نظام DWC هو نظام زراعة بدون تربة يمكّن النباتات من النمو بكفاءة من خلال توفير بيئة محلول مغذي ذات عمق مناسب لجذور النباتات، وإمداد مستقر من العناصر الغذائية، والأكسجين الكافي. يمكن لهذا النظام أن يتغلب بفعالية على المشكلات التي قد تحدث في الزراعة التقليدية في التربة، مثل عدم تجانس خصوبة التربة والآفات والأمراض التي تنقلها التربة. علاوة على ذلك، يمكنه التحكم بدقة في تكوين المحلول المغذي والظروف البيئية وفقًا لاحتياجات النباتات المختلفة.

يتكون نظام زراعة المياه العميقة (DWC) بشكل أساسي من الأجزاء التالية:

1. مقعد الزراعة

هذه هي الحاوية لنمو المحاصيل. إنها هيكل مستطيل مصنوع من أنابيب مجلفنة بالغمس الساخن ومغطاة بطبقة من الغشاء المقاوم للماء. عادة ما يكون عمق مقعد الزراعة حوالي 15-20 سنتيمترًا لضمان وجود محلول مغذي كافٍ لدعم نمو جذور النباتات، مما يتيح للمحلول المغذي أن يغمر الجذور بالكامل.

2. نظام تدوير المحلول المغذي

الخزان:يستخدم لتخزين المحلول المغذي. يعتمد حجمه على نطاق الزراعة ومتطلبات المحاصيل. عادة ما تكون حاوية واسعة النطاق إما تحت الأرض أو فوق الأرض. يجب أن يحتوي على كمية كافية من المحلول المغذي لتلبية احتياجات نمو المحاصيل لفترة معينة، وبالتالي تجنب تجديد المحلول المغذي بشكل متكرر.

مضخة المياه:إنها مصدر الطاقة لتدوير المحلول المغذي. تنقل مضخة المياه المحلول المغذي من الخزان إلى مقعد الزراعة، مما يضمن أن جذور النباتات يمكنها الحصول على المحلول المغذي باستمرار.

3. نظام الأنابيب

يتضمن أنبوب المدخل وأنبوب الإرجاع. أنبوب المدخل مسؤول عن نقل المحلول المغذي من الخزان إلى مقعد الزراعة، ويعيد أنبوب الإرجاع المحلول المغذي الزائد في مقعد الزراعة إلى الخزان.

4. لوحة الزراعة وكوب الزراعة

لوحة الزراعة:عادة ما تكون لوحة من الرغوة بها ثقوب زراعة، توضع على مقعد الزراعة. وتتمثل وظيفتها في تثبيت النباتات، والحفاظ على الأجزاء القاعدية من سيقان النباتات في الموضع المناسب ومنع النباتات من الاستلقاء.

كوب الزراعة:إنها حاوية لوضع شتلات النباتات، وعادة ما تكون مصنوعة من البلاستيك، مع العديد من الثقوب الصغيرة على جدار الكوب. تسمح هذه الثقوب الصغيرة للمحلول المغذي بدخول كوب الزراعة وتوفير العناصر الغذائية لجذور النباتات.

5. جهاز زيادة الأكسجين

نظرًا لأن جذور النباتات تنمو في المحلول المغذي وتحتاج إلى أكسجين كافٍ للتنفس، فإن جهاز زيادة الأكسجين يتضمن بشكل أساسي ضاغط هواء وأنبوب تهوية مسامي دقيق.

6. مبرد المياه

يمكنه تحسين بيئة نمو الجذور. على سبيل المثال، درجة حرارة الماء المثالية لزراعة الخس المائية تتراوح بين 18-22 درجة مئوية. في الصيف، عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة نسبيًا، من المحتمل أن يسخن الجسم المائي ويتجاوز النطاق المناسب. يمكن للمبرد أن يخفض درجة حرارة الماء من خلال نظام التبريد الخاص به، مما يمنع الجذور من التأثر بنقص الأكسجين الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة.

مدفوعة بمضخة المياه، يدخل المحلول المغذي إلى مقعد الزراعة من الخزان، مما يوفر العناصر الغذائية لجذور النباتات. تمتص جذور النباتات العناصر الغذائية أثناء غمرها في المحلول المغذي. يحقن مضخة الهواء الهواء في المحلول المغذي من خلال أجهزة التهوية، مما يشكل تدرجًا للأكسجين المذاب لضمان التنفس الهوائي للجذور.

عندما تمتص النباتات وتستهلك العناصر الغذائية في المحلول المغذي، سيعيد نظام الدوران بانتظام أو وفقًا لنتائج الكشف، جزءًا أو كل المحلول المغذي في مقعد الزراعة إلى الخزان للتكميل والتعديل.

أولاً: إمداد ممتاز بالمحلول المغذي والقدرة على التخزين المؤقت

إمداد مستقر بالعناصر الغذائية:في نظام DWC، تكون طبقة المحلول المغذي عميقة نسبيًا، وعادة ما تكون حوالي 10-20 سنتيمترًا. ينتج عن هذا حجم إجمالي كبير نسبيًا للمحلول المغذي.

بيئة التخزين المؤقت:يمكن لطبقة المحلول المغذي العميقة نسبيًا أن تلعب أيضًا دورًا معينًا في التخزين المؤقت للعوامل البيئية مثل تكوين ودرجة حرارة المحلول المغذي.

ثانيًا: بيئة نمو جذرية فائقة

إمداد كافٍ بالأكسجين:في نظام DWC، يتم استخدام مضخة هواء بشكل عام لتكملة الأكسجين للمحلول المغذي. نظرًا للمحلول المغذي العميق نسبيًا، يمكن تشكيل تدرج جيد للأكسجين المذاب في المحلول المغذي.

مساحة توسع جذرية واسعة:توفر الطبقة السائلة العميقة مساحة نمو واسعة لجذور النباتات، مما يتيح للجذور أن تمتد وتنمو بحرية.

ثالثًا: سهولة الإدارة والصيانة

الإدارة المرئية:عادة ما يحتوي نظام DWC على حاويات زراعة شفافة نسبيًا أو شبه شفافة، مما يسمح للمزارعين بمراقبة حالة نمو جذور النباتات مباشرة.

التنظيف والتطهير المريح:بالمقارنة مع بعض طرق الزراعة المعقدة للركيزة، فإن أحواض الزراعة وأنظمة تدوير المحلول المغذي لنظام DWC سهلة التنظيف والتطهير نسبيًا.

رابعًا: مناسب لزراعة أنواع متعددة من النباتات

مثالي للخضروات الورقية:بالنسبة للخضروات الورقية مثل الخس والسبانخ والبوك تشوي، يمكن لزراعة التدفق العميق DWC أن توفر كمية كافية من الماء والمغذيات، مما يمكنها من النمو بسرعة.

ينطبق أيضًا على بعض الخضروات الثمرية:بالنسبة للخضروات الثمرية مثل الطماطم والفلفل، يمكن لنظام DWC أيضًا توفير ظروف نمو جيدة خلال مراحل النمو والإثمار المبكرة.