Monday, May 21, 2012

Understanding Plant Nutrition: Fertilizers And Media pH


Argo and Fisher take a microscope to the details that can help growers make informed decisions on nutrients.

July 8, 2008
  •  © 2008
Previous Image Enlarge Next Image
Image 1 of 3
Choosing fertilizers can be one of the most important decisions you can make for managing the media pH of container grown crops. It is therefore important to understand how fertilizers raise or lower media pH, which results largely from the form of fertilizer nitrogen (ammoniacal, nitrate or urea). This article will help you understand why fertilizers are classified as acidic or basic and how the reactions produced by the fertilizer affect media pH.
You Can't Measure Fertilizer Acidity With A pH Meter!
Here is a trick question: Which is the most acidic fertilizer in Table 1? The table shows the nitrogen (N):phosphorus (P2O5):potassium (K2O) ratio, the fertilizer label description in terms of potential acidity or basicity, along with the percent of nitrogen in the ammoniacal form (the rest of the nitrogen in these formulas is made up of nitrate). We prepared a solution of 200 parts per million of nitrogen (ppm N) in deionized water, and measured the pH of that solution. Acid solutions have low pH below 7, and basic solutions have high pH above 7.
Even though 15-0-15 has the lowest pH of the three solutions at 200 ppm N, it is actually classified as potentially "basic." 20-10-20 is classified as a potentially "acidic" fertilizer, and 17-4-17 is classified as potentially "neutral." How is this possible?
The effect that a fertilizer has on media pH is dependent on the reactions that take place after the fertilizer has been applied to the crop. This reaction is determined by the nutrients (especially nitrogen) contained in the fertilizer, rather than the pH of the fertilizer solution that you can measure with a pH meter.


Predicting Fertilizer Reactions
The potential acidity or basicity value (examples are shown in Table 1) is usually printed on the fertilizer label. This value is calculated from the "Pierre equation," which was developed in the 1920s using field soils and fertilizers ranging from cow manure to the "new" synthetic fertilizers like ammonium nitrate. Values from the "Pierre equation" describe whether a fertilizer will generally raise media pH (acidic reaction) or lower media pH (basic reaction). Research to update this formula for container grown crops is currently underway at the University of Florida.
Units are given in terms of acidity or basicity in equivalent pounds of calcium carbonate (CaCO3, which is the main constituent of lime) per ton of fertilizer. For example, if 20-10-20 has a potential acidity of 429 pounds per ton, then the reaction produced by one ton of the fertilizer will neutralize 429 pounds of calcium carbonate. If 15-0-15 has a potential basicity of 420 pounds per ton, then the reaction produced by one ton of the fertilizer will be equivalent to 420 pounds of calcium carbonate.
The potential acidity or basicity should be interpreted as a general tendency of the fertilizer to raise or lower medium pH over time, because it is based on many assumptions that do not always apply to container-grown crops. When comparing specific fertilizers, use a broad range for determining which fertilizers will produce different reactions in the medium. A safe bet is that if the difference in the calcium carbonate equivalency of two fertilizers is more than 200 pounds per ton, then the reaction produced by the fertilizers will be different. If the difference is less than 200 pounds per ton, then consider the reaction produced by the fertilizers to be similar.


The Effect Of Nitrogen On Media pH
There are three types of nitrogen used in water-soluble fertilizers: ammoniacal nitrogen (NH4-N), nitrate-nitrogen (NO3-N) and urea (Figure 1).
Ammoniacal nitrogen is acidic (a mental reminder is that both words begin with the letter "A"). When ammoniacal nitrogen is taken up by roots, the plant can secrete an acidic H+ into the soil solution. The more H+ contained in the root media, the lower the media pH.
Urea is easily converted into ammonium in the substrate and therefore can be thought of as another source of acidic nitrogen.
In contrast, uptake of nitrate nitrogen increases substrate-pH because basic OH- or HCO3- are secreted by plant roots into the root media. Since OH- and HCO3- are bases, nitrate uptake therefore can cause the media-pH to increase.
Another important process is called nitrification. Several types of bacteria in container substrates convert ammonium to nitrate. Nitrification releases acidic H+ into the soil solution, causing the media pH to decrease.
Ammoniacal nitrogen is about three times stronger an acid than nitrate nitrogen is a base. For example, a fertilizer such as 17-4-17 has about 25 percent ammoniacal nitrogen and 75 percent nitrate nitrogen (1 NH4-N:3 NO3-N ratio), and the reaction produced by the 17-4-17 fertilizer tends to be neutral. With 40 percent of the nitrogen in the ammoniacal form and 60 percent in the nitrate form, 20-10-20 has an acidic overall effect (2 NH4-N:3 NO3-N ratio). In comparison, 15-0-15 contains only 13 percent of its nitrogen in the ammoniacal form and 87 percent in the nitrate form (0.5 NH4-N:3 NO3-N ratio). And the reaction produced by 15-0-15 tends to be basic.


