مقالات هيدروپونيك و توليدات گلخانه اي

در اين مطالعه از شش بستر كشت در سيستم آبكشت براي توليد خيار گلخانه اي استفاده شد: 1) شن رودخانه اي، 2) پرليت درشت دانه، 3) پرليت ريزدانه، 4) ورمي كمپوست، 5) مخلوط خاك اره و خاك مزرعه به نسبت 40 و 60 و 6) خاك مزرعه. همچنين از بذر تجارتي خيار كيان 1571 استقاده شد. صفات مورد بررسي شامل: ارتفاع گياه، تعداد برگ، عملكرد ميوه، تعداد ميوه، تراكم ريشه ها و آب نسبي برگ بود. بستر پرليت درشت، شن رودخانه و ورمي كمپوست نسبت به ساير بسترها براي رشد و نمو گياهان مطلوبتر بود. از بين بسترهاي مورد بررسي شن رودخانه و پرليت دانه درشت بهتر از ديگر بسترها در سيستم هيدروپونيك بودند. اما بدليل قابل دسترس تر و ارزان تر بودن شن، اين نوع بستر ترجيح داده مي شود.

امروزه اطلاعات اندكي در مورد نوع سيستم مورد استفاده و همچنين بسترهاي كاشت بهينه براي محصولات عمده نظير فلفل وجود دارد و اندازه گيري شاخص هاي اكوفيزيولوژيك گياه ميتواند به عنوان يك معيار خوب جهت انتخاب محيط هاي مناسب كشت استفاده شود. در اين پژوهش خصوصيات اكوفيزيولوژيكي گياه فلفل در دو سيستم هيدروپونيك و آكواپونيك مورد بررسي قرار گرفت. اندازه گيري پارامترهاي فتوسنتزي و روابط آبي نشان داد كه ميزان فتوسنتز، هدايت روزنه اي، تعرق، تشعشع فعال فتوسنتزي و كارآيي مصرف آب در تيمار آكواپونيك بالاتر از گياهان كشت شده در سيستم هيدروپونيك بوده و ميزان مقاومت روزنهاي و CO₂ زير روزنهاي در تيمار هيدروپونيك بالاتر بود. از نظر دماي سطح برگ و كارآيي مصرف آب دو تيمار هيدروپونيك و آكواپونيك تفاوت معني داري را نشان ندادند.

هيدروپونيك تكنولوژي پرورش گياهان در محلول غذايي است. پارامترهاي فتوسنتزي و روابط آبي شاخص هاي خوبي براي تشخيص ميزان سلامت گياهان به شمار مي روند. در اين آزمايش گياه گوجه فرنگي در دو بستر هيدروپونيك  Raftو پرلايت كشت شد. اندازهگيري پارامترهاي فتوسنتزي و آبي نشان داد كه ميزان فتوسنتز، تعرق، كارآيي مزوفيل، كارآيي مصرف آب و تشعشع فعال فتوسنتزي در تيمار پرلايت نسبت به Raft بالاتر بود. بنابراين به نظر ميرسد كه كاشت گياه گوجه فرنگي در محيط پرلايت به علت بهتر بودن خصوصيات اكوفيزيولوژيك گياه عملكرد بهتري نسبت به سيستم Raft داشته باشد.

جهت بررسي دو روش (پيوسته و پوكه معدني) كشت هيدروپو نيك در توليد دو رقم گوجه فرنگي گلخانه اي ( Nickitaو Elena) در يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با چهار تكرار اجرا گرديد. در اين مقاله براي تغذيه معدني گياهان از محيط كشت موراشيگ و اسكوك (M.S.) استفاده شد. صفات زراعي مانند ارتفاع ساقه، قطر ميانگره اول ساقه، تعداد برگ، طول و قطر و عملكرد ميوه اندازه گيري شد. روش كشت بر تمام صفات معني دار بود ولي تفاوت بين ارقام از نظر صفات مورد بررسي معني دار نبود. سيستم پيوسته به دليل جريان دايم محلول غذايي، غوطه ور شدن ريشه در محلول غذايي، توسعه گسترده شبكه ريشه اي و عدم تنش خشكي و نسبت به روش پوكه معدني برتري داشت. با توجه به شرايط انجام اين آزمايش روش كشت پيوسته قابل توصيه ميباشد.

