ساختار گلخانه
يك گلخانه، وسيله اي براي تغيير محيط اطراف گياهان، جهت بهبود شرايط رشد فراهم مي كند.گلخانه ها در چند مورد قابل استفاده اند. بعضي از گلخانه ها براي عمليات ساليانه مورد استفاده قرار مي گيرند، درحاليكه بعضي از آنها فقط براي پرورش گياهان در فصلهاي بهار و پاييز ساخته مي شوند. در بعضي از شرايط آب و هوايي، براي پرورش تعدادي از گياهان درتابستان (مانند گوجه فرنگي)، كه در شرايط بيرون قابل كشت نيستند، گلخانه مورد نياز مي باشد.

ملاحظات كلي:
يكي از اولين تصميماتي كه بايد اتخاذ شود، اين است كه گلخانه به صورت يك واحد جداگانه، در تماس باساختمان هاي موجود و يا بصورت بخشي از ساختمانهاي جديد ساخته شود. گلخانه هاي متصل به هم معمولاً هزينه هاي ساخت و گرمايش كمتري داشته و دسترسي آسانتري دارند، اما گياهان نوركمتري دريافت مي كنند. گلخانه هاي متصل به هم بايد رو به جنوب ساخته شوند. جهات غرب، شرق و شمال مطلوبيت كمتري دارند. خصوصيات ساختمانهاي موجود ممكن است انتخاب محل را براي گلخانه هاي متصل محدود نمايد.

يك گلخانه مستقل مي تواند در محلي دورتر از ساختمانهاي موجود ساخته شود. گياهان در چنين گلخانه اي نور خورشيد را از همه جهات دريافت مي كنند. اين گلخانه ها از لحاظ ساخت و سيستم حرارتي بسيار گران هستند و هزينه هاي فوق العاده اي براي خطوط آب و برق لازم دارند. هر گلخانه بايد در محلي ساخته شود كه داراي زهكشي مناسبي باشد.
يك گلخانه مي تواند در هراندازه اي ساخته شود اما كوچكترين گلخانه اي كه مي توان در نظر گرفت چيزي در حدود ۲۰۰ فوت مربع است (۱۸٫۴ متر مربع ). گلخانه هاي كوچكتر به نسبت از لحاظ ساخت و عملكرد بسيار گران هستند .

ساختمان گلخانه:
هزينه ساخت گلخانه به طور كلي به اندازه و ماده پوشش دهنده آن بستگي دارد. ساخت گلخانه با پوشش شيشه اي و قاب فلزي معمولاً بيشترين هزينه را داراست. پوشش هاي ديگر مانند فايبرگلاس، اكريليك و پلي كربنات داراي هزينه متوسطي مي باشند. پوشش پلي اتيلن با قاب چوبي داراي كمترين هزينه است. تجهيزات حرارتي و تهويه نيز هزينه اي با توجه به ساختمان گلخانه و اندازه آن دارند. ساخت گلخانه هاي خورشيدي نيز امكان پذير است اما به مهندسي خاصي نيازمند مي باشد. اسكلت يا قاب گلخانه از فلز يا چوب ساخته مي شود. فضاي بين لايه هاي پوشش را مي توان براي كمك به مقاومت در برابر وزش باد خالي از هوا نمود. گلخانه با اسكلت چوبي به آساني ساخته مي شود و انتخاب مناسبي براي سازنده است .

گرمايش:
محيط گلخانه معمولاً به وسيله هواي داغ، آب داغ يا بخار گرم مي شود. گاهي اوقات گرما به صورت تكميلي توسط گرمكن هاي الكتريكي تامين مي شود. انتخاب منبع حرارتي بايد با توجه به هزينه اوليه تجهيزات و هزينه عملياتي انجام گيرد. گرمكن هاي الكتريكي هزينه اوليه كمي داشته اما معمولاً هزينه عملياتي بسيار بالايي دارند. گرمايش به وسيله آب داغ يا بخار از لحاظ هزينه نصب گران است؛ اما هزينه عملياتي كمي دارد. گرمايش به وسيله هواي داغ با استفاده از گاز طبيعي يا نفت به عنوان سوخت به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرد. زغال سنگ و چوب هم مي تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گيرد. البته هر كدام به مديريت دقيقي نيازمند است.

بايد توجه داشت كه هرنوع گرمكن احتراقي براي جلوگيري از انباشت گازهاي نامطلوب، كه موجب از بين رفتن گياهان مي شود، دريچه اي به خارج گلخانه داشته باشد.
بهترين گرمايش در حالتي انجام مي شود كه از كف صورت گيرد؛ چرا كه به طور طبيعي هواي گرم به سمت بالا مي رود. گياهان اغلب داراي دماي مخصوص متوسطي براي رشد ايده آل مي باشند. در جدول زير محدوده هاي دمايي توصيه شده براي چندين محصول متداول گلخانه اي آمده است. دماي شبانه داراي بيشترين اهميت است. با اين وجود دماي روزانه بالا مي تواند موجب از بين رفتن محصولات گلخانه شود.

