مقدمه
اصطلاح هیدروپونیک (Hydroponicum) اولین بار بوسیله Gericke پیشنهاد شد که او موفق گردیده بود در کالیفورنیا تولید نباتات را در معیار تجارتی بدون استفاده از خاک از رشد اولیه تا مرحله تولید محصول نشان دهد. این اصطلاح مجموعه‌ای است از یک لغت یونانی Hydro یعنی آب و کلمه لاتین Ponero یعنی جای دادن که بطور خلاصه مفهوم قرار گرفتن چیزی در آب از آن استنباط می‌گردد.
هنگامی که استفاده از روش آبکشت و تولید محصولات زراعتی بدون استفاده از خاک مطرح می‌شود این سوال ظاهرا بسیار ساده پیش می‌آید که وقتی میلیونها هکتار زمین مزروعی وجود دارد که قسمتی هم بدون استفاده مانده، وقتی خاک به عنوان منبع مواد غذایی گیاهان و محیط طبیعی رشد آنها به بشر ارزانی شده چرا به جای استفاده از آن به دنبال روش تولید بدون استفاده از خاک برویم؟ پاسخ این سوال در مواردی که جامعه مصرف کننده مثلا سبزیجات تازه به دلایل صنعتی ، تجارتی ، نظامی و غیره در منطقه بدون خاک مزروعی مستقر شده و یا دسترسی با آب ارزان قیمت نداشته و مسائل حمل و غیره مطرح باشد نسبتا آسان است.
هنگامی که استفاده از روش آبکشت و تولید محصولات زراعتی بدون استفاده از خاک مطرح می‌شود این سوال ظاهرا بسیار ساده پیش می‌آید که وقتی میلیونها هکتار زمین مزروعی وجود دارد که قسمتی هم بدون استفاده مانده، وقتی خاک به عنوان منبع مواد غذایی گیاهان و محیط طبیعی رشد آنها به بشر ارزانی شده چرا به جای استفاده از آن به دنبال روش تولید بدون استفاده از خاک برویم؟ پاسخ این سوال در مواردی که جامعه مصرف کننده مثلا سبزیجات تازه به دلایل صنعتی ، تجارتی ، نظامی و غیره در منطقه بدون خاک مزروعی مستقر شده و یا دسترسی با آب ارزان قیمت نداشته و مسائل حمل و غیره مطرح باشد نسبتا آسان است.
سیر تکاملی
از زمانی که Gericke در سال 1929 امکان کشت تعدادی از نباتات را بدون استفاده از خاک تا مرحله تکامل و باردهی آنان به ثبوت رساند تا امروز که در نقاط مختلف جهان تولید با روش آبکشت به صورت تجارتی معمول گردیده، فکر دانشمندان و متخصصین به تکامل این روش و رفع نواقص آن مشغول بوده است. دستگاه یا ظرفی که Gericke از آن استفاده کرد در حقیقت جعبه ای بود که به جای درب آن یک ورق توری( جالی) قرار داشت. روی توری بستر تخمها و زیر آن مقداری فضای خالی و بعد از فضای خالی محلول غذایی در کف محفظه واقع می‌شد.
نبات پس از سبز شدن در بستر بذر که از جنس سنگریزه یا ماده دیگری غیر از خاک بود ریشه خود را از سوراخهای توری عبور داده و ریشه پس از طی فضای خالی زیر توری خود را به محلول غذایی می‌رساند. با پاشیدن آب یا محلول غذایی روی بستر بذر ، رطوبت برای رشد بذر و جلوگیری از خشک شدن آن قسمت ریشه که داخل محلول غذایی قرار نداشت، تامین می‌گردد. به علاوه با تبخیر مختصری که از سطح محلول غذایی و یا در اثر محلول‌پاشی از بالای توری حاصل می‌شد درصد رطوبت فضای زیر توری تا سطح محلول غذایی را بالا نگه داشته و از خشک شدن ریشه‌های واقع در این قسمت جلوگیری می‌گردید. ضمنا این ریشه‌ها حداکثر دسترسی به هوا را داشتند.
با این روش Gericke تضاد مکانیسم آب و هوا را در محیط رشد ریشه به شکلی از بین برد اما این روش برای تولید تجارتی راه حل مناسبی ارائه نمی‌داد و چند نقص کلی و عمده داشت. یکی اینکه طبیعت این نباتات اقتضا نمی‌کرد که ریشه آنها در هوا آویزان باشد بلکه برعکس نیاز به اتکا داشتند. و دیگر مشکل اینکه در طوقه ریشه گیاهان حساس پوسیدگی ایجاد شد. ولی در هر حال با تلاش شبانه روزی دانشمندان و محققان ، امروز مطالعه و تحقیق و کسب تجربه در این زمینه به حدی توسعه یافته و مورد توجه قرار گرفته است که آینده کار برد روش آبکشت را خیلی روشن جلوه می‌دهد. در حال حاضر تولید تجارتی محصولات با روش آبکشت در آمریکا ، ژاپن ، اروپا و هندوستان رو به افزایش بوده و در سایر نقاط دنیا در حال پیشرفت است. کشور ما نیز انشاء الله روزی از این تکنولوژی بهره مند خواهد شد.
انواع روشها
کشت مستقیم در محلول غیر متحرک
این روش شباهت زیادی به اولین روش تولید آبکشتی دارد که در آن قسمتی از ریشه‌ها به منظور جذب اکسیژن در هوا قرار داشته و قسمتی در محلول غذایی جایی می‌گیرند. به دلایلی عمده امروزه در سیستمهای تجارتی از آن استفاده نمی‌شود.
کشت در مه
این روش شباهت زیادی به روش کشت در محلول دارد با تفاوت که غذا به صورت مه یا باران پودر شده به نباتات پاشیده می‌شود ولی به همان دلایل ذکر شده از قبیل اشکالاتی که نگه داشتن نباتات دارد و همان مشکلات بیولوژیکی روش بالا ، روش کشت در مه هنوز تجارتی نگردیده و در حال حاضر تحقیقاتی در این مورد در کشور ایتالیا جریان دارد.
کشت در ماده جامد با مدار باز از نظر محلول غذایی
در عمل مثل روش کشت در خاک است با این تفاوت که به جای خاک ماده بی‌اثری مثل ریگ یا سنگریزه مورد استفاده قرار گرفته و ریشه‌ها در این ماده رشد می‌کنند. از نظر وسایل و ساختمان و تاسیسات ، روی هم رفته خیلی ساده می‌باشد. مشهورترین نوع این روش ، کشت در ماسه یا شن با استفاده از محلول غذایی از سطح ماسه مصرف شده و پس از آنکه مقداری بوسیله ریشه‌ها جذب گردید، بقیه به صورت فاضلاب از سیستم خارج می‌شود. خروج فاضلاب از مدار محلول دهی باعث می‌شود که این روش از نظر صرفه جویی در مصرف آب در مواردی که هزینه تامین آب زیاد است مقرون به صرفه و قابل توصیه نباشد.
روش کشت در ماده جامد با مدار بسته از نظر محلول غذایی
در این سیستم کشت در حوضچه‌های متصل به مخزنهایی صورت می‌گیرد که بوسیله سمنت یا استفاده از مواد دیگر ساخته شده است. محلول غذایی از مخزن مربوط بوسیله پمپ وارد حوضچه شده و سطح ارتفاع آن در حوضچه بالا آمده و مجددا بوسیله پمپ تخلیه گردیده و به مخزن مربوطه برمی‌گردد. این عمل بر حسب نیاز نبات به آب و غذا چند بار در روز تکرار می‌گردد.
