محلول هیدرپونیک در سبزیها

 

الف- نحوه تهیه محلولهای غذایی:محلولهای غذایی حاوی حداقل دوازده عنصر غذایی می باشند که موقع مصرف با آب آبیاری رقیق می گردند. برای دقت عمل، بهتر است ترکیبات و املاح موجود در آب آبیاری قبل از اختلاط با محلول غذایی اندازه گیری شود زیرا برای رسیدن به یک محلول استاندارد مطابق با نیاز گیاه ضرورت ایجاب می نماید که عناصر اضافی که در آبیاری موجود هستند در طراحی فرمول غذایی منظور شوند.

در محلولهای غذایی علاوه بر وجود عناصر مورد نیاز گیاه رعایت دو عامل عمده در طول رشد گیاه بسیار مهم می باشد:

1-PH: PH میزان درجه اسیدی یا قلیایی بودن محلول غذایی مورد مصرف را نشان می دهد و از درجات حداقل بین صفر تا حداکثر 14 درجه بندی شده است. معمولا بهترین درجه PH برای گیاهان در روش کشت بدون خاک بین 5/5 الی 7 می باشد. اگر PH بالاتر یا پایینتر از این مقدار شود موجب کاهش رشد و در صورت شدت تغییرات باعث مرگ گیاه می شود، برای تنظیم PH از جمله کاهش آن از اسید سولفوریک و برای افزایش آن از هیدروکسید کلسیم میتوان استفاده کرد.

2- EC:EC  هدایت الکتریکی محلول غذایی یا شوری محلول مصرفی را نشان می دهد، و حاکی از میزان غلظت عناصر و بنیانهای غذایی یونیزه شده است. هر چه غلظت یونها بیشتر باشند جریان الکتریکی بیشتر برقرار شده و عدد EC بالاتری نشان می دهد و هر چه غلظت عناصر کمتر شود EC کمتری را نشان داده می شود. تغییرات EC  از صفر تا 25 شماره گذاری شده و معمولا مناسبترین EC کمتر از 2 می باشد. هر چند میزان حساسیت گیاهان مختلف به شوری متفاوت می باشد ولی معمولا EC های بالاتر از 3 بتدریج بر رشد و کیفیت گیاهان اثر منفی خواهد گذاشت. با این وصف لازم است برای ساختمان محلولهای غذایی از آبی که EC آن کمتر از 1 می باشد استفاده نمود، زیرا پس از ساخت محلول غذایی با آب EC آن به نسبت اضافه کردن عناصر غذایی افزایش می یابد حال اگر آب مصرفی EC معادل 2 داشته باشد پس از اضافه کردن ترکیبات غذایی مظمئنا EC آن بیشتر از 2 و نزدیک 3 خواهد شد.

برحسب آزمون و خطای رشد گیاه با توجه به کشت در منزل معمولا آب مصرفی همان آب شرب است که تصفیه شده و شیرین بوده و اغلب دارای EC کمتر از 1 می باشد.

معمولا محلول های غذایی از نظر نیاز گیاهان باغلظت های متفاوت عناصر تهیه می شود و همین تفاوت غلظت است که تحت عنوان فرمولهای مختلف محلول غذایی نامیده می شود چنانچه این تفاوت ها دیده نشود و خواسته شود که میزان غلظت عناصر غذایی برای همه گیاهان یکسان تنظیم گردد مسلما این کار صحیح نخواهد بود.

بنابر این بهتر است با توجه به منابع و تجارب موجود از محلولهای غذایی معرفی شده به هر گیاه استفاده شود.

برای آشنایی علاقه مندان به تهیه محلول غذایی و استفاده از ترکیبات شیمیایی عناصر و نحوه محاسبه وزن ملکولی آنها برای تعیین غلظت مختصری به این موارد اشاره می گردد:

برای ساخت یک محلول غذایی بایستی از مقدار مختلف عناصر غذایی مورد نیاز گیاه بخصوص اطلاع کافی داشت، همچنین از نسبت عناصر شیمیایی مورد استفاده در فرمول غذایی آگاهی کامل داشت.

