مهندسی

آشنایی با رشته های مهندسی و مقالات کوتاه

مهندسی

آشنایی با رشته های مهندسی و مقالات کوتاه

کشت گلخانه ای

محل احداث گلخانه


یکی از اولین تصمیماتی که باید اتخاذ شود، این است که گلخانه به صورت یک واحد جداگانه، در تماس باساختمان های موجود و یا بصورت بخشی از ساختمانهای جدید ساخته شود. گلخانه های متصل به هم معمولاً هزینه های ساخت و گرمایش کمتری داشته و دسترسی آسانتری دارند، اما گیاهان نورکمتری دریافت می کنند. گلخانه های متصل به هم باید رو به جنوب ساخته شوند. یک گلخانه مستقل می تواند در محلی دورتر از ساختمانهای موجود ساخته شود. گیاهان در چنین گلخانه ای نور خورشید را از همه جهات دریافت می کنند. این گلخانه ها از لحاظ ساخت و سیستم حرارتی بسیار گران هستند و هزینه های فوق العاده ای برای خطوط آب و برق لازم دارند. یک گلخانه می تواند در هراندازه ای ساخته شود اما کوچکترین گلخانه ای که می توان در نظر گرفت چیزی در حدود 200 فوت مربع است (18.4 متر مربع ). گلخانه های کوچکتر به نسبت از لحاظ ساخت و عملکرد بسیار گران هستند .
مسائلی که باید برای احداث گلخانه در نظر داشت عبارتند از:

·         دسترسی به راههای حمل و نقل که با احداث هر چه نزدیکتر به راههای اصلی این مشکل به حداقل می رسد .

·         نوع سوخت مصرفی در گلخانه؛در مناطقی که امکان دسترسی به گاز طبیعی وجود دارد می توان با کاربرد این سوخت ارزان هزینه ها را به مقدار زیادی در تولید فصل سرما کاهش داد .

·         دسترسی به منابع آب با کیفیت و کمیت مناسب .

·         اثرات محیطی؛ جایی که دائماً دارای آب و هوای نامساعد ، بارانهای شدید ، سایه ناشی از واقع شدن در دامنه شمالی کوههای بلند و یا درختان سربه فلک کشیده می باشد مناسب احداث گلخانه نیست . شدت نور یکی از عوامل تعیین کننده محسوب می گردد .

·         نوع محصولی که در برنامه تولید قرارمی گیرد . با توجه به اینکه گرایشها به سمت تولید اختصاصی محصولات است و دستور کار تولید پس از مطالعه ابتدایی بازار داخلی و خارجی مشخص می گردد قبل از احداث ، ابتدا بایستی تعیین کنند که چه محصولی تولید شود سپس تصمیم به احداث گلخانه در منطقه و اقلیمی مناسب آن محصول بگیرید . *در نظر داشتن قوانین مربوط به زمین محدوده های شهری و احداث و بهره برداری از گلخانه ها و ....

·         محل احداث بایستی حتی الامکان مسطح باشد چرا که در صورت ناهمواری و شیبدار بودن ، ایجاد یک گلخانه بزرگ با مشکلات و هزینه های زیادی برای تسطیح همراه خواهد بود .

جهت گلخانه ها

اسکلت گلخانه سایه ایجاد می کند و با توجه به زاویه تابش این سایه ها متفاوت است لزوم توجه به این امر بویژه در تولید زمستانه حائز اهمیت است چرا که تغییرات اندکی دردرصد نور رسیده به گیاهان می تواند نقش بسزایی در کمیت و کیفیت تولید داشته باشد .موقعیت گلخانه باید به صورتی باشد که بیشترین مقدار نور را دریافت نماید. اولین انتخاب برای موقعیت گلخانه به صورت نمای جنوبی یا جنوب شرقی می باشد. نور تمام روز بهترین شرایط را برای گیاه فراهم می کند. البته نور تابیده شده ازجانب شرق، به هنگام صبح، برای گیاهان کافی می باشد. نور صبح بیشترین مطلوبیت را داراست، زیرا که به گیاهان اجازه داده می شود که فرایند تولید غذا را زودتر آغاز نمایند.واین موضوع منجر به حداکثر رشد می شود. بالطبع انتخابهای بعدی، نمای جنوب غربی و نمای غربی می باشد؛ چرا که دریافت نور دیرتر صورت می گیرد. نمای شمالی کمترین مطلوبیت را دارد و فقط برای گیاهانی که نور کمی احتیاج دارند مناسب می باشد .
درختان برگ ریز مانند افرا و بلوط می توانند به طور مؤثری از نور شدید بعد ازظهر تابستانی با ایجاد سایه بکاهند. البته باید توجه داشت که درختان در هنگام صبح، بر روی گلخانه سایه نیاندازند. این درختان در زمستان اجازه می دهند که نور کافی به گلخانه برسد؛ چرا که در پاییز برگهای خود را از دست می دهند.

