.11بيئـــات النمــــو ناظم جرودا ،Nazim Gruda 1معين قريوتي ،Muien M. Qaryouti 2و ليوناردي شيروبينوCherubino 3 Leonardi 1جامعة بون ،معهد علوم وحفظ الموارد النباتية ،ألمانيا 2المركز الوطني للبحوث واإلرشاد الزراعي ،عمان،األردن 3قسم علوم اإلنتاج الزراعي والغذائي،جامعة كاتانيا ،إيطاليا
مقدمة يستخدم معظم مزارعي الزراعات المحمية في بلدان البحر األبيض المتوسط التربة -والتي غالبا ما ترتبط بآفات التربة، ومشاكل الملوحة واالستخدام المفرط للمبيدات (مبيدات نيماتودا ،ومبيدات فطرية ومبيدات حشرية ،ومبيدات حشائش). يمكن أن تشكل المتبقيات خطرا على صحة اإلنسان (سواء المستهلكين أوالمنتجين) والتي غالبا ما تؤدي إلى تلوث البيئة. وقد تم إدخال العديد من التقنيات إلى المنطقة للتغلب على مثل هذه المشاكل بحد أدنى من التأثير السلبي على البيئة وصحة اإلنسان :تعقيم التربة باستخدام الطاقة الشمسية ،واستخدام الشتالت المطعومة والزراعة بدون تربة. يتناول هذا الفصل البيئات المستخدمة في الزراعة بدون تربة؛ والتي تمثل أحد أهم الحلول لمشاكل التربة ،حيث لها آثار إيجابية على البيئة وتحسين كفاءة استخدام األسمدة والمياه .وهذا هو حال بلدان البحر األبيض المتوسط بصفة خاصة حيث يشكل نقص المياه ذات النوعية الجيدة عقبة رئيسية في الزراعة المحمية .في الوقت الحاضر ،هناك نسبة صغيرة نسبيا (حوالي )٪11من بيئات النمو -الهامة جدا لبداية زراعة نبات جيدة -يمكن أن تستخدم إلنتاج الشتالت. يتم تعريف زراعة النباتات في أنظمة بدون تربة بالموقع في المراجع باسم "الزراعة بدون تربة" (جرودا،Gruda .)2112يعتمد العديد من هذه األنظمة على استخدام بيئات تجذير صلبة لنمو النباتات .عادة ما يطلق عليها "بيئات النمو" أو "الركائز" ،ولكن في بعض األحيان يتم استخدام مصطلحات مثل "نظم التجمعات"" ،بيئات التدعيم" أو "تربة األصص" .أما في إكثار وزراعة النباتات ،فتعرف "بيئات النمو" أو "الركائز" بأنها كل المواد الصلبة ،بخالف التربة ،إما مفردة أو في مخاليط ،التي يمكن أن تضمن ظروف أفضل من التربة الزراعية (من جانب واحد أو أكثر) .وبالتالي ،تقوم البيئات المختلفة بدور التربة في تدعيم المجموع الجذري ،وإمدادات المياه والمواد المغذية للنبات ،وضمان التهوية الكافية في منطقة الجذر (جرودا Grudaوآخرون.)2112 ، وتستخدم البيئات في الحاويات (البيئات العضوية ،البيراليت ،الخ) .ومع ذلك ،تستخدم في بعض األحيان على شكل مكعبات مجهزة (مكعبات الصوف الصخري إلنتاج الشتالت) ،واألكياس والوسائد (بيئات مكونها الرئيسي البيت، والصوف الصخري ،على التوالي) ،والحصير (رغوة البولي يوريثين) واألحواض (الصوف الصخري) ،ويمكن أن تستخدم البيئات الثالث األخيرة أيضا إلنتاج الخضر في نظم الزراعة بدون تربة.
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
652
بالرغم من أن التطور يعتمد جداً على البلد ذات الصلة ،لكن يمكن التعبير عن تطور البيئات من وجهة نظر تاريخية في خطوات محددة (جرودا:)a2112 ،Gruda • حتى الخمسينات من القرن الماضي ،كان مزراع البساتين يستخدم تربة الحدائق -خليط من مكمورة مخلفات عضوية، والتربة المعدنية ،وكانت تستخدم سواء لنباتات ذات الجذور (بصالية) أو بدون (ملش). • في الخمسينات من القرن الماضي ،ظهر استخدام بيئات البيت موس ،حيث كان يستخدم مخلوطا ً مع الطين أو وحده ،وفي الستينات ،تم ترسيخ هذه الركائز ،وأصبح البيت موس المكون الرئيسي في بيئات النمو. • في منتصف إلى أواخر السبعينات ،انتشرت ركيزة الصوف الصخري في جميع أنحاء أوروبا الغربية وأصبحت مهمة لزراعة الخضر .تمت زراعة الطماطم والخيار والفلفل في وسائد الصوف الصخري ،ملفوفة في غشاء من البالستيك .ال يزال الصوف الصخري أحدالبيئات األكثراستخداما ً لزراعة الخضر بدون تربة. • في الثمانينات والتسعينات ،تم إنتاج مخاليط محددة لمحاصيل محددة من البيت -وكان الجمع بين سهولة مكعبات الصوف الصخري والوسائد مع خصائص نمو جيدة. تزامن تطور وصقل بيئات النمو في زراعة البساتين في الثمانينات والتسعينات مع زيادة الوعي البيئي .في السنوات األخيرة ،تم وضع العديد من اإلجراءات الزراعية المبتكرة باستخدام أساليب جديدة لبيئات النمو ،بما في ذلك نظم بدون بيئات صلبة ،وكذلك نظم التجمعات التي يستخدم فيها ركائز عضوية أو غير عضوية (جرودا .)2112 ،Grudaيمكن استخدام مواد مختلفة كبيئات لهل العديد من المزايا: مقارنة مع الزراعة المائية والزراعة الهوائية: • مخزن للمياه والمغذيات النباتية • تبادل كافي لألوكسجين • تدعيم أو تثبيت النبات • درجة حرارة أقل بمنطقة الجذور مقارنة مع الزراعة بالتربة الطبيعية: • التجانس • خفة الوزن • الغياب الفعلي لآلفات • زراعة بدون تربة هناك أيضا عيوب مقارنة مع الزراعة بالتربة: • محدودية الحجم • احتياجات نسب تسميد متوازنة • تكاليف محتملة • تطور سريع ألعراض النقص
.11بيئـــات النمــــو
752
خصائص أوساط النمو من المهم جدا ً معرفة خصائص البيئة (الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية) عند االختيار ،ألنها تؤثر على استجابة النبات وتكاليف اإلنتاجية .غياب اآلفات ومسببات األمراض أمر أساسي؛ االستقرار البيولوجي من العوامل األخرى التي ينبغي أخذها في االعتبار ،وال سيما عند زراعة دورات طويلة أو عند إعادة استخدام البيئة لدورات متعاقبة .هناك طرق قياسية وطنية ودولية مستخدمة في بحوث البيئات .تم اقتراح طريقة الجمعية الدولية لعلوم البساتين القياسية لتبسيط تبادل المعلومات على الصعيد الدولي. الخصائص الفيزيائية تعطي الخصائص الفيزيائية للركائز معلومات هامة تتعلق بالعديد من المعايير ،على سبيل المثال :نسبة الماء /الهواء (الالزمة لتنظيم الري السليم) ،ووزن الحجم أو الكثافة الظاهرية .على أساس هذه المعايير ،من الممكن إجراء مزيد من الحسابات عن المحتوى المعدني للركيزة (جرودا Grudaوشنيتزلر1222 ،Schnitzleأ؛ جرودا Gruda وشنيتزلر2112 ،Schnitzleأ) .عالوة على ذلك ،فمن المهم معرفة حركة وتوزيع المياه على مستوى الجذور. من الضروري اختيار البيئة الصحيحة قبل بدء زراعة ،نظرا ً لحقيقة أن المزارع ال يمكنه التأثير في التغير الذي سيحدث في الخصائص الفيزيائية للبيئة أو مخاليط البيئة (فردونك Verdonckو ديمير .)2112 ،Demeyerونظرا ً لصغر حجم البيئة في الحاويات نسبيا ،فإن متطلبات وتقنين الخصائص الفيزيائية للبيئة تكون مرتفعة جدا. إلى جانب الطريقة القياسية للجمعية الدولية لعلوم البساتين ،يمكن أيضا استخدام طريقة الضغط السلبي أو اإليجابي (تستخدم في الغالب لبحوث المحتوى المائي في التربة المعدنية) للبحث في الخواص الفيزيائية للبيئة .وجد جرودا Gruda وشنيتزلر 1222(Schnitzlerأ) عالقات وثيقة بين طريقة الجمعية الدولية لعلوم البساتين المعدلة طريقتين من الطرق األخرى عند شد رطوبي ( 1.1 ،1.1 = )pFو .2.1هناك طرق أخرى تستخدم مثل المعايير الصناعية في بعض البلدان، على سبيل المثال ،اللجنة األوروبية للتوحيد القياسي في منطقة االتحاد األوروبي.
الكثافة الظاهرية أو الوزن الحجمي (جم /سم مكعب) ترتبط الكتلة الجافة لكل وحدة حجم بالجزيئات المعدنية المشتتة والمركبات غير المتبلورة ،واألخيرة يمثلها المواد العضوية .وبما أن بعض البيئات تتكون من أكثر من مكون ،فإن خصائص كل عنصر تساهم في الوزن الحجمي للبيئة (رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،وعالوة على ذلك ،يمكن أن تتأثر كمية البيئة العضوية في الحاوية (أحيانا ً غير العضوية لحد ما) بضغط الركيزة .يمكن أن يؤدي اختالف الوزن الحجمي إلى خصائص فيزيائية مختلفة وكذلك لمستويات مغذيات متباينة في الركيزة. ولذلك فمن الموصى به تحديد الوزن الحجمي على أساس الظروف الحقيقية للحاوية/اإلصيص (جروداGruda وشنيتزلر1222 Schnitzler،أ). يصل متوسط الحجم الوزني لمواد البيت موس 1.21 – 1.12جرام /سم ،3على الرغم من أنه يعتمد على المنشأ ،وحجم الحبيبة (رال .)1222 ،RALومع ذلك ،فإن احتياجات الكثافة الظاهرية وبيئات النباتات البستانية في الحاويات ،مثل إنتاج
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
652
الشتالت ،تعتمد على نظام اإلنتاج والتقنيات المستخدمة .يؤثر الوزن الحجمي على اختيار الركائز بطرق مختلفة .على سبيل المثال ،منع عدم استقرار الحاويات في ظروف الرياح ،ويتطلب ذلك زيادة الوزن الحجمي ،في حين أن النباتات الكثيفة بالبيوت المحمية التي تروى كثيرا ،يتطلب ذلك بيئة انخفاض الوزن الحجمي (رفيف Ravivوآخرون2112 ،؛ واالش .)2112 ،Wallachمن المهم أيضا ً انخفاض الوزن الحجمي عند نقل البيئات.
حجم الحبيبات يمكن تقسيم الحبيبات إلى مجموعات وفقا للحجم ،والحالة الصلبة للبيئة ككل يمكن توصيفها من حيث النسب النسبية لمجموعات حجم الحبيبات .يفيد حجم وشكل توزيع حجم الحبيبات في تقدير الخصائص الهيدروليكية للبيئات ،مثل االحتفاظ بالماء والتوصيل الهيدروليكي (واالش .)2112 ،Wallachالحظ جرودا Grudaوشنيتزلر )2112( Schnitzler وجود عالقة وثيقة بين كمية الجزيئات الصلبة < 1مم وقدرة البيئة على االحتفاظ بالماء.على سبيل المثال ،تستخدم بيئة ألياف الخشب الدقيقة كأحد مكونات األصص المضغوطة لشتالت الخضر ،فكانت السعة المائية القصوى حوالي %29 عندما كانت 111في المئة من الحبيبات< 1مم ،في حين كانت السعة المائية القصوى %11فقط عند الغياب الكامل من أحجام هذه الحبيبات .وبالتالي ،فمن الممكن التحكم في السعة المائية عن طريق كمية الحبيبات الدقيقة.
