گلخانه هیدروپونیک نوعی از گلخانه های مدرن است که در آن برای رشد و پرورش گیاهان به جای خاک از محلولهای غذایی استفاده میشود. بهطورکلی منظور از کشت هیدروپونیک پرورش گیاهان در آب است. مهمترین مزیت گلخانه های هیدروپونیک این است که با استفاده از تکنیکهای ساده مبتنی بر آب، محصولات مرغوبتری را تولید میکنند. در این مقاله از مجتمع صنعتی گلخانه سازان توانا برای شما توضیح خواهیم داد که کشت هیدروپونیک چیست و به بررسی انواع گلخانه هیدروپونیک خواهیم پرداخت؛ بنابراین، اگر شما نیز به فنون مدرن کشاورزی و کسب دانش و آشنایی با فناوریهای روز گلخانه داری علاقهمند هستید، تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
کشت هیدروپونیک چیست؟
اگر بخواهیم کشت هیدروپونیک را در یک کلمه خلاصه کنیم میتوانیم از معادل «کشتِ آبی» یا «کشت گیاهان در آب» برای آن استفاده کنیم. بااینحال سیستمهای هیدروپونیک انواع مختلفی دارند و کشت آبی تنها یکی از انواع این سیستمها محسوب میشود.
مهمترین تفاوت کشت هیدروپونیک و کشت سنتی این است که در این نوع کشت یا از هیچ بستری استفاده نمیشود یا از بستری استفاده میشود که ظرفیت تبادل کاتیونی کمی دارد یا فاقد آن است و نقش کمی در تأمین مواد مغذی معدنی موردنیاز ایفا میکند. در گلخانه های هیدروپونیک بستر یک مادهی بیاثر است و ما بایستی با تغییر و تنظیم محلول غذایی، تمام مواد مغذی معدنی موردنیاز گیاهان را تأمین و کنترل کنیم.
بهطورکلی میتوان گفت که در این نوع کشت بستر اصلی همان محلول غذایی است و میتوان آن را به نوعی کشت محصولات در محلول غذایی معنی کرد. در موارد دیگر، مادهای که به عنوان بستر استفاده میشود (مانند پشم سنگ، پرلیت یا هیدروتون یا سنگریزههای رس) تا حدی از ظرفیت نگهداری آب برخوردار است؛ بنابراین، گیاهان یا به طور مداوم در محلول غذایی رشد میکنند و بهاینترتیب به طور مداوم به آب و مواد غذایی دسترسی دارند و یا محلول غذایی بایستی به طور منظم تأمین شود.
بیشتر بخوانید : ساخت گلخانه با نایلون؛ مراحل، مزایا و معایب
گلخانه هیدروپونیک
در گلخانه های هیدروپونیک گیاهان و سبزیها در انواع مختلفی از محیطهای رشد مانند پشم سنگ، گلولههای رسی، فوم بازیافتی، فوم، زغالسنگ نارس، سنگریزه، خاکاره و مواد مانند آن قرار میگیرند و با دریافت مواد مغذی به صورت محلول رشد و پرورش پیدا میکنند.
مهمترین اقدامی که در مدیریت گلخانه های هیدروپونیک بایستی به آن توجه داشت کنترل و تأمین بهموقع محلول غذایی است. محلول غذایی بایستی تمامی عناصر لازم را به نسبت مناسب برای هر محصول در خود داشته باشد و pH، رسانایی الکتریکی و میکروارگانیسمهای موجود در آن بایستی کاملاً کنترل شوند. ازآنجاییکه گیاهان مواد مغذی موجود در محلول را جذب کرده و سایر ترکیبات آن را دفع میکنند، خواص محلول در طول زمان تغییر میکند؛ بنابراین، بایستی هر چند وقت یکبار محلول تعویض یا ترکیبات آن تنظیم شود تا مواد مغذی همیشه به نسبت مناسب در آن وجود داشته باشند.
