معرفی انواع سیستم‌های هیدروپونیکی

سیستم‌های مختلفی برای کشت‌های هیدروپونیک ابداع شده و با توجه به شرایط مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر کدام از سیستم‌های هیدروپونیک از نظر اجراء دارای معایب و مزایایی می‌باشند. در اینجا اطلاعات مختصری درباره سیستم‌های هیدروپونیک ارائه می‌کنیم.

سیستم هیدروپونیک: آبیاری فتیله‌ای Wick Watering

این سیستم یک سیستم هیدروپونیک ساده و ناکنش‌ور (passive) است. سیستم فتیله‌ای نیازمند هیچ انرژی و قطعه متحرکی نیست. گیاه در بستری کشت می‌شود که در آن نیاز غذایی گیاه با استفاده از کارکرد موئینگی فتیله، از محلول مواد مغذی تأمین می‌شود.

تأمین غذای مورد نیاز گیاهان با استفاده از فتیله به اندازه دیگر سیستم‌های هیدروپونیکی کارآمد نیست. این امکان وجود دارد که مسیر فتیله توسط رسوبات مواد معدنی مسدود شود. عیب این نوع سیستم آن است که در آن هیچ اکسیژن اضافی‌ و بیشتری در دسترس ریشه‌ها قرار داده نمی‌شود. این سیستم از نظر فنی سیستمی ساده است اما رشد گیاه در این نوع سیستم در مقایسه با سایر سیستم‌های کنش‌ور (active) هیدروپونیکی کندتر است.

سیستم هیدروپونیک: سیستم‌های فروکشند (Ebb) و برکشند (Flood)

در سیستم‌های فروکشند و برکشند از یک پمپ استفاده می‌شود که سطح گیاه را با محلول مواد مغذی، مغروق (برکشندشده) می‌کند. گیاهانی که در گلدان‌های مشبکی قرار داده می‌شوند که با بستری خاکی پر شده‌اند، مقدار مورد نیاز خودشان از محلول مواد مغذی را از طریق سیستم می‌گیرند. پس از خاموش کردن پمپ، محلول مواد مغذی مازاد از طریق یک سرریز به مخزن برمی‌گردد. پسماندی از محلول مواد مغذی در محفظه فوقانی باقی می‌ماند تا در صورت خرابی پمپ میزان آسیب‌پذیری سیستم کم‌تر شود.

با بالا و پایین بردن سطح مایع، اکسیژن‌رسانی به‌ویژه در ناحیه ریشه به صورت مکرر انجام می‌شود که انجام این کار باعث رشد بسیار خوب گیاه می‌شود. با استفاده از یک زمان‌سنج، می‌توان ریتم فروکشند و برکشند را به بهترین نحو ممکن با سطح نیاز گیاهان کشت‌شده هماهنگ کرد. این سیستم سیستمی ساده است و به مراقبت کمی نیاز دارد.

سیستم هیدروپونیک: تکنیک فیلم مواد مغذی NFT (Nutrient Film Technique)

NFT یا سیستم‌های تکنیک فیلم مواد مغذی به‌عنوان سیستم‌هایی با جریانی دائمی از مواد مغذی به صورت یک «فیلم» نازک در اطراف ریشه شناخته می‌شوند. یک دستگاه پمپ، محلول مواد مغذی را بر روی صفحه‌ای شیب‌دار (به عنوان مثال یک لوله) که ریشه‌های گیاه بر روی آن قرار دارند انتقال می‌دهد. در این نوع سیستم، ریشه‌های گیاه‌ به صورت پیوسته و مستمر آبیاری شده و از نظر مواد مغذی تأمین می‌شوند. مداوم‌بودن جریان باعث جلوگیری از تجمع مواد مغذی می‌شود.

به‌دلیل نوع ویژه ساخت سیستم‌های NFT، معمولاً اکسیژن از طریق سیستم‌های ناودانی یا گردابه‌ای به داخل محلول مواد مغذی وارد می‌شود. در بیشتر موارد از هیچ بستر خاکی استفاده نمی‌شود، بنابراین ریشه‌ها بدون هیچ مانعی به مواد مغذی و اکسیژن دسترسی داشته و می‌توانند به سرعت رشد کنند.

