امکان استفاده از سقف متحرک در طراحی گلخانه های آینده

نوشته : ریچارد ولبرگ ” Richard Vollebregt “
ترجمه : ابراهیم مستغنی کارشناس مسئول باغبانی شهرستان آباده
آبان 4931
امکان استفاده از سقف متحرک در طراحی گلخانه های آینده
ریچارد وولبرگت
شرکت ساخت تجهیزات Cravo Equipment Ltd واقع دربرانتفورد کانادا ایمیل: Rvollebregt@cravo.com
کلمات کلیدی:
تهویه مطبوع، حفاظت، تعرق، استرس آب، درجه حرارت خاک، آبسیزیک اسید
مقدمه :
گلخانه با سقف جمع شدنی از اوایل سال 4331 به صورت تجاری اجرایی شده است. طرح های سقف جمع شدنی در حال استاندارد شدن
است، اطلاعات کمی در مورد اثرات مثبت گلخانه با سقف جمع شدنی بر سلامت و رشد بوته، شیوه های مدیریت و هزینه های تولید و
انبار داری محصول وجود دارد.
در گلخانه های با سقف جمع شدنی به نظر می رسد برای بهینه سازی فتوسنتز و سطح استرس گیاه ، مقاومت در برابر بیماری ها و
حشرات نسبت به هنگامی که گیاهان در داخل گلخانه های متعارف رشد می کنند وجود نداشته باشد.
گلخانه های با سقف جمع شدنی برای کمک به جلوگیری از بروز مشکلات برای حفاظت برگ و ریشه بوته ها در محیط زیست گیاه در
اثر تنش های ناشی از بیش از حد یا ناکافی بودن سرما، گرما، باران و یا باد و اختلالات مرتبط با تعرق و استرس آب در محیط گلخانه
های معمولی است.
این امر ممکن است، زیرا با گلخانه سقف جمع شدنی میتوان شرایطی مابین فضای باز و گلخانه ای ایجاد نمود و محیط گلخانه ای
اصلاح شده به سادگی با وضعیت سقف، دیوار و سیستم های پرده ای محیط را کنترل کرد.
اطلاعات نشان داده است که پوشش پلاستیک روشن)حدود 52 ٪ سایه( که در گلخانه های با سقف جمع شدنی استفاده می شود در
مقایسه با محیط باز و یا سقف با پارچه ای با 21 ٪ سایه در تجمع حرارت موثرتر است.
در گلخانه سقف جمع شدنی سیستم ریشه قوی تر، طول میان گره ها کمتر، کوتیکول محکم تر، بیماری های برگی و ریشه ای کمتر،
آفات کمتر و کاهش استرس و شوک های پس از انتقال نشاء و مصرف قارچ کش های شیمیایی، تنظیم کننده های رشد و کاربرد آفت
کش ها 41 ٪ تا 411 ٪ کاهش می یابد.
در تولید محصول ، پرورش دهندگان محصولات در فضای باز راهکارهایی را برای کاهش 21 ٪ در » زمان « توانایی بهبود مدیریت
چرخه تولید محصول و 21 ٪ کاهش در مصرف آب در تابستان یافته اند.
گلخانه سقف جمع شدنی باعث بازنگری استراتژی های مدیریت تولید محصول و همچنین دستورالعمل طراحی گلخانه و محل احداث شده
است.
چکیده :
استفاده کنندگان گلخانه های با سقف جمع شدنی مشاهده کرده اند که رشد محصولاتشان در مقایسه با محصولات تولید شده در یک
گلخانه معمولی که از سیستم های تهویه متعارف مکانیکی یا طبیعی استفاده می کنند، بهتر بوده است.
افزایش عملکرد در گلخانه با سقف جمع شدنی توسط اطلاعات موجود در گلخانه های معمولی و یا مزارع باز قابل توجیح نیست.
یکی از نگرانی های ابراز شده این بوده که اگر عکس العمل گیاه درگلخانه سقف جمع شدنی قابل توجیح نیست پس نمی تواند به عنوان
یک استراتژیی برای ارتقاء کنترل محسوب شود.
حدس زده می شود که بسیاری از مشکلات شیوه های کشت فعلی به سادگی قابل برطرف شدن هستند زیرا سیستم های تهویه بکار رفته
درگلخانه معمولی محیطی را ایجاد می کنند که میزان معمول تعرق را محدود می کند.