شما میتوانید از سیستمهای هیدروپونیک هم در گلخانه های تجاری در فضای باز و هم در گلخانه های خانگی در فضای بسته استفاده کنید، اما بهطورکلی بهتر است برای احداث گلخانه هیدروپونیک فضای باز را انتخاب کنید. بااینحال توجه داشته باشید که گلخانه های هیدروپونیک بایستی حتماً سرپوشیده باشند، در غیر این صورت آب ناشی از بارش برف و باران باعث رقیق شدن محلول غذایی شده و pH محلول را از وضعیت مناسب خارج میکند.
بهطورکلی در گلخانه های هیدروپونیک نیز مانند گلخانه های سنتی بایستی به کنترل عوامل محیطی از جمله دمای هوا، میزان نور و رطوبت و همچنین کنترل آفات توجه ویژهای داشته باشید.
مهمترین انواع گلخانه هیدروپونیک
همانطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم گلخانه های هیدروپونیک انواع مختلفی دارند. بهطورکلی کشت هیدروپونیک به چند روش مختلف انجام میشود که مهمترین آنها عبارتاند از:
-
سیستمهای هیدروپونیک انافتی (NFT)
در سیستم هیدروپونیک NFT (تکنیک جریان مواد غذایی یا Nutrient Film Technique)، گیاهان در حالی رشد میکنند که ریشههای آنها در یک فرورفتگی کمعمق قرار دارد. ابعاد این فرورفتگی ممکن است بسته به نوع محصولات و ترجیحات گلخانهداران متفاوت باشد. در این سیستم یک لایه نازک یا باریکه یا جریانی از محلول غذایی به طور مداوم در امتداد فرورفتگی تخلیه میشود تا آب و عناصر معدنی موردنیاز گیاه فراهم شود. ازآنجاییکه ریشهها فقط با یک لایه محلول پوشانده میشوند، از دسترسی مناسبی به اکسیژن نیز برخوردارند. محلول غذایی پس از عبور از روی ریشهی گیاهان، در انتهای فرورفتگی جمعآوریشده و مجدداً مورد استفاده قرار میگیرد.
به دلیل محبوبیت و موفقیت سیستمهای NFT، وقتی در مورد گلخانه هیدروپونیک صحبت میکنیم اکثر افراد این نوع گلخانهها را متصور میشوند. از گلخانه های هیدروپونیک NFT معمولاً برای پرورش گیاهان، سبزیجات برگی و گلهای زینتی استفاده میشود. در این روش محلول غذایی به وسیلهی پمپ وارد سینی نشا شده و روی ریشههای در حال رشد گیاهان جریان پیدا کرده و سپس تخلیه شده و وارد مخزن میشود. در این سیستمها معمولاً نیازی به محیط کشت دیگری به جز هوا نیست که همین موضوع هزینههای جایگزینی محیط رشد بعد از اتمام دورهی کشت هر محصول را کاهش میدهد. در گلخانه هیدروپونیک NFT، به طور معمول گیاهان در یک سبد رشد پلاستیکی کوچک نگهداری میشوند و ریشههای آنها در محلول غذایی شناور است.
برای استفاده از این سیستم بایستی چند ردیف سینی نشا از جنس پیویسی (PVC) که در هر یک از آنها چند سوراخ ایجاد شده و دربهای متحرک دارند تهیه کنید و آنها را در محلی که بعداً گیاهان را در آنجا قرار میدهید نصب کنید. ریشههای گیاهان بایستی در فضای زیر سینی معلق باشند تا انتهای ریشههای آنها در کف سینی، جایی که آب حاوی مواد مغذی در آن جریان دارد، قرار بگیرد. بهاینترتیب آبی که با مواد مغذی غنی شده وارد ابتدای هر ردیف میشود و از روی ریشهها عبور میکند و سپس از انتهای ردیف خارج شده و داخل یک مخزن ریخته میشود.
