کشت هیدروپونیک

از هزاران سال پیش بشر می‌دانست که خاک بستر رویش گیاهان است. با پیشرفت علوم شیمی و زیست‌شناسی طی 200 سال گذشته ابعاد مختلف چرخه رشد گونه‌های مختلف گیاهی روشن شد. امروزه می‌دانیم که برای تکمیل چرخه زندگی یک گیاه علاوه بر عناصر کربن، هیدروژن و اکسیژن که مهم‌ترین اجزای ملکول‌های آلی را تشکیل می‌دهند 17 عنصر معدنی (مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم و...) نیز ضروری هستند. یکی از وظایف خاک فراهم‌آوردن این عناصر برای ریشه‌های گیاه است. اگر این نقش حذف شود، تنها نقش باقی مانده خاک حفظ رطوبت و نگه دارندگی ریشه‌ها خواهد بود. همین نکته پایه کشت هیدروپونیک است. اگر به گیاه آنچه نیاز دارد به‌طور دقیق، در زمان و به میزان مناسب داده شود به بهترین شکل ممکن رشد خواهد کرد. 

در سیستم هیدروپونیک تمام موارد یاد شده ممکن هستند درحالی‌که در سیستم کشت متداول خاکی این‌گونه نیست و کنترل تمام عوامل تغذیه‌ای گیاه به علت برهم‌کنش موارد کنترل نشده مانند پی اچ (pH) خاک به سادگی میسر نمی‌شود. اگر یک گیاه یکسان با سیستم هیدروپونیک و روش متداول خاکی پرورش داده شود، تفاوت قابل‌توجه و معناداری در نمو گیاهان پرورش یافته با دو سیستم دیده خواهد شد. رشد سریع‌تر و بیشتر در گیاهان پرورش‌یافته در سیستم هیدروپونیک و همچنین تولید محصول بیشتر از مزایای این سیستم پرورش گیاهان خواهد بود.

در این تکنیک به جای خاک از بستر‌های خاکی استفاده می‌شود، ترکیباتی مانند انواع پیت (بقایای زوال یافته گیاهی)، پشم سنگ، ورمی کولایت، پرلیت و تلفیقی از آنها. بسترهای خاکی معمولا خاصیت خنثی دارند و نقش آنها ایجاد حالت نگه‌دارندگی ریشه و حفظ رطوبت است و عناصر غذایی قابل‌توجهی ندارند. نیاز غذایی گیاه با توجه به‌گونه و مطالعات فیزیولوژیک تخمین زده شده و به‌صورت محلول به گیاه رسانده می‌شود. این محلول‌های غذایی به‌صورت تجاری قابل دسترسند. از مهم‌ترین انواع آن‌که پایه بسیاری از فرمول‌های تغذیه‌ای گیاهان در سیستم کشت هیدروپونیک بوده، فرمول تهیه شده توسط پژوهشگری به نام هوگلند است که به نام خودش (محلول هوگلند) شناخته می‌شود.

در این حالت ریشه‌های گیاه به‌راحتی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را جذب می‌کنند، به این ترتیب انرژی مصرفی برای گسترش ریشه‌ها جهت رسیدن به عناصر معدنی ضروری برای رشد و نمو پیکره گیاه و تولید محصول بیشتر به کار خواهد رفت. ریشه‌های گیاه به‌صورت مداوم به اکسیژن دسترسی دارند و میزان مصرف آب به حداقل ممکن خواهد رسید. در هنگام کشت و کار گیاهان یکی از عوامل محدود‌کننده رشد که باعث کاهش عملکرد، کمیت و کیفیت می‌شود کم یا بیش آبیاری است. آب به‌صورت جزئی از محلول غذایی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد، گیاه به اندازه نیاز (نه کمتر و نه بیشتر) آب و عناصر مورد نیازش را جذب می‌کند و آنچه باقی می‌ماند دوباره بازیافت می‌شود.

در روش کشت متداول مزرعه‌ای، کشاورز براساس تجربه به آبیاری زمین می‌پردازد که در بسیاری از موارد عملکرد بالایی ندارد. در این حالت آبیاری بیش از حد باعث ایجاد تنش در ریشه‌ها، خفگی گیاه و همچنین هدر رفتن آب می‌شود و کم آبیاری باعث ایجاد تنش خشکی و عدم توانایی گیاه برای جذب عناصر خواهد شد. در روش هیدروپونیک ضدعفونی کردن محیط رشد بسیار ساده و کم‌هزینه است. چون محلول غذایی به‌صورت مایع است به‌راحتی می‌توان آن را کنترل کرد. همچنین در جایی که خاک مناسب ندارد یا بعضی بیماری‌های خاکزی شایع است، قابل استفاده است.

از آنجا که سیستم هیدروپونیک معمولا در گلخانه اجرا می‌شود کنترل شرایط محیطی از جمله نور، دما و رطوبت بسیار ساده‌تر است. البته معایبی هم برای این روش ذکر شده است؛ از جمله هزینه بالای راه‌اندازی و مدیریت دقیق عوامل موثر بر رشد مثل محلول‌های غذایی و کنترل دقیق آنها که نیازمند افراد متخصص در این زمینه است. سیستم کشت هیدروپونیک عمدتا در گلخانه اجرا می‌شود پس این سیستم بیشتر برای محصولات با ارزش باغبانی (انواع گل‌های شاخه بریده، محصولات خارج از فصل مانند توت فرنگی، خیار و گوجه فرنگی در زمستان) و نه زراعی مانند گندم، جو و برنج به کار می‌رود. هزینه گرمایش و سرمایش گلخانه با توجه به شرایط اقلیمی منطقه می‌تواند قابل توجه باشد.

* کارشناس کشاورزی