مزیت عمده این روش در مقایسه با روش مدار باز امکان صرفه جویی در مصرف آب به مقدار زیاد بوده و با مقدار قابل ملاحظه‌ای نیز در مصرف مواد غذایی صرفه‌جویی می‌شود. بدیهی است از نظر کنترل کیفیت و کمیت محلول غذایی مراقبت و دقت بیشتری لازم خواهد بود. به علاوه هزینه تاسیسات اولیه به مراتب بیشتر می‌باشد . در این گلخانه‌ها مورد توجه باشد ، استفاده از سیستم تغذیه و آبیاری با مدار بسته توصیه و تاکید می‌گردد.
موارد استفاده
- محدودیت اراضی
- تولید برخی محصولات خاص
- تولید محصول در غیر فصل طبیعی
مزایا
- کنترل محیط از نظر عناصر غذایی
- یکی از مزیت‌هایی که در ارتباط با تغذیه گیاه در کشت بدون خاک مطرح بوده کنترل محیط از نظر عناصر غذایی است. فرمول محلول غذایی تهیه شده قابل دسترسی است. به عبارت دیگر می‌توان هر ماده‌ای با هر نوع غلظتی تهیه و در محلول قرار داد. نسبت بین یون‌ها را به خوبی می‌توان حفظ کرد. مثلا می‌توان در محلولی نسبت یون آمونیوم به نیترژون را تنظیم کرد. ولی در محیط خاک این مسأله قابل کنترل نیست.
معایب
- مشکل تهویه
- عدم وجود خاصیت تامپونی
- سرمایه‌گذاری زیاد اولیه
در سیستمهای بدون کشت می‌توان از طریق تعویض محلول غذایی و تهویه مصنوعی تهویه را تأمین کرد. در خاک خاصیت بافری یا تامپونی برای عناصر غذایی وجود دارد ولی در محلولهای غذایی این مشکل وجود ندارد. مسأله دیگر در کشت بدون خاک سرمایه‌گذاری اولیه برای گیاه می‌باشد. معمولا هیدروپون‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری دارند که ممکن است برای هر نوع محصولی این مساله اقتصادی نباشد.
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
کشت بدون خاک شامل انواعی از روشهای غیر متعارف کاشت گیاهان است . مانند کشت آبی و کشت در ماسه و کشت در سنگریزه و کشت هوایی و کشت داخل لوله و ...
کلمه هیدروپونیک برای اولین بار در آمریکا استفاده شد و مترادف با کشت بدون خاک است . ولی در آلمان و انگلیس کشت آب برای این روش نام گذاری می شود .
روش کشت گیاهان بدون خاک از سالها قبل در فلسطین اشغالی استفاده می شده است . در این منطقه به دلیل کمبود آب و خاک این روش جایگزین مناسبی برای زراعت روشهای متداول است .
اهداف کشت هیدروپونیک :
1- تولید میوه و سبزی تازه در زمینهای خشک، سنگی، باتلاقی و زمینهایی که به هر دلیل غیر قابل کشت هستند.
2- بهره برداری از اماکن متروکه مثل انبار، گاراژ و غیره
3- کشت گیاهان علوفه ای بطور متوالی برای واحدهای کوچک دامداری
4- صرفه جویی قابل ملاحضه در مصرف آب در مناطق که آب کمیاب است.
5 - بازده بیشتر در تولید سبزیجات و گلهای خارج از فصل درگلخانه
6- سهولت پیش بینی میزان عملکرد 7- کیفیت بهتر محصولات
8- کاهش میزان ابتلا به بیماریهای ارگانیک و انگلی گیاهان
9- کاهش هزینه نیروی انسانی به علت حذف عملیاتی که به خاک مربوط می شود.
2- بهره برداری از اماکن متروکه مثل انبار، گاراژ و غیره
3- کشت گیاهان علوفه ای بطور متوالی برای واحدهای کوچک دامداری
4- صرفه جویی قابل ملاحضه در مصرف آب در مناطق که آب کمیاب است.
5 - بازده بیشتر در تولید سبزیجات و گلهای خارج از فصل درگلخانه
6- سهولت پیش بینی میزان عملکرد 7- کیفیت بهتر محصولات
8- کاهش میزان ابتلا به بیماریهای ارگانیک و انگلی گیاهان
9- کاهش هزینه نیروی انسانی به علت حذف عملیاتی که به خاک مربوط می شود.
10- امکان کشت مداوم یک گیاه معین در یک زمین ثابت بدون اینکه احتیاج به آیش باشد.
11- سهولت کشت گیاهان زینتی آپارتمانی چه در منزل و چه در گلخانه به علت یکی شدن عمل آبیاری و کود دهی و همچنین به علت کاهش فضای لازم.
در زیر انواع کشت های هیدروپونیک توضیح داده می شوند :
کشت آبی یا مایع : ریشه گیاه به طور مداوم در محلول غذایی قرار دارد و گیاه از قسمت طوقه ( حد فاصل ریشه و ساقه ) بیرون از مایع است و با پلاستیک و مقوا و ... بالا نگه داشته شده است . کشت درون لوله هم نوعی از کشت مایع است .
کشت در ماسه : ریشه گیاهان در داخل مواد جامدی که دارای قطر کوچکتر از 3 میلی متر باشند قرار دارد و این مواد مانند پلاستیک و پشم سنگ و یا هر ماده دیگری که آلی نباشد ممکن است .
کشت در سنگریزه : ریشه گیاهان در موادی که قطری بیشتر از 3 میلی متر دارند قرار گرفته مثل سنگ خارا و گدازه آتشفشانی و بازالت و هر ماده غیر عضوی دیگر .
در این روش آبیاری به دو صورت آبیاری لوله ای ( زیرزمینی ) که مواد غذلیی در مخزنی بوده و به بستر رشد گیاه پمپ می شود و آبیاری سطحی که محلول غذایی رقیق در سطح محیط رشد توسط لوله سوراخداری پخش می شود ( کود مایع به آب مصرفی گیاه در هنگام آبیاری اضافه شده است )
کشت در هوا : در این روش ریشه گیاهان در محیطی قرار گرفته که به وسیله قطراتی آب که حاوی مواد غذایی لازم است اشباع شده است . این روش به تجهیزات پیشرفته نیاز دارد .
کشت در ورمی کولیت : ریشه گیاه در ورمی کولیت که با موادی معدنی مخلوط شده است قرار دارد
کشت در پشم سنگ : ریشه گیاه در داخل پشم سنگ و مواد معدنی که خصوصیاتی شبیه به پشم سنگ دارند قرار می گیرد
کشت آبی : این کشت بیشتر برای گیاهان زینتی به کار می رود .
کشت در پلاستیک : ریشه در داخل کیسه های پلاستیکی قرار داشته و مواد اطراف ریشه هم شامل کمپوست یا پیت یا خاک اره و ... می باشد .
به طور کلی کشت بدون خاک از دو سیستم پیروی می کند :
1- سیستم باز : محلول غذایی مججد استفاده نشده مثل کشت در پشم سنگ و کشت کیسه ای و کشت در سنگریزه
2- سیستم بسته : محلول غذایی مجدد مورد استفاده قرار می گیرد و به عبارت دیگر محلول در یک چرخه قرار دارد و به آن فقط مواد غذایی که کاهش می یابند و آب اضافه می شود .
