مهندسی مکانیزاسیون و مديريت  

آزمایشها نشان می دهد که هر یک از عناصر مورد نیاز گیاه کار بخصوصی در رشد گیاه انجام می دهد. بنابراین شناخت نقش عناصر و علائم کمبود و زیادی آنها برای کنترل تغییرات محلول الزامی است .

عناصر اصلی و مهم

نیتروژن:
نیتروژن یکی از اجزای موجود در پروتئین است که به صورت غذا در گیاه ذخیره می شود. نیتروژن معمولا در بخشهای دیگری از سلول مثل کلروفیل و همچنین در ساختار آمینو اسیدها نیز وجود دارد.
علائم کمبود: روشن تر شدن قسمتهای سبز گیاه - تغییر رنگ برگهای پیر به رنگ سبز روشن و علائم شدیدتر رنگ برگ به زردی می گراید و سرانجام موجب مرگ برگ می شود.
علائم زیادی: افزایش نیتروژن باعث تولید گیاه پر آب و ضخیم و در نتیجه تغییر رنگ شاخ و برگ به رنگ سبز تیره می شود. همچنین گیاه نسبت به بیماریها و آفات حساسیت زیادی پیدا می کند.افزایش نیتروژن در محصولات میوه ای باعث آسیب شکوفه و گل می شود و کیفیت محصول را کاهش می دهد.
بهترین میزان برای یونهای نیترات 75% و برای آمونیوم25% می باشد. در سیستم های چرخه ای 5% آمونیوم از کل نیتروژن کافی است ولی در سیستم های غیر چرخه ای یک درصد بیشتری احتیاج است.
افزایش غلضت نیترات باعث کاهش تعداد تارهای کشنده ریشه نیز می شود. اگر منبع اصلی تامین نیتروژن آمونیوم با شد می تواند گیاه را مسموم کند. آثار این مسمومیت در ساقه و برگها توسعه پیدا می کند و برگها به صورت پیاله ظاهر می شوند و همچنین بافت های آوندی خراب می شوند. آمونیوم مانع از عملکرد کلسیم، که برای نگهداری دیواره سلولی لازم است می شود در نتیجه گیاه پژمرده می شود. اگر شاخه های مبتلا شده را از وسط ستون ریشه ای ببریم یک محیط سیاه و فاسد از بافت پیوندی را مشاهده می کنیم.
غلظت نیتروژن در اکثر فرمولهای محلول غذایی بین 100 تا 200 mg/l است و نسبت نیترات به آمونیوم در حدود 3 یا 4 به 1 است .
منابع نیتروژن عبارتند از : منو یا دی هیدروژن فسفات آمونیوم به عنوان معمولی ترین منبع تهیه آمونیوم می باشد. ولی در کل از نیترات کلسیم ، نیترات پتاسیم و اسید نیتریک برای تهیه نیترات و از نیترات آمونیوم برای تهیه آمونیوم استفاده می شود .

فسفر:
میزان فسفر در گیاهان از 2/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
علائم کمبود: اولین علامت کمبود در رشد دیده می شود و سپس برگهای پیرتر به رنگ زرشکی سیر(ارغوانی) تبدیل می شوند.
علائم زیادی: اگر از 1% در ماده خشک بیشتر باشد باعث مسمومیت فسفر می شود. مسمومیت فسفر بر روی سایر عناصر مانند آهن، منگنز و روی تاثیر می گذارد.
غلظت فسفر در محلول غذایی: در اکثر فرمولهای غذایی غلظت فسفر بین 30 تا 50 mg/l می باشد. شکل فسفر در محلول غذایی به صورت منو یا دی هیدروژن فسفات است.

پتاسیم:
میزان پتاسیم در گیاه 25/1 تا 3 درصد در ماده خشک تغییر می کند.
علائم کمبود: کاهش رشد و کلورز حاشیه ای. علائم کمبود پتاسیم مانند سوختگی برگ است به صورتی که در کنار برگها بیشتر است. در اکثر فرمولهای محلول غذایی غلظت پتاسیم در حدود 200 mg/l و به صورت کاتیون است.
منابع تهیه پتاسیم: نیترات پتاسیم - سولفات پتاسیم یا کلرید پتاسیم

کلسیم:
میزان کلسیم در گیاهان در حدود 5/0 تا2% در ماده خشک است.
علائم کمبود: کمبود کلسیم به صورتی است که برگها به رنگ قهوه ای و یا سیاه ظاهر می شوند و حاشیه برگها نیز در هم فرو می روند. یکی دیگر از تاثیرهای کمبود کلسیم مرگ و پوسیدگی شکوفه و گل است.
علائم زیادی: باعث کمبود کاتیونهای مهم مثل پتاسیم و منیزیم می شود. غلظت کلسیم در اکثر محلول های غذایی در حدود 200 mg/l می باشد.
مهمترین منابع تهیه کلسیم در محلول غذایی نیترات کلسیم می باشد. در صورتی که حلالیت در آب کم باشد می توان از سولفات کلسیم به عنوان یک منبع تکمیلی استفاده کرد.

منیزیم:
میزان منیزیم در گیاه باید حدود 5/0 تا 2/0 درصد باشد. منیزیم در ساختار کلروفیل موجود است.
علائم کمبود: کلروز داخلی برگهای پیر. غلظت منیزیم حدود 50 mg/l و به شکل ⁺mg² در محلول غذایی است. منبع تهیه منیزیم سولفات منیزیم است.

گوگرد:
حجم گوگرد در گیاهان در حدود 15/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک است.
علائم کمبود گوگرد شبیه نیتروژن است به صورتی که تمام گیاه به رنگ سیز روشن تغییر می کند. غلظت گوگرد در بیشتر محلول های غذایی 50 mg/l به صورت ^-so₄² است. نمک های سولفات پتاسیم، منیزیم و آمونیوم از مهمترین منابع تهیه گوگرد است.

عناصر کم مصرف

بر:
غلظت مناسب بر در حدود 50 تا 10 mg/l در ماده خشک است.
علائم کمبود: کاهش رشد و آسیب قسمتهای فوقانی گیاه و ریشه
علائم زیادی : بی رنگی و لکه دار شدن حاشیه برگها و همچنین مرگ حاشیه برگها
غلظت بر در انواع محلولهای غذایی در حدود 3/0 mg/l می باشد. اسید بوریک یکی از منابع تهیه بر است.

کلر:
غلظت کلر در برگها حدود 15/0 درصد است. میزان بیش از 1/0 برای اکثر میوه جات زیاد خواهد بود.
علائم کمبود: ازدیاد نمک در محیط - علائم مسمومیت سوختگی برگها یا حاشیه آنها و همچنین زردی بی موقع برگها است.
برخی از منابع تامین کلر عبارتند از : کلرید پتاسیم یا کلرید کلسیم - اگر غلظت کلر در محلول زیاد باشد مانع از جذب یونهای دیگر مانند نیترات می شود.

مس:
میزان مطلوب مس در حدود 10 تا 2 mg/l در (ppm) ماده خشک است. مس در فتوسنتز و همچنین در ترکیب پروتئین کلروپلاست نقش دارد. مس بعنوان یک آنزیم فعال کننده شناخته می شود.
علائم کمبود: توقف رشد گیاهان و کلروز برگهای پیر از علائم کمبود مس است . همچنین در رشد محصولات میوه ای  تاثیر می گذارد و محصولات آنها از حالت طبیعی کوچکتر هستند.
غلظت مطلوب در محلول غذایی 001/0 تا 01/0  mg/l می باشد. میزان بیشتر از 4 mg/l در محلول غذایی باعثشیوع بیماری های قارچی می شود.
منبع تهیه مس سولفات مس می باشد.

آهن:
میزان مناسب آهن در اکثر محصولات حدود 50 تا 100 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: کم شدن رنگ سبز گیاه بدلیل کاهش کلروفیل. تفاوت علائم کمبود آهن با منیزیم در این است که کمبود آهن ابتدا در برگهای جوان ظاهر می شود ولی منیزیم در برگهای پیر زودتر مشاهده می شود.
منابع تهیه:FeEDTA به عنوان معمولی ترین منبع و آهن های دیگر به صورت مرکب هستند. مثل سولفات آهن، فسفات آهن که شکل های غیر آلی آهن هستند و سیترات آهن و تارتارات آهن که دو شکل آلی آهن هستند.

