عمومی

احداث گلخانه و اصول و مبانی آن

گلخانه

احداث گلخانه

تعریف گلخانه را می توان بصورت کشت گیاهان در محیط های کنترل شده ارائه کرد. این کار در واقع با تغییر محیط طبیعی برای بهبود رشد و نمو گیاهان در برابر عوامل نامساعد صورت می گیرد. البته می توان عوامل زنده خسارتزا (آفات) را نیز به عنوان عوامل نامساعد محسوب کرد. با این تعریف حتی قرار دادن یک گیاه درون بطری شیشه ای و یا استفاده از یک پوشش پلاستیکی نیز گلخانه محسوب میشود. البته گلخانه های بسیار بزرگ ممکن است تا چند هکتار نیز وسعت داشته باشند. در هر حال کشت و کار حمایت شده می تواند شامل موارد زیر باشد:

استفاده از مالچ برای پوشش خاک به منظور ایجاد فضای مناسب تر رشد گیاهان

ایجاد سایه بان برای حفظ گیاه در مقابل نور شدید آفتاب

پوشش ردیف های کشت برای حفاظت گیاهچه ها (نشاءها) در مقابل سرمای اول

فصل زراعی

نصب سقف پلاستیکی برای حفاظت محصول از صدمات باران

نصب حفاظ (مثلا توری) برای جلوگیری از ورود جانوران خسارت زا

سر انجام محیط های تقریبا محدود و بسته به نام گلخانه

گلخانه

انواع مختلف گلخانه تجاری و خانگی

بطور کلی اهداف احداث گلخانه ها را (فارغ از اندازه و شکل) می توان بدین صورت خلاصه کرد: ۱- حفظ گیاه در مقابل شرایط نامساعد محیطی (باد، بارش ها و حتی نور زیاد ۲- ایجاد شرایط مناسب دمایی در فصول بسیار سرد و گرم ۳- صرفه جویی در مصرف آب با نگهداری رطوبت بیشتر در محیط گلخانه و سرانجام ۴- محافظت بهتر گیاه در مقابل خسارت آفات گیاهی.

گلخانه ها با داشتن این شرایط تاثیرات زیادی در تولید محصولات کشاورزی دارند که می توان به: راندمان بالای تولید محصولات, امکان چندین دوره کشت در یک سال زراعی و ارزش نسبتا بالای تولیدات، به دلیل کیفیت بالا و نیز تولید خارج از فصل، اشاره کرد. در مجموع ارزش افزوده تولید محصولات گلخانه ای می تواند تا حدود ۳۰ برابر شرایط عادی در سال باشد.

اگرچه ارزش صرفه جویی در مصرف آب را نیز باید به ارزیابی ها اضافه نمود. بنابراین گلخانه ها دارای مزیت های زیادی برای تولیدات محصولات تازه خوری بخصوص در نزدیک شهرها بوده و درآمد بسیار بالایی به ازاء هر واحد سطح نصیب کشاورزان می کند.

اگرچه گلخانه ها می توانند بسیار ساده و در حد یک پوشش پلاستیکی تا بسیار پیشرفته از کنترل دما، رطوبت و نور گرفته تا اندازه گیری گازهای گلخانه ای و تهیه مواد مغذی مورد نیاز گیاهان بطور اتوماتیک باشند. اما رعایت برخی از اصول و جنبه های مهم در احداث آنها لازم است که در زیر به آنها پرداخته می شود.

نکات مورد توجه برای احداث گلخانه

منطقه احداث:

برای احداث گلخانه نکات بسیاری را میباید در نظر گرفت که از جمله می توان به مسائل منطقه ای شامل عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا اشاره کرد. بطوریکه برای عر ضهای بیشتر و ارتفاع بالاتر هزینه گرم کردن محیط گلخانه بیشتر می گردد و در مقابل هزینه خنک کردن برای عرض های کمتر و ارتفاع پائین تر را باید تامین کرد. علاوه بر این طول دوره نور دهی و مقدار شدت تابش نیز تحت تاثیر این دو عامل می باشد؛ که نقش مستقیمی در تولید محصولات در طول فصل زراعی دارد. از این رو با صرفه ترین مناطق برای احداث گلخانه را می توان بر اساس این دو عامل طوری انتخاب کرد که حداقل هزینه و حداکثر درآمد را بتوان بدست آورد.

