هیدروپونیک چیست؟ هر آنچه باید درباره سیستم آبکشت بدانید

هیدروپونیک (hydroponics) روشی برای رشد گیاهان بدون خاک است که در آن گیاهان مواد غذایی را مستقیماً از محلول آبی غنی از مواد مغذی دریافت می‌کنند.

به گزارش سایت سه برگ، در هیدروپونیک، گیاهان معمولاً در یک محیط کنترل شده مانند گلخانه یا تأسیسات سرپوشیده رشد می‌کنند. ریشه‌های گیاهان در محلول آبی غوطه‌ور می‌شوند یا در جریان عبور یک محلول غذایی قرار می‌گیرند که حاوی ترکیبی متعادل از عناصر ضروری مورد نیاز برای رشد گیاه است. این مواد مغذی در آب حل می‌شوند و مستقیماً به ریشه‌ها می‌رسند.

اصول اولیه هیدروپونیک مانند باغبانی مبتنی بر خاک است، اما تفاوت‌های مهمی وجود دارد. در خاک، گیاهان مواد مغذی خود را از مواد آلی موجود در خاک و همچنین از آبی که از طریق ریشه جذب می‌کنند، دریافت می‌کنند. در هیدروپونیک، گیاهان مواد مغذی خود را از محلول غذایی که در آن رشد می‌کنند، دریافت می‌کنند.

این رویکرد امکان کنترل دقیق عوامل محیطی مانند آب، نور، دما و سطوح مواد مغذی را فراهم می‌کند و یک محیط رشد بهینه برای گیاهان ایجاد می‌کند.

مفهوم هیدروپونیک را می‌توان در تمدن‌های باستانی مانند باغ‌های معلق بابل و باغ‌های شناور آزتک‌ها جستجو کرد. با این حال، در قرن نوزدهم هیدروپونیک مدرن شروع به شکل‌گیری کرد. در اواخر دهه 1920، دانشمندان کشف کردند که اگر مواد مغذی معدنی لازم فراهم شود، گیاهان می‌توانند تنها در آب رشد کنند. این پیشرفت، پایه و اساس توسعه سیستم‌های هیدروپونیک را ایجاد کرد.

در طول سال‌ها، هیدروپونیک به دلیل مزایای متعددی که دارد، از جمله افزایش عملکرد محصول، استفاده کارآمد از منابع و توانایی رشد گیاهان در مناطق شهری با فضای محدود، محبوبیت پیدا کرده است.

مدیریت مواد مغذی در هیدروپونیک

در هیدروپونیک، تهیه محلول غذایی متعادل و فرموله شده مناسب گیاهان برای رشد و نمو آن‌ها بسیار مهم است. بر خلاف کشاورزی سنتی مبتنی بر خاک، که در آن گیاهان می‌توانند به مواد مغذی موجود در خاک دسترسی داشته باشند، گیاهان hydroponics کاملاً به محلول غذایی ارائه شده توسط پرورش‌دهنده متکی هستند. یک محلول مغذی متعادل تضمین می‌کند که گیاهان به تمام عناصر ضروری برای رشد، گلدهی و تولید میوه بهینه دسترسی دارند.

درشت مغذی‌ها در هیدروپونیک

درشت مغذی ها عناصر ضروری هستند که گیاهان در مقادیر نسبتاً زیادی برای رشد و نمو به آنها نیاز دارند. در سیستم‌های هیدروپونیک، درشت مغذی‌ها معمولاً به شکل محلول‌های کودی ارائه می‌شوند. درشت مغذی های اولیه در هیدروپونیک عبارتند از:

نیتروژن (N): نیتروژن برای رشد گیاه بسیار مهم است، زیرا بخش کلیدی پروتئین‌ها، آنزیم‌ها، کلروفیل و DNA است. رشد برگ و ساقه را تقویت می‌کند، بنیه کلی گیاه را افزایش می‌دهد و نقش مهمی در فتوسنتز دارد. کمبود نیتروژن منجر به توقف رشد، زرد شدن برگ‌ها (کلروز) و کاهش بنیه گیاه می‌شود. در هیدروپونیک، نیتروژن معمولاً به شکل نیترات (NO3-) یا آمونیوم (NH4+) ارائه می‌شود.

فسفر (P): فسفر در فرآیندهای متابولیکی مختلف در گیاهان از جمله انتقال و ذخیره انرژی، رشد ریشه، تشکیل گل و میوه و رشد کلی گیاه نقش دارد. کمبود فسفر می‌تواند منجر به رشد ضعیف ریشه، تأخیر در بلوغ و کاهش تولید گل و میوه شود. در هیدروپونیک، فسفر معمولاً به صورت فسفات (H2PO4- و HPO4^2-) در محلول غذایی عرضه می‌شود.

