مهدت الثورة الصناعية الطريق لأساليب زراعية جديدة عجلت بالإنتاج بطرق لم تكن ممكنة من قبل. تم تسريع طرق الزراعة التقليدية باستخدام الوقود الأحفوري، وتم اكتشاف التربة الغرينية واستخدامها لإنشاء مساحات لزراعة المحاصيل بأقصى قدر من الكفاءة.
استمرت الزراعة الصناعية في الابتكار وخلقت إمكانيات اقتصادية جديدة، مع البحث البيولوجي الذي أدى إلى اكتشافات مهمة في علم الوراثة النباتية. أدت هذه النتائج إلى إنشاء سلالات محاصيل مقاومة للأمراض من شأنها في وقت لاحق زيادة الغلة وإطعام المزيد من الناس.
الزراعة بدون تربة
الزراعة بدون تربة هي طريقة لزراعة المحاصيل في المحاليل المعدنية الغنية بالمغذيات. يعتمد تكوين المحاليل المعدنية على المحصول الذي يتم زراعته. من الناحية المثالية، تحتوي المحاليل المعدنية على الكاتيونات والأنيونات الأساسية، وهي المغنيسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم والكبريتات والنترات.
في الزراعة بدون تربة، غالبًا ما تُستخدم وسائط النمو مثل الرمل والجفت والفيرميكوليت والبيرلايت والبيتموس وجوز الهند والصوف الصخري أو الركام الطيني الموسع أو نشارة الخشب، وذلك لدعم النباتات وأنظمة جذور النباتات. ومع ذلك، لا ينبغي نسيان ما يلي؛ أن الوسط المتنامي نفسه ليس مصدرًا للغذاء.
ما نوع النباتات التي يمكن زراعتها باستخدام تقنية الزراعة بدون تربة؟
كل شيء تقريبًا، لكن بعض النباتات ستقدر أنها حساسة جدًا أو تتطلب مساحة أكبر من غيرها. بعض الخضروات المزروعة عادة بهذا النظام هي: الطماطم، الفلفل الحلو، الخيار، الكوسا، البازلاء السلطانية، الفاصوليا، السبانخ، الخس، السلق، الفلفل الحار، الريحان، والبروكلي. بصرف النظر عن ذلك، يمكنك زراعة النباتات الطبية والعطرية والزهور ونباتات التي توضع في غرفة المعيشة.
التحديات التي تواجه الزراعة القائمة على التربة
بسبب الاعتماد العالمي على التربة، أدت الأراضي الزراعية المزروعة على مر السنين إلى زيادة استخدام الأسمدة وحماية المحاصيل من الأعشاب الضارة والآفات والعناصر الأخرى التي تصيبها أثناء الزراعة.
ولتلبية هذه الاحتياجات، تم إنتاج الأسمدة وتسويقها للمزارعين كمكونات أساسية. في أمريكا الشمالية، تعتبر الأسمدة تكلفة إجمالية كبيرة يتكبدها المزارعون في عملياتهم الزراعية. تؤثر هذه التكاليف المتزايدة، إلى جانب آثار تغير المناخ والجفاف، سلبًا على الزراعة الصناعية، وهي صناعة تواجه اليوم تحديات أكثر من أي وقت مضى.
أدت التحديات التي تواجه الزراعة القائمة على التربة إلى اختراع الزراعة بدون تربة، والمعروفة أيضًا باسم الزراعة المائية، وهي طريقة زراعية لا أرض لها. في الزراعة الخالية من التربة، تزرع المحاصيل في محاليل مغذية. هذه طريقة شائعة لزراعة النباتات في الداخل كما تقلل من خطر تعرض المحاصيل للآفات والظروف الجوية القاسية.
إذا نمت باستخدام طرق الزراعة بدون تربة، فإن جميع النباتات تتطلب العناصر الغذائية الأساسية للنمو والتكاثر وأداء الأنشطة الهامة الأخرى. الماء، على سبيل المثال، هو عامل حاسم في عملية النمو، والمغذيات والضوء والهواء هي أيضًا مكونات مهمة. في كلتا الطريقتين، تتطلب المحاصيل وسطًا متناميًا لترسيخ جذورها والحصول على احتياجاتها المائية والمعدنية.
إن التربة، أو أي نوع آخر من أوساط النمو، هو الذي يوفر العناصر الغذائية التي تمتصها المحاصيل من خلال نظام الجذر الخاص بها. تساعد الوسائط المتنامية أيضًا على إذابة الغازات وتسهيل امتصاص العناصر الغذائية. دعنا نلقي نظرة على كل من طرق النمو هذه.