جریان هوا در گلخانه

گردش هوا در گلخانه ضروری است. وقتی که یک گیاه در معرض جریان هوای تازه درخارج از گلخانه باشد، هوای تازه در نزدیکی برگها تأمین شده و گیاه می تواند اکسیژن پس داده و از دی اکسید کربن تازه استفاده نماید. جریان هوا همچنین به پایین نگه داشتن رطوبت نسبی و کنترل دما در گلخانه کمک می نماید . گلخانه های تجاری به همه نیازمندی های اشاره شده در بالا و حتی بیشتر از آن وابسته اند. در یک گلخانه تجاری هدف اصلی سود دهی است؛ برای رسیدن به این هدف، گلخانه باید از لحاظ تأمین شرایط محیطی مطلوب کارآمد باشد. نور و دمای گلخانه باید به طور سخت و جدی کنترل شود. اخیراً کامپیوترها برای چنین کنترل هایی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. همچنین وجود گازهای سمی و گرد و غبار در گلخانه ممکن است یک مشکل جدی باشد. این گازها شامل مونو اکسید کربن، اکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن می باشند؛ که ممکن است از وسایل حرارتی متصاعد شوند .

کنترل شرایط محیطی گلخانه


فعالیتهای شیمیایی صورت گرفته در فرآیند فتوسنتز گیاهان، مستقیماً متأثر از شرایط محیطی می باشد. فتوسنتزبه عواملی مانند دما، شدت نور و وجود آب و مواد غذایی وابسته است. تنفس گیاه نسبت به دما ی محیطی متفاوت می باشد .محدوده دمایی توصیه شده برای بیشتر گیاهان گلخانه ای که منجر به بالاترین بازده فتوسنتزی می شود، چیزی بین 50 تا 85 درجه فارنهایت می باشد. بنابراین بدون توجه به اینکه گلخانه برای چه کاری مورد استفاده قرار می گیرد، باید محیط آن کنترل شده باشد؛ این کار برای سلامت گیاهان گلخانه ضروری می باشد.

درجه حرارت در گلخانه ها

تنظیم درجه حرارت در گلخانه­ها شرط اولیه برای رشد و نمو بسیاری از گیاهان است. نیاز گیاهان به درجه حرارت دامنه­های مختلفی دارد. بعضی از گیاهان درجه حرارت­های بالاتری نیاز دارند مثل گیاهان مناطق گرمسیری. بعضی دیگر در درجه حرارت­های کمتر از 20 درجه سانتیگراد هم بخوبی رشد و نمو می­کنند، مانند گیاهانی که از مناطق سردسیری منقل شده‌اند نظیر پامچال که در جنگل‌های شمال دیده می‌شود.
اما چگونگی تنظیم درجه حرارت در گلخانه­ها بستگی به سیستم گرمایی دارد. انواع بخاری‌ها یا سیستم‌های گازی و ... می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند. سیستم های حرارتی باید توان توزیع یکنواخت دما راداشته باشند و فاقد اثرات زیست محیطی باشند. دمای روزانه و شبانه توصیه شده برای چند محصول متداول گلخانه ای؛
محصول دمای شبانه ( F) دمای روزانه ( F)
گوجه فرنگی 66-60 80-70
کاهو 55 78-70
خیار 65 80
فلفل 62 80-70
گل داودی 63-62 80-75
گل شمعدانی 60-55 75-70

