دانلود مقاله کاشت گیاهان بدون استفاده از خاک

کاشت گیاهان بدون استفاده از خاک (هیدرو پونیک) مقدمه: 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.

برخی از مزایای کشت هیدروپونیک به دلیل نبود خاک و علف هرز عملیات های کشاورزی ساده تر است با حذف خاک آفات موجود در خاک نیز حذف می شود.

در کشت هیدروپونیک فقط درصدی از آبی که در کشت خاکی مصرف می شود استفاده می شود.

زیرا آبها هدر نرفته و توسط علفهای هرز نیز مصرف نمی شود.

به طور کلی محصولات هیدروپونیکی از نظر غذایی محصولات بهتری نسبت به کشت خاکی هستند.

و این بدلیل کنترل عناصر و موادی است که مورد مصرف گیاه قرار می گیرد.

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 احتیاجات گیاه برای موفقیت در کشت هیدروپونیک باید موارد زیر را در نظر داشته باشیم PH مناسب برای محلول غذایی مقدار آب مورد نیاز گیاه دما و نور مطلوب برای گیاه هوای تازه پناهگاه و تکیه گاه کنترل آفات و بیماریها حل کردن مواد معدنی مورد نیاز گیاه در آب(استفاده از محلول غذایی مناسب) تغییر دادن PH: اگر تشخیص دادید که PH بیش از اندازه قلیایی است می توانید خاصیت اسیدی آن را با افزودن اسید سولفوریک یا پایین آورنده های PH افزایش دهید.

اگر تشخیص دادید که PH بیش از اندازه اسیدی است می توانید خاصیت قلیایی آن را با افزودن جوش شیرین یا بالا آورنده های PH افزایش دهید.

هنگام تنظیم PH مهم است که مقادیر را کم کم اضافه کنیم تا اینکه PH یکباره تغییر نکند و همچنین بدانیم که چه موقع به سطح PH مطلوب می رسیم.

محدوده PH مناسب برای انواع محصولات باغی لوبیا 5/8-6/2 کلم 6/3-6/5 خیار 5/7-6/2 بادمجان 5/7-5/9 کاهو 5/76/2 نخود 6/3-6/5 تربچه 5/8-6/2 گوجه 5/8-6 هندوانه 5/4-5/6 فلفل 5/8-6/2 توت فرنگی 5/8-6/2 PH مناسب: PH محیط یا محلول غذایی برای رشد گیاه بسیار مهم است.

هر گیاهی محدوده PH خاصی دارد که خارج شدن از این محدوده باعث کم شدن رشد یا حتی مرگ گیاه می شود.

PHکمتر از 5/4 یا بیشتر از 9 صدمات سختی به ریشه گیاه وارد می کند و اثرات زیان آوری روی رشد گیاه دارد.

چنانچه سطح PH تغییر کند تاثیر مستقیمی در دسترسی گیاه به مواد غذایی می گذارد.

اکثر مواد مغذی در PH 6-7/5 در دسترس گیاه می باشند.

وقتی که سطح PH خیلی زیاد یا کم شود مواد مغذی در محلول قفل شده و از دسترس گیاه خارج می شوند.

شما باید PH محلول غذایی را هنگام ترکیب و استفاده و نیز هر چند روز یکبار اندازه گیری کنید و آن را در حد مطلوب نگهداری کنید.

سه روش رایج برای آزمایش PH: کاغذ تورنسل : کاغذ تورنسل را در محلول فروبرده و رنگ آن را با جدول PH ها مقایسه کنید.

استفاده از کیت سنجش PH قلم PH یا PH متر هوای تازه : گردش خوب هوا برای خنک سازی، گرم کردن، رساندن Co2 به گیاه، خارج کردن گازهای نامطلوب مانند اتیلن لازم و ضروری است.

گیاهان به گردش هوای کافی اطرافشان همچنین هوای مناسب اطراف قلمه و ریشه احتیاج دارند.

تهویه کم محیط باعث رشد قارچ های انگلی ، کپک و امراض گیاهی می شود.

سیستم گردش شما باید با سیستم های گرمایی ، خنک کننده و Co2 هماهنگ باشد تا به بیشترین بهره وری برسد.

گلخانه های تجاری هیدروپونیک از فن های بزرگ برای گردش هوا و تهیه هوای تازه استفاده می کنند.