در این رابطه باید در نظر داشت که جهت جغرافیایی احداث گلخانه با مقدار نور و انرژی دریافتی از طرف گیاهان رابطه مستقیمی دارد که باید مد نظر قرار گیرد. در مجموع بهترین جهت جغرافیایی برای احداث گلخانه ها در شرایط ایران جهت شمالی جنوبی می باشد بنحویکه بیشترین زمان نور دهی و نیز مقدار نور به گیاهان تابیده می شود. اگرچه این نکته مورد توافق همه پژوهشگران نیست، که شاید دلیل آن تاثیر تغییرات ارتفاع و فواصل کشت ردیف های کاشت گیاهان در درون گلخانه باشد.

دسترسی به امکانات و بازار مصرف

در انتخاب محل احداث گلخانه باید دسترسی به امکاناتی مانند سوخت، برق و امکانات ارتباطی در نظر گرفته شود. علاوه بر این، دسترسی نسبتا آسان به بازار مصرف (نزدیک شهرها) می تواند هزینه ها را کاهش دهد. از طرف دیگر گاهی هزینه در اختیار داشتن زمین های فوق ممکن است نتواند توجیه اقتصادی لازم برای تولید محصولات کشاورزی را داشته باشد. بنابراین ارزیابی اقتصادی احداث گلخانه ها می باید با دقت صورت گیرد.

سازه گلخانه:

سازه گلخانه باید حداقل سایه انداز را ایجاد نموده و در مقابل عواملی همچون باد، باران، تگرگ و برف مقاوم باشد. علاوه بر این در طراحی گلخانه ها باید حداکثر صرفه جویی در مقدار انرژی (برای گرم کردن و سرد کردن) نیز لحاظ گردد. از طرف دیگر سازه باید قادر به تحمل بسیاری از چیزهایی که ممکن است به آن آویزان شود (مانند لوله ها، پوشش، سایه بان و گلدان ها یا حتی برخی از گیاهان) را داشته باشد. همچنین در طراحی سازه فعالیت احتمالی فرد یا افرادی (به منظور تعمیر) بر روی سقف گلخانه را نیز باید در نظر گرفت.

به هر حال سازه گلخانه باید بتواند به بخوبی نور خورشید را عبور داده و در دسترس گیاه قرار دهد (حداقل سقف، یک سمت و دو انتهای گلخانه برای عبور نور شفاف باشد). در ساخت گلخانه سازه های مختلفی از جنس چوب، فلز، لوله های PVC و حتی کابل های قطور برق استفاده می شود که در زیر به برخی از آنها اشاره می گردد.

چوب:

چوب بیشتر در گلخانه های سنتی مورد استفاده بوده است، اما اکنون بدلایل زیاد از جمله افزایش قیمت چوب و مسایل زیست محیطی استفاده از این نوع سازه برای ایجاد گلخانه های مدرن مورد توجه نیست. اما برای گلخانه های کوچک و یا نقاطی که تامین سایر سازه ها امکان پذیر نیست، هنوز این نوع سازه مورد استفاده قرار می گیرد. در این صورت چوب ها باید برای جلوگیری از پوسیدگی (بخصوص در قسمت هایی که بطور مستقیم با خاک در تماس هستند) تیمار گردند. البته مواد مورد استفاده برای این کار باید برای گیاهان مورد کشت و محیط زیست غیر سمی باشند.

سازه فلزی:

سازه های فلزی مورد استفاده در ساخت گلخانه ها بیشتر از نوع لوله های گالوانیزه می باشد. این سازه ها بدلیل سهولت نصب، ارزان بودن و امکان جابجایی مناسب ترین سازه قابل استفاده در ایران می باشند. و برخی از انواع آن را می توان به راحتی جابجا کرد. این نوع گلخانه ها دارای شکل و اندازه بسیار متنوع می باشند، از این رو لوله هایی با قطرهای مختلف در ساخت آنها بکار می رود. در مجموع بیشتر گلخانه ها با سقف قوسی و ارتفاع متفاوت بوده و دارای دریچه هایی در سقف یا دیواره ها برای تهویه می باشند.