در سیستمهای هیدروپونیک NFT جریان ثابت محلول غذایی دائماً برقرار است، بنابراین پمپ شناور نیازی به تایمر ندارد. بااینحال امکان قطع برق و خرابی پمپ در این سیستمها زیاد است بنابراین نیاز به رسیدگی و نگهداری زیادی دارند، چرا که اگر جریان محلول غذایی قطع شود، ریشهها به سرعت خشک میشوند.
-
سیستمهای هیدروپونیک آب عمیق (DWC یا Deep Water Culture)
در سیستم هیدروپونیک کشت آب عمیق (DWC) – برخلاف سیستمهای NFT که در آن محلول غذایی به صورت یک لایه نازک داخل ردیف جریان پیدا میکند و ریشههای گیاهان در هوا معلق هستند – ریشهها به طور کامل در محلول آباکسیژنهی حاوی مواد مغذی قرار میگیرند.
شما میتوانید برای تأمین اکسیژن محلول غذایی، با استفاده از پمپ هوا یا جریان آبی که پایین میریزد، داخل محلول حبابهای هوا ایجاد کنید. روش دوم در میان علاقهمندان باغبانی در منزل و صاحبان گلخانه های خانگی محبوبیت کمتری دارد اما در گلخانه های تجاری به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
-
سیستمهای هیدروپونیک جزرومدی (Ebb and Flow) یا جریان و تخلیه (Flood and Drain)
سیستم هیدروپونیک جزرومدی با استفاده از همان اصل سیستمهای NFT کار میکند؛ بهاینترتیب که در این سیستم نیز از سینیهای نشا که لولههایی برای ورود و خروج محلول غذایی در دو سر آنها تعبیه شده استفاده میشود. بااینحال در این سیستم داخل سینی نشا با محیط رشد (سنگریزه) پوشانده میشود و محلول غذایی در طول روز به طور متناوب به گیاهان رسانده میشود.
در این سیستم سینی نشا موقتاً با محلول غذایی پر شده و سپس تخلیه میشود. برای این کار معمولاً از یک پمپ شناور که به یک تایمر متصل است استفاده میشود. هنگامی که تایمر پمپ را روشن میکند، محلول غذایی مستقیماً داخل سینی رشد پمپاژ میشود و روی ریشهها را میپوشاند. هنگامی که تایمر پمپ را خاموش میکند، محلول غذایی به مخزن باز میگردد. تایمر بسته به اندازه و نوع گیاهان، دما، رطوبت و نوع محیط رشد مورد استفاده تنظیم میشود تا با چندین مرتبه پمپاژ محلول غذایی مواد مغذی موردنیاز گیاهان را در طول روز تأمین کند.
سیستم هیدروپونیک جزرومدی یکی از سیستمهای هیدروپونیک چندمنظوره است که میتوان از آن همزمان با انواع محیطهای رشد استفاده کرد و در انواع گلخانه هیدروپونیک تجاری مورد استفاده قرار میگیرد. در این سیستم میتوان کل سینی نشا را با محیطهای رشد بیاثر مانند قلوهسنگ، سنگریزه یا پشم سنگ گرانوله پر کرد. بسیاری از گلخانهداران ترجیح میدهند در این سیستم از گلدانهای جداگانه که از محیط رشد پر شدهاند استفاده کنند، چرا که به این شکل جابهجایی و انتقال گیاهان در داخل یا خارج از گلخانه هیدروپونیک آسانتر میشود.
مهمترین عیب این نوع سیستمها این است که هنگام استفاده از بعضی محیطهای رشد (مانند سنگریزه، قلوهسنگ، پرلیت) امکان قطعی برق و همچنین خرابی پمپ و تایمر وجود دارد. هنگامی که چرخهی آبیاری مختل شود، ریشههای گیاهان به سرعت خشک میشوند. البته میتوان با استفاده از محیطهای رشدی که میزان آب بیشتری را در خود نگه میدارند (مانند پشم سنگ، ورمی کولیت، فیبر نارگیل) تا حدودی این مشکل را برطرف کرد.
