کشت هیدروپونیک، راهکار مقابله با بحران آب

عصر ایران؛ یوسف ناصری- روش کشت بدون خاک یا هیدروپونیک(hydroponic)، جایگزین کشاورزی با خاک است و ضمن مصرف آب کمتر، محصولات کشاورزی با کیفیت و با سلامت بالاتر تولید می شود.

در کشت بدون خاک، ریشه گیاه و گل در موادی از جمله «پرلیت» قرار می گیرد. محلول غذایی تهیه شده توسط فرد متخصص به این بستر رسانده می شود و تغذیه گیاه از این طریق اتفاق می افتد. محصولات متعددی از جمله کاهو، توت فرنگی، خیار، فلفل و گوجه فرنگی و گل هایی همچون گل رُز با روش هیدروپونیک تولید می شود.

با توجه به مشکل جدی کمبود یا بحران آب در کشورمان، عصر ایران در گفت و گو با دکتر حسین شریعتمداری، به کند و کاو در خصوص ویژگی های کشت بدون خاک پرداخت.

حسین شریعتمداری لیسانس مهندسی کشاورزی(خاک شناسی) و فوق لیسانس خاک شناسی از دانشگاه صنعتی اصفهان دارد و در سال 1376 دکترای خاک شناسی با تخصص شیمی و کانی شناسی خاک از دانشگاه «ساسکاچوان» کانادا گرفته است.

دکتر حسین شریعتمداری استاد دانشگاه صنعتی اصفهان است و تا سال گذشته رئیس انجمن کشت های بدون خاک ایران بود. گفت و گوی عصر ایران با این صاحب نظر در حوزه کشت هیدروپونیک در ادامه می آید.
***
*درباره این که کشت بدون خاک چقدر درآمدزا هست و این که چقدر بیش تر از کشت معمولی و روی خاک می شود تولید محصولات کشاورزی داشت آمار و ارقام متفاوتی ارائه شده. برخی افزایش محصول در کشت بدون خاک را 4 تا 10 برابر کشت خاکی مطرح کرده اند و شما در سال 1391 که رئیس انجمن کشت های بدون خاک بوده اید رقم 30 درصد افزایش را اعلام کرده بودید.

در حال حاضر رقم مشخصی وجود دارد که در کشت بدون خاک یا هیدروپونیک نسبت به کشاورزی در زمین و خاک معمولی، چقدر می تواند افزایش محصول داشته باشد؟

-میزان برداشت محصول کشاورزی هم در خاک و هم در هیدروپونیک، به مدیریت سیستم برمی گردد. این که چقدر بتوانند نهاده های کشاورزی را مدیریت کنند. برای مثال، یک کشاورز سنتی بدون هیچ اطلاعاتی و تقریبا با مدیریت صفر، دارد از خاک، محصول برداشت می کند.

بعد این نوع کشاورزی را مقایسه کنیم با فردی که انواع تخصص ها را دارد و انواع امکانات را در سیستم هیدروپونیک به کار برده است در این حالت میزان برداشت محصول مثلا 100 برابر می شود.

در روش هیدروپونیک، همه چیز تحت کنترل است. در حالی که تعداد زیادی از پارامترهای خاک، در کنترل نیست و اصلا نمی دانیم در خاک چه اتفاقاتی می افتد. واکنش های شیمیایی خاک و این که میکرو ارگانیسم ها چه کار می کنند را نمی دانیم. همچنین نمی دانیم وضعیت هوا و اکسیژن و دی اکسید کربن(CO2) در درون خاک چگونه است.

در خاک، همه این عوامل تقریبا ناشناخته است ولی هیدروپونیک این قدر سیستم را ساده کرده است که تقریبا می دانیم وضعیت چگونه است. بنابراین در هیدروپونیک، اجزای سیستم، قابل کنترل و قابل مدیریت است و راحت تر می توانیم به تولید بهینه و حداکثری برسیم. در کشت با خاک، خیلی سخت است و نمی شود به تولید بهینه رسید.
در هیدروپونیک، همه اجزا در حد مطلوب و بهینه به بهره دهی می رسند ولی در خاک نمی شود یا خیلی مشکل است.

*همان رقم 30 درصد افزایش برداشت محصول که خودتان اعلام کرده اید به نظرتان حداقل افزایش محصول با روش بدون خاک است؟

-اگر در کشاورزی با خاک، مدیریت خیلی خوبی داشته باشیم و در هیدروپونیک هم همان وضع را بتوانیم بهبود بدهیم مثلا می تواند 30 درصد تفاوت داشته باشد. در کل به رقم نباید اشاره کرد. چون شرایط مختلفی را می توان در نظر بگیریم و مقایسه کنیم.
جمع بندی من در این زمینه این است که در سیستم هیدروپونیک، راحت تر می شود اجزای سیستم را مدیریت کرد.

*چند دهه از شروع دانش هیدروپونیک می گذرد. در سال 1929 در دانشگاه کالیفرنیا پرورش گوجه فرنگی دادند و بوته آن 7 متر درازا داشته و محصول بیشتری تولید شده.

در سال 1940 در کل دنیا فقط 10 هکتار به کشت بدون خاک اختصاص پیدا کرده و در سال 2001 این رقم به 2000 هکتار رسیده است. با توجه به این که در کشت هیدروپونیک، آب خیلی کمتری مصرف می شود چرا بیش از این مقدار توسعه این نوع کشت اتفاق نیفتاده بود؟

-توسعه کشت بدون خاک، امکانات بیش تری می خواهد. یعنی اولا هیدروپونیک را باید در داخل گلخانه انجام بدهیم. در زمین باز و فضای آزاد نمی شود کشت هیدروپونیک انجام بدهیم. چون می خواهیم در تمام فصول سال استفاده کنیم در نتیجه نیاز به گلخانه داریم.

بعد هم سرمایه گذاری اولیه گلخانه کشت بدون خاک نسبت به گلخانه خاکی، خیلی بیش تر است. در ضمن تخصص خیلی بیش تری می خواهد. وقتی بخواهیم در حوزه سیستم هیدروپونیک کار کنیم حساسیت وجود دارد. در کشت با خاک اگر یک اشتباه انجام بدهیم خسارت کمی اتفاق می افتد ولی در هیدروپونیک، اگر اشتباه کنیم خسارت خیلی سنگین است.

بنابراین کشت بدون خاک، تخصص خیلی بالا و مراقبت خیلی زیاد می خواهد. هر چه حساسیت سیستم، بیش تر می شود باید سراغ سیستم های هوشمند و اتوماتیک برویم. سیستم های هوشمند و اتوماتیک هم هزینه های بالایی دارد.

در کشت بدون خاک، هزینه سرمایه گذاری اولیه زیاد است و تخصص بالایی می خواهند. این دو عامل، محدود کننده هستند. هر فردی نمی تواند به این نوع کشت ورود کند. الان شاید حدود 1000 هکتار کشت هیدروپونیک در ایران داریم.

*در مزارع کشاورزی کشورهای دیگر که کشت بدون خاک در فضای آزاد و بالاتر از سطح زمین انجام می شود چنین وضعی می تواند باعث آلودگی محصول تولیدی شود مثل همان آلودگی هایی که با روش خاکی و معمولی اتفاق می افتد؟

-من هیدروپونیک بدون گلخانه، خیلی سراغ ندارم. در کشورهای دیگر من نشنیده ام و ممکن است وجود داشته باشد.

اصلا بحث آلودگی نیست. بحث استفاده از زمان است. ما نمی توانیم چند میلیارد سرمایه گذاری را مثلا در فصل زمستان یا در فصل تابستان تعطیل کنیم. وقتی کشت در هوای آزاد انجام شود مجبوریم فقط به فصل کاشت طبیعی اکتفا کنیم.

در کشت در هوای آزاد، در فصل های بهار و تابستان رشد گیاه را داریم ولی در بقیه سال این رشد اتفاق نمی افتد ولی سرمایه در آنجا بدون استفاده می ماند. به همین دلیل، از گلخانه استفاده می کنند که اقلیم را تنظیم کنند. یعنی در فصل های زمستان و تابستان، کشت انجام شود. بر این اساس سیستم هیدروپونیک را در گلخانه مستقر می کنند.

*مسئولان وزارت جهاد کشاورزی اعلام کرده اند که تا پایان سال 1395 سطح زیر کشت گلخانه های کشور 11 هزار هکتار بوده است. این رقم 1000 هکتاری کشت بدون خاک در ایران که شما به آن اشاره کردید مستند و دقیق است؟

-من اصلا با رقم اعلام کردن موافق نیستم و فقط رقم تقریبی را گفتم. حتی اگر در مورد رقمی که وزارت جهاد کشاورزی می گوید بررسی انجام بدهید متوجه می شوید که دقیق نیست.

به هر حال قبلا ما یک هکتار کشت بدون خاک داشته ایم و بعدا به ده ها هکتار و صدها رسیده و الان به رقم 1000 هکتار رسیده است. این را من مطمئن هستم. خوشبختانه این روزها، ایجاد و توسعه گلخانه ها که اتفاق می افتد اغلب آنها هیدروپونیک است.

گلخانه داران و تولید کننده های ما متنوجه شده اند که مزایای این سیستم، بیش تر است. با یک مقدار سرمایه گذاری اولیه، گلخانه ای ایجاد می کنند که از آن بتوانند محصول بیش تر و با کیفیت بالاتر برداشت کنند.

*در یک جا سرمایه مورد نیاز برای احداث گلخانه هیدروپونیک هوشمند در حد 1000 متری رقم 134 میلیون تومان اعلام شده و در جایی هم بحث 70 میلیون تومان برای همین اندازه.

برای کشت و صنعت 200 هکتاری که در جیرفت افتتاح شده و با قطعه بندی به کشاورزان واگذار شده 250 میلیارد تومان هزینه شده که اگر با همان مبنای 1000 متر محاسبه کنیم هزینه احداث 125 میلیون تومانی داشته است.
در زمینه این که سرمایه گذاری اولیه برای نصب تجهیزات نیاز دارد به چه شکل عمل می شود؟

-سرمایه گذاری های اولیه در حد همین ارقام است. بستگی به این دارد که چقدر سرمایه گذاری شود و بتوانند سیستم هوشمندتر داشته باشند. برای مثال می شود دیوارهای گلخانه از یک لایه پلاستیک پوششی باشد یا دو لایه. به جای پلاستیک پوششی می شود فایبرگلاس گذاشت. یا این که می شود از پُلی کربنات استفاده کرد.

هر چه بیش تر سرمایه گذاری شود هوای داخل گلخانه، بیش تر تحت کنترل خواهد بود. یعنی گرما و سرمای آن، بیش تر تحت کنترل است ولی هزینه آن زیادتر می شود.

همچنین برای بسترهای گیاهان می شود از جنس های ارزان مثل کارتن پلاست[پلی پروپلین] و قوطی های آهنی استفاده کرد یا از مواد بهتر استفاده کنند مثل کارتن پلاست های بهتر یا مواد بهتر کامپوزیتی یا آلومینیوم. می شود بستر متحرک داشت که از فضای موجود، بیش تر استفاده شود.

می شود در زمینه نور کارهایی انجام داد یا به سیستم، گازهای دی اکسید کربن(CO2) و اُزُن تزریق کرد. می توان از سیستم های هوشمند برای نور و دما استفاده کرد. با این کارها سرمایه اولیه مورد نیاز افزایش پیدا می کند.

هر چه بیش تر سرمایه گذاری شود حساسیت ها کمتر می شود. یعنی سیستم، تحت کنترل ما قرار می گیرد و خطای انسانی کمتر می شود. به محصول بالاتر و بهتری هم می رسیم.

*بعضی فعالان این صنعت اعلام یا ادعا کرده اند که دو، سه شاخه برخی انواع گل تولیدی در گلخانه هیدروپونیک به اندازه یک بشکه نفت ارز آوری دارند.
واقعا تا این حد کشت برخی گل ها درآمد می تواند داشته باشد اگر صادر شود؟

-قیمت های این اقلام موجود است. کشورهایی مثل هلند از این طریق درآمد بالایی دارند. اگر بازاریابی انجام بدهیم و صادرات انجام شود و محصول به دست مصرف کننده خارجی برسد خیلی راحت می تواند جای درآمد نفت را بگیرد. نفت در واقع اصلا درآمدی ندارد.

*گل هایی وجود دارد که دو، سه شاخه آن در حد 50 دلار که قیمت یک بشکه نفت است ارزش داشته باشد؟

-البته برخی از انواع گل گفته اند ولی گل رز معمولی قیمت بالایی ندارد. برای مثال تعداد 30 یا 40 شاخه گل رز شاید 40 دلار یا 50 دلار ارزش داشته باشد. گلی مثل اُرکیده، خیلی گران است. دو، شاخه از گل ارکیده شاید در حد همان قیمت باشد.

*در تحلیل اقتصادی وهزینه های احداث گلخانه 1000 متری که گفته بودند 134 میلیون تومان هزینه دارد ادعا شده بود که بعد از کم کردن هزینه هایی مثل دستمزد کارگر و سوخت، سالیانه 64 میلیون تومان سود خالص خواهد داشت. تاسیس گلخانه هیدروپونیک می تواند اینقدر درآمدزا باشد؟

-بله می تواند درآمدزا باشد ولی نوع محصول و بازار مهم است. همه عوامل را باید در نظر گرفت. هر چه روی سیستم خودمان سرمایه گذاری کنیم یا تعداد کارگر مورد استفاده را کم کنیم یا تعداد خطاها را کم کنیم و احتمالا عملکرد را بالا ببریم، درآمدها بالا می رود و جبران می کند.

*در کشورهای دیگر روش هایی را به کار می برند از جمله این که با استفاده از لامپ کاری می کنند که گیاه تحریک شود و بیش تر رشد کند و محصول کشاورزی سریعتر برداشت شود.

شرکت توشیبا که به تولید وسایل الکترونیکی معروف بود از لامپ های مخصوص در گلخانه چند طبقه ای خود استفاده کرده است. این نوع فعالیت ها برای سرعت دادن به رشد گیاه آیا فراگیر شده؟

-یکی از عوامل موثر نور است. اگر در زمینه نور کار کنیم باز راندمان را بالا می بریم. در کشور ما هم شروع کرده اند که از این نوع یافته ها استفاده کنند.
محصول اصلی در اثر فتوسنتز به دست می آید که با نور خورشید است. در گلخانه، نور خورشید کم می شود. بعد هم نور خورشید را برای طول روز داریم. در فصل زمستان، طول روز کوتاه می شود و محصول کم می شود.

می توان با نور مصنوعی، روز را طولانی تر کرد یا حتی 24 ساعت شبانه روز را در فضای داخل گلخانه می شود مثل روز روشن کرد. این کارها را می کنند و استفاده می کنند. نور، تاثیر دارد. گاز دی اکسید کربن می توانند اضافه کنند.

این کارها در گلخانه های معمولی ایران انجام نمی شود ولی در گلخانه های پیشرفته تر ایران از این روش ها استفاده می کنند. در گلخانه های خیلی مدرن، سعی می کنند از نور برای افزایش محصول استفاده کنند و حتما از گاز دی اکسید کربن استفاده کنند.

*برای مثال در ایران از لامپ های ال ای دی(LED) استفاده می کنند که رشد گیاه بیش تر شود؟

-بله. من چند جا را می شناسم که از این روش استفاده می کنند و این کار شروع شده. در اصفهان، یک گلخانه بزرگ را سراغ دارم که در آن، از این روش استفاده می کنند. در آنجا گل رز تولید می کنند. مخصوصا در فصل زمستان که طول روز کوتاه می شود نور خیلی می تواند مهم باشد.

*در گلخانه های هیدروپونیک چند طبقه، مشکلی ایجاد نمی شود و همه گیاهان در همه طبقات به یک اندازه می توانند نور دریافت کنند و رشد به صورت یکسان اتفاق بیفتد؟

- در صورتی که سیستم را به درستی طراحی و به درستی مدیریت کنند باید این اتفاق بیفتد.

*این که اعلام شده در کشت بدون خاک تا 90 درصد مصرف آب را در تولید محصولات کشاورزی کاهش داده اند واقعا این موضوع مورد تایید قرار گرفته است که در کشورهای دیگر موفق شده باشند مصرف آب را کاهش بدهند؟

-اگر در کشت بدون خاک از سیستم بسته استفاده شود و محلول غذایی مجددا مورد استفاده قرار بگیرد کاهش مصرف آب اتفاق می افتد. در ژاپن به رقم های خیلی خوبی رسیده اند. چون به خوبی توانسته اند کشت را مدیریت کنند.

می شود آبی که از سطح گیاه هم تبخیر می شود بازیافت شود یا محلولی غذایی که به ریشه گیاهان داده می شود قابل بازیافت است. به این صورت راندمان آب خیلی بالا خواهد رفت. بنابراین 90 درصد کاهش مصرف آب می تواند تحقق پیدا کند.

*گفته شده که امارات متحده عربی با همان روش ژاپنی ها که 90 درصد کاهش مصرف آب دارد و از نور مصنوعی استفاده می شود گلخانه تاسیس کرده اند. این نوع کشورهای همسایه تا چه حد در حوزه کشت بدون خاک فعالیت کرده اند؟

-در این کشورها به صورت نمایشی از این کارها می توانند انجام بدهند. مثلا یک شرکت ژاپنی می آید یک سیستم را به طور کامل ایجاد می کند. محدودیتی در سرمایه گذاری هم ندارند.

هیدروپونیک، آنقدر تحت کنترل است که حتی در مورد انجام آن در کره ماه تحقیق می کنند که اگر یک موقع قرار باشد در آنجا بشر، کشاورزی کند بایستی با همین روش کشت باشد. بستگی به مقدار سرمایه گذاری دارد و در همه جا می شود این نوع کشت را انجام داد.

*راجع به نحوه کشت هیدروپونیک انتقاد کرده بودید که کارهایی که در حوزه تولید هیدروپونیک انجام می شود منسجم نیست و از فناوری های خارجی کپی کاری می شود. اطلاعات دقیق تر و جدید در این زمینه دارید؟

-در اطراف تهران یا اطراف کرج و اصفهان، گلخانه ها بر حسب سرمایه ای که داشته اند فعالیت می کنند. برای مثال فردی که سرمایه اش کمتر بوده از مواد داخلی استفاده کرده و سازه آورده و یک سیستم را راه اندازی کرده و کار می کند.

فرد دیگر پولدارتر بوده است به طور مستقیم یک سیستم کامل به خارج از کشور سفارش داده و کل سیستم را از اسپانیا آورده اند یا از کشوری دیگر. به این موضوع برمی گردد که کشاورز یا سرمایه دار چه ایده ای داشته باشد و جاهای مختلف را بشناسد و چه مشاوری داشته باشد. تصمیم می گیرد و آن را اجرا می کند.

*گفته شده در سال های قبل از انقلاب، آمریکایی ها کشت بدون خاک را به ایران آورده و ترویج داده اند. شناختی نسبت به فعالیت های قبل از انقلاب دارید که در آن دوره چه اقداماتی انجام شده بود؟

-من یک نمونه در اصفهان دیده بودم. یک مجموعه وجود داشت تحت عنوان باغ آبی جدید که در همین خیابان فعلی امام خمینی بود. من در سال 1358 که دانشجو بودم آن را دیده بودم که مربوط به قبل از انقلاب بود ولی احتمالا توسعه چندانی نداشته است.

*در جلسه اسفند سال 1355 شورای اقتصاد کشور، شاه به عنوان رئیس جلسه گفته بود در مورد دستوری که قبلا داده که به سوپرمارکت ها بگویید مزارع صنعتی ایجاد کنند و سبزیجات را با کشت بدون خاک در تمام مدت سال تولید کنند چه اقدامی انجام داده اید.

واقعا می شد سوپرمارکت ها محصول سبزی تازه تولید کنند و در آن زمان چنین چیزی عملی بوده؟

-شاید در شروع فعالیت این طور بوده است. البته سوپرمارکت نه این که هر بقالی این کار انجام بدهد. برندهای خاصی که در حد کشور فعالیت می کنند می توانند چنین کاری انجام بدهند. فرض کنید فروشگاه رفاه که در کل کشور شعبه دارد و یک مدیریت مرکزی دارد.

همچنین بازارهای روز که مربوط به شهرداری هستند و مدیریت مرکزی با یک سرمایه سنگین دارند می توانند چنین کارهایی انجام بدهند.

این نوع مراکز می توانند در کل کشور، مزارع خاص و گلخانه داشته باشند و مثلا در فصل تابستان، محصولات تولید شده در همدان را در کل کشور توزیع کنند و در فصل زمستان، مناطقی مثل چابهار و بندرعباس، محصولاتی را که تولید می کنند در کل کشور توزیع کنند.

الان اتفاقی که در آمریکا می افتد همین است. یعنی یک محصول خاص و با یک مشخصات در طول سال تولید و عرضه می شود. احتمالا چنین چیزی در آن زمان در ذهنش بوده است.

*گویا در رژیم گذشته این مأموریت به سازمان اتکا داده شده بود. نتیجه این کار چه بود؟

-اتکا وابسته به نیروهای مسلح است. الان هم مزارع کشاورزی دارند ولی نمی دانم هیدروپونیک دارند یا نه. فقط خبر دارم که در اصفهان، مزارع بزرگی دارند و محصولات زیادی تولید می کنند.

گفته آن موقع به عنوان یک موسسه این کار انجام می دهد و بودجه دولت هم در اختیار دارد. فروشگاه های بزرگ مثل فروشگاه رفاه یا بازارهای روز می توانند چنین کارهایی را انجام بدهند.

ما چالش های زیادی در بخش کشاورزی داریم. از نظر آب، وضعیت بحرانی داریم و از نظر زمین، نیروی کار، کیفیت محصول و مساله آلودگی محصولات، چالش داریم.

شاید یک راهکار خیلی مهم، توجه به سیستم های هیدروپونیک است. چون در این سیستم، مدیریت تاثیر دارد و می تواند عوامل مختلف را کنترل کند. با بالاترین راندمان، می تواند منابع را مصرف کند و محصول تولید کند. این یک مزیت خیلی بزرگ برای کشت هیدروپونیک است.

  *درباره بهداشتی بودن محصولات تولیدی در کشت بدون خاک، تبلیغ و تاکید زیادی می شود. از لحاظ بهداشت و سلامت، بهتر از محصولاتی است که در کشت خاکی تولید و به بازار عرضه می شود؟

-بستگی به مدیریت ما دارد ولی از جایی که در کشت بدون خاک، سیستم ما بیش تر تحت کنترل است و بهتر می توانیم مدیریت کنیم امکان تولید محصول با کیفیت بالاتر و با امنیت بیش تر، در این نوع کشت بیش تر است.

ممکن است یک آدمی که بد اخلاق و متخلف باشد و در سیستم هیدروپونیک فعالیت کند برای یک ریال منافع، محصولی تولید کند که خیلی آلوده تر از کشت با خاک باشد. اگر مدیر خوبی وجود داشته باشد در سیستم هیدروپونیک، بهتر می تواند کار کند تا در کشت روی خاک.

*در مورد گلخانه های هیدروپونیک یا کشت بدون خاک که در ایران وجود دارد ارزیابی شما چگونه است؟

-همین که این سیستم سر پا هست و کار می کند نشان می دهد برای کشاورز، به صرفه بوده است. محصول را تولید کرده و توانسته است بفروشد. اما واقعیت این است که جای کار زیادی وجود دارد. می توانند تولید بیش تر و با کیفیت بالاتر را داشته باشند.

می توانند از نور استفاده کنند یا گاز دی اکسید کربن را اضافه کنند یا در زمینه تبادلات انرژی، بیش تر کار کنند یا در سیستم های جدید از گاز اُزُن استفاده کنند. همه این کارها باعث می شود میزان تولید محصولات کشاورزی بالا و کیفیت بالا برود.

تماشاخانه

5دستاورد بزرگ علمی سال 2024 / از هوش مصنوعی تا سیاره قابل سکونت (فیلم)

دور از دسترس ترین نیایشگاه جهان / سفر به کلیسایی که در بالای کوه و جای عجیبی ساخته شده (فیلم)

فیلم های دیگر