گلخانه های هیدروپونیک

سیستم گلخانه های هیدروپونیک ، در ابتدایی ترین تعریف آن ، روشی تولیدی است که گیاهان بیش از آنکه در خاک باشند ، در محلول غذایی رشد می کنند. گیاهان و سبزیجات را در یک محیط در حال رشد مانند گلوله های رس ، پشم سنگ ، کف بازیافتی ، کف ، ذغال سنگ نارس ، خاک اره ، سنگ ریزه یا الیاف نارگیل قرار می دهند و سپس ، برای رشد آنها یک تغذیه کننده یا ماده مغذی استفاده می کنند. مزیت اصلی سیستم های گلخانه ای هیدروپونیک این است که آنها با استفاده از تکنیک های ساده مبتنی بر آب، محصولات بهتری می دهند.

چه گیاهان به طور متعارف پرورش داده شوند و چه در سیستم هیدروپونیک، گلخانه و سیستم کنترل محیط آن یکسان هستند و تفاوت از سیستم پشتیبانی و روش تأمین آب و مواد مغذی ناشی می شود.

در این مقاله سعی میکنیم مفصلاً به معرفی سیستم گلخانه های هیدروپونیک، مزایا و معایب، مکانیسم عملکرد و زیرساخت ها و ملزومات مورد نیاز این سیستم می پردازیم.

مزایای گلخانه های هیدروپونیک

• تراکم بیشتر گیاه : گیاهان را می توان همزمان با رشد جابجا کرد. استفاده از اتاق رشد برای جوانه زنی و تولید نشا و فاصله برخی از محصولات در گلخانه باعث کاهش میانگین سطح مورد نیاز هر گیاه نسبت به تولید خاک مرسوم می شود.
• بازده بالاتر : گزارش ها حاکی از وجود عملکرد بالاتر و کیفیت بهتر محصولات در این سیستم است. اگرچه باید عملکرد یکسانی از سیستم کشت معمول بدست آید.
• مصرف آب کمتر: در روشهایی که سیستم ریشه در یک دهانه یا لوله بسته قرار دارد ، تبخیر کمتری اتفاق می افتد و مصرف آب کاهش می یابد.
• صرف انرژی کم تر: در سیستم گلخانه های هیدروپونیک، گیاهان نیازی به صرف انرژی زیادی برای تهیه ریشه برای یافتن اکسیژن ، مواد مغذی و آب ندارند. بنابراین میوه یا گل با کیفیت تری تولید می کنند.
• رشد سریع تر گیاهان: گیاهان سریعتر از زمانی که در خاک قرار می گیرند رشد می کنند.
• افزایش کمیت گیاهان پرورشی: تعداد سبزیجات و گیاهان تولید شده هنگام استفاده از این روش بیشتر می شود. به عنوان مثال ، عملکرد گوجه فرنگی در هر هکتار هنگام کشت در خاک از ۵ تا ۱۰ تن است. با روش هیدروپونیک معمولاً بین شصت تا سیصد تن است.
• کاهش خطر ابتلا به آفات و بیماری: عملاً خطر ابتلا به آفات ، بیماری ها و قارچ های ناشی از خاک وجود ندارد. گلخانه های هیدروپونیک، سبزیجات و گیاهان بزرگتری بدون سموم دفع آفات تولید می کنند مثل کاهو هیدروپونیک. در این راستاو جهت آنایی با مکلات رایج در گلخانه ها، می توانید به مقاله انواع بیماری های گلخانه مراجعه نمایید.
• گیاهان گلخانه ای می توانند در تمام طول سال رشد کنند.
• گرم نگه داشتن محصولات و در معرض نور آفتاب ساده تر است.
• سیستمهای هیدروپونیک به دلیل عدم نیاز به علفهای هرز و آبیاری ، زمان کمتری برای جوانه زدن نیاز دارند.

معایب گلخانه های هیدروپونیک

• افزایش سرمایه گذاری اولیه: چندین دلار در هر فوت مربع توسط پمپ ها ، مخازن ، کنترل ها و سیستم پشتیبانی اضافه می شود. اگر نور اضافی یا اتاق رشد در آن گنجانده شود ، هزینه اضافی زیادی تحمیل خواهد شد.
• هزینه های بالاتر انرژی: پمپ و روشنایی باعث افزایش هزینه های برق می شود.
• لزوم داشتن مهارت فنی بیشتر: یک پرورش دهنده با مواد شیمیایی خوب و زمینه تولید گیاه مورد نیاز است.