پتاسیم (K): پتاسیم برای سلامت کلی گیاه حیاتی است. پتاسیم به تنظیم جذب و دفع آب کمک می‌کند، مقاومت در برابر بیماری را افزایش می‌دهد، رشد ریشه را تقویت می‌کند، کیفیت میوه را بهبود می‌بخشد و بر واکنش‌های آنزیمی مختلف در گیاهان تأثیر می‌گذارد. کمبود پتاسیم می‌تواند منجر به ساختار ضعیف گیاه، افزایش حساسیت به آفات و بیماری‌ها و سلامت کلی ضعیف شود. در هیدروپونیک، پتاسیم معمولاً به صورت نیترات پتاسیم (KNO3) یا سولفات پتاسیم (K2SO4) ارائه می‌شود.

کلسیم (Ca): کلسیم برای تشکیل دیواره سلولی، تقسیم سلولی و طویل شدن سلول ضروری است. این عنصر به تقویت بافت‌های گیاهی، رشد ریشه و جلوگیری از اختلالاتی مانند پوسیدگی انتهای شکوفه در محصولات بارده کمک می کند.

منیزیم (Mg): منیزیم جزء مرکزی کلروفیل است، رنگدانه‌ای که مسئول جذب انرژی نور در فرآیند فتوسنتز است. برای تولید کربوهیدرات‌ها و سایر ترکیبات غنی از انرژی ضروری است.

ریزمغذی‌ها در هیدروپونیک

ریز مغذی‌ها که به عنوان عناصر کمیاب نیز شناخته می‌شوند، عناصر ضروری مورد نیاز گیاهان در مقادیر کمتر در مقایسه با درشت مغذی‌ها هستند. با این حال، وجود آنها برای رشد و نمو مناسب گیاه حیاتی است. رایج ترین ریز مغذی‌های شناخته شده در هیدروپونیک عبارتند از:

آهن (Fe): آهن برای تولید کلروفیل ضروری است و در واکنش‌های آنزیمی مختلف در گیاهان نقش دارد. نقش حیاتی در فتوسنتز، تنفس و تثبیت نیتروژن دارد. کمبود آهن می‌تواند منجر به زرد شدن برگ‌ها (کلروز) با رگبرگ‌های سبز مشخص شود. در هیدروپونیک، فرم‌های کلات آهن، مانند آهن EDTA یا آهن DTPA، معمولاً برای اطمینان از در دسترس بودن آن برای گیاهان استفاده می‌شود.

منگنز (Mn): منگنز برای فعال شدن آنزیم‌های مختلف دخیل در فتوسنتز، تنفس و متابولیسم نیتروژن ضروری است. همچنین به سنتز کلروفیل کمک می‌کند و در تجزیه کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها نقش دارد. کمبود منگنز می‌تواند منجر به کلروز بین وریدی و کاهش رشد شود. در هیدروپونیک، منگنز اغلب به عنوان سولفات منگنز (MnSO4) عرضه می‌شود.

روی (Zn): روی در چندین فعالیت آنزیمی در گیاهان نقش دارد و نقش مهمی در سنتز هورمون و سنتز پروتئین ایفا می‌کند. برای رشد مناسب، رشد گل و تشکیل میوه ضروری است. کمبود روی می‌تواند باعث توقف رشد، تأخیر در بلوغ و تغییر شکل برگ‌ها شود. روی معمولاً در هیدروپونیک به صورت سولفات روی (ZnSO4) یا کلات روی ارائه می‌شود.

مس (Cu): مس برای واکنش‌های آنزیمی مختلف درگیر در متابولیسم کربوهیدرات و پروتئین ضروری است. در تنفس گیاه، فتوسنتز و سنتز لیگنین نقش دارد.

بور (B): بور برای تشکیل دیواره سلولی، تقسیم سلولی و انتقال کربوهیدرات در گیاهان مورد نیاز است. برای جوانه زنی مناسب گرده، رشد بذر و تشکیل میوه و گل بسیار مهم است.

مولیبدن (Mo): مولیبدن در تثبیت نیتروژن نقش دارد و به تبدیل نیترات به آمونیاک در گیاهان کمک می‌کند. نقش مهمی در فعالیت آنزیم و سنتز پروتئین دارد.

نیکل (Ni): نیکل یک ریز مغذی است که کمتر مورد بحث قرار می‌گیرد، اما برای برخی از گیاهان ضروری است. در متابولیسم نیتروژن، فعالیت اوره آز و جوانه زنی بذر نقش دارد.

کمبود‌های رایج مواد مغذی در هیدروپونیک و نحوه رفع آن‌ها

کمبود مواد مغذی می‌تواند در هیدروپونیک به دلیل عدم تعادل در محلول غذایی رخ دهد. برخی از کمبود‌های رایج عبارتند از زرد شدن برگ‌ها (کمبود نیتروژن)، تغییر رنگ ارغوانی یا قرمز (کمبود فسفر) و توقف رشد (کمبود پتاسیم). شناسایی زودهنگام این کمبود‌ها و تنظیم ترکیب محلول غذایی می‌تواند به اصلاح عدم تعادل و تضمین رشد سالم گیاه کمک کند.

