شرایط بهینه کشت هیدروپونیک

علم هیدروپونیک یا کشاورزی در آب

اصطلاح هیدروپونیک از واژه‌های یونانی آب (هیدرو Hydro) و کار (پونوس Ponos) گرفته شده است و معنای آن «کار با آب» است.

در یک سامانه هیدروپونیکی، رشد ریشه‌های گیاه نه در خاک، بلکه در آب غنی از مواد مغذی اتفاق می‌افتد. استفاده از دانش هیدروپونیک روش خوبی برای پرورش گیاهان، سبزیجات و رستنی‌ها، چه به‌صورت گلخانه‌ای و چه به‌صورت پرورش در فضای آزاد است.

این روش مزایای بسیاری نسبت به کشت سنتی در خاک داشته و به‌ویژه برای باغبانی شهری در بالکن‌ها، پشت‌بام‌ها یا داخل ساختمان‌ها مناسب است.

گیاهان برای رشد به چه چیزهایی نیاز دارند؟

اصل کشت فعال آبی | دانش هیدروپونیک

در مقایسه با روش کشت در خاک، در این روش گیاهان هر آنچه را که برای رشد لازم دارند از طریق محلولی مغذی به‌دست می‌آورند که مستقیماً در دسترس ریشه‌ها قرار داده می‌شود. در این روش نیازی نیست که مواد مغذی، همراه با ریختن آب در پای گیاهان، از داخل زمین زراعی در آب حل شوند. این امر باعث ذخیره‌شدن انرژی گیاهان نیز می‌شود زیرا به‌سادگی و بی‌واسطه به مواد مغذی دسترسی پیدا می‌کنند. محلول مغذی باید دمای مشخصی داشته و غنی از اکسیژن باشد. چنین سامانه هیدروپونیک کنترل‌پذیری شرایط رشد بهینه گیاهان را فراهم می‌کند، همراه با صرفه‌جویی در مصرف منابع است، حساسیت و وابستگی کمتری به نیروی کار دارد و همچنین بهره‌وری آن به‌میزان قابل ملاحظه‌ای بیشتر از بهره‌وری مربوط به روش کشت در خاک است.

پارامترهای تأثیرگذار در کشت گیاهان هیدروپونیکی

اگر پیشینه مطالعاتی مربوط به کشت گیاهان را با دقت بیشتری مطالعه کنید، صرف نظر از روش کشت، موضوع بسیار پیچیده و گیج‌کننده به نظر می‌رسد. این موضوع به‌خصوص قطعاً در کشت تجاری صادق است.

درک روابط اساسی و عوامل مؤثر بر رفتار مربوط به رشد گیاهان و استفاده از سامانه‌های موجود برای کشت هیدروپونیک گیاهان، باعث آسان‌تر‌شدن و عملی‌تر‌شدن کار کشت برای همه اشخاص می‌شود. موفقیت به سرعت مشهود خواهد بود.

نور- حداقل ۸ تا ۱۰ ساعت در روز

در کشت هیدروپونیک نیز وجود نور برای رشد گیاهان ضروری است. حالت ایده‌آل هنگامی اتفاق می‌افتد که نور خورشید در دسترس باشد. در غیر این صورت، می‌توانید از لامپ‌های رشد کم‌مصرف و پرتوان LED (ال ای دی) کمک بگیرید. برای این منظور، LEDهای مخصوص کشت گیاهی با دامنه‌های بهینه طول موج در دسترس هستند.

اکسیژن (O₂)

گیاهان برای رشد به اکسیژن موجود در ریزوم‌های (ساقه‌های زیرزمینی ریشه‌مانند) خود نیاز دارند. وجود مقدار زیادی از اکسیژن محلول در آب باعث بهبود جذب کودها به داخل گیاه می‌شود. در صورتی که اکسیژن کافی وجود داشته باشد، می‌توان در عین حفظ سرعت رشد گیاهان، میزان مواد مغذی را کاهش داد.

آب/ مواد مغذی- هدایت الکتریکی EC

آب عنصری مهم برای رشد گیاه است و رطوبت لازم برای فرآیندهای متابولیکی در گیاه را فراهم می‌کند. همچنین آب حامل مواد مغذی و حاوی اکسیژن محلول است. از خصوصیات مهم آب می‌توان به سختی، مقدار نمک، مقدار pH و میزان قلیایی‌بودن آن اشاره کرد. نسبت مواد معدنی محلول از طریق اندازه‌گیری هدایت الکتریکی (EC) بررسی شده و برحسب μS/cm و یا گاهی برحسب mS/cm (1000 μS/cm = 1 mS/cm) بیان می‌شود.

