کشت هیدروپونیک يا كشت بدون خاک برای كنترل بيماريها و آفات خاک بويژه در نواحي گرمسيري كه چرخه زندگي اين موجودات بطور پيوسته دایر بوده و آلودگي ناشی از آنها اين نواحي را بيشتر تهديد مي كند، روش بسیار مطلوب مي باشد.
مواجه شدن کشاورزی امروز با، عوامل محدود کننده در خاک مثل میکروارگانيسم هاي بيماري زا، pH نامناسب خاک، بافت سنگین، زهكش ضعيف، تخريب خاک ناشی از هوازدگی و بالا بودن هزینه جایگزین کردن خاك با يك بستر كشت ديگر، كمك به حل مشكلات مذكور در كشت هاي سنتي محصولات از جمله دلایل اجبار به استفاده از سیستم هیدروپونیک (آب کشت) می باشد.
سیستم هيدروپونيک شرايط مطلوبی را براي رشد گياهان فراهم می آورد و منجر به دستیابی به عملكردهای بالا در مقايسه با كشت هاي هوای آزاد مي شود.
بنابراين با كشت گیاهان در سيستم های هيدروپونيک می توان از صرف زمان زیاد و هزينه براي استريل كردن و بهبود خاک اجتناب كرد.
هیدروپونیک چیست؟
هيدروپونيك يا كشت بدون خاک(آب کشت) يك تكنولوژي براي پرورش گياهان در محلول غذايی است كه تمام عناصر مورد نياز گياه را با، يا بدون نياز به يک بستر در اختیار گیاه قرار می دهد.
مفهوم اصلی واژه هیدروپونیک کشت در محلولهای غذایی است هرچند پرورش محصولات در بستر هاي جامد خنثي با استفاده از محلولهاي غذايي نيز در زمره كشت هاي هيدروپونيك محسوب مي گردند.
تاریخچه کشت هیدروپونیک
هیدروپونیک (پرورش گیاهان بدون خاک) از یافته های آزمایش هایی نشات گرفت که جهت تعیین مواد مورد نیاز رشد گیاه و ترکیب عنصری گیاه اجرا گردید. سابقه چنین آزمایشاتی به اوایل سال 979 هجری شمسی بر می گردد. این در حالیست که سابقه کشت بدون خاک گیاهان به دورتر از این زمان می رسد.
باغهای معلق بابل، باغهای شناور Aztecs در مکزیک و باغهای چینی نمونه های بارزی از کشت هیدروپونیک در ادوار کهن می باشند.
به دلیل وجود مشکلاتی مثل بافت سنگین خاک و بیماریها در گلخانه های خاکی، محققان سيستم غذا كشت را جایگزين سيستم هاي سنتی كردند.
در سال 1308 دكتر ویليام اف گريک در دانشگاه كاليفرنيا موفق به پرورش گوجه با طول بوته 5/7 متر در محلولهاي غذايي گرديد.
وي نام اين سيستم توليد را هيدروپونيک ناميد كه از دو واژه یونانی Hydros به معنی آب و Ponos به معنی کار مشتق شده است. بعد از این، واژه هيدروپونيک وارد مباحث آزمايشگاهي و دنیای عملی باغبانی گردید.
قدمت هیدروپونیک در ایران
کاشت به روش هیدروپونیک در دهه 40 توسط آمریکایی ها وارد ایران شد. البته در فرهنگ سنتی مردم ایران از قدیم الایام چند روز قبل از عید اقدام به کشت سبزه در محیط بدون خاک می کردند.
به جرأت می توان گفت که مبدأ این روش بدون کشت در خاک در ایران انجام می شد.
ایران به دلیل شرایط خاص آب و هوایی و محدودیت های منابع آبی از جمله کشورهاییی است که نیازمند به تجدید نظر اساسی در ساختار نظام کشت بوده و در این راستا توسعه کشت گلخانه ای می تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای این منظور باشد.
کشت گیاهان گلخانه ای نیاز به آب و زمین کمتری احتیاج داشته و به همان نسبت نیز نیاز به کار بیشتری دارد.
عملکرد سیستم گلخانه ای حدود 4 تا 10 برابر بیشتر از کشت سنتی می باشد.
هیدروپونیک تجاری
در سال 1319 سطح زير كشت محصولات هيدروپونيک، حدود 10 هكتار بود كه عموماً توسط نظاميان استفاده مي گرديد. اين مراكز از سنگريزه ها بعنوان بستر كاشت براي پرورش سبزيجات در مناطق پرت و دور از دسترس استفاده مي كردند.
در سالهاي 1329 و 1339، با معرفی پلاستيك ها و توسعه سريع آنها در باغباني همراه با تحقيق و آزمايش در گلخانه ها، منجر به گرايش بيشتر به سوي سيستم هاي توليد هيدروپونيک شد.
اولين استفاده تجاري از سيستم های هيدروپونيک به كانادايي هاي مقيم كلمبيا بر مي گردد. خاكهاي آلوده در كلمبيا، توليد كنندگان را به طرف استفاده از خاك اره، بعنوان بستر كاشت سوق داد.
در كنار خاك اره، استفاده از پيت، كاه و شن نيز در بستر هاي كاشت توسعه پيدا كرد و در نهايت منجر به توسعه سيستم NFT در سال 1349 گرديد.
با گسترش پلاستیک ها، کشت هیدروپونیک وارد مرحله دیگری از پیشرفت خود شد. توسعه پمپ های مناسب، تایمرها، لوله های پلاستیکی و ابزارآلات دیگر منجر به مکانیزه شدن کامل سیستم های هیدروپونیک شده و هزینه های ثابت و جاری را کاهش داده است.