گلخانه

گلخانه ای در مقیاس  بزرگ تجاری

اشکال مختلف سازه گلخانه

نیم دایره

سقف این نوع گلخانه ها در واقع بصورت نیم دایره احداث شده و تنها به وسیله یک پوشش (یک لایه یا دو لایه) پلاستیکی محصور می شوند. این نوع گلخانه برای محصولاتی با ارتفاع کوتاه (کاهو، گیاهان گلدانی) استفاده می شود. امروزه برای سهولت بیشتر نوع پایه دار آن، که برای کشت محصولاتی با ارتفاع بلندتر (مانند گوجه فرنگی، خیارو فلفل) مناسب است، احداث می گردند.

سقف شیروانی

این گلخانه ها پایه دار بوده و سقف شیروانی مانند دارند و برای نصب شیشه و پوشش هایی مانند آن مناسب هستند. البته گلخانه های سنتی که با چوب ساخته می شوند نیز بدین شکل می باشند. در نوع شیشه ای دریچه هایی در سقف تعبیه می گردد که در صورت نیاز باز شده و امکان تبادل هوا را فراهم می سازند. اما در نوع سنتی این دریچه ها اغلب نه در سقف که در دیواره ها دیده می شوند.

در این شرایط رطوبت موجود در گلخانه با تماس به پوشش سرد بصورت قطره های آب بر روی گیاهان ریزش کرده و صدماتی را به گیاهان وارد می سازند. گاهی برای صرفه جویی و استحکام چندین گلخانه را در کنار هم و بصورت پیوسته، و اغلب فاقد دیوار بینابینی، احداث می کنند که این گلخانه ها برای کشت محصولاتی مانند گوجه فرنگی، خیار و فلفل بسیار مناسب می باشند.

پوشش گلخانه ها

امروزه مواد شفاف بسیاری که در برابر تغییرات شدید دمایی و نفوذ اشعه ماوراء بنفش(UV) مقاوم هستند بکار گرفته می شود. موادی که برای پوشش گلخانه ها مصرف م یشوند می توانند قابل انعطاف یا سخت، یک لایه یا دو لایه و صاف یا موج دار باشند. از این رو بر اساس نیاز و شرایط امکان انتخاب پوشش های متفاوت برای گلخانه داران فراهم است.

شیشه

شیشه به عنوان پوشش گلخانه ای حداقل برای مدت یک قرن در اروپا مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا قطعات نسبتا کوچک و سنگینی از شیشه بکار می رفت که برای نصب آنها سازه های گلخانه ها نیز بسیار مستحکم طراحی می شد. اما گلخانه های جدید به وسیله شیشه های نسبتا بزرگ و سبک پوشش داده می شوند که ضریب نفوذ نور در آنها بین ۷۱ الی%۹۲ بوده و طول عمر مفیدی حدود ۲۵ سال یا بیشتر دارند. با این حال شیشه در مقایسه با سایر پوشش ها مشکلاتی همچون سنگین بودن، هزینه اولیه نسبتا بالا، غیر قابل انعطاف بودن و شکنندگی را داشته که استفاده از آنها را برای گلخانه داران محدود می سازد.

پوشش پلی اتیلن

این پوشش سبک، قابل انعطاف، ارزان قیمت و کاربرد سهل تری نسبت به شیشه دارد. این نوع پوشش ممکن است یک لایه یا دو لایه بوده که هوای بین آنها در واقع مانند عایق از تبادل حرارت و اتلاف انرژی جلوگیری می کند. این سازه بیشتر در مناطقی که جریان باد و یا بارش های زیاد داشته باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. قدرت نفوذ این پوش شها نسبت به نور حدود ۸۵ الی ۸۷ % بوده و طول عمر حدود دو الی چهار سال می باشد.

