اصول مدیریت گلخانه
اصول مدیریت گلخانه
نکات فنی ، سازه و عوامل محیطی
مقدمه
امروزه با رشــد فزاینده جمعیت در دنیا و لزوم تامین مواد غذایی برای آنها، اســتفاده بهینه از منابع طبیعی بیش از گذشــته مورد توجه همگان قرار گرفته اســت. کمیابی منابع تولید، همواره بشر را به این فکر وا داشته است تا به دنبال راه حل های کارآتری برای تامین غذای خود، به خصوص از طریق کشــاورزی باشد. از سوی دیگر، ماهیت تولید فصلی محصولات کشــاورزی باعث ایجاد ناهماهنگی در زمان عرضه و تقاضای این محصولات می شود. این دو مسئله باعث بوجود آمدن ابعاد تازه‌تری در شیوه های تولید شده است (مهرابی، .(۱۳۸۷ از جمله این شــیوه ها کشت های گلخانه ای می باشند که با فراهم نمودن شرایط مصنوعی تولید از طریق خنثی کردن عوامل محیطی، زمینه های مناســب برای کشــت را ایجاد می نماید. کشت‌های گلخانه‌ای موجب کاهش هزینه‌های تولید از جمله نیروی انسانی و نهاده، افزایــش راندمان عملکرد و تولید خارج از فصل محصولات می شــوند . توســعه کشــت‌های گلخانه‌ای نه تنها به افزایش تولید در واحد سطح کمک می‌کند، بلکه به بهره وری بیشــتر و اســتفاده بهینه از آب و خاک به ویژه بهره‌گیری از قطعات کوچک و امکانات موجود در روستاها کمک کرده و این امکان را فراهم می‌کند تا ضمن ایجاد اشتغال در محیط های روستایی، محصولات خارج از فصل و با تنوع بسیار در اختیار مصرف کنندگان قرار گیرد. براین اســاس، یکی از گزینه‌های مناسب به منظور تجاری و رقابتی شدن بخش کشاورزی و حضــور فعال آن در بازارهای جهانی، توســعه واحدهای تجاری بهــره برداری گلخانه‌ای میباشد. در این راســتا و به منظور ترویج کشــت های گلخانه ای، در این نشریه سعی شده است به تشریح اصول مدیریت گلخانه ها با تاکید بر نکات فنی سازه و عوامل محیطی پرداخته شود.
اصول فنی احداث گلخانه
موارد فنی قبل از احداث گلخانه
برای حصول موفقیت و افزایش کارایی نهاده ها و بازگشت سرمایه، لازم است رعایت اصول فنی قبل از احداث گلخانه در مدیریت گلخانه مد نظر قرار گیرد. موارد زیر نمونه هایی از اصول مدیریت گلخانه می باشند:
- حداقل مساحت مفید گلخانه (پیوسته و زیر پوشش واحد( ۳۰۰۰ متر مربع است.
- بهتر است طول گلخانه ها به دلیل امکان مقاوم سازی بیشتر سازه و نیز استفاده از تهویه مناسب نسبت به جهت باد غالب منطقه، عمود باشد.
- گلخانه ها در عرض های جغرافیائی پائین تر از ۴۰ درجه شــمالی باید در امتداد شــمال – جنوب ساخته شوند تا از نور زمستانه به نحو مطلوب استفاده شود. به همین دلیل با توجه به این که ایران در محدوده ۲۷ الی ۳۹٫۵ درجه شــمالی واقع شــده اســت، احداث گلخانه در کشور باید در جهت شمالی – جنوبی صورت گیرد.
- لازم اســت حداقــل فاصله محدوده تاسیســات گلخانه ها با رودخانه و دریــا (عوارض طبیعی )، دامداری ها و صنایع آلوده کننده (کارخانه های سیمان، آسفات و …) رعایت شود.
موارد فنی در حین احداث گلخانه
پس از رعایت اصول مربوط به انتخاب مکان احداث گلخانه، جهت گلخانه، حریم ســاخت گلخانه نسبت به عوارض موجود و همچنین احداث ابنیه مورد نیاز متناسب با طرح و مساحت گلخانه (جدول ۲ ) ، توجه به اصول فنی زیر در زمان ساخت ضروری می باشد :
- جنس اسکلت گلخانه باید محکم و ضد زنگ همچون جنس فوالدی و گالوانیزه باشد.