اما این روش کشت بدون خاک یک سری مزایا و معایبی نسبت به دیگر روشهای متداول کشت گیاهان دارد که در زیر بیان می شوند :
1- چون محلول غذایی مایع است به راحتی می توان آن را کنترل کرد و تنها مواد غذایی که کاهش یافته است را به محلول اضافه کرد در حالی که در خاک این کار غیر ممکن است ( هزینه زیادی دارد ) .
2- گیاهان را می توان در مناطقی پرورش داد که در حالت عادی رشد نمی کنند
3- مصرف آب در این روش به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و این یک مزیت برای نواحی خشک است .
4- در این روش ضد عفونی کردن محیط رشد بسیار شده و کم هزینه است در حالی که ضد عفونی کردن خاگ گران قیمت و غیر ممکن است . پس در این روش آلودگیهای ریشه بسیار کم دیده می شود .
5- در این روش می توان از آبهای شور هم استفاده کرد .
6- در این روش محصول بسیار بیشتر و کیفیت عالی داشته چون مواد غذایی به راحتی در اختیار گیاه قرار داشته است پس در حقیقت کیفیت و کمیت محصول در واحد سطح افزایش چشمگیری دارد .
7- در این روش از حجم ریشه ها به شدت کاسته می شود و بزرگ شدن ریشه ها در حد میکروسکوپی است و چون ریشه ها نسبت به کشت خاکی کم شده کمتر هم دچار بیماری می شوند .
8- مهمترین عیب این روش این است که به سرمایه گذاری بالایی نیاز دارد زیرا تمام سیستمها باید اتوماتیک باشد .
9- برای کشت گیاهان با این روش به افرادی نیاز است که در این زمینه تخصص و آگاهی داشته باشند .
10- آلودگی آبهای زیر زمینی هم در اثر مخلوط شدن با محلول های غذایی مشکلی دیگر است .
11- دفع ضایعاتی مثل پشم سنگ که به عنوان محیط رشد هستند هم مشکل است .
11- سهولت کشت گیاهان زینتی آپارتمانی چه در منزل و چه در گلخانه به علت یکی شدن عمل آبیاری و کود دهی و همچنین به علت کاهش فضای لازم.
در زیر انواع کشت های هیدروپونیک توضیح داده می شوند :
کشت آبی یا مایع : ریشه گیاه به طور مداوم در محلول غذایی قرار دارد و گیاه از قسمت طوقه ( حد فاصل ریشه و ساقه ) بیرون از مایع است و با پلاستیک و مقوا و ... بالا نگه داشته شده است . کشت درون لوله هم نوعی از کشت مایع است .
کشت در ماسه : ریشه گیاهان در داخل مواد جامدی که دارای قطر کوچکتر از 3 میلی متر باشند قرار دارد و این مواد مانند پلاستیک و پشم سنگ و یا هر ماده دیگری که آلی نباشد ممکن است .
کشت در سنگریزه : ریشه گیاهان در موادی که قطری بیشتر از 3 میلی متر دارند قرار گرفته مثل سنگ خارا و گدازه آتشفشانی و بازالت و هر ماده غیر عضوی دیگر .
در این روش آبیاری به دو صورت آبیاری لوله ای ( زیرزمینی ) که مواد غذلیی در مخزنی بوده و به بستر رشد گیاه پمپ می شود و آبیاری سطحی که محلول غذایی رقیق در سطح محیط رشد توسط لوله سوراخداری پخش می شود ( کود مایع به آب مصرفی گیاه در هنگام آبیاری اضافه شده است )
کشت در هوا : در این روش ریشه گیاهان در محیطی قرار گرفته که به وسیله قطراتی آب که حاوی مواد غذایی لازم است اشباع شده است . این روش به تجهیزات پیشرفته نیاز دارد .
کشت در ورمی کولیت : ریشه گیاه در ورمی کولیت که با موادی معدنی مخلوط شده است قرار دارد
کشت در پشم سنگ : ریشه گیاه در داخل پشم سنگ و مواد معدنی که خصوصیاتی شبیه به پشم سنگ دارند قرار می گیرد
کشت آبی : این کشت بیشتر برای گیاهان زینتی به کار می رود .
کشت در پلاستیک : ریشه در داخل کیسه های پلاستیکی قرار داشته و مواد اطراف ریشه هم شامل کمپوست یا پیت یا خاک اره و ... می باشد .
به طور کلی کشت بدون خاک از دو سیستم پیروی می کند :
1- سیستم باز : محلول غذایی مججد استفاده نشده مثل کشت در پشم سنگ و کشت کیسه ای و کشت در سنگریزه
2- سیستم بسته : محلول غذایی مجدد مورد استفاده قرار می گیرد و به عبارت دیگر محلول در یک چرخه قرار دارد و به آن فقط مواد غذایی که کاهش می یابند و آب اضافه می شود .
اما این روش کشت بدون خاک یک سری مزایا و معایبی نسبت به دیگر روشهای متداول کشت گیاهان دارد که در زیر بیان می شوند :
1- چون محلول غذایی مایع است به راحتی می توان آن را کنترل کرد و تنها مواد غذایی که کاهش یافته است را به محلول اضافه کرد در حالی که در خاک این کار غیر ممکن است ( هزینه زیادی دارد ) .
2- گیاهان را می توان در مناطقی پرورش داد که در حالت عادی رشد نمی کنند
3- مصرف آب در این روش به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و این یک مزیت برای نواحی خشک است .
4- در این روش ضد عفونی کردن محیط رشد بسیار شده و کم هزینه است در حالی که ضد عفونی کردن خاگ گران قیمت و غیر ممکن است . پس در این روش آلودگیهای ریشه بسیار کم دیده می شود .
5- در این روش می توان از آبهای شور هم استفاده کرد .
6- در این روش محصول بسیار بیشتر و کیفیت عالی داشته چون مواد غذایی به راحتی در اختیار گیاه قرار داشته است پس در حقیقت کیفیت و کمیت محصول در واحد سطح افزایش چشمگیری دارد .
7- در این روش از حجم ریشه ها به شدت کاسته می شود و بزرگ شدن ریشه ها در حد میکروسکوپی است و چون ریشه ها نسبت به کشت خاکی کم شده کمتر هم دچار بیماری می شوند .
8- مهمترین عیب این روش این است که به سرمایه گذاری بالایی نیاز دارد زیرا تمام سیستمها باید اتوماتیک باشد .
9- برای کشت گیاهان با این روش به افرادی نیاز است که در این زمینه تخصص و آگاهی داشته باشند .
10- آلودگی آبهای زیر زمینی هم در اثر مخلوط شدن با محلول های غذایی مشکلی دیگر است .
11- دفع ضایعاتی مثل پشم سنگ که به عنوان محیط رشد هستند هم مشکل است .
به طور کلی دوستان این روش یکی از روشهای نوین در کشاورزی بوده که بسیار جای کار دارد و در حالی که بسیاری از کشورها این کار را انجام می دهند . این روشها سرمایه و دانش زیادی لازم دارد ولی به عنوان یکی از رشته هایی است که آینده ای درخشان در دنیای کشاورزی دارد .
چگونه نیاز غذایی هر گیاه را به دست می آورند :
دانشمندان با سوزاندن گیاه و وزن کردن خاکستر آن و همچنین با استفاده از تجربیات زراعی خود می توانند میزان تقریبی نیاز گیاه به عناصر معدنی را تخمین بزنند . مثلا گیاهان جالیزی برای رشد خود نیاز به پتاس زیادی دارند و گیاهان زینتی و سبزیجات به ازت بیشتری نیاز دارند و گیاهان دانه دار فسفر بیشتری در خود ذخیره می کنند . علاوه بر آن گیاهان لیفی مانند کنف به کمک فسفر تنومندتر می گردند . خاکستر گیاهان همیشه حاوی درصد زیادی از عناصر یا عناصر اولیه، پتاسیم، کلسیم، منیزی، فسفر ، گوگرد و آهن است که جزیی از ترکیب ماده آلی به شمار می روند . بعضی از عناصر مثل فسفر و گوگرد جزیی از ساختمان سلول هستند. منیزیم در ساختمان سبزینه موجود است. بر ، مس، منگنز و روی به مقدار بسیار کم در گیاه موجوند و عناصر کمیاب یا میکروالمنت نام دارند.
در یک محلول مناسب غذایی باید نسبت به عناصر مختلف با در نظر گرفتن احتیاجات هر گیاه و مراحل مختلف زندگی آنان تعیین می شود. که در این محاسبات باید شرایط محیطی را نیز به حساب آورد و چون تاثیر فزاینده یا کاهنده ای بر احتیاجات دارند.
استفاده از کشت هیدروپونیک : امروزه برخی کشورها همانند آمریکا ، فرانسه ، کانادا ، آفریقای جنوبی ، هلند ، ژاپن ، استرالیا ، آلمان در زمینه های مختلف کشت هیدروپونیک فعالیت های زیادی انجام می دهند . در ایران کشت هایدروپونیک محصولات سبزی، صیفی و برخی میوه ها مانند توت فرنگی رونق قابل توجهی نیافته است. اما در برخی از نقاط ایران مانند شهرهای هشتگرد کرج، کرمانشاه، تهران و جزیره کیش تولید محصولات باغی به روش کشت هیدروپونیک و به صورت تجاری گسترش یافته است.
بر اساس یک رسم 2500 ساله ایرانیان در عید نوروز ، گندم یا گیاهان دیگری را در مقداری آب می کاشتند و با آن سبزه برای سفره هفت سین تهیه می کردند این شاید اولین کشت هیدروپونیک در جهان بوده که ایرانیان انجام می دادند. تولید روزانه یک تن علوفه در فضای 33 متر مربع : با استفاده از این تکنولوژی در فضای 33 متر مربع ، هر روز می توان یک تن علوفه تازه تولید کرد.این مقدار می تواند خوراک روزانه یک دامداری 300 راسی گوسفند، یک گله 55 راسی گاو شیری یا گوشتی و یک گله 100 راسی اسب را تامین کند. مزایای کشت هیدروپونیک : 1- در جاییکه خاک مناسب ندارد یا خاک دچار بعضی بیماریها است قابل استفاده است. 2- شخم، آبیاری، مبارزه با آفات خاک، مبارزه با علف های هرز را ندارد و بقیه عملیات های زراعی نیز ساده تر است. 3- برای مناطقی که زمین گران قیمت است برای بدست آوردن بیشترین محصول با تراکم بالا کاربرد دارد. 4- در این طرح آلودگی خاک وجود ندارد و آلودگی آب هم کمتر است. 5- کنترل شرایط محیطی از جمله نور، دما، رطوبت و ترکیب هوا بسیار ساده تر است. 6- در مناطقی که آب شور دارد کاربرد دارد حتی اگر نمکهای محلول در آب به مقدار 500ppm با شد می توان با یک شستشوی محیط آن را بکار برد. محیط کشت : طبقه بندی سیستمهای کشت هیدروپونیک توسط دکتر جان لارسن انواع سیستمها غیر آلی آلی مخلوط 1-ایستاده (معلق) گراول پیت موس پیت موس و پرلیت 2-تکنیک فیلم غذایی ماسه پین بارک پرلیت و پین بارک 3-آئروپونیک پرلیت خاک اره پیت موس و پرلیت 4-هواکشت راک وول ظروف کشت : در حال حاضر ظروفی که یک گالن و یا دو گالن نامیده می شوند بیشتر عمومیت دارند. امروزه تولید کنندگان از یک کیسه پلاستیکی به عنوان محیط رشد استفاده می کنند. توجه : 1- برای همه ظروف رشد، عمق باید 2/3 تا 2 برابر قطر سایه گیاه در زمانی که به حداکثر رشد برسد در نظر گرفته شود.مثلا اگر سطح سایه گیاهی 12 سانتی متر است عمق ظرف باید بین 18 تا 24 سانتی متر باشد. 2- گیا هانی که سایه بزرگتر و زمان رشد بیشتری دارند و گیاهانی که در کنار ظروف کشت هستند باید عمق بیشتری داشته باشند. محلول غذایی : مهمترین مسئله در کشت هیدروپونیک مدیریت محلول غذایی آن است که از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.شما باید خواص و آثار عناصر مختلف را بر رشد گیاه بدانید تا در صورت بروز عوارض کمبود یا ازدیاد یک عنصر بتوانید عنصر مورد نظر را شناسایی کنید و آن را به محلول اضافه کنید. عناصر اصلی و مهم : 9 تا از 16 عنصر ضروری را جزو عناصر مهم طبقه بندی کرده اند: کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، و گوگرد عناصر کم مصرف(ریز مغزها) گیا هان به طور قابل ملاحضه ای به غلظت کمی از ریز مغزها که از عناصر اصلی هستند احتیاج دارند.این عناصر عبارتند از : بر، کلر، مس، آهن، منگنز، مولیبدن، و روی سیستمهای کشت هیدروپونیک: در اینجا تعدادی از روشهای کشت هیدروپونیک را نام می بریم. شما می توانید بر اساس طرحی که در ذهن خود دارید نیز اقدام به این کار کنید ولی این روشها آزمایش شده است . الف)سیستمهای هیدروپونیکی خالص (واقعی) 1- سیستم ایستا محلول غذایی این یک تکنیک قدیمی هیدروپونیک است ولی هنوز برای مطالعات غذایی انواع مختلف گیاهان بکار می رود. برای این روش مواد زیر لازم است 1- محلول غذایی 2 – تلمبه هوا 3- شبکه ای از تارهای ریشه ای مناسب تلمبه، هوا را دائما به داخل محلول پمپ می کند.حباب های هوا هم اکسیژن محلول غذایی را فراهم می کنند و هم محلول را به جریان در می آورند.یک نوع ساده آن به نحوی است که یک درپوش که نور از آن عبور نکند را برداشته و یک سوراخ برای عبور ریشه در آن ایجاد می کنیم و یک لوله هوا که به پمپ متصل است را در ظرف کشت قرار می دهیم محلول غذایی را در ظرف می ریزم و درپوش را گذاشته و گیاه را در آن قرار می دهیم. در این سیستم محلول غذایی هر 7 الی 14 روز یکبار عوض می شود همچنین تلفات آب را باید روزانه جبران کرد حجم محلول غذایی برای یک گیاه (2 تا 4 گالن)9 تا 18 لیتر است 2- روش کلارک این تکنیک برای مطالعه عناصر مورد نیاز ذرت و سورگوم بکار رفته ولی روشهای مدیریت محلول غذایی آن را می توان برای گیاهان دیگر نیز بکار برد. در این سیستم ریشه گیاهان را به حالت ایستاده در محلول غذایی قرار می دهند .