کیفیت آب در کشت هیدروپونیک و روش‌های اصلاح آن
آب با کیفیت خوب پایه و اساس همه رشدهای هیدروپونیک (بدون خاک) است، بااین‌حال همه افراد دارای منبع آب مناسب برای هیدروپونیک نیستند.
فهرست محتوا این مقاله
مقدمه
حتی آب شفاف کریستالی ممکن است حاوی طیف وسیعی از مواد معدنی، مواد شیمیایی تصفیه آب و عوامل بیماری‌زا باشد که می‌تواند به گیاهان آسیب برساند و رشد را کند کند. خوشبختانه، تصفیه آب نسبتاً آسان است و برخی از تولیدکنندگان برای اطمینان از کیفیت بالای آب خود، واحدهای کوچک اسمز معکوس (RO) یا آب‌شیرین‌کن را نصب می‌کنند.
آب را می‌توان از چاه‌ها یا از پشت‌بام‌ها، نهرها، رودخانه‌ها یا سدها جمع‌آوری کرد، اما بسیاری از پرورش‌دهندگان به منابع آب شهری متکی هستند و درحالی‌که این منابع معمولاً برای آشامیدن بی‌خطر هستند، گاهی اوقات می‌توانند مشکلاتی را برای رشد گیاهان ایجاد کنند. عمده‌ترین مشکلات کیفی که در انواع مختلف آب با آن مواجه می‌شوند به شرح زیر است.
آب نهرها، رودخانه‌ها، سدها
آب رودخانه‌ها، نهرها یا سدها، معمولاً بیشترین مشکلات را برای تولیدکنندگان کشت بدون خاک ایجاد می‌کند، به‌ویژه اگر آب قبل از استفاده تصفیه نشود. آبی که به‌طور مداوم در معرض هوا و خاک قرار می‌گیرد با مواد آلی آلوده می‌شود، مواد معدنی از مناطق اطراف شسته می‌شوند و بار اسپور پاتوژن در آن می‌تواند زیاد باشد.
بسیاری از گلخانه‌ها از سدهای ذخیره در هوای آزاد به‌عنوان یک روش اقتصادی برای ذخیره حجم زیادی از آب جمع‌آوری‌شده از سقف گلخانه‌ها یا سطوح دیگر استفاده می‌کنند، بااین‌حال این آب معمولاً قبل از استفاده فیلتر و تصفیه می‌شود. آب رودخانه یا نهرها اغلب دارای کیفیت آب متناقضی است زیرا عملیات انجام شده در بالادست بر ترکیب آب تأثیر می‌گذارد و میزان بارندگی و جریان نیز در طول سال در نوسان است.
آب چاه
آب چاه‌ها در مکان‌های مختلف در سراسر جهان می‌تواند از نظر کیفیت بسیار متفاوت باشد. چاه‌های بسیار عمیقی که از لایه‌های خاصی از خاک عبور می‌کنند، تقریباً «آب فیلتر شده» ایجاد می‌کنند، اگرچه برخی از مواد معدنی همیشه احتمالاً در آب‌های زیرزمینی وجود دارند. برخی از چاه‌ها، به‌ویژه انواع قدیمی‌تر، یا چاه‌هایی که ضعیف نگهداری شده‌اند و کم‌عمق هستند، می‌توانند مشکلاتی را با آلودگی ناشی از عوامل بیماری‌زا، نماتدها و مواد شیمیایی کشاورزی که از طریق لایه‌های بالایی خاک به داخل آب چاه شسته می‌شوند، ایجاد کنند. آب چاه ممکن است «سخت» باشد و حاوی سطوحی از مواد معدنی محلول مانند کلسیم و منیزیم و سایر عناصر بسته به نوع خاک اطراف چاه باشد.
سطوح بالای سدیم و عناصر کمیاب مشکل‌سازترین موارد برای پرورش‌دهندگان هیدروپونیک هستند، سطوح بیش از ۲۰۰۰ppm سدیم در آب چاه در برخی مناطق خشک یافت شده است، اگرچه اغلب آب‌های چاه چنین مشکل شدیدی را ایجاد نمی‌کنند. سدیم تا حد زیادی توسط گیاهان جذب نمی‌شود، از این‌رو در سیستم‌های چرخشی جمع می‌شود و عناصر دیگر را جابجا می‌کند. عناصر کمیاب در آب‌های زیرزمینی مانند مس، بور و روی ممکن است گاهی اوقات در سطوح بالایی وجود داشته باشند. به کشاورزان کشت هیدروپونیک که از آب چاه استفاده می‌کنند توصیه می‌شود که تجزیه‌وتحلیل کاملی را روی منبع آب خود انجام دهند تا مشخص شود که آیا مشکلات احتمالی وجود دارد یا خیر.
