وبادىء ذى بدء نستطيع ان نقول بانه يتم تغذية النباتات فى جميع مزارع وانظمة المحاليل المائية عن طريق ريها بمحلول مغذى يحتوى على جميع العناصر الضرورية لنمو النبات ويتم تقسيم هذه المزارع الى عدة انواع وهذا على حسب البيئة التى تنمو فيها جذور النباتات وهى كالاتى:
1- مزارع المحاليل Solution cultures
وفى هذا النظام تنمى النباتات فى احواض مصنوعة من الخشب او الاسمنت او الحديد او اى مادة معدنية غير مجلفنة وتكون مملوءة بالمحلول المغذى ولايوجد بها وسط صلب لتثبيت جذور النبات وانما تكون هذه الجذور معلقة فى المحلول المغذى.
ولذلك يجب تهوية المحلول عن طريق دفع تيار من الهواء على فترات لتوفير الاكسجين اللازم لتنفس الجذور ويتم هذا باستخدام مضخة تدفع تيار من الهواء الى داخل المحلول تماما مثل المستخدمة فى اوعية اسماك الزينه .
وعادة ما تكون هذه الاحواض مستطيلة الشكل وبطول 150-200 سم وعرض من 60- 80 سم وعمق من 20-30 سم وذات سعة تتراوح من 100- 200 لتر من المحلول .
ويوضع فوق هذه الاحواض صوانى ذو قاع مكون من شبكة من السلك وهى بارتفاع من 10-20 سم ويتم ملىء هذه الصوانى باى طبقة عضوية مثل القش او البيت موس او نشارة الخشب وتعمل هذه الطبقة العضوية كسنادة للنباتات كما تعمل ايضا على مرور الهواء الى داخل المحلول بالاضافة الى انها توفر الاظلام اللازم للمحلول مما يقلل من نمو الفطريات وكذلك يقلل بخر المياه .
وتنمى بادرات النبات فى هذه الطبقة بحيث تتدلى جذورها من خلال شبكة السلك وتصل الى المحلول بينما تمتد سوق النباتات بما عليها من اوراق الى اعلى.. ولذا يلزم استخدام دوبارة راسية تتدلى من سلك مرتفع لكى تثبت النباتات فى وضعها الراسى .
ويجب مراعاة ان يكون حجم المحلول النامى فيه النبات كافيا حيث يفيد ذلك فى عدم حدوث تغير سريع فى تركيزات العناصر مما يقلل الحاجة الى اعادة ضبط التركيز كل فترة .. وعادة ما يكون حجم المحلول من 10-20 لتر وذلك بالنسبة لنبات الطماطم وقد يكون اقل من ذلك للنباتات الاخرى .
2- مزرارع الوسط الحبيبى Aggregate cultures
فى هذه المزارع تكون احواض الزراعة المصنوعة من الاسمنت او الخشب ايضا تملأ بحبيبات مادة خاملة مثل الحصى او الرمل الخشن او البيت موس حيث تعمل هذه المواد كوسط لتثبيت جذور النبات كما هو الحال فى الارض الطبيعية.
وهى فى ذلك تختلف عن مزارع المحاليل والتى تكون فيها جذور النباتات معلقة طوال الوقت فى المحلول .. ولكنها تتشابه معها فى ان مصدر تغذية النبات هو المحلول المغذى
واحواض الزراعة هنا تكون ذو قاع غير مستوى ويكون له ميل لتجميع الماء الزائد من الرى فى القاع وعادة يكون هذا القاع على شكل حرف (V).
واذا كان الوسط المستخدم من الرمل فيجب ان يكون النوع متوسط الحجم ولايزيد قطر حبيباته عن 2 مم .. اما اذا كان هذا الوسط من الحصى فتكون قطر حبيباته اكبر من 2 مم ..كما يحب ان تكون هذه المواد خالية من اى مواد سامة ولها قدر من الاحتفاظ بالرطوبة وكما لاتكون سهلة التفتت.