کاهو و دیگر سبزیجات علفی رشد خوبی در این سیستم دارند. 3- تکنیک فیلم غذایی مهمترین روش هیدروپونیک یک پیشرفت مهم در زمینه هیدرو پونیک در سال 1970 با ابداع تکنیک فیلم غذایی توسط آلن کوپر اتفاق افتاد از این روش اغلب با عنوان NFT یاد می شود. در این روش ریشه گیاهان به حالت معلق در یک آبشخور یا کانالی از محلول غذایی در یک سیستم بسته قرار می گیرند و محلول غذایی در محیط گردش می کند 4- آئروپونیک یک از تکنیک های خوش آتیه هیدروپونیک آئروپونیک است. در این روش توزیع آب و عناصر ضروری به ریشه گیاه توسط و سائل ریز کننده مثل مه پاش و میست(یک نوع ریز کننده آب و محلول غذایی )انجام می شود. مزیت این روش تهویه مناسب ریشه ها است .در این روش ریشه ها در هوا رشد می کنند .این روش به صورتی طراحی شده است که امکان استفاده مناسب از آب و عناصر ضروری را فراهم می کند . ریشه ها در این روش باید مرتبا در معرض ارسال محلول غذایی قرار گیرند.در اکثر سیستمهای آئروپونیک در انتهای ریشه ها یک مخزن کوچک آب قرار داده می شود که ریشه ها همیشه به آب دسترسی داشته با شند ب)سیستمهای جذر و مد (فروکش – جریان ) محلول غذایی از این نوع سیستمهای رشد هیدروپونیک سالیان سال استفاده می کردند . هر چند که امروزه آنها به صورت اقتصادی بکار نمی روند و بیشتر کاربرد خانگی و مشغولیتی دارند.ترکیب این ساختار عبارت است از یک محیط ریشه ای خنثی از قبیل گراول، ماسه و پوکه معدنی و ظروف رشد که حجم های یکسانی از محلول غذایی در داخل آنها وجود دارد و لوله های تغذیه کننده و دریچه ها و پمپ های مورد نیاز ج)سیستمهای قطره چکان، گلدانی یا کیسه ای/آبشخور کانالی محلول غذایی این سیستم رشد هیدروپونیک امروزه کاربرد معمول پیدا کرده است که به صورت تجاری در کشت گیاهان در یک محیط کیسه ای یا گلدانی بکار می رود در این زمینه پرلیت بیشترین کاربرد را دارد.در اطراف کیسه های بکار رفته سوراخهایی برای حرکت پرلیت ایجاد می کنند همچنین برای اینکه به آب و محلول غذایی اضافی اجازه بدهند که از محیط خارج شود و تهویه مناسب صورت بگیرد آب چکان هایی بر لبه کیسه ها قرار می دهند .البته بعضا اصلاحاتی در این سیستم برای تطبیق با محصولات مختلف بوجود آمده .برای مثال کیسه های عمودی آویزان برای کاهو و یا گیاهانی که در کناره کیسه ها قرار می گیرند. برای مثال گیاه توت فرنگی را در سوراخهای کناره کیسه های پرلیت قرار می دهند و محلول غذایی از بالای کیسه ها توسط قطره چکانهای و یا آبشخور های نصب شده به طرف پایین سرازیر می شود د)سیستم مستقیم قطره ای، محلول غذایی راک وول امروزه راک وول در مناطق مختلف جهان برای تولید گوجه فرنگی، خیار و فلفل کاربرد بیشتری دارد. راک وول از یک ماده خنثی که از مخلوط سنگ های آتشفشانی است درست شده .این سنگها را با سنگ آهک مخلوط کرده و تا دمای 1500 تا 2000 درجه سانتی گراد گداخته می کنند الیاف نرمی آزاد می شود که آنها را به هم می پیچند.سپس آنها را به صورت صفحات فشرده در می اورند وآنها را در داخل صفحات پشم سنگ قرار می دهند. صفحات را به صورت یکنواخت بر روی یک سطح قرار می دهند همچنین باید راه هایی برای عبور جریان محلول غذایی و آب در نظر گرفته شود و محلول غذایی بوسیله قطره چکان توزیع می شود. تکنیک های کشت محیط کشت هیدروپونیک با یک محیط خارجی احاطه می شود که می تواند گلدان یا کیسه نیز باشد. آب، شامل کودهای افزودنی با توجه به تقاضای اتمسفری گیاه بکار می رود. در سیستم هایی که گراول و ماسه در آن وجود دارد برای جمع آوری نمک های تجمع یافته احتیاج به یک شستشو بوسیله آب است.
راهنمای تهیه محلول غذایی برای کشت هیدروپونیک
احتیاجات غذایی گیاه و انواع محلول های غذایی (خصوصیات یک محلول غذایی مناسب)
فرمول های غذایی متعددی برای کشت هیدروپونیک وجود دارد که بیش از 40 سال بر روی آنها تحقیق و مطالعه شده است.بعضی از این محلولها برای گیاهان خاصی طراحی شده اند ولی بعضی نیز برای تمام گیاهانی که در کشت هیدروپونیک استفاده می شوند بکار می روند. برای رشد گیاهان در کشت هیدروپونیک باید مقدار عناصر مختلف در یک رنج مشخص حفظ شوند که این کار نیاز به آزمایش مرتب محلول غذایی دارد. در کشت هیدروپونیک اشتباهات را به سختی می توان جبران کرد زیرا در این روش هر عنصر اثر خود را به سرعت نمایان می کند. بنابراین باید دقت زیادی در انتخاب یا ساخت محلول غذایی بکار برد.
میانگین عناصری که در یک محلول غذایی مناسب وجود دارد
عنصر | مقدار بر حسب PPM |
نیتروژن(شکل نیترات) | 70-300 |
نیتروژن(شکل آمونیوم) | 0-31 |
پتاسیم | 200-400 |
فسفر | 30-90 |
کلسیم | 150-400 |
گوگرد | 60-330 |
منیزیم | 25-75 |
آهن | 0.5-5.0 |
بر | 0.1-1.0 |
منگنز | 0.1-1.0 |
روی | 0.02-0.2 |
مولیبدن | 0.01-0.1 |
مس | 0.02-0.2 |
آزمایشها نشان می دهد که هر یک از عناصر مورد نیاز گیاه کار بخصوصی در رشد گیاه انجام می دهد. بنابراین شناخت نقش عناصر و علائم کمبود و زیادی آنها برای کنترل تغییرات محلول الزامی است .
عناصر اصلی و مهم
نیتروژن:
نیتروژن یکی از اجزای موجود در پروتئین است که به صورت غذا در گیاه ذخیره می شود. نیتروژن معمولا در بخشهای دیگری از سلول مثل کلروفیل و همچنین در ساختار آمینو اسیدها نیز وجود دارد.
نیتروژن یکی از اجزای موجود در پروتئین است که به صورت غذا در گیاه ذخیره می شود. نیتروژن معمولا در بخشهای دیگری از سلول مثل کلروفیل و همچنین در ساختار آمینو اسیدها نیز وجود دارد.
