آبکشت یا هایدروپونیک

مقدمه :
آبکشت یا هایدروپونیک روش نوینی برای پرورش گیاهان است که در آن خاک زراعی بکار نمی رود. پایه و اساس این تکنیک عبارت است از تغذیه گیاه در محلولی که کلیه عناصر غذایی لازم و اساسی گیاه در آن وجود دارد. ریشه گیاه ممکن است یا مستقیما در محلول غذایی یا در بستری از مواد خنثی که آغشته به محلول غذایی است قرار گیرد.
فن کشت بدون خاک عناوین مختلفی دارد، آبکشت یا هایدروپونیک، هوا کشت معلق، کشت در مایع یا هایدروکالچر، آبکشت به معنای عام خود شامل همه روشهایی است که در آنها از خاک استفاده نمی شود و آب در یک زمان هم منبع مواد غذایی و هم وسیله انتقال آن به گیاه بشمار می رود و باین ترتیب همه عناوین فوق را در بر می گیرد. لفظ هایدروپونیک در اصل از کلمه یونانی (پونس) به معنای (کار) مشتق شده است و به معنای چیزی است که با آب کار می کند و در فارسی اصطلاحات آبکشت خوانده می شود. ولی در عمل، آبکشت اختصاصا به یکی از روشهای کشت بدون خاک گفته می شود که در آن گیاهان در بستری از مواد خنثی که آغشته به محلول غذایی است پرورش می یابند در حالیکه بستر به زمین متکی است.
● هدفها و امکانات گوناگون کاربرد آبکشت (مزایا):
۱) تولید میوه و سبزی تازه در زمینهای خشک، سنگی، باتلاقی و زمینهایی که به هر دلیل غیر قابل کشت هستند.
۲) بهره برداری از اماکن متروکه مثل انبار، گاراژ و غیره
۳) کشت گیاهان علوفه ای بطور متوالی برای واحدهای کوچک دامداری
۴) صرفه جویی قابل ملاحضه در مصرف آب در مناطق که آب کمیاب است.
۵) بازده بیشتر در تولید سبزیجات و گلهای خارج از فصل در گلخانه
۶) سهولت پیش بینی میزان عملکرد
۷) کیفیت بهتر محصولات
۸) کاهش میزان ابتلا به بیماریهای ارگانیک و انگلی گیاهان
۹) کاهش هزینه نیروی انسانی به علت حذف عملیاتی که به خاک مربوط می شود.
۱۰) امکان کشت مداوم یک گیاه معین در یک زمین ثابت بدون اینکه احتیاج به آیش باشد.
۱۱) 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
● معایب آبکشت:
۱) هزینه سرمایه گذاری در روش آبکشت بیشتر از کشت گلخانه ای معمولی است. این هزینه اضافی به احداث حوضچه ها، کانالها و استفاده از پمپ مربوط می شود.
۲) هزینه برقی که مصرف به کار انداختن تاسیسات می شود بیشتر است.
۳) ضرورت کمک گرفتن از تکنسینهای که قادر به تهیه محلول غذایی، تجزیه و ترکیب و بازسازی آن باشد و یا به جای آن هزینه تجزیه و ترکیب مواد در آزمایشگاه، که در این صورت وجود آزمایشگاه در جوار تاسیسات آبکشت ضروری است چه اگر محلول مرتبا باید کنترل شود.
● احتیاجات غذایی گیاه:
دانشمندان توانسته اند با سوزاندن گیاه و توزین خاکستر آنها و به یاری تجربیات زراعی میزان متوسط احتیاجات گیاهان را به عناصر معدنی تعیین کنند. اهمیت این امر وقتی معلوم می شود که بخواهیم عناصر غذایی را به مقدار و درصد معین در اختیار گیاه بگذاریم بخصوص در آبکشت که اشتباه را هر چند کوچک نمی توان جبران کرد، زیرا خاک وجود ندارد تا اثر آن را تعدیل کند.
گیاهانی که دارای محلول مشابهند احتیاجات غذایی مشابهی نیز دارند. مثلا گیاهان جالیزی به پتاس زیادتری نیاز دارند. گیاهان سبز اعم از زینتی و سبزیجات احتیاج به ازت بیشتری دارند و گیاهان دانه دار فسفر زیادتری در ترکیب خود دارند و همچنین گیاهان لیفی به کمک فسفر تنومندتر می شوند. 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.