دماي روزانه و شبانه توصيه شده براي چند محصول متداول گلخانه اي
محصول دماي شبانه ( F) دماي روزانه ( F)
گوجه فرنگي ۶۶-۶۰ ۸۰-۷۰
كاهو ۵۵ ۷۸-۷۰
خيار ۶۵ ۸۰
فلفل ۶۲ ۸۰-۷۰
گل داودي ۶۳-۶۲ ۸۰-۷۵
گل شمعداني ۶۰-۵۵ ۷۵-۷۰

تهويه و سرمايش:
كار گرمايش گلخانه كار نسبتاً ساده اي است اما سرمايش آن بسيار مشكلتر مي باشد. به علاوه درگلخانه هاي كوچكتر كار گرمايش و سرمايش دشوارتر است. يك گلخانه براي كاهش حرارت در تابستان و نيز در روزهاي زمستاني آفتابي به تهويه توسط هواي تازه نيازمند است. همچنين كار تهويه براي كاهش رطوبت بيش از حد و نيز تأمين دي اكسيد كربن از هواي خارج مورد استفاده قرار مي گيرد.

كنترل ها:
اغلب دارندگان گلخانه هاي كوچك مي دانند كه وسايل كنترل اتوماتيك داراي ارزش زيادي هستند. ترموستاتها، رطوبت سنج ه، زمان سنج ها و يا كنترلهاي كامپيوتري مي توانند با هم تركيب شده تا مديريت دقيقي از دما و رطوبت (حتي هنگامي كه مالك حضور ندارد) به دست دهند. آبياري و روشنايي را هم مي توان به صورت اتوماتيك كنترل نمود. سيستم هاي كنترل را مي توان شخصاً سرهم نمود و يا اينكه به صورت پكيج خريداري كرد.

برنامه ريزي و ساخت يك گلخانه:
قبل از آغاز كار ساخت گلخانه يك برنامه ريزي دقيق بسيار مهم است. اصولاً ساخت يك گلخانه به هزينه و زمان زيادي نيازمند نمي باشد. انتخاب نهايي براي نوع گلخانه به فضاي مورد نياز رشد، معماري مربوطه، محل هاي موجود و هزينه هاي آن وابسته است. همچنين يك گلخانه بايد محيط مناسبي براي رشد گياهان فراهم نمايد .
موقعيت:

موقعيت گلخانه بايد به صورتي باشد كه بيشترين مقدار نور را دريافت نمايد. اولين انتخاب براي موقعيت گلخانه به صورت نماي جنوبي يا جنوب شرقي مي باشد. نور تمام روز بهترين شرايط را براي گياه فراهم مي كند. البته نور تابيده شده ازجانب شرق، به هنگام صبح، براي گياهان كافي مي باشد. نور صبح بيشترين مطلوبيت را داراست، زيرا كه به گياهان اجازه داده مي شود كه فرايند توليد غذا را زودتر آغاز نمايند؛ واين موضوع منجر به حداكثر رشد مي شود.
بالطبع انتخابهاي بعدي، نماي جنوب غربي و نماي غربي مي باشد؛ چرا كه دريافت نور ديرتر صورت مي گيرد. نماي شمالي كمترين مطلوبيت را دارد و فقط براي گياهاني كه نور كمي احتياج دارند، مناسب مي باشد .

درختان برگ ريز مانند افرا و بلوط مي توانند به طور مؤثري از نور شديد بعد ازظهر تابستاني با ايجاد سايه بكاهند. البته بايد توجه داشت كه درختان در هنگام صبح، بر روي گلخانه سايه نياندازند. اين درختان در زمستان اجازه مي‌دهند كه نور كافي به گلخانه برسد؛ چرا كه در پاييز برگهاي خود را از دست مي دهند.
انواع گلخانه:

يك گلخانه خانگي مي تواند در تماس با ساختمان موجود و يا به صورت يك سازه ساده ساخته شود. محل انتخابي براي گلخانه و سليقه شخصي مي تواند در انتخاب نوع گلخانه موردنظر قرار گيرد. البته هر نوع گلخانه اي معايب و مزاياي مختص به خود را دارد. نمونه اي از گلخانه هاي متداول در ادامه آمده است.
مجموعه خوبي از مواد ساختماني و اسكلت گلخانه هاي تجاري در دسترس مي باشد. اسكلت گلخانه معمولاً از چوب، فولاد گالوانيزه يا آلومينيم ساخته مي شود. لوله هاي پلاستيكي به عنوان اسكلت گلخانه، معمولاً در برابر بار وارده از طرف برف و باد ناپايدار مي باشند. اسكلت گلخانه را مي توان با شيشه، فايبرگلاس سخت، پلاستيك دوجداره محكم و يا ورق پلاستيكي پوشانيد.
انواع پيكربندي اسكلت هاي گلخانه:
انواع پيكربندي اسكلت هاي گلخانه، از ساده گرفته تا پيچيده، به ابتكار طراح و مهندس مربوطه وابسته است. در ادامه چند نوع پيكربندي متداول آمده است.
انواع پيكربندي اسكلت هاي گلخانه:
فونداسيون وكف سازي:

