سیستم NFT

در سال 1965 به وسیله Allen Cooper در انگلستان اجرا شد و تنها تکنیک بدون سوبسترا است که در کشت سبزي و صیفی به صورت تجاري نیز استفاده میشود.

به خاطر مشکل هوارسانی ، داخل یک مایع ساکن در روش کشت شناور ، در این روش یک جریان محلول غذایی به صورت یک لایه نازك در حال حرکت است تا قسمت سطحی در حال حرکت آرام از طریق تبادلات با هواي آزاد از نظر اکسیژن غنی شود. در این سیستم NFT رشد ریشه هاي عریان گیاهان در مجاري باریک و طویل محصوري انجام میشود که در این مجاري محلول غذایی هیدروپونیک در حد کم عمق جریان دارد . حرکت محلول غذایی به صورت مداوم در سراسر کانالهاي کشت وجود دارد و شروع چرخش جریان محلول غذایی به وسیله یک پمپ از سمت پایین کانالها به سمت بالا آغاز شده و خاتمه مییابد. در بعضی از موارد رشد ریشه درون مواد متراکمی که در داخل کانال به عنوان محیط کشت قرار داده شده است صورت گرفته و شاخ و برگ گیاهان در سطح بالاي این محیط کشت به رشد خود ادامه می دهد و گاهی براي نگهداري بهتر اندام هوایی گیاه از شبکه هاي داربست استفاده میشود. در این روش نیز اگر درجه حرارت آب بالا رود به دلیل کاهش حلالیت اکسیژن مشکل هوارسانی ایجاد میشود.در این روش حرارت منطقه ریشه تحت تاثیر دماي محیط است و بسرعت تغییر می کند . اگر دماي محیط بسیار گرم ویا بسیار سرد باشد،ریشه ها صدمه می بینند . این لایه نازك محلول غذایی به صورت جویبارهاي کوچک درون ناودانهاي با شیب کم (شیب تقریبی 1- 2 درصد) جاري شده و ریشه هاي گیاهان را مشروب میکند. مایع غذایی از قسمت انتهایی و بالایی ناودان به سمت پایین حرکت کرده و درون یک ظرف جمع شده و سپس دوباره چرخش میشود که سیستم بسته است البته در بعضی موارد محلول غذایی تخلیه می شود و سیستم باز است. در عمل از ناودانهاي پلاستیکی با پهناي 30 سانتی متر استفاده می شود درمورد طول ناودان ها نظرات متفاوتی وجود دارد در برخی موارد طول 90 متر استفاده می شود و در بعضی منابع طول 30 متر ذکر شده است ابعاد و عرض کانال براي کشت یک ردیفه 10 تا 15 سانتی متر و براي دوردیفه 20 تا 30 سانتی متر است. طول کانال ها نباید بیش از 30 متر باشد و شیب 1 تا 2 درصد در طول لوله ها کاملا ضروري است و گر نه باعث تجمع محلول غذایی در یک نقطه میشود اما در عمل ثابت شده است طول 9 متر به خاطر اینکه محلول غذایی به طور یکنواخت به ته لوله می رسد بهترین نتیجه را می دهد.

کانالها را از جنس مواد ضد آب مانند PVC یا لایه هاي پلاستیک تهیه میکنند این کانالها را به گونه اي بر روي سطح زمین قرار میدهند که با وجود یک شیب جزیی امکان جریان پیدا کردن محلول غذایی از بالا به سمت پایین کانال ایجاد شود. براي انجام این کار از قفسه ها و یا نیمکتهاي طویلی براي گذاشتن کانالها بر روي آنها استفاده میکنند کانالها را باید تا حد امکان محصور نموده و فقط با ایجاد شکافهایی در وسط آنها فضاي مورد نیاز براي بالا آمدن و رشد گیاه را فراهم کرد. با وجود آن که فضاي درون کانال عمدتا حاوي هوا است اما به دلیل محصور بودن کانالها میزان رطوبت در آنها نیز بالاست لذا ریشه هاي گیاه از رطوبت کافی براي رشد برخوردار است. عیب این روش این است که گیاهانی که در ابتداي ناودانها هستند از نظر تغذیه و اکسیژنرسانی قوي هستند . براي رفع این نقص در بعضی از NFTها به هر گیاه به صورت انفرادي و به کمک کاپیلاري در طول ناودان محلول غذایی میرسانند در بعضی از سیستم ها براي رفع این مشکل راهکارهاي جدیدي وجود دارد به این شکل که محلول غذایی توسط لوله هایی از بالاي کانال ها حرکت کرده و توسط منافذي نزدیک هرگیاه به داخل کانال اسپري می شود تا زمانی که حجم محلول غذایی درون کانال ها به حد معینی برسد آنگاه توسط لوله هاي زهکش شده به مخزن بر می گردد زیرا سیستم ریشه اي گیاهان خیلی وسیع و بزرگ شده و حرکت محلول غذایی به پایین را کند می کند. باید توجه داشت که در روش NFT میزان جریان محلول غذایی در داخل کانال ها باید حداقل یک تا دو لیتر در دقیقه باشد. EC  محلول غذایی که درون مخزن ها تجمع مییابد توسط حسگرهایی چک میشود و کمبود مواد غذایی آن جبران میشود. وجود یک الکترود نیز میزان pH را تنظیم میکند. وجود یک شناور حجم کلی محلول غذایی کاهش یافته را با اضافه کردن آب به طور اتوماتیک جبران میکند. تجدید محلول غذایی یا زمان دور ریختن آن یا زمانهاي جریان یا قطع محلول غذایی بر اساس اندازه گیري EC یا تجمع نور است مثلا زمانیکه تجمع نور به 0.3 Mj/m2 رسید محلول غذایی به مدت 30 دقیقه در ناودانها به جریان می افتد. دستگاه EC متر در مسیر محلول رسانی به نحوي کار گذاشته میشود که با سنجش میزان EC محلول در مواقع لازم با باز شدن شیرهاي برقی بهصورت خودکار، EC محلول غذایی از طریق مخازن ذخیره افزایش یابد بعد از آن pH متر بر سر جریان محلول غذایی گذاشته میشود و در صورت عدم تنظیم pH از مخزن اسید، اسید لازم براي تنظیم pH وارد میشود.