- استفاده از اتصاالت پیچ و مهره ای در ساخت و سازه گلخانه الزامی است.
- سازه باید نسبت به میزان سرعت باد (حداقل ۱۲۰ کیلومتر در ساعت ) ، بار برف (حداقل ۵۰ کیلوگرم در مترمربع ) و بار محصول کشت شده در داخل و بار پوشش مقاومت داشته باشد.
- ارتفاع گلخانه تا زیر ناودانی باید بیش از ۵ متر و تا تاج گلخانه حداقل ۵٫۵ متر باشد که بسته به منطقه و نوع کشت متغیر است.
- حداقل ۲۵ درصد از سطح جانبی گلخانه را بدون احتساب فن و پوشال، دریچه های سقفی و جانبی تشکیل می دهد.
- استفاده از پوشش های پلاستیکی دارای خاصیت ضد اشعه فرا بنفش ( UV ) الزامی است.
- بهترین موقع کشیدن پلاستیک در روزهای گرم و آفتابی است که پلاستیک نسبتاً نرم است و بهتر روی بدنه می ماند و پس از سرد شدن هوا منقبض شده و کاملا محکم می گردد.
- نصب سیســتم کنترل کننده اقلیمی به منظور کنترل حداقل ســه عامل: دی اکسیدکربن، دما و نور ضروری است.
- برای اجتناب از چکه آب از سقف بایستی قوس و کمان ها به صورت آرک باشد یعنی دیواره جانبی به صورت عمود بر زمین باشد و حالت قوسی نداشته باشد. همچنین از سیم کشی زیر پلاستیک خودداری شود و از پلاستیک های ضد چکه ( آنتی فوگ ) استفاده شود. پوشش پلاستیک در هنگام نصب محکم کشیده شود. لوله های زیر پلاستیک با رنگ سفید رنگ آمیزی و نبایستی گرم شوند.
موارد فنی داخل گلخانه (عوامل محیطی در گلخانه )
یکی از اهداف اصلی احداث گلخانه، تولید محصول خارج از فصل می باشــد. در این راســتا کنترل عوامل محیطی همچون دما، نور، رطوبت نســبی، آب، تهویه و… متناســب با نوع گیاه، شرط تولید محصول با کیفیت می باشد. مهمترین عوامل محیطی که نیاز است در مدیریت گلخانه تحت کنترل باشند به شرح زیر می باشند :
دما
سرمایش و گرمایش
باتوجه به نقش تعیین کننده دما در فعالیت رویشــی و زایشــی گیاه و افزایش عملکرد محصول و کنترل آفات و بیماری ها، اســتفاده از تجهیزات کنترل کننده دما متناســب با نوع محصول و اقلیم منطقه الزامی است. دامنه دمای مناسب برای تولید تعداد زیادی از محصولات گلخانه ای حداقل ۱۵ درجه و حداکثر ۳۵ درجه ســانتیگراد می باشد. لذا استفاده از تجهیزاتی نظیر دماسنج های ماکزیمم و مینیمم جهت کنترل و تأمین دمای مناســب ضروری اســت. در گذشــته از سیستم کولر آبی یا بخاری ها به صورت موضعی در فضای گلخانه اســتفاده می گردید که کارایی و راندمان آن بســیار پایین و موجب تنظیم یکنواخت سرمایش یا گرمایش داخل گلخانه نمی گردید (شکل ۱) .
سیستم سرمایش
در گلخانه معمولا سیستم سرمایشی حساستر و پرهزینه تر از سیستم گرمایشی است. با توجه به این که در تابســتان به طور معمول دمای داخل گلخانه ۱۰ تا ۱۳ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای بیرون گلخانه بوده و دمای زیاد اثرات زیان باری مانند عدم اســتحکام ســاقه، کاهش اندازه گل، تاخیر در گلدهی و عدم لقاح مناسب و مرگ جوانه دارد. بنابراین توجه به سیستم سرمایشی حائز اهمیت می باشد. امروزه اصولا از روش های خنک کردن فضای گلخانه شامل سایه دهی، رنگ آمیزی پوشش گلخانه و روش تبخیری پوشــال و پنکه استفاده می شود. در نتیجه نصب و استفاده از سیستم های سرمایشی ذیل متناسب با اقلیم منطقه، نوع محصول و سطح گلخانه توصیه می شود:
- سیســتم های سایه دهی شامل پرده های ســایه انداز، رنگ آمیزی پوشش گلخانه، دوغاب آب آهک و … می باشند.