تا زمانی که تولید کنندگان نتوانند در حد نیاز تعرق گیاه را کنترل کنند، تکامل روش های کاشت در جهت مدیریت مشکلات مرتبط با تعرق
مناسب در گیاه می باشد.
برای تولید در فضای باز، به طور معمول درجه حرارت خاک اندازه گیری نمی شود چراکه مدیریت آن با بکارگیری گرم خانه ها جهت
مدیریت مشکلات ناشی از نوسانات شدید در دمای خاک ، اقتصادی نیست و مشکلات و محدودیت های رشد مرتبط با درجه حرارت خاک
اغلب گزارش نشده است.
عدم توانایی بهینه سازی تعرق در گلخانه های معمولی و عدم توانایی در کنترل دمای خاک در تولیدات فضای باز، باعث ایجاد بسیاری
از مشکلات کشت در پیش روی باغبانی مدرن است.
برای بهره برداری کامل از سقف جمع شدنی در گلخانه ها، اطلاعاتی از اثرات مزایا و معایب سیستم های تولید گلخانه ای و تولید در
فضای باز مورد نیاز است ، از جمله اینکه چگونه از عوامل محیطی می تواند برای حل دیگر مشکلات استفاده کرد.
اطلاعات زیر بر اساس مصاحبه با بیش از 411 تولید کننده تجاری محصولات گلخانه ای و مزرعه ای در اروپا، امریکا شمالی و
آمریکای جنوبی پایه ریزی شده است. این اطلاعات همچنین با مطالعه پژوهش های انجام شده موجود و مقالات در دسترس ، جمع آوری
شده است تا مشکلات تولید کنندگان و راهکارهای محققان برای حل آن شناسایی شود.
در حین بحث از راهنمایی محققان طی مراجعه به دانشگاه ها ویا در کنفرانس های بین المللی در زمینه طراحی گلخانه و مدیریت
محصول استفاده گردیده است.
نتایج و بحث:
در تلاش برای کیفیت و کمیت بالاتر، در باغبانی صنعتی با مشکلات ساده تا صنایع گلخانه ای با مشکلات پیچیده مواجح هستیم.
تولید کنندگان با سعی در حل یک مشکل اغلب نمی توانند مشکلات دیگر ایجاد شده است را برطرف کنند . پرورش دهندگانی که ازتولید
درمزارع به شرایط دیگری مانند : محیط های سایه دار و گلخانه ها تغییر روش می دهند ، مشکلات مختلفی را تجربه می کنند.
ممکن است که بسیاری از این مشکلات به دلیل این واقعیت است که گلخانه های با تکنولوژی سقف جمع شدنی در آن زمان وجود
نداشته است.
بسیاری از شیوه های فعلی استفاده شده توسط تولید کنندگان در فضای باز و گلخانه ای با چشم پوشی برخی از اصول اولیه فیزیولوژی
گیاهان است.
درزیر بیان می گردد که گلخانه های با سقف متحرک می توانند برخی مشکلات اساسی مربوط به رشد در محیط بسته و یا فضای باز را
مدیریت نمایند.
مشکلات مربوط به پرورش گیاهان در مزرعه:
هنگامی که گیاهان در فضای باز و در یک محیط مطلوب رشد کرده باشد کیفیت و کمیت مناسبی خواهد داشت ولی هنگامی که گیاهان در
شایط محیطی غیر مطلوب در فضای باز رشد می کنند، در برابر عوامل محیطی مانند سرما، باران شدید، باد، تعرق بیش از حد در
روزهای آفتابی و گرم نیازمند به حفاظت می باشند.
.4 پرورش گیاهان در محیط باز و نقش استرس آب:
گیاهانی که در شرایط مطلوب محیطی رشد می کنند قوی ، سالم و عاری از بیماری هستند. یکی از راه های مهم پایش گیاه بررسی سطح
استرس آب می باشد.نرخ تعرق که خود تحت تاثیر نوسانات انرژی تابشی خورشید ، شدت باد، درجه حرارت هوا و رطوبت نسبی هوا
می باشد . تغییرات دربارش باران موجب تغییردر آب تامین شده ،می گردد. اختلاف آبی که گیاه از دست می دهد و آبی که در اختیار
گیاه قرا می گیرد نشان دهنده سطح استرس آبی را نشان می دهد. هنگام ایجاد استرس ،گیاهان اسید abscisic ( ABA ( را آزاد می-
کند. ABA تناسب بین گسترش ریشه و اندام هوایی را کنترل می کند و باعث می گردد گیاه از فاز رویشی به فاز زایشی برود.
