خاک و هیدروپونیک

خاک و هیدروپونیک

 

از نظر علمی، کشت گیاهان در هر بستری که برای ریشه انتخاب شود از قبیل خاک، نوعی هیدروپونیک می باشد

چرا که جذب تمام عناصر از ریشه گیاهان باید به صورت محلول در آب صورت گیرد. غلظت و حرکت عناصر در محلول

به طبیعت بستر ریشه وابسته است. برای مثال، در بستر خاکی، محلول خاک و ترکیب شیمیایی آن نتیجه اثرات متقابل چندین

عامل می باشد که دائم در حال تغییر است.

 

این سیستم کاملا پویا بوده و تعادل شیمیایی محیط خاک پیوسته توسط خاله میکروارگانیزم های خاکی و ریشه گیاهان تغییر می کند

البتردی، ۱۹۷۹؛ ثن، ۱۹۹۸؛ پوریل و همکاران، ۱۹۹۹ اسینگتن، ۲۰۰۴).

هر کدام از این اجزا نقش منحصر به فرد و خاصی را بازی می کنند که بر روی میزان فراهمی عناصر و جذب آنها تأثیر می گذارد

پیچیدگی شیمیایی محلول (غذایی) خاک زمانی که بستر یک بستر خشی مثل ماسه، گراویه، پرلیت با پشم سنگ باشد

به طور قابل ملاحظه ای ساده می شود و حتی وقتی که ریشه های گیاه در محلول غذایی غوطه ور شده باشند،

ساده تر هم می شود، این موضوع در روش های کشت هیدروپونیک مانند روش مای کشته در محلول های غذایی

هوادهي شده,تکتیک لایه نازک مواد غذایی (NFT) و هواکشت مصداق می یابد.

در خاک، میزان جذب ترکیبات به تحرک عناصر در محلول خاک و رشد ریشه های گیاه بستگی دارد؛

فرایندهای مختلفی که در اینجا مطرح است، توسط باربر (۱۹۹۵) و جوئز (۱۹۹۸) مورد بحث قرار گرفته است.

جریان توده ای چیست؟

 

حرکت عناصر همراه با آب خاک “جریان توده ای” نامیده می شود

که می تواند با حرکت آب در خاک،

عناصر را به ریشه های گیاه برساند یا از آن دور کند. عناصر درون محلول خاک از جای غلیظ تر به جایی که غلظت آن کمتر است

حرکت می کند که این فرایند انتشار ” نام دارد. در نتیجه با جذب عناصر پونی توسط ریشه گیاه که در تمامی

نزدیک آنها با سهلح ريشه، از محلول جذب مسی شرده شیب غلظت به وجود می آید

(غلظت یونی در محلول کنار ريشه که ریزوسفر نامیده می شود پایین بوده در حالی که غلظت آن در نواحی

دورتر از ریشه بالاتر است و این ساز و کاری برای تأمین مجدد فراهم می کند.

جریان یونها انتشار از مناطقی با غلظت بالا به سمت مناطقی با غلظت پایین است.

همچنین با توسعه ریشه رشد گیاه در نوده خاک، ارتباط بین سطوح ریشه و خاک افزایش می یابد.

در سیستم های هیدروپونیک، که ریشه های گیاه به صورت دوره اي با محلول غذايی در حال حركت

حاوی عناصر ضروری مورد نیاز برای گیاه خیس می شوند، اکثر پیچیدگی های پدیده ريشه خاک كاهش ميابد.

اين جريان (كاربرد) محلول غذایی بسیار مشابه رفتار جریان توده ای در خاک عمل میكند.بنابراین در هیدروپونیک تأثیر انتشار

و توسعه ریشه بر فراهمی عناصر غذایی و میزان جذب ريشه کاهش ميابد.لازم به ذکر است که در یک سیستم گیاه

خاک تنها جزء خیلی کوچکی از خاک با ریشه های گیاه تماس فیزیکی برقرار می کند. حال آنکه در اغلب

سيستم های هیدروپونیک ریشه های گیاه تقريبا در معرض كامل محلول غذايی قرار مي گيرند.

تماس زیاد سطح ریشه با محلول غذایی دارای مزایایی می باشد اما مشکلاتی هم دارد که بعدا در مورد آن بحث خواهد شد.

میزان جذب عناصر غذایی به وسیله گیاه که در یک بستر آلی بدون خاک مانند پیت، پوسته چوب کاج و الیاف

نارگیل رشد یافته، بسیار مشابه خاک می باشد در حالی که در خاک جریان توده ای، انتشار و توسعه ریشه به طور

قابل ملاحظه ای بر رشد گیاه تأثیر خواهد گذاشت. به همین نحو، گیاهانی که در يک بستر غیر آلی مثل پشم سنگ،

زئولیت، یا رس های منبسط شونده، که موادی با ظرفیت تبادل کاتیونی هستند نیز مشابه

با گیاهانی که در خاک رشد یافته اند، عمل خواهند کرد.