The nitrogen in a fertilizer solution (measured in ppm N) has much more acid or base strength than the pH of that solution measured using a pH meter, as shown in Table 2.
For example, a solution with a pH of 5.0 would supply about 0.01 milliequivalents/liter of acidic hydrogen ions to the substrate. If all the 100 ppm ammonium-N were converted into nitrate-N through nitrification, the maximum amount of acidity produced would be 14.2 milliequivalents/liter of acidic hydrogen, or about 1,420 times more acidity than would be supplied by a solution with a pH of 5.0. Put another way, applying 100 ppm of ammoniacal nitrogen has the potential to supply the same amount of acidity as a solution with a pH of 1.8. The acidity produced by a solution with a pH of 5.0 would be equivalent to the nitrification of 0.14 ppm ammoniacal nitrogen (almost undetectable). Also, doubling the concentration of ammonium from 100 to 200 ppm N doubles the acidity.
In Person At OFA:
More On Irrigation And Nutrition
Do you want to hear more about nutrition as it relates to irrigation? Check out the sessions at OFA Short Course. The authors of the Understanding Plant Nutrition series, Bill Argo and Paul Fisher, will be featured in sessions on water management. Here are the details:

New Research On Annuals, Part 3: Nutrition And Irrigation
Paul Fisher
Sunday, July 13, 4 pm
Learn the best ways to manage fertilizer and water for your annual crop, especially with young plants. Paul will address questions such as, "Should you add fertilizer to the mist? How do you know if plants are getting too much water?" 

Managing Crop Inputs & Environment: The Importance Of Water Quality 
Bill Argo
Monday, July 14, 2:30 pm
Water quality and availability has become one of the most critical challenges facing many growers. The goal of this session is to have growers understand important aspects of water quality. Topics will include irrigation water alkalinity, EC, individual nutrient concentrations and how their presence or absence in the water affects pH and nutritional management.

Water Management: Vendor Attendee Interaction
Water Management: Trade Show Interactive

Paul Fisher, Ratus Fisher, Peter Konjoian, Rick Yates
Tuesday, July 15, 8 am and 9:15 am
These two sessions spotlight water treatment technologies and the best way to deliver water to crops. In the first session, vendors from water treatment and equipment manufacturers share overviews of their technologies. The second session moves to the trade show floor, with attendees touring booths featuring irrigation technology.
While the effect that different nitrogen forms have on the substrate pH is much more complicated than this simple example, it does give you an idea why the nitrogen form of the fertilizer has a much greater effect on the substrate pH than does the solution pH.
Other Factors Affect Acidity And Basicity
- Nitrate nitrogen (NO3-N) can cause the substrate-pH to increase, but only if it is taken up by the plant. If plants are small, or stressed and not growing, nitrate has little influence on substrate pH.
- Nitrification of ammoniacal nitrogen (NH4-N) is inhibited by low substrate-pH (starting at around 5.5), low substrate temperature (less than 60ËšF or 15ËšC) and lack of oxygen through water-logging. Under these conditions, ammoniacal nitrogen is less acidic.
- Uptake of other positively charged nutrients such as potassium (K+), calcium (Ca2+) and magnesium (Mg2+) can also cause the secretion of acidic hydrogen ions (H+), similar to the uptake of ammoniacal nitrogen.
- Uptake of negatively charged nutrients such as phosphate (H2PO4-) or sulfate (SO42-) can cause the secretion of basic OH- or HCO3- ions, similar to nitrate nitrogen uptake.
- The effect nutrient uptake has on media pH will depend on the balance between the uptake of positively charged nutrients and negatively charged nutrients. If more positively charged nutrients are taken up, the net affect will be acidic. If more negatively charged nutrients are taken up, the net affect will be basic.
On a molecular basis, nitrogen is taken up more than other nutrients. Therefore, nitrogen form has a bigger effect on media pH than other nutrients.
The acidity or basicity value on the fertilizer bag is only a relative measurement of how the fertilizer formulation will affect media pH. Why is 20-10-20 more acidic than 15-0-15? Because 20-10-20 has more ammonium than 15-0-15. If media pH tends to drift up over time in your greenhouse crops, consider using a fertilizer higher in ammonium percentage, such as 20-10-20. 15-0-15 is more suitable if media pH tends to drift downward over time.
In next month's article, we will discuss how fertilizer formulation will affect nutrient supply.
Bill Argo (bargo@blackmoreco.com) is technical manager at the Blackmore Company and Paul Fisher (pfisher@ufl.edu) is an associate professor and Extension specialist in the Environmental Horticulture Department at the University of Florida.

جديد من جلوبال إيجي أجري جوب

Cation-anion balance


Cation-anion balance of a given system is calculated by comparing the total charge of the positive-charged ions (cations) with the total charge of the negative-charged ions (anions).

How to calculate the Cation-anion balance?

In order to find the amount of charges, we have to use a unit that integrates both the concentration (and mass) of the ion and its charge. This unit is the "Equivalent".

Different ions may carry different charges. The equivalent is calculated simply by multiplying the number of moles of the ion by its charge.


For example, the molecular weight of Calcium is 40 grams/mole and it carries a positive charge of +2 (Ca+2).

Therefore:

40 grams per liter of Calcium = 1 mole X 2 = 2 equivalents.

The molecular weight of Nitrate (NO3-) is 62 grams/mole and it carries a negative charge of  (-1), hence 62 grams per liter of NO3- = 1 mole = 1 equivalent.

A Milliequivalent (meq)  is 1/1000 of an equivalent.

  

Cation-anion balance is calculated by comparing the number of equivalents of the cations with the number of equivalents the anions.


Cation-Anion balance in irrigation water – Is your irrigation water balanced?

When ionic compounds dissolve in water, they are dissociated into ions. Ionic compounds are minerals, salts and fertilizers (most minerals all fertilizers are salts).

According to the principle of electroneutrality, the total charge of an aqueous solution must be zero. Therefore, the number of positive charges must be equal to the number of negative charges.

This implies that the irrigation water is ALWAYS balanced.



So, if water is always balanced, why do we check the cation-anion balance for? Why when calculating the cation-anion balance we sometimes find imbalances?

The purpose of checking the cation-anion balance in a water analysis is to validate the water test results.

If the analysis is accurate, then the sum of milliequivalents of cations and anions should be nearly equal.

An error of more than 5% in the cation-anion balance might imply that the analysis is not accurate.

However, if the laboratory did not test for one of the major cations or anions, then a correct balance cannot be calculated.
See a full example here.

Cation-anion balance in nutrient solutions

Any nutrient solution is always balanced, with respect to the cation-anion balance.

We should note that all mineral fertilizers, as being salts, are also balanced. 


For example, a typical analysis of Calcium Nitrate is 14.4% N-NO3-,  1.1% N-NH4+, and 19% Ca+2. Converting to milliequivalents  results in 1.03 meq  NO3, 0.08 meq NH4 and 0.95 meq Ca.

Making the balance:

Cations (NH4+, Ca+2): 0.08+0.95 = 1.03
Anions (NO3-): 1.03.

And we can see it is balanced.


The same applies to all mineral fertilizers. Therefore, addition of mineral fertilizers to the irrigation water always results in a balanced nutrient solution.

Many confuse between "a balanced nutrient solution" to the cation-anion balance of the solution.

A "balanced nutrient solution" refers to the ratios, proportions and concentrations of the substances in the water, not to the cation-anion balance.

For example, we may require specific ratios between ammonium to nitrate in the solution or between calcium to magnesium etc.  We may also require minimum concentrations of certain substances and maximum (threshold) concentrations of others.

Therefore, a nutrient solution may be considered to be balanced for a certain crop, but not balanced for another crop. However, it will be always balanced with respect to cation-anion balance.


Is your soil balanced?

The soil is a more complex system.

Actually, the soil is composed of two phases that are relevant to this discussion: the liquid phase and the soil phase.

The liquid phase is the soil solution. Being an aqueous solution, the explanations above are valid for this phase, i.e. cations and ions are balanced.

The solid phase is composed of the soil minerals. Most of the soil minerals have a negative charge on their surfaces.

Therefore, in order to neutralize this charge, cations are adsorbed to these surfaces. These cations are called "exchangeable cations"  as they are in equilibrium with the soil solution.  See article on Cation Exchange Capacity.

We can see that the soil system is also always naturally balanced, when referring to cation-anion balance.

Same as in the case of the nutrient solution: "a balanced soil" does not refer to the cation-anion balance, but to the ratios between the substances in the soil or their quantity, in each of its phases.

There are different types of balances and different approaches to determine them
For example, when the balance refers to the ratios between the exchangeable cations (K+, Ca+2, Mg+2, Na+) , then it is called "Base-cation saturation ratio".

So is your soil balanced? The answer to this question depends on the approach you want to take for interpreting your soil test results and on the crop you are growing.

You can probably guess by now that if we refer to the cation-anion balance, the answer for this question would be "yes, always".

جديد من جلوبال إيجي أجري جوب

Sunday, May 20, 2012

THE BEAUTIFUL KILLER !! RED TIDE


Red tide is a phenomenon caused by algal blooms (Wikipedia definition) during which algae become so numerous that they discolor coastal waters (hence the name "red tide"). The algal bloom may also deplete oxygen in the waters and/or release toxins that may cause illness in humans and other animals..Paralytic Shellfish Poisoning (PSP)—This disease is caused by the production of saxitoxin by the Alexandrium species. It is common along the Atlantic and Pacific coasts in the US and Canada. Poisoning occurs when one ingests shellfish contaminated with PSP toxins causing disruption of nerve function and paralysis. Extreme cases may result in death by asphyxiation by respiratory paralysis.

These are the common poisoning in human

Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP)—This disease is caused by the Dinophysis species. It generally occurs in Japan and Europe, but it has also been found in other countries such as Canada, the US, Chile, New Zealand, and Thailand. Symptoms of DSP include diarrhea, nausea, vomiting, abdominal pain, and cramps. DSP is generally not lethal.

Amnesic Shellfish Poisoning (ASP)—This disease, which has been found along the eastern Canadian coast, is caused by domoic acid producing planktonic and benthic algae, including Pseudo-nitzschia pungens forma. Pseudo-nitzschia multiseries and Amphora coffaeformis. It can also be found in soft shell clams and blue mussels infected by Pseudo-nitzschia delicatissima. Gastric and neurological symptoms include dizziness, disorientation and

Friday, May 18, 2012

أنواع المزارع اللاأرضية:


وجد العلماء تباين كبير في تعريف الزراعة بدون أرض لذلك قسم السكرتير العام للجمعية الدولية للزراعة بدون تربة الزراعة اللاأرضية إلى 7 أنواع وهى :

المزارع المائية Water Culture
     وفيها تكون جذور النباتات مغموسة باستمرار أو لفترات متقطعة في المحلول المغذى .





















المزارع الهوائية Aeroponic Culture
        وفيها تكون جذور النباتات موجودة باستمرار أو لفترات متقطعة في حيز مشبع من المحلول المغذى في صورة ضباب أو رذاذ .






























المزارع الرملية Sand Culture
        وفى هذا النوع من المزارع تنمو جذور النباتات في مواد صلبة مسامية أو غير مسامية في صورةجزيئات ثابتة غير قابلة للانهيار أ, الفقد مثل الرمل أو البلاستيك أو أي أمواج غير أخرى قطرها أقل من 3 مم .












مزارع الحصى Gravel Culture
        وفيها تنمو جذور النباتات في مواد صلبة مسامية أو غير مسامية في صورة جزيئات ثابتة غير قابلة للانهيار أو الفقد مثل الحصى أو البازلت والزجاج البركاني والحمم والبلاستيك أو أي مواد غير عضوية أخرى قطرها أكبر من 3 مم .













مزارع الفيرميكوليت Vermiculapnics 
        وفيها تكون تنمو الجذور في مادة الفيرميكوليت المصنعة بمفردها أو مخلوطة مع أي مادة غير عضوية .

مزارع الصوف الصخري Rock Wool culture
        وفيها تنمو جذور النباتات في مادة الصوف الصخري أو أي مادة غير عضوية مشابهة مثل الصوف الزجاجي .















مزارع الهيدروكلشر Hydro Culture
        وهو مصطلح يعنى المزارع المائية إلا أن يقصد به شيئا أخر حيث أعتبره يضم كل طرق الزراعة بدون أرض .

       لماذا نحث الناس على استخدام الزراعة بدون أرض ؟ ، ولماذا يتخوف الناس من تطبيقها ؟ هذه عدة أسئلة يجب أن نجيب عليها قبل شرح هذا النظام لذلك يجب أن نعرف مميزاته وعيوبه .

أولا: المميزات
1- يوفر كميات كبيرة في مياه الري المستخدمة حيث لا يوجد فقد لها إلا عن طريق النتح مما يوفر حوالي 20- 50 % من المياه المستخدمة في حالة الزراعة التقليدية .
2- يمكن تطبيقه في أرض زراعية قاحلة ( غير خصبة ) وبالتالي تنجح في أماكن لا يمكن أن تكون بها زراعة .3- كفاءة عالية في استخدام الأسمدة حيث لا يوجد فقد ولا تثبيت .
4- يمكن استخدام مياه نسبة الملوحة بها عالية إلى حد ما .
5- لا تحتاج إلى العمليات الزراعية التقليدية ( حرث – عزيق – تنقية حشائش – الخ ) .
6- في الزراعة التقليدية نحتاج لتعقيم التربة كل فترة لنتلاشى الإصابة بالأمراض من التربة واصابة الجذور أما في هذا النظام لا تقابلنا هذه المشاكل .
7- تجانس تركيز العناصر في المحلول المغذى وفى نفس الوقت من السهل ضبط تركيز العناصر به مما يؤدى إلى أفضل نمو .
8- زيادة عدد النباتات في وحدة المساحة يؤدى إلى زيادة المحصول .
9- تحت نفس الظروف البيئية فإن المزارع اللاأرضية تعطى زيادة في المحصول.
10 - المحصول الناتج من هذا النظام ينضج مبكرا كما أن خواص جودة الثمار تكون أفضل وفترة التخزين الخاصة بها أطول.11-نظرا لارتفاع المحصول وجودته فإن العائد الاقتصادي يكون مرتفعا.
      وقد ذكرت بعض المراجع مقارنات في إنتاج المحاصيل المختلفة بين نظام الزراعة اللاأرضية ونظام الزراعة التقليدية وفيما يلي جدول يوضح هذه المقارنات الزراعة اللاأرضية ( طن /دايكر ) الزراعة التقليدية (طن /دايكر) المحصول 21 5 الفول 9 1 البسلة 12 4 البنجر 70 8 البطاطس 2و8 9و5 الكرنب 5و9 1و4 الخس 60 –300 5 -10 الطماطم 12- 112 2و3 الخيار

ثانيا: العيوب:
1- ارتفاع تكاليفه الأولية لكن هذا الأمر لم يعد مشكلة في ظل توفر معظم تجهيزات المزارع اللاأرضية والتي تستخدمه على نطاق واسع في أنظمة الزراعة التقليدية ومنها ( نظم الري بالتنقيط – ساعات التوقيت – شرائح البلاستيك – مضخات مائية ) .
2- يحتاج نظام الـ closed system إلى مصدر دائم للكهرباء Closed system و هو نظام يعاد استخدام المحلول المغذى مرات عديدة كما يمكن استخدام مضخات تعمل بالديزل بدلا من الكهرباء هذا بالإضافة إلى أنه توجد أبحاث لا نستخدم فيها ضخ المحلول بصفة مستمرة لكن نضخ المحلول لفترات ويقف لفترات وهكذا .
- قبل أن نشرح كيفية إنشاء وحدات هيدروبونيكس يجب أن نعرف أولا كيفية تحضير المحلول المغذى وهذا المحلول وتركيبه يعتبر العامل المحدد فى نجاح طرق الزراعة بدون أرض لذلك يجب أن نعرف أولا ما هو المحلول المغذى .
- المحلول المغذى هو المحلول الذى يحتوى على جميع العناصر الغذائية الضرورية Essentid elements اللازمة لنمو النباتات بنسبة متوازنة مع بعضها البعض .
لكن يجب أن نعرف جيدا أن العامل لكل نبات محلول مغذى خاص به وكل مرحلة عمريه لها المحلول الخاص بها .
النقاط الهامة التى يجب أن نراعيها فى تركيب المحلول :
1- أن يكون pH المحلول فى حدود 6 - 5و6 حيث أنم ارتفاع pH يؤدى إلى ترسيب العناصر على صورة أملاح غير ذائبة لا يستفيد منها النبات أما انخفاض pH يؤدى للاتجاهه للحموضة .
2- أن يكون التوصيل الكهربي للمحلول فى حدود 2 - 3 ملليموز / سم .
3- أن يكون نسب العناصر فى المحلول تقارب النسب التى يمتص بها النبات العناصر الغذائية المختلفة
4- أن يكون الماء المستخدم فى تحضير المحلول له خواص خاصة وهى: ? نسبة كلوريد الصوديوم يجب أن يكون الماء نقيا وعذبا بحيث لا يتعدى نسبة كلوريد الصوديوم به عن 50% . ? نسبة الأملاح الكلية الذائبة T.SS .

        لاحظ العلماء أن النباتات تختلف فى قدرتها على تحمل التركيزات المرتفعة من الأملاح فهناك نباتات حساسة وأخرى متوسطة وأخرى تتحمل الملوحة لكن وجد العلماء أن يمكن استخدام مياه ملحية تركيزات الأملاح بها تصل إلى 3000 PPM .

أنواع مزارع المحاليل المغذية:
مقدمة:
        مزارع المحاليل المغذية هي أحد أقسام الزراعة اللاأرضية أو الزراعة بدون تربة وهذه المزارع تشمل كل أنواع المزارع التى تنمو فيها النباتات فى المحلول المغذى وهى التى يطلق عليها مزارع الهيدروبونيكس ونظرا لما يتعلق فى كثير من الأحيان على مزارع أخرى غير مزارع المحاليل المغذية اسم مزارع الهيدروبنكس فإنه يجدر بنا أن نطلق على مزارع المحاليل المغذية لفظ مزارع الهيدروبنكس الحقيقية تميزا لها ومعنى . وقد تم استخدام مزارع المحاليل المغذية على النطاق البحثي للمساهمة فى تطور علم تغذية النبات استخدمت أيضا على النطاق التجاري وكناحية تطبيقية وتم استخدامه أيضا للزراعة فى الفضاء لحساب وكالة الفضاء الأمريكية NASA حيث أعطت نتائج مذهلة مما جعل أنظمة الزراعة تدخل مجال الميكنة وتبنتها الشركات الزراعية الكبرى كل ذلك كان سببا فى تطور وتعدد طرق .

         الزراعة بدون أرض               

أولا مزارع المحاليل المغذية الساكنةStatic nutrientnt Solution Cultures
      فى هذا النوع من المزارع وهو أبسط وأسهل أنواع مزارع الزراعة المائية لا نحتاج إلى مضخات ولا إلى ميول أو قنوات بشكل معين لكي يستخدم فيها الأوعية .
        هي عبارة عن أحواض ذات أشكال مختلفة منها المربع وتام ستطيل والدائري لكن الأكثر شيوعا هي الأحواض المستطيلة بسعات مختلفة ويمكن أن يصنع الحوض من مواد مختلفة حيث يمكن استخدام الخشب أو الأسمنت أو الحديد أو الصلب أو أى مادة أخرى بشرط أن تكون غير مجلفنة لأن عنصر الزنك يدخل فى عملية الجلفنة والذي قد يسبب سمية للنباتات. لكي يشترط أن تكون المادة الموضوع منها الحوض غير منفذة للضوء حتى لا تنمو فيها الفطريات . ويراعى عند إضافة المحلول أن لا يزيد عن نصف ارتفاع الحوض .