- سایه دادن با آب آهک: در این روش برای بهتر چسبیدن محلول آب و آهک آن را با یک قاشق روغن کتان محلول می کنند تا به خوبی بر روی پوشــش گلخانه چســبیده شــود. البته سایه دادن با مخلوط آب و خاک شــبیه آب آهک اســت اما عیب این روش احتمال شکستگی در اثر سنگینی حاصل از رسوب است (شکل ۲ ) .
- از سیســتم ســایه اندازه متحرک داخلی و یا سیستم سایه انداز توری در خارج از گلخانه می توان استفاده کرد.
- لازم اســت به طریقی گلخانه پوشانده شود تا مانع تابش مستقیم اشعه آفتاب به گلخانه گردد. این کار هر چند که روشــنایی گلخانه را کاهش میدهد اما تا حدی مانع افزایش دمای گلخانه می شود. اگر پارچه روی سطح خارجی گلخانه قرار گیرد اثرسایه در کاهش دمای گلخانه بیشتر از قرار دادن پارچه در داخل گلخانه است.
سیستم گرمایش
نصب و استفاده از انواع سیستم های گرمایشی ذیل باتوجه به اقلیم منطقه، نوع محصول و سطح گلخانه (با رعایت سوخت مناسب و قابل دسترسی ) ضروری می باشد:
- هیتر یا کوره های دمنده هوای گرم
- سیستم حرارت مرکزی با لوله های آب گرم (سیستم با آب گرم و سیستم با بخار آب )
- پاگرمائی و پاسرمائی: از سیستم آب گرم یا بخار آب استفاده می شود.
- استفاده از پرده های ذخیره کننده انرژی جهت جلوگیری از بازتاب و انعکاس حرارت داخل گلخانه به بیرون به خصوص در شب و روزهای سرد و ابری
- استفاده از انرژی های نو مثل انرژی زمین گرمائی، انرژی حرارتی خورشیدی و …
- سیستم های حرارتی موضعی (بخاری های کونوکسیونی یا همرفتی، بخاری های تابشی با انرژی های پائین، بخاریهای گازی، بخاری های با سوخت فسیلی و …) .
- کانال نایلون پخش کننده حرارت در ســطح پایین گلخانه نصب شود چون هوای گرم به سمت بالا صعود می کند. ۳ تا ۴ کانال پلاستیکی سوراخ شــده برای توزیع هوای گرم هیترها برای هر دهنه ۸ متری نصب شود.
- از قرار دادن مخزن ســوخت گازوییل در فضــای باز حتی المقدور خودداری گردد چرا که خطر یخ زدگی در شب های یخبندان وجود دارد.
- سیستم هشدار دهنده (ترموستات و آلارم )نصب تا نوسانات دمایی کنترل شود.
- هر واحد گلخانه بایستی دارای یک مشعل یدک جهت استفاده در مواقع ضروری باشد.
رطوبت نسبی هوا
رطوبــت داخل گلخانه با توجه به نقش آن در افزایش کمیــت و کیفیت محصول و کنترل آفات و بیماری ها، باید به نحو مقتضی در حد بهینه در مدیریت گلخانه کنترل گردد. بهترین میزان رطوبت نســبی در گلخانه ها حدود ۷۵ درصد می باشــد، رطوبت نســبی کمتر از ۶۰ درصد توام با دمای بیشــتر از ۲۵ درجه ســانتیگراد، منجر به ریزش غنچه ها و میوه ها می گردد. اگر رطوبت نســبی بالاتر از ۷۵ درصد و دما کمتراز ۲۵ درجه سانتیگراد همراه با تهویه نامناسب باشد، بیماری های قارچی افزایش می یابد، بنابراین استفاده از دستگاه رطوبت سنج جهت کنترل نوسانات دما الزامی است.
