هیدروپونیک

در اواخر قرننوزدهم با شناخت مواد غذایی پرمصرف و بعدها نیاز به مواد کم‌مصرف و فراهم نمودنشرایط تهویه مناسب در محلولهای غذایی بطور مصنوعی سیکل کامل تولید از مرحله سبز شدنتا مرحله باردهی و مرگ از نظر علمی در حوالی سالهای ۱۹۳۰ ـ ۱۹۲۰ امکان‌پذیر اعلامگردید. اصطلاح هیدروپونیک (Hydroponicum) اولین بار بوسیله Gericke پیشنهاد شد کهاو موفق گردیده بود در کالیفرنیا تولید نباتات را در معیار تجارتی بدون استفاده ازخاک از رشد اولیه تا مرحله باردهی نشان دهد. این اصطلاح مجموعه‌ای است از یک لغتیونانی Hydro یعنی آب و کلمه لاتین Ponero یعنی جای دادن که بطور خلاصه مفهوم قرارگرفتن چیزی در آب از آن استنباط می‌گردد.

هنگامی که استفاده از روش آب کشت وتولید محصولات کشاورزی بدون استفاده از خاک مطرح می‌شود این سوال ظاهرا بسیار سادهپیش می‌آید که وقتی میلیونها هکتار زمین مزروعی وجود دارد که قسمتی هم بدون استفادهمانده، وقتی خاک به عنوان منبع مواد غذایی گیاهان و محیط طبیعی رشد آنها به بشرارزانی شده چرا به جای استفاده از آن به دنبال روش تولید بدون استفاده از خاکبرویم؟ پاسخ این سوال در مواردی که جامعه مصرف کننده مثلا سبزیجات تازه به دلایلصنعتی ، تجارتی ، نظامی و غیره در منطقه بدون خاک مزروعی مستقر شده و یا دسترسی باآب ارزان قیمت نداشته و مسائل حمل و غیره مطرح باشد نسبتا آسان است.

● سیر تکاملی

از زمانی که Gericke در سال ۱۹۲۹ امکان کشتتعدادی از نباتات را بدون استفاده از خاک تا مرحله تکامل و باردهی آنان به ثبوترساند تا امروز که در نقاط مختلف جهان تولید با روش آب‌کشت به صورت تجارتی معمولگردیده، 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 جعبه‌ای یود که به جای دربآن یک ورق توری قرار داشت. روی توری بستر بذور و زیر آن مقداری فضای خالی و بعد ازفضای خالی محلول غذایی در کف محفظه واقع می‌شد.

نبات پس از سبز شدن در بستر بذرکه از جنس سنگریزه یا ماده دیگری غیر از خاک بود ریشه خود را از سوراخهای توری عبورداده و ریشه پس از طی فضای خالی زیر توری خود را به محلول غذایی می‌رساند. باپاشیدن آب یا محلول غذایی روی بستر بذر ، رطوبت برای رشد بذر و جلوگیری از خشک شدنآن قسمت ریشه که داخل محلول غذایی قرار نداشت، تامین می‌گردد. به علاوه با تبخیرمختصری که از سطح محلول غذایی و یا در اثر محلول‌پاشی از بالای توری حاصل می‌شددرصد رطوبت فضای زیر توری تا سطح محلول غذایی را بالا نگه داشته و از خشک شدنریشه‌های واقع در این قسمت جلوگیری می‌گردید. ضمنا این ریشه‌ها حداکثر دسترسی بههوا را داشتند.
با این روش Gericke تضاد مکانیسم آب و هوا را در محیط رشد ریشهبه شکلی از بین برد اما این روش برای تولید تجارتی راه حل مناسبی ارائه نمی‌داد وچند نقص کلی و عمده داشت. یکی اینکه طبیعت این نباتات اقتضا نمی‌کرد که ریشه آنهادر هوا آویزان باشد بلکه برعکس نیاز به اتکا داشتند. و دیگر مشکل اینکه در طوقهریشه گیاهان حساس پوسیدگی ایجاد شد. ولی در هر حال با تلاش شبانه روزی دانشمتدان ومحققان ، امروز مطالعه و تحقیق و کسب تجربه در این زمینه به حدی توسعه یافته و موردتوجه قرار گرفته است که آینده کار برد روش آب‌کشت را خیلی روشن جلوه می‌دهد. در حالحاضر تولید تجارتی محصولات با روش آبکشت در آمریکا ، ژاپن ، اروپا و هندوستان رو بهافزایش بوده و در سایر نقاط دنیا در حال پیشرفت است. بدون تردید کشور ما نیز دور ازاین تکنولوژی قرار نخواهد گرفت.

● انواع روشها

۱) کشت مستقیم در محلول غیر متحرک

این روش شباهت زیادی به اولین روشتولید آبکشی دارد که در آن قسمتی از ریشه‌ها به منظور جذب اکسیژن در هوا قرار داشتهو قسمتی در محلول غذایی جایی می‌گیرند. به دلایلی عمده امروزه در سیستمهای تجارتیاز آن استفاده نمی‌شود.

۲) کشت در مه

این روش شباهت زیادی به روش کشتدر محلول دارد با تفاوت که غذا به صورت مه یا باران پودر شده به نباتات پاشیدهمی‌شود ولی به همان دلایل ذکر شده از قبیل اشکالاتی که نگه داشتن نباتات دارد وهمان مشکلات بیولوژیکی روش بالا ، روش کشت در مه هنوز تجارتی نگردیده و در حال حاضرتحقیقاتی در این مورد در کشور ایتالیا جریان دارد.

