DWC सिस्टम एक मिट्टी रहित खेती प्रणाली है जो पौधों को उपयुक्त गहराई के पोषक तत्व समाधान वातावरण, पोषक तत्वों की स्थिर आपूर्ति और पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान करके कुशलता से बढ़ने में सक्षम बनाता है। यह प्रणाली पारंपरिक मिट्टी की खेती में होने वाली समस्याओं, जैसे असमान मिट्टी की उर्वरता और मिट्टी से पैदा होने वाले कीटों और बीमारियों को प्रभावी ढंग से दूर कर सकती है। इसके अलावा, यह विभिन्न पौधों की आवश्यकताओं के अनुसार पोषक तत्व समाधान और पर्यावरणीय स्थितियों की संरचना को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकता है।

डीप वाटर कल्चर (DWC) सिस्टम में मुख्य रूप से निम्नलिखित भाग होते हैं:

• रोपण बेंच
  यह फसल वृद्धि के लिए कंटेनर है। यह हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड पाइप से बनी एक आयताकार संरचना है और इसे वाटरप्रूफ फिल्म की एक परत से ढका गया है। रोपण बेंच की गहराई आमतौर पर लगभग 15-20 सेंटीमीटर होती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पौधे की जड़ों को सहारा देने के लिए पर्याप्त पोषक तत्व समाधान है, जिससे पोषक तत्व समाधान जड़ों को पूरी तरह से डुबो सकता है।
• पोषक तत्व समाधान परिसंचरण प्रणाली
  जलाशय: इसका उपयोग पोषक तत्व समाधान को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। इसका आकार रोपण पैमाने और फसल की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। आमतौर पर, यह या तो भूमिगत या जमीन के ऊपर एक बड़े पैमाने का कंटेनर होता है। इसे पोषक तत्व समाधान की पर्याप्त मात्रा रखनी होती है ताकि फसलों की वृद्धि की जरूरतों को एक निश्चित अवधि के लिए पूरा किया जा सके, जिससे पोषक तत्व समाधान को बार-बार भरने से बचा जा सके। उदाहरण के लिए, एक छोटे इनडोर DWC सिस्टम में, जलाशय में केवल कुछ दस लीटर की क्षमता हो सकती है, जबकि बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक रोपण प्रणाली में, जलाशय की क्षमता कई हजार लीटर तक पहुंच सकती है।
  पानी का पंप: यह पोषक तत्व समाधान के परिसंचरण का ऊर्जा स्रोत है। पानी का पंप जलाशय से पोषक तत्व समाधान को रोपण बेंच तक पहुंचाता है, यह सुनिश्चित करता है कि पौधे की जड़ें लगातार पोषक तत्व समाधान प्राप्त कर सकें। इसकी प्रवाह दर और हेड को रोपण प्रणाली के आकार, पाइपलाइन की लंबाई और प्रतिरोध जैसे कारकों के अनुसार चुना जाना चाहिए।
• पाइपलाइन प्रणाली
  इसमें इनलेट पाइप और रिटर्न पाइप शामिल हैं। इनलेट पाइप जलाशय से रोपण बेंच तक पोषक तत्व समाधान के परिवहन के लिए जिम्मेदार है, और रिटर्न पाइप रोपण बेंच में अतिरिक्त पोषक तत्व समाधान को जलाशय में वापस करता है। पाइपलाइन सामग्री को आम तौर पर संक्षारण प्रतिरोधी और गैर-विषाक्त होने की आवश्यकता होती है, जैसे कि पीवीसी पाइप। पाइपलाइन के व्यास को पोषक तत्व समाधान के प्रवाह दर और सिस्टम के दबाव के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।
• रोपण बोर्ड और रोपण कप
  रोपण बोर्ड: आमतौर पर, यह रोपण छेद वाला एक फोम बोर्ड होता है, जिसे रोपण बेंच पर रखा जाता है। इसका कार्य पौधों को ठीक करना है, पौधे के तनों के आधार भागों को उचित स्थिति में रखना और पौधों को जमने से रोकना है।
  रोपण कप: यह पौधे के पौधों को रखने के लिए एक कंटेनर है, जो आमतौर पर प्लास्टिक से बना होता है, जिसमें कप की दीवार पर कई छोटे छेद होते हैं। ये छोटे छेद पोषक तत्व समाधान को रोपण कप में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं और पौधे की जड़ों के लिए पोषक तत्व प्रदान करते हैं। रोपण कप का आकार पौधे के पौधों के आकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, जब लेट्यूस जैसी पत्तेदार सब्जियां लगाई जाती हैं, तो रोपण कप का व्यास लगभग 5-8 सेंटीमीटर होता है।
• ऑक्सीजन-बढ़ाने वाला उपकरण
  चूंकि पौधे की जड़ें पोषक तत्व समाधान में बढ़ती हैं और श्वसन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, इसलिए ऑक्सीजन-बढ़ाने वाले उपकरण में मुख्य रूप से एक एयर कंप्रेसर और एक माइक्रोपोर्स एरेएशन पाइप शामिल होता है। एयर कंप्रेसर हवा को संपीड़ित करता है और फिर माइक्रोपोर्स एरेएशन पाइप के माध्यम से पोषक तत्व समाधान में छोटे बुलबुले इंजेक्ट करता है, जिससे पोषक तत्व समाधान में घुली हुई ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ जाती है।
• वाटर चिलर
  यह जड़ वृद्धि के वातावरण को अनुकूलित कर सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोपोनिक लेट्यूस की खेती के लिए इष्टतम पानी का तापमान 18-22 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। गर्मियों में, जब तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है, तो पानी का शरीर गर्म होने और उपयुक्त सीमा से अधिक होने की संभावना होती है। चिलर अपने प्रशीतन प्रणाली के माध्यम से पानी के तापमान को कम कर सकता है, जिससे जड़ों को उच्च तापमान से प्रेरित हाइपोक्सिया से प्रभावित होने से रोका जा सकता है, जो अन्यथा उनके अवशोषण कार्य को प्रभावित कर सकता है। यह जड़ों के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करता है और पोषक तत्वों और पानी की अवशोषण दक्षता में सुधार करता है।

