Aqu @teach: الجدران الحية

وغالبا ما تستخدم الجدران الحية في الهندسة المعمارية لتوفير فوائد جمالية وبيئية وبيئية في المناطق الحضرية. وتدعم الألواح المعيارية، المؤلفة من حاويات بلاستيكية من البولي بروبيلين أو حصائر المموه، المصانع التي توفر فوائد ليس فقط من الناحية البصرية، ولكن أيضا فيما يتعلق بالراحة والتنوع البيولوجي والكفاءة الحرارية وتحسين ملوثات الهواء، وكل ذلك لبصمة صغيرة جدا على مستوى الأرض (Manso & Casstro- غوميز 2015؛ بيريني * وآخرون. 2013).

و تقوم جامعتان ببحث إمكانات الجدران المعيشية لزراعة المحاصيل الصالحة لل أكل باستخدام علم الأحياء المائية. أجريت سلسلة من التجارب في جامعة غرينتش، المملكة المتحدة، لتحديد أنسب نوع من النظام، وأفضل وسيلة نمو (خانداكر وكوتزن 2018). استخدمت التجربة الأولى لوحة تيرابيا أوربانا فيتوتكسير المعيشة. يتكون نظام الألواح شبه المائية هذا من نسيج مموه حاصل على براءة اختراع يتكون من ثلاث طبقات من المواد الاصطناعية والعضوية بما في ذلك PVC، Fytotexile والبولي أميد. كل متر مربع يحمل ما يصل إلى 49 مصنع في جيوب فردية. وبناءً على الأنواع النباتية المزروعة، يمكن بالتالي زراعة ما يقرب من 98 نبات/م² باستخدام عناصر من نظام الجدار الحي هذا، مقارنة بما يتراوح بين 20 و25 خضر مورق لكل متر مربع في نظام أفقي. تم ربط لوحة اللباد بجدار خارجي يواجه الشرق، وزرعت بسبعة نباتات مختلفة (السبانخ، الريحان، الهندباء، الهليون البازلاء، الخس، النعناع والطماطم) في سبعة وسائل مختلفة تنمو (الصوف المعدني البستاني الصف، الفيرميكوليت، الفحم، ألياف جوز الهند، طحلب السفاغنوم، البركة المزروعة الطحالب، و القش). تم ترتيب كل نوع من أنواع النباتات عموديا في أعمدة، وتم ترتيب الوسط المتنامي أفقيا في صفوف (الشكل 18). تم ضخ المياه حتى أنبوب الري بالتنقيط الداخلي من خزان مائي بديل مع المغذيات المائية المضافة. ثم تدفقت المياه أسفل الجزء الخلفي من لوحة حيث أتيحت للركيزة والجذور النباتية. تقطر المياه الزائدة من الجزء السفلي من لوحة الحائط الحية إلى مزراب ثم تعود إلى خزان المياه (خانداكر وكوتزن 2018).

الشكل 18: جدار تيرابيا أوربانا الحي (الصور: م. خانداكر)

وأظهرت نتائج التجربة الأولى أن الصوف المعدني والفيرميكوليت هما أفضل الركائز، مما أدى إلى زيادة الغلة وتحسين نمو الجذور. كانت النباتات الموجودة في الجزء العلوي وعلى طول الجانبين أفضل أداء، مما يشير إلى أن التظليل كان قضية للنباتات في منتصف الجدار. ومع ذلك، فإن المشكلة الرئيسية مع هذا النوع من الجدران الحية هي أن جذور النباتات نمت في المموه، مما جعل الحصاد صعبا. إذا كان المرء أن ينمو أصناف قطع وتأتي مرة أخرى، وهذا لن يكون مشكلة (خانداكر وكوتزن 2018).

تم إعداد التجربة الثانية بالقرب من التجربة 1 باستخدام نظام وعاء الحديقة العمودية الخضراء الشركة (GVGC). تم إرفاق الأواني النباتية الفردية بلوحة شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع خمسة صفوف أفقية وثمانية أعمدة عمودية من الأواني. ولم يستخدم سوى نبات واحد (الريحان) عبر الجدار الحي بأكمله، مع استخدام وسائط نمو مختلفة في الأعمدة العمودية (عمودان لكل منهما من الهيدروليكا والخس والصوف المعدني البستاني وألياف جوز الهند) (الشكل 19). تم ري النظام باستخدام أنبوب ري لتزويد الصف العلوي من الأواني بالمياه الغنية بالمغذيات، ثم تدفق الماء من خلال كل وعاء إلى الوعاء السفلي عن طريق أنبوب ري صغير من حفرة تقع في أسفل كل وعاء. واستخدمت التجربة الثالثة نظام GVGC ونبتة واحدة (تشيكوري) مزروعة في عمودين كل من الهيدروليكا والخس والصوف المعدني البستاني وألياف جوز الهند (Khandaker & Kotzen 2018).

في التجارب الثانية والثالثة، كان أداء الريحان والهيكوري أفضل في ألياف جوز الهند والصوف المعدني. هناك مزايا وعيوب لاستخدام كل من هذه الركائز. في حين أن ألياف جوز الهند والجذور داخلها يمكن تسميدها بسهولة، يمكن أن تحدث انسداد إذا تم استخدامها في نظام مع أنابيب الري الصغيرة. و يؤدي الصوف المعدني من الدرجة البستانية أداء جيدا, و لكن لا يمكن إعادة تدويره بسهولة, ومن ثم فمن المرجح أن يعتبر أقل استدامة. و كان من الصعب التعامل مع الهيدروليكا و الفيرميكوليت, حيث كان من السهل إزاحة المواد عند الزراعة و الحصاد. مرة أخرى، تسبب التظليل في نمو النباتات في منتصف الجدار بشكل أقل جودة (Khandaker & Kotzen 2018).

الشكل 19: شركة الحديقة الخضراء العمودية جدار المعيشة صور: م. خانداكر

قام الباحثون في جامعة إشبيلية، إسبانيا، بمقارنة أداء نظام الجدار الحي للجيب مع أنظمة NFT وDWC الصغيرة لزراعة الخس والسمك الذهبي في الدفيئة (Peréz-Urrestarazu et al. 2019). يتكون نظام الجدار الحي من طبقتين، الطبقة الخارجية مصنوعة من مادة مسامية لصالح تهوية الجذور، والطبقة الداخلية للمموه التي تساعد على توزيع المياه. كانت اللوحة بزاوية 20 درجة فيما يتعلق بالمستوى الرأسي. وقد تم ملء جيوب الزراعة بالطين الموسع من أجل تحسين تهوية منطقة الجذر، بالنظر إلى أن اللباد كان يقصد منه أن يتلقى المياه في جميع الأوقات. و على الرغم من أن طاقة الجدار الحي تبلغ 20 نبات/م²كحد أقصى, إلا أن الجيوب لم تستخدم كلها لكي يكون لها كثافة زراعة مكافئة لل نظامين الآخرين. من حيث إنتاجية النبات، كان الجدار الحي أسوأ أداء للأنظمة الثلاثة. وقد يعزى جزء من هذا إلى انخفاض تدفق الإشعاع بسبب الطبيعة الرأسية للمساحة المتنامية، على الرغم من وجود منحدر طفيف. وفي حين تم توزيع المياه من خلال اللباد، كان معدل التبخر مرتفعا، ولم يحصل الطين الموسع داخل الجيوب على ما يكفي من الماء والمواد المغذية، بسبب المنحدر؛ وقد تكون ركيزة ذات عمل شعري أكبر، مثل البيرلايت، قد ساعدت على تخفيف هذه المشكلة. و هناك مشكلة أخرى تتمثل في نمو الطحالب على اللباد الناجم عن البيئة الرطبة و المستويات العالية لل مغذيات و الضوء. و تسبب ذلك في منافسة مع المحصول مما أدى إلى ارتفاع استهلاك المياه, و تسبب في عوائق في بواعث الري, و أدى إلى الحاجة إلى مزيد من الساعات لصيانة النظام. و فيما يتعلق بإنتاج الأسماك, من ناحية أخرى, فاق نظام الجدران الحية على نظامي NFT و DWC. ويرجع ذلك على الأرجح إلى ضرورة تجديد المياه بشكل أكثر تواترا بسبب ارتفاع معدل التبخر، مما أدى إلى تحسين نوعية المياه (Peréz-Urrestarazu et al. 2019).

تشير نتائج الدراسات التجريبية التي أجراها خانداكر وكوتزن 2018 و بيريز-أوريستارازو * وآخرون. 2019 إلى أن https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144860919300287 قد لا تكون الجدران المعيشية المموه هي أنسب نوع من النظام لاستخدامه في أكوابونيا العمودية، على الرغم من احتمال ارتفاع عدد النباتات التي يمكن زراعتها فيها بنسبة إلى مساحة الأرض المحتلة، وذلك بسبب المشاكل التي واجهتها مع نمو الطحالب، الكتلة الحيوية غير المتكافئة والعائد، والصعوبات في الحصاد النباتات. بالإضافة إلى ذلك، من المهم أن نضع في اعتبارنا أن معظم التكسية الأرضية تتكون من بوليمر من عائلة البولي أوليفين أو البوليستر أو مادة البولي أميد، والمواد المضافة لتحسين استقرارها. مع مرور الوقت وتحت ظروف مختلفة، قد يتحلل البوليمر إلى جسيمات دقيقة يمكن أن تتناولها الأسماك. و بوجه عام, فإن ارتفاع درجة الحرارة المحيطة يسرع معدل التحلل, وقد تعمل آليات التحلل المختلفة بالتآزر. ومن المرجح أيضاً أن يتم غسل المواد المضافة عند تشكيل جزيئات بلاستيكية صغيرة الحجم، بل قد تحدث من مواد غير متدهورة، لأن المواد المضافة غالباً ما لا تكون مرتبطة بشكل متطابق بالعمود الفقري للبوليمر (Vé Wiewel & Lamoree 2016). ولذلك ينبغي اختبار السمية الإيكولوجية للجدار الحي المموه قبل استخدامه مع نظام أكوابونك. و سيكون النسيج المموه المصنوع من البوليمرات الحيوية المشيدة من الألياف الطبيعية, مثل الجوت و جوز الهند, أكثر ملاءمة من النسيج المموه الصناعي. أنواع أخرى من الجدران الحية قد تكون مناسبة أيضا، مثل النظام المائي الذي تنتجه Biotecure، والذي يتكون من ألواح بلاستيكية جامدة مليئة الصوف الصخري البستاني.

*حقوق الطبع والنشر © شركاء مشروع Aqu @teach. Aqu @teach هي شراكة استراتيجية إيراسموس في التعليم العالي (2017-2020) بقيادة جامعة غرينتش، بالتعاون مع جامعة زيوريخ للعلوم التطبيقية (سويسرا)، والجامعة التقنية في مدريد (إسبانيا)، وجامعة ليوبليانا ومركز ناكلو التقني الحيوي (سلوفينيا) . *