سیستم های هیدروپونیک فرهنگ چیست ؟

Question

حسین برخورداری · Answer

سیستم های هیدروپونیک فرهنگ چیست ؟

هیدروپونیک واقعی رشد گیاهان در محلول غذایی بدون ریشه زایی است متوسط. ریشه گیاهان یا در محلول مغذی هوادهی ایستاده معلق هستند یا در یک محلول غذایی که از طریق کانال ریشه جریان دارد ، یا ریشه گیاه وجود دارد بصورت دوره ای با محلول غذایی پاشیده می شود. این تعریف کاملاً متفاوت است از مفهوم معمولاً پذیرفته شده هیدروپونیک ، که در گذشته نیز وجود داشته است همه اشکال رشد هیدروپونیک / بدون خاک. در بخش اول این فصل ، اینها سه روش رشد هیدروپونیک مورد بحث قرار خواهد گرفت. در بخش دوم ، سیستم های هیدروپونیک با استفاده از رسانه های ریشه ای غیرآلی ارائه خواهد شد. سیستم های هیدروپونیک متوسط محلول تغذیه هوادهی ایستاده این قدیمی ترین تکنیک هیدروپونیک است که به همان محققان اولیه برمی گردد که در اواسط دهه 1800 از این روش برای تعیین عناصر استفاده کرد برای گیاهان ضروری است. ساکس در دهه 1840 و سایر محققان اولیه رشد کردند گیاهان در محلول های هوادهی و مشاهده اثر بر رشد گیاه با افزودن مواد مختلف به محلول غذایی (راسل ، 1950). این گرچه این روش هنوز برای انواع مختلف مطالعات تغذیه گیاه مورد استفاده قرار می گیرد برخی از محققان به مواد مغذی روان کننده و مداوم پر شده روی آورده اند روش های راه حل. الزامات تکنیک محلول مواد مغذی ایستاده هوادهی عبارتند از:
1. یک ظرف مناسب ریشه زایی
2. یک محلول غذایی
3. یک لوله هوا و پمپ به منظور حباب زدن مداوم هوا به داخل ماده مغذی
محلول ، همانطور که در شکل 9.1 نشان داده شده است

شکل 9.1 سیستم رشد هیدروپونیک محلول عناصر غذایی هوادهی ایستاده با پمپ هوا آکواریوم به یک خط به یک تلگراف در پایین متصل شده است از رگ در حال رشد به طوری که هوا می تواند به داخل محلول غذایی حباب زده شود. هوای جوشاننده برای افزودن O2 به محلول غذایی و همچنین همزدن عمل می کند آی تی. فرمول معمول استفاده شده Hoagland’s است  یا برخی دیگر  صلاح آن همانطور که توسط بری (1985) ، ماده مغذی آن طراحی شده است فرمول محلول در جدول 9.1 ، با حجم محلول مواد مغذی گیاه آورده شده است نسبت 1 گیاه در هر 2 تا 4 گالن (9 تا 18 لیتر) محلول غذایی. محلول غذایی به جایگزینی دوره ای نیاز دارد ، معمولاً هر 5 تا 10 روز ، فرکانس بر اساس تعداد گیاهان و اندازه آنها نیز تنظیم می شود به عنوان حجم محلول غذایی. اتلاف آب از محلول غذایی باعث می شود باید روزانه تعویض شود ، یا از آب بدون مواد مغذی (آب خالص) استفاده شود ، یا الف محلول غذایی رقیق شده (قدرت 1/10) ، اگرچه این خطر وجود دارد هرگونه افزودن بیشتر عناصر مغذی می تواند تعادل اولیه را در بین تغییر دهد عناصر و بر گیاهان تأثیر منفی می گذارد. همچنین باید به خاطر سپرد که با هر روز استفاده ، pH و ترکیب ماده مغذی اولیه راه حل با فعالیت ریشه و جذب عناصر تغییر می کند ، تغییراتی که می توانند در رشد گیاه تأثیر دارد. سوال این است که "آیا pH و محتوای اولیه محلول غذایی روزانه به اصل خود باز می گردد سطح قبل از جایگزینی؟ " در بیشتر موارد ، تنظیم غیر از آب است جایگزینی ضرر به طور معمول توصیه می شود. یکی دیگر از سیستم های محلول مغذی ایستاده هوادهی توسط کلارک (1982) این روش برای مطالعه نیازهای اساسی استفاده شده است ذرت و سورگوم. چندین گیاه در 1/2 گالن (2 لیتر) ماده مغذی رشد می کنند راه حل ، با برنامه های تغییر از 7 تا 30 روز بسته به مرحله رشد و گونه های گیاهی. نسبت 8 به 1 از NO3 به NH4 در از محلول غذایی برای حفظ درجه ای از ثبات در pH استفاده می شود. کلارک فرمول محلول غذایی در جدول 9.2 آورده شده است. گرچه تکنیک کلارک اینگونه است در درجه اول برای مطالعات تغذیه ای ذرت و سورگوم طراحی شده است ،

جدول 9.1 کنسانتره سهام برای تهیه محلول غذایی

aNorsk هیدروکلسیم نیترات با فرمول 5 Ca (NO3) استفاده می شود: 2 NH4NO3: 10 H2O ؛ فقط 88.8 گرم در لیتر یا 59 اونس / 5 گالن اضافه کنید. b قبل از افزودن به کلات آهن ، در مقدار کمی آب کاملاً مخلوط کنید نیترات کلسیم غلظت تقریبی عناصر در محلول نهایی (میلی گرم در لیتر ، ppm): عناصر اصلی: NO3-N = 103 ، PO4-P = 30 ، K = 140 ، Ca = 83 ، Mg = 24 ، SO4-S = 32 ریز مغذی ها: B = 0.25 ، Cu = 0.01 ، Fe = 2.5 ، Mn = 0.25 ، Mo = 0.005 ، Zn = 0.025 منبع: Berry، W.L.، 1985 ، در مجموعه مقالات ششمین کنفرانس سالان هیدروپونیک ، انجمن هیدروپونیک آمریکا ، کنکورد ، کالیفرنیا.

