طرح احداث گلخانه پرورش ایروپونیک کاهو

آیروپونیک یا هواکشت روشی برای پرورش گیاهان در محفظه هوا یا مه تنک است بدون اینکه از خاک یا بستر سنگدانه ای (موسوم به ژئوپونیک) بهره گیرند. کشت آیروپونیک با کشاورزی هیدروپونیک مرسوم، آکواپونیک و کشاورزی درون کشتگاهی (کشت بافت گیاهان) متفاوت است. بر خلاف هیدروپونیک که از محلول مایع مواد غذایی به عنوان بستر رشد حاوی مواد ضروری معدنی جهت رشد پایدار بهره می‌گیرد، یا برخلاف کشاورزی کنترل شده که از آب و زباله ماهی استفاده می‌کند، بصورتی طراحی شده‌است که نیازی به بستر رشد ندارد؛ ولیکن آیروپونیک را بخاطر استفاده آب به جهت انتقال مواد غذایی گاهی نوعی از هیدروپونیک به حساب می‌آورند.
در ایروپونیک گیاهان در حالی رشد و نمو می‌کنند که ساختار ریشه‌شان در هوا معلق می‌باشد و به وسیله اسپری شدن مداوم آب حاوی مواد محلول معدنی و کودهای شیمیایی تغذیه می‌شوند.

با روش ایروپونیک، باغبانان در محیطی کمتر می‌توانند از فضای افقی و عمودی گلخانه برای پرورش گیاهانی بیشتر و به نحو موثرتری بهره برند و آب کمتری نیز هدر دهند. بسته به نوع سیستم ایروپونیک، مواد مغذی ممکن است به صورت دستی با وقفه‌هایی در هر شب و روز اسپری شوند، اما بیشتر سیستم‌های ایروپونیک دارای یک یا چند پمپ هستند که به طور اتوماتیک و بدون نیاز به نظارت مستمر مواد مورد نیاز گیاه را تامین می‌کنند. در حالی که ریشه‌ها در محیط محصور به  وسیله پمپ‌ها تغذیه می‌شوند لازم است تا ساقه گیاه هم در محیطی ایروپونیک رشد کند. کشت ایروپونیک معمولا به سه روش زیر صورت می‌گیرد.

ایروپونیک کم‌فشار (LPA)، یکی از دو روش کشت ایروپونیک می‌باشد. در این روش که یکی از شیوه‌های متداول هواکشت می‌باشد، گلخانه‌داران شخصا می‌توانند سیستم LPA خود را به سادگی و با هزینه‌ای کم طراحی و راه‌اندازی کنند. اکثر این سیستم‌ها، ۲۴ ساعت شبانه‌روز و هفت‌روز هفته، دائما به مرطوب کردن ریشه‌های گیاهان مشغول هستند. به هر حال این روش به اندازه کشت ایروپونیک  فشاربالا که مِهی رقیق با ذرات ریز تولید می‌کند کارایی ندارند.

کشت ایروپونیک فشاربالا (HPA)، توسط ناسا توسعه یافته‌ است. ناسا در گزارشی اعلام کرده که این متد کشت، کارآمدترین راه برای پرورش گیاهان درفضا محسوب می‌شود. به‌هرحال مطالعات زیادی مزایای کشت ایروپونیک HPA را بر روی زمین نیز اثبات کرده‌اند. لازم به ذکر است که همه سیستم‌های HPA، ایروپونیک هستند اما همه کشت‌های ایروپونیک، HPA نیستند. سیستم HPA برای اینکه کارآمد باشد باید با فشاری بالا کار کند. این فشار برای اتمیزه کردن آب و ایجاد قطراتی به اندازه ۵۰ میکرون یا کوچک‌تر به کار می‌رود. گیاهان بیشتر مایل به جذب مواد غذایی محلول در آب هستند. آنچنان که گفته شد سیستم فشار بالا روشی کارآمدتر است. و با وجود نیاز به تجهیزات تخصصی‌تر می‌تواند هزینه‌های موثر را کاهش دهد.

