5:18 ص المكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : أساسيات و معايير نجاح الزراعة بدون تربة

يتم تصنيف أنظمة الاستزراع بدون تربة وفقًا لنوع الركيزة (وسط بدون تربة) التي تستخدمها ، وكيفية توصيل محلول المغذيات إلى النباتات (الري بالتنقيط ، أو محلول المغذيات المتدفقة أو الراكدة) وما يحدث للمحلول بعد تصريفه بعيدًا مثل فتح (تصريف مجاني) أو مغلق (ماء معاد تدويره). يمكن أن تكون الوسائط الخالية من التربة غير عضوية (مثل الرمل ، والحصى ، والحصى ، والبيرلايت ، والصوف الصخري ، والفيرميكوليت) ، أو العضوية (مثل قشور الأرز ، والجفت ، ونشارة الخشب ، والقش ، وجوز الهند) أو الاصطناعية (مثل سفينة الرغوة ، والإسفنج ، والألياف البلاستيكية الممتصة للرطوبة) . بفضل مجموعة الوسائط الخالية من التربة ، تطورت البستنة في جميع أنحاء العالم ، مما مكن المزارعين من إنتاج الأغذية ونباتات الزينة ذات الإنتاجية العالية وبيع السلع عالية الجودة .

تتضمن جودة الوسط الخالي من التربة العديد من المؤشرات ويختلف تقييمها من منطقة إلى أخرى ، اعتمادًا على آراء المزارعين الفرديين بالإضافة إلى أهداف الإدارة الخاصة بهم مثل الإنتاجية والجودة وإعادة تدوير النفايات و / أو الاستدامة. بالنسبة لما يجعل الوسط الخالي من التربة وسيطًا جيدًا للنمو ، يجب مراعاة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية عند تقييم أداء النظام.

المتطلبات الأساسية لوسط نمو جيد

تستخدم وسائط النمو بدون تربة لأغراض البستنة في جميع أنحاء العالم. يعد اختيار المؤشرات أقل تعقيدًا من اختيار التربة ، نظرًا لأن للتربة استخدامات متعددة (مثل الزراعة ، والغابات ، والهندسة ، والترفيه ، والبناء ، وما إلى ذلك) ، وفقًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال ، ستكون جودة التربة المخصصة لأغراض البناء مختلفة تمامًا عن التربة الصالحة للزراعة. ستكون المؤشرات التي تحدد وسيط نمو جيد دائمًا للأغراض الزراعية.

عند استخدام تفل قصب السكر (المصنوع من نفايات لب قصب السكر) وحده ، على سبيل المثال ، يؤدي ارتفاع معدل احتباس الماء وانخفاض المسامية إلى سوء التهوية والتصريف. من ناحية أخرى ، تتميز قشور الأرز باحتباس الماء المنخفض والمسامية العالية مما يؤدي إلى الإجهاد المائي للنبات إذا تم استخدامه بمفرده. تتمتع قشور الأرز وتفل قصب السكر بمعدل تحلل مرتفع ، وبالتالي تتطلب مدخلات عالية من التسميد بالنيتروجين لتجنب المنافسة بين الكائنات الحية الدقيقة والنباتات للحصول على النيتروجين. عند النظر إلى خصائص كل وسط عديم التربة ، يمكن أن يوفر مزيج منها عادةً بديلاً مرضيًا للمزارعين. ومع ذلك ، لا ينبغي أن يتم الجمع بين الركائز ببساطة على أساس التوافر وخفض التكلفة ، ويجب أن يأخذ في الاعتبار الخصائص الأساسية .

عندما يدعم الوسط المتنامي النباتات وينظم تدفق المياه

تعكس الكثافة الظاهرية قدرة الوسط على العمل كدعم هيكلي ، وحركة الماء والمذاب ، والتهوية. يعبر عن وزن التربة أو الجزيئات المتوسطة من حيث الحجم. وبالتالي ، تعتبر المواد الصلبة ومساحة المسام معًا وزن التربة أو الوسط. إذا كانت مساحة المسام منخفضة جدًا ، فستعاني التربة أو وسط النمو بسهولة من الضغط

تبلغ كثافة التربة المعدنية 1400 كجم / م 3 في المتوسط مع مساحة مسامية تبلغ 47٪. يُقارن ذلك بوسائط النمو عديمة التربة مثل خث الطحالب والفيرميكوليت التي تبلغ كثافة حجمها 125 كجم / م 3 وحوالي 93٪ من مساحة المسام ، أو غبار جوز الهند بكثافة كبيرة تتراوح من 40 إلى 80 كجم / م 3 وحوالي 87.5٪ من مساحة المسام (أرغو ، 1998). توضح الأشكال الاختلاف الكبير في الكثافة الظاهرية ومساحة المسام بين التربة ووسط النمو غير المرتب ، حيث تكون التربة أثقل وسائط نمو بينما تتيح خفة الوسائط الخالية من التربة سهولة التعامل والنقل ؛ لكن هذا لا يؤثر على مؤشرات أخرى مثل المسامية واحتباس الماء.