.5 شرایط محیطی در فضای باز:
اکثر تولید کنندگان در فضای باز، درجه حرارت خاک را نادیده می گیرند بجزدر زمستان که تهدید سرما و احتمال آسیب وجود دارد. اکثر
تولید کنندگان ازاین واقعیت آگاه نیستند که درجه حرارت خاک عاملی است که در اثر نور خورشید می تواند تا 91 درجه سانتی گراد در
یک روز نوسان داشته باشد و تا 21 درجه سانتی گراد برسد. ناتوانی در جلوگیری از نوسانات شدید وسریع در درجه حرارت خاک
موجب نوسان در رطوبت خاک و در نتیجه باعث نوسان در PH و EC خاک می شود. نوسانات در دمای خاک بر میزان از دست رفتن
آب از گیاه و متعاقبا منجر به تغییرات در دور و مدت زمان آبیاری و در نتیجه افزایش آبشویی مواد غذایی خاک می شود.
بعلاوه درجه حرارت بیش از حد خاک باعث ایجاد آسیب و یا از بین رفتن ریشه شده که هم موجب کاهش ظرفیت جذب آب شده وهم
باعث ایجاد راه نفوذ برای برخی بیماری ها خواهد شد.افزایش استرس آب در اثر آسیب سیستم ریشه ای باعث می شود گیاه ABA
بیشتری را برای تحریک رشد ریشه آزاد کند . مجموع این فعل و انفعالات باعث کاهش تولید می گردد که به رکود تابستانه ارتباط داده
می شود. برای محافظت گیاهان در برابر گرمای بیش حد محیط ریشه، برخی از تولید کنندگان اقدام به ایجاد محیط سایه دار
( shadehouses ( نموده و یا تونل های خود را با پارچه می پوشانند.پوشش با 21 ٪ سایه تنها در حدود 52 ٪ حرارت کل را کاهش
میدهد که گیاهان در این شرایط تمایل به طویل شدن داشته و این شرایط برای توسعه بیماری ها مناسب می باشد.)خصوصا زمانی که
رطوبت در پارچه استفاده شده جمع می شود(.
.9 مشکلات مربوط به گلخانه های پرورش گیاهان:
هنگامی که گلخانه ها ساخته شدند، یک پارامتر کلیدی در انتخاب سیستم تهویه ، توانایی سیستم برای حفظ درجه حرارت هوای گلخانه
نسبت به دمای بیرون بود.هنگامی که برنامه های کامپیوتری در کنترل هواکش ها بکار گرفته شدند درجه حرارت هوا و رطوبت نسبی
محیط فاکتور های اصلی شدند.با کشت مستمر گیاهان درمحیط های گلخانه ای، میزان تعرق و در نتیجه تنش آب به طور قابل توجهی
کاهش یافت تا زمانی که از پوشش هایی در گلخانه ها استفاده شد که نور خورشید را کاهش داده و پخش می کرد و انرژی تابشی را
کاهش می داد و باعث افزایش دمای هوا، افزایش رطوبت نسبی، و جلوگیری از باد می شد.
به طور کلی کاهش تعرق می تواند باعث کمبودهای موضعی موادغذای در برگ، گل و میوه و همچنین کمبود اکسیژن در خاک گردد.
کاهش تبخیر و تعرق باعث افزایش ماندگاری رطوبت در خاک و افزایش آب قابل دسترس می گردد.
هنگامی که گیاهان به حالت هیدروپونیک کشت شوند، ریشه به طور مداوم توسط آب احاطه شده است. تاثیر ترکیبی کاهش از دست دادن
آب از طریق کاهش تعرق و افزایش عرضه آب ،میزان و دوره های استرس آب در گیاه زمانی که در گلخانه رشد کرده است را کاهش
می دهد.
کاهش استرس آب موجب تحریک رشد رویشی،کاهش نسبت ریشه به اندام هوایی و رشد و شادابی برگ ها و ایجاد کوتیکول شاداب تر
میگردد.
گیاهان گلخانه ای که تنش آبی نداشته یا کمتر با تنش آبی مواجح بوده اند معمولا در برابرآسیب حشرات، بیماری ها و تغییرات شرایط
محیطی در طول حمل و نقل ، حساسیت بیشتری دارند.