الزراعة القائمة على التربة
غالبًا ما تزرع المحاصيل في الأرض أو في الحاويات أو في الحقل. تستخدم الحاويات لزراعة المحاصيل المعدة أساسًا للتصدير، بينما تتضمن الزراعة الحقلية إعداد الأراضي الزراعية وإجراء تعديلات مثل أحواض الزراعة لتسهيل إدارة المحاصيل.
في الزراعة القائمة على التربة، تُستخدم أنواع مختلفة من التربة لزراعة محاصيل مختلفة. على سبيل المثال، تنمو المحاصيل الجذرية بشكل أفضل في التربة الناعمة لأن هذه التربة تسمح بنمو جذر أفضل.
في العصور القديمة، لم يتم استخدام الأسمدة لمحاصيل التربة. اليوم، جعلت المساحة المحدودة للزراعة من الصعب تدوير المحاصيل، مما أدى إلى إعادة تأهيل مساحات النمو بالكامل. لزيادة الغلة، يجب على المزارعين الآن استخدام الكيماويات الزراعية في الحقول الزراعية لتحسين خصوبة التربة، بحيث تتلقى المحاصيل المغذيات التي يحتاجونها للنمو.
مزايا الزراعة بدون تربة
- لا تتطلب الزراعة بدون تربة استخدام المواد الكيميائية السامة. على عكس الزراعة القائمة على التربة، حيث يتعين على المزارعين استخدام الأسمدة لزيادة غلة المحاصيل ورش مبيدات الآفات لإبعاد الأعشاب الضارة والآفات، فإن المحاصيل محمية إلى حد ما من الآفات والأعشاب الضارة.
- تعتبر الزراعة بدون تربة مثالية في المناطق الحضرية حيث تكون المساحة محدودة للغاية للحدائق القائمة على التربة.
- يتم تقليل فقدان وسط النمو والمغذيات بشكل كبير مع الزراعة بدون حراثة لأن المتطلبات الغذائية للمحاصيل يتم تحديدها مسبقًا.
- يُعتقد أن الزراعة بدون تربة تسبب تلوثًا أقل.
- بالمقارنة مع تقنية الزراعة بدون التربة، فإن غلات المحاصيل بدون حرث أعلى بشكل ملحوظ نتيجة للممارسات المكثفة وإمكانيات الإنتاج المستمر طوال العام.
مساوئ الزراعة بدون تربة
المحاصيل المزروعة بهذا النهج أكثر عرضة لهجوم العوامل الممرضة بسبب مستويات الرطوبة العالية. كما أنها أكثر عرضة للموت السريع نتيجة لقدرتها على التخزين المؤقت.
عندما يتعلق الأمر بالزراعة الداخلية، فإن الزراعة بدون تربة لها فوائد عديدة على الزراعة القائمة على التربة. بالنسبة للمبتدئين، يمكن عدم الحراثة في أي بيئة خاضعة للرقابة تقريبًا، لأنها لا تعتمد على خصوبة التربة. كما أنه يعالج المخاوف التي لا تعد ولا تحصى التي تثيرها الزراعة التقليدية. هذه هي الفوائد الرئيسية للزراعة بدون حرث في زراعة التربة:
لا تتأثر زراعة التربة بالتغيرات البيئية:
يتمثل أحد التحديات الرئيسية التي تطرحها الزراعة القائمة على التربة في تعرضها للتغيرات البيئية، مثل الفيضانات والرياح والجفاف وتغير المناخ. يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى خسائر فادحة للمزارعين. مع الزراعة بدون تربة، تزرع النباتات في الداخل، حيث يتم حمايتها من العناصر البيئية المدمرة المحتملة. كما أن المحاصيل مستقرة وأعلى بكثير بسبب استخدام الإضاءة الاصطناعية، مما يسمح بالنمو على مدار العام.
الزراعة بدون تربة توفر المياه:
في الزراعة القائمة على التربة، تمتص المحاصيل الماء من التربة. في الواقع، يُعتقد أن 80 في المئة من المياه العذبة في الولايات المتحدة تستخدم في الزراعة، وفي كثير من الحالات، لا تفيد المياه الموجودة في التربة النباتات بشكل مباشر – حيث يضيع الكثير منها. مع النقص الوشيك في المياه، فإن الزراعة بدون تربة هي السبيل للذهاب لأنها طريقة زراعية تتحكم في كمية المياه التي تستهلكها المحاصيل وتستهلكها.
تحافظ الزراعة الخالية من التربة على الأرض:
بدأت العديد من البلدان تعاني من نفاذ الأراضي الزراعية، بينما يتزايد الطلب العالمي على الغذاء بسرعة. تعالج الزراعة بدون تربة مشكلة تقلص الأراضي الزراعية، لأن جذور النباتات لا تضطر إلى التمدد كثيرًا للوصول إلى العناصر الغذائية؛ يتم توفير العناصر الغذائية التي يحتاجونها في الصيغة الغذائية.