رسانایی الکتریکی (EC) و اندازه‌گیری pH

گیاهان مختلف نیاز‌های غذایی خاصی دارند و حفظ محدوده EC و pH مناسب برای رشد بهینه آن‌ها ضروری است. به طور کلی، محدوده EC مورد نظر برای هیدروپونیک بین 1.2 تا 2.4 mS/cm است، در حالی که محدوده pH معمولاً بین 5.5 تا 6.5 است.

تنظیم EC

• برای افزایش EC: محلول مغذی غلیظ بیشتری اضافه کنید تا غلظت کلی مواد مغذی را افزایش دهید.
• برای کاهش EC: محلول غذایی را با آب تازه رقیق کنید تا غلظت کلی مواد مغذی کاهش یابد.

تنظیم pH

• برای افزایش pH: یک محلول PH بالا یا مواد پایه مانند هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) اضافه کنید تا PH را افزایش دهید.
• برای کاهش pH: یک محلول کاهش pH یا مواد اسیدی مانند اسید فسفریک (H3PO4) یا اسید سیتریک اضافه کنید تا pH را کاهش دهید.

نیاز‌های نور و روشنایی مصنوعی در هیدروپونیک

نور یک عامل حیاتی در هیدروپونیک است زیرا به عنوان منبع انرژی اولیه برای فتوسنتز عمل می‌کند، بر رشد، نمو و بهره وری کلی گیاهان تأثیر می‌گذارد. سیستم‌های hydroponics داخلی اغلب به نور مصنوعی برای تکمیل یا جایگزینی نور خورشید نیاز دارند.

شدت نور در هیدروپونیک

گونه‌های مختلف گیاهی نیاز به شدت نور متفاوتی دارند. شدت نور با واحد‌هایی به نام فوت-شمع (ft-c) یا میکرومول بر متر مربع در ثانیه (µmol/m²/s) اندازه‌گیری می‌شود. گیاهان برگ دار معمولاً به شدت نور کمتری نیاز دارند (حدود 150-400 میکرومول در متر مربع بر ثانیه)، در حالی که گیاهان میوه دار مانند گوجه فرنگی یا فلفل به شدت نور بیشتری (حدود 600-1000 میکرومول در متر مربع بر ثانیه) نیاز دارند.

مدت زمان تابش نور

گیاهان نیازمند مدت زمان نور خاصی هستند که اغلب به عنوان دوره نوری شناخته می‌شود. این نشان‌دهنده تعداد ساعاتی است که گیاهان در روز برای رشد و نمو مناسب نیاز دارند. برخی از گیاهان، مانند گیاهان گلدار کوتاه مدت، برای شروع گلدهی به دوره‌های تاریکی طولانی‌تری نیاز دارند.

طیف‌های نوری

گیاهان از طول موج‌های مختلف نور برای فرآیند‌های فیزیولوژیکی خاص استفاده می‌کنند. نور آبی (400-500 نانومتر) برای رشد رویشی و رشد برگ بسیار مهم است، در حالی که نور قرمز (600-700 نانومتر) باعث گلدهی و میوه دهی می‌شود. نور با طیف کامل که طیف وسیعی از طول موج‌ها را شامل می‌شود، ترکیب متعادلی را برای رشد کلی گیاه فراهم می‌کند.
هنگام انتخاب نور مصنوعی برای هیدروپونیک، عواملی مانند شدت نور، طیف، بازده انرژی، خروجی حرارت و هزینه را در نظر بگیرید. تطبیق سیستم روشنایی با نیاز‌های نوری خاص گیاهان در حال رشد ضروری است.

انواع سیستم هیدروپونیک مناسب

انتخاب سیستم هیدروپونیک مناسب برای کشت موفق گیاه بسیار مهم است. انواع مختلف سیستم‌های هیدروپونیک مزایا و ملاحظات مختلفی را از نظر فضا، پیچیدگی، نگهداری و مناسب بودن محصول ارائه می‌دهند. درک گزینه‌های موجود می‌تواند به پرورش‌دهندگان کمک کند تا بر اساس نیاز‌ها و منابع خاص خود تصمیمی آگاهانه بگیرند. در اینجا چند نوع رایج سیستم hydroponics وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:

تکنیک فیلم غذایی (NFT)

NFT یک سیستم هیدروپونیک محبوب است که در آن یک لایه نازک از محلول غذایی به طور مداوم روی ریشه‌های گیاه جریان می‌یابد و مواد مغذی ضروری را فراهم می‌کند. محلول اضافی جمع‌آوری شده و در یک سیستم بسته مجدداً به گردش در می‌آید. این سیستم معمولاً با گیاهانی که توسط سبد‌های جداگانه یا لوله‌های رشد درون یک کانال قرار گرفته‌اند، اجرا می‌شود.

مزایا:

• استفاده بهینه از آب و مواد مغذی.
• مناسب برای انواع محصولات زراعی به ویژه سبزی‌ها و گیاهان برگ دار.
• تعمیر و نگهداری کم و راه‌اندازی نسبتاً آسان.
• هوادهی خوبی به ریشه‌ها می‌دهد.