دما: درجه حرارت محیط وابسته به نوع محصول انتخابی برای کشت می باشد.

دمای اکثر محصولات رایج باغی از قبیل :گوجه، خیار، کاهو، لوبیا و نخود در روز 25 و هنگام شب 17 درجه سانتی گراد باشد.

سبزی های زمستانی از قبیل کلم و گل کلم باید در دمای خنکی نگهداری شوند.

گرمای بخش ریشه برای تولید بهینه اهمیت خاصی دارد.

برای اکثر محصولات باغی دمای 22 درجه دمای مطلوبی می باشد.

PH مناسب: PH محیط یا محلول غذایی برای رشد گیاه بسیار مهم است.

نور: گیاهان به منبع انرژی پایدار احتیاج دارند که این انرژی را از نور دریافت می کنند.

در طبیعت گیاه این نور را از خورشید دریافت می کنند.

در گلخانه ممکن است احتیاج به افزودن نور مصنوعی جهت تامین نور کافی برای رشد گیاه باشد.

انواع مختلف نور مصنوعی وجود دارد که با تغییر در طیف نور ایجاد می شود.

قبل از توضیح در مورد نور مصنوعی چگونگی استفاده گیاه از نور در مراحل رشد اهمیت ویژه ای دارد.

فتوسنتز و تعرق دو فرایند مهم است که انرژی خود را از نور خورشید دریافت می کنند.

در این فرایندها مقدار زیادی از انرژی نور مصرف می شود ولی فقط در فتوسنتز انرژی برای مصارف بعدی ذخیره می شود.

بعضی از فرایندهای تحت تاثیر نور عبارتند از: جوانه زنی، مراحل رشد و تولید رنگ دانه که مقدار کمی از انرژی نور را مصرف می کنند.

انرژی گرفته شده از نور خورشید آب دیواره های سلولی را به بخار تبدیل می کند که این کار باعث گردش آب در گیاه می شود.

طیف نور: نور سفید خورشید با امواجی به ترتیب طول موج از نور قرمز تا نور بنفش ترکیب شده است.

این نوار رنگی طیف نوری قابل مشاهده را تشکیل می دهد که از طولانی ترین شعاع عبارتند از: قرمز ، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش چشم ما قادر به دیدن بعضی از طول موج ها نمی باشد.

بیشتر طول موج های قرمز، آبی ، نیلی و بنفش در فتوسنتز استفاده می شوند.

نشانه های کمبود نور: گیاه به سمت منبع نور کشیده می شود.

کشیدگی ساقه وضع غیر عادی گیاه میوه های غیر یکدست اگر باغ هیدروپونیک شما در مسیر نور خورشید باشد گیاه مقادیر کافی از نور را دریافت کرده و طیف های مورد نیاز خود را جذب می کند.

طیف های نور مورد استفاده در هر مرحله نور مورد نیاز:گیاهان مختلف احتیاجات نوری متفاوتی دارند.

نور مورد نیاز انواع محصولات مختلف نور مصنوعی (قرار دادن لامپ): لامپ مهتابی: لامپ مهتابی طیف رنگ وسیعی دارد و در انواع مختلف در دسترس می باشد.

لامپ متال هالید: نور متال هالید با طیف وسیع و نور آبی زیاد برای رشد و نمو گیاه مناسب است.

لامپ سدیم ( high pressure sodium Ligth): دارای پایداری طولانی و طیف قوی زرد - قرمز است.

تنها اشکال آن طیف آبی نه چندان قئی برای رشد گیاه می باشد.

نور سدیم انتخاب مناسبی برای گیاهان گلدار است.

ترکیب نور متال هالید و سدیم طیف نوری وسیعی را ارائه می دهد و ما می توانیم هر جا که نور طبیعی وجود ندارد از آن استفاده کنیم.

کشت گوجه فرنگی در گلخانه کشت گوجه فرنگی در گلخانه گوجه فرنگی از جمله صیفی جاتی است که به دلایل فراوان کشت آن قابل صرفه است.

زیرا این محصول در غذاهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و آنجا که به صورت اصلی وجود ندارد به صورت رب گوجه باعث خوشمزگی غذا می شود.به همین دلیل است که در کشت گوجه فرنگی واریته هایی در نظر گرفته شده است که دقیقا با شرایط مصرف گوجه فرنگی مطابق است.