المســـاميـة تتكون أي بيئة ،مثل التربة ،من ثالث أطوار :صلب ،سائل وغازي .تمتلئ المسام بالهواء أو الماء وفقا ألبعاد المسام والمحتوى الرطوبي في البيئة .على الرغم من أن المسامية أو مجموع مساحة المسام ( )TPSال تأخذ في الحسبان توزيع حجم المسام أو محتوى الماء والهواء في المسام ،فغالبا ما يتم استخدامها عند تمييز البيئات .يعتبر مجموع مساحة المسام في البيئات أعلى مما هو عليه في التربة ،حيث يمثل ما يقرب من 91في المئة من الحجم .أشار ديبوت De Boodt وفردونك )1212( Verdonckوفونتينو Fontenoوآخرون ( )1221إلى أن البيئة المثالية يجب أن يكون مجموع مساحة المسام بها أكثر من 29في المئة .بشكل عام ،وحسب شكل وترتيب وحجم الحبيبات ،يصل مساحة المسام الكلية بالبيئة العضوية لحوالي 29-29في المئة (ميشيلز Michielsوآخرون ،)1223 ،بينما تحتوي البيئات األخرى على -21 21في المئة (رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،تشير التحاليل عموما إلى وجود عالقة سلبية بين المسامية والوزن الحجمي للبيئة .ومع ذلك ،ال يمكن تحديد مجموع مساحة المسام بدقة من الوزن الحجمي إذا تم استخدام مكونات بالبيئة ذات مسام مغلقة ،مثل البيراليت ،البوميس أو الطين الممدد (بنط 1212 ،Bunt؛ واالش .)2112 ،Wallachتوضح اللوحة رقم 1المسامي المغلقة لحبيبة طين ممدد بعد الكسر.
نسبة الماء والهواء وتوزيع حجم المسام يعتبر حجم المياه والهواء أهم المعايير الطبيعية للبيئات (بنط .)1212 ،Buntيجب أن تكون المياه متاحة بالبيئة بأدنى حد ممكن لوضع الطاقة مع الحفاظ على إمدادات كافية من الهواء في منطقة الجذر .ويعتبر المعياران متضادان :إذا امتألت المسام بالماء ،يتم فقد الهواء ،والعكس بالعكس (دي بودت BoodtDeوآخرون .)1212 ،يتم تعريف حجم الماء الذي يشبع حجم معين من البيئة بالمساحة الفعالة للمسام ( )EPSأو حجم الهواء .يشكل الفرق بين المساحة الكلية للمسام TPS والمساحة الفعالة للمسام EPSحجم المسام المغلقة التي ال يمكن للماء الوصول إليها (رفيف Ravivوآخرون.)2112 ،
752
.11بيئـــات النمــــو
سعة الحاوية (المعروف أيضا باسم "القدرة على االحتفاظ بالماء") هو كمية المياه المتبقية في الحاوية بعد توقف تصريف المياه بعد التشبع. عادة ما يتم تحديد المحتوى المائي للبيئات عند قوة شد للمياه قدرها 1كيلو باسكال أو الشد الرطوبي = .1.1تعتبر القدرة على االحتفاظ بالماء هي أحد الجوانب األكثر أهمية إلدارة كمية وتواتر عملية .ومع ذلك ،فيمكن لنفس الحجم من بيئة معينة أن يحتوي على كميات مختلفة من المياه عندما يتوقف تصريف المياه بالجاذبية .في حين يستخدم تعبير "سعة الحاوية" و "القدرة على االحتفاظ بالماء" في بعض األحيان كمرادفان ،إال أن "سعة الحاوية" هي الحجم الكلي للمياه في الحاوية ،بينما "القدرة على االحتفاظ بالماء" هو المحتوى المائي عندما يكون الشد الرطوبي(1 = pFجرودا .)2119 ،Grudaيكون ارتفاع عمود الماء أطول في الحاويات المرتفعة (فونتينو Fontenoوآخرون1221 ،؛كارلوفيتش Karlovichوفونتينو 1222 ،Fonteno؛ مارتينيز Martinezوآخرون1221 ،؛ ميلكس Milksوآخرون1222 ،؛ .جرودا Grudaوشنيتزلر2112 ،Schnitzlerأ).لذلك، يتم االحتفاظ بكمية أقل من المياه نسبيا بالخاصية الشعرية والمواد الغروية ،ويتم تصريف مزيد من المياه بالجاذبية (جرودا Grudaوشنيتزلر .)2112،Schnitzlerتحتوي الطبقات العليا من البيئة على كمية أقل من المياه ،في حين تتوافر المياه في قاع الحاوية بكميات أعلى من ذلك بكثير (الشكل رقم .)1 تكون قوة الجاذبية أكبر في الجزء العلوي من البيئة ،وبالتالي تكون القدرة على االحتفاظ بالماء أقل في الحاويات األكثر ارتفاعا ً .تحتوي الحاويات أو العيون المرتفعة على نسبة أكبر من مساحة المسام الكلية ،TPSحتى إذا تم استخدام نفس البيئة أو المخلوط. لذلك ،عند النظر إلى القدرة المختلفة على االحتفاظ بالماء وعالقته بشكل الحاويات وارتفاعها ،فمن األفضل التحدث عن سعة الحاوية بدال من السعة الحقلية .وتحقيقا لهذه الغاية ،استحدث مفهوم تقسيم مناطق الحاوية (باعتبار خصائص الرطوبة وأبعادالحاوية) لقياس القدرة على االحتفاظ بالماء. تعد كمية المياه الحرة التي يمكن توصيلها لجذور النباتات على مستويات مياه مختلفة معيار واحد لتصنيف البيئة .ومع ذلك، ليست كل المياه في البيئة متاحة للنبات .وفقا للشكل رقم ،1يمكن تعريف األنواع التالية من المياه في البيئة: • الماءالحر (رقم 1في الشكل رقم – )1ال يبقى في البيئة ويتحرك طبقا للجاذبية األرضية (كمية الماء الحر في مدى شد رطوبي بين 1-[ 2.1-1.1إلى 11-كيلو باسكال] هو مؤشرا ً هاما ً لزراعة البيئات ).
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
622
شكل رقم 1
العالقة بين المحتوى الرطوبي للبيئة والشد الرطوبي الحجم % صلب
-1ماء حر -2ماء ميسر بسهولة -3الماء االحتياطي -4الماء الهيجروسكوبي
المسامية الكلية
الغازي
السائل
الشد الرطوبي
• الماء الميسر بسهولة (( )EAWرقم 2بالشكل رقم – )1متاح مباشرة للنبات (كمية المياه الحرة عندما يزداد الشد من 1-[ 1.1 – 1.1إلى 9 -كيلو باسكال] ،يمأل المسام من 311-21ميكرون). • الماء االحتياطي (( )WBCرقم 3بالشكل رقم - )1يخدم كاحتياطي ،عندما تنتح النباتات بشكل مكثف (دي بوت De Boodtوفردونك ( )1212 ،Verdonckكمية الماء الحر عندما يزيد الشد الرطوبي من 1.1إلى 9-[ 2.1إلى 11- كيلو باسكال] ،وهو يمأل المسام من 21-31ميكرون). • الماء األقل يُسرا -كمية الماءالحرالمحسوب عندما يزاد الشد الرطوبي من 2.1إلى .2.2 • الماء غير ميسر -الماء الي تحتفظ به البيئات عند شد رطوبيأعلى من 2.2والنبات ال يمكن امتصاصه. تتميز المسام الكبيرة عموما بالصرف السريع والتهوية الكافية للنباتات ،بينما يتم مسك الماء أساسا ً في المسام الصغيرة. وبالتالي ،فإن التوزيع وحجم المسام الكافي يمثالن أهمية بالغة للبيئة الجيدة .ومع ذلك ،فهناك عوامل أخرى لها أيضا تأثير.في بيئات ألياف الخشب ،ال يتأثر نوع البيئة بتوزيع حجم المسام بنوع البيئة فقط ،ولكن أيضا بحجم الحبيبات، وانضغاط البيئة (وبالتالي وزن الحجم الحقيقي) ،وارتفاع وحجم الحاويات ،وفقد الحجم أثناء دورة النمو ،و نمو وتطور النبات والجذور (جرودا Grudaوشنيتزلر 2112 ،Schnitzlerأ).
ا
762
.11بيئـــات النمــــو
لتوصيل الهيدروليكي (سم مكعب /دقيقة) التوصيل الهيدروليكي المشبع (كتشبع) للبيئة هو مؤشر على سلوك الصرف ،كما أنه يشير إلى النفاذية ،ومعامل النفاذية، معدل التصرف ومعدل الفلترة .يتم تعريف سلوك صرف أساسا عن طريق نسبة المسامات الكبيرة .يشير ارتفاع كتشبعإلى ارتفاع نسبة المسام الكبيرة ،في حين يؤدي تقليص تلك المسام إلى انخفاض
كتشبع
(جرودا Grudaوشنيتزلر
2112 ،Schnitzlerأ) .يكون للحبيبات الفردية صغيرة الحجم مساحة سطح نوعية أكبر ،مما يزيد من تالمس جزيئات الماء التي تتدفق خالل البيئة وفقا لرفيف Ravivوآخرون ( .)2112ولذلك يتدفق الماء أسرع في البيئات الخشنة ،تليها بيئات ومخاليط مع حبيبات أصغر حجما ً. ما هو أكثر من ذلك ،في البيئات ذات التوصيل الهيدروليكي العالي ،يمر الماء /المحلول المغذي أكثر من خالل الجزء المركزي للبيئة بالقرب من النقاطات ويقل تدريجيا حتى الجزء من البيئة القريب من جدران الحاوية (الشكل رقم .)2يمكن أن يؤدي هذا التوزيع غير المتجانس للمحلول المغذي في البيئة ،وبصرف النظر عن التأثير على امتصاص العناصر الغذائية والمياه ،إلى حدوث اختالفات في التوصيل الكهربي ودرجة الحموضة في أجزاء مناطق من منطقة الجذور. وعالوة على ذلك ،كلما زادت المسام الدقيقة ،يزداد تواصل المسام .يمكن توثيق ذلك من خالل تعرج المسام .يمثل تعرج المسام عامال مالئما ،ويرتبط ذلك بحقيقة أن بعض المسام يحدث لها انسداد والمسار الحقيقي لسريان المياه أطول مما يبدو (كارون ،Caronوانكونغولو .)2112 ،Nkongoloفي بيئة البيت ،وجد أن تعرج المسام يكون مرتبطا ً بشكل وثيق مع نمو نبات( Prunus × cistena sp.ألير Allaireوآخرون .)1222 ،يمكن أن يحدث التغير في التعرج أيضا من اضطرابات العينة. تتعلق الخصائص الحرارية أساسا بالتوصيل الحراري واالنتشار الحراري .فمن المهم معرفة اآلثار المحتملة لهذه الخصائص على البيئة وبالتالي على درجة حرارة الجذور ،بل ينبغي النظر إليها فيما يتعلق بقدرة البيئة على االحتفاظ شكل رقم 2
توزيع المحلول المغذي في البرليت ( %باإلشارة إلى اإلجمالي) وعالقتها بالمسافة من النقاط
بالماء ،والذي بدوره يؤثر على الحرارة النوعية الظاهرية (كالوري ° /م/سم.)3 الخواص الكيميائية لتقييم الخصائص الكيميائية للبيئة ،وجد أن أهم المعايير هي قيمة الرقم الهيدروجيني ،والقدرة على تبادل األيونات الموجبة (السعة التبادلية الكاتيونية) ،تركيز األمالح ومحتوى العناصر الغذائية (العناصر الكبرى والصغرى). قيمة الرقم الهيدروجيني pH يلعب الرقم الهيدروجيني pHدورا هاما في بيئات النبات ،حيث يحدد مدى توافر العناصر الغذائية المختلفة .على الرغم من
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
626
اختالف احتياجات النبات من درجة الحموضة ،تتوافر العناصر المغذية لمعظم النباتات عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول المغذي بين 9.9و .2.9تقلل القيم األعلى ،حتى الرقم الهيدروجيني ،2.1في الغالب من ذوبان الفوسفات والحديد ومعظم المغذيات الدقيقة .عالوة على ذلك ،ال يفضل ارتفاع رقم الحموضة ( )1.9في مياه الري، نظرا الحتمال ترسيب كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم ،وكذلك األورثوفوسفات ،والتي يمكن أن يسبب انسداد النقاطات. يمكن أن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول المغذي أيضا هامة للتفاعل بين أيونات األورثوفوسفات والمكونات الصلبة .وبالتالي ،يمكن أن يحد انخفاض توافر الفوسفور من إنتاجية المحصول حتى بعد إضافة الفوسفور بفترة وجيزة
الجدول رقم 1 قيمة الرقم الهيدروجيني ل بيئات المخت فة البيئة
قيمة الرقم الهيدروجيني
كبيرة في درجة الحموضة لبعض البيئات ،اعتمادا على
الطين الممدد
9.0-4.5
مصدرها (الجدول رقم .)1لذلك ،قد يكون تصحيحه مهما ً،
البيتموس
7.3-3.0
البيراليت
7.5-6.5
البوميس (الخفاف)
9.3-6.7
الرمل
7.9-6.4
الفرميكيوليت
7.2-6.0
الطوف
8.0-7.0
(رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،يمكن حدوث اختالفات
مع األخذ بعين االعتبار التفاعالت المختلفة للبيئة المعنية (الشكل رقم .)3
بشكل عام ،من األفضل إلعداد البيئة واإلنتاج أن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني منخفضة وكذلك محتوى العناصر الغذائية واألمالح .تسمح المواد األولية لهذه الخصائص (مثل البيت موس) بتصنيع البيئة بحيث:
جيانكنتو Gianquintoوبمبيني 2001 Pimpini
• يمكن زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني بسهولة عن طريق إضافة الجير؛ • من الممكن تنظيم وتحقيق توازن قيمة درجة الحموضة
شكل رقم 3
تباين رقم الحموضة للبيت بعد أسبوع من إضافة كميات مختلفة من كربونات الكالسيوم للبيئة
العالية نسبيا ؛ و
بيت فاتح بيت غامق
• يمكن اعتبار متطلبات واحتياجات البيئات المختلفة وإنتاجها والتحكم فيها بدقة (جرودا .)2119 ،Gruda عالوة على ذلك ،يجب أن يوضع في االعتبار أن قيم الرقم الهيدروجيني تتغير لبعض البيئات العضوية (مثل بيئات أشجار الصنوبر) أثناء عملية التخزين (جاكسون Jackson وآخرون .)2112 ،ولذلك فمن المستحب تحليل البيئات فورا قبل زراعة النبات وتعديل قيمة الرقم الهيدروجيني
جرام/لتر
رقم الحموضة
.11بيئـــات النمــــو
762
األمثل لنمو النبات إذا لزم األمر.