در يك گلخانه، فونداسيون دائمي براي مواد ورقه اي شيشه اي، فايبر گلاس و پلاستيك سخت دو جداره بايد فراهم شده باشد. سازنده براي ساخت فونداسيون بايد برنامه ريزي دقيقي داشته باشد. اغلب گلخانه ها به يك فونداسيون بتون ريزي شده، همانند ساختمانهاي مسكوني، نيازمند هستند.
كف دائمي براي گلخانه توصيه نمي شود چونكه رطوبت را نگه مي دارد و بواسطه آميختگي خاك و شاخ و برگها منجر به لغزندگي مي شود. ساخت يك گردشگاه سيماني، شني يا سنگي به عرض۲۴ تا ۳۶ اينچ براي دسترسي آسان به گياهان توصيه مي شود. مابقي كف بايد توسط چند اينچ شن، جهت زهكشي آب اضافي پوشانيده شود.
گرمايش:

گرمايش مورد نياز يك گلخانه به دماي مطلوب براي رشد گياهان، موقعيت و ساختمان گلخانه و كل مساحت خارجي در معرض هواي بيرون وابسته است. با اينكه ۲۵% گرمايش مورد نياز روزانه مي تواند به وسيله تابش خورشيد تأمين شود؛ اما يك گلخانه عايق به مقدار زيادي گرمايش در يك شب زمستاني نيازمند مي باشد. سيستم گرمايشي بايد به گونه اي باشد كه دماي مطلوب روزانه و شبانه را تأمين نمايد.

گلخانه با گرمكن خورشيدي، در طول دوره بحران انرژي مورد پسند عوام قرار گرفته است. البته استفاده از اين سيستم معمولاً اقتصادي نمي باشد. به علاوه مجموعه هاي خورشيدي اختصاصي و سيستم هاي ذخيره گرما به فضاي زيادي نيازمند هستند. با اين وجود مالكان گلخانه مي توانند روشهاي جمع آوري گرما را مورد آزمايش قرار دهند. يك روش اين است كه تانكهايي را براي جذب گرما با رنگ سياه، رنگ كرده و جهت نگهداري حرارت آنها را پر از آب نمود. از آنجا كه دماي هواي گلخانه بايد در دماي مناسب رشد گياهان ثابت بماند، گلخانه به خودي خود نمي تواند ذخيره كننده خوب گرما باشد.

سيستم هاي حرارتي را مي توان توسط الكتريسيته، گاز طبيعي، نفت و يا چوب به كار گرفت. گرما مي تواند به وسيله جريان اجباري هواي داغ، تشعشع، آب داغ و يا بخار در محيط گلخانه توزيع گردد. انتخاب سيستم حرارتي و نوع سوخت مصرفي به مواردي از جمله، دسترسي محلي، احتياجات گرمايي گياهان، هزينه و سليقه شخصي وابسته است. براي تأمين اهداف ايمني و جلوگيري از تماس گياهان با گازهاي مضر، تمام محصولات احتراق حاصل از سوزاندن گاز، نفت و چوب را بايد به خارج گلخانه هدايت نمود. همچنين براي تأمين اكسيژن موردنياز مشعلها جهت احتراق كامل، بايد از دريچه هاي واصل به هواي تازه استفاده نمود. كنترلهاي ايمني مانند پيلوت هاي اطمينان و شير قطع جريان گاز، بايد به اندازه نياز مورد استفاده قرار گيرد. چراغهاي قابل حمل با سوخت نفت سفيد كه در خانه ها مورد استفاده قرار مي گيرد، براي گرمايش گلخانه پرخطر است؛ چونكه بعضي از گياهان به گازهاي تشكيل شده ناشي از احتراق سوختها بسيار حساس مي باشند.

گردش هو ا:
نصب فن هاي گردش هوا در گلخانه سرمايه گذاري خوبي است. در طول زمستان، هنگامي كه گلخانه بايد گرم شود، گلخانه به گردش هوا نيازمند است؛ تا بدان وسيله دماي يكنواختي در داخل گلخانه تأمين گردد. بدون فن هاي اختلاط هوا، هواي گرم به بالاي گلخانه رفته و هواي سرد در كف گلخانه و در اطراف گياهان باقي مي ماند.
براي گلخانه هاي كوچك (كمتر از ۶۰ فوت درازا)، فن ها را به صورت قطري در گوشه هاي مقابل هم و كمي خارج از گوشه نصب مي كنند. هدف از اين كار ايجاد يك الگوي دايره اي (بيضي) براي جابجايي هوا مي باشد. فن ها بايد به طور مداوم در طول زمستان به كار گرفته شوند. اما اين فن ها را در تابستان، هنگامي كه گلخانه به تجديد هوا (تهويه) نيازمند است، بايد خاموش كرد.

تجديد هوا (تهويه):
تجديد هوا، معاوضه هواي داخل با هواي بيرون براي كنترل دما، بيرون بردن رطوبت و غني سازي دي اكسيد كربن مي باشد. چندين سيستم تهويه متفاوت را مي توان براي تجديد هواي گلخانه مورد استفاده قرار داد.
تهويه طبيعي هو با استفاده از دريچه هاي سقفي كه بر روي ديواره هاي كناري گلخانه نصب شده اند، صورت مي گيرد. هواي گرم با استفاده از جريانهاي جابجايي بالا رفته و از طريق دريچه ها خارج مي گردد؛ و به اين ترتيب موجب دريافت هواي سرد از همه طرف مي شود.

