احداث گلخانه
تعريف گلخانه را مي توان بصورت كشت گياهان در محيط هاي كنترل شده ارائه كرد. اين كار در واقع با تغيير محيط طبيعي براي بهبود رشد و نمو گياهان در برابر عوامل نامساعد صورت مي گيرد. البته مي توان عوامل زنده خسارتزا (آفات) را نيز به عنوان عوامل نامساعد محسوب كرد. با اين تعريف حتي قرار دادن يك گياه درون بطري شيشه اي و يا استفاده از يك پوشش پلاستيكي نيز گلخانه محسوب ميشود. البته گلخانه های بسيار بزرگ ممكن است تا چند هكتار نيز وسعت داشته باشند. در هر حال كشت و كار حمايت شده مي تواند شامل موارد زير باشد:
استفاده از مالچ براي پوشش خاك به منظور ايجاد فضاي مناسب تر رشد گياهان
ايجاد سايه بان براي حفظ گياه در مقابل نور شديد آفتاب
پوشش رديف هاي كشت براي حفاظت گياهچه ها (نشاءها) در مقابل سرماي اول
فصل زراعي
نصب سقف پلاستيكي براي حفاظت محصول از صدمات باران
نصب حفاظ (مثلا توري) براي جلوگيري از ورود جانوران خسارت زا
سر انجام محيط هاي تقريبا محدود و بسته به نام گلخانه
انواع مختلف گلخانه تجاری و خانگی
بطور كلي اهداف احداث گلخانه ها را (فارغ از اندازه و شكل) مي توان بدين صورت خلاصه كرد: 1- حفظ گياه در مقابل شرايط نامساعد محيطي (باد، بارش ها و حتي نور زياد 2- ايجاد شرايط مناسب دمايي در فصول بسيار سرد و گرم 3- صرفه جويي در مصرف آب با نگهداري رطوبت بيشتر در محيط گلخانه و سرانجام 4- محافظت بهتر گياه در مقابل خسارت آفات گياهي.
گلخانه ها با داشتن اين شرايط تاثيرات زيادي در توليد محصولات كشاورزي دارند كه مي توان به: راندمان بالاي توليد محصولات, امكان چندين دوره كشت در يك سال زراعي و ارزش نسبتا بالاي توليدات، به دليل كيفيت بالا و نيز توليد خارج از فصل، اشاره كرد. در مجموع ارزش افزوده توليد محصولات گلخانه اي مي تواند تا حدود 30 برابر شرايط عادي در سال باشد.
اگرچه ارزش صرفه جويي در مصرف آب را نيز بايد به ارزيابي ها اضافه نمود. بنابراين گلخانه ها داراي مزيت هاي زيادي براي توليدات محصولات تازه خوري بخصوص در نزديك شهرها بوده و درآمد بسيار بالايي به ازاء هر واحد سطح نصيب كشاورزان مي كند.
اگرچه گلخانه ها مي توانند بسيار ساده و در حد يك پوشش پلاستيكي تا بسيار پيشرفته از كنترل دما، رطوبت و نور گرفته تا اندازه گيري گازهاي گلخانه اي و تهيه مواد مغذي مورد نياز گياهان بطور اتوماتيك باشند. اما رعايت برخي از اصول و جنبه هاي مهم در احداث آنها لازم است كه در زير به آنها پرداخته مي شود.
نكات مورد توجه براي احداث گلخانه
منطقه احداث:
براي احداث گلخانه نكات بسياري را ميبايد در نظر گرفت كه از جمله مي توان به مسائل منطقه اي شامل عرض جغرافيايي و ارتفاع از سطح دريا اشاره كرد. بطوريكه براي عر ضهاي بيشتر و ارتفاع بالاتر هزينه گرم كردن محيط گلخانه بيشتر مي گردد و در مقابل هزينه خنك كردن براي عرض هاي كمتر و ارتفاع پائين تر را بايد تامين كرد. علاوه بر اين طول دوره نور دهي و مقدار شدت تابش نيز تحت تاثير اين دو عامل مي باشد؛ كه نقش مستقيمي در توليد محصولات در طول فصل زراعي دارد. از اين رو با صرفه ترين مناطق براي احداث گلخانه را مي توان بر اساس اين دو عامل طوري انتخاب كرد كه حداقل هزينه و حداكثر درآمد را بتوان بدست آورد.