نیاز نوری گیاهان

همه گیاهان به یک اندازه به نور نیازمند نیستند. بعضی از گیاهان نیاز به نور فراوانی دارند و بعضی دیگر به نور کمتری نیاز دارند.گیاهان از نظر نیاز نوری به سه گروه تقسیم می شوند.
گیاهان روز بلندLDP: Long Day Plants برای به گل رفتن بین 10 تا 14 ساعت به نور نیاز دارند، مانند گیاهان فصلی تابستانه نظیر آحار، اطلسی، ناز و میمون.
گیاهان روز کوتاه SDP: Short Day Plants برای به گل رفتن نیاز نوری کمتر از 12 ساعت دارند. که در نقطه مقابل گیاهان روز بلند قرار می‌گیرند، مثل گل داودی.
گیاهان بی تفاوت به طول روز NDP: Neutral Day Plants برای نگهداری در منزل بسیار مناسب و مطلوب هستند. مثل گل حنا یا بگونیا که حساسیتی نسبت به طول روز ندارند و در تمام طول سال گل دارند.

آبیاری گلخانه ها


تأ­مین رطوبت یکی از پارامترهای مهم برای رشد و نمو گیاهان است، البته باید نیازهای رطوبتی گیاهان را بشناسیم. بعد از شناخت نیاز رطوبتی گیاهان، آن‌ها را در گلخانه­های خاص خود جایگزین می­کنیم یعنی همه گیاهان در یک نوع گلخانه نگهداری نمی‌شوند. در سطوح تخصصی و بزرگ، هر گلخانه برای یک محصول و یا تعدادی محصول مشابه با نیاز­های یکسان در نظر گرفته می‌شود.انواع روش های آبیاری به طور خلاصه به شرح زیر است.
آبیاری سطحی(ثقلی) سیستم های آبیاری سطحی راندمان پایینی داشته و اتلاف آب در آن بالا است.در عین حال باعث شستشوی املاح افزایش رشد علف های هرز و بروز انواع بیماری های قارچی و انگلی و پوسیدگی می شود.این سیستم ها به صورت آبیاری کرتی و نواری اجرا می گردد.
آبیاری تحت فشار
1- آبیاری بارانی :هدف از آبیاری بارانی توزیع یکنواخت آب برای تمام گیاهان و کاهش دمای محیط و افزایش رطوبت است.راندمان مصرف آب 75در صد است.هزینه اولیه زیاد از معایب این سیستم است.
2- آبیاری قطره ای :در این روش آب،کودهای شیمیاییو سایر مواد مورد نیاز گیاه به صورت محلول توسط قطره چکان های نصب شده روی لوله های جانبی در اختیار گیاه قرار می گیرد.راندمان مصرف آب 90 در صد است و چون قطره چکان ها در کنار بوته یا ساقه گیاه قرار می گیرند امکان رشد و توسعه علف های هرز از بین می رود.

گاز کربنیک در گلخانه­ها

کاربرد Co2 تقریباً معادل استفاده از مواد غذایی، کاربرد پیدا کرده است. در کشور ما که گیاهان از لحاظ نوری در وضعیت مناسبی قرار دارند می‌توان با بالا بردن مصرف Co2 راندمان محصول را نیز بالاتر برد.وجود Co2برای انجام عمل فتوسنتز ضروری است. این واکنش شیمیایی منجر به تولید محصول سبز می­شود . در این واکنشCo2 عامل بسیار مهمی تلقی می­شود.سالهای زیادی است که به منابع غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانه ها، برای افزایش رشد و تولید گیاهان پی برده شده است. دی اکسید کربن یکی از ضروری ترین اجزاء فتوسنتز می باشد.فتوسنتز یک فرآیند شیمیایی است که انرژی نور خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به مواد قندی در گیاهان سبز مورد استفاده قرار می دهد؛ سپس این مواد قندی در خلال تنفس گیاه برای رشد آن مورد استفاده قرار می گیرند. اختلاف بین نرخ فتوسنتز و تنفس، مبنایی برای میزان انباشتگی ماده خشک در گیاهان می باشد. در تولید گلخانه ای، هدف همه پرورش دهندگان، افزایش ماده خشک و بهینه سازی اقتصادی محصولات می باشد. دی اکسید کربن با توجه به بهبود رشد گیاهان، باروری محصولات راافزایش می دهد. بعضی از مواردی که باروری محصولات به وسیله غنی سازی دی اکسید کربن افزایش داده می شود عبارتند از : گلدهی قبل از موعد ،بازده میوه دهی بالاتر،کاهش جوانه های ناقص در گلها،بهبود استحکام ساقه گیاه و اندازة گل.بنابراین پرورش دهندگان گل و گیاه باید دی اکسید کربن را به عنوان یک مادة مغذی در نظر بگیرند.