● مواد و روشها:
طرح مورد نظر در اول مهرماه سال ۱۳۸۰ در ایستگاه تحقیقاتی دامپروری شهرستان گلپایگان آغاز شد. این ایستگاه در ۲ کیلومتر شمال شرقی شهرستان گلپایگان در روستای قلعه موتور واقع شده است. این طرح در یک دستگاه هیدروپونیک با مشخصات زیر صورت گرفت:
شامل یک کانتینر با ابعاد محیط کنترل شده ۶/۲*۳*۴ متر با عایق حرارتی و گالوانیزه – حداکثر وزن ۱۵۰۰ کیلوگرم – قابل شستشو و ضد عفونی – ۲۷ متر مربع سطح مفید کشت با یکصد عدد سینی پلی اتیلنی در طبقات با زهکشی گالوانیزه – سیستم آبیاری اتوماتیک بصورت پاششی – مخزن محلول غذایی پلی اتیلنی به ظرفیت ۵۰۰ لیتر
در این طرح گیاه مورد آزمایش جو بود. هدف از انتخاب این گیاه به این دلیل بود که چون این دستگاه در یک محل دامپروری و تحقیقات دامی قرار دارد. لذا تامین علوفه مورد نظر دام یک امر اساسی است. در این آزمایش هیچگونه محلول غذایی استفاده نشد و رشد گیاه متکی به آب تنها بود.
● بحث و نتیجه گیری:
هدف از انجام این آزمایش برآورد ماده خشک گیاه جو در واحد زمان طبق رابطه زیر می باشد:
CGR=W۲-W۱/SA(T۲-T۱)
که طبق این فرمول:SA=سطح بر حسب M^۲
(T۲-T۱): زمان بر حسب روز
W۱: وزن خشک اولیه
W۲: وزن خشک ثانویه
این آزمایش به مدت ۳ ماه انجام گرفت . در مراحل اولیه هدفها بیشتر آشنایی با دستگاه مذکور و طرز کار با آن بود. بعد از آن با یکسری از مشکلات مواجه شدیم که مشکل اصلی آن آلودگی قارچی یا کپک بود. زیرا با وجود ضد عفونی بذر توسط قارچ کش مانکوزب لیکن باز آلودگی مشاهده شد که با کنترل دما، رطوبت، نور آبیاری و تراکم مناسب بذر توانستیم بر مشکل فائق آییم.
در این آزمایش تنظیمات دستگاه به شرح زیر صورت گرفت:
دمای روزانه ۲۰ درجه سانتیگراد و دمای شبانه ۱۵ درجه سانتیگراد
رطوبت ۵۰ درصد
آبیاری :۲۰ ثانیه آبیاری و ۴ ساعت قطع آبیاری
روشنایی: ۱۰ ساعت روشنایی روز و ۱۰ ساعت روشنایی شب
تراکم بذر: ۱کیلوگرم بذر جو در هر عدد سینی
در این آزمایش دوره رشد را ۹ روز در نظر گرفتیم و از روز دوم کاشت شروع به نمونه گیری کردیم. نمونه گیری هر ۲ روز یکبار انجام می گرفت. که در کل در این ۹ روز سه مرحله نمونه گیری داشتیم . که این نمونه ها را داخل آون گذاشته و در دمای ۷۵ درجه سانیگراد به مدت ۴۸ ساعت وزن خشک آن را وزن خشک های که ما طی این ۹ روز به دست آوردیم به شرح زیر می باشد:
روز سوم: ۱/۶ گرم بر متر مربع
روز پنجم:۴/۱۴ گرم بر متر مربع
روز هفتم: ۲/۳۲ گرم بر متر مربع
روز نهم :۴/۳۰ گرم بر متر مربع
CGR۱=۱۴.۴- ۶.۱/۰.۲۷*۲=۱۵.۳ gr /m^۲/day
CGR۲=۲۳.۲- ۱۴.۴/۰.۲۷*۲=۱۶.۲ gr /m^۲/day
CGR۳=۳۰.۴- ۲۳.۲/۰.۲۷*۲=۱۳.۳ gr /m^۲/day
متوسط این سه CGR ۱۴.۹ gr /m^۲/day شد.
در ضمن درصد مادهخشک در روز نهم یا نمونه گیری سوم برابر ۲/۱۱ درصد برآورد شد.
این آزمایشات در چند مرحله که هر مرحله دارای دوره رشد ۹ روز می باشند انجام گرفت.
● پیشنهادات و انتقادات:
دستگاه مورد نظر دارای یکسری معایب به شرح زیر است.