در اين رابطه بايد در نظر داشت كه جهت جغرافيايي احداث گلخانه با مقدار نور و انرژي دريافتي از طرف گياهان رابطه مستقيمي دارد كه بايد مد نظر قرار گيرد. در مجموع بهترين جهت جغرافيايي براي احداث گلخانه ها در شرايط ايران جهت شمالي جنوبي مي باشد بنحويكه بيشترين زمان نور دهي و نيز مقدار نور به گياهان تابيده مي شود. اگرچه اين نكته مورد توافق همه پژوهشگران نيست، كه شايد دليل آن تاثير تغييرات ارتفاع و فواصل كشت رديف هاي كاشت گياهان در درون گلخانه باشد.
دسترسي به امكانات و بازار مصرف
در انتخاب محل احداث گلخانه بايد دسترسي به امكاناتي مانند سوخت، برق و امكانات ارتباطي در نظر گرفته شود. علاوه بر اين، دسترسي نسبتا آسان به بازار مصرف (نزديك شهرها) مي تواند هزينه ها را كاهش دهد. از طرف ديگر گاهي هزينه در اختيار داشتن زمين هاي فوق ممكن است نتواند توجيه اقتصادي لازم براي توليد محصولات كشاورزي را داشته باشد. بنابراين ارزيابي اقتصادي احداث گلخانه ها مي بايد با دقت صورت گيرد.
سازه گلخانه:
سازه گلخانه بايد حداقل سايه انداز را ايجاد نموده و در مقابل عواملي همچون باد، باران، تگرگ و برف مقاوم باشد. علاوه بر اين در طراحي گلخانه ها بايد حداكثر صرفه جويي در مقدار انرژي (براي گرم كردن و سرد كردن) نيز لحاظ گردد. از طرف ديگر سازه بايد قادر به تحمل بسياري از چيزهايي كه ممكن است به آن آويزان شود (مانند لوله ها، پوشش، سايه بان و گلدان ها يا حتي برخي از گياهان) را داشته باشد. همچنين در طراحي سازه فعاليت احتمالي فرد يا افرادي (به منظور تعمير) بر روي سقف گلخانه را نيز بايد در نظر گرفت.
به هر حال سازه گلخانه بايد بتواند به بخوبي نور خورشيد را عبور داده و در دسترس گياه قرار دهد (حداقل سقف، يك سمت و دو انتهاي گلخانه براي عبور نور شفاف باشد). در ساخت گلخانه سازه هاي مختلفي از جنس چوب، فلز، لوله هاي PVC و حتي كابل هاي قطور برق استفاده مي شود كه در زير به برخي از آنها اشاره مي گردد.
چوب:
چوب بيشتر در گلخانه های سنتي مورد استفاده بوده است، اما اكنون بدلايل زياد از جمله افزايش قيمت چوب و مسايل زيست محيطي استفاده از اين نوع سازه براي ايجاد گلخانه هاي مدرن مورد توجه نيست. اما براي گلخانه هاي كوچك و يا نقاطي كه تامين ساير سازه ها امكان پذير نيست، هنوز اين نوع سازه مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين صورت چوب ها بايد براي جلوگيري از پوسيدگي (بخصوص در قسمت هايي كه بطور مستقيم با خاك در تماس هستند) تيمار گردند. البته مواد مورد استفاده براي اين كار بايد براي گياهان مورد كشت و محيط زيست غير سمي باشند.
سازه فلزي:
سازه هاي فلزي مورد استفاده در ساخت گلخانه ها بيشتر از نوع لوله هاي گالوانيزه مي باشد. اين سازه ها بدليل سهولت نصب، ارزان بودن و امكان جابجايي مناسب ترين سازه قابل استفاده در ايران مي باشند. و برخي از انواع آن را مي توان به راحتي جابجا كرد. اين نوع گلخانه ها داراي شكل و اندازه بسيار متنوع مي باشند، از اين رو لوله هايي با قطرهاي مختلف در ساخت آنها بكار مي رود. در مجموع بيشتر گلخانه ها با سقف قوسی و ارتفاع متفاوت بوده و داراي دريچه هايي در سقف يا ديواره ها براي تهويه مي باشند.