سیستم های گلخانه های هیدروپونیک چگونه کار می کنند؟

کشاورزی هیدروپونیک برای چندین دهه وجود داشته است. اما اخیراً تقریباً مورد توجه هر گروه باغبانی از جمله گیاهان تجاری تا غول های بزرگ کشاورزی گرفته تا باغبانان آماتور و کشاورزان شهری قرار گرفته است.

کلمه “هیدروپونیک” در اصل به معنای کار با آب است. سبزیجات، گیاهان یا گلها با ترکیبی از دما ، نور ، مواد مغذی مانند نیتروژن ، pH اکسیژن و دی اکسید کربن تأمین شده از طریق آب زنده می مانند. مواد مغذی عرضه شده می توانند به صورت مخلوط خشک ، مایع یا آلی باشند. محصولات را در یک مخزن یا سینی یا در محیطی مانند مخلوط شن یا کف می کارند. سپس آب از طریق مخازن تهیه می شود. برخلاف گلخانه های سنتی ، اکثر سیستم های هیدروپونیک از نوعی محیط برای پشتیبانی ریشه استفاده می کنند. به همین دلیل ، روشهای هیدروپونیک اغلب “فرهنگ زیر آبیاری” نامیده می شوند. بیشترین تولیدات گلخانه ای تجاری در مناطق پیشرفته با استفاده از سیستم های گلخانه ای هیدروپونیک انجام می شود.

منابع گلخانه های هیدروپونیک

منابع اولیه هیدروپونیک شامل محلول غذایی ، پمپ ، محیط رشد و کانال هایی برای عبور آب از آن است.

یک محیط رشد غیر متخلخل ، مانند ورمیکولیت یا گلوله های رسی منبسط شده که امکان زهکشی بسیار خوب را فراهم می کند ، پایه گیاهان شماست.

محیط رشد در کانالها یا استخر کم قرار می گیرد که حاوی مهمترین منابع هیدروپونیک است یعنی محلول غذایی. محلول مغذی باید غذای اساسی مورد نیاز گیاه باشد که به خوبی در محلول آب مخلوط شود. عمدتا پتاسیم ، کلسیم و منیزیم مواد مغذی ارجح برای گیاهان هستند ، اما اغلب ، ترکیبات دیگری نیز اضافه می شوند. این محلول باید در اطراف ریشه ها جریان داشته باشد ، و آنها را به طور کامل غرق نکنید.

سایر منابع مهم هیدروپونیک مورد نیاز پمپ و راهی برای تعیین ph محلول است. پمپ محلول غذایی را به طور مداوم جریان می دهد که برای کل فرآیند هیدروپونیک ضروری است.

یک محلول راکد به سرعت بیات شده و گیاهان را مسموم می کند. این محلول باید دائماً بررسی شود تا سطح مواد مغذی کافی حفظ شود.

فضایی برای سیستم های گلخانه های هیدروپونیک

اگر هم اکنون گلخانه ای دارید، فضای موجود در داخل آن را ارزیابی کنید. اندازه گیری های دقیق ، از جمله ارتفاع سقف گلخانه خود را انجام دهید. اگر سقف شیب دار است ، ارتفاع را در قله و پایین ترین نقطه یادداشت کنید. فراموش نکنید که فضای کافی برای جابجایی شما حتماً باید فراهم شود. همچنین اطمینان حاصل کنید که کف یا زمین صاف و یکدست است. اگر هم قصد احداث گلخانه دارید ، سبک ها و اندازه های زیادی برای گلخانه ها مانند گلخانه های داخلی و مینی در دسترس است. تمام روش های احتمالی استفاده از گلخانه را در نظر بگیرید. اگر هدف فقط تکثیر هیدروپونیک باشد ، خرید یک کیت گلخانه ای هیدروپونیک ممکن است بهترین راه حل باشد.

سیستم های گلخانه های هیدروپونیک به چه میزان نور نیاز دارند؟

یکی از مهمترین کاراکترهای موجود در هر گلخانه ای مخصوصاً گلخانه های هیدروپونیک، نور و روشنایی است. برای کنترل میزان روشنایی و نور، مقدار نور طبیعی و اینکه در کدام جهت وارد گلخانه می شود را یادداشت کنید. نور مستقیم خورشید برای بسیاری از گیاهان حساس می تواند مشکل ساز باشد. در ابتدا، وقتی گیاهان نهال هستند، باید از تابش نور مستقیم به آنها جلوگیری شود تا رشد مناسب ریشه فراهم شود. برای این کار، ممکن است لازم باشد پارچه سایه بان یا پرده بخرید.