تهويه مكانيكي هوا با استفاده از فن هاي خروجي، كه هوا را از يك گوشه گلخانه به خارج مي رانند درحاليكه هواي بيرون از گوشه ديگر گلخانه وارد مي شود، صورت مي گيرد. اندازه فن هاي خروجي بايد به نحوي باشد كه، كل حجم هواي داخل گلخانه را در يك دقيقه تعويض نمايد.كل حجم هوا در يك گلخانه متوسط يا بزرگ (برحسب فوت مكعب) را مي توان با حاصلضرب مساحت كف در عدد ۸ (ميانگين ارتفاع) محاسبه نمود . اندازه فن خروجي يك گلخانه كوچك، (حجم آن كمتر از ۵۰۰۰ فوت مكعب) از حاصلضرب مساحت كف در عدد ۱۲ به دست مي آيد .

احتياجات تجديد هوا با شرايط آب وهوايي و فصلهاي مختلف متغير خواهد بود. در تابستان بايد، ۱ تا ۱٫۵ برابر حجم هواي گلخانه در هر دقيقه تعويض شود. البته گلخانه هاي كوچكتر به مقدار بيشتري تعويض هوا احتياج دارند. در زمستان، اختلاط ۲۰ تا ۳۰ درصد از حجم هواي داخل با هواي بيرون در هر دقيقه، بدون سرد شدن محيط گياهان، كافي خواهد بود.
سرمايش:

معمولاً ممكن است گردش هوا توسط تهويه (به تنهايي) در اواسط تابستان كافي نباشد. درتابستان اغلب لازم است كه دماي هوا با استفاده از سرمايش تبخيري كاهش يابد. همچنين ممكن است در طول تابستان، شدت تابش خورشيد براي گياهان خيلي زياد باشد. لذا در طول اين دوره ممكن است سرمايش تبخيري، ايجاد سايه، يا رنگ آميزي ضروري باشد.
سيستم سرمايش تبخيري شامل يك فن و يك اواپراتور براي تبخير آب مي باشد؛ بدين وسيله هوا خنك شده و رطوبت آن افزايش مي يابد. طي فرآيند سرمايش تبخيري، گرماي هوا براي تغيير حالت آب از مايع به بخار گرفته مي شود. به اين ترتيب هواي خنك و مرطوب به گلخانه وارد مي شود؛ در حاليكه هواي گرم داخل از طريق دريچه هاي سقفي و ديگر منافذ به خارج رانده مي شود.

سيستم سرمايش تبخيري در حالتي كه رطوبت هواي خارج پايين باشد؛ بهتر و مناسبتر عمل مي كند. اين سيستم را مي توان بدون تبخير آب براي تجديد هواي گلخانه مورد استفاده قرار داد. ظرفيت سيستم سرمايش تبخيري بايد ۱ تا ۱٫۵ برابر حجم گلخانه باشد.
دي اكسيد كربن و نور:
دي اكسيد كربن و نور براي رشد گياهان ضروري مي باشد. صبحگاهان با بالا آمدن آفتاب، گياهان توليد انرژي غذايي (فتوسنتز) را آغاز مي نمايند. ميزان دي اكسيد كربن در گلخانه، به واسطه مصرف توسط گياهان، كاهش مي يابد. با تجديد هوا مي توان ميزان دي اكسيد كربن را به اندازه ميزان آن در محيط بيرون بالا برد. از آنجا كه دي اكسيد كربن و نور در فرآيند فتوسنتز مكمل يكديگر هستند، با تأمين روشنايي تكميلي و تزريق دي اكسيد كربن مي توان بازده سبزيجات و گلدهي محصولات را افزايش داد. دي اكسيد كربن مايع، يخ خشك و احتراق سوختهاي بدون سولفور مي تواند به عنوان منابع تأمين دي اكسيد كربن مورد استفاده قرار گيرد .
كنترل شرايط محيطي گلخانه :

فعاليتهاي شيميايي صورت گرفته در فرآيند فتوسنتز گياهان، مستقيماً متأثر از شرايط محيطي مي باشد. فتوسنتز به عواملي مانند دما، شدت نور و وجود آب و مواد غذايي وابسته است. تنفس گياه نسبت به دما حساس مي باشد.
محدوده دمايي توصيه شده براي بيشتر گياهان گلخانه اي كه منجر به بالاترين بازده فتوسنتزي مي شود، چيزي بين ۵۰ تا ۸۵ درجه فارنهايت مي باشد. بنابراين بدون توجه به اينكه گلخانه براي چه كاري مورد استفاده قرار مي گيرد، بايد محيط آن كنترل شده باشد؛ اين كار براي سلامت گياهان گلخانه ضروري مي باشد.
دما:

دماي مناسب براي گلخانه توسط انرژي حاصل از تابش خورشيد فراهم مي شود؛ و در صورتي كه اين انرژي كافي نباشد؛ دما به وسيله حرارت تكميلي تأمين مي گردد. گياهان مختلف به محدوده دمايي متفاوتي نياز دارند. براي مثال گياهان گرمسيري به محدوده دمايي ۷۰ تا ۸۰ درجه فارنهايت نيازمند مي باشند.
دماي داخل گلخانه بايد در روز در دماي موردنظر ثابت بماند؛ و درشب ۱۰ درجه فارنهايت پايينتر باشد. چهار روش براي ثابت نگه داشتن دما در حد مطلوب وجود دارد :
جلوگيري از اتلاف حرارت