گلخانه ای در مقیاس بزرگ تجاری
اشكال مختلف سازه گلخانه
نيم دايره
سقف اين نوع گلخانه ها در واقع بصورت نيم دايره احداث شده و تنها به وسيله يك پوشش (يك لايه يا دو لايه) پلاستيكي محصور مي شوند. اين نوع گلخانه براي محصولاتي با ارتفاع كوتاه (كاهو، گياهان گلداني) استفاده مي شود. امروزه براي سهولت بيشتر نوع پايه دار آن، كه براي كشت محصولاتي با ارتفاع بلندتر (مانند گوجه فرنگي، خيارو فلفل) مناسب است، احداث مي گردند.
سقف شيرواني
اين گلخانه ها پايه دار بوده و سقف شيرواني مانند دارند و براي نصب شيشه و پوشش هايي مانند آن مناسب هستند. البته گلخانه هاي سنتي كه با چوب ساخته مي شوند نيز بدين شكل مي باشند. در نوع شيشه اي دريچه هايي در سقف تعبيه مي گردد كه در صورت نياز باز شده و امكان تبادل هوا را فراهم مي سازند. اما در نوع سنتي اين دريچه ها اغلب نه در سقف كه در ديواره ها ديده مي شوند.
در اين شرايط رطوبت موجود در گلخانه با تماس به پوشش سرد بصورت قطره هاي آب بر روي گياهان ريزش كرده و صدماتي را به گياهان وارد مي سازند. گاهي براي صرفه جويي و استحكام چندين گلخانه را در كنار هم و بصورت پيوسته، و اغلب فاقد ديوار بينابيني، احداث مي كنند كه اين گلخانه ها براي كشت محصولاتي مانند گوجه فرنگي، خيار و فلفل بسيار مناسب مي باشند.
پوشش گلخانه ها
امروزه مواد شفاف بسياري كه در برابر تغييرات شديد دمايي و نفوذ اشعه ماوراء بنفش(UV) مقاوم هستند بكار گرفته مي شود. موادي كه براي پوشش گلخانه ها مصرف م يشوند مي توانند قابل انعطاف يا سخت، يك لايه يا دو لايه و صاف يا موج دار باشند. از اين رو بر اساس نياز و شرايط امكان انتخاب پوشش هاي متفاوت براي گلخانه داران فراهم است.
شيشه
شيشه به عنوان پوشش گلخانه اي حداقل براي مدت يك قرن در اروپا مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا قطعات نسبتا كوچك و سنگيني از شيشه بكار مي رفت كه براي نصب آنها سازه هاي گلخانه ها نيز بسيار مستحكم طراحي مي شد. اما گلخانه هاي جديد به وسيله شيشه هاي نسبتا بزرگ و سبك پوشش داده مي شوند كه ضريب نفوذ نور در آنها بين 71 الي%92 بوده و طول عمر مفيدي حدود 25 سال يا بيشتر دارند. با اين حال شيشه در مقايسه با ساير پوشش ها مشكلاتي همچون سنگين بودن، هزينه اوليه نسبتا بالا، غير قابل انعطاف بودن و شكنندگي را داشته كه استفاده از آنها را براي گلخانه داران محدود مي سازد.
پوشش پلي اتيلن
اين پوشش سبك، قابل انعطاف، ارزان قيمت و كاربرد سهل تري نسبت به شيشه دارد. اين نوع پوشش ممكن است يك لايه يا دو لايه بوده كه هواي بين آنها در واقع مانند عايق از تبادل حرارت و اتلاف انرژي جلوگيري مي كند. اين سازه بيشتر در مناطقي كه جريان باد و يا بارش هاي زياد داشته باشد، مورد استفاده قرار مي گيرد. قدرت نفوذ اين پوش شها نسبت به نور حدود 85 الي 87 % بوده و طول عمر حدود دو الي چهار سال مي باشد.