السعة التبادلية الكاتيونية تعطي السعة التبادلية الكاتيونية معلومات عن قوة االمتصاص وقدرة التخزين االحتياطية للبيئة من المغذيات .يمكن للبيئات ذات السعة التبادلية الكاتيونية المرتفعة أن تخزن المزيد من العناصر المغذية ويتم تسميد النباتات بكثافة أكثر .وباإلضافة إلى ذلك ،تقوم هذه البيئات بتخفيف أثر استخدام الماء العسر من حيث األسمدة المعدنية أو العناصر المغذية (جرودا .)2119 ،Grudaتعتبر السعة التبادلية الكاتيونية سمة هامة للبيئة عندما ال يتم تغذية المحلول المغذي باستمرار وتستخدم األسمدة الصلبة .تكوين البيئة المهم؛ وتمكن التغذية المستمرة بالعناصر المغذية المحاصيل من النمو على بيئات مختلفة لها سعة تبادلية كاتيونية مختلفة .على سبيل المثال ،يمكن أن تكون السعة التبادلية الكاتيونية لبيئات النمو منخفضة جدا (السعة التبادلية الكاتيونية حوالي 3.9-1.9ملليمكافيء لكل 100جرام ،على سبيل المثال البيراليت) أو مرتفعا (السعة التبادلية الكاتيونية حوالي 121-111ملليمكافيء 111جرام ،على سبيل المثال البيت موس) .ومع ذلك ،تتراكم المركبات العضوية حتى في البيئات الخاملة (على سبيل المثال جذور النباتات أو المواد المتحللة خالل عملية النمو) التي يمكن أن تراكم شحنات سطحية. من الناحية العملية ،ونظرا للكميات الصغيرة من البيئات المستخدمة في إنتاج الخضر ،يؤدي ارتفاع السعة التبادلية الكاتيونية للبيئة أيضا إلى محدودية قدرتهاعلى تخزين العناصر المغذية ،ولكن يمكن أن يخفف التسميد المتكرر من تلك اآلثار السلبية.
تركـــيز األمـــالح يمكن أن يزداد تركيز األمالح في البيئة أحياناً؛ على سبيل المثال ،عند تجميع المواد العضوية أو المعدنية المستخدمة كبيئة من منطقة ذات مصادر ملح كبيرة (على سبيل المثال على مقربة من البحر) .في هذه الحاالت ،يلزم غسيل األمالح الزائدة قبل استخدام تلك البيئة. ويمكن أيضا مالحظة تركيز الملح الزائد في البيئات العضوية عندما يزداد معدل التحلل العضوي .في معظم الحاالت ،فإن معدل تحرراألمالح المعدنية هو تقريبا نفس معدل امتصاص النباتات .لذلك ،اليوجد تراكم مفرط (هاندرك Handreck وبالك .)2119 ،Blackومع ذلك ،عند استخدام بيئات تتحلل بسهولة ،يمكن حدوث المشاكل .ال يتكرر ذلك كثيراً في إنتاج الخضر ألن فترة إنتاج الشتالت قصيرة جدا يصعب معها تحديد هذا األثر ،وفي الزراعة بدون تربة ال يستحب استخدام بيئات عضوية غير مستقرة ،ألن التحلل سيؤدي إلى تباين كبير في الخصائص الفيزيائية للبيئة. الخصــائص البيــولوجيــة يجب أن تكون البيئة الجيدة خالية من اآلفات ومسببات األمراض ،ومستقرة بيولوجيا وليست سامة.
السمية النباتية
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
622
ينطوي استخدام منتجات الغابات (اللحاء ،ونشارة الخشب ،قطع الخشب) ،وكذلك بيئات سماد المكمورة على مشاكل السمية النباتية .تعتمد السمية النباتية على التركيب الكيميائي للبيئة ،والذي يمكن بدوره أن يسبب الملوحة ،واضطرابات نقص العناصر والتغيرات األيضية األنزيمية أو الهرمونية (أورتيجا Ortegaوآخرون .)1222 ،يمكن أن يكون سبب هذه المشاكل ارتفاع البوتاسيوم والمنجنيز (ماهر Maherوطومسون )1221 ،Thomsonوجود مركبات الفينول (أورتيجا Ortegaوآخرون ،)1222 ،والتربينات ،واألحماض العضوية واألحماض الدهنية (موريل Morelو جيليمان ( )2112 ،Guillemainجرودا Grudaوآخرون.)2112 ، ذكر جرودا Grudaوشنيتزلر )b2112( ،Schnitzlerأنه ال يوجد أي تثبيط لنمو النبات عندما يكون محتوى لحاء الصنوبر في بيئات الصنوبر الطازج أو ألياف خشب الراتنج حوالي 9في المائة .على العكس من ذلك ،تؤثر الكميات الكبيرة من اللحاء الطازج سلبا على نمو النبات .وجد احتواء الخشب على سمية نباتية باستخدام نشارة الخشب الصلبة كبيئة نمو ،والتي في المقابل أثرت على نمو النبات (ماس Maasوأدمسون .)1222 ،Adamsonفي الواقع ،لهذه المركبات تأثير حماية والدفاع عن الخشب ضد الحشرات أو العدوى؛ وبالتالي ،فهي سامة للكائنات الحية األخرى ،مثل نباتات البيوت البالستيكية المزروعة في بيئات ناشئة من تلك المواد (جرودا Grudaوآخرون.)2112 ، تم استخدام بعض الوسائل مثل الكمر ،والشيخوخة ،الرشيح ،والغسيل ،والخلط والتسميد لخفض أو القضاء على خصائص السمية النباتية (أورتيجا ،Ortegaوآخرون1222 ،؛جرودا Grudaوآخرون .)2111 ،ذكر جرودا Grudaوآخرون ( )2112أن مستخلصات من بيئات شجرة الصنوبر التي تنتج من طحن شجرة الصنوبر ( )Pinus taedaتخفض معدل إنبات ونمو الجذير في الطماطم والخس ،ولكن بعد الغسيل ،تم تسجيل تحسنا لطول الجذير من كل األنواع .يمكن أن يوصى بالمعاملة األولية (مثل غسل البيئة) الستخدامها في عملية تصنيع بيئات شجرة الصنوبر أو يقوم بها المزارعون قبل الزراعة. أفاد عديد من الكتاب أن نمو الفطريات على األنسجة الخشبية لرقائق الصنوبر في التخمير الساكن يساعد على تخفيض السمية (دورادو Doradoوآخرون2111 ،؛ .ليناريس Linaresوآخرون.)2113 ، عدم حركة النيتروجين N-immobilization يعرف نقل مركبات النيتروجين غير العضوية إلى أجسام الكائنات الدقيقة من خالل استهالك النيتروجين واالحتفاظ به على النحو بـ "عدم حركة النيتروجين" .يحدث صافي عدم تحرك النيتروجين في المواد العضوية بسبب مجموعة واسعة من نسب الكربون للنيتروجين ،على سبيل المثال :في النفايات الورقية ،1 :139في القش ،1 :111-91في القشور :111-19 ،1وفي بيئات ألياف الخشب ( 1 :212-111جرودا Grudaوآخرون .)2111 يتم ضمان نمو النبات األمثل فقط بإتاحة النيتروجين بكميات كافية لكل من الكائنات الحية الدقيقة والنباتات (هاندريتش )1222 ،Handreck؛ وقد تم تطوير حلول مختلفة للحد من عدم تحرك النيتروجين .يجعل الكمر من الممكن استخدام نفايات الخشب أو اللحاء كبيئة ،وبينما تؤدي هذه العملية إلى استقرار المواد العضوية ،فإنها تأخذ وقتا طويال ويمكن أن تؤدي إلى فقد المواد الخام (هاندريتش 1222 ،Handreck؛ براساد 1221 ،Prasadب).