در گلخانه های معمولی با کاهش مقدار نور خورشید، تعرق، مواد مغذی قابل دسترس ، و غلظت CO5 فعالیت فتوسنتزی کمتر می گردد.
هنگامی که گلخانه باید در برابر ورود حشرات عایق باشد میزان تعرق و استرس آب شدیدا تحت تاثیر کاهش تهویه هوا قرار می گیرد.
.1 طراحی گلخانه با سقف جمع شدنی:
مزایا و معایب: –
دو راه اصلی برای باز کردن سقف یک گلخانه وجود دارد :
الف قابلیت جمع شدن در مواد مصرف شده جهت پوشش گلخانه –
ب چرخش بخشی از سقف توسط لولا و قرار گرفتن آن به صورت عمودی ، سقف لولایی هم می تواند در بالای سقف گلخانه باشد و هم –
در محل ناودان ها)شکل 9(. هر دو نمونه سقف لولایی را می توان با استفاده از مواد سخت مانند شیشه ساخت.
عیب اصلی طرح های سقف لولایی این است که ممکن است گیاه بر خلاف خواسته ما در معرض مستقیم نور خورشید قرار گیرد .
گیاهان باید صبح و اواخر بعد از ظهر در معرض نور خورشید قرار گیرند و از شدت بیش از حد نور خورشید در هنگام ظهر محافظت
.) گردند در حالیکه در گلخانه های با سقف لولایی، تنها در هنگام ظهر گیاهان در معرض نور مستقیم خورشید قرار می گیرند )شکل 4
هنگامی که سقف لولایی با پوشش دولایه پلی مری پوشش داده شود، صبح زود و اواخر بعد از ظهر نور خورشید باید از طریق چهار
لایه عبور کند که باعث کاهش شدید اثرات مفید نور خورشید می گردد.
سقف جمع شدنی می تواند به شکل لوله شدن به سمت بالا اطراف یک لوله و یا می تواند در حالی که توسط حلقه های به یک کابل
.) متصل است مانند یک آکاردئون جمع شود. )شکل 1
مزیت اصلی سقف جمع شدنی نسبت به سقف لولایی این است که در آن می توان گیاهان را در هنگام صبح و اواخر بعد از ظهر در
معرض نور مستقیم خورشید قرار داد و در اواسط روز با بستن سقف موجب پراکندگی نور خورشید و کاهش شدت آن شد.
نقطه ضعف گلخانه های با سقف جمع شدنی این است که در آنها فقط می تواند از پوشش های انعطاف پذیر استفاده نمود.
5. چگونه گلخانه های با سقف جمع شدنی می توان شرایط رشد را بهبود دهند:
گلخانه با سقف جمع شدنی می تواند شرایط محیط رشد مختلفی را با توجه به موقعیت سقف ،دیوار ها وسیستم پرده ها ایجاد کند )شکل
9(. محیط گلخانه ای می تواند برای محافظت از گیاهان در برابرتغییرات ناگهانی محیطی که در فضای با وجود دارد مانند سرما بیش از
حد،برف، باران یا باد ایجاد شود. کشت در فضای باز می تواند موجب تعرق طبیعی در گیاه،دسترسی گیاهان به سطح قابل قبول از تابش
خورشیدی، باد و رطوبت نسبی گردد.درمحیط گلخانه ای اصلاح شده می توان با بستن سقف به میزان 52 ٪ از تعرق بیش از حد و در
نتیجه استرس آب، جلوگیری کرد و از طرفی از افزایش نامتناسب برگ ومیوه و افزایش بیش از حد دمای خاک جلوگیری کرد.
دیوارها می توانند باز یا بسته شوند و موجب یا مانع جابجایی هوا از طریق دیوارها شوند. توری های ثابت و یا متحرک ویژه جلوگیری
از نفوذ حشرات ، عایق های گرما و سایه و یا پرده های سایه روشن را می توان برای تکمیل انعطاف پذیری سیستم در گلخانه نصب
نمود.
توری ویژه جلوگیری از نفوذ حشرات را باید در سرتاسر سقف نصب کرد تا اثرات فشارمنفی حاصل از تهویه زمانی که هواکش ها فعال
هستند به حداقل برسد .
سقف با پوشش پلاستیکی نسبت به پوشش پارچه ای سایه در، از افزایش زیاد از حد دمای خاک بهتر جلوگیری می کند.
