Source material

Sura ya 4 Teknolojia ya Hydrop

1. 4.1 Kuanzishwa

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Katika uzalishaji wa mazao ya maua, ufafanuzi kilimo cha udongo kinahusisha mifumo yote inayotoa uzalishaji wa mimea katika hali zisizo na udongo ambapo ugavi wa maji na madini unafanywa katika ufumbuzi wa virutubisho na au bila ya kati ya kukua (k.mf. pamba jiwe, mboji, perlite, pumice, nazi fibre, nk). Mifumo ya utamaduni usio na udongo, inayojulikana kama mifumo ya hydroponic, inaweza kugawanywa zaidi katika mifumo ya wazi, ambapo ufumbuzi wa ziada wa virutubisho haujatengenezwa tena, na mifumo iliyofungwa, ambapo mtiririko wa ziada wa virutubisho kutoka mizizi hukusanywa na kurejeshwa tena kwenye mfumo (Mchoro 4.1).

   Mifumo ya utamaduni isiyo na udongo imebadilika kama suluhisho moja linalowezekana ili kuepuka magonjwa yanayotokana na udongo ambayo daima imekuwa tatizo katika sekta ya kilimo cha chafu.

   Siku hizi, mifumo ya kukua kwa udongo ni ya kawaida katika mazoezi ya maua katika nchi nyingi za Ulaya, ingawa si katika kila nchi hii hutokea kwa kiwango kikubwa. Faida za mifumo ya udongo ikilinganishwa na mazao yaliyopandwa kwa udongo ni:

   • Pathogen-free kuanza na matumizi ya substrates zaidi ya udongo na/au udhibiti rahisi wa vimelea vinavyotokana na udongo.
   • Ukuaji na mavuno ni huru ya aina ya udongo/ubora wa eneo lililolimwa.
   • Better udhibiti wa ukuaji kwa njia ya ugavi walengwa wa ufumbuzi madini.
   • Uwezekano wa kutumia tena ufumbuzi wa virutubisho kuruhusu kwa kuongeza rasilimali.
   • Kuongezeka kwa ubora wa mazao yaliyopatikana kwa udhibiti bora wa vigezo vingine vya mazingira (joto, unyevu wa jamaa) na wadudu.

   

   Kielelezo 4.1 Mpango wa mzunguko wa wazi (a) na mifumo ya kitanzi imefungwa (b)

   Katika hali nyingi, mifumo ya wazi ya kitanzi au kukimbia kwa taka badala ya mifumo ya kitanzi iliyofungwa au recirculation inachukuliwa, ingawa katika nchi nyingi za Ulaya na zaidi mwisho ni lazima. Katika mifumo hii ya wazi, ufumbuzi uliotumiwa na/au usio na madini huwekwa kwenye miili ya maji na uso, au hutumiwa katika kilimo cha shamba wazi. Hata hivyo, kuhusu masuala ya uchumi na mazingira, mifumo ya udongo inapaswa kuwa imefungwa iwezekanavyo, i.e. ambapo urejesho wa suluhisho la virutubisho hutokea, ambapo substrate hutumiwa tena na ambapo vifaa vya endelevu zaidi hutumiwa.

   Faida za mifumo iliyofungwa ni:

   • Kupunguza kiasi cha vifaa vya taka.

   • Chini ya uchafuzi wa ardhi na maji ya uso.

   • Matumizi bora zaidi ya maji na mbolea.

   • Kuongezeka kwa uzalishaji kwa sababu ya chaguzi bora za usimamizi.

   • Lower gharama kwa sababu ya akiba katika vifaa na uzalishaji wa juu.

   Pia kuna hasara kadhaa kama vile:

   • Ubora wa maji unaohitajika.

   • High uwekezaji.

   • Hatari ya kuenea kwa haraka kwa vimelea vinavyotokana na udongo na ufumbuzi wa virutubisho.

   • Kukusanya metabolites ya phytotoxic na vitu vya kikaboni katika ufumbuzi wa virutubisho wa recirculating.

   Katika mifumo ya kibiashara, matatizo ya kutawanyika kwa pathogen yanashughulikiwa na kuzuia maji kwa njia ya kimwili, kemikali na/au mbinu za kuchuja kibiolojia. Hata hivyo, moja ya sababu kuu zinazozuia matumizi ya utamaduni wa ufumbuzi wa virutubisho kwa mazao ya chafu ni mkusanyiko wa chumvi katika maji ya umwagiliaji. Kwa kawaida, kuna ongezeko la kutosha la conductivity ya umeme (EC) kutokana na mkusanyiko wa ions, ambazo hazijafyonzwa kikamilifu na mazao. Hii inaweza kuwa kweli hasa katika mazingira ya aquaponic (AP) ambapo kloridi ya sodiamu (NaCl), iliyoingizwa katika kulisha samaki, inaweza kujilimbikiza katika mfumo. Ili kurekebisha tatizo hili, imependekezwa kuwa hatua iliyoongezwa ya uharibifu inaweza kuboresha usawa wa virutubisho katika mifumo mbalimbali ya AP ya kitanzi (Goddek na Keesman 2018).

2. 4.2 Mifumo ya Soilless

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Utafiti mkali uliofanywa katika uwanja wa kilimo cha hydroponic umesababisha maendeleo ya aina kubwa ya mifumo ya kilimo (Hussain et al. 2014). Kwa maneno ya vitendo haya yote yanaweza pia kutekelezwa pamoja na ufugaji wa maji; hata hivyo, kwa kusudi hili, baadhi yanafaa zaidi kuliko wengine (Maucieri et al. 2018). Aina kubwa ya mifumo ambayo inaweza kutumika inahitaji categorization ya mifumo tofauti ya udongo (Jedwali 4.1).

   Jedwali 4.1 Uainishaji wa mifumo ya hydroponic kulingana na mambo tofauti

   meza thead tr darasa="header” ThCharacteristic/th Thcategories/th Thexamples/th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan="6"mfumo usio na udongo/td td rowspan="3"Hakuna substrate/td TDNFT (mbinu ya filamu ya virutubisho) /td /tr tr darasa="hata” Tdaeroponics/TD /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDFT (mbinu ya mtiririko wa kina) /td /tr tr darasa="hata” td rowspan="3"Pamoja na substrate/td TDOrganic substrates (peat, nyuzi ya nazi, gome, nyuzi za kuni, nk) /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td Substrates isokaboni (jiwe pamba, pumice, mchanga, perlite, vermiculite, kupanua udongo) /td /tr tr darasa="hata” Substrates za TDSynthetic (polyurethane, polystyrene) /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan="2"Fungua/mifumo iliyofungwa/td TDOpen au kukimbia-tweast/td td Mimea ni kuendelea kulishwa na ufumbuzi “safi” bila kupona suluhisho lililotokana na modules za kilimo (Mchoro 4.1a) /td /tr tr darasa="hata” TDimefungwa au kurejesha mifumo/td td Ufumbuzi wa virutubisho uliochafuliwa ni recycled na yapo na kukosa virutubisho kwa ngazi sahihi ya EC (Mchoro 4.1b) /td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” td rowspan="2"Ugavi wa maji/td TDContinuous/TD TDNFT (mbinu ya filamu ya virutubisho) DFT (mbinu ya mtiririko wa kina) /td /tr tr darasa="hata” Tdperiodical/TD Umwagiliaji wa TDrip, bomba na mtiririko, aeroponics/td /tr /tbody /meza