برای محلول سازی لازم است به میزان حلالیت مواد شیمیایی مورد استفاده و اینکه ترکیبات شیمیایی مورد استفاده تا چه اندازه ناخالصی دارد و آن ناخالصی ها چه می باشد و تعداد مولکولهای آب تبلور همراه آن ترکیب چه مقدار است توجه شود.از طرفی به میزان تاثیر متقابل عناصر شیمیایی نسبت به یکدیگر باید توجه کافی شود. بعنوان مثال محلول نیترات کلسیم در اختلاط با برخی ترکیبات در حالت ساخت محلول غذایی غلیظ دچار واکنشهای شیمیایی شده و ترکیبات جدیدی را بوجود می آورد که قابل استفاده نمی باشد. در اینصورت بهتر است برای ساخت محلول های غذایی غلیظ، آنها را طی دو مرحله جداگانه A و B آماده نمود و سپس اقدام به رقیق سازی دو محلول در یک مخزن نمود. که در این حالت آثار ترکیبی بسیار ناچیز، و قابل اغماض است. این دو محلول غلیظ به نامهای Stock A و Stock B معروف هستند، برای ساخت یک محلول غذایی لازم است ابتدا وزن اتمی کلیه عناصر مورد نیاز را منظور نمود جدول(1)، آنگاه با مشخص نمودن وزن اتمی کلیه عناصر وزن مولکولی یک ترکیب را بدست آورد. بعنوان مثال در مورد So4 Zn وزن مولکولی آن بشرح زیر بدست می آید.

وزن مولکولی S(32)+O4(16*4)+Zn(65)=161

بدین ترتیب میزان مواد شیمیایی مورد نیاز برای تهیه محلول غذایی را به نسبت عناصر موجود در ترکیب فرمول غذایی بدست می آورند.بدیهی است که میزان ناخالصی ها و مولکولهای آب موجود در ترکیب بایستی در محاسبات منظور شوند.

جدول شماره 1 – وزن اتمی تعدادی از عناصر که عموما در تهیه محلولهای غذایی هایدروپونیک مورد استفاده قرار می گیرد.
وزن اتمی	علایم اختصاری	عنصر	وزن اتمی	علایم اختصاری	عنصر
55	Mn	منگنز	11	B	بر
96	Mo	مولیبدن	40	Ca	کلسیم
14	N	ازت	12	C	کربن
16	O	اکسیژن	35	Cl	کلر
31	P	فسفر	59	Co	کبالت
39	K	پتاسیم	64	Cu	مس
23	Na	سدیم	1	H	هیدروژن
32	S	گوگرد	56	Fe	آهن
65	Zn	روی	24	Mg	منیزیوم

میزان عنصر خالص در هر ترکیب شیمیایی مساوی وزن اتمی آن با در نظر گرفتن ضریب آن عنصر می باشد مثلا در ترکیب  So4Znمیزان روی 65 گرم و میزان اکسیژن 64 گرم در هر مولکول گرم سولفات روی می باشد. برای بدست آوردن یک گرم روی در ترکیب مربوطه از تقسیم وزن مولکولی ترکیب به وزن اتمی روی مقدار ترکیب شیمیایی مورد نیاز بدست می آید 5/2=65/161 یعنی به ازاء هر 5/2 گرم خالص ترکیب شیمیایی سولفات روی یک گرم روی خالص وجود دارد.اگر این مقدار سولفات روی در 1000 لیتر آب حل شود بمیزان یک ppm (یک قسمت در میلیون) روی خواهیم داشت. در این ارتباط جدول شماره 2 میزان گرم مورد نیاز ترکیبات شیمیایی در 1000 لیتر آب را برای بدست آوردن یک ppm از عناصر مشخص شده نشان می دهد.