ملاحظات:

• نیاز به جریان ثابت محلول غذایی و یک سیستم گردش مجدد قابل اعتماد دارد.
• در صورت قطع جریان ممکن است ریشه‌ها خشک شوند.
• برای محصولات بارده بزرگتر یا سنگین مناسب نیست.

کشت آب عمیق (DWC)

DWC یک سیستم هیدروپونیک ساده است که در آن ریشه‌های گیاه در یک محلول غذایی معلق هستند و به طور مداوم هوادهی می‌شود. ریشه‌ها در محلول قرار می‌گیرند و امکان جذب مستقیم مواد مغذی و در دسترس بودن اکسیژن کافی را فراهم است. گیاهان معمولاً در سکو‌های شناور یا گلدان‌های توری قرار می‌گیرند و ریشه‌ها در محلول غوطه ور می‌شوند.

مزایا:

• راه‌اندازی و نگهداری آسان.
• مناسب برای طیف وسیعی از گیاهان، از جمله کاهو، گیاهان و محصولات کوچک میوه دار.
• اکسیژن‌رسانی عالی به ریشه‌ها می‌دهد.
• سیستم مقرون به صرفه.

ملاحظات:

• برای هوادهی مداوم به پمپ هوا و سنگ هوای قابل اعتماد نیاز دارد.
• مستعد نوسانات دمای آب.
• حمایت از گیاهان بزرگتر ممکن است چالش برانگیز باشد.

سیستم قطره‌ای

سیستم‌های قطره‌ای یک محلول غذایی را مستقیماً از طریق قطره چکان‌ها یا میکرو اسپرینکلر‌ها به ریشه‌های گیاه می‌رسانند. این محلول روی یک محیط رشد مانند پشم سنگ یا کوکوپیت ریخته می‌شود که رطوبت را حفظ کرده و گیاهان را در جای خود نگه می‌دارند. محلول اضافی جمع‌آوری شده و دوباره به گردش در می‌آید یا دور ریخته می‌شود.

مزایا:

• سیستم همه کاره مناسب برای طیف وسیعی از محصولات.
• امکان کنترل دقیق بر تحویل مواد مغذی را فراهم می‌کند.
• می‌تواند برای عملیات کارآمد خودکار شود.
• می‌تواند از محیط‌های رشد مختلف استفاده کند.

ملاحظات:

• نظارت و تنظیم منظم میزان چکه‌ها ضروری است.
• نیاز به سیستم آبیاری مطمئن دارد.
• گرفتگی احتمالی قطره چکه‌ها.

ایروپونیک

Aeroponics یک سیستم هیدروپونیک پیشرفته است که در آن ریشه‌های گیاه در هوا معلق هستند و یک غبار ریز از محلول غذایی مستقیماً روی ریشه‌ها اسپری می‌شود. ریشه‌ها سطوح بالایی از اکسیژن و مواد مغذی را دریافت می‌کنند. این سیستم معمولاً از برج‌ها یا قفسه‌های عمودی برای نگهداری از گیاهان استفاده می‌کند.
مزایا:

• حداکثر اکسیژن‌رسانی و جذب مواد مغذی را برای رشد سریع فراهم می‌کند.
• سیستم آب و مواد مغذی کارآمد.
• مناسب برای محصولات مختلف از جمله کاهو، سبزی و گیاهان گلدار.
• می‌تواند تراکم گیاهی بالا را در خود جای دهد.

ملاحظات:

• به یک سیستم مه پاش قابل اعتماد نیاز دارد.
• راه‌اندازی و نگهداری پیچیده‌تر.
• حساسیت به قطع برق یا خرابی پمپ.

سیستم فیتیله‌ای Wick System

سیستم فیتیله‌ای یک سیستم هیدروپونیک غیرفعال است که برای کشیدن محلول غذایی از مخزن به محیط رشد به عمل مویرگی متکی است. فتیله‌ای که معمولاً از مواد متخلخل مانند پنبه یا نایلون ساخته می‌شود محلول را به ریشه‌ها منتقل می‌کند. این سیستم ساده، کم هزینه و مناسب برای اجرا در مقیاس کوچک است.
مزایا:

• بدون نیاز به پمپ یا برق.
• راه‌اندازی و نگهداری آسان.
• مناسب برای گیاهان و گیاهان کوچک.

ملاحظات:

• محدود به استفاده در مقیاس کوچک یا سرگرمی.
• ممکن است اکسیژن کافی برای گیاهان بزرگتر یا محصولات بارده فراهم نکند.
• رشد آهسته‌تر در مقایسه با سیستم‌های پیشرفته‌تر.

هیدروپونیک عمودی چیست

هیدروپونیک عمودی یک روش کشاورزی نوآورانه است که گیاهان را به صورت عمودی، اغلب در ستون‌ها یا پانل‌های دیواری، برای رشد محصولات بدون خاک، با استفاده از یک محلول مغذی مبتنی بر آب روی هم می‌چینند.