گوجه فرنگی ریز در اندازه های ۵ تا ۲۰ گرمی و همین طور گوجه فرنگی هایی با اوزان تا ۲۵۰ گرم تولید شده است که به خاطر استفاده از تکنیک های جدید علاوه بر مقاومت بالا در برابر بسیاری از ویروس ها و بیماری ها استعداد دوام و تازگی را تا مدت طولانی دارا می باشد.

شایان ذکر است که علاوه بر تنوع شکل و اندازه رنگ های زرد و نارنجی به کمک گوجه فرنگی های قرمز آمده است.

انواع کشت گوجه فرنگی: حال که تصمیم گرفته اید در گلخانه خود بذر گوجه فرنگی را کشت کنید قبل از هر چیز باید بدانید چه نوع بذری را انتخاب و تهیه نمائید.

بذر گوجه فرنگی را بر اساس نحوه مصرف آن می توان تقسیم بندی نمود زیرا این میوه را به صورت تازه خوری, رب, سس یا کنسرو می توان مصرف نمود.

به همین منظور اولین تقسیم بندی بر اساس تازه خوری و صنعتی می باشد.

در حال حاضر در ایران برای کشت گوجه فرنگی در گلخانه تنها از ارقام تازه خوری استفاده می شود.

دومین تقسیم بندی بر اساس همرسی استوار است .

که به سه دسته همرس - غیر همرس و بینابین تقسیم می شود .

معمولا در گلخانه های ایران از واریته های غیر همرس در برداشت های طولانی مدت و از واریته بینابین در مناطقی که مدت برداشت کوتاه تر است استفاده می شود.

سومین تقسیم بندی بر اساس وزن میوه است .

امروزه برای مصرف تازه خوری گوجه فرنگی از گوجه چری با وزن ۵ تا ۲۰ گرم تا گوجه هایی به وزن ۲۵۰ گرم استفاده می شود.

نا گفته نماند که هر چه وزن گوجه فرنگی سنگین تر باشد مدت بیشتری برای رسیدن به باردهی نیاز دارد .

مثلا گوجه چری که حدود ۵ تا ۲۰ گرم است پس از نشاء حدود ۶۰ روز برای برداشت محصول نیاز دارد.

به تازگی در بازار تولید واریته های دیگری پا نهاده است که کلاستر نام دارد .اصولا چیدن میوه به صورت خوشه ای با اصطلاح کلاستر خوانده می شود .

با پیشرفت تکنولوژی در تولید بذر واریته هایی به بازار معرفی شده است که در برابر نماتد یا ویروسهایی که در منطقه ای فعال هستند مقاومت داشته و می توان با توجه به مشکلات موجود ارقام مورد نظر را انتخاب نمود.

طول دوره جوانه زنی: طول دوره جوانه زنی تا ظهور برگ های لپه ای در سطح خاک معمولا ۶ روز است واز ۴ تا ۶ هفته نشاء آماده انتقال به زمین اصلی است .

برای اینکه بذر گوجه فرنگی بتواند به خوبی جوانه زده و رشد نماید تا زمان رشد مطلوب بوته بهتر است آن را در محل خزانه نگهداری نمود که هم در استفاده از امکانات گلخانه بتوان صرفه جویی کرد و هم گیاه بتواند در ابتدا رشد خوبی داشته باشد.

به همین منظور قسمتی از گلخانه را برای گلدان های نشاء در نظر گرفته و یا محلی را برای خزانه انتخاب می کنیم انتخاب گلدان مناسب که حجم ریشه درون آن به خوبی فعالیت کند حائز اهمیت است .

دما رطوبت نور فاصله بوته ها نقش مهمی در رشد یک گیاه سالم در خزانه را دارد .

برای مثال سطحی برابر ۱۰×۱۰ سانتی متر برای هر بوته باید در نظر گرفت .

ضمنا باید از محلهایی استفاده کرد که کاملا ضد عفونی شده و آفات و بیماری ها در محل نشاء موجود نباشد.