.11بيئـــات النمــــو
765
هناك أساليب أخرى تنطوي على إضافة مواد تكميلية إلى البيئة للقضاء على "نقاط ضعف" المواد الخشبية الطبيعية :على سبيل المثال ،تحلل شرائح الخشب تحت ضغط في وجود أحماض (لومير Lemaireوآخرون .)1222 ،بهذه الطريقة تتغير نسبة اللجنين إلى السليولوز في الخشب من 3-2 :1إلى .2-1 :1تسمى عملية إضافة النيتروجين وإضافات معدنية أخرى قبل تصنيع بيئات األلياف تحت ضغط عالي وحرارة مرتفعة في وجود بخار الماء ،لتحسين خصائص البيئة ،بعملية "التشريب" (بننجزفلد .)1222 ،Penningsfeld تصنيف واختيارالبيئات تستخدم بيئات عديدة في أنواع مختلفة من نظم الزراعة بدون تربة .عالوة على ذلك ،تم إدخال مواد جديدة في جميع أنحاء العالم .يميل االتجاه الدولي إلى تطوير بيئات إلى استخدام الموارد الطبيعية والمواد الخام المتجددة (جرودا ،Gruda .)2119 يساعد تصنيف البيئة المزارعين في اتخاذ االختيار السليم نظرا تنوعها .تصنف البيئات عموما إلى مواد عضوية وغير عضوية .يمكن أن تأتي البيئات غير العضوية من مصادر طبيعية وكذا من مواد مصنعة؛ ويمكن أن تكون البيئة العضوية اصطناعية (مثل البولي يوريثين) أو مواد عضوية طبيعية (مثل البيت ،والبيئات المعتمدة على الخشب) .ويمكن أيضا أن تصنف البيئات إلى ليفية (مثل ألياف جوز الهند) و ُحبيبية (مثل البيراليت) .وباعتبار أن الخصائص الكيميائية من الخصائص الهامة للبيئات ،فإنها أيضا ً يمكن تصنف إلى نشطة (مثل البيت) أو خاملة (مثل الصوف الصخري والرمل) .يتم هنا التصنيف إلى مواد عضوية وغير عضوية. يترتب على اختيار بيئة الزراعة بدون تربة آثار تقنية وآثار مالية .ال يوجد أي طريقة وحيدة محددة الختيار البيئة .في العديد من المناطق التي ينتشر بها زراعة البيئات ،يعتمد المزارعون على منتجات محلية الصنع ،أو على بيئات رخيصة متوافرة محليا ،حتى عندما ال يكون هناك معلومات كافية عن خصائصها الفيزيائية والكيميائية ،وبالتالي ،إدارتها. ال يضمن اختيار البيئة بدون معايير موحدة إدارة المحلول المغذي بطريقة سليمة ،نظرا لوجود اختالفات ملحوظة في نوع البيئة ،والمنبع والشحنة .يجب وضع بعض الخصائص في االعتبار عند االختيار الصحيح البيئة ،وينبغي النظر في بعض الخصائص المرغوب فيها ،ولكن من النادر أن توجد بيئة لها كل هذه الخصائص ،وفي بعض الحاالت ينصح بتعديل الحموضة ،أوالتعقيم أو الخلط لتحقيق الخصائص المطلوبة .تستخدم مخاليط البيئات عموما في صوب انتاج الخضر بدون تربة وفي زراعة الشتالت؛ حيث تتكون من مكونات بيئة النمو ومواد مضافة .تشتمل مكونات البيئة على عدد من المواد الخام؛ وتشتمل المخاليط عموماًعلى البيت موسمع مواد عضوية أو غير عضوية أخرى تضاف على أساس نسب حجمية. وتحتوي إضافات البيئات على األسمدة ،والمواد الجيرية ،ومواد المكافحة البيولوجية أو الترطيب ،وتضاف على أساس وزني .ويفضل استخدام منتجات جاهزة ،وليس تجربة مخاليط جدية بمعرفتنا.
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
622
وعالوة على ذلك ،تفترض الخصائص السابقة األهمية وفقا لنظام النمو المستخدم .ال تتطلب المحاصيل التي تسمد باستمرار بالضرورة بيئة لها قدرة تبادل كاتيوني مرتفعة ،مقارنة بنباتات األصص ومحاصيل الحاويات .تنخفض القدرة على االحتفاظ بالماء في النظم المغلقة (مقارنة مع النظم المفتوحة) ،وانخفاض القدرة على االحتفاظ بالماء ال يمثل مشكلة، كما أنه من الممكن أن يستخدم الري المتكرر بدون خسارة المحلول المغذي المنصرف حيث يعاد تدويره .باإلضافة إلى ذلك ،من المهم جدا مالءمة البيئة للسماح بارتفاع الخاصية الشعرية للحصول على التوزيع المناسب من المحلول المغذي في بيئة المحاصيل التي تروى تحتيا .وينبغي أيضا ً أن تؤخذ جوانب أخرى تتعلق بتوافر المياه والطاقة الكهربائية في االعتبار ،على سبيل المثال قد يشكل انقطاع التيار الكهربائي لساعات قليلة (بشكل متكرر في المناطق المتطرفة) خطورة خصوصا ً عند استخدام بيئة ذات سعة كاتيونية منخفضة. البيئات غير العضوية يستخدم إلى جانب الصوف الصخري ،بيئات مختلفة غير عضوية ،مثل البيراليت ،الطوف (صخور مسامية بركانية)، حبيبات الطين الممدد والفرميكيواليت ،وكذلك مواد اصطناعية (جرودا Grudaوآخرون .)2112 ،يتم استخدام الحصى والرمل في المنشآت القديمة أساسا لتحسين التهوية ،أما اآلن فتستخدم مواد أخف وزنا (مثل الصوف الصخري ،المنتج أساسا ً للعزل الحراري والصوتي في صناعة البناء والتشييد) على نطاق واسع (رفيف Ravivوآخرون2112 ،؛ .جرودا Grudaوآخرون.)2112 ،
762
.11بيئـــات النمــــو
الصوف الصخري Rockwool أصبح الصوف الصخري المغلف بالبوليثين نظام الزراعة بدون تربة المنتشر في أوروبا ،وذلك بفضل الوزن الخفيف وسهولة التعامل ،والذي يستخدم في جميع أنحاء العالم على حد سواء في الزهور والخضر ،على سبيل المثال الطماطم (لوحة رقم ( )2جرودا Grudaوآخرون .)2112 ،باإلضافة إلى ذلك ،يتم استخدام مكعبات أو كتل من أحجام مختلفة لزراعة الشتالت واإلكثار ،وتستخدم حبيبات الصوف الصخري في مخاليط زراعة األصص .يتم تصنيع الصوف الصخري بصهر الصخورالبازلتية مع الحجر الجيري وفحم الكوك في درجات حرارة مرتفعة ثم يغزل المصهور في صورة ألياف .بعد ذلك يتم دمج األلياف ببعضها عن طريق تسخينها مع بعض اإلضافات .يحتوي الصوف الصخري وزن حجمي منخفض يقرب من 1.11حتي 1.11جرام/سم 3ومساحة مسام كلية من 21-22في المئة .ومن الخصائص الكيميائية الرئيسية للصوف الصخري أنه خامل تماما ،باستثناء بعض التأثير الطفيفة على الحموضة. ال بد من ضبط الحموضة في البداية حيث يكون الرقم الهيدروجيني األولي للصوف الصخري مرتفع نوعا ما ()2.1-1.1 (سميث .)1221 ،Smithعموما ،تعتبر عملية إعداد نظام الزراعة في الصوف الصخري بسيطة :توضع وسائد الصوف الصخري في صفوف ،ويتم قطع فتحات للنباتات في البالستيك المغلف للوسائد ،ثم تمأل الوسائد بالمحلول .بعد النقع لمدة 22ساعة ،يتم زراعة الشتالت على الوسائد مع شق فتحات للصرف في الجزء السفلي .يتم تزويد المحلول المغذي الكامل إلى مكعبات الصوف الصخري من خالل نظام الري .يعتبرالعامل األساسي في إدارة النظام هو إدارة الحموضة والملوحة (التوصيل الكهربي) في الوسادة .ولذلك ينبغي تحليل عينات من المحلول المغذي بالوسائد دوريا؛ ينبغي تحليل المحلول المغذي على األقل مرة واحدة في الشهر ،وإذا لزم األمر ،يتم تعديل المحلول المغذي والتواتر وفترات الري. البيراليت Perlite يوفر استخدام البيراليت تهوية وصرف جيد وشد رطوبي وتوافر مغذيات أمثل .البيراليت ليس إسما ً تجاريا ً ولكنه مصطلح يستخدم لوصف معدن منخول لصخر طبيعي بركاني مسخن إلى 1111 درجة مئوية .يتمدد البراليت في هذه الحرارة إلى 21-2ضعف حجمه األصلي ،ويرجع ذلك إلى وجود ٪2-2من الماء المتجمع في صخر البيراليت ،فينتج مادة خفيفة الوزن ذات مسامية عالية .يمكن استخدام البيراليت وحده أو مختلطا ً مع بيئات أخرى إلنتاج النباتات بالبيوت المحمية .بل هو بيئة راسخة في أوروبا .وشهدت منطقة البحر األبيض المتوسط توسعا ً سريعا الستخدام البيراليت في نظم الزراعة بدون تربة مثل أكياس النمو ( ،)growbagsالتي تستخدم في أسبانيا -كمبتكرة للنظام -على نطاق واسع ،وذلك أساسا إلنتاج لوحة رقم 2
نباتات لطماطم منزرعة في وسائد الصوف الصخري بالبيوت المحمية
الخضر في منطقة ألميريا و ُمرسيا (جريالس Grillasوآخرون، .)2111هناك نمط نمو آخرمماثل (وإن كان ذلك على نطاق
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
622
أصغر) لوحظ في مناطق أخرى من البحر األبيض المتوسط ،على سبيل المثال في اليونان وبلدان شمال أفريقيا .تساعد المسامية العالية على التحكم في القدرة على االحتفاظ بالماء والتهوية من البيئة (جريالس Grillasوآخرون.)2111 ، الفيرميكوليت Vermiculite يتم إنتاج الفيرميكوليت عن طريق تسخين مواد مطحونة ومنخولة ،على غرار البيراليت ،إلى °1111-111م .يعتبر الفيرميكوليت مادة معقمة وخفيفة الوزن وتحتوي على مسطح مسامي عالي ووزنه الحجمي 1.1جرام /سم .3يستخدم الفيرميكوليت كبيئة زراعة البذور ،وفي تغطية البذور النابتة ،وكمكون من مكونات مخاليط التربة باألصص .يجب خلط البيئة التي تحتوي على الفيرميكوليت وهي جافة؛ وإذا ما تم خلطها وهي رطبة ،تتدهور خصائصها الفيزيائية المميزة بسبب ميل الجزيئات االنهيار مسطحا ً (هاندريتش Handreckوبالك .)2119 ،،Blackبينما يستخدم البيراليت أساسا في تحسين خصائص الصرف في مخلوط البيئة ،يستخدم الفيرميكوليت لزيادة القدرة على االحتفاظ بالماء من البيئة .ويمكن أن يستوعب 2-3مرات وزنه من الماء .عالوة على ذلك ،يمكن أن يستوعب الفيرميكوليت العناصر المغذية ذات الشحنات إلموجبة مثل البوتاسيوم ،والمغنيسيوم والكالسيوم. الزيواليت Zeolite الزيواليت معدن سيليكاتي له قدرات تبادلية مرتفعة للغاية .يختلف العديد من أنواع الزيواليت الموجود في مختلف أنحاء العالم اختالفا كبيرا في الصالبة وفي نسب الكاتيونات التي تحتويها (هاندريتش Handreckوبالك.)2119 ،،Black يمتلك الزيواليت وزن حجمي مرتفع نسبيا ( 2.3-1.2جرام/سم ،)3وبالتالي تستخدم في مخاليط البيئة ،ولكنها ،تستخدم أيضا ً كبيئة مستقلة .ذكر سافاس Savvasوآخرون ( ،)2112في دراسة على الطماطم ،كان أعلى محصول عند زراعة النباتات في الزيواليت ،تالها المعامالت التي تشتمل على الزيوليت في مخلوط البيئة. يعود األداء الجيد للنباتات التي تزرع في الزيواليت إلى قدرة التبادل الكاتيونية الكبيرة ،مما يتيح التخزين االحتياطي من تركيزات األمونيوم والماغنيسيوم الزائد في البيئة الجذرية بكفاءة أكبر .عالوة على ذلك ،كان الزيواليت له قدرة على امتصاص جزء من فائض المغنيسيوم ،مما يؤدي إلى توازن أكبر للعناصر المغذية الكبرى في البيئة الجذرية .من ناحية أخرى ،أثناء النقع األولي للبيئة بالمحلول المغذي ،يتم ادمصاص معظم البوتاسيوم على سطح الزيوليت ،ونتيجة لذلك، ينخفض بشدة تركيز البوتاسيوم في المحلول المنصرف من بيئات تضم الزيواليت. يمثل استخدام الزيوال يت في مخاليط الرمل فرصة محتملة في البلدان التي تكون فيها الرمال وفيرة (العجمي Ajmi وآخرون .)2112 ،ذكرت التقارير أن الزيواليت يحمي النباتات من السمية (مثال من األمونيوم -هاندريتش Handreck وبالك )2119 ،،Blackأو من المعادن الثقيلة ( Kapetaniosو.)1222 ،Loizidou البيوميس (حجر الخفاف)Pumice البيوميس منتج طبيعي ،وهو معدن سيليكات خفيف من أصل بركاني .يتم استخدامه كبيئة للخضر الثمرية (الطماطم والخيار والفلفل) وأزهار الزينة .وهناك اهتمام متزايد في زراعة النباتات في البيوميس ،ألنه يحتاج استثمارات منخفضة نسبيا وقابل لالستخدام بسهولة فينظم الزراعة القائمة .يمكن استخدام البيوميس لسنوات عديدة ،لذلك فهو ينتج مخلفات قليلة نسبيا.