علائم کمبود: روشن تر شدن قسمتهای سبز گیاه - تغییر رنگ برگهای پیر به رنگ سبز روشن و علائم شدیدتر رنگ برگ به زردی می گراید و سرانجام موجب مرگ برگ می شود.
علائم زیادی: افزایش نیتروژن باعث تولید گیاه پر آب و ضخیم و در نتیجه تغییر رنگ شاخ و برگ به رنگ سبز تیره می شود. همچنین گیاه نسبت به بیماریها و آفات حساسیت زیادی پیدا می کند.افزایش نیتروژن در محصولات میوه ای باعث آسیب شکوفه و گل می شود و کیفیت محصول را کاهش می دهد.
بهترین میزان برای یونهای نیترات 75% و برای آمونیوم25% می باشد. در سیستم های چرخه ای 5% آمونیوم از کل نیتروژن کافی است ولی در سیستم های غیر چرخه ای یک درصد بیشتری احتیاج است.
افزایش غلضت نیترات باعث کاهش تعداد تارهای کشنده ریشه نیز می شود. اگر منبع اصلی تامین نیتروژن آمونیوم با شد می تواند گیاه را مسموم کند. آثار این مسمومیت در ساقه و برگها توسعه پیدا می کند و برگها به صورت پیاله ظاهر می شوند و همچنین بافت های آوندی خراب می شوند. آمونیوم مانع از عملکرد کلسیم، که برای نگهداری دیواره سلولی لازم است می شود در نتیجه گیاه پژمرده می شود. اگر شاخه های مبتلا شده را از وسط ستون ریشه ای ببریم یک محیط سیاه و فاسد از بافت پیوندی را مشاهده می کنیم.
افزایش غلضت نیترات باعث کاهش تعداد تارهای کشنده ریشه نیز می شود. اگر منبع اصلی تامین نیتروژن آمونیوم با شد می تواند گیاه را مسموم کند. آثار این مسمومیت در ساقه و برگها توسعه پیدا می کند و برگها به صورت پیاله ظاهر می شوند و همچنین بافت های آوندی خراب می شوند. آمونیوم مانع از عملکرد کلسیم، که برای نگهداری دیواره سلولی لازم است می شود در نتیجه گیاه پژمرده می شود. اگر شاخه های مبتلا شده را از وسط ستون ریشه ای ببریم یک محیط سیاه و فاسد از بافت پیوندی را مشاهده می کنیم.
غلظت نیتروژن در اکثر فرمولهای محلول غذایی بین 100 تا 200 mg/l است و نسبت نیترات به آمونیوم در حدود 3 یا 4 به 1 است .
منابع نیتروژن عبارتند از : مونو یا دی هیدروژن فسفات آمونیوم به عنوان معمولی ترین منبع تهیه آمونیوم می باشد. ولی در کل از نیترات کلسیم ، نیترات پتاسیم و اسید نیتریک برای تهیه نیترات و از نیترات آمونیوم برای تهیه آمونیوم استفاده می شود .
فسفر:
میزان فسفر در گیاهان از 2/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
میزان فسفر در گیاهان از 2/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
علائم کمبود: اولین علامت کمبود در رشد دیده می شود و سپس برگهای پیرتر به رنگ زرشکی سیر(ارغوانی) تبدیل می شوند.
علائم زیادی: اگر از 1% در ماده خشک بیشتر باشد باعث مسمومیت فسفر می شود. مسمومیت فسفر بر روی سایر عناصر مانند آهن، منگنز و روی تاثیر می گذارد.
علائم زیادی: اگر از 1% در ماده خشک بیشتر باشد باعث مسمومیت فسفر می شود. مسمومیت فسفر بر روی سایر عناصر مانند آهن، منگنز و روی تاثیر می گذارد.
غلظت فسفر در محلول غذایی: در اکثر فرمولهای غذایی غلظت فسفر بین 30 تا 50 mg/l می باشد. شکل فسفر در محلول غذایی به صورت منو یا دی هیدروژن فسفات است.
پتاسیم:
میزان پتاسیم در گیاه 25/1 تا 3 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
میزان پتاسیم در گیاه 25/1 تا 3 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
علائم کمبود: کاهش رشد و کلورز حاشیه ای. علائم کمبود پتاسیم مانند سوختگی برگ است به صورتی که در کنار برگها بیشتر است. در اکثر فرمولهای محلول غذایی غلظت پتاسیم در حدود 200 mg/l و به صورت کاتیون است.
منابع تهیه پتاسیم: نیترات پتاسیم - سولفات پتاسیم یا کلرید پتاسیم .
منابع تهیه پتاسیم: نیترات پتاسیم - سولفات پتاسیم یا کلرید پتاسیم .
کلسیم:
میزان کلسیم در گیاهان در حدود 5/0 تا2% در ماده خشک است.
میزان کلسیم در گیاهان در حدود 5/0 تا2% در ماده خشک است.
علائم کمبود: کمبود کلسیم به صورتی است که برگها به رنگ قهوه ای و یا سیاه ظاهر می شوند و حاشیه برگها نیز در هم فرو می روند. یکی دیگر از تاثیرهای کمبود کلسیم مرگ و پوسیدگی شکوفه و گل است.
علائم زیادی: باعث کمبود کاتیونهای مهم مثل پتاسیم و منیزیم می شود. غلظت کلسیم در اکثر محلول های غذایی در حدود mg/l 200می باشد. مهمترین منابع تهیه کلسیم در محلول غذایی نیترات کلسیم می باشد. در صورتی که حلالیت در آب کم باشد می توان از سولفات کلسیم به عنوان یک منبع تکمیلی استفاده کرد.
علائم زیادی: باعث کمبود کاتیونهای مهم مثل پتاسیم و منیزیم می شود. غلظت کلسیم در اکثر محلول های غذایی در حدود mg/l 200می باشد. مهمترین منابع تهیه کلسیم در محلول غذایی نیترات کلسیم می باشد. در صورتی که حلالیت در آب کم باشد می توان از سولفات کلسیم به عنوان یک منبع تکمیلی استفاده کرد.
منیزیم:
میزان منیزیم در گیاه باید حدود 5/0 تا 2/0 درصد باشد. منیزیم در ساختار کلروفیل موجود است.
علائم کمبود: کلروز داخلی برگهای پیر. غلظت منیزیم حدود 50 mg/l و به شکل +mg2 در محلول غذایی است. منبع تهیه منیزیم سولفات منیزیم است.
گوگرد:
حجم گوگرد در گیاهان در حدود 15/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک است.
حجم گوگرد در گیاهان در حدود 15/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک است.
علائم کمبود گوگرد شبیه نیتروژن است به صورتی که تمام گیاه به رنگ سیز روشن تغییر می کند. غلظت گوگرد در بیشتر محلول های غذایی 50 mg/l به صورت -so42 است. نمک های سولفات پتاسیم، منیزیم و آمونیوم از مهمترین منابع تهیه گوگرد است.
عناصر کم مصرف
بر:
غلظت مناسب بر در حدود 50 تا 10 mg/l در ماده خشک است.
غلظت مناسب بر در حدود 50 تا 10 mg/l در ماده خشک است.
علائم کمبود: کاهش رشد و آسیب قسمتهای فوقانی گیاه و ریشه.
