تغذية النباتات هو عبارة عن إمداد النباتات بالعناصر الغذائية التى يحتاجها النبات وذلك بكميات مناسبة ومتوازنة مع بعضها البعض فى المحلول بحيث تناسب نوع النبات المنزرع فى مزارع الأسطح . حيث ان زيادة أو انخفاض تركيز المحلول يؤثر بشدة على النباتات و إنتاجها .

وفى حالة مزارع الأسطح يجب أن تتوافر العناصر الأساسية الضرورية لتغذية النباتات و التى هى عبارة عن :

الكربون - الهيدروجين - الأكسجين - النتروجين - الفوسفور البوتاسيوم - الكالسيوم - الماغنسيوم - الكبريت - الحديد - المنجنيز الزنك - النحاس - البورون - الموليبدنيم .


حيث لا وجود للتربة التى تمد النباتات باحتياجاتها الغذائية و فى البداية يجب ان نتعرف على العناصر الغذائية التى يجب توافرها للنباتات من أجل الحصول على أفضل محصول .

المحلول المغذى

المحلول المغذى هو المحلول الذى يحتوى على جميع العناصر الغذائية الضرورية اللازمة لنمو النبات و بنسب متوازنة مع بعضها البعض والذى يستخدم فى امداد النبات بحاجته من الماء والعناصر الغذائية طوال فترة حياته. ومن الصعب القول بأن هناك ما يسمى بالمحلول المغذى المثالىلكل النباتات أو حتى بالنسبة للنبات الواحد ويرجع ذلك الى اختلاف احتياجات النباتات من العناصر الغذائية وذلك لاختلاف طبيعة نمو ومحصول كل نبات بل ان احتياجات النبات الواحد من العناصر يختلف خلال مراحل نموه المختلفة علاوة على اختلاف احتياجات الاصناف المختلفة لنفس النبات كما أن الظروف الجوية يكون لها تأثير كبير .

لذا على القائمين بعملية تغذية النباتات وضع كل الظروف فى اعتباره من أجل الوصول الى أفضل محلول غذائى يناسب النبات المنزرع . فى نظم الزراعة بدون تربة هناك نوعان من المحاليل المغذية

أ- المحلول المغذى المركز

حيث يتم تحضير محلول مغذى مركز عادة يكون مركز 100 مرة عن المحلول المخفف وذلك من أجل سهولة الاستعمال و توفيرا للوقت والمجهود ( وهو المحلول الذي سيتم توزيعه من قبل المشروع ) وهو ينقسم الى :

1- محلول مغذى ( أ ) وهو يحتوى على الكالسيوم وجزء من النتروجين والحديد المخلبى فقط .

2- محلول مغذى ( ب ) وهو يحتوى على باقى أسمدة العناصر الغذائية الاخرى .

ب- المحلول المغذى المخفف

وهو الناتج من تخفيف المحلولين المركزين ( أ و ب معاً ) والمحلول المغذى المخفف هو الذى يقوم بتغذية النبات وامداده بما يحتاج اليه من عناصر غذاء وفيما يلى جدول يوضح نسبه التخفيف للمحلول المغذى :



:
تحضير المحاليل المغذية
اقترح A.Cooper استعمال المحلول المغذى المبين في جدول (1 )، والذي يبلغ تركيز مختلف العناصر به كما في جدول (2). وقد استعمله Cooper مع أكثر من 50 نوعاً من الخضر ونباتات الزينة لمدة ثلاث سنوات متصلة دون أية مشاكل.
هذا.. وتتوفر تحضيرات تجارية جاهزة من أملاح المحاليل المغذية خاصة بتقنية الغشاء المغذى وتباع-عادةً-في مخلوطين منفصلين يضاف كل منهما منفرداً إلى خزان المحلول لمنع ترسب الأملاح.
(جدول 1): كميات الأملاح اللازمة لتحضير المحلول المغذى المثالي لمزارع تقنية الغشاء المغذى.
المركب التركيب الكيميائى الكمية اللازمة
بالجرام / 1000 لتر
فوسفات البوتاسوم ثنائى الأيدروجين
Potassium dihydrogen phosphate
نترات البوتاسيوم
نترات الكالسيوم
كبريتات المغنيسيوم
الحديد المخلبى EDTA iron
كبريتات المنجنيز
حامض البوريك
كبريتات النحاس
موليبدات الأمنيوم
كبريتات الزنك
KH2PO4
KNO3
Ca(NO3) 2.4H2O
MgSO4.7H2O
[CH2N(CH2.COO)2]2FeNa
MnSO4.H2O
H3BO3
CuSO4.5H2O
(NH4)6Mo7O24.4H2O
ZnSO4.7H2O 263