.11بيئـــات النمــــو
762
لوحة رقم 3
المواد المستخدمة كبيئات من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل :الصوف الصخري ،رغوة البولييوريثان ،صخر زيتي الممدد ،المواد البركانية ،حبيبات طين مفتوحة المسام ،طين ممدد ،البيراليت ،بيت أسود وألياف خشب خشنة وألياف خشب ناعمة، الفيرميكوليت ،وبيت خفيف. وباإلضافة إلى ذلك ،يعتبر البيوميس صديقة للبيئة ،ألنه ال توجد عمليات ضارة إلنتاجه (بورجيه .)1229 ،Boertje وينتشر البيوميس في المناطق الغنية بالنشاط البركاني ،مثل جزر األزور البرتغالية ،الجزر اليونانية ،أيسلندا ،اليابان، نيوزيلندا ،روسيا ،صقلية ،تركيا والواليات المتحدة (رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،يحد ارتفاع تكاليف النقل من 3
استخدامه في المناطق التي ليس لديها مكونات محلية .للبيوميس وزن حجمي منخفض يتراوح بين 1.2-1.2جرام/سم
ومساحة كلية للمسام من 29-11في المئة (بورجيه .)1229 ،Boertjeيتميزالبيوميس بدرجة حموضة محايدة؛ ويساهم قليال في تغذية النبات ،ولكنه ال يقلل من توافر العناصر السمادية (هاندريتش Handreckوبالك.)2119 ،،Black
الرمــــــل يوجد العديد من درجات الرمال التي يمكن استخدامها كبيئة أو كمكون من خليط من مختلف البيئات من أجل تحسين خصائص الصرف .كثيراً ما يستخدم الرمل النقي في الصحارى والسهول الساحلية ،ألنه مصدر محلي رخيص وطبيعي. للرمل وزن حجمي يتراوح بين 1.21-1.22جرام/سم 3ومساحة كلية للمسام منخفضة نسبيا تتراوح بين 1.29-1.31 (رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،في ألميريا ،يتم استخدام رمال الشواطئ كغطاء على تربة صناعية :يوضع السماد البلدي في شرائح ،وبعرض حوالي 1متر وعمق 2سم ،بين الرمال و 21سم من التربة الطينية أو الطميية التي توضع فوق التربة األصلية الصخرية ،الرملية الطميية (كاستيال Castillaوآخرون .)1222 ،وفقا للمؤلف ،يقلل استخدام التربة الرملية كغطاء فوق سطح التربة في إنتاج محاصيل البيوت المحمية من فقد الماء عن طريق التبخر ويسمح باستخدام مياه أكثر ملوحة دون تقليل المحصول.
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
672
الطوف (حجر بركاني مسامي)Tuff الطوف هو االسم الشائع لمادة بركانية تستخدم كبيئة لمحاصيل البيوت المحمية بالعديد من البلدان في جميع أنحاء العالم .إنه يحتوي على مساحة سطح كلية من ٪21-21ومساحة سطح عالية .الوزن الحجمي للطوف يتراوح بين 1.9-1.2 جرام/سم .3يمنع التبريد السريع للمواد المنصهرة أثناء فورة البركان من تشكيل المعادن األولية ،وبالتالي ،تحتوي مواد الحمم البركانية على الزجاج البركاني .تتحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للطوف أساسا حسب تركيبته المعدنية ومراحل التجوية ،فضال عن عمليات الطحن والغربلة (رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،تتميز بيئة الطوف بقدرة على التخزين االحتياطي ،فربما تمتص أو تطلق عناصرغذائية ،خصوصا الفوسفور ،خالل فترة النمو (رفيف Raviv وآخرون.)2112 ، حبيبات الطين المتمدد Expanded clay الطين المتمدد هو منتج حبيبي مع بنية خلوية .ويتم إنتاجه بالتسخين الجاف ،للطين الثقيلة إلى °1111م :فيتم تحرير المياه، مما يتسبب في تمديد الطين .يجب أن تحتوي المواد الخام على نسبة منخفضة من األمالح القابلة للذوبان لتجنب االضطرار إلى إضافة مواد ،مثل الجير ،خالل هذه العملية .يعتبر الطين الممدد خفيفا ً مع وزن حجمي منخفض يتراوح بين -1.22 1.23جرام/سم3؛ وهي كيميائيا محايدة ،مع الرقم الهيدروجيني حوالي ( 1.1رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،بينما يستخدم الطين المتمدد أساسا ً للنباتات الداخلية في المكاتب ،كما أنها تستخدم لمختلف المزارع المائية بالبيوت المحمية (سيرفلي Cervelliوفارينا1222 ،Farina؛ شنيتزلر Schnitzlerوآخرون1222 ،؛ دوبريسيفتشDobricevic وآخرون.)2112 ، البيئــات العضـــوية تعتبر المواد العضوية األكثراستخداما ً هي البيت ،والمكمورة ،واللحاء وبقايا الخشب .ومع ذلك ،فتوافر البيئة وحده ليس كافياً :يجب أن تكون البيئة منتج موحد ويعزز النمو (جرودا .)2119 ،Grudaوفيما يلي البيئات العضوية األكثر استخداما. البيـــــت Peat يستخدم البيت على نطاق واسع كبيئة وأحد المكونات في بيئات البساتين ،وتمثل حاليا 21-11في المئة من البيئات المستخدمة سنويا في الصناعة البستانية في أوروبا (جرودا 2112 ،Grudaأ) .تزرع الشتالت غالبا ً في بيئات عضوية أساسها البيت (لوحة رقم ،)2ويستخدم أيضا في البساتين كمادة خام لبيئات النباتات بالحاويات (جرودا .)2119 ،Gruda يستخدم البيت منذ فترة طويلة باعتباره أحد العناصر القياسية بالبيئة ،ومع ذلك ،أظهرت األبحاث في الستينات إمكانية استخدامه مفردا كبيئة لك ٍل من نباتات األصص وإنتاج الخضروزهور القطف (بوستجافي .)1213 ،Puustjarviوتوفر بيئات البيت مزايا عديدة ويسهل محتواها المنخفض من العناصر المغذية ودرجة الحموضة من السيطرة عليها. يتشكل البيت نتيجة لتحلل الطحالب ،والنباتات العشبية األخرى .ويتم تحلل السكريات والسليولوز عند الغمر بالماء في ظروف باردة ،تاركة وراءها جدران الخاليا الملجننة والدبال .تتباين أنواع البيت المختلفة في درجة تحللها (هاندريتش
722
.11بيئـــات النمــــو
Handreckوبالك .)2119 ،،Blackتؤثر األنواع النباتية والمناخ والمياه على جميع خصائص تميز البيت موس (رفيف Ravivوآخرون.)2112 ، اقترح فون بوست )1231(Von Postتصنيفا ألنواع البيت ،حسب درجة التحلل :بيت خفيف ،وبيت غامق والبيت األسود (الجدول رقم .)2وكلما زادت درجة التكوين ،ارتفعت قيمة الرقم الهيدروجيني للبيت .على سبيل المثال ،درجة تكوين بيت الطحالب الطحالب sphagnumمنخفضة جدا ،ودرجة الحموضة من :2-3يمكن استخدامه مباشرة في النباتات المحبة للحموضة؛ بدال من ذلك ،يمكن تعديل درجة الحموضة باستخدام الجير والدولوميت .وتعتبر نفاذية البيت كبيرة مع قدرة ممتازة على االحتفاظ بالماء ،وبالتالي يتم استخدامه جنبا إلى جنب مع بيئات أخرى لزيادة خصائص المخلوط المائية وتقليل وزن المخلوط عند النقل لمسافات طويلة .ومن عيوب البيت المحتملة عدم االستقرار ،والهبوط واالنكماش التي يمكن أن تحدث في زراعة الحاويات (لوحة رقم .)9ومع ذلك ،فيعتبر إيجاد بديل للبيت كبيئة بستانية قضية ملحة على نح ٍو متزايد.
البيئات التي تحل محل البيت أو بدائل البيت أدت زيادة الوعي البيئي لدى المستهلكين ،والخروج المستمر لمواقع مستنقعات البيت موس ،ومشكلة النفايات المنتشرة إلى إجبار صناعة البساتين إلعادة النظر في ممارساتها (جرودا 2119 Gruda؛ جرودا 2112 ،Grudaب) .وتم إدخال
لوحة رقم 4 البيئات القائمة على البيت ،والمستخدمة في صناعة األصص المضغوطة إلنتاج شتالت الخس
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
676
الجدول رقم 2 الخصائص المخت فة ل بيت الخاصية مادة عضوية ( %مادة جافة) رماد ( %مادة جافة) المسامية الكلية ( %حجما) القدرة على االحتفاظ بالماء( %حجما) الوزن الحجمي (جرام/سم)3 سعة تبادلية كتيونية (مليمكافيء111/جرام) النيتروجين الكلي ( %م ج ) نسبة الكربون للنيتروجين رقم الحموضة في الماء أ درجة التحلل
بيت غامق بيت خفيف 99 -22 99 -94 6 -1 6-1 93 - 88 97 - 84 88 - 74 82 - 52 0.20-0.14 0.12 - 0.06 170 - 120 150 - 100 2.5 - 0.5 2.5 - 0.5 75 - 20 80 - 30 5.0 - 3.0 4.0 - 3.0 H6 - H4 H3 - H1
بيت أسود 75 - 55 30 - 23 83 - 55 75 -65 0.40 - 0.32 150 - 80 3.5 - 1.5 35 - 10 7.3 - 5.5 H10 - H7
أتبعا ً لفون بوست 1231 جيانكنتو Gianquintoو بمبيني 2111
العديد من البيئات النباتية في جميع أنحاء العالم كبديل للبيت كبيئة .سيتم التعرض هنا ألهم البيئات ،جنبا إلى جنب مع المواد المحلية المستخدمة أو المقترحة لالستخدام كبيئة ،مثل مكمورة مخلفات الصناعات الغذائية والحيوانية والنباتات المائية (براج ،)1222 ،Braggوقشر األرز (ايفانز Evansوجاشوكيا 2112 Gachukiaو2112؛ روبنز Robbins وإيفانز )2111 ،Evansوقشر الفول السوداني (بلدرباك Bilderbackوآخرون .)1222 ،في اآلونة األخيرة ،تم استخدام الفحم النباتي ،وهو شكل من أشكال الفحم المصنع من مواد عضوية عن طريق الحرق بدون أكسجين (التحلل الحراري) ،في الزراعة ودخل البساتين كبيئة للنمو .تم استخدام مواد مختلفة في اإلنتاج ،بما في ذلك ألياف جوز الهند ،ونشارة الخشب والقطع الخشبية ،وكذلك المصادر الرخيصة المتاحة محليا ،مثل القش والمخلفات العضوية. يؤدي تحويل النفايات العضوية إلى فحم نباتي عن طريق حرق المواد العضوية ينتج بيئة موحدة ،بدرجة استقرار أعلى ،وأقل وزنا حجميا، وذات تهوية وخصائص جيدة لالحتفاظ بالماء .يمكن للفحم النباتي أن
لوحةرقم5 انكماش بيئة البيت في حاوية
يمتص المركبات النباتية السامة ،والتي ليست متاحة بسهولة للكائنات الحية الدقيقة ،ولها ميزة كونها محايدة كربونيا (نيكولز Nicholsوسافيدوف .)2111 ،Savidovوقد أجريت تجارب مختلفة مع أنواع مختلفة من الخضر ،ولكن على حد علم المؤلفين ،لم يستخدم الفحم النباتي تجاريا في البيوت المحمية بدون تربة بمنطقة البحر األبيض المتوسط حتى اآلن. وفيما يلي وصف لبدائل البيت المستخدمة كبيئات نمو في صناعة البساتين.
