مقدمه
کشت هیدروپونیک به معنای استفاده از روشی در کشاورزی است که گیاهان در آن بدون استفاده از خاک، در محلول آبی با ترکیب مواد مغذی رشد می‌کنند. این روش کشت با عدم وجود خاک، باعث بهبود عملکرد گیاهان و کاهش مصرف آب و فضا می‌شود. این روش مزایای بسیاری دارد از جمله سرعت بالاتر رشد محصول نسبت به کشت در خاک، قابلیت استفاده طولانی‌مدت طی تمام فصول سال و کاهش مصرف آب. افرادی که در فضای باز امکان کشت ندارند، می‌توانند با استفاده از سیستم هیدروپونیک، گیاهان را در فضای داخلی پرورش دهند.
آشنایی با گلخانه هیدروپونیک
کشت هیدروپونیک یک روش کشاورزی مدرن است که به جای استفاده از خاک، گیاهان را در محلول آبی غنی از مواد مغذی پرورش می‌دهد. در این روش، گیاهان بدون استفاده از خاک، در محیطی با مواد غذایی مخصوص در حال رشد هستند. گلخانه هیدروپونیک، نیاز به تغییرات فصلی و اقلیمی ندارد و باعث کاهش هدررفت محصولات می‌شود. این روش، با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، می‌تواند باعث افزایش تولید محصولات شود. اما همانند سایر روش‌های کشاورزی، کشت هیدروپونیک هم مزایا و معایب خود را دارد.
مزایای کشت در گلخانه هیدروپونیک:
گیاهانی در گلخانه هیدروپونیک رشد می‌کنند که در شرایط عادی امکان رشد آنها وجود ندارد یا هزینه کشت آنها بسیار بالاست. با توجه به کمبود آب در مناطق خشک، بهینه‌سازی مصرف آب یکی از مزایای مهم کشت در گلخانه هیدروپونیک است. در این روش، نیاز به ضدعفونی کردن زمین کشت نیست و آلودگی ریشه‌ها کاهش می‌یابد. کیفیت محصولات کشت شده در گلخانه هیدروپونیک نسبت به روش‌های کشاورزی سنتی، بیشتر است و در این روش، نیازی به شخم زدن نیست.
در این روش هیدروپونیک، ضدعفونی کردن محیط رشد بسیار ساده و کم هزینه است، زیرا محلول غذایی به صورت مایع است و به راحتی قابل کنترل است. کشت در گلخانه هیدروپونیک، در مناطقی که خاک مناسب ندارند یا به بیماری‌های مرتبط با خاک حساسیت دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، کنترل شرایط محیطی مانند نور، دما، رطوبت و ترکیبات هوا در این روش، بسیار ساده‌تر است. دیگر مزایای کشت هیدروپونیک عبارتند از:
- کشت در گلخانه هیدروپونیک، برای تولید محصولات کشاورزی تراریخته، یعنی با کاربرد فناوری‌های نوین در کشاورزی، بسیار محبوب است.
- گلخانه‌های هیدروپونیک را می‌توان در مناطق بی‌استفاده و متروکه راه‌اندازی کرد، که این امکان را برای اشتغال‌زایی و تولید محصولات فراهم می‌کند.
- در این روش کشت، استفاده گسترده از خاک لازم نیست، زیرا ریشه گیاهان در سیالی از مواد مغذی قرار می‌گیرد.
- مصرف سموم و آفت‌کش‌ها که می‌توانند خاک را آلوده کنند در گلخانه هیدروپونیک کاهش می‌یابد و رشد علف‌های هرز نیز کاهش می‌یابد.
- ارزش غذایی محصولات کشت شده در گلخانه هیدروپونیک نسبت به محصولات کشت شده در خاک ممکن است افزایش یابد.
- کشت در گلخانه هیدروپونیک منجر به کاهش هزینه‌های نیروی انسانی می‌شود.
معایب کشت در گلخانه هیدروپونیک
معایب کشت در گلخانه هیدروپونیک شامل موارد زیر می‌شود:
یکی از معایب این روش، نیاز به سرمایه زیاد برای احداث گلخانه هیدروپونیک است؛ زیرا تمامی سیستم‌ها باید به صورت اتوماتیک عمل کنند و تهیه آنها نیازمند هزینه‌های زیادی است. همچنین برای شروع کشت در این روش، نیاز به دریافت مشاوره از افراد با تجربه در این زمینه است.