آب باران
آب باران به‌طورکلی دارای مواد معدنی کم است، بااین‌حال باران اسیدی از مناطق صنعتی، سدیم از مکان‌های ساحلی و بارهای اسپور پاتوژن بالا از مناطق کشاورزی ممکن است در آب باران وجود داشته باشد. بسیاری از این آلودگی‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که آب باران روی سطوح مختلف و سقف می‌ریزد و مواد آلی، گردوغبار و آلاینده‌هایی را که به‌طور طبیعی در آنجا جمع می‌شوند، جمع می‌کند.
درواقع، مطالعات متعدد نشان داده‌اند که به دلیل آلودگی به دنبال تماس با سطوح حوضچه، آب باران ذخیره‌شده به‌ویژه با توجه به آلودگی میکروبی اغلب استانداردهای دستورالعمل WHO را برای آب آشامیدنی برآورده نمی‌کند. در ایالات‌متحده آمریکا، آب باران جمع‌آوری‌شده در ۴۸ کیلومتری مراکز شهری به دلیل آلودگی جوی برای نوشیدن توصیه نمی‌شود. درحالی‌که استانداردهای آب آشامیدنی لزوماً برای کشت هیدروپونیک اعمال نمی‌شود، این واقعیت که سطوح بالای آلودگی میکروبی اغلب در آب باران ذخیره‌شده وجود دارد به این معنی است که اسپورهای بیماری‌زای رایج گیاهی نیز احتمالاً در آن وجود دارند. آب باران بهتر است از سطوح تمیز با نصب یک دستگاه “First Flush” جمع‌آوری شود. این دستگاه اجازه می‌دهد تا چند دقیقه اول بارندگی قبل از اینکه باران برای استفاده جمع‌آوری شود از پشت‌بام تخلیه شود
آب باران همچنین ممکن است حاوی روی و سرب از سطوح گالوانیزه سقف یا جاهایی که ممکن است از فلاشینگ سربی و رنگ استفاده شده باشد، وجود داشته باشد. به‌طورکلی آب باران جمع‌آوری‌شده از سقف گلخانه عاری از مشکلات روی و سرب است.
آب سخت یا نرم
“سخت” و “نرم” اصطلاحاتی هستند که برای توصیف کیفیت بسیاری از منابع آب استفاده می‌شوند. آب سخت دارای محتوای معدنی بالایی است که معمولاً از منیزیم، کربنات کلسیم، بی‌کربنات یا سولفات کلسیم منشأ می‌گیرد که می‌تواند باعث تشکیل رسوب آهک سفید و سخت بر روی سطوح و تجهیزات رشد شود. آب سخت همچنین ممکن است قلیائیت و pH بالایی داشته باشد، به این معنی که برای کاهش pH در سیستم هیدروپونیک و رساندن آن به سطوح ایده آل، اسید بیشتری موردنیاز است. درحالی‌که منابع آب سخت حاوی مواد معدنی مفید (کلسیم و منیزیم) هستند، این مواد می‌توانند تعادل محلول غذایی را به هم بزنند و یون‌های دیگر را برای جذب گیاه کمتر در دسترس قرار دهند. تولیدکنندگان کوچک‌تر می‌توانند با استفاده از تجهیزات موجود در بازار، با این امر مقابله کنند. در مقایسه، محتوای معدنی آب نرم کم است. آب باران اغلب “نرم” است، درحالی‌که منابع آب شهری در سراسر کشورها بسته به اینکه منبع آب شهری از کجا گرفته می‌شود، از بسیار سخت تا نرم متغیر است.
