مقایسه کشت هیدروپونیک و کشت خاکی
تفاوت فیزیولوژیکی بین گیاهان پرورش یافته به صورت کشت هیدروپونیک و گیاهان رشد کرده در خاک وجود ندارد. ترکیبات آلی و غیرآلی در خاک بایستی به عناصر ساده تر و غیرآلی مانند کلسیم، منیزیم، نیتروژن، پتاسیم، فسفر، آهن و سایر مواد جهت استفاده گیاه تجزیه شوند . این عناصر به ذرات خاک چسبیده و با محلول خاک مبادله می شوند تا بوسیله گیاه جذب شوند. ریشه گیاهان در کشت هیدروپونیک با محلول غذایی حاوی عناصر مورد نیاز مرطوب می شود. فرآیند های بعدی جذب مواد غذایی توسط گیاه در هر دو روش کشت مشابه می باشد. در قسمتهای بعدی به تفصیل توضیح داده شده است.
خرید انواع محصولات کودی مخصوص گلخانه و کشت هیدروپونیک(اینجا کلیک کنید)
مقایسه کشت هیدروپونیک و کشت خاکی (آب،تغذیه،بیماری ها)
عبور آب و مواد محلول آن از خاک (یا محلول غذایی) به ریشه
طیقه بندی باغبانی ارگانیک در برابر غیر ارگانیک با استفاده از توصیف جذب مواد معدنی به وسیله گیاه انجام می شود.
در سال 1932 میلادی، ای مانچ از آلمان فرضیه آپوپلاست-سیمپلاست را برای توضیح جذب آب و مواد معدنی توسط گیاهان مطرح کرد. او حدس میزد که آب و یون های معدنی در ریشه گیاه از طریق دیواره ها و فضای میان سلولی شامل بافت چوبی گیاه حرکت می کند که او آنرا Apoplast نامید و یا از طریق پروتوپلاسم بهم متصل (بجز واکوئل ها) که او آنرا Symplast نامید حرکت می کنند.
هر چند حرکت به هر صورتی که باشد، جذب آن توسط لایه های آندودرم سلولهای دور آوند صورت می گیرد که متشکل از یک مانع برای حرکت آزاد آب و مواد حل شده از بین دیواره های سلولی است. نوار کاسپارین (Casparian) که یک نوار واکسی است، دور هر سلول اندودرمی که قسمت داخلی ریشه (آوند) را از اپیدرم بیرونی و مناطق از لایه بیرونی غشاء که حرکت آب نسبتا آزادانه است را جدا می کند.
حرکت آب و مواد معدنی از میان غشاء سلولی در مقایسه کشت هیدروپونیک و کشت خاکی
هر وقت ماده ای در حال عبور از یک غشاء سلولی باشد تعداد اجزایی که در واحد زمان از یک مقطع مشخص غشاء می گذرند را Flux گویند. Flux برابر است با قابلیت نفوذپذیری غشاء ضربدر نیروی محرکی که باعث انتشار مواد می گردد. نیروی محرک ناشی از تفاوت میان غلظت یون های موجود در طرفین غشاء می باشد.
اگر پتانسیل شیمیایی یون ها در قسمت بیرونی غشاء بیشتر از پتانسیل شیمیایی یون ها در قسمت درونی غشاء باشد، انتقال یون ها به سمت درون غشا ادامه خواهد یافت که در این حالت انتقال، نیازی به صرف هیچ گونه انرژی توسط گیاه نمی باشد اما در حالتی که پتانسیل شیمیایی یون ها در قسمت درونی غشاء بیشتر باشد یا به عبارت دیگر شیب پتانسیل شیمیایی در جهت خلاف باشد، گیاه نیاز به صرف انرژی زیادی دارد تا بتواند یون های مازاد را از داخل غشاء سلولی به قسمت بیرون از آن منتقل نماید. در این حالت، به این گونه انتقال، انتقال فعال می گویند که نیاز به متابولیسم شدید گیاه جهت دفع یون های اضافی می باشد.
حرکت رو به بالای آب و مواد غذایی در داخل گیاه در مقایسه کشت هیدروپونیک و کشت خاکی
آب به همراه مواد معدنی محلول در آب ابتدا به طرف بالای گیاه حرکت می کند و این حرکت در داخل بافت آوند چوبی (Xylem) می باشد. آوند چوبی که شامل انواع مختلفی از تیپ های سلولی است در داخل گیاه سیستم مجرایی یا لوله ای را ایجاد می نماید. این بافت ها که شبیه بافت عروقی می باشد اصطلاحا رگ نامیده می شوند.
