سیستم DWC یک سیستم کشت بدون خاک است که باعث می شود گیاهان با فراهم کردن یک محیط محلول مواد مغذی با عمق مناسب برای ریشه های گیاهان، به طور موثر رشد کنند.تامین پایدار مواد مغذیاین سیستم می تواند به طور موثر بر مشکلاتی که ممکن است در کشت خاک سنتی مانند زرخیزی نامناسب خاک و آفات و بیماری های ناشی از خاک رخ دهد غلبه کند.می تواند به طور دقیق ترکیب محلول مواد مغذی و شرایط محیطی را با توجه به نیازهای گیاهان مختلف کنترل کند..

سیستم فرهنگ آب عمیق (DWC) عمدتا شامل قسمت های زیر است:

1. صندلی کاشت

این ظرف برای رشد محصول است. این یک ساختار مستطیل است که از لوله های گالوانیزه شده گرم ساخته شده و با یک لایه از فیلم ضد آب پوشانده شده است.عمق بنک کاشت معمولاً حدود 15-20 سانتی متر است تا اطمینان حاصل شود که محلول مواد مغذی کافی برای حمایت از رشد ریشه های گیاه وجود دارد، اجازه می دهد که محلول مواد مغذی به طور کامل ریشه ها را غرق کند.

2سیستم گردش محلول مغذی

مخزن:این ظرف برای ذخیره محلول مواد مغذی استفاده می شود. اندازه آن به مقیاس کاشت و نیازهای محصول بستگی دارد. معمولاً یک ظرف در مقیاس بزرگ یا زیرزمینی یا فوقزمینی است.باید مقدار کافی محلول مواد مغذی را در خود نگه دارد تا نیازهای رشد محصولات را برای یک دوره خاص برآورده کند.برای مثال، در یک سیستم DWC داخلی کوچک، مخزن ممکن است فقط چند ده لیتر ظرفیت داشته باشد.در حالی که در یک سیستم کشت تجاری در مقیاس بزرگ، ظرفیت مخزن می تواند به چندین هزار لیتر برسد.

پمپ آب:این منبع انرژی برای گردش محلول مواد مغذی است. پمپ آب محلول مواد مغذی را از مخزن به بنک کاشت حمل می کند.اطمینان از اینکه ریشه های گیاه می توانند به طور مداوم محلول مواد مغذی را دریافت کنندسرعت جریان و سر آن باید با توجه به عواملی مانند اندازه سیستم کاشت، طول خط لوله و مقاومت انتخاب شود.

3. سیستم لوله کشی

شامل لوله ورودی و لوله بازگشت است. لوله ورودی مسئول حمل محلول مواد مغذی از مخزن به بنک کاشت است.و لوله بازگشت محلول مواد مغذی اضافی در بنک کاشت را به مخزن باز می گرداندمواد لوله به طور کلی باید مقاوم به خوردگی و غیر سمی باشند، مانند لوله های PVC.قطر لوله باید با توجه به سرعت جریان محلول مواد مغذی و فشار سیستم تعیین شود..

4تخته کاشت و فنجان کاشت

تخته کاشت:معمولاً این یک تخته ی فوم با سوراخ های کاشت است که روی بنک کاشت قرار داده می شود.نگه داشتن قسمت های پایه ای ساقه های گیاه در موقعیت مناسب و جلوگیری از قرار گرفتن گیاهان.

فنجان کاشت:این یک ظرف برای قرار دادن گیاهان، به طور کلی از پلاستیک ساخته شده است، با بسیاری از سوراخ های کوچک در دیوار فنجان.این سوراخ های کوچک اجازه می دهند که محلول مواد مغذی به ظرف کاشت داخل شود و مواد مغذی را برای ریشه های گیاه فراهم کنداندازه فنجان کاشت بستگی به اندازه گیاهان دارد. به عنوان مثال، هنگام کاشت سبزیجات برگ دار مانند کاهو، قطر فنجان کاشت حدود 5-8 سانتی متر است.

5دستگاه افزایش اکسیژن

از آنجا که ریشه های گیاه در محلول مواد مغذی رشد می کنند و برای تنفس به اکسیژن کافی نیاز دارند، دستگاه افزایش اکسیژن عمدتا شامل یک کمپرسور هوا و یک لوله تهویه میکروپوروس است.کمپرسور هوا هوا را فشرده می کند و سپس حباب های کوچک را از طریق لوله تهویه میکروپوریز به محلول مواد مغذی تزریق می کند، افزایش محتوای اکسیژن حل شده در محلول مواد مغذی.