آرایش عمودی  باعث افزایش کارایی فضا و به همین دلیل یک راه‌حل‌ایده‌آل برای کشاورزی شهری یا مناطقی با زمین‌های کوچک است. با رشد رو به بالا، سیستم‌های هیدروپونیک عمودی می‌توانند غذای بیشتری در هر متر مربع نسبت به کشاورزی سنتی یا حتی تنظیمات هیدروپونیک افقی استاندارد تولید کنند.

هیدروپونیک عمودی مزایای متعددی دارد، از جمله کاهش مصرف آب در مقایسه با کشاورزی سنتی، حذف بیماری‌های منتقله از خاک، و توانایی رشد محصولات در محیط‌های کنترل شده در تمام طول سال، بدون توجه به شرایط آب و هوایی. این روش همچنین نیاز به آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها را کاهش می‌دهد و آن را به یک رویکرد پایدارتر و سازگار با محیط زیست برای کشاورزی تبدیل می‌کند.

محیط کشت یا بستر در هیدروپونیک

محیط کشت که به عنوان بستر یا محیط رشد نیز شناخته می‌شود، با نگهداری ریشه گیاه و تسهیل جذب مواد مغذی و آب، نقش مهمی در سیستم‌های هیدروپونیک ایفا می‌کند. انتخاب بستر مناسب برای رشد سالم ریشه و جذب مواد مغذی ضروری است. در اینجا چند گزینه متداول رسانه رشد مورد استفاده در هیدروپونیک آورده شده است:

پشم سنگ

پشم سنگ یک محیط کشت محبوب و پرکاربرد است که از سنگ یا سرباره بازالت مذاب ساخته می‌شود. این ماده به صورت الیاف ریسیده می‌شود و معمولا به شکل مکعب در می‌آید. پشم سنگ آب را به خوبی حفظ می‌کند در حالی که ظرفیت مناسب برای هوا را فراهم می‌کند. پشم سنگ PH خنثی دارد و استریل است در نتیجه خطر پاتوژن‌های بیماری‌زا را کاهش می‌دهد. همچنین برای طیف وسیعی از محصولات مناسب است.

لیکاپون

خاک رس در برابر گرما منبسط و متخلخل می‌شود و لیکا یا لیکاپون را تشکیل می‌دهد. لیکاپون هوادهی و زهکشی خوبی را فراهم می‌کند و به دلیل سطح متخلخل می‌تواند مقداری رطوبت را حفظ ‌کند. گلوله‌های رس منبسط شده بارها قابل استفاده مجدد هستند و ریشه‌های گیاه به خوبی در آنها توسعه پیدا می‌کند.

کوکوپیت

از پوسته نارگیل مشتق شده و یک گزینه مناسب برای رشد ارگانیک و پایدار است. قابلیت حفظ آب بسیار خوبی دارد و در عین حال هوادهی خوبی را حفظ می‌کند. کوکوپیت دارای PH خنثی است و خواص ضد قارچ طبیعی دارد. برای بهبود زهکشی و گردش هوا، اغلب در مخلوط با سایر مواد مانند پرلیت یا ورمیکولیت استفاده می‌شود.

پرلیت

پرلیت یک سنگ آتشفشانی سبک وزن است که در اثر حرارت منبسط می‌شود. بسیار متخلخل است و هوادهی و زهکشی خوبی را برای ریشه‌ها فراهم می‌کند. پرلیت آب را به خوبی حفظ می‌کند، بنابراین برای سیستم‌هایی که نیاز به آبیاری مکرر دارند یا در جا‌هایی که رطوبت نقش مهمی دارد، مناسب است. اغلب برای بهبود حفظ رطوبت و در دسترس بودن مواد مغذی با سایر اجزا مخلوط می‌شود. پرلیت معمولاً در سیستم‌های NFT، ایروپونیک و قطره‌ای استفاده می‌شود.

ورمیکولیت

ورمیکولیت ماده‌ای معدنی است که مانند پرلیت گرم و منبسط می‌شود. خواص نگهداری آب بسیار خوبی دارد و یک محیط رطوبتی پایدار برای ریشه‌های گیاه فراهم می‌کند. ورمیکولیت اغلب با سایر ترکیبات خاکی مخلوط می‌شود تا ظرفیت نگهداری آب را بهبود بخشد. معمولاً در سیستم‌های جوانه‌زنی و تکثیر بذر استفاده می‌شود.

پیت ماس

پیت ماس نوعی خزه اسفاگنوم نیمه تجزیه شده است. قابلیت حفظ آب خوبی دارد و محیط مناسبی برای رشد ریشه فراهم می‌کند. پیت ماس اسیدی است، بنابراین هنگام استفاده در هیدروپونیک ممکن است نیاز به تنظیم pH داشته باشد. معمولاً در سیستم‌های کشت کیسه‌ای یا ظروف استفاده می‌شود.

مکعب فوم Oasis

مکعب های Oasis، ساخته شده از فوم فنولیک، اغلب برای تکثیر و استقرار جوانه استفاده می‌شود. آنها حفظ آب و پشتیبانی عالی از ریشه را ارائه می‌دهند. مکعب‌های Oasis را می‌توان به عنوان بسترهای موقت قبل از انتقال گیاهان به یک سیستم هیدروپونیک بزرگتر استفاده کرد.

