کشت بدون خاک

قسمت آبیاری شامل یک سیستم تکمیل شده برای تامین آب و کود گیاهان در گلخانه می باشد.

کشت بدون خاک به روشی گفته می شود که در آن از آب، ذغال سنگ نارس یا مالچ برگ جنگلی، ورمیکولیت و سایر محیط ها به عنوان بستر سیستم ریشه گیاه برای تثبیت گیاه استفاده می شود و سیستم ریشه گیاه می تواند مستقیماً با ماده مغذی تماس پیدا کند. راه حل. ترکیب محلول غذایی در کشت بدون خاک به راحتی قابل کنترل بوده و در هر زمان قابل تنظیم است. در جاهایی که نور و دما مناسب است ولی خاک وجود ندارد مانند بیابان و سواحل و جزایر متروک تا زمانی که مقدار معینی آب شیرین وجود دارد می توان آن را انجام داد. کشت بدون خاک با توجه به محیط های کشت مختلف به کشت هیدروپونیک، کشت مه (هوا) و کشت بستر تقسیم می شود. هیدروپونیک به روش کشت اطلاق می شود که در آن ریشه گیاه بدون استفاده از بستر مستقیماً با محلول غذایی در تماس است. اولین روش هیدروپونیک غوطه ور کردن سیستم ریشه گیاه در محلول غذایی برای رشد بود. این روش باعث هیپوکسی می شود و در موارد شدید سیستم ریشه از بین می رود. روش هیدروپونیک از روش فیلم مایع مغذی اغلب استفاده می شود، یعنی یک لایه بسیار نازک از محلول غذایی، که به طور مداوم در سیستم ریشه محصولات در گردش است، که نه تنها تامین مداوم آب و مواد مغذی را برای محصولات تضمین می کند. بلکه به طور مداوم اکسیژن تازه را به ریشه ها می رساند.
کشت بدون خاک یک فناوری جدید در کشت محصولات زراعی است که در دهه های اخیر توسعه یافته است. محصولات در خاک کشت نمی شوند، بلکه در محلول آبی (محلول غذایی) حاوی مواد معدنی محلول کاشته می شوند. یا در نوعی محیط کشت، محصولات را با محلول غذایی کشت می کنند. تا زمانی که تجهیزات کشت معین و اقدامات مدیریتی خاصی وجود داشته باشد، محصولات می توانند به طور معمول رشد کنند و عملکرد بالایی داشته باشند. به دلیل اینکه از خاک طبیعی استفاده نمی کند، بلکه از محلول غذایی برای آبیاری محصولات استفاده می کند، به آن کشت بدون خاک می گویند.
ویژگی کشت بدون خاک، جایگزینی محیط خاک با محیط رشد ریشه مصنوعی محصولات کشاورزی است. این نه تنها می تواند نیازهای محصولات را به مواد مغذی، آب، هوا و سایر شرایط برآورده کند، بلکه این شرایط را برای ترویج رشد بهتر محصولات نیز کنترل و تنظیم می کند. و تعادل بهتری بین رشد رویشی و رشد تولیدمثلی به دست آورید. بنابراین، محصولاتی که بدون خاک رشد می کنند، معمولاً رشد و نمو خوبی دارند، با عملکرد بالا و کیفیت بالا.