زهکشی گلخانه

از موارد مهمی که در احداث یک گلخانه توجه به زهکشیگلخانه است . در مناطقی با زمینهای دارای بافت سخت و با لایه تحت الارض غیر قابل نفوذ با قرار دادن لوله های سفالی منفذ دار زیربسترها و یا به طرق ابتکاری دیگر تمهیدات لازم را در جهت بهبود زهکشی می اندیشند

بادکشن

در مناطق باد خیز ردیفی از درختان و یا یک مانع طبیعی مثل تپه برای کاهش خسارت باد استفاده می شود . حداقل فاصله درختان از گلخانه در شرق و غرب بایستی حدود 5/2 برابر ارتفاع درختان باشد . این فاصله در قسمت جنوبی بیش از یک ارتفاع درختان است .

انواع پوششهای گلخانه ای

شیشه


تا قبل از سال 1950 فقط گلخانه های شیشه ای وجود داشت امروزه این گلخانه هاپرهزینه ترین نوع گلخانه محسوب می گردد .چون مصرف سوخت در این گلخانه ها بالاست ، نیاز به اسکلت های محکم دارند . بسته به پهنای گلخانه از اسکلتهای مختلفی می توان برای بنای آن استفاده نمود . در پهنای کمتر از 6 متر اسکلت چوبی بدون نیاز به ستونهای میانی قابل استفاده است . برای گلخانه هایی با پهنای تا حدود 12 متر اسکلت لوله ای بدون نیاز به ستون های عمودی وسط قابل کاربرد هستند ولی بایستی برای استحکام به قاب پنجره ها متصل شوند .
پوششهای پلاستیکی
پوششهای پلاستیکی می تواند از جنس پلی استر ، پلیوینل کلراید (P.V.C) پلی وینل فلوراید(P.V.F) باشد . از مزایای این پوششها عدم نیاز به اسکلتهای سنگین وکاهش هزینه گرم کردن تا حدود 40% نسبت به گلخانه های
شیشه ای یک لایه است . امروزه گلخانه های پلاستیکی درصد بالایی از گلخانه های دنیا را به خود اختصاص می دهند . ولی در اروپای شرقی محبوبیت چندانی ندارد .عیب پوششهای پلاستیکی دوام کم آنهاست چرا که اشعه ماورای بنفش خورشید باعث شکنندگی و تیرگی پلاستیک می شود . اغلب پوششهای پلاستیکی از نوع پلیاتیلن بوده که معمولاً به ماده مفاوم کننده در مقابل UV( اشعه ماورای بنفش ) آمیخته شده اند که در این صورت طول عمر آنها تا حدود 3 سال قابل افزایش است . همچنین عیب دیگر این پوششها این است که در زمستان اگر هوای گلخانه سردتر بوده و با برخورد هوای مرطوب داخل گلخانه قطرات بخار آب بر روی آنها تشکژل می گردد که با پیوستن به هم بزرگ شده و با چکیدن قطرات بر سطح برگها باعث بالا رفتن رطوبت سطح برگ و ایجاد بیماری های قارچی می گردند و از طرفی با ریزش قطرات بر کف گلخانه ها باعث افزایش رطوبت بسترخاکها و کاهش میزان اکسیژن خاک می شوند . که تداوم این امر می تواند منجر به کاهش جذب عناصر غذایی و کاهش رشد عمومی گیاه شود . راه حل این مشکل استفاده از اسپری محلول مواد شوینده در آب است که بر روی سطح داخلی پوشش می پاشند که البته این مواد خیلی زود پاک می شوند . حسن این کار جلوگیری از بزرگ شدن قطرات است . امروزه در کشورهای پیشرفته پلی اتیلن و سایر پوششهای پلاستیک را به مواد نگهدارنده نور مادون قرمز (IR) آمیخته می کنند که تلفات دمای گلخانه را در شب 15 تا 25 درصد کاهش می دهند .
PVF نیز یکنوع پوشش پلاستیکی جدید است که تا ده سال دوام داشته و واکنش آن نسبت به نور و قیمت آن تقریباً معادل شیشه است . پوششهای دوبل پلاستیکی نیز کاهش هزینه سوخت تا یک سوم نقش موثری دارند . انجام پوششهای دولایه در اسکلت های سوله ای که ستون کمتری دارند راحت تر است . فاصله بین دولایه پایینی از 10-25/1 سانتی متر کمتر یا بیشتر نباشد.گلخانه های نیمه استوانه ای برای پوششهای دولایه ای مناسب می باشند .میزان کشیدگی پلاستیک بسیار مهم است . هنگامی که در یک روز سرد نصب شود می بایست آن را محکم کشید و در روز گرم کمتر کشیده شود با در هوای سرد منقبض و پاره نگردد . امروزه اکثر گلخانه های جدید در آمریکا چه به صورت دایم و یا موقت با پوششهای پلاستیکی ساخته می شوند.