   4.2.1 Mifumo ya Substrate imara

   Mwanzoni mwa kilimo cha udongo katika miaka ya 1970, substrates nyingi zilijaribiwa (Wallach 2008; Blok et al. 2008; Verwer 1978). Wengi walishindwa kwa sababu kama vile kuwa mvua mno, kavu mno, si endelevu, ghali mno na kutolewa kwa sumu. Substrates kadhaa imara zilinusurika: pamba ya jiwe, perlite, coir (nyuzi ya nazi), peat, povu ya polyurethane na gome. Mifumo imara ya substrate inaweza kugawanywa kama ifuatavyo:

   Substrates Hizi zinaweza kuwa kikaboni (k.m. peat, majani na nyuzi za nazi) au isokaboni (kwa mfano pamba ya jiwe). Wao ni sifa ya kuwepo kwa fibres ya ukubwa tofauti, ambayo hutoa substrate uwezo wa juu wa kuhifadhi maji (60— 80%) na uwezo wa kawaida wa hewa (porosity bure) (Wallach 2008). Asilimia kubwa ya maji yaliyohifadhiwa inapatikana kwa urahisi kwa mmea, ambayo inaonekana moja kwa moja katika kiwango cha chini cha substrate kwa kila mmea inahitajika ili kuhakikisha maji ya kutosha. Katika substrates hizi hakuna maji ya wazi na gradients ya salinity kando ya wasifu, na, kwa hiyo, mizizi huwa na kukua kwa kasi, sawasawa na kwa kiasi kikubwa, kwa kutumia kiasi kikubwa kilichopo.

   Substrates Kwa ujumla ni isokaboni (k.mf. mchanga, pumice, perlite, udongo ulioenea) na huwa na ukubwa tofauti wa chembe na hivyo textures; wana porosity ya juu na ni bure ya kukimbia. Uwezo wa maji ni maskini (10— 40%), na maji mengi yaliyohifadhiwa hayapatikani kirahisi kwa mmea (Maher et al. 2008). Kwa hiyo, kiasi kinachohitajika cha substrate kwa mmea ni cha juu ikilinganishwa na yale ya nyuzi. Katika substrates punjepunje, gradient alama ya unyevu ni kuzingatiwa kwenye wasifu na hii inasababisha mizizi kuendeleza hasa chini ya vyombo. Ukubwa wa chembe ndogo, ongezeko la uwezo wa kuhifadhi maji, homogeneity ya unyevu na EC kubwa na kiasi cha chini cha substrate inahitajika kwa mmea.

   Substrates kawaida zimefunikwa katika vifuniko vya plastiki (kinachojulikana kukua mifuko au slabs) au kuingizwa katika aina nyingine za vyombo vya ukubwa tofauti na vifaa vya maandishi.

   Kabla ya kupanda substrate inapaswa kujazwa ili:

   • Kutoa maji na virutubisho vya kutosha katika slab nzima ya substrate.

   • Kufikia viwango sare EC na pH.

   • Kufukuza uwepo wa hewa na kufanya wetting homogeneous ya nyenzo.

   Ni muhimu pia kwa awamu substrate kavu baada ya kupanda ili kuchochea mimea kufuka homogeneous substrate utafutaji na mizizi ya kupata tele na vizuri kusambazwa mizizi katika ngazi mbalimbali na nje mizizi ya hewa. Kutumia substrate kwa mara ya pili kwa kurejesha upya inaweza kuwa tatizo kwa sababu kueneza haiwezekani kutokana na kufuta mashimo katika bahasha ya plastiki. Katika substrate ya kikaboni (kama vile coir), kupitisha zamu za umwagiliaji mfupi na za mara kwa mara, inawezekana kurejesha uwezo wa kuhifadhi maji ili kuitumia kwa mara ya pili, kwa urahisi zaidi kuliko substrates za inert (pamba ya jiwe, perlite) (Perelli et al. 2009).

   4.2.2 Substrates kwa Mifumo ya Kati

   Substrate ni muhimu kwa kushikamana kwa mizizi, msaada wa mmea na pia kama utaratibu wa lishe ya maji kutokana na microporosity yake na uwezo wa kubadilishana cation.

   Mimea iliyopandwa katika mifumo isiyo na udongo ina sifa ya uwiano wa risasi/mizizi isiyo na usawa, mahitaji ya maji, hewa na virutubisho ambayo ni kubwa zaidi kuliko hali ya wazi ya shamba. Katika kesi ya mwisho, viwango vya ukuaji ni polepole, na kiasi cha substrate ni kinadharia ukomo. Ili kukidhi mahitaji haya, ni muhimu kupumzika kwenye substrates ambazo, peke yake au kwa mchanganyiko, zinahakikisha hali bora na imara ya kemikali-kimwili na lishe. Aina ya vifaa na sifa tofauti na gharama zinaweza kutumika kama substrates kama ilivyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.2. Hata hivyo, bado, hakuna substrate moja ambayo inaweza kutumika ulimwenguni pote katika hali zote za kilimo.

   

   Kielelezo 4.2 Vifaa vinavyotumika kama substrates katika mifumo isiyo na udongo

   4.2.3 Tabia ya Substrates

   Uzito wiani (BD) BD unaonyeshwa kwa uzito kavu wa substrate kwa kitengo cha kiasi. Inawezesha anchorage ya mizizi na inatoa msaada wa mimea. BD bora kwa mazao katika chombo inatofautiana kati ya 150 na 500 kg msup-3/sup (Wallach 2008). Baadhi ya substrates, kwa sababu ya BD yao ya chini na looseness yao, kama ilivyo kwa perlite (ca. 100 kg msup-3/sup), polystyrene katika CHEMBE (ca. 35 kg msup-3/sup) na yasiyo ya USITUMIE Sphagnum Peat (ca. 60 kg msup-3/sup), si mzuri kwa matumizi peke yake, hasa na mimea inayokua wima.

   Jedwali 4.2 Makala kuu ya kemikali—ya kimwili ya peats na nyuzi za nazi. (dm = jambo kavu)

   meza thead tr darasa="header” th rowspan="2"Tabia/th th colspan="2"Maboga yaliyoinuliwa/th ThFen bogs/th th rowspan="2"Fibre ya kokoni (coir) /th /tr tr Tdblond/Td TDbrown/Td TDBlack/td /tr /thead tbody tr darasa="hata” TDOrganic jambo (% dm) /td td94—99/td td94—99/td td55—75/td td94—98/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDash (% dm) /td td1—6/td td1—6/td td23—30/td td3—6/td /tr tr darasa="hata” TDTotal porosity (% vol) /td td84—97/td td88—93/td td55—83/td td94—96/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” Uwezo wa uhifadhi wa maji (% vol) /td td52—82/td td74—88/td td65—75/td td80—85/td /tr tr darasa="hata” TDFree porosity (% vol) /td td15—42/td td6—14/td td6—8/td td10—12/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TdBulk wiani (kg msup3/sup) /td td60—120/td td140—200/td td320—400/td td65—110/td /tr tr darasa="hata” TDCEC (meq%) /td td100—150/td td120—170/td td80—150/td td60—130/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDJumla ya nitrojeni (% dm) /td td0.5—2.5/td td0.5—2.5/td td1.5-3.5/td td0.5—0.6/td /tr tr darasa="hata” TDC/n/td td30—80/td td20—75/td td10—35/td td70—80/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDCalcium (% dm) /td td<0.4/td td<0.4/td td>2/td td—/td /tr tr darasa="hata” TDPH (Hsub2/subo) /td td3.0—4.0/td td3.0—5.0/td td5.5-7.3/td td5.0—6.8/td /tr /tbody /meza

   Chanzo: Enzo et al. (2001)

   Porosity Substrate bora kwa mazao ya potted inapaswa kuwa na porosity ya angalau 75% na asilimia variable ya macropores (15— 35%) na micropores (40— 60%) kulingana na aina zilizolimwa na hali ya mazingira na mazao (Wallach 2008; Blok et al. 2008; Maher et al. 2008). Katika vyombo vidogo vidogo, porosity jumla inapaswa kufikia 85% ya kiasi (Bunt 2012). Mfumo unapaswa kuwa imara kwa muda na unapaswa kupinga compaction na kupunguza kiasi wakati wa awamu ya maji mwilini.