جدول شماره 2 – مقدار مواد شیمیایی قابل استفاده (برحسب گرم) در ساخت 1000 لیتر محلول غذایی بمنظور رساندن عناصر غذایی به میزان یک گرم در هزار لیتر
دومین عنصر موجود	مقادیر بر حسب گرم در 100 لیتر آب ppm	عنصر غذایی تامین شده	مواد شیمیایی مرکب در ترکیب
	4/7	ازت	سولفات آمونیوم
کلسیم 1/36 ppm ازت 0/74 ppm	6/45 4/7	ازت کلسیم	نیترات کلسیم
پتاسیم 2/6 ppm ازت 0/38 ppm	7/3 2/8	ازت پتاسیم	نیترات پتاسیم
	6/45	ازت	نیترات سدیم
	2/17	ازت	اوره
فسفر0/8 ppm پتاسیم1/26 ppm	3/53 4/45	پتاسیم فسفر	فسفات منوپتاسیم
کلسیم 0/6 ppm	4/78	فسفر	سوپر فسفات تریبل
	4/8	کلسیم	سولفات کلسیم(گیپسوم)
	5/64	بر	اسید بوریک
	3/91	مس	سولفات مس
	4/96	آهن	سولفات آهن(فرو)
	4/05	منگنز	سولفات منگنز
	10/25	منیزیم	سولفات منیزیم(ایپسوم)
	1/5	مولیبدن	تری اکسید مولیبدن
	4/42	روی	سولفات روی

ب - انواع فرمولهای غذایی :
در این مبحث به سه نوع فرمول غذایی از فرمولهای متعدد رایج و مورد مرف اغلب گیاهان اشاره می گردد. یکی از انها محلول غذایی هوگلند می باشد. این محلول غذایی طیف کاربرد وسیعی برای اغلب گیاهان بالاخص برای سبزیجات و گلها دارد. و دیگری محلول غذایی اشتاینر است که برای صیفی جات مثل گوجه فرنگی استفاده می شود. همچنین فرمول غذایی کوپر که برای اغلب گیاهان قابل استفاده بوده و در یک شرایط مطلوب محیطی بسیار خوب جواب داده است مورد بحث قرار می گیرد. بطور کلی می توان گفت که برای گیاهان پر شاخ و برگ از محلول غذایی که دارای ازت بیشتری می باشد مورد نیاز است، در صورتی که گیاهان غده ای به فسفر بیشتری در محلول غذایی نیازمندند. اگر چه در استفاده از هر محلول غذایی برای گیاه کاشته شده بایستی آثار کمبود عناصر غذایی در علائم مسمومیت برخی عناصر را در گیاه ملاحضه و تشخیص داد و بر اساس آن ترکیب مناسبی از محلول را بدست آورد.
1- فرمول غذایی هوگلند: این فرمول غذایی توسط هوگلند و ارنون در سال 1950 در دانشگاه کالیفرنیا ارائه شده و برای کاشت انواع گیاهان پرورشی مورد استفاده قرار می گیرد. در جدول شماره 3 تر کیبات مورد استفاده مشاهده می گردد.

جدول شماره 3:فرمول غذای  هوگلند

اسید مولیبدیک	سولفات مس	سولفات روی	کلرید منگنز	اسید بوریک	سولفات منیزیم	منوفسفات آمونیوم	نیترات پتاسیم	نیترات کلسیم	مواد شیمیایی
0/02	0/08	0/22	1/18	2/86	439	115	505/5	1181	گرم در 100 لیتر آب

  همچنین علاوه بر مواد فوق وجود یک محلول پایه آهن نیز لازم است. این محلول پایه شامل 1 گرم عنصر آهن در یک لیتر محلول پایه است. 1 لیتر محلول پایه آهن، برای رقیق سازی در 1000 لیتر اب کافی است.
2- فرمول غذایی اشتاینر: فرمول غذایی دیگر که بیشتر برای کشت گوجه فرنگی استفاده می شود فرمول اشتاینر است. در جدول شماره 4 میزان ترکیبات مورد استفاده برای 1000 لیتر آب مشخص می باشد.

جدول شماره 4: فرمول غذایی اشتاینر

Mo	Cu	Zn	B	Mn	Fe	Mg	Ca	K	P	N	عنصر
0/1	0/2	0/4	1	1-2	3	48	180	304	48	171	گرم در 1000 لیتر آب

3- فرمول غذایی کوپر: این فرمول غذایی برای پرورش انواع گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد ترکیب فرمول آلن کوپر بشرح جدول شماره 5 می باشد.

