نظام الهيدروبونيك DWC المستقر توفير الأسمدة لزراعة النباتات الخضراء

نظام DWC هو نظام زراعة بدون تربة يمكّن النباتات من النمو بكفاءة من خلال توفير بيئة محلول مغذي بعمق مناسب لجذور النبات، وإمداد مستقر بالمغذيات، وأكسجين كافٍ. يمكن لهذا النظام التغلب بفعالية على المشاكل التي قد تحدث في الزراعة التقليدية بالتربة، مثل عدم انتظام خصوبة التربة والآفات والأمراض المنقولة بالتربة. علاوة على ذلك، يمكنه التحكم بدقة في تكوين المحلول المغذي والظروف البيئية وفقًا لاحتياجات النباتات المختلفة.

يتكون نظام الثقافة المائية العميقة (DWC) بشكل أساسي من الأجزاء التالية:

• مقعد الزراعة
  هذا هو وعاء نمو المحاصيل. إنه هيكل مستطيل مصنوع من أنابيب مجلفنة بالغمس الساخن ومغطى بطبقة من الفيلم المقاوم للماء. يبلغ عمق مقعد الزراعة عادة حوالي 15-20 سم لضمان وجود محلول مغذي كافٍ لدعم نمو جذور النبات، مما يسمح للمحلول المغذي بغمر الجذور بالكامل.
• نظام تدوير المحلول المغذي
  الخزان: يستخدم لتخزين المحلول المغذي. يعتمد حجمه على نطاق الزراعة ومتطلبات المحاصيل. عادةً ما يكون حاوية كبيرة إما تحت الأرض أو فوق الأرض. يحتاج إلى استيعاب كمية كافية من المحلول المغذي لتلبية احتياجات نمو المحاصيل لفترة معينة، وبالتالي تجنب التجديد المتكرر للمحلول المغذي. على سبيل المثال، في نظام DWC صغير داخلي، قد لا تتجاوز سعة الخزان عدة عشرات من اللترات، بينما في نظام زراعة تجاري واسع النطاق، يمكن أن تصل سعة الخزان إلى عدة آلاف من اللترات.
  مضخة المياه: هي مصدر الطاقة لتدوير المحلول المغذي. تنقل مضخة المياه المحلول المغذي من الخزان إلى مقعد الزراعة، مما يضمن حصول جذور النبات على المحلول المغذي باستمرار. يجب اختيار معدل تدفقها وارتفاعها وفقًا لعوامل مثل حجم نظام الزراعة وطول خط الأنابيب والمقاومة.
• نظام الأنابيب
  يشمل أنبوب الإدخال وأنبوب الإرجاع. أنبوب الإدخال مسؤول عن نقل المحلول المغذي من الخزان إلى مقعد الزراعة، ويعيد أنبوب الإرجاع المحلول المغذي الزائد في مقعد الزراعة إلى الخزان. تتطلب مواد الأنابيب بشكل عام أن تكون مقاومة للتآكل وغير سامة، مثل أنابيب PVC. يجب تحديد قطر الأنابيب وفقًا لمعدل تدفق المحلول المغذي وضغط النظام.
• لوح الزراعة وكوب الزراعة
  لوح الزراعة: عادةً ما يكون لوحًا إسفنجيًا به فتحات للزراعة، موضوعًا على مقعد الزراعة. وظيفته هي تثبيت النباتات، والحفاظ على الأجزاء القاعدية من سيقان النبات في الموضع المناسب ومنع النباتات من الانحناء.
  كوب الزراعة: هو وعاء لوضع شتلات النباتات، مصنوع بشكل عام من البلاستيك، مع العديد من الثقوب الصغيرة على جدار الكوب. تسمح هذه الثقوب الصغيرة للمحلول المغذي بالدخول إلى كوب الزراعة وتوفير المغذيات لجذور النبات. يعتمد حجم كوب الزراعة على حجم شتلات النبات. على سبيل المثال، عند زراعة الخضروات الورقية مثل الخس، يبلغ قطر كوب الزراعة حوالي 5-8 سم.
• جهاز زيادة الأكسجين
  نظرًا لأن جذور النبات تنمو في المحلول المغذي وتحتاج إلى أكسجين كافٍ للتنفس، فإن جهاز زيادة الأكسجين يشمل بشكل أساسي ضاغط هواء وأنبوب تهوية مسامي دقيق. يقوم ضاغط الهواء بضغط الهواء ثم حقن فقاعات صغيرة في المحلول المغذي من خلال أنبوب التهوية المسامي الدقيق، مما يزيد من محتوى الأكسجين المذاب في المحلول المغذي.
• مبرد مياه
  يمكنه تحسين بيئة نمو الجذور. على سبيل المثال، درجة حرارة الماء المثلى لزراعة الخس المائي تتراوح بين 18-22 درجة مئوية. في الصيف، عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة نسبيًا، من المحتمل أن يسخن جسم الماء ويتجاوز النطاق المناسب. يمكن للمبرد خفض درجة حرارة الماء من خلال نظام التبريد الخاص به، مما يمنع الجذور من التأثر بنقص الأكسجين الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة، والذي قد يؤثر على وظيفة الامتصاص الخاصة بها. هذا يضمن صحة الجذور ويحسن كفاءة امتصاص المغذيات والمياه.