قد يؤدي مزيج من المسامية المنخفضة واحتباس الماء العالي إلى سوء التهوية والصرف. على النقيض من ذلك ، فإن المسامية العالية وانخفاض احتباس الماء من شأنه أن يؤدي إلى إجهاد مائي في المحاصيل. هذه مؤشرات مهمة لوسائل النمو ، والتي يجب أن يكون لها توازن جيد من أجل تحسين تدفق المحاليل الغذائية إلى النبات. في التربة التي تحدث بشكل طبيعي ، يصعب التحكم في هذه المؤشرات بسبب الانحدار والملمس والظروف المناخية.

أثناء الزراعة ، قد تتغير المؤشرات المذكورة أعلاه (المسامية واحتباس الماء) بسبب تحلل المادة العضوية ، ونشاط الجذر ، وتورم وانكماش جزيئات الركيزة وعملية الضغط. ومع ذلك ، قد تحدث التعديلات المادية فقط بعد دورة نمو واحدة أو دورتين اعتمادًا على طبيعة الركيزة ونوع المحصول ، مما يسمح بإعادة استخدام وسط النمو  . هناك جدل مستمر بين العلماء ، حيث ذكر بعضهم أن غلة المحاصيل تتأثر عند إعادة استخدام وسط النمو ، بينما يؤكد آخرون أن الاختلافات تكاد لا تذكر. استنادًا إلى الخصائص الفيزيائية للوسط المتنامي ، غالبًا ما يعتمد مفهوم "إعادة استخدام الركيزة" على الحجج "الخضراء" ، بينما تسود الربحية باعتبارها الهدف الرئيسي بين المزارعين.

عندما يكون الوسط المتنامي بمثابة خزان للمواد الغذائية

تحتوي التربة على أنظمة بيئية متنوعة للغاية من الكائنات الحية الدقيقة والكائنات ، بما في ذلك المجتمعات النباتية. التفاعل المعقد بينهما متوازن ، مما يسمح للنباتات والحيوانات في التربة بالبقاء أو التعافي دون تدخل بشري. ومع ذلك ، قد تكون غلات الإنتاج مرتفعة مثل النمو في وسط النمو بدون تربة حيث يكون التدخل البشري مطلوبًا.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين وسط النمو غير المرتب والتربة في وجود تنوع نباتي في التربة والمواد العضوية. تعتبر كمية المادة العضوية في التربة أهم مؤشر على جودة التربة. عندما تدخل المواد العضوية إلى التربة ، على سبيل المثال مثل السماد الطبيعي أو بقايا المحاصيل ، فإن مركبات الكربون في الركيزة تتفكك بمعدلات مختلفة. تختلف عملية التحلل هذه وفقًا لخصائص المادة العضوية التي تم إدخالها ، وتعداد الكائنات الحية للتربة (كائن يعيش في التربة) والظروف الفيزيائية والكيميائية (محتوى الرطوبة ، ودرجة الحرارة ، ودرجة الحموضة ، وما إلى ذلك) التي تؤثر على الانهيار ، والتحلل. معدل وإطلاق المغذيات. كلما زاد الاضمحلال ، كانت التربة "أفضل" ، وكلما زاد نشاط الكائنات الحية في التربة ، وزادت المكافآت البيولوجية للمحصول.

- الزراعة المائية مع الركيزة: ينمو النبات على مواد عضوية خاملة أو خليط بينها (أكياس زراعة أو ألواح أو أواني أو صناديق)

في هذه الأنظمة ، يغذي التسميد النباتات ويتضمن استخدام الأسمدة القابلة للذوبان في الماء. في أكثر الأنظمة تطوراً وتكنولوجية ، يتم إعادة تدوير محلول المغذيات بشكل مستمر ، وبالتالي ضمان أقصى قدر من الكفاءة لموارد المياه المستخدمة (دورة مغلقة). ومع ذلك ، في أبسط الأنظمة ، خاصة في تلك التي تعتمد على استخدام الركيزة ، يتم تشتيت محلول المغذيات المصفى (دورة مفتوحة).