पानी के पंप द्वारा संचालित, पोषक तत्व समाधान जलाशय से रोपण बेंच में प्रवेश करता है, जो पौधे की जड़ों के लिए पोषक तत्व प्रदान करता है। पौधे की जड़ें पोषक तत्वों को अवशोषित करती हैं जबकि पोषक तत्व समाधान में डूबी रहती हैं। एयर पंप एरेएशन उपकरणों के माध्यम से पोषक तत्व समाधान में हवा इंजेक्ट करता है, जिससे एक घुली हुई ऑक्सीजन ग्रेडिएंट बनता है ताकि जड़ों का एरोबिक श्वसन सुनिश्चित हो सके।

जैसे-जैसे पौधे पोषक तत्व समाधान में पोषक तत्वों को अवशोषित और उपभोग करते हैं, परिसंचरण प्रणाली नियमित रूप से या पता लगाने के परिणामों के अनुसार, रोपण बेंच में पोषक तत्व समाधान के कुछ या सभी भाग को पूरक और समायोजन के लिए जलाशय में वापस कर देगी, जैसे कि पोषक तत्वों के रासायनिक गुणों को समायोजित करना। जैसे कि पीएच मान और विद्युत चालकता (ईसी मान), साथ ही तापमान जैसे भौतिक गुण।

I. उत्कृष्ट पोषक तत्व समाधान आपूर्ति और बफरिंग क्षमता
स्थिर पोषक तत्व आपूर्ति
DWC सिस्टम में, पोषक तत्व समाधान परत अपेक्षाकृत गहरी होती है, आमतौर पर लगभग 10-20 सेंटीमीटर। इसके परिणामस्वरूप पोषक तत्व समाधान की अपेक्षाकृत बड़ी कुल मात्रा होती है। उदाहरण के लिए, एक बड़े DWC रोपण गर्त में, पर्याप्त पोषक तत्व भंडार पौधों को सभी प्रकार के आवश्यक पोषक तत्वों, जैसे मैक्रोन्यूट्रिएंट्स जैसे नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम, साथ ही माइक्रोन्यूट्रिएंट्स जैसे आयरन, मैंगनीज और जिंक प्रदान कर सकता है। यह एक "पोषक तत्व गोदाम" की तरह है जो लंबे समय तक पौधों की वृद्धि की जरूरतों को पूरा कर सकता है।