سامانه‌های تجاری:

سامانه‌های هواکشت تجاری شامل دستگاه‌های پرفشار و سامانه‌های زیستی هستند. ماتریس سامانه‌های زیستی شامل پیشرفت‌هایی برای افزایش طول عمر گیاه و بلوغ محصول است.

اجزای زیرسامانه‌ها و سخت‌افزارهای زیستی شامل سیستم‌های کنترل سیال، پیشگیری از بیماری، مقاومت پاتوژنی، زمان‌بندی دقیق و فشرده سازی محلول مغذی، حسگرهای سرما و گرما ، کنترل دمایی محلول، آرایش نوری مؤثر، محدوده طیف فیلتراسیون، حسگرهای هشدار دهندهٔ نقص سیستم و حفاظت، صرفه جویی در هزینهٔ نیروی انسانی و مراقبت و ترکیب قابل اعتماد بلند مدت و کاربرد ایمن ماشین آلات می‌باشند.

سامانه‌های تجاری هواکشت، مانند دستگاه‌های پرفشار برای زراعت محصولات پرارزش به کار می‌روند که به کشت چندمحصولی در بستر تجاری دست یابند.

سامانه‌های تجاری پیشرفته شامل جمع‌آوری داده‌ها، نظارت، تحلیل بازخوردها و ارتباطات اینترنتی به زیرسامانه‌های مختلف نیز می‌باشند.

 برای ساختن یک سیستم کشت برپایه ایروپونیک به چه نیاز خواهید داشت؟

یک مخزن برای نگه‌داری محلول غذایی

پمپ شناور

لوله برای توزیع آب از پمپ داخل مخزن به محفظه‌های گیاهان

نازل‌های آبپاش

قالب‌های نگه‌دارنده ریشه گیاه

محفظه‌هایی محصور، کیپ و ضد آب، برای جمع شدن محلول بعد از اسپری

لوله برای برگرداندن محلول اضافی به مخزن

تایمر، برای روشن و خاموش کردن پمپ

روش‌ها

اساس کشاورزی آیروپونیک عبارت از پرورش گیاهان بحالت معلق یا آویزان در محیط‌های کاملاً یا نیمه مسدود می‌باشد. ریشه‌های آویزان و ساقه‌های زیرین گیاهان از طریق پاشیدن ذرات ریز غذایی محلول در آب مورد نیاز گیاهان، تغذیه می‌گردند. برگ‌ها و بخش تاج گیاهان پرورشی که کانوپی خوانده می‌شوند، به سمت بالا گسترش می‌یابند و ریشه‌های گیاهان توسط ساختار نگهدارنده‌ای از بخش فوقانی مجزا می‌گردد. گیاهان کوچک را در حفره‌های کوچکی که بر روی صفحات فوم فشرده ایجاد شده‌اند، جا می‌دهند و صفحات را بر روی محفظه‌های آیروپونیک مستقر می‌سازند تا بدین طریق از میزان هزینه و کارگر مورد نیاز کاسته شود. گیاهان بزرگتر را به شبکه‌های داربستی متصل می‌سازند تا متحمل وزن بخش‌های رویشی و میوه هایشان باشند

گیاهان آیروپونیک سالم ترند و سرعت رشد بیشتری نسبت به گیاهانی دارند که بر بسترهای کاشت پرورش می‌یابند زیرا در محیط‌های عاری از آفات و بیماریها قرار دارند. اغلب محیط‌های آیروپونیک کاملاً از محیط خارجی قطع رابطه نمی‌کنند لذا آفات و بیماریها همچنان به صورت تهدید وجود دارند.کنترل محیط رشد آیروپونیک باعث ترقی رشد، سلامتی، نمو، گلدهی و میوه دهی انواع گونه‌ها و ارقام گیاهان می‌شود.

به سبب حساسیت سیستم‌های ریشه ای، سیستم آیروپونیک به ادغام هیدروپونیک مرسوم می‌پردازد تا از طریق تأمین آب و عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان به حفاظت آن‌ها بپردازد مگر اینکه قصوری در دستگاه‌ها و لوازمات سیستم حادث شود.

