استفاده از منسوجات در کشاورزی
در این مقاله به استفاده از فناوری های نساجی در صنعت کشاورزی و کشت بر پایه آگروتکستایل که در آن گیاهان بر روی بستر کشت پارچه ای رشد می کنند، پرداخته شده است. برای تقویت ریشه گیاهان و رشد آن ها در بستر پارچه ای از هیدروژل که یک ماده شیمیایی فوق جاذب است، استفاده می شود.
این روزها کاهش مواد شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی و به حداکثر رساندن محصول در کمترین مساحت ممکن از زمین از موضوعات مهم این عرصه به شمار می روند.
در این مقاله به استفاده از فناوری های نساجی در صنعت کشاورزی و کشت بر پایه آگروتکستایل که در آن گیاهان بر روی بستر کشت پارچه ای رشد می کنند، پرداخته شده است. برای تقویت ریشه گیاهان و رشد آن ها در بستر پارچه ای از هیدروژل که یک ماده شیمیایی فوق جاذب است، استفاده می شود. برای تامین مواد مغذی مورد نیاز(میکرو و ماکرو یا کم مصرف و پرمصرف) نیز کودهای ارگانیک به کار گرفته می شود.
سه بستر کشت مختلف با استفاده از ساختارهای نساجی متفاوت (تاری پودی، کشباف و بی بافت) آماده سازی و بذر جوانه گندم بر روی آن ها کاشته شده است. مشاهده شده که گیاهان بدون آن که نیازی به خاک داشته باشند بر روی هر سه نوع بستر رشد می کنند.
این روش موفقیت محیط های پارچه ای فوق را برای رشد گیاهان بدون نیاز به خاک نشان می دهد و همچنین ثابت می کند که رویکردهای زیست سازگار با مصرف بهینه آب و مواد شیمیایی در کنار کشاورزی عمودی باعث چند برابر شدن میزان محصول می شود.
در این تحقیق از سه نوع ساختار پارچه ای برای تولید بستر کشت بدون خاک استفاده شده است: پارچه تاری پودی تهیه شده از نخ کنف با EPI و PPI 6 و نمره نخ 28 پوند/اسپیندل و بافت ساده، پارچه کشباف تهیه شده از مواد اولیه مصنوعی(نایلون) با ساختار سه بعدی حلقوی تاری و پارچه بی بافت تهیه شده از الیاف پنبه جاذب مشابه آن چه در پوشک بچه به کار رفته است.
هیدروژل در بستر کشت به عنوان لایه ای برای جذب آب و مواد شیمیایی مورد نیاز عمل می کند که هیدروژل مورد نیاز نیز از پوشک بچه تهیه می شود. برای تامین مواد مغذی ماکرو و میکروی مورد نیاز گیاه نیز از کودهای آلی استفاده شده است. در نهایت جوانه بذر گندم نیز بر روی این بستر کاشته شده و رشد می کند.
مقدار کود مورد نیاز داخل آب ریخته شده و با آن ترکیب می شود به طوری که نمک موجود در کود به خوبی و کاملا در آب حل شود. پس از آن محلول از فیلتر کاغذی عبور داده می شود. برای جلوگیری از هجوم باکتریایی مقدار کمی زاج سفید به محلول اضافه شده و با استفاده از آب غلظت نمک در محلول تنظیم می شود.
مهم ترین مرحله ایجاد بستر کشت بر پایه آگروتکستایل اضافه کردن محلول مغذی به بیس پارچه ای است. برای نگهداری طولانی مدت محلول در پارچه از ماده جاذب(هیدروژل) استفاده می شود. اگر بخواهیم آن را با کشاورزی با خاک مقایسه کنیم در کشاورزی با خاک مقداری خاک از زمین داخل گلدان ریخته شده و گیاه در آن رشد می یابد که مشابه روش های کشاورزی متداول است.
برای به کارگیری روش کشاورزی عمودی در این سیستم از یک قفسه با سه سینی که دارای بسترهای کشت مختلف (تاری پودی، کشباف و بی بافت) هستند، استفاده می شود.
برای آماده سازی بستر پارچه ای تاری پودی، پارچه را درون یکی از سینی ها قرار داده و پودر هیدروژل برروی سطح آن پخش می شود و به درون منافذ پارچه نفوذ می کند. پس از آن محلول مواد مغذی به صورت یکنواخت بر روی سطح پارچه اسپری می شود تا زمانی که پارچه از آن اشباع شود. برای آماده سازی بستر پارچه ای کشباف نیز همین مراحل به کار گرفته می شود.