علائم زیادی : بی رنگی و لکه دار شدن حاشیه برگها و همچنین مرگ حاشیه برگها غلظت بر در انواع محلولهای غذایی در حدود 3/0 mg/l می باشد. اسید بوریک یکی از منابع تهیه بر است.
کلر:
غلظت کلر در برگها حدود 15/0 درصد است. میزان بیش از 1/0 برای اکثر میوه جات زیاد خواهد بود.
علائم کمبود: ازدیاد نمک در محیط - علائم مسمومیت سوختگی برگها یا حاشیه آنها و همچنین زردی بی موقع برگها است.
برخی از منابع تامین کلر عبارتند از : کلرید پتاسیم یا کلرید کلسیم - اگر غلظت کلر در محلول زیاد باشد مانع از جذب یونهای دیگر مانند نیترات می شود.
غلظت کلر در برگها حدود 15/0 درصد است. میزان بیش از 1/0 برای اکثر میوه جات زیاد خواهد بود.
علائم کمبود: ازدیاد نمک در محیط - علائم مسمومیت سوختگی برگها یا حاشیه آنها و همچنین زردی بی موقع برگها است.
برخی از منابع تامین کلر عبارتند از : کلرید پتاسیم یا کلرید کلسیم - اگر غلظت کلر در محلول زیاد باشد مانع از جذب یونهای دیگر مانند نیترات می شود.
مس:
میزان مطلوب مس در حدود 10 تا 2 mg/l در (ppm) ماده خشک است. مس در فتوسنتز و همچنین در ترکیب پروتئین کلروپلاست نقش دارد. مس بعنوان یک آنزیم فعال کننده شناخته می شود.
علائم کمبود: توقف رشد گیاهان و کلروز برگهای پیر از علائم کمبود مس است . همچنین در رشد محصولات میوه ای تاثیر می گذارد و محصولات آنها از حالت طبیعی کوچکتر هستند. غلظت مطلوب در محلول غذایی 001/0 تا 01/0 mg/l می باشد. میزان بیشتر از 4 mg/l در محلول غذایی باعثشیوع بیماری های قارچی می شود.
میزان مطلوب مس در حدود 10 تا 2 mg/l در (ppm) ماده خشک است. مس در فتوسنتز و همچنین در ترکیب پروتئین کلروپلاست نقش دارد. مس بعنوان یک آنزیم فعال کننده شناخته می شود.
علائم کمبود: توقف رشد گیاهان و کلروز برگهای پیر از علائم کمبود مس است . همچنین در رشد محصولات میوه ای تاثیر می گذارد و محصولات آنها از حالت طبیعی کوچکتر هستند. غلظت مطلوب در محلول غذایی 001/0 تا 01/0 mg/l می باشد. میزان بیشتر از 4 mg/l در محلول غذایی باعثشیوع بیماری های قارچی می شود.
منبع تهیه مس سولفات مس می باشد.
آهن:
میزان مناسب آهن در اکثر محصولات حدود 50 تا 100 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: کم شدن رنگ سبز گیاه بدلیل کاهش کلروفیل. تفاوت علائم کمبود آهن با منیزیم در این است که کمبود آهن ابتدا در برگهای جوان ظاهر می شود ولی منیزیم در برگهای پیر زودتر مشاهده می شود.
منابع تهیه:FeEDTA به عنوان معمولی ترین منبع و آهن های دیگر به صورت مرکب هستند. مثل سولفات آهن، فسفات آهن که شکل های غیر آلی آهن هستند و سیترات آهن و تارتارات آهن که دو شکل آلی آهن هستند.
منگنز:
میزان مطلوب منگنز در میوه جات حدود 100 تا 20 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: در برگهای جوان به شکل یک کلروز داخلی و میانی نمایان می شود.
علائم زیادی: به صورت نقاط قهوه ای در بعضی از برگهای پیر و یا لکه های سیاه رنگ روی شاخه و میوه ظاهر می شود.این علائم در کمبود آهن نیز مشاهده می شوند که برای اطمینان یک تجزیه گیاهی لازم است.
غلظت منگنز در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد و برای تهیه آن از سولفات منگنز استفاده می شود.
مولیبدن:
مولیبدن در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد.
میزان مناسب آهن در اکثر محصولات حدود 50 تا 100 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: کم شدن رنگ سبز گیاه بدلیل کاهش کلروفیل. تفاوت علائم کمبود آهن با منیزیم در این است که کمبود آهن ابتدا در برگهای جوان ظاهر می شود ولی منیزیم در برگهای پیر زودتر مشاهده می شود.
منابع تهیه:FeEDTA به عنوان معمولی ترین منبع و آهن های دیگر به صورت مرکب هستند. مثل سولفات آهن، فسفات آهن که شکل های غیر آلی آهن هستند و سیترات آهن و تارتارات آهن که دو شکل آلی آهن هستند.
منگنز:
میزان مطلوب منگنز در میوه جات حدود 100 تا 20 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: در برگهای جوان به شکل یک کلروز داخلی و میانی نمایان می شود.
علائم زیادی: به صورت نقاط قهوه ای در بعضی از برگهای پیر و یا لکه های سیاه رنگ روی شاخه و میوه ظاهر می شود.این علائم در کمبود آهن نیز مشاهده می شوند که برای اطمینان یک تجزیه گیاهی لازم است.
غلظت منگنز در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد و برای تهیه آن از سولفات منگنز استفاده می شود.
مولیبدن:
مولیبدن در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد.
مولیبدن یک ترکیب مهم در دو آنزیم است. آنزیم تثبیت نیتروژن و احیاء یون نیترات.
علائم کمبود: این علائم شبیه کمبود نیتروژن است و رشد و نمو گل کم می شود.افتادگی گل کلم یکی از نمونه های کمبود مولیبدن است.
در بیشتر فرمولهای محلول غذایی غلظت آن حدود 5/0 mg/l در (ppm) و به شکل آنیون -MoO42 در محلول موجود است.
منبع تهیه: مولیبدات آمونیوم
منبع تهیه: مولیبدات آمونیوم
روی:
غلظت آن50 تا 5 mg/l در (ppm) در ماده خشک موجود است.
غلظت آن50 تا 5 mg/l در (ppm) در ماده خشک موجود است.
علائم کمبود: شبیه یک کلروز داخلی در برگهای تازه یافت می شود و باعث شکستگی و پارگی بعضی از برگها می شود. زیادی روی باعث کمبود آهن می شود.
غلظت در محلول غذایی: در بیشتر فرمولهای غذایی میزان آن 05/0 mg/l در (ppm) و به صورت کاتیون دو ظرفیتی است.
منبع تهیه : سولفات روی
منبع تهیه : سولفات روی
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.
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 مساله 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 روشهای مختلفی استفاده کرد که استفاده از صافی برای تصفیه آب از مواد معلق نامطلوب یکی از این راههاست. 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:
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.
