چگونه گیاهان به روش هیدروپونیک رشد می کنند؟

Question

حسین برخورداری · Answer

چگونه گیاهان به روش هیدروپونیک رشد می کنند؟

متفکران باستان از چگونگی رشد گیاهان تعجب می کردند. آنها نتیجه گرفتند گیاهان از خاک تغذیه می کردند و آن را "آب میوه مخصوص" می نامیدند در خاک برای استفاده توسط گیاهان. در قرن شانزدهم ، ون هلمونت به آب توجه داشت به عنوان تنها ماده مغذی برای گیاهان. وی پس از انجام کار به این نتیجه رسید آزمایش زیر: در حال رشد بید در یک وان بزرگ خاک با دقت توزین شده ، ون هلمونت در پایان آزمایش مشاهده شد که فقط 2 اونس خاک بود در طول دوره آزمایش از دست داده است ، در حالی که بید افزایش می یابد در وزن از 5 تا 169 پوند. از آنجا که فقط آب به خاک ، او نتیجه گرفت که رشد گیاه فقط توسط آب تولید می شود. بعداً در قرن شانزدهم ، جان وودوارد در انواع مختلف نعناع نبات پرورش داد از آب مشاهده کرد که رشد با افزایش ناخالصی از افزایش می یابد اب. وی نتیجه گرفت که رشد گیاه در آبی که حاوی آن است افزایش می یابد مقادیر فزاینده ای از مواد زمینی را افزایش دهید ، زیرا این ماده پشت سر گذاشته می شود گیاه هنگام عبور آب از گیاه. این ایده که آب خاک "غذایی" برای گیاهان دارد و گیاهان "زنده می مانند" خاک »بر تفکر زمانه تسلط داشت. تا اواسط تا در اواخر قرن هجدهم که آزمایشگران به روشنی درک کردند که چگونه ، گیاهان رشد می کنند. کتابی با عنوان اصل کشاورزی و پوشش گیاهی ، منتشر شده در 1757 توسط انجمن ادینبورگ و نوشته شده توسط فرانسیس هوم ، معرفی تعداد عواملی که به رشد گیاه مربوط می شود. خانه شناخته شده است ارزش آزمایش گلدان و تجزیه و تحلیل گیاه به عنوان وسیله ای برای تعیین آن عوامل مing ثر در رشد گیاه. کتاب او توجه قابل توجهی را به خود جلب کرد و آزمایشگران را وادار کرد تا خاک و گیاه را با شدت بیشتری کشف کنند. آزمایش معروف جوزف پریستلی در سال 1775 با یک حیوان و نعناع گیاه محصور در همان کشتی این واقعیت را ثابت کرد که گیاهان "تصفیه" می کنند. به جای تخریب هوا ، مانند حیوانات. نتایج او کاملاً جدیدتر بود منطقه تحقیق بیست و پنج سال بعد ، DeSaussure تشخیص داد که گیاهان CO2 را از هوا مصرف می کنند و وقتی در معرض نور هستند O2 آزاد می کنند. بنابراین فرایندی که امروزه ما آن را "فتوسنتز" می نامیم کشف شد ، هرچند که بود در آن زمان توسط DeSaussure یا دیگران به خوبی درک نشده است. تقریباً در همان زمان ، و به عنوان گسترش مشاهدات قبلی ، نظریه "هوموس" رشد گیاه پیشنهاد و به طور گسترده ای پذیرفته شد. مفهوم فرض بر این است که گیاهان کربن (C) و مواد مغذی ضروری (عناصر) را بدست می آورند از هوموس خاک. این احتمالاً اولین پیشنهاد آنچه بود که ما بود امروزه مفهوم "رشد آلی" گیاهان و رشد گیاهان را می نامند. آزمایشات و مشاهدات انجام شده توسط بسیاری از آن زمان تخفیف داشته است فرضیه اصلی "نظریه هوموس" که سلامت گیاه فقط وجود دارد از منابع هوموس خاک. در اواسط قرن نوزدهم ، آزمایشی به نام بوسینگولو شروع به مشاهده دقیق گیاهان ، اندازه گیری رشد و تعیین آنها کرد ترکیب آنها همانطور که در انواع مختلف خاک تصفیه شده رشد می کنند. این بود آغاز بسیاری از آزمایش ها نشان می دهد که خاک می تواند دستکاری شود از طریق افزودن کود و سایر مواد شیمیایی برای تأثیر بر گیاه رشد و عملکرد با این حال ، این مشاهدات توضیح نمی دهد که چرا گیاهان به تغییر شرایط خاک پاسخ داد. سپس گزارش مشهوری در سال 1840 ارائه شد توسط لیبیگ ، كه اظهار داشت گیاهان تمام C خود را از CO2 موجود در هوا به دست می آورند. یک جدید عصر درک گیاهان و نحوه رشد آنها ظهور کرد. برای اولین بار، این قابل درک بود که گیاهان از مواد هم در خاک و هم در هوا استفاده می کنند. تلاش های بعدی به شناسایی این مواد در خاک روی آورد و یا به آنها افزود خاک ، که رشد گیاه را در جهات مورد نظر بهینه می کند. ارزش و تأثیر برخی مواد شیمیایی و کودهای دامی بر رشد گیاه معنای جدیدی به خود گرفت آزمایشات میدانی که توسط لاوز و گیلبرت انجام شده است در Rothamsted (انگلستان) منجر به این مفهوم شد که مواد دیگری غیر از خاک خود می تواند رشد گیاه را تحت تأثیر قرار دهد. در این زمان ، آزمایشات آب توسط ناپ و سایر فیزیولوژیست های گیاهان (تاریخچه چگونگی مفهوم هیدروپونیک تصور شد که توسط اشتاینر [1985] ارائه شده است) به طور قطعی نشان داد که K ، Mg ، Ca ، Fe و P به همراه S ، C ، N ، H و O همه برای زندگی گیاهان ضروری هستند. جالب است بدانید که فرمولی که ناپ برای رشد آن ابداع کرده است گیاهان موجود در یک محلول غذایی امروزه نیز در اکثر موارد می توانند با موفقیت استفاده شوند سیستم های هیدروپونیک (جدول 2.1).