سکوها و بسترهای کشت


سکو بخشی از فضای گلخانه است جایگاهی است برای قرار گرفتن گلدان ها یا کشت گیاهان در بستر های بالا تر از سطح زمین همانگونه که از نام آن پیدا است ، سکوها همواره در سطحی بالاتر از کف گلخانه ها قرار می گیرند . این عمل ضمن جلوگیری از گسترش عوامل آلوده کننده و بیماری زای گیاهی به تهویه بهتر و گرم شدن زودتر بستر کمک می کند . انتخاب شکل سکوها و مواد سازنده آنها به نوع گیاه ، گلخانه و سلیقه سازنده بستگی دارد . به طور کلی ویژگی های یک سکوی خوب عبارت است از:
الف _ از زهکشی مطلوبی برخوردار باشند .
ب_ پهنای آن طوری باشد که کارگران به آسانی به مرکز سکو دسترسی داشته باشند .
ج_ طوری نصب شده باشد که حداکثر نور را جذب کنند .
کارکردن با سکوها برای قرار دادن گلدان ها به کارگران این امکان را می دهد که بدون خم شدن کار خود را انجام دهند در صورتی که سکوها برای کشت گیاهان استفاده بهتر است 30-15 سانتیمتر عمق داشته و از زهکشی مناسبی برخوردار باشد . ارتفاع سکوها از سطح زمین می بایست به گونه ای باشد که اقدامات داشت با تسلط کارگر بر محصول امکانپذیر باشد که این امر به نوع محصول بستگی دارد . سکوها را می توان از جنس آلومینیوم ، ایرانیت ، الوار چوبی و یا مواد بتنی ساخت . آلومینیوم عمری طولانی دارد ولی گران قیمت است و چوب ارزان بوده ولی عمر کوتاهی دارد و احتمال پوسیدگی آن نیز زیاد است و همچنین عوامل بیماری زا نیز در آن نفوذ می کنند .
نحوه قرار گرفتن سکوها
بایستی سکوها را طوری نصب نمود که از حداکثر فضای گلخانه ای برای پرورش گیاهان استفاده شود . تعداد و عرض راهروها بستگی به نحوه استفاده از آنها و نوع محصول دارد .
ارتفاع سکوهای کشت 90-80 سانتیمتر است . پهنای سکوهای مجاور دیواره ها حدود 90سانتیمتر و پهنای سکوهای میانی که از دو طرف قابل دسترسی است حداکثر میبایست 180 سانتی متر باشد . سکوهای کشت گیاهان گلدانی نبایست دیواره داشته باشد و کف سکوها تا حد ممکن بایستی منفذدار باشد . تخته های چوبی سوراخدار به همراه تورسیمی محکم برای ساختن کف سکوها مناسبند .
در روش نوین به منظور استفاده موثر از حداکثر فضای گلخانه از سکوی متحرک استفاده می کنند . این سیستم فضای تولید را تا بیش از 90% مساحت گلخانه افزایش می دهد . راهروها توسط سکوهای متحرک اشغال شده که با حرکت سکو راهرو از یک سمت باز می شود و از طرف دیگر بسته می شود .
سکوها و بسترهای زمینی گلهای بریده
گلهای بریده را در شرایط گلخانه ای به هر دو شکل بسترهای سکوئی و زمینی کشت می کنند . گیاهانی مثل گل داوودی و میمون را می توان بر روی سکوها کشت نمود . ولی این سکوها بایستی نزدیک زمین قرار گیرند تا عملیات حذف جوانه ها ، محلول پاشی و برداشت امکان پذیر باشد ، میخک را نیز به علت حساسیت به بیماری پژمردگی باکتریایی برروی سکوهای کوتاه پرورش می دهند .
ضد عفونی کردن خاک سکوها راحت تر و موفقیت آمیز تر از بسترهای زمینی است . بسترهای زمینی باید به گونه ای باشند که خاک اطراف ریشه را از قسمتهای دیگر مجزا کنند . بتون برای بسترهای زمینی مناسب است .

