کشت بدون خاک – بخش اول

کشت بدون خاک – بخش اول

Soilless culture- The first part

سیستم هیدروپونیک یا کاشت در محلول غذایی

Hydroponic systems or planting in nutrient solution

دیرزمانی است که کوشش بر این بوده که گیاهان در محیطی به جز خاک کاشته شوند، تا پرورش گیاهان، جدای از نوع خاک، قابل تکرار باشد، بدون این که لازم باشد هر بار بر اساس نوع خاک، رطوبت و کوددهی تغییر داده شود.

بدین ترتیب که تمامی عناصر را به میزان مورد نیاز گیاهان گوناگون، در اختیار آن ها قرار داد به گونه ای که گیاه بهترین رشد خود را داشته باشد. البته چنین محیطی باید مانند خاک بتواند، هوا، رطوبت و مواد غذایی را به میزان کافی و یکنواخت در اختیار گیاه بگذارد.

کشت بدون خاک قرن‌ها پیش زمانی آغاز شد که در دوران باستان کشاورزان مصر، چین و هند با حل کردن کود دامی در آب برای پرورش خیار، هندوانه و سبزی‌های دیگر در بستر شنی رودخانه‌ها استفاده می‌کردند.

این روش به عنوان کشت بستر رودخانه‌ای نامیده می‌شد. کارهای خوبی در زمینه کشت بدون خاک در قرن چهاردهم انجام شد ولی در دهه ۱۹۴۰ به صورت تجاری توسعه یافت و در دهه ۱۹۶۰ پیشرفت چشمگیری در طراحی انواع سیستم‌ها به وجود آمد.

هم اکنون مزارع زیادی وجود دارد که با سیستم کشت بدون خاک، گیاهان مختلف را پرورش می‌دهند.

در کشت‌های سنتی دسترسی گیاه به عناصر غذایی، به حاصلخیزی خاک، مقدار مواد آلی و معدنی، عوامل محیطی و جمعیت میکروارگانیزم‌های مورد نیاز برای تبدیل فرم آلی عناصر غذایی به معدنی بستگی دارد.

در کشت بدون خاک عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به صورت مواد معدنی که توسط گیاه قابل جذب است، در اختیار ریشه قرار داده می‌شود.

کشت بدون خاک به دو روش صورت می گیرد :

1- در محلول غذایی سیستم هیدروپونیک (Hydroponic )

2-در بستر جامد Sand culture.

– کشت به روش هیدروپونیک :

کلمه هیدروپونیک از ترکیب دو واژه یونانی به معنای آب و پونوس به معنای کار و تلاش ساخته شده است.

این کلمه را اولین بار دکتر گریک استاد یکی از دانشگاه های کالیفرنیا به کار برد. هیدروپونیک روشی برای کشت گیاهان بدون خاک است.

در این روش گیاه در محلول آبی، غنی از مواد مغذی رشد می کند.

با این وجود کشت هیدروپونیک می تواند به عنوان روشی جهت رشد گیاهان، در سایر محیط های متراکم مثل پوست درختان، بدون خاک مورد استفاده قرار بگیرد. در این سیتم هیچ گونه علف هرزی رشد نمیکند و گیاهان حاصل از این روش سالم تر و زودرس تر بوده و فضای کمتری را اشغال می کنند.

کشت به روش هیدروپونیک

آشنایی با کشاورزی به روش هیدروپونیک :

در سال‌هاي اخير استفاده از سيستم کشت هيدروپونيک در گلخانه‌هاي کشور بسيار مورد استقبال قرار گرفته است.

با استفاده از اين روش کشت و با توجه به هزينه های اوليه آن كه معادل ساير روش‌هاي بسترسازي معمول است، مي‌توان راندمان توليد محصول در گلخانه يا زمين مورد نظر را تا 30 درصد افزايش داد و با توجه به ثابت ماندن هزينه‌هاي مربوط به گرمايش و سرمايش و همچنين هزينه‌هاي بسترسازي، ميزان توليد خالص نيز افزايش مي‌يابد.