انتخاب مناسب مواد مغذی و دوز مناسب آن اهمیت زیادی دارد. به‌منظور اجتناب از کود‌دهی بیش از اندازه کم یا زیاد، میزان مواد مغذی از طریق اندازه‌گیری هدایت الکتریکی (EC) بررسی می‌شود. هرچه میزان نمک بیشتر باشد، هدایت الکتریکی نیز بالاتر خواهد بود.

آب نرم- حدود 0 تا µS/cm 140

آب سخت- بیشتر از µS/cm 840

بسته به سختی، آب از پیش حاوی مقدار مشخصی از مواد مغذی محلول است. با استفاده از کودهای هیدروپونیک، آن دسته از مواد مغذی که از پیش در آب وجود ندارند به آن افزوده می‌شوند. در آغاز رشد و در مرحله نهایی آن، گیاه به مواد مغذی کمتری نیاز دارد.

هدایت الکتریکی بین حدود ۱۰۰۰ تا µS/cm ۲۰۰۰، تقریباً تمامی نیازها را پوشش می‌دهد. به‌عنوان یک دستورالعمل میانه​​، هدایت الکتریکی μS/cm ۱۵۰۰ را به عنوان یک مقدار عملکردی (مقادیر تجربی) در نظر می‌گیریم. با این حال، رصد و پایش وضعیت گیاهان نیز همواره مهم است.

تولیدکنندگان کودهای هیدروپونیک، بسته به مرحله رشد گیاه، اطلاعات مربوط به میزان دوز و مقادیر هدایت الکتریکی در اختیار خریداران قرار می‌دهند.

دی اکسید کربن CO₂

CO₂ ترکیب و جزء مهمی در فرآیند رشد گیاهان است. جذب و فرآورش CO₂ تحت اثر نور در فرآِیند فتوسنتز برای گیاه سودمند است. گاز اکسیژن (O₂) که وجود آن برای انسان از اهمیت برخوردار است آزاد می‌شود.

تبادل گاز در منافذ تنفسی و عمدتاً در بخش‌ زیرین برگ‌ها انجام می‌شود. در صورتی که هوا بیش از اندازه گرم باشد یا ریشه‌های گیاه بیش از اندازه خشک باشند، این منافذ تنفسی بسته می‌شوند و سوخت‌وساز (متابولیسم) گیاهان کند می‌شود. این وضعیت همان جایی است که سیستم‌های کشت هیدروپونیک مزایای خود را نشان می‌دهند. در این نوع سیستم‌ها، از آنجایی که ناحیه ریشه گیاه همواره از نظر آب تأمین می‌شود، سوخت‌وساز (متابولیسم) گیاه کند نمی‌شود. در صورتی که CO₂ کافی در دسترس باشد، گیاهان می‌توانند بدون هیچ مانعی رشد کنند.

دمای ۱۸ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد

دما تنها تا حدودی می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد. دانستن تأثیر دما بر فرآیندهای رشد مهم است. با افزایش دمای آب، میزان اکسیژن محلول کاهش می‌یابد و در تغییر از دمای صفر تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد میزان اکسیژن محلول در آب نصف می‌شود. همزمان با افزایش دما، فعالیت متابولیکی نیز افزایش می‌یابد و گیاهان در واقع به اکسیژن بیشتری احتیاج پیدا می‌کنند.

شرایط رشد مطلوب در بازه دمایی ۱۸ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد وجود دارد، اما در پایین‌تر یا بالاتر از این دما نیز رشد گیاه اتفاق می‌افتد. این موضوع در رابطه با آب و همچنین آب و هوای اقلیمی محیط نیز صادق است.

مقدار pH برای هیدروپونیک- pH تقریبی ۶٫۵

میزان اسیدیته (مقدار pH) آب بر روی تأمین مواد مغذی برای گیاهان اثرگذار است. در بازه pH ۵٫۵ تا ۶٫۵، مستقل از روش کشت، متنوع‌ترین مواد مغذی می‌توانند به بهترین وجه توسط ریشه‌ها جذب شوند. برای ایجاد شرایطی مطلوب برای رشد گیاهان، مقدار pH باید اندازه‌گیری و تنظیم شود.

فتوسنتز

در فتوسنتز، از طریق استفاده از انرژی نور، مولکول‌های زیستی پرانرژی (کربوهیدرات‌ها) از موادی کم‌انرژی (H₂O و CO₂) تولید می‌شوند. تحقق این امر مستلزم وجود رنگینه‌های جاذب نوری مانند کلروفیل است که کار تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی مورد نیاز برای این فرایند تبدیل را انجام می‌دهند.