سیستم هیدروپونیک: کشت در آب عمیق DWC (Deep Water Culture)

در سیستم‌های کشت در آب عمیق، گیاهانی که ریشه آن‌ها به‌خوبی شکل گرفته است، در داخل گلدان‌هایی مشبک قرار داده می‌شوند که خود مانند یک قایق مسطح الواری بر روی صفحه‌ای شناور در یک مخزن مایع قرار دارند. برای تثبیت گیاه، ممکن است گلدان مشبک با بستری خاکی نظیر گوی‌های رسی10 پر شود. ریشه‌ها مستقیماً در محلول مواد مغذی به حالت معلق درمی‌آیند که در این حالت اکسیژن‌‌گیری آن‌ها بسیار خوب خواهد بود. این کار با استفاده از یک پمپ هوا و سنگ‌های هوادهی انجام می‌شود و در آن حباب‌های بسیار ریز هوا را وارد آب می‌کنند.

از آنجا که محلول مواد مغذی غنی از اکسیژن، پیوسته در اختیار ریشه‌ها قرار داده می‌شود، رشد گیاهان به‌صورتی بسیار سریع و پرانرژی اتفاق می‌افتد. این سیستم سیستمی ساده و ایمن است و حتی در صورت بروز قطعی برق، هیچ اتفاقی برای گیاهان نمی‌افتد. با توجه به بزرگ‌بودن مخزن آب، می‌توانید سیستم را برای چند روز بدون هیچ‌گونه نگرانی در رابطه با آن به حال خود رها کنید.

در سیستم آب عمیق، می‌توان گیاهان را بر روی بستری شبیه به قایق مسطح الواری نشانده و روی محلول مواد مغذی شناور کرد.

سیستم هیدروپونیک: تکنیک (فن) جریان عمیقDFT (Deep Flow Technique)

تکنیک جریان عمیق نوعی تکنیک NFT است که به آن تکنیک جریان مغذی نیز گفته می‌شود. در این تکنیک، به‌جای فیلم نازکی از مواد مغذی، گیاهان در محلولی با غلظت بالا از مواد مغذی با عمق حدود 4 سانتی‌متر احاطه می‌شوند. دستورالعمل پایه این تکنیک نیز همانند روش‌های دیگر است. عملکرد این نوع سیستم همراه با بازگردش سیال است.

تکنیک جریان عمیق، این نوع سیستم هیدروپونیک را ایمن تر می‌کند. زیرا در صورت خرابی پمپ نیز باز ریشه‌ها از نظر مواد مغذی تأمین می‌شوند. با این حال اغلب از این روش استفاده نمی‌شود، زیرا به‌ویژه در سیستم‌های طویل‌تر و یا بزرگ‌تر، میزان اکسیژن‌رسانی به گیاهان متفاوت است و این امر منجر به رشد نامتوازن گیاهان می‌شود.

سیستم هیدروپونیک: آبیاری قطره‌ای Drip Irrigation

محلول مواد مغذی از طریق یک خط آب‌‌چکان (drip line) بر روی بستر خاکی اطراف گیاهان چکانده می‌شود. محلول مواد مغذی در اطراف ریشه‌ها جریان می‌یابد و بنابراین مواد مغذی مستقیماً در اختیار ریشه‌ها قرار داده می‌شود. سیال اضافی تخلیه شده و اکسیژن را به ناحیه ریشه می‌کشد که این کار برای رشد و نمو گیاه مهم است.

سیستم تخلیه از غرقاب‌شدن آبیاری جلوگیری می‌کند و این امر برای رشد ریشه‌ها خوب و سودمند است. به‌دلیل تناوب قابل انعطاف آبیاری، جذب خوب و مناسبی از سیال محقق شده و این امر منجر به بازدهی و ثمرهی بالا می‌شود.

