اصول کشت‌های هیدروپونیک – کیفیت آب

//اصول کشت‌های هیدروپونیک – کیفیت آب

اصول کشت‌های هیدروپونیک – کیفیت آب

 کیفیت آب آبیاری به ویژه در سیستم‌های هیدروپونیک بسیار حائز اهمیت بوده و بر ترکیبات محلول‌های غذایی تأثیر گذار است. در خاک، ریشه‌ها می توانند مواد مغذی موجود را از یک منطقه وسیع‌تر در مقایسه با سیستم‌های هیدروپونیک بدست آورند؛ در حالی که در سیستم هیدروپونیک، رشد ریشه با ابعاد محدود کننده بستر محدود شده است. در نتیجه دسترسی ریشه به مواد غذایی بستگی مستقیمی به تنظیم کیفیت آب مصرفی در سیستم دارد.

آب آبیاری که برای تهیه محلول‌های غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند حاوی مواد معدنی و یا نمک باقیمانده باشد، سطح pH را افزایش داده یا حاوی مقدار زیادی سدیم باشد. هنگام محاسبه نیازهای محلول غذایی، باید مقدار مواد مغذی موجود در آب آبیاری کم شود تا اطمینان حاصل شود که غلظت مواد مغذی از حد مورد نظر تجاوز نمی‌کند.

استفاده از آب باران که معمولاً از کیفیت عالی و عاری از آهن برخوردار است، برای سیستم‌های هیدروپونیک بسیار توصیه می‌شود. رواناب از پشت بام‌های گلخانه‌ای راهی آسان برای جمع‌آوری آب باران است.

 

کلر (Cl) و سدیم (Na):

آب را می‌توان با توجه به میزان سدیم و کلر در سه سطح کیفیت طبقه‌بندی کرد (جدول ۱):

جدول ۱٫ درجه بندی کیفی آب

درجه کیفی EC (Ms/cm) Na  یا Cl (mmol/l) Na (ppm) Cl (ppm) کاربرد در هیدروپونیک قابلیت استفاده
۱ ۰٫۵> ۱٫۵> ۳۴> ۵۳>         ++ مناسب برای همه گیاهان
۲ ۰٫۵-۱ ۱٫۵-۲٫۵ ۳۴-۵۷ ۵۳-۸۷          + نامناسب برای سیستم‌های بسته و گردشی
۳ ۱-۱٫۵ ۲٫۵-۴ ۵۷-۹۲ ۸۷-۱۴۲         + – نامناسب برای گیاهان حساس به شوری

 

میزان نمک آب آبیاری، خصوصاً میزان سدیم (Na) بسیار مهم است. سدیم معمولاً در آب وجود دارد، اما فقط مقادیر کمی توسط گیاهان جذب می‌شود. مقدار زیاد سدیم باعث بروز مشکلات شوری می‌شود. اگر غلظت سدیم در ناحیه ریشه خیلی زیاد باشد، برای محصول مضر است. اگر سدیم بالاتر از حداکثر غلظت قابل قبول در منطقه ریشه (جدول ۲) جمع شود، تولید کنندگان باید برای جلوگیری از کاهش عملکرد یا افت کیفیت محصول، بخشی از محلول غذایی چرخشی را تخلیه کنند. تخلیه منجر به تلفات ناخواسته مواد مغذی و آب و آلودگی محیط زیست می‌شود.

منبع اصلی تجمع سدیم در محلول غذایی، میزان نمک موجود در آب آبیاری است. مقدار سدیم کودهای اضافه شده برای ایجاد محلول برای کمک به تجمع سدیم بسیار کم است. به طور کلی، آب آبیاری با سطح سدیم بالاتر از ۱٫۵ میلی‌مول بر لیتر برای بازیافت محلول غذایی در سیستم‌های هیدروپونیک یا آبزیان مناسب نیست؛ زیرا چرخش دوباره، سطح سدیم آن را افزایش می‌دهد. حداکثر مقدار قابل قبول سدیم در محلول غذایی برای برخی محصولات زراعی در جدول ۲ نشان داده شده است.

 

جدول ۲٫ حداکثر میزان سدیم قابل قبول (Na) در منطقه ریشه برای جلوگیری از کاهش عملکرد یا افت کیفیت تولید

محصول حداکثر مقدار قابل قبول سدیم در ناحیه ریشه (میلی مول در لیتر) حداکثر مقدار قابل قبول سدیم در منطقه ریشه ppm))
گوجه فرنگی ۸ ۱۸۴
فلفل دلمه‌ای ۶ ۱۳۸
بادمجان ۶ ۱۳۸
کدو ۶ ۱۳۸
ملون ۶ ۱۳۸
رز ۴ ۹۲
ژربرا ۴ ۹۲
ارکیده ۱ ۲۳
میخک ۴ ۹۲

 

کلرید (Cl) نیز ممکن است در بسیاری از منابع آب وجود داشته باشد. مقادیر بالای کلر برای رشد محصول مضر است و فقط مقادیر کم آن قابل قبول است. حداکثر مقدار قابل قبول کلر در منطقه ریشه ۰٫۲-۰٫۵ میلی مول بر لیتر از حداکثر مقدار قابل قبول برای سدیم است. مقادیر بالای سدیم و کلری به طور مستقیم محصول را از بین نمی‌برد، بلکه باعث از بین رفتن پتانسیل تولید می‌شود.

pH، بی‌کربنات و سختی آب:

سختی موقت نوعی سختی آب است که در اثر وجود مواد معدنی کربنات حل شده (کربنات کلسیم و کربنات منیزیم) ایجاد می‌شود. این مواد معدنی هنگام حل‌، کاتیون‌های کلسیم و منیزیم (Ca2+، Mg2+) و آنیون‌های کربنات و بی‌کربنات (CO2-2  ،HCO3) را آزاد می‌کنند. سطح pH بهینه برای هیدروپونیک ۵٫۵ است. اگر آب آبیاری حاوی مقادیر قابل توجهی کربنات و بی‌کربنات (CO2-2  ،HCO3)  باشد، pH آب بسیار بالا خواهد بود. این وضعیت اغلب در مواردی است که از آب چاه استفاده می‌شود. بنابراین این آب برای خنثی کردن HCO3 و پایین آمدن pH محلول مواد غذایی باید با اسید تیمار شود. مقدار اسید اضافه شده با مقدار HCO3 موجود تعیین می‌شود.

با افزودن اسید به آب‌، بیكربنات با پروتون اسید خنثی می‌شود و pH محلول كاهش می‌یابد. در ادامه، کلسیم (یا منیزیم) برای جذب گیاه در دسترس خواهد بود و آنیون اسید در آب حل می‌شود.

Ca2+ + 2HCO3 + 2HNO3 ⇋ Ca2+ + 2CO2 + 2H2 O + 2NO3

برای این منظور معمولاً از نیتریک استفاده می‌شود، اما از اسید فسفریک و مشتقات آن مانند اوره فسفات نیز می‌توان استفاده کرد. با افزودن اسید بیشتر، غلظت آنیون‌های مرتبط با اسید در محلول مانند نیترات و فسفات افزایش می‌یابد. با این حال، این مقادیر نباید بیش از غلظت مورد نظر برای محلول غذایی باشد. از آنجا که این غلظت آنیون در محلول‌های غذایی، مقدار اسید موجود در آن را محدود می‌کند، مقدار HCO3 که می‌تواند خنثی شود، محدود است. در نتیجه، غلظت اولیه HCO3 در آب آبیاری یک مسئله مهم در تعریف کیفیت آب است.

تیمار بی‌کربنات با یک اسید، دی اکسید کربن (CO2) و آب را آزاد می‌کند. CO2 باید راهی برای خروج از محلول غذایی داشته باشد. اگر اینطور نباشد، pH محلول کاهش پیدا کرده و نوسان خواهد داشت. این بدان معنی است که واکنش اسید و بی‌کربنات باید در سیستم‌های باز صورت گیرد نه در سیستم‌های بسته و چرخشی.

آهن (Fe):

بسته به لایه خاک که آب از آن پمپاژ می‌شود، مقدار زیادی آهن در آب وجود دارد. آهن در چاه بی‌هوازی به صورت یونی به عنوان Fe2+ یافت می‌شود. به محض تماس با اکسیژن موجود در هوا، این یون‌ها با اکسیژن واکنش نشان می‌دهند تا تبدیل به Fe3+ شود  و به سرعت در نمک‌های مختلف آهن به صورت نامحلول (هیدروکسید آهن، اکسیدها و هیدروکسی اکسیدها) رسوب می‌کند. این اتفاق معمولا زمانی که آب از طریق نازل آبپاش یا دریپر عبور می‌کند، رخ می‌دهد، زیرا آب در آن نقطه در تماس ناگهانی با اکسیژن خواهد بود. در نتیجه این واکنش، هیچ یک از مقادیر این آهن‌ها نمی‌تواند در دسترس گیاهان باشد؛ زیرا قبل از رسیدن به محصول رسوب خواهد کرد. اگر چه منطقی است که طرح‌های کود دهی را به میزان مواد مغذی موجود در آب تنظیم کنیم، اما آهن در آب آبیاری هرگز نباید در معادله قرار گیرد. در عوض، مقدار آهن كلاته شده را می توان به طور مستقل در برنامه آبیاری دوم قرار داد.

مقادیر قابل قبول آهن برای سیستم‌های محلولپاشی:

از آنجایی که نازل‌های آبپاش به عنوان مبدل‌های قطره‌ای به آسانی دچار انسداد نمی‌شوند، می‌توان از آب حاوی مقادیر بیشتری آهن استفاده کرد، با پذیرش اینکه برگ‌ها (در صورت کاربرد) شیشه گلخانه به دلیل رسوب آهن قهوه‌ای می‌شوند. نتیجه خالص فرآیند تبدیل از Fe2+ به Fe3+ و رسوبات آهن، تشکیل  H+ است. به عبارت دیگر ، pH پایین خواهد آمد. مقدار قابل قبول آهن به مقدار بی‌کربنات (HCO3) در آب بستگی دارد، زیرا بی‌کربنات یک بافر pH است. آب حاوی HCO3 (آب سخت) نباید حاوی آهن بیش از ۱۰۰ میکرومول بر لیتر باشد (تقریبا (Fe 5 ppm. سطوح بالاتر به دلیل پایین بودن pH پس از هوادهی می‌تواند به آسیب برگ منجر شود. برای آب سخت، آهن در حد چند صد میکرومول در لیتر می‎تواند قابل قبول باشد، البته تا زمانی که از سیستم آبیاری سرباز استفاده نشود. در صورتي كه ماندگاری و كيفيت ظاهری محصولات تولیدی حائز اهمیت باشد، غلظت اوليه آهن نبايد از ۲۵ تا ۵۰ ميكرومول در ليتر تجاوز كند.

مقادیر قابل قبول آهن برای سیستم‌های آبیاری قطره‌ای:

جلوگیری از انسداد نازل‌های آبیاری برای عملکرد بهینه بسیار مهم است. بنابراین تنها سطح قابل قبول آهن در آب آبیاری ۰ (صفر) میکرومول در لیتر است. اگر آب چاه حاوی آهن باشد، باید ابتدا آب هوادهی شود تا قبل از ورود آب به سیستم آبیاری، آهن را رسوب دهد. معمول است که آب از طریق حوض‌های بزرگ شن یا فیلترها هوادهی شود.

البته استثنایی وجود دارد که آب حاوی مواد آلی باشد که در این صورت، سطح ۱۰ تا ۲۰ میکرومول در لیتر (۰٫۵-۱ ppm) ممکن است قابل قبول باشد؛ زیرا آهن به ماده آلی جذب می‌شود. در این حالت ، ممکن است پس از عبور آب از دریپرها، آهن ته‌نشین شده و رسوب کند.

 

 

 

 

۱۳۹۸-۶-۹ ۱۵:۲۸:۰۸ +۰۰:۰۰ ۹ام شهریور , ۱۳۹۸|وبلاگ|

ثبت ديدگاه