-
سیستم هواکشت یا ایروپونیک (Aeroponics)
در سیستم هواکشت یا ایروپونیک گیاهان در هوا رشد میکنند و مواد مغذی موردنیاز خود را از طریق بخار یا مه دریافت میکنند. اگرچه سیستمهای ایروپونیک بسیار مقرونبهصرفه هستند، اما مدیریت و استفاده از آنها تا حدی دشوار است.
کشت ایروپونیک احتمالاً پیشرفتهترین نوع کشت هیدروپونیک است که در این سیستم نیز، مانند سیستمهای NFT، فضای بالای محیط رشد عمدتاً با هوا پر شده است. در این سیستم ریشههای گیاهان در هوا معلق هستند و محلول غذایی به طور منظم هر چند دقیقه یکبار به صورت مه یا بخار به سطح آنها پاشیده میشود. با توجه به اینکه در کشت ایروپونیک نیز مانند کشت NFT ریشهها در معرض هوا قرار دارند، اگر چرخه مهپاشی مختل شود، امکان دارد ریشهها به سرعت خشک بشوند. در گلخانه های ایروپونیک، مانند سایر انواع گلخانه هیدروپونیک، پمپاژ مواد مغذی به وسیلهی یک تایمر تنظیم میشود. بااینحال در سیستم ایروپونیک به یک تایمر کوتاهمدت نیاز است که در هر چند دقیقه پمپ را برای چند ثانیه فعال کند.
-
سیستمهای هیدروپونیک فتیلهای یا ویک (Wick)
سیستم هیدروپونیک فتیلهای یا ویک سادهترین سیستمی است که میتوان از آن بهراحتی در گلخانه های هیدروپونیک خانگی استفاده کرد. در این سیستم بذرها داخل سینی نشا کاشته میشوند. کف این سینی با نوعی محیط رشد مانند ورمی کولیت، پرلیت و آب پوشانده شده و مواد غذایی از طریق دو یا چند فتیله به روش مویرگی به ریشه گیاهان میرسد. برای تأمین اکسیژن گیاهان در این روش، بایستی از سیستمهای هوادهی استفاده کنید.
در گلخانه هیدروپونیک فتیلهای، فتیلهای از جنس پنبه یا نایلون آب و مواد مغذی را از محلول غذایی جذب میکند و آن را به گیاهان داخل سینی میرساند. یک سر فتیله از ته سینی به محیط رشد وارد میشود و سر دیگر آن در مخزن یا ظرفی قرار میگیرد که محلول غذایی در آن قرار دارد. مایع تا زمانی که محیط اطراف ریشهها مرطوب شود به سمت بالا جریان پیدا میکند. هروقت محیط رشد خشک شود فتیله دوباره شروع به جذب مایع میکند.
روش کارکرد سیستم هیدروپونیک فتیلهای اساساً به چراغهای نفتی قدیمی شباهت دارد. برخلاف اکثر سیستمهای هیدروپونیک دیگر، سیستم فتیلهای یک سیستم غیرفعال یا پسیو است، به این معنی که هیچ قسمت متحرکی در آن وجود ندارد؛ بنابراین نهتنها راهاندازی این سیستمها مقرونبهصرفه است، بلکه نگهداری آن نیز ساده است و کمتر در معرض خرابی و مشکلات قرار دارد.
-
سیستمهای هیدروپونیک قطرهای (Drip Systems)
در سیستمهای هیدروپونیک قطرهای – همانطور که از نام آن پیدا است – محلول غذایی از طریق آبیاری قطرهای به ریشههای گیاهان میرسد. در این روش آب و مواد مغذی – از طریق تنظیمات جداگانه برای هر گیاه یا سیستمهای خودکار – به صورت آهسته به ریشههای گیاهان میرسند. این دقیقاً همان روشی است که در باغبانی عمودی مورد استفاده قرار میگیرد و در آن آب از طریق پمپ به گیاهان بالایی میرسد و سپس به سمت گیاهان پایینی سرازیر میشود. سیستمهای قطرهای در دو نوع بازیافتی و غیربازیافتی ارائه میشوند و احتمالاً پرمصرفترین نوع سیستمهای هیدروپونیک بین گلخانهداران هستند.