این موارد همچنین می توانند برای پوشاندن بخشی از گلخانه در ساعات مشخصی از روز به صورت خودکار استفاده شوند. برای سیستم های گلخانه ای هیدروپونیک می توانید از چراغ های رشد مصنوعی نیز استفاده کنید. مقداری از نور طبیعی که به طور ایده آل توسط تاج درخت پخش می شود، می تواند به کاهش هزینه انرژی برای نور مصنوعی کمک کند. 

محصولات زراعی در گلخانه های هیدروپونیک

اگرچه تقریباً هر محصولی را می توان به صورت هیدروپونیک پرورش داد ، اما از رایج ترین آنها می توان به برگ کاهو، گوجه فرنگی، فلفل، خیار، توت فرنگی، شاهی، کرفس و برخی دیگر از گیاهان اشاره نمود.

سیستم های در حال رشد گلخانه های هیدروپونیک

اخیراً سیستم های نوآورانه زیادی ساخته شده اند که جایگزین بستر سنتی پر از شن هستند. هنگام ارزیابی نوع سیستم نصب ، باید فاکتورهایی مانند نوع محصول کاشته شده ، نیاز به فضا ، زمان رشد، سیستم پشتیبانی و مباحث اقتصادی را در نظر گرفت. این سیستم ها را می توان در گلخانه یا اتاق رشد تنظیم کرد. برخی از تولید کنندگان از هر دو استفاده می کنند. اتاق رشد برای جوانه زنی و تولید نهال و گلخانه برای رشد محصول است. گرمای اضافی از چراغ های اتاق رشد ممکن است برای گرم کردن گلخانه استفاده شود.

اقلام ضروری برای سیستم  گلخانه های هیدروپونیک

بهتر است قبل از شروع ساخت سیستم هیدروپونیک بدانید که دوست دارید چه چیزی را رشد دهید.شما می توانید بدون اینکه از جزئیات آن ها  مطلع باشید، یک ایده کلی از نوع گیاهان گلخانه ای که نیاز دارید داشته باشید. این اقلام به شرح زیر هستند:

۱-ماسه / سنگ در گلخانه های هیدروپونیک

این روش برای پرورش تقریباً هر نوع گیاه شامل یک بستر عمیق (۱۸ – ۲۴ اینچ) ماسه ، سنگ نخود یا سنگ تله است که در یک دهانه پلاستیکی یا بستر قرار گرفته و به یک نقطه می رود تا محلول اضافی مواد غذایی تخلیه شود. حداقل شیب ۲٪ برای اکثر سیستم ها توصیه می شود. نهال ها مستقیماً در این محیط قرار می گیرند و هر روز چندین بار با محلول غذایی سیراب می شوند.

۲-دهانه ها و لوله ها

از دهانه پلاستیکی باز و بسته یا لوله پی وی سی معمولاً برای کاهو ، گوجه فرنگی و خیار استفاده می شود. اینها ممکن است فقط حاوی محلول غذایی باشند یا ممکن است از پیت ماس ، ورمیکولیت یا پرلیت پر شده باشند. بعضی از آنها برای فاصله گرفتن از گیاهان هنگام رشد روی غلطکها یا قفسه های متحرک نصب می شوند. برای تولید کاهو برگ از لوله های PVC با قطر سه اینچ با سوراخ های ۶ اینچ در مرکز استفاده می شود. طول رایج قابل استفاده ۱۰ یا ۱۲ فوت است. برای انتقال لوله ها از محل رشد به اتاق بسته بندی، می توان از گاری استفاده کرد.

۳-سینی ها

از سینی های دوره ای غرقاب برای پرورش کاهو استفاده می شود. گیاهان با بلوک های رشد قطر ۱ تا ۲ اینچ با رشد گیاهان فاصله دستی دارند. سینی ها از تخته سه لا پلاستیکی یا ضد آب ساخته شده اند.

۴-تختخواب

سیستمی متشکل از یک بستر زمینی پلاستیکی با محلول غذایی که از یک سو پمپ می شود و در انتهای سمت دیگر تخلیه می شود . این سیستم در دانشگاه کرنل ، ایتاکا نیویورک مورد تحقیقی بوده است. گیاهان کاهو در فلت های پلی استایرن کف که روی محلول شناور هستند پشتیبانی می شوند.