مدیریت محلول غذایی می تواند با موفقیت در گیاهان دیگر اعمال شود گونه ها. روش محلول مغذی ایستاده هوادهی رشد هیدروپونیک کاربرد تجاری محدودی دارد ، اگرچه کاهو و گیاهان دارویی بوده اند با موفقیت در ورق های فوم پلی استایرن شناور روی یک ماده مغذی هوادهی رشد می کند راه حل . گیاهان در چاله های کوچکی قرار می گیرند پلی استایرن ، با ریشه های آنها در محلول غذایی رشد می کنند. ملحفه ها هنگامی که گیاهان آماده برداشت هستند از محلول برداشته می شوند. کاربرد تجاری برای این روش رشد هیدروپونیک مورد بحث قرار گرفته است با جزئیات بیشتر در دلیل دیگر خوب نبودن این سیستم رشد هیدروپونیک است مناسب برای کاربردهای تجاری این است که مصرف آب و مواد شیمیایی کاملاً مناسب است

جدول 9.2 ترکیب محلول غذایی برای رشد هوادهی ایستاده سیستم

a در هر محلول ، معرف های مربوطه با هم در همان حجم حل شدند. مقداری از معرف ها در محلول های 1 تا 4 ممکن است ترکیب شود تا در صورت تمایل محلول های کمتری ایجاد شود ، اما معرفهای کلسیم باید جدا از معرفهای سولفات (SO4) و فسفات (PO4) باشند. ترکیب نمک های ذکر شده برای راحتی کار است. b این محلول با (الف) حل کردن HEDTA [N.2 (هیدروکسی اتیل) اتیلن - دیامین تری استیک »تهیه شده است اسید] در 200 میلی لیتر آب مقطر + 80 میلی لیتر 1N NaOH ؛ (ب) افزودن Fe (NO3) 3 • 9H2O جامد به محلول HEDTA و حل کردن کامل نمک آهن ؛ (c) تنظیم pH به 4.0 با مقادیر کمی NaOH 1N در مرحله (c) خیلی سریع برای رسوب آهن اجازه می دهد. HEDTA بود به دست آمده از Aldrich Chemical Co.، Milwaukee، WI (شماره کاتالوگ H2650-2). منبع: Clark، R.B.، 1982، J. Plant Nutr.، 5 (8): 1003–1030.

بالا به دلیل نیاز به جایگزینی مکرر. علاوه بر این ترکیب محلول غذایی به طور مداوم در حال تغییر است و نیاز به نظارت دارد و تنظیم به منظور حفظ pH و تعادل یونی اولیه و سطح غلظت کافی در طول دوره استفاده ، که ممکن است محدوده باشد از 45 تا 65 روز. کنترل دما و بیماری ریشه اضافی است اگر این روش رشد نتایج موفقی داشته باشد ، مورد نیاز است.تکنیک Nutrient Film (NFT) پیشرفت قابل توجهی در هیدروپونیک در دهه 1970 با معرفی روش فیلم مواد مغذی ، اغلب به عنوان NFT (کوپر ، 1976 ، 1979ab). برخی نام را با استفاده از کلمه "جریان" اصلاح کرده اند (شیپرز ، 1979) به جای "فیلم" ، زیرا ریشه های گیاه در واقع جریان می یابند محلول غذایی. هنگامی که آلن کوپر برای اولین بار سیستم هیدروپونیک NFT خود را معرفی کرد در حال رشد (1976) ، آن را به عنوان روش هیدروپونیک آینده اعلام می کردند. در واقع ، این اولین تغییر عمده در تکنیک رشد هیدروپونیک از آن زمان بود دهه 1930 در "Hydroponics Worldwide: وضعیت هنر در محصول بدون خاک کوپر و همکارانش "در کنفرانس تولید" (Savage ، 1985a) بحث کردند تجارب خود را با این روش ، که باعث می شود افراد حاضر در با اعتقاد بر این است که علم هیدروپونیک گامی بزرگ به جلو برداشته است. با این حال ، تجربه نشان داده است که روش NFT حل نمی کند مشکلات رایج ذاتی در اکثر سیستمهای رشد هیدروپونیک. با این حال، این امر مانع از پذیرش سریع و استفاده از آن در بسیاری از مناطق کشور نمی شود جهان ، به ویژه در اروپای غربی و انگلیس. NFT به طور گسترده ای وجود داشته است مورد بحث و آزمایش قرار گرفت (خضیر و نیوتن ، 1983 ؛ هورد ، 1985 ؛ کوپر ، 1985 ، 1988 ؛ ادواردز ، 1985 ؛ گربر ، 1986؛ مولینوکس ، 1988 ؛ هاچموت ، 1991b) ، اما آینده آن همچنان بسیار سوال برانگیز است مگر اینکه راه بهتری داشته باشد کنترل بیماری و محلول غذایی یافت می شود. تغییر در طراحی کوپر (1985) ، از شکل "U" تا "W" (سیستم تقسیم آبریز) نامیده می شود ، که در آن پایه گیاه قرار می گیرد بالای مرکز W با ریشه های تقسیم شده در پایین هر طرف W. A همسر مویرگی در قسمت "V" معکوس "W" قرار می گیرد تا نگه دارد ریشه مرطوب با محلول غذایی. این یک تعداد مزیت دارد همانطور که در ابتدا توسط کوپر پیشنهاد شده بود ، مجدداً سیستم NGT را انتخاب کنید (1976 ، 1979ab). بخشی از ریشه های گیاه - که در "V" معکوس است - در هوا است؛ بخشی از ریشه ها روی یک سطح مرطوب قرار دارد (مات شدن مویرگی) ، که اکسیژن رسانی بهتر سیستم ریشه زایی را فراهم می کند. و باقی مانده توده ریشه اکنون به دو کانال تقسیم شده است ، که باید مشکلات مرتبط با توده زیادی از ریشه ها را در یک واحد به حداقل برسانید کانال اکنون می توان از دو سیستم مختلف آبیاری با جریان استفاده کرد آب یا انواع مختلف محلول های غذایی در پایین هر کانال. متاسفانه ، اکنون سیستم کانال NFT پیچیده تر شده است طراحی ، و مشخص نیست که آیا این تغییر به طور قابل توجهی بهبود می یابد عملکرد گیاه کوپر (1996) اخیراً تجدیدنظر در 1976 خود را منتشر کرد کتابی در مورد NFT که در آن برخی از مشکلات ممکن است رخ دهد با این روش رشد هیدروپونیک.