این سیستم داراي معایب و معضلاتی می باشد که می توان به موارد زیر اشاره کرد :

•    گرم شدن خیلی زیاد سیستم ریشه اي در فصل گرم باعث گرم شدن ناودانها و محلول شده و میزان حلالیت اکسیژن کاهش مییابد. گاهی دماي محلول از 30 درجه سانتی گراد هم بالاتر میرود. کاهش اکسیژن باعث پیري زود رس گیاه و پایین آمدن راندمان تولید میشود. براي رفع این مشکل گاهی کانال ها را خنک می کنند. به این صورت که هواي سرد را به طور مستقیم توسط فن ها از زیر نیمکت هاي NFT عبور داده. می توان با قرار دادن دیواره هایی در جلوي فن ها مسیر هواي خنک را به زیر نیمکت ها منحرف کرد. با لوله هاي پلی اتیلنی سوراخ شده نیز می توان مسیر هواي سرد را به سمت زیر نیمکت ها هدایت کرد. اگر فضاي اطراف نیمکت ها بوسیله لایه پلی اتیلنی مسدود شود هواي سرد با شدت به طرف بالا و به طرف بوته ها جریان پیدا خواهد کرد. این سیستم در مورد کشت کاهو به عنوان یک سبزي فصل سرد و نیازمند به دماهاي کم استفاده می شود.
•    در یک سیستم  NFTلوله اي ممکن است سطح محلول هاي غذایی مخصوصا در قسمت ورودي کافی نباشد و به قاعده مکعب ها و ریشه گیاه نرسد. این مشکل را می توان بوسیله قرار دادن یک تکه حوله کاغذي یا یک موئینه حصیري در زیر هر بوته رفع کرد.
•    درجریان توزیع محلول غذایی نباید اختلالی ایجاد شود زیرا حجم کم محلول غذایی باعث کاهش حجم مایع مورد دسترس گیاه میشود و اختلال در این سیستم باعث ایجاد تنش ناگهانی به گیاه میشود لذا باید بازرسی مداوم پمپ کمکی مولد برق براي جلوگیري از قطع برق و تنش ناشی از کمبود آب و مواد غذایی وجود داشته باشد.
•    تنظیمات عناصر محلول غذایی عموما بر اساس سنجش قابلیت هدایت الکتریکی صورت می گیرد اما تنظیم pH و EC محلول غذایی که به وسیله EC متر و pH متر صورت میگیرد اطلاعات دقیقی از عناصر موجود در محلول غذایی را نمیدهد و چه بسا محلول غذایی EC مورد نظر را داشته باشد اما فاقد بعضی از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه باشد.
•    به دلیل مرتبط بودن ناودان هاي کشت و چرخشی بودن محلول غذایی تکثیر عوامل بیماري زا و پخش آنها راحت انجام میگیرد.
•    تعبیه و راه اندازي این سیستم سنگین و هزینه بر است.