۵-تکنیک فیلم مغذی در گلخانه های هیدروپونیک

این سیستم که توسط دکتر آلن کوپر در انگلستان ساخته شده است از کانالهایی تشکیل شده که از پلاستیک فیلم نازک استفاده می کند. کانال ها روی زمین یا نیمکت ها قرار می گیرند. مواد مغذی از طریق لوله های پلاستیکی به یک انتهای کانال عرضه می شوند و در انتهای دیگر به مخزنی زیر زمین تخلیه می شوند. نهال ها معمولاً در گلدان پرورش داده می شوند. کیسه های پلی یا بلوک های رشد از گیاهان موجود در کانال پشتیبانی می کنند.

۶-کیف

یک سیستم هیدروپونیک اصلاح شده که از کیسه های فیلم پلی اتیلن پر شده با مخلوط ذغال سنگ نارس – ورمیکولیت استفاده شده است. کیسه ها از انتهای دیگر گذاشته می شوند و لوله قطره ای یا شلنگ خیس کننده برای تأمین مواد مغذی وارد می شود. کیسه ها ممکن است قبل از تعویض برای چندین محصول مناسب باشند.

۷-ایروپونیک

این سیستم اصلاح شده دیگری است که در آن گیاهان از طریق یک پوشش پلاستیکی در یک مخزن بسته پشتیبانی می شوند. مواد مغذی به صورت غبار یا مه ریز به ریشه ها عرضه می شوند.

۸-سیستم قطره ای گلخانه های هیدروپونیک

روش قطره ای هیدروپونیک دارای یک قطره چکان محلول غذایی آهسته و ثابت است که به محیط رشد اطراف هر گیاه وارد می شود. محیط های تخلیه کند ، مانند پیت ماس  برای این روش بهترین هستند. تجهیزات بیشتری برای این روش لازم است زیرا هر گیاه (یا خوشه ۲-۵ گیاه) به لوله قطره ای مخصوص به خود نیاز دارد. همچنین خطر جمع شدن مواد مغذی در لوله های قطره ای و ایجاد انسداد وجود دارد. اما مزیت توانایی تنظیم میزان قطره برای هر گیاه برای کمک به تنظیم سرعت رشد است.

۹-سایر اجزا در گلخانه های هیدروپونیک

علاوه بر سیستم پشتیبانی ، نیروگاه ، مخازن ، پمپ ها و کنترل ها مورد نیاز است. مخازن ساخته شده از بتن ، پلاستیک یا فایبرگلاس معمول است. پمپ های زیر آب که برای محلول های شیمیایی طراحی شده اند باید استفاده شوند زیرا نمک های کود باعث پوسیدگی پمپ های ساخته شده برای استفاده با آب می شوند. کنترل ها می توانند به سادگی یک ساعت زمان و سوئیچ های دستی و یا به همان پیچیدگی رایانه ای باشند که به طور خودکار محتوای شیمیایی محلول غذایی را تنظیم می کند.

همچنین می توانید سیستم ها را خودکار کنید. سنسورهای خودکار شامل تایمرهای نوری ، حسگرهای غذایی و pH هستند که به طور خودکار مواد مغذی کافی را به سیستم اضافه می کنند. سیستم هیدروپونیک خودکار فضای بیشتری را اشغال می کند.

رعایت بهداشت و لزوم ضدعفونی نمودن گلخانه

اطلاع از تمامی موارد فوق الذکر، برای احداث اصولی یک گلخانه  مورد نیاز می باشد. اگر چه احداث گلخانه بسیار مهم بوده و اولین قدم است. منتها نگهداری گلخانه یکی دیگر از مسائلی است که باید به آن توجه کافی معطوف گردد. بسیاری از مسائلی که گریبانگیر گلخانه داران است، مربوط به دوران بعد از احداث گلخانه می باشد. از جمله این موارد، می توان به آفات و بیماری های رایج در گلخانه ها اشاره نمود که می توانید مقاله آن را در سایت مطالعه نمایید. برای حل این  مشکلات، لازم است که به صورت دوره ای گلخانه با مواد ارگانیک و استاندارد ضدعفونی کننده، بطور کامل ضدعفونی گردد. مشاهده منبع اصلی امقاله ای در این راستا با عنوان ضدعفونی و بهداشت در گلخانه در قسمت مقالات سایت  آرال شیمی موجود می باشد. توصیه می شود حتماً آن را مطالعه فرمایید. در  زمینه ضدعفونی سالن های گلخانه و محصولات گلخانه ای می توانید به محصولات آرال شیمی از قبیل پراکسیدین و اگروسیب  اعتماد کنید.