گل رز يكي از مهمترين گلهاي شاخه بريده دنيا ميباشد كه از لحاظ تجارت جهاني داراي جايگاه ويژه ميباشد. بررسي عملكرد كمي و كيفي رز شاخه بريده در هر يك از سيستمهاي مختلف كشت به صورت خاكي و بدون خاك (هيدرو پونيك) از لحاظ شناسايي و ترويج اثر شيوه هاي گوناگون كاشت از اهميت بالايي برخوردار مي باشد. بدين منظور آزمايشي شامل سيستم هاي مختلف كشت بدون خاك به روش گلداني، كارتن پلاست و كيسه اي در مقايسه با بستر خاكي (شاهد) در قالب بلوكهاي كامل تصادفي در سه تكرار به اجرا گذاشته شد. نتايج نشان داد وزن تر كل شاخه گل توليدي و تعداد شاخه گل در بسترهاي كشت بدون خاك بيش از بستر خاكي بود. بيشترين وزن تر و تعداد شاخه گل در بستر رشد كيسهاي بود كه نسبت به شاهد (بستر خاكي) به ترتيب 4.72 و 3.13 برابر افزايش نشان داد. بيشترين شاخه گل درجه يك توليدي در بستر كشت گلداني مشاهده شد. بالاترين عمر پس از برداشت و قطر جام گل در بستر كشت كارتن پلاست مشاهده گرديد كه در مقايسه با شاهد به ترتيب 26.3 و 17.4 درصد افزايش داشت.

اين پژوهش به منظور ارزيابي تاثير آرايش و تراكم كاشت بر عملكرد توت فرنگي “Selva” در شرايط گلخانه در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي با4 تكرار صورت گرفت. نتايج نشان داد كه عملكرد تك بوته در آرايش كاشت افق (مسطح) به طور معني داري بيشتر از آرايش كاشت عمودي (مطبق) ميباشد. با افزايش تراكم كشت در آرايش مطبق عملكرد تك بوته كاهش ولي عملكرد در واحد سطح گلخانه افزايش مي يابد.

آكواپونيك علم تلفيق توليد گياه و ماهي در يك رابطه همزيستي است كه در آن پساب ماهي به عنوان كود براي گياه استفاده ميشود. همچنين در اين سيستم آب مورد استفاده ماهي نيز توسط گياه تصفيه ميشود و به استخر ماهي انتقال مي يابد. اين عمل براي ماهي نيز مفيد است، چرا كه ممكن است در اثر تجزيه بقاياي اين گياهان و ميكروارگانيسمها كه در بستر استخر تجمع يافته مواد سمي توليد شود، در حاليكه اين پساب ميتواند به عنوان كود مورد استفاده گياه قرار گيرد. در سيستم آكواپونيك دانشگاه وليعصر (عج) رفسنجان آب مخزن پرورش ماهي پس از گذشتن از فيلترها و حذف مواد جامد وارد سيني هاي كشت هيدروپونيك ميشود. ريشه گياهان درون اين آب شناور بود و جهت نگهداري و استحكام گياهان از ورقه يونوليت كه روي سطح سيني شناور بود استفاده شد. در اين سيستم بستر كشت به عنوان يك بيوفيلتر عمل مي كرد. باكتري هاي نيتريفيكاتور در بستر كشت، آمونياك و نيتريت را كه براي گياه سمي هستند جذب كرده و آب تصفيه شده مجددا به مخزن ماهي برميگشت. نعناع كه سازگاري خوبي با سيستم آكواپونيك دارد در اين سيستم كشت شد و با سيستم هيدروپونيك مقايسه گرديد. اندازه گيري غلظت عناصر غذايي نشان داد كه غلظت عناصر Pو Mg در برگهاي گياهان نعناع رشد يافته در سيستم آكواپونيك بيشتر از سيستم هيدروپونيك بود ولي غلظت عناصر Mn، Fe،K  و Zn در برگهاي گياهان نعناع رشد يافته در سيستم هيدروپونيك بيشتر از سيستم آكواپونيك بود.