در مورد بستر کشت تهیه شده از منسوج بی بافت باید گفت که الیاف جاذب جمع آوری شده از پوشاک بچه به صورت طبیعی در ساختار خود دارای هیدروژل می باشند. بنابراین الیاف به صورت مساوی بر روی سطح سینی پخش شده و سپس محلول مواد مغذی بر سطح بی بافت اسپری شده تا بستر کشت آماده شود.
با سر هم کردن سه بستر کشت مختلف به صورت یک قفسه و قرار دادن آن در محلی که دارای نور طبیعی کافی و هوای آزاد باشد، کشاورزی عمودی آغاز می شود.
بذر گندم پیش از کاشته شدن در بسترهای کشت، یک شب در آب قرار می گیرد تا جوانه بزند. دانه ها پس از جوانه زدن به آرامی و با دقت به سه بستر کشت بر پایه آگروتکستایل و همچنین بستر خاک منتقل می شوند و در آن جا امکان رشد برای آن ها فراهم می شود.
پس از کاشت دانه ها، بسترهای کشت هر روز صبح مورد مشاهده و بررسی قرار می گرفتند. سینی ها با آب تازه اسپری می شدند تا رطوبت مورد نیاز گیاه تامین شود. مراحل رشد نیز ثبت و مشاهده می شد. هر روز صبح ارتفاع گیاه با استفاده از یک خط کش اندازه گیری و ثبت می شد.
مراحل فوق تا نه روز ادامه داشت و هر نه روز نیز داده هایی جمع آوری شد. پس از گذشت این نه روز مشاهده شد که رشد جوانه گندم در تمام بسترهای کشت به تدریج ادامه داشت.
مشاهده شده است که رشد گیاهان در سه بستر کشت پارچه ای و همچنین در محیط خاک موفقیت آمیز بوده است.
مشاهده شده است که بسترهای کشت بر پایه آگروتکستایل در واقع وظیفه حمایت از ریشه های در حال رشد گیاه را برعهده داشته اند.
گیاه رشد یافته در بستر کشت تاری پودی دارای بیشترین ارتفاع در میان سه بستر پارچه ای بوده است که به دلیل فشردگی ساختاری و قابلیت حمایت از ریشه ها می باشد.
این یکی از اصلی ترین عوامل رشد گونه های گیاهی در بسترهای مختلف می باشد. در بستر تاری پودی ریشه ها به آسانی در لابلای بخیه های داخلی نخ های تار و پود درگیر می شوند در حالی که جدا کردن گیاه از دو بستر دیگر یعنی کشباف و تاری پودی به آسانی امکان پذیر است. ریشه ها در بستر تاری پودی گیر کرده و در نتیجه رشد آن ها تقریبا به خوبی رشد در خاک می باشد.
آب و مواد مغذی (ماکرو و میکرو) مناسب و کافی، دسترسی به نور و هوای طبیعی از نیازهای اولیه رشد گیاهان است. در کشاورزی متداول خاک به صورت طبیعی به عنوان بستری برای حمایت از ریشه ها و نگهداری آب و مواد مغذی و رساندن آن به ریشه گیاه عمل می کند. در این تحقیق به بررسی عملکرد بسترهای پارچه ای و هیدروژل به عنوان جایگزینی برای خاک پرداخته شده و مشاهده شده است که گیاهان در صورت وجود نیازهای اولیه و مورد نیاز خود می توانند در این بسترها نیز رشد کنند.
این روش در میان روش های نوآرانه کشاورزی بدون خاک می تواند در جایگاهی قدرتمند بین کشت با خاک و کشت هیدروپونیک یا آب کشت قرار بگیرد. روش جدید می تواند یک مفهوم واحد بین کشت با خاک و کشت هیدروپونیک ایجاد کند و همچنین امکان رشد گونه های بیشتری از گیاهان با ریشه های طبیعی خود را فراهم کند.
در این پروژه روشی جدید که با ترکیب کشاورزی و فناوری های نساجی ایجاد شده، ارایه شده است. سیستم های کشاورزی و بسترهای کشت بر پایه آگروتکستایل امکان رشد گیاهان را بدون نیاز به ذره ای خاک فراهم می کنند.
از این فناوری می توان در مناطقی که برای روش های کشت متداول مناسب نیستند نظیر رودخانه ها یا مناطق سیل زده نیز استفاده کرد. جالب است که بدانید پس از وقوع سیل، کشاورزان تا مدت زمان زیادی قادر به کشت گیاهان نیستند که با استفاده از فناوری فوق می توان بر این مشکل هم غلبه کرد.