   Uwezo wa Uwezo wa maji Uwezo wa maji huhakikisha viwango vya kutosha vya unyevu wa substrate kwa mazao, bila ya kupumzika kwa umwagiliaji mara kwa mara. Hata hivyo, uwezo wa kufanya maji haipaswi kuwa juu sana ili kuepuka asphyxia ya mizizi na baridi sana. Maji yanayopatikana kwa mmea yanahesabiwa kwa tofauti kati ya wingi wa maji katika uwezo wa kuhifadhi na iliyohifadhiwa kwenye hatua ya uharibifu. Hii inapaswa kuwa karibu 30 - 40% ya kiasi dhahiri (Kipp et al. 2001). Hatimaye, ni lazima izingatiwe kuwa na ongezeko la mara kwa mara la majani ya mfumo wa mizizi wakati wa ukuaji, porosity ya bure katika substrate imepungua hatua kwa hatua na sifa za hydrological za substrate zinabadilishwa.

   _Cation Exchange Uwezo (CEC) _ CEC ni kipimo cha jinsi cations wengi inaweza kubakia juu ya substrate chembe nyuso. Kwa ujumla, vifaa vya kikaboni na CEC ya juu na uwezo mkubwa wa buffer kuliko madini (Wallach 2008; Blok et al. 2008) (Jedwali 4.2).

   ph PH inayofaa inahitajika ili kukidhi mahitaji ya aina zilizolimwa. Substrates zilizo na pH ya chini zinafaa zaidi kwa mazao katika vyombo, kwani zinabadilishwa kwa urahisi zaidi kuelekea viwango vinavyotakiwa kwa kuongeza kalsiamu carbonate na pia kwa sababu zinakidhi mahitaji ya idadi pana ya spishi. Aidha, wakati wa kilimo thamani ya pH huelekea kupanda kutokana na umwagiliaji na maji matajiri katika kabonati. PH inaweza pia kutofautiana kuhusiana na aina ya mbolea inayotumiwa. Ni vigumu zaidi kurekebisha substrate ya alkali. Hii inaweza hata hivyo kupatikana kwa kuongeza mbolea za sulphur au physiologically acid (sulphate ya amonia, sulphate ya potasiamu) au mbolea za asidi (phosphate ya madini).

   _Uendeshaji wa umeme (EC) _ Substrates zinapaswa kuwa na maudhui ya virutubisho inayojulikana na maadili ya chini ya EC, (angalia pia Jedwali 4.4). Mara nyingi ni vyema kutumia substrate ya inert ya kemikali na kuongeza virutubisho kuhusiana na mahitaji maalum ya mazao. Kipaumbele hasa kinapaswa kulipwa kwa viwango vya EC. Viwango vya juu vya EC vinaonyesha uwepo wa ions (kwa mfano Nasup+/Sup) kwamba, ingawa si kuwa muhimu kama virutubisho, inaweza kuwa na jukumu la kuamua katika ufaao wa substrate.

   Afya na Usalama Afya katika mifumo na usalama kwa ushirika hutolewa na kutokuwepo kwa vimelea (nematodes, fungi, wadudu), vitu vyenye phytotoxic (dawa za kuulia wadudu) na mbegu za kupalilia. Baadhi ya vifaa viwandani (udongo kupanuliwa, perlite, pamba jiwe, vermiculite na polystyrene) kuhakikisha viwango vya juu vya utasa kutokana na joto la juu kutumika wakati wa usindikaji wao.

   _Kudumisha _ Tabia nyingine muhimu ya substrate ni profile yake endelevu. Substrates nyingi ambazo hutumiwa kukabiliana na changamoto za kiikolojia zinazohusiana na provenance yao, mchakato wa uzalishaji na/au usindikaji baadae na mwisho wa maisha. Katika suala hili, substrates inayotokana na vifaa vya chini vya mazingira (iliyobadilishwa kwa njia ya kirafiki na hatimaye biodegradable) ni tabia ya ziada ya kuzingatia. Reusability ya substrate pia inaweza kuwa kipengele muhimu cha uendelevu wa substrate.

   Cost Mwisho lakini sio mdogo, substrate lazima iwe na gharama nafuu au angalau gharama nafuu, inapatikana kwa urahisi na imara kutoka kwa mtazamo wa kemikali-kimwili.

   4.2.4 Aina ya Substrates

   Uchaguzi wa substrates ni kati ya bidhaa za asili ya kikaboni au madini ambayo ni sasa katika asili na ambayo ni wanakabiliwa na usindikaji maalum (kwa mfano Peat, perlite, vermiculite), kwa wale wenye asili hai inayotokana na shughuli za binadamu (k.m. taka au kwa-mazao ya kilimo, viwanda na miji shughuli) na asili ya viwanda kupatikana kwa michakato ya awali (kwa mfano polystyrene).

   4.2.4.1 Vifaa vya kikaboni

   Jamii hii inajumuisha substrates za asili za kikaboni, ikiwa ni pamoja na mabaki, taka na mazao ya asili ya kikaboni inayotokana na kilimo (mbolea, majani, nk) au, kwa mfano, viwanda, na-bidhaa za sekta ya kuni, n.k. au kutoka makazi ya miji, k.m. sludge ya maji taka, nk Vifaa hivi vinaweza kufanyiwa usindikaji wa ziada, kama vile uchimbaji na kukomaa.

   Vifaa vyote vinavyoweza kutumika katika hydroponics pia vinaweza kutumika katika AP. Hata hivyo, kama mzigo wa bakteria katika suluhisho la AP inaweza kuwa kubwa zaidi kuliko ufumbuzi wa kawaida wa hydroponic, kwa hiyo inaweza kutarajiwa kwamba substrates za kikaboni zinaweza kukabiliwa na kiwango cha kuongezeka kwa mtengano, na kusababisha compaction ya substrate na matatizo ya aeration ya mizizi. Kwa hiyo, vifaa vya kikaboni vinaweza kuchukuliwa kwa mazao yenye mzunguko mfupi wa ukuaji, wakati substrates za madini zinaweza kupendekezwa kwa mazao yenye mzunguko mrefu wa ukuaji.

   Peat

   Peat, kutumika peke yake au kwa substrates nyingine, kwa sasa ni nyenzo muhimu zaidi ya asili ya kikaboni kwa ajili ya maandalizi ya substrate. Neno Peat linamaanisha bidhaa inayotokana na mabaki ya bryophytes (Sphagnum), Cyperaceae (Trichophorum, Eriophorum, Carex) na wengine (Calluna, Phragmites, nk) kubadilishwa katika hali ya anaerobic.

