مقدمه
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 ...
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 .
هیدروپونیک در عمل به معنی کاشت گیاهان در آب و محلول غذایی بدون استفاده از خاک می باشد. کشت هیدروپونیک این امکان را به کشاورز می دهد که در زمان کوتاهتر با زحمت کمتر محصولی با راندمان بیشتر را کشت نماید.علم هیدروپونیک ثابت کرده است که برای رشد گیاهان به خاک احتیاجی نیست اما به عناصری که در خاک موجود است( مواد معدنی، موادآلی) احتیاج است. هر گیاهی را می توان به صورت هیدروپونیک کشت کرد ولی بعضی از آنها موفقیت بیشتری در این سیستم دارند. کشت هیدروپونیک برای میوه هایی با محصولات مقاوم از قبیل گوجه - خیار - فلفل - گیاهان برگی مثل کاهو - سبزی و گیاهانی که رشد سریعی دارند ایده آل است.
امروزه از کشت هیدروپونیک برای تولید علوفه دام استفاده های زیادی می شود و این امر به یک راه اقتصادی و مناسب برای تولید علوفه دامداران تبدیل شده است.
در کشت هیدروپونیک در صورتی می توانید پیشرفت کنید که محلول غذایی صحیحی برای تامین احتیاجات گیاه تهیه کنید.
اغلب اعمالی که برای کشت هیدروپونیک انجام می شود شبیه اعمال کاشت گیاهان در خاک است. کشت تجاری هیدروپونیک شامل ترکیبی از تکنولوژی هیدروپونیک با کنترل عوامل محیطی برای رسیدن به بهترین کیفیت محصول می باشد. در ساختار گلخانه شما با کنترل دما ، رطوبت و نور قادر به کشت در تمام طول سال می باشید.
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 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 لااقل در ایران جای کار کردن زیاد دارد و علارقم اینکه سرمایه و دانش زیادی لازم دارد ولی به عنوان یکی از رشته هایی است که آینده ای درخشان در دنیای کشاورزی دارد .
انواع کشت های هیدروپونیک
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 .
در زیر انواعی از کشت های هیدروپونیک توضیح داده می شوند :
کشت آبی یا مایع
کشت در سنگریزه
کشت در هوا
کشت در ورمی کولیت
کشت در پشم سنگ
کشت آبی
کشت در پلاستیک
کشت آبی یا مایع در کشت هیدروپونیک
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 در کشت هیدروپونیک
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 آلی 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 روشی از روشهای کشت هیدروپونیک
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 در کشت هیدروپونیک
ریشه گیاه در ورمی کولیت که با موادی معدنی مخلوط شده است قرار دارد
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 .
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 .
ریشه گیاه:
ریشه گیاهان دو وظیفه عمده دارند
1- نگهداری گیاه در محیط کشت
2- انتقال آب و عناصر مورد نیاز گیاه به تمام قسمتهای آن جذب آب بوسیله مکیدن آب از ریشه توسط فرایند تعرق انجام می گیرد ولی چگونگی جذب یونها بطور دقیق مشخص نیست.آنچه ما می دانیم جذب یونها توسط ریشه طی دو فرایند انتقال فعال و انتشار ساده صورت می گیرد.
خصوصیات فیزیکی ریشه
در کشت خاکی برای رشد ریشه محدودیت هایی وجود دارد که در کشت هیدروپونیک این محدودیت ها نیست بنابراین ممکن است در این کشت ریشه ها بیشتر از حجم شان رشد کنند. خصوصیات فیزیکی ریشه نقش مهمی را در جذب عناصر دارند همچنین در سیستمهای هیدروپونیک رشد و توسعه ریشه در کار گیاه تاثیر گذار است.
تهویه:
تهویه یکی از مهمترین عوامل است که به رشد گیاه و ریشه کمک می کند. انرژی مورد نیاز برای رشد ریشه و جذب یونها از فرایند تنفس سلولی تامین می شود که این فرایند به اکسیژن نیاز دارد. حلالیت اکسیژن در آب تقریبا کم است و با افزایش دما کاهش پیدا می کند. بنابراین با افزایش دما باید به فکر تهیه اکسیژن بیشتری برای نیاز گیاه بود. یکی از مشکلات سیستم های هیدروپونیک عدم تهویه مناسب با رشد توده ریشه است.
محیط ریشه:
بعضی از گیاهان این توانایی را دارند که خودشان را با محیط اطراف تطبیق دهند. اغلب تغییرات محیطی تغییر در PH است. به علاوه بعضی از گیاهان این توانایی را دارند که با منتشر کردن موادی (مثل سیدروفوس) از ریشه هایشان عمل جذب را افزایش دهند و یونها را بی اثر کنند. این ویژگی به کفایت آهن مشهور است. در مواردی که گیاه نمی تواند خود را با محیط تطبیق دهد باید دقت بیشتری در بالانس عناصر و کنترل PH محلول انجام داد.
درجه حرارت:
درجه حرارت، یکی از مهمترین عواملی است که در رشد ریشه و جذب آب و عناصر ضروری و یونها تاثیر می گذارد. درجه حرارت مطلوب ریشه در گونه های مختلف تغییر می کند. ولی در کل درجه حرارت پایین تر از 20 درجه سانتی گراد تغییراتی در رفتار و رشد ریشه ایجاد می کند. در کمترین درجه حرارت مطلوب ریشه، رشد و شاخه دهی ریشه کاهش می یابد و ریشه خشبی می شود. زمانی که درجه حرارت ریشه ها کاهش پیدا کند گیاه پژمرده می شود و به خاطر نیاز زیاد هوا در روز، کمبود عناصر نمایان می شود. در دمای کم کمبود عناصر فسفر ، آهن ، و منگنز بیشتر نمایان می شود. حدود بالای درجه حرارت هنوز به طور دقیق مشخص نیست. ریشه ها تا دمای 30 و حتی تا 35 درجه سانتی گراد را نیز می توانند تحمل کنند.