تقارير

الزراعات اللاأرضية لمواجهة العجز المائي في مصر

كتب: د.صبحي فهمي منصور ثبت من خلال التطبيق العملى للمزارع اللاأرضية فى كثير من دول العالم، أنها تحقق عدة مزايا وأهداف من الأهمية بمكان أن توضع فى الاعتبار عند صانعى قرار السياسات الزراعية على مستوى الأفراد والمجتمعات والدول حيث إنها:-

1- لا تحتاج إلى أرض زراعية خصبة وبالتالى توجد حيث لا يمكن أن توجد زراعة.

2- كفاءة عالية فى استخدام مياه الرى حيث لا يوجد فقد لها إلا الفقد عن طريق النتح مما يوفر من 20-50% من المياه المستخدمة فى حالة الزراعة فى التربة، بالإضافة إلى ذلك فإن نوعية المياه ذات الخطر التمليحى والتى تسبب مشاكل عند استخدامها فى التربة يمكن استخدامها فى الزراعة اللاأرضية.

3- كفاءه عالية فى استخدام الأسمدة حيث لا يوجد فقد ولا تثبيت.

أ.د/صبحي فهمي منصور

4- يوفر كثير من العمالة حيث لا تحتاج إلى العمليات الزراعية التقليدية (حرث – عزيق – تنقية حشائش….. إلخ).

5-  التغلب على مشكلة إصابة جذور النباتات بالأمراض نظرا لان المحاليل المغذية وبيئات النمو من السهل تعقيمها.

6- تجانس المحلول المغذى وفى الوقت نفسه من السهل ضبط تركيز العناصر به مما يؤدى إلى أفضل نمو.

7- التكثيف الزراعى وزيادة عدد النباتات فى وحدة المساحة ما يؤدى إلى زيادة المحصول.

8- تحت نفس الظروف البيئية فإن المزارع اللاأرضية تعطى زياده فى المحصول من 4-10 مرات عن مثيلتها فى الأراضى تحت الصوب الزراعية.

9- فى ظروف الإضاءة الجيدة فإن ثمار المحاصيل تنضج أسرع فى المزارع اللاأرضية، كما أن خواص الجودة للثمار يكون أفضل وعمرها التخزينى أطول.

10- نتيجة لارتفاع المحصول وجودته فإن العائد الاقتصادى يكون مرتفعاً.

11- تنقية مياه الصرف الصحى واعادة استخدامها فى الزراعة وذلك باستخدام مزارع الحصى.

وإجمالاً فان الزراعة اللاأرضية تتميز عن الزراعة التقليدية فى الأراضى الطبيعية بارتفاع كفاءة التغذية للنباتات، مع الكفاءة العالية فى استخدام الأسمدة والتسميد وزيادة كثافة النباتات. كل هذه المزايا تقود فى النهاية إلى زيادة الإنتاج فى المزارع اللاأرضية مقارنة بالزراعة التقليدية فى الأراضى الزراعية والجدول التالى يوضح مدى الزياده فى الزراعه بدون تربه مقارنه بالزراعه التقليدية.

الزراعه بدون تربه (طن\ ايكر) الزراعه التقليديه (طن\ ايكر) المحصول
21 5 الفول
9 1 البسله
12 4 البنجر
70 8 البطاطس
8,2 5,9 الكرنب

9,5

4,1

الخس

60 – 300

5 -10

الطماطم

12 – 112 3,2

الخيار

*(الإيكر (4047 متر مربع) = 0.96 من الفدان (حيث أن الفدان = 4200 متر مربع.