پوشش پلي وينيل كلرايد
پلي وانيل كلرايد پوشش قابل انعطاف ديگري است كه همانند شيشه نور را از خود عبور مي دهد. اين نوع پوشش به مقدار فراوان در ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است. با اين حال نكته ضعف اين پوشش باريك بودن قطعات آن نسبت به پوشش پلي اتيلن مي باشد.
پوشش هاي آكريليكي
خصوصيات اين پوشش ها عبارتند از: وزني نسبتا سبك، كاربرد آسان، مقاوم به اشعه ماوراء بنفش و شرايط آب و هوايي مي باشد. قدرت نفوذ پذيري اين پوشش ها برابر با 83 % براي تك لايه ها و 93 % براي دو لايه ها مي باشد. طول عمر اين پوشش ها حدود 20 سال يا بيشتر مي باشد. با اين حال اين تركيبات با فرسايش نسبتا زياد، بسيار شكننده و گران قيمت هستند.
پوشش هاي پلي كربنات
خصوصيات اين پوشش ها عبارتند از: وزني نسبتا سبك، كاربرد آسان، مقاوم به تغييرات شرايط محيطي مي باشد. پيشرفت هاي اخير در صنعت توليد اين محصولات سبب ايجاد لايه هايي با قدرت نفوذ بسيار بالا ( 70 % براي دولايه و 85 % تك لايه ها) شده است و طول عمري حدود 5 بين 10 سال دارند. پوشش هاي قبلي اين تركيبات در مقابل خراش ها و هوا بسيار حساس بوده اند. با اين حال يك لايه از پلي اكريل بر سطح آنها تا UV زدگي و اشعه حدودي اين مشكلات را كاهش داده است.
گلخانه ای زیبا از پرورش کاکتوس
عوامل قابل كنترل در محيط هاي گلخانه اي
دما
اگرچه نياز دمايي گياهان متفاوت مي باشد، اما يك گلخانه بايد بتواند دمايي حدود 15 تا 30 را براي رشد گياهان تامين نمايد. متعادل كردن دما در محيط هاي گلخانه اي بسيار هزينه بر است، لذا گاهي پوشش برخي از گلخانه ها را در فصول گرم جمع آوري مي كنند. در مقابل هنگام فصول سرد از آنها براي توليد قلمه كه نياز كمتري به دما دارند استفاده مي شود. در هر حال نصب سيستم هاي كنترل دما در بسياري از گلخانه ها توجيه اقتصادي دارد كه بطور مختصر به توضيح آنها پرداخته مي شود.
سيستم گرمايشي
سيستم گرمايشي از اصلي ترين قدم ها در توليد محصولات خارج از فصل مي باشد. در برخي از گلخانه ها بخاري ها و حتي كوره هاي قديمي استفاده شده و لوله هاي خروجي دود حاصله از فضاي بالاي گلخانه عبور داده شده و انتقال گرما صورت مي گيرد در اين سيستم خطر نشت گازهاي مضر، مخاطرات زيادي را براي گياهان و محصولات در پي دارد.
امروزه اغلب سيستم گرمايش بهتري كه شامل يك منبع دوجداره است در گلخانه ها نصب مي شود. ماده سوختي درون محفظه داخلي سوخته و عبور هوا از بين دو جداره، گرماي حاصله را وارد گلخانه مي كند. البته در گلخانه هایمدرن انتقال گرما مي تواند از طريق سيستم مركزي (مانند شوفاژ) و به كمك لوله هاي آب گرم صورت گرفته و دماي گلخانه ها بطور دقيق حفظ گردد، كه البته هزينه اوليه نسبتا زيادي را در بر دارد. لذا صرفه اقتصادي هر يك از سيستم هاي فوق در شرايط مختلف متفاوت است.