شکل 9.2 یک آرایش معمولی برای یک سیستم بسته NFT که در آن ماده مغذی وجود دارد محلول از مخزن ذخیره سازی به داخل شیب شیب دار NFT پمپ می شود و سپس با استفاده از نیروی جاذبه ، محلول غذایی به مخزن ذخیره برگشت می یابد.

به عبارت ساده ، در سیستم NFT ، ریشه گیاهان در یک دهانه معلق هستند ، کانال یا آبراهه (کلمه مورد استفاده از این مرحله به بعد خواهد بود) از طریق که یک محلول غذایی عبور می کند. دهانه حاوی ریشه گیاه تنظیم شده است در یک شیب (معمولاً حدود 1٪) به طوری که محلول غذایی در محلول معرفی شود بالای دهانه می تواند از طریق جاذبه در یک قسمت از بالا به انتهای پایین جریان یابد میزان جریان توصیه شده 1/4 گالن (1 لیتر) در دقیقه (شکل 9.2). به عنوان حصیر ریشه در اندازه افزایش می یابد ، میزان صدا در پایین رودخانه کاهش می یابد. مانند محلول غذایی به پایین رودخانه ، گیاهان در انتهای فوقانی جریان می یابد از طریق کاهش O2 و / یا محتوای اولیه محلول غذایی ، a کاهش که می تواند برای تأثیر قابل توجه رشد و توسعه کافی باشد گیاهان در انتهای پایین بعلاوه ، هرچه ضخامت ریشه ضخیم و تبدیل می شود متراکم تر ، محلول تغذیه ای روان از بالا و پایین حرکت می کند لبه خارجی حصیر ریشه ، باعث کاهش تماس آن با توده ریشه می شود. این وقفه در جریان منجر به اختلاط ضعیف جریان مغذی جاری می شود محلول با آب و عناصر باقی مانده در حصیر ریشه قبلی برنامه های کاربردی محلول های مغذی. یکی از ابزارهای به حداقل رساندن این اثرات طول آن بیش از 30 فوت (9 متر) است. علاوه بر این همچنین می توان گسترده تر ایجاد کرد ، که می تواند برای ریشه مناسب تر باشد رشد با محصولات بلند مدت یکی از مهمترین مزایای NFT سهولت تأسیس و تولید است نسبتاً کم هزینه مصالح ساختمانی. طراحی فرورفتگی های NFT و مورگان (1999c) و اسمیت در مورد مواد مناسب برای ایجاد گودال بحث کرده اند (2004) با تا زدن یک نوار وسیع از پلی اتیلن می توان به راحتی یک دهانه ایجاد کرد به شکل لوله یا مثلث شکل درآید (شکل 9.3). فیلم پلی اتیلن ممکن است سفید یا سیاه باشد اما برای جلوگیری از نور باید مات باشد. اگر سبک باشد وارد جویچه می شود ، رشد جلبک ها به یک مشکل جدی تبدیل می شوند. پلی اتیلن ورق به دور ساقه گیاه کشیده می شود و با سنجاق یا گیره بسته می شود ، و شکل می گیرد

شکل 9.3 سطح مقطع یک دهانه NFT با یک گیاه گوجه فرنگی ریشه در یک بلوک جوانه زنی با ورق پلی اتیلن سیاه و سفید کشیده شده تا و در اطراف ساقه پایه گیاه برای ایجاد یک دهانه.

جوی ریشه دار ضد نور ، لوله مانند. اگر دهانه از نوارهای تشکیل شده باشد فیلم پلی اتیلن را می توان پس از هر محصول دور انداخت ، بنابراین فقط ضروری است عقیم سازی مخزن ذخیره سازی لوله های دائمی و محلول های غذایی. امروزه بیشتر گودهای مورد استفاده از مواد مختلف پلاستیکی ساخته شده است نیاز به تیرگی ، مقاومت ساختاری و مقاومت در برابر اشعه ماورا بنفش (UV) است. طراحی دهانه (عرض ، ارتفاع و فرم) معمولاً توسط محصولی که باید کشت شود. عدم مقاومت ساختاری می تواند منجر به ناهمواری در شود ته ظرف که اجازه می دهد محلول غذایی در فرورفتگی هایی که می تواند قرار بگیرد منجر به شرایط بی هوازی شود. گیاهان در فاصله ای که برای آن محصول توصیه می شود در دهانه تنظیم می شوند. معمولاً گیاهان را در مکعب های جوانه زنی ساخته شده از فایبرگلاس یا موارد مشابه شروع می کنند ماده مکعب با کارخانه شروع شده خود مستقیماً در داخل گودال تنظیم می شود. تجربه نشان داده است که مکعب جوانه زنی نباید از موادی ساخته شود از هم پاشید. یک مکعب جوانه زنی با دوام به تنظیم گیاه کمک می کند در محل NFT. به طور معمول سیستم های NFT سیستم بسته هستند ، یعنی محلول غذایی خروج از انتهای دهانه برای استفاده مجدد بازیابی می شود. Bugbee (1995) بحث می کند الزامات مربوط به مدیریت رشد هیدروپونیک چرخشی - سایپرز ، باشگاه دانش سیستم های. علاوه بر این ، آب آرایش ، نیاز به بازسازی pH است و محتوای عناصر مغذی ، فیلتر کردن و عقیم سازی روشهایی است نیاز به ایجاد سیستم باز به معنای محلول غذایی است خروج از دهانه کنار گذاشته می شود ، که از نظر آب و معرف گران است استفاده و همچنین ایجاد مشکل برای دفع مناسب (جانسون ، 2002c).

