البناء الضوئي في الزراعة المائية

تعتبر البستنة الخارجية مكتفية ذاتيًا من حيث تنظيم تدفق الهواء والضوء، وليس هناك الكثير الذي يمكن القيام به لضبط الرياح والشمس. ومع ذلك يجب على البستانيين في الزراعة المائية توفير تدفق الهواء والماء، وكثافة الضوء وكمية المعادن فبدون هذا لن يحدث التمثيل الضوئي.

ما مقدار الضوء الكافي للبستنة المائية؟

يبدأ التمثيل الضوئي عندما يضرب النوع الصحيح من الضوء الصبغة الخضراء في أوراق النبات والتي تسمى الكلوروفيل. عندما يتفاعل الضوء مع الكلوروفيل، فإنه يختلط مع ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الأكسجين والسكر. يتأكسد السكر من خلال عملية تسمى التنفس، مما يحول ثاني أكسيد الكربون والماء إلى طاقة. يتم امتصاص العناصر الغذائية الدقيقة الأخرى الموجودة داخل وسط النمو بواسطة نظام الجذر وهذه تساهم في قوة النبات. المنتج الثانوي لعملية التمثيل الضوئي هو الأكسجين الذي يطلقه النبات في الغلاف الجوي. وحقيقة أن البشر يحتاجون إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة تجعل العلاقة بين الإنسان والنبات تكافلية.

هل النمو في الزراعة المائية معقد؟

عندما يتنفس النبات فإنه ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون. فتحات صغيرة على الجانب السفلي من الورقة تسمى الثغور، تمتص ثاني أكسيد الكربون وينبعث منها الأكسجين أو العكس، اعتمادًا على ما إذا كان النبات يقوم بعملية التمثيل الضوئي أو التنفس. نظرًا لوجود ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بكميات صغيرة جدًا، يجب أن تكون الثغور مفتوحة على مصراعيها خلال الساعات التي تمتص فيها الأوراق الضوء (التمثيل الضوئي). إذا كانت الرطوبة منخفضة جدًا، فقد يتسبب ذلك في تبخر رطوبة النبات. ويحتاج نظام الجذر إلى ماء إضافي للتعويض عن ذلك، فإذا كانت المياه قليلة ستعاني الأوراق وتبدو ذابلة وهذا ما يسمى النتح.

ولتجنب النتح، تحتاج الحدائق المائية إلى جو رطب بدرجة كافية للنبات لتحقيق التوازن بين التنفس والتمثيل الضوئي. إن هذه العملية ليست معقدة حقًا، طالما أنه يوجد مقياس حرارة للغرفة ومقياس هيدروميتر لتتبع مستويات الحرارة / الرطوبة في الهواء، حيث يمكن إبقاء البيئة في النطاق المناسب لنوع الغطاء النباتي.

عوامل النمو وتأثيرها على البناء الضوئي

تقلل عوامل التمثيل الضوئي من غلة المحاصيل والنباتات الأخرى ذات الأهمية الاقتصادية. يمكن تهيئة الظروف في البيوت المحمية والأنفاق الخارجية لتقليل تأثيرات العوامل المحددة.

الضوء

ستؤدي زيادة شدة الضوء في البيوت المحمية إلى زيادة نمو المحاصيل أو نباتات البستنة ويمكن لمزارعي النباتات عمل ما يلي:

• استخدام البيوت المحمية المصنوعة من الزجاج أو المواد البديلة التي تتيح أقصى قدر من الضوء.

• وضع النباتات لأقصى امتصاص للضوء.

يمكن استخدام أنظمة الإضاءة الاصطناعية:

• زيادة شدة الضوء.

• توفر الأطوال الموجية المثلى من الضوء لعملية التمثيل الضوئي.

• تطيل موسم نمو النبات بحيث يمكن زراعة المحاصيل على مدار السنة.

ثاني أكسيد الكربون

تمتلك العديد من النباتات القدرة على استخدام ثاني أكسيد الكربون الإضافي، ولزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في منطقة النمو، يقوم مزارعو النباتات بما يلي:

• استخدام سخانات البارافين على نطاق صغير.

• استخدم نفايات ثاني أكسيد الكربون من العمليات الصناعية على نطاق أوسع ، والتي تم تنظيفها قبل الاستخدام.

• يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون السائل، الذي يتم وضعه من خلال الأنابيب، على الرغم من أن هذا قد يكون مكلفًا.

• تستخدم في بعض الأحيان الفطريات، حيث تنمو هذه الفطريات حول الدفيئة وتضيف ثاني أكسيد الكربون من خلال التنفس.

غالبًا ما يتم الاحتفاظ بتركيز ثاني أكسيد الكربون في البيوت الزجاجية عند حوالي 0.1 في المائة. فوق واحد في المائة، ويغير ثاني أكسيد الكربون الرقم الهيدروجيني للخلية يجعله أكثر حامضية ويصبح سام. أما في الدفيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، ينخفض ​​إنتاج التمثيل الضوئي، ولا يكون لمكملات ثاني أكسيد الكربون أي تأثير.

الماء

الري يساعد الأنظمة في البيوت المحمية على زيادة الغلة. غالبًا ما يتم رش النباتات في البيوت الزجاجية بالماء للحفاظ على الرطوبة العالية. ويجب أن يجد المزارعون توازنًا لأن الرطوبة العالية ستعزز نمو الفطريات وتسبب الأمراض. كما تستخدم أنظمة الري في الهواء الطلق، وتزرع النباتات أحيانًا في أنظمة سائلة تسمى الزراعة المائية. الزراعة المائية تسمح للمزارع بتحسين المعادن للنباتات. الأيونات المعدنية مطلوبة لتجميع الجزيئات الأساسية الأخرى من الجلوكوز المنتج أثناء عملية التمثيل الضوئي.

درجة الحرارة

غالبًا ما تستخدم الحرارة في البيوت الزجاجية وتجعل نمو النبات ممكنًا عندما يكون الطقس باردًا في الخارج، وزيادة درجات الحرارة في البيوت البلاستيكية تزيد من معدل التمثيل الضوئي. يعد تنظيم درجة الحرارة أمرًا مهمًا وفي بعض الأوقات يمكن أن التبريد قد يكون مطلوبًا أيضًا.