تجهیزات و ادوات مورد نیاز در گلخانه ها


از تجهیزات و ادوات مورد نیاز گلخانه میتوان به سیستم گرمایشی, سرمایشی, ژنراتور و....... اشاره نمود.
الف- انواع سیستم گرمایشی:
1-سیستم مرکزی:سیستم شوفاژ(برای گلخانه های بالای 4/.هکتار) در این سیستم از بخار آب یا آب داغ استفاده می شود.
2-سیستم موضعی: بخ


کشت هیروپونیک

سیر تکاملی

از زمانی که Gericke در سال 1929 امکان کشت تعدادی از نباتات را بدون استفاده از خاک تا مرحله تکامل و باردهی آنان به ثبوت رساند تا امروز که در نقاط مختلف جهان تولید با روش آب‌کشت به صورت تجارتی معمول گردیده، 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 درب آن یک ورق توری قرار داشت. روی توری بستر بذور و زیر آن مقداری فضای خالی و بعد از فضای خالی محلول غذایی در کف محفظه واقع می‌شد.

نبات پس از سبز شدن در بستر بذر که از جنس سنگریزه یا ماده دیگری غیر از خاک بود ریشه خود را از سوراخهای توری عبور داده و ریشه پس از طی فضای خالی زیر توری خود را به محلول غذایی می‌رساند. با پاشیدن آب یا محلول غذایی روی بستر بذر ، رطوبت برای رشد بذر و جلوگیری از خشک شدن آن قسمتریشه که داخل محلول غذایی قرار نداشت، تامین می‌گردد. به علاوه با تبخیر مختصری که از سطح محلول غذایی و یا در اثر محلول‌پاشی از بالای توری حاصل می‌شد درصد رطوبت فضای زیر توری تا سطح محلول غذایی را بالا نگه داشته و از خشک شدن ریشه‌های واقع در این قسمت جلوگیری می‌گردید. ضمنا این ریشه‌ها حداکثر دسترسی به هوا را داشتند.

با این روش Gericke تضاد مکانیسم آب و هوا را در محیط رشد ریشه به شکلی از بین برد اما این روش برای تولید تجارتی راه حل مناسبی ارائه نمی‌داد و چند نقص کلی و عمده داشت. یکی اینکه طبیعت این نباتات اقتضا نمی‌کرد که ریشه آنها در هوا آویزان باشد بلکه برعکس نیاز به اتکا داشتند. و دیگر مشکل اینکه در طوقه ریشه گیاهان حساس پوسیدگی ایجاد شد. ولی در هر حال با تلاش شبانه روزی دانشمتدان و محققان ، امروز مطالعه و تحقیق و کسب تجربه در این زمینه به حدی توسعه یافته و مورد توجه قرار گرفته است که آینده کار برد روش آب‌کشت را خیلی روشن جلوه می‌دهد. در حال حاضر تولید تجارتی محصولات با روش آبکشت در آمریکا ، ژاپن ، اروپا و هندوستان رو به افزایش بوده و در سایر نقاط دنیا در حال پیشرفت است. بدون تردید کشور ما نیز دور از این تکنولوژی قرار نخواهد گرفت. 

انواع روشها

کشت مستقیم در محلول غیر متحرک

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

کشت در مه

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

کشت در ماده جامد با مدار باز از نظر محلول غذایی

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

روش کشت در ماده جامد با مدار بسته از نظر محلول غذایی

در این سیستم کشت در حوضچه‌های متصل به مخزنهایی صورت می‌گیرد که بوسیله بتن یا استفاده از مواد دیگر ساخته شده است. محلول غذایی از مخزن مربوط بوسیله پمپ وارد حوضچه شده و سطح ارتفاع آن در حوضچه بالا آمده و مجددا بوسیله پمپ تخلیه گردیده و به مخزن مربوطه برمی‌گردد. این عمل بر حسب نیاز نبات به آب و غذا چند بار در روز تکرار می‌گردد.