جدول شماره 5: فرمول غذایی آلن کوپر

0/8	0/2	0/1	0/3	2	12	50	170	300	60	200	غلظت  گرم در 1000 لیتر
روی	مولیبدن	مس	بر	منگنز	آهن	منیزیم	کلسیم	پتاسیم	فسفر	ازت	عنصر شیمیایی خالص
	0/44	0/37	0/39	1/7	6/1	79	513	1003	583	263	ترکیب شیمیایی خالص در 1000 لیتر
	سولفات روی	مولیبدات آمونیوم	سولفات مس	اسید بوریک	سولفات منگنز	کلات آهن E.D.T.A	سولفات منیزیم	نیترات کلسیم	نیترات پتاسیم	پتاسیم دی هیدروژن فسفات	ترکیب شیمیایی خالص

 ضروری است پس از رقیق سازی محلول غذایی در 1000 لیتر آب نسبت به اندازه گیری PH و EC آن اقدام تا بتوان محدوده مورد نیاز گیاهان را رعایت نمود.
4- فرمول غذایی برای آب سبک و سنگین: فرمولهای غذایی برای آب سبک که دارای املاح کلسیم و منزیم کمتری دارند و آب سنگین که میزان املاح آن بیشتر است توسط (1991,Popadopoulos) تهیه و بکار گرفته شده. از این ترکیبهای غذایی که مختص سیستم های چرخشی در NFT می باشد می توان برای پرورش انواع گلها و سبزیجات در اوند کشت نیز بکار برد. در جدول 6 فرمول غذایی مصوص آب سبک و آبهای سنگین ملاحضه می گردد و چنانچه اب کمی سنگین و حالت بینابینی داشته باشد می توان در محلول شماره 2 آن بمیزان 1/5 کیلوگرم منو پتاسیم فسفات برای 1000 لیتر آب اضافه نموده انگاه میزان 40 گیلوگرم سولفات پتاسیم را به 30 کیلوگرم در هزار لیتر آب تقلیل داد. همچنین از محلول شماره 3 برای تنظیم PH محلول و در صورت لزوم تامین بخشی از نیتروژن و فسفر محلول استفاده می شود.

جدول شماره 6: کودهای فرموله شده برای کاربرد در آبهای سبک و سنگین سیستم NFT

اسید فسفریک

اسید نیتریک

محلول C

نیترات کلسیم

محلول B

مولیبدات امونیوم

سولفات روی

سولفات مس

اسید بوریک

سولفات منگنز

کلات آهن

نیترات آمونیوم

سولفات منیزیم

سولفات پتاسیم

نیترات پتاسیم

محلول A

منابع ترکیب

برای 1000 لیتر آب سنگین

24ml(%85)

54ml(%67)

50Kg

10Kg

40Kg

80Kg

0/24Kg

0/4Kg

3/0Kg(15%Fe)

0/6Kg

60Kg

40Kg

80Kg

مقدار

اسید نیتریک

محلول C

نیترات کلسیم

محلول B

مولیبدات امونیوم

سولفات روی

سولفات مس

اسید بوریک

سولفات منگنز

کلات آهن

سولفات منیزیم

سولفات پتاسیم

نیترات پتاسیم

محلول A

منابع ترکیب

برای 1000 لیتر آب سبک

7/9L(%85)

7/5Kg

10Kg

40Kg

80Kg

0/24Kg

0/4Kg

3/0Kg(15%Fe)

60Kg

30Kg

90Kg

مقدار

5- اصلاح محلولهای بازیافت: با توجه به اینکه در روش آوند کشت آبیاری چرخشی است و از محلول بازیافت استفاده می شودف پاپادوپولوس فرمول دیگری بشرح جدول 7 تنظیم که برای اضافه کردن به محلول بازیافتی می باشد و برای این منظور هر لیتر از محلول بازیافت مخصوص آب سبک و سنگین می توان اختلاط نمود و مورد استفاده قرار داد.