در اواسط قرن نوزدهم، دانشمند آلمانی ون لیبیگ، نمونه اولیه تئوری تغذیه معدنی را پایه ریزی کرد که پایه های نظری فناوری مدرن کشت بدون خاک را پایه گذاری کرد. ساکس و ناپ با موفقیت گیاهان را در محلول غذایی در حدود سال 1860 کاشتند، روش کشت گیاهان را با محلول مواد مغذی معدنی که تا به امروز مورد استفاده قرار می‌گرفت، ایجاد کردند و به تدریج به فناوری مدرن کشت بدون خاک تبدیل شدند. در سال 1929، Gericke در ایالات متحده تحقیقات کشت بدون خاک در مقیاس بزرگ را انجام داد و از محلول غذایی برای رشد گوجه فرنگی تا ارتفاع 7.5 متری استفاده کرد و از هر بوته 14 کیلوگرم میوه برداشت کرد. در دهه 1940، به عنوان یک روش کشت جدید، کشت بدون خاک به طور متوالی در تولیدات کشاورزی مورد استفاده قرار گرفت. بسیاری از کشورها به طور متوالی پایگاه های کشت بدون خاک ایجاد کرده اند و برخی نیز گلخانه هایی ساخته اند. در طول جنگ جهانی دوم، نیروی هوایی بریتانیا از روش های کشت بدون خاک برای تولید سبزیجات در صحرای عراق و ایالات متحده در جزیره ویک در اقیانوس آرام برای تامین نیازهای زمان جنگ استفاده کرد. بعدها کشورهای مختلف شروع به استفاده از فناوری کشت بدون خاک کردند و به توسعه بیشتری دست یافتند. در سال 1955، در خلال چهاردهمین کنفرانس بین المللی باغبانی که در هلند برگزار شد، برخی از محققان کشت بدون خاک شروع به تأسیس گروه بین المللی کشت بدون خاک (IWOSC) کردند که در سال 1980 به انجمن کشت بدون خاک (ISOSC) تغییر نام داد.
کاربرد تحقیق و تولید کشت بدون خاک در کشور من در دهه 1970 آغاز شد، عمدتاً برای پرورش نهال بدون خاک برنج و پرورش نهال بدون خاک محصولات سبزیجات. در سال 1359 گروه تعاونی کشت نهال صنعتی سبزیجات در سراسر کشور تأسیس شد. علاوه بر تحقیقات در زمینه کشت نهال بدون خاک، تحقیق در مورد تکنیک های کشت بدون خاک در مناطق حفاظت شده نیز انجام شد. در سال 2016، مؤسسه گیاه شناسی، آکادمی علوم چین و گروه فوجیان سانان، بزرگترین کارخانه گیاهان نور مصنوعی جهان، کارخانه گیاهی Zhongke San'an را تأسیس کردند، و به کاربرد صنعتی در مقیاس بزرگ کشت سبزیجات بدون خاک پی بردند.
1. صرفه جویی در مصرف آب، صرفه جویی در مصرف کود، عملکرد بالا: مواد مغذی مختلف مورد نیاز محصولات کشاورزی در کشت بدون خاک به صورت مصنوعی به محلول های غذایی برای کاربرد، با اتلاف آب کمتر، مواد مغذی متعادل، راندمان جذب بالا، فرموله می شوند و بر اساس انواع محصول و همان مراحل مختلف رشد گیاهان، مواد مغذی را به صورت علمی تامین می کنند. بنابراین، محصولات زراعی با پتانسیل رشد قوی رشد و توسعه می یابند و می توانند پتانسیل خود را برای افزایش تولید به طور کامل اعمال کنند.
2. تمیز، بهداشتی و بدون آلودگی: کودهای آلی در کشت خاک استفاده می شود و کودها تجزیه و تخمیر می شوند که باعث ایجاد بو و آلودگی محیط زیست می شود. همچنین تخم بسیاری از آفات را پرورش می دهد و محصولات را به خطر می اندازد. اما در کشت بدون خاک از کودهای معدنی استفاده می شود که این مشکلات را ندارند. و می تواند از آلودگی مواد مضر مانند فلزات سنگین در خاک آلوده جلوگیری کند.
3. صرفه جویی در کار و صرفه جویی در کار، مدیریت آسان: کشت بدون خاک نیازی به خاک ورزی، شخم، وجین و سایر عملیات، صرفه جویی در کار و نیروی کار ندارد. آبیاری و پوشش به طور همزمان حل می شود و سیستم تامین مایع به طور منظم و کمی عرضه می شود که برای مدیریت راحت است، باعث اتلاف نمی شود و شدت کار را بسیار کاهش می دهد.
