موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس الزراعة فى البيئات الصناعية المختلفة Soilless cultures
يعنى نظام الزراعة المحمية إنتاج النباتات تحت ظروف عالية من التحكم فى عوامل النمو المختلفة وهى العوامل الجوية والعوامل الأرضية والعوامل الخاصة بالنبات فأما بالنسبة للعوامل الجوية من حرارة ورطوبة والاشعاع الشمسى والرياح… فهذه جميعاً يمكن التحكم فيها بدرجة كبيرة بحيث يمكن انشاء الصوب الزراعية المناسبة لضبط جو الصوبة الداخلى بما يناسب النمو الأمثل للنبات.
أما بالنسبة للعوامل الأرضية فيمكن التحكم فيها بدرجة كبيرة وذلك للتغلب على مشاكل التربة من أمراض وعدم انتظام التوازن الهوائى/ المائى بداخلها ومكونات التربة الكيمائية التى قد تضر بنمو النبات وعدم انتظام التوازن الغذائى بها. ويمكن التغلب على جميع هذه المشاكل عن طريق استخدام نظم الزراعة فى البيئات الصناعية بدون تربة( Soilless culture ) ويطلق عليها أحياناً الزراعة باستخدام المنشآت المائيةHydroponics حيث تعتمد هذه النظم على زراعة النبات فى بيئة مجهزة يتوفر فيها جميع العوامل المناسبة تماماً لنمو النبات وقد تتكون هذه البيئة من مواد صناعية أو طبيعية أو الاثيين معاً وكل منها يلزم لتحقيق غرض ما سواء لتدعيم النباتات أو تحسين الخواص الطبيعية للبيئة مثل التهوية والقدرة على ادمصاص العناصر الغذائية أو القدرة على حفظ الماء وعادة لا تحتوى هذه المواد على أى حبيبات دقيقة الحجم سواء فى حجم السلت أو الطين ومن أهم المواد الشائع استخدامها فى تجهيز وسط الزراعة بدون تربة: الرمل- الزلط والحصى- المواد العضوية سواء بيت أو قش- الفرميكيوليت- البرليت- الاستروفوم- الصوف الصخرى Rock Woll .
وفى بعض أنواع المزارع بدون تربة لايستخدم فيها أى من المواد الصلبة المذكورة وتنمى النباتات فى محلول مغذى فقط مع تدعيم النباتات بطريقة صناعية مثل التعليق أو التثبيت على حوامل خاصة وهى تسمى بالمزارع المائيةWater Culture وتشمل المزارع المائية ثلاثة أنظمة تعتمد جميعاً على تنمية النباتات بحيث تبقى جذورها دائماً محاطة بالمحلول المغذى وهى مزارع المحاليل الغذائية Nutrient solution culture ومزارع الأغشية الغذائية Nutrient film Technique ومزارع التهوية Aeroponics وهى من أحدث نظم الزراعة المائية حيث تنمى النباتات بحيث تكون جذورها محاطة دائماً بهواء مشبع بالرطوبة حيث ترش الجذور بالمحلول المغذى على دفعات. ومن أهم معوقات انتشار الزراعة بدون تربة فى مصر أن معظم مستلزماتها تستورد من الخارج بأسعار مرتفعة بدرجة لا تتناسب مع أسعار منتجاتها خاصة تحت الظروف المصرية كذلك تحتاج إلى خبرة فنية كبيرة لتشغيل وصيانة مكونات هذه النظم الزراعية الحديثة.
تقسم المزارع بدون تربة عموماً حسب امكانية إعادة استخدام المحاليل الغذائية أو محاليل الصرف مدة أخرى إلى :-
– النظم المفتوحة : Opened system وفيها لايعاد استخدام محاليل الصرف مرة أخرى .
– النظم المغلقة: Closed system وفيها يعاد استخدام محاليل الصرف مرة أخرى .
وفيما يلى أهم نظم الزراعة بدون تربة الشائع استخدامها تحت نظم الزراعة المحمية :
1-المزارع الرملية Sand Culture:
وهى من أكثر المزارع إنتشاراً فى المناطق التى يتوفر فيها الرمال وعادة ما تكون من النظم المفتوحة Open System التى لايعاد فيها إستخدام محلول الصرف وفيها تنمى النباتات فى الرمل الخالى تقريباً من السلت والطين وتروى بالمحاليل الغذائية ويستخدم لذلك نظام الرى بالتنقيط.
وتقام المزارع الرملية بعديد من الطرق من أهمها :
أ- تقام على أرض تعانى من مشاكل طبيعية يصعب علاجها حيث يتم حفر قطاع بطول الصوبة وبعرض المصطبة مع مراعاة أن يكون عدد المساطب وعرضها متناسب مع عرض الصوبة ونوع النبات المزمع زراعته ويتم تسوية قاع الحفرة بحيث تسمح بوجود ميل يبلغ 3سم/10م ( 0.3% ) . ثم يغطى قاع وجوانب الحفرة بالبلاستيك على أن لايقل سمكه عن 150 ميكرون ويوضع فوق البلاستيك مباشرة ماسورة صرف بقطر 3بوصة مغطاه باللباد والزلط لمنع نمو الجذور بداخلها مع السماح بمرور المياه فقط دون الرمل إلى داخلها ويجب أن تكون خطوط مواسير الصرف فى إتجاه ميل الأرض وتوصل هذه المواسير فى الجانب المنخفض بماسورة صرف مجمع وتكون عمودية على مواسير الصرف. وتصمم المزرعة بحيث يكون انحدارها من الجانبين نحو الوسط حيث توضع ماسورة الصرف المجمع لتكون متصلة بمواسير الصرف الفرعية ( حقليات ) وتكون عليها من الجانبين المائلين، مع جعل أرضية الصوبة كلها مائلة من أحد جانبى ماسورة الصرف المجمع نحو الجانب الآخر لتسهيل حركة ماء الصرف. ويجب أن تكون أطراف مواسير الصرف بارزة فوق سطح التربة من بدايتها ( من عند الأطراف التى توجد فى مستوى مرتفع من المزرعة ) حتى يمكن تنظيفها كلما دعت الضرورة. وبعد ذلك تغطى المساحة كاملة بالرمل لعمق 30- 50سم. ويلاحظ أن نقص عمق طبقة الرمل عن 30سم فى بعض المناطق يجعل من الصعب الاحتفاظ بمستوى واحد من الرطوبة فى كل أرجاء المزرعة، كما تزيد فرصة نمو جذور النباتات داخل مواسير الصرف.
وتروى النباتات فى هذا النوع من المزارع بطريقة التنقيط 4مرات يومياً لمدة 5-10 دقائق فى كل مرة مع حقن ماء الرى بالمحاليل المغذية.
ب- الزراعة فى أحواض خاصة توضع على سطح التربة مباشرة وتبطن هذه الأحواض بالبولي أثيلين كما فى الطريقة السابقة ويكون قاع الحوض مائلاً بمقدار 15 سم لكل 60 متراً وتوضع ماسورة للصرف فى القاع بامتداد طول الحوض وتتصل مواسير الصرف الخاصة بالأحواض المختلفة بماسورة صرف رئيسى بنفس القطر على الأقل لتجميع المحلول الزائد. وتتكون الأحواض بعرض 60-75سم وبعمق 30-40سم.
2- مزارع الحصى Gravel Culture : تعتبر مزارع الحصى ثانى أكثر المزارع الصناعيةإنتشاراً وهى من النظم المغلقة Closed Systems التى يعاد فيها استخدام المحاليل الغذائية، عدة مرات وتتكون بيئة نمو الجذور فى هذه المزارع من حصى صغيرة يكون أغلبه بحجم حبة البسلة.
أفضل أنواع الحصى لهذه المزارع هو الجرانيت المجروش فى صورة حبيبات صغيرة غير منتظمة تتراوح فى قطرها من 1.6- 18مم ، على أن يكون أكثر من نصف الحصى المستعمل بقطر 12مم تقريباً وأن يكون من نوعية صلبة لا تتفتت مع الاستعمار كذلك يستخدم لنفس الغرض الزلط البركانى حيث يتميز بخفة وزنه.
تصمم مزارع الحصى بحيث تسقى النباتات فيها إما بطريقة الرى تحت السطحى، أو بطريقة التنقيط وفى الطريقة الأولى يضخ المحلول المغذى من أسفل حتى يصل مستواه إلى نحو 2.5 سم من سطح المزرعة، ثم يسمح له بالصرف ثانية إلى خزان المحلول ليعاد ضخه من جديد بعد فترة… وهكذا يستمر استعمال نفس المحلول لمدة تتراوح من 2-6 أسابيع ثم يتم التخلص منه ويحضر محلول جديد.
تؤثر الفترة بين الريات تأثيراً كبيراً على إمداد النباتات بحاجتها من الماء والعناصر الغذائية والأكسجين اللازم لتنفس الجذور. وتتأثر الفترة المناسبة بين الريات بعدد من العوامل أهمها حجم الحبيبات والنبات المنزرع ومرحلة النمو والعوامل الجوية. ويتراوح عدد مرات الرى لمعظم مزارع الحصى من 3-4 مرات يومياً خلال فصل الشتاء إلى كل ساعة على الأكثر نهاراً فى الجو الحار أثناء الصيف، ونظراً لأن النباتات تمتص الماء بسرعة أكبر مما تمتص العناصر المغذية لذا فإننا نجد أن تركيز الأملاح يزداد تدريجياً فى الغشاء المائى المحيط بحبيبات الحصى بعد كل رية وتزداد سرعة تركيز الأملاح مع زيادة معدل النتح، لكن الرية التالية تخفض تركيز الأملاح فى الغشاء المحيط بحبيات الحصى إلى المستوى الموجود فى المحلول المغذى. ويجب العمل على عدم تأخير الرى كثيراً فى الجو الملبدبالغيوم، خاصة عندما تكون الرطوبة النسبية قريبة من درجة التشبع.
تؤثر سرعة ضخ المحلول المغذى فى بيئة الحصى وإنصرافه منها على توفير الأكسجين اللازم لتنفس الجذور والنمو الطبيعى للنباتات. ويكفى عادة مدة 20-30 دقيقة لضخ المحلول المغذى، وصرف الزائد منه بالكامل ، بحيث لا يتبقى منه سوى غشاء رقيق يحيط بالحصى حتى الرية التالية. ويمكن تحقيق ذلك بوضع مواسير صرف كبيرة فى قاع مزرعة الحصى .
ويمكن تعويض الماء الممتص بإحدى الطرق التالية:
1- بإعادة المحلول المغذى الى حجمه الأصلى يومياً .
2- بإعادة المحلول المغذى الى أكثر من حجمه الأصلى أسبوعياً حيث يتناقص الى أقل من حجمه الأصلى من نهاية الأسبوع قبلإضافة الماء اليه من جديد.
3- إمداد خزان المحلول المغذى بمصدر للماء ذو صمام يتحكم فيه عوامه طافية تعمل على غلق الصمام عند وصول مستوىالمحلول المغذى الى المستوى المطلوب، وهى أفضل طريقة .
تؤدى كثرة استعمال المحلول إلى تغيرات فى الـpH نتيجة عدم امتصاص النباتات للعسناصر بنفس القدر، كما تزداد هذه التغيرات عند المحافظة على حجم المحلول بإضافة ماء يحتوى على نسبة مرتفعة من الصوديوم والكالسيوم والبيكربونات، لذلك فإنه يلزم اختيارpH المحلولالمغذى أسبوعيا للوقوف على أى تغيير فيه مع تعديله إذا لزم الأمر ليكون دائماً فى المجال المناسب، وهو من 6- 6.5 وأفضل وسيلة لتعديل درجة الـpH هى إستخدام الأحماض خاصة حمض النيتريك أو الفوسفوريك.