جدول شماره 7: فرمول غذایی برای محلول های بازیافت آب سبک و سنگین

روی

مولیبدن

منگنز

آهن

مس

بر

عناصر ریز مغذی

منیزیم

کلسیم

پتاسیم

نیتروژن

عناصر اصلی

عناصر

0/09

0/5

1

4/5

0/2

0/4

59

58

490

192

گرم در 1000 لیتر آب

در طول مصرف محلول های غذایی استاندارد برای گیاهان، در محلول بازیافتی از سیستم که به مخزن اصلی ریخته می شود میزان برخی عناصر کم و یا زیاد می شود. برای آشنایی نسبی با میزان زیاد یا کم بودن عناصر و حدود مناسب آنها بطور تقریب از جدول شماره 8 می توان استفاده نمود.
بهتر است هر از گاهی محلول مورد نظر را به آزمایشگاه فرستاد تا میزان عناصر مشخص، آنگاه پس از استاندارد سازی مجددا در چرخه مصرف قرار گیرد، هر چند برای سطوح خیلی کوچک آوند کشت در منزل این اقدامات خیلی اقتصادی نمی باشد. در این صورت یا محلول مازاد دور ریخته می شود و یا اگر در چرخه مصرف مجدد قرار می گیرد فواصل آبشویی را بایستی کوتاهتر نمود.
جدول شماره 8: (غلظت ppm=mg/l )

Zn

Mo

Mn

Fe

Br

Cu

S

K

P

Mg

Ca

N

نوع عنصر

0/05

0/01

0/5

2/0

0/5

0/1

200

100

50

50

100

150

کم

1

0/05

5/0

10

5/0

0/5

1000

400

100

100

500

100

زیاد

0/5

0/02

2/0

5/0

1/0

0/2

400

300

80

75

200

250

مقدار مناسب

پس از آماده سازی محلول های غذایی لازم است از نیاز گیاهان به میزان محلول غذایی در مراحل مختلف رشد اطلاع داشت. علاوه بر آن 4 عامل دیگر در میزان مصرف محلول های غذایی بشرح زیر تاثیر گذار می باشد:
1- دما: چنانچه دما از حدود مورد نیاز بالاتر رود علاوه بر مصرف بیشتر محلول غذایی توسط گیاه، مقدار بیشتری از آب محلول غذایی نیز تبخیر می گردد.
2- میزان سطوح برگها و تعداد انها: هرچه سطح برگها  افزایش یابد میزان مصرف محلول غذایی بالاتر می رود.
3- میزان سطح تماس محیط مرطوب بستر کاشت با هوای آزاد: بدیهی است هر چه سطح تماس بیشتر باشد تبخیر نیز بیشتر ی شود. که ممکن است به دو صورت باشد یکی افزایش سطح بستر مرطوب با هوای آزاد و دوم عدم استفاده از لیکا یا ماسه های درشت به عنوان پوشش بستر های مرطوب.
4- جنس شبکه های نگهدارنده بستر کاشت: که بعنوان مثال اگر از جنس سفال باشد مصرف محلول بالاتر می رود.
علاوه بر مسائل فوق باید توجه نمود که گیاهان همیشه بخشی از عناصر غذایی را جذب می نمایند و بخشی دیگر بصورت نمک در پای ریشه ها باقی می ماند که بمرور باعث تجمع نمک ها در بستر کاشت می شود. توصیه می گردد بطور متوسط هر یک تا دو هفته یکبار محیط کشت آبشویی شود. در مواقعی که مصرف بالاتر رود یا سطوح تبخیر زیاد باشد و یا محلول بازیافتی مجددا مورد استفاده قرا گیرد فواصل زمانی بین دو آبشویی باید کوتاهتر گردد. این اقدام در آوند کشت زحمت زیادی ندارد و فقط دهانه مکش پمپ در یک ظرف آب تنها گذاشته می شود و پس از چند دقیقه شستشو و جمع اوری آب خروجی مجددا چرخه محلول غذایی برقرار می گردد.