اين روش قبلاً در کشورهاي ديگر با موفقيت اجرا شده است و براي کشت انواع ميوه و سبزي و حتي گل‌هاي کوچک بسيار مناسب است و با اعمال تغييرات اندکي در نحوه پياده سازي سيستم مي‌تواند تقريباً در هر گلخانه‌اي مورد استفاده قرار گيرد.

از اين روش به دليل کاهش چشمگير مصرف آب مي‌توان در مناطق کم آب کشور نيز استفاده كرد.

کيفيت بالاي محصول توليد شده به جهت قرار گرفتن در ارتفاع و چرخش 360 درجه‌اي و سهولت کار در تمام مراحل کشت از ديگر مزاياي اين روش است.

محیط‌ های کشت هیدروپونیک :

از سال ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰ معمولاً از ماسه استفاده می‌کردند. در واحدهای کوچک هیدروپونیک به‌طورکلی از گرانول یا پشم سنگ استفاده می‌شود.

در سیستم‌های تجاری پریلیت و پشم سنگ بیشتر بکار برده می‌شود.

محیط‌های کشت آلی که امروزه بکار می‌روند عبارت‌اند از پیت موس، پوست کاج، مخلوط پیت موس، پین بارک و مواد آلی از قبیل ورمی کولایت و پرلیت.

در زیر بسترهای کشت در روش هیدروپونیک به طور خلاصه شرح داده شده است :

الف ـ كشت در مواد دانه بندي شده: مواد دانه بندي شده شامل ذراتي كوچك با خاصيت شيميايي خنثي است.

ب ـ كشت در پشم شيشه: پشم شيشه الياف اسفنج مانندي است كه منشاء مواد آن سنگ هاي آتشفشاني است.

ج ـ كشت در آب: در اين روش ريشه ها در تركيب آب با هوا و در داخل آب رشد مي كنند.

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. این کشت بیشتر برای گیاهان زینتی به کار می رود.

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 غذایی 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 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 .علاوه هزینه تاسیسات اولیه به مراتب بیشتر می‌باشد. استفاده از سیستم تغذیه و آبیاری با مدار بسته توصیه و تاکید می‌گردد.

در واقع هيدروپونيك (آبكشت) علم و فن كاشت گياهان بدون خاك است.

ريشه ها در هوا كه بايد بسيار مرطوب نگه داشته شوند، يا در آب كه بايد خوب تهويه شود، يا در برخي مواد جامد غير از خاك كه رطوبت را در خود نگه مي دارد رشد مي كند.

آب موجود در اطراف ريشه ها كه غذا و اكسيژن مورد نياز گياه را تامين مي كند حاوي تركيبات متعادلي از مواد غذايي است.

به طور کلی کشت بدون خاک از دو سیستم پیروی می کند :

1- سیستم باز : محلول غذایی مجدد استفاده نشده مثل کشت در پشم سنگ، 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.

چهار روش برای کشت هیدروپونیک در سیستم بسته عبارتند از:

1- سیستم‌ های جذر و مد  (Ebb and Flow):

قرار دادن گیاهان در یک محیط کشت، محلول غذایی در دوره زمانی معینی از مخزن به محیط کشت پمپ می‌شود، گیاهان به‌وسیله محیط کشت محلول غذایی را جذب می‌کنند، و سپس آب با زهکشی به بیرون می‌رود.

سیستم جذر و مد

– سیستم قطره ‌چکانی  (DripSystem):

مکعب‌ های راک وول محلول غذایی بر اساس یک برنامه زمانی روی محیط کشت چکانده می‌شود. مشروط بر اینکه آب تازه، مواد غذایی و اکسیژن فراهم باشد.

سیستم قطره چکانی

– تکنیک فیلم غذایی (NFT):

ریشه گیاهان در کانال‌ها رشد می‌کنند. نوک ریشه‌ها در معرض هوا و انتهای آنها در معرض محلول غذایی است.