6. آب سرد کننده

این می تواند محیط رشد ریشه را بهینه کند. به عنوان مثال دمای آب مطلوب برای کشت کاهو هیدروپونیک بین 18-22 درجه سانتیگراد است. در تابستان، زمانی که دمای نسبتا بالا است،احتمال دارد که بدن آب گرم شود و از محدوده مناسب فراتر رود.کولر می تواند دمای آب را از طریق سیستم خنک کننده خود کاهش دهد، جلوگیری از ریشه ها از تحت تاثیر هیپوکسی ناشی از دمای بالا،که در غیر این صورت می تواند بر عملکرد جذب آنها تأثیر بگذارداین امر سلامت ریشه ها را تضمین می کند و کارایی جذب مواد مغذی و آب را بهبود می بخشد.

محلول مواد مغذی که توسط پمپ آب هدایت می شود، از مخزن به بستر کاشت وارد می شود و مواد مغذی را برای ریشه های گیاه فراهم می کند.ریشه های گیاهان در حالی که در محلول مواد مغذی غوطه می خورند، مواد مغذی را جذب می کنندپمپ هوا هوا را از طریق دستگاه های تهویه به محلول مواد مغذی تزریق می کند و یک گرادیانت اکسیژن محلول را برای اطمینان از تنفس هوازی ریشه ها تشکیل می دهد.

همانطور که گیاهان مواد مغذی موجود در محلول مغذی را جذب و مصرف می کنند، سیستم گردش خون به طور منظم یا با توجه به نتایج تشخیص،بخشی یا کل محلول مواد مغذی موجود در بستر کاشت را برای مکمل و تنظیم به مخزن برگردانید.، مانند تنظیم خواص شیمیایی مانند ارزش pH و رسانایی الکتریکی (قیمت EC) محلول مواد مغذی، و همچنین خواص فیزیکی مانند دمای.

I. ظرفیت عالی تامین محلول مواد مغذی و بافر

تامین پایدار مواد مغذی
در سیستم DWC، لایه محلول مواد مغذی نسبتا عمیق است، معمولاً حدود 10-20 سانتی متر است. این منجر به حجم کلی نسبتاً بزرگ محلول مواد مغذی می شود. به عنوان مثال،در یک حوضه بزرگ تر برای کاشت DWC، ذخایر کافی محلول مواد مغذی می تواند به طور مداوم گیاهان را با انواع عناصر مغذی ضروری، مانند مواد مغذی بزرگ مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم تامین کند.و همچنین مواد مغذی مانند آهناین مانند یک "گودال مواد مغذی" است که می تواند نیازهای رشد گیاهان را برای مدت طولانی برآورده کند.

سیستم گردش محلول مواد مغذی همچنین توزیع یکنواخت مواد مغذی را تضمین می کند. از طریق تجهیزات مانند پمپ آب،محلول مواد مغذی بین حوضه کاشت و مخزن گردش می کند.، اجازه می دهد تا ریشه های گیاه به طور مساوی با مواد مغذی مختلف در تماس باشند و از رشد ضعیف ناشی از کمبود یا بیش از حد مواد مغذی محلی جلوگیری کنند.

محیط خنک کننده
لایه نسبتا عمیق محلول مواد مغذی همچنین می تواند نقش خاص بافری برای عوامل محیطی مانند ترکیب و دمای محلول مواد مغذی داشته باشد.وقتی دمای بیرون تغییر می کندمقدار زیادی از محلول مواد مغذی می تواند گرما را جذب یا آزاد کند.ایجاد تغییر دمای محلول مواد مغذی نسبتاً آهسته و ایجاد یک محیط دمایی نسبتاً پایدار برای ریشه های گیاهاناین شبیه به یک "سیستم تهویه مطبوع" طبیعی است، که باعث کاهش آسیب به ریشه های گیاهان ناشی از نوسانات دمایی می شود.

همچنین اثر بافری بر خواص شیمیایی مانند ارزش pH و رسانایی الکتریکی (قیمت EC) محلول مواد مغذی دارد.اگر نوسانات در مقدار pH یا مقدار EC به دلیل جذب گیاه یا تغییرات در ترکیب محلول مواد مغذی وجود داشته باشد، مقدار نسبتا زیاد محلول مواد مغذی می تواند این تغییرات را تا حدودی رقیق کند و محیط شیمیایی نسبتا پایدار را برای ریشه های گیاه فراهم کند.