   Vigogo vilivyoinuliwa vinatengenezwa katika mazingira ya baridi na ya mvua sana. Maji ya mvua, bila chumvi, huhifadhiwa juu ya uso na mabaki ya mboga na mboga, na kujenga mazingira yaliyojaa. Katika vinamasi vilivyoinuliwa tunaweza kutofautisha safu ya kina, iliyoharibika sana ya rangi ya giza (brown peat) na safu kidogo iliyoharibika, isiyojulikana ya rangi ya mwanga (blond peat). Peats zote mbili ni sifa ya utulivu mzuri wa miundo, upatikanaji mdogo sana wa virutubisho na pH tindikali wakati wao hasa tofauti katika muundo wao (Jedwali 4.2).

   Peats za Brown, na pores ndogo sana, zina uwezo wa juu wa kuhifadhi maji na porosity chini ya bure kwa hewa na kuwa na uwezo wa juu wa CEC na buffer. Tabia za kimwili zinatofautiana kuhusiana na ukubwa wa chembe ambayo inaruhusu kunyonya maji kutoka mara 4 hadi 15 uzito wake mwenyewe. Kukulia vinamasi kawaida kukidhi mahitaji zinazohitajika kwa substrate nzuri. Aidha, wana mali ya mara kwa mara na yenye homogenous, na hivyo wanaweza kutumiwa kwa viwanda. Hata hivyo, matumizi ya peats hizi inahitaji marekebisho ya pH na, kwa mfano calcium carbonate (CacoSub3/sub). Kwa ujumla, kwa Sphagnum Peat na pH 3—4, 2 kg msup-3/sup ya CacoSub3/sup inapaswa kuongezwa ili kuongeza pH kwa kitengo kimoja. Tahadhari inapaswa kulipwa ili kuepuka kukausha kamili ya substrate. Inapaswa pia kuzingatiwa kuwa peat inakabiliwa na michakato ya uharibifu wa microbiological ambayo, baada ya muda, inaweza kuongeza uwezo wa kuhifadhi maji na kupunguza porosity ya bure.

   Vigogo vya Fen viko hasa katika maeneo ya joto (k.m. Italia na Ufaransa wa magharibi), ambapo Cyperaceae, Carex na Phragmites ni kubwa. Peats hizi hutengenezwa mbele ya maji yaliyomo. Oxyjeni, chumvi na maudhui ya kalsiamu ndani ya maji huruhusu kuharibika kwa kasi na humification, ikilinganishwa na kile kinachotokea katika vijiti vilivyoinuliwa. Hii husababisha giza sana, kahawia na Peat nyeusi na maudhui ya juu ya virutubisho, hasa nitrojeni na kalsiamu, pH ya juu, wiani wa juu na chini sana porosity bure (Jedwali 4.2). Wao ni badala tete katika hali kavu, na kuwa na plastiki ya ajabu katika hali ya baridi, ambayo inahusisha uwezekano mkubwa wa compression na deformation. Uwiano wa kaboni/nitrojeni (C/N) kwa ujumla ni kati ya 15 na 48 (Kuhry na Vitt 1996; Abad et al. 2002). Kwa sababu ya mali zake, peat nyeusi ni ya thamani ya chini na haifai kama substrate, lakini inaweza kuchanganywa na vifaa vingine.

   Ikumbukwe kwamba katika baadhi ya nchi kuna gari la kupunguza matumizi ya peat na uchimbaji ili kupunguza madhara ya mazingira na mbadala mbalimbali za peat zimetambuliwa kwa mafanikio mbalimbali.

   Fiber ya Nazi

   Nazi fiber (coir) ni kupatikana kutoka kuondoa nyuzi maganda ya nazi na ni kwa-bidhaa ya copra (uzalishaji wa mafuta ya nazi) na sekta ya uchimbaji fiber, na inajumuisha peke ya lignin. Kabla ya matumizi, ni mbolea kwa miaka 2—3, na kisha ni dehydrated na USITUMIE. Kabla ya matumizi yake, inapaswa kurejeshwa upya kwa kuongeza hadi mara 2—4 za kiasi chake kilichosimamiwa na maji. Fibre ya kokoni ina sifa za kemikali—kimwili ambazo zinafanana na peat ya blond (Jedwali 4.2), lakini kwa faida za kuwa na pH ya juu. Pia ina athari ya chini ya mazingira kuliko mboji (unyonyaji wa kupindukia wa magogo ya peat) na sufu ya mawe ambapo kuna matatizo ya kutoweka. Hii ni moja ya sababu kwa nini inazidi kuliko katika mifumo soilless (Olle et al. 2012; Fornes et al. 2003).

   Mbao makao Substrates

   Substrates za kikaboni ambazo zinatokana na kuni au mazao yake, kama vile gome, chips za kuni au vumbi vya saw, pia hutumiwa katika uzalishaji wa mimea ya kibiashara duniani (Maher et al. 2008). Substrates kulingana na vifaa hivi kwa ujumla huwa na maudhui mazuri ya hewa na conductivities high ulijaa majimaji. Hasara zinaweza kujumuisha uwezo mdogo wa kuhifadhi maji, upungufu wa kutosha unaosababishwa na shughuli za microbial, usambazaji usiofaa wa chembechembe, immobilization ya virutubisho au madhara mabaya kutokana na mkusanyiko wa chumvi na sumu ya kiwanja (Dorais et al. 2006).

   4.2.4.2 Vifaa vya isokaboni

   Jamii hii inajumuisha vifaa vya asili (k.mf. mchanga, pumice) na bidhaa za madini zinazotokana na michakato ya viwanda (k.m. vermiculite, perlite) (Jedwali 4.3).

   Jedwali 4.3 Tabia kuu za kemikali—za kimwili za substrates zisizo za kawaida zinazotumiwa katika mifumo isiyo na udongo

   meza thead tr darasa="header” Thsubstrate/th Uzito wiani (kg msup3/sup) /th thJumla ya porosity (%vol) /th ThFree porosity (%vol) /th Uwezo wa Uhifadhi wa maji (%vol) /th ThCEC (meq%) /th TheC (MS cmsup1/sup) /th Thph/th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” TDsand/td td1400—1600/td td40—50/td td1—20/td td20—40/td td20—25/td td0.10/td td6.4—7.9/td /tr tr darasa="hata” TDPumice/td td450—670/td td55—80/td td30—50/td td24—32/td td—/td td0.08—0.12/td td6.7—9.3/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDvolkano tuffs/td td570—630/td td80—90/td td75—85/td td2—5/td td3—5/td td—/td td7.0—8.0/td /tr tr darasa="hata” TDvermiculite/Td td80—120/td td70—80/td td25—50/td td30—55/td td80—150/td td0.05/td td6.0—7.2/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDperlite/Td td90—130/td td50—75/td td30—60/td td15—35/td td1.5-3.5/td td0.02—0.04/td td6.5—7.5/td /tr tr darasa="hata” Tdexpanded udongo/td td300—700/td td40—50/td td30—40/td td5—10/td td3—12/td td0.02/td td4.5—9.0/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDStone pamba/td td85—90/td td95—97/td td10—15/td td75—80/td td—/td td0.01/td td7.0—7.5/td /tr tr darasa="hata” Tdexpanded polystyrene/TD td6—25/td td55/td td52/td td3/td td—/td td0.01/td td6.1/td /tr /tbody /meza

   Chanzo: Enzo et al. (2001)

   Mchanga

   Mchanga ni nyenzo za asili zisizo za kawaida na chembe kati ya kipenyo cha 0.05 na 2.0 mm, inayotokana na hali ya hewa ya madini tofauti. Kemikali ya mchanga inaweza kutofautiana kulingana na asili, lakini kwa ujumla, inaundwa na silika 98.0— 99.5% (SioSub2/sub) (Perelli et al. 2009). pH ni hasa kuhusiana na maudhui ya carbonate. Mchanga wenye maudhui ya chini ya kalsiamu carbonate na pH 6.4—7.0 zinafaa zaidi kama nyenzo za substrate kwa sababu haziathiri umumunyifu wa fosforasi na baadhi ya microelements (k.m. chuma, manganese). Kama substrates zote madini asili, mchanga na CEC chini na chini buffering uwezo (Jedwali 4.3). Mchanga mwembamba (0.05—0.5 mm) ndio unaofaa zaidi kwa matumizi katika mifumo ya hydroponic katika mchanganyiko 10— 30% kwa kiasi na vifaa vya kikaboni. Mchanga mzuri (\ >0.5 mm) unaweza kutumika ili kuongeza uwezo wa mifereji ya maji ya substrate.

   Pumice

   Pumice inajumuisha alumini silicate ya asili ya volkeno, kuwa mwanga sana na porous, na inaweza kuwa na kiasi kidogo cha sodiamu na potasiamu na athari ya calcium, magnesiamu na chuma kulingana na mahali pa asili. Inaweza kuhifadhi kalsiamu, magnesiamu, potasiamu na fosforasi kutoka kwa ufumbuzi wa virutubisho na kutolewa kwa hatua kwa hatua kwenye mmea. Kwa kawaida ina pH neutral, lakini baadhi ya vifaa inaweza kuwa kupita kiasi pH, nzuri bure porosity lakini chini maji retention uwezo (Jedwali 4.3). Muundo hata hivyo huelekea kuzorota kwa haraka, kutokana na kuvunja rahisi kwa chembe. Pumice, aliongeza kwa peat, huongeza mifereji ya maji na aeration ya substrate. Kwa matumizi ya kilimo cha maua, chembe za pumice kutoka 2 hadi 10 mm kwa kipenyo hupendekezwa (Kipp et al. 2001).

   Tuffs volkeno

   Tuffs hupata kutoka mlipuko wa volkeno, na chembe kuanzia kati ya 2 na 10 mm kipenyo. Wanaweza kuwa na wiani wa wingi unaoanzia kati ya 850 na 1100 kg msup-3/sup na uwezo wa kuhifadhi maji kati ya 15% na 25% kwa kiasi (Kipp et al. 2001).

   Vermiculite

   Vermiculite inajumuisha phyllosilicates hydrous ya magnesiamu, alumini na chuma, ambayo katika hali ya asili na nyembamba lamellar muundo kwamba anakuwa matone madogo ya maji. Exfoliated vermiculite ni kawaida kutumika katika sekta ya maua na ni sifa ya high buffer uwezo na CEC maadili sawa na wale wa Peats bora (Jedwali 4.3), lakini, ikilinganishwa na hayo, ina upatikanaji wa virutubisho juu (5— 8% potassium na 9— 12% magnesiamu) (Perelli et al. 2009). NHsub4/subsup+/Sup inahifadhiwa sana na vermiculite; shughuli za bakteria ya nitrifying, hata hivyo, inaruhusu kupona sehemu ya nitrojeni iliyowekwa. Vile vile, vermiculite hufunga zaidi ya 75% ya phosphate kwa fomu isiyoweza kurekebishwa, ambapo ina uwezo mdogo wa kunyonya kwa Clsup-/Sup, Nosub3/subsup-/Sup na SOsub4/subsup-/sup. Tabia hizi zinapaswa kupimwa kwa makini wakati vermiculite inatumiwa kama substrate. Muundo wa vermiculite sio imara sana kwa sababu ya upinzani mdogo wa compression na huelekea kuzorota kwa muda, kupunguza maji ya maji. Inaweza kutumika peke yake, hata hivyo, ni vyema kuchanganya na perlite au peat.

   Perlite

   Perlite inajumuisha silicate ya alumini ya asili ya volkeno yenye 75% SiOSU2/Sub na 13% ALsub2/sub3/sub. Malighafi huvunjwa, sieved, kusisitizwa na joto hadi 700—1000 ˚C. katika joto hizi, maji kidogo yaliyomo katika malighafi hugeuka kuwa mvuke kwa kupanua chembe katika vikundi vidogo vidogo vya nyeupe-kijivu ambavyo, tofauti na vermiculite, vina muundo wa seli uliofungwa. Ni mwanga sana na una porosity ya juu ya bure hata baada ya kutembea. Ina hakuna virutubisho, ina kidogo CEC na ni karibu upande wowote (Jedwali 4.3) (Verdonk et al. 1983). pH, hata hivyo, inaweza kutofautiana kwa urahisi, kwa sababu uwezo buffer ni insignificant. pH wanapaswa kudhibitiwa kupitia ubora wa maji ya umwagiliaji na haipaswi kuanguka chini 5.0 ili kuepuka phytotoxic madhara ya alumini. Muundo wa kiini uliofungwa unaruhusu maji kufanyika tu juu ya uso na katika nafasi kati ya agglomerations, hivyo uwezo wa kuhifadhi maji ni kutofautiana kuhusiana na vipimo vya agglomerations. Inauzwa kwa ukubwa tofauti, lakini inayofaa zaidi kwa kilimo cha maua ni kipenyo cha 2—5 mm. Inaweza kutumika kama substrate katika vitanda vya mizizi, kwa sababu inahakikisha aeration nzuri. Katika mchanganyiko na vifaa vya kikaboni, huongeza upole, upungufu na upungufu wa substrate. Perlite inaweza kutumika tena kwa miaka kadhaa kwa muda mrefu kama ni sterilized kati ya matumizi.

   Udongo uliopanuliwa

   Kupanua udongo hupatikana kwa kutibu unga wa udongo katika karibu 700 C. aggregates imara hutengenezwa, na, kulingana na nyenzo kutumika udongo, wana maadili variable kuhusiana na CEC, pH na wingi wiani (Jedwali 4.3). Udongo ulioenea unaweza kutumika katika mchanganyiko na vifaa vya kikaboni kwa kiasi cha juu ya 10— 35% kwa kiasi, ambayo hutoa aeration zaidi na mifereji ya maji (Lamanna et al. 1990). Udongo uliopanuliwa na maadili ya pH juu ya 7.0 haufaa kwa matumizi katika mifumo ya udongo.

   **Jiwe la sufu

   Pamba ya jiwe ni substrate iliyotumiwa zaidi katika kilimo cha udongo. Inatokana na fusion ya alumini, kalsiamu na silicates magnesiamu na coke kaboni saa 1500—2000 ˚C. mchanganyiko kimiminika ni extruded katika 0.05 mm kipenyo kuachwa na, baada ya compression na kuongeza ya resini maalum, nyenzo akubali mwanga sana fibrous muundo na porosity high (Jedwali 4.3).

   Pamba ya jiwe ni inert ya kemikali na, ikiwa imeongezwa kwenye substrate, inaboresha aeration yake na mifereji ya maji na pia hutoa anchorage bora kwa mizizi ya mimea. Inatumiwa peke yake, kama substrate ya kupanda na kwa kilimo cha udongo. Slabs kutumika kwa kilimo inaweza kuajiriwa kwa mzunguko kadhaa wa uzalishaji kulingana na ubora, kwa muda mrefu kama muundo una uwezo wa kuhakikisha porosity ya kutosha na upatikanaji wa oksijeni kwa mifumo ya mizizi. Kawaida, baada ya mizunguko kadhaa ya mazao, sehemu kubwa ya porosity ya substrate imejaa mizizi ya zamani, iliyokufa, na hii inatokana na compaction ya substrate kwa muda. Matokeo yake ni kisha kina kupunguzwa ya substrate ambapo mikakati ya umwagiliaji kuhitaji kukabiliana na hali.

   Zeolites

   Zeolites wanaunda hidrati alumini silicates sifa ya uwezo wa kunyonya vipengele gesi; wao ni juu katika macro- na microelements, wana high ajizi nguvu na wana high ndani ya uso (miundo na 0.5 mm pores). Substrate hii ni ya riba kubwa kama inachukua na polepole releases Ksup+/Sup na NHsub4/subsup+/Sup ions, wakati haina uwezo wa kunyonya clsup-/Sup na Nasup+/sup, ambayo ni hatari kwa mimea. Zeoliti huuzwa katika michanganyiko ambayo hutofautiana katika maudhui ya N na P na ambayo yanaweza kutumika katika upandaji wa mbegu, kwa ajili ya mizizi ya vipandikizi au wakati wa awamu ya kilimo (Pickering et al. 2002).

   4.2.4.3 Vifaa vya usanifu

   Vifaa vya usanifu ni pamoja na vifaa vya plastiki vya chini-wiani na resini za kubadilishana za ion- Vifaa hivi, vinavyoitwa “kupanua”, kwa sababu hupatikana kwa mchakato wa kupanua kwa joto la juu, bado havijatumiwa sana, lakini zina mali za kimwili zinazofaa kusawazisha sifa za substrates nyingine.

   Polystyrene iliyopanuliwa

   Polystyrene iliyopanuliwa huzalishwa katika granules ya kipenyo cha 4—10 mm na muundo wa seli iliyofungwa. Haipotezi, ni mwanga sana na ina porosity ya juu sana lakini kwa uwezo mdogo sana wa kuhifadhi maji (Jedwali 4.3). Haina CEC na karibu sifuri buffer uwezo, hivyo ni aliongeza kwa substrate (kwa mfano Peat) peke kuboresha porosity yake na mifereji ya maji. Ukubwa wa chembe unaopendelewa ni 4—5 mm (Bunt 2012).

   Polyurethane Povu

   Povu ya polyurethane ni nyenzo ya chini-wiani (12—18 kg msup-3/sup) yenye muundo wa porous unaoruhusu kunyonya maji sawa na 70% ya kiasi chake. Ni inert ya kemikali, ina pH karibu ya upande wowote (6.5—7.0), haina virutubisho muhimu vinavyopatikana kwa mimea na haipatikani utengano (Kipp et al. 2001). Katika soko inawezekana kuipata kwa njia ya granules, cubes mizizi au vitalu. Kama pamba ya jiwe, inaweza pia kutumika kwa kilimo cha udongo.

   4.2.5 Maandalizi ya Substrates ya Kilimo Mchanganyiko

   Substrates zilizochanganywa zinaweza kuwa na manufaa kupunguza gharama za jumla za substrate na/au kuboresha sifa fulani za vifaa vya awali. Kwa mfano, Peat, vermiculite na coir inaweza kuongezwa ili kuongeza uwezo wa maji-retention; perlite, polystyrene, mchanga coarse na udongo kupanua kuongeza porosity bure na mifereji ya maji; blonde Peat kuongeza acidity; kiasi kikubwa cha nyenzo hai au kiasi kufaa ya udongo udongo kuongeza CEC na buffer uwezo; na chini substrates decomposable kwa uimara kuongezeka na utulivu. Tabia ya mchanganyiko mara chache huwakilisha wastani wa vipengele kwa sababu kwa kuchanganya miundo hubadilishwa kati ya chembe za mtu binafsi na hivyo uhusiano wa sifa za kimwili na kemikali. Kwa ujumla, mchanganyiko na maudhui ya chini ya virutubisho yanafaa, ili uweze kusimamia vizuri kilimo. Uhusiano sahihi kati ya wajumbe tofauti wa mchanganyiko pia hutofautiana na hali ya mazingira ambayo inafanya kazi. Katika joto la juu ni busara kutumia vipengele ambavyo vina uwezo wa juu wa kuhifadhi maji na haziruhusu uvukizi wa haraka (k.m. peat) na, wakati huo huo, vina nguvu ya kuoza. Kwa upande mwingine, katika mazingira ya mvua, na mionzi ya chini ya jua, vipengele vinavyojulikana na porosity ya juu vinapendekezwa kuhakikisha mifereji mzuri. Katika kesi hiyo, itakuwa muhimu kuongeza substrates coarse kama vile mchanga, pumice, udongo kupanua na kupanua polystyrene (Bunt 2012).

3. 4.3 Aina ya Mifumo ya Hydroponic Kulingana na usambazaji wa maji/Nutrient

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   4.3.1 Mbinu ya Mtiririko wa kina (DFT)

   Mbinu ya mtiririko wa kina (DFT), pia inajulikana kama mbinu ya maji ya kina, ni kilimo cha mimea kwenye usaidizi unaozunguka au kunyongwa (rafts, paneli, bodi) katika vyombo vilivyojaa ufumbuzi wa virutubisho 10—20 cm (Van Os et al. 2008) (Kielelezo 4.3). Katika AP hii inaweza kuwa hadi cm 30. Kuna aina tofauti za maombi ambazo zinaweza kujulikana hasa kwa kina na kiasi cha suluhisho, na njia za kurudia na oksijeni.

   

   Kielelezo 4.3 Mfano wa mfumo wa DFT na paneli zinazozunguka

   Moja ya mifumo rahisi inajumuisha mizinga ya kina ya cm 20—30, ambayo inaweza kujengwa kwa vifaa tofauti na kuzuia maji na filamu za polyethilini. Mizinga ina vifaa vya raft vinavyozunguka (aina kadhaa zinapatikana kutoka kwa wauzaji) ambazo hutumikia kusaidia mimea iliyo juu ya maji huku mizizi ya mimea inapenya maji. Mfumo huu ni wa kuvutia hasa kama unapunguza gharama na usimamizi. Kwa mfano, kuna haja ndogo ya automatisering ya udhibiti na marekebisho ya ufumbuzi wa madini, hasa katika mazao ya muda mfupi kama vile lettuce, ambapo kiasi kikubwa cha ufumbuzi kuwezesha kupatikana tena kwa ufumbuzi wa virutubisho tu mwishoni mwa kila mzunguko, na tu maudhui ya oksijeni yanahitaji kufuatiliwa mara kwa mara. Viwango vya oksijeni vinapaswa kuwa juu ya 4—5 mg LSUP-1/sup; vinginevyo, upungufu wa virutubisho unaweza kuonekana kutokana na mifumo ya mizizi kutumia utendaji mdogo. Mzunguko wa suluhisho kwa kawaida huongeza oksijeni, au mifumo ya Venturi inaweza kuongezwa ambayo huongeza hewa ndani ya mfumo. Hii ni muhimu hasa wakati joto la maji ni kubwa kuliko 23 ˚C, kama vile joto la juu linaweza kuchochea lettuce bolting.

   4.3.2 Mbinu ya Film ya Nutrient (NFT)

   Mbinu ya NFT hutumiwa kwa kawaida na inaweza kuchukuliwa kama mfumo wa kilimo cha hydroponic, ambapo suluhisho la virutubisho linapita pamoja na huzunguka katika mabwawa yenye safu ya maji ya 1—2 cm (Cooper 1979; Jensen na Collins 1985; Van Os et al. 2008) (Kielelezo 4.4). Kuondolewa kwa suluhisho la virutubisho na ukosefu wa substrate kuwakilisha moja ya faida kuu za mfumo wa NFT. Faida ya ziada ni uwezo wake mkubwa wa automatisering kuokoa juu ya gharama za ajira (kupanda & kuvuna) na fursa ya kusimamia wiani bora wa mimea wakati wa mzunguko wa mazao. Kwa upande mwingine, ukosefu wa substrate na viwango vya chini vya maji hufanya NFT kuwa hatari kwa kushindwa kwa pampu, kutokana na k.m. kuziba au kushindwa katika ugavi wa umeme. Kupungua kwa joto katika suluhisho la virutubisho kunaweza kusababisha matatizo ya mimea ikifuatiwa na magonjwa.

   

   mtini. 4.4 Mfano wa mfumo wa NFT (kushoto) na multilayer NFT kupitia nyimbo, maendeleo na kuuzwa na New Kupanda Systems (NGS), Hispania (kulia)

   Maendeleo ya mfumo wa mizizi, sehemu ambayo inabakia kusimamishwa katika hewa juu ya mtiririko wa virutubisho na ambayo inaonekana kwa kuzeeka mapema na kupoteza utendaji, inawakilisha kikwazo kikubwa kama inazuia uzalishaji wa mazao ya muda mrefu (zaidi ya miezi 4—5). Kwa sababu ya kuathiriwa kwa juu na tofauti za joto, mfumo huu haufai kwa mazingira ya kilimo yenye sifa ya viwango vya juu vya mnururisho na halijoto (k.mf. maeneo ya kusini ya beseni la Mediteranea Hata hivyo, kwa kukabiliana na changamoto hizi, chombo cha NFT cha multilayer kimetengenezwa ambacho kinaruhusu mzunguko wa uzalishaji mrefu bila matatizo ya kufunga (NGS). Ni alifanya ya mfululizo wa tabaka zinazohusiana kuwekwa katika cascade, ili hata katika aina ya nguvu ya mizizi ya mimea, kama vile nyanya, ufumbuzi madini bado kupata njia yake ya mizizi kwa kupitisha safu ya mizizi clogged kupitia safu ya chini nafasi nzuri.

   4.3.3 Systems Aeroponic

   Mbinu ya aeroponic inalenga hasa aina ndogo za maua, na bado haijawahi kutumika sana kutokana na gharama kubwa za uwekezaji na usimamizi. Mimea hutumiwa na paneli za plastiki au kwa polystyrene, iliyopangwa kwa usawa au juu ya vichwa vya kutegemea vya masanduku ya kukua. Paneli hizi zinasaidiwa na muundo uliofanywa na vifaa vya inert (plastiki, chuma kilichopigwa na filamu ya plastiki, bodi za polystyrene), ili kuunda masanduku yaliyofungwa ambapo mfumo wa mizizi iliyosimamishwa unaweza kuendeleza (Mchoro 4.5).

   

   Kielelezo 4.5 Mfano wa mbinu ya aeroponics

   Ufumbuzi wa virutubisho hupunjwa moja kwa moja kwenye mizizi, ambayo imesimamishwa kwenye sanduku la hewa, na sprinklers za tuli (sprayers), zimeingizwa kwenye mabomba yaliyowekwa ndani ya moduli ya sanduku. Muda wa dawa ni kutoka 30 hadi 60 s, wakati mzunguko unatofautiana kulingana na kipindi cha kilimo, hatua ya ukuaji wa mimea, aina na wakati wa siku. Mifumo mingine hutumia sahani za vibrating kutengeneza matone micro ya maji ambayo huunda mvuke ambayo hupunguka kwenye mizizi. Leachate hukusanywa chini ya modules za sanduku na zinawasilishwa kwenye tank ya kuhifadhi, kwa kutumia tena.

4. 4.4 Plant Physiolojia

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   4.4.1 Utaratibu wa Kufyonza

   Miongoni mwa njia kuu zinazohusika katika lishe ya mimea, muhimu zaidi ni ngozi ambayo, kwa wengi wa virutubisho, hufanyika katika fomu ionic kufuatia hidrolisisi ya chumvi kufutwa katika ufumbuzi wa virutubisho.

   Mizizi ya kazi ni chombo kuu cha mmea unaohusika na kunyonya virutubisho. Anions na cations ni kufyonzwa kutoka ufumbuzi madini, na, mara moja ndani ya mmea, wao kusababisha protoni (Hsup+/Sup) au hydroxyls (Ohsup-/Sup) exit ambayo inao uwiano kati ya mashtaka ya umeme (Haynes 1990). Utaratibu huu, wakati wa kudumisha usawa wa ionic, unaweza kusababisha mabadiliko katika pH ya suluhisho kuhusiana na wingi na ubora wa virutubisho kufyonzwa (Kielelezo 4.6).

   Matokeo ya vitendo ya mchakato huu kwa mkulima ni mara mbili: kutoa uwezo wa kutosha wa buffer kwa ufumbuzi wa virutubisho (kuongeza bicarbonates ikiwa inahitajika) na kushawishi mabadiliko kidogo ya pH na uchaguzi wa mbolea. Athari ya mbolea kwenye pH inahusiana na aina tofauti za kemikali za misombo iliyotumiwa.

   

   Kielelezo 4.6 Ion ngozi na mfumo wa mizizi ya mmea

   Katika kesi ya N, kwa mfano, fomu inayotumiwa zaidi ni nitrojeni ya nitriki (nosub3/subsup-/Sup), lakini wakati pH inapaswa kupunguzwa, nitrojeni inaweza kutolewa kama nitrojeni ya amonia (NHsub4/subsup+/sup). Fomu hii, wakati wa kufyonzwa, inasababisha kutolewa kwa Hsup+/Sup na hivyo acidification ya kati.

   Hali ya hewa, hasa hewa na substrate joto na unyevu wa jamaa, huwa na ushawishi mkubwa juu ya ngozi ya virutubisho (Pregitzer na Mfalme 2005; Masclaux-Daubresse et al. 2010; Marschner 2012; Cortella et al. 2014). Kwa ujumla, ukuaji bora hutokea ambapo kuna tofauti chache kati ya substrate na joto la hewa. Hata hivyo, viwango vya joto vya juu katika mfumo wa mizizi vina athari mbaya. Joto la chini hupunguza ngozi ya N (Dong et al. 2001). Wakati NHsub4/subsup+/sup hutumiwa kwa ufanisi katika joto la chini, kwa joto la chini, oxidation ya bakteria imepungua, na kusababisha mkusanyiko ndani ya mmea ambao unaweza kuzalisha dalili za sumu na uharibifu wa mfumo wa mizizi na majani ya angani. Joto la chini katika ngazi ya mizizi pia huzuia ufanisi wa K na P, pamoja na uhamisho wa P. Ingawa taarifa zilizopo kuhusu athari za joto la chini juu ya kunyonya kwa micronutrients ni wazi zaidi, inaonekana kwamba Mn, Zn, Cu, na Mo matumizi yanaathirika zaidi (Tindall et al. 1990; Fageria et al. 2002).