ذخيره گرما
اضافه كردن حرارت

خارج كردن حرارت اضافي
دما، مهمترين فاكتور محيطي در نزد كشاورزان مي باشد. تنظيم كردن دما، تأثير مستقيمي بر روي رطوبت نسبي و سطح دي اكسيد كربن دارد. تهويه مي تواند بيشتر يا همه كنترل دماي مورد نياز براي گلخانه هاي كوچك فصلي را به انجام برساند. گلخانه هاي بزرگتر ممكن است به فن هاي الكتريكي (براي خنك كردن گلخانه در تابستان) و سيستم هاي حرارتي براي شبهاي سرد نيازمند باشند. با توجه به آنچه گفته شد، اغلب گياهان داراي دماي مخصوص متوسطي براي رشد ايده آل مي باشند. در جدول ۱-۱ محدوده هاي دمايي توصيه شده براي چند محصول متداول گلخانه اي آمده است.

رطوبت نسبي:
رطوبت نسبي مقياسي از مقدار آب موجود در هوا در يك دماي داده شده مي باشد. ميزان تنفس گياهان متأثر از رطوبت نسبي هواي اطراف مي باشد؛ زيرا كه رطوبت نسبي، اختلاف فشار بخار بين سطح برگها و هواي اطراف را تعيين مي كند. رطوبت نسبي بين ۲۵ تا ۸۰ درصد، تأثير ناسازگاري برروي رشد اكثر گياهان ندارد. رطوبت نسبي خارج از اين محدوده مي تواند مانع تنفس گياه شده و به گسترش بيماريها كمك نمايد. در ضمن رطوبت نسبي بالا موجب افزايش بيماريهاي برگي در گلخانه مي شود. رطوبت نسبي هواي داخل گلخانه به وسيله دماي سطوح داخلي تعيين مي شود. كاهش جريان هوا و نيز كم شدن نرخ تعويض هوا، منجر به افزايش رطوبت نسبي مي شود. يك گلخانه دار كه داراي گلخانه اي كاملاً بسته با پوشش دو لايه اي مي باشد؛ بايد از وجود امكانات تهويه كافي، كه براي كنترل رطوبت نسبي و نيز حداكثر دما لازم است، مطمئن باشد. رطوبت نسبي ايده آل براي گلخانه چيزي

بين۵۰ تا ۶۰ درصد است. اگر رطوبت نسبي خيلي بالا باشد، شرايط براي حمله بيماريها به گياهان فراهم مي شود. اگر رطوبت نسبي خيلي پايين باشد، گياهان از تنش آبي در رنج خواهند بود. رطوبت نسبي را مي توان با آبياري كردن درصبح و بيرون راندن هواي مرطوب كنترل نمود. بايد توجه داشت كه هرگز نبايد آبياري را بعد از ظهر انجام داد.
نور :
شدت، استمرار و پخش طيفي نور مرئي براي رشد گياه، مهم و حياتي است. نور موردنياز معمولاً توسط خورشيد تأمين مي شود؛ مگر اينكه گلخانه در فصل زمستان فعال باشد.
عوامل مؤثر در تعيين مقدار نور عبوري از پوشش گلخانه عبارتند از :
موقعيت گلخانه
جهت گيري نسبت به خورشيد

زاويه پوشش شفاف گلخانه نسبت به شعاع نور
خصوصيات فيزيكي پوشش:
سطوح منعكس كننده نور در داخل گلخانه، مي تواند مقدار نور در دسترس گياهان را افزايش دهد. رنگ سفيد و ورقهاي آلومينيمي براي اين كار مناسب است.
روشنايي در دو حيطه اندازه گيري مي شود؛ كميت و كيفيت. كيفيت مربوط به شدت تابش و كميت مربوط به طول دوره تابش مي باشد. مي دانيم كه يك گياه به مقدار مشخصي از تابش نور نيازمند است. اگر كييفيت نور پايين باشد؛ با اضافه كردن كميت آن، ميزان نور تابيده شده به مقدار كمي اضافه مي گردد و بر عكس. در هر گلخانه شفافيت لازم براي عبور نور، توسط پوشش گلخانه فراهم مي شود. مثالهايي از مواد شفاف جهت پوشش گلخانه عبارتند از: شيشه، پلاستيك، اكريليك و فايبرگلاس.
دي اكسيد كربن:

يكي ديگر از فاكتور هاي محيطي كه براي رشد گياه لازم است، دي اكسيد كربن مي باشد. دي اكسيد كربن يكي از اجزاي اصلي در فرآيند فتوسنتز است؛ اما تاكنون آنطور كه از تأثيرات دما، نور و رطوبت بر روي رشد گياهان آگاه هستيم، در مورد دي اكسيد كربن اطلاعات زيادي در دست نيست.
در يك گلخانه كاملاً بسته كه گياهان فراواني دارد، كمبود دي اكسيد كربن مي تواند فاكتورهاي رشد را محدود نمايد. تنظيم ميزان اين عامل محيطي براي بهبود رشد گياهان در گلخانه، بخشي از مديريت موفق گلخانه مي باشد. البته بايد توجه داشت كه كميت و كيفيت مطلوب محصولات گلخانه اي به وسيله مديريت مناسب فاكتورهاي رشد تحقق مي يابد؛ به طوري كه اين عوامل در زمان درست و به مقدار مورد نياز در اختيار گياه قرار گيرد.