وتتميز مزارع الوسط الحبيبى عن سابقتها بوجود بيئة صلبة تعمل على تثبت النبات كما هو الحال فى الارض العادية وعدم الحاجة الى تهوية المزرعة كما انها لاتحتاج الى الملاحظة المستمرة ... ولكن يعاب عليهاعن سابقتها ايضا ارتفاع التكلفة الانشائية والحاجة الى تعقيم الوسط من فترة الى اخرى وكذلك قد توجد صعوبة فى التخلص من جذور النبات بعد الحصاد مما قد يتسبب عنه انسداد فى انابيب الرى والصرف.
وناتى الان لطرق اضافة المحلول المغذى فى مزارع البيئات الصلبة
يتم رى مزارع الوسط الحبيبى باستخدام محلول مغذى مخفف مثل المستخدم فى المزارع المائية .. وبعض انواع هذه المزارع (عادة المزارع الرملية) يستخدم فيها ما يعرف بالنظام المفتوح Open system وفيه يضاف المحلول المغذى للاحواض من اعلى فيحتفظ الرمل بقدر منه وينصرف الباقى عن طريق انبوب الصرف فى نهاية الحوض حيث يتم تجميعه ولايعاد استخدامه مرة اخرى .. وتكرر عملية الرى عدة مرات خلال اليوم وعادة ما تكون من 2-5 مرات يوميا وذلك على حسب عمر النبات وحالة الطقس والوقت من السنة.
ويضاف المحلول فى كل رية بمعدل يسمح بصرف من 8-10%من كمية المحلول المضاف. ويتم كل اسبوعين تحليل مياه الصرف لمحتواها من الاملاح فاذا زاد تركيز الاملاح بها عن 2000 جزء فى المليون فان وسط النمو يجب غسله بالماء العذب للتخلص من هذه الاملاح.
وفى مزارع الحصى بصفة عامة يستخدم فيها ما يعرف بالنظام المغلق Closed system وفيه يتم جمع المحلول المغذى المنصرف من الاحواض ليعاد استخدامه فى الرى مرة اخرى .. اى عكس النظام السابق .
وعادة ما يتم اضافة المحلول لهذ المزارع عن طريق الرى تحت السطحى Subsurface irrigation حيث تزود الاحواض بانابيب مثقبة تحت الحبيبات وممتدة بطول الحوض وتتصل الانابيب بمضخة طرد مركزى تعمل على فترات منتظمة ينظمها جهاز توقيت Timer
ويراعى اثناء ضح المحلول ان يغمر البيئة بارتفاع من قاع الحوض وحتى 2-3سم من السطح لان ذلك يساعد على ان يكون السطح جافا وبالتالى يقلل من نمو الفطريات .. كما يجب ان يكون صرف المحلول من البيئة تاما حتى يحل الهواء محل المحلول وبذلك نضمن التهوية الجيدة للجذور.
كما يراعى التوفيق ما بين .. حجم الاحواض .. زمن تشغيل الطلمبة .. نوع المادة الخاملة بحيث يتم الصرف فى نفس المدة اللازمة لغمر البيئة بالمحلول ويكون الزمن الكلى لدورة الرى والصرف من 20-30 دقيقة .
ونأتى الى كيفية متابعة تركيب المحلول المغذى فى مزارع الوسط الصلب
من الضرورى مراقبة التغيرفى تركيز المحلول المغذى من وقت الى آخر مع اعادته الى تركيزه الاصلى حسب الحاجة وذلك حتى لاينخفض تركيز المغذيات الى الدرجة التى تؤثر على محصول النبات
ويتم مراقبة هذا التغير عن طريق قياس التوصيل الكهربى للمحلول (EC) ولكن يجب مراعاة زيادة حجم المحلول المغذى الى حجمه الاصلى باضافة الماء قبل قياس التوصيل الكهربى وخاصة فى النباتات الكبيرة الحجم سريعة النمو مع ضرورة خلط الماء المضاف بالمحلول خلطا جيدا قبل عملية القياس..
وتتم عملية القياس كل يوم او يومين على الاكثر وذلك حسب الظروف .. وعادة مايزود خزان المحلول المغذى بمصدر للماء العذب ذو صمام ويتحكم فى هذا الصمام عوامة طافية ففى حالة نقص حجم المحلول فى الخزان يندفع الماء خلال الصمام الى المحلول وعند وصول المحلول الى المستوى المطلوب تقوم العوامة بغلق الصمام .
واذا تلاحظ انخفاض شديد فى قى قيمة التوصيل الكهربى عن القيمة الاصلية للمحلول فانه يجب اضافة كمية من المحلول المركز لرفع درجة التوصيل الى قيمتها الاصلية وهذه الكمية المضافة من المحلول المركز تتوقف على معدل نمو النبات...
وعادة ما نحتاج الى الى لتر من المحلول المركز/ يوم/ 250 لتر من المحلول المغذى وذلك بالنسبة للنباتات التى يبلغ طولها 2-2.5متر بينما فى خلال الشهر الاول من النمو حيث تكون النباتا ت صغيرة فان الاحتياجات تكون حوالى ربع الكمية او اقل..
كما ان عملية التحليل المستمر للمحلول لمتابعة التغير فى تركيز كل عنصر من العناصر تعطى المعلومات الضرورية لحساب معدل اضافة المحلول المركز من فترة الى اخرى.
كذلك يتم قياس pH المحلول على فترات زمنية مناسبة ثم يجرى تعديله باضافة الاحماض او القلويات حتى يكون فى حدود من 6 الى 7 باستمرار.
وناتى لسؤال يطرح نفسه علينا ..الا وهو.. هل يحدث تغيير فى المحلول المغذى؟
نعم .. ويرجع ذلك الى ان كثرة استخدام المحلول المغذى واعادة ضبط تركيزه وتركيبه عدة مرات يؤدى الى اعطاء فرصة لتراكم الاملاح الغير مرغوب فيها مثل املاح الصوديوم والكلور والبورون وهذه الاملاح قد تكون كشوائب من الكيماويات المستخدمة فى تحضيره او من الماء المستخدم فى تحضيره ايضا.
وبصفة عامة فان اى محلول مغذى لايجب استخدامه لمدة تزيد عن 3 شهور بدون استبداله بمحلول حديث التحضير كلية. ويعتبر استخدام المحلول لمدة شهرين هو المتوسط الزمنى الشائع فى المزارع التجارية وذلك فى حالة تحليله واعادة ضبطه بانتظام كل اسبوع .. وبالطبع فانه بدون التحليل واعادة ضبط المحلول فان فترة عمره سوف لاتزيد عن 1-2 أسبوع.
كما يجب التنويه بضرورة تنظيف وتعقيم البيئة وخاصة الرمل بين كل محصول واخروذلك باستخدام 0.5 -1% من الفورمالين او اى مادة اخرى مثل هيبوكلوريت الصوديوم حيث تغمر المراقد عدة مرات كل منها حوالى نصف الساعة ثم تصفى وتغسل جيدا بالماء عدة مرات ايضا لضمان التخلص من مواد التعقيم ثم تترك لمدة تتراوح من 1-2 يوم لتهويتها قبل استخدامها فى زراعة المحصول التالى.
3- مزارع الاغشية المغذية (Nutrient Film Technique (NFT
هذا الاسلوب من تغذية وانتاج النبات يمكن ان يتم اما فى الحقل المكشوف او فى الصوب الزراعية ... وفى هذا النظام تنمى النباتات متجاورة مع بعضها البعض فى قنوات طويلة ضيقة وذات انحدار مناسب حيث يمر تيار مستمر من المحلول المغذى ضحل جدا فى السمك (غشاء Film )
وجذور النباتات تنمو داخل القناه بشكل كثيف حيث تكون مايشبه الحصيرة او طبقة اللباد ، وتتلاصق طبقات جذور النباتات المتجاورة مع بعضها البعض حيث تمتد طولا وعرضا وتملأ القناه النامى فيها النبات ويعمل ذلك على تدعيم النباتات واستقامتها بطريقة رأسية كما لو كانت نامية فى الارض الطبيعية.
وغشاء المحلول المغذى المار اسفل جذور النباتات يكون رقيقا بدرجة انه يبلل فقط الجزء السفلى من الجذر اما الجزء العلوى من الجذر فبالرغم انه يكون رطبا لكنه يكون موجودا فى الهواء مما يضمن استمرار الامداد بالاكسجين وبالتالى لايحتاج الامر هنا الى دفع تيار من الهواء كما هو الحال فى المزارع
المائية.
ويجب ان يكون انحدار القناه منتظما ومتجانس مع عدم وجود اى حفرفى بعض المواقع على طول المجرى (حتى ولو لعدة ملليمترات طولية) كما يكون عرض القناه والتى تنمو فيه الجذور كافيا لتجنب اى حجز او اعاقة لحركة المحلول بواسطة طبقة الجذور كما يجب ان تكون قاعدتها مستوية وليست مقعرة حتى لاتجعل عمق المحلول فى منتصف القناه كبيرا.
حدود السمية والنقص فى تركيزات العناصر فى محاليل الاغشية المغذية
تتحمل النباتات النامية فى مزارع الاغشية المغذية (NFT) مدى واسع من تركيزات العناصر المختلفة دون التاثير على نموها ويرجع ذلك الى تدفق المحلول باستمرار على شكل غشاء رقيق وعدم وجود بيئة صلبة تنمو فيها الجذور ولذلك فان حدود السمية والنقص هنا تختلف عنها فى حالة الاراضى العادية .
ولقد بينت التجارب على ان اختلاف تركيز النتروجين فى المحلول المغذى الدائر والذى يقع مابين 10-320 جزء فى المليون كان له تاثير قليل على محصول الطماطم او كمية النتروجين الممتصة بواسطة النبات، ونفس الحال لتغير تركيز للفوسفور والذى مابين 5-200 وكذلك البوتاسيوم من 20-275 جزء فى المليون.
وبرغم ذلك لاينصح عادة باستخدام تركيزات منخفضة من المغذيات المختلفة لان استخدام التركيز المرتفع نسبيا من العنصر يوفر احتياطى من هذا العنصر فى المحلول فلا ينخفض تركيزه بسرعة نتيجة امتصاصه بواسطة النبات وبالتالى تقل الحاجة الى اعادة تركيز المحلول على فترات متقاربة.
ونأتى الى المحلول المغذى فى مزارع الاغشية (NFT)
يتم ضخ المحلول المغذى فى هذا النظام من الاوعية المحتوية عليه الى ماسورة توزيع ومنها ينساب الى قنوات نمو النباتات حيث يتم تجميعه فى خزان ليعاد ضخه مرة اخرى الى القناه وهكذا. اى ان المحلول فى حالة دوران مستمر ولذايجب ازالة اى اسباب او اعطال من شأنها ان توقف دوران المحلول .
والفترة الزمنية التى يمكن ان يتحمل فيها النبات توقف دوران المحلول والتى تختلف من نبات الى اخر وذلك حسب نوع النبات ومرحلة نموه وايضا العوامل المناخية السائدة تتراوح مابين 1-48 ساعة.
واذا تلاحظ ان التوصيل الكهربى للمحلول الدائر اقل من 2ملليموز/سم فانه يضاف حجم قدره 1.5لتر من محلول A و 1.5 لتر من محلول B المركزين لرفع درجة التوصيل الكهربى الى قيمته الاصلية والتى تكون فى حدود 3 ملليموز/سم.
كما يجب ضبط pH المحلول من فترة الى اخرى ليكون باستمرار فى حدود من 6-6.5 .
وعادة يتم تغير المحلول المغذى بمحلول جديد فى هذا النظام كل فترة 10 اسابيع.-------------------------------
وبهذا نكون قد استعرضنا الانظمة المختلفة لتطبيقات هذا التكنولوجى فى مجال الزراعة اللاارضية ولذا فان هذا الموضوع يكون قد استوفى منا توضيحه وتم بحمد الله وتوفيقه.
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته...
ساحة النقاش