فرمولهای محلول غذایی:
فرمولهای محلول غذایی هوگلند
محلول مادر (پایه) Stock | میزان کاربرد ml/l |
محلول 1 | |
پتاسیم دی هیدروژن فسفات | 1 |
نیترات پتاسیم | 5 |
نیترات کلسیم | 5 |
سولفات منیزیم | 2 |
محلول 2 | |
فسفات دی هیدروژن آمونیوم | 1 |
نیترات پتاسیم | 6 |
نیترات کلسیم | 4 |
سولفات منیزیم | 2 |
ریز مغذیهای محلول پایه | |
اسید بوریک | 2/86 |
کلرید منگنز | 1/81 |
سولفات روی | 0/22 |
سولفات | 0/08 |
اسید مولیبدات | 0/02 |
آهن | |
برای محلول شماره 1: 5/0 درصد سیترات آمونیوم آهن | 1 |
برای محلول شماره 2: 5/0 شلات آهن | 2 |
برخی دیگر از فرمولهای غذایی
محلول Knop | |||
منبع | mg/l یا (g/l) | ||
KNO3 | 0/2 | ||
Ca(NO3)2 | 0/8 | ||
NH2PO4 | 0/2 | ||
MgSO4 . 7H2O | 0/2 | ||
FePO4 | 0/1 | ||
محلول هوگلند و اشنایدر | |||
KNO3 | 0/31 | ||
Ca(NO3)2 | 0/82 | ||
MgSO4 . 7H2O | 0/49 | ||
KH2PO4 | 0/136 | ||
تارتارات فریک | 1mg/l در 5/0 درصد محلول | ||
ترلیز Trelease | |||
KNO3 | 0/683 | ||
NH4)2SO4) | 0/0679 | ||
KH2PO4 | 0/3468 | ||
K2HPO4 | 0/01233 | ||
CaCL2 | 0/4373 | ||
MgSO4 . 7H2O | 0/4373 | ||
FeSO4 . 7H2O | 0/00278 | ||
محلول Crone | |||
منبع | a | b | c |
KNO3 | 1 | 0/75 | 0/75 |
Ca3(PO4)2 | 0/25 | 0/25 | 0/25 |
CaSO4 . 2H2O | 0/25 | 0/25 | 0/50 |
Fe3(PO4)2 . 8H2O | 0/25 | 0/25 | 0/25 |
MgSO4 . 7H2O | 0/25 | 0/25 | 0/50 |
برخی فرمولهای غذایی تولید تجاری سبزیجات
میزان (g در 100 گالن آب) | ||||
منبع | Johnson | Jensen | Larson | Cooper |
نیترات پتاسیم | 95 | 77 | 67 | 221 |
فسفات منو پتاسیم | 54 | 103 | - | 99 |
سولفات منیزیم پتاسیم | - | - | 167 | - |
سولفات پتاسیم | - | - | 130 | - |
نیترات کلسیم | 173 | 189 | 360 | 380 |
سولفات منیزیم | 95 | 187 | - | 194 |
اسید فسفریک 75% | - | - | 40ml | - |
آهن شلات FeDTPA | 9 | 9/6 | 12 | 30 |
اسید بوریک | 0/5 | 1 | 2/2 | 0/6 |
سولفات مس | 0/01 | - | 0/5 | 0/15 |
کلرید مس | - | 0/05 | - | - |
سولفات منگنز | 0/3 | 0/9 | 1/5 | 2/3 |
سولفات روی | 0/4 | 0/15 | 0/5 | 0/17 |
اسید مولیبدیک | 0/005 | 0/02 | 0/04 | - |
مولیبدات آمونیوم | - | - | - | 0/14 |
فرمول تولید سبزیجات به روش تجاری
میزان (cg در 100 گالن آب) | ||||
منبع | Johnson | Jensen | Larson | Cooper |
نیتروژن | 105 | 106 | 172 | 236 |
فسفر | 33 | 62 | 41 | 60 |
پتاسیم | 138 | 156 | 300 | 300 |
کلسیم | 85 | 93 | 180 | 185 |
منیزیم | 25 | 48 | 48 | 80 |
گوگرد | 33 | 64 | 158 | 68 |
ریز مغذیها | ||||
بر | 0/23 | 0/46 | 1 | 0/3 |
مس | 0/01 | 0/05 | 0/3 | 0/1 |
آهن | 2/3 | 3/8 | 3 | 0/1 |
منگنز | 0/26 | 0/81 | 1/3 | 2 |
مولیبدن | 0/007 | 0/03 | 0/07 | 0/2 |
روی | 0/024 | 0/09 | 0/3 | 0/1 |
گونه های مختلف در ابتدای رشد احتیاج به اصلاح در ترکیب محلول غذایی دارند. بعضی از محصولات نسبت به دیگر محصولات حساسیت بیشتری دارند. بنابراین، امکان دارد فرمولی که برای یک محصول خوب کار می کند، برای گیاه دیگر مناسب نباشد. تنظیم محلول غذایی به عهده شما است. ممکن است در استفاده از این محلول ها به مشکلاتی برخورد کنید که با داشتن آگاهی از نیازهای هر گیاه و علائم کمبود و اطلاعات دیگر می توانید محلول مناسب خود را تهیه کنید.
مقادیر شناخته شده عناصر اصلی در برخی محصولات | |||||
محصول | نیتروژن | فسفر | پتاسیم | کلسیم | منیزیم |
خیار | 230 | 40 | 315 | 175 | 42 |
بادمجان | 175 | 39 | 235 | 150 | 28 |
گیاهان علفی | 210 | 80 | 175 | 180 | 67 |
کاهو | 200 | 50 | 300 | 200 | 65 |
هندوانه | 186 | 39 | 235 | 180 | 25 |
فلفل | 175 | 39 | 235 | 150 | 28 |
گوجه فرنگی | 200 | 50 | 360 | 185 | 45 |
فرمول محلول غذایی برای محصولات مختلف
میزان (g در 100 لیتر) | |||
منبع | گوجه فرنگی | کاهو | گل سرخ |
عناصر اصلی | |||
نیترات کلسیم | 680 | 407 | 543 |
سولفات منیزیم | 250 | 985 | 185 |
نیترات پتاسیم | 350 | 404 | 429 |
کلرید پتاسیم | 170 | - | - |
فسفات منو پتاسیم | 200 | 136 | 204 |
نیترات آمونیوم | - | 60 | 20 |
ریز مغذیها | |||
شلات آهن | 15 | 19/6 | 19/6 |
سولفات منگنز | 1/78 | 0/96 | 3/9 |
بر | 2/43 | 0/97 | 1/1 |
سولفات روی | 0/28 | 0/552 | 0/448 |
سولفات روی | 0/12 | 0/12 | 0/12 |
مولیبدات سدیم | 0/128 | 0/128 | 0/127 |
کنترل EC:
راهنمای کلی میزان مناسب EC
گیاهان میوه ای مثل خیار گوجه | گیاهان برگی مثل کاهو و ریحان | |
مرحله ابتدایی رشد (کاشت دانه) | 1600 -1800 mMho/cm 1120 -1260 ppm | 1400 -1600 mMho/cm 980 -1120 ppm |
متوسط EC | 2500 mMho/cm 1750 ppm | 1800 mMho/cm 1260 ppm |
میوه دهی | 2400 -2600 mMho/cm 1680 -1820 ppm | -------- |
شرایط کمی نور (زمستان) | 2800 -3000 mMho/cm 2000 ppm | 2000 mMho/cm 1320 ppm |
شرایط زیادی نور(تابستان) | 2200 -2400 mMho/cm 1700 ppm | 1600 mMho/cm 1120 ppm |
منابع :
1- کتاب مدیریت کشت بدون خاک – تالیف : مییر شوارز – ترجمه : کاظم هاشمی مجد
2- پارس بیولوژی
No comments:
Post a Comment