دیگر مشکلات این روش شامل آلودگی آب‌های زیرزمینی و دفع ضایعاتی همچون “پشم سنگ” می‌شود که به عنوان عیوب این روش مطرح می‌شوند. با این حال، با توجه به پیشرفت تکنولوژی و تکامل روش‌ها، این معایب به حداقل رسیده‌اند. همچنین، در سیستم‌های بسته، آلودگی آب‌های زیرزمینی وجود ندارد.
انواع کشت در گلخانه هیدروپونیک
انواع کشت در گلخانه هیدروپونیک متنوع هستند و شامل روش‌های مختلفی می‌شوند. در یک روش ساده و قدیمی‌تر، گیاهان در بسترهایی از جنس کاه کشت می‌شوند و مواد غذایی لازم برای گیاهان در این بسترها قرار می‌گیرد. همچنین روش‌های جدیدی مانند روش NFT نیز به کار گرفته می‌شوند که در آن مواد غذایی به صورت یک لایه نازک به گیاهان تامین می‌شود.
دو نوع سیستم کشت در گلخانه هیدروپونیک وجود دارد:
۱. سیستم باز: در این سیستم، عناصر شیمیایی (ماکرو و میکرو) که گیاه نیاز دارد، یکبار به صورت محلول در اختیار گیاه قرار می‌گیرند. پس از استفاده، این مواد از طریق سوراخ‌هایی که در زیر بسترهای کشت قرار دارند، خارج می‌شوند.
۲. سیستم بسته: در این سیستم، مواد غذایی در آب به صورت محلول بیش از یک بار استفاده می‌شوند. برای حفظ کیفیت محلول غذایی در این سیستم، نیاز است که مداوم کیفیت این مواد توسط دستگاه‌های کنترل مورد اندازه‌گیری قرار گیرد. عناصر شیمیایی که گیاهان جذب کرده‌اند و مواد غذایی دیگری که نیاز گیاهان ندارند، باید به محلول اضافه شوند تا کیفیت آن حفظ شود.
راه‌های داشتن گلخانه هیدروپونیک در منزل یا محیط کار:
سیستم فتیله
سیستم فتیله یکی از ساده‌ترین روش های کشت در گلخانه هیدروپونیک است که از نظر مکانیکی بسیار ساده بوده و هیچ بخش متحرک یا قسمت الکتریکی‌ای ندارد. این سیستم برای گیاهانی که به آب زیادی نیاز ندارند، مانند کاهو یا گوجه فرنگی، مناسب نیست زیرا ممکن است این گیاهان سریع‌تر از فتیله‌ها به مواد غذایی نیاز داشته باشند. اما برای کشت میکروسبزه‌ها، این سیستم بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.
مواد مورد نیاز:
۱. سطل یا لگن برای استفاده به عنوان مخزن آب
۲. لامپ برای تأمین نور (اختیاری)
۳. آب
۴. کود هیدروپونیک (خشک یا مایع)
۵. طناب نایلونی یا نخی
۶. بذر
۷. سینی برای نگهداری کود و نهال
مراحل عمل:
۱. یک مخزن آب را آماده کنید، آب و مواد مغذی را در آن قرار دهید. این مخزن زیر سینی قرار می‌گیرد که گیاه و محیط رشد آن را نگه می‌دارد.
۲. فتیله‌ها را از سوراخ‌های سینی عبور دهید. یک یا دو فتیله را از سوراخ‌های پایین سینی عبور دهید. (در صورت نیاز به سوراخ‌کاری در سینی، از دریل یا پیچ‌گوشتی استفاده کنید. فتیله‌ها از مخزن به صورت حیس شده و به محیط رشد داخل سینی کشیده می‌شوند.)