این شریان ها در واقع شامل آوند چوب (Xylem) و آوند آبکش (Phloem) هستند. آوند آبکش نیز شبکه مجرایی عمده جهت نقل و انتقال مواد غذایی فرآوری شده و تولیدی در گیاه است. اما باید گفت که هنوز در مورد چگونگی و حقیقت نقل و انتقال مواد غذایی که از طریق فتوسنتز در گیاه ساخته می شوند ، اطلاعات دقیق و کاملی در دست نیست. در حالت کلی ، آب و مواد غذایی در آوند چوبی به طرف بالا حرکت می کند تا به محل هایی که فتوسنتز در آنجا اتفاق می افتد و پس از انجام فتوسنتز و تولید مواد غذایی، این مواد غذایی به دیگر بخش های گیاه فرستاده می شوند تا جهت رشد و تولیدمثل و نیز تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرند.
تغذیه گیاه در کشت هیدروپونیک و کشت خاکی
با توجه به مطالب ارائه شده در فصل یک، کشت هیدروپونیک با مطالعه اجزاء سازنده گیاهان تکامل یافت و منجر به کشف عناصر ضروری برای گیاه شد. بنابراین تغذیه گیاهان پایه و اساس کشت هیدروپونیک است. هر کسی که علاقمند به استفاده از تکنیک های کشت هیدروپونیک باشد بایستی دانش تغذیه گیاهان را فرا بگیرد. مدیریت تغذیه گیاه که شامل مدیریت محلول غذایی می باشد ، کلید موفقیت در کشت هیدروپونیک می باشد.
در مباحث قبلی، جذب و انتقال مواد غذایی مورد نیاز، در داخل گیاه تشریح شد. اکنون به بررسی نحوه حفظ وضعیت تغذیه مطلوب گیاه می پردازیم. علم هیدروپونیک به ما امکان انجام این امر را می دهد اما امکان اشتباه و در نتیجه ضعف شدید و یا سایر اثرات نامطلوب بر گیاه نیز وجود دارد. برنامه تشخیصی جهت تعیین مقدار مواد غذایی در گیاه در هر زمانی بسیار مهم می باشد تا از تنش های غذایی که سبب کاهش رشد گیاه شود جلوگیری کند.
تجزیه و آنالیز بافت برگهای گیاهان به صورت منظم (یک یا دوبار در هفته) روش مطلوبی برای تشخیص وشعیت غذایی گیاه است و همزمان با این آزمایش، محلول غذایی نیز تجزیه می شود. مقدار هر کدام از عناصر غذایی در بافت گیاه و محلول غذایی باید تعیین و در صورت نیاز اصلاح و تنظیم شود تا از بروز مشکلات ناشی از محلول غذایی جلوگیری شود.
بیماریهای فیزیولوژی ناشی از تغذیه نامناسب
عوارض یا اختلالات حاصل از تغذیه نامناسب ، ناشی از عملکرد نامناسب فیزیولوژی گیاه است که منجر به رشد نامطلوب و غیر طبیعی می شود که می تواند به علت کمبود (مقدار کم) و یا بیشبود (مقدار زیاد و اضافی) یک یا چند عنصر مورد نیاز گیاه باشد. عوارض فیزیولوژی به صورت داخلی و یا خارجی و به صورت علایمی شکل می گیرد. شناسایی یک اختلال غذایی شامل توصیف و تشخیص دقیق آن عارضه می باشد. کمبود و یا بیشبود هر کدام از عناصر ضروری سبب بروز علایم مشخص و واضحی در گیاه می شود که می تواند برای شناسایی آن عارضه به کار گرفته شود.
عناصر متحرک و غیر متحرک
عناصر غذایی به طور کلی به دو گروه متحرک (پویا یا mobile) و غیرمتحرک (ثابت، ایستا یا immobile) با درجاتی از توانائی حرکت تقسیم می شوند. عناصر متحرک آنهایی هستند که توانایی جابه جایی دارند. این عناصر در زمان بروز کمبود غذایی از محل اصلی و استقرار خود (برگ های مسن تر و پایینی گیاه) به سمت نقاط رشد و فعال گیاه (برگهای جوان تر و بالایی) حرکت می کنند.