منابع تامين كننده انرژي در گلخانه ها مي تواند شامل گاز طبيعي، گاز مايع، ساير سوخت هاي نفتي، چوپ و حتي الكتريسيته باشد. البته هزينه هاي استفاده از اين مواد بسته به مناطق و شرايط داراي مزيت هاي نسبي متفاوتي مي باشد. علاوه بر اين دسترسي آسان، هزينه هاي لازم و بكارگيري اين منابع نيز بايد در انتخاب آن ها به عنوان منابع تامين انرژي مد نظر قرار گيرد.
نكته مهم ديگر هدر رفتن يا پرت حرارت از محيط گلخانه ها مي باشد كه به هر سه روش؛ تابشي، جابجايي و يا تماسي صورت مي پذيرد. البته نوع سازه ها و پوشش هاي گلخانه ها تاثير مستقيمي بر روي مقدار پرت حرارتي و در نتيجه افزايش مقدار انرژي مورد نياز دارد.
سيستم سرمایشی
براي كاهش دماي گلخانه ها در فصول گرم سال بايد از سيستم هاي خنك كننده استفاده كرد. البته استفاده از سيستم هاي خنك كننده بخصوص در شرايط ايران بسيارگران مي باشد. با اين وجود خنك كردن مي تواند بسيار ساده و شامل يك سايه بان و يا حتي استفاده از آب پاشي در سطح گلخانه باشد. اما شايد رايج ترين و اقتصادي ترين سيستم خنك كننده در شرايط ايران سيستم فن و پد (Fan & Pad) باشد.
در اين سيستم معمولا در يك طرف گلخانه جدارهايي از پوشال كه بوسيله آب مرطوب مي شوند قرار داده شده و در طرف ديگر هواكش (هايي) نصب مي شوند، كه هواي درون گلخانه را به بيرون مي فرستد. در اين سيستم هواي خارج از گلخانه ضمن عبور از بين پوشال مرطوب و خنك شده و وارد گلخانه مي شود.
معمولا اين نوع سيستم قادر است دماي گلخانه را حدود پنج الي هفت درجه كمتر از محيط بيرون تامين نمايد. البته سيستم هاي پيشرفته تر برودت زا را نيز مي توان در گلخانه ها نصب كرده و دماي معيني را براي محيط تامين كرد، اما هزينه نصب و نگهداري اين سيستم ها بقدري زياد است كه معمولا براي گلخانه ها یخاص (مثلا گلخانه های تحقيقاتي) توجيه پذير است. توضیحات مفصل در مورد سیستم سرمایشی را میتوانید در مقاله سرمایش گلخانه در سایت فردین کشت مطالعه کنید.
نور
گياهان براي انجام فتوسنتز نياز به دريافت نور دارند. خوشبختانه موقعيت جغرافيايي ايران طوريست كه نور كافي (حتي در زمستان) براي رشد و توليد محصول، براي گياهان تامين مي گردد. در مقابل گاهي نور زياد و به تبع آن افزايش دما، توليد محصول را كاهش مي دهد، در اين شرايط گياه مقداري از انرژي توليد شده را صرف مقابله با عوارض شدت نور و متعادل كردن دما مي كند.
از اين رو استفاده از سايه بان ها در گلخانه هاي پيشرفته و يا پاشيدن گل بر روي پوشش گلخانه براي كاهش شدت نور مورد استفاده گلخانه داران مي باشد. در هر حال در صورت نياز به نصب سيستم نور مصنوعي در گلخانه ها، لامپ هاي نئون را مي توان بكار 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 نسبي بدليل صرفه جويي در مقدار آب مصرفي از نكات مهم در گلخانه ها مي باشد. از آنجايكه گياهان در شرايط طبيعي براي توليد هر كيلو ماده حدود دو تن آب مصرف مي كنند، حفظ رطوبت نسبي در حد معقول بسيار مهم مي باشد. البته عامل مهم وابسته به رطوبت نسبي مقدار تعرق گياهان موجود در گلخانه مي باشد. به عبارت ديگر گياهان در رطوبت نسبي 25 % نسبت به 50 % حدود دو برابر بيشتر تعرق خواهند داشت.