سیستم غیر بازگردشی:

در کشت‌های صنعتی، اغلب برای دستیابی به عملکرد مطلوب از سیستم‌های غیر بازیابی استفاده می‌شود. محلولی تازه و با توازنی یکسان از مواد مغذی همواره در اختیار گیاهان قرار داده می‌شود. با توجه به دلایلی نظیر جلوگیری از پخش‌شدن عوامل بیماری‌زا، هیچ چیز به گردش درآورده نمی‌شود. با این حال در این فرآیند آب بسیار بیشتری مصرف شده و مواد مغذی اتلاف می‌شود.

سیستم بازگردشی:

محلول مواد مغذی جمع‌آوری شده و از طریق پمپ به گیاهان بازگردانده می‌شود. با انجام این کار، مصرف منابع بسیار کم‌تر ‌می‌شود. تناوب پاشش متناسب با نیاز گیاهان تنظیم شده و با استفاده از یک زمان‌سنج (تایمر) کنترل می‌شود.

سیستم هیدروپونیک: آبیاری قطره‌ای، غیر بازگردشی

سیستم هیدروپونیک: سیستم قطره‌ای- آبیاری قطره‌ای، بازگردشی

سیستم هیدروپونیک: آیروپونیک (هواکشت) Aeroponic - ریشه‌ها از طریق نازل‌های آب تحت پاشش یا مه‌زنی (افشان ریز و آهسته) قرار می‌گیرند.

در یک سیستم کشاورزی آیروپونیک، ریشه‌های قلمه‌ها یا گیاهان نه به حالت معلق در سیال، بلکه در مهی (افشان‌ ریز و آهسته‌ای) از محلول مواد مغذی قرار می‌گیرند. گیاهان را با گلدان‌های مشبک در محفظه‌ای به حالت معلق قرار می‌دهند كه در آن محفظه ریشه‌ها از طریق نازل‌های آب و یا نازل‌های مه (افشان ریز و آهسته) تحت پاشش یا مه‌زنی محلول مواد مغذی قرار می‌گیرند.

سیستم‌های آیروپونیک (هواکشت) منابع مورد نیاز ریشه‌ها را با هر آنچه که برای رشد نیاز دارند فراهم می‌کنند. چنین سیستم‌هایی بسیار کارآمد عمل کرده و شرایط رشد حداکثری گیاه را فراهم می‌کنند. با این حال در این نوع از سیستم‌ها، به دلیل فشار زیاد آب در نازل‌ها یا مه‌پاش‌های (نبولایزرهای nebulizers) مورد استفاده، پیچیدگی فنی زیاد است. علاوه بر این برای جلوگیری از گرفتگی نازل‌ها باید تدابیری فنی اتخاذ و اجرا شود. عیب این نوع سیستم‌ها در آن است که ریشه‌های آزاد معلق نمی‌توانند در برابر خرابی مه‌پاش‌ها (نبولایزرها) مدت‌زمانی طولانی تاب بیاورند.

سیستم هیدروپونیک: آکواپونیک Aquaponics -  پرورش گیاهان و ماهیان

آکواپونیک اصطلاحی است که از ترکیب آبزی‌پروری Aquaculture (پرورش ماهی) و هیدروپونیک (پرورش گیاه) حاصل شده است. بنابراین در این روش، دو سیستم پرورشی با هم ترکیب می‌شوند. در این روش از فضولات ماهیان برای تأمین مواد مغذی گیاهان استفاده می‌شود. این مواد بازیافت شده و به عنوان کود استفاده می‌شوند.

تبدیل مواد فضولات ماهیان به مواد مغذی مناسب برای گیاهان با کمک میکروارگانیسم‌ها (ریزجانداران) انجام می‌شود. در عین حال در این روش برای آن‌که بتوان آب را به مخزن نگهداری ماهیان برگرداند و شرایط زیست خوبی برای آن‌ها فراهم کرد، کار تمیز‌سازی آب نیز انجام می‌شود. انجام این کار باعث ایجاد چرخه‌ای با وضعیت برد- برد برای ماهیان و گیاهان می‌شود. علاوه بر پرورش سبزیجات سالادی و سبزیجات دیگر، ماهیان به عنوان منابع غذایی پرورش داده می‌شوند یا این‌که حوضچه‌ها با کمک ماهیان زینتی تمیز نگه‌داشته می‌شوند.