فوم پلی استایرن (EPS)

تخته‌ها یا ورقه‌های فوم پلی استایرن منبسط شده (یونولیت) گاهی اوقات به عنوان بستری برای سیستم‌های شناور استفاده می‌شود. این کف باعث شناوری گیاهان می‌شود و به ریشه‌های آنها اجازه می دهد تا با محلول غذایی در تماس باشند.

محلول‌ها و مواد غذایی در هیدروپونیک

محلول‌های غذایی جزء حیاتی سیستم‌های هیدروپونیک هستند زیرا عناصر ضروری برای رشد و نمو گیاه را فراهم می‌کنند.
در سیستم های هیدروپونیک، چندین محلول کودی رایج وجود دارد که برای تامین مواد مغذی ضروری برای گیاهان استفاده می شود. فرمول خاص مورد استفاده بسته به نوع گیاهان در حال رشد و مرحله رشد آنها می تواند متفاوت باشد. با این حال، در اینجا سه محلول کود پرکاربرد در هیدروپونیک را بررسی می‌کنیم:

محلول هیدروپونیک همه منظوره

نیتروژن (N): 100 تا 200 ppm (قسمت در میلیون)
فسفر (P): 50 تا 100 ppm
پتاسیم (K): 150 تا 250 ppm
کلسیم (Ca): 100 تا 200 ppm
منیزیم (Mg): 50 تا 100 ppm
ریز مغذی ها (آهن، منگنز، روی، مس، بور، مولیبدن): 0.5 تا 2 ppm

محلول هیدروپونیک رشد رویشی

نیتروژن (N): 150 تا 300 ppm
فسفر (P): 50 تا 100 ppm
پتاسیم (K): 150 تا 250 ppm
کلسیم (Ca): 150 تا 250 ppm
منیزیم (Mg): 50 تا 100 ppm
ریز مغذی ها (آهن، منگنز، روی، مس، بور، مولیبدن): 0.5 تا 2 ppm

محلول هیدروپونیک تولید گل و میوه

نیتروژن (N): 100 تا 200 ppm
فسفر (P): 150 تا 300 ppm
پتاسیم (K): 200 تا 400 ppm
کلسیم (Ca): 150 تا 250 ppm
منیزیم (Mg): 50 تا 100 ppm
ریز مغذی ها (آهن، منگنز، روی، مس، بور، مولیبدن): 0.5 تا 2 ppm

سطح pH در محلول غذایی نقش مهمی در دسترسی و جذب مواد مغذی توسط گیاهان دارد. اکثر محصولات هیدروپونیک محدوده pH کمی اسیدی را بین 5. 5 تا 6. 5 ترجیح می‌دهند. سطوح pH خارج از این محدوده می‌تواند منجر به عدم تعادل و کمبود مواد مغذی شود. pH را می‌توان با استفاده از محلول‌های pH بالا (معمولاً یک پایه) یا pH پایین (معمولاً اسید) تنظیم کرد.
بافر‌ها و تثبیت‌کننده‌های pH افزودنی‌هایی هستند که برای حفظ pH پایدار در محلول غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آن‌ها به جلوگیری از نوسانات شدید pH کمک می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که محدوده pH مورد نظر به طور مداوم حفظ می‌شود. بافر‌ها و تثبیت‌کننده‌های pH رایج شامل محلول‌های اسید فسفریک، هیدروکسید پتاسیم، اسید سیتریک و محلول‌های بی کربنات می‌باشد.

برخی از پرورش‌دهندگان هیدروپونیک میکروب‌ها و محرک‌های زیستی مفید را در محلول‌های غذایی خود برای ارتقای سلامت گیاه و جذب مواد مغذی ترکیب می‌کنند. این‌ها می‌توانند شامل باکتری‌های مفید، قارچ‌های می‌کوریز و عصاره جلبک دریایی باشند. این افزودنی‌ها می‌توانند رشد ریشه را بهبود بخشند، جذب مواد مغذی را بهبود بخشند و انعطاف‌پذیری گیاه را در برابر بیماری‌ها و استرس افزایش دهند.

مشکلات و مسائل رایج در هیدروپونیک

هیدروپونیک فواید زیادی دارد، اما بدون چالش نیست. شناسایی و رسیدگی سریع به مسائل رایج برای حفظ گیاهان سالم و به حداکثر رساندن عملکرد بسیار مهم است. برخی از مسائل رایج در هیدروپونیک شامل موارد زیر هستند.

عدم تعادل مواد مغذی

عدم تعادل مواد مغذی زمانی رخ می‌دهد که غلظت مواد غذایی خاص در محلول خیلی زیاد یا خیلی کم باشد. علائم ممکن است شامل تغییر رنگ برگ، توقف رشد یا علائم کمبود مواد مغذی باشد.

نوسانات pH در هیدروپونیک

نوسانات pH می‌تواند در دسترس بودن مواد مغذی و جذب مواد مغذی گیاه را تحت تأثیر قرار دهد و منجر به مسمومیت شود. از ابزار‌های پایش pH برای بررسی منظم سطح pH محلول غذایی استفاده کنید.