منگنز:
میزان مطلوب منگنز در میوه جات حدود 100 تا 20 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: در برگهای جوان به شکل یک کلروز داخلی و میانی نمایان می شود.
علائم زیادی: به صورت نقاط قهوه ای در بعضی از برگهای پیر و یا لکه های سیاه رنگ روی شاخه و میوه ظاهر می شود.این علائم در کمبود آهن نیز مشاهده می شوند که برای اطمینان یک تجزیه گیاهی لازم است.
غلظت منگنز در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد و برای تهیه آن از سولفات منگنز استفاده می شود.

مولیبدن:
 مولیبدن در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گیاه وجود دارد.
مولیبدن یک ترکیب مهم در دو آنزیم است. آنزیم تثبیت نیتروژن و احیاء یون نیترات.
علائم کمبود: این علائم شبیه کمبود نیتروژن است و رشد و نمو گل کم می شود.افتادگی گل کلم یکی از نمونه های کمبود مولیبدن است.
در بیشتر فرمولهای محلول غذایی غلظت آن حدود 5/0 mg/l در (ppm) و به شکل آنیون ^-MoO₄² در محلول موجود است.
منبع تهیه: مولیبدات آمونیوم

روی:
غلظت آن50 تا 5 mg/l در (ppm) در ماده خشک موجود است.
علائم کمبود: شبیه یک کلروز داخلی در برگهای تازه یافت می شود و باعث شکستگی و پارگی بعضی از برگها می شود. زیادی روی باعث کمبود آهن می شود.
غلظت در محلول غذایی: در بیشتر فرمولهای غذایی میزان آن 05/0 mg/l در (ppm) و به صورت کاتیون دو ظرفیتی است.
منبع تهیه : سولفات روی

مخلوط کردن مواد و ساخت محلول:
شما می توانید این مواد را جداگانه تهیه کنید و طبق نسبت های موجود با هم مخلوط کنید. قبل از مخلوط مواد به چند نکته توجه کنید.
به وزن و اندازه مواد غذایی دقت کنید.
مواد غذایی را در ظروف جداگانه قرار دهید تا از تناسب آنها مطمئن شوید.
مواد را یکباره با هم مخلوط نکنید و پس از مخلوط کردن آنها را دوباره بسنجید.
دقت محلول باید حدود 5% باشد.
هنگامی که از تناسب مواد مطمئن شدید آنها را در آب بریزید و آنها را در آب به خوبی مخلوط کنید و ظرف را به شدت تکان دهید.
بهتر است برای مخلوط کردن مواد  از آب گرم استفاده کنید.

تفاوت سیستم های کشت:
دو نوع روش کشت هیدروپونیک وجود دارد که هر کدام احتیاج به مدیریت خاصی دارد. در سیستم باز محلول غذایی فقط یکبار بکار می رود ولی در سیستم بسته محلول بصورت پیوسته و چرخه ای می باشد.

کیفیت آب:
کیفیت آب مهمترین مساله در تهیه محلول مناسب است. آبی که دارای مصارف خانگی و کشاورزی است حتما باید آزمایش شود و سپس مورد استفاده قرار گیرد. زیرا ممکن است این آبها دارای موادی باشند که در رشد گیاه تاثیر بگذارند. آب سطحی ممکن است شامل میکروارگانیسم های بیماری زا یا جلبک ها باشد. این عوامل مشکلاتی در سیستم های کشت بوجود می آورند مثلا جلبک ها باعث انسداد دو راهی ها و دریچه ها می شوند. بنابراین برای تهیه آب مناسب باید از روشهای مختلفی استفاده کرد که استفاده از صافی برای تصفیه آب از مواد معلق نامطلوب یکی از این راههاست. در ضمن هزینه آزمایش کردن آب کمتر از هزینه از بین بردن مشکلات ناشی از استفاده آب نامطلوب است.

صاف کردن آب و محلول غذایی:
آب برای اینکه در سیستم کشت بکار گرفته شود باید از یک صافی مناسب مثل لایه های ماسه عبور داده شود. این کار می تواند ذرات معلق که ممکن است شامل موجودات ریز بیماری زا، جلبک ها و یا حتی رسوب بعضی از عناصر باشد را از آب جدا کند.
محلول غذایی را می توان با عبور اشعه ماوراء بنفش (UV) استریل کرد. برای این کار می توان از دو لامپ 16 وات(UV) در مسیر محلول غذایی استفاده کرد.

فرمولهای محلول غذایی:

فرمولهای محلول غذایی هوگلند