II. محیط رشد ریشه برتر

اکسیژن کافی
در سیستم DWC، یک پمپ هوا به طور کلی برای مکمل اکسیژن به محلول مواد مغذی استفاده می شود.در محلول مواد مغذی یک گرادیانت اکسیژن حل شده خوب تشکیل می شود.. محتوای اکسیژن در نزدیکی پمپ هوا بالا است و در مناطق کمی دورتر، به عنوان اکسیژن منتشر می شود و توسط ریشه های گیاه مصرف می شود، محتوای اکسیژن به تدریج کاهش می یابداما هنوز هم می تواند اطمینان حاصل کند که ریشه ها اکسیژن کافی برای تنفس دارند.

این محیط اکسیژن حل شده برای تنفس هوازی ریشه های گیاه مفید است، رشد ریشه و جذب مواد مغذی را ترویج می کند.برای سبزیجات سبز برگ مانند کاهو در سیستم DWCدر مقایسه با کشت خاک سنتی، حیات ریشه و بهره وری جذب بیشتر است.

فضای گسترده گسترش ریشه
لایه مایع عمیق فضای رشد گسترده ای را برای ریشه های گیاه فراهم می کند و به ریشه ها امکان می دهد که آزادانه گسترش یابند و رشد کنند. این برای برخی از گیاهان با سیستم ریشه ای توسعه یافته بسیار مفید است.مثل گوجه فرنگی و خیارریشه های آن ها می توانند به طور مداوم در محلول مواد مغذی گسترش یابند، مواد مغذی و آب بیشتری را جذب کنند و سپس از رشد شدید قسمت های بالای زمین حمایت کنند.

III. مدیریت و نگهداری آسان

مدیریت تجسم شده
سیستم DWC معمولاً دارای ظروف کاشت نسبتاً شفاف یا نیمه شفاف است که به تولید کنندگان اجازه می دهد به طور مستقیم وضعیت رشد ریشه های گیاهان را مشاهده کنند.سطح مایع محلول مواد مغذیبرای مثال، با مشاهده مشکلات مانند اینکه آیا ریشه ها بیمار هستند، آیا محلول مواد مغذی آلوده است،یا اینکه آیا سطح مایع بیش از حد پایین است می تواند در زمان تشخیص داده شود.

تمیز کردن و ضد عفونی کردن راحت
در مقایسه با برخی از روش های کشت زیربنای پیچیده، پاکسازی و ضد عفونی کردن حوضه های کاشت و سیستم های گردش محلول مواد مغذی سیستم DWC نسبتاً آسان است.بعد از پایان چرخه کاشت، محلول مواد مغذی را می توان تخلیه کرد و سپس ضد عفونی کننده های ویژه می تواند برای تمیز کردن و ضد عفونی کردن حوضچه های کاشت، لوله ها و غیره استفاده شود، آماده شدن برای دور بعدی کاشت.به دلیل عدم وجود بقایای بستر و فرآیندهای پیچیده درمان متوسطاحتمال پرورش و باقی ماندن آفات و بیماری ها در زیرپوش کاهش می یابد.

IV. مناسب برای کشت انواع مختلفی از گیاهان

مناسب برای سبزیجات سبز برگ
برای سبزیجات سبز برگ مانند کاهو، اسفناج و بوک چوی، کشت جریان عمیق DWC می تواند آب و مواد مغذی کافی را فراهم کند و به آنها امکان می دهد به سرعت رشد کنند.این گیاهان می توانند به سرعت عناصر مانند نیتروژن و فسفر را در محلول مواد مغذی جذب کنند، رشد و رشد برگ ها را ترویج می دهد. علاوه بر این، با تنظیم فرمول محلول مواد مغذی و شرایط محیطی،کیفیت سبزیجات برگ دار را می توان به طور موثر کنترل کرد، مانند ضخامت، رنگ و طعم برگ ها.

همچنین برای بعضی از میوه ها و سبزیجات نیز قابل استفاده است
برای سبزیجات میوه ای مانند گوجه فرنگی و فلفل، سیستم DWC همچنین می تواند شرایط رشد خوبی را در مراحل اولیه رشد و میوه گذاری آنها فراهم کند.ریشه های قوی می توانند به سرعت در محلول مواد مغذی ایجاد شونددر مرحله ی میوه گذاری، پایه های رشد بعدی قسمت های بالای زمین و تمایز جوانه های گل را ایجاد می کند.تامین پایدار مواد مغذی به رشد میوه و بهبود کیفیت کمک می کند.