عوامل بیماری‌زا

بیماری‌های ریشه و عوامل بیماری‌زا مانند پیتیوم یا فوزاریوم می‌توانند به سیستم ریشه آسیب رسانده و منجر به پژمردگی یا پوسیدگی گیاه شوند. بهداشت مناسب را با استریل کردن تجهیزات، استفاده از محیط‌های کشت تمیز و اجرای شیوه‌های بهداشتی خوب حفظ کنید. با اطمینان از هوادهی مناسب و اجتناب از آبیاری بیش از حد، اکسیژن کافی را به ناحیه ریشه ارائه دهید.

رشد جلبک در هیدروپونیک

رشد جلبک می‌تواند در سیستم‌های هیدروپونیک، به ویژه زمانی که در معرض نور قرار می‌گیرند، رخ دهد. جلبک‌ها می‌توانند برای مواد مغذی و عملکرد سیستم تأثیرگذار با گیاهان رقابت کنند. با ضد نور نگه داشتن سیستم یا استفاده از مواد مسدود‌کننده نور از رشد جلبک جلوگیری کنید. تجهیزات و مخازن را به طور مرتب تمیز و ضدعفونی کنید تا تجمع جلبک به حداقل برسد.

نوسانات دما

نوسانات دما می‌تواند به گیاهان استرس وارد کند و رشد را تحت تأثیر قرار دهد. استفاده از عایق، سایه‌بان، تهویه یا سیستم‌های گرمایش/سرمایش برای تنظیم دما و ایجاد یک محیط رشد مطلوب لازم است.

نور ناکافی یا بیش از حد

نور نقش مهمی در رشد و نمو گیاهان دارد. کمبود نور می‌تواند باعث ایجاد گیاهان ضعیف و ساقه‌ها باریک و بلند شود، در مقابل نور بیش از حد می‌تواند باعث سوختگی برگ یا استرس گرمایی شود.

آلودگی به آفات

هجوم آفاتی مانند شته‌ها، کنه‌های عنکبوتی یا مگس‌های سفید می‌تواند به گیاهان آسیب برساند و محصول را کاهش دهد. اجرای استراتژی‌های مدیریت یکپارچه آفات، از جمله بازرسی منظم، کنترل‌های بیولوژیکی (مانند حشرات مفید)، یا آفت کش‌های ارگانیک، برای مدیریت و جلوگیری از شیوع آفات موثر است.

کمبود اکسیژن

اکسیژن‌رسانی ناکافی می‌تواند منجر به پوسیدگی ریشه، جذب ضعیف مواد مغذی و توقف رشد شود. با استفاده از سیستم‌های هوادهی مناسب، مانند پمپ‌های هوا یا سنگ‌های هوا، در محلول غذایی، از اکسیژن‌رسانی کافی اطمینان حاصل کنید.

مزایای هیدروپونیک

بهره وری و حفاظت از آب

سیستم‌های هیدروپونیک به طور قابل توجهی از آب کمتری در مقایسه با روش‌های رایج باغبانی استفاده می‌کنند. هیدروپونیک با رساندن مستقیم آب به ریشه گیاه، اتلاف آب را از طریق تبخیر و روان‌آب به حداقل می‌رساند. آب را می‌توان در داخل سیستم گردش کرد و مصرف کلی را کاهش داد.

همچنین در کشاورزی مبتنی بر خاک، کود‌های اضافی می‌توانند به آب‌های زیرزمینی یا آب‌های مجاور نفوذ کنند و منجر به آلودگی شوند. هیدروپونیک این مشکل را با ارائه کنترل دقیق بر تحویل مواد مغذی حل می‌کند و خطر رواناب مواد مغذی و آلودگی محیطی را کاهش می‌دهد.

افزایش عملکرد و کیفیت محصول

در سیستم‌های هیدروپونیک، گیاهان یک محلول غذایی متعادل را مستقیماً به ریشه خود دریافت می‌کنند. این محیط کنترل شده امکان جذب مؤثر مواد مغذی را فراهم می‌کند و باعث افزایش سرعت رشد و در نهایت بازده محصول بالاتر می‌شود.
هیدروپونیک محیطی کنترل شده را فراهم می‌کند و به کشاورزان اجازه می‌دهد بدون توجه به فصل یا شرایط آب و هوایی، محصولات خود را رشد دهند. با تنظیم عواملی مانند نور، دما و رطوبت، پرورش‌دهندگان می‌توانند رشد گیاه را بهینه کرده و فصل رشد را افزایش دهند.

هیدروپونیک و کنترل آفات و بیماری‌ها

هیدروپونیک خطر آفات و بیماری‌هایی را که معمولاً با کشاورزی مبتنی بر خاک مرتبط هستند به حداقل می‌رساند. بدون خاک، بسیاری از آفات و عوامل بیماری‌زا از خاک حذف می‌شوند و نیاز به آفت کش‌های شیمیایی را کاهش می‌دهند. همچنین هیدروپونیک به محلول‌های آبی غنی از مواد مغذی متکی است که وابستگی به کود‌های شیمیایی را کاهش می‌دهد. این منجر به کاهش قابل توجهی در استفاده از کود و آفت کش‌ها می‌شود.