بخاطر داشته باشید که اواسط قرن 19 میلادی دوره علمی شدیدی بود کشف. محققانی که در بالا نام برده شده اند تنها برخی از محققان هستند اکتشافات قابل توجهی که بر تفکر و سیر علمی تأثیر دارد تحقیقات بیولوژیکی بسیاری از بزرگترین اکتشافات روزگار آنها محوریت داشته است در سیستم های بیولوژیکی ، هر دو گیاه و حیوان. قبل از نوبت نوزدهم قرن ، پایه علمی رشد گیاه نیز به خوبی ثابت شده است توسط راسل (1950) بررسی شده است. محققان به طور قطعی اثبات کرده بودند که گیاهان کربن (C) ، هیدروژن (H) و اکسیژن (O) مورد نیاز کربوهیدرات را بدست می آورند سنتز از CO2 و H2O توسط فرایندی که بعداً فتوسنتز نامیده می شود ، 1 که N با جذب ریشه NH4 بدست آمد + و / یا NO3 - یونها (هر چند گیاهان حبوبات می توانند این ماده را با همبستگی N2 ثابت شده از هوا) ، و اینکه تمام عناصر دیگر توسط ریشه گیاهان از خاک گرفته می شوند به عنوان یون و در سراسر گیاه جابجا می شود - در تعرق حمل می شود جریان این طرح کلی امروز همچنان مبنای درک فعلی ماست عملکرد گیاهان اکنون می دانیم که 16 عنصر اساسی وجود دارد (C ، H ، O ، S ، N ، P ، K ، Ca ، Mg ، B ، Cl ، Cu ، Fe ، Mn ، Mo ، Zn) ، و ما گسترش داده ایم دانش ما در مورد نحوه عملکرد این عناصر در گیاهان ، در چه سطوحی آنها لازم است که رشد سالم ، نیرومند و چگونگی خود را حفظ کنند جذب و جابجایی می شود.اگرچه چیزهای زیادی در مورد گیاهان و نحوه رشد آنها می دانیم ، هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما نمی فهمیم ، به خصوص در مورد نقش آنها برخی از عناصر اساسی تعادل ، رابطه یک عنصر با دیگری ، و فرمهای آن در گیاه ممکن است به اندازه غلظت مهم باشد از هر یک از عناصر در بهینه سازی وضعیت تغذیه گیاه است. آنجا هنوز هم در مورد چگونگی جذب عناصر توسط ریشه گیاه و چگونه آنها در داخل گیاه حرکت می کنند شکل ابتدایی ، چه فردی باشد یونها یا کمپلکسها ممکن است به همان اندازه برای حرکت و استفاده مهم باشند تمرکز. به عنوان مثال ، فرمهای آهن کلاته (Fe) برای کنترل موثر هستند از کمبود آهن ، اگر چه آهن یونی بدون لایه ، یا به عنوان آهن (Fe3 +) یا یونهای آهنی (Fe2 +) به همان اندازه موثر است اما در غلظت های بالاتر. قسمت فعال بیولوژیکی یک عنصر در گیاه ، غالباًفرم نامطبوع نامیده می شود ، ممکن است آن قسمت از غلظت باشد مشخصه رشد گیاه را تعیین می کند. نمونه هایی از این فرم های نابجا فرم NO3 N ، فرم SO4 S و Fe و Ca محلول در خواهد بود بافت گیاهی - اشکالی از این عناصر است که وضعیت کفایت آنها را تعیین می کند. استفاده از آزمایشات بافتی تا حدی بر اساس این مفهوم است که آن قسمت را اندازه گیری می کند از عنصری است که در شیره گیاه یافت می شود و سپس مربوط به آن غلظت است برای رشد گیاه (به صفحات 324–325 مراجعه کنید). امروزه علم تغذیه گیاهان مورد توجه بسیاری قرار گرفته است فیزیولوژیست های گیاه نحوه استفاده گیاهان از عناصر اساسی را تعیین می کنند. که در علاوه بر این ، ویژگی های گیاهان اکنون می تواند توسط ژنتیکی دستکاری شود افزودن و / یا از بین بردن صفاتی که توانایی مقاومت گیاه را تغییر می دهند استرس بیولوژیکی و بهبود کیفیت محصول (محی الدین ، ​​1985 ؛ واترمن ، 1993–94 ؛ بایسدن ، 1994). با این پیشرفتهای فراوان ، انواع رشد ، چه هیدروپونیک باشد و چه غیر از این ، اکنون تولید بیشتری می شود. خیلی این کار برای رشد گیاهان در فضا در محیط های محدود انجام شده است جایی که ورودی ها باید به دلیل منابع محدود ، مانند موارد زیر ، به دقت کنترل شوند آب ، و کنترل آزاد شدن بخار آب و سایر ترکیبات فرار به جو اطراف گیاه وارد شود. بیشتر آینده هیدروپونیک ممکن است به رشد گیاه منتهی شود ارقام و هیبریدهایی که به کنترل دقیق رشد پاسخ می دهند محیط. توانایی گیاهان در استفاده موثر از آب و مواد ضروری عناصر ممکن است روشهای کشت هیدروپونیک و بدون خاک را برتر از آنچه امروز امکان پذیر است پتانسیل عملکرد ژنتیکی ارقام مورد استفاده امروزه مشخص نیست و اینکه آیا این پتانسیل قابل افزایش است یا خیر ایجاد. گزارش اخیر مورنو و همکاران. (2003) نشان می دهد که در میان 18 ارقام گوجه فرنگی در مطالعه خود ، کسانی که به عنوان "کمترین کارآیی در" شناخته شدند جذب آنها از عناصر غذایی ، به ویژه N ، "بالاترین عملکرد میوه را تولید کرد. بنابراین ، کارایی بالا در استفاده از عناصر غذایی ممکن است نامطلوب باشد ویژگی - چیزی که به نظر می رسد خلاف آنچه انتظار می رود باشد. باید همچنین به یاد داشته باشید که سازگاری رقم یا ترکیبی برای پاسخگویی به یک مجموعه شرایط محیطی ممکن است استفاده از آن را به مجموعه ای از شرایط محدود کند. بنابراین ، هنوز چیزهای زیادی در مورد چگونگی گیاهان باید کشف شود به مجموعه ای از شرایط و چگونگی بهتر تنظیم این شرایط پاسخ دهید.

