالعمل ها در نظر گرفته نمی شوند زیرا مقادیر جزئی آنها که در ناخالصی کودهای شیمیایی وجود دارند، برای رفع نیازهای رشد اغلب گیاهان کفایت می نمایند.

 

عوامل کلیدی در انتخاب کودها :

یقیناً برای تصمیم گیری در مورد تهیّه محلول های غذایی ضروری است که بدواً نسبت به آزمایش آب مورد استفاده در هیدروپونیک اقدام گردد، تا اطالعات کافی از 3 ویژگی مشروحه زیر حاصل آید :

  • قلیائیت (alkalinity)
  • هدایت الکتریکی یا (electrical conductivity) EC
  • غلظت عناصر خاص (concentration specific elements)

قلیائیت مقیاسی از قابلیت آب برای خنثی شدن با اسیدها است.

قلیائیت را معمولا با میزان پی پی ام معادل کربنات کلسیم (CaCO3) بیان می نمایند. بطور کلی مقادیر (value) قلیائیت ممکن است از نزدیک صفر )در آب مقطر خالص یا آب حاصل از فرآیند اسمز معکوس( تا معادل بیش از 300 پی پی ام کربنات کلسیم باشد  افزایش یا کاهش قلیائیت )یا (PH می تواند بر میزان محلول شدن عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان تأثیر بگذارد.

در مواردی که از آب های قلیائی برای آبیاری سیستم های هیدروپونیک استفاده می شود، لزوماً باید از کودهایی با بنیان اسیدی نظیر : آمونیوم یا اوره بهره گرفت و در غیر این صورت اجباراً باید با محاسبه دقیق میزان قلیائیت و افزودن مواد اسیدی تا رسانیدن واکنش شیمیایی محلول به حد خنثی مبادرت ورزید.

اندازه گیری میزان هدایت الکتریکی (EC) آب های قابل دسترس برای مصارف کشاورزی هیدروپونیک نیز ضرورت دارد. در حقیقت EC معیاری برای تشخیص کل نمک های محلول )عناصر ضروری و غیر ضروری رشد گیاهان نظیر سدیم( در آب مصرفی هیدروپونیک می باشد. اطالع از میزان EC می تواند کشاورزان را بر استفاده یا عدم استفاده از آب های قابل وصول متقاعد سازد.

با توجّه به اینکه مازاد محلول مصرفی را در سیستم های  “هیدروپونیک بسته”  (closed hydroponic) مجدداً جمع آوری و به مصرف می رسانند  لذا توصیه  شده است که   EC ایده آل محلول های غذایی در سیستم های “هیدروپونیک بسته” کمتر از 0/25 میلی زیمنس بر سانتیمتر باشد. میزان EC محلول غذایی برای سیستم های “هیدروپونیک باز” نیز کمتر از 1 دسی زیمنس بر سانتیمتر توصیه شده اند.

مقدار مصرف کودهای شیمیایی برای پرورش گیاهان هیدروپونیک می تواند متأثر از عوامل زیر باشد:

  • نوع محصول پرورشی (crop grown)
  • مرحله رشد محصول (crop growth stage)
  • شرایط محیطی (environmental condition)

قسمت اول این مقاله در این لینک مشاهده کنید : آشنایی با کشت بدون خاک ( هیدروپونیک ) | بخش اول

با تشکر از مهندسین سهند ساعدی و طاها معارفی برای تهیه این مقاله

آشنایی با کشت هیدروپونیک | بخش دوم
لطفا امتیاز دهید
0
برچسب ها :
نویسنده مطلب RezaDelbaz
رضا دلباز دانشجوی کارشناسی ارشد رشته علوم و مهندسی آب دانشگاه تهران ، علاقه مند به وب و گرافیک :)

    هیچ نظری وجود ندارد

رسانه های همکار