فاذا اخذنا دوله مثل هولاندا لم تكن تعرف هذا النوع من الزراعه حتى عام 1975 وبدأت بمساحه لا تزيد عن 2,5 ايكر وصلت الى ما يزيد على 150000 ايكر الان وتحتل الصداره بين دول العالم فى استخدام مثل هذه الطرق يليها الكثير من الدول مثل فرنسا وانجلترا واستراليا واسرائيل بالاضافة الى بعض الدول العربيه مثل الكويت والامارات والسعودية وليس من بينها مصر بالرغم من اننا احوج ما نكون الى الحصول على الغذاء باى وسيلة ولربما يكون هذا النوع من طرق الزراعه بدون تربه والتى يمكن اتباعها فى اى مكان فى مصر نظرا الى:-

  • عدم توفر الاراضى الخصبة بالاضافة الى انخفاض نصيب الفرد من الماء والارض (وذلك للعجز المائى الذى تعانى منه مصر).
  • كفاءة استخدام المياه فى الرى لا تزيد عن 50%.
  • كفاءة استخدام الاسمدة النتروجينية حوالى 50% مما يكلف الافراد والدولة مبالغ طائلة.
  • تدهور مساحات كبيرة من الاراضى الزراعية فى الوادى والدلتا وانخفاض انتاجيتها.
  • تمتع مصر بظروف مناخية مناسبة للزراعة فى معظم اوقات السنة.

وبالرغم من كل هذه المزايا  إلا أن الأمر لا يخلو من عيوب، وعيوب المزارع اللاأرضية قليلة وتلافيها ممكن حيث إنها تتمثل فى:-

1- ارتفاع التكاليف الأولية لإنشاء مزرعة لا أرضية. وهذا الأمر لم يعد مشكلة فى ظل توافر معظم تجهيزات المزارع اللاأرضية والتى تستخدم على نطاق واسع فى أنظمة الزراعة التقليدية خاصة تحت الصوب الزراعية (ومن هذه التجهيزات أنظمة الرى بالتنقيط – أجهزة خلط الأسمدة مع مياه الرى – المضخات المائية – ساعات التوقيت – شرائح البلاستيك …..إلخ). كما أن الحصول على كثير من الأحواض والقنوات المناسبة للاستخدام فى المزارع اللاأرضية أصبح ميسوراً فى ظل وجود منتجات البلاستيك المتوفرة فى الأسواق.

2- تحتاج بعض الأنظمة من نوع الانظمة المغلقه والمحاليل المتحركه او الدوارة إلى مصدر دائم للكهرباء، ويمكن عمل بعض التحويرات فى هذه الأنظمة بما يوفر من الطاقة المستخدمة كما يمكن استخدام المضخات التى تعمل بالديزل بدلاً من التى تعمل بالكهرباء أو استخدامهما معاً كما أنه يمكن استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية فى هذا المجال.

3- هناك بعض الأمراض الفطرية مثل: الفيوزاريوم و والفرتيسيليوم التى تنتشر بسرعة فى المحاليل المغذية مما تسبب شلل سريع للنباتات، وللتغلب على هذه المشكلة تستخدم أصناف النباتات المقاومة لهذه الأمراض بالإضافة إلى تعقيم المحلول.

تنقسم الزراعة بدون تربه إلى قسمين أساسيين من طرق الزراعة

1- الزراعة فى المحاليل المغذية: والذى يعرف بالهيدروبنكس وهى كلمه يونانيه تتكون من مقطعين الاول (هيدرو) بمعنى الماء والثانى (بنكس) بمعنى العمل ليصبح المعنى عمل الماء او المزارع المائيه واستخدمت هذه الطريقه منذ سنة 1940 فى الباسيفيك لزراعة الأراضى غير صالحه للزراعة.

2- الزراعة فى البيئات الصلبة والتى تقوم مقام التربة: إذاً كل طرق الزراعة اللاأرضية تعتمد بصفة أساسيه على التغذية بواسطة العناصر المغذية الأساسية المذابة فى الماء فيما يعرف بالمحلول المغذى، وهذا المحلول المغذى فضلاً عن كونه بيئة فى حد ذاته إلا أنه يعتبر العامل المحدد فى نجاح أى طريقه أخرى من طرق الزراعة اللارضية والتى تستهدف تحقيق أعلى إنتاج ممكن من المحصول المنزرع، وهذا الهدف لا يمكن تحقيقه أو الوصول إليه إلا باستخدام محلول غذائى متزن تتوفر فيه كل عوامل التغذية المثلي، ولذلك ولأهمية هذا الموضوع نتعرف اولا على ما هو المحلول المغذى؟.