اگر سیستم NFT به عنوان یک سیستم بسته (به عنوان مثال ، محلول غذایی) کار کند کوپر (1979a) چندین بار دوباره چرخانده شده است) توصیه می شود از محلول غذایی ویژه ای استفاده کنید که از آن به عنوان مواد افزودنی یاد می شود محلول ، برای حفظ ترکیبات آن به محلول شروع اضافه می شود در حین استفاده راه حل شروع و فرمول های اضافی برای گوجه فرنگی و خیار در جدول 9.3 آورده شده است. محلول مغذی Schippers ’(1979) NFT فرمولهای شروع و تکمیل محلولهای غذایی در جدول آورده شده است 9.4 به طور معمول ، محلول غذایی با اندازه گیری دوره ای EC کنترل می شود ، که زمانهای مناسب برای افزودن ماده مغذی آرایش (یا تکمیل) را تعیین می کند راه حلی برای حفظ حجم اولیه و زمان تخلیه و ساخت جدید دسته ای از محلول غذایی. فرمول نظری و غلظت اولیه سطح مطابق پیشنهاد کوپر (1979a) در جدول 9.5 آورده شده است. فرمولاسیون محلول های مغذی مناسب برای سیستم های در حال رشد NFT بوده است براساس شرایط مدیریت محصول و محصول توصیه می شود. اضافی فرمول بندی برای محصولات مختلف کشت NFT در فصل 11 آورده شده  است. Molyneux (1988) فرمولهای محلول غذایی NFT را نیز ارائه داده است آب نرم و دیگری برای استفاده در آب سخت ، که در جدول 9.6 نشان داده شده است. که در علاوه بر این ، مولینوکس (1988) حداقل ، بهینه و حداکثر را داده است غلظت عناصر اساسی در محلول غذایی NFT:

سایر فرمولهای غذایی بر اساس منبع آب پیشنهاد شده است ، چه نرم (نسبتاً عاری از یونهایی مانند Ca و Mg) و چه سخت (حاوی Ca و Mg) و برای محصولات مختلف مانند گوجه فرنگی و خیار. چنین مجموعه ای فرمولها توسط پاپادوپولوس (1991 ، 1994) داده شده  است همانطور که در جدول نشان داده شده است 9.7 تا جدول 9.10. با فرض نسبت رقت 1: 100 برای سهام راه حل های 1 و 2 ، نظری غلظتهای اولیه در محلول NFT رقیق شده و در گردش به شرح زیر است:

جدول 9.3 معرف ها و مقدار آنها برای تهیه محلول های غذایی

راه حل های سهام شروع و تکمیل و غلظت های اساسی رقیق شده در محلول رقیق شده برای استفاده در سیستم NFT برای رشد گوجه فرنگی و خیار b برای گوجه فرنگی. c برای خیار. منبع: کوپر. 1979b

میلی گرم در لیتر معادل قطعات در میلیون (ppm). منبع: Schippers، P.A.، 1979، The Nutrient Flow Technique، V.C. Mimeo 212. بخش از محصولات گیاهی ، دانشگاه کرنل ، ایتاکا ، نیویورک.

جدول 9.5 فرمول های محلول غذایی برای ارائه ایده آل از نظر تئوری غلظت عناصر اساسی

علاوه بر فرمول های محلول غذایی که در جدول 9.7 از طریق آورده شده است جدول 9.10 ، پاپادوپولوس (1991) همچنین توصیف کرده است که هدف اصلی است غلظت باید برای گوجه فرنگی در سیستم NFT باشد. این مقادیر هدف هستند در جدول 9.11. لیست مشابهی از غلظت های گوجه فرنگی در سیستم NFT وجود دارد همانطور که در جدول 9.12 نشان داده شده است توسط Ames و Johnson (1986) داده شده است. هوچموت (2001) دستورالعمل هایی را برای تهیه چهار فرمول محلول غذایی ارائه می دهد بر اساس استفاده از معرفهای جداگانه و مواد کودی است (4-18-38؛ 3-15-27؛ 5-11-26؛ 7-17-37) برای استفاده در رشد گوجه فرنگی به صورت هیدروپونیک در NFT. غلظت عناصر اساسی در محلول غذایی همانطور که در جدول 9.13 نشان داده شده است ، برای مرحله رشد گیاه گوجه فرنگی تنظیم می شود. تأثیر مرحله رشد گیاه گوجه فرنگی نیز عاملی در تعیین آن است همانطور که پیشنهاد شده است ، محدوده غلظت اولیه باید باشد توسط Hochmuth (2001) برای روش NFT برای گوجه فرنگی ؛ آن محدوده ها هستند