تقليل تلوث التربة:
تتطلب الزراعة بدون تربة عددًا أقل من مبيدات الآفات، لذلك يتم تقليل تلوث التربة، في الولايات المتحدة، تعد المبيدات الحشرية هي الأسباب الرئيسية لمشاكل جودة المياه. من المعروف أن الكيماويات الزراعية، مثل مبيدات الآفات، تلوث مياه الشرب وأحواض الأنهار. معظم المزارعين الذين يستخدمون الزراعة بدون تربة يحتاجون إلى القليل من مبيدات الآفات أو مبيدات الأعشاب أو لا يحتاجون إليها أو يمكنهم استخدام كميات قليلة من الخيارات العضوية. يتم تغذية المحاصيل التي تنمو في بيئات محمية بشكل مثالي وتتعرض لضغط أقل.
هذا يجعلهم أكثر قدرة على مقاومة دخول الآفات إلى البيوت البلاستيكية. كما أن الأعشاب الضارة ليست مشكلة في النمو بدون تربة لأنها تتطلب التربة لتنمو.
إذا كنت تزرع في التربة أو تستخدم تقنية الزراعة المائية، فإن زراعة المحاصيل الخاصة بك هي تجربة مجزية، خاصة في ضوء ارتفاع تكاليف الإنتاج والسكان العالمي، وندرة الأراضي الصالحة للزراعة.
ضرورة الاعتماد على نظام الزراعة بدون تربة
الزراعة بدون تربة هي نظام زراعة يتطور فيه نظام جذر النبات في وسط آخر غير التربة. في هذا النوع من الزراعة، في جميع متغيراته، تنحصر الجذور في حجم محدود ومعزول، وبالتالي منع انتشار الأعشاب الضارة والديدان الخيطية وأمراض التربة، إلخ. من ناحية أخرى، تتيح الزراعة بدون تربة استخدامًا أكثر كفاءة للمياه والأسمدة المستخدمة وتحكمًا أكبر في الظروف المناخية، مما يؤثر على العائد الإنتاجي من حيث الكمية والنوعية للحصاد.
المكسيك، مثل البلدان الأخرى، تعاني من مشاكل توافر المياه للزراعة بسبب الإفراط في استغلال طبقات المياه الجوفية. يستهلك النشاط الزراعي حوالي 85٪ من موارد المياه في البلاد. ومع ذلك، فإن نصف المياه المسحوبة تُهدر بسبب استخدام طرق الري والجرعات والترددات غير المناسبة. في الواقع، يعتبر الري المتداول أو الشامل هو الأكثر انتشارًا، وكما يتضح فهو أيضًا النوع الذي يستخدم كمية أكبر من مياه الري، وتحديداً 6 مرات أكبر من تلك المستخدمة في الري بالتنقيط. على العكس من ذلك، تبين أن الزراعة بدون تربة هي بديل رائع في هذه المشكلة لأنها تقنية تسمح باستخدام أكثر كفاءة لهذا المورد المحدود.
كيف تتم الزراعة بدون تربة؟
كل كائن حي يحتاج إلى المعادن اللازمة للنمو. يختلف نوع وكمية هذه المعادن لكل كائن حي. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر الظروف البيئية الحالية أيضًا على هذا التطور. هذه القاعدة صالحة أيضًا للنباتات. لذلك، طور الناس طريقة الاحتباس الحراري للتحكم في الظروف البيئية المعاكسة والحصول على المنتجات في كل فترة من العام.
في الزراعة في الحقل، يمكننا أن نعطي حاجة النبات من خلال التربة أو الري. لكن لا يمكننا التحكم في ظروفها البيئية. ومع ذلك، فإن مشكلة التربة تحد أيضًا من قدرتنا على الحصول على المنتج الذي نريده وقتما نريد. ظهرت طريقة الدفيئة (Greenhouse أو ما يعرف بالصوبة الزراعية أو الزراعة المحمية أو البيوت الزجاجية) للسيطرة على الظروف المناخية. ومع ذلك، ونتيجة لذلك، بدأ الأمر يخرج عن مساره الطبيعي حيث لم تتمكن النباتات من الحصول على المعادن والمواد الأخرى التي أخذتها من التربة في الوقت المحدد لأن المناخ كان مختلفًا عن المعتاد. لهذا، يمكننا إعطاء مثال على السبب في أن الطماطم التي اشتريناها حمراء من الخارج ولكنها ليست ناضجة من الداخل.