سیستم تکنیک فیلم غذایی

4- سیستم ایستا  (Passive System or Wicking):

در این روش گیاه به صورت آزاد در محلول غذایی قرار دارد. اکسیژن باید در پایین ریشه موجود باشد، که اغلب به وسیله یک پمپ، پمپاژ می‌شود. تلفات آب باید روزانه جبران شود.

سیستم ایستا

سیستم‌های مختلف دیگری از جمله آیروپونیک نیز وجود دارد که در آن ریشه گیاه در محیط معلق است و محلول غذایی به‌ وسیله اسپری بر روی آن پاشیده می‌شود.

نيازهاي شيميايي ريشه يا كل گياه را مي توان با محاسبه دقيق مقدار عناصر محلول غذايي در منطقه ريشه برآورد كرد و تعادل شيميايي محلول را نيز حفظ نمود.

پرورش گياهان به روش هيدروپونيك تا قبل از دكتر گريك صرفاً در حد تحقيقات آزمايشگاهي و يا به صورت موردي در برخي تمدنهاي باستاني مطرح بوده است بدون آنكه درك صحيح و مناسبي از اين روش وجود داشته باشد.

دكتر گريك به تشخيص خود درباره ظرفيت و دامنه توسعه تجاري هيدروپونيك و مشاهداتش در مورد تكنيكهاي آزمايشگاهي به كار گرفته شده باور داشت و بر آن بود كه اين آزمايشها را با هدف توسعه يك حرفه تجاري ادامه دهد.

مزایای کشت بدون خاک را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد :

-افزایش عملکرد

-عدم نیاز به تناوب زراعی

-عدم وجود علف هرز

-رشد سریع گیاه

-تولید محصول یکنواخت

-امکان کشت محصول در مناطقی که به دلیل خاک نامناسب قابل کشت نیست

-افزایش کارایی مصرف آب

-مصرف بهینه کودهای شیمیایی و آلوده نشدن محیط زیست

-تولید محصول بهداشتی

معایب کشت بدون خاک :

هزینه اولیه احداث این سیستم نسبتا بالاست.

نیاز به وجود جریان برق برای تغذیه گیاه الزامی است.

برای تغذیه گیاه به کودهای شیمیایی با خلوص بالا و آب با کیفیت مناسب نیاز است.

محلول غذایی خاصیت تامپونی ندارد، بنابراین کوچکترین اشتباه در تهیه محلول غذایی می‌تواند سبب خسارت جبران ناپذیری گردد.

گزارشات اخير نشان مي دهد كه در حال حاضر بيش از يك ميليون خانواده در امريكا داراي دستگاههاي كشت بدون خاك بوده كه از آن جهت توليد مصرف خانگي استفاده مي شود. فرانسه، كانادا، افريقاي جنوبي، هلند، ژاپن، استراليا، و آلمان از جمله كشورهاي پيشرو در زمينه كشت هيدروپونيك مي باشند.

در ايران كشت هيدروپونيك محصولات سبزي، صيفي و برخي ميوه ها مانند توت فرنگي رونق قابل توجهي نيافته است. اما در برخي از نقاط ايران مانند شهرهاي هشتگرد كرج، كرمانشاه، تهران و جزيره كيش توليد محصولات باغي به روش كشت هيدروپونيك و به صورت تجاري گسترش يافته است.

منابع :

1- ارزانی، ا. ۱۳۸۶. کشت بدون خاک (هیدروپونیک) تجاری و خانگی. انتشارات دانشگاه اصفهان.

2- رضایی زاده .۱۳۸۶. کتاب مدیریت کشت بدون خاک. انتشارات دانشگاه تبریز.

3- خوشخوی، م. 1393. اصول نوین باغبانی. انتشارات دانشگاه شیراز.

گرد آورنده : سپیده مدنی – کارشناس ارشد بیماری شناسی.