جريان هوا در گلخانه:
گردش هوا در گلخانه ضروري است. وقتي كه يك گياه در معرض جريان هواي تازه خارج از گلخانه باشد، هواي تازه در نزديكي برگها تأمين شده و گياه مي تواند اكسيژن پس داده و از دي اكسيد كربن تازه استفاده نمايد. جريان هوا همچنين به پايين نگه داشتن رطوبت نسبي و كنترل دما در گلخانه كمك مي نمايد .
گلخانه هاي تجاري به همه نيازمندي هاي اشاره شده در بالا و حتي بيشتر از آن وابسته اند. در يك گلخانه تجاري هدف اصلي سود دهي است؛ براي رسيدن به اين هدف، گلخانه بايد از لحاظ تأمين شرايط محيطي مطلوب كارآمد باشد. نور و دماي گلخانه بايد به طور سخت و جدي كنترل شود. اخيراً كامپيوترها براي چنين كنترل هايي به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. همچنين وجود گازهاي سمي و گرد و غبار در گلخانه ممكن است يك مشكل جدي باشد. اين گازها شامل مونو اكسيد كربن، اكسيد نيتروژن و دي اكسيد نيتروژن مي باشند؛ كه ممكن است از وسايل حرارتي متصاعد شوند

را هنماي كاشت گياهان بدون استفاده از خاك

مقدمه:
هيدروپونيک در عمل به معني کاشت گياهان در آب و محلول غذايي بدون استفاده از خاک مي باشد. کشت هيدروپونيک اين امکان را به کشاورز مي دهد که در زمان کوتاهتر با زحمت کمتر محصولي با راندمان بيشتر را کشت نمايد.علم هيدروپونيک ثابت کرده است که براي رشد گياهان به خاک احتياجي نيست اما به عناصري که در خاک موجود است( مواد معدني، موادآلي) احتياج است. هر گياهي را مي توان به صورت هيدروپونيک کشت کرد ولي بعضي از آنها موفقيت بيشتري در اين سيستم دارند. کشت هيدروپونيک براي ميوه هايي با محصولات مقاوم از قبيل گوجه – خيار – فلفل – گياهان برگي مثل کاهو – سبزي و گياهاني که رشد سريعي دارند ايده آل است.

امروزه از کشت هيدروپونيک براي توليد علوفه دام استفاده هاي زيادي مي شود و اين امر به يک راه اقتصادي و مناسب براي توليد علوفه دامداران تبديل شده است.
در کشت هيدروپونيک در صورتي مي توانيد پيشرفت کنيد که محلول غذايي صحيحي براي تامين احتياجات گياه تهيه کنيد.
اغلب اعمالي که براي کشت هيدروپونيک انجام مي شود شبيه اعمال کاشت گياهان در خاک است. کشت تجاري هیدروپونیک شامل ترکيبي از تکنولوژي هيدروپونيک با کنترل عوامل محيطي براي رسيدن به بهترين کيفيت محصول مي باشد. در ساختار گلخانه شما با کنترل دما ، رطوبت و نور قادر به کشت در تمام طول سال مي باشيد.
برخي از مزاياي کشت هيدروپونيک
● به دليل نبود خاک و علف هرز عمليات هاي کشاورزي ساده تر است

● با حذف خاک آفات موجود در خاک نيز حذف مي شود.
● در کشت هیدروپونیک فقط درصدي از آبي که در کشت خاکي مصرف مي شود استفاده مي شود. زيرا آبها هدر نرفته و توسط علفهاي هرز نيز مصرف نمي شود.
● به طور کلي محصولات هيدروپونيکي از نظر غذايي محصولات بهتري نسبت به کشت خاکي هستند. و اين بدليل کنترل عناصر و موادي است که مورد مصرف گياه قرار مي گيرد.
ريشه گياه:
ريشه گياهان دو وظيفه عمده دارند
۱- نگهداري گياه در محيط کشت
۲- انتقال آب و عناصر مورد نياز گياه به تمام قسمتهاي آن
جذب آب بوسيله مکيدن آب از ريشه توسط فرايند تعرق انجام مي گيرد ولي چگونگي جذب يونها بطور دقيق مشخص نيست.آنچه ما مي دانيم جذب يونها توسط ريشه طي دو فرايند انتقال فعال و انتشار ساده صورت مي گيرد.
خصوصيات فيزيکي ريشه
در کشت خاکي براي رشد ريشه محدوديت هايي وجود دارد که در کشت هيدروپونيک اين محدوديت ها نيست بنابراين ممکن است در اين کشت ريشه ها بيشتر از حجم شان رشد کنند. خصوصيات فيزيکي ريشه نقش مهمي را در جذب عناصر دارند همچنين در سيستمهاي هيدروپونيک رشد و توسعه ريشه در کار گياه تاثير گذار است.
تهويه:

تهويه يکي از مهمترين عوامل است که به رشد گياه و ريشه کمک مي کند. انرژي مورد نياز براي رشد ريشه و جذب يونها از فرايند تنفس سلولي تامين مي شود که اين فرايند به اکسيژن نياز دارد. حلاليت اکسيژن در آب تقريبا کم است و با افزايش دما کاهش پيدا مي کند. بنابراين با افزايش دما بايد به فکر تهيه اکسيژن بيشتري براي نياز گياه بود. يکي از مشکلات سيستم هاي هيدروپونيک عدم تهويه مناسب با رشد توده ريشه است.
محيط ريشه:

بعضي از گياهان اين توانايي را دارند که خودشان را با محيط اطراف تطبيق دهند. اغلب تغييرات محيطي تغيير در PH است. به علاوه بعضي از گياهان اين توانايي را دارند که با منتشر کردن موادي (مثل سيدروفوس) از ريشه‌هايشان عمل جذب را افزايش دهند و يونها را بي اثر کنند. اين ويژگي به کفايت آهن مشهور است. در مواردي که گياه نمي تواند خود را با محيط تطبيق دهد بايد دقت بيشتري در بالانس عناصر و کنترل PH محلول انجام داد.
درج حرارت:

درجه حرارت، يکي از مهمترين عواملي است که در رشد ريشه و جذب آب و عناصر ضروري و يونها تاثير مي گذارد. درجه حرارت مطلوب ريشه در گونه هاي مختلف تغيير مي کند. ولي در کل درجه حرارت پايين تر از ۲۰ درجه سانتي گراد تغييراتي در رفتار و رشد ريشه ايجاد مي کند. در کمترين درجه حرارت مطلوب ريشه، رشد و شاخه دهي ريشه کاهش مي يابد و ريشه خشبي مي شود. زماني که درجه حرارت ريشه ها کاهش پيدا کند گياه پژمرده مي شود و به خاطر نياز زياد هوا در روز، کمبود عناصر نمايان مي شود. در دماي کم کمبود عناصر فسفر ، آهن ، و منگنز بيشتر نمايان مي شود. حدود بالاي درجه حرارت هنوز به طور دقيق مشخص نيست. ريشه ها تا دماي ۳۰ و حتي تا ۳۵ درجه سانتي گراد را نيز مي توانند تحمل کنند.

بنابراين درجه حرارت ريشه بايد بين ۲۰ تا ۳۰ درجه سانتي گراد تنظيم شود.
محيط هاي کشت هيدروپونيک
از سال ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰ معمولا از گراول و ماسه استفاده مي کردند. در واحدهاي کوچک هيدروپونيک به طور کلي از گراول، پشم سنگ يا هاديت استفاده مي شود. در سيستم هاي تجاري پريليت و پشم سنگ بيشتر بکار برده مي شود. محيط هاي کشت آلي که امروزه بکار مي روند عبارتند از پيت موس – پوست کاج- مخلوط پيت موس، پين بارک و مواد آلي از قبيل ورمي کولايت و پريليت .

چهار روش براي کشت هيدروپونيک

سيستمهاي جذر و مد(Ebb and Flow)
قرار دادن گياهان در يک محيط کشت
محلول غذايي در دوره زماني معيني از مخزن به محيط کشت پمپ مي شود، گياهان بوسيله محيط کشت محلول غذايي را جذب مي کنند، و سپس آب با زهکشي به بيرون مي رود.

سيستم قطره چکاني(Drip System )
مکعب هاي راک وول
محلول غذايي بر اساس يک برنامه زماني روي محيط کشت چکانده مي شود.مشروط بر اينکه آب تازه، مواد غذايي و اکسيژن فراهم باشد.

تکنيک فيلم غذايي (NFT)
ريشه گياهان در کانالها رشد مي کنند. نوک ريشه ها در معرض هوا و ته آنها در معرض محلول غذايي است.

سيستم ايستا(Passive System)
در اين روش گياه به صورت آزاد در محلول غذايي قرار دارد. اکسيژن بايد در پايين ريشه موجود باشد، که اغلب به وسيله يک پمپ انجام مي شود. تلفات آب بايد روزانه جبران شود.

سيستم هاي مختلف ديگري از جمله آئروپونيک نيز وجود دارد که در آن ريشه گياه در محيط معلق است و محلول غذايي بوسيله اسپري بر روي آن پاشيده مي شود.
به طور کلي در سيستم هيدروپونيک آنچه مهم است ، اکسيژن ، آب، شرايط محيطي و مهمترين آنها محلول غذايي است. که در يک سيستم موفق همه اين موارد بايد رعايت شود. سيستم هاي فوق آزمايش شده اند و موفقيت آنها به اثبات رسيده است.شما نيز با رعايت اين موارد مي توانيد يک سيستم کشت اختصاصي طراحي کنيد.

کشت بدون خاک گلهاي آپارتماني و سبزيجات در منازل و محيط هاي اداري، محلولهاي غذايي
الف- نحوه تهيه محلولهاي غذايي:محلولهاي غذايي حاوي حداقل دوازده عنصر غذايي مي باشند که موقع مصرف با آب آبياري رقيق مي گردند. براي دقت عمل، بهتر است ترکيبات و املاح موجود در آب آبياري قبل از اختلاط با محلول غذايي اندازه گيري شود زيرا براي رسيدن به يک محلول استاندارد مطابق با نياز گياه ضرورت ايجاب مي نمايد که عناصر اضافي که در آبياري موجود هستند در طراحي فرمول غذايي منظور شوند.
در محلولهاي غذايي علاوه بر وجود عناصر مورد نياز گياه رعايت دو عامل عمده در طول رشد گياه بسيار مهم مي باشد:
۱-PH: PH ميزان درجه اسيدي يا قليايي بودن محلول غذايي مورد مصرف را نشان مي دهد و از درجات حداقل بين صفر تا حداکثر ۱۴ درجه بندي شده است. معمولا بهترين درجه PH براي گياهان در روش کشت بدون خاک بين ۵/۵ الي ۷ مي باشد. اگر PH بالاتر يا پايينتر از اين مقدار شود موجب کاهش رشد و در صورت شدت تغييرات باعث مرگ گياه مي شود، براي تنظيم PH از جمله کاهش آن از اسيد سولفوريک و براي افزايش آن از هيدروکسيد کلسيم ميتوان استفاده کرد.