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


موارد استفاده

  • محدودیت اراضی
  • تولید برخی محصولات خاص
  • تولید محصول در غیر فصل طبیعی

مزایا

  • کنترل محیط از نظر عناصر غذایی
  • یکی از مزیت‌هایی که در ارتباط با تغذیه گیاه در کشت بدون خاک مطرح بوده کنترل محیط از نظر عناصر غذایی است. فرمول محلول غذایی تهیه شده قابل دسترسی است. به عبارت دیگر می‌توان هر ماده‌ای با هر نوع غلظتی تهیه و در محلول قرار داد. نسبت بین یون‌ها را به خوبی می‌توان حفظ کرد. مثلا می‌توان در محلولی نسبت یون آمونیوم بهنیترژون را تنظیم کرد. ولی در محیط خاک این مسأله قابل کنترل نیست.

معایب

  • مشکل تهویه
  • عدم وجود خاصیت تامپونی
  • سرمایه‌گذاری زیاد اولیه
در سیستم‌های بدون کشت می‌توان از طریق تعویض محلول غذایی و تهویه مصنوعی تهویه را تأمین کرد. در خاک خاصیت بافری یا تامپونی برای عناصر غذایی وجود دارد ولی در محلول‌های غذایی این مشکل وجود ندارد. مسأله دیگر در کشت بدون خاک سرمایه‌گذاری اولیه برای گیاه می‌باشد. معمولا هیدروپون‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری دارند که ممکن است برای هر نوع محصولی این مساله اقتصادی نباشد. 

مواد غذایی مورد نیاز در کشت هیدروپونیک

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

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

کشت هیدروپونیک :

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 .

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 .

اهداف کشت هیدروپونیک :

1- تولید میوه و سبزی تازه در زمینهای خشک، سنگی، باتلاقی و زمینهایی که به هر دلیل غیر قابل کشت هستند.                                                                                                                                                            
2-بهرهبرداری از اماکن متروکه مثل انبار، گاراژ و غیره
                                                                                                 
3- کشت گیاهان علوفه ای بطور متوالی برای واحدهای کوچک دامداری
                                                                         
4- صرفه جویی قابل ملاحضه در مصرف آب در مناطق که آب کمیاب است.
   

5 - بازده بیشتر در تولید سبزیجات و گلهای خارج از فصل درگلخانه                                                                                  
6-سهولتپیش بینی میزان عملکرد                                                                                                                       
 7- کیفیت بهتر محصولات                                                                                                                                      
                   8- کاهش میزان ابتلا به بیماریهای ارگانیک و انگلی گیاهان
   

9-  کاهش هزینه نیروی انسانی به علت حذف عملیاتی که به خاک مربوط می شود.                

در زیر انواعی از کشت های هیدروپونیک توضیح داده می شوند : 

کشت آبی یا مایع : 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 : 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 : 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 : ریشه گیاه در ورمی کولیت که با موادی معدنی مخلوط شده است قرار دارد

کشت در پشم سنگ : ریشه گیاه در داخل پشم سنگ و مواد معدنی که خصوصیاتی شبیه به پشم سنگ دارند قرار می گیرد

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 .

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 دوستان 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 .

10- امکان کشت مداوم یک گیاه معین در یک زمین ثابت بدون اینکه احتیاج به آیش باشد.                   11- سهولت کشت گیاهان زینتی آپارتمانی چه در منزل و چه در گلخانه به علت یکی شدن عمل      آبیاری و کود دهی و همچنین به علت کاهش فضای لازم                                 

چگونه نیاز غذایی هر گیاه را به دست می آورند :

دانشمندان با سوزاندن گیاه و وزن کردن خاکستر آن و همچنین با استفاده از تجربیات زراعی خود می توانند میزان تقریبی نیاز گیاه به عناصر معدنی را تخمین بزنند . مثلا گیاهان جالیزی برای رشد خود نیاز به پتاس زیادی دارند و گیاهان زینتی و سبزیجات به ازت بیشتری نیاز دارند و گیاهان دانه دار فسفر بیشتری در خود ذخیره می کنند . علاوه بر آن گیاهان لیفی مانند کنف به کمک فسفر تنومندتر می گردند . خاکستر گیاهان همیشه حاوی درصد زیادی از عناصر یا عناصر اولیه، پتاسیم، کلسیم، منیزی، فسفر ، گوگرد و آهن است که جزیی از ترکیب ماده آلی به شمار می روند . بعضی از عناصر مثل فسفر و گوگرد جزیی از ساختمان سلول هستند. منیزیم در ساختمان سبزینه موجود است. بر ، مس، منگنز و روی به مقدار بسیار کم در گیاه موجوند و عناصر کمیاب یا میکروالمنت نام دارند. 
در یک محلول مناسب غذایی باید نسبت به عناصر مختلف با در نظر گرفتن احتیاجات هر گیاه و مراحل مختلف زندگی آنان تعیین می شود. که در این محاسبات باید شرایط محیطی را نیز به حساب آورد و چون تاثیر فزاینده یا کاهنده ای بر احتیاجات دارند.