به طور خلاصه سیستم NFT داراي قسمتهاي زیر است:
•    مجاري یا کانالهاي کشت که محلول غذایی مورد نیاز براي رشد گیاه به صورت مداوم در آن جریان دارد.
•    لوله اي که حاوي محلول غذایی بوده و محلول را به کانال کشت میرساند.
•    مخزنی که محل جمع آوري محلول غذایی بوده و قسمت تحتانی کانالهاي کشت قرار دارد.
•    پمپی که باعث گردش محلول در کانالها شده و مجددا محلول را از مخزن به قسمت فوقانی کانال باز می گرداند.
•    لوله اي براي باز گردانیدن محلولهاي غذایی از مخزن جمع آوري به بالاي کانالها
•    مخازنی براي نگهداري محلول های غذایی غلیظ یا محلولهاي اسیدي
•    دستگاههاي اندازه گیري pH و EC محلول غذایی
•    نیمکت یا چهارپایه هاي طویل که کانالها را نگه دارد و شیب لازم را نیز ایجاد کند.
•    در انتهاي کانالها در روش NFT صافی نصب میشود تا مواد زاید که همراه ریشه وارد میشود را جدا کند.

مخزن اصلی
محلول غذایی معمولا در مخزنی که مازاد محلول برگشت داده شده از کانالهاي NFT نیز در آن جمع آوري میگردد ذخیره میشود محلول غذایی میتواند از مخزن تا بالاي هر کانال به یکی از 2 طریق زیر حمل شود:

به صورت مستقیم :

یعنی انتقال محلول از مخزن به لوله هایی که در بالاي هر کانال نصب میشود.

به صورت غیر مستقیم:

یعنی انتقال محلول به وسیله یک پمپ به مخزن دوم که در سطحی بالاتر از کانال قرار گرفته است و سپس حرکت محلول از مخزن دوم از طریق لوله هاي انتقال دهنده به کانالها با استفاده از نیروي ثقل صورت می گیرد. مزیت روش دوم این است که در صورت بروز هر مشکلی براي دستگاه پمپ، مانند قطع برق یا خرابی پمپ امکان ادامه محلول رسانی به کانالها وجود دارد.

جنس مجاري یا کانالهاي کشت
لوله هاي PVC سخت معمولا اثرات شیمیایی بر روي گیاهان ندارد اما لوله هاي PVC قابل انعطاف بعضا بر روي ریشه گیاهان تأثیرات سمی میگذارد میتوان از لوله هاي گرد PVC فاضلاب یا ناودان خانگی یا سایر لوله هایی PVC چهارگوش استفاده کرد و در سطح بالایی آنها سوراخهایی براي استقرار گیاه تعبیه کرد.
مجاري سیمانی: با استفاده از سیمان کانالهاي دایمی ایجاد میکنند که قسمت فوقانی داخلی کانال را با پلاستیک پوشش داده و با ایجاد سوراخهایی در سطح پوشش گیاهان را درون آن کشت میکنند.

صفحات موجدار PVC یا فایبرگلاس
از صفحات موجدار علاوه بر سقف سازي در برخی مواقع براي ساخت جويها و مجاري NFT استفاده می شود محلول غذایی از قسمت بالاي این مجاري به سمت پایین جریان مییابد لازم است بر روي این صفحات موجدار پوشش دوم دیگري براي استقرار بوته هاي گیاهی کشیده شود.

محلول رسانی
تجدید محلول غذایی تا زمان دور ریختن آن یا زمانهاي جریان یا قطع محلول غذایی بر اساس اندازه گیري EC یا تجمع نور است مثلا زمانیکه تجمع نور به   Mj/m2 0.3 رسید محلول غذایی به مدت 30 دقیقه در ناودان ها به جریان میافتد. رسیدن محلول غذایی به گیاه در سیستم NFT باید به صورت جریانی مداوم انجام شود ، اما برخی اوقات محلول رسانی فقط براي دقایقی اندك جریان داشته و سپس به مدت 15 تا 60 دقیقه متوقف می شود و آنگاه دوباره جریان متناوب محلول دهی آغاز میشود روش دوم براي گیاهانی که سیستم ریشه اي آنها به تهویه بالایی نیاز دارند خصوصا گیاهان چند ساله بهتر است. گاهی اوقات در کف کانالهاي NFT گونیهایی ریز بافت پهن میشود تا محلول غذایی با سرعت یکنواخت در طول کانال جریان داشته باشد و مانع از وجود جریان محلول در یک طرف و خشک باقی ماندن در طرف دیگر کانال میشود جنس این گونیها باید طوري باشد که داراي خاصیت جذب بالا و استحکام کافی بوده و به لحاظ شیمیایی خنثی باشد در صورت استفاده از مواد نامطلوب ممکن است باعث ایجاد مسمومیت براي گیاه شود مواد مناسب براي این گونیها عبارتند از رشته هاي سلولزي، پشم سنگ، انواع فیبرها . اگر از گونی در کف کانال ها استفاده شود شیب کانال 1.15 و اگراستفاده نشود 1.2 تا 1.25 در نظر گرفته میشود .

سیستم DFT
در این روش عمق محلول غذایی 5- 6 سانتیمتر است و در نتیجه دماي منطقه ریشه نسبتا پایدار است . بزرگترین اختلاف این سیستم با سیستم NFTاین است که در DFT .شیب وجود ندارد