هیدروپونیک چیست؟

هیدروپونیک روشی برای پرورش گیاهان در فضایی بسته و بدون استفاده از خاک است. ریشه در مواد مغذی معدنی محلول قرار می‌گیرد، و گیاه همه‌ی مواد مغذی خود برای رشد را به جای خاک از محلول دریافت می‌کند. هیدروپونیک در طرح‌های مختلفی از پرورش مجموعه‌ی کوچکی از گیاهان دارویی در آشپزخانه گرفته تا گیاهان متعددی در عملیات تجاری گسترده قابل اجراست. افرادی مانند شهرنشینان، ساکنین آپارتمان، یا اجاره‌نشینان که از نظر کشاورزی در فضای باز، محدود هستند و باغی ندارند، کشت هیدروپونیک را بسیار مفید می‌دانند.

انواع بسیاری از گیاهان را به روش هیدروپونیک به‌خوبی می‌توان پرورش داد. بهترین نمونه‌هایی از گیاهان قابل کشت در سیستم هیدروپونیک عبارتند از گیاهان دارویی، کاهو، سبزیجات، گوجه‌فرنگی، فلفل، و توت‌فرنگی. علی‌الاصول، از کاشت گیاهان بلندی مانند ذرت، گیاهان ریشه‌ای مانند سیب‌زمینی، یا گیاهان رونده خودداری کنید.

سیستم هیدروپونیک چگونه عمل می‌کند؟

سه عامل اصلی شامل مواد غذاییِ ضروری، آب، و نور خورشید باعث رشد گیاه می‌شود، در حالی که رشد گیاه فرآیندهای متابولیکیِ بسیاری را در بر می‌گیرد. در یک باغ سنتی، خاک گیاه را ثابت نگه می‌دارد و به‌عنوان مخزن آب و مواد غذایی عمل می‌کند. سیستم هیدروپونیک با تغذیه‌ی مستقیم ریشه از محلول آبی حاوی مواد مغذی، نیاز به خاک را مرتفع می‌سازد. به این شکل، گیاه تغذیه و هیدراته می‌شود، در حالی که نور مکمل هم مانند نور خورشید عمل می‌کند.

نکاتی دیگر درباره‌ی رشد بدون خاک

در سیستم رشد قطره‌ای، گیاهان یا مستقیماً در آب شناور هستند یا در محیطی بدون خاک مانند الیاف نارگیل، پشم سنگ، دانه‌ی رس سبکِ منبسط‌شده، ورمیکولیت، یا پرلیت رشد می‌کنند. در سیستم فعال یا غیرفعال، محلول مغذی جذب ریشه‌ی گیاه می‌شود.

• سیستم‌های فعال با پمپ، محلول‌های مغذی را به گردش در می‌آورد و هوادهی می‌کند و مواد مغذی را جهت جذب به محل ریشه‌ی گیاه می‌رساند.
• سیستم‌های غیرفعال پمپ یا قطعات متحرک ندارد. محلول‌های مغذی از طریق سیل، جاذبه‌ی زمین، یا مَکِش به محل ریشه‌ی گیاه می‌رسد.

نکاتی دیگر درباره‌ی نور مکمل

به‌دلیل محدودیتِ نور طبیعی در فضای بسته، گیاهان طبق معمول در سیستم هیدروپونیک نور مکمل دریافت می‌کنند. با آویزان کردن لامپ در بالای گیاهان و تنظیم نور آن‌ها می‌توان چرخه‌ای طبیعی از نور روز و تاریکی شب که مورد نیاز گیاه هست را ایجاد کرد.

کاشت گیاه در خاک چه معایبی دارد؟

قدمت کاشت گیاه در خاک به زمانی برمی‌گردد که انسان‌ها یاد گرفتند که می‌توانند از دل خاک محصولات موردنظر خود را خارج کنند. در طول تاریخ با استفاده از اصلاح روش‌های مختلف شخم زمین و آبیاری، معایب این روش تا حدی اصلاح شد؛ اما هنوز هم دلایل زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد کشاورزی در خاک برای جامعه انسانی روبه رشد اصلا روش مناسبی نیست.
یکی از مهم‌ترین دلایل این است که این روش نیاز به آب فراوانی دارد. حتی اگر چند گلدان ساده و کوچک در خانه خود داشته باشید، این ایراد را متوجه می‌شوید. شما باید به‌صورت روزانه و هر بار مقدار زیادی از آب را به گلدان‌های خود اختصاص دهید. حال تصور کنید که مصرف آب در یک زمین چند هزار متری پوشیده از محصولات کشاورزی مختلف چقدر آب مصرف می‌کند. یکی دیگر از معایب این روش نیاز به کود و سم است. کودهای گیاهی و سم‌های آفت‌کش دشمن طبیعت هستند و ورود آن‌ها به آب‌وخاک منطقه، اکوسیستم منطقه را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار می‌دهد.
برای کشاورزی در خاک نیاز به فضای زیادی وجود دارد. گیاهان برای اینکه بتوانند به مواد مغذی موجود در خاک دسترسی پیدا کنند، باید ریشه بدوانند. این موضوع به این معنا است که باید آن‌ها را در فاصله‌های معینی کاشت تا به یکدیگر آسیب نرسانند. این در حالی است که اکنون جمعیت جهان در حال افزایش است و همین‌الان نیز بخش زیادی از زمین‌های کشاورزی تبدیل به خانه‌هایی برای زندگی افراد مختلف شده‌اند. یکی از اصلی‌ترین مشکلات کشاورزان در روش‌های سنتی باغبانی، تغییر خاک است. خاک هر منطقه پس از مدتی کاشت گیاه، مواد مغذی خود را از دست می‌دهد و دیگر برای کشاورزی مفید نیست. به همین دلیل کشاورزان مجبورند که بعد از مدتی زمین دیگری را برای کشت محصول انتخاب کنند تا زمین قبلی دوباره قوت بگیرد.

علف‌های هرز و آفات نیز از مشکلات اصلی کاشت گیاه در خاک هستند. در هر بار کشاورزی، هزینه زیادی صرف از بین بردن علف‌های هرز می‌شود. همین علف‌ها خود یکی از دلایل اصلی از بین رفتن قوت خاک هستند و حتی از بین رفتن محصولات کشاورزی کاشته شده هستند. آفات گیاهی حتی باوجود سم‌پاشی نیز ممکن است باقی بمانند و گیاه را از بین ببرند؛ بنابراین استفاده از قوی‌ترین سم‌های موجود نمی‌تواند راه‌حلی کاربردی و مفید برای حفظ سلامت گیاهان باشد.

معایب نیترات چیست؟

در روش‌های سنتی کشاورزی، یکی از کودهای پرکاربرد برای رشد گیاهان، کودهای نیتروژنی هستند. نیتروژن یکی از مواد خطرناک برای محیط‌زیست است و می‌تواند باعث آلودگی آب و هوا و تغییر اکوسیستم منطقه شود. مقدار این کودها معمولا بسیار زیاد است و به همین دلیل منابع مغذی موجود در خاک، از حد موردنیاز گیاه بیشتر خواهند شد. همین موضوع باعث افزایش رشد علف‌های هرز و گیاهان غیرمفید می‌شود که بر روی گیاهان اصلی تاثیر منفی می‌گذارد و حتی ممکن است آن‌ها را از بین ببرد.
یکی دیگر از مشکلات استفاده از کود نیتروژن، عدم تعادل در مواد مغذی موردنیاز است. درواقع در این روش گیاه ازنظر نیتروژن اشباع می‌شود اما دیگر مواد معدنی مانند کلسیم، فسفر و منیزیوم به حد کافی به آن نمی‌رسند. زمانی که سطح نیتروژن محیط در مقایسه با دیگر مواد معدنی افزایش پیدا می‌کند، عناصر سمی مانند آلومینیوم تکثیرشده و به موجودات زنده منطقه آسیب می‌رسانند. این موضوع تعادل اکوسیستم را از بین می‌برد و در درازمدت به گیاهان ضربه میزند. یکی دیگر از مشکلات ناشی از استفاده از این کودها آلودگی هوا است. نیترات یکی از انواع گاز گلخانه‌ای است؛ بنابراین استفاده از آن باعث افزایش آلودگی هوا و ایجاد باران‌های اسیدی می‌شود.

زمانی که نیتروژن وارد آب رودخانه‌ها شود، به رشد بیش‌ازحد جلبک‌ها کمک می‌کند. با افزایش جلبک‌ها، سطح اکسیژن موجود در آب کاهش می‌یابد و ماهی‌ها و دیگر موجودات زنده جان خود را از دست خواهند داد. نیتروژن مورداستفاده در این روش به آب‌های زیرزمینی می‌رسد. مصرف آب حاوی نیتروژن به دستگاه گوارش انسان به‌خصوص کودکان آسیب‌های جدی وارد می‌کند؛ بنابراین استفاده بی‌رویه از نیترات می‌تواند سلامت انسان را به خطر بیندازد. پس نمی‌توان آن را روشی مطمئن برای کشاورزی درازمدت دانست.

مزایا و معایب سیستم هیدروپونیک

مزایای آب و هوایی در کشت هیدروپونیک

یکی از بزرگترین حسن های کشت هیدروپونیک خدمتی هست که در جهت مبازره با فقر و حفظ محیط زیست می کند. کشت هیدروپونیک میتواند جوری تنظیم شود که آب و مواد مغذی را بازیافت کند و در نتیجه منابع لازم برای رشد گیاه را به صورت عمده کاهش دهد.

سیستم های هیدروپونیکی که قابلیت بازیافت داشته باشند به اندازه 10 درصد سیستم های هیدروپونیک سنتی آب مصرف می کنند. همچنین در زمینه محصولات ارگانیک کشت هیدروپونیک خدمت بزرگی میکند. کشت هیدروپونیک نیاز به آفت کش های شمیایی از بین می برد. کشت هیدروپونیک تنها به اندازه یک چهارم کشت سنتی نیاز به مواد مغذی دارد.

همین طور که وسعت اراضی غیرقابل کشت رو به افزایش هست (بیش از 10 میلیون هکتار در سال لم یزرع میشود) فایده بزرگ دیگر کشت هیدروپونیک مورد توجه قرار می گیرد. کشت هیدروپونیک محصول یکسان با کشت خاکی را، در فضایی یک پنجم فضا کشت خاکی به ثمر می رساند و همچنین به خاطر اینکه کشت هیدروپونیک وابسته به فصول نیست می تواند به جای یک بار در سال بارها محصول دهد. حتی مشاهده شده در دهه های حاضر کشت هیدروپونیک منبع غذایی برای شهرهای پر جمعیت شده است به این دلیل که مردم می توانند کشت هیدروپونیک را در زیرزمین ها یا روی سقف خانه ها انجام دهند.