بنابراین علایم اولیه کمبود این عناصر (متحرک) در برگ های مسن تر در نقاط پایینی گیاه ظاهر می شود. عناصر متحرک عبارتند از نیتروژن، فسفر، پتاسیم، منیزیم و روی. هنگامی که کمبود عناصر غیرمتحرک (ثابت) در گیاه رخ می دهد، این عناصر قادر به حرکت از محل ذخیره (برگ های پایینی) به سمت برگ های بالایی و در حال رشد نمی باشند و در برگ های مسن تر باقی می مانند. در نتیجه علایم کمبود عناصر غیرمتحرک در برگ های جوان و بالایی گیاه ظاهر می شود. عناصر غیرمتحرک عبارتند از کلسیم، آهن، گوگرد، بر، مس و منگنز.
تشخیص به موقع و سریع اختلال های غذایی از اهمیت خاصی برخوردار است. تداوم عوارض و کمبود یا بیشبود غذایی سبب گسترش سریع علایم در تمام گیاه و در نتیجه از بین رفتن و مرگ قسمتهای زیادی از گیاه می شود. علایم و نشانه های مانند کلروز (زردی یا تغییر رنگ) و نکروز (قهوه ای شدن و بافت مردگی) بافت ها بسیار عمومی هستند.
کمبود عناصر در گیاهان و عوارض آن
همچنین عوارض ناشی از کمبود یک عنصر سبب برهم خوردن توانائی گیاه در جذب و ذخیره سایر عناصر غذایی می شود و گاهی گیاه از نظر دو یا چند عنصر در یک زمان دچار کمبود یا بیشبود هستند به خصوص زمانی که کمبود از نوع حقیقی باشد. هنگامی که دو یا چند عنصر همزمان کمبود یا بیشبود دارند، نشانه های ظاهر شده شبیه علایم کمبود نمی باشد بنابراین در این شرایط تشخیص از روی نشانه های ظاهری غیرممکن می باشد.
بوته های خیار به کمبود بر و کلسیم بسیار حساس هستند. خیار ها در صورت بروز کمبود این عناصر، علایم کمبود را به سرعت و چند روز تا یک هفته زودتر از گوجه فرنگی ها نشان می دهند. استفاده از چنین پیش آگاهی، پرورش دهنده را قادر به اصلاح محلول غذایی برای جلوگیری از بروز کمبود در گوجه فرنگی می کند. همچنین بوته های ضعیف تر مزرعه (یا گلخانه) اختلالات غذایی را زودتر از سایر بوته ها نشان می دهند. استفاده از هرگونه تدبیری باید برای جلوگیری از اختلالات غذایی مورد استفاده قرار گیرد زیرا بروز و گسترش علایم اختلالات در کل محصول سبب کاهش غیرقابل جبران عملکرد می شود.
اختلالات غذایی در کشت هیدروپونیک
هنگامی که یک اختلال غذایی شناسایی شد، مرحله درمان اختلال آغاز می شود. در سیستم هیدروپونیک، اولین گام تغییر محلول غذایی می باشد. این تغییر محلول غذایی بایستی حتی به محض شک داشتن به یک اختلال غذایی و حتی قبل از تشخیص دقیق آن انجام شود. در صورتی که اختلال غذایی ناشی از کمبود باشد، محلول پاشی روی برگ می تواند برای درمان به موقع استفاده شود.
عدم کاربرد غلظت های زیاد محلول غذایی برای جلوگیری از سوختگی گیاه از اهمیت خاصی برخوردار است. استفاده از محلول پاشی روی چند گیاه و مشاهده نتیجه آن پس از چند روز قبل از انجام محلولپاشی بر روی تمام گیاهان توصیه می شود. فرمول محلول غذایی برای جلوگیری از از اختلالات تهیه و تنظیم شده است. اگر کمبود غذایی در محصول مشاهده بشود، مقدار عنصری که کمبود دارد بایستی در محلول غذایی از حد نرمال بیشتر شود (25 تا 30 درصد).
هنگامی که گیاهان از حالت کمبود خارج شدند، مقدار افزوده شده محلول غذایی بایستی به میزان 10 تا 15 درصد از زمان کمبود کاهش داد. واکنش گیاه به محلول غذایی برای کنترل کمبود برحسب شدت اختلال ، شرایط آب و هوایی و نوع عنصر غذایی بین 7 تا 10 روز طول می کشد.
محیط کشت بدون خاک در صورت مسمومیت ناشی از بیشبود عناصر غذایی را می توان با آب خالی شست تا مقادیر خطرناک در محیط رشد کاهش یابد. عمل شستن را می توان یک بار و یا اینکه به صورت دوره ای و هفتگی برحسب شدت اختلال و بیشبود انجام داد. کمبود عناصر غذایی معمولا متداول تر از بیشبود می باشد.