اتمسفر
باتوجه به نقش دی اکســید کربن در افزایش فرآیند فتوسنتز و نهایتاً افزایش عملکرد و با توجه به ایــن که حداقل تبادلات گازی بین محیط داخل گلخانه با فضای باز اطراف (به خصوص در فصول سرد سال ) صورت می گیرد، تأمین دی اکسیدکربن گلخانه از طرق مناسب (تهویه مناسب، استفاده از مولدهای دی اکسید کربن با اولویت استفاده از سوخت گازی و … ) بسته به نوع محصول تولیدی ضروری می باشد. معمولا غلظت معمول دی اکســیدکربن موجود در محیط داخــل گلخانه ۳۰۰ پی پی ام (ppm ) اســت. افزایش سطح دی اکســیدکربن بسته به نوع محصول تا حد ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ پی پی ام باعث افزایش محصول می شــود. لذا اندازه گیری منظم گاز دی اکســیدکربن داخل گلخانه با استفاده از دستگاه سنجش دی اکسید کربن ضروری می باشد. نقطه حداقل بحرانی دی اکسیدکربن در گلخانه ۲۵ – ۱۲۵ پی پی ام می باشــد که باعث توقف فعالیت گیاه می گردد. تزریق دی اکســیدکربن در تمام طول روز از طلوع آفتاب تا یک ساعت قبل از غروب صورت می گیرد. زمان تزریق به موقعیت گلخانه و عرض جغرافیایی هم بســتگی دارد و در فصل های پاییز و زمستان صورت می گیرد. این عمل معمولا در اواخر شــهریور یا اوایل مهر تا اواسط فروردین تا اواسط اردیبهشت انجام می شود. در زمان تزریق باید کلیه دســتگاه های تهویه و هواساز و خنک کننده خاموش باشد و دریچه تهویه کمتر از ۵ سانتی متر باز باشد.
سیستم تهویه
عملیات تهویه در مدیریت گلخانه به منظور اهداف زیر انجام می شود:
- مبادله هوای داخل و خارج گلخانه
- تهیه دی اکسیدکربن لازم برای فتوسنتز
- متعادل کردن رطوبت (یعنی کاهش رطوبت ). هاگ اکثر قارچ ها برای جوانه زنی نیاز به رطوبت نسبی بالا دارند. رطوبت بالا در گلخانه باعث افزایش تراکم بخار آب روی برگ های گیاه می شود و وجود لایه آب روی برگ ها نیز باعث کمک به جوانه زنی هاگ ها می شود.
اجرای سیســتم مناسب تهویه براساس اقلیم منطقه و نوع محصول و مساحت گلخانه به شرح ذیل می باشد:
- سیستم تهویه با حرکت طبیعی هوا (دریچه های سقفی، در مناطق بادخیز دریچه های تهویه باید در خلاف جهت باد غالب باز شوند ) .
- سیستم تهویه مکانیکی (دریچه های جانبی دستی و موتوری جهت باز و بسته کردن پنجره ها)
- سیستم تهویه با پنکه جهت ورود هوای تازه به داخل گلخانه
- سیستم تهویه با فن جت
- سیســتم پنکه خــارج کننده هوای گلخانه بــه بیرون که بایستی برخلاف جهت باد غالب منطقه نصب می شود.
- تهویــه اتوماتیک: تهویه اتوماتیک باعــث کاهش هزینه کارگری می شــود. تهویه اتوماتیک و یکنواخت باعث ثابت نگه داشتن دما برای رشد و نمو گیاهان می شود.
محل نصب دستگاه تهویه:
دســتگاه تهویه در مدیریت گلخانه اصولن در محلی نصب می شود که اختلاف ســطح کافی با بلندترین ارتفاع گیاه داشته باشد تا گیاهان در معرض سیستم جریان هوا قرار نگیرد. دستگاه تهویه باید در خلاف جهت باد غالب نصب شود.
نکاتی که در رابطه با سیستم تهویه بایستی رعایت گردند:
توصیه می شــود هم تهویه طبیعی بصورت پنجره های ســقفی و کناری و هم تهویه با سیستم پوشال و پنکه استفاده شود.
برای سیســتم پوشــال و پنکه، حدود ۳۲ متر پوشال یا پره های ســلولزی با سه پنکه با ظرفیت ۵۰۰۰۰ متر مکعب بر ساعت برای سطح ۹۶۰ متر مربعی گلخانه استفاده شود.
با پوشال و پنکه در روزهای گرم می توان تا ۲۰ – ۳۰ درجه سانتی گراد دمای گلخانه را کاهش داد البته این روش در مناطقی با رطوبت نسبی پایین بهتر صورت می گیرد
در فصول ســرد بایستی از پنجره های سقفی جهت تهویه استفاده کرد چرا که در صورت استفاده از پنجره کناری، هوای سرد وارد گلخانه و به گیاهان شوک وارد می شود.
در فصول گرم هم از پنجره کناری و هم پنجره ســقفی اســتفاده شــود چراکه باعث به گردش درآمدن هوا شده و تهویه و خنک شدن مناسب تر صورت می گیرد.
در استفاده از سیستم پنجره کناری، بایستی محل پنجره با توری پوشانده شود تا آفات وارد گلخانه نشوند (تریپس: کمتر از ۰٫۱۹ میلی متر قطر و مگس سفید: کمتر از ۰٫۲۴ میلی متر قطر ).
نور
یکی از حیاتی ترین اصول مدیریت گلخانه کنترل نور محیط گلخانه میباشد . با توجه به نقش تعیین کننده نور در فتوسنتز گیاه و تأمین بخشی از دمای گلخانه، تنظیم نور (شدت، تابــش و نوع منبع روشــنائی ) درون گلخانه با در نظر گرفتن نــوع محصول و اقلیم منطقه صورت گیرد. لازم به ذکر است که شدت نوری لازم برای گیاهان گلخانه ای بین ۱۰۰۰۰ تا ۷۰۰۰۰ لوکس می باشد و استفاده از دســتگاه نورسنج (لوکس متر ) در گلخانه ها با توجه به شرایط اقلیمی منطقه (ابرناکی ) الزامی است. (شکل ۱۱ ) .
موارد فنی بستر کشت
اجزای محیط رشد
الف – مواد آلی: – ۱ پیت – ۲ کوکوپیت – ۳ پوست درختان – ۴ خاک برگ – ۵ کود دامی
ب – مواد معدنی : – ۱ ورمی کولیت – ۲ پوکه – ۳ پرلیت – ۴ پشم سنگ
بستر کشت در مدیریت گلخانه مانند هر بستر کاشت دیگری دارای چهار وظیفه اصلی است:
- مخــزن مــواد غذایــی
- نگهــداری آب و در دســترس قــرار دادن آن بــرای گیــاه
- تبادل گازی بین ریشه و اتمسفر
- محل استقرار گیاهان.
بستر کشت به دو صورت خاکی و بدون خاک بوده و موارد ذیل باید در آن رعایت گردد:
- در کشت خاکی بستر باید دارای بافت مناسب همراه با ماده آلی کافی برای رشد گیاه باشد.
- در کشت خاکی باید پیش از کشت، بستر، تحت نظر مسئول فنی و مهندس ناظر ضدعفونی گردد.
- در کشت بدون خاک ( غیرخاکی ) خصوصیات شیمیایی بستر، متناسب گیاهان گلخانه ای باشد.
- مخلوط های بسترهای کشت بدون خاکی، مناسب با گیاه مورد نظر باشد.
- بسترهای کشت به ویژه کشت های خاکی باید از زهکش مناسب برخوردار باشند.
- بســترهای کشت حتی المقدور از داخل کشور و از نزدیکترین منابع اولیه آن و از مواد مناسب و مورد تایید، تامین گردد.
- بسترهای کشت بدون خاک که از منابع آلی گیاهی تهیه می گردد بصورت کمپوست شده باشند.
- مهم ترین پارامترهای تاثیر گذار pH و Ec در بســترهای کشت برای گیاهان گلخانه ای رعایت گردد.
سیستم آبیاری
کم آبی یا پر آبی هر کدام به نوبه خود باعث کاهش عملکرد محصول خواهد شــد. لذا اســتفاده از روشــهای مدرن آبیاری، زمان مناســب برای آبیاری و مقدار مناسب آب در مدیریت گلخانه ها ضروری می باشد.
- کم آبی در گیاهان به صورت علایمی مانند توقف رشــد، کوچکتر شدن برگ، کوتاه شدن فاصله میان گره ها، بد شــکل شدن برگ ها، سوختگی حاشیه برگ ها و ریزش برگ در گیاهان حساس به ریزش برگ مشاهده می شود.
- پر آبی به صورت علایمی مانند افزایش ارتفاع گیاه، آبدار شــدن ســاقه و نرم و شکننده شدن و گاهی پژمردگی و مرگ گیاه (در معرض نور )، کاهش اکســیژن و صدمه به ریشه و عدم جذب آب و مواد غذایی و در نهایت پژمردگی و توقف رشد نمایان می شود.
- پر آبی به معنی مصرف بیش از حد آب در هر دور آبیاری نیست، بلکه نشان دهنده تکرار دفعات اســتفاده از آب است. در فصل زمســتان به دلیل این که گیاهان در مدت طولانی تری در معرض شــرایط ابرناکی قرار دارند، زمانی که یک یا دو روز در معــرض هوای آفتابی قرار گیرند، به دلیل عادت به شرایط نور کم، نمی توانند به سرعت به شدت نور زیاد پاسخ دهند در نتیجه مقدار آب کمی که از طریق ریشه ها جذب می شود نمی تواند مقدار آب از دست رفته از طریق تعرق را جبران نماید و ممکن اســت علائم پژمردگی بروز نماید. در این حالت ممکن است تصور شود که گیاه به آبیاری نیاز دارد ولی آبیاری مشــکل را حادتر می کند. ارزیابی خاک نشان می دهد که خاک مرطوب بوده اما دمای آن پایین است. پس سرما عامل اصلی بوده و ریشه ها نمی توانند آب کافی جذب نمایند.
کیفیت آب آبیاری شامل:
- شاخص های کیفیت آب شامل pH، سطح بیکربنات، شوری، سطح یون های مسمومیت زا برای گیاه، باکتری ها و قار چ ها و خزه ها موجود در آن می باشد.
- حداقل کمیت آب مورد نیاز کشــت های گلخانه ای بسته به نوع محصول و سیستم آبیاری ۰٫۷ لیتر در ثانیه به ازای هر هکتار بدون سیستم پوشال و پنکه و با این سیستم ۱ لیتر در ثانیه پیشنهاد و برآورد می گردد.
- به طور کلی هر متر مربع بستر کشت به عمق ۱ سانتی متر به ۱/۱ لیتر آب و هر متر مربع کاشت با ۱۸ سانتی متر عمق به ۲۰ لیتر آب نیاز دارد .
منابع مورد استفاده:
- برزگــر، ر. و الله یاری، ج. .۱۳۸۴ ارزیابی گلخانه های اســتان چهارمحــال و بختیاری. خلاصه مقالات اولین کنگره بررسی مسایل و مشکلات کشت های گلخانه ای. اصفهان: سازمان مدیریت و برنامه ریزی استان اصفهان. صفحات .۳۴ – ۳۹
- عبدالکریم زاده، م. ۵۰۰ .۱۳۸۲ نکته مهم برای موفقیت در کشت گلخانه ای سبزی و صیفی جات. استاندارد سازمان خواربار جهانی. انتشارات خاطرات قلم. ۱۱۲ صفحه.
- معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور..۱۳۸۷ مبانی و ضوابط توســعه گلخانه ها. مبانی و ضوابط طراحی. نشریه شماره ۱۵۲ .۴۷۴ صفحه.
- معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور..۱۳۸۷ مبانی و ضوابط توســعه گلخانه ها. دستورالعمل و مقررارت اجرایی گلخانه ها (نظام گلخانه ای کشور ). نشریه شماره ۱۱۰ .۴۷۲ صفحه.
- مهرابی بشــر آبادی، ح. . ۱۳۸۷ بررسی اقتصادی تولید محصولات گلخانه ای در استان کرمان. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. سال ۱۲ شماره .۳۷۳ – ۳۸۴ : ۴۴
- هروی، ع. . ۱۳۸۴ بررسی هزینه های احداث یک واحد گلخانه خیار. خلاصه مقالات اولین کنگره بررسی مسایل و مشکلات کشت های گلخانه ای. اصفهان: سازمان مدیریت و برنامه ریزی، اصفهان. صفحات .۷۳ – ۸۳