روش کار در این سیستمها آسان است و محلول غذایی از طریق یک پمپ شناور که توسط تایمر کنترل میشود به ریشهی گیاهان میرسد. تایمر پمپ را روشن میکند و محلول غذایی از طریق لولههای کوچک قطرهقطره روی پایهی هر گیاه چکه میکند.
در سیستمهای قطرهای بازیافتی، محلول غذایی اضافهای که از لولهها خارج میشود برای استفاده مجدد در مخزن جمعآوری میشود، اما در سیستمهای قطرهای غیر بازیافتی روانآب محلول غذایی جمعآوری نمیشود. در سیستمهای بازیافتی در مصرف محلول غذایی کمی صرفهجویی میشود، چرا که محلول اضافی دوباره مورد استفاده قرار میگیرد. این موضوع همچنین باعث میشود تا بتوان در این سیستمها از تایمر ارزانقیمتتری استفاده کرد، چرا که در آنها نیازی به کنترل دقیق چرخههای آبیاری وجود ندارد.
سیستمهای قطرهای غیربازیافتی، بر خلاف سیستمهای بازیافتی، به یک تایمر بسیار دقیق برای تنظیم چرخههای آبیاری نیاز دارند تا بتوان اطمینان حاصل کرد محلول غذایی به اندازهی کافی به گیاهان میرسد و روانآب در حداقل میزان خود حفظ میشود. این سیستمها به نسبت به نگهداری کمی نیاز دارند، چرا که در آنها اضافهی محلول غذایی در مخزن جمعآوری نمیشود؛ بنابراین شما میتوانید مخزن را با مقدار مناسبی محلول غذایی با pH تنظیم شده پر کنید و تا زمانی که مخزن تقریباً خالی شود نیازی نیست برای بررسی غلظت محلول به مخزن سر بزنید. اما در سیستمهای بازیافتی، pH و میزان مواد مغذی موجود در محلول غذایی مرتباً تغییر میکند که همین باعث میشود این سیستمها به نگهداری و رسیدگی بیشتری نیاز داشته باشند.
سایر انواع گلخانه هیدروپونیک
علاوه بر گلخانه های هیدروپونیکی که در بالا به آنها اشاره کردیم، انواع دیگری از این سیستمهای هیدروپونیک وجود دارند که در ادامه به معرفی اجمالی آنها میپردازیم:
سیستمهای هیدروپونیک ایستا (استاتیک یا static) یا محلولساکن:
در این سیستمها گیاهان در یک محلول غذایی ساکن رشد میکنند و با استفاده از سینیهایی از جنس استایروفوم (نوعی یونولیت) روی این محلولها شناور میمانند. در سیستمهای هیدروپونیک ایستا یا محلولساکن محلول غذایی به طور مداوم در گردش نیست. هوا ممکن است گاهی، اما نه همیشه، به وسیلهی حباب در محلول وارد شود تا بسته به نیازهای مشخص هر گیاه میزان اکسیژن موردنیاز آنها را از طریق ریشه فراهم کند. ازآنجاییکه غلظت و میزان مواد مغذی موجود در محلول غذایی بهمرورزمان تغییر میکند، بایستی مرتباً آن را تنظیم یا جایگزین کرد. سیستمهای ایستا یکی از رایجترین سیستمهایی هستند که در گلخانه هیدروپونیک برای کشت کاهو و سایر انواع سبزیجات برگی مورد استفاده قرار میگیرند.
سیستمهای محلول روان (Flowing solution):
این سیستمها نیز مانند سیستم هیدروپونیک ایستا عمل میکنند، با این تفاوت که در سیستمهای محلولروان محلول بهآهستگی وارد چرخهی مجدد میشود و میتوان pH و میزان مواد مغذی موجود در آن را تنظیم کرد.
