الزراعة الهوائية بدون تربة

1. مقدمة عن الزراعة الهوائية بدون تربة

تُمثل الزراعة الهوائية أكثر أشكال الزراعة بدون تربة تطورًا، حيث تنمو جذور النباتات في بيئة غنية بالأكسجين مع رشها دوريًا بمحلول غني بالمغذيات. بخلاف الزراعة المائية التي تغمر الجذور في الماء، تُعلق الزراعة الهوائية الجذور في الهواء، مما يُتيح:

• كفاءة امتصاص الأكسجين 98% (مقابل 30% في التربة)

• توفير المياه بنسبة 90-95% مقارنة بالزراعة التقليدية

• معدلات نمو أسرع بنسبة 50% للعديد من المحاصيل

• مناطق الجذور الخالية من مسببات الأمراض بسبب عدم وجود وسائط النمو

حددت أبحاث وكالة ناسا الزراعة الهوائية باعتبارها طريقة الزراعة المفضلة للمهام الفضائية بسبب كفاءتها غير المسبوقة في استخدام الموارد.

2. المبادئ العلمية للزراعة الهوائية بدون تربة

تعمل الزراعة الهوائية على تحسين نمو النباتات من خلال ثلاث آليات أساسية:

أ. تعظيم الأكسجين

• تمتص الجذور الأكسجين الجوي (تركيز 21٪)

• لا يوجد خطر التشبع بالمياه

• تسريع امتصاص العناصر الغذائية

ب. توصيل العناصر الغذائية

• تخترق جزيئات الضباب التي يبلغ حجمها من 20 إلى 50 ميكرون شعيرات الجذور

• الامتصاص المباشر دون تدخل الوسائط

• التحكم الدقيق في تركيبة العناصر الغذائية

ج. تنظيم النمو

• دورات الضباب تسبب إجهادًا خفيفًا → نباتات أقوى

• فترات الجفاف تحفز توسع الجذور

• مناطق الجذور التي يتم التحكم في درجة حرارتها

3. مكونات نظام الزراعة الهوائية بدون تربة

4. أنواع أنظمة الزراعة الهوائية للزراعة بدون تربة

أ. الزراعة الهوائية منخفضة الضغط (ل ب أ)

• الضغط: 20-50 رطل/بوصة مربعة

• حجم القطرة: 50-100 ميكرون

• الأفضل لـ: المزارعين المنزليين والتعليم

• يكلف: $200-$$200-$1000

ب. الزراعة الهوائية عالية الضغط (هيئة حماية البيئة)

• الضغط: 80-100 رطل لكل بوصة مربعة

• حجم القطرة: 5-50 ميكرون

• الأفضل لـ: الإنتاج التجاري

• يكلف: $5،000-$$5،000-$50,000

ج. الموجات فوق الصوتية الضبابية

• التكنولوجيا: الأقراص الكهرضغطية

• حجم القطرة: 1-5 ميكرون

• الأفضل لـ: البحث والتكاثر

• يكلف: $1،000-$$1،000-$10,000

5. الظروف المثالية لنمو الزراعة الهوائية بدون تربة

6. صياغة العناصر الغذائية للزراعة الهوائية بدون تربة 

العناصر الأساسية:

• العناصر الغذائية الكبرى: N، P، K، كا، ملغ، S

• العناصر الغذائية الدقيقة: الحديد، والمنجنيز، والزنك، والبوتاسيوم، والنحاس، والموليبدينوم

• المواد المضافة: السيليكا (قوة الجذور)، الأحماض الدبالية

معلمات الحل:

• الرقم الهيدروجيني: 5.8-6.3

• المفوضية الأوروبية: 1.2-2.5 مللي سيمنز/سم (نباتي)، 2.0-3.5 (إثماري)

• مدة الضباب: 3-5 ثوانٍ كل 3-5 دقائق

7. أفضل المحاصيل للزراعة الهوائية بدون تربة 

أفضل المؤدين:

• الخضروات الورقية: الخس (جميع الأنواع)، الكرنب، الجرجير

• الأعشاب: الريحان، الكزبرة، النعناع

• النباتات المثمرة: الفراولة، الطماطم الكرزية

• المحاصيل الجذرية: الفجل والجزر الصغير

• النباتات الطبية: الجينسنغ، إشنسا

الأصناف التي درستها وكالة ناسا:

• خس روماني أحمر

• قمح قزم

• فول الصويا

8. دليل تصميم نظام الزراعة الهوائية بدون تربة

البناء خطوة بخطوة:

1. تجميع الإطار: بناء غرف جذرية مقاومة للضوء

2. تركيب نظام الضباب: ضع الفوهات على مسافة 12-18 دقيقة

3. إعداد الخزان: الحد الأدنى للسعة 20 لترًا

4. برمجة التحكم: ابدأ بدورات مدتها 5 ثوانٍ/5 دقائق

5. الزراعة: تأمين الشتلات في أطواق النيوبرين

مواصفات النظام التجاري:

• تصميم البرج العمودي: 30-50 نباتًا/م²

• ضغط الرذاذ: 80 رطل/بوصة مربعة كحد أدنى

• التكرار: المضخات الاحتياطية والطاقة

9. تحسين الزراعة الهوائية بدون تربة باستخدام تقنية الرش

المعلمات الرئيسية:

• حجم القطرة: 20-50 ميكرون (هيئة حماية البيئة)

• مدة الضباب: يمنع جفاف الجذور دون تشبع

• تردد الدورة: يتم تعديله لمرحلة النمو:

• الانتشار: 15 ثانية كل 3 دقائق

• نباتي: 5 ثوانٍ كل 5 دقائق

• الإثمار: 8 ثواني كل 8 دقائق