زراعة النباتات
        يوضع فوق الحوض صينية لها قاع عبارة عن شبكة من السلك وتكو أبعاد الصينية مقاربة لأبعاد الحوض مما يسمح بارتكازها وثباتها على حافة الحوض ويجب أن يكون طولها أقل من طول الحوض بحوالي 10 سم بما يسمح بقياس ارتفاع المحلول المغذى وضبط رقم الحموضة . ويتم ملئ الصينية بأي مادة عضوية مثل القش أو البيت موس أو نشارة الخشب وهذه المواد تعمل كدعامة للتثبيت وأيضا تقبل عملية البخر وتعمل أيضا على إظلام المحلول . ويجب أن ترطب بيئة الإنبات بالماء حتى خروج البادرات التى ينتشر بعضها من جذورها الأولية فى البيئة ثم تتدلى باقي الجذور فى المحلول وقد تحتاج النباتات إلى تثبيتها بدعامات من خيوط الدوبار أو البلاستيك .

طرق توفير الأكسجين فى المحلول :
        نظرا لأن هذا المحلول يظل ساكنا فإن محتواه من الأكسجين الذائب يقل وذلك ينعكس على قدرة الجذور فى امتصاص المحلول لذلك يمكن تنفيذ عملية التهوية كما يلي :

1- توصيا أحواض الزراعة بمضخة تدفع الهواء .
2- ترك مسافة كافية بين الصينية وسطح المحلول بمسافة 5-7 سم وبالتالي تستطيع جذور النباتات أخذ احتياجها من الأكسجين .
3- عند تثبيت النبات فى فتحات أغطية أحواض الزراعة تضع شبكة من البلاستيك مساحة تقويها حوالي و25 سم مكعب بين الغطاء وسطح المحلول بحيث تكون المسافة بينه وبين سطح المحلول من 1- 5 سم .

ثانيا مزارع المحاليل المغذية المتدفق    Flow nutrient Solution Cultures
       فى هذا النظام يتم الاستعانة بموتور يعمل على تدفق ودوران المحلول فى القنوات بارتفاع لا يغمر كل المجموع الجذري للنبات. فى هذا النظام يتم تجهيز قنوات الزراعة بعمل أحواض من البلاستيك الصلب أو النصف صلب أو الخشب أو الأسمنت على أراضى مستوية القاعدة بأطوال وارتفاعات وعرض يختلف حسب حجم المزرعة ونوع النبات ونتحكم فى ارتفاع المحلول فى قنوات أ, أحواض الزراعة عن طريق عمل فتحة فى نهاية القناة على الارتفاع الذى نريده وبذلك عندما تزيد المياه عن المستوى الذى نريده تنقل إلى ماسورة تنقل المحلول إلى تنك التجميع أوتنك التغذية. ويجب أن نلاحظ شيئا هاما هو تغطية أحواض أو قنوات الزراعة بأي نوع من الأغطية لمنع نمو الفطريات وفى هذا النظام يتم أيضا استخدام المواسير البلاستيك كأنابيب للزراعة وذلك يعمل فتحات تكفى لنمو جيد للشتلة وعلى مسافات مناسبة وفى هذا النظام يتم ضخ المحلول من أحد أطراف القناة ويخرج المحلول الزائد من الطرف الآخر ويتم سحبه إلى تنك التغذية. وهذا النظام يفيد فى حالة عدم انتظام التيار الكهربي .
ثالثا مزارع الأغشية المغذية   Nutrient Film Technique
        وهو واحد من أهم وأحدث طرق الزراعة بدون تربة المبتكرة حديثا وهى تتغلب على مشاكل الأنظمة السابقة ونتغلب أيضا على مشاكل التهوية . وفى هذا النظام يتم تجهيز أرض المزرعة أو الصوبة بعمل ميول أو انحدار ملائم يساعد على سرعة حركة المحلول المغذى داخل القناة وفى هذا النظام لا يلامس المحلول الجذور كلها بل يلامس السطح السفلي لها فقط ويوجد السطح العلوي للجذور أعلى المحلول .