المحلول المغذي

المحلول المغذى هو المحلول الذى يحتوى على جميع العناصر الغذائية الضرورية Essential elements اللازمة لنمو النباتات، وبنسب متوازنة مع بعضها البعض والذى يستخدم فى إمداد النبات بحاجته من الماء والعناصر الغذائية طوال فترة حياته.

ومن الصعب القول بإن هناك ما يسمى بالمحلول المغذى المثالى أو المناسب لكل النباتات أو حتى بالنسبه للنبات الواحد. ويرجع ذلك إلى اختلاف النباتات عن بعضها بالنسبة لاحتياجاتها من العناصر الغذائية الأساسية، بالإضافة إلى اختلاف احتياجات النبات الواحد من العناصر مع تغير مراحل نموه المختلفة إلا أنه وفى كل الأحوال فلابد أن تتوفر بعض الشروط الأساسية التى لا يمكن تجاهلها أو التغاضى عنها حتى يستطيع المحلول المغذى أداء دوره الأساسى والحيوى فى التغذية.

الشروط الواجب توافرها فى المحلول المغذي

1- ألا يكون تركيز الأملاح فى المحلول المغذى مرتفعاً بدرجة تؤثر على نمو النبات، وعادة يكون التوصيل الكهربى للمحلول المغذى فى حدود من 2.0 – 3.0 ملليموز/ سم و الضغط الإسوزى له فى حدود من 0.5- 1.0 ضغط جوى.

2- أن يكون رقم الـحموضة للمحلول المغذى فى حدود من 6.0 – 6.5 حيث ان انخفاضه إلى الحدود الحامضية الشديدة يؤدى إلى تلف جذور النباتات بينما إرتفاعه إلى الجانب القاعدى يؤدى إلى ترسيب كثير من العناصر فى المحلول على صورة أملاح غير ذائبة لا يستفيد منها النبات.

3- أن تكون نسب العناصر إلى بعضها البعض تقارب إلى حد ما النسب التى يمتص بها النبات العناصر الغذائية المختلفة.

تركيز العناصر في المحلول المغذي

من  الى اخر ومن المحاليل الساكنة عن المتحركه يختلف تركيز العناصر فى مزارع المحاليل، وهذا التعارض ما بين المحاليل الساكنة والمحاليل المستمرة فى الدوران يرجع إلى أنه فى حالة المحاليل الدائرة لا يحدث انخفاض فى تركيز العناصر حول المجموع الجذرى للنباتات حيث يعمل الدوران المستمر على المحافظة أو بالأحرى على تجديد تركيز العنصر مما يجعله ثابتاً حول الجذور باستمرار بعكس الحالة فى مزارع المحاليل الساكنة حيث يحدث انخفاض شديد لتركيز العناصر حول المجموع الجذرى نظراً للاستنزاف المستمر للعناصر من حجم ثابت وغير متجدد من المحلول. وكأرقام استرشادية يوضح الجدول التالى حدود تركيزات العناصر فى المحلول المغذى.

الحد الامثل الحد الاعلى الحد الادنى العنصر
150 – 200 300 50 النتروجين
50 200 20 الفوسفور
300 – 500 800 50 البوتاسيوم
150 – 300 400 125 الكالسيوم
50 100 25 الماغنسيوم
5 12 3 الحديد
1 2,5 0,5 المنجنيز
0,1 1 0,05 النحاس
0,1 2,5 0,1 الزنك
0,3 – 0,5 1,5 0,01 البورون
0,05 0,1 المولبيدنم
250 الصوديوم
400 الكلور

والحد الأدنى المشار إليه فى الجدول أكبر بكثير من الحد الذى يبدأ عنده ظهور أعراض نقص العناصر على النبات  ولذلك إذا أظهر التحليل قيم منخفضة للعنصر فى المحلول يكون ذلك دليلا على تناقص مستمر للعنصر مما يؤدى إلى ضرر للنبات إذا ما استمر هذا الانخفاض.

كيف يمكنك تحضير المحلول المغذي؟

من الضرورى فهم وتعلم كيفية تحضير المحلول المغذى سواء كان ذلك من الكيماويات النقية (فى حالة التجارب والبحوث)، أو من الأسمدة التجارية (فى حالة الزراعة الاقتصادية) والتعرف على نوعية وخواص الماء المستخدم فى التحضير.

