5- مزارع المخاليط ( البيت والمواد الأخرى ) :
تعتبر مزارع مخاليط البيتReat Mixtures والمواد الأخرى، كالرمل، والفير مكيكوليت والبرليت، والبوليسترين، ونشارة الخشب من النظم المفتوحةOpen Systems التى لا تستعمل فيها المحاليل المغذية سوى مرة واحدة. وفيها تنمو النباتات فى مخاليط خاصة أساسها البيت موس غالباً.
ويمكنه عمل عديد من التصميمات الهيكلية التى يمكن إستخدامها لإنشاء مزارع مخاليط البيت والمواد الأخرى مثل الفرمكيوليت والبرليت والإستروفوم... ومن أهم هذه التصميمات :
أ - مزارع الأعمدة Column Cultures:
وهى عبارة عن أسطوانات مفتوحة الطرفين من البلاستيكPVC أو الورق غير المنفذ للرطوبة وتكون بقطر 20- 35 سم وتملء هذه الإسطوانات بالمخلوط المناسب للنباتات المزمع زراعتها وتروى النباتات بنظم الرى بالتنقيط وتوضع هذه الإسطوانات رأسياً.
ب- مزارع الأكياس: Bag Culture
وهى عبارة عنأكياس من البلاستيك وتكون عادة بطول متر وبعرض 20سم ويتسع هذا الكيس لزراعة نبات خيار أو ثلاثة نباتات طماطم وهناك أكياس بطول 70 سم وبعرض 35سم. وعادة ما توضع هذه الأكياس على امتداد خط الزراعة. وعموماً فإن الحجم المناسب لنمو النبات حوالى 14لتر/نبات طماطم. ويجب أن يكون لون الكيس أسود من الداخل يناسب نمو الجذور وأبيض من الخارج فى المناطق الحارة وأسود من الخارج فى المناطق الباردة.
6- المزارع المائية Water Cultures:
وهى أنواع من المزارع المائية التى فيها تنمو الجذور فى المحاليل المغذية مباشرة، ولاتستعمل فيها بيئات صلبة لدعم النبات وتثبيت جذوره. وتلك هى المزارع المائية الحقيقية من بين جميع أنواع المزارع اللاأرضية. وهى تعتبر من النظم التى يستخدم فيها المحلول المغذى لمدة طويلة قبل التخلص منه وتحضير غيره من جديد. وفيها تروى النباتات بالمحلول المغذى مباشرة، فلاحاجة لحقن محاليل سمادية مركزة فى ماء الرى، لكن تكون هناك حاجة لخزانات كبيرة تتسع لضعف كمية المحلول المغذى التى تحتاجها جميع نباتات المزرعة يومياً لتحقيق نوع من الأمان بالنسبة لتغذية النباتات وتثبيتها فى مكانها وفى هذه النوعية من المزارع يجب جعل منطقة التاج ( قاعدة الساق ) . تستند إلى طبقة رقيقة من وسط صلب يكون غالباً هو الغطاء البذرى أو المكان الذى تنمو فيه الجذور.
ويلزم لنجاح هذه النوعية من المزارع المائية تحقيق شرطين أساسيين هما :
1- توفير الأكسجين الكافى لنمو الجذور:
نظراً لأنها تستنفذ ما يوجد بالمحلول المغذى من أكسجين خلال فترة قصيرة وتختلف طرق توفير إحتياجات الأكسجين اللازمة لنفس الجذور حسب نوع المزرعة. 2- حجب الضوء عن الجذور:
يمكن للنباتات أن تنمو بصورة طبيعية بعض النظر عما إذ1 كانت جذورها معرضة للضوء أم أنها تنمو فى الظلام لكن المهم هو أن تبقى جذورها دائماً مغمورة فى الماء أو أن يكون الجو المحيط بها مشبعاً تماماً بالرطوبة. وترجع أهمية حجب الضوء إلى أن الظلام يمنع نمو الطحالب بينما يساعدها الضوء على نموها. ويؤدى نموها إلى منافسة النباتات على العناصر الغذائية وإلى رفع pH المحلول المغذى كما تتنافس النباتات على الأكسجين ليلاً. ويؤدى تحللها إلى إنتاج مواد سامة قد تتعارض مع النمو الطبيعى للنباتات.
وفيما يلى بعض نظم المزارع المائية التى يستخدم فيها المحلول المغذى كبيئة اساسية لنمو النباتات :
أ- مزارع المحاليل الغذائية Nutrient solution cultures :
تعتبر مزارع المحاليل المغذية أول أنواع المزارع المائية إستخداماً على النطاقين البحثى والتجارى، وفيها تبقى الجذور فى المحلول المغذى داخل حيز مغلق يكون وعاءاً بلاستيكياً بحجم مناسب أو أحواض أسمنتية مطلية بالبيتومين وتختلف الأحواض المستعملة لهذا الغرض فى العرض من 30-100سم، وفى الطول من 60-250 سم، وفى العمق من 15- 22.5سم. وهى تملئ بالمحلول المغذى لعمق 10-15سم، وتترك مسافة 5-7.5سم حتى غطاء الحوض الذى يكون صالحاً لكل من زراعة البذور، أو تثبيت الشتلات حسب طريقة الزراعة المتبعة .
يتكون غطاء الحوض من شبكة بلاستيكية ( بدلاً من شباك السلك المجلفن التى كانت تستعمل سابقاً حتى يمكن تلافى مشكلة التسمم من الزنك ) تملأ بالاسيتروفوم Styrofoam وجزيئات بلاستيكية أخرى ( بدلاً من القش ، وبرى الخشب ، ونشارة الخشب ، والبيت موسى ، وقشور الأرز ، وهى المواد التى كانت تستعمل سابقاً وتكون الشبكة بما فيها من مواد مالئة بسمك 5-10سم .
ويتم توفير الأكسجين اللازم لتنفس الجذور فى هذا النوع من المزارع بواسطة مضخة صغيرة تعمل بصفة دائمة وتدفع الهواء من خلال ثقوب توجد فى قاعدة مساميةPorus بقاع حوض الزراعة فيخرج على شكل فقاقيع فيذوب بذلك جزء من الأكسجين فى المحلول المغذى وقد تم التوصل الى طريقة لنمو النباتات فى محاليل مغذية، دون الحاجة لتهويتها وفى هذه الطريقة تربى النباتات بحيث تمتد جذورها خلال حيز هوائى عريض تحصل منه على احتياجاتها من الأكسجين قبل أن تمتد فى المحلول المغذى.
ب- مزارع الانابيب : Tube Cultures
تستعمل فى مزارع مواسير أنابيب من البولى فينايل كلورايد ( PVC ) بقطر 4بوصة تشق طولياً الى نصفين، ويغطى مكان القطع بالبلاستيك الأسود لمنع نفاذ الضوء. وتستخدم هذه الأنصاف فى زراعة النباتات ذات النمو الخضرى والجذرى المحددين، كالخس والشليك. ويتم عمل ثقوب فى البلاستيك تثبت فيها النباتات وتبقى الجذور داخل الأنبوبة التى يمر فيها المحلول المغذى بصورة دائمة، ولهذا فإنها يجب أن تكون مائلة بمقدار 7.5 سم كل 30 متراً .
لتعمل على حسن إنسيابه فيها. ويعاد إستعمال هذه الأنبابيب فى الزراعة بعد تعقيمها بهيبو كلوريد الصوديوم، لكن يجب أن يستعمل معها غطاء بلاستيكى جديد.
وتتحقق التهوية اللازمة للمحلول المغذى فى هذه النوعية من المزارع أثناء مروره من الأنابيب إلى خزان المحلول. ويساعد وضع عدد من الحواجز فى طريقه إلى زيادة إختلاطه بالهواء .
جـ- مزارع الأغشية المغذية الرقيقة: ( NFT )
مزارع الأغشية الغذائى الرقيق ( اختصار ( NFT) ( Nutrient Film Techinique تتواجد جذور النباتات فى الأغشية المغذية بين طبقتين من البلاستيك تحصران بينهما حيزاً ضيقاً ينساب فيه المحلول المغذى بصورة دائمة على شكل غشاء بسمك 3 ملليمتر فقط .
مزايا وعيوب نظم الأغشية المغذية
من أهم مميزات نظم الأغشية المغذية :-
1-لا حاجة للتعقيم بين الزراعات المتتالية، نظراً لأن الأغشية البلاستيكية لايعاد إستعمالها. وفى ذلك توفير فى الطاقة والجهد والوقت، بالاضافة الى تقليل إحتمالات تلوث البيئة ومصادر المياه بالمبيدات المستخدمة فى التعقيم. ويكفى مجرد غسل قنوات الزراعة وخزان المحلول المغذى والانابيب بالفورمالين بتركيز 2% بين الزراعات المتتالية.
