4.3.1 تقنية التدفق العميق (DFT)

تقنية التدفق العميق (DFT)، المعروفة أيضًا باسم تقنية المياه العميقة، هي زراعة النباتات على الدعم العائم أو المعلق (الطوافات، الألواح، الألواح) في حاويات مليئة بمحلول المغذيات 10-20 سم (Van Os et al. 2008) (الشكل 4.3). في AP هذا يمكن أن يصل إلى 30 سم. هناك أشكال مختلفة من التطبيق التي يمكن تمييزها أساسا عن طريق عمق وحجم الحل، وطرق إعادة تدوير والأكسجين.

الشكل 4.3 توضيح نظام DFT مع الألواح العائمة

واحدة من أبسط الأنظمة تتكون من خزانات عميقة 20-30 سم، والتي يمكن بناؤها من مواد مختلفة ومقاومة للماء مع أفلام البولي ايثيلين. وقد تم تجهيز الخزانات بالطوافات العائمة (تتوفر عدة أنواع من الموردين) التي تعمل على دعم النباتات فوق الماء بينما تخترق جذور النباتات المياه. و هذا النظام مثير لل اهتمام بصفة خاصة لأنه يقلل التكاليف و الإدارة إلى أدنى حد. على سبيل المثال، هناك حاجة محدودة لأتمتة التحكم وتصحيح محلول المغذيات، وخاصة في المحاصيل قصيرة المدة مثل الخس، حيث يسهل الحجم الكبير نسبيا من المحلول تجديد محلول المغذيات فقط في نهاية كل دورة، وفقط يحتاج محتوى الأكسجين إلى مراقبة دورية. يجب أن تكون مستويات الأكسجين أعلى من 4 إلى 5 ملغم لسوب-1/سوب؛ وإلا فإن نقص المغذيات قد يظهر بسبب انخفاض أداء أنظمة الجذور. عادة ما يضيف دوران المحلول الأكسجين، أو يمكن إضافة أنظمة فنتوري التي تزيد بشكل كبير من الهواء إلى النظام. هذا مهم بشكل خاص عندما تكون درجات حرارة الماء أكبر من 23 درجة مئوية، لأن درجات الحرارة المرتفعة هذه قد تحفز انشقاقات الخس.

4-3-2 تقنية الأفلام المغذيات (NFT)

وتستخدم تقنية NFT في كل مكان ويمكن اعتبارها نظام الزراعة المائية التقليدي، حيث يتدفق محلول المغذيات على طول وتداول في أحواض مع طبقة من الماء يتراوح من 1 إلى 2 سم (كوبر 1979؛ جينسن وكولينز 1985؛ فان أوس وآخرون 2008) (الشكل 4.4). تمثل إعادة تدوير محلول المغذيات وغياب الركيزة واحدة من المزايا الرئيسية لنظام NFT. وهناك ميزة إضافية تتمثل في قدرتها الكبيرة على التشغيل الآلي لتوفير تكاليف العمالة (الزراعة والحصاد) وفرصة إدارة الكثافة النباتية المثلى خلال دورة المحاصيل. من ناحية أخرى، فإن عدم وجود الركيزة وانخفاض مستويات المياه يجعل NFT عرضة لفشل المضخات، بسبب انسداد أو فشل في إمدادات الطاقة على سبيل المثال. تقلبات درجة الحرارة في محلول المغذيات يمكن أن يسبب الإجهاد النباتي تليها الأمراض.

** الشكل 4.4** توضيح نظام NFT (يسار) و حوض NFT متعدد الطبقات، تم تطويره وتسويقه بواسطة أنظمة النمو الجديدة (NGS)، إسبانيا (يمين)

ويمثل تطوير نظام الجذور، الذي يظل جزء منه معلقاً في الهواء فوق تدفق المغذيات والذي يتعرض لشيخوخة مبكرة وفقدان وظيفته، عائقاً رئيسياً لأنه يمنع إنتاج المحاصيل ذات الدورة الطويلة (أكثر من 4 إلى 5 أشهر). وبسبب قابلية هذا النظام العالية للتغيرات في درجات الحرارة، فهو غير مناسب لبيئات الزراعة التي تتسم بمستويات عالية من التشعيع ودرجة الحرارة (مثل المناطق الجنوبية من حوض البحر الأبيض المتوسط). ومع ذلك، استجابة لهذه التحديات، تم تصميم حوض NFT متعدد الطبقات يسمح بدورات إنتاج أطول دون انسداد (NGS). وهي مصنوعة من سلسلة من الطبقات المترابطة وضعت في سلسلة، بحيث أنه حتى في الأنواع النباتية تأصيل قوية، مثل الطماطم، فإن محلول المغذيات لا يزال يجد طريقه إلى الجذور عن طريق تمرير طبقة انسداد الجذر عبر طبقة وضع أقل.

4.3.3 الأنظمة الهوائية

وتهدف تقنية الهواء أساسا إلى الأنواع البستانية أصغر، ولم تستخدم بعد على نطاق واسع بسبب ارتفاع تكاليف الاستثمار والإدارة. يتم دعم النباتات من قبل الألواح البلاستيكية أو البوليسترين، مرتبة أفقيا أو على قمم مائلة من صناديق النمو. ويدعم هذه الألواح هيكل مصنوع من مواد خاملة (البلاستيك والصلب المغلفة مع فيلم من البلاستيك، لوحات البوليسترين)، من أجل تشكيل صناديق مغلقة حيث يمكن أن يتطور نظام الجذر المعلق (الشكل 4.5).

** الشكل 4.5** رسم إيضاحي لتقنية علم الهواء

يتم رش محلول المغذيات مباشرة على الجذور، والتي يتم تعليقها في الصندوق في الهواء، مع رشاشات ثابتة (الرشاشات)، يتم إدخالها على الأنابيب الموجودة داخل وحدة الصندوق. تتراوح مدة الرش من 30 إلى 60 ثانية، في حين أن التردد يختلف باختلاف فترة الزراعة، ومرحلة نمو النباتات، والأنواع والوقت من اليوم. تستخدم بعض الأنظمة لوحات تهتز لخلق قطرات صغيرة من الماء التي تشكل البخار الذي يتكثف على الجذور. يتم جمع المادة المرتشحة في الجزء السفلي من وحدات الصندوق ونقلها إلى خزان التخزين، لإعادة استخدامها.