مدفوعًا بمضخة المياه، يدخل المحلول المغذي إلى مقعد الزراعة من الخزان، مما يوفر المغذيات لجذور النبات. تمتص جذور النبات المغذيات أثناء غمرها في المحلول المغذي. تضخ مضخة الهواء الهواء في المحلول المغذي من خلال أجهزة التهوية، مكونة تدرجًا في الأكسجين المذاب لضمان التنفس الهوائي للجذور.

مع امتصاص النباتات للمغذيات في المحلول المغذي واستهلاكها لها، سيعيد نظام التدوير بانتظام أو وفقًا لنتائج الكشف، جزءًا أو كل المحلول المغذي في مقعد الزراعة إلى الخزان للتكملة والتعديل، مثل تعديل الخصائص الكيميائية مثل قيمة الأس الهيدروجيني (pH) وقيمة الموصلية الكهربائية (EC) للمحلول المغذي، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية مثل درجة الحرارة.

أولاً. إمداد ممتاز بالمحلول المغذي وقدرة تخزين مؤقت
إمداد مستقر بالمغذيات
في نظام DWC، تكون طبقة المحلول المغذي عميقة نسبيًا، عادة حوالي 10-20 سم. ينتج عن هذا حجم إجمالي كبير نسبيًا للمحلول المغذي. على سبيل المثال، في حوض زراعة DWC أكبر، يمكن للاحتياطي الكافي من المحلول المغذي أن يوفر للنباتات باستمرار جميع أنواع العناصر الغذائية الأساسية، مثل المغذيات الكبرى مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، بالإضافة إلى المغذيات الدقيقة مثل الحديد والمنغنيز والزنك. إنه مثل "مستودع مغذيات" يمكنه تلبية احتياجات نمو النباتات لفترة طويلة.

يضمن نظام تدوير المحلول المغذي مزيدًا من التوزيع المتساوي للمغذيات. من خلال معدات مثل مضخات المياه، يتم تدوير المحلول المغذي بين حوض الزراعة وخزان التخزين، مما يسمح لجذور النبات بالاتصال بشكل متساوٍ مع المغذيات المختلفة وتجنب النمو الضعيف الناجم عن نقص أو زيادة المغذيات المحلية.

بيئة تخزين مؤقت
يمكن لطبقة المحلول المغذي العميقة نسبيًا أن تلعب أيضًا دورًا تخزينيًا مؤقتًا للعوامل البيئية مثل تكوين المحلول المغذي ودرجة حرارته. على سبيل المثال، عندما تتغير درجة الحرارة الخارجية، يمكن لكمية كبيرة من المحلول المغذي امتصاص أو إطلاق الحرارة، مما يجعل تغير درجة حرارة المحلول المغذي بطيئًا نسبيًا ويوفر بيئة درجة حرارة مستقرة نسبيًا لجذور النبات. إنه يشبه "نظام تكييف هواء" طبيعي، يقلل من تلف جذور النبات الناجم عن تقلبات درجة الحرارة.

كما أن له تأثيرًا تخزينيًا مؤقتًا على الخصائص الكيميائية مثل قيمة الأس الهيدروجيني (pH) وقيمة الموصلية الكهربائية (EC) للمحلول المغذي. إذا كانت هناك تقلبات في قيمة الأس الهيدروجيني أو قيمة EC بسبب امتصاص النبات أو تغيرات في تكوين المحلول المغذي، فإن الكمية الكبيرة نسبيًا من المحلول المغذي يمكنها تخفيف هذه التغييرات إلى حد معين، مما يوفر بيئة كيميائية مستقرة نسبيًا لجذور النبات.

