أنواع البيئات التى يمكن إستخدامها فى الزراعة بدون تربة

مزارع البيئات

ما هي مزارع البيئات ؟

            هى أحد أنواع الزراعة بدون تربة ، و تعنى تنمية جذور النباتات فى مواد صلبة  مسامية أو غير مسامية فى صورة جزيئات ثابتة غير قابلة للإنهيار أو التحلل منها البيئات العضوية و منها البيئات غير العضوية .  

الشروط الواجب توافرها فى بيئة الزراعة المستخدمة فى مزارع البيئات

 ·       أن تكون للبيئة القدرة على الإحتفاظ بالماء

تتوقف قدرة البيئة على الإحتفاظ بالماء و صرف الماء الزائد على حجم حبيبات البيئة و شكلها و مساميتها حيث أن الماء يمسك على سطح الحبيبات و فى المسام ما بين الحبيبات  و كلما صغر حجم الحبيبات كلما إزدادت مساحة سطح الحبيبة و تقاربت من بعضها و زادت قدرة البيئة على الإحتفاظ بالماء و الحبيبات غير المنتظمة الشكل لها مساحة سطح أكبر من الحبيبات الملساء و المستديرة وبالتالى لها قدرة أعلى على الإحتفاظ بالماء .

·       أن تقوم البيئة بتوفير التهوية اللازمة لنمو الجذور

يجب أن تكون البيئة لها قدرة كبيرة على صرف الماء الزائد و ذلك لضمان توفير التهوية الجيدة فى بيئة نمو الجذور، لذلك يجب تحاشى أن تكون حبيبات البيئة ناعمة جداً مما يؤدى الى إنخفاض حركة الأكسجين خلال حبيبات البيئة فتسوء الحالة الكلية للتهوية فى بيئة النمو مما يترتب عليه إختناق جذور النباتات المزروعة بها .

·       أن لا تحتوى البيئة على مواد ضارة أو سامة

يجب أن لا تحتوى بيئة النمو على أى مادة تلحق الضرر بجذور النباتات أو تؤثر على نمو النبات النامى فى هذه البيئة و مثال على ذلك نجد أن الرمل أو الحصى الناتج من أصل جير      ( يحتوى على كربونات كالسيوم ) يجب تحاشى إستخدامه حيث أن وجود كربونات الكالسيوم من شأنه أن يؤدى الى إرتفاع درجة حموضة  (pH) المحلول المغذى الى الجانب القلوى ( أعلى من 7 ) ، وهذا الإرتفاع فى درجة حموضة المحلول المغذى يؤدى الى ترسيب كلاً من الحديد و الفوسفور و بالتالى تظهر أعراض نقص هذه العناصر بالرغم من تواجدها فى المحلول .

·       أن تكون للبيئة القدرة على تدعيم النباتات النامية بها

يجب أن تعمل البيئة على تدعيم النباتات و تثبيتها بشكل جيد فيجب أن تكون البيئة من مادة ثابتة لا تتكسر و لا تتفتت بسهولة مما يساعد على إستخدامها لفترات طويلة بالإضافة الى أن المواد الناعمة تكون سهلة التكسر الى جانب سرعة فقدها لبنائها و تقل أقطار حبيباتها سريعاً مما يؤدى الى أنضغاط البيئة و سوء تهويتها و إذا تم إستخدام مزارع البيئات للزراعة فى الحقل المكشوف يجب تحاشى إستخدام البيئات التى تتكون من حبيبات لها حواف غير منتظمة الشكل حيث أن قدرتها على تثبيت النباتات قليلة مما يجعل النباتات سهلة الرقاد بالرياح .

·       أن تكون البيئة خالية من المسببات المرضية

يجب أن تكون البيئة خالية من المسببات المرضية عند إستخدامها حتى لا تكون مصدر لإصابة  النباتات  النامية لها بالأمراض المختلفة .

·       أن تكون البيئة خالية من الملوحة

يجب أن يكون البيئة خالية من الملوحة حتى لا تؤثر على نمو النباتات النامية بها فمثلاً فى حالة إستخدام بيئة نشارة الخشب تحتوى غالباً على تركيز مرتفع من أملاح كلوريد الصوديوم نظراً لما تتعرض له ألواح الخشب من النقع فى محلول ملحى لفترات طويلة .