در جدول 9.13 نشان داده شده است. با پیشرفت مرحله رشد ، N ، K و Mg غلظت افزایش می یابد ، در حالی که سایر عناصر در غلظت ثابت باقی می مانند. زمان جریان دادن محلول غذایی به پایین NFT متفاوت است. یکی عمل این است که به طور متناوب محلول غذایی را از طریق یک رودخانه به پایین جریان دهید چرخه "خاموش" یا یک دوره گردش "نیمه روشن ، نیمه خاموش" ؛ پیچیده تر سیستم بر اساس زمان چرخش مجدد بر روی تجمع ورودی استوار است تابش - تشعشع. به عنوان مثال ، هنگامی که 0.3 میلی متر بر مترمربع انرژی نور جمع شده باشد ، محلول غذایی به مدت 30 دقیقه از طریق جویبار جریان می یابد. زمان و طول نیز تحت تأثیر محصول و مرحله رشد قرار می گیرد. چنین سیستمهایی هستند استفاده گسترده تر می شود زیرا ثابت شده است که در تولید موفق هستند محصولات گوجه فرنگی و خیار با عملکرد بهتر و بالاتر. اصل NFT همچنین در واحدهای کوچکتر رشد برای خانه اعمال شده است استفاده از باغ به عنوان مثال ، یکی از این برنامه ها برای مکان های کشت سبزیجات فنجان های فوم پر از ماسه در سوراخ های دسترسی در لوله های PVC. محلول غذایی با یک برنامه زمان بندی شده از طریق لوله گردش می کند. این سیستم منحصر به فرد است ویژگی حذف آسان گیاهان با برداشتن فنجان فوم از محل دسترسی آن سوراخ چیدمان معمولی برای این سیستم NFT باغچه خانه در نشان داده شده است شکل 9.4 کنترل بیماری ممکن است دشوار باشد زیرا ارگانیسم بیماری وارد یک NFT می شود سیستم به سرعت از یک گیاه به گیاه دیگر در دهانه حمل می شود و

اگر محلول غذایی مجدداً گردش یابد و از این طریق به یک منبع دیگر تبدیل نشود عقیم شده بنابراین ، اقدامات احتیاطی مشابه سایر موارد بسته ضروری است سیستم چرخش محلول های غذایی در گردش مجدد. در مناطق گرم آب و هوایی ، قارچ Pythium ارگانیسم اصلی موثر بر گیاهان رشد یافته در سیستم های NFT است. به نظر نمی رسد که پیتیم در هنگام دمای هوا مشکل جدی باشد محلول غذایی در کمتر از 70 درجه فارنهایت (25 درجه سانتیگراد) حفظ می شود. ریشه مرگ یکی دیگر از مشکلات موجود در نصب NFT است و ممکن است نتیجه آن باشد کمبود O2 در توده ریشه (Antkowiak ، 1993). اخیراً ، شده است اظهار داشت که نگرانی بیش از حد موجه است ، از آنجا که مرگ ریشه یک است پدیده فیزیولوژیکی طبیعی که توسط رقابت در گیاه ایجاد می شود برای کربوهیدرات ها در دوره های پر تقاضا برای کربوهیدرات (در درجه اول) در زمان باردهی یا در زمان استرس) برخی از ریشه ها می میرند ، اما وقتی استرس وجود دارد تسکین یافته ، بافت گیاهی ذخیره کافی کربوهیدرات و ریشه های جدید را بدست می آورد پدیدار خواهد شد. برخی پیشنهاد می کنند تا زمانی که بیشتر ریشه های حصیر زنده باشد که باید توجه کمی به مرگ ریشه داشت. این پدیده احتمالاً در همه سیستم های رشد اتفاق می افتد. در NFT به وضوح قابل مشاهده است اما به همین راحتی نیست وقتی ریشه ها در یک محیط غیر آلی یا آلی رشد می کنند ، دیده می شود.

شکل 9.4 چیدمان معمولی برای یک سیستم خانه NFT بسته در باغ خانه از که محلول غذایی از مخزن به رشد شیب دار پمپ می شود لوله با محلول غذایی که به پایین لوله جریان دارد و به  داخل باز می گردد مخزن مواد مغذی (منبع: Van Patten، G.P.، 1992، The Growing Edge 3 (3): 24–33 ، 48–51).