در سیستم آیروپونیک پُرفشار از پمپ دیافراگمی با قدرت ۵۵۰ کیلوپاسکال استفاده می‌شود تا فشاری معادل ۸ پوند بر اینچ مربع را در سیستم ایجاد کند و محلول مغذی را به صورت غباری با قطرات ۵۰–۲۰ میکرومتری به ریشه‌های گیاهان انتقال دهد.

بیشتر بدانیم:

این گیاهان مشخصاً بحالت تعلیق در هوا قرار می گیرند و یا اینکه توسط برخی روش ها حمایت می شوند. ریشه های این گیاهان بصورت آزادانه در فضای نزدیک محفظه ها رشد و توسعه می یابند، بدون اینکه با هیچ پیش ماده ای بعنوان بستر کاشت تماس یابند.

باید اطمینان یافت که ریشه ها در تمامی اوقات مرطوب باشند تا دچار وضعیت بحرانی تنش رطوبتی نگردند.

گیاهان آیروپونیک سالم ترند و سرعت رشد بیشتری نسبت به گیاهانی دارند که بر بسترهای کاشت پرورش می‌یابند زیرا در محیط‌های عاری از آفات و بیماریها قرار دارند.

اغلب محیط‌های آیروپونیک کاملاً از محیط خارجی قطع رابطه نمی‌کنند لذا آفات و بیماریها همچنان بصورت تهدید وجود دارند.کنترل محیط رشد آیروپونیک باعث ترقی رشد، سلامتی، نمو، گلدهی و میوه دهی انواع گونه‌ها و ارقام گیاهان می‌شود.

وجه برتری دستگاه‌ها و محیط کشت اروپونیک حقیقی این است که کمترین تماس را با گیاه داشته باشند و این باعث می‌شود که گیاه کاملاً درهوا قرار گیرند.

کشت درازمدت اروپونیک نیازمند آن است که محدودیتی برای رشد ساقه و ریشه وجود نداشته باشد. تماس فیزیکی در سیستم آیروپونیک به حداقل می‌رسد تا از رشد طبیعی گیاه، گسترش ریشه‌ها و دسترسی به آب جلوگیری نشود همچنین تبادل هوا و محیطی عاری از بیماری را فراهم آورد.

یک خاک فشرده، تنها ۳۰% به ریشه‌ها اکسیژن می‌رساند، درحالیکه در سیستم هیدروپونیک (آب‌ کشت) ۵۰% و در سیستم آیروپونیک، امکان اکسیژن‌رسانی تا ۹۹% نیاز واقعی گیاه وجود دارد. بنابراین حجم ریشه‌ای گسترده‌تر شده و امکان جذب آب و محلول‌های غذایی برای گیاه براحتی و با سهولت بیشتری امکان پذیر است.

مزایای سیستم آیروپونیک :

۱- صرفه جویی در آب، محلول غذایی و انرژی در حد چشمگیر به میزان ۸۰%

۲- رشد زیاد ریشه به دلیل دسترسی ریشه ها به اکسیژن زیاد و افزایش سطح جذب مواد مغذی

۳- نگهداری آسان سیستم

۴- شتاب بخشیدن به سیکل های کاشت به دلیل افزایش سرعت رشد و بلوغ

۵- ارزانتر بودن این سیستم نسبت به هیدروپونیک هوشمند به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد

۶- کنترل حرارت محیط گلخانه از طریق کنترل دمای محیط ریشه

۷- ایجاد در آمد و صرفه جویی در خروج ارز از کشور از طریق تولید پایه های مادری وارداتی گیاهان زینتی نظیر گل رز

۸- فراهم کردن یک محیط ضد پاتوژن و علف هرز جهت رشد بهینه گیاه و در نتیجه کاهش مصرف آفت کش و علف کش