۳. سینی را تنظیم کنید. محیط رشد گیاه، در بالای مخزن آب قرار می‌گیرد. (از محیطی استفاده کنید که به سرعت تخلیه شود و به صورت موثر از اثر مویرگی فتیله استفاده کند، مثل مخلوط ورمیکولیت، پرلیت و ترکیبات بدون خاک)
۴. نور مناسب را تنظیم کنید. اگر از نور طبیعی استفاده می‌کنید، مرحله‌ی بعد را انجام دهید. در غیر این صورت، یک منبع نور روی سینی قرار دهید. اگر از لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌کنید، آنها را در فاصله یک متری از گیاهان قرار دهید. اگر از چراغ‌های LED و فلورسنت استفاده می‌کنید، آنها را به ترتیب در فواصل ۱۵ و ۳۰ سانتی‌متری از گیاهان نصب کنید.
سیستم کشت آب
سیستم کشت آب یک نوع سیستم دیگر است که راه‌اندازی آن بسیار ساده است. گیاهان در یک استایروفوم قرار دارند که بر روی آب حاوی مواد مغذی قرار دارد و در بالای یک مخزن شناور قرار می‌گیرد. با این حال، برخلاف سیستم فتیله، برای حفظ آب و هوادهی مناسب، نیاز به استفاده از سیستم‌های مناسب وجود دارد. این سیستم برای رشد کاهو بسیار مناسب است، اما تعداد کمی از گیاهان دیگر به خوبی در این سیستم رشد می‌کنند. همچنین این سیستم برای گیاهانی با عمر زمانی طولانی مانند گوجه فرنگی توصیه نمی‌شود.
تجهیزات و مواد لازم:
- سنگ هوا و پمپ هوا
- سطل یا لگن برای مخزن آب
- آب
- کود هیدروپونیک (خشک یا مایع)
- ورق استایروفوم
- گلدانهای مشبک حاوی بذر
مراحل انجام:
۱. آماده‌سازی مخزن آب: مخزن را با آب و مواد مغذی پر کنید، باید یک ظرف مات (که درون آن نیمه شفاف نباشد) با حداقل عمق ۳۰ سانتی‌متر داشته باشید.
۲. هوادهی آب: از یک سنگ هوا و پمپ هوا برای هوادهی آب استفاده کنید. سنگ هوا، معمولاً در آکواریوم‌ها به کار می‌رود و به یک پمپ هوا در خارج از مخزن وصل می‌شود تا هوا را از طریق سنگ هوا در آب منتشر کند و اکسیژن را در آب حل کند.
۳. آماده‌سازی بذر: یک تکه از ورق استایروفوم را در بالای مخزن قرار داده و سپس سوراخ‌هایی برای گلدانهای مشبک در آن ایجاد کنید. گلدانهای مشبک حاوی محیط کشت و نهال هستند که ریشه‌های آنها با آب مخزن در تماسند.
۴. تنظیم منبع نور: اگر از نور طبیعی استفاده می‌کنید این مرحله را نادیده بگیرید، در غیر این صورت یک منبع نور روشنایی را بالای سینی تنظیم کنید. در صورت استفاده از لامپ‌های رشته‌ای، آنها را در فواصل مناسبی از گیاهان قرار دهید تا دمای بالایی که به دلیل نور آنها ایجاد می‌شود به گیاهان آسیب نزند.
سیستم فراز و فرود
سیستم “فراز و فرود” یا به عبارت دیگر “سیستم طغیان و تخلیه”، به طراحی کمی پیچیده‌تر از سایر سیستم‌ها است، اما بسیار انعطاف‌پذیر عمل می‌کند. این سیستم با پر شدن محیط رشد با محلول آب-مغذی کار می‌کند، سپس محیط را دوباره تخلیه می‌کند.
تجهیزات مورد نیاز:
- پمپ شناور
- تایمر الکترونیکی
- سطل یا لگن برای مخزن آب
- دو عدد لوله (یکی برای پر کردن و دیگری برای تخلیه)
- آب
- کود هیدروپونیک (خشک یا مایع)
- سینی
- بذر و گلدانهای مشبک
مراحل انجام:
- ابتدا مخزن آب را حاضر کنید. این مخزن در زیر سینی قرار می‌گیرد و با پر کردن آب و اضافه کردن مواد مغذی تهیه می‌شود. آب می‌تواند هفته‌ای یکبار تعویض شود، با این وجود، در هر تعویض، تجدید مواد مغذی را فراموش نکنید.