۲- EC:EC هدايت الکتريکي محلول غذايي يا شوري محلول مصرفي را نشان مي دهد، و حاکي از ميزان غلظت عناصر و بنيانهاي غذايي يونيزه شده است. هر چه غلظت يونها بيشتر باشند جريان الکتريکي بيشتر برقرار شده و عدد EC بالاتري نشان مي دهد و هر چه غلظت عناصر کمتر شود EC کمتري را نشان داده مي شود. تغييرات EC از صفر تا ۲۵ شماره گذاري شده و معمولا مناسبترين EC کمتر از ۲ مي باشد. هر چند ميزان حساسيت گياهان مختلف به شوري متفاوت مي باشد ولي معمولا EC هاي بالاتر از ۳ بتدريج بر رشد و کيفيت گياهان اثر منفي خواهد گذاشت. با اين وصف لازم است براي ساختمان محلولهاي غذايي از آبي که EC آن کمتر از ۱ مي باشد استفاده نمود، زيرا پس از ساخت محلول غذايي با آب EC آن به

نسبت اضافه کردن عناصر غذايي افزايش مي يابد حال اگر آب مصرفي EC معادل ۲ داشته باشد پس از اضافه کردن ترکيبات غذايي مظمئنا EC آن بيشتر از ۲ و نزديک ۳ خواهد شد.
برحسب آزمون و خطاي رشد گياه با توجه به کشت در منزل معمولا آب مصرفي همان آب شرب است که تصفيه شده و شيرين بوده و اغلب داراي EC کمتر از ۱ مي باشد.
معمولا محلول هاي غذايي از نظر نياز گياهان باغلظت هاي متفاوت عناصر تهيه مي شود و همين تفاوت غلظت است که تحت عنوان فرمولهاي مختلف محلول غذايي ناميده مي شود چنانچه اين تفاوت ها ديده نشود و خواسته شود که ميزان غلظت عناصر غذايي براي همه گياهان يکسان تنظيم گردد مسلما اين کار صحيح نخواهد بود.

بنابر اين بهتر است با توجه به منابع و تجارب موجود از محلولهاي غذايي معرفي شده به هر گياه استفاده شود.
براي آشنايي علاقه مندان به تهيه محلول غذايي و استفاده از ترکيبات شيميايي عناصر و نحوه محاسبه وزن ملکولي آنها براي تعيين غلظت مختصري به اين موارد اشاره مي گردد:
براي ساخت يک محلول غذايي بايستي از مقدار مختلف عناصر غذايي مورد نياز گياه بخصوص اطلاع کافي داشت، همچنين از نسبت عناصر شيميايي مورد استفاده در فرمول غذايي

آگاهي کامل داشت.
براي محلول سازي لازم است به ميزان حلاليت مواد شيميايي مورد استفاده و اينکه ترکيبات شيميايي مورد استفاده تا چه اندازه ناخالصي دارد و آن ناخالصي ها چه مي باشد و تعداد مولکولهاي آب تبلور همراه آن ترکيب چه مقدار است توجه شود.از طرفي به ميزان تاثير متقابل عناصر شيميايي نسبت به يکديگر بايد توجه کافي شود. بعنوان مثال محلول نيترات کلسيم در اختلاط با برخي ترکيبات در حالت ساخت محلول غذايي غليظ دچار واکنشهاي شيميايي شده و ترکيبات جديدي را بوجود مي آورد که قابل استفاده نمي باشد. در اينصورت بهتر

است براي ساخت محلول هاي غذايي غليظ، آنها را طي دو مرحله جداگانه A و B آماده نمود و سپس اقدام به رقيق سازي دو محلول در يک مخزن نمود. که در اين حالت آثار ترکيبي بسيار ناچيز، و قابل اغماض است. اين دو محلول غليظ به نامهاي Stock A و Stock B معروف هستند، براي ساخت يک محلول غذايي لازم است ابتدا وزن اتمي کليه عناصر مورد نياز را منظور نمود جدول(۱)، آنگاه با مشخص نمودن وزن اتمي کليه عناصر وزن مولکولي يک ترکيب را بدست آورد. بعنوان مثال در مورد So4 Zn وزن مولکولي آن بشرح زير بدست مي آيد.
وزن مولکولي S(32)+O4(16*4)+Zn(65)=161

بدين ترتيب ميزان مواد شيميايي مورد نياز براي تهيه محلول غذايي را به نسبت عناصر موجود در ترکيب فرمول غذايي بدست مي آورند.بديهي است که ميزان ناخالصي ها و مولکولهاي آب موجود در ترکيب بايستي در محاسبات منظور شوند.