۹- افزایش بو، طعم و طراوت محصولات

۱۰- امکان دسترسی گیاه به دی اکسید کربن به میزان ۱۰۰% جهت فرآیند فتوسنتز

۱۱- مواد ریشه ای بدون خاک و ارگانیسم های خاکزی یا آلودگی با گونه های خارجی

۱۲- ارزش بالا از لحاظ آموزشی و جمع آوری اطلاعات واقعی از گیاهان در رشد آنها و نیز امکان کار شیمیایی یا بافت شناسی روی گیاهان

معایب سیستم آیروپونیک :

۱-  در شروع بویژه برای مقیاس بزرگ به هزینه های اولیه زیادی نیاز می باشد. بعنوان مثال برای اجتناب از بسته شدن نازل ها در اثر رسوب گذاری املاح از مه پاش های اولتراسونیک برای تولید ذرات غبار و تولید مه استفاده می کنند که بهای بیشتری نسبت به انواع معمولی دارند.

۲- در صورتیکه فضای کافی بین ریشه ها و سطح آب مخزن وجود نداشته باشد آنگاه از ظرفیت بافری هوا کاسته خواهد شد.

۳- پتانسیل رسوب گذاری مواد معدنی محلول غذایی و در نتیجه مسدود شدن منافذ نازل های غبارپاش وجود دارد.

۴- تولید محصولات گیاهی در مقیاس وسیع سیستم آیروپونیک تاکنون به پتانسیل مورد انتظار دست نیافته است.

کاربردهای آئروپونیک 

استفاده از این سیستم برای تکثیر قلمه هائی است که به سختی ریشه دار می شوند.نظیر: گردو، زیتون ، پسته ،سیب، مرکبات،برخی از گیاهان مهم و استراتژیک داروئی نظیر سرخدار و…بطوریکه علاوه بر کاهش یک سومی طول مدت رویش، باعث افزایش درصد موفقیت قلمه در ریشه زائی می گردد.این مزیت برای وزارت کشاورزی که احتیاج دائم به پرورش قلمه دارد، اهمیت چشمگیری دارد.سیستم آیروپونیک (هواکشت) پیشرفته‌ترین روش در زمینه کشت‌های گلخانه‌ای و بیوتکنولوژی است.

آیروپونیک در واقع فرآیندی از رشد گیاه در محیطی از مه، بدون استفاده از خاک یا هر بستر دیگری است.برخی از گیاهان نظیر:سرخدار و مینی تیوبر که از طریق کشت بافت تکثیر می گردند، برای آداپته شدن، به مدت زمان نسبتاً زیادی احتیاج دارند که این سیستم این زمان را به حداقل می رساند و در ضمن مشکل ریشه زائی سخت قلمه سرخدار را نیز برطرف می نماید.

گردش محلول مغذی و آب در سیستم ، که این خود حسن بزرگی از لحاظ کاهش مصرف آب و محلول غذائی محسوب می شود.بطوریکه در حدچشمگیری (۸۰%) صرفه جوئی در مصرف آب و محلول غذائی صورت می گیردو با توجه به آب وهوای نیمه خشک و کمی منابع آب در کشورمان ، اهمیت بسزائی دارد.با توجه به آنکه این سیستم روشی است بدون بستر ، در نتیجه هزینه تهیه بستر ، که خود هزینه بالائی را برای گلخانه دار به دنبال دارد ، حذف می شود.بر همین اساس هزینه جاری گلخانه دار۱۰ تا ۱۵% کاهش می یابد.

گیاهانی که تکثیرشان از طریق زایشی به سختی انجام می گیردویا نیاز به مدت زمان بیشتری جهت تکثیر دارند ،از طریق این روش و به طریق رویشی براحتی تکثیر می یابند. مانند:زعفران،مینی تیوبر،ارکیده،بنفشه آفریقائی و …

در این روش می توان تراکم کاشت را بالا برد به طور مثال تولید مینی تیوبر توسط آئروپونیک در هر متر مربع ۲۰۴۹ عدد می باشد در حالیکه در روش های عادی تنها ۱۰۰ عدد می باشد که این رقم قابل توجهی است.