- مخزن را با سینی ارتباط دهید، از طریق یک لوله پرکننده و یک لوله تخلیه. لوله پرکننده به پمپ زیر آب وصل می‌شود تا آب به سینی جریان داشته باشد. لوله تخلیه نیز با ایجاد نیروی گرانش، آب را به مخزن باز می‌گرداند تا مجدداً استفاده شود.
- پمپ شناور و تایمر را متصل کنید. این اتصال امکان کنترل دقیق‌تری بر روی آبیاری را فراهم می‌کند. شما می‌توانید زمان و مقدار آبیاری را بر اساس نیاز گیاهان خود تنظیم کنید.
- سینی را تنظیم کنید، که سینی گیاه را روی یک پایه بلند قرار دهید. نهال‌های خود را در گلدان‌هایی با محیط رشدی مانند پرلیت کاشته و در سوراخ‌های گلدان‌ها قرار دهید. این گلدان‌ها باید تقریباً دو برابر عمق سینی باشند.
- منبع نور را تنظیم کنید. اگر از نور طبیعی استفاده می‌کنید، به مرحله‌ی بعد بروید. در غیر این صورت، یک وسیله‌ی روشنایی را بالای سینی قرار دهید. اگر از لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌کنید، آن را در فاصله یک متری از گیاهان قرار دهید. اما اگر از چراغ‌های LED و فلورسنت استفاده می‌کنید، می‌توانید آنها را به ترتیب در فاصله‌های ۱۵ و ۳۰ سانتی‌متری از گیاهان نصب کنید.
تکنیک فیلم مواد مغذی
تکنیک فیلم مواد مغذی از محلول آب‌مغذی استفاده می‌کند که به صورت مداوم از مخزن به سینی حاوی بذرها عبور می‌کند. در این سینی، ریشه‌های گیاهان در معرض محلول قرار دارند و همزمان با عبور آب، مواد مغذی را جذب می‌کنند. این روش باعث می‌شود که سیستم فراز و فرود به صورت پیوسته عمل کرده و وقفه‌های دوره‌ای نداشته باشد. تکنیک فیلم مواد مغذی بهترین عملکرد را با گیاهانی نظیر کاهو، اسفناج، تربچه و گیاهان دارویی که رشد سریعی دارند و ریشه‌های کم‌عمقی دارند، داراست.
مواد و تجهیزات مورد نیاز عبارتند از:
- سنگ هوا و پمپ
- پمپ شناور
- سطل یا لگن برای مخزن آب
- دو عدد لوله (لوله پرکننده و لوله تخلیه‌کننده)
- کود هیدروپونیک (خشک یا مایع)
- تیوب یا لوله PVC با اندازه مناسب بذر
- بذر و گلدانهای مشبک
به منظور برخورداری از یک سیستم آبیاری منظم و بهینه، ابتدا مخزن آب را با محلول غذایی و آب پر کنید و پمپ هوادهی را درون آن قرار دهید تا اکسیژن به آب افزوده شود.
پس از آماده‌سازی مخزن، لوله پرکننده و تخلیه‌کننده را به سینی مربوطه متصل کنید. با استفاده از لوله پرکننده، پمپ آب را به سمت سینی هدایت کنید و توسط لوله تخلیه‌کننده، اطمینان حاصل کنید که آب پس از تخلیه از سینی، به مخزن برگردد و مجدداً استفاده شود. این روش به‌صورت مداوم و بدون نیاز به تایمر عمل می‌کند.
سینی رشد را به‌جای سینی تخت، می‌توانید از لوله‌ها یا کانال‌هایی استفاده کنید که برای رسیدن به ریشه‌ها زاویه‌دار هستند. این کار اطمینان می‌دهد که محلول غذایی به‌طور مستقیم به ریشه‌ها هدایت می‌شود. برای قرار دادن گلدانهای مشبک یا نهال، می‌توانید از لوله گرد یا لوله PVC سوراخ‌شده استفاده کنید.
در صورت استفاده از نور مصنوعی به‌جای نور طبیعی، یک منبع نور بالای سینی تنظیم کنید. در صورت استفاده از لامپ‌های رشته‌ای، آنها را در فاصله یک متری از گیاهان قرار دهید. همچنین می‌توانید چراغ‌های LED و فلورسنت را به‌ترتیب در فواصل ۱۵ و ۳۰ سانتی‌متری از گیاهان قرار دهید.