انواع دیگر آب
برخی از پرورش‌دهندگان ترجیح می‌دهند با آبی شروع کنند که از قبل برای حذف هرگونه مواد شیمیایی، پاتوژن ها و سایر آلاینده‌ها تصفیه شده است. RO (آب‌شیرین‌کن)، آب مقطر، آب فیلتر شده همه گزینه‌هایی برای سیستم‌های رشد کوچک و کسانی هستند که به کیفیت آب اهمیت می‌دهند.
کیفیت آب شهری
بسیاری از منابع آب شهری برای پرورش‌دهندگان بدون خاک و سیستم‌های هیدروپونیک کاملاً قابل‌قبول هستند و می‌توانند بدون تنظیم یا تصفیه مورد استفاده قرار گیرند. بااین‌حال، گزینه‌های تصفیه آب مورد استفاده توسط تأمین‌کنندگان آب شهری در طول زمان و با پیشرفت تکنولوژی تغییر می‌کند. در گذشته کلر دغدغه اصلی در منابع آب شهری بود. کلر یک عامل ضدعفونی‌کننده است که باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زا انسانی را از بین می‌برد و کلر باقی‌مانده را می‌توان از طریق بو در منبع آب تشخیص داد. سطوح بالای کلر می‌تواند برای گیاهان حساس سمی باشد، بااین‌حال کلر به‌سرعت در هوا پخش می‌شود و به‌راحتی می‌توان با تهویه آب یا کنار گذاشتن آب به مدت چند روز (به‌اصطلاح پیر کردن آب) آن را از آب خارج کرد
درحالی‌که مقابله با کلرزنی منابع آب آسان بود، امروزه تصفیه‌خانه‌های آب شهری بیشتر به سمت استفاده از روش‌های دیگر تصفیه آب آشامیدنی حرکت می‌کنند. مشخص شده است که برخی از عوامل بیماری‌زای انسانی در برابر اثر کلر مقاوم بوده و درنتیجه مقررات آب آشامیدنی تغییر کرده و روش‌های ضدعفونی جایگزین بیشتر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روزها ممکن است آب همچنان کلردار باشد، اما تعداد فزاینده‌ای از منابع آب شهری به استفاده از ازن، نور UV، کلرامین و دی‌اکسید کلر روی آورده‌اند. درحالی‌که بسیاری از این روش‌ها هیچ مشکلی برای کشت کنندگان هیدروپونیک و بدون خاک ندارند، استفاده از کلرامین‌ها و سایر مواد شیمیایی توسط بسیاری از تصفیه‌خانه‌های آب شهری می‌تواند برای گیاهانی که در سطوح بالا و به‌طور منظم آب مصرف می‌کنند، مشکل ایجاد کند.
کلرامین ها بسیار پایدارتر از کلر هستند و دفع آن‌ها از آب تصفیه شده زمان بیشتری می‌برد، از این‌رو می‌توانند در سیستم‌های هیدروپونیک تجمع کنند و باعث آسیب به گیاه شوند. تشخیص آسیب به گیاهان ناشی از کلرامین در منابع آب شهری نیز بسیار دشوار است، زیرا به نظر می‌رسد مشابه آسیب ناشی از بسیاری از پاتوژن های پوسیدگی ریشه است و پرورش‌دهندگان اغلب از علت این مشکل آگاه نیستند. برخی از گیاهان نیز به‌طور طبیعی به کلرامین بسیار حساس‌تر از سایرین هستند، بنابراین تعیین سطح سمیت نیز دشوار است. یک مطالعه تحقیقاتی هیدروپونیک تخمین زده است که سطح بحرانی کلرامین ها که در آن رشد گیاه کاهو به‌طور قابل‌توجهی مهار شده است ۰.۱۸ میلی‌گرم کلر در گرم وزن‌تر ریشه است. پرورش‌دهندگان هیدروپونیک که در مورد استفاده از کلرامین ها در تأمین آب شهری خود نگرانی دارند، می‌توانند آب را با فیلترهای کربن فعال طراحی شده خاص یا با استفاده از مواد شیمیایی دکلرامینه یا تهویه کننده‌های آب که توسط تجارت آکواریوم برای تصفیه آب مخازن ماهی فروخته می‌شود، تصفیه کنند. فیلترهای کربن کلرامین باید از نوع صحیحی باشند که دارای کربن فعال گرانولی با کیفیت بالا باشد که امکان تماس طولانی موردنیاز برای حذف کلرامین را فراهم کند. سیستم‌های در حال رشدی که از بسترهایی مانند کوکوپیت استفاده می‌کنند، نسبت به کشت بدون خاک یا سیستم‌های چرخشی که در آن مواد شیمیایی تصفیه آب، مشکوک به مشکل هستند، گزینه مطمئن‌تری هستند. بسترهای طبیعی ظرفیت «بافری» را به روشی مشابه خاک فراهم می‌کنند و می‌توانند برخی از مواد شیمیایی تصفیه موجود در منبع آب را غیرفعال کنند.
سایر مشکلات رایج کیفیت آب عبارت‌اند از استفاده از مواد شیمیایی “نرم‌کننده آب” چه توسط تصفیه‌خانه‌های شهری یا در خانه – این‌ها اغلب نمک‌های سدیم هستند که منجر به سطوح سدیم مشکل‌ساز در ماده مغذی هیدروپونیک می‌شوند. اگر سطوح سدیم خیلی بالا باشد، چه از طریق استفاده از مواد شیمیایی نرم‌کننده آب یا به‌طور طبیعی در منبع آب، آب‌شیرین‌کن بهترین گزینه برای محصولات حساس به سدیم است.
نکات و ترفندهایی برای پرورش‌دهندگان
چگونه متوجه می‌شوید که مشکل کیفیت آب دارید؟
تعیین اینکه آیا مشکل کیفیت آب مسئول هرگونه مشکل رشد گیاهی است که ممکن است رخ دهد، بسیار دشوار است. بسیاری از بیماری‌ها و خطاها در مدیریت مواد مغذی یا شرایط محیطی نادرست علائمی بسیار شبیه به مشکلات رایج کیفیت آب ایجاد می‌کنند. در حالت ایده آل، به دست آوردن تجزیه‌وتحلیل کامل آب برای بیشتر پرورش‌دهندگان مفید است، بااین‌حال تشخیص سایر مسائل مانند آلودگی شیمیایی یا میکروبی پیچیده‌تر است. ساده‌ترین روش برای تعیین اینکه آیا کیفیت آب دلیل مشکلات رشد است یا نه اجرای آزمایشی نهال است – رشد نهال‌های حساس مانند کاهو با استفاده از آب‌شیرین‌کن یا آب مقطر به‌عنوان «شاهد»، معمولاً مشکلات ناشی از تأمین آب را نشان می‌دهد. ثابت نگه‌داشتن سایر عوامل مانند مواد مغذی، دما و نور بین گیاهان در نمونه‌های مختلف آب و استفاده از سیستم کشت محلول، دقیق‌ترین آزمایش را ارائه می‌دهد. مقایسه رشد در آب خالص با نمونه آب مشکوک، مشکلاتی را آشکار می‌کند (اگر مشکلات رشد در هر دو نمونه اصلی و شاهد ظاهر شود، چیزی غیر از کیفیت آب مقصر است). مشکلات کیفیت آب ممکن است به‌صورت رشد نکردن ریشه‌ها به سمت پایین، ریشه‌های کوتاه و قهوه‌ای، زرد شدن برگ‌های جدید، توقف رشد شاخ و برگ، لکه‌های قهوه‌ای فرورفته روی شاخ و برگ، سوختگی برگ و حتی مرگ گیاه نشان داده شود.
در مورد آلودگی میکروبی مشکوک چه باید کرد؟
قارچ‌های بیماری‌زای زئوسپوریک مانند پیتیوم و باکتری‌ها می‌توانند در آب زنده بمانند و توسط آب پخش شوند. منابع آبی که ممکن است تصفیه نشده و حاوی عوامل بیماری‌زا باشند می‌توانند قبل از استفاده به‌راحتی توسط پرورش‌دهندگان تصفیه شوند. ایمن‌ترین گزینه‌ها عبارت‌اند از نور UV، ازن و فیلتر شنی آهسته، زیرا این‌ها بقایای شیمیایی که ممکن است به سیستم‌های ریشه جوان و حساس آسیب برساند باقی نمی‌گذارند. سیستم‌های تصفیه و فیلتراسیون کوچک UV مانند مواردی که در استخرها و آکواریوم‌های ماهی استفاده می‌شوند برای تصفیه آب برای هیدروپونیک مناسب هستند و پاتوژن‌های گیاهی و جلبک‌ها را از بین می‌برند. بااین‌حال بهتر است از این‌ها فقط برای تصفیه آب استفاده شود، نه محلول‌های غذایی، زیرا UV می‌تواند برخی از مواد مغذی را از دسترس گیاه خارج کند.
در مورد سایر آلاینده‌ها و مواد شیمیایی چه باید کرد؟
فیلترهای زغال فعال (آهسته) هنوز یکی از روش‌های مطمئن و ارزان قیمت برای حذف آلودگی‌های مشکوک از منبع آب هستند. علف‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها، کلر، کلرامین و سایر مواد شیمیایی توسط فیلترهای زغال فعال مناسب به سطوح پایین کاهش می‌یابند و می‌توانند برای تولیدکنندگان کوچک و بزرگ به‌طور یکسان مورد استفاده قرار گیرند. اگر کلر به تنهایی مشکل‌ساز باشد، هوادهی آب به مدت ۴۸ ساعت با استفاده از یک پمپ هوای کوچک باعث دفع این ماده شیمیایی می‌شود. استفاده از سیستم‌های مبتنی بر بستر که دارای محیط‌هایی مانند فیبر کوکو هستند، درجه حفاظت و ظرفیت «بافر» بیشتری را در مواردی که مشکوک به آلودگی‌های شیمیایی هستند، به ارمغان می‌آورد.
در مورد مواد معدنی اضافی چه باید کرد؟
اغلب می‌توان منبع آبی را که ممکن است حاوی مقدار کمی مواد معدنی خاص، به‌ویژه عناصر کمیاب هست را با منبع آب با کیفیت بالاتر رقیق کرد، اما برای منابع آبی با شوری طبیعی بالا، اسمز معکوس یا تقطیر تنها روش‌های املاح زدایی هستند. برخی از محصولات مانند گوجه‌فرنگی نسبت به سایر محصولات مانند کاهو به مراتب نسبت به مواد معدنی اضافی و شوری تحمل بیشتری دارند، بنابراین این عامل را نیز باید در نظر گرفت.
در مورد آب «سخت» با pH بالا چه باید کرد؟
آب سخت بهتر است قبل از افزودن مواد مغذی برای تشکیل محلول غذایی یا قبل از استفاده از آب برای پر کردن مخزن مواد مغذی، با اسید تصفیه شود تا PH آن به ۶.۵ کاهش یابد. این مقدار کل اسید موردنیاز در سیستم را کاهش می‌دهد تا PH را تحت کنترل نگه دارد. آب سخت همچنین حاوی مواد معدنی مانند کلسیم و منیزیم است، بنابراین استفاده از فرمول یا محصول خاصی از مواد مغذی «آب سخت» در سیستم‌های چرخشی توصیه می‌شود، زیرا نسبت مواد مغذی را متعادل نگه می‌دارد و همچنین به حفظ آن کمک می‌کند.
جمع بندی
برخی از منابع آب می‌توانند حامل پاتوژن های بیماری‌های گیاهی مانند پیتیوم باشند که در صورت حمله به گیاه ضعیف باعث قهوه‌ای شدن ریشه و مرگ آن‌ها می‌شود. قارچ‌های بیماری‌زای زئوسپوریک مانند پیتیوم و باکتری‌ها می‌توانند در آب زنده بمانند و توسط آب پخش شوند. منابع آبی که ممکن است تصفیه نشده و حاوی عوامل بیماری‌زا باشند می‌توانند قبل از استفاده به‌راحتی توسط پرورش‌دهندگان تصفیه شوند. ایمن‌ترین گزینه‌ها عبارت‌اند از نور UV، ازن و فیلتر شنی آهسته، زیرا این‌ها بقایای شیمیایی که ممکن است به سیستم‌های ریشه جوان و حساس آسیب برساند باقی نمی‌گذارند. سیستم‌های تصفیه و فیلتراسیون کوچک UV مانند مواردی که در استخرها و آکواریوم‌های ماهی استفاده می‌شوند برای تصفیه آب برای هیدروپونیک مناسب هستند و پاتوژن‌های گیاهی و جلبک‌ها را از بین می‌برند.
بسیار مقاله ارزنده ایی هست . ممنون از زحماتی که میکشید .
ممنون از نگاه شما