ایروپونیک
تصور می شد که یکی دیگر از روشهای امیدوار کننده هیدروپونیک برای آینده باشد ایروپونیک ، یعنی توزیع آب و عناصر اساسی به وسیله غبار آئروسل که ریشه های گیاه را غسل می دهد (Nickols، 2002). یکی از مهمترین مزایای استفاده از این روش در مقایسه با جریان محلول غذایی گذشته است ریشه گیاه هوادهی است ، زیرا ریشه ها اساساً در هوا رشد می کنند. این روش برای دستیابی به اقتصاد قابل توجه در استفاده از هر دو طراحی شده است آب و عناصر اساسی. جنبه های مهم این تکنیک عبارتند از: خصوصیات ذرات معلق در هوا ، دفعات قرار گرفتن در معرض ریشه و ترکیب آنها محلول غذایی. Adi Limited (1982) یک سیستم ایروپونیک را توصیف کرد گفته بود که بسیار موفق بوده است. این سیستم توسط کامپیوتر کنترل می شود و به یک دستگاه مه شکن ، فرورفتگی و مجموعه ای از دستگاه های سنجش نیاز دارد.  اگرچه عملکرد محصولات حاصل از این سیستم در حال رشد گزارش شده است به طور قابل توجهی بالاتر از آنهایی است که با سیستم های هیدروپونیک معمولی بدست آمده هزینه اولیه برای سیستم Adi به علاوه هزینه های عملیاتی بسیار زیاد است دوام تجاری آن را زیر سوال می برد (Soffer، 1985) ، گرچه ارزش آن است در تکثیر گیاه قابل توجه است (Soffer ، 1988). به جای استفاده از چندین روش ، از محلول غذایی اسپری استفاده شده است از یک غبار خوب اندازه قطرات و فراوانی قرار گرفتن در معرض ریشه ها در محلول غذایی از عوامل مهم هستند. قرار گرفتن مداوم ریشه در معرض یک غبار ریز نتیجه بهتری نسبت به پاشش متناوب یا مه پاش می دهد. در بیشتر  در سیستمهای هوازی ، یک مخزن کوچک آب مجاز به ماندن در آن است پایین رگ ریشه زنی به طوری که بخشی از ریشه ها به a دسترسی داشته باشند تأمین مداوم آب. ترکیب محلول غذایی می تواند بر اساس زمان و فراوانی قرار گرفتن در معرض ریشه ها در محلول غذایی.
سیستم های هیدروپونیک متوسط
در سیستم های کشت توضیح داده شده در این بخش ، گیاهان در برخی رشد می کنند نوع محیط ریشه معدنی (Straver، 1996a، b؛ Morgan، 2003f) ، با محلول غذایی استفاده شده توسط آبیاری غرقابی یا قطره ای. برخی از جسمی و خواص شیمیایی بسترهای معدنی که معمولاً استفاده می شوند در ارائه شده است جدول 9.14. سیستم های حل مغذی Ebb-and-Flow این نوع سیستم رشد هیدروپونیک برای بسیاری مورد استفاده گسترده قرار گرفته است سالها ، اگرچه امروزه به غیر از موارد تجاری معمولاً مورد استفاده قرار نمی گیرد سرگرمی / واحدهای در حال رشد از نوع خانگی. این سیستم همچنین "سیل و زه کشی." سیستم رشد شامل یک بستر ریشه ای ضد آب ، بستر ریشه زایی است حاوی یک محیط ریشه ای بی اثر ، مانند شن ، شن و ماسه درشت یا آتشفشانی سنگ ، مخزن محلول غذایی (برابر حجم بستر (های) رشد) ، یک پمپ الکتریکی برای انتقال محلول غذایی از مخزن به سمت رشد تختخواب (ها) و یک سیستم لوله کشی برای پذیرش مواد مغذی محلول از مخزن به بستر (های) رشد و بازگشت آن. از نظر تجاری سیستم طراحی شده در شکل 9.5 نشان داده شده است. به منظور بازگشت گرانش جریان محلول غذایی از بستر (های) رشد به مخزن ، مخزن باید زیر تخت (های) در حال رشد باشد. از آنجا که این یک سیستم "بسته" است ، ماده مغذی است وقتی ریخته و جایگزین می شود ، محلول دوباره چرخانده می شود تا دیگر قابل استفاده نباشد با محلول تازه ساخته شده قبل از هر استفاده ، محلول غذایی باید باشد برای pH ، EC و احتمالاً محتوای اولیه آزمایش شده و سپس متناسب با آن تنظیم می شود. محلول غذایی همچنین ممکن است به فیلتر و عقیم سازی بعد از آن نیاز داشته باشد هر گردش از طریق بستر ریشه زایی. در مورد همه این روشها بحث شده است
این سیستم رشد هیدروپونیک همان نظامی بود که ارتش آمریکا در جهان از آن استفاده می كرد جنگ دوم برای تأمین نیروهایی که در اقیانوس آرام فعالیت می کنند با گوجه فرنگی تازه و کاهو (ایستوود ، 1947). به دنبال جنگ جهانی دوم ، این سیستم رشد هیدروپونیک بود مورد استفاده توسط پرورش دهندگان در چندین ایالت جنوبی ایالات متحده و در جای دیگر (ایستوود ، 1947) ، در باغ های هیدروپونیک در فضای باز که در درجه اول رشد می کنند گوجه فرنگیها. نویسنده به تولیدکنندگان توصیه کرده است از این روش برای رشد استفاده کنند هر دو تنظیمات گلخانه و فضای باز. از معایب این سیستم حساسیت به بیماری های ریشه ای ، ناکارآمد است استفاده از واکنش دهنده های آب و مواد مغذی و نیاز دوره ای جایگزینی محیط ریشه زایی ، که معمولاً شن است. فرسودگی سیستم طراحی شده برای تولید گوجه فرنگی گلخانه ای در دهه 1960 به بازار عرضه شد و دهه 70 مخزن 2000 گالن محلول غذایی را که روزانه به آن نیاز داشت نگه داشت

تنظیم حجم آب و همچنین تنظیمات احتمالی در pH و ماده مغذی آرایش عناصر (بر اساس اندازه گیری EC). محلول غذایی تقریباً هر 2 تا 3 هفته نیاز به تعویض کامل داشت - به میزان قابل توجهی استفاده ناکارآمد از آب و معرفهای با ارزش. با گذشت زمان ، ریشه گیاهان آغاز شد به لوله هایی تبدیل شوند که محلول غذایی را تحویل داده و به آن بازگردانده اند و از بستر (ها) و مخزن در حال رشد ، در نتیجه جریان را محدود می کند. یکی گیاه بیمار که به سیستم وارد می شود منجر به از دست دادن کامل آن می شود کل محصول پاکسازی اغلب به معنای حذف و جایگزینی دستگاه بود محیط ریشه زنی شن. مشکل دیگر این سیستم این بود که چون آنها در زمین بودند ، مخزن و محلول غذایی بسته شده دارند

شکل 9.5 سیستم رشد هیدروپونیک طغیان و تخلیه (آبشار و جریان). به صورت دوره ای ، محلول غذایی از مخزن مواد مغذی به داخل پمپ می شود محیط در حال رشد ، محیط را با محلول غذایی غرق می کند اجازه تخلیه مجدد به مخزن مواد مغذی را می دهد. (منبع: Van Patten، G.P.، 1992 ، لبه رشد 3 (3): 24–33 ، 48–51).