2-التوفير فى الماء نظراً لأن المحلول المغذى يمر فى نظام مغلق، فلا يتعرض للتبخر ويستعمل أكثر من مرة .
3-يحضر المحلول المغذى ويختبر ويعدل فى نقطة واحدة، ويمكن أن يتم ذلك آلياً، كما يمكن تدفئته بسهولة إلى الدرجة المناسبة ، وبذلك يمكن التوفير فى الطاقة.
4-يمكن مكافحة الآفات بسهولة بإضافة المبيدات الجهازية التى تمتص عن طريق الجذور إلى المحلول المغذى.
ومن أهم عيوب الأغشية المغذية الرقيقة :-
1-سرعة إنتشار الأمراض التى تصيب النباتات عن طريق الجذور، لكن يفترض دائماً إتخاذ الإحتياطات اللازمة لمنع وصول هذه الأمراض إلى المزرعة ، خاصة أنها فى البداية خالياً تماماً منها.
2-إحتمال إصابة قاعدة ساق النبات بما يشبه الإحتراقنتيجة تراكم الملح على قاعدة النبات بالقرب من مكان تلامس الساق مع غشاء المحلول المغذى. ولايحدث ذلك إلا إذا كان المحلول راكداً فى هذه المنطقة ( وهو الأمر الذى يحدث إن كان بها إنخفاضاً ) أو إذا كان غشاء المحلول المغذى أسمك من اللازم . وتعالج هذه المشكلة بالإهتمام بهندسة النظام لضمان تدفق المحلول المغذى فى غشاء المحلول بالسمك المناسب.
3-تحتاج إلى نوعية جيدة من المياه .
4-تحتاج إلى إمداد طاقة مستمر .
5-زيادة التكاليف الإنشائية نسبياً .
ولتصميم مزرعة الأغشية المغذية الرقيقة يتم أولاً إعداد قنوات مستوية تماماً وتوضع على أرضية من الأسمنت مائلة بمقدار 1% وتصنع هذه القنوات من الخشب، أو البلاستيك، أو المعدن، أو الأسمنت. وترجع أهمية إستواء القنوات إلى عدم إعطاء أية فرصة لتوقف المحلول المغذى بأية إنخفاضات قد توجد بها، نظراً لأن البقع الراكدة تصبح خالية من الأكسجين بعد فترة قصيرة من تنفس الجذور.
يبلغ عرض القنوات عادة 23 سم ، وارتفاعها 5سم فى مزارع الطماطم والخيار، أما طولها، فيجب ألا يزيد عن 30-40متراً كحد أقصى، ويجب أن تكون غير منفذة للماء. وفى حالة صنعها من مواد منفذة للماء، فإنه يلزم تبطينها بغشاء بلاستيكى. وفى هذه الحالة يجب أن يكون الغشاء عريضاً بالقدر الذى يكفى لتغطية القناة ( Calle ) ومكعبات إكثار الشتلات. ويستعمل لذلك الغرض غشاء بلاستيكى بسمك 130 ميكرون على الأقل ، لأن الأغشية الأقل سمكاً من ذلك يمكن أن تلتصق بها الجذور وتتشابك مما يجعل المحلول المغذى يمر من حول الجذور، بدلاً من أن يمر من خلالها. أما القنوات التى تصنع من مواد غير منفذة للماء، فإنها لاتحتاج إلى تبطين، ولكنها تحتاج إلى غطاء، وقد يكون هذا الغطاء من البلاستيك أو من أية مادة غير صلبة. وترجع أهمية أغطيةالقنوات إلى أنها :
1-تمنع فقد الماء بالتبخر .
2-تحجب الضوء عن القنوات فتمنع بذلك نمو الطحالب التى تمتص الغذاء، وتؤدى إلى بطء إنسياب غشاء المحلول المغذى .
3-تساعد على التحكم فى درجة حرارة الجذور .