گیاهانی نظیر توت فرنگی که تکثیرشان از طریق هیدروپونیک به دلیل تجمع عناصر غذایی در اطراف ریشه با مشکل روبرو می شود را می توان از این روش تکثیر نمود.بدین ترتیب رشد توت فرنگی در آیروپونیک سریع تر و عملکرد بیشتر خواهد بود همچنین میتوان گیاهانی نظیر زعفران که در شرایط مزرعه نیاز به تعداد زیادی کارگر داشته و بسیار وقت گیر است را می توان از طریق این سیستم تکثیر نموده و با این روش غلظت رنگدانه قرمز را در کلاله بدست آمده بالا برد.

چگونگی پرورش ایروپونیک کاهو

در روش آئروپونیک، محلول غذایی مستقیماً به ریشه گیاه رسانده شده و در نتیجه نرخ رشد اکثر گیاهان دو تا سه برابر بیشتر و سریعتر از سایر سیستمهای آبکشت است .استفاده از این روش میتواند ۱۱ درصد صرفهجویی در مصرف آب و ۵۰ درصد صرفه جویی در مصرف مواد مغذی را همراه داشته باشد و دوره رشد را نیز کوتاه تر نماید.
یکی از فاکتورهای موثر در بهره وری از روش آئروپونیک، اندازه قطرات آب است. زیرا توسعه ریشه های گیاهان در محیط های آئروپونیک به اندازه قطرات آب و استفاده از محلول پاشی روی ریشه بستگی دارد. بنابراین محققین در استفاده از سیستم کشت آئروپونیک به این نتیجه رسیدند که اندازه قطرات محلول مواد غذایی به ۱ طور مستقیم بر رشد گیاه تأثیر دارد همچنین مجزا بودن فواصل غبارپاشی و مدت دوام پاشش در سیستم آئروپونیک اجازه سنجش میزان جذب عناصرغذایی را در شرایط مختلف میدهد. قطرات بسیار درشت و بسیار ریز آب مورد استفاده در سامانه های آئروپونیک باعث میشوند که اکسیژن مناسبی در دسترس ریشه قرار نگیرد. به همین دلیل نازل های تولید کننده مه، جهت مهسازی و محلول رسانی مواد غذایی در محیط کشت آئروپونیک از ۱۵ تا ۱۵۵ میکرون طبقه بندی شده اند.
در هوای بیرون، کاهو سبزی آب و هوای خنک است. در حقیقت، این یک گیاه برگ سبز است که می تواند یخ زدگی را تحمل کند. با این حال، کشت آن در سیستم های هواکشت به معنی ترموستات پایین تر می باشد که باعث افزایش نور آفتاب می شود. در محیط خارج، کمبود رطوبت باعث می شود که طعم کاهو تلخ شود. البته این موضوعی نیست که باغبانی هواکشت را تحت تاثیر قرار دهد. طیف گسترده ای از انواع کاهو وجود دارد که مراقبت و تغذیه آن ها اختصاصی است. محلول مواد معدنی بایستی دارای مقادیر بالای پتاسیم نسبت به نیتروژن و فسفر باشد. رطوبت یا قطرات کشت هواکشت به صورت میکرون اندازه گیری می شود، یعنی یک میلیونم متر. هر گیاه دارای سطح میکرون مطلوب بوده و میتواند مواد مغذی را جذب کند. تولید کنندگان کاهو اندازه قطرات را در پنج میکرون نگه می دارند. تعیین بهترین اندازه قطرات باعث می شود که شرایط برای رشد گیاه در هواکشت فراهم شود.

ساختمان سامانه کشت ستونی

این سامانه از جنس پلاستیک فشرده و از یکسری طبقات مجزا تشکیل شده است. طبق شکل ۲ سامانه از قسمتهای مختلفی شامل مخزن، پمپ، لوله انتقال دهنده محلول به طبقات سامانه، درب مخزن، طبقات تشکیل دهنده سامانه، محل قرارگیری گلدانها روی طبقات به تعداد ۴ عدد و درپوش فوقانی سامانه تشکیل شده است
سامانه آئروپونیک ستونی: جهت تبدیل سامانه ستونی به سامانه آئروپونیک ستونی، پمپ داخل مخزن عمل محلول رسانی را به نازلهای با قطر ۰۵ و۱۵۵ میکرون انجام میدهد تا محلول مواد غذایی بر روی ریشه ها منتقل شود .