بهينه ترين رطوبت نسبي براي توليد اغلب محصولات بين 70 الي 85 % مي باشد و رطوبت نسبي بالاتر باعث شيوع بيماري هاي گياهي مي گردند. در مقابل رطوبت نسبي پائين تر مصرف آب را بالا خوااهد برد. در واقع مقدار صرفه جويي در مصرف آب در گلخانه ها بر اثر تفاوت رطوبت نسبي درون محیط نسبت فضاي باز است.
البته عوامل ديگري مانند وزش باد در فضاي آزاد بر مقدار نياز آبي گياهان مي افزايد. البته سيستم “فن و پد” نيز مي تواند در افزايش مقدار رطوبت نسبي مفيد باشد. بايد در نظر داشت كه شرايط گرم و مرطوب (رطوبت نسبي بيشتر از 80 %) سبب رشد سريع عوامل بيماريزا مي شود. در اين شرايط اگر چه كاهش رطوبت نسبي نيز امكان پذير است اما هزينه بسياري را تحميل خواهد كرد.
دي اكسيد كربن
عامل موثر ديگري كه بر روي توليد مقدار محصول گياهي اثر مي گذارد، مقدار دي اكسيد كربن است كه بطور طبيعي حدود 700 برابر كمتر از مقدار اكسيژن م يباشد. اين نسبت در گلخانه ها كه در مقايسه با طبيعت محيط بسته اي هستند به مراتب كمتر م يشود. به اين دليل در برخي گلخانه ها براي افزايش توليد محصولات استفاده از دستگاه هاي توليد CO2 و یا يخ خشك مرسوم است. در اين شرايط بدليل براي رساندن سرعت بخشيدن به چرخه كربني در گياه، توليد محصول در حدود 10 الي 20 % افزايش مي يابد.
کشت گلخانه ای
گلخانه هاي هيدروپونيك
گلخانه هاي هيدروپونيك در واقع سيستم پيشرفته تر كشت محصولات مي باشد كه بستر كشت در آنها نقش نگه دارنده را بر عهده دارد. در اين روش تامين عناصر مورد نياز بطور مصنوعي و محلول در آب در اختيار گياهان قرار داده مي شود. اين سيستم مزيت هاي بسياري در مقابل سيستم هاي خاك كشت دارد كه در زير به برخي از آنها اشاره مي شود.
آفات و بيماري هاي موجود در خاك كشت را نمي توان به راحتي كنترل نمود. به عنوان مثال خاك گلخانه ها هر چند وقت يكبار به قدري آلوده مي شود كه ضدعفوني با مواد شيميايي ضروري مي شود تا جايي كه تعويض خاك گلخانه بعد از چند سال اجتناب ناپذير خواهد بود. در حاليكه در سيستم آب كشت، آب در تانكرهاي خاص جمع آوري شده و ضمن تصفيه شدن به كمك اشعه UV عوامل ميكروبي آن از بين مي روند.
جذب مواد غذايي لازم توسط گياهان در خاك مشكل است. در حاليكه مواد مغذي مورد نياز اغلب به صورت غير آلي بوده و بايد در آب حل شده تا قابل جذب باشند. كه اين حالت در سيستم آب كشت براحتي صورت مي گيرد.
تبخير حاصله از آبهاي موجود در كانالهاي آب ميتواند به خنك شدن محيط و تامين مقداري از رطوبت مورد نياز (بخصوص در مناطق گرم و خشك) كمك كند.
توليدات سيستم آب كشت را مي توان در گروه محصولات سالم و حتي ارگانيك طبقه بندي نمود.
اغلب كشت و برداشت محصولات در اين روش آسان تر از روش هاي ديگر مي باشد.
البته از معايب اين سيستم مي توان به هزينه زياد احداث اين نوع گلخانه ها و هزينه بر بودن ضدعفوني و گردش آب اشاره كرد. علاوه بر اين در صورت بروز آلودگي در سيستم گردش آب، احتمال گسترش سريع آلودگي نيز توليد محصولات را تهديد مي كند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد گلخانه میتوانید به سایت ویکی پدیا مراجعه کنید.
گردآوری: حاتمی
به قلم: مهندس کریمی
