سیستم کشت هیدروپونیک

دهمین دوره از پروژه های دانش‌آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پرشور شما دوستان و علاقه‌مندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده‌اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه‌ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقه‌مند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: سیستم کشت هیدروپونیک
نام ارائه‌دهنده/دهندگان: بلکا کاتب، کوثر مقتدایی، سبا شاهسوارانی
زمینه و نوع پروژه: زیست شناسی، گیاه شناسی
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: دبستان نور علوی

واژه هیدروپونیک

اصطلاح هیدروپونیک اولین بار به وسیله Gerick پیشنهاد شد که او توانسته بود در کالیفرنیا تولید نباتات را در معیار تجاری بدون استفاده از خاک از رشد اولیه تا مرحله باردهی نشان دهد. این اصطلاح مجموعه‌ای است از یک لغت یونانی به معنی آب و کلمه لاتین Ponero یعنی جای دادن است که به طور خلاصه مفهوم قرار گرفتن چیزی در آب از آن استنباط می گردد.

در واقع هیدروپونیک (آبکشت) علم و فن کاشت گیاهان بدون خاک است. ریشه ها در هوا که باید بسیار مرطوب نگه داشته شوند یا در آب که باید خوب تهویه شود یا در برخی مواد جامد غیر از خاک که رطوبت را در خود نگه می دارد رشد می کند. آب موجود در اطراف ریشه ها که غذا و اکسیژن مورد نیاز گیاه را تأمین می کند حاوی ترکیبات متعادلی از مواد غذایی است.
 
در زیر به مزایا و معایب کشت هیدروپونیک می پردازیم:

مزایای کشت هیدروپونیک:

1- امکان پرورش گیاه در تمام نقاط و در هر آب و هوایی
2- افزایش تراکم در واحد سطح
3-کنترل شرایط محیطی
4- محیط کشت فاقد خاک و میکروب های خاکزی می باشد.
5-کاهش کار سنگین. زیرا نیاز به ساختن بستر، وجین، آبیاری و غیره نمی باشد، امکان مصرف کود شیمیایی محلول دارد و سموم از طریق سیستم امکان پذیر می باشد.
6- عدم وجود آیش (امکان کشت مداوم وجود دارد)
7-کنترل آفات و بیماری ها (بیماری های خاکزاد وجود ندارد)
8- امکان تولید خارج از فصل
9- ریشه کن شدن علف های هرز
10- امکان تولید انواع زیادی از سبزی ها و گل ها شامل آنتوریوم، همیشه بهار و ... با کیفیتی بیشتر وجود دارد.
11- تلفات آب به حداقل خود می رسد.
12- امکان پرورش گیاهان و ریشه دار کردن قلمه برای صادرات بدون خاک وجود دارد.

محدودیت ها یا معایب کشت هیدروپونیک:

1- هزینهٔ اولیه زیادی برای احداث گلخانه نیاز می باشد.
2- برای راه اندازی و نگهداری سیستم و همچنین فعالیت های مستمر روزانه، نیاز به نیروی متخصص در این رشته می باشد.
3- مهارت های مدیریتی و تجربه بالایی برای آماده کردن محلول، حفظ EC، تنظیم pH و اصلاح کمبود عناصرآن، اطمینان از تهویه و حفظ شرایط مطلوب در داخل ساختارهای کنترل شده و ... لازم است.
4- با توجه به هزینه های بالای این تکنیک، کشت بدون خاک محدود به محصولات با ارزش بالا می باشد.
5- هنگامی که دمای محلول در طول دوره های گرم بالا می رود عملکرد کاهش پیدا می کند.

مواد غذایی مورد نیاز در کشت هیدروپونیک

خاک دارای خاصیت تامپونی و بافری است. بدین مفهوم که اگر عنصری توسط گیاه جذب شد و غلظتش در محلول خاک کاهش پیدا کرد خاک این توانایی را دارد که از فاز جامد یا فاز تبادلی آن عنصر را آزاد و وارد محلول خاک کند و غلظت را به همان سطح اولیه خودش برگرداند.

خاصیت تامپونی یا همان حفظ غلظت و آزاد کردن عناصر از فاز جامد یا تبادلی است. اما در محلول های غذایی یا کشت هیدروپونیک تجدید غلظت وجود ندارد. در بعضی از سیستم ها، محلول غذایی حالت چرخشی داشته و در یک محدوده (یا مخزنی) کمبود غلظت خود را جبران کرده و دوباره وارد سیستم خواهد شد.

راهنمای تهیه محلول غذایی برای کشت هیدروپونیک

فرمول های غذایی متعددی برای کشت هیدروپونیک وجود دارد که بیش از 40 سال بر روی آن ها تحقیق و مطالعه شده است. بعضی از این محلول ها برای گیاهان خاصی طراحی شده‌اند ولی بعضی نیز برای تمام گیاهانی که در کشت هیدروپونیک استفاده می شوند به کار می روند.

برای رشد گیاهان در کشت هیدروپونیک باید مقدار عناصر مختلف در یک محدوده مشخص حفظ شوند که این کار نیاز به آزمایش مرتب محلول غذایی دارد. در کشت هیدروپونیک اشتباهات را به سختی می توان جبران کرد زیرا در این روش هر عنصر اثر خود را به سرعت نمایان می کند. بنابراین باید دقت زیادی در انتخاب یا ساخت محلول غذایی به کار برد.

برای مخلوط کردن مواد و ساخت محلول می توان این مواد را جداگانه تهیه کرده و طبق نسبت های موجود با هم مخلوط کنید. قبل از مخلوط مواد به چند نکته توجه کنید:

1- به وزن و اندازه مواد غذایی دقت کنید.

2-مواد غذایی را در ظروف جداگانه قرار دهید تا از تناسب آن ها مطمئن شوید.

3- مواد را یکباره با هم مخلوط نکنید و پس از مخلوط کردن آن ها را دوباره بسنجید.

4- دقت محلول باید حدود 5% باشد.

5- هنگامی که از تناسب مواد مطمئن شدید آن ها را در آب بریزید و به خوبی مخلوط کنید و ظرف را به شدت تکان دهید.

6- بهتر است برای مخلوط کردن مواد  از آب گرم استفاده کنید.

در پژوهش حاضر دانش آموزان با مطالعات کتابخانه‌ای و جستجوی در صفحات اینترنتی و سایت ناسا به گردآوری اطلاعات مورد نیاز در معرفی سیستم کشت هیدروپونیک پرداختند.

مهارت های کسب شده

آشنایی با شیوه انجام پژوهش
آشنایی با کشت هیدروپونیک

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: مهدی رحمانی

تنظیم: علی سرمدی