پوشش پلی وینیل کلراید

پلی وانیل کلراید پوشش قابل انعطاف دیگری است که همانند شیشه نور را از خود عبور می دهد. این نوع پوشش به مقدار فراوان در ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال نکته ضعف این پوشش باریک بودن قطعات آن نسبت به پوشش پلی اتیلن می باشد.

پوشش های آکریلیکی

خصوصیات این پوشش ها عبارتند از: وزنی نسبتا سبک، کاربرد آسان، مقاوم به اشعه ماوراء بنفش و شرایط آب و هوایی می باشد. قدرت نفوذ پذیری این پوشش ها برابر با ۸۳ % برای تک لایه ها و ۹۳ % برای دو لایه ها می باشد. طول عمر این پوشش ها حدود ۲۰ سال یا بیشتر می باشد. با این حال این ترکیبات با فرسایش نسبتا زیاد، بسیار شکننده و گران قیمت هستند.

پوشش های پلی کربنات

خصوصیات این پوشش ها عبارتند از: وزنی نسبتا سبک، کاربرد آسان، مقاوم به تغییرات شرایط محیطی می باشد. پیشرفت های اخیر در صنعت تولید این محصولات سبب ایجاد لایه هایی با قدرت نفوذ بسیار بالا ( ۷۰ % برای دولایه و ۸۵ % تک لایه ها) شده است و طول عمری حدود ۵ بین ۱۰ سال دارند. پوشش های قبلی این ترکیبات در مقابل خراش ها و هوا بسیار حساس بوده اند. با این حال یک لایه از پلی اکریل بر سطح آنها تا UV زدگی و اشعه حدودی این مشکلات را کاهش داده است.

گلخانه

گلخانه ای زیبا از پرورش کاکتوس

عوامل قابل کنترل در محیط های گلخانه ای

دما

اگرچه نیاز دمایی گیاهان متفاوت می باشد، اما یک گلخانه باید بتواند دمایی حدود ۱۵ تا ۳۰ را برای رشد گیاهان تامین نماید. متعادل کردن دما در محیط های گلخانه ای بسیار هزینه بر است، لذا گاهی پوشش برخی از گلخانه ها را در فصول گرم جمع آوری می کنند. در مقابل هنگام فصول سرد از آنها برای تولید قلمه که نیاز کمتری به دما دارند استفاده می شود. در هر حال نصب سیستم های کنترل دما در بسیاری از گلخانه ها توجیه اقتصادی دارد که بطور مختصر به توضیح آنها پرداخته می شود.

سیستم گرمایشی

سیستم گرمایشی از اصلی ترین قدم ها در تولید محصولات خارج از فصل می باشد. در برخی از گلخانه ها بخاری ها و حتی کوره های قدیمی استفاده شده و لوله های خروجی دود حاصله از فضای بالای گلخانه عبور داده شده و انتقال گرما صورت می گیرد در این سیستم خطر نشت گازهای مضر، مخاطرات زیادی را برای گیاهان و محصولات در پی دارد.

امروزه اغلب سیستم گرمایش بهتری که شامل یک منبع دوجداره است در گلخانه ها نصب می شود. ماده سوختی درون محفظه داخلی سوخته و عبور هوا از بین دو جداره، گرمای حاصله را وارد گلخانه می کند. البته در گلخانه هایمدرن انتقال گرما می تواند از طریق سیستم مرکزی (مانند شوفاژ) و به کمک لوله های آب گرم صورت گرفته و دمای گلخانه ها بطور دقیق حفظ گردد، که البته هزینه اولیه نسبتا زیادی را در بر دارد. لذا صرفه اقتصادی هر یک از سیستم های فوق در شرایط مختلف متفاوت است.

منابع تامین کننده انرژی در گلخانه ها می تواند شامل گاز طبیعی، گاز مایع، سایر سوخت های نفتی، چوپ و حتی الکتریسیته باشد. البته هزینه های استفاده از این مواد بسته به مناطق و شرایط دارای مزیت های نسبی متفاوتی می باشد. علاوه بر این دسترسی آسان، هزینه های لازم و بکارگیری این منابع نیز باید در انتخاب آن ها به عنوان منابع تامین انرژی مد نظر قرار گیرد.