4. پرهیز از موانع کشت مستمر: در مدیریت کاشت صیفی جات، تناوب منطقی اراضی و پرهیز از کشت مستمر یکی از اقدامات مهم برای جلوگیری از بروز و شیوع جدی بیماری ها است. کشت بدون خاک، به ویژه کشت هیدروپونیک، می تواند اساساً این مشکل را حل کند.
5. محدود به منطقه نیست، استفاده کامل از فضا: کشت بدون خاک باعث می شود محصولات به طور کامل از محیط خاک جدا شوند و کیفیت خاک و شرایط حفاظت از آب محدود نمی شود. بسیاری از بیابان‌ها، زمین‌های بایر یا مناطقی که کشت آن‌ها بر روی زمین دشوار است، می‌توانند از روش‌های کشت بدون خاک استفاده کنند. با رهایی از محدودیت های زمین، کشت بدون خاک نیز می تواند عاری از محدودیت فضا باشد. استفاده از سقف های مسطح کارخانه ها و ساختمان های متروکه در شهر برای پرورش سبزیجات و گل ها عملاً منطقه کشت را گسترش داده است.
6. مساعد برای تحقق نوسازی کشاورزی: ​​کشت بدون خاک، تولید کشاورزی را از محدودیت های محیط طبیعی رها می کند و می تواند بر اساس اراده انسان تولید شود، بنابراین یک روش تولید کشاورزی کنترل شده است. کشاورزی بر اساس شاخص های کمی تا حد زیادی باعث تحقق مکانیزاسیون و اتوماسیون و در نتیجه حرکت تدریجی به سمت روش های تولید صنعتی می شود.
(1) برای کشت سبزیجات: برای کشت غذای سبز بدون آلودگی، که سالم و ایمن است و برای مردم بسیار ارزشمند است.
(2) برای پرورش گل
هم گل های شاخه بریده و هم گل های گلدانی برای کشت بدون خاک مناسب هستند. گل هایی که بدون خاک کشت می شوند نه تنها دارای سر گل بزرگ هستند، بلکه رنگ های روشن نیز دارند.
(3) برای کشت گیاهان دارویی
بسیاری از گیاهان دارویی گیاهان ریشه ای هستند و محیط رشد ریشه ها بسیار حیاتی است. کشت بدون خاک می تواند محیط رشد مناسبی را برای گیاهان دارویی فراهم کند، بنابراین اثر کاشت بسیار مشهود است.
(4) برای کشت درخت میوه
نهال های پایه درختان میوه که با کشت بدون خاک کشت می شوند سریع رشد می کنند و درصد بقای بالایی دارند. درختان میوه ای که به سرعت از طریق قلمه تکثیر می شوند، به سرعت ریشه می دهند و سرعت نهال زایی بالایی دارند.
(5) برای کشت نهال بدون خاک استفاده می شود
نهال های کشت بدون خاک به سرعت رشد می کنند، سن نهال کوتاه است، سیستم ریشه به خوبی توسعه یافته، قوی و مرتب است، زمان نهال پس از کاشت کوتاه است و زنده ماندن آسان است. همچنین می تواند از بیماری ها و آفات ناشی از کشت نهال خاکی جلوگیری کند و همچنین برای مدیریت علمی و استاندارد مناسب است.
علاوه بر این می توان از کشت بدون خاک برای پرورش سبزیجات و گل در بالکن های پشت بام شهرهای بدون زمین برای تنظیم زندگی و زیباسازی محیط استفاده کرد. توسعه کشت سبزی بدون خاک می تواند مشکل تامین مواد غذایی را حل یا کاهش دهد.