الصوب الزراعية الخاصة بتقنية الزراعة بدون تربة
بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن لمنتجات الدفيئة القائمة على التربة الحصول على ما تريده حتى ينمو النبات ولا يمكن أن يتطور بشكل كامل، لذلك ينتج منتج عالي الجودة من هذه العملية. يمكن أن تتم الزراعة بدون تربة بطرق مختلفة (مثل التجميع والرش) وتمكنك من الحصول على محاصيل منتجة في جميع أوقات السنة. عندما نجري القليل من البحث، أعتقد أن الأرقام التي تجعل الشركات الكبرى تتجه إلى هذا القطاع يمكن أن تشرح جيدًا.
منطق العملية بسيط للغاية. المعادن التي يريدها النبات تقدم إلى النبات من خلال الماء. النقطة المهمة الوحيدة هي صنعه من مادة تحافظ على بقاء النبات وتلامس جذوره الماء. هذه المادة يمكن أن تكون أي شيء. بيرلايت أو صوف صخري أو حتى إسفنجة مطبخ. في حين أن هذه العملية توفر الكثير من المال. كمؤسسات تجارية كبيرة، فإن تكلفة الإنشاء تتطلب أموالًا كبيرة وفقًا لذلك. لكنه نظام يمكن للجميع القيام به في المنزل.
دعونا نعطي مثالاً على ذلك:
من التجربة التي أجريناها في الجامعة. لقد حفرنا ثقوبًا في أنابيب Pimaş بقطر أكواب بلاستيكية واحدة تلو الأخرى ووضعنا أكوابًا بستة فتحات بداخلها البيرلايت. نضع أعشاب الفراولة والفلفل والخس في الأكواب. قمنا بتحضير خليط (يحتوي هذا الخليط على مغذيات نباتية، ويمكن إيجاده عند بائعي الزهور، والأسمدة، وما إلى ذلك) وصبوه في دلو. صنعنا النظام فوق سطح الأرض بقليل وعلى شكل حرف U. نضع جهاز تهوية لحوض السمك في الدلو الذي نربط خرطومًا به. وهكذا، في حين أن نظام التهوية هذا يأخذ الماء داخل الدلو وينقله إلى الأنابيب، بدأت المياه من الأنبوب الآخر تتدفق في الدلو. وهكذا، كانت الجذور مبتلة باستمرار وبدأت في النمو.
باختصار، الزراعة التي لا تملك أرضًا هي عمل بسيط وممتع يمكن لأي شخص يريد كسب الكثير من المال أو كهواية القيام به في المنزل. بهذه الطريقة يمكنك الحصول على المنتج الذي تريده وتقليل تكلفة المطبخ.
كملاحظة مهمة: لا تنمو جميع أنواع المنتجات في الزراعة بدون تربة، والسبب هو إبقاء النبات في وضع مستقيم.
ما هي الحلول الغذائية المستخدمة في الزراعة بدون تربة؟
تحتوي المحاليل المغذية على العناصر الغذائية الضرورية للغاية للنباتات في الزراعة بدون تربة في النسبة والكمية التي يتطلبها النبات، كما أن تعديل المواد الغذائية وفقًا لاحتياجات النباتات يكون أكثر فائدة من بيئة التربة.
نظرًا لأن خصائص التخزين المؤقت للمواد المستخدمة في الزراعة بدون تربة تكاد تكون معدومة، فإن التغيرات المفاجئة في درجة الحموضة في البيئة قد تتسبب في موت النباتات. لذلك، يجب توخي الحذر عند تحضير المحلول. يجب التحكم في درجة الحموضة المحيطة وتعديلها باستمرار عند المستوى المطلوب من قبل المصنع. بالإضافة إلى ذلك، يجب التحكم في الـ EC للبيئة باستمرار طوال فترة نمو النباتات. يجب إيلاء المزيد من الاهتمام للتحكم في EC في الفترات الحارة عندما يكون هناك فقدان كبير للمياه من خلال الزرع. يجب أن تكون المواد الكيميائية المستخدمة في تحضير المحاليل المغذية قابلة للذوبان في الماء بنسبة 100 في المائة ولا تحتوي على الكلور.
ملاحظة: يعبر الـ EC، عن درجة التوصيل الكهربائي للأملاح الذائبة في محلول التربة.
هل يمكن أن تكون النباتات المزروعة في نظام الزراعة بدون تربة عضوية؟
أجل. على الرغم من أنه قيل سابقًا أن طريقتين التربية غير متوافقين، إلا أنه لهما قاسم مشترك. تعتمد الزراعة المائية على العناصر الغذائية التي يجب أن تكون متاحة على الفور وبنسبة 100٪. إذا كانت البذور المستخدمة عضوية، فسيكون المنتج عضويًا. هناك العديد من الأطعمة المائية في السوق المصنوعة من مواد عضوية، ومع تقدم العلم، يتم إطلاق المزيد والمزيد من الخيارات العضوية.