نکته مهم دیگر هدر رفتن یا پرت حرارت از محیط گلخانه ها می باشد که به هر سه روش؛ تابشی، جابجایی و یا تماسی صورت می پذیرد. البته نوع سازه ها و پوشش های گلخانه ها تاثیر مستقیمی بر روی مقدار پرت حرارتی و در نتیجه افزایش مقدار انرژی مورد نیاز دارد.

سیستم سرمایشی

برای کاهش دمای گلخانه ها در فصول گرم سال باید از سیستم های خنک کننده استفاده کرد. البته استفاده از سیستم های خنک کننده بخصوص در شرایط ایران بسیارگران می باشد. با این وجود خنک کردن می تواند بسیار ساده و شامل یک سایه بان و یا حتی استفاده از آب پاشی در سطح گلخانه باشد. اما شاید رایج ترین و اقتصادی ترین سیستم خنک کننده در شرایط ایران سیستم فن و پد (Fan & Pad) باشد.

در این سیستم معمولا در یک طرف گلخانه جدارهایی از پوشال که بوسیله آب مرطوب می شوند قرار داده شده و در طرف دیگر هواکش (هایی) نصب می شوند، که هوای درون گلخانه را به بیرون می فرستد. در این سیستم هوای خارج از گلخانه ضمن عبور از بین پوشال مرطوب و خنک شده و وارد گلخانه می شود.

معمولا این نوع سیستم قادر است دمای گلخانه را حدود پنج الی هفت درجه کمتر از محیط بیرون تامین نماید. البته سیستم های پیشرفته تر برودت زا را نیز می توان در گلخانه ها نصب کرده و دمای معینی را برای محیط تامین کرد، اما هزینه نصب و نگهداری این سیستم ها بقدری زیاد است که معمولا برای گلخانه ها یخاص (مثلا گلخانه های تحقیقاتی) توجیه پذیر است. توضیحات مفصل در مورد سیستم سرمایشی را میتوانید در مقاله سرمایش گلخانه در سایت فردین کشت مطالعه کنید.

نور

گیاهان برای انجام فتوسنتز نیاز به دریافت نور دارند. خوشبختانه موقعیت جغرافیایی ایران طوریست که نور کافی (حتی در زمستان) برای رشد و تولید محصول، برای گیاهان تامین می گردد. در مقابل گاهی نور زیاد و به تبع آن افزایش دما، تولید محصول را کاهش می دهد، در این شرایط گیاه مقداری از انرژی تولید شده را صرف مقابله با عوارض شدت نور و متعادل کردن دما می کند.

از این رو استفاده از سایه بان ها در گلخانه های پیشرفته و یا پاشیدن گل بر روی پوشش گلخانه برای کاهش شدت نور مورد استفاده گلخانه داران می باشد. در هر حال در صورت نیاز به نصب سیستم نور مصنوعی در گلخانه ها، لامپ های نئون را می توان بکار برد. بطور عوامل مختلفی روی کیفیت محصول اثر گذارند که در مقاله افزایش کیفیت و کمیت  توسط نور به آن پرداخته شده است.

رطوبت

حفظ رطوبت نسبی بدلیل صرفه جویی در مقدار آب مصرفی از نکات مهم در گلخانه ها می باشد. از آنجایکه گیاهان در شرایط طبیعی برای تولید هر کیلو ماده حدود دو تن آب مصرف می کنند، حفظ رطوبت نسبی در حد معقول بسیار مهم می باشد. البته عامل مهم وابسته به رطوبت نسبی مقدار تعرق گیاهان موجود در گلخانه می باشد. به عبارت دیگر گیاهان در رطوبت نسبی ۲۵ % نسبت به ۵۰ % حدود دو برابر بیشتر تعرق خواهند داشت.