توجه و شناخت مكانيزم جذب و انتقال عناصر غذايي توسط گياهان و تاثير عوامل مختلف آن در مديريت تغذيه گياهان جهت نيل به اهداف اقتصادي افزايش عملكرد گياهان در شرايط پر هزينه كشت گلخانه اي ضروري مي باشد. سيستم هاي هيدروپونيك سيستمهاي كنترل شده اي هستند كه ضمن صرفه جويي در مصرف آب و كود ميتوانند با مديريت مناسب از طريق بهينه سازي محلول هاي غذايي در تغذيه مناسب گياهان و كاهش اختلالات فيزيولوژيكي ناشي از كمبود عناصر ضروري نقش داشته باشند. در اين ميان كودهاي نيتروژنه پرمصرف ترين كودهاي مورد نياز گياه مي باشند كه مصرف درست آنها با توجه به نياز گياه ميتواند ضمن جلوگيري از سميت باعث عملكرد مناسب شود. اين مقاله مروري، اطلاعاتي را در زمينه اهميت سيستم هاي هيدروپونيك در مديريت تغذيه گياهان گلخانه اي و چگونگي كاربرد سه نوع كود نيتروژنه آمونيوم، نيترات و اوره فراهم ميكند. بر اساس بررسيها، اوره ميتواند جايگزين آمونيوم شود و از اين طريق از سميت آمونيوم در گياهان بكاهد و يا مشكل زيست محيطي ناشي از تجمع نيترات در محيط ضمن آبشويي و يا در سبزيجات برگي كاسته شود.

در چند دهه اخير با روي كار آمدن سيستمهاي كشت هيدروپونيك، مطالعات بسياري توسط محققين در زمينه سيستم هاي هيدروپونيك در مديريت آب و كود صورت گرفته است. سيستم هاي باز، آب اضافي را زهكش مي كنند و از نظر جلوگيري از انباشتگي يون هاي سنگين مناسب ميباشند. اما براي اصلاح كارايي مصرف آب و كود و جلوگيري از آلودگي آبهاي سطحي از طريق زهكش گلخانه ها سيستمهاي بسته در صورت مديريت بازسازي و تنظيم كيفيت محلول غذايي، سيستم هاي كشت مناسب تري هستند. در سيستمهاي كشت هيدروپونيك سوبستراهاي مختلفي استفاده ميشود، همچنين سيستم هاي كشت بدون سوبسترا نيز كاربرد دارد. اما در بين سوبستراهاي مختلف، كاربرد همزمان پرلايت و زئولايت با نسبتهاي خاص براي هر گونه گياهي بدليل خصوصيات مكمل اين دو در مطالعات، بهينه ارزيابي شده است. اين مقاله مروري، اطلاعاتي را در زمينه شناسايي دو سيستم هيدروپونيك باز و بسته و راهكارهاي مديريتي در رفع معايب هر سيستم ارايه ميدهد، همچنين از حيث مديريت آب و مواد غذايي و كارايي مصرف آب و كود بر اساس گزارش هاي موجود به تعريف نقش هر يك از اين دوسيستم و سوبستراهاي مختلف كه در بسترهاي كشت هيدروپونيك گياهان گلخانه اي مورد استفاده قرار مي گيرند مي پردازد.

سيب زميني يكي از مهمترين زراعت ها براي تامين غذاي يك ميليارد نفر مردم دنيا است. اين زراعت در بيش از 130 كشور در مساحتي بالغ بر 18 ميليون هكتار كشت شده و توليدي معادل 295 ميليون تن دارد. چون سيب زميني عمدتا از طريق غيرجنسي تكثير مي شود، امراض و آفات متعددي در اغلب مناطق دنيا زراعت سيب زميني را تحت تاثير قرار مي دهد. غده هاي بذري آلوده، انتقال و گسترش بيماريها را از يك نسل به نسل ديگر بعهده دارند. از اين رو سيستم كارآمد توليد رسمي غده بذري سيب زميني در كشورهاي پيشرفته ايجاد شده است. اين سيستم در زمينه توليد غده هاي بذري پيش پايه و پايه به پيشرفت هاي قابل توجهي دست يافته است. محققان كشورمان نيز همگام با ساير كشورهاي دنيا، تحقيقات دامنه داري را در زمينه توليد گياهچه هاي عاري از ويروس از طريق كشت بافت و توليد ريزغده هاي گلخانه اي عاري از عوامل بيماريزاي ويروسي با هدف دستيابي به يك تكنولوژي قابل دسترس و سازگار با نيازها و امكانات داخلي پي ريزي و اجرا نموده اند. از آنجا كه مديريت مطلوب گياهچه هاي كشت بافتي در شرايط گلخانه اي آخرين حلقه از حلقه هاي توليد هسته هاي اوليه را تكميل خواهد نمود، دستورالعمل حاضر شامل بر نكات فني و كاربردي مديريت گلخانه اي گياهچه هاي حاصل از كشت بافت، نظير تنظيم عناصر غذايي ميكرو و ماكرو، رطوبت، نور و درجه حرارت در طي مراحل مختلف استقرار گياهچه، شروع غده زايي و رسيدگي ريزغده ها براي استفاده گروه هاي بهره برداران و كاربران تهيه شده است.