۳) کشت در ماده جامد بامدار باز از نظر محلول غذایی

در عمل مثل روش کشت در خاک است با این تفاوت که بهجای خاک ماده بی‌اثری مثل شن یا سنگریزه مورد استفاده قرار گرفته و ریشه‌ها در اینماده رشد می‌کنند. از نظر وسایل و ساختمان و تاسیسات ، روی هم رفته خیلی سادهمی‌باشد. مشهورترین نوع این روش ، کشت در ماسه یا شن با استفاده از محلول غذایی ازسطح ماسه مصرف شده و پس از آنکه مقداری بوسیله ریشه‌ها جذب گردید، بقیه به صورتفاضلاب از سیستم خارج می‌شود. خروج فاضلاب از مدار محلول دهی باعث می‌شود که اینروش از نظر صرفه جویی در مصرف آب در مواردی که هزینه تامین آب زیاد است مقرون بهصرفه و قابل توصیه نباشد.

۴) روش کشت در ماده جامد با مدار بسته از نظرمحلول غذایی
در این سیستم کشت در حوضچه‌های متصل به مخزنهایی صورت می‌گیرد کهبوسیله بتن یا استفاده از مواد دیگر ساخته شده است. محلول غذایی از مخزن مربوطبوسیله پمپ وارد حوضچه شده و سطح ارتفاع آن در حوضچه بالا آمده و مجددا بوسیله پمپتخلیه گردیده و به مخزن مربوطه برمی‌گردد. این عمل بر حسب نیاز نبات به آب و غذاچند بار در روز تکرار می‌گردد.

مزیت عمده این روش در مقایسه با روش مدارباز امکان صرفه جویی در مصرف آب به مقدار زیاد بوده و با مقدار قابل ملاحظه‌ای نیزدر مصرف مواد غذایی صرفه‌جویی می‌شود. بدیهی است از نظر کنترل کیفیت و کمیت محلولغذایی مراقبت و دقت بیشتری لازم خواهد بود. به علاوه هزینه تاسیسات اولیه به مراتببیشتر می‌باشد . در این گلخانه‌ها مورد توجه باشد ، استفاده از سیستم تغذیه وآبیاری با مدار بسته توصیه و تاکید می‌گردد.

● موارداستفاده

▪ محدودیت اراضی

▪ تولید برخی محصولات خاص

▪ تولیدمحصول در غیر فصل طبیعی

● مزایا

▪ کنترلمحیط از نظر عناصر غذایی

▪ یکی از مزیت‌هایی که در ارتباط با تغذیه گیاه در کشتبدون خاک مطرح بوده کنترل محیط از نظر عناصر غذایی است. فرمول محلول غذایی تهیه شدهقابل دسترسی است. به عبارت دیگر می‌توان هر ماده‌ای با هر نوع غلظتی تهیه و درمحلول قرار داد. نسبت بین یون‌ها را به خوبی می‌توان حفظ کرد. مثلا می‌توان درمحلولی نسبت یون آمونیوم به نیترژون را تنظیم کرد. ولی در محیط خاک این مسأله قابلکنترل نیست.

● معایب

▪ مشکل تهویه

▪ عدموجود خاصیت تامپونی

▪ سرمایه‌گذاری زیاد اولیه

در سیستم‌های بدون کشتمی‌توان از طریق تعویض محلول غذایی و تهویه مصنوعی تهویه را تأمین کرد. در خاکخاصیت بافری یا تامپونی برای عناصر غذایی وجود دارد ولی در محلول‌های غذایی اینمشکل وجود ندارد. مسأله دیگر در کشت بدون خاک سرمایه‌گذاری اولیه برای گیاهمی‌باشد. معمولا هیدروپون‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری دارند که ممکن است برای هر نوعمحصولی این مساله اقتصادی نباشد.

● مواد غذایی موردنیاز در کشت هیدروپونیک

خاک دارای خاصیت تامپونی و بافری است. بدینمفهوم که اگر عنصری توسط گیاه جذب شد و غلظتش در محلول خاک کاهش پیدا کرد خاک اینتوانایی را دارد که از فاز جامد یا فاز تبادلی آن عنصر را آزاد و وارد محلول خاککند و غلظت را به همان سطح اولیه خودش برگرداند. خاصیت تامپونی یا همان حفظ غلظت وآزاد کردن عناصر از فاز جامد یا تبادلی است. ولی در محلول‌های غذایی یا کشتهیدروپونیک تجدید غلظت وجود ندارد. در بعضی از سیستم‌ها ، محلول غذایی حالت چرخشیداشته و در یک محدوده (یا مخزنی) کمبود غلظت خود را جبران کرده و دوباره وارد سیستمخواهد شد که این خود یکی از مزیت‌های خاک در رابطه با کشت بدون خاک است.

درسیستم‌های بدون خاک در تغذیه گیاه از محلول‌های غذایی استفاده می‌کنند لذا برایتهیه محلول‌های غذایی از نمک‌های عناصری مانند نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیماستفاده می‌کنند. معمولا برای تهیه این محلول‌ها ، فرمول‌های غذایی متعددی پیشنهادشده است. برای هر گیاه خاص با توجه به نیاز غذایی آن گیاه ، فرمول غذایی خاصی تنظیممی‌شود. یعنی غلظت لازم در محلول غذایی کنترل می‌شود. بطوری که تمامی عناصر غذاییمورد نیاز در آن به مقدار کافی وجود داشته باشند.

هیدروپونیک

مطالب مشابه :

طرح امکان سنجی و اقتصادی اسید سولفوریک

احتیاجات غذایی گیاه و انواع محلول های غذایی

نیترات پتاسیم

کیفیت آب و مدیریت استخر پرورش میگو

هیدروپونیک

قیمت انواع کود شیمیایی

آموزش پرورش خیار گلخانه ای (درختی)