استفاده از کشت هیدروپونیک : امروزه برخی کشورها همانند آمریکا ، فرانسه ، کانادا ، آفریقای جنوبی ، هلند ، ژاپن ، استرالیا ، آلمان در زمینه های مختلف کشت هیدروپونیک فعالیت های زیادی انجام می دهند . در ایران کشت هایدروپونیک محصولات سبزی، صیفی و برخی میوه ها مانند توت فرنگی رونق قابل توجهی نیافته است. اما در برخی از نقاط ایران مانند شهرهای هشتگرد کرج، کرمانشاه، تهران و جزیره کیش تولید محصولات باغی به روش کشت هیدروپونیک و به صورت تجاری گسترش یافته است.کشت بدون خاک شامل انواعی از روشهای غیر متعارٿ 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 استٿاده شد و 
مترادٿ 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 ٿلسطین اشغالی 
استٿاده 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 : ریشه گیاه به طور مداوم در محلول غذایی 
قرار دارد و گیاه از قسمت طوقه ( حد ٿاصل 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 : ریشه گیاهان در موادی که قطری بیشتر از 3 
میلی متر دارند قرار گرٿته مثل سنگ خارا و گدازه آتشٿشانی 
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 مصرٿی 
گیاه در هنگام آبیاری اضاٿه شده است ) 
کشت در هوا : در این روش ریشه گیاهان در محیطی قرار گرٿته 
که به وسیله قطراتی آب که حاوی مواد غذایی لازم است اشباع 
شده است . این روش به تجهیزات پیشرٿته نیاز دارد . 
کشت در ورمی کولیت : ریشه گیاه در ورمی کولیت که با موادی 
معدنی مخلوط شده است قرار دارد 
کشت در پشم سنگ : ریشه گیاه در داخل پشم سنگ و مواد معدنی 
که خصوصیاتی شبیه به پشم سنگ دارند قرار می گیرد . 
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 اطراٿ ریشه هم شامل کمپوست یا پیت یا خاک اره 
و ... می باشد . 
به طور کلی کشت بدون خاک از دو سیستم پیروی می کند :
1- سیستم باز : محلول غذایی مججد استٿاده نشده مثل کشت 
در پشم سنگ و کشت کیسه ای و کشت در سنگریزه 
2- سیستم بسته : محلول غذایی مجدد مورد استٿاده قرار می 
گیرد و به عبارت دیگر محلول در یک چرخه قرار دارد و به آن 
ٿقط مواد غذایی که کاهش می یابند و آب اضاٿه 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 یاٿته است را به 
محلول اضاٿه 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- مصرٿ 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 عٿونی کردن محیط رشد بسیار شده و کم 
هزینه است در حالی که ضد عٿونی 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 استٿاده کرد 
. 
6- در این روش محصول بسیار بیشتر و کیٿیت عالی داشته چون 
مواد غذایی به راحتی در اختیار گیاه قرار داشته است پس در 
حقیقت کیٿیت و کمیت محصول در واحد سطح اٿزایش 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 اٿرادی 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- دٿع ضایعاتی مثل پشم سنگ که به عنوان محیط رشد هستند 
هم مشکل است . 
به طور کلی دوستان 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

عملیات بیومکانیکی حوزه آبخیز

عملیات بیومکانیک به تلفیقی از عملیات مکانیکی و بیولوژیک اطلاق می گردد. در حقیقت نقش باز دارنده و  کوتاه مدت جلوگیری از فرسایش خاک به عملیات مکانیکی و نقش تثبیت دراز مدت آن به عملیات بیولوژیک واگذار شده است. به سخن دیگر کار مکانیکی مقدمه و بستر کار بیولوژیک قرار گرفته و کار بیولوژیک کامل کننده ... 

 

ادامه مطلب ...