دمایی برابر با خاک اطراف ، به این معنی که در بیشتر اوقات در این فصل ، محلول غذایی سردتر از هوای محیط خواهد بود دما ، یک ویژگی نامطلوب است که هنگام استفاده از ماده مغذی به گیاه آسیب می رساند محلول در محیط رشد توزیع شد. برای صاحب خانه و علاقه مندان ، سیستم رشد و نمو رشد می کند ساخت و کار در مقیاس کوچک نسبتاً آسان است و منطقی می دهد عملکرد مناسب گیاه با سطح مراقبت متوسط.ذ برنامه زمان بندی برای طغیان بستر (های) در حال رشد به این بستگی دارد تقاضای جوی و مرحله رشد برای محصول و همچنین نگهداری آب ظرفیت محیط رشد. به طور معمول ، ترکیب محلول مغذی مشابه محلول اصلی هوگلند است  یا برخی از اصلاحات آن ، بسته به محصول و مرحله آن
رشد  از نظر تجاری ، ثابت شده است که این سیستم رشد هیدروپونیک دشوار است برای مدیریت و در استفاده از آب و عناصر اساسی بسیار ناکارآمد است ،

دلایل مهم عدم استفاده از آن امروز.
قطره / عبور از سیستم های معدنی غیر آلی دو سیستم در حال رشد وجود دارد ، یکی با استفاده از پرلیت یا غیر معدنی مشابه محیط ریشه زایی (مورگان ، 2003f) در کیسه ها ، گلدان ها یا سطل ها و دیگری با استفاده از آن صفحات پشم سنگ ریشه معدنی غیر آلی در کیسه ها یا گلدان ها / سطل ها این سیستم پرورش هیدروپونیک امروزه برای تجارت از کاربرد گسترده ای برخوردار است تولیدی که در آن گیاه (ها) در یک کیسه ، گلدان یا سطل غیر آلی رشد می کنند متوسط ​​، با پرلیت به عنوان متداول ترین ماده ریشه زایی (Gerhart و گرهارت ، 1992 ؛ مورگان ، 2003f). در یک سیستم ، کیف مورد استفاده برای حمل و نقل پرلیت در کنار خود قرار داده شده است ، سوراخ های کوچک در امتداد لبه زیرین برش داده می شوند کیسه ای برای اجازه دادن به محلول اضافی مواد مغذی به بیرون ، سوراخ دسترسی (ها) در آن بریده می شود بالای کیسه برای قرار دادن یک گیاه ، و سپس یک لوله قطره ای روی آن قرار می گیرد لبه سوراخ دسترسی در کنار گیاه. گیاه ممکن است در ابتدا بذر شود در مکعب پشم سنگ یا ماده مشابه دیگر قرار می گیرد و سپس روی دهانه قرار می گیرد روی کیسه ، با خط قطره ای که در پایه گیاه قرار دارد (شکل 9.6). آ گلدان یا سطل ، مانند سطل BATO (شکل 9.7) ، پر شده با پرلیت یا ماده معدنی مشابه ، می تواند به جای کیسه حمل استفاده شود. اینها سیستم ها ، بیشتر با استفاده از سطل BATO ، برای تولید گسترده استفاده می شوند گوجه فرنگی و خیار همانطور که در فصل 11 توضیح داده شده است. از آنجا که این یک سیستم "باز" ​​است ، محلول غذایی بازیابی نمی شود و گردش مجدد مقدار تحویل باید برای اندکی مازاد کافی باشد از دهانه های بریده شده در لبه پایین کیسه یا از روزنه ها جریان پیدا کنید در پایه گلدان ها و سطل ها (سطل BATO دارای یک مخزن کوچک است پایه آن) زمانبندی میزان و زمان استفاده از محلول های غذایی است به عوامل مختلفی از جمله تقاضای جوی ، محصول و مرحله بستگی دارد رشد در طول دوره رشد ، پساب خروجی از کشتی در حال رشد است می توان از نظر pH و EC آن و تنظیمات انجام شده در ماده مغذی را کنترل کرد محلول تحویل داده شده یا محیط شسته شده با آب برای از بین بردن تجمع موجود نمکها همچنین ، مقدار کمی از محلول را می توان از محیط تهیه کرد

شکل 9.6 خط آبیاری قطره ای (لوله سیاه) روی یک بلوک پشم سنگ قرار گرفته است روی کیسه حاوی پرلیت قرار دهید.

شکل 9.7 خط آبیاری قطره ای (لوله سیاه بزرگ خط تحویل است ، لوله های قطره ای کوچکتر) برای رساندن محلول غذایی به پرلیت پر شده است سطل های BATO