مزايا وعيوب الزراعة بدون تربة

للزراعة بدون تربة مزايا عديدة مثل:

- زيادة غلة الوحدة وتوقع الحصاد

- تحسين جودة المنتج النهائي ، مثل الحجم والخصائص الفيزيائية والكيميائية الموحدة للثمار ، بسبب الإدارة المضبوطة والدقيقة للتغذية والبارامترات المناخية

- استخدام الهياكل القابلة للاستبدال بسهولة في حالة إعادة التحويل

- تقليص العمالة المطلوبة لعمليات المعالجة ، مثل الحراثة وتطهير التربة

- التقليل من استهلاك المياه ، خاصة في المحطات التي تدار في دورة مغلقة في المناطق ذات توافر المياه المحدود

- التقليل من استخدام المبيدات واعتماد استراتيجيات المكافحة المتكاملة بسهولة أكبر

على الرغم من أن المزايا قد تكون مشجعة للغاية في قرار اعتماد هذه الأنظمة ، إلا أنه من الضروري أيضًا مراعاة العيوب والصعوبات التي يجب مواجهتها:

- الدراية غير الكافية لفهم كيفية إدارة الري والتسميد والعناية بالمحاصيل وتكنولوجيا وحدة التحكم الآلي

- الحاجة إلى المراقبة المستمرة للمعلمات المختلفة ، مثل EC ، ودرجة الحموضة ، ووصفة محلول المغذيات ، والمناخ

- زيادة خطر التعرض للمياه أو الإجهاد الملحي في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، مما يجعل النظام بأكمله غير صالح للاستخدام

- استثمارات أولية متوسطة إلى عالية

- صعوبة الوصول إلى الإنتاج المحتمل في السنوات الأولى بسبب مشاكل إدارة المرافق

- صعوبة التخلص من الركائز غير العضوية في نهاية الاستخدام

- تشتت محلول المغذيات المستنفد في طبقات السطح عند استخدام أنظمة الدورة المفتوحة

عندما تقرر الزراعة بنظام بدون تربة ، فأنت بحاجة إلى اختيار نوع النظام المثالي اعتمادًا على المكان الذي تنوي العمل فيه ، وأنواع النباتات ، والحجم ، والميزانية المتاحة. يعد النظام العائم مناسبًا بشكل عام لزراعة الخضروات الورقية. توضع النباتات على ألواح عائمة وتغمر الجذور في محلول المغذيات. إنه نظام بسيط ، حيث أن تحقيقه رخيص نوعًا ما ، ودورة المحاصيل القصيرة للخضروات الورقية لا تتطلب إعادة تكامل مستمر لمحلول المغذيات. الأكسجين هو المعلمة الوحيدة التي يجب فحصها بعناية: يجب ضمانها بتركيب مضخة وفحصها بشكل دوري للتأكد من أن تركيزها يتراوح بين 5 و 7 مجم / لتر (أو أجزاء في المليون). علاوة على ذلك ، حتى مع انقطاع التيار الكهربائي ، ستبقى النباتات على قيد الحياة.

يعد نظام NFT أكثر تنوعًا ويمكن أن يستوعب أنواعًا مختلفة من النباتات ، من السلطات والفراولة إلى النباتات الكبيرة ، نظرًا لأنه من الممكن تغيير حجم القنوات والمسافة بين الثقوب والترتيب في الفضاء ، والذي يمكن أن يكون أيضًا رأسيًا.

تتكون هذه الأنظمة من قنوات مثقبة ، حيث تغذي طبقة رقيقة (فيلم) من محلول المغذيات النباتات وتتدفق باستمرار. يجمع خزان التخزين محلول المغذيات وتضمن المضخة إعادة الدوران المستمر في النظام. في هذه الحالة ، يجب أن تعمل المضخة دائمًا بشكل جيد ويجب تجنب انقطاع التيار الكهربائي لضمان كفاءة النظام. في حالة عدم وجود محلول المغذيات المعاد تدويره ، يمكن للنباتات البقاء على قيد الحياة لبضع ساعات فقط.

يمكن أن يكون توزيع محلول المغذيات مستمرًا أو متقطعًا: في الحالة الأخيرة ، يتم تقليل استهلاك الكهرباء ويفضل المزيد من التهوية ، لكن الجذور يمكن أن تعاني من الصدمات الحرارية والملوحة الزائدة. كونها دورة مغلقة ، من الضروري إجراء فحوصات دورية وإعادة دمج محلول المغذيات. في الأنظمة التي تتضمن استخدام الأواني والركيزة ، يتم توفير محلول المغذيات عن طريق نظام الري بالتنقيط. تتمتع المواد الخاملة المستخدمة كركيزة بقدرة تصريف جيدة ، مما يضمن دوران الهواء وبالتالي الأكسجين.

من ناحية أخرى ، تضمن المواد العضوية قدرة التخزين المؤقت ، مما يحد من التغيرات الجذرية في الرقم الهيدروجيني على مستوى نظام الجذر ، بسبب الإدارة غير الصحيحة لمحلول المغذيات. ميزة استخدام الأواني هي تغيير المسافة بينها ونقلها من مكان إلى آخر وتوزيعها على طوابق مختلفة. ومع ذلك ، يتطلب نظام الري اهتمامًا خاصًا: الصيانة الدورية والتعقيم ضروريان لتجنب انسداد القطارات....

-----------------

تنزيل الكتاب

------------------------

 

مشاركة