ثانياً. بيئة نمو جذور فائقة
إمداد كافٍ بالأكسجين
في نظام DWC، يتم استخدام مضخة هواء بشكل عام لتزويد المحلول المغذي بالأكسجين. نظرًا لعمق المحلول المغذي نسبيًا، يمكن تكوين تدرج جيد للأكسجين المذاب في المحلول المغذي. يكون محتوى الأكسجين مرتفعًا بالقرب من مضخة الهواء، وفي المناطق الأبعد قليلاً، مع انتشار الأكسجين واستهلاكه بواسطة جذور النبات، ينخفض محتوى الأكسجين تدريجيًا، ولكنه لا يزال يضمن أن الجذور لديها ما يكفي من الأكسجين للتنفس.

هذه البيئة من الأكسجين المذاب مفيدة للتنفس الهوائي لجذور النبات، وتعزز نمو الجذور وامتصاص المغذيات. على سبيل المثال، بالنسبة للخضروات الورقية الخضراء مثل الخس في نظام DWC، ستنمو جذورها بشكل أكثر بياضًا وقوة بسبب إمداد الأكسجين الكافي. مقارنة بالزراعة التقليدية بالتربة، فإن حيوية الجذور وكفاءة الامتصاص أعلى.

مساحة واسعة لتمدد الجذور
توفر طبقة السائل العميقة مساحة نمو واسعة لجذور النبات، مما يسمح للجذور بالتمدد والنمو بحرية. هذا مفيد جدًا لبعض النباتات ذات الأنظمة الجذرية المتطورة، مثل الطماطم والخيار. يمكن لجذورها أن تتمدد باستمرار في المحلول المغذي، وتمتص المزيد من المغذيات والمياه، ثم تدعم النمو القوي للأجزاء فوق الأرض.

ثالثاً. سهولة الإدارة والصيانة
إدارة مرئية
عادةً ما تحتوي أنظمة DWC على حاويات زراعة شفافة أو شبه شفافة نسبيًا، مما يسمح للمزارعين بمراقبة حالة نمو جذور النبات، ومستوى المحلول المغذي، ووضوحه مباشرة. على سبيل المثال، من خلال المراقبة، يمكن اكتشاف مشاكل مثل ما إذا كانت الجذور مريضة، أو ما إذا كان المحلول المغذي ملوثًا، أو ما إذا كان مستوى السائل منخفضًا جدًا في الوقت المناسب.

تنظيف وتطهير مريح
مقارنة ببعض طرق الزراعة المعقدة بالركيزة، فإن أحواض الزراعة وأنظمة تدوير المحلول المغذي لنظام DWC سهلة التنظيف والتطهير نسبيًا. بعد نهاية دورة الزراعة، يمكن تصريف المحلول المغذي، ثم يمكن استخدام مطهرات خاصة لتنظيف وتطهير أحواض الزراعة والأنابيب وما إلى ذلك، استعدادًا للجولة التالية من الزراعة. علاوة على ذلك، نظرًا لعدم وجود بقايا ركيزة وعمليات معالجة وسيطة معقدة، يتم تقليل احتمالية تكاثر الآفات والأمراض وبقائها في الركيزة.

رابعاً. مناسب لزراعة أنواع متعددة من النباتات
مثالي للخضروات الورقية
بالنسبة للخضروات الورقية مثل الخس والسبانخ والبوك تشوي، يمكن لزراعة التدفق العميق DWC توفير الماء والمغذيات الكافية، مما يسمح لها بالنمو بسرعة. يمكن لهذه النباتات امتصاص العناصر مثل النيتروجين والفوسفور في المحلول المغذي بسرعة، مما يعزز نمو وتطور أوراقها. علاوة على ذلك، من خلال تعديل تركيبة المحلول المغذي والظروف البيئية، يمكن التحكم بفعالية في جودة الخضروات الورقية، مثل سمك الأوراق ولونها وطعمها.

ينطبق أيضًا على بعض الخضروات المثمرة
بالنسبة للخضروات المثمرة مثل الطماطم والفلفل، يمكن لنظام DWC أيضًا توفير ظروف نمو جيدة خلال مراحل النمو المبكر والإثمار. في مرحلة النمو المبكر، يمكن إنشاء جذور قوية بسرعة في المحلول المغذي، مما يضع الأساس للنمو اللاحق للأجزاء فوق الأرض وتمايز براعم الزهور. في مرحلة الإثمار، يساعد الإمداد المستقر بالمغذيات في تطوير الثمار وتحسين جودتها.