هیدروپونیک و حفاظت از زمین

سیستم‌های هیدروپونیک می‌توانند به صورت عمودی یا در فضا‌های محدود اجرا شوند و در مقایسه با کشاورزی سنتی به زمین کمتری نیاز دارند. این می‌تواند به محافظت از زیستگاه‌های طبیعی و جلوگیری از جنگل زدایی مرتبط با گسترش زمین‌های کشاورزی کمک کند.

هیدروپونیک امکان تولید مواد غذایی محلی را فراهم می‌کند و نیاز به حمل و نقل طولانی مدت محصولات تازه را به حداقل می‌رساند. hydroponics با کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و مصرف انرژی در حمل و نقل به کاهش ردپای کربن در زنجیره تأمین مواد غذایی کمک می‌کند.

پرسش و پاسخ

هیدروپونیک چیست و چگونه کار می‌کند؟

هیدروپونیک روشی برای رشد گیاهان در محلول‌های مبتنی بر آب و غنی از مواد مغذی به جای خاک است. ‌ایده اصلی این است که اجازه دهیم ریشه گیاه در تماس مستقیم با محلول غذایی باشد و در عین حال به اکسیژن نیز دسترسی داشته باشد که برای رشد مناسب ضروری است.

مزایای باغبانی هیدروپونیک در مقایسه با باغبانی سنتی خاک چیست؟

باغبانی هیدروپونیک مزایای متعددی نسبت به باغبانی سنتی خاک دارد، از جمله رشد سریع‌تر گیاه، عملکرد بیشتر، مصرف کمتر آب، کاهش مشکلات آفات و بیماری‌ها و توانایی رشد گیاهان در فضا‌هایی بدون خاک مناسب.

چه نوع گیاهانی را می‌توان به صورت هیدروپونیک پرورش داد؟

تقریباً هر گیاهی را می‌توان به صورت هیدروپونیک کشت کرد، اما برخی از محبوب‌ترین انتخاب‌ها عبارتند از سبزیجات برگ‌دار (مانند کاهو، اسفناج، و کلم پیچ)، گیاهان دارویی (مانند ریحان، نعناع و گشنیز) و سبزیجات مختلف (مانند گوجه‌فرنگی، فلفل و… خیارها).

آیا راه‌اندازی و نگهداری سیستم‌های هیدروپونیک دشوار است؟

پیچیدگی یک سیستم هیدروپونیک می‌تواند بسیار متفاوت باشد، این سیستم می‌‌تواند شامل راه‌اندازی ساده و تک گیاهی باشد تا کشت‌های بزرگ تجاری. برای مبتدیان، کیت‌ها و منابع کاربردی زیادی برای کمک به راه‌اندازی و نگهداری مؤثر  وجود دارد.

چه مواد مغذی برای سیستم‌های هیدروپونیک مورد نیاز است و چگونه در اختیار گیاهان قرار می‌گیرد؟

در هیدروپونیک، گیاهان مواد مغذی خود را از یک محلول مبتنی بر آب دریافت می‌کنند که باید حاوی عناصر معدنی ضروری موجود در خاک باشد. این مواد مغذی شامل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گوگرد و عناصر کمیاب مانند آهن، منگنز، بور، روی و مس هستند. محلول غذایی به طور دقیق متعادل و با pH تنظیم شده است تا رشد بهینه گیاه را تضمین کند و مستقیماً از طریق روش‌های مختلف مانند کشت آب عمیق، تکنیک فیلم غذایی یا سیستم‌های جزر و مد به ریشه‌های گیاه تحویل داده می‌شود.

آیا می‌توان از کودهای خاکی در هیدروپونیک استفاده کرد؟

خیر، کودهای خاکی به دلیل فرمولاسیونی که دارند عموماً برای سیستم‌های هیدروپونیک توصیه نمی‌شوند. هیدروپونیک به مواد مغذی نیاز دارد که به شکل محلول باشند تا به راحتی توسط ریشه گیاهان در محلول آبی جذب شوند.

آیا هیدروپونیک می‌تواند پایدار و دوستدار محیط زیست باشد؟

بله، هیدروپونیک می‌تواند بسیار پایدار و سازگار با محیط زیست باشد. این به طور قابل توجهی مصرف آب را در مقایسه با باغبانی سنتی خاک کاهش می‌دهد، نیاز به آفت کش‌ها را به حداقل می‌رساند و می‌تواند از منابع انرژی تجدید‌پذیر تأمین شود. علاوه بر این، سیستم‌های هیدروپونیک را می‌توان در مناطق شهری یا مکان‌هایی که شرایط خاک ضعیف است راه‌اندازی کرد و آن را به گزینه‌ای مناسب برای کاهش اثرات زیست‌محیطی تولید غذا تبدیل می‌کند.