۱) تغییر نازلهای آبیاری و تبدیل آن به صورت مه پاش
۲) تعدیل سیستم روشنایی
۳) تبدیل دستگاه به صورت سیر کوله یا برگشتی جهت جلوگیری و ممانعتاز به هدر رفتن آب و محلول غذایی
۴) معرفی محلول غذایی مناسب و سازگار با گیاهان مختلف و دستگاه
۵) حساسیت دستگاه و لوازم داخلی آن
۶) رعایت نشدن اصول ایمنی و حفاظتی در دستگاه
۷) نداشتن تایمر(Back up) که با رفتن برق موجب به هم خوردن تنظیم سیستم می شود.
منبع:
ستار سلطانی
دکتر ابراهیم زاده، حسن، دی ماه ۱۳۷۳، فیزیولوپی گیاهی(محلول غذایی) – دانشگاه تهران.
مهندس سجادی، عبدالوهاب۱۳۶۲، آبکشت، نشر خود کفایی
مهندس سجادی، عبدالوهاب،۱۳۶۳، نشریه مسائل متفرقه آبکشت

هدفها و امکانات گوناگون کاربرد آبکشت مزایا:
- تولید میوه و سبزی تازه در زمینهای خشک، سنگی، باتلاقی و زمینهایی که به هر دلیل غیر قابل کشت -هستند.
- بهره برداری از اماکن متروکه مثل انبار، گاراژ و غیره.
- کشت گیاهان علوفه ای بطور متوالی برای واحدهای کوچک دامداری.
- صرفه جویی قابل ملاحضه در مصرف آب در مناطق که آب کمیاب است.
- بازده بیشتر در تولید سبزیجات و گلهای خارج از فصل در گلخانه .
- سهولت پیش بینی میزان عملکرد .
- کیفیت بهتر محصولات .
- کاهش میزان ابتلا به بیماریهای ارگانیک و انگلی گیاهان.
- کاهش هزینه نیروی انسانی به علت حذف عملیاتی که به خاک مربوط می شود.
- امکان کشت مداوم یک گیاه معین در یک زمین ثابت بدون اینکه احتیاج به آیش باشد.
- 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.
● معایب آبکشت:
- هزینه سرمایه گذاری در روش آبکشت بیشتر از کشت گلخانه ای معمولی است. این هزینه اضافی به احداث حوضچه ها، کانالها و استفاده از پمپ مربوط می شود.
- هزینه برقی که مصرف به کار انداختن تاسیسات می شود بیشتر است.
- ضرورت کمک گرفتن از تکنسینهای که قادر به تهیه محلول غذایی، تجزیه و ترکیب و بازسازی آن باشد و یا به جای آن هزینه تجزیه و ترکیب مواد در آزمایشگاه، که در این صورت وجود آزمایشگاه در جوار تاسیسات آبکشت ضروری است چه اگر محلول مرتبا باید کنترل شود.
● احتیاجات غذایی گیاه:
دانشمندان توانسته اند با سوزاندن گیاه و توزین خاکستر آنها و به یاری تجربیات زراعی میزان متوسط احتیاجات گیاهان را به عناصر معدنی تعیین کنند. اهمیت این امر وقتی معلوم می شود که بخواهیم عناصر غذایی را به مقدار و درصد معین در اختیار گیاه بگذاریم بخصوص در آبکشت که اشتباه را هر چند کوچک نمی توان جبران کرد، زیرا خاک وجود ندارد تا اثر آن را تعدیل کند.
گیاهانی که دارای محلول مشابهند احتیاجات غذایی مشابهی نیز دارند. مثلا گیاهان جالیزی به پتاس زیادتری نیاز دارند. گیاهان سبز اعم از زینتی و سبزیجات احتیاج به ازت بیشتری دارند و گیاهان دانه دار فسفر زیادتری در ترکیب خود دارند و همچنین گیاهان لیفی به کمک فسفر تنومندتر می شوند. 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.
● مواد و روشها:
طرح مورد نظر در اول مهرماه سال ۱۳۸۰ در ایستگاه تحقیقاتی دامپروری شهرستان گلپایگان آغاز شد. این ایستگاه در ۲ کیلومتر شمال شرقی شهرستان گلپایگان در روستای قلعه موتور واقع شده است. این طرح در یک دستگاه هیدروپونیک با مشخصات زیر صورت گرفت:
شامل یک کانتینر با ابعاد محیط کنترل شده ۶/۲*۳*۴ متر با عایق حرارتی و گالوانیزه – حداکثر وزن ۱۵۰۰ کیلوگرم – قابل شستشو و ضد عفونی – ۲۷ متر مربع سطح مفید کشت با یکصد عدد سینی پلی اتیلنی در طبقات با زهکشی گالوانیزه – سیستم آبیاری اتوماتیک بصورت پاششی – مخزن محلول غذایی پلی اتیلنی به ظرفیت ۵۰۰ لیتر
در این طرح گیاه مورد آزمایش جو بود. هدف از انتخاب این گیاه به این دلیل بود که چون این دستگاه در یک محل دامپروری و تحقیقات دامی قرار دارد. لذا تامین علوفه مورد نظر دام یک امر اساسی است. در این آزمایش هیچگونه محلول غذایی استفاده نشد و رشد گیاه متکی به آب تنها بود.