انواع و روش های کشت بدون خاک بسیار است، به طوری که طبقه بندی جزئی آنها دشوار است. آنها را فقط می توان به دو دسته تقسیم کرد: کشت بدون بستر و کشت بستر با توجه به روش های تثبیت آنها.
(1) کشت بدون بستر
ویژگی کشت بدون بستر این است که محصولات کشت شده بستری برای تثبیت سیستم ریشه ندارند و سیستم ریشه مستقیماً با محلول غذایی در تماس است. کشت بدون بستر به دو نوع هیدروپونیک و ایروپونیک تقسیم می شود.
1. هیدروپونیک: هیدروپونیک به روش کشت اطلاق می شود که در آن از بستری برای تثبیت سیستم ریشه استفاده نمی شود، به طوری که سیستم ریشه گیاه مستقیماً با محلول غذایی در تماس باشد. این عمدتا شامل تکنیک جریان عمیق (DFT)، تکنیک فیلم غذایی (NFT) و هیدروپونیک مویرگی شناور (هیدروپونیک مویرگی شناور) است.
1) تکنولوژی کشت جریان مایع عمیق: لایه محلول غذایی عمیق است و سیستم ریشه در لایه مایع عمیق گسترش می یابد. هر گیاه مقدار زیادی مایع را اشغال می کند، بنابراین غلظت محلول غذایی، اکسیژن محلول، pH، دما و ذخیره آب به راحتی اتفاق نمی افتد. تغییرات شدید محیط رشد پایدارتری را برای سیستم ریشه فراهم می کند.
2) تکنولوژی فیلم مایع مغذی: این یک روش هیدروپونیک است که در آن گیاهان در محلول غذایی با جریان کم عمق کاشته می شوند. به دلیل کم عمق بودن لایه مایع، بخشی از سیستم ریشه گیاه در محلول غذایی با جریان کم عمق غوطه ور می شود و قسمت دیگر در معرض رطوبت مخزن کاشت قرار می گیرد که می تواند مشکل نیاز اکسیژن ریشه را بهتر حل کند، اما به دلیل مقدار کمی مایع، آن را آسان به تحت تاثیر دمای محیط، مدیریت خوب مورد نیاز است.
3) فناوری کشت مویرگی صفحه شناور: فناوری جداسازی ریشه نمد مرطوب صفحه شناور را در بستر کشت بپذیرید، محیطی غنی از اکسیژن برای کشت ریشه های مرطوب ایجاد کنید و تضاد بین آب و هوا را حل کنید. استفاده از یک بستر کشت افقی بلند برای ذخیره مقدار زیادی محلول مغذی، به طور موثر بر کاستی های NFT غلبه می کند. شرایط محیطی ریزوسفر محصول پایدار است، دمای مایع کمی تغییر می کند، و عرضه محلول غذایی ترسی از تحت تاثیر قرار گرفتن قطعی برق موقت ندارد.
2. آئروپونیک: آئروپونیک که به عنوان آئروپونیک یا ایروپونیک نیز شناخته می‌شود، از محلول غذایی فیلتر شده برای عبور از دستگاه اسپری اتمیزه کردن تحت فشار استفاده می‌کند تا محلول غذایی را به صورت قطرات ریز اتمیزه کند و مستقیماً روی روش کشت بدون خاک اسپری کند که در آن ریشه‌های گیاه فراهم می‌کنند. آب و مواد مغذی مورد نیاز برای رشد گیاه آئروپونیک بهترین شکل برای حل تضاد آب و هوا سیستم ریشه در بین تمام تکنیک های کشت بدون خاک است که می تواند عملکرد محصول را دو برابر کند و همچنین کنترل خودکار و کشت سه بعدی آسان است و میزان بهره برداری از فضای گلخانه را بهبود می بخشد. اما الزامات بسیار بالایی برای دستگاه دارد که محبوبیت و استفاده از آن را بسیار محدود می کند.