توجه داشته باشید

1 فرآیند فتوسنتز: تبدیل انرژی خورشیدی به چندین شکل شیمیایی انرژی. دی اکسید کربن (6CO2) + آب (6H2O) در حضور بازده نور و کلروفیل کربوهیدرات (C6H12O6) + اکسیژن (6O2) روند فتوسنتز در درجه اول در برگهای سبز اتفاق می افتد ، زیرا آنها وجود دارد روزنه ، و نه در قسمتهای دیگر سبز (دمبرگ و ساقه) گیاه ، که روزنه ندارند. یک مولکول CO2 از هوا به داخل عبور می کند استوما باز ، و یک مولکول H2O ، که از طریق ریشه گرفته می شود ، است تقسیم شده و سپس با CO2 ترکیب شده و کربوهیدرات ایجاد می کند و در این فرآیند قرار می گیرد یک مولکول O2 آزاد می شود. میزان فتوسنتز تحت تأثیر عواملی است خارج از گیاه ، مانند درجه حرارت هوا (بالا و پایین) ، حرکت هوا روی سطح برگ ، سطح CO2 در هوای اطراف برگها و نور شدت و ترکیب طول موج آن. تعداد روزنه برگها ، باز و بسته بودن آنها نیز میزان فتوسنتز را تعیین می کند. برگ کدر در یک جریان مداوم هوا و با روزنه معکوس باز می شود نرخ بالایی از فتوسنتز خواهد داشت.

برای اطلاعات بیشتر درمورد کشاورزی به بستر صنایع کشاورزی مراجعه بفرمایید

بستر کشاورزی کلیک کنید