·       أن تكون  البيئة خالية من بذور الحشائش

يجب أن تكون البيئة خالية من بذور الحشائش حتى لا تكون مصدر للحشائش التى تنمو و تنافس المحصول الرئيسى فى الغذاء و الماء ، كذلك تكون نباتات الحشائش عوائل لبعض الأمراض التى تنتقل الى النباتات النامية فتلحق الضرر بها .

·       أن تتميز البيئة بسهولة تنظيفها و تعقيمها

من المفضل أن تتميز البيئة بسهولة تنظيفها بحيث يسهل إزالة متبقيات الجذور منها يدوياً و تنظيفها بواسطة الماء فقط ، كذلك في حالة الإحتياج الى تعقيم البيئة فإنه يفضل أن تعقم بواسطة أياً من طرق التعقيم السهلة مثل التعقيم بواسطة البخار أو غيره من طرق التعقيم .

·       أن تكون البيئة رخيصة الثمن

من المفضل أن تكون البيئة رخيصة الثمن حتى تكون إقتصادية عند عمل مزرعة على مساحة كبيرة .

أنواع البيئات التى يمكن إستخدامها فى الزراعة بدون تربة :-

يوجد العديد من المواد التى يمكن إستخدامها كبيئة للزراعة في الزراعة بدون تربة ، و تقسم هذه المواد الى قسمين رئيسين هما :-

أولاً: البيئات العضوية

·       البيت موس

يعتبر البيت موس من أكثر البيئات شيوعاً و يستخدم بصورة كبيرة على مستوى العالم وهو عبارة عن مادة عضوية متحللة توجد فى المناطق الرطبة على مساحات كبيرة تعرف بمناجم البيت موس ، و قد يستخدم بصورة مفردة كما هو أو يخلط ببعض البيئات الأخرى مثل الفيرموكيوليت أو البيرليت أو الرمل . و يتميز البيت موس بالعديد من المواصفات منها:

1.     قدرته الكبيرة على إمتصاص الماء تبلغ تقريباً 8 أمثال وزنه بعد التشبع و صرف الماء الزائد .

2.     يتميز بإنخفاض درجة الحموضة له .

3. نسبه المادة العضوية به مرتفعة حوالى 94-99 % .
4. يعتبر البيت موس عالى المسامية (95-98 %)

و كلما كان البيت موس غامق اللون كلما كانت درجة تحلله مرتفعة.

·       نشارة الخشب ، القش و مخلفات الأشجار و النباتات

هى عبارة عن المخلفات التى تنتج أثناء العمليات التصنيعية للأخشاب فى المصانع وورش النجارة ، مخلفات النباتات المختلفة و موجودة بكثرة فى البيئة المحيطة ، أما بالنسبة لنشارة الخشب فهى تتواجد بكثرة فى المناطق التى تنتشر فيها الغابات و يكثر فيها النشارة بكميات كبيرة .  و من مواصفات  هذه البيئات :

1.     تنتشر الرطوبة فى نشارة الخشب الناعمة أسرع من إنتشارها فى النشارة الخشنة .

2.     خفة الوزن .

3.     القدرة على الإحتفاظ بالماء بصورة جيدة مع توفير التهوية بنسبه ملائمة.

4.     إرتفاع السعة التبادلية الكاتيونية لهذه البيئات.

بينما يعاب على هذه البيئات قابليتها السريعة للتحلل و الهدم بواسطة الكائنات الحية الدقيقة عند توافر الرطوبة الملائمة لذلك .

و تستخدم هذه المواد بمفردها كبيئة مستقلة أو على صورة خليط مع البيت موس أو الرمل أو غيره .

·       قشور الأرز

 و هى عبارة عن قشور حبوب الأرز . و تتميز هذه البيئة بالتالى :

1.     خفيفة الوزن جداً.

2.     توفر التهوية اللازمة لنمو جذور النباتات المختلفة فعند خلطها مع بيئة سيئة التهوية تقوم بتحسين التهوية و الصرف لها .

 و لكن يعاب على هذه البيئات سرعة تحللها و هدمها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة مثلما يحدث مع نشارة الخشب .

·       ألياف و بيت جوز الهند 

ألياف و بيت جوز الهند من البيئات التى دخلت حديثاً كأحد بيئات الزراعة اللاأرضية ، وهى تصنع من قشور ثمارجوز الهند ، و إما تستخدم الألياف كما هى فى الزراعة أو تستخدم فى عمل أحد أنواع البيت يسمة بيت جوز الهند . و تمتاز هذه البيئة بالتالى:

1.     إمكانية إستخدامها لأكثر من عام دون حدوث أى تغير فى صفاتها الطبيعية .

2.     بطيئة التحلل فلا تهدم سريعاً .

3.     لها قدرة جيدة على الإحتفاظ بالماء.

4.     لها قدرة على توفير التهوية الجيدة فى البيئة.

ثانياً: البيئات غيرالعضوية

·       الرمل

يعتبر الرمل من أقدم و أفضل المواد التي أستخدمت كوسط حبيبي صلب لتنمية النباتات ، و لا يفضل إستخدام  الرمال المحتوية على الجير و ذلك بسبب وجود نسبه عالية من كربونات الكالسيوم بها حيث أنها تعمل كمادة لاحمة لجزيئات الرمل مما يغير من الصفات الطبيعية للرمل ، كذلك لا يفضل إستخدام رمال الشواطئ لاحتوائها على نسبه مرتفعة من الأملاح ، و يفضل إستخدام الرمال ذات الأصل الجرانيتى أو السليكاتى كبيئة زراعية ، و تعتبرأقطار حبيبات الرمل عامل هام في نجاح استخدامه كبيئة زراعة حيث أن الرمل الخشن جدًا لا يحتفظ بقدر كافى من الرطوبة ، أما الرمل الناعم جدا فلا يسمح بنسبه كافيه من التهوية .

ويتميز الرمل بالصرف الجيد ، لكن قدرته على الإحتفاظ بالماء ضعيفة لذلك يفضل أضافة البيت موس أو الكمبوست معه .

·       البرليت 

هو عبارة عن حجر بركاني منشأه اللافا البركانية ، يتدرج لونه من الرمادي إلى الأبيض و يتركب من سليكات الألومنيوم و صوديوم و بوتاسيوم ، يتم طحنه و تسخينه على درجة حرارة مرتفعة من 900- 1000 درجة مئوية ، حيث يحدث له انتفاخ نتيجة خروج الهواء الساخن منه وتتكون به فجوات هوائية حيث يحدث له نتيجة لذلك تمدد و أتساع للحبيبات و انتفاخها بصورة كبيرة .

و يتميز البرليت بالعديد من المميزات منها:

1.     مادة ثابتة التركيب من الناحية الفيزيائية ، و ليس لها القدرة على التبادل الكاتيونى .

2.     مادة خفيفة الوزن .

3.     سهولة الصرف مع الاحتفاظ بالماء بصورة جيدة ، و من المفضل أن يتم الري على عدة مرات في اليوم الواحد و ذلك من أجل ضمان استيفاء حاجة النبات من المياه و العناصر الغذائية .

4.     التهوية مرتفعة بالبيئة .

5.     حبيبات البيرليت تتميز بوجود الخاصية الشعرية مما يسهل من استخدامها كبيئة تروى بطريقة الري تحت السطحي .

و يستخدم البيرليت على مستوى واسع في الزراعة ، حيث يستخدم بصورة منفردة و يعطى نتائج جيدة أو يدخل في عمل خلطات مع بيئات أخرى كالبيت موس و ذلك لزراعة العديد من محاصيل الخضر ، الشتلات ، زهور القطف ، و نباتات التزيين الداخلي .

·        الفيرموكيوليت 

      

الفيرموكيوليت عبارة عن سليكات الحديد و الألومنيوم و الماغنسيوم المتهدرت ، و هو عبارة عن رقائق معدنية تستخرج من مناجم الميكا في أفريقيا و استراليا و أمريكا ، و يتم الحصول على المادة في الصورة القابلة لتكون بيئة زراعية عن طريق معاملة المعدن الخام لدرجة حرارة 1000 درجة مئوية فتتحول الرطوبة الموجودة به إلى بخار يزيد من الضغط داخل طبقاته ، مما يؤدى إلى تكسير و تقسيم هذه الطبقات إلى جزيئات أو أجزاء صغيرة خفيفة مسامية ذات صفات جيدة تلائم الزراعة اللاارضية . و من مميزات الفيرموكيوليت:

1.     له قدرة كبيرة على الإحتفاظ بالماء .

2.     يوجد بها عنصري الماغنسيوم و البوتاسيوم في صورة ميسرة يمكن للنباتات امتصاصها و الاستفادة منها .

و قد لوحظ أن الفيرموكيوليت مادة ماصة للماء وبالتالي يظل مبتلا معظم الوقت ، لذلك يفضل خلطة بمواد أخرى للتقليل من حالة الابتلال الدائمة بالتالي تظل رطوبة وسط الزراعة ملائم لنمو النباتات .

·       الخفاف             

 هو عبارة عن صخر سليكاتى من اصل بركاني يحتوى على عناصر الألومنيوم و البوتاسيوم و الصوديوم ، و آثار من الكالسيوم و الماغنسيوم و الحديد ، و المادة بها العديد من الفراغات ، و تتكون تلك الفراغات نتيجة لخروج البخار الساخن منها قبل أن تبرد حمم اللافا البركانية، وهو موجود بصورة طبيعية لا يحتاج إلى حرارة أو تسخين بل أن كل ما يجرى عليه من عمليات هو التكسير و الطحن إلى الحجم المناسب من الحبيبات . و من خواص الخفاف ما يلى :

1.     هو مادة تشبه البرليت في التركيب الكيميائي لكنها تختلف عنها في الخواص الفيزيائية حيث أن الأول مادة اثقل من البر ليت .

2.     لا تمتص بالماء بسهولة، كذلك لا تحتفظ بها لفترة طويلة  .

3.     توفي ظروف التهوية الجيدة فى بيئة النمو .

4.     سهولة تنظيفها وتطهيرها.

·       الصوف الصخري 

أول إنتاج من هذه المادة كان فى الدانمارك عام 1969 ، و قد انتشر استخدامها سريعاً في الزراعة . حيث استخدمت لإنتاج العديد من محاصيل الخضر و نباتات الزينة .

والصوف الصخري عبارة عن ألياف ناتجة من الصخور البركانية و بصفة خاصة Diabase  بنسبه 60 % ، و ذلك مع الحجر الجيري Lime stone  بنسبه 20% ، و فحم الكوك بنسبه 20%. ثم يتم صهر هذا الخليط على درجة حرارة مرتفعة جداً على حسب مكونات المخلوط ، و تتحول هذه المادة المنصهرة عن طريق الطرد المركزي السريع و التبريد إلى خيوط رفيعة قطرها 5 ميكرون يتم ضغطها بعد ذلك إلى رقائق بالسمك المطلوب ، و أثناء عملية التبريد يتم إضافة الفينول لخفض التوتر السطحي ، كذلك يعمل كمادة لاصقة لخيوط الصوف الصخري مكونة بيئة إسفنجية أو مسامية.

أهم أشكال و إستخدامات الصوف الصخري :-

2.     مكعبات الإنبات : ارتفاعها من 1.5 – 2.5 سم و قطر 2.5 سم تقريبا ، و تستخدم في إنبات كل من الخس و الخضراوات الورقية و نباتات الزينة .

وقد توجد هذه المكعبات في صورة فردية أو في صورة متجمعة .

3.     بلوكات الشتلات : تنقل إليها مكعبات الإنبات الصغيرة و ما بها من نباتات أو تنقل إليها الشتلات الصغيرة مباشرة ، وهى توجد في حجمين

( أ ) 7.5 x 7.5 x 7.5 سم

(ب) 10 x  10 x7.5 سم

ثم عندما تصل النباتات إلى الحجم النهائي تنقل إلى وسائد النمو .

4.     شرائح الزراعة : و يكمل فيها النبات دورة حياته، و توجد في حجمين

( أ ) 90-150 x 15 x 7.5 سم و تستخدم مع نباتات الطماطم و الفلفل و كثير من محاصيل   الخضر و الزينة .

(ب) 90-150 x 20 x 7.5 سم و تستخدم مع نباتات الخيار حيث تحتاج إلى حيز أكبر لانتشار الجذور .

5.        الصوف الصخري الغير معبأ: و يستخدم كبيئة للزراعة في الأصص أو تخلط مع بيئات أخرى بنسبة الثلث حجما لتحسين خواص التهوية و الاحتفاظ بالماء بها .

و من الخواص الهامة للصوف الصخرى ما يلى:

1.     مادة جافة و ليس بها أي مواد سائلة مغذية أو غير مغذية .

2.     مادة معقمة و خالية من الآفات و الحشرات و الأمراض .

3.     مادة خفيفة جداً و في الوقت نفسه صلبة مما يسهل من التعامل معها في الإعداد و التجهيز .

4.     مادة عالية المسامية مما يسهل ( تشكل المسام 97% من الحجم الكلى ) .

5.     توفير الوقت و المساحة المقتطعة من ارض الصوبة في عمل المشتل عن طريق استخدام مكعبات و بلوكات الشتلات في عمل الشتلات .

6.     سهولة التخلص من ترسيبات الأملاح عن طريق إضافة الماء وحده إلى وسائد النمو و غسيل الأملاح في النظام المفتوح .

7.     سهولة التعقيم و إمكانية استخدامه لأكثر من عام .

و لكن يعاب على هذه البيئة ما يلى:

1.     تسبب ألياف الصوف الصخري إثارة للجلد ، و يمكن التغلب على ذلك بترطيب الصوف الصخري قبل الاستخدام. بعض المحاصيل حساسة للزراعة في وسائد الصوف الصخري التي سبق زراعة محاصيل بها مثل الخيار و في هذه الحالة تستخدم الوسائد لسنة واحدة.

2.     صعوبة التخلص منها بيئياً .

3.     صعوبة التخلص من جذور النباتات السابق زراعتها بها و ذلك في حالة إعادة استخدامها لموسم ثاني .

·       الصوف الزجاجي       

 

يصنع الصوف الزجاجي من رمل الكوارتز النقى الموجود في كثير من صحارى العالم  .

و خيوط الصوف الزجاجي تنتج في شكل خيوط رفيعة و ناعمة ، و أخرى خشنة و اكثر سمكاً .

 و يتميز الصوف الزجاجى بما يلى:

1.     التوزيع الجيد للماء في الصوف الزجاجي حيث تتوزع  بشكل متجانس يساعد جذور النباتات على الانتشار أفقياً ورأسياً معطية قوة و كفاءة للمجموع الجذري .

2.     يحتوى الصوف الزجاجي على قدر جيد من الهواء مع القدرة.

3.     بيئة خفيفة الوزن سهلة الإستخدام .              

4.     يمكن إعادة استغلال الصوف الزجاجي بعد استخدامه في الزراعة.

ولاختلاف خواص كلا من الألياف الرفيعة و الخشنة أمكن استغلال ذلك في تصنيع وسائد للنمو تجمع كلا من الخيوط الرفيعة و الخشنة ليس مزجاً كاملاً بينهما و لكن بترتيب معين يجعل الوسادة مكونة من 4 طبقات و هي :

1.     الطبقة الأولى : هي الطبقة السطحية و تتكون فقط من الخيوط الرفيعة ذات المسام الصغيرة و الضيقة و سمكها قليل و التي تساعد على تحسين توزيع المياه أفقيا بنسبه 20 % تقريبا .

2.     الطبقة الثانية :  هي الطبقة التي تلي الطبقة السطحية و تتكون من الخيوط الرفيعة و السميكة مع زيادة نسبية في الخيوط الرفيعة في اتجاه السطح العلوي مما يحسن من توزيع و انتشار الماء رأسياً ، و يجعل الاختلاف في كمية المياه في وسائد النمو فيما بين القمة و القاعدة قليل .

3.     الطبقة الثالثة : و هي تلي الطبقة السابقة و تتكون أيضا من الخيوط الرفيعة و السميكة مع زيادة في نسبيه في الخيوط الخشنة و السميكة في اتجاه السطح السفلي .

4.     الطبقة الرابعة : و هي الطبقة السفلية و الأخيرة و تتكون فقط من الخيوط الخشنة في وجود ثقوب واسعة و سمكها قليل ، حيث تساعد على سرعة الصرف و زيادة الأكسجين في الطبقة السفلي .

و بهذه التوليفة من خيوط الصوف الزجاجي الرفيعة الناعمة و السميكة الخشنة أمكن الحصول على وسائد للنمو ذات مواصفات جيدة و مثالية لنمو النباتات بها .

و يمكن إستخدام البيئات السابقة بصورة مفردة كبيئة زراعية أو يكن أن يتم خلط أكثر من بيئة معاً ، و ذلك للوصول الى إلى أفضل خواص للبيئة تلائم النبات المراد زراعته .

و فى حالة الزراعة فوق أسطح المنازل تفضل البيئات خفيفة الوزن التى لا تمثل حمل زائد على المبنى ، لذلك لا يفضل إستخدام الرمل و الخفاف فى النظم المنزلية .

Read More