دمای مناسب: بهترین دما برای جوانه زنی ۳۰ درجه سانتی گراد می باشد و بعد از جوانه زنی دما را تا ۲۴ درجه در مواقع روز و ۱۸ درجه در هنگام شب تقلیل می دهیم.با توجه به اینکه بیشترین فعالیت ریشه ها در عمق ۳۰ سانتی متری خاک می باشد قبل از انتقال نشاء های گوجه فرنگی به زمین اصلی باید بسترهای مناسب که تا عمق ۸۰ سانتی متری قابلیت نفوذ ریشه را داشته باشد محیا نمود در این صورت باید علف های هرز را پیش از انتقال نشاء حذف و پاکسازی نمود و بخصوص از دو گیاه سس و گل جالیز نباید غافل گردید که این دو مشکلات فراوانی را برای گیاه ایجاد می نمایند .بهتر است با رویت سس یا گل جالیز آنها را از کنار بوته جدا کرده و پاکسازی نمود آنگاه مواد آلی و کودهای شیمیایی را در اندازه مناسب و با راهنمایی آزمایشگاه های خاک شناسی تدارک دیده و استفاده نمود .

بهترین Ph برای گوجه فرنگی ۵/۵ تا ۸/۶ می باشد و تراکم کشت را بین ۲ تا ۵/۲ بوته در متر مربع می توان انتخاب نمود.

علاوه بر مسائلی که در مورد تراکم کشت خیار عنوان شد نحوه پایین کشی بوته گوجه فرنگی دلیل دیگری است برای انتخاب تراکم بوته.

شکل بستر را می توان به صورت ذوزنقه که در بالا ۴۰ سانتی متر و در پایین ۷۰ سانتی متر در نظر گرفته و به فاصله حدود ۵۰ تا ۶۰ سانتی تر از یکدیگر روی بستر حفره هایی به اندازه گلدان های نشاء در ۲ طرف به صورت زیکزاک و یا در یک خط ایجاد نمود.

سپس نشاء گوجه فرنگی را در حفره ها قرار داده و با اضافه کردن خاک یا پیت موس به اطراف آن بوته را در محل انتخاب مستقر کرده و سپس آبیاری نمود تا نفوذ آب جایگزین هوای اضافی اطراف ریشه گردد.

هرس :همه می دانیم که هرس به منظور ایجاد تعادل بین رشد بوته شاخ وبرگ و مقدار ریشه و میوه است به همین منظور بوته گوجه فرنگی را تا زمانی که به ۳۰ سانتی متری نرسیده است هرس نمی کنیم و اجازه می دهیم رشد خود را انجام دهد زمانی که ارتفاع بوته به ۳۰ سانتی متری رسید اولین هرس را انجام می دهیم.

این هرس شامل حذف گل ها و شاخه های فرعی است پس از انجام این مرحله هرس در تمام طول رشد بوته تمام شاخه های فرعی را حذف می کنیم و در کشت های کوتاه مدت بعد از رسیدن بوته به ارتفاع ۳۰ سانتی متری بوته را به صورت دو شاخه به نخ های مهار می بندیم, با انجام این کار دیگر نیازی به پایین کشی بوته نیست .بر اساس تجارب کیفیت و میزان محصول بوته ای که پایین کشیده شده است بهتر و بیشتر است بدیهی است پس از رسیدن این دو شاخه به ارتفاع مفید گلخانه جوانه انتهایی آن را حذف می کنیم تا گل های موجود در بوته به میوه تبدیل شود.

پس از برداشت محصول این بوته ها از گلخانه حذف شده و زمین برای کشت بعدی آماده می شود .

البته کشاورزان با تجربه جهت همسان کردن اندازه میوه ها بر اساس بضاعت گیاه و نوع واریته گلها و یا میوه های اضافی بر روی خوشه را هرس می کنند و به تعداد مشخصی از گلها اجازه می دهند تا به میوه برسند .

گوجه فرنگی گیاهی است اتوگارد که معمولا قبل از باز شدن گل تلقیح گل صورت گرفته است.

به همین دلیل به ندرت می توان در شرایط خاص تلقیح خارجی را در آن مشاهده نمود.

تلقیح : در فضای گلخانه هیچ گونه عامل محرکی مانند باد و یا حشرات برای تلقیح وجود ندارد برای رفع این مشکل می توان به چند طریق عمل کرد.

اول استفاده از زنبورهای مخصوص که عمر آنها فقط یک فصل استو به طور غیر مستقیم باعث شک به گیاه شده و عمل لقاح را باعث می گردد.

دوم استفاده از ویبراتورهای برقی است که در هر دو یا سه روز یکبار با لرزش خوشه ها عمل لقاح را صورت می دهد.

راه سوم این است که می توان در کشت زمستانه از هرمن تلقیح کننده استفاده نمود.

و بالاخره راه چهارم این است که با ایجاد شک در سیمهای مهار و یا ضربه مستقیم بر روی گلها باعث گرده افشانی یا در نهایت عمل تلقیح گردیم.

نکته حائز اهمیت در عمل تلقیح گلهای بوته گوجه فرنگی دمای موجود در گلخانه می باشد که باید بین ۲۰ تا ۲۵ درجه بوده و رطوبت آن نیز کم باشد.

زمان تلقیح : بهترین زمان برای این کار بین ساعات ۱۱ تا ۲ بعد از ظهر می باشد که فضای گلخانه از رطوبت کمتر و دمای بیشتری برخوردار است به همین خاطر امکان تلقیح در دمای ۲۸ تا ۳۰ درجه کاهش می یابد و در دمای ۱۳ تا ۱۵ درجه امکان تلقیح وجود ندارد و عدم تلقیح گل ریزش گل را در پی خواهد داشت.

به هر حال پس از تلقیح گل میوه بین ۱۸ تا ۳۵ روز زمان لازم دارد تا قابل برداشت باشد٫ و حالا بوته گوجه فرنگی به زمان ثمر دهی خود رسیده و در این مرحله باید به گونه ای برخورد نمود که حداکثر برداشت را کسب کرد.

زمانی که برگ های نزدیک به هر خوشه میوه چیده می شود میوه امکان بهتری برای رنگ گیری پیدا می کند.

نکته قابل ذکر دیگر اینکه بدیهی است ۵۰ درصد خوشه میوه رنگ بگیرد و ۵۰ درصد دیگر از حالت سبز بودن تغییر رنگ داده و رفته رفته قرمز خواهد شد.

بنابراین در صورتی که نیمی از خوشه واریته کلاستر به رنگ نهایی در آمده باشد می توان ان را چید و به بازار عرضه نمود.

چنانچه مسافت مزرعه تا بازار کم باشد و نیمه سبز خوشه فرصت رنگ پذیری نداشته باشد می توان از محلی که دمای آن گرمای مناسبی جهت تغییر رنگ گوجه دارد استفاده نمود.

در صورتی که واریته ها به صورت کلاستر و یا همرس نباشد بهتر است گوجه های رسیده را در زمان خاص خود برداشت کرد.

مسلما اندازه گوجه فرنگی هر چقدر درشت تر باشد زمان تبدیل گل به میوه و رسیدن آن هم طولانی تر خواهد بود.

امروزه بسیاری از کشاورزان به خاطر تقاضای مناسب مصرف کننده تمایل زیادی به کشت گوجه های چری دارند و این به دلیل میزان باردهی فراوان رنگ های قرمز صورتی و زرد و شکل های مختلف آن است که باعث قیمت بالای این واریته شده است.

زمانی که بوته ها به سقف مفید گلخانه می رسند لازم است برگ های پائین را هرس نمود و اگر نخ ها به صورت قرقره ای به سیم آویزان است می توان با بازکردن ۳۰ تا ۵۰ سانتی متر از نخ قرقره در یک جهت نخ ها را روی سیم حرکت داده که این عمل باعث می شود ساقه از پائین روی بستر و یا شاسی های مخصوص قرار گیرد و انتهای بوته در فاصله ۳۰ تا ۵۰ سانتی متری سقف مفید گلخانه برسد.

این روش به کشت دراز مدت مربوط می شود.

سیستم کشت توأم ماهی و تولید هیدروپونیک سبزیجات مقدمه: توجه دانشمندان به تلفیق سیستم متراکم و بسته پرورش ماهی با تولید هیدروپونیک سبزیجات مخصوصا در اقلیم های سرد که تولید غذاهای گلخانه ای می تواند تولید محصولات تازه را در سرتاسر سال تامین و تضمین نماید در حال افزایش است.

یک طرح نوین اصلاح شده با ترکیب طرحهای هیدروپونیک شیمیایی و سیستم های پرورش متراکم ماهی توانسته است یک سری از مشکلات موجود در سیستم های آزمایش شده قبلی را از میان بردارد.

در طرح جدید اشکالات مرتبط با حذف فضولات آلی و شرایط بی هوازی بو جود آمده در اطراف توده ریشه سبزیجات بر طرف شده است.

در این سیستم نیازی به افزودن بیوفیلتراسیون مجزا و لوازم تصفیه آب و یا لوله کشی مورد نیاز برای متصل کردن اجزاء سیستم به یکدیگر نیست.

_ هدف طرح: هدف و استراتژی اصلی از ایجاد این طرح به حداکثر رساندن عملکرد هر یک از اجزاء بیولوژیکی سیستم جهت افزایش بازدهی اقتصادی طرح است.

اگر یک ناحیه در داخل گلخانه بتواند همزمان برای تولید چندین نوع محصول استفاده شود علاوه بر افزایش در آمد، باعث کاهش هزینه های مرتبط با ساخت و ساز و تهیه اجزاء سیستم و افزایش تولید و بازدهی آن می گردد که در این صورت پرورش توأم ماهی و کشت هیدروپونیک اقتصادی است.

_آبزی پروری خورشیدی: در سیستم گلخانه ای، آب یک محیط مناسب برای جمع آوری و ذخیره انرژی خورشیدی است بنابراین یک سیستم آبزی پروری می تواند بصورت یک دریافت کننده و گرد آورنده کنش ناپذیر خورشیدی و یک ذخیره کننده حرارت عمل کند.

محاسباتی وجود دارند که حجم آب مورد نیاز برای نگاهداشتن حرارت های مورد نظر برای گلخانه هایی که از طریق انرژی خورشیدی گرم می شوند را در شرایط اقلیمی ویژه تعیین می کند.در اینچنین سیستمی، آب همچنین برای پرورش ماهی مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه از فضولات ماهی بعنوان کود برای تولید هیدروپونیک گیاهان استفاده می شود.

این یک نمونه عالی از بازیابی منابع، نگهداری انرژی و نگهداری کیفیت بالای آب برای رشد فعال ماهی محسوب می شود.

_طرح سیستم توأم : اهداف اصلی در طرح سیستم توأم از یکطرف به حداقل رساندن سرمایه گذاری و هزینه های اجراء و از طرف دیگر تولید همزمان غذاهای با کیفیت بالا و اقتصادی است.

در این طرح از حوضچه هایی بنام حوضچه خورشیدی- جلبک بعنوان عنصر ساختاری اساسی استفاده می شود(تصویر3).

حوضچه خورشیدی-جلبک شامل سیلوهای فایبر گلاس نیمه شفاف با قطر و ارتفاع 5/1 متر هستند.

این حوضچه ها بعنوان گردآورنده های غیر فعال انرژی خورشیدی عمل می کنند بدین صورت که به نور خورشید اجازه میدهند از کناره ها و حاشیه ها وارد و به طور مستقیم در داخل ستون آب جذب و به حرارت تبدیل شود.

اندازه گیریها نشان داده اند هر حوضچه مجزا می تواند در حدود 6300 کیلو کالری انرژی در طول روز در اواسط زمستان جذب و رهاسازی کند(تصویر1).

فیتوپلانکتونهای موجود در ستون آب قسمت عمده نور وارد شده به حوضچه را جذب و تبدیل می کنند و همچنین مقداری اکسیژن دهی در طی روز از طریق عمل فتوسنتزبه آب اضافه می نمایند.در صورت وجود موجودات فیتو پلانکتون خوار (نظیر ماهیها )در سیستم پرورش، هوادهی اضافی می تواند تکیه بیش از حد به اکسیژن حاصل از فیتوپلانکتونها را برطرف کند .

تصویر1: گرما از آب متشعشع می شود.

– نور خورشید آب را گرم می کند.

استخر به آرامی خنک می شود.

– هوای گرم آب را گرم می کند تصویر 2:سیستم توأم کشت ماهی /هیدروپونیک تصویر3:یک حوضچه خورشیدی-جلبک که در قسمت فوقانی شناورهای آکاستیوی و آبراهه ها مشخص شده اند A: سبزیجات هیدروپونیک در قسمت بالایی حوضچه.

:Bشناور آکاستیوی (تکیه گاهی برای گیاهان).

:Cدریچه مرکزی که برای تغذیه ماهیان باز می شود .

:Dقفس برای جلوگیری از خورده شدن ریشه ها توسط ماهیها.