● بحث و نتیجه گیری:
هدف از انجام این آزمایش برآورد ماده خشک گیاه جو در واحد زمان طبق رابطه زیر می باشد:
CGR=W۲-W۱/SA(T۲-T۱)
که طبق این فرمول:SA=سطح بر حسب M^۲
(T۲-T۱) : زمان بر حسب روز
W۱ : وزن خشک اولیه
W۲ : وزن خشک ثانویه
این آزمایش به مدت ۳ ماه انجام گرفت . در مراحل اولیه هدفها بیشتر آشنایی با دستگاه مذکور و طرز کار با آن بود. بعد از آن با یکسری از مشکلات مواجه شدیم که مشکل اصلی آن آلودگی قارچی یا کپک بود. زیرا با وجود ضد عفونی بذر توسط قارچ کش مانکوزب لیکن باز آلودگی مشاهده شد که با کنترل دما، رطوبت، نور آبیاری و تراکم مناسب بذر توانستیم بر مشکل فائق آییم.
در این آزمایش تنظیمات دستگاه به شرح زیر صورت گرفت:
ـ دمای روزانه ۲۰ درجه سانتیگراد و دمای شبانه ۱۵ درجه سانتیگراد
ـ رطوبت ۵۰ درصد
ـ آبیاری :۲۰ ثانیه آبیاری و ۴ ساعت قطع آبیاری
ـ روشنایی: ۱۰ ساعت روشنایی روز و ۱۰ ساعت روشنایی شب
ـ تراکم بذر: ۱کیلوگرم بذر جو در هر عدد سینی
در این آزمایش دوره رشد را ۹ روز در نظر گرفتیم و از روز دوم کاشت شروع به نمونه گیری کردیم. نمونه گیری هر ۲ روز یکبار انجام می گرفت. که در کل در این ۹ روز سه مرحله نمونه گیری داشتیم . که این نمونه ها را داخل آون گذاشته و در دمای ۷۵ درجه سانیگراد به مدت ۴۸ ساعت وزن خشک آن را وزن خشک های که ما طی این ۹ روز به دست آوردیم به شرح زیر می باشد:
ـ روز سوم: ۱/۶ گرم بر متر مربع
ـ روز پنجم:۴/۱۴ گرم بر متر مربع
ـ روز هفتم: ۲/۳۲ گرم بر متر مربع
ـ روز نهم :۴/۳۰ گرم بر متر مربع
ـ CGR۱=۱۴.۴- ۶.۱/۰.۲۷*۲=۱۵.۳ gr /m^۲/day
ـ CGR۲=۲۳.۲- ۱۴.۴/۰.۲۷*۲=۱۶.۲ gr /m^۲/day
ـ CGR۳=۳۰.۴- ۲۳.۲/۰.۲۷*۲=۱۳.۳ gr /m^۲/day
متوسط این سه CGR ۱۴.۹ gr /m^۲/day شد.
در ضمن درصد مادهخشک در روز نهم یا نمونه گیری سوم برابر ۲/۱۱ درصد برآورد شد.
این آزمایشات در چند مرحله که هر مرحله دارای دوره رشد ۹ روز می باشند انجام گرفت
● پیشنهادات و انتقادات:
دستگاه مورد نظر دارای یکسری معایب به شرح زیر است.
۱) تغییر نازلهای آبیاری و تبدیل آن به صورت مه پاش
۲) تعدیل سیستم روشنایی
۳) تبدیل دستگاه به صورت سیر کوله یا برگشتی جهت جلوگیری و ممانعتاز به هدر رفتن آب و محلول غذایی
۴) معرفی محلول غذایی مناسب و سازگار با گیاهان مختلف و دستگاه
۵) حساسیت دستگاه و لوازم داخلی آن
۶) رعایت نشدن اصول ایمنی و حفاظتی در دستگاه
۷) نداشتن تایمر(Back up) که با رفتن برق موجب به هم خوردن تنظیم سیستم می شود.منبع:
سجاد بدیعی