تهويه گلخانه شامل خروج هوا از داخل گلخانه و جايگزين كردن آن بوسيله هواي بيرون مي باشد كه يكي از مهمترين راه هاي كنترل عوامل محيطي گلخانه است. اهداف تهويه شامل كاهش دما، تامين دي اكسيد كربن (CO₂)، تنظيم و كنترل رطوبت نسبي و يكنواخت نمودن هواي گلخانه در تمام طول آن مي باشد. از مشكلات گلخانه هاي با رطوبت نسبي بالا ميتوان به پديده تراكم، بيماريهاي قارچي، خوردگي سريع اجزا ساختاري گلخانه و مشكل شرجي بودن (رطوبت) براي كارگران اشاره نمود آسانترين راه براي افزايش فتوسنتز و توليد، طي روزهاي آفتابي، انجام عمل تهويه و جايگزين نمودن دي اكسيدكربن مي باشد كه اين امر در اكثر محصولات باعث زودرسي و افزايش عملكرد ميگردد. در گلخانه هاي ايران، عمل تهويه اكثرا در زمستان از طريق پنجره هاي جانبي و سقفي و حتي درب گلخانه ها و در تابستان همراه عمل خنك كردن گلخانه از طريق سيستم هاي پوشال و پنكه واستفاده از كولرهاي آبي صورت ميگيرد.

بخش كشاورزي يكي از مهمترين بخشهاي اقتصادي هر جامعه است زيرا مواد غذايي و چگونگي توليد آن از زمان خلقت بشر بيشترين وقت و هزينه را به خود اختصاص داده است. هر چه علوم و صنايع مختلف پيشرفت مي كنند باز هم نقايض و كمبودهايي وجود دارد كه عمده ترين اين كمبودها ناشي از عدم استفاده بهينه از عوامل توليد است. در جهان، كشورهايي كه كمتر توسعه يافته اند يا از پيشرفت فني و علمي مناسبي برخوردار نيستند منابع توليد را بيشتر به هدر مي دهند. وجود عوامل توليد و پتانسيلهاي بالقوه كشور ايران پاسخگوي جمعيتي بيش از جمعيت فعلي است، كه اين مهم جز با استفاده كارا و بهينه از اين منابع ميسر شود. استان كرمان با قريب به 700 هزار هكتار زمين قابل كشت بزرگترين سطح زير كشت كشور را دارد كه از اين ميزان 230 هزار هكتار در منطقه جيرفت و كهنوج قرار داشته و سالانه بيش از 2.5 ميليون تن محصول توليد مي كند كه 70 درصد توليد استان و 4 درصد توليد كشور است. در اين ميان محصولات گلخانه اي سبزي و صيفيجات جايگاه ويژه اي را دارا مي باشند.

استفاده از جوانه هاي تازه غلات در رژيم غذايي دامها مي تواند اثرات قابل توجهي در كاركرد آنها داشته باشد. اين غذاها با افزايش فعاليت آنزيمي در شكمبه دام، موجب جذب بهتر عناصر غذايي، آزادسازي انرژي و افزايش عملكرد آنها مي گردند. جوانه ها منبع عظيمي از آنزيم هاي هضمي گياهي هستند. آنزيم ها به عنوان كاتاليزورهاي زيستي عمل كرده و براي تكميل هضم پروتئين، هيدراتهاي كربن و چربي ها مورد نياز هستند. كاركرد ويتامين ها، مواد معدني و عناصر كمياب نيز وابسته به فعاليت آنزيمي است. جوانه زني دانه ها موجب افزايش فعاليت آنزيم ها، بهبود ميزان پروتئين هاي كل، چربي ها، برخي اسيدهاي آمينه ضروري، قند كل، ويتامينهاي گروه B و كاهش ماده خشك، نشاسته و مواد ضد تغذيه اي ميشود.