.11بيئـــات النمــــو
722
يعتبر غسيل النتروجين أعلى قليالً في جوز الهند عن البيت عند مقارنة حجم حبيبات مماثلة .من جهة أخرى ،يشير تطور واستقرارثاني أكسيد الكربون إلى أن ألياف جوز الهند أقل استقرارا من البيت االيرلندي (براساد 1221 ،Prasadأ) وإجمالي القدرة على االحتفاظ بالماء في ألياف جوز الهند أقل من البيت (نوجورNoguerوآخرون .)2111،قد يرتفع أحيانا ً مستوى مجموعاألمالح الذائبة ،الصوديوم والكلوريد في ألياف جوز الهند :درس نوجور Noguerوآخرون()2111 13نوع من مخلفات جوز الهند المنتجة تجاريا في ستة بلدان في أفريقيا وأمريكا وآسيا ،فوجدوا أن الملوحة تراوحت ما بين1.2و 2.1ديسيسيمنزللمتر .ويجب غسيل ألياف جوز الهند أثناء اإلنتاج لكي يكون ذو نوعية جيدة كبيئة للزراعة بدون تربة. يتراوح رقم الحموضة لجوز الهند بين 2.2-9.9؛ وهو يحتوي على كميات كبيرة من الفوسفور ( 21-2جزء في المليون) والبوتاسيوم ( 211-111جزء في المليون) (روبنز Robbinsوإيفانز .)2111 ،Evansوالميزة الرئيسية لجوز الهند هي مرونته العالية نسبيا ،وأنه يمكن ضغطه في ما يسمى قوالب جوز الهند (سلفادور Salvadorوآخرون )2119 ،التي تسهل النقل من بلد المنشأ .وبما أن ألياف جوز الهند تحتوي على لجنين أكثر من سليلوز أقل من البيت ،فهو أكثر مقاومة لالنهيار الميكروبي ،وقد ينكمش أقل ،بل هو أيضا أسهل إلي إعادة الترطيب بعد التجفيف من البيت موس (روبنز ،Robbins وإيفانز .)2111 ،Evans ال حـــــــــاء Bark اللحاء هو منتج ثانوي لصناعة األخشاب والورق .وعادة ما يتم تقشيره من األشجار ،ثم يطحن ويغربل إلى أحجام مختلفة. وبما أن اللحاء يمكن إنتاجه في أحجام حبيبات مختلفة ،فمن الممكن تركيب مخاليط مختلفة ذات خصائص فيزيائية مختلفة. عالوة على ذلك ،ووفقا لبراساد Prasadوشوالن ،)2112( Chualáinيمكن تعديل القدرة على االحتفاظ بالماء والهواء في اللحاء بتغيير نسبة المواد الدقيقة (أقل من 2-1ملم) .يوصف اللحاء بالطازج ،أو المعمر أو المكمور (روبنز Robbinsوإيفانز .)2111 ،Evansيستخدم اللحاء المعمر أو المكمور لزراعة النباتات (لوحة رقم .)2ينصح باستخدام اللحاء للتخلص من السموم النباتية .يمكن إضافة النيتروجين خالل عملية الكمر للتغلب على عدم حركة النيتروجين (سولبرا .)1212 ،Solbraa يعتبر اللحاء مادة خفيفة الوزن ذات وزن حجمي من 1.3-1.1جرام/سم( 3رفيف Ravivوآخرون .)2112 ،توفر بيئات اللحاء المعتمدة على الصنوبر تهوية جيدة جدا وكمية معتدلة من الماء الميسر؛ ولكنها تتسم بانخفاض قدرة التخزين االحتياطي للمياه وتتطلب ريا ً متكررا ً .وبالتالي ،اقترح أوين Owenوآخرون ( )2112تعديل بيئات اللحاء بإضافة متجمعات معدنية لبيئة اللحاء تبعا ً للدراسات التي أظهرت انخفاض االحتياجات المائية وزيادة توصيل الثغور النباتية ونواتج التمثيل الكربونية عندما تزرع النباتات في مثل هذه البيئات مقارنة بلحاء الصنوبر مفردا ً .تحتوي بعض أنواع اللحاء الطازجة على مواد سامة ،بما في ذلك مستويات عالية من التربينات األحادية والفينوالت ،والتي قد تكون ضارة بالنبات .والعوامل التي تؤثر على السمية النباتية هي أنواع األشجار ،العمر ،وقت الحصاد ،ونوع التربة والمنطقة الجغرافية (رفيف ،Ravivوآخرون .)2112 ،يمكن أن يكون ارتفاع المنجنيز أيضاً ،وخصوصا في انخفاض الرقم
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
672
الهيدروجيني ،مصدرا للتسمم النباتي المحتمل (ماهر Maherوطومسون .)1221 ، Thomsonوكما ذكر سابقا ،يعتبر الكمر أوزيادة العمر تدابير جيدة ضد السمية النباتية. ومن الخواص اإليجابية لبيئة اللحاء هو انخفاض التكلفته نسبيا .قام شو Shawوآخرون( )2111بإجراء تحليل حساسية باستخدام خمس سنوات من بيانات السوق على قاوون "جاليا" إلظهار الخسائر واألرباح المحتملة باستخدام أكياس أو أصص مليئة إما بالبيراليت أو لحاء الصنوبر .وأظهر التحليل االقتصادي أن تكلفة لحاء الصنوبر تعادل ثُمن تكلفة البيراليت تقريبا ً ،والذي يمكن إعادة استخدامه لعدة عروات متتالية ،مما يؤدى إلى خفض تكاليف اإلنتاج وزيادة األرباح. ومع ذلك ،يمكن أن يصبح توريد اللحاء محدودا ً نظرا لتغير صناعة األخشاب ،وحقيقة أنها مصدر فعال للطاقة (أوين Owenوآخرون.)2112 ، نشارة الخشب يعتبر الوزن الحجمي لبيئة نشارة الخشب أقل قليال من البيت موس؛ ولها شد رطوبي مماثل للحاء الصنوبر ولكن مساحة الهواء أكبر بعد الصرف (بلدرباك .)1222 ،Bilderbackيتقيد نمو النبات في بيئة نشارة الخشب غير المكمورة مثل ما يحدث مع لحاء الخشب الصلب .ومع ذلك ،فإن نسبة الكربون إلى النيتروجين أعلى بكثيرفي نشارة الخشب منا للحاء، ويجب إضافة النيتروجين الذي يقدر بـ3-2في المئة وزنا ً نيتروجين إلى مكمورة نشارة الخشب .من ناحية أخرى ،تتحلل نشارة الخشب الصلب أسرع من نشارة الخشب اللين ويتطلب حوالي 1في المئة نيتروجين أكثر وزنا الستكمال التحلل (رال .)1229 ،Worrallعالوة على ذلك ،تحتاج نشارة الخشب القديم نيتروجين أقل من نشارة الخشب الطازجة. ذكرهاندريتش Handreckوبالك )2119( Blackأن نشارة الخشب األبيض تحللت بسرعة في األصص ،مع فقدان في الحجم وصل إلى 91في المائة في سنة واحدة ،مما تسبب في الهبوط وأحيانا خسارة كبيرة من مسامية الهواء .تحتاج الميكروبات المسببة لهذاالتحلل إلى كمية كبيرة من النيتروجين الذائب ،مما يستلزم إضافة كميات كبيرة من األسمدة النيتروجينية (هاندريتش Handreckوبالك .)2119،Blackوجد ستارك Starckوآخرون( )1221أن أقل محتوى من النيتروجين الكلي والقابل للذوبان في أوراق نباتات القرنفل المنزرعة في نشارة الخشب بالمقارنة مع البيت أوخليط من البيت موس ونشارة الخشب .أدت الجرعات األعلى من النيتروجين من قطراألزهارفي النباتات التي زرعت في نشارة الخشب وفي خليط من 29في المائة البيت و 19في المائة نشارة الخشب .وباإلضافة إلى ذلك ،وباستخدام نشارة الخشب
لوحة رقم 6
استخدام لحاء الصنوبر المعمر كبيئة حاويات لزراعة الفلفل الرومي
.11بيئـــات النمــــو
725
الصلب كبيئة للنمو ،فقد وجد أن السموم النباتية الموجودة بالخشب تؤثرسلبا على نمو النبات (ماسMaasوآدمسون .)1222 ،Adamson
بيئات الرقائق الخشبية و ألياف الخشب رقائق الخشب هي مواد متاحة بالفعل من صناعة الخشب والورق .يمكن تقطيع رقائق خشب الصنوبر أو غيره من األخشاب غير المعالجة مع بعض اللحاء الناتج عن صناعة األخشاب وتمزيقها تحت ضغط االحتكاك لتكوين بيئة ألياف الخشب .تشبه مساحة المسام الكلية لبيئات ألياف الخشب ما هي عليه في بيئة البيتوهي أكثر من 21في المئة ،في حين أن الوزن الحجمي عموما ،1.91- 1.123اعتمادا على حجم الحبيبات وانضغاط البيئة.يؤدي تناقص حجم الحبيبات إلى زيادة في الوزن الحجمي (جرودا Grudaوشنيتزلر 2112،Schnitzlerأ) .تتميزبيئات ألياف الخشب بانخفاض الشد الرطوبي، وقلة الماء الميسر وقدرة تخزين الماء االحتياطي مقارنة بالبيئات القائمة على البيت ،ومحتواها الهوائي جيد والتوصيل الهيدروليكي المشبع مرتفع (جرودا Grudaوشنيتزلر 2112،Schnitzlerأ؛ جرودا .)2119 ،Grudaولذلك ،من المهم جدا أن يكون الري متكررا ً عندما تستخدم ألياف الخشب كبيئة؛ حيث يتطلب نمو النبات األمثل مستويات مرتفعة من الرطوبة .أوصى جرودا Grudaوشنيتزلر )2111(،Schnitzlerأن تضبط نقاط الري عند 31-هكتوباسكال للنمو األمثل لألوراق والجذور مورفولوجيا ً لنبات الطماطم المنزرع بنظام االنحسار/والفيض؛ ويجب أن يكون الري أكثر تواتراً عن بيئات تستند إلى البيت .ترتفع نسبة الكربون إلى النيتروجين في رقائق الخشب وألياف الخشب جدا ،كما هو الحال في نشارة الخشب ،مما يتطلب إضافة كميات كافية من النيتروجين والمكمورة لتجنب اآلثار السلبية على نمو النبات .ففي بيئات الخشب الليفية جدا ً والفضفاضة نسبيا ،يؤدي هذا إلى تشجيع نشاط الكائنات الدقيقة جدا ً .تحتاج الكائنات الحية الدقيقة النيتروجين المعدني لتركيب مكوناتها البروتينية .يعتبر النيتروجين غير المتحرك غير متاح للنبات .يمكن أن يسبب عدم تحرك النيتروجين في بيئات الخشب مشاكل كبيرة لتغذية النبات المنزرع ،وبالتالي تصبح واحدة من أهم العوامل التي ممكن أن تؤدي إلى خسائرفي المحصول (جرودا Grudaوشنيتزلر 1221،Schnitzlerوb1222؛جرودا Grudaوآخرون.)2111 ، ومع ذلك ،يمكن استخدام ألياف الخشب المشربة بالنيتروجين الذي ينتج خصيصا ً في الوقت الحاضر للحد من نقص النيتروجين المتوقع خالل فترة النمو .درس جرودا Grudaوآخرون ( )2111آلية عدم تحرك النيتروجين للبيت األبيض وبيئات ألياف الخشب باستخدام وبدون استخدام إضافة مخصبات .تم اختبارثالثة مستويات من األسمدة النيتروجينية .تم احتساب عدم تحرك النيتروجين على أساس ميزان النيتروجين بما في ذلك النيتروجين الذي امتصه النبات والنيتروجين المعدني المتبقي في البيئة .تم الكشف عن وجود عدم تحرك صافي للنيتروجين في بيئات ألياف الخشب غير المخصبة. انخفض النيتروجين غير المتحرك في بيئة البيت األبيض وبيئة ألياف الخشب من شركة توريزا ،مع اختالف بسيط في القيم .كان محتوى النيتروجين غير المتحرك في أصص بنباتات أوبدون نباتات حوالي 111ملجم/لتر للثالث مستويات نيتروجين .ولذلك ،يوصي المؤلفون ،باستخدام بيئات ألياف الخشب المخصبة بالنيتروجين .ومع ذلك ،هناك صعوبة في التوصيات العامة حوالألسمدةاإلضافية،نظرا الختالف محتوى العناصر المغذية المعدنيةجداللبيئاتالمختلفة.
الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية :مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط
672
تؤثر المنافسة العالمية في صناعة المنتجات الخشبية أيضا على أسعارالبيئات الخشبية؛ في السنوات األخيرة، زادت أزمة الطاقة من صعوبة الوضع حيث يستخدم الخشب كمادة وقود متجددة .في حين أن استخدام الخشب كمصدر للطاقة ليس ظاهرة جديدة ،إال أن أثر استخدامه كمصدر للطاقة الحيوية قد زاد بشكل ملحوظ في السنوات األخيرة. المكمورة Compost يستخدم مصطلح المكمورة لوصف جميع المواد العضوية التي تمر بفترة حرارية طويلة من التحلل الهوائي. يمكن أن تختلف المكمورة حسب المادة الخام المستخدمة وطبيعة العملية بدقة (رفيف Ravivوآخرون .)2112،هناك مجموعة واسعة من المخلفات العضوية يمكن تحويلها إلى مكمورة لالستخدام كبيئة للنمو مثل المخلفات البلدية الصلبة، وحمأة مياه الصرف الصحي وزرق الدواجن ،ومخلفات الدجاج وغيرها من المخلفات الحيوانية ،وكذا القش ،ومخلفات حلج القطن ،ومخلفات تجهيز وصناعة األغذية .تشتمل المخلفات األخيرة على تفل التفاح (تشونغ،)1222 ، Chong وكيزان الذرة (كيانيراد Kianiradوآخرون ،)2112 ،ومخلفات حلج القطن (كرور Krewerوآخرون ،)2112 ،تفل العنب (ريس Reisوآخرون ،)2113 ،سيقان العنب (تيتاني Tattiniوآخرون ،)1222 ،وكسب الزيتون (بيجز Pages وآخرون ،)1229 ،مخلفات عصير الزيتون (بابافوشيو Papafotiouوآخرون 2112 ،و ،)2119ومصاصة قصب السكر أو تفل القصب (سينترا Cintraوآخرون )2112 ،ومخلفات الخضر ( Valliniوآخرون.)1222 ، أوصى براساد Prasadوماهر )2111(Maherباستخدام مواد مكمورة مثل المخلفات الخضراء والمخلفات العضوية كمكون في البيئة (بنسبة تصل إلى 91في المائة) ولكن ليس كبيئات مستقلة .تتمثل قيود استخدام سماد المخلفات الخضراء في :ارتفاع نسبة الملوحة ،وارتفاع نسبة البوتاسيوم والنيتروجين واألمونيوم ،ودرجة انكماش عالية (هاندريتش Handreckوبالك .)2119،Blackقد تكون مسببات األمراض النباتية والحشائش أيضا مشاكل محتملة إذا كانت درجات الحرارة وفترات الكمرغير كافية أوعدم إجراءعملية الكمربشكل صحيح (جرودا Grudaوآخرون .)2112،ومع ذلك، يمكن الحد من المسببات المرضية عموما من خالل عملية الكمر الجيد.يوفر استخدام المكمورة بدائل الستدامة البساتين. تتباين الخصائص الفيزيائية والكيميائية الحيوية للمكمورة المستخدمة كبيئة تباينا ً كبيراً، اعتمادا على المواد المستخدمة ،وطريقة االستخدام ودرجة النضج .ومن أكبر التأثيرات المفيدة إلدراج المكمورة في البيئة هو المساهمة السمادية .يمكن للمكمورة غيرالناضجة أن تحد من إتاحة كمية كبيرة من النيتروجين ،ولكن إذا استقرت ،تعمل المكمورة ،إلى حد كبير ،كسماد بطيئ االنفراج (رفيف Ravivوآخرون.)2112،
722
.11بيئـــات النمــــو
إعـــادة اســـتخدام بيئــات النمــو ال يتم تجديد البيئة كل عام في المحاصيل المنزرعة بدون تربة ،ولكن يعاد استخدامها في دورات نمو متعاقبة .تترك الجذور في البيئة في كل مرة يتم إعادة الزراعة في نظام بدون تربة ،وقد تتحلل المواد العضوية جزئيا ،فتزيد قدرتها على االحتفاظ بالماء ،وفي بعض الحاالت السعة التبادلية الكاتيونية. تتمثل العواقب المحتملة إلعادة استخدام البيئة في:االختالف في البناء والتركيب ،وتباين المسام المليئة بالهواء ونسبة القدرة علي االحتفاظ بالماء ،والتلوث باألمراض التي تنتقل عن طريق التربة. يميل االتجاه الدولي لتطويرالبيئات نحو استخدام الموارد الطبيعية والمواد الخام المتجددة .فتشارك حتى شركات إنتاج البيت في بحوث بدائل البيت واالستثمار في التكنولوجيا الجديدة المبتكرة على المدى المتوسط والطويل ،وسيكون هذا االستثمارلمستقبلهم (جرودا 2112 ،Grudaأ). سيتم تثمين تطوير البيئات في المستقبل ،وضمان جودة المنتج النهائي ،ومدى الصالحية لزراعة النباتات مع احترام الجوانب البيئية واالستدامة في نفس الوقت (جرودا .)2119 ،Gruda
\ توصيات الممارسات الزراعية الجيدة • يعني وجود مجموعة كبيرة من البيئات أنه من الصعب الوقوف على االختيار الصحيح .تتطلب إدارة المحلول المغذي والتسميد المالئم معلومات بشأن الخصائص الكيميائية والفيزيائية الخاصة بهم ،وحتى داخل نفس البيئة ،يمكن أن تحدث اختالفات هامة: تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية البيئة و ،إذا لزم األمر ،إجراء تعديالت عليها لتلبية متطلبات النبات.• يؤثر شكل وحجم الحاويةعلى قدرة االحتفاظ بالماء: -
وضع الحاوية في االعتبار عند اختيارالبيئة.
• يعتمد اختيارالبيئةعلى قدرة المزارع على تداول البيئة بالخصائص التي يمكن أن تختلف اختالفا كبيراعن التربة الزراعية: اكتساب المعلومات والدراية الالزمة.• تبني استراتيجية ري تالئم الخصائص الفيزيائية للبيئة. • مدى المالءمة الزراعية واالقتصادية لبيئة معينة ليس هو االعتبارالوحيد .يجب أن يؤخذ في االعتبار التأثيرالمباشر على البيئة (أي التخلص من البيئة) وغير المباشر(احتياجات الغسيل) من أجل تحسين الكفاءة -بالمعنى الشامل-لنظم الزراعة بدون تربة المستخدمة .لم تعد تقيم شركات البيئات ومنتجي الخضرفقط وفقا لنجاحها المالي: وضع االستدامة وحماية البيئة في االعتبار. -اعتماد التقنيات الخضراء.
672
مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط:الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية
قائمة المراجع Al-Ajmi, A., Al-Karaki, G. & Othman, Y. 2009.Effect of different substrates on fruit yield and quality of cherry tomato grown in a closed soilless system.Acta Hort., 807: 491–494 Allaire, S.E., Caron, J., Duchesne, I., Parent, L.E. & Rioux, J.A. 1996. Air-filled porosity, gas relative diffusivity and tortuosity: indices of Prunus × cistena sp. growth in peat substrates. J. Am. Soc. Hort. Sci., 121(2): 236–242. Corrigenda: J. Am.Soc. Hort. Sci., 121(3): 592. Bilderback, T.E. 1982. Container soils and soilless media. In: Nursery crops productionmanual. North Carolina State University, Raleigh, NC. Bilderback, T.E., Fonteno , W.C. & Johnson, D.R. 1982. Physical properties of media composed of peanut hulls, pine bark, and peatmoss and their effects on azalea growth. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 107: 522–525. Boertje, G.A. 1995. Chemical and physical characteristics of pumice as a growing medium.Acta Hort., 401: 85–88. Bragg, N.C. 1998. The commercial development of a sustainable peat alternative substrate from locally derived industrial by-products. Acta Hort., 469: 61–67. Bunt, A.C. 1976.Modern potting composts. George Allen Unwin Ltd. Caron, J. & Nkongolo, N.V. 2004.Assessing gas diffusion coefficients in growing media from in situ water flow and storage measurements.Vadose Zone Journal, 3: 300–311. Castilla, N., Gimenez, C. & Fereres, E. 1986. Tomato root development on sandmulch, plastic greenhouse in Almería, Spain. Acta Hort. (Netherlands), 191: 113–121. Chong, C. 1992. Apple pomace as an amendment in container growing media.HortSci., 27: 1138. Cervelli, C. & Farina, E. 1994.Effect of different substrates on growth of ornamentals in hydroculture.Acta Hort., 361: 456–463. Cintra, A.A.D., Revoredo, M.D., Melo, W.J. & Braz, L.T. 2004. Non-nutrient heavy metals in tomato plants cultivated in soil amended with biosolid and sugarcane begasse compost. Acta Hort., 638: 259–265. De Boodt, M. &
722
بيئـــات النمــــو.11
Verdonck،, O. 1972. The physical properties of the substrates in horticulture. Acta Hort., 26: 37–44. De Boodt, M., Verdonck،, O. & Cappaert, I. 1974.Method for measuring the water release curve of organic substrates.Acta Hort., 37: 2054–2062. Dobricevic, N., Voca, S., Borošic, J. & Novak, B. 2008.Effects of substrate on tomato quality.Acta Hort., 779: 485–490. Dorado, J., Claasen, F.W., Lenon, G., Van Beek, A.T., Winjnberg, J.B.P.A. & SierraAlvarez, R. 2000. Degradation and detoxification of softwood extractives by sapstain fungi.Biores. Technol., 71: 3–20. Evans, M.R. & Gachukia, M. 2008. Secondary macro- and microelements insphagnum peat-based substrates amended with parboiled fresh rice hulls or perlite. Hort. Tech., 18(4): 650–655. Evans, M.R. & Gachukia, M. 2004. Fresh parboiled rice hulls serve as an alternative to perlite in greenhouse crop substrates. Hort Sci., 39: 232–235. Fisher, P. 1985. Aspetti e problemi dei substrati a base di torba.Colture Protette, 4: 36–40. Fonteno , W.C. 1996. Growing media: types and physical/chemical properties. In: Reed, D.Wm. (ed.) A grower’s guide to water, media, and nutrition for greenhousecrops, p. 93– 122. Ball Publishing, Batavia, IL. Fonteno , W.C., Casel, D.K. & Larson, R.A. 1981. Physical properties of three container media and their effect on poinsettia growth.J. Am. Soc. Hort. Sci., 106(6): 736–741. Gianquinto, G. & Pimpini, F. 2001.Substrati. In: Principi tecnico-agronomici dellafertirrigazione e del fuori suolo, p. 35–68. Giuffrida, F., Leonardi, C., Argento, S. & Lipari, V. 2001.Esperienze sul reimpiego di substrati di coltivazione.Italus Hortus, 8(6): 60–64. Grillas،, S., Lucas, M., Bardopoulous, E. & Sarafopoulos, S. 2001. Perlite based soilless culture system: current commercial applications and prospects. Acta Hort., 548: 105–113.