برخی از اطلاعات بدست آمده از گلخانه های با سقف جمع شدنی با کمال تعجب نشان می دهد که پوشش سقف با پلی اتیلن روشن )حدود
٪52 سایه( در ممانعت ازگرم شدن بیش از حد خاک موثر تر است تا پوشش پارچه ای با 21 ٪ سایه )شکل 5( در عین حال درجه
حرارت برگ اندازه گیری نشده است و سیستم سردکننده حرارت برگ باید پیشبینی گردد. این قابل تصور است که گلخانه درجه حرارت
گیاه را افزایش دهد، و اغلب تصور می کنند که درجه حرارت با افزایش درصد سایه ،کاهش می یابد.
در نهالستان های تجاری درشهر فونیکس ایالت آریزونا،در ظروف بیست لیتری خاک درجه حرارت خاک تحت نظر قرار گرفت که این
39 ٪ پارچه سایه و تحت پوشش پلی اتیلن روشن 11 ٪ سایه قرار داشتند و نتایج نشان داد که درجه ،٪29 ،٪ ظروف زیر پوشش 91
حرارت خاک در زیر پوشش پلی اتیلن کمتر بوده است.آزمایشات بیشتر به منظور بررسی این نتایج در حال انجام است، اما مشاهدات در
چند نهالستان دیگر نتایج را تایید کرده اند. این بدین معنا است که سقف جمع شدنی با پوشش پلی اتیلن را می توان در زمستان برای
افزایش درجه حرارت هوا و در تابستان برای کاهش درجه حرارت برگ و خاک استفاده نمود.
ایجاد تغییرات در استراتژی مدیریت تولید:
برای استفاده کامل از انعطاف پذیری گلخانه های با سقف جمع شدنی، باید در استراتژی مدیریت تولید تجدید نظر شود. گام اول اندازه
گیری درجه حرارت سطح بیرونی برای پیش بینی درجه حرارت و دمای خاک و برگ است که نرخ تعرق و تنش آبی راتحت تاثیر قرار
میدهد.
دمای برگ و خاک را می توان با باز کردن یا بستن سقف و دیوار گلخانه افزایش یا کاهش داد و سپس دور و زمان آبیاری را می توان
بر اساس آب از دست داده شده از طریق تعیین تعرق و تبخیر تنظیم نمود.
در نهایت،میزان کود دهی را می توان پس از تعیین دور و زمان آبیاری تعیین نمود چرا که درجه حرارت خاک، میزان تعرق و دور
آبیاری همگی بر نیاز کودی تاثیردارند.
نتیجه گیری:
بسیاری از تحقیقات و تجربیات موجود نشان داده که اپتیمم شرایط رشد و کیفیت در کشت گلخانه ای ناکافی است .
گلخانه های با سقف جمع شدنی زمینه سازبازنگری در بسیاری ازدیدگاه ها درپرورش گیاهان در مزرعه و در گلخانه در دو حالت تجاری
و تحقیقاتی است.
گلخانه های با سقف متحرک ابزاری هستند جهت کمک به تولید کننده گان تا به کمک طبیعت سلامت گیاهان را بهبود بخشیده و مصرف
قارچ کش های شیمیایی را از 21 ٪ تا 411 ٪، استفاده از تنظیم کننده های رشد را از 21 ٪ تا 411 ٪، و استفاده از حشره کش ها را
٪41 تا 411 ٪. کاهش دهند.
تولیدکنندگان در آب و هوای سرد می توانند از امکانات گلخانه های با سقف جمع شدنی برای 3 تا 5 ماه در سال استفاده کنند در حالی
که تولید کنندگان در آب و هوای گرمتر می تواند در طول سال از این گلخانه ها استفاده نمایند.
هزینه احداث گلخانه های با سقف جمع شدنی و یا گلخانه های با سقف لولایی در حال حاضر ارزان تر، مشابه، و یا کمی گران تر از
گلخانههای معمولی است و هزینه های جاری آن ها نیز معمولا بسیار پایین تر است. به نظر نمی رسد سرمایه ثابت و هزینه های جاری
مانعی در تصمیم گیری ما باشند.
با تشکر ویژه از دکتر” اس ون اسون سون” ) – Svenson Dr. Sven ( جهت سال ها مشاوره فنی و پژوهشی در مورد استفاده از
گلخانه های سقف جمع شدنی .
تصاویر:
Fig. 4. How light levels inside a hinged roof house are affected by the angle of incidence of the sun from morning to evening.