کمی پس از آبیاری انجام می شود تا همان اندازه گیری های انجام شده را انجام دهد یک نمونه پساب در پایان فصل رشد ، ظرف حاوی پرلیت ممکن است باشد یک بار دیگر استفاده شده یا کنار گذاشته می شود ، که باعث می شود سیستم نسبتاً آسان شود با هزینه مناسب نصب و جایگزین کنید. فرمول محلول غذایی به طور معمول براساس فرمول غذایی Hoagland / Arnon ساخته شده است (جدول 7.10 را ببینید) یا برخی دیگر اصلاح آن  تغییرات متنوعی در این سیستم رشد ایجاد شده است انواع مختلف محصولات. یک نمونه آن کیسه آویز عمودی با  است گیاهان کاهو که در چاله های کنار کیسه قرار گرفته اند ، سیستمی است که توسط آن توضیح داده شده است DeKorne (1992–93). مثال دیگر ، گیاهان توت فرنگی است که در چاله های موجود قرار دارند طرف کیسه پلی اتیلن عمودی پرلیت. محلول غذایی است در قسمت بالای کیسه ، معمولاً از طریق قطره چکان ، و محلول استفاده می شود از طریق کیسه به پایین منتقل می شود و از پایین آن خارج می شود. همین مشکلات مرتبط با روش NFT به عنوان ترکیب ، برای این سیستم اعمال می شود محلول غذایی با عبور از داخل کیسه اصلاح می شود. یک سیستم منحصر به فرد اخیر شامل ستونی از فوم بسته شده است گلدانهایی که گیاهان در چهار گوشه هر گلدان قرار می گیرند. سیستم است در درجه اول برای پرورش توت فرنگی ، کاهو و گیاهان طراحی شده است (شکل 9.8) محل قرارگیری و جریان محلول غذایی شبیه کیسه عمودی است سیستم. یک مزیت این سیستم های عمودی با استفاده از فضای عمودی ، بنابراین اگر گیاهان در یک منطقه رشد کنند ، فضای جانبی را حفظ می کنیم پناهگاه یا گلخانه محصور. کیف یا ستون گلدان ها قابل چرخش است به آرامی برای گرفتن نور یکنواخت تر برای گیاهان.

شکل 9.8 ستون گلدان های فوم پلی استر با هم گیاهان قرار گرفته در هر کدام گوشه گلدان ها (در محلول غذایی گلدان بالایی ریخته می شود که به آرامی انجام می شود به پایین ستون گلدانهای بهم پیوسته جریان می یابد). ستون در پس زمینه کاهو آماده برداشت دارد.

تخته سنگ Rockwool متوسط پشم سنگ احتمالاً پرکاربردترین محیط رشد هیدروپونیک در است امروزه در جهان برای تولید گوجه فرنگی ، خیار و فلفل استفاده کنید (Bij ، 1990 ؛ ریال ، 1993 ؛ مورگان ، 2002a) ، اگرچه تلاش هایی برای انجام این کار انجام می شود یک جایگزین مناسب پیدا کنید زیرا دفع اسلبهای دست دوم در حال تبدیل شدن به یک است مشکل عمده (Spillane ، 2002a ، b). پشم سنگ دارای آب نگهداری بسیار خوبی است ظرفیت ، نسبتاً بی اثر است و ثابت شده است که یک بستر عالی برای رشد گیاه (Sonneveld ، 1989). پشم سنگ یک ماده الیافی بی اثر است که از مخلوط آتشفشانی تولید می شود سنگ ، سنگ آهک و کک ؛ ذوب شده در 1500 تا 2000 درجه سانتیگراد ؛ اکسترود شده به عنوان الیاف ریز و به ورقهای بافته شده شل فشار داده می شود. ورق ها به صورت اسلب ساخته می شوند عرض های مختلف [16 تا 18 اینچ (15 تا 46 سانتی متر)] ، به طور معمول 36 اینچ (91 سانتی متر) در طول ، و در عمق از 3 تا 4 اینچ (5 تا 10 سانتی متر). اسلبها همانطور که در شکل نشان داده شده است ، به طور معمول با ورق های پلی اتیلن سفید بسته بندی می شوند 9.9-1 و 9.9-2.

شکل 9.9–1 دال Rockwool که با یک ورق پلی اتیلن سفید با پیچیده شده است یک مکعب پشم سنگ روی یک دهانه برش داده شده در ورق قرار داده شده است.

دال ها به طور معمول روی سطح کف آماده که بصورت معمول قرار می گیرند ، قرار می گیرند ابتدا توسط ورقهای پلی اتیلن سفید پوشانده شده است. فاصله در میان اسلب ها به پیکربندی منطقه در حال رشد و محصول بستگی دارد رشد کرده هنگامی که دال ها در جای خود قرار گرفتند ، برش ها در امتداد لبه پایین ایجاد می شوند از هر دال از پوشش دال پلی اتیلن در پایین اجازه می دهد تا بیش از حد محلول غذایی از دال جریان یابد. سپس یک سوراخ دسترسی در قسمت بالا بریده می شود از ورق دال برای قرار دادن یک بلوک پشم سنگ که دارای رشد است گیاه. سپس محلول غذایی به هر مکعب پشم سنگ سنگ داده می شود

یک سیستم آبیاری قطره ای. طرح بصری یک دال با مکعب حاوی گیاه و لوله قطره ای در محل خود در شکل 9.10 نشان داده شده است. از آنجا که این یک سیستم "باز" است ، محلول غذایی بازیابی نمی شود و تحویل داده شده برای جریان اضافی از دهانه های برش خورده کافی است لبه پایین دال. به طور دوره ای ، یک نمونه راه حل از دال گرفته می شود ، EC آن تعیین شده است و اگر بیش از حد معینی مشخص شود ، دال شسته می شود با آب. همچنین ممکن است اندازه گیری pH و محلول غذایی انجام شود در صورت نیاز ترکیب ممکن است تغییر کند. به طور معمول ، محتوای اساسی از محلول غذایی حفظ شده در اسلب تعیین نشده است ، اگرچه Ingratta و همکاران. (1985) محدوده های مطلوب و قابل قبولی را برای محلول دو محصول ارائه داده است ، گوجه فرنگی و خیار مقادیر در جدول 9.15 آورده شده است. همین مقادیر همچنین برای سایر بسترهای بی اثر مانند پرلیت اعمال می شود.

برای اطلاعات بیشتر درمورد کشاورزی به بستر صنایع کشاورزی مراجعه بفرمایید

بستر کشاورزی کلیک کنید