:Eقسمت پرورش ماهی در حوضچه ماهیان در قسمت پائین تر سیلو همراه با یک سیستم هیدروپونیک شناور که در حدود 15% حجم آب را در قسمت فوقانی اشغال می کند،پرورش داده میشوند.

قفس پلاستیکی با چشمه 6/0 سانتی متر و عمق 20 سانتی متر ریشه های گیاه را از خورده شدن توسط ماهی محافظت می کند.

با باز کردن دریچه مرکزی (به قطر 30 سانتی متر) تغذیه ماهی امکانپذیر می شود.

قابلیت زیست و سلامت ماهی می تواند همزمان با تغذیه روزانه ماهی در ناحیه مرکزی کنترل شود.

فضولات حاصلخیز ماهی در داخل آب مستقیما برای ریشه های گیاهان قابل دسترس است .

شناورهای اکاستیوی سلول _ بسته(تصویر3) بر روی سطح حوضچه ها به عنوان تکیه گاه گیاهان را نگهداری می کنند و ضمنا به عایق کردن حوضچه وجلوگیری از اتلاف حرارت کمک می کنند و نور اضافی را نیز به برگهای گیاه منعکس می نمایند.

آبراهه های شعاعی که بین هریک از 18 قطعه فوم شبه ذوزنقه ای ایجاد می شود 5/2سانتی متر عرض و 60سانتی متر طول دارند.

از طریق اینها ریشه های گیاهان به آب دسترسی دارند .

ثابت شده است که1تا2سانتی متر فضای هوادر بالای سطح آب که توسط آکاستیو ایجاد میشود برای جلوگیری از پوسیدگی ریشه ها سودمند است (تصویر 2).

افزایش عرض آبراهه (شیار)از مرکز به لبه بیرونی حوضچه نیز برای رشد کاهو یک مزیت محسوب می شود زیرا این فرم هندسی باعث می شود که 6بوته گیاه کاهو بر روی هر یک از 18 آبراهه سوار شوند .

نهال بذرهای جوان (14روزه) هفته ای یکبار در هر یک از آبراهه ها (شیارهای آبی)کشت می شوند و بعد ازگذشت6هفته ، گیاهان( با حداکثرناحیه قابل دسترس برای آنها در لبه بیرونی ) در اندازه بازاری (در حدود 450گرم با قطری در حدود 25سانتی متر) هستند .

سه نازل هوای آکواریومی کوچک باید به یک فاصله از یکدیگر دور تا دور محیط دایره ای حوضچه و 15 سانتی متر بالاتر از کف برای تامین اکسیژن مورد نیاز ماهی و ریشه های گیاه و علاوه بر آن ایجاد یک جریان آپ ولینگ (روبه بالا)برای جریان آب حاصلخیز به بالا آویزان گردند .

این نازل ها قابلیت دسترسی عناصر مغذی و اکسیژن را به ریشه های گیاه فراهم می کنند .

ریشه های گیاهان یک عمل ثانویه مهم نیز دارند و بعنوان تصفیه کنندگان آب محسوب می گردند.

ریشه های گیاه دتریتوس معلق(بقایای در حال پوسیدن مواد آلی) را جمع آوری می کنند بنابراین به حفظ شفافیت بالای آب کمک می کنند.

هنگام برداشت گیاه، سیستم ریشه بطور کامل توسعه یافته و مقدار قابل ملاحظه ای از دتریتوس را به دام انداخته اند وعلاوه بر حذف دتریتوس از محیط ، انباشتگی BOD (نیاز زیستی اکسیژن)و تراکم مواد آلی را در سیستم کاهش میدهد.

ریشه های گیاه همچنین بعنوان یک بستر برای باکتریهای شوره ساز(نیتروزوموناس و نیترو باکتر) عمل می کنند که اینها آمونیاک محلول را ابتدا به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل میکنند که در نهایت نیترات حاصله توسط گیاهان مصرف می شود.

ریشه های گیاه همچنین بعنوان یک زیستگاه برای زئوپلانکتونها، نماتودها و لارو پشه ها عمل می کند که این موجودات دتریتوس موجود بر روی ریشه های گیاهان را مصرف می کنند.

شکوفایی انبوه کوپه پودها، لارو پشه ها و نماتودها در میان ریشه ها مشاهده می شود و هنگامیکه این جانوران ریشه های گیاه را ترک می کنند همراه جریان آب ایجاد شده توسط نازلها در اختیار ماهیان قرار می گیرند و شکار می شوند و از این طریق ماهیان مقداری غذای طبیعی بدست می آورند که این مسئله هزینه های مرتبط با غذا را کاهش میدهد.