 

رسم تخطيطى لنموذج لمزرعة الأغشية المغذية (NFT)




















 
















الشروط الواجب توافرها فى نظام الأغشية المغذية
هناك بعض الشروط الأساسية التي بدونها لا ينجح نظام الهيدروبونيك:
1- يجب أن يكون أ،حدار القناة منتظما وبطريقة متجانسة مع عدم وجود أي ارتفاعات أو انخفاضات حتى ولو لعدة ملليمترات طولية .
2- ألا يكون دخول المحلول سريعا لدرجه تؤدى إلى أضرار بالجذور .
3- يجب أن تكون قاعدة القناة مستوية .
4- عرض القناة يجب أن يكون كافيا وملائما لنوع وحجم الجذور .

قنوات الزراعة :
        من أهم النقاط الواجب مراعاتها عند تنفيذ نظام الأغشية المغذية هو عمل سطح مائل متماثل الانحدار ويجب عدم تعريض سطح الأرض للمياه لأن ذلك يؤدى إلى تعرج سطح الأرض وللتغلب على هذه المشكلة توجد عدة بدائل :

1- استخدام قنوات ذات قاع من مادة صلبة توضع على أي سطح تمد تسويته بطريقة تقريبية .
2- تغطية الأرض بواسطة طبقة من الخرسانة.

القناة القياسية Universal Channel
        القناة القياسية يكون عرض قاعدتها 23 سم (9 بوصة) وتتكون هذه القاعدة من شرائط من الصلب يتم شرائها على شكل لفائف ويتم تشكيلها في الموقع بواسطة ماكينات خاصة . ثم يتم تبطين القناة على طول مجراها بواسطة غشاء من البولي بر وبالين الأسود بواسطة ماكينات خاصة . ثم يتم ثم يتم تبطين القناة على طول مجراها بواسطة غشاء من البولي بر وبالين الأسود اللون عن طريق دفعه داخل القاعدة ثم تثنى حواف البولي بر وبالين على جانبي القاعدة لعمل حوائط للقناة بدرجة ميل 30 درجة لكل حائط وبذلك تكون القناة على شكل هرمي ويكون الارتفاع الرأسي للقناة من القاعدة إلى القمة التي تتلاقى عندها حواف البولي بر وبالين 7سم 3 بوصة .

الجيل الثاني من مزارع الأغشية المغذية Ariel System
        قام بتنفيذ هذا النظام Allen Cooper سنة 1985 بعد بضع سنوات من تصميم NFT وهذا النظام تم تطبيقه في البلاد الأوروبية حيث يتوفر أنظمة الحاسب الآلي والتكنولوجيا العالية .

الفكرة الأساسية في النظام تتمثل في :
1- إنبات بذور النباتات بدون مواد الأنبات تنتج بادرات ذات جذور عارية Barerootel
2- استخدام قنوات زراعة مزدوجة مزدوجة بكل منها قناتين يفصلهما حاجز توضع عليه البادرات مع توجيهه نصف الجذور إلى حد القناتين والنصف الثاني إلى القناة الأخرى.
3- تتم التغذية من جانب واحد فقط وبالتتابع مع الجانب الآخر ليعيش النبات وينمو في وسطين مختلفين ( حيث نصف الجذور في الحالة السائلة والنصف الأخر في الحالة الغازية ) .
4- زيادة معدل التغذية في فتره قصيرة من النهار عند أقصى معدل تمثيل ضوئي بمحلول مغذى تركيزه ضعف تركيز المحلول الأصلي تقريبا فيما يعرف بالتغذية الزائدة Hypertoni حيث وجد أن زيادة تركيز المحلول المغذى 650 ملجم/ لتر عن المحلول الأصبى وتعريض الجذور له لمدة 5 دقائق يؤدى إلى زيادة شفى الأملاح الممتصة ليتساوى مع ما يمتص في نصف يوم كامل بالتغذية العادية Edwards سنة 1985.



جديد من جلوبال إيجي أجري جوب