در مناطق گرم و خشک دنیا مثل مکزیک و خاورمیانه، مجتمع های هیدروپونیک با واحدهای نمک زدا برای استفاده از آب دریا بعنوان یک منبع آب تازه احداث گردیده اند. این تاسیسات نزدیک اقیانوس بنا شده اند و گیاهان در شن های ساحل پرورش داده می شوند.
مزایای کشت هیدروپونیک
- زمين مورد نياز نيست و حتي در طبقه دوم، فضاهاي باز و ساختار هاي پوشیده مي توان كشت كرد.
- امکان کاشت و پرورش گیاه در تمام نقاط و در هر آب و هوایی.
- کنترل شرایط محیطی.
- ریشه کن شدن علف های هرز.
- حداقل تفات آب.
- محيط كار تميز است و پرورش دهنده هيچ تماسي با خاك ندارد.
- زحمت كمي دارد. نياز به ساختن بستر، وجين و آبياري و غيره ندارد.
- امكان كشت مداوم وجود دارد.
- راندمان بالای تولید.
- بيماريهاي خاكزاد يا آسيب نماتد وجود ندارد.
- توليد خارج از فصل امكان دارد.
- كشت سبزيها مي تواند با آسودگي خاطر انجام گيرد.
- با انجام مديريت صحيح امكان عملكردهاي بالا وجود دارد.
- براي سيستم هاي غير چرخشي كشت محلول نياز به الكتريسته،پمپ ها و غيره وجود ندارد.
- امكان تولید انواع زيادي از سبزيها و گلها شامل آنتوريوم و هميشه بهار و غيره با کیفیتی بیشتر وجود دارد.
- امكان پرورش گياهان و ريشه دار كردن قلمه براي صادرات بدون خاك وجود دارد.
معایب کشت هیدروپونیک
- هزینه اولیه زیاد برای احداث گلخانه
- مهارت های مدیریتی
- نیاز به تجربه بالا برای آماده کردن محلول، حفظ PH, EC, تنظیم و اصلاح کمبود عناصر آن، اطمینان از تهویه و حفظ شرایط مطلوب در داخل ساختارهای کنترل شده لازم است.
- به علت هزینه های زیاد برای محصولات باارزش مناسب تر است.
- هنگامی که دمای محلول در فصول گرم بالا می رود عملکرد کاهش می یابد.
شرایط اقلیمی احداث گلخانه هیدروپونیک
- در مناطق بادخيز گلخانه را نبايد عمود بر جهت بادهای غالب احداث كرد.
- بهترين حالت اين است كه طول گلخانه تقريباً در امتداد جهت باد غالب محل بوده و نسبت به آن انحراف مختصری داشته باشد.
- گلخانه‌هاي قوسي ( تونلی يا كوانست Quonset يا هافمن) كه داراي سقف و ديواره كماني مي باشد باد را به
- سهولت از روی خود عبور داده و بهتر از گلخانه ها زاويه دار داراي ديواره عمودی در برابر باد مقاومت مي‌كنند.
- حتی المقدور بهتر است موانع بادشکن(همچون کاشت درخت) جهت جلوگیری از خسارات احتمالی ایجاد گردد.
عملکرد بالای کشت هیدروپونیک در مقایسه کشت خاکی
- با توجه به نوع گیاه تولیدی میتوان تمام عناصر مورد نیاز آن را به میزان کاملا استاندارد در اختیار گیاه قرار داد که به این ترتیب صدمات ناشی از کمبود یا بیش بود عناصر غذایی به حداقل میرسد در حالیکه اکثریت خاکها مخصوصاً خاکهای با ساختار ضعیف قادر به تامین همه نیازهای غذایی گیاه نخواهند بود.
- وجود آفات یا بیماریها در خاک عملکرد محصول را به میزان زیادی کاهش می دهد.
- PH,Ec و سایر شرایط فیزیکی و شیمیایی بستر که موثر بر رشد هستند در بهترین شرایط خواهند بود.
در شرایط گلخانه ای در صورت یکسان بودن شرایط محیطی برای کشت سنتی و بدون خاک، افزایش تولید گوجه فرنگی بصورت هیدروپونیک در حدود 25-20 درصد می باشد.
استفاده از خاک ضدعفونی شده و تغذیه کافی در کشت های خاکی می تواند برخی از مشکلات را رفع نماید و باعث مقداری افزایش عملکرد گردد ولی عملکرد کشت بدون خاک مزرعه ای 10-4 برابر کشت های سنتی خاکی است.
انواع روش های کشت هیدروپونیک
1- كشت محلول يا هيدروپونيک مايع
الف) روشهای چرخشی (سيستم های بسته)
تكنيک لايه نازک محلول غذايي (NFT)
تكنيك جریان عميق (DFT)
ب) روش غير چرخشي (سيستم هاي باز)
تكنيك غوطه ور كردن ريشه
تكنيك شناوري
تكنيك واكنش موئينگي
2- كشت بستر جامد (سيستم هاي تلفيقي)
اين نوع كشت ها مي توانند سيستم هاي باز يا بسته باشند.
تكنيك كيسه آویزان
تكنيك رشد كيسه ای
تكنيك شياري يا آبشخوري
تكنيك گلداني
3- هوا كشت
تكنيك ريشه مه پاشی
تكنيك تغذيه با میست
کشت محلول يا مايع
