بستر کشت در هیدروپونیک

 

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 

1- به دلیل عدم وجود بستر خاکی، شیوع بیماری، آفات و آلودگی های خاکی نیز دیده نمی شود.

2- حذف علف های هرز و نهال های ضعیف، که به این ترتیب دیگر نیازی به علفکش نبوده و عملیات وجین انجام نمی شود.

3- حذف عملیات آماده سازی خاک قبل از کاشت و در نتیجه موجب صرفه جویی در هزینه های ثابت اولیه می شود.

4- در این سیستم سرعت رشد بسیار بالا بوده و به دلیل شرایط بهینه راندمان محصولات افزایش پیدا می کند.

5- در این روش از حداقل فضای رشد در گلخانه استفاده می شود.

6- گیاهانی که در روش هیدروپونیک کشت و کار می شوند، سالمتر از گیاهان دیگر می باشند.

7- گیاهان در روش هیدروپونیک از رژیم غذایی نسبتا کاملی برخوردار بوده و آلودگی و امراض در آن‌ها بسیار کمتر وجود دارد.

8- 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.

9- توزیع یکنواخت محلول غذایی در سیستم هیدروپونیک، رقابت گیاهان را کاهش داده و با توجه به افزایش سلامت آنها، عملکرد محصول نیز افزایش می‌یابد.

10- 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.

از معایب هیدروپونیک می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- نسبت به روش های دیگر در گلخانه ها، هزینه ساخت بیشتری دارد.

2- در این روش به منظور بررسی محلول های غذایی، به آزمایشگاه و افراد متخصص نیازمند است.

3- در صورت قطعی برق یا از کار افتادن سیستم های انتقال مواد غذایی، ممکن است باعث نابودی گیاهان شود.

4- در برخی از سیستم های کشت هیدروپونیک مشکل تهویه، باعث اختلال در رشد گیاهان خواهد شد.

5- 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:

1- دارای نسبت یکنواخت آب به هوا باشد.

2- به مرور زمان در مقابل تغییرات pH مقاومت کند.

3- ارزان باشد.

4- از نظر وزنی سبک بوده و به سهولت بتوان در محیط‌های بسته و باز با آنها کار کرد.

5- ریشه گیاه را در برابر تغییرات و نوسانات شدید دما و رطوبت حفظ کند.

6- عاری از بیماری، آفات و بذر علف­های هرز باشد.

7- ظرفیت نگهداری آب بالایی داشته تا گیاه را در مقابل رطوبت کم محافظت کند.

8- از نظر شیمیایی خنثی بوده و در برابر مواد محلول در آب دچار تغییر نشود.

انواع بسترهای کشت گلخانه 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 1). در واقع هر یک کیلوگرم آن به 15 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 (شکل 2).

شکل 1: بستر کشت الیاف نارگیل (کوکوپیت)

 

شکل 2: استفاده از کوکوپیت در کشت هیدروپونیک گوجه فرنگی

مزایای الیاف نارگیل:

1- از قدرت جذب آب، هوا و اکسیژن بالایی برخوردار است.

2- محیط رشد مناسبی برای ریشه‌زایی گیاهان بوده و به خوبی از گیاهان در برابر آفات و امراض ریشه‌ای محافظت می کند.

3- قابلیت استفاده مجدد بعد از استریل شدن (در صورت مشاهده آلودگی) دارد.

4- بقایای آن برای محیط زیست مضر نمی باشد.

5- دارای ترکیبات آلی است و همچنین الیاف آن دارای هورمون های ریشه‌زایی طبیعی می باشند.

6- 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 (شکل 3)

شکل 3: بستر کشت پالم پیت

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 (900 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 3 تا  7 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 4).

مزایای پرلیت:

1- به دلیل ظرفیت نگهداری هوا، گیاه دچار مشکل تهویه نمی­گردد.

2- ماده ای خنثی بوده و بر اثر مواد شیمیایی دچار تغییر نمی شود.

3- به دلیل عدم چسبندگی ذرات پرلیت، ریشه های گیاه به راحتی در محیط کشت نفوذ می کنند.

معایب پرلیت:

1- وزن کم آن موجب از بین رفتن آن بر اثر شستشو می‌گردد.

2- در سیستم های غرقابی یا سیستم هایی که در محیط باز طبیعی در معرض باد و باران های شدید قرار می‌گیرند، مناسب نمی باشد.

شکل 4: بستر کشت پرلیت

لیکا (رس): گل رس به دلیل قرار گرفتن در درجه حرارت بالا (1200 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 5). 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 6). لیکا از نظر شیمیایی خنثی بوده و می‌توان آن را بعد از استریل کردن، دوباره استفاده نمود و قابل بازیافت می باشد.

شکل 5: منافذ موجود در لیکا

 

شکل 6: گسترش ریشه درون بستر کشت لیکا

پشم سنگ: از ذوب شدن صخره های بازالت در دماهای بالا (1500 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 (شکل 7). 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 8). 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.

شکل 7: نفوذ ریشه درون محیط کشت پشم سنگ

 

شکل 8: قالب های پشم سنگ برای کاشت بذر و نشاء

مزایای پشم سنگ:

1- به راحتی آب جذب کرده و از زهکشی خوبی برخوردار است.

2- مناسب بستر کشت اولیه برای جوانه‌زنی بذور و ریشه‌زایی قلمه ها می باشد.

3- عاری از هرگونه عوامل بیماریزا و آلاینده های دیگر می باشد.

4- به دلیل متخلخل بودن تهویه ریشه با مشکل مواجه نمی شود.

5- بر اثر مواد شیمیایی تغییری در پشم سنگ بوجود نمی­آید.

6- سبک و قابل انتقال بوده و باعث تولید سریع‌تر محصول با هزینه کمتر می شود.

معایب پشم سنگ:

1- نسبت به دیگر محیط های کشت گرانتر می باشد.

2- در اکثر موارد با بسترهای کشت دیگر، ترکیب نمی شود.

3- ممکن است در هنگام استفاده از آن، بر روی پوست احساس سوزش ایجاد شود.

انواع بسترهای پشم سنگ:

1- 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.

2- 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.

 

 

منابع:

حسندخت، محمدرضا،  مدیریت گلخانه، چاپ سوم. انتشارات سلسله، 1387

جعفرنیا، س.، م. داعی و م. ص، طراحی سیستم‌های کشت هیدروپونیک. چاپ دوم. انتشارات سخن گستر، 1378

زرجینی، تقی، اصول نوین کشت گیاهان گلخانه ای به روش هیدروپونیک، آموزش فنی و حرفه ای مزرعه نوین، 1398