622
مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط:الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية
Gruda, N. 2012a.Current and future perspectives of growing media in Europe.ActaHort., 960: 37–43. Gruda, N. 2012b.Sustainable peat alternative growing media.Acta Hort., 927: 973–979. Gruda, N. 2009. Do soilless culture systems have an influence on product quality of vegetables? J. Appl. Bot. & Food Qual., 82: 141–147. Gruda, N. 2005. Growth and quality of vegetables in peat substitute growing media. Habilitationsschrift (post-doc thesis).Humboldt University of Berlin, Germany. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 2006. Wood fiber substrates as a peat alternative for vegetable production. Eur. J. Wood Prod., 64: 347–350. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 2004a.Suitability of wood fiber substrates for production of vegetable transplants. I. Physical properties of wood fiber substrates. Sci. Horticul., 100(1–4): 309–322. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 2004b.Suitability of wood fiber substrates for production of vegetable transplants. II. The effect of wood fiber substrates and their volume weights on the growth of tomato transplants. Sci. Horticul., 100(1–4): 333–340. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 2000.Einfluss der Wasserversorgung auf biomorphologische und pflanzenphysiologische Merkmale von Tomatenjungpflanzen in Holzfasersubstrat.J. Appl. Bot., 74(5–6): 233–239. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 1999a. Determination of volume weight and water content of wood fiber substrates with different methods. Agribio. Res., 53(2): 163–170. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 1999b. Influence of wood fiber substrates and application rates on the growth of tomato transplants. Adv. Hort. Sci., 13(1): 20–24. Gruda, N. & Schnitzler, W.H. 1997.The influence of organic substrates on growth and physiological parameters of vegetable seedlings.Acta Hort., 450: 487–494. Gruda, N., Rau, B. & Wright, R.D. 2009.Laboratory bioassay and greenhouse evaluation of a pine tree substrate used as a container substrate.Europ. J. Hort. Sci., 74(1): 73–78. Gruda, N., Prasad, M. & Maher, M.J. 2006.Soilless Culture.In: R. Lal (ed.) Encyclopedia of soil sciences. Taylor & Francis, Boca Raton, FL, USA.
782 Gruda,
بيئـــات النمــــو.11
N.,
Tucher,
Holzfasersubstraten
S.V.
&
bei
Schnitzler, der
W.H.
Anzucht
2000.N-Immobilisierung von
in
Tomatenjungpflanzen
(Lycopersiconlycopersicum (L.)Karst.ex Farw.). J. Appl. Bot., 74(1–2): 32–37. Handreck, K. 1992. Rapid assessment of the rate of nitrogen immobilisation in organic components of potting media. I. Method development. Commun. Soil Sci. PlantAnal., 23(3/4): 201–215. Handreck, K.A. & Black, N.D. 2005.Growing media for ornamental plants and turf.A UNSW Press Book. Kapetanios, E.G. & Loizidou, M. 1992.Heavy metal removal by zeolite in tomato cultivation using compost.Acta Hort., 302: 63–74. Jackson, B.E., Wright, R.D. & Gruda, N. 2009. Container medium pH in a pine tree substrate amended with peat moss and dolomitic limestone affects plant growth. Hort Sci., 44: 1983–1987. Karlovich, P.T. &Fonteno , W.C. 1986. Effect of soil moisture tension and soil water content on the growth of chrysanthemum in 3 container media.J. Am. Soc. Hort.Sci., 111(2): 191–195. Kianirad, M., Muazardalan, M., Savaghebi, G., Farahbakhsh, M. & Mirdamadi, S.2009. Effects of temperature treatment on corn cob composting and reducing of composting time: a comparative study. Waste Management & Research. Krewer, G., Ruter, J., NeSmith, S., Clark, J., Otts, T., Scarborough, S. & Mullinix,B. 2002.Performance of low cost organic materials as blueberry substrates and soil amendments.Acta Hort., 574: 273–279. Lemaire, F., Dartigues, A. & Riviere, L.M. 1989.Physical and chemical characteristics of a lignocellulosic material.Acta Hort., 238: 9–22. Linares, A., Caba, J.M., Llegero, F., De la Rubia, T. & Martinez, M. 2003.Detoxification of semisolid olive-mill wastes and pine-chip mixtures using Phanerochaete flavidoalba.Chemosphere, 51: 887–891.
مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط:الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية
626
Maher,
M.J.
&
Thomson,
D.
1991.
Growth
and
Mn
content
of
tomato
(Lycopersiconesculentum) seedlings grown in Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) barksubstrate. Sci. Hort., 48: 223–231. Maas, E.F. & Adamson, R.M. 1982.Artificial media in horticulture – their formulationand fertilization.Agriculture Canada.Publication 1726/E. Martinez, F.X., Bures, S., Blanca, F., Yuste, M.P. & Valero, J. 1991.Experimental and theoretical air/water ratios of different substrate mixtures at container capacity.Acta. Hort., 294: 241–248. Michiels, P., Hartmann, R. & Coussens, C. 1993.Physical properties of peat in an ebb/flood irrigation system.Acta Hort., 342: 205–219. Milks, R.R., Fonteno , W.C. & Larson, R.A. 1989. Hydrology of horticultural substrates. II. Predicting physical properties of media in containers. J. Am. Soc.Hort. Sci., 114(1): 53– 56. Morel, P. & Guillemain, G. 2004.Assessment of the possible phytotoxicity of a substrate using an easy and representative biotest.Acta Hort., 644: 417–423. Nichols, M.A. & Savidov, N.A. 2010.Biochar – A new hydroponic growing medium.Biochar Workshop – Opportunities for New Zealand Stakeholders, Palmerston North, New Zealand, 11–12 Feb. Noguera, P., Abad, M., Noguera, V., Puchades, R. & Maquieira, A. 2000.Coconut coir waste, a new and viable ecologically-friendly peat substitute.Acta Hort., 517: 279–286. Olympios, C.M. 1999. Overview of soilless culture: advantages, constraints and perspectives for its use in Mediterranean countries. Cahier option Mediterranean’s, 31: 307–324. Ortega, M.C., Moreno, M.T., Ordovas, J. & Aguado, M.T. 1996.Behavior of different horticultural species in phytotoxicity bioassays of bark substrates.Sci.Hort., 66: 125–132. Owen Jr, J.S., Warren, S.L., Bilderback, T.E., Cassel, D.K. & Albano, J.P. 2008.Physical properties of pine bark substrate amended with industrial mineral aggregate. Acta Hort., 779: 131–138. Pages, M., Estaun, V. & Calvet, C. 1985.Physical and chemical properties of olive marc compost.Acta Hort., 172: 271–276.
782
بيئـــات النمــــو.11
Papafotiou, M., Kargas, G. & Lytra, I. 2005. Olive-mill waste compost as a growth medium component for foliage potted plants. Hort Sci., 40: 1746–1750. Papafotiou, M., Phsyalou, M., Kargas, G., Chatzipavlidis, I. & Chronopoulos, J.2004. Olive-mill wastes compost as growing medium component for the production of poinsettia. Scientia Hort., 102: 167–175. Penningsfeld, F. 1992. Toresa, a new substrate for soilless culture. ISOSC Proceedings, p. 335–345. Eighth Intl Congress on Soilless Culture.Hunter’s Rest South Africa 1992. Perelli, M. & Pimpini, F. 2004.Il nuovo manuale di concimazione (2nd ed.). Arvan, Mira. 458 pp. Prasad, M. 1997a. Physical, chemical and biological properties of coir dust. Acta Hort., 450: 21–30. Prasad, M. 1997b. Nitrogen fixation of various material from a number of European countries by three nitrogen fixation tests. Acta Hort. 450: 353–362. Prasad, M. & Ní Chualáin, D. 2004. Relationship between particle size and air space of growing media.Acta Hort., 648: 161–166. Prasad, M. & Maher, M.J. 2001.The use of composted green waste as a growing medium component.Acta Hort., 549: 107–112. Puustjarvi, V. 1973.Peat and its use in horticulture.Turveteollisuusliitto ry., Publication 3. RAL.1999. Substratausgangsstoffe – Gütesicherung RAL-GZ 254. Beuth-Verlag Berlin, 20. Reis, M., Inácio, H., Rosa, A., Caço, J. & Monteiro, A. 2003.Grape marc and pinemarc composts in soilless culture.Acta Hort., 608: 29–36. Raviv, M., Wallach, R., Silber, A. & Bar-Tal, A. 2002.Substrates and their analysis.InD. Savvas & H. Passam, eds. Hydroponic production of vegetables and ornamentals, p. 25– 102. Embrio publications, Athens.463 pp. Robbins, J.A. & Evans, M.R. 2010.Growing media for container production in a greenhouse
or
nursery.
Part
I
(Components
and
Mixes).
Greenhouse
NurserySeries.University of Arkansas.Available at http://www.uaex.edu.
and
مبادئ لمناطق مناخ البحر األبيض المتوسط:الممارسات الزراعية الجيدة لمحاصيل الخضربالبيوت المحمية
622
Salvador, E.D., Haugen, L.E. & Gislerød, H.R. 2005. Compressed coir as substrate inornamental plants growing – Part I: Physical properties. Acta Hort., 683: 215–222. Savvas, D., Samantouros, K., Paralemos, D., Vlachakos, G., Stamnatakis, M. &Vassilatos, C. 2004. Yield and nutrient status in the root environment of tomatoes(Lycopersicon
esculentum)
grown
on
chemically
active
and
inactive
inorganicsubstrates. Acta Hort., 644: 377–383. Schnitzler, W.H. & Gruda, N. 2002.Hydroponics and product quality.In D. Savvas& H.C. Passam, eds. Hydroponic production of vegetables and ornamentals, p.373–411. Embrio Publications, Athens.463 pp. Schnitzler,
W.H.,
Michalsky,
F.
&
Gruda,
N.
1994.Gurken
in
Granulatsubstraten.Deutscher Gartenbau, 35: 2026–2029. Shaw, N.J., Cantliffe, D.J., Rodriguez, J.C. & Karchi, Z. 2007. Alternative useof pine bark media for hydroponic production of ‘Galia’ muskmelon results inprofitable returns. Acta Hort., 731: 259–266. Smith, D.L. 1987. Rockwool in horticulture.Grower Books. London, UK.Solbraa, K. 1979. Composting of bark: potential growth reducing compounds and elements in bark, p. 448– 508.Report of the Norwegian Forest Research Institute,As, Norway. Starck, J.R., Lukaszuk, K. & Maciejewski, M. 1991.Effect of fertiliser nitrogen andpotassium upon yield and quality of carnations grown in peat and sawdust.Acta Hort., 294: 289–296. Tattini, M., Traversi, M.L., Barberis, R., Nappi, P. & Kociolek, P. 1992. Wastematerials as potting media for olive growth.Acta Hort., 302: 249–256. Vallini, G., Pera, A., Nizzi, E., Tortorella, L. & Ciurli, A. 1992. Vegetable residues from garden/produce markets as recyclable biomass for high-quality compost production. Acta Hort., 302: 363–368. Verdonck،, O. & Demeyer, P. 2004. The influence of the particle sizes on the physicalproperties of growing media. Acta Hort., 644: 99–101. Von Post, L. 1937. The geographical survey of Irish bogs. Irish Nat. J., 6: 210–227.
785
بيئـــات النمــــو.11
Wallach, R. 2008. Physical characteristics of soilless media.In: M. Raviv & J.H. Lieth(eds) Soilless culture - Theory and practice, p. 41–116. Elsevier, Oxford. 608 pp. Worrall, R.J. 1985. Composting wood wastes for potting mixes. Aust. Hort., 83: 34–37.