أتمتة التسميد والري الزراعي

إن تركيزات العناصر الغذائية الأولية بنسب تجريبية في محلول الثقافة القائم على الماء، ودرجة الحموضة المناسبة، ودرجات الحرارة المثلى، وكميات كافية من الأكسجين المذاب ومستويات الرطوبة المثالية تؤدي إلى زراعة المحاصيل والحصاد الناجح.

تُعدّ التربة عازلاً طبيعياً. في الزراعة بدون تربة، يجب تنظيم هذه المعايير باستمرار للحفاظ على بيئة مناسبة لنمو النباتات.

المبادئ التوجيهية:

  1. الموصلية الكهربائية EC هي قياس كمية الأيونات في محلول مائي أو محلول التسميد.
    الماء النقي لا يمتلك موصلية كهربائية، إذ لا يحتوي على أي مواد مذابة. الأملاح المعدنية المستخدمة في تغذية النباتات تذوب في الماء على شكل أيونات تحمل شحنة كهربائية موجبة أو سالبة. وبالتالي، تزداد الموصلية الكهربائية للمحلول بإضافة أيونات.
    تشير قراءة الموصلية الكهربائية المرتفعة إلى تركيز عالٍ من الأملاح في المحلول. أما قيمة الموصلية الكهربائية المنخفضة فتشير إلى تركيز منخفض من الأملاح في المحلول.
    ارتفاع قراءات الموصلية الكهربائية يُسبب سميةً للمغذيات في النباتات، بالإضافة إلى تراكم الأملاح حول الجذور، مما يُعيق امتصاص الماء . يُنصح بتخفيف المحلول المغذي بالماء. انخفاض قراءات الموصلية الكهربائية يُسبب نقصًا في المغذيات. يُنصح بإضافة المزيد من المغذيات إلى المحلول.
    تنمو معظم المحاصيل عند معامل توصيل كهربائي (CF) يتراوح بين 2 و3.5 مللي سيمنز/سم. تُفضّل النباتات الحساسة للملوحة النمو في محاليل ذات قيم توصيل كهربائي تتراوح بين 1 و2.6 مللي سيمنز/سم. أما النباتات التي تتغذى بكثرة، فتحتاج إلى قيم توصيل كهربائي تتراوح بين 2.6 و4.6 مللي سيمنز/سم.
    ابدأ بزراعة الشتلات بمستويات EC منخفضة وزد قوة المحلول المغذي تدريجيًا مع نضوج النباتات الصغيرة.
  2. يشير الرقم الهيدروجيني إلى إمكانية الهيدروجين. يشير الرقم الهيدروجيني إلى تركيز أيونات الهيدروجين H + في المحلول.
    يتم تحديد الرقم الهيدروجيني في نطاق من 0 إلى 14 ولكن الأحماض القوية المركزة للغاية يمكن أن يكون لها قيم pH أقل من 0 والقلويات القوية المركزة للغاية أو القواعد يمكن أن يكون لها قيم pH أكبر من 14.
    للمحاليل المتعادلة درجة حموضة تساوي 7 عند 25 درجة مئوية. في الماء النقي، تعني هذه الحالة تساوي تركيز أيونات الهيدروجين (H +) وأيونات الهيدروكسيد (OH- ) .
    تحتوي المحاليل الحمضية على تركيز عالي من أيونات الهيدروجين (H +) وقيم pH أقل من 7 بينما تحتوي المحاليل القلوية على تركيز منخفض من أيونات الهيدروجين (H +) وقيم pH أعلى من 7.
    يؤثر الرقم الهيدروجيني (pH) بشكل مباشر على توافر العناصر الغذائية لجذور النباتات، حيث تؤثر قيم الرقم الهيدروجيني المنخفضة أو المرتفعة على قابلية ذوبان العناصر الغذائية المختلفة، مما يؤدي إلى ارتباط الأيونات بمركبات أو عناصر أكثر قابلية للذوبان، مما يؤدي إلى كميات سامة متاحة. يؤدي هذا إلى نقص العناصر الغذائية وانخفاض جودة المحاصيل أو تلفها.
    نظرًا لأن العناصر الغذائية الأساسية المختلفة متوفرة بسهولة عند قيم pH مختلفة وتختلف احتياجات النبات الغذائية إلى حد كبير، فإن إعدادات pH محلول الثقافة تتراوح من 4.0 إلى 8.0، وهي محددة للغاية لكل نوع من أنواع النباتات .

  3. يتم الحفاظ على درجة حرارة محلول المغذيات المائية عند مستوى مثالي ثابت مع نطاق من 59 درجة فهرنهايت إلى 86 درجة فهرنهايت أو 15 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية مميزة لصنف النبات المزروع.
    ويجب الحرص على منع التغيرات السريعة في درجات الحرارة والاختلافات الجذرية في درجة حرارة منطقة الجذر مقارنة بدرجة حرارة هواء الغرفة.
    تؤثر درجات الحرارة المنخفضة على ذوبان العناصر الغذائية، مما يقلل من توافرها وسهولة امتصاصها من قِبل جذور النبات. تتأثر صحة الجذور ونمو النبات، وقد يتعرض لإجهاد.
    تحافظ درجات الحرارة المثالية على مستويات عالية من الأكسجين المذاب، وتعمل درجات الحرارة المرتفعة على تقليل ذوبان الأكسجين في الماء، وهو أمر ضروري للتنفس مع زيادة معدل التفاعلات الأيضية في النباتات، وهو النشاط الذي يستخدم المزيد من كمية الأكسجين المتناقصة المتاحة.
    في حين أن مياه تغذية النباتات المخصبة المستخدمة في الزراعة المائية يتم تدفئتها وعزلها في الشتاء وتبريدها في الصيف، فإن درجات حرارة المحلول المغذي المنخفضة تخفف من تعفن الجذور وتقمع أمراض النبات.
     
  4. يشير الأكسجين المذاب إلى كمية الأكسجين الموجودة كمذاب في السائل المغذي. يُعدّ الأكسجين في المحلول ضروريًا للتنفس الهوائي للنبات، مما يُمكّن من امتصاص العناصر الغذائية ونمو الجذور بشكل صحي.
    انخفاض مستويات الأكسجين المتاحة للجذور يضر بنمو النبات. كما أن ارتفاع درجة الحرارة يعيق كمية الأكسجين المذاب في المحلول.
    يجب الحفاظ على توفر الأكسجين في المحلول عند 6 إلى 10 جزء في المليون أو 5 إلى 8 ملغ / لتر.

  5. تشير الرطوبة إلى كمية بخار الماء الموجودة في الهواء. ويشير عجز ضغط البخار (VPD) إلى الفرق بين الكمية الحالية للرطوبة الموجودة في الهواء وأقصى كمية يمكن للهواء الاحتفاظ بها عند درجة حرارة معينة.
    ارتفاع معدل رطوبة الهواء (VPD) يعني انخفاض الرطوبة؛ فالهواء جاف نسبيًا، ولا تستطيع النباتات امتصاص الرطوبة الكافية، وتُسحب كميات كبيرة منها عبر النتح المفرط. كما ينخفض ​​امتصاص العناصر الغذائية، مما يُعيق نمو النبات.
    يشير انخفاض VPD إلى ارتفاع نسبة الرطوبة؛ حيث يكون الهواء قريبًا من التشبع، وهو بيئة مثالية لتكاثر العفن والفطريات، كما يواجه النبات صعوبة في التبخر مما يؤدي إلى تعفن الجذور وإعاقة إنتاج المحاصيل.
    يجب أن تكون مستويات الرطوبة المثالية في بيئة إنشاء الزراعة المائية من 50% إلى 70%، وتعتمد بشكل كبير على أنواع النباتات الفردية في مراحل دقيقة من التطور، مع الحفاظ على اختلافات درجات الحرارة بين الليل والنهار عند الحد الأدنى.

قم بتعيين المعلمات الخاصة باحتياجات النبات الفردية أو للنباتات ذات التقارب المماثل التي سيتم زراعتها في نفس النظام المائي.