Source material
بيئة مضبوطة تنمو
- [9.1 أنواع الدفيئات] (./9.1 أنواع من البيوت المحمية.
- [9.2 خيارات تغطية الاحتباس الحراري] (./9.2 - خيارات تغطية الاحتباس الحراري .md)
- [9.3 خيارات التدفئة والتبريد] (./9.3-خيارات التدفئة والتبريد .md)
- [9.4 الإنتاج الداخلي] (./9.4-Indoor-production.md)
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي. دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
Kentucky State University — Janelle Hager, Leigh Anne Bright, Josh Dusci, and James Tidwell.
أُعيد تنسيق هذه النسخة من المكتبة ودمجها من المصدر الأصلي.
9.1 أنواع الدفيئات
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
الدفيئات القائمة بذاتها تأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام (الشكل 24). اختيار الدفيئة يعتمد على تحميل الثلوج وسرعة الرياح من موقع معين. و الدفيئات القائمة بذاتها أقل تكلفة من الهياكل الأكبر و أسهل في تحسين البارامترات البيئية لمختلف أنواع المحاصيل. و إذا استخدمت هياكل قائمة بذاتها متعددة, يلزم زيادة بروتوكولات الصرف الصحي لمنع انتقال العمال بين الهياكل من الآفات الحشرية و الأمراض.
توفر الدفيئات الزراعية المتصلة بالوعات استخدامًا أكثر كفاءة للمساحة وتخفيض تكاليف التدفئة الإجمالية خلال فصل الشتاء مقارنة بالهياكل القائمة بذاتها (الشكل 25). و التكلفة الأولية لهذا النمط من الاحتباس الحراري مرتفعة وقد تكون باهظة التكلفة بالنسبة لل مزارعين بميزانية محدودة.
تحتوي الدفيئات الزراعية على جدار واحد على حدود مبنى. الحد من الضوء ليس شديدا إذا كان الجدار المظلم هو الجدار الشمالي. قد تكون هذه الأنواع من الهياكل مفيدة للأنظمة المائية المنفصلة، حيث يمكن التحكم في المعلمات البيئية بشكل مستقل في كل هيكل.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
9.2 خيارات تغطية الاحتباس الحراري
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
تأتي أغطية الدفيئة في مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك الزجاج والبلاستيك الصلب (الألياف الزجاجية والبولي كربونات أو الأكريليك) والأفلام البلاستيكية. يعتمد الاختيار المناسب على منطقة المناخ وميزانيتك. وستتطلب المناطق ذات المناخ الأكثر برودة التغطية لتوفير زيادة العزل ونقل الحرارة المنخفضة قياسا بقيمة R و U-value، على التوالي. تقيس قيمة R مدى عزل المادة. وارتفاع قيمة R، والمزيد من العزل توفر المواد. تقيس قيمة U نقل الحرارة وتصف مقدار الحرارة المفقودة أو المكتسبة. المواد ذات القيمة U أقل ستكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. ما يقرب من 75٪ من البلاستيك المستخدم لتغطية الدفيئات في الولايات المتحدة هو نفخ الهواء المزدوج طبقة البولي ايثيلين البلاستيك. 6ML البولي ايثيلين تغطية غير مكلفة ولها قيمة R 1.4 وقيمة U 0.5 (قدرة العزل عالية وكفاءة الطاقة). غطاء الألياف الزجاجية طبقة واحدة مكلفة إلى حد ما ولها قيمة R 0.83 وقيمة U 1.2 (قدرة العزل المعتدلة وليس كفاءة الطاقة) (الجدول 11). اختيار المواد المناسبة للمنطقة المناخية الخاصة بك أمر بالغ الأهمية للحد من تكاليف التدفئة خلال فصل الشتاء. تكلفة الطاقة هي ثاني أكبر نفقات الإنتاج، فقط وراء العمالة.
الجدول 11: مقارنة مواد الزجاج المسببة للاحتباس الحراري.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
9.3 خيارات التدفئة والتبريد
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
التدفئة: بالنسبة للمنتجين الصغار أو ذوي الحجم الخلفي، يمكن أن يساعد تنفيذ نظام التدفئة السلبي على تقليل تكاليف التدفئة خلال الأشهر الباردة. في هذا النوع من النظام، يدخل ضوء الشمس الجدار الجنوبي. الجدار الشمالي لديه مواد عاكسة لحبس وتخزين الحرارة. البراميل السوداء المليئة بالماء تمتص الحرارة من أشعة الشمس خلال النهار وتحرر الحرارة ببطء أثناء الليل. يمكن تعليق الستائر الحرارية على الجدار الجنوبي لاحتجاز الحرارة أثناء الليل (الشكل 26). ولئن كانت هذه الممارسة مفيدة في خفض تكاليف التدفئة، فإنها لن تكون عملية بالنسبة لكبار المنتجين لأنها تشغل مساحة إنتاج قيمة في المرفق ولا تستطيع الحفاظ على درجة حرارة متسقة وموثوقة.
سيحتاج المنتجون الأكبر حجمًا الذين لديهم إنتاج مستمر على مدار السنة إلى الحفاظ على درجة حرارة مستقلة عن ما يمكن اكتسابه من الشمس. سخانات الهواء القسري التي تعمل بالغاز الطبيعي أو البروبان أو الكهرباء هي الأكثر استخدامًا في الولايات المتحدة. تتحكم هذه السخانات في درجة حرارة الهواء بواسطة منظم الحرارة. تتحكم السخانات المشعة مثل الخشب أو الغاز الطبيعي في درجة الحرارة عن طريق ضخ الماء الساخن من خلال الأنابيب الموجودة في جميع أنحاء الهيكل. وتحظى اللاحم بشعبية كبيرة، حيث يعتبر الخشب مصدراً رخيصاً للوقود مقارنة بالنفط أو الغاز الطبيعي.
Cooling: مزيج التهوية اليدوية والأوتوماتيكية هو الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لتهدئة الدفيئة الخاصة بك. وتشمل خيارات التهوية الجانبين لفة المتابعة، فتحات السقف، والفتحات على طول نهاية طويلة من الدفيئة.
تسحب مراوح تهوية الهواء القسري الهواء عبر طول الدفيئة باستخدام فتحات التهوية التي يتم التحكم فيها بالحرارة في الطرف الآخر. مبردات التبخر هي وسيلة غير مكلفة نسبيا لتوفير التبريد للهيكل في المناخات الحارة والجافة. تعمل مبردات التبخر عن طريق سحب الهواء الخارجي من خلال جدار مبلل، وتبريد الهواء عند دخوله.
الجدار الرطب هو إطار يحتوي على الورق المقوى المموج أو المواد الاصطناعية التي تشبع بالماء يقطر على سطحه (الشكل 27). يتم جمع المياه الزائدة في خزان وضخها مرة أخرى على الورق المقوى. جدران التبريد التبخر ليست فعالة في المناخات ذات درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *
9.4 الإنتاج الداخلي
Original publication · نُشر لأول مرة على FarmHub Learn · Kentucky State University
إن نقل الإنتاج إلى مبنى معزول مناسب للمنتجين الذين يرغبون في أن يكونوا قريبين من الأسواق الحضرية، أو لديهم نقص في الأراضي الصالحة للزراعة، أو يعيشون في مناخ غير مناسب لإنتاج الهواء الطلق أو الدفيئة.
وبغض النظر عن مكان زراعة النبات، فإنه لا يزال يتطلب الظروف المثلى للوصول إلى أقصى قدر ممكن من الغلة. بالإضافة إلى الضوابط التي نوقشت أعلاه، يجب على المنتجين أيضا توفير ضوء مناسب للنمو الأمثل للنباتات. بالنسبة للنباتات، يحفز الضوء إنبات البذور، وإنتاج الأغذية، والإزهار، وتصنيع الكلوروفيل، وسماكة الفروع والأوراق.
يتم تحفيز التمثيل الضوئي حسب نوع وتواتر الضوء المستلم. ينبعث الضوء كموجات من الفوتونات، أو حزم من الطاقة. تحدد كمية الطاقة في كل فوتون طول الموجة من القمة إلى القمة. وتنبعث الأطوال الموجية المنخفضة للطاقة ضوءًا أزرق (400 نانومتر)، وتنبعث أطوال موجية عالية للطاقة ضوءًا أحمر (700 نانومتر). تستخدم النباتات أطوال موجية تتراوح بين 400-700 نانومتر. مطلوب الضوء الأزرق والأحمر في نسب مختلفة في فترات مختلفة من حياة النبات. الضوء الأزرق هو المسؤول في المقام الأول عن النمو الخضري. يؤدي الضوء الأحمر إلى استطالة الخلايا، والنمو الخضري، والإزهار.
النباتات التقليدية تنمو أضواء الفلورسنت (FL) أو عالية الكثافة التفريغ (HID) تركيبات. تستخدم المصابيح المدمجة T5 و T8 و T12 FL بشكل رئيسي لنشر البذور أو النمو الخضري. وغالبا ما تباع تركيبات HID لاستيعاب كل من مصابيح الهاليد المعدنية (MH) والصوديوم عالية الضغط (HPS). الضوء الذي تنتجه المصابيح MH هو نطاق 400-550، ومناسبة للنمو الخضري. الضوء الذي تنتجه المصابيح هس توفر الضوء في الطيف الأصفر والبرتقالي والأحمر، وأكثر ملاءمة لمراحل الإزهار والإثمار. كل من لمبة FL و HPS لها عمر 20،000+ ساعة وتوليد كمية كبيرة من الحرارة.
وقد أدى التقدم في أضواء زراعة النباتات إلى جعل الإنتاج الداخلي أكثر فعالية من حيث التكلفة من خلال تحسين كفاءة الطاقة وزيادة غلة المصانع. التجهيزات التعريفية (IND) مماثلة لمصابيح FL ولكنها أصبحت أكثر شعبية، لأنها لا تملك أقطاب كهربائية تسمح لها أن تستمر لفترة أطول بكثير (75،000 ساعة). كما أنها تؤجل حرارة أقل بكثير وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. كانت أضواء الثنائيات الباعثة للضوء (LED) مكلفة للغاية بالنسبة للعديد من المزارعين؛ ومع ذلك، فهي تعتبر الآن المعيار لمصابيح زراعة النباتات. تعمل مصابيح LED عن طريق تمرير تيار كهربائي من خلال موصلتين شبه موصلتين (أحدهما موجبة والآخر سالب) ثم ينبعث منها الضوء. يمكن طلب الطيف إلى ما هو مطلوب من قبل المصنع في مراحل مختلفة، وتحسين نوعية والعائد من المحصول. بالإضافة إلى تحسين كفاءة الطاقة، فإن عمر مصابيح LED يزيد عن 100,000ساعة.
قارنت الأبحاث التي أجريت في جامعة ولاية كنتاكي نمو ستة خضر مورق واستخدام الطاقة في المصابيح المزروعة FL و MH و IND و LED. أنتجت أضواء LED الكتلة الحيوية النباتية أعلى بكثير (غ/م 2) مقارنة مع المصابيح الثلاثة الأخرى (الشكل 28: جامعة الملك سعود غير منشورة, أوليفر et al. 2018). ومع استمرار انخفاض تكلفة مصابيح LED، ستنخفض تكاليف الإنتاج لإنتاج المصانع في الأماكن المغلقة.
- المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *