انواع سیستم های آبیاری کشاورزی

آبیاری از قدیمی‌ترین فعالیت‌های بشری بوده که اصلی‌ترین هدف آن افزایش تولید محصولات کشاورزی است. در آبیاری رطوبت خاک باید در حدی حفظ شود که گیاه دچار کمبود آب نشود. باید توجه داشت که کمبود رطوبت در خاک همان قدر برای گیاه مشکل‌ساز است که رطوبت بیش اندازه خاک. بنابراین نباید در آبیاری زیاده‌روی کرد، زیرا باعث می‌شود گیاه از رطوبت بیش از اندازه آسیب ببیند و عملکرد محصول پایین بیاید. هدف آبیاری در بعضی موارد می‌تواند کنترل دمای هوا، رطوبت هوا و کاهش آفات و بیماری‌های گیاهی باشد.

انواع روش‌های آبیاری را می‌توان در دو دسته کلی آبیاری سطحی و آبیاری تحت فشار طبقه‌بندی کرد. اصلی‌ترین تفاوت بین روش‌های آبیاری سطحی و تحت فشار، نوع نیروی به‌کار رفته برای توزیع آب در مزرعه است. در آبیاری سطحی آب به‌کمک نیروی جاذبه زمین یا نیروی ثقل در روی زمین پخش می‌شود. به‌همین علت نام دیگر آبیاری سطحی، آبیاری ثقلی است. در آبیاری تحت فشار از پمپ و لوله برای انتقال آب و از پاشنده‌ها برای پخش آب در سطح مزرعه استفاده می‌گردد. منظور از پاشنده‌ها، آبپاش‌ها یا قطره‌چکان‌ها هستند که بر روی لوله‌ای به نام لوله جانبی قرار دارند. لوله جانبی را لوله لترال نیز می‌نامند.

الف-انواع روش‌های آبیاری سطحی

آبیاری سطحی قدیمی ترین و رایج ترین روش آبیاری در کشاورزی است. آبیاری سطحی را می توان به انواع مختلف تقسیم بندی کرد؛ ولی بارزترین تقسیم بندی ها به ترتیب زیر است:

1.آبیاری کرتی

2.آبیاری نواری

3.آبیاری جویچه ای(فارو)

4. آبیاری غرقابی

 تفاوت بین روش های مختلف آبیاری سطحی بصورت عنوانی مطرح است. یعنی مثالا سیستم نواری یا کرتی میتواند به سیستم جویچه ای هم تبدیل شود. آبیاری سیلابی به این صورت است که آب به سادگی می تواند روی سطح زمین جریان پیدا کند، بدون اینکه هیچ گونه تنظیمی بر یکنواختی توزیع آب در مزرعه درنظر گرفته  شود. بنابراین برای تنظیم میزان تقاضا و یکنواختی به هیچ تلاشی نیاز نیست. اگر بخواهیم این نوع آبیاری را کنترل کنیم باید آن را به یکی از سیستمهایآبیاری نواری، کرتی یا جویچهای تبدیل کنیم. مراحل آبیاری یک زمین در شکل نشان داده شده است.

مزایای آبیاری سطحی:

• سادگی و عدم نیاز به دستگاه و تجهیزات پیچیده
• هزینه سرمایه‌گذاری اولیه پایین
• عدم نیاز به انرژی

معایب آبیاری سطحی:

• در مواردی که شیب زمین زیاد است نمی‌توان از این روش آبیاری استفاده کرد و باید زمین تسطیح یا شیب‌بندی شود که هزینه زیادی دارد.
• آبیاری سطحی برای خاک‌های سبک و شنی مناسب نیست.
• آبیاری سطحی به نیروی کار بیشتری نسبت به روش‌های آبیاری تحت فشار نیاز دارد.
• راندمان آبیاری سطحی پایین است که باعث هدر رفت آب می‌شود.
• آبیاری سطحی نیاز به دبی آب بالایی دارد.

آب از طریق مخزن یا آزادانه (ثقلی) وارد زمین می شود و یا با پمپ آب زیرزمینی به بالای زمین انتقال داده می شود و اضافه آب از طریق زهکش خارج می شود. برای هر کدام از اجزای انتقال،توزیع و زهکش آب در مزرعه: طراحی، چگونگی عملکرد، حفظ ونگهداری سازه، کنترل و تنظیم آب لازم است. 

مراحل آبیاری سطحی

چهار فاز عمومی در آبیاری سطحی مطرح است:-1 فاز پیشروی -2 فاز ذخیره و توزیع رطوبت -3 فاز تخلیه -4 فاز پسروی. این مراحل در شکل نمایش داده شده اند. فاز پیشروی از وقتی که آب وارد زمین می شود تا وقتیکه آب به انتهای زمین برسد، ادامه می یابد و این زمان، زمان پیشرفت نام دارد. از انتهای فاز پیشروی تا زمانی که جریان ورودی قطع میشود فاز مرطوب شدن یا فاز ذخیره نامیده می شود. در فاز ذخیره، آب مورد نیاز دورترین نقاط مزرعه که زمان نفوذ کمتری در فاز پیشروی داشته اند نیز فراهم می شود. بعد از قطع جریان ورودی، آب از ابتدای مزرعه زهکش شده و یا در خاک نفوذ میکند و سطح خاک نمایان می شود که این مرحله فاز تخلیه نامیده میشود. پس از نمایان شدن سطح خاک در ابتدای مزرعه فاز پسروی شروع میشود که تا محو شدن کامل آب از روی سطح خاک ادامه دارد. در مزارعی که شیب کمی دارند فاز تخلیه و پسروی تقریباً هم زمان در تمام سطح مزرعه رخ میدهد.

معیارهای انتخاب نوع آبیاری سطحی

برای انتخاب سیستم آبیاری سطحی در هر منطقه ، عوامل زیر باید بررسی  شوند: 

1-هزینه های سیستم و متعلقات آن

2-اندازه و شکل زمین

3-موجودی آب، میزان نفوذ آب در خاک مزرعه

4-وضعیت و چگونگی دسترسی به آب از مخزن (زمان دسترسی به آب، انتقال آب، حمل آب و مدت زمان تحویل آب)

5-آب و هوا

6-الگوی کشت

7-سابقه ی تاریخی و تجربه

8-توجه به ابزار تسطیح اراضی

برگرفته از کتاب آبیاری سطحی؛ طراحی به روش تجربی و نیمه تجربی

به تلاش دکتر سید حسن طباطبایی، دکتر پیام نجفی، مهندس سودابه گلستانی کرمانی

ب-انواع روش‌های آبیاری تحت فشار

با توجه به جدید بودن این شیوه آبیاری، سیستم‌های آبیاری تحت فشار را سیستم‌های نوین آبیاری نیز می‌نامند. روش‌های آبیاری تحت فشار به دو دسته کلی آبیاری بارانی و آبیاری قطره‌ای تقسیم‌بندی می‌شوند. همان‌طور که پیداست، در آبیاری بارانی، آب به‌صورت قطرات مشابه باران از آبپاش‌ها خارج شده و بر روی گیاه و زمین کشاورزی می‌بارد و در روش آبیاری قطره‌ای، آب از قطره‌چکان‌ها به‌صورت قطره‌ای یا چکه‌ای خارج می‌گردد. تفاوت دیگر بین روش‌های آبیاری بارانی و قطره‌ای در مساحت خیس شده زمین است. به‌طوری که در آبیاری بارانی تمام مزرعه آبیاری می‌گردد اما در آبیاری قطره‌ای تنها محدوده اطراف گیاه آبیاری می‌شود. به‌همین علت آبیاری قطره‌ای را آبیاری موضعی نیز می‌گویند. آبیاری به‌صورت موضعی در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای باعث مصرف کمتر آب و افزایش راندمان آبیاری نسبت به سیستم‌های آبیاری بارانی می‌گردد. همچنین بین آبیاری بارانی و آبیاری قطره‌ای از لحاظ فشار آب در سیستم تفاوت وجود دارد. به‌طوری که در سیستم‌های آبیاری بارانی به فشار بیشتری نسبت به سیستم‌های آبیاری قطره‌ای نیاز است. در ادامه به اصلی‌ترین مزایای روش‌های آبیاری تحت فشار اشاره شده است.

مزایای آبیاری تحت فشار

• راندمان بالا در آبیاری
• بالا بردن کیفیت و کمیت محصولات تولیدی کشاورزی
• یکنواختی پخش آب در سطح زمین
• قابلیت آبیاری در زمین‌های ناهموار و شیب‌دار که نمی‌توان به روش آبیاری سطحی آنها را آبیاری کرد.
• قابلیت اتوماسیون بالا
• امکان پخش کود یا سم همزمان با آبیاری
• نیاز کمتر به نیروی کارگری
• امکان استفاده از آبیاری تحت فشار برای کنترل دمای هوا در مواقع یخبندان یا گرمازدگی

مزایای آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری سطحی

• یکنواختی بیشتر پخش آب در زمین های ناهمگن
• آبیاری اراضی ناهموار و شیبدار
• انجام آبیاری های سبک یا سنگین
• تسهیل در خودکار شدن آبیاری در آبیاری تحت فشار و امکان پخش هم زمان کود و سم با آب
• نیاز کمتر به کارگر در آبیاری تحت فشار

معایب سیستم های آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری سطحی

• هزینه های سرمایه گذاری اولیه
• هزینه راهبری و تعمیرات و نگهداری
• کیفیت آب
• ناسازگاری برخی گیاهان به روش های آبیاری تحت فشار
• نوسانات مقدار جریان آب
• ناهنجاری در شکل و ابعاد زمین
• شرایط آب و هوایی
• نفوذپذیری خاک

آبیاری بارانی

آبیاری بارانی از روش های نوین آبیاری در دنیا می باشد که استفاده از آن در سال های اخیر بسیار رایج شده است. به طور کلی می توان گفت که آبیاری بارانی از زمانی که لوله های سبک با اتصالات سریع و آسان به بازار آمد، توسعه یافته و پیشرفت کرده است.

در آبیاری بارانی که یکی از روش های آبیاری تحت فشار است، آب با فشار بیش از یک اتمسفر در لوله ها جریان پیدا می کند و سپس به شکل قطرات ریز توسط آب پاش ها به روی گیاه ها پاشیده می شود. ساختمان آب‌ پاش ها طوری است که هنگامی که با فشار از آن خارج می‌شود به صورت قطرات ریز و درشت درآمده و مشابه باران در سطح مزرعه ریخته می‌شود. آبیاری بارانی در آبیاری تحت فشار به چند دسته تقسیم می شود که شامل آبیاری بارانی ثابت، آبیاری بارانی نیمه ثابت، آبیاری بارانی با جابجایی متفاوت است.

مزایا و معایب آبیاری بارانی

هر نوع روش آبیاری دارای یک سری معایب و مزایایی است که با در نظر گرفتن مجموعه این معایب و مزایا باید اقدام به انتخاب و طراحی روش آبیاری نمود .

توانایی ها و مزایای آبیاری بارانی:

• تهویه خاک به راحتی انجام می شود .
• مبارزه با یخبندان، آفات و انگل ها میسر است .
• هزینه نیروی کارگری در مقایسه با روش های آبیاری سطحی کمتر است .
• تلفات به صورت رواناب و فرسایش خاک در این روش به حداقل می رسد .
• راندمان آبیاری در مقایسه با روش های سنتی بیشتر است .
• بازده محصولات آبیاری بارانی در اغلب موارد بیشتر از آبیاری سطحی است .
• زمین کمتری برای مسیر انتقال آب هدر می رود .
•  امکان آبیاری در اراضی کم عمق وجود دارد .
• در اغلب محصولات آبیاری بارانی باعث افزایش رشد می شود .
•  امکان آبیاری در اغلب خاک ها وجود دارد .
•  امکان آبیاری در اراضی شیب دار وجود دارد .
•  امکان آبیاری در اغلب شرایط آب و هوایی وجود دارد .

معایب آبیاری بارانی :

• در صورت وجود باد یکنواختی توزیع کاهش می یابد .
• کمبود توان فنی در مناطق دورافتاده وجود دارد .
• شدت تبخیر در مناطق گرم و خشک زیاد بوده لذا تلفات در این مناطق زیاد است .
• در مناطقی که باد شدید است تلفات آب زیاد است .
• به دلیل خسارت زدن به برگ محصولات، در این روش استفاده از آب های با کیفیت پایین ممکن نیست .

شرایطی که آبیاری بارانی توصیه می شود

• برای آبیاری گیاهانی که دارای ریشه کم عمق هستند .
• در اراضی با شیب زیاد و با عمق کم خاک زراعی
• در اراضی با نفوذ پذیری زیاد
• در مورد محصولاتی که به صورت متراکم کشت می شوند .

انواع روش‌های آبیاری بارانی

اجزاء اصلی یک سیستم آبیاری بارانی شامل پمپ، لوله اصلی، لوله جانبی و آبپاش‌ها می‌باشند. روش‌های طبقه‌بندی مختلفی برای سیستم‌های آبیاری بارانی ارائه شده است. در یکی از این روش‌ها، سیستم‌های آبیاری بارانی به دو دسته کلاسیک (غیر مکانیزه) و مکانیزه طبقه‌بندی می‌شوند. سایر روش‌های طبقه‌بندی شامل طبقه‌بندی بر اساس کاربرد کشاورزی و طبقه‌بندی بر اساس قابلیت حمل و نقل می‌باشد. برای آشنایی بیشتر این طبقه بندی و مطالعه آنها کلیک نمایید.

طبقه‌بندی سیستم‌های آبیاری بارانی بر اساس کاربرد کشاورزی

روش‌های آبیاری بارانی کلاسیک به روش‌هایی گفته می‌شود که در آنها جابجایی آبپاش‌ها یا لوله‌های جانبی به‌کمک نیروی کارگری انجام می‌شود. انواع روش‌های کلاسیک شامل کلاسیک کاملاً متحرک، کلاسیک نیمه‌متحرک، کلاسیک ثابت با آبپاش‌های متحرک، کلاسیک کاملاً ثابت و کلاسیک شیلنگی با قرقره است.

روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه

در روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه، برای جابجایی آبپاش‌ها و لوله جانبی از انرژی الکتریسیته یا انرژی حاصل از سوخت استفاده می‌شود تا آبیاری با سهولت بیشتر و نیروی کارگری کمتر انجام شود. روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه مناسب اراضی وسیع و یکپارچه هستند و تکنولوژی به‌کار رفته در آنها از روش‌های کلاسیک پیچیده‌تر است. از جمله روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه می‌توان به سیستم آبیاری لوله چرخدار (ویل موو)، سیستم آبیاری ارّابه‌ای، سیستم آبیاری متحرک خطی (لینیر) و سیستم آبیاری عقربه‌ای (سنترپیوت) اشاره کرد. شکل 3 سیستم آبیاری سنترپیوت را نشان می‌دهد.

انواع روش‌های آبیاری قطره‌ای

اجزاء مختلف یک سیستم آبیاری قطره‌ای می‌تواند شامل ایستگاه پمپاژ، تجهیزات تصفیه آب، تانک تزریق کود و مواد شیمیایی، لوله اصلی، لوله جانبی و قطره‌چکان‌ها یا گسیلنده‌ها باشد. سیستم‌های آبیاری قطره‌ای را می‌توان در چهار دسته زیر قرار داد:

1. آبیاری قطره‌ای (Drip irrigation)
2. آبیاری اسپری (Spray irrigation)
3. آبیاری بابلر (Bubbler irrigation)
4. آبیاری زیرسطحی (Subsurface irrigation)

آبیاری قطره‌ای : در این روش آب با شدت جریان کم و به‌صورت قطره‌ای بر روی سطح خاک اعمال می‌شود و خاک اطراف گیاه را مرطوب می‌نماید.

آبیاری قطره ای

آبیاری قطره ای یکی دیگر از روش های آبیاری تحت فشار است که به دلیل اعمال عمق آبیاری کم از روش های مفید و سودمند آبیاری می باشد. در این سیستم آبیاری تحت فشار، آب بوسیله پمپ از منبع به داخل شبکه پمپ شده ضمن عبور از سیلیکون ( فیلتر گردایی ) شن و مواد خارجی آن ته نشین می گردد. در این روش آب با فشاری بیش از یک اتمسفر از منبع تا محل مصرف انتقال می یابد.

 پخش آرام آب بر روی سطح خاک یا زیر خاک به صورت قطره های جدا یا پیوسته یا به صورت اسپری ریز با فشار کم توسط قطره چکان هایی که در طول خط انتقال قرار دارند، می باشد. برخی قطره‌ چکان ها به صورت لوله‌های اسپاگتی شکل بوده و چند خروجی دارند. این امر برای افزایش سطح خیس شده با حداقل افزایش در هزینه است .

 برای گیاهان ردیفی کمتر دایمی مانند گوجه فرنگی، لوله فرعی و قطره چکان ها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساختن می‌سازند که یا سوراخ هایی به فواصل ۲۲ تا ۹۰ سانتی متری دارند مانند لوله دو محفظه‌ای و یا دیواره‌های متخلخلی دارند که آب از آنها به بیرون تراوش می‌نماید .

آبیاری قطره ای روش موثری در تحویل آب مورد نیاز گیاه در محدوده توسعه ریشه داخل خاک است و این امکان را بوجود می آورد که عمل آبیاری تا حد رفع نیاز آبی گیاه انجام می‌شود. بنابراین در این روش به میزان زیادی از اتلاف آب به صورت نفوذ عمقی، ایجاد روان آب سطحی و تبخیر در مقایسه با روش های سنتی و بارانی کاسته می شود.

سیستم‌های مختلف آبیاری قطره ای

• سیستم آبیاری قطره ای قطره چکان در خط
• سیستم آبیاری زیرزمینی با لوله‌های تراوا
• سیستم آبیاری بابلر
•  سیستم آبیاری قطره ای نواری
•  آبیاری قطره ای ثقلی

محاسن و مزایای آبیاری قطره ای

• صرفه‌جویی در میزان آب و هزینه
• عملیات زراعی آسانتر
• به کارگیری آب شور
• عدم تشکیل رواناب سطحی و جلوگیری از فرسایش خاک
• تنظیم میزان آب مورد نیاز برای انواع خاک‌ها و کشت‌ها در فصول مختلف زراعی
• تهویه مناسب خاک و یکنواختی پخش آب در سطح مزرعه و عدم نیاز به زهکشی مزرعه
• افزایش محصول در واحد سطح در مقایسه با آبیاری سنتی
• عدم نیاز به تسطیح اراضی در این روش
• جلوگیری از سله بستن و حفظ پوکی خاک
• عدم نیاز به ایجاد نهرهای خاکی درون مزرعه و نهرهای زهکش و استفاده بهینه از کل   زمین
• قابل استفاده برای تمام گیاهان
• امکان انجام آبیاری همراه با کود پاشی و سمپاشی و پخش یکنواخت آنها
• وارد نشدن بذر علفهای هرز به مزرعه به دلیل انتقال آب از طریق لوله‌ها
• سهولت در انجام عملیات زراعی
• تبخیر سطحی در آبیاری قطره‌ای به حداقل می‌رسد و ­از خارج شدن آب از محوطه ریشه  جلوگیری می‌گردد .
• عدم امکان رویش بذر علفهای هرز به دلیل مرطوب شدن فقط بخشی از سطح خاک اطراف ریشه گیاه اصلی ( آبیاری قطره‌ای )
• افزایش کیفی و کمی محصول
• عدم نیاز به نیروی کارگر زیاد به دلیل ثابت بودن اجزای سیستم

نقش لوله پلی اتیلن در آبیاری تحت فشار

لوله پلی اتیلن بیشترین مصرف را نسبت به سایر لوله ها در شبکه های آبیاری تحت فشار دارد و از اسراف و اتلاف آب جلوگیری می کند. ضریب هیزن ویلیام این لوله ۱۴۰ می باشد و محاسبه قطر لوله بر اساس قطر دهانه قطر دهانه خارجی لوله است و بر حسب میلی متر می باشد. فشار کارکرد آن ۵/۲-۴-۶-۱۰ اتمسفر است. و اتصالات آن رزوه ای و جوشی است.

سایز های لوله پلی اتیلن ۱۶-۲۰-۲۵-۳۲-۴۰-۵۰-۶۳-۷۵-۹۰-۱۱۰-۱۲۵-۱۴۰-۱۶۰-۱۸۰-۲۰۰-۲۲۵-۲۵۰-۲۸۰-۳۱۵ میلی متر است.

آبیاری اسپری 

در این روش آب به‌صورت اسپری بر روی خاک پاشیده می‌شود و محیط اطراف درخت را آبیاری می‌کند.

آبیاری بابلر

بابلر یا آبفشان نوعی گسیلنده آبیاری قطره‌ای است که بر روی یک پایه در کنار درخت یا بوته گیاه نصب می‌شود و آب را به صورت چتری مانند و به قطر حدود ۶۰ سانتیمتر پخش می‌نماید. معمولاً نیاز آبی یک درخت با استفاده از یک آبفشان  به خوبی تأمین می‌شود.

آبدهی نسبتاً بالای بابلر (دبی خروجی از ۳۰ تا ۴۰۰ لیتر در ساعت) باعث شده است تا از این وسیله در تبدیل آبیاری سطحی نخلستان‌ها و باغات قدیمی به آبیاری قطره‌ای استفاده شود. در حال حاضر در نخلستان‌هاو باغات قدیمی پسته و مرکبات قدیمی عملکرد خوبی از خود نشان داده است.

در بابلر امکان گرفتگی در اثر املاح موجود در آب بسیار کاهش یافته و در نتیجه هزینه نگهداری آن نسبت به سایر روش‌های آبیاری موضعی پایین تر است. بنابر این در مناطقی که کیفیت آب نامطلوبی دارد می‌تواند مؤثر واقع شود. همچنین به دلیل حجم آب خروجی زیاد، مدت زمان مورد نیاز برای آبیاری توسط بابلر کمتر از سایر قطره‌چکان‌هاو گسیلنده‌ها می‌باشد.

همچنین از بابلر می‌توان برای آبیاری چندین درخت و یا بوته استفاده نمود. برای این منظور نیاز است تا جویچه‌ای تعبیه شود که بتواند آب خروجی را هدایت نماید و به پای گیاه مورد نظر برساند.

 موارد استفاده از بابلر

1. آبیاری درختان و باغات، خصوصاً آبیاری نخیلات، پسته، مرکبات و درختان بزرگ و کهنسال
2. آبیاری بوته‌ها و گلکاری‌ها در فضای سبز
3. آبیاری در زمین‌هایی که کیفیت آب نامطلوب دارند

آبیاری زیرسطحی

آبیاری قطره‌ای زیرسطحی یک سیستم آبیاری بسیار کارآمد است که از لوله یا نوار‌های قطره ای مدفون شده در خاک تشکیل شده است و وظیفه تامین آب مورد نیاز ریشه را به عهده دارد. از آنجایی که آبیاری زیر سطح زمین کشاورزی رخ می‌دهد (برخلاف آبیاری قطره‌ای روسطحی و آبیاری سنتی)، مواردی از قبیل پوسته پوسته شدن سطح خاک، آبگیری اشباع، تبخیر، ایجاد روان آب در سطح خاک (فرسایش خاک) و… تقریبا از بین می‌رود. سیستم آبیاری زیر سطحی دارای عملکرد ساده‌ای دارد، بدین ترتیب که مرطوب شدن و فرآیند آبیاری در اطراف نوار‌ها و لوله‌ها اتفاق می‌افتد و آب از همه جهات نوار آبیاری خارج می‌شود. در این روش آب به طور مستقیم در ناحیه ریشه نفوذ کرده و برخلاف آبیاری سطحی که بیشتر سطح خاک را مرطوب و منجر به رشد علف های هرز می‌شود، این مشکل را به صورت چشمگیری کاهش داده و در نتیجه جوانه زنی علف‌های هرز سالانه نیز کاهش می‌یابد. در روش آبیاری زیر سطحی استفاده از منابع آبی در این روش بسیار بهینه می‌شود.

اصول پایه‌ای طراحی آبیاری قطره ای زیرسطحی

سیستم آبیاری زیرسطحی دارای طراحی مشابه آبیاری قطره‌ای روسطحی است. یک طرح عمومی آبیاری زیرسطحی شامل: یک حوضچه تصفیه، واحد پمپاژ، شیر تنظیم‌کننده فشار، شیرهای جلوگیری از برگشت جریان، واحد تزریق کود (ونتوری)، سیستم فیلتراسیون، شیرهای شستشو، لوله‌های PVC و نوارهای انتقال آب به ریشه است. در این روش لوله و نوارکشی بسته به محصول و نوع خاک (جاذبه مویرگی) از 10 تا 60 سانتیمتر زیر سطح خاک دفن می‌شود. در صورت عدم تنظیم صحیح جریان آب، احتمال گرفتگی بیشتر خواهد شد. بنابراین تصفیه آب در این روش بسیار ضروری است.

آبیاری زیر سطحی عموما یک فناوری پیشرفته است که از آن برای استفاده در مقیاس متوسط و بزرگ به طور خودکار استفاده می‌شود. این روش برای بسیاری از محصولات باغی و زراعی قابل استفاده است. برای مثال آبیاری زیر سطحی ذرت، یکی از تکنولوژی‌های نوین و کارآمد در آبیاری این محصول است.

جالب است بدانید که از قدیم الایام در مناطق حاشیه کویری ایران از روشی به نام آبیاری کوزه‌ای استفاده می‌شده است که در واقع نوع سنتی روش آبیاری زیرسطحی به‌شمار می‌رود. در آبیاری کوزه‌ای یک ظرف سفالین قابل نفوذ در داخل خاک و نزدیک پای درخت یا گیاه قرار داده می‌شود و آب به‌صورت دستی به داخل کوزه ریخته شده و از جداره ظرف به‌تدریج جذب خاک و گیاه می‌شود. امروزه استفاده از روش آبیاری کوزه‌ای مجدداً مورد توجه قرار گرفته و آب مورد نیاز ظروف سفالین یا همان کوزه‌ها به ‌وسیله لوله‌های انتقال آب تأمین می‌گردد که موجب سهولت استفاده از این روش آبیاری شده است. این روش کم هزینه‌تر و ساده‌تر برای آبیاری زیر سطحی می‌تواند به همان اندازه برای مقیاس کوچک‌تر مفید و موثر باشد.

هزینه آبیاری زیر سطحی

تخمین‌ها حاکی از این است که هزینه سرمایه‌گذاری در یک سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی بالاست. هزینه‌ها بسته به منبع آب، کیفیت آب‌، درجه نیاز به تصفیه آب، انتخاب مواد، خصوصیات خاک و درجه اتوماسیون متفاوت است. طول عمر عمومی این سیستم بین 12 الی 15 سال است که می‌توان با نگهداری مناسب و استفاده از مواد با کیفیت طول عمر آن را افزایش داد.

نگهداری و افزایش عمر سیستم

عملکرد و عمر هر سیستم آبیاری زیرسطحی بستگی به نحوه طراحی، عملکرد و نگهداری آن سیستم دارد. سیستم‌های زیر سطحی باید به صورت خودکار کنترل شده و یا باید به صورت منظم مورد بازرسی دستی قرار گیرند. تعمیر لوله‌های دفن شده هزینه‌بر، دست و پاگیر و دشوار بوده و برای جلوگیری از جویده شدن لوله‌ها توسط جوندگان باید اقدامات اساسی صورت پذیرد. اجزای مختلف مکانیکی مانند پمپ‌ها، دریچه‌ها و فیلترها نیز باید به خوبی نگهداری شده و به صورت مکرر مورد بازدید قرار گیرند.

بخش فیلتراسیون یک سیستم آبیاری زیرسطحی در مقیاس بزرگ بسیار پیچیده بوده و عملکرد مناسب آن برای کل سیستم بسیار مهم و حیاتی است. نگهداری از سه فیلتر اصلی سیستم شامل جداکننده‌های گریز از مرکز (فیلترهای هیدروسیکلون)، فیلترهای دیسکی و توری و فیلترهای شن و ماسه (مدیا) بایستی به دقت انجام پذیرد.

این سیستم‌ها بایستی به گونه‌ای طرحی شوند که خطوط اصلی و فرعی قابلیت شستشو داشته باشند. شستشوی خطوط اصلی می‌تواند اتوماتیک یا دستی باشد. توجه به این نکته ضروری است که خطوط بایستی در فصول رشد، حداقل هر 2 هفته یکبار شستشو شوند.

جنبه‌های بهداشتی

در صورتی که برای آبیاری از آب فاضلاب استفاده شود، تصفیه این آب فرآیند بسیار مهمی است. در حالتی که آب مورد استفاده به درستی تصفیه نشده باشد (بطور مثال: سطح بالای پاتوژن در آب) ممکن است خطرات بهداشتی را ایجاد کند. قبل از آبیاری اقدامات تصفیه مناسب باید صورت پذیرد تا از خطرات احتمالی آن جلوگیری شود. با این حال، خطرات بهداشتی ناشی از آبیاری قطره‌ای زیرسطحی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند، چرا که آب آبیاری در منطقه ریشه تخلیه شده و از این رو از تماس مستقیم محصولات زراعی و پرسنل جلوگیری به عمل می‌آید.

همه چیز درباره گیاه زعفران

نام علمی:

 crocus sativus 

تیره:

Iridaceae

گیاهشناسی

این گیاه علفی چند ساله وبدون ساقه است که دارای پیاز کوچک کروی شکل توپر به قطر 3تا 5 ساتیمتر می باشد و از غشای مشبک قهوه ای رنگی پوشیده شده است که این پیاز در زیر خاک قرار میگیرد

هر پیاز تولید 6 تا 9 برگ باریک نظیر برگ علفهای چمنی می نماید واین برگها در قسمت بالای خاک قرار دارند .هر پیاز دارای یک گل بنفش رنگ با قسمت انتهائی لوله ای شکل وطویل که درقسمت فوقانی شش گلبرگ قرار دارد.ارتفاع قسمت هوایی وبیرونی گیاه حدود 10تا 30 سانتی متر بوده که دارای ساقه وتعدادی برگهای باریک است .از وسط برگها ساقه تولید شده وگل خارج می شود ودر ماههای مهر تا آذر ماه گل ها به تعدا د یک تا سه عدد بر روی هر ساقه ظاهر می شوند. معمولا” از هر پیاز یک دوسه گل خارج می شود.

مادگی در مرکز گل قرار گرفته ودارای یک تخمدان غده ای بوده واز قسمت تخمدانخامه باریکی خارج می شود .خامه طویل وکشیده بوده وبه رنگ زرد کمرنگ است که به یک کلاله شفاف قرمز نارنجی سه شاخه ای بطول 2.5-3 سانتی متر تقسیم می شود .

سه کلاله همراه با خامه ای که حدود 5 سانتی متر است پس از خشک شدن زعفران آماده عرصه به بازار می شود.

زعفران دارای بوی تند عطر وطعم تلخ است ضخامت کلاله در قسمت پهن بالایی آن 3تا 4 میلیمتر می باشد ودارای رنگ متمایل به قرمز بدون کرک با جلای روغنی ولوله مانند است که در قسمت فوقانی قیفی شکل آن پهن تر است. زعفران تازه خشک شده جلا دار وبراق بوده ودر اثر تماس دست خرد نمی شود اما پس از مدتی نگهداری تیره رنگ وشکننده می شود.

تکثیر زعفران از طریق ایجاد پیازچه های توپر جدید که از پیاز مادر تولید می شود صورت میگیرد . پیاز زعفران در ماههای تابستان به صورت راکد در زمین باقی می ماند ورشد دوباره خود را در حدود پایان فصل تابستان شروع میکند .

آب و هوای مناسب جهت کاشت زعفران

زعفران گیاهی است گرمسیری و در نقاطی که آب و هوای معتدل داشته و دارای تابستان های گرم و خشک و آفتابی و پاییز و زمستان نسبتا ملایم دارد، به خوبی رشد می کند و می شود در این مناطق کاشت زعفران را انجام داد. لازم به ذکر است که این موضوع ممکن است در همه شرایط صادق نباشد زیرا احتمال دارد گیاه به صورتی با محیط سازگار شود چنانچه در همدان که در ردیف شهرهای سردسیری ایران است، زراعت و کاشت زعفران نتایج رضایت بخشی داده است.

پیاز زعفران تابستان فعالیت ندارد، دوره بیداری و فعالیت آن از حدود آبان تا اردیبهشت است و با شروع فصل گرما برگ هایش زرد شده و می خشکد و پیاز به خواب می رود پس زمین های گرم و خشک جای مناسبی برای کشت زعفران است.

تهیه زمین جهت کاشت زعفران:

بهترین نوع خاک برای کاشت زعفران خاک شنی ـ رسی است که مقدار کمی آهک داشته باشد

در تهیه زمین به منظور کاشت زعفران لازم است توجه و دقت خاصی معمول شود ابتدا در فرصتهای مناسب در پائیز یا زمستان زمین مورد نظر را شخم عمیق می‌زنند درصورتی که شرایط مناسب نبوده یا دسترسی به تراکتور مقدور نباشد می‌توان شخم را در پایان بهار یا اوایل تیرماه نیز انجام داد.

در زراعت مکانیزه زعفران زمین را در پاییز سال قبل از کشت با گاو آهن شخم عمیق می‌زنند در بهار پس از قطع بارانهای بهاری خاک را با انجام شخم متوسط ضمن سله شکنی از وجود علفهای هرز پاک می‌کنند در مرداد یا شهریور پس از پخش 80 – 40 تن کود حیوانی و 200 کیلوگرم فسفات آمونیوم زمین را به صورت فارو درمی‌آورند و برای کاشت زعفران آماده می‌کنند.

خاک مناسب جهت کاشت و پرورش زعفران

زعفران در زمین های شور، رسی یا خیلی شنی رشد نمی کند بلکه بهترین نوع خاک برای رشد آن خاک شنی ـ رسی است که مقدار کمی آهک داشته باشد، PH خاک باید بین 8 ـ 7 بوده، خاک مزرعه حاصلخیز و شیرین بوده و از علف های هرز پاک باشد در ضمن کاشت گیاه زعفران را باید در زمینی باشد که از چند سال قبل در آن زعفران کشت نشده باشد.

زمان مناسب جهت کاشت زعفران

از مرداد ماه تا مهر ماه می توان به کاشت زعفران اقدام نمود. پس از کاشت پیاز زعفران در زمین به مدت 7 ـ 4 و در بعضی مناطق تا 10 سال باقی مانده و محصول می دهد و از این نظر احتیاجی به کاشت مجدد زعفران در سال های بعد ندارد.

موارد استفاده

موارد استفاده از زعفران در اروپا ودر مشرق زمین بسیار گسترده بوده وبه عنوان دارو,رنگ نساجی ,مصارف آشپزی,صنایع شیرینی سازی وهمچنین برای مراسم مذهبی بکار گرفته می شده است.از زعفران غالبا”به جهت عطر وطعم ورنگ زرد خاصی که دارد در غذاها وبه ویژه همراه برنج مصرف میکنند.

خواص درمانی

بر حسب آزمایشهایی که در اروپا انجام شده است زعفران خاصیت کاهش چربی وکلسترول خون وافزایش نفوذ اکسیژن در پلاسما را ازخود نشان داده است .

در طب عوام نقاط مختلف جهان زعفران به عنوان آرام بخش ضد اسپاسم اشتها آور ومقوی معده استفاده می شود .

در کشور آلمان زعفران به عنوان آرام بخشدرمان درد معده وشکم وآسم مصرف می شود .

جهت درمان اسهال خونی سرخک تب یرقان بزرگ شدن کبد بزرگ شدن طحال مالیخولیا عفونت دستگاههای اداری هیستریوبا دیابت وگاهی به عنوان ماده تعرق آور استفاده میشود.

روش نگهداری

زعفران باید دور از نور ورطوبت باشد بهتر است نگه داری زعفران در ظرف شیشه ای یا فلزی در بسته بوده که در حرارت معتدل نگه داری شود با توجه به اینکه اسانس (مواد معطر ) زعفران قابل تبخیر شدن است درصورت نگهداری نا مناسب به مرور زمان اسانس آن تبخیر شده واز اثرات دارویی وطعم ومزه آن کاسته می شود ومرغوبیت آن از دست می رود .چون مواد معطر گیاه یعنی اسانس در حالت پودر شده بسیار سریع تر از پودر نشده آن تبخیر می شود بهتر است زعفران را تا موقع مصرف پودر نکنیم ویا در صورت پودر کردن در ظرف در بسته نگهداری شود.

نیازهای اکولوژیکی

خاک:

زعفران نیاز به خاکهایی با بافت شنی تالومی خوب زهکشی شده عاری از رس دارد . این گیاه خاکهای سبک خوب زهکشی شده با بافت متوسط را نسبت به خاکهای خیلی حاصلخیز غنی از مواد غذایی ترجیح میدهد.چون در خاکهای با حاصلخیزی زیاد رشد رویشی نسبت به رشد زایشی افزایش می یابد . برای نمو پیاز خاکهای با زهکشی سطحی کافی لازم است پیاز زعفران در خاکهای مرطوب یا غرقابی دچار پوسید گی میگردد. زعفران خاکهای سیلیسی گچی را ترجیح می دهد. گزارشاتی وجود دارد که زعفران در هر خاکی مشروط به اینکه از سیستم زهکشی خوبی برخوردار باشد وآبیاری کود وعملیات لازم در طول دوره عمر گیاه به خوبی انجام شود قابل کشت است

آب وهوا :

بهترین شرایط برای رشد آن آب وهوای نیمه گرمسیری است. 

 شرایط آب وهوایی ایده آل برای رشد وتولید زعفران خوب آب وهوای خشک یا نیمه مرطوب می باشد.فتو پریود تاثیر قابل ملاحظه ای در گلدهی زعفران دارد مناسب ترین طول مدت روشنایی برای این گیاه یازده ساعت است. بارندگی بهاره تاثیر قابل ملاحظه ای در تکثیر پیاز های جدید دارد در حالی که بارندگی نوبت دوم در پایان تابستان یا شروع پائیز به ایجاد گل که سبب عملکرد خوب گیاه میگردد کمک می کند یخ زدگی وبارندگی در زمان گلدهی مضر است ومیتواند خسارت زیادی به عملکرد وارد نماید.

تکثیر

تکثیر زعفران از طریق پیاز توپر است در هرسال در ماههای اسفند وفروردین از پیازهای مادر پیازچه های جدید تولید میگردد .پیازهای جوان به شکل پیازهای خوراکی بوده وکمی فشرده ترسفید وتوپر هستند. 

  بر روی قسمت سفت پیاز تعدادی غلافهای فیبری قرار دارند .پیازچه های حاصل رشد کرده ودر سال بعد فقط یک بار گل می دهند وبعلاوه از آنها پیازچه های جدید ایجاد میگردد بطوری که پیاز های قدیمی پژمرده خشک شده واز بین میروند.این سیکل برای چندین سال ادامه می یابد.

اماده کردن زمین کاشت وعملیات لازم در طول عمر گیاه

زراعت زعفران به نیروی کار زیادی نیاز دارد وعملیات کاشت آن در نواحی مختلف متفاوت است .ابتدا زمین را شخم زده واز علف های هرز ریشه گیاهان سنگ و……….تمیز می نمائیم زمینهایی را که قبلا” زعفران در آن کشت شده است در زمستان با عمق 25 تا35 سانتی متر شخم می زنند وتمیز کردن مزرعه ار علفهای هرز توسط دندانه وهرس انجام می شود.شخم دوم در پایان فروردین ماه یا اواسط اردیبهشت ماه چندین بار خاک بهم زده میشود وسپس به عمق 10تا 15سانتی متر شخم زده می شود در مرحله نهایی کود حیوانی به صورت لایه ای در سطح زمین پخش میگردد تا بتوان آن را براحتی مخلوط کرد وتجزیه آن به کندی انجام گیرد.

آبیاری :

آبیاری سبک موجب تسریع شکوفه دهی وافزایش عملکرد میگردد .اولین عملیات سله شکنی در تیرماه انجام می شود وبه منظور تسهیل در تهویه کانالهای زهکشی حفر میگردد در طی ماههای اردیبهشت تا شهریور که زمان رکود پیاز است اگر رطوبت زیاد باشد ممکن است پیازها بپوسند .چنانچه در نیمه اول شهریور ماه مثلا” حدود سی روز پس از تشکیل جوانه ها ی پیاز مجد دا” عملیات سله شکنی به عمق 8تا 10 سانتیمتر تنها با دادن مقداری کود دامی انجام شود پس از برداشت گلها نیزعملیات سله شکنی انجام شده وکود دامی داده شود.

کود:

استفاده از کود دامی به میزان 15تا 22 تن در هکتار در موقع آماده کردن زمین لازم غاست .همچنین اضافه کردن کودهای ازته فسفره وپتاسه نیز به ترتیب 510و15 کیلو گرم در هکتار برای موفقیت در سالهای بعد توصیه می شود.

عملیات کاشت پیاز زعفران

برای کاشت زعفران 5 – 4 نفر شرکت می‌کنند

برای کاشت پیاز زعفران ابتدا چاله‌های یک ردیف را با بیل درمی‌آورند و در داخل هر چاله از 15 – 3 پیاز قرار می‌دهند. عمق کاشت پیاز زعفران 20 – 15 سانتیمتر در نظر گرفته و در موقع کاشت سر پیازها باید رو به بالا قرار گیرد. پیازها در عمق 20 سانتیمتری در زمستان از سرما و یخبندان و سایر تنشهای محیطی و در تابستان از گرما زدگی مصون می‌مانند.

برای کاشت زعفران 5 – 4 نفر شرکت می‌کنند به این ترتیب که یک نفر با بیل چاله‌ها را درمی‌آورند دو نفر پیازهای قابل کشت را به صورت دسته‌های 3 تا 5 یا 15 تائی انتخاب می‌کنند.

نفر چهارم پیازها را در داخل چاله‌ها قرار می‌دهند و بقیه نفرات کار خود را ادامه می‌دهند تا تمام زمین زعفران کاشته شود. سرانجام سطح مزرعه را که نامسطح شده با بیل یا ماله‌ای که صاف و فشرده می‌سازند تا پیازها به خاک بچسبد. زمین کشت شده به همین صورت تا موقع آبیاری پائیزه رها می‌شود قبل از آبیاری در حدود 20 – 10 تن کود حیوانی کاملا پوسیده با بیل در سطح زمین پخش می‌نمایند. پس از انجام عمل کاشت زعفران روی شیارها را با ماله پوشانده و زراعت ردیفی به نظر می‌رسد. 

برای خواندن مقاله کشت ایروپونیک و هیدروپونیک زعفران اینجا کلیک کنید.

مقدار و نوع پیاز

مقدار لازم پیاز برای کاشت زعفران در هر هکتار 2 تن غده می باشد

پیاز زعفران باید درشت، سالم، بدون زخم، شاداب و عاری از هر نوع بیماری بوده و سن آنها از 7 سال تجاوز نموده و پوست های اضافی و کپه هر پیاز را جدا می کنند. (کپه همان جای ریشه زایی در ته پیاز است که چوب پنبه ای و خشک می باشد) برای اینکه غده ها پس از کاشت زعفران مورد حمله آفات و امراض قرار نگیرند بهتر است قبل از کاشت زعفران با سموم جیوه ای از قبیل سرزان، تری تیزان، گرانوزال و برای هر 100 کیلو پیاز 500 ـ 300 گرم سم مصرف نمود.

مقدار لازم پیاز برای کاشت زعفران در هر هکتار 2 تن غده می باشد. اگر در سال هفتم به بعد غده ها بیرون آورده نشوند گیاه ضعیف شده و غده ها پوک می گردند و پس از یکی دو سال به کلی از بین می روند. در سال هفتم مقدار غده ای که از زمین می توان بیرون آورد 5 برابر مقدار کشت شده در سال اول است.

مقدار و نوع کود برای کاشت

گیاه زعفران به مواد غذایی فراوانی احتیاج دارد. از دادن کود تازه حیوانی بایستی خودداری شود و فقط کود پوسیده استفاده نمود. به طور کلی در هر هکتار زعفران کاری نیاز به 50 ـ 30 تن کود حیوانی پوسیده به همراه 200 کیلوگرم کود شیمیایی مثل فسفر و پتاس به زمین داده می شود. مصرف 100 کیلو کود اوره به همراه 15 ـ 10 تن کود حیوانی برای هر سه سال یک بار می تواند بهترین پیشنهاد برای کشاورز زعفران کار به حساب آید.

نحوه آبیاری بعد از کاشت

پس از کاشت پیاز زعفران تا زمان برداشت محصول مزرعه را فقط یک بار باید آبیاری نمود

پس از کاشت پیاز زعفران در زمین مزرعه را باید بلافاصله آبیاری کرد در صورتی که قبل از کاشت زعفران مزرعه آبیاری شده باشد می توان آبیاری را چند روز پس از کاشت انجام داد. زعفران گیاهی است مقاوم به کم آبی و اولین آبیاری پاییزه باید حتما 15 روز قبل از بیرون آمدن ساقه گل ها انجام گیرد.

اگر آبیاری جلوتر از مهرماه و به کرات انجام شود ابتدا برگ ها ظاهر می شوند و سپس گل ها پدیدار می گردند و در این صورت چیدن گل ها به سختی انجام خواهد گرفت و چه بسا گل ها بین برگ ها باقی مانده و از بین خواهند رفت.

پس از کاشت پیاز زعفران تا زمان برداشت محصول مزرعه را فقط یک بار باید آبیاری نمود چون زعفران گیاهی مخصوص مناطق خشک است بنابراین به آب زیاد احتیاج ندارد ولی اگر بعد از برداشت محصول در طول زمستان چند آب به مزرعه داده شود، به درشت شدن پیاز زعفران کمک می کند.

سله شکنی پس از کاشت

بعد از آبیاری اول به محض گاورو شدن زمین سطح مزرعه باید سله شکنی شود به نحوی که پیازها صدمه نبینند بهترین وسیله سله شکنی کج بیل و بیل شیار دار و گاو آهن ایرانی و کولتیواتر است. سله شکنی باعث می‌شود که گلها به آسانی از خاک بیرون آمده و کود حیوانی با خاک مخلوط گردد.

در مواقعی که زارع نتوانسته باشد به زمین خود کود دهد قبل از اجام آبیاری می‌توان کود لازم را در سطح خاک پخش نموده و با شخم سطحی با خاک مخلوط نمود و بعد از این عمل که در واقع حکم سله شکنی را دارد جهت هموار نمودن زمین و چسباندن خاک به پیازهای زعفران زمین را ماله می‌کشند.

پس از کاشت و برداشت رعفران باید علفهای هرز از بین برد

اولین وجین زعفران بعد از برداشت گلهای زعفران می باشد

علفهای هرز از طریق رقابت با گیاه زعفران از نظر آب و مواد غذایی و نور خورشید سبب کاهش محصول می‌شود علاوه بر این ممکن است در مراحل کاشت زعفران و برداشت زعفران مزاحمتهایی ایجاد و میزبان تعدادی از بیماریها و حشرات و بخصوص نماتد باشد.

وجین مزرعه در هر موقع که علفهای هرز رشد کردند ضروری است. در مزارع زعفران اولین وجین بعد از آبیاری دوم انجام و این وجین باعث از بین رفتن علفهای هرز مزرعه زعفران می‌گردد.

بطور معمول اولین وجین زعفران بعد از برداشت گلهای زعفران و دومین آن در صورت لزوم به فاصله در حدود یک ماه قبل از آب سوم انجام می‌شود. در مورد مبارزه شیمیایی با علفهای مزرعه باید توجه کرد که چون اثر این علف کشها بر روی گیاه آزمایش نشده لذا باید به هنگام رشد بوته‌های زعفران از مصرف علف‌کش‌های شیمیایی خودداری شود. 

برداشت فرآیند وراندمان زعفران

a. چیدن گلها 

b. فصل گلدهی زعفران حدود 4تا 6 هفته طول میکشد که از اواخر مهر ماه شروع وتا اواخر آبان ماه ادامه دارد . 

c. گلها را صبح زود وبلا فاصله پس از بخار شدن شبنم وقبل از پژمرده شدن گلها دراثر حرارت می چینند برای انجام اینکار نیاز به نیروی انسانی فراوان ماهر ودقیق دارد.

برداشت

عملیات برداشت زعفران حدودا 25 ـ 15 روز به طور می انجامد

مزرعه زعفران در سال اول محصول قابل توجهی نخواهد داد و فقط تعدادی از غده هایی که درشت بوده و ذخیره غذایی کافی داشته اند گل داده و تولید محصول می کند. معمولاً اواسط آبان ماه گل های بنفش رنگی در مزرعه ظاهر می شود و به محض پیدایش اولین گل برداشت آغاز شده و تقریبا سه هفته ادامه دارد.

موقعی که گل ها ظاهر می شوند، مزرعه زعفران خوش منظره، معطر و به رنگ ارغوانی یا بنفش خوش رنگی در می آید و یکی از زیباترین چشم اندازهای طبیعت را زمانی می توان دید که مزرعه زعفران به گل نشسته است زیرا در آغاز سرما و خزان کلیه گیاهان که هیچ گلی در صحرا نیست گل می دهند.

برای چیدن گل ها پیش از آنکه خورشید صبحگاهی اشعه نارنجی خود را بر مزرعه پوشیده از گل بتاباند، برداشت شروع و تا ساعت 9 صبح ادامه می یابد. عملیات گل چینی حدودا 25 ـ 15 روز به طور می انجامد.

جدا کردن کلاله ها 

کلاله ها در همان روز باید جدا گردد زیرا در دست گرفتن گلهای تازه راحت تر میباشد گلها روی یک میز در محل مسقف قرار میگیرند وکارگران کلاله ها را بوسیله یکی از روشهای زیر که همگی نیازمند مهارت وحوصله کافی میباشند جدا میکنند.

مادگی درون جام گل را توسط ناخن انگشت شست دست چپ قطع نموده وکلاله ها را با استفاده از انگشتان دست راست به بیرون می کشند ودر ظرف سفالی جمع آوری میکنند.

گل توسط قیچی به نحوی بریده می شود که انتهای کم رنگ کلاله ها همراه با ساقه باقی بماند وپس از آن قسمت فوقانی قرمز رنگ کلاله از گلبرگها جدا می گردند.

خشک کردن کلاله ها برای نگهداری طولانی تر زعفران تازه باید خشک گردد . روش خشک کردن تعیین کننده کیفیت وارزش نهائی زعفران است . 

 عطر خاص زعفران در زمان خشک کردن در اثر هیدرولیزشدن ترکیبات پیکروسین وآزاد کردن آلد ئید فرار یعنی سافرانال میگردد. 

دوروش خشک کردن بکار گرفته میشود که عبارتند از:

• خشک کردن توسط آفتاب

• خشک کردن بوسیله حرارت آتش

عملکرد زعفران

میزان گلی که از واحد سطح میتوان برداشت نمود به عوامل متعددی از قبیل خاک موقعیت جغرافیایی عوامل جوی مانند نوسانات درجه حرارت ومیزان بارندگی در ارتباط است. بهار گرم و پائیز طولانی موجب گل دهی زود رس میگردد.

عملکرد زعفران در سال اول گلدهی ناچیز وبه تدریج در سالهای بعد افزایش مییابد .

در سال دوم عملکرد طبیعی آن حدود 1800تا 2500 گرم در هکتار می باشد.

در سال سوم عملکرد طبیعی حدود 4تا 5کیلوگرم می باشد.

پس از چهار تا پنج سال عملکرد طبیعی 10 تا 15 کیلو گرم میباشد.

در سال ششم ماکزیمم 15 کیلو گرم

در سال هفتم ماکزیمم 10کیلو گرم

در سال هشتم جمع آوری وکشت مجدد پیاززعفران لازم می باشد. معمولا” هرهکتار زمین احتیاج به چهار تن پیاز زعفران دارد.

 از هر 210عدد گل( 630عدد کلاله) حدود پنج گرم زعفران خشک تولید می شود.

فوگ پونیک چیست؟

فوگ پونیک چیست؟

فوگ پونیک بانام لاتین Fogponic یک فرم پیشرفته از آیروپونیک است که از آب به شکل تبخیری برای انتقال مواد مغذی و اکسیژن به ریشه گیاهان بصورت معلق استفاده میکند.

با استفاده از همان ایده کلی برای آیروپونیک، سیستم فوگ پونیک از یک رطوبت ۵-۳۰ میکرومتری در داخل محفظه  ریشه استفاده می کند همانطور که برای مکانیسم تغذیه ورقه ای استفاده می شود.

بهترین جذب ذرات برای گیاهان از محدوده ۱ تا ۲۵ میکرو متر است. اندازه ذرات کوچکتر به معنی جذب سریع تر است.

مزیت بیشتر فوگ پونیک نسبت به سیستم  آیروپونیک نیاز به انرژی کمتر گیاهان در رشد و توده ریشه است و قادر به حفظ یک گیاه بزرگ است.

آنچه که ممکن است واضح نباشد، نقش اکسیژن است. برگها و ساقه ها به فتوسنتز کمک می کنند و اکسیژن را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کنند، اما در سطح ریشه، گیاهان نیاز به اکسیژن خاک برای کمک به تجزیه مواد غذایی برای زنده ماندن دارند. گیاهان نیاز مبرم به آب، مواد مغذی و اکسیژن برای تکامل کامل دارند. و یک سیستم که ترکیبی ایده آل از تمام این سه مورد را فراهم می کند، فوگ پونیک است.

در حالی که سیستم های هوازی مواد مغذی را برای ریشه گیاهان عرضه می کنند، فوجر ها بخار را به گره های ساقه و برگ و همچنین ریشه ها می رسانند، که در نتیجه باعث جذب مواد مغذی و گیاهان سالمتر می شود

مزیتهای سیستم فوگ پونیک:

گیاهان قطرات را خوب جذب می کنند، اما چون بخار را بهتر و سریع تر جذب می کنند، این می تواند خبر خوبی برای تولید کنندگان باشد.

از مزیتهای فوگ پونیک تولید زباله های کمتر، حفاظت از فضای مناسب و فرصت کمتر برای خطا است، مخصوصا در هنگام ریشه زدن.

یکی دیگر از مزیتهای فوگ پونیک نسبت به سایر برنامه های کاربردی، این است که مه مهاری فوق العاده اجازه می دهد تا موهای بسیار کوچک مثل شاخه ها از توده ریشه اصلی رشد کنند. این مساحت سطح نمایشی را برای دریافت مواد مغذی و اکسیژن فراهم می کند که باعث رشد انعطاف پذیری می شود

مزیت بزرگ فوگ پونیک این است که غلظت مواد مغذی خود را در هنگام سکل چرخشی از دست نمی دهد.روش هایی مانند NFT یا تکنیک فیلم های مواد مغذی بسیار عالی است، اما از آنجا که مواد مغذی در سراسر توده های ریشه عبور می کنند، به تدریج کمتر و ضعیف تر می شوند. به عنوان یک نتیجه، گیاهان در پایان چرخه، آب و مواد مغذی را به همان اندازه گیاهانی که در اوایل چرخه رشد می کنند، سود نخواهند برد. رشد با سیستم فوگ پونیک، این مشکل را از بین می برد و باعث می شود تا مه بطور ۱۰۰٪ در سراسر مناصق ریشه، نفوذ کند.

معایب فوگ پونیک:

در هنگام راه اندازی یک سیستم جدید ممکن است مشکلی برای پراکندگی بخار وجود داشته باشد.

هزینه های راه اندازی می تواند بالا باشد، و تجهیزات نیاز به تمیز کردن منظم برای جلوگیری از اشباع شدن دارد همانند مشکل نازلها در سیستم آیروپونیک.

هر دو سیستم ایروپونیک و فوگ پونیک روش های پیشرفته ای برای باغبانی در فضای باز هستند. آنها برخی از مزایای واقعی نسبت به سیستم های هیدروپونیک معمولی را ارائه می دهند، اما دارای یک نقطه ضعف هستند: آنها هر دو با استفاده از تایمر و برق به تحویل مداوم آب و مواد مغذی تکیه می کنند

در طول قطع برق، کل محصولات می توانند به سرعت از بین بروند. برای جلوگیری از این نوع فاجعه، استراتژی قدرت ثانویه، مانند یک ژنراتور، یک ایده خوب است.

تفاوت فوگ پونیک و آیروپونیک چیست؟

فوگ پونیک در مقایسه با سیستم آیروپونیک مزیت دیگری دارد. فوگ پونیک در رشد و توده ریشه به انرژی کمتر گیاهان نیاز دارد و می‌تواند یک گیاه بزرگ را حفظ کند.

آنچه که ممکن است شفاف نباشد تاثیر اکسیژن می‌باشد. ساقه‌ها و برگ‌ها به فتوسنتز کمک می‌کنند و به تولید اکسیژن بعنوان محصولی جانبی کمک می‌کنند، ولی در سطح ریشه، گیاهان جهت کمک به مواد غذایی برای زنده ماندن به اکسیژن خاک نیاز دارند.

 گیاهان برای کامل شدن به مواد مغذی، اکسیژن و آب نیاز جدی دارند و فوگ پونیک مجموعه‌ای عالی از تمام این سه گزینه را فراهم می‌کند.

در حالی که مواد مغذی توسط سیستم‌های هوازی به ریشه گیاهان می‌رسد، بخار توسط فوجرها به گره‌های برگ و ساقه و برگ و نیز ریشه‌ها می‌رسد که نهایتا باعث جذب گیاهان سالم‌تر و مواد مغذی می‌شود.

کشت ایروپونیک زعفران

مقدمه

امروزه در تولید برخی از محصولات کشاورزی، استفاده از روش‌های صنعتی و مدرن از قبیل سیستم‌های گلخانه‌ای و سیستم‌های آب‌کشت (هیدروپونیک) و هواکشت افزایش قابل توجهی یافته است.

امروزه این تکنیک به‌طور خاص در مورد سبزیجاتی مثل: کاهو، گوجه‌فرنگی، خیار و سایر سبزیجات و همین‌طور برخی از گیاهان زینتی نظیر لاله، سنبل، آلسترومریا و غیره مورد استفاده قرار گرفته و به طور کاملا اقتصادی و با سود بالا این تکنیک انجام می‌گیرد. بزرگترین مزیت این سیستم‌های کشت استفاده حداکثر از فضا و سطح زیرکشت به سبب طبقاتی بودن و تراکم کشت بالاست که این موضوع هزینه تهیه زمین زراعی و عملیات‌ مربوط به آماده‌سازی زمین را به شدت کاهش می‌دهد.

آشنایی با کشت گلخانه ای زعفران

گذر زمان و افزایش سطح کشت این گیاه هم نتوانسته است از ارزش بالای آن کم کند.

کاشت زعفران در گلخانه به روش هواکشت و غیر هیدروپونیک این طرح برای اولین بار در کشور چین منطقه خودمختار تبت در سال ۲۰۰۶ توسط جوان چینی به نام آقای (بِن) که تحصیلات خود را در رشته‌ی کشاورزی به اتمام رسانیده بود برای اولین بار در جهان اجرایی شد.

کاشت زعفران در گلخانه در حال حاضر اصلی‌ترین نوع کشت زعفران در چین می‌باشد.

پرورش زعفران گلخانه ای در گلخانه هیدروپونیک و گلخانه آیروپونیک

مزیت نسبی این روش‌های کشت، نسبت به روش‌های مرسوم، جلوگیری از هرزروی آب و خارج شدن آن از دسترس گیاه می‌باشد که این موضوع به شدت میزان آب مصرفی را کاهش می‌دهد.

در کنار این مزایا، هزینه اولیه بالا برای تاسیس و راه‌اندازی این سیستم‌ها را می‌توان از معایب مهم آن‌ در نظر گرفت که ممکن است تصمیم‌گیری را برای تولیدکنندگان جهت ورود به این عرصه کمی سخت کند

کشورهایی که در عرضه کشت زعفران گلخانه‌ای پیشرو هستند:

کشورهایی از قبیل چین، اسپانیا، امارات، ترکیه، شمال افغانستان و هندوستان

چرا باید زعفران را در گلخانه کشت کنیم؟

در این نوع کاشت راندمان محصول در مقایسه با کشت سنتی به ده برابر رسیده است.

با در اولویت قراردادن بحران آب در کشور این نوع کشت به خاطر مصرف بسیار کم در آب بهترین روش برای کشت در راستای مدیریت مصرف آب می‌باشد.

در نوع کشت گلخانه‌ای به دلیل استفاده از پیاز درشت و مرغوب و بدون بیماری و نگه‌داری در بهترین شرایط دمایی و محیطی راندمان بازدهی محصول نسبت به روش کشت سنتی بسیار بالاتر بوده، به طوری‌که برداشت محصول کلاله خشک شده به روش سنتی در هر هکتار به میانگین هفت کیلو بوده این میزان در روش کشت گلخانه‌ای به میانگین ۲۳ تا ۲۵ کیلومتر در هکتار رسیده.

در کشت سنتی کلاله گل در معرض برخورد با نور آفتاب بوده که باعث از بین رفتن عطر، قدرت، رنگ‌دهی و میزان طعم کلاله می‌باشد. در روش نوین کاشت زعفران در گلخانه ما از این مشکل مبرّا شده‌ایم که این نیز خود باعث کیفیت بسیار بالا در کلاله می‌شود و با درنظرگرفتن نیاز و رقابت در بازار جهانی و ریزبینی کشورهای برندپسند این امر بسیار مهم است. برداشت زعفران با این کیفیت در بازار جهانی دارای ارزش بالا بوده و چند برابر زعفران‌های دیگر قیمت دارد.

در حال حاضر بهداشت یکی از مسائل مهم در بین جوامع می‌باشد. در نوع کشت سنتی گل زعفران به خاطر قرارگرفتن در محیط نامناسب و تماس با خاک و کود حیوانی و … دارای بهداشت مناسب نمی‌باشد. در روش کشت گلخانه‌ای محیطی بسیار مناسب و بهداشتی و به دور از هر نوع آلودگی برگ برنده دیگری در مقایسه با کشت سنتّی دارد.

در روش سنتی پیاز به مدت بسیار طولانی و چندین سال و به دور از دید و دسترسی در زیر خاک دفن شده که موجب افزایش بیماری در پیاز و خاک می‌شود در کشت نوین پیاز در دسترس بوده و مراقبت‌های لازم به راحتی و سهولت انجام می‌شود.

در حال حاضر با مشکل بیکاری در کشور به دلیل خشکسالی و … مواجه هستیم کشت نوین زعفران باعث به کارگیری نیروی کار بیشتر و اشتغال‌زای در کشور می‌شود که خود امری ضروری و بسیار مفید می‌باشد.

این نوع کشت نوین را نیز می‌شود در فضای محدود به صورت طبقاتی انجام داد و نیاز به زیرکشت بردن اراضی بسیار نیست. ده هزار مترمربع را می‌شود در یک محیط هزارمتری اجرا نمود.

نیازمندی های طرح کاشت زعفران در گلخانه

100 متر زمین که در 5 طبقه ایجاد می شود جمعاً با ظرفیت 500 متر گلخانه

4000 متر زمین جهت بازگرداندن 6 تن پیاز از گلخانه به خاک

میزان سود دهی در سال، 100 تا 120 میلیون تومان

این روش در همه جای ایران قابل کشت می باشد.

هزینه راه اندازی بدون در نظر گرفتن زمین برای این 100 متر (هزینه های خرید پیاز و تجهیزات و کلیه وسایل مورد نیاز) تقریبا 30 میلیون می باشد. قیمت زمین بستگی به منطقه شما داشته و در هر شهر و استانی متفاوت می باشد.

ناگفته نماند این هزینها فقط برای یک بار پرداخت میشود و هزینهای دیگر هر ساله از قبال تکثیر پیازهای مازاد جبران میشود(پیاز زعفران هرسال تولید مثل میکند و تکثیر میشود)

بازدهی محصول از این متراژ بالای 20 تا 25 کیلو گرم میباشد که مبلغ هر کیلو بین ۹ تا ۱۳ میلیون تومان میباشد،البته در صورتی که از پیاز ۲۰ تا ۲۵ گرم تغذیه شده استفاده شود.توجه داشته باشید که در سال اول شما به راندمان مورد نظر نمیتوانید دست پیدا کنید

بعد از برداشت محصول پیازها باید به خاک برگردند و در زمان کاشت نیاز به ۱ الی ۴ مرحله بسته به مناطق نیاز به آبیاری دارد.

اگر سرمایه زیادی برای شروع کار ندارید میتوانید با متراژ کمتر شروع کنید هیچ ضرورتی بر اجرا سطح کاشت بالا نیست.

تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز احداث گلخانه کشت زعفران بر پایه ایروپونیک

    سالن تولید سرپوشیده

    مخزن برای نگه‌داری آب

    فوگر (مه پاش)

    کولر آبی

    قالب‌های نگه‌دارنده پیاز زعفران (طبق کشت)

    قفسه بندی

    تایمر، برای روشن و خاموش کردن سیستم فوگر و کولر

پرورش زعفران گلخانه‌ای به روش هیدروپونیک (آب‌کشت)

روش کشت هیدروپونیک یا آب‌کشت است. واژه هیدروپونیک به معنی کار با آب است.
این روش ازلحاظ هزینه اولیه مشابه سایر روش های بسترسازی است اما راندمان کشت و تولید محصول را تا حدود 30 درصد افزایش می دهد و همچنین با توجه به ثابت بودن هزینه هایی که برای سرمایش و گرمایش مصرف می شوند، مقدار سود خالص بیشتر می‌شود.
در این روش ریشه گیاه باید یا در هوای فوق العاده مرطوب، یا در آب و یا در بعضی مواد جامد (غیر از خاک) که رطوبت را به مقدار بالا در خود ذخیره می کنند، نگهداری شوند. در روش هیدروپونیک، آب موجود در اطراف ریشه، مواد مغذی و اکسیژن را به گیاه می‌رساند.
مساحت زمین کشت: 5,000 مترمربع
هزینه های ساختمان سازی و تامین زمین هم هستند.

روش تولید زعفران به روش آیروپونیک (هواکشت)

ایروپونیک یا هواکشت یک روش باغبانی سرپوشیده است که در آن گیاهان در حالی رشد و نمو می‌کنند که ساختار ریشه‌شان در هوا معلق می‌باشد و به وسیله اسپری شدن مداوم آب حاوی مواد محلول معدنی و کودهای شیمیایی تغذیه می‌شوند.

در این روش شما هزینه های اضافی زمین های کشاورزی مانند: هزینه شخم زمین، هزینه رساندن آب به زمین، هزینه های  کارگر و… را ندارید و به همین دلیل سودآوری شما چند برابر می شود.

خاک در هواکشت مورد استفاده قرار نمی‌گیرد چرا که در حالی که ریشه‌ گیاهان به طور دائمی و یا متناوب در معرض مِه غنی از مواد مغذی قرار دارد همچنان می‌توانند به رشد خود ادامه دهند. هواکشت یا ایروپونیک در فضای بسته، راهکاری موثر برای پرورش سبزیجات در اختیار ما می‌گذارد بدون آنکه نیازی به کشت در گلدان و تغییر مجدد گلدان به منظور دسترسی بیشتر گیاه به فضا و مواد غذایی در خاک داشته باشیم.
مساحت زمین کشت: 3,000 مترمربع
هزینه های ساختمان سازی و تامین زمین هم هستند.

سیستم کشت گلخانه ای زعفران

در سیستم  کاشت زعفران در گلخانه, در خردادماه پس از زردشدن علف گیاه پیاز از خاک جدا شده و در محیطی با تهویه هوای مناسب و خنک انبار می‌کنیم. در اول شهریور ماه پیازهای بالای ده گرم در طبقه‌های چوبی قرار داده شده و به محیط گلخانه‌ای برده می‌شود. در دمای و نور و رطوبت مناسب که در بازه‌ی زمانی متغییر می‌باشد، نگه‌داری می‌شود.

در مهرماه پیازها شروع به جوانه‌زدن می‌کند. در این مدت از اطراف پیاز جوانه‌های بسیاری می‌روید که باید به جز دو یا سه جوانه اصلی، دیگر جوانه‌ها از پیاز حذف گردد این کار باعث جلوگیری از هدررفتن توان پیاز برای گلدهی می‌باشد.

پیاز در اواخر آبان یا اوایل آذر شروع به گلدهی می‌کند و بعد از برداشت گل پیاز و گذراندن مراحل ضدعفونی و حذف جوانه‌های اضافی به زمین بازگردانده می‌شود در سال بعد مراحل تکرار می‌شود.

با کاشت زعفران در گلخانه به روش گلخانه ایروپونیک یا هیدروپونیک، میتوان در محیطی کمتر از فضای افقی و عمودی گلخانه برای پرورش بیشتر و به نحو موثرتری بهره برد و آب کمتری نیز هدر داد. بسته به نوع سیستم، مواد مغذی ممکن است به صورت دستی با وقفه‌هایی در هر شب و روز در اختیار گیاه قرار داده شوند، اما در طول دوره گلدهی زعفران عملاً نیاز به تغذیه نداریم.

نیازمندی های طرح کاشت زعفران در گلخانه

طرح توجیهی کاشت زعفران در گلخانه:

100 متر زمین که در 5 طبقه ایجاد می شود جمعاً با ظرفیت 500 متر گلخانه
4000 متر زمین جهت بازگرداندن 6 تن پیاز از گلخانه به خاک
میزان سود دهی در سال، 100 تا 120 میلیون تومان
این روش در همه جای ایران قابل کشت می باشد.
هزینه راه اندازی بدون در نظر گرفتن زمین برای این 100 متر (هزینه های خرید پیاز و تجهیزات و کلیه وسایل مورد نیاز) تقریبا 30 میلیون می باشد. قیمت زمین بستگی به منطقه شما داشته و در هر شهر و استانی متفاوت می باشد.

ایران، زادگاه زعفران و تولیدکننده بی‌رقیب

کشور چین با توجه به نیروی کارگری ارزان قیمت و هزینه‌های تولید پایین، با قیمت نسبتا پایین‌تری زعفران را تولید و به بازار عرضه کرده است، با این حال هنوز نتوانسته به عنوان یک رقیب جدی برای کشور ایران در تولید زعفران قرار بگیرد.

چرا که ایران به عنوان زادگاه زعفران و تولیدکننده بی رقیب این گیاه (بیش از 90 درصد تولید خالص جهانی) همواره جایگاه خود را در این صنعت حفظ کرده است و رسیدن به این جایگاه برای سایرکشورها کمی دور از ذهن به نظر می رسد.

در این شرایط نگرانی که به شدت در بلندمدت بایستی به آن توجه کرد ورود رقیبی مانند کشور چین در بازار تجارت جهانی زعفران نیست، چون با این سطح زیرکشت و تولید زعفران قدرت رقابت سایر کشورها با ایران بسیار سخت و محال به نظر می‌رسد.

نگرانی آینده، ورود زعفران چینی به بازار مبادلات جهانی با قیمت بسیار پایین‌تر از هزینه تمام شده این محصول برای کشاورزان و تولیدکنندگان ایرانی می‌باشد. همچنین افزایش ورود زعفران تقلبی و با کیفیت‌های بسیار پایین به بازار مبادلات جهانی را نیز می‌توان از تبعات آن در نظر گرفت.

ایران برای حفظ جایگاه خود در بازار تجارت جهانی زعفران و جلوگیری از سقوط قیمت و کیفیت این محصول با ارزش بایستی به راهکارهایی جهت بالا بردن راندمان تولید در مزارع زعفران و کاهش هزینه‌های تولید دست یابد.

همچنین توجه بیشتر به بخش صادرات زعفران و فرآورده‌های وابسته آن با برندهای ایرانی می‌تواند به حفظ این جایگاه کمک کند که رسیدن به این مهم، همکاری و ارتباط جدی واحدهای تحقیقاتی، اجرایی و تولیدی بخش کشاورزی کشور را می‌طلبد. امیدواریم روزی در بازارهای ایران به سبب گرانی زعفران اصیل ایرانی، محصولی به عنوان زعفران چینی به فروش نرسد.

جمع آوری کنندگان: کیمیا رحمانی، هانیه قوتی، شقایق کلهر، امیررضا مونسان، حسین ناصر تبریزی

کشت ایرو پونیک چیست

کشت ایروپونیک یا هواکشت، در واقع مانند کشت هیدروپونیک یک سیستم کشت بدون خاک است. هزینه ساخت گلخانه ایروپونیک نیز به دلیل تجهیزات و سیستم ها و اجرا و نصب، در شروع کار بالا است. با این تفاوت که در کشت ایروپونیک ریشه گیاه در هیچ ظرفی قرار نمی گیرد و همواره در هوا معلق است. ریشه‌ی واژه‌ی ایروپونیک از دو کلمه‌ی aero=هوا و فعالیت=ponos گرفته شده است که هردو ریشه ی یونانی دارند. ریشه گیاه در معرض اسپری آب و مواد غذایی قرار میگیرد و از این طریق تغذیه می شود تا دیگر نیازی به خاک یا هر گونه بستر کشت نداشته باشد. هواکشت بسیار برای فضاهای بسته و سرپوشیده مناسب است؛ بخصوص برای کسانی که می خواهند در استفاده از فضای موجود صرفه جویی کنند و دیگر نیازی به استفاده از گلدان یا ظروف نگه دارنده نداشته باشند. همچنین نیاز نیست ظروف نگه‌داری برای دسترسی گیاه به فضای بیشتر و رشد بهتر جابه جا شوند و گیاه همواره در جای خود به صورت ثابت رشد می کند.

هواکشت

ریشه گیاهان در هوا قرار می گیرد و محلول غذایی به صورت قطرات بسیار ریز روی ریشه پاشیده می شود. در سال 1976 هوا کشت این گونه تعریف شد که ریشه گیاه به طور مداوم یا غیر مداوم در محیطی که اشباع از قطرات ریز محلول غذایی است قرار می گیرد.این روش با فاز مایع مداوم سر و کار ندارد و در تحقیقات تغذیه گیاهی به خصوص میوه های جوان استفاده می شود.
در این روش گیاهان داخل حفره هایی که روی قالب های ساخته شده از پلی استیرن منبسط شونده قرار دارند، کاشته می شوند، اما ریشه گیاهان صرفا در محیط هوایی در زیر قالب ها معلق بوده و درون جعبه پاشش قرار دارند که به منظور جلوگیری از نفوذ نور و رشد جلبک ها جعبه ها پوشانده می شوند.

شاید فکر کنید حالا که گیاه درون ظرفی قرار ندارد و تنها از طریق اسپری مواد مغذی و کود شیمیایی تغذیه می شود، حتما روند رشد آن کندتر از کشت معمول خواهد بود. اما نتایج یک سری تحقیقات توسط ناسا نشان می دهد که گیاه می تواند به خوبی در محیط کشت ایروپونیک رشد کند. در سیستم هواکشت، گیاهان را درون محفظه های محصوری قرار می دهند تا گیاه به سمت اطراف حرکت نکند. در واقع این محافظ به ریشه گیاه تنها امکان حرکت به سمت پایین، و به ساقه آن تنها امکان حرکت به سمت بالا را می دهد. گیاه در جای خود ثابت است و ریشه آن معلق در هوا. از آنجایی که مواد موردنیاز گیاه برای رشد و نمو به ریشه آن اسپری می شود، در نتیجه میزان آب کمتری مصرف می شود.

تفاوت کشت ایروپونیک با کشت سنتی

تا بحال برخی از تفاوت های هواکشت با سایر سیستم های پرورش محصول را دریافتید. بستر کشت ریشه گیاه را در فضای معینی محصور و محدود می کند و ریشه تنها می تواند درون فضای بستر گسترش پیدا کند. در کشت ایروپونیک، ریشه در هوا معلق خواهد بود و به سمت پایین حرکت خواهد کرد.

در کشت سنتی، گیاه مواد مغذی موردنیاز خود را از خاک دریافت می کند و توسط آب نیز تغذیه خواهد شد. در کشت ایروپونیک روش تغذیه گیاه، اسپری مواد مغذی مورد نیاز آن برروی ریشه است. هواکشت فضای کمتری نسبت به روش های کشت سنتی نیاز دارد. این توان وجود دارد تا با استفاده از سیستم کشت هیدروپونیک در مقدار فضای معینی، به توانید حتی تا چند برابر روش سنتی محصول تولید کنید. فضای کشت ایروپونیک، یک فضای کنترل شده است. بدین معنی که شما می توانید میزان رشد گیاه خود را کاملا تحت نظر بگیرید و آنرا کنترل کنید.

طریقه اسپری کردن

بسته به نوع سیستم کشت، به دو طریقه دستی و اتوماتیک، مواد به ریشه اسپری می شوند.  روش دستی به این صورت است که در طول شب و روز، شخصی باید به صورت دستی به ریشه ها برسد (که کمتر اینگونه است). معمولا هر گلخانه ایروپونیک دارای چند پمپ هستند که به صورت اتوماتیک ریشه گیاهان را تغذیه می کنند و نیاز به نظارت و سرپرستی ممتد و مستمر ندارند.

انواع کشت ایروپونیک

کشت ایروپونیک معمولا به دو صورت انجام می شود:

 ایروپونیک کم‌فشار (LPA)

یکی از دو روش کشت ایروپونیک می‌باشد. در این روش که یکی از شیوه‌های متداول هواکشت می‌باشد، گلخانه‌داران شخصا می‌توانند سیستم LPA خود را به سادگی و با هزینه‌ای کم طراحی و راه‌اندازی کنند. اکثر این سیستم‌ها، ۲۴ ساعت شبانه‌روز و هفت‌روز هفته، دائما به مرطوب کردن ریشه‌های گیاهان مشغول هستند. به هر حال این روش به اندازه کشت ایروپونیک  فشاربالا که مِهی رقیق با ذرات ریز تولید می‌کند کارایی ندارند.

در این روش ریشه های گیاهان را درست بالای مخزن ها قرار می دهند و با یک پمپ کم فشار آن را به صورت چکه ای به سمت گیاه هدایت می کنند. لازم به ذکر است که هر چقدر گیاهان بزرگ تر می شوند محتملاً قسمت هایی از ریشه آن ها خشک شده و مواد مغذی را به طور کامل دریافت نمی کنند. وجود هزینه های بالا در چنین واحد هایی باعث می‌ شود نوعی نا پیوستگی در محلول پدید آید. چنین واحدی معمولا برای نشان دادن اصول هوا کشت مناسب است.

کشت ایروپونیک فشاربالا(HPA)

توسط ناسا توسعه یافته‌ است. ناسا در گزارشی اعلام کرده که این متد کشت، کارآمدترین راه برای پرورش گیاهان درفضا محسوب می‌شود. به‌هرحال مطالعات زیادی مزایای کشت ایروپونیک HPA را بر روی زمین نیز اثبات کرده‌اند. لازم به ذکر است که همه سیستم‌های HPA، ایروپونیک هستند اما همه کشت‌های ایروپونیک، HPA نیستند. سیستم HPA برای اینکه کارآمد باشد باید با فشاری بالا کار کند. این فشار برای اتمیزه کردن آب و ایجاد قطراتی به اندازه ۵۰ میکرون یا کوچک‌تر به کار می‌رود. گیاهان بیشتر مایل به جذب مواد غذایی محلول در آب هستند. آنچنان که گفته شد سیستم فشار بالا روشی کارآمدتر است. و با وجود نیاز به تجهیزات تخصصی‌تر می‌تواند هزینه‌های موثر را کاهش دهد.

در این روش غبار مورد نیاز به وسیله پمپ های پرفشار تامین می گردد. و به دلیل هزینه بالایی که دارد فقط برای گیاهان با ارزش استفاده می شود. گیاهانی مانند زعفران. در چنین سامانه ‌ای مقدار زیادی آب و هوا تصفیه می گردد و همچنین مواد مغذی نیز استریلیزه می شود. و از پلیمر های سبک و سامانه ‌های انتقال مواد مغذی استفاده می شود.

سامانه‌های تجاری

اولین بار و. کارتر در سال ۱۹۴۲، این کشت را بررسی کرد و روش هوا کشت در بخار را برای تسهیل آزمایش های ریشه کنی پیشنهاد کرد. از سال ۲۰۰۶، هوا کشت برای کشاورزی در سراسر جهان استفاده شده است. در سال ۱۹۴۴، L.J. Colothees اولین کسی بود که در تحقیقات خود در مورد بیماری های ریشه کشف کرد که مرکبات با پوشش مه  مانند آووکادو بیماری نمی گیرند. در سال ۱۹۵۲، JF Trawl  درختان سیب را با اسپری رشد داد.FV؛ و ونت کسی بود که در سال ۱۹۵۷ روش فرهنگ هوا کشت را به معنی امروز آن توسعه داد. او مواد مغذی را به درختان قهوه و گوجه فرنگی با استفاده از اسپری کردن به ریشه ها رساند.

ماشین جنسیس، ۱۹۸۳

اولین دستگاه بازرگانی هوا کشت بدست GTi در سنه ۱۹۸۳ ساخته و روانه بازار شد. این دستگاه به ماشین جنسیس (اقتباس از فیلم پیشتازان فضا ۲: خشم خان) معروف شد. ماشین جنسیس با عنوان «سیستم ریشه زایی جنسیس» به بازار عرضه شد.

دستگاه gti یک دستگاه آبی حلقه باز را به کار گرفت که بدست میکرو چیپ مهار می ‌شد. و افشانه مغذی تنگنا بالا و آب-اتمیزه را به محفظهٔ هوا کشت هدایت می ‌کرد.

در آن زمان، این دست یافتی انقلابی در فناوری در حال توسعهٔ کشت مصنوعی هوایی بود. ماشین جنسیس به سادگی به شیر آب و پریز برق متصل می‌ شد.

تکثیر به روش هواکشت (کلون سازی)

هواکشت کلونینگ گیاهان را تغییر داد. اولا، هوا کشت اجازه داد که کل فرآیند را در یک واحد اتوماتیک اتمام دهد. بسیاری از گیاهان که در گذشته به نظر نشدنی – ناشدنی یا دشوار تبدیل شده بودند، به راحتی از یک ریشه توسط یک برش تکثیر می شد. این برتری بزرگی برای گلخانه ها بود، که رغبت داشتند که گیاهان ظریف و یا  کاکتوس را تکثیر کنند، که بذرشان به طور معمول بدست آلودگی های باکتریایی در برش منتشر می شد.

هوا کشت از آب کشت و کشت بافت به عنوان آلت تکثیر استریلی گونه های گیاهی استفاده کرده است. دستگاه جنسیس و ابزار های دیگر هوا کشت، هر دو پرورش دهندهای و جنسیس، قادر به تکثیر گیاهان بودند. با توجه به این که بیشتر قسمت ها اتوماتیک بودند، گیاهان می توانستند کلون شده و به تعداد بالایی تکثیر شوند شوند. به طور خلاصه، تکثیر آن راحت تر شد، زیرا دستگاه های هوا کشت ساخته شده بودند برای یک راه پاک تر و تند تر برای رشد ریشه از محیط پیرامون یکتا و غبار غنی از اکسیژن.

پیوند زدن با ریشه هوایی

هوا کشت به طور قابل توجهی تکنولوژی کشت بافت را بهبود بخشید. این روش می تواند گیاهان ها را در دوره های کوتاه تر و چرخه های کار مرتبط با تکنیک های کشت بافت کاهش دهد. هوا کشت می تواند مرحله های ۱ و ۲ کشت خاک (علت همه تولیدکنندگان کشت بافت) را از بین ببرد. گیاهان کشت بافت باید در بستر استریل کاشته شوند (مرحله ۱) و پس از آن برای گسترش بسترشان کاشته می شوند. گام ۲).

سپس، اگر آن ها به اندازه کافی قوی باشند، می توانند به طور مستقیم در خاک طبیعی کاشته شوند. علاوه بر این، تمام بافت مستعد ابتلا به بیماری و عفونت است. هنگام استفاده پرورش دهندگان می توانند گیاهانی را که در هوا قرار دارند و به خاک طبیعی انتقال دهند. ریشه ها در هوا کشت مستعد ابتلا به بیماری و از دست دادن برگ و شوک نیستند (چیزی که آب هرگز قادر به غلبه بر آن نبود). با توجه به ایمنی آن ها، گیاهانی که ریشه های کمتری در هوا داشتند، مستعد ابتلا به پاتوژن ها بودند. قارچ ها و جلبک ها و باکتری های بی هوازی دیگر در این سیستم رشد نمی کنند.

Gti یک جایزه اختراع برای دستگاه و روش تمام هوا کشت دریافت کرده است که توسط میکروپردازنده در سال ۱۹۸۵ کنترل شده است. هوا کشت به عنوان یک روش شناخته شده است که صرفه جویی در وقت و هزینه ایجاد می کند. عوامل اقتصادی بخش بزرگی از کشاورزی ارگانیک هستند.

سیستم رشد جنسیس، ۱۹۸۵

تا سال ۱۹۸۵، gti نسل دوم خود را معرفی کرد، که به نام رشد سیستم پیدایش شناخته شده است. این یک سیستم حلقه بسته بود که جریان بازیافتی را که با ریز پردازنده کنترل شده بود، کنترل کرد. هوا کشت مجهز به جوانه زنی بذر شد، به همین دلیل gti اولین سیستم هوا کشت بود که جهان را شوکه کرد. بسیاری از واحدهای بسته دایره ای و حلقه بسته هنوز هم کار می کنند.

تجاری‌سازی

هوا کشت در نهایت آزمایشگاه را ترک کرد و وارد عرصه ی کسب و کار شد. در سال ۱۹۶۶، ب. بریگز، پیشگام پیشرفته تجاری، موفق به ایجاد ریشه در یک چوب جنگلی شد. او کشف کرد که قلمه هایی که ریشه های هوایی دارند سخت تر از آن هایی هستند که در خاک بودند، و نتیجه گرفت که اصل اساسی ریشه هوا است. او دریافته بود که درختان ریشه دار می توانند بدون شوک انتقال شوک و یا شکست در دستیابی به رشد طبیعی به خاک منتقل شوند.

شوک انتقال معمولا در سیستم آب کشت مشاهده می گردد. در سال ۱۹۸۲، در اسرائیل، آل نیر همچنین یک مزیت را برای یک دستگاه هوا کشت با استفاده از کم ترین فشارهوا برای حمل مواد مغذی به گیاهان معلق که توسط پلی استایرن در اتاق های فلزی نگه داشته شده است، به دست آورد. در تابستان سال ۱۹۷۶ دانشمند بریتانیایی  به نام جان پرور یک سری آزمایشی در نزدیکی نیوپورت، جزیره سفید در بریتانیا انجام داد که در آن، کاهوها (واریته تامب) از بذرشان تا سن ۲۲ روزگی در هوای فشرده قرار داشتند توسط تهویه مطبوع نمو داده شدند.

تجهیزات مورد استفاده برای تبدیل محلول مغذی به مواد مغذی مه سان توسط صنایع کالیفرنیا تهیه شده بود. در سال ۱۹۸۴، در ارتباط با جان پرور (یک پرورش دهنده در جزیره سفید) یتیم خانه کینگز – از طراحی های مختلف سیستم هوا کشت برای رشد توت فرنگی استفاده کرد. گیاهان به ثمر رسیدند و محصولاتی را که توسط مشتریان چیده شده بودند، تولید کردند. سیستم محبوبیت خود را ثابت کرد، به ویژه توسط مشتریان قدیمی تر که تمیزی را تحسین کرده بودند، کیفیت و طعم توت فرنگی و این واقعیت که آن ها نباید برای کندن میوه خم شوند. در سال ۱۹۸۳، شخصی به نام ار. استونر توانست رابط ریز پردازنده ای را برای انتقال آب و مواد مغذی به درون محفظه های هوا کشت ابداع کند.

او همواره تلاش می کرد تا بتواند شرکت هایی به جهت تحقیق و توسعهٔ سخت ‌افزار ها و رابط‌ ها و بیوکنترلر ها و… را راه اندازی کند. او همچنین در سال ۱۹۸۵ توانست اولین شرکت ساخت و عرضه و پیاده ‌سازی سیستم‌ های حلقه بستهٔ بزرگ مقیاس در گلخانه ها را راه اندازی نماید. در سال ۱۹۹۰ ghe یا آب کشت جنرال سعی نمود تا سیستم هوا کشت را وارد بازار سیستم های آب کشت نماید. ولی در عمل خودش وارد ماجرای سیستم های هوازی شد. با این حال نمی توان به عنوان یک هوا کشت به‌ این موضوع نگریست. زیرا در هوا کشت از غبار آب به جای قطرات آب استفاده می شود.

و این غبار به جای باران حقیقی آمازون استفاده می گردد. با این حال تقاضایی که در بازار ایجاد شده بود باعث شده بود که به عنوان یک تکنیک کاملا آب کشتی به آن بنگرند. البته خیلی از مردم هنوز تفاوت بین هوا کشت قطره درشت و هوا کشت قطره ریز را نمی دانستند. در اواخر دهه ۹۰ یک شرکت انگلیسی متقاعد شده بود که در مورد هوا کشت تحقیقی را انجام دهد. نتایج موفقیت‌ آمیزی در این آزمایشات نصیب شان شد.

ولی هنوز هم دارای اشکالاتی بود. اشکالاتی مانند هزینه و نگهداری آن. یکی از مشکلات آن ایجاد پمپ هایی بود که اندازه شان بزرگ تر از حد عادی بود و این در حالی بود که هوا کشت قطره ای ساده تر ساخته می شد و نتایج قابل توجه تری هم داشت. این شرکت شروع به کار کردن روی پروژه هوا کشت قطره ای در مقیاس های بزرگ کرد. در آزمایشاتی که انجام دادند بالاخره متوجه شدند که هوا کشت برای تکثیر گیاهان روش بسیار ایده آلی است. آن ها روشی را پیدا کرده بودند که حالا دیگر نیاز به بستر خاصی نداشت و گیاه می‌ توانست بدون خاک در آن به پرورش و رشد بپردازد.

و در آخر این شرکت مشخص کرد که نتایج بدست آمده حتی می ‌توانست بهتر از این که به وجود آمده باشد. در صورتی که از هوا کشت استفاده می کردند. البته می باید گیاهان ابتدا در هوا کشت تکثیر کننده کشت می شدند و سپس به هوا کشت قطره ا‌ی منتقل می گشتند.

غذا های هوا کشت

در سال ۱۹۸۶ آقای استونر توانست غذا هایی که روش هوا کشت تولید شده بودند را به بازار راهی کند. او در مصاحبه ای که داشت مزایای چنین کشتی را به طور واضح بر شمرد.

مزایای هوا کشت برای زمین و فضا

استفاده از بستر هوا کشت باعث می‌ شود که ما به یک شیوه موثر برای صرفه جویی بر رشد گیاهان دست پیدا کنیم.

استفاده کمتر از محلول مغزی

تمام گیاهانی که به روش هوا کشت تکثیر می شوند به میزان زیادی اکسیژن و دی اکسید کربن دریافت می‌ کنند. صرف‌ نظر از اکسیژنی که همین طور به ریشه گیاه می رسد، این اکسیژن در قطرات اتمیزه شده آب نیز مشاهده می گردد. که این خود کمکی وافر به رشد گیاه است. به خاطر داشته باشید که با کاهش مواد غذایی و افزایش اکسیژن رشد گیاه بیشتر می ‌گردد.

یه نکته قابل توجه دیگر هم این است که در هوا کشت برون ریز میزان آبی که قبل از مصرف تصفیه می گردد کاهش می یابد. البته حجم بسیار کم محلول مصرفی در سیستم هوا کشت که اتمیزه هم می شود از ارتباط ریشه به ریشه گیاهان جلوگیری نموده و باعث می شود انتقال بیماری از یک گیاه به یک گیاه دیگر به شدت کاهش پیدا کند.

کنترل بیشتر محیط گیاه

با استفاده از روش هوا کشت می توانیم کنترل و نظارت موثر تری بر روی محیط پیرامون گیاه ایجاد کنیم و این در حالی است که در سایر روش های کشت گیاهان، کنترل و نظارت خاصی بر روی ریشه و ساقه گیاه نداریم. مثلاً در روش آب کشت هم شاهد این هستیم که ریشه های گیاه را آب احاطه کرده است و ما دسترسی خاصی با آن ها نداریم.

تغذیه بهبود یافته

در سیستم هوا کشت ما آزادیم که مقادیر مختلفی را از مواد معدنی در داخل یک محلول حل کنیم و به ریشه های گیاه برسانیم. چنین آزادی و سطح کنترلی می تواند به تحقیقات علمی کمک شایانی نماید. همچنین به راحتی می توانیم فواصل بین قطع و وصل شدن پاشش محلول را کنترل کنیم. و بخش‌ های دیگر گیاه را می توانیم متفاوت با ریشه گیاه پرورش دهیم.

کاربر پسندی بیشتر

در بستر هوا کشت کار با گیاهان بسیار ساده تر از گذشته صورت می گیرد. دلیل آن هم این است که گیاهان به صورت جدا جدا از یکدیگر قرار دارند و ریشه آن ها به یکدیگر هیچ ربطی ندارد. ضمناً ریشه ها همگی معلق هستند و این کمک می کند که بیماری از یک ریشه به ریشه دیگر منتقل نشود. زیرا بستری در این میان وجود ندارد. مثلاً اگر ریشه گیاهان در خاک می بود، همان خاک عامل انتقال بیماری ها می شد. به این ترتیب برداشت گیاهان هم بسیار ساده تر از گذشته صورت می پذیرد. تازه اگر قرار باشد یک گیاه بیماری ای را داشته باشد یا دچار آلودگی شود به راحتی می توان آن را از این سیستم حذف نمود. بنابر این دیگر ریسکی برای از ریشه درآوردن گیاه وجود ندارد.

به صرفه تر بودن

مقرون به صرفه تر و کم هزینه ترین روش برای پرورش گیاهان سیستم هوا کشت است. یکی از دلایل آن می تواند این باشد که میزان غلظت محلول مغذی در این روش بسیار کمتر از روش های دیگر می باشد. دلیل دیگر آن هم این است که نیاز به سوبسترا را در آن از بین رفته است.

استفاده از ذخایر دانه

با استفاده از روش هوا کشت می توانیم مشکلات ناشی از ذخایر دانه و عوامل بیماری ها را به حداقل ممکن برسانیم. دلیل آن هم این است که محیط این سیستم کاملا محصور و قابل کنترل است. در حال حاضر سیستم هوا کشت به عنوان تنها سیستمی است که قادر است با بیماری های گیاهی مقابله کند. البته جدا شدن اتاق رشد از سایر بسترهای محیط هم به شدت به پیشگیری از  ایجاد عوامل آلوده کننده کمک می کند. این امر باعث می‌ شود ارتباط گیاه با محیط بیرون به حداقل ممکن برسد و از انتشار عوامل بیماری زای محیط جلوگیری می ‌کند. به طور کلی می ‌توان گفت که در چنین سیستمی انتقال بیماری از یک ریشه به ریشه دیگر امکان پذیر نیست.

وسایل مورد نیاز برای اجرا هواکشت

یک مخزن برای نگه‌داری محلول غذایی

پمپ شناور

لوله برای توزیع آب از پمپ داخل مخزن به محفظه‌های گیاهان

نازل‌های آبپاش

قالب‌های نگه‌دارنده ریشه گیاه

محفظه‌هایی محصور، کیپ و ضد آب، برای جمع شدن محلول بعد از اسپری

لوله برای برگرداندن محلول اضافی به مخزن

تایمر، برای روشن و خاموش کردن پمپ
 

چه گیاهانی می توان با کشت ایروپونیک پرورش داد؟

از سیستم ایروپونیک برای تکثیر قلمه هایی که به سختی ریشه دار می شوند استفاده می گردد. برخی از این محصولات عبارتند از: گردو، زیتون، پسته، سیب، مرکبات و همینطور برخی ازگیاهان مهم و استراتژیک داروئی نظیر سرخدار و… . این روش در مورد گوجه فرنگی، بادمجان و کاهو نیز نتیجه خوبی داده است.

به کمک این روش علاوه بر اینکه مدت زمان رویش گیاه به یک سوم کاهش می یابد، درصد موفقیت قلمه در ریشه زایی نیز افزایش می یابد. با توجه به اینکه وزارت کشاورزی به پرورش قلمه احتیاج دائم دارد، بنابراین مزیت مذکور برای این وزاتخانه بسیار اهمیت دارد. همانطور که گفته شد در فرآیند کشت ایروپونیک، شرایط رشد گیاه در محیطی از مه، بدون استفاده از خاک یا هر بستر دیگر فراهم می شود.

گیاهانی که تکثیرشان از طریق روش قلمه زدن به سختی ریشه دار می شود:

از سیستم آیروپونیک برای تکثیر قلمه هایی که به سختی ریشه دار می شوند استفاده می گردد. برخی از این محصولات عبارتند از: گردو، زیتون، پسته، سیب، مرکبات و همینطور برخی از گیاهان مهم و استراتژیک داروئی نظیر سرخدار و… .

به کمک این روش علاوه بر اینکه مدت زمان رویش گیاه به یک سوم کاهش می یابد، درصد موفقیت قلمه در ریشه زایی نیز افزایش می یابد. با توجه به اینکه وزارت کشاورزی به پرورش قلمه احتیاج دائم دارد، بنابراین مزیت مذکور برای این وزاتخانه بسیار اهمیت دارد. همانطور که گفته شد در فرآیند کشت آیروپونیک، شرایط رشد گیاه در محیطی از مه، بدون استفاده از خاک یا هر بستر دیگر فراهم می شود.

-گیاهانی که تکثیرشان از طریق کشت بافت است و برای آداپته شدن، به مدت زمان نسبتاً زیادی احتیاج دارند:

این سیستم توانسته است این زمان را برای گیاهانی نظیر سرخدار و مینی تیوبر به حداقل برساند و علاوه بر این مشکل ریشه زائی دشوار قلمه سرخدار را نیز برطرف نماید.

گیاهانی که تکثیرشان از طریق روش هیدروپونیک به دلیل تجمع عناصر غذایی در اطراف ریشه با مشکل مواجه می شود:

از آنجایی که تکثیر گیاهانی مانند توت فرنگی به طریق هیدروپونیک به علت تجمع عناصر غذایی در اطراف ریشه با مشکل روبرو می شود. بنابراین جهت تکثیر این گیاهان از روش کشت آیروپونیک استفاده می کنند. در این صورت رشد توت فرنگی سریع تر و عملکرد آن بیشتر خواهد بود.

گیاهانی که تکثیرشان از طریق روش تکثیر زایشی به سختی انجام می شود و یا به مدت زمان بیشتری جهت تکثیر نیاز دارند:

گیاهانی نظیر زعفران، مینی تیوبر، ارکیده و بنفشه آفریقائی به کمک این روش و به طریق رویشی به آسانی تکثیر می یابند. این روش به بالا بردن تراکم کاشت کمک می کند. برای مثال تولید مینی تیوبر توسط آیروپونیک در هر متر مربع ۲۰۴۹ عدد می باشد در صورتی که در روش های عادی فقط ۱۰۰ عدد است که این تفاوت بسیار قابل توجه است.

گیاهانی که تکثیرشان در شرایط عادی بسیار وقت گیر است و به تعداد زیادی کارگر احتیاج دارد:

کشت گیاهانی نظیر زعفران در روش های سنتی کشت و در شرایط مزرعه به تعداد زیادی کارگر نیاز داشته و بسیار وقت گیر می باشد اما با استفاده از این روش می توان به آن سرعت بخشید. علاوه بر این روش ایروپونیک غلظت رنگدانه قرمز را در کلاله به دست آمده بالا می برد.

سیستم ایروپونیک چگونه کار می کند؟

نحوه‌ی کار و اجزای سیستم ایروپونیک، مطابق اینفوگرافیک زیر می باشد.

مزایا و معایب

افزایش قرار گرفتن در معرض هوا

سیستم کشت آیرو پونیک چنین طراحی شده است که بتواند بیشترین مقدار هوای مورد نیاز ریشه گیاه را تامین نماید. البته ذکر این نکته نیز لازم است که دستگاه هایی که در این محیط به کار می ‌روند باید کاملا پاکیزه و به دور از هرگونه آلودگی باشند.

مزایای استفاده از اکسیژن در منطقه ریشه

به منطقه رشد ریشه ها رایزوسفر می گویند. اگر می خواهید رشد گیاه تان سالم و کامل انجام بگیرد باید همواره اکسیژن را به این منطقه برسانید. نظر به این که پایه و اساس کار سیستم ایرو پونیک این است که میزان مشخصی از هوا و آب را در قالب قطرات ریز و مه مانندی به خورد گیاه بدهد، بیشتر گیاهان می توانند با چنین سیستمی پرورش یابند. برخی از کشاورزان در حال حاضر استفاده از بستر های  ایرو پونیک را ترجیح می دهند.

چرا که قسمت اعظم این سیستم بر مبنای رساندن اکسیژن و هوا به ریشه گیاه است. با رساندن بیشتر اکسیژن به ریشه های گیاه رشد آن ها بیشتر شده و از به وجود آمدن پاتوژن‌ ها جلوگیری می ‌شود. حتی اکسیژن باعث پالایش گیاه می شود. پر واضح است که برای رشد بیشتر گیاه می بایست ریشه ‌های آن را در معرض اکسیژن و هوای آزاد قرار داد. چرا که با این حال به رشد فیزیولوژیکی عالی می رسد.

و برعکس هر چقدر میزان فضایی که ریشه اشغال کرده کمتر و محدود تر باشد احتمال به وجود آمدن بیماری های مختلف در آن بیشتر می شود. به دلیل این که در سیستم  ایرو پونیک همواره ریشه گیاه در دسترس است. بیشتر پژوهشگران علاقه دارند تا از این طریق بتوانند به مطالعات علمی خود بپردازند. مثلاً آقایان “سافر و برگر” پژوهشی را در خصوص اثر غلظت ‌های مختلف اکسیژن را بر شکل ‌گیری ریشه‌ های نابجا در محیط منسوب به «ایرو پونیک» مورد بررسی قرار دادند. این دو نفر از یک سیستم سه لایه ای که در اطراف ریشه ایجاد کرده بودند استفاده کردند.

قسمت انتهای ریشه ها در محفظه مواد غذایی قرار گرفتند و بخش وسطی ریشه ها به طور مداوم مواد مغذی را دریافت می کرد. و در نهایت بخش بالایی آن بالا تر از مه پاش بود. نتایج به دست آمده حاکی از این بود که اکسیژن محلول در مواد غذایی به رشد آن ها خیلی کمک می کند. و جالب تر این که در قسمت میانی آن که فقط مربوط به مه پاش بود رشد ریشه ها به شدت افزایش پیدا کرده بودند. حتی از دو قسمت دیگر هم بیشتر و این تنها به خاطر اکسیژن بیشتری بود که در اختیار ریشه گیاه قرار گرفته بود.

سایر مزایای هوا (CO2)

گیاهان در شرایط کشت هیدرو پونیک به طور ۱۰۰% به دی اکسید کربن دسترسی دارند و می توانند عمل فتوسنتز را به خوبی انجام دهند. در ارتفاع ۱.۶ دهم کیلومتری از سطح آب غلظت گاز دی اکسید کربن به ۴۵۰ ppm می ‌رسد ولی در همان نقطه و در زمان شب به ۱۵۰ ppm خواهد رسید. و جالب تر این که ارتفاعات پایین تر به طور عکس غلظت بالاتری را نشان می دهند. با این حال اگر گلخانه شما در هر قسمت از سطح زمین باشد میزان دی اکسید کربن استانداردی به گیاهان تان می رسد. در چنین گلخانه ای می توانید نور آفتاب را بازسازی کنید.

کشت عاری از بیماری

با ایرو پونیک می توانیم میزان بیماری ها و مقدار انتقال آن ها را به شدت کاهش دهیم. دلیلش هم ان است که تماس گیاهان با یکدیگر به شدت کاهش پیدا می کند. ضمناً تمام محلولی را که اسپری می ‌کنیم می توانیم مجددا استرلیزه نماییم.

این در حالیست که در سایر بستر هایی که بر مبنای خاک استوارند بیماری از طریق خود بستر و همان خاک منتقل می شود. تصور کنید در برخی از گلخانه ها لازم است پس از هر بار برداشت کل بستر کشت را تعویض کرد و به جای آن بستری جدید نهاد. ولی در مدل کشت ایرو پونیک همواره می توانیم گیاه آلوده را به راحتی از بقیه جدا کرده و دیگر نگذاریم بقیه گیاهان را آلوده کند. تنها برتری ای که اجازه رشد آلودگی و میکروب ها را نمی دهد همان بستر کشت ایرو پونیک است. ضمناً می توانیم محصول مورد نظرمان را با تراکم بسیار بالا تر از شیوه‌ های سنتی برداشت کنیم.

در سیستم‌ های ایرو پونیک تجاری از دستگاه هایی استفاده می کنند که همگام با ریشه دهی گیاه تطبیق داده شود. محققان به این نتیجه رسیده اند که کشت ایرو پونیک باعث می شود به راحتی بتوانیم عمل غربالگری را در بین گیاهان انجام داده و تنها قوی ترین آنان را برگزینیم. همچنین خاصیت بسته بودن بستر های ایرو پونیک اجازه می دهد تا بتوانیم مطالعات تحقیقاتی مان را به بهترین نحو ممکن انجام دهیم.

پودر کردن محلول (آب و اتمیزه کردن) آب و عناصر غذایی

بیایید ببینیم از چه دستگاه هایی برای رساندن آب به ریشه گیاه در سیستم ایروپونیک استفاده می کنند؟ از دستگاه‌ هایی مانند اسپری کننده ها و غبار پاش ها و مه پاش ها و دیگر ابزارها استفاده می شود. چرا که این دستگاه ها توانایی به دست آوردن محلول و مواد مغذی به صورت یکسان و یکدست را دارند. سیستم های ایرو پونیک به سیستم های حلقه بسته ای هم گفته می شود که محیط های ماکرو و میکرو مناسبی را برای کشت به ما می دهند.

البته تاکنون انواع و اقسام سیستم های اسپری کننده تا الان اختراع شده است و دلیلش هم این است که اندازه قطرات آب در این سیستم بسیار مهم است در مصارف اقتصادی همواره از اسپری های با چرخش ۳۶۰ درجه بهره می گیرند و به این وسیله تمام فضای محیط پیرامون ریشه گیاه را غبار پاشی و تغذیه می کنند. مثلا نحوه ای از غبار پاشی وجود دارد که با استفاده از دستگاه‌ های مه ‌پاش اولترا سونیک انجام می شود.

از چنین دستگاهی در سیستم های کم فشار ایرو پونیک استفاده می کنند. همان طور که گفته شد یکی از مهم ترین مسائل اندازه قطرات آب است که نقش کلیدی در این بازی ایفا می‌ کند. دلیلش هم این است که اگر قطرات ما درشت باشند اکسیژن کمتری را نیز با خود حمل می ‌کنند. اما وقتی از این قطرات ریز تر باشند اکسیژن لا به لای آن ها بیشتر و بیشتر می شود.

با بالا رفتن اکسیژن میزان رشد ریشه های مویی هم بیشتر می شود و به این ترتیب دیگر نیازی به رشد و تشکیل ریشه های فرعی در گیاه نیست. البته اگر از دستگاه های اولترا سونیک استفاده کنید باید گفت حفاظت و نگهداری بیشتری را نیز می طلبند. به خاطر آن که این دستگاه ها به سرعت رسوب می گیرند در زمان بعد از رسوب گرفتن این مه پاش ها حجم ریشه های گیاهان نیز کاسته می شود.

مواد پیشرفته

اخیراً سازمان فضایی ناسا به جهت افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری بر روی مواد جدیدی سرمایه گذاری کرده است. در تحقیقاتی که این سازمان فضایی انجام داده است مشخص کرده که جزو مواردی که برای رشد دراز مدت بسیار لازم می نماید غباری کردن و اتمیزه کردن آب با فشار بالا است. اندازه این غبارات باید چیزی مابین ۵ تا ۵۰ میکرون باشد.

اگر قصد استفاده دراز مدت از یک سیستم غبار پاش را دارید باید به این نکته نیز توجه داشته باشید که فشار آن باید بسیار بالا باشد تا به متراکم سازی ریشه ها کمک کند. تکرار پذیری برای سیستم هوا کشت یک خاصیت کلیدی است. اگر به دستگاه توجه نداشته باشید خواهید دید که پس از مدتی دچار رسوب گرفتگی شده و در نهایت مانع از انتقال محلول مغذی به ریشه گیاه می شود. همین امر باعث برهم خوردن تعادل زیست محیطی در محیط کشت ما می شود. اخیراً پلیمر هایی اختراع شده اند که در از بین بردن این رسوبات نقش بسزایی دارند.

جذب مواد مغذی

در سیستم ایرو پونیک اگر به طور مداوم غبار پاشی را انجام دهیم به راحتی می توانیم میزان جذب عناصر را بسنجیم. آقای باراک و همکارانش از یک سیستم ایرو پونیک برای اندازه گیری میزان جذب آب و عناصر غذایی محلول در آن برای پرورش کران بری استفاده کردند. آقای باراک و همکارانش طی مطالعاتی که داشتند متوجه شدند که به راحتی می ‌توانند با اندازه گیری میزان غلظت و حجم محلول ورودی و خروجی سرعت جذب عناصر را در ریشه ها محاسبه کنند.

چنین دستاوردی با نتایج به دست آمده از اندازه گیری های مربوط به ایزوتوپ نیتروژن تایید شد. کمی بعد از تأیید این روش آنالیز کردن آقای باراک و همکارانش، آن ها به سراغ داده هایی در زمینه پرورش کران بری رفتند. انجام این تحقیقات باعث شد کارشناسان به ثمربخشی روش کشت آیرو پونیک اعتراف کنند. حالا دیگر مشخص شده بود که با استفاده از چنین روش کشتی می توان به پرورش خیلی از گیاهان به طور گسترده ‌ای مبادرت ورزید.

ذکر این نکته نیز لازم است که پاشش مداوم و شدید عناصر مواد غذایی به ریشه های گیاه باعث سوختگی آنان می شود. دلیل آن هم این است که وقتی دوره پاشش زیاد می شود و یا دوره وقفه بسیار کوتاه مدت می شود  کم ‌کم قطرات آب بزرگ و بزرگ تر می شوند. و بدین ترتیب ریشه های مویین افزایش پیدا می کنند و ریشه های فرعی کمتر و کمتر می شود. اما اگر دوره پاشش تا حدی که ممکن است کوتاه باشد رشد گیاهان و دوره میوه دهی نیز به شدت کاهش پیدا می کند.

به خاطر داشته باشید که در حالت عادی نمی بایست ریشه گیاهان کاملا خشک یا کم آب شوند. اما بیایید ببینیم یک دوره پاشش و یک دوره وقفه چقدر زمان می برد؟ معمولا دوره پاشش کمتر از ۲ ثانیه می باشد و پس از آن بین یک و نیم تا  ۲ دقیقه وقفه به وجود می ‌آوریم. و این روند می ‌بایست هفت روز هفته و بیست و چهار ساعت شبانه روز ادامه پیدا کند. البته می توانید این دوره های زمانی را به یک ثانیه پاشش و یک دقیقه وقفه کاهش دهید.

به عنوان ابزار پژوهش

بعد از این که روش هوا کشت اثبات شد به سرعت همه از این روش در تحقیقات شان استفاده کردند. هوا کشت باعث شد به یک روش غیر تهاجمی برای بررسی ریشه های در حال رشد دست پیدا کنیم. جالب ترین قسمت ماجرا این بود که خیلی از عناصر حالا دیگر قابل تنظیم و کنترل بودند.

خیلی از کارشناسان هوا کشت آن را به عنوان کشتی پایدار برای تولید گیاهان در آزمایشات فیزیولوژی خواندند و ان را برای آزمایشات سیل یا قحطی ارزیابی کردند. همچنین می توان از سیستم کشت هوا کشت به عنوان روشی برای مطالعه مورفولوژی ریشه استفاده نمود. در این روش به علت انباشتگی ریشه ‌های گیاه دسترسی به تمام ساختار آن آسان تر است. همچنین نسبت به روش هیدرو پونیک باعث تراکم بیشتری برای ریشه های گیاه می شود.

اصطلاحات

• هوا کاشته یعنی گیاهانی که بستر کشت آن ها از هوا تشکیل شده باشد. و به طور طبیعی به رشد خود ادامه می ‌دهند.
• هواکش اشاره به رشد در محیط تشکیل شده از کشت هوایی دارد
• سامانه هوا کشت یعنی سخت افزار و اجزایی که به منظور حفظ و پایداری گیاهان برای محیط کشت هوایی به کار می روند.
• گلخانه هوا کشت جایی است که ساختار آن به صورت شیشه ای یا پلاستیکی می باشد و برای رشد گیاهان به روش هوا کشت مهیا می گردد.
• شرایط هوا کشت همان پارامترهایی هستند که گونه های مختلف را در محیط کشت هوایی همراهی می ‌کنند.
• ریشه‌ های هوا کشت همان سیستم های ریشه ای هستند که در محیط کشت وجود دارند.