خواص الماء

تعتبر خواص الماء ذات أهمية قصوى فى تحضير المحاليل المغذية للزراعات اللاأرضية لذلك يجب أن يراعى ما يلي:-

ـ نسبة كلوريد الصوديوم: يجب أن يكون الماء نقياً وعذباً بحيث لا يتعدى نسبة كلوريد الصوديوم به عن 50 جزء فى المليون، وكلما ازداد تركيز كلوريد الصوديوم انخفض معدل النمو والذى قد يؤدى فى النهاية إلى موت النبات.

ـ نسبة الأملاح الكلية الذائبة: بالإضافة إلى كلوريد الصوديوم فإنه يجب أن يؤخذ فى الإعتبار المحتوى الكلى للأملاح الذائبة فى الماء حيث أن قدرة النباتات على امتصاص الماء وما به من عناصر غذائية تقل مع زيادة محتواه من الأملاح، وإن كانت النباتات تختلف فيما بينها فى قدرتها على تحمل التركيزات المرتفعة من الأملاح، فهناك نباتات حساسة للملوحة.

والرابعة تتحمل الملوحة وثالثه متوسطة التحمل للملوحه وأخرى متوسطة الحساسية.

لقد وجد بعض الباحثين أنه يمكن إستخدام مياه ملحية تركيزات الأملاح بها تصل إلى 300 جزء فى المليون فى تنمية بعض النباتات فى الزراعات اللاأرضية تحت إعتبارات خاصة، منها المعرفة المسبقة لقدرة تحمل نوع النبات وصنفه للأملاح، ومرحلة نمو النبات، وإضافة العناصر الغذائية غير الموجودة فى المياه. لذلك فإنه عند إستخدام مياه ملحية فى الزراعات اللاأرضية فإن النباتات التى يتم زراعتها هى النباتات المتحملة للملوحة أو متوسطة التحمل، مثل القرنفل والطماطم والخيار والخس وحتى بين أنواع النباتات المتحملة للملوحة فإن درجة التحمل تختلف من صنف إلى آخـر.

ـ عسر الماء: يتوقف مقدار عسر الماء على محتواه من أيونات البيكربونات فكلما زاد تركيز البيكربونات كلما ازداد عسر الماء، الأمر الذى يؤدى إلى زيادة قلوية الماء وعليه يقل تيسر وصلاحية عنصر الحديد مثلاً للنبات. وفى كل الأحوال فإنه قبل استخدام أى مصدر للماء فى تحضير المحلول المغذى يجب تحليله ومعرفة مستوى كل من أيونات العناصر التالية: الكالسيوم والحديد والماعنسيوم والكربونات والبيكربونات، وبالتالى تحديد الكميات المطلوب إضافتها من كل منها للوصول إلى التركيز المطلوب فى المحلول المغذى

وتجدر الإشارة إلى أن النباتات فى مزارع المحاليل تستطيع النمو فى تركيزات تصل إلى 8 ملليموز/سم وهذا التركيز المرتفع قد لا تستطيع النباتات أن تتحمله عند نموها فى التربة الطبيعية.

المحلول المغذى المركز Stock Solution

من الأفضل فى كثير من الأحيان أن يتم تحضير محلول مركز وهذا يتم تخفيفه بالماء إلى التركيز المناسب، وذلك بدلا من تحضير المحلول المغذى بالتركيز المطلوب من البداية، ويجب أن تراعى نقطتين فى تحضير المحلول المركز هما:-

1- عدم حدوث ترسيب لبعض العناصر الغذائية فى المحلول نتيجة لتفاعلها مع عناصر أخرى، ويحدث هذا فى حالة تحضير المحاليل المركزة فمثلا: زيادة تركيز الكالسيوم عن حد معين يؤدى إلى ترسيب الفوسفات على صورة فوسفات الكالسيوم غير الذائبة، ولذلك يجب أن تراعى مثل هذه التفاعلات عند حساب أقصى تركيزات للعناصر يسمح بها فى المحلول المركز لتلافى عمليات الترسيب.

2- الأملاح التى يحضر منها المحلول المغذى ليست تامة الذوبان فى الماء، وإنما معظمها شحيحة الذوبان فمثلاً ذوبان نترات البوتاسيوم 13% أى 130 جرام لكل لتر من الماء، بينما مادة أخرى مثل نترات الكالسيوم تذوب بمعدل 2660 جرام فى اللتر.

ولذلك فإن أقصى تركيز يمكن تحضيره من المحلول المغذى المركز يتحكم فيه الملح ذو درجة الذوبان الأقل، وعادة ما يكون التركيز فى المحلول المركز من 100 إلى 200 مرة قدر المحلول المغذى، وكل من هاتين النقطتين يجب مراعاتهما عند تحضير المحلول المركز وعادة ما يتم تحضير محلولين مركزين هما محلول (أ) يحتوى على نترات الكالسيوم والحديد المخلبى ومحلول (ب) يحتوى على باقى الأملاح الأخرى.

أى يحتوى كل محلول على مجموعة العناصر التى لا تؤثر على بعضها البعض (أى لا ترسب بعضها)، ويراعى أن يكون حجم كل محلول من المحلولين المركزين فيما بين 45 – 100 لتر حتى يمكن تداوله بسهوله. ويفضل أن تكون المادة المصنوع منها الوعاء من البلاستيك غير المنفذ للضوء.

ملاحظات لا يجب إهمالها عند تحضير المحاليل المركزة

1- عند تحضير المحلول المركز (أ) تضاف نترات الكالسيوم إلى الماء، ويتم التقليب جيداً حتى تمام الذوبان، أما الحديد المخلبى فيتم خلطه جيداً مع كمية قليلة من الماء، ثم يضاف إلى محلول نترات الكالسيوم.

2- عند تحضير المحلول المركز (ب) تضاف أملاح المغذيات الكبرى للماء، وتذاب جيداً، أما أملاح العناصر الصغرى فتذاب جميعها (عدا حامض البوريك) فى جزء قليل من الماء حتى تمام الذوبان، ثم تخلط مع المحلول (ب) أما حامض البوريك فيذاب أولا فى ماء مغلى حتى تمام ذوبانه قبل إضافته إلى المحلول.

3- عدم خلط المحلولين المركزين (أ) و(ب) مع بعضهم البعض بدون تخفيف حتى لا يحدث ترسيب لفوسفات الكالسيوم فى الحال.

بعض العوامل المؤثرة على تركيب المحلول المغذي

1ـ الظروف المناخية: تؤثر الظروف المناخية على نسبة عنصر البوتاسيوم الى النيتروجين الواجب توافرها فى المحلول المغذى. ففى أيام الصيف الطويلة والمشمسة تحتاج النباتات إلى كمية أكبر من النيتروجين وكمية أقل من البوتاسيوم وذلك بالمقارنة بأيام الشتاء القصيرة والمعتمة، ولذلك فإنه من المعتاد أن تضاعف نسبة البوتاسيوم إلى النيتروجين فى فصل الشتاء.

2ـ نوع النبات المنزرع: يتأثر اختيار المحلول المغذى بنوع النباتات المنزرعة من حيث هل هو من النباتات الورقية أم من النباتات المثمرة. فالنباتات الورقية (الخس – الكرنب) تستفيد أكثر من المحلول المحتوى على تركيز عال من النيتروجين مقارنة بمحصول آخر مثل الطماطم.

3ـ نوع الأيونات المضافة: بالرغم من أن النبات يمتص النيتروجين على صورة كاتيون أمونيوم وأنيون نترات بنفس الكفاءة، إلا أنه يفضل ألا تزيد نسبة الأمونيوم فى المحلول عن 20% من الكمية الكلية للنيتروجين. وإضافة النيتروجين الأمونيومى على صورة كبريتات الأمونيوم يساعد فى المحافظة على حموضة المحلول (اى جعله فى الجانب الحامضى) ويرجع ذلك إلى أن النبات يمتص أيون الأمونيوم بسرعة وسهولة أكثر من أيون الكبريتات. وبقاء هذا الشق الحامضى فى المحلول يعمل على عدم ارتفاع قلوية المحلول نتيجه لا امتصاص النبات لأيونات النترات والفوسفات.

4ـ سلوك الأيونات فى المحلول: حيث إن الفوسفور فى المحلول المغذى يوجد على شكل أيونات فإنه يعمل على ترسيب بعض الأيونات الأخرى وخاصة أيونات المغذيات الصغرى مما يقلل من صلاحيتها للنبات. لذلك فإنه يتم عن عمد جعل تركيز الفوسفور فى المحلول المغذى منخفضا” قدر الإمكان.

5ـ قدرة النبات على تحمل تركيزات مرتفعة نسبياً من بعض العناصر: يلاحظ فى جميع أمثلة المحاليل السابقة أنه لم يذكر تركيز أحد العناصر الكبرى وهو الكبريت، ويرجع السبب فى ذلك إلى أن الكبريتات تدخل فى كثير من الأملاح الأخرى مما يجعل تركيز الكبريتات فى المحلول يتعدى حد الكفاية ويتجه نحو الزيادة، إلا أن النباتات لها القدرة على تحمل التركيزات العالية نسبياً من الكبريتات.

6ـ حاجة النباتات إلى العناصر الصغرى بكميات ضئيلة: يجب أن يوضع فى الإعتبار أن المغذيات الصغرى سامة جدا” للنبات إذا زاد تركيزها عن حد معين، ولهذا السبب فإن ضبط تركيزها فى المحلول المغذى يجب أن يولى عناية خاصة. ولذلك يفضل تحضير محلول مغذى مركز من العناصر الصغرى كما فى جدول التالى  ويضاف منه 1 لتر لكل 100 لتر من المحلول المغذى المخفف.

التركيز (مليجرام\لتر) بعد التخفيف بنسبة 1 : 100 العنصر وزن الملح (جم \25 لتر ) من المحلول المغذى الملح
4,5 حديد 80 حديد مخلبى
1 منجنيز 10 كبريتات منجنيز
0,3 بورون 4 حامض يوريك
0,08 نحاس 0,8 كبريتات نحاس
0,07 زنك 0,8 كبريتات زنك
0,04 مولبيدنم 0,2 مولبيدات الامونيوم

7ـ التوقيت الشتوى والصيفى واستخدام المحاليل: يستخدم محلول الشتاء فى الفترة من شهر سبتمبر إلى شهر إبريل تقريباً بينما محلول الصيف يستخدم فى الفترة من شهر مــايو إلى شهر سبتمبر تقريباً.

خطوات تحضير المحاليل المغذية من الأسمدة التجارية

1- يتم شراء الأسمدة أولا والتى توفر فى مجموعها كل العناصر الغذائية الأساسية.

2- توزن الكمية المطلوبة من كل سماد، ثم يتم إذابة كل منها على حدة فى حجم كاف من الماء.

3- نظرا لتفاوت الأسمدة فى كمية الشوائب ودرجة النقاوة فتوقع وجود شوائب عالقة ورواسب مثلما يحدث فى حالة سوبر فوسفات الكالسيوم الثلاثى أو كبريتات الكالسيوم.

4- خذ الوقت الكافى فى عملية التقليب حتى التأكد من تمام الذوبان.

5- الأملاح التى سيتم خلطها معاً تخلط فى صورة محلول رائق خال من الرواسب، ولذلك يجب ترشيح المحلول الذائب (عند الخلط) من خلال قطعة من الشاش أو أى وسيلة أخرى والتخلص من الرواسب.

6- يجب الاحتياط من ألا يزيد الحجم النهائى للمحلول بعد الخلط عن الحجم المطلوب الذى تم على أساسه وزن كميات الأسمدة، بل يجب أن يكون حوالى 70 – 90% من الحجم حتى تعطى الفرصة للتقليب وضبط الحجم بدقة.

*مُعد التقرير: رئيس بحوث بمعهد الأراضى والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية.

تابع الفلاح اليوم علي جوجل نيوز

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى