هر نوع از روش‌های کشت، سیستم و اصول مختص خود را دارد. سیستمی که مناسب این نوع کشت بوده و بتواند پاسخگوی نیازهای آن باشد. تشخیص سیستم مناسب هم بر عهده کشاورزان است. کشاورزانی که نوع مشخصی از کشت را برای پرورش محصولات خود انتخاب کرده‌اند، مثل کشت به روش هیدروپونیک. انواع مختلفی از سیستم‌های هیدروپونیک وجود دارد که راه‌اندازی آنها ساده است و به سادگی در خانه هم می‌توان آن را راه‌اندازی کرد. سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک بسیار آسان و کم هزینه هستند. این مورد عاملی است که کشاورزان زیادی را ترغیب به استفاده از این نوع روش کشت می‌کند.

مزیت‌های کشت به روش هیدروپونیک

به حداکثر رساندن مصرف انرژی حاصل از فتوسنتز، برای افزایش عملکرد محصولات
ایجاد شرایط بهینه‌ برای حفظ حداکثر عملکرد فتوسنتزی
بهبود مصرف آب
کوتاه شدن چرخه محصول و رشد سریع‌ گیاه
حل مشکلات ناشی از تخلیه خاک
فضای کارآمدتر ( نیازهای سطحی برای پرورش محصول مشابه نسبت به رشد سنتی کمتر است)

انواع سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک

سیستم هیدروپونیک از 6 نوع مختلف تشکیل شده است که آنها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد.

سیستم‌هایی که در آنها گیاهان ریشه‌ی مستقیماً در آب یا بدون بستر دارند و آنهایی که ریشه در بستر دارند.

از بین این شش سیستم، مبتدی‌ترین آنها عبارتند از:

کشت آب عمیق
تکنیک سیل و زهکشی
سیستم فیتیله‌ای

سیستم‌های هیدروپونیک با ریشه در آب

کشت آب عمیق (DWC) سیستم کشت آب

کشت آب عمیق یک سیستم ریشه شناور است که برای گیاهان کوچک مانند کاهو و برخی از گیاهان معطر ایده‌آل است. این سیستم بیشترین محبوبیت را در میان تولیدکنندگان تجاری دارد. دراصل ریشه گیاه مستقیما در محلول غذایی قرار می‌گیرد و به طور کامل ریشه‌ها را با محلول آب مغذی می‌پوشاند، بنابراین آنها هرگز کمبود آب یا مواد مغذی ندارند. به دلیل دسترسی مستقیم به مواد مغذی و اکسیژن گیاهان در این روش بسیار سریع رشد خواهند کرد.

بهترین جنبه‌ آن این است که با هر نوع گیاهی (حتی گیاهان بزرگ) سازگار است. می‌توان گیاهانی مانند گوجه‌فرنگی، فلفل و حتی میوه‌های بزرگ‌تر مانند کدو حلوایی و… را نیز به این روش کشت نمود. این روش برای گیاهان بلند و سنگین یا برای گیاهانی که در زیر زمین رشد می‌کنند مانند هویج، پیاز یا سیب‌زمینی توصیه نمی‌شود.

DWC یکی از ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک است.
از مزایای این روش می‌توان به زمان رشد بسیار سریع‌تر از کشت در بستر خاک (حدودا نصف زمان رشد در خاک)، نصب، تعمیر و نگه‌داری آسان اشاره نمود.
آسیب پذیری سیستم در صورت قطعی برق و در نوسان بودن سطح آب، PH و غلظت مواد مغذی در سیستم‌های کوچک از معایب این سیستم به حساب می‌آید.

سیستم جریان مواد مغذی (NFT)

تکنیک جریان مواد مغذی یکی از پرکاربردترین سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک برای گیاهان، گل‌ها و سبزی‌ها در صنعت هیدروپونیک است. در این روش از کانال‌های مسطح با جریان محلول مواد غذایی، برای رشد گیاهان استفاده می‌شود. بدین صورت که ریشه در پایین کانال معلق بوده و با لایه کم عمق محلول غذایی در تماس بوده و آن را جذب می‌کند. این لایه نازک باعث می‌شود تا گیاهان آبیاری شده اما به طور کامل خیس نشوند. همچنین باعث خشک ماندن قسمت‌های بالایی ریشه‌ها می‌‍شود تا به راحتی و به اکسیژن هوا دسترسی داشته باشند.

روش کار سیستم NFT

این تکنیک برای انتقال آب و مواد مغذی به داخل ظروفی که گیاهان در گلدان‌های مشبک معلق هستند، (لوله‌های پی‌وی‌سی بزرگ) به یک پمپ نیاز دارد. در این روش گیاهان مواد مغذی را از آبی دریافت می‌کنند که دائماً از طریق لوله‌ها در حال گردش است. کشاورزانی که قصد استفاده از این روش را در گلخانه‌ی خود دارند، باید ردیف‌هایی از سینی‌های رشد PVC را با درب‌های قابل جابجایی نصب نمایند.

NFT برخلاف مکانیسم جزر و مد یک سیستم دائما در جریان است. اما اکثر تولیدکنندگان از محیط کشت در سیستم NFT استفاده نمی‌کنند، زیرا ریشه‌ها رطوبت، مواد مغذی و اکسیژن کافی از سیستم دارند.

مزایا این سیستم شامل نیاز به بستر کمتر برای رشد گیاه، مصرف بهینه آب و مواد مغذی، بالاترین بازده در محیط‌های کوچک، جلوگیری از تشکیل نمک، هزینه راه‌اندازی و نگه‌داری پایین، ضدعفونی کردن آسان ریشه‌ها، کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های قارچی، می‌باشد.
همچنین عدم توانایی در کشت موثر گیاهان با ریشه‌های بزرگ مانند هویج، فضای محدود برای توده ریشه و آسیب دیدن محصول به دلیل قطعی برق و خرابی پمپ در آب و هوای گرم نیز جمله معایب این سیستم محصوب می‌شود.

سیستم ایروپونیک یا هواکشت

همان‌طور که می‌دانید سیستم‌های هیدروپونیک نسبت به کشاورزی سنتی آب کمتری مصرف می‌کنند، آیروپونیک تکنیکی است که حتی نسبت به هیدروپونیک آب کمتری استفاده می‌کند! در سیستم ایروپونیک با در نظر گرفتن اینکه ریشه‌ها در هوا معلق هستند، گیاهان محلول غذایی را از طریق سمپاش دریافت می‌کنند و اکسیژن از هوا گرفته می‌شود.

سیستم‌های آیروپونیک از مواد مغذی کمتری استفاده می‌کنند اما می‌توانند کمی دست و پا گیر باشند. در این روش گیاهان باید در ظروف تیره قرار بگیرند. برای جلوگیری از خشک شدن آنها باید هر چند دقیقه یکبار محلول غذایی اسپری شود. علاوه بر همه‌ی مسائل، این تکنیک نسبت به بقیه‌ی سیستم‌ها پر هزینه‌تر می‌باشد.

مطلب مرتبط: روش ساخت محلول مغذی برای گلخانه‌های هیدروپونیک

سیستم‌های هیدروپونیک با ریشه در بستر

سیستم قطره‌ای با بازیابی (سیستم قطره‌ای هیدروپونیک)، از سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک

این سیستم شبیه به آبیاری قطره‌ای سنتی است، با این تفاوت که، در این روش آب اضافی را می‌توان برای استفاده مجدد جمع‌آوری کرد و کارایی آن را افزایش داد. سیستم قطره‌ای از یک مخزن مجزا با پمپ‌های آب و لوله‌های کوچک تشکیل شده است که با استفاده از تایمر در فواصل زمانی مشخص گلدان‌ها را تغذیه می‌کند. به این روش میکروآبیاری نیز می‌گویند. در این سیستم معمولا از قطره‌چکان‌های کوچکی برای تزریق مستقیم محلول غذایی استفاده می‌‍شود. آب مخزن توسط لوله به گیاهان متصل شده و هر گیاه به صورت مجزا حداقل یک قطره‌چکان اختصاصی با قابلیت کنترل جریان آب دارد. اگرچه این روش به مواد مغذی اجازه می‌دهد تا به طور موثرتری استفاده شوند، اما کنترل PH و کیفیت محلول غذایی می‌تواند دشوارتر باشد.

سازگاری سیستم قطره‌ای با بازیابی

این سیستم علاوه بر سازگاری با درختان بزرگ، برای کشت گیاهان مدیترانه‌ای یا گرمسیری و نیمه‌گرمسیری که تمایل به خشکی سطح کشت دارند نیز مناسب است. انعطاف‌پذیری بسیار بالا در این سیستم، دقت و عملکرد مناسب و بالا، کنترل و تامین بیشتر آب و مواد مغذی و ساخت و استفاده آسان و مقرون به صرفه در تمام فصول از مزایای اصلی این سیستم به شمار می‌روند.

در کنار تمامی مزایا، این روش نیز دارای معایبی همچون پیچیدگی بالا در کشت‌های کوچک، هزینه‌ی بالای تعمیر و نگه‌داری در مواقع استفاده از سیستم بازیافت آب، گرفتگی قطره ‌چکان‌ها در صورت تجمع مواد معدنی، احتمال هدررفت اّب در صورت عدم استفاده از سیستم بازیافت آب را دارا می‌باشد.

تکنیک سیل و زهکشی یا سیستم جزر و مد

Ebb and flow یک سیستم هیدروپونیک بسیار کارآمد است که نگهداری آن بسیار آسان می‌باشد. در این سیستم با پر کردن موقت سینی‌های نگهدارنده بسترها و گیاهان به طور موقت غرق می‌شوند تا محلول غذایی را جذب کنند. هنگامی که بسترها به اندازه کافی مواد مغذی را جذب کردند، محلول دوباره به مخزن تخلیه می‌شود. این کار با یک پمپ غوطه‌ور که به یک تایمر متصل است انجام می‌گیرد.

زمانیکه تایمر فعال شود، پمپ روشن شده، محلول غذایی به سینی رشد پمپ می‌شود. مجددا بعد از خاموشی پمپ، محلول غذایی دوباره به مخزن باز می‌گردند. اینکه تایمر پمپ چند بار در طول روز روشن شود کاملا بستگی به اندازه و نوع گیاهان، دما و رطوبت و نوع محیط رشد گیاهان دارد.

این تکنیک انواع مختلفی از بسترها را برای رشد انواع سبزیجات امکان‌پذیر می‌کند. که این گیاهاین شامل سبزیجات ریشه‌ای خاص مانند هویج و تربچه نیز می‌باشد. این سیستم برای حرکت آب به پمپ متکی است، بنابراین باید مطمئن بود که پمپ همیشه کار می‌کند تا از خشک شدن ریشه‌ها جلوگیری شود.

سیستم فیتیله‌ای

سیستم فیتیله‌ای یکی از ساده‌ترین سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک محسوب می‌شود. این روش نیازی به وسایل پیچیده از قبیل پمپ الکتریکی و موتور برخلاف سایر سیستم‌های هیدروپونیک، برای انتقال آب و مواد مغذی مورد نیاز گلخانه‌های هیدروپونیک به ریشه گیاهان، نیاز ندارد. عملکرد مویرگی مهمترین قسمت این روش  است که مربوط به حرکت آب در لوله‌های بسته می‌باشد.

روش کار سیستم  فیتیله‌ای

روش سیستم  فیتیله‌ای از روش مویرگی استفاده کرده و آب و مواد مغذی را از مخزن کشیده و به گیاهان منتقل می‌کند. در این روش گیاهان معمولاً در بسترهایی مانند سنگ، ماسه یا حتی پشم رشد می‌کنند. ولی محبوب‌ترین محیط رشد این سیستم، به دلیل ساختار سبک، جذب آب بالا و اکسژن رسانی زیاد به ریشه‌ها کوکوپیت، ورمیکولیت و پرلایت می‌باشد. سیستم فیتیله‌ای برای میوه‌ها و گیاهانی مانند گوجه فرنگی که نیاز به آب و مواد مغذی بالایی دارند، مناسب نمی‌باشد. البته گیاهان کوچک و سبزیجات غیر میوه‌ای و دارای برگ مثل اسفناج، فلفل، کاهو و سبزی قابلیت رشد به این روش را دارا می‌باشند. ولی گیاهان بزرگتر به دلیل کمبود مواد مغذی از بین می‌روند.

دسترسی آسان این روش برای مبتدیان، ارزان بودن راه‌اندازی آن، استفاده بهینه از فضاهای کشت، هزینه کم تعمیرات و نگهداری و پایین بودن میزان انرزی ورودی از مهمترین مزایای سیستم فیتیله‌ای به شمار می‌رود. این سیستم دارای معایبی هم می‌باشد. برای مثال روش فیتیله‌ای برای سبزیجات و گیاهان بزرگ مناسب نیست. و موجب جمع شدن مواد مغذی سمی در محیط‌های رشد می‌شود. از دیگر معایب آن می‌توان به نرسیدن مواد مغذی به میزان کافی به گیاهان اشاره کرد.

سخن نهایی

همان‌گونه که ذکر شد در مقایسه با کشت سنتی، کشت هیدروپونیک را، می‌توان در محیط‌هایی نامساعد با شرایط نامساعد از نظر آب و هوا و خاک، در هر مکانی انجام داد. در کشت هیدروپونیک می‌توان گیاهان را در باغ و حتی خانه پرورش داد.

پس از تصمیم‌گیری در مورد اینکه از کدام یک از سیستم‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی گلخانه‌های هیدروپونیک مناسب گلخانه‌ی مورد نظر است، باید نوع گیاهانی که در آن رشد خواهند یافت را نیز در نظر گرفت. در صورت پرورش چند محصول مختلف، بر اساس نیازهای مختلف، نیازمند ایجاد چندین سیستم متفاوت خواهید بود. پرورش دهندگان تجاری سال‌هاست که از سیستم‌های هیدروپونیک استفاده می‌کنند. همچنین بسیاری از باغبان‌های خانگی این ایده را به عنوان راهی برای داشتن سبزیجات خانگی در تمام فصول، مورد استفاده قرار می‌دهند. پس بهترین راه، شناخت این نوع سیستم‌ها و استفاده از آن‌هاست.