   4.4.2 Virutubisho muhimu, Wajibu Wake na Uwezekano wa Upinzani

   Usimamizi sahihi wa lishe ya mimea lazima uwe na misingi ya mambo ya msingi ambayo yanaathiriwa na matumizi ya jumla, na virutubisho vidogo (Sonneveld na Voogt 2009). Macro-virutubisho zinahitajika kwa kiasi kikubwa, wakati micronutrients au kufuatilia vipengele vinahitajika kwa kiasi kidogo. Aidha, upatikanaji wa virutubisho kwa mmea katika kesi ya mifumo isiyo na udongo hutoa matukio zaidi au chini ya thabiti ya harambee na upinzani (Mchoro 4.7).

   _Nitrojeni (N) _ Nitrojeni inaingizwa na mimea kuzalisha amino asidi, protini, enzymes na klorophyll. Aina nyingi za nitrojeni zinazotumiwa kwa mbolea za mimea ni nitrati na amonia. Nitrati ni haraka kufyonzwa na mizizi, ni sana kuhamia ndani ya mimea na inaweza kuhifadhiwa bila madhara ya sumu. Amonia inaweza kufyonzwa na mimea tu kwa kiasi cha chini na haiwezi kuhifadhiwa kwa kiasi kikubwa kwa sababu ina athari za sumu. Kiasi cha juu kuliko 10 mg LSUP-1/Sup kuzuia kupanda calcium na matumizi ya shaba, kuongeza ukuaji risasi ikilinganishwa na ukuaji wa mizizi na kusababisha nguvu rangi ya kijani ya majani. Zaidi ya ziada katika mkusanyiko wa amonia husababisha madhara ya phytotoxic kama vile chlorosis kando ya majani. Ziada katika ugavi wa nitrojeni husababisha ukuaji wa mimea, ongezeko la urefu wa mzunguko wa mazao, nguvu ya kijani jani rangi, chini ya matunda kuweka, maudhui ya juu ya maji katika tishu, chini tishu lignification na high tishu nitrati mkusanyiko. Kwa kawaida, upungufu wa nitrojeni una sifa ya rangi ya kijani ya majani ya zamani (chlorosis), ukuaji mdogo na mapema ya senescence.

   

   mtini. 4.7 Virutubisho mahusiano na maadui miongoni mwa ions. Ions zilizounganishwa zinawasilisha uhusiano wa synergistic au wa kupinga kulingana na mwelekeo wa mshale

   _Potassium (K) _ Potasiamu ni ya msingi kwa mgawanyiko wa seli na ugani, usanisi wa protini, uanzishaji wa enzyme na usanisinuru na pia hufanya kazi kama kisafirishaji wa vipengele vingine na wanga kupitia Ina jukumu muhimu katika kuweka uwezo wa osmotic wa seli katika usawa na kusimamia ufunguzi wa stomatal. Ishara za kwanza za upungufu zinaonyeshwa kwa namna ya matangazo ya njano ambayo hupiga haraka sana kwenye vijiji vya majani ya zamani. Mimea ya upungufu wa potasiamu huathirika zaidi na matone ya joto la ghafla, matatizo ya maji na mashambulizi ya vimelea (Wang et al. 2013).

   _Phosphorus (P) _ Phosphorus huchochea maendeleo ya mizizi, ukuaji wa haraka wa buds na wingi wa maua. P inachukuliwa kwa urahisi sana na inaweza kusanyiko bila uharibifu wa mmea. Jukumu lake la msingi linahusishwa na malezi ya misombo ya juu-nishati (ATP) muhimu kwa kimetaboliki ya mimea. Kiasi cha wastani kilichoombwa na mimea ni cha kawaida (10— 15% ya mahitaji ya N na K) (Le Bot et al. 1998). Hata hivyo, tofauti na kile kinachotokea kwenye udongo, P inaweza kupatikana kwa urahisi katika mazao yasiyo na udongo. Ufyonzaji wa P unaonekana kupunguzwa kwa joto la chini la substrate (\ 13 ˚C) au kwa kuongeza maadili ya pH (\ 6.5) ambayo inaweza kusababisha dalili za upungufu (Vance et al. 2003). Chini ya hali hizi ongezeko la joto na/au kupunguza pH ni bora zaidi kuliko marekebisho ya ziada ya mbolea za fosforasi. P ziada inaweza kupunguza au kuzuia ngozi ya virutubisho vingine (kwa mfano K, Cu, Fe) (Mchoro 4.7). Upungufu wa phosphorus hudhihirisha rangi ya kijani-violet ya majani ya zamani, ambayo inaweza kufuata chlorosis na necrosis pamoja na ukuaji uliodumaa wa kilele cha mimea. Hata hivyo, dalili hizi si maalum na hufanya upungufu wa P ugumu kutambuliwa (Uchida 2000).

   _Calcium (Ca) _ Calcium inashiriki katika malezi ya ukuta wa seli, upungufu wa utando, mgawanyiko wa seli na ugani. Upatikanaji mzuri huwapa mmea upinzani mkubwa dhidi ya mashambulizi ya vimelea na maambukizi ya bakteria (Liu et al. 2014). Kunywa ni karibu sana na mtiririko wa maji kati ya mizizi na sehemu za angani. Mwendo wake hutokea kwa njia ya xylem na kwa hiyo huathiriwa hasa na joto la chini kwenye kiwango cha mizizi, kwa kupunguzwa kwa maji (ukame au chumvi ya suluhisho) au kwa unyevu mwingi wa jamaa wa hewa. Kama Ca si simu ndani ya mmea, upungufu kuanza kutoka sehemu ya hivi karibuni sumu (Adams 1991; Adams na Ho 1992; Ho et al. 1993). Dalili kuu ni ukuaji wa mimea kuwa kudumaa, deformation ya pembezoni mwa majani machache, mwanga kijani au wakati mwingine klorotiki rangi ya tishu mpya na kudumaa mizizi mfumo bila mizizi faini. Upungufu huonyeshwa kwa njia tofauti, k.m. kuoza apical katika nyanya na/au rangi ya chini ya majani katika lettuce.

   _Magnesiamu (Mg) _ Magnesiamu inashiriki katika katiba ya molekuli ya chlorophyll. Ni immobilized katika maadili ya pH chini ya 5.5 na inaingia katika ushindani na ngozi ya K na Ca (Mchoro 4.7). Dalili za upungufu ni njano kati ya mishipa ya majani na chlorosis ya ndani ya majani ya basal. Kama Mg inaweza kuhamasishwa kwa urahisi, mimea ya upungufu wa magnesiamu itaanza kuvunja chlorophyll katika majani ya zamani na kusafirisha Mg kwa majani madogo. Kwa hiyo, ishara ya kwanza ya upungufu wa magnesiamu ni chlorosis interveinal katika majani ya zamani, kinyume na upungufu wa chuma ambapo chlorosis interveinal