पोषक तत्व समाधान की परिसंचारी प्रणाली पोषक तत्वों के समान वितरण को और सुनिश्चित करती है। पानी के पंप जैसे उपकरणों के माध्यम से, पोषक तत्व समाधान रोपण गर्त और भंडारण टैंक के बीच प्रसारित होता है, जिससे पौधे की जड़ें समान रूप से विभिन्न पोषक तत्वों के संपर्क में आ सकती हैं और स्थानीय पोषक तत्वों की कमी या अधिकता के कारण खराब वृद्धि से बच सकती हैं।

बफरिंग वातावरण
अपेक्षाकृत गहरी पोषक तत्व समाधान परत पोषक तत्व समाधान की संरचना और तापमान जैसे पर्यावरणीय कारकों के लिए एक निश्चित बफरिंग भूमिका भी निभा सकती है। उदाहरण के लिए, जब बाहरी तापमान बदलता है, तो पोषक तत्व समाधान की बड़ी मात्रा गर्मी को अवशोषित या छोड़ सकती है, जिससे पोषक तत्व समाधान का तापमान परिवर्तन अपेक्षाकृत धीमा हो जाता है और पौधे की जड़ों के लिए अपेक्षाकृत स्थिर तापमान वातावरण प्रदान होता है। यह एक प्राकृतिक "एयर-कंडीशनिंग सिस्टम" के समान है, जो तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण पौधे की जड़ों को होने वाले नुकसान को कम करता है।

इसका पोषक तत्व समाधान के रासायनिक गुणों जैसे पीएच मान और विद्युत चालकता (ईसी मान) पर भी बफरिंग प्रभाव पड़ता है। यदि पौधे के अवशोषण या पोषक तत्व समाधान की संरचना में परिवर्तन के कारण पीएच मान या ईसी मान में उतार-चढ़ाव होता है, तो पोषक तत्व समाधान की अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा इन परिवर्तनों को एक निश्चित सीमा तक पतला कर सकती है, जिससे पौधे की जड़ों के लिए अपेक्षाकृत स्थिर रासायनिक वातावरण मिलता है।

II. सुपीरियर रूट ग्रोथ एनवायरनमेंट
पर्याप्त ऑक्सीजन आपूर्ति
DWC सिस्टम में, आमतौर पर पोषक तत्व समाधान में ऑक्सीजन की आपूर्ति के लिए एक एयर पंप का उपयोग किया जाता है। अपेक्षाकृत गहरे पोषक तत्व समाधान के कारण, पोषक तत्व समाधान में एक अच्छा घुली हुई ऑक्सीजन ग्रेडिएंट बन सकता है। एयर पंप के पास ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है, और थोड़ा दूर के क्षेत्रों में, जैसे-जैसे ऑक्सीजन फैलती है और पौधे की जड़ों द्वारा उपभोग की जाती है, ऑक्सीजन की मात्रा धीरे-धीरे कम हो जाती है, लेकिन यह अभी भी सुनिश्चित कर सकता है कि जड़ों में श्वसन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन हो।

यह घुली हुई ऑक्सीजन वातावरण पौधे की जड़ों के एरोबिक श्वसन के लिए अनुकूल है, जो जड़ वृद्धि और पोषक तत्व अवशोषण को बढ़ावा देता है। उदाहरण के लिए, DWC सिस्टम में लेट्यूस जैसी पत्तेदार हरी सब्जियों के लिए, पर्याप्त ऑक्सीजन आपूर्ति के कारण उनकी जड़ें अधिक सफेद और मजबूत हो जाएंगी। पारंपरिक मिट्टी की खेती की तुलना में, जड़ की जीवन शक्ति और अवशोषण दक्षता अधिक होती है।