سیستمهای آبیاری متناوب (Intermittent subirrigation):
در سیستمهای آبیاری متناوب گیاهان در محیطهای رشد مشخصی مانند شن نخودی، شن و ماسه یا پشم سنگ رشد میکنند که محیط مناسبی را برای ریشهها فراهم میکند. در این سیستمها بستر متناوباً از محلول غذایی پر میشود، و بعد از مدت کوتاهی محلول تخلیه و جمعآوریشده و مجدداً مورد استفاده قرار میگیرد.
کشت داخل کیسه (Bag culture):
در گلخانه های هیدروپونیکی که از سیستم کشت داخل کیسه استفاده میکنند گیاهان در محلول رشد نمیکنند و به همین دلیل بعضی از افراد این سیستم را شبههیدروپونیک در نظر میگیرند. بااینحال استفاده از این سیستمها برای تولید سبزیجات گلخانه ای بسیار رایج است. در این سیستمها گیاهان در کیسههایی پر از ماسه، پرلیت یا پشم سنگ رشد میکنند. این بسترها گیاه را در خود نگاه میدارند و همچنین میتوانند مقدار مشخصی آب و مواد مغذی را در خود حفظ کنند. در این سیستمها محلول غذایی از طریق یک لوله قطرهای متناوباً در اختیار گیاهان قرار میگیرد. همچنین میتوان هنگامی که محلول از بستر رد میشود و به پایین میریزد آن را جمعآوری کرد و مجدداً مورد استفاده قرار داد.
سیستم مهپاشی ریشه (Root misting):
در این نوع گلخانه از نازلهای مهپاشی استفاده میشود که مرتباً محلول غذایی را روی ریشه گیاهان معلق در هوا اسپری میکنند. برای جلوگیری از رسیدن نور بیش از حد به ریشهها، آنها را در یک قوطی یا لولهی مات قرار میدهند یا زیر سکوی گلخانه آویزان میکنند. سپس هر ۲ یا ۳ دقیقه یک بار محلول چند ثانیه روی آنها اسپری میشود. ازآنجاییکه در این سیستم ریشهها در محلول مایع قرار نمیگیرند، در همه حالت به اکسیژن دسترسی دارند. از این سیستم اغلب در گلخانه هیدروپونیک توتفرنگی استفاده میشود.
سادهترین سیستم برای گلخانه هیدروپونیک
اگر به دنبال این هستید که سادهترین سیستم هیدروپونیک را برای گلخانهی خود انتخاب کنید، بدون شک سیستم هیدروپونیک کشت آب عمیق (DWC) مناسبترین گزینهای است که پیشروی شما قرار دارد. چرا که در این سیستم تنها کافی است ریشههای گیاهان را در محلول غذایی غوطهور کنید و پمپ باد هم اکسیژن را به ریشهها میرساند. راهاندازی این سیستم بسیار آسان است و برای گیاهان آبدوست مانند کاهو نیز بسیار مناسب است.
سخن پایانی
گلخانه هیدروپونیک یکی از مدرنترین انواع گلخانه است که در آن برای رشد و پرورش محصولات به جای خاک از محلولهای غذایی استفاده میشود. البته بایستی توجه داشته باشید که این گلخانهها به دلیل سیستم نسبتاً پیشرفته و ساختار بعضاً پیچیدهای که دارند بایستی حتماً توسط افراد و شرکتهای حرفهای طراحی و ساخته بشوند. استفاده از کشت هیدروپونیک کمک میکند گلخانهی شما – بسته به اینکه توسط چه کسی طراحی شود – فضایی روشن، سرسبز، راحت و پراکسیژن داشته باشد یا برعکس با تابستانهای داغ، زمستانهای بسیار سرد و فضایی خفه به کابوسی برای گیاهان و حتی خودتان تبدیل شود؛ بنابراین اگر قصد طراحی و ساخت این نوع گلخانه را دارید، حتماً از یک شرکت معتبر مجری گلخانه هیدروپونیک مانند مجتمع صنعتی گلخانه سازان توانا کمک بگیرید.