583
1003
513
79
6.1
1.7
0.39
0.37
0.44

وعملياً.. يفضل تحضير محلولين قياسيين مركزين؛ يحتوى أحدهما على نترات الكالسيوم والحديد المخلبي فقط، بينما يحتوى الثاني على جميع الأملاح الأخرى المبينة في جدول (1). ويجرى ذلك بإذابة عشرة أمثال الكميات الموضحة من كل ملح سمادي في جدول(1) في 45 لتراً من الماء لكل محلول قياسي مركز.
فمثلاً.. يلزم لتحضير المحلول الأول 1003 جراماً من نترات الكالسيوم، و79جراماً من الحديد المخلبى تذاب في 45 لتراً من الماء... وهكذا بالنسبة للمحلول القياسي المركز الثاني، مع أخذ نسبة نقاوة كل ملح في الحسبان ؛ لأن الكميات الموضحة في جدول (1) حسبت على أساس أن نسبة النقاوة 100%.
(جدول 2): التركيزات المناسبة للعناصر في المحاليل المغذية التى تستعمل في تقنية الغشاء المغذى.
العنصر الرمز التركيز
( جزء في المليون )
النيتروجين
الفوسفور
البوتاسيوم
الكالسيوم
المغنيسيوم
الحديد
المنجنيز
البورون
النحاس
الموليبدنم
الزنك N
P
K
Ca
Mg
Fe
Mn
B
Cu
Mo
Zn 200
60
300
170
50
12
2
0.3
0.1
0.2
0.1
ونظراً لأن تركيز الأملاح في المحلولين القياسيين المركزين يبلغ 10 أمثال التركيز المطلوب في المحلول المغذى؛ لذا.. فإن المحلول المغذى يحضر بإضافة المحلولين القياسيين المركزين إلى الماء بمعدل 4.5 لتراً من كل منهما لكل 1000 لتر من الماء.
ولتجنب حدوث أية ترسبات يتعين بداية – إذا لزم الأمر – تعديل pH الماء المستخدم في تحضير المحلول إلى 6.0 ثم إضافة محلول نترات الكالسيوم مع الحديد المخلبي والانتظار لفترة ( مع تشغيل طلمبة تقليب الماء ) ؛ لحين اكتمال خلط المحلول المركز مع الماء، ثم إضافة المحلول القياسي المركز الثاني المحاليل المغذية
المحاليل المغذية المستخدمة في زراعة الأسطح هي محاليل تحتوى على العناصر الغذائية اللازمة للنمو النباتي وتستخدم في ري نباتات جميع المزارع اللاأرضية (المائية وغير المائية) بدلاً من الماء العادي.
ولا يوجد محلول مغذ واحد يمكن أن يقال أنه الأفضل، فكل محلول يصلح في ظروف خاصة إلا أن هناك شروطاً عامة يجب أن تتوفر في المحاليل المغذية تتعلق بنوعية الماء المستخدم وتركيز العناصر المختلفة وخصائصها من حيث الـPH ودرجة التوصيل الكهربي والضغط
الاسموزى... الخ.
ويجب أن يحتوى المحلول المغذى على كافة العناصر الغذائية وبالتركيز المناسب للنمو النباتي، على أن تكون العناصر المغذية الكبرى في حالة توازن أيونى فيما بينهما، على أساس أن مجموع نسب الأيونات (النترات، والفوسفات والكبريتات) = مجموع نسب الكاتيونات (البوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم) = 100%، أما بقية العناصر فإنها توجد في المحاليل المغذية بتركيزات منخفضة لا تؤثر على التوازن الايونى بها.
هذا ويمكن تحضير محلول مغذى يحتوى على التوازن الايونى المطلوب بإذابة كميات المركبات المبينة في الجدول الآتي في لتر ماء.
المركب الكمية (ملليجيرام / لتر ماء)
فوسفات البوتاسيوم 136
نترات الكالسيوم 1062
كبريتات المغنسيوم 492
نترات البوتاسيوم 493
كبريتات البوتاسيوم 252
ايدروكسيد البوتاسيوم 224
عند تحضير المحلول المغذى نجد أن العناصر الكبرى وهى النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم توجد بأعلى التركيزات. كما يوجد الصوديوم بصورة طبيعية في الماء المستخدم في تحضير المحاليل المغذية، أما العناصر المغذية الصغرى مثل الحديد والبورن والزنك والمنجنيز والنحاس فإن تركيزاتها تكون منخفضة كثيراً.
الرقم الإيدروجيني pH للمحاليل المغذية:
يتراوح الرقم الايدروجيني المناسب للمحاليل المغذية (في كلاً من النظم المغلقة والمفتوحة) من 5.8 إلى 6.3 . ويؤثر pH المحاليل المغذية على امتصاص العناصر الدقيقة، فيؤدى انخفاض الـpH عن 5 إلى زيادة امتصاص بعض العناصر إلى درجة السمية، كما يؤدى ارتفاع الـpH عن 7.5 إلى ترسيب الفوسفور والكالسيوم والمغنسيوم والحديد والمنجنيز وجعلهم في صورة غير ميسرة لامتصاص النبات، وتحدث أضرار شديدة لجذور النباتات إذا انخفض pH المحاليل المغذية عن 4.0 ومع استمرار استعمال المحلول المغذى يقاس رقمه الإيدروجيني يومياً، ويعدل عند الضرورة إما بحامض الكبريتيك (أو النيتريك)، وإما بأيدروكسيد الصوديوم (أو الامونيوم).
ويتم القياس اليدوي للرقم الايدروجيني يومياً بأخذ عينة من خزان المحلول بعد إضافات الماء والعناصر المغذية إليه. ويجرى القياس إما باستعمال جهاز قياس الرقم الايدروجينيpH meter، وإما باستعمال دليل لونى يتغير لونه حسب الرقم الإيدروجينى، حيث يضاف الدليل إلى عينة من المحلول المغذى ويقارن اللون بلوحات لونية قياسية.

ما هي الأمور التي يجب مراعاتها عند تحضير المحاليل المغذية:

1- يفضل استخدام الأسمدة التجارية العادية كمصدر للعناصر الأولية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) لرخص ثمنها.
2- يفضل استعمال مساحيق الأسمدة.
3- يمكن الاسترشاد بالقاعدة التالية عند تحضير محلول العناصر المغذية الكبرى وهى (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم والكبريت): تستعمل نترات الكالسيوم كمصدر للكالسيوم، كما أنها توفر جزءاً من الأزوت في صورة نترات وتضاف الاحتياجات المتبقية من النترات في صورة نترات البوتاسيوم التي توفر أيضاً بعضاً من احتياجات البوتاسيوم، أما باقي البوتاسيوم اللازم فيمكن الحصول عليه من كبرتيات البوتاسيوم التي توفر أيضاً بعض الكبريت، أما باقي الكبريت اللازم فيحصل عليه من أملاح الكبرتيات الأخرى مثل كبرتيات المغنسيوم التي توفر أيضاً المغنسيوم.
4- تتبع الخطوات التالية عند وزن وإذابة الأملاح السمادية المختلفة في حالة المزارع اللاأرضية التي يستعاد بها المحاليل المغذية ويكرر استعمالها:
أ- توزن أملاح الأسمدة منفردة وترتب في كومات على شرائح من البوليثيلين حتى لا يفقد منها شيء.
ب- يملاً خزان المحلول بالماء إلى 90% من حجمه النهائي.
ج- يذاب كل سماد منفرداً في دلو كبير به ماء، ثم يفرغ السماد المذاب في خزان المحلول مع التقليب ويكرر ذلك مع كل سماد، ويستعمل ماء ساخن بالنسبة للأملاح الصعبة الذوبان.
د- تذاب العناصر الصغرى أولاً ثم العناصر الكبرى.
5- أما في حالة المزارع اللاأرضية التي لا تستعاد فيها المحاليل المغذية المستعملة في الرى، فإنه يتم تحضير محاليل سمادية مركزة من مختلف العناصر الغذائية، تحقن في مياه الرى بالقدر المناسب ليصبح ماء الرى محلولاً سمادياً مناسباً للنمو النباتي. ولتحضير المحاليل المركزة يجب أن تؤخذ في الحسبان درجة ذوبان مختلف الأملاح والتفاعلات التي تحدث بينها، ومن الأفضل تحضير ثلاثة محاليل سمادية مركزه
أ- يحتوى إحداها على نترات الكالسيوم والحديد المخلبي.
ب- يحتوى الثاني على بقية العناصر الكبرى.
ج- يحتوى الثالث على بقية العناصر الصغرى.
أمثلة للمحاليل المغذية المستعملة تجارياً:
تقترب معظم المحاليل المغذية في تركيبها من محاليل هوجلاند المغذية.
محاليل هوجلاند المغذية:
يوجد اثنان من محاليل هوجلاند المغذية يكون النيتروجين في أحدهما نتراتى فقط بينما يتوفر النيتروجين في المحلول الثاني فى صورتيه النتراتية والأمونيوميه، ويحضران من تسعة محاليل قياسية مختلفة، وتحضر المحاليل القياسية كما فى الجدول الآتي (4 ):

(جدول 4): طريقة تحضير المحاليل القياسية المستخدمة لعمل محلولى هوجلاند (أ)، (ب)
رقم المحلول القياسي المركـــب الكمية اللازمة من المركب بالجرام لتحضير لتر من المحلول القياسي
1 نترات الكالسيوم 236.2
2 نترات البوتاسيوم 101.1
3 فوسفات احادى البوتاسيوم 136.1
4 كبريتات المغنسيوم 246.5
5 نترات الكالسيوم 236.2
6 فوسفات احادى الامونيوم 115.00
7 كبريتات المغنسيوم 246.5
8 حامض<