سامانه هیدرو – آیروپونیک ستونی

در این سامانه که ترکیبی از هر دو حالت مه پاشی و بارش محلول غذایی است، با توجه به نوع استفاده، میتوان از هر دو مزیت و حالت سامانه به صورت تکی و یا به صورت ترکیبی از هر دو حالت و در زمان مشخص استفاده نمود.
سامانه ترکیبی هیدرو-آئروپونیک ستونی در پرورش کاهو عملکرد بهتری نسبت به سامانه های دیگر داشته و قابل توصیه میباشد. همچنین توصیه میشود که در هنگام استفاده از این سامانه از نازل ۵۰ میکرون و مدت زمان محلول دهی ۱۰ دقیقه استفاده شود.
از طرفی به دلیل افزایش میزان تولید در سیستم کشت با این سامانه نسبت به کشت در خاک و اهمیت اقتصادی این موضوع، تولید انبوه این سامانه و استفاده از آن در شرایط فعلی کشور خصوصاً در مناطق جنوبی، همانند شهرستان جیرفت، میتواند گام مهمی در افزایش بهرهوری گلخانههای تولید سبزی و صیفی خصوصاً کاهو، محسوب شود.

مزایای استفاده از سیستم آیروپونیک

۱- صرفه جویی در آب، محلول غذایی و انرژی در حد چشمگیر به میزان ۸۰%

۲- رشد زیاد ریشه به دلیل دسترسی ریشه ها به اکسیژن زیاد و افزایش سطح جذب مواد مغذی

۳- نگهداری آسان سیستم

۴- شتاب بخشیدن به سیکل های کاشت به دلیل افزایش سرعت رشد و بلوغ

۵- ارزانتر بودن این سیستم نسبت به هیدروپونیک هوشمند به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد

۶- کنترل حرارت محیط گلخانه از طریق کنترل دمای محیط ریشه

۷ ایجاد در آمد و صرفه جویی در خروج ارز از کشور از طریق تولید پایه های مادری وارداتی گیاهان زینتی نظیر گل رز

۸- فراهم کردن یک محیط ضد پاتوژن و علف هرز جهت رشد بهینه گیاه و در نتیجه کاهش مصرف آفت کش و علف کش

۹- افزایش بو، طعم و طراوت محصولات

۱۰- امکان دسترسی گیاه به دی اکسید کربن به میزان ۱۰۰% جهت فرآیند فتوسنتز

۱۱- مواد ریشه ای بدون خاک و ارگانیسم های خاکزی یا آلودگی با گونه های خارجی

۱۲- ارزش بالا از لحاظ آموزشی و جمع آوری اطلاعات واقعی از گیاهان در رشد آنها و نیز امکان کار شیمیایی یا بافت شناسی روی گیاهان

مزایای احداث گلخانه پرورش ایروپونیک کاهو در ایران

گردش محلول مغذی و آب در سیستم ، که این خود حسن بزرگی از لحاظ کاهش مصرف آب و محلول غذائی محسوب می شود.بطوریکه در حدچشمگیری (۸۰%) صرفه جوئی در مصرف آب و محلول غذائی صورت می گیردو با توجه به آب وهوای نیمه خشک و کمی منابع آب در ایران، اهمیت بسزائی دارد.با توجه به آنکه این سیستم روشی است بدون بستر ، در نتیجه هزینه تهیه بستر ، که خود هزینه بالائی را برای گلخانه دار به دنبال دارد ، حذف می شود.بر همین اساس هزینه جاری گلخانه دار۱۰ تا ۱۵% کاهش می یابد.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح  احداث گلخانه ایروپونیک پرورش کاهو

عملکرد تولید : ۱۸۰ کیلو در متر مربع
نرخ برابری دلار : ۳۰۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۱۵۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۱۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱.۲ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۸ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: