ما هي الزراعة المائية بطريقة NFT؟

ما هي الزراعة المائية بتقنية فيلم المغذيات (NFT)؟

في حين أن جميع أنظمة الزراعة المائية تقدم طرقًا جديدة ومثيرة للاهتمام لزراعة النباتات التي لم يكن أسلافنا الزراعيون يحلمون بها، فإن الزراعة المائية NFT هي الوحيدة التي تعتمد على تدفق مستمر من السائل لتغذية النباتات؛ حيث تتدلى جذورها لأسفل كما لو كانت تُغمر.

والزراعة المائية بطريقة NFT سهلة الإنشاء والاستخدام بمجرد أن نتعلم بعض المبادئ الأساسية. وهي طريقة حيث يتم تعليق جذور النباتات فوق تيار من محلول المغذيات والذي يوفر لهم كل الماء، المغذيات والأكسجين التي يحتاجون إليها للحفاظ على نمو سريع وصحي للنبات.

ويُشير مصطلح فيلم المغذيات إلى الوضع المثالي لوجود تيار ضحل ثابت من محلول المُغذيات يمر عبر الجذور. وهذا يضمن أن الجزء السُفلي فقط من كتلة الجذر سيتم غمره في محلول المُغذيات، بينما يترك الجزء العلوي مكشوفًا للبيئة الرطبة المتكونة داخل حجرة النمو؛ مما يوفر للجذور إمدادًا وفيرًا من الأكسجين.

ويُعد توفير الكثير من الأكسجين لجذور النباتات أحد المفاهيم الأساسية وراء الزراعة المائية، وبينما تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي، فإن جذورها تحتاج إلى الأكسجين لتسهيل امتصاص العناصر الغذائية، وعندما تتمتع جذورها بوصول أكبر إلى الأكسجين تنمو النباتات بشكل أسرع.

كيف يعمل نظام الزراعة المائية (NFT)؟

في الزراعة المائية بتقنية غشاء المُغذيات، تأخذ الحجرة التي تنمو فيها الجذور شكل قناة تشبه الأنبوب يتم وضعها عند مُنحدر طفيف بحيث يتدفق محلول المغذيات خلالها. وغالبًا ما تتكون هذه الأنظمة من قنوات نمو متعددة نظرًا لوجود حد للمُدة التي يمكن أن تستغرقها قناة واحدة لأسباب عملية وقبل أن تبدأ العناصر الغذائية في النفاد في النهاية البعيدة.

وتقع النباتات في ثقوب في الجزء العلوي من قناة النمو؛ لذلك يتم تعليق الجذور فوق محلول المغذيات داخل الحجرة بينما يمتد التاج فوقها. وغالبًا ما لا تكون هناك حاجة لوسط مُتنامي مع الزراعة المائية NFT، بخلاف الأواني الشبكية لدعم النباتات. ويتم ضخ المحلول من الخزان إلى الطرف الأعلى للقناة المتنامية، وبعد التدفق عبر طول القناة يتم إرجاعه إلى الخزان؛ لذلك فإن الزراعة المائية بتقنية الغشاء المُغذي هي نظام مغلق يعيد تدوير محلول المُغذيات، مما يسمح بالحفاظ على الماء والمواد المُغذية.

لماذا يتم اختيار الزراعة المائية بتقنية غشاء المغذيات؟

هناك عدة أسباب لاختيار الزراعة المائية بتقنية غشاء المغذيات على أنظمة الزراعة المائية الأخرى، ويتعلق معظمها ببساطتها وسهولة استخدامها. وفيما يلي بعض أهم مزاياها:

• سهل البناء والصيانة، وتتكيف بسهولة مع مختلف المساحات ومتطلبات النبات.

• يمكن بناؤها بشكل غير مكلف نسبيًا.

• لا حاجة للنمو المتوسط.

• انخفاض الحاجة إلى تهوية محلول المغذيات في الخزان بسبب الدوران المستمر.

• لا داعي للقلق مع المؤقتات أو دورات الري.

• يستخدم كميات أقل من المياه والمغذيات بسبب إعادة تدوير محلول المغذيات.

ما هي عيوب الزراعة المائية بتقنية غشاء المغذيات؟

يعتبر أحد عيوب الزراعة المائية NFT هو اعتمادها على الكهرباء؛ حيث تعمل المضخة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. وإذا حدث انقطاع في التيار الكهربائي أو عطل في المضخة، فسوف تجف الجذور بسرعة وقد تتضرر النباتات بشدة، حتى لو كانت مشكلة قصيرة نسبيًا في النظام.

والعيب الآخر هو أن النباتات الأكبر حجماً ذات الأنظمة الجذرية الأكثر جوهرية، والنباتات الحاملة للفاكهة تشكل تحديات كبيرة في الزراعة المائية بتقنية الأفلام المغذية. وهذه الأنظمة هي الأنسب للنباتات الصغيرة سريعة النمو مثل الخس، الخضروات الورقية، الأعشاب وعدد قليل من النباتات الأخرى التي سيتم حصادها قبل أن تنمو الجذور بشكل كبير بما يكفي لملء قناة النمو ومنع تدفق محلول المغذيات.

وتشكل النباتات المثمرة مشكلة لسببين؛ أولاً إنها مُغذيات ثقيلة، والتي ستؤثر على مستويات الأس الهيدروجيني والمغذيات لمحلول إعادة التدوير. لذلك، في أي وقت يكون لدينا نبات في مرحلة الإثمار، سنحتاج إلى توخي الحذر الشديد بشأن مراقبة الحل لمنع أوجه القصور. ثانيًا، تبيّن أن مُعظم النباتات المثمرة والمزهرة تعمل بشكل أفضل عندما يُسمح لها بالجفاف بين دورات الري، وبالتالي فإن التعرض المستمر للرطوبة التي توفرها الزراعة المائية NFT ليس هو أفضل بيئة لها.

ما هي التفاصيل لإعداد كل مكون من مكونات نظام NFT:

القنوات المتنامية:

يجب أن تكون غرف الزراعة المائية لتقنية الأغشية المغذية في شكل قنوات طويلة ورفيعة موضوعة على منحدر طفيف؛ من أجل إنشاء تيار ضحل من محلول المغذيات الذي يعطي النظام اسمه.

وقد تعمل أنابيب PVC كغرف للنمو على الرغم من أنها ليست مثالية، نظرًا لأن محيطها المنحني لا يوفر النسبة المثلى من الهواء إلى العناصر الغذائية لتحفيز النمو. وأفضل المواد لغرف زراعة نظام NFT هي القنوات المسطحة في الأسفل، وبهذه الطريقة يمكن إنشاء فيلم مغذي بمساحة سطح أكبر لتتغذى الجذور مع توفير الجزء العلوي من كتلة الجذر مع تعرض جيد للأكسجين داخل الحجرة.

وتحتوي غرف النمو لهذا النظام على ثقوب على طول الجزء العلوي للنباتات. ومن الناحية المثالية، ستكون القمم قابلة للإزالة حتى نتمكن من مراقبة محلول المغذيات بسهولة، التحقق من وجود تجمعات وانسداد في تدفق السائل وفحص صحة الجذور. ومع ذلك  فإن الأغطية القابلة للإزالة ليست ضرورية لنمو نظام NFT بنجاح.

أمّا بالنسبة للطول المثالي للقنوات المتنامية، يجب ألا يزيد قياسها عن 35-40 قدمًا (حوالي 10-12 مترًا). بوعد ذلك، فإننا نُخاطر بحرمان النباتات الموجودة في الأطراف البعيدة للقنوات من حيث يدخل المحلول، نظرًا لأن الجذور تمتص العناصر الغذائية من تدفق المحلول طوال الطريق. وستجعل الأطوال الأقصر النظام أكثر تنوعًا من حيث استخدام المساحة؛ مما يسمح بتصميمات النظام مثل حلقة واحدة مصنوعة من سلسلة من القنوات، ودائرة بها قنوات في محاذاة متوازية وأنظمة رأسية.

كما أن هُناك سبب آخر لاستخدام قنوات أقصر؛ حيث تقل احتمالية ترهلها. وعند إعداد نظام الزراعة المائية NFT، يجب أن ننتبه جيدًا إلى محاذاة القنوات المتنامية بشكل صحيح مع المنحدر المطلوب ودعمها جيدًا.

خزان محلول المغذيات:

كما هو الحال مع أي نظام للزراعة المائية، يجب أن يكون خزان المحلول المغذي مصنوعًا من مادة غير شفافة لمنع نمو الطحالب والبكتيريا. وإذا حددنا خزان نظام NFT الخاص بنا عند النقطة المنخفضة من نظام إعادة تدوير المغذيات، فلن نحتاج إلى مضخة هواء إضافية أو حجر هواء لإثراء محلول المغذيات بالأكسجين. ونظرًا لأن السائل المتدفق من خط الإرجاع يقع على بعد طرق قليلة فوق الخزان، فإن هذا الإجراء سوف يؤدي إلى تهوية المحلول باستمرار.

مع العلم أيضاً بأننا سنحتاج إلى مراقبة مستوى المحلول في الخزان، بالإضافة إلى مستويات الأس الهيدروجيني والمغذيات في المحلول وإجراء التعديلات حسب الحاجة.

مضخة غاطسة:

مع الزراعة المائية بتقنية الغشاء المغذي، نحن بحاجة إلى مضخة موثوقة؛ حيث ستعمل باستمرار للحفاظ على تدفق المحلول في جميع أنحاء النظام. وليس من الضروري أن تكون مضخة عالية الطاقة، لأن الهدف هو إنشاء طبقة رقيقة فقط من السائل الذي يتدفق عبر القنوات المتنامية. لذلك سنرغب في اختيار مضخة غاطسة بأقل تصنيف للغالون في الساعة ولديها القدرة على ضخ المحلول من الخزان حتى مدخل أول قناة متنامية في الدائرة، والتي ستكون أعلى نقطة في الدائرة. ا

الأنابيب:

تعتمد كمية الأنابيب التي سنحتاجها على تصميم النظام؛ حيث سيتطلب نظام NFT البسيط ذو الغرفة الواحدة على الأقل، ما يكفي من الأنابيب لتوصيل المحلول من الخزان إلى الطرف العلوي لقناة النمو، والتي يمكن إعدادها لتفريغها مباشرة مرة أخرى في الخزان.

بدء نمو النباتات في نظام الزراعة المائية NFT:

تعد هذه القدرة على تعديل معدل تدفق القنوات المتنامية مفيدة بشكل خاص إذا كنا نخطط لبدء النباتات في نظام NFT الخاص بنا بدلاً من بدء تشغيلها في المشتل وزرعها بعد تجذيرها. ولبدء البذور أو العقل، سنحتاج إلى استخدام وسط نمو لدعم النباتات وضمان حصولها على الرطوبة والعناصر الغذائية التي تحتاجها.

ولتشجيع التجذير، نرفع حجم المحلول المتدفق عبر القنوات المتنامية مع تقليل معدل التدفق. أي أن يكون مستوى الحل في القنوات أعلى قليلاً، لكن سرعة التدفق تكون أقل، والتأكد من عدم رفع المستوى عاليًا جدًا؛ حيث لا نزال بحاجة إلى وجود الكثير من الهواء في حجرة النمو. وإذا قمنا برفع المستوى، يجب أيضًا زيادة تهوية السائل في الخزان بمضخة هواء وحجر هواء لضمان الحصول على الكمية المثلى من الأكسجين المتاحة للجذور المتكونة حديثًا؛ حيث يمكن لطريقة التجذير هذه في الواقع تسريع دورة إنتاج المحصول.