ویژگی کشت ماتریکس این است که ریشه محصولات کشت شده توسط ماتریس ثابت می شود. ریشه های محصولات را در بسترهای آلی یا معدنی ثابت می کند. بسترهای آلی شامل ذغال سنگ نارس، پوسته برنج، پوست و غیره است و از بسترهای معدنی مانند ورمیکولیت، پرلیت، پشم سنگ، سرامیت، شن و خاک اسفنجی می توان استفاده کرد. به عنوان یک محیط حمایتی، محلول غذایی گیاه را از طریق آبیاری قطره ای یا قطره ای تامین کنید. در بیشتر موارد کشت ماتریس، آب، کود و هوا هماهنگ هستند، عرضه کافی است، سرمایه گذاری در تجهیزات کم است، تهیه مواد به صورت محلی راحت است و عملکرد تولید عالی و پایدار است. درمان ریشه‌های باقی‌مانده زمان‌بر و کار فشرده است و دشوار است
هسته اصلی کشت بدون خاک استفاده از محلول غذایی به جای خاک برای تامین مواد مغذی معدنی مورد نیاز برای رشد گیاه است. بنابراین، در فناوری کشت بدون خاک، اینکه آیا می تواند محلول غذایی با نسبت هماهنگ و غلظت مناسب را برای گیاهان فراهم کند، کلید موفقیت در کشت است. . محلول غذايي تنها منبع تغذيه ريشه گياه در كشت بدون خاك است كه بايد حاوي تمام مواد مغذي معدني لازم براي رشد گياه از جمله نيتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسيم (K)، كلسيم (Ca)، منيزيم (Mg) باشد. گوگرد (S) و سایر عناصر درشت و آهن (Fe)، منگنز (Mn)، بور (B)، روی (Zn)، مس (Cu)، مولیبدن (Mo) و سایر عناصر کمیاب. محصولات و واریته‌های مختلف و مراحل مختلف رشد یک محصول، تفاوت‌های زیادی در نیازهای واقعی عناصر غذایی مختلف دارند. بنابراین، هنگام انتخاب محلول غذایی، ابتدا باید الزامات انواع مختلف عناصر ضروری برای انواع مختلف و مراحل رشد را درک کنید و از آن به عنوان مبنایی برای تعیین ترکیب و نسبت محلول غذایی استفاده کنید. از یک سو باید بر اساس نیاز واقعی محصولات به عناصر غذایی مختلف باشد و از سوی دیگر ویژگی های جذب کود محصولات را نیز در نظر گرفت.
محلول غذایی کلاسیک کشت بدون خاک
1. محلول غذایی هیدروپونیک هوگلند: محلول غذایی هیدروپونیک هوگلند توسط هوگلند و شرکای تحقیقاتی او پس از تعداد زیادی آزمایش مقایسه ای در سال 1933 منتشر شد. این ابتدایی ترین دستور العمل کلاسیک است اما هنوز در حال استفاده است.
2. محلول غذایی Steiner: محلول غذایی Steiner در نهایت نسبت و غلظت عناصر غذایی مختلف در فرمول را از طریق تعادل شیمیایی بین عناصر غذایی تعیین می کند. به طور گسترده در سطح بین المللی استفاده می شود و برای محصولات عمومی کشت بدون خاک مناسب است.
3. محلول مواد مغذی جهانی تست باغ ژاپنی: محلول مغذی عمومی آزمایش باغ ژاپنی توسط مزرعه آزمایشی باغبانی Xingjin ژاپن ساخته شده است. برای انواع سبزیجات مناسب است، بنابراین به آن فرمول عمومی می گویند.
4. محلول غذایی یامازاکی ژاپنی: فرمول محلول غذایی یامازاکی ژاپنی بر اساس تعیین غلظت جذب عناصر مغذی گیاهان مختلف گیاهی توسط یامازاکی کنیا از سال 1966 تا 1976 برای فرمولاسیون فرمول محلول غذایی مناسب برای انواع محصولات مختلف است. .