کسانی هستند که معتقدند :

کشت خاکی یک سیستم خارج از کنترل است، در حالی که سیستم های هیدروپونیک

به عنوان یک سيستم قابل کنترل طبقه بندی شده است.

در نگاه اول یک اظهار نظر عقلانی باشد در  عمل کاملا صحيح نمی باشد.

در واقع، تحت کنترل در آوردن یک سيستم خاکی به دلیل پیچیدگی

مواد آلی / غیر آلی و ماهیت بیولوژیکی خاک و نیز اثر متقابل ریشه گیاه با فرایند خاک مشکل است.

گیاهانی که در خاک رشد می کنند،

در اغلب اوقات برای جذب عناصر ضروری در محلول خاک با موجودات زنده

موجود در خاک (باکتری ها، قارچ ها و …) رقابت می کند.

این فرایند متقابل و رقابت می تواند در سیستم هیدروپونیک به حداقل برسد. بنابراین شخص گلخانه دار به میزان زیادی

توانایی دارد تا ترکیبات محلول غذایی را با توجه به تغییرات رشدی گیاه تنظیم نماید.

کنترل ترکیبات محلول غذایی برای مجریان هیدروپونیک یک چالش است، مبحثی که در این کتاب با جزئیات نسبتا کامل بررسی می شود.

لازم به یاد آوری است که در بستر خاکی، خاصیت بافري خاک برای رشد گیاه مفید می باشد،

در حالی که در اکثر سیستم های کشت هیدروپونیک یک چنین مشخصه بافری و جرد ندارد.

بنابراین هر خطایی در ترکیبات محلول غذایی مورد استفاده می تواند تأثیر نامطلوب بسیار زیادی در گیاه ایجاد کند

و نسبت به خطاهایی که به خاطر استفاده از کودها يا دیگر مکمل های اضافه شده

به خاک در کشت خاکی به وقوع می پیوندد بسیار مخرب تر است.

منشا ظرفیت مؤثر بافري خاک، مواد آلی، به علاوه پدیده تبادل كاتيوني مواد آلی و کلوئدي غیر آلی خاک می باشد.

بنابراین استفاده از هر ماده ای در ترکیب بدون خاک که اين دو خصوصيت را دارا باشد درجه ای از ظرفیت بافری

را به بستر ریشه اضافه خواهد کرد. به عنوان مثال می توان به ترکیب بستر ريشه غیرآلی مثل پرليت يا بستر آلی مثل پوسته چوب کاج اشاره کرد.

برخی افراد تلاش کرده اند که آنچه که در خاک رخ میدهد را به شکل هیدروپونیک تکرار کنند.

حفظ سطح پایدار فراهمى عناصر غذایی به صورت متعادل یک چالش است.

غلظت عناصر در محلول

خاک که با پدیده تعادلی تعریف می شود مشخصه بی نظیر اکثر خاک ها است.

برای مثال، آشر و ادواردز (۱۹۷۸) در پی مطالعات خود روی مواد غذایی گیاه در خاک های فقیر،

توانستند غلظت مواد غذایی خاک را در شکل هیدروپونیک (خاک و هیدروپونیک) تکرار نمایند.

یکی از روش های مورد استفاده آنها قراردادن ریشه های گیاه در معرض جریان سریعی

از محلول غذایی با غلظت پایین ولی متعادل بود.

برای عناصر ضروری محدوده کمبود ، تعادل و سميت مشخص شده است

اگر یک گیاه در حجم نامحدودی از محلول غذایی رشد نماید که در آن جذب عناصر محلول غذایی

توسط ریشه های گیاه ، ترکیب محلول غذایی را تغییر ندهد، تاثیر مشابهی به دست می آید.

چنین سیستمی به عنوان یک سیستم کشت هیدورپونیک مطلوب طبقه بندی می شود.

تنها سیستم مطلوبی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد و این خصوصیت را دارد سیستم هوا کشت می باشد

کسانی که به رشد و نمو گیاه به شکل ارگانیک معتقدند در قبول هیدروپونیک به عنوان یک سیستم طبیعی

تولید گیاه مشکل جدی دارند. آنها بر این عقیده اند که تا زمانی که عناصر ضروری برای گیاه از منابع ارگانیک

با طبیعی مشتق نشود رشد و نمو گیاه ناقص بوده و در این صورت طبیعی نیست.

پشتوانه علمی براي چنين موردي وجود ندارد بااين حال به رغم نبود شواهد واقعي،افراد زيادي

با ظرفيت هاي بسيار طبيعي بودن ان را محل بحث ميدانند.

(بزديسك ١٩٨٤)امكان توليد ارگانيك بااستفاده از شيوه هاي هيدروپونيك بعدا بحث خواهد شد.