من المفضل أن يكون السطح الخارجى لأغطية القنوات أبيض أو فض اللون لتقليل إكتساب الحرارة وللعمل على عكس الضوء وتشتيته حول النبات التى قد تكون بحاجة إليه فى الظروف التى تقل فيها شدة الإضاءة. بينما يؤدى الغطاء الأسود غلى رفع درجة حرارة الهواء كثيراً داخل القنوات فى الأيام الحارة صيفاً إلى القدر الذى قد يضر بالجذور.
أما الغطاء البلاستيكى الأبيض، فإنه لا يحجب الضوء بالقدر الكافى. وعليه فإن الغشاء البلاستيكى المستعمل فى تغطية القنوات يكون ذات لون اسود من الداخل وأبيض من الخارج. وقد تستعمل فى المناطق الشديدة الحرارة أغطية للقنوات للحرارة تتكون من غشاءين من البلاستيك بينهما مسافة من الهواء الساكن هذا لتقليل التبادل الحرارى.
وفى هذه النظم يتجمع المحلول المغذى بالجاذبية الأرضية فى خزان يوضع فى نهاية القنوات، ثم يعاد ضخه من الخزان الى قناة رئيسية تكون متعامدة على النهايات العلوية للقنوات، وتزودها بالمحلول من خلال مواسير رفيعة أو صمامات خاصة. ويتم ضبط معدل تدفق المحلول المغذى بحيث يكون على صورة غشاء بسمك 3مم على امتداد قاع القناة، لأن زيادة سمكه عن ذلك تؤدى إلى حجب الأكسجين عن الجذور.
وسواء استعمل المحلول المغذى لمدة اسبوعين أو لمدة أطول من ذلك فإنه يلزم اختباره يومياً لتقدير الـpH، ودرجة التوصيل الكهربى ( EC ) فالـpH يجب أن تظل دائما فى حدود 6- 6.5 ، ويعدل عند الضرورة بإضافة الأحماض المذكورة سابقاً فى حالة ارتفاع الـ pH عن 65، كما أن درجة التوصيل الكهربى للمحلول المغذى المقترح استعماله تقدر بنحو 3 ملليموز/سم، فإذا انخفضت مع الاستعمال إلى 2ملليموز/سم لزمت إضافة جميع المركبات المستعملة فى تحضير المحلول بالقدر الذى يكفى لإعادة القراءة إلى 3ملليموز/سم ويمكن أن يتم ذلك كله أتوماتيكياً.
وبينما نجد أن الاكسجين يصل إلى جذور النباتاتب النامية فى التربة مباشرة من فراغات التربة المملوءة بالهواء، فإنه يصل إلى جذور النباتات النامية فى المحلول المغذى مع تيار المحلول المحتوى على الأكسجين الذائب. وعليه فإن المحلول المغذى يجب أن يتحرك بحرية حول الجذور، حتى يمدها بحاجتها من الأكسجين. فإذا توقفت حركة المحلول ما بين تفرعات الجذور الكثيفة، فإن الأكسجين يقل كثيراً حولها بينما يزداد تركيز الغازات الناتجة من نشاط وتنفس الجذور، مثل ثانى أكسيد الكربون، والإثلين وأكسيد ثنائى النيتروجين Dinitrogen oxide.
وتوضع النباتات التى يراد زراعتها فى مزارع الأغشية المغذية الدقيقة فى أوعية خاصة، مثل: اصص البيت، أو مكعبات الصوف الصخرى أو أقراص الجفى GVS ويفضل استعمال مكعبات الصوف الصخرى حتى لايؤدى البيت موسى الموجود فى الأوعية الأخرى إلى انسداد قنوات الزراعة وسوء التهوية وتوضع الاصص فى القناة ويحافظ على النباتات فى مكانها يضم البلاستيك بمشابك خاصة.
7 - المزارع الهوائية Aeroponics :تظل جذور النباتات فى المزارع الهوائيةAeroponics عالقة فى حيز مغلق مع تعريضها بصورة منتظمة للمحلول المغذى فى صورة ضباب، وبذلك تحصل النباتات على حاجتها من الماء والغذاء والاكسجين اللازم لتنفس الجذور التى تبقى فى هواء رطوبته النسبية 100% ويحقق هذا النظام أكبر استفادة ممكنة من المساحة المتوفرة من البيوت المحمية، نظراً لأن النباتات تثبت فى ثقوب على جانبى هيكل على شكل حرف A. وقد استخدمت هذه المزارع بنجاح فى إنتاج الخس.
مع تحياتى......................