پشه های بالغ در حال پرواز نیز می توانند شبانه بوسیله یک لامپ شکار شوند و دوباره به تغذیه ماهی برسند.

_ عمل سیستم: بحرانی ترین جنبه جهت عملکرد کارآمد پرورش توأم ماهی/ هیدروپونیک به متناسب کردن دو جزء مربوطه بستگی دارد.

از یک طرف فضولات ماهی باید برای تامین کردن مواد مغذی –پایه برای گیاهان کافی باشد و از طرف دیگرهمزمان جزء هیدروپونیک برای جذب موثر فضولات ماهی و در نتیجه حفظ کیفیت بالای آب برای رشد فعال ماهی، مطابق مقیاس مورد نیاز باشد.

نتایج تحقیقات نشان داده در صورتی که این سیستم بطور درست مدیریت شود.

راندمان تبدیل نیتروژن خوراک پلتهای تجارتی که برای رشد ماهی مورد استفاده قرار می گیرند برای جمعیت تماما نر تیلاپیای ابی((oreochronis aureus استفاده شده در این مطالعه در حدود 4/37درصد (یک تبدیل s 7/1 ) است .

در کاهوی Buttercrunch که به طور هیدروپونیک کشت شده است مواد آلی موجود در یک بوته رسیده (شامل برگها ، ریشه ها ، دتریتوس به دام افتاده) بر اساس وزن خشک تقریبا شامل 5/4درصد نیتروژن است .

یک بوته کاهو ( اندازه بازاری ) همراه با ریشه ها و دتریتوس حاوی حدود 90درصد آب است و تقریبا 450گرم وزن دارد که این معادل 02/2گرم نیتروژن است وزن آب موجود در یک بوته کاهو گرم405=90%*450 وزن خشک یک بوته کاهو گرم 45=405-450 نیتروژن تولید شده در یک بوته کاهو گرم 02/2=5/4%*45 با برداشت 18 بوته کاهو در هفته حدود 1/8 کیلوگرم (1/8=18*450)وزن مرطوب یا 810گرم وزن خشک تولید می شود که این معادل 4/36گرم نیتروژن در هفته است (4/36=5/4%*810).

جهت تامین نیتروژن برای برداشتهای هفته ای یکبار 18 بوته کاهو در تولید کامل ،ماهیان باید به میزان 990گرم در هفته (165گرم در روز به مدت 6 روز در هفته ) با غذایPurina Trout Chow(PTC)تغذیه شوند که شامل حدود 9/5%نیتروژن است که معادل یک ورودی 2/58گرم نیتروژن در هفته است .(2/58=9/5%*990) (سایر خوراکها اگر ضریب تبدیل غذا و محتوای نیتروژن آنها مشخص باشد می توانند مورد استفاده قرار گیرند ).ماهیان به میزان تقریبا 3%وزن بدنشان در روز تغذیه می شوند بنابراین هر حوضچه 2300 لیتری خورشیدی - جلبک به یک میانگین حداقل جمعیت هفتگی 5/5 کیلوگرم تیلاپیا (2/5تا8/5کیلوگرم )نیاز دارد که این تقریبا رشد هفتگی 580گرم تیلاپیا است این ماهیان برای بهره برداری کردن ماهیانه می توانند در یک تراکم بالاتر نگه داشته شوند .

در هر حال ،میزان تغذیه نباید متجاوز از 990گرم PTC در هفته بدون توجه به وزن کل و جمعیت ماهی باشد به دلیل اینکه کیفیت آب را پائین می آورد .

(برای مشاهده اطلاعات ذخیره سازی و رشد ماهی و مقایسه سیستم های توأم با یک سیستم کنترل که فاقد جزء هیدروپونیک کاهو است به جداول 1و2 مراجعه کنید ) برای صید کامل ماهی ،تمام تجهیزات سیستم هیدروپونیک می تواند برداشته شود تا تور کشی به راحتی انجام شود.

آزمایشات کشت توأم ماهی / هیدروپونیک1985 (Oreochromis aureus o) حوضچه های 1و4 با هیدروپونیک و حوضچه 14 کنترل(شاهد)