بهینه ترین رطوبت نسبی برای تولید اغلب محصولات بین ۷۰ الی ۸۵ % می باشد و رطوبت نسبی بالاتر باعث شیوع بیماری های گیاهی می گردند. در مقابل رطوبت نسبی پائین تر مصرف آب را بالا خوااهد برد. در واقع مقدار صرفه جویی در مصرف آب در گلخانه ها بر اثر تفاوت رطوبت نسبی درون محیط نسبت فضای باز است.

البته عوامل دیگری مانند وزش باد در فضای آزاد بر مقدار نیاز آبی گیاهان می افزاید. البته سیستم “فن و پد” نیز می تواند در افزایش مقدار رطوبت نسبی مفید باشد. باید در نظر داشت که شرایط گرم و مرطوب (رطوبت نسبی بیشتر از ۸۰ %) سبب رشد سریع عوامل بیماریزا می شود. در این شرایط اگر چه کاهش رطوبت نسبی نیز امکان پذیر است اما هزینه بسیاری را تحمیل خواهد کرد.

دی اکسید کربن

عامل موثر دیگری که بر روی تولید مقدار محصول گیاهی اثر می گذارد، مقدار دی اکسید کربن است که بطور طبیعی حدود ۷۰۰ برابر کمتر از مقدار اکسیژن م یباشد. این نسبت در گلخانه ها که در مقایسه با طبیعت محیط بسته ای هستند به مراتب کمتر م یشود. به این دلیل در برخی گلخانه ها برای افزایش تولید محصولات استفاده از دستگاه های تولید CO۲ و یا یخ خشک مرسوم است. در این شرایط بدلیل برای رساندن سرعت بخشیدن به چرخه کربنی در گیاه، تولید محصول در حدود ۱۰ الی ۲۰ % افزایش می یابد.

گلخانه

کشت گلخانه ای

گلخانه های هیدروپونیک

گلخانه های هیدروپونیک در واقع سیستم پیشرفته تر کشت محصولات می باشد که بستر کشت در آنها نقش نگه دارنده را بر عهده دارد. در این روش تامین عناصر مورد نیاز بطور مصنوعی و محلول در آب در اختیار گیاهان قرار داده می شود. این سیستم مزیت های بسیاری در مقابل سیستم های خاک کشت دارد که در زیر به برخی از آنها اشاره می شود.

آفات و بیماری های موجود در خاک کشت را نمی توان به راحتی کنترل نمود. به عنوان مثال خاک گلخانه ها هر چند وقت یکبار به قدری آلوده می شود که ضدعفونی با مواد شیمیایی ضروری می شود تا جایی که تعویض خاک گلخانه بعد از چند سال اجتناب ناپذیر خواهد بود. در حالیکه در سیستم آب کشت، آب در تانکرهای خاص جمع آوری شده و ضمن تصفیه شدن به کمک اشعه UV عوامل میکروبی آن از بین می روند.

جذب مواد غذایی لازم توسط گیاهان در خاک مشکل است. در حالیکه مواد مغذی مورد نیاز اغلب به صورت غیر آلی بوده و باید در آب حل شده تا قابل جذب باشند. که این حالت در سیستم آب کشت براحتی صورت می گیرد.

تبخیر حاصله از آبهای موجود در کانالهای آب میتواند به خنک شدن محیط و تامین مقداری از رطوبت مورد نیاز (بخصوص در مناطق گرم و خشک) کمک کند.

تولیدات سیستم آب کشت را می توان در گروه محصولات سالم و حتی ارگانیک طبقه بندی نمود.

اغلب کشت و برداشت محصولات در این روش آسان تر از روش های دیگر می باشد.

البته از معایب این سیستم می توان به هزینه زیاد احداث این نوع گلخانه ها و هزینه بر بودن ضدعفونی و گردش آب اشاره کرد. علاوه بر این در صورت بروز آلودگی در سیستم گردش آب، احتمال گسترش سریع آلودگی نیز تولید محصولات را تهدید می کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد گلخانه میتوانید به  سایت ویکی پدیا مراجعه کنید.

 

گردآوری: حاتمی

به قلم: مهندس کریمی

نوشته های مشابه