विशाल रूट विस्तार स्थान
गहरी तरल परत पौधे की जड़ों के लिए एक विस्तृत वृद्धि स्थान प्रदान करती है, जिससे जड़ें स्वतंत्र रूप से फैल और बढ़ सकती हैं। यह कुछ पौधों के लिए बहुत फायदेमंद है जिनमें विकसित जड़ प्रणाली होती है, जैसे टमाटर और खीरे। उनकी जड़ें पोषक तत्व समाधान में लगातार फैल सकती हैं, अधिक पोषक तत्वों और पानी को अवशोषित कर सकती हैं, और फिर जमीन के ऊपर के हिस्सों के जोरदार विकास का समर्थन कर सकती हैं।

III. प्रबंधित और बनाए रखने में आसान
विज़ुअलाइज़्ड प्रबंधन
DWC सिस्टम में आमतौर पर अपेक्षाकृत पारदर्शी या अर्ध-पारदर्शी रोपण कंटेनर होते हैं, जो उत्पादकों को पौधे की जड़ों की वृद्धि की स्थिति, पोषक तत्व समाधान के तरल स्तर और इसकी स्पष्टता को सीधे देखने की अनुमति देते हैं। उदाहरण के लिए, अवलोकन करके, समस्याओं जैसे कि क्या जड़ें बीमार हैं, क्या पोषक तत्व समाधान दूषित है, या क्या तरल स्तर बहुत कम है, समय पर पता लगाया जा सकता है।

सुविधाजनक सफाई और कीटाणुशोधन
कुछ जटिल सब्सट्रेट खेती विधियों की तुलना में, DWC सिस्टम के रोपण गर्त और पोषक तत्व समाधान परिसंचरण सिस्टम को साफ करना और कीटाणुरहित करना अपेक्षाकृत आसान है। एक रोपण चक्र के अंत के बाद, पोषक तत्व समाधान को निकाला जा सकता है, और फिर रोपण गर्त, पाइप आदि को साफ और कीटाणुरहित करने के लिए विशेष कीटाणुनाशकों का उपयोग किया जा सकता है, जो रोपण के अगले दौर की तैयारी करते हैं। इसके अलावा, सब्सट्रेट अवशेषों और जटिल माध्यम उपचार प्रक्रियाओं की अनुपस्थिति के कारण, सब्सट्रेट में कीटों और बीमारियों के प्रजनन और रहने की संभावना कम हो जाती है।

IV. कई प्रकार के पौधों की खेती के लिए उपयुक्त
पत्तेदार हरी सब्जियों के लिए आदर्श
लेट्यूस, पालक और बोक चॉय जैसी पत्तेदार हरी सब्जियों के लिए, DWC गहरी प्रवाह खेती पर्याप्त पानी और पोषक तत्व प्रदान कर सकती है, जिससे वे तेजी से बढ़ सकते हैं। ये पौधे पोषक तत्व समाधान में नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे तत्वों को जल्दी से अवशोषित कर सकते हैं, जिससे उनके पत्तों की वृद्धि और विकास को बढ़ावा मिलता है। इसके अलावा, पोषक तत्व समाधान और पर्यावरणीय स्थितियों के सूत्र को समायोजित करके, पत्तेदार साग की गुणवत्ता को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, जैसे कि पत्तियों की मोटाई, रंग और स्वाद।

कुछ फल सब्जियों पर भी लागू
टमाटर और मिर्च जैसी फल सब्जियों के लिए, DWC सिस्टम उनके शुरुआती विकास और फलने के चरणों के दौरान भी अच्छी वृद्धि की स्थिति प्रदान कर सकता है। शुरुआती विकास चरण में, मजबूत जड़ें पोषक तत्व समाधान में जल्दी से स्थापित की जा सकती हैं, जो जमीन के ऊपर के हिस्सों और फूल की कली के विभेदन के बाद के विकास की नींव रखती हैं। फलने के चरण में, एक स्थिर पोषक तत्व आपूर्ति फल के विकास और गुणवत्ता में सुधार में मदद करती है।