كاهو پس از گوجه فرنگي، خيار و فلفل، چهارمين سبزي مهم توليد شده به روش هيدروپونيك در گلخانه مي باشد. در اين مقاله سه روش كشت ساده هيدروپونيك غير چرخشي جهت توليد كاهو معرفي مي شود. در اين سيستم ها محلول هاي غذايي قبل از كاشت يا انتقال نشا اضافه مي شوند. در ساده ترين سيستم، كاهو در گلدان هاي پلاستيكي حاوي محيط كشت كاشته شده در مكان تاريك قرار مي گيرد. سپس بطري پلاستيكي 4 ليتري از محلول غذايي پر مي شود و گياهان با واكنش موئينگي مواد غذايي را جذب كرده و فضاي هواي مرطوب را افزايش ميدهند. در اين هنگام سيستم ريشه اي گياه گسترش يافته و به جذب آب و مواد غذايي ادامه مي دهد. كاهوهاي برگي با اندازه متوسط معمولا بعد از 6 تا 7 هفته پس از كاشت، برداشت مي شوند. كاربرد اين روش با استفاده از مخزن هاي بزرگ حاوي مواد غذايي ميتواند به صورت تجاري استفاده شود. نشاهاي كاهوهاي كاشته شده به گلدان مشبك حاوي بستر مناسب انتقال يافته و در سوراخ هاي موجود در پوشش قرار مي گيرد و تغذيه مي شوند و برداشت قبل از اتمام محلول غذايي انجام ميشود. در روش ديگر با تغييري در اين سيستم و استفاده از سيستم شناور و مخزن هاي مستطيلي چرخشي كاهو در گلدان هاي مشبك در پوشش پلي استرن قرار ميگيرند. مخزن ابتدا از آب پر مي شود و كاهوها به صورت شناور در آب تا رسيدن به مرحله برداشت رشد مي نمايند.

آكواپونيك تركيبي از پرورش ماهي (Aquaculture) و پرورش گياهان (Hydroponic) در سيستمهاي گردشي است. در اين سيستم مواد دفعي ماهي كه عمدتا تركيبات نيتروژن دار از قبيل آمونياك، و تركيبات غير نيتروژني مثل فسفر مي باشند بوسيله گياه جذب شده و از آب حذف ميشوند. در سيستم آكواپونيك دانشگاه وليعصر رفسنجان، آب تانك پرورش ماهي پس از گذشتن از فيلترهاي مكانيكي به بستر هيدروپونيك وارد شده و اين بستر بعنوان بيوفيلتر محيط مناسبي براي رشد باكتري ها از جمله نيتروزوموناس و نيتروباكتر ايجاد مينمايد كه به ترتيب كار تبديل آمونياك و نيتريت آب پرورش ماهي به نيتريت و سپس نيترات را انجام ميدهند. مقداري از نيترات صرف تغذيه گياهان ميشود و آب تصفيه شده در سيستم دوباره وارد تانك پرورش ماهي ميشود. با توجه به نياز حرارتي ماهي كپور (30-20 درجه سانتي گراد( و دماي آب قابل دسترس، اين گونه از ماهيان گرمابي پرورش داده شد. سبزيهاي برگي ريحان و نعناع و سبزيهاي ميوه اي خيار و گوجه فرنگي با توجه به سازگاري مناسب به سيستم آكواپونيك معرفي شدند. ريحان، نعناع و گوجه فرنگي سازگاري خوبي با سيستم آكواپونيك نشان دادند در صورتيكه خيار در مراحل اوليه رشد احتمالا به علت آلودگي ريشه ها به قارچ هاي بيماريزا خشك شد. اندازه گيري پارامترهاي فتوسنتزي و آبي در نعناع نشان داد كه ميزان فتوسنتز و كارآيي مصرف آب در تيمار آكواپونيك نسبت به هيدروپونيك بالاتر است. بطور كلي نتايج نشان دهنده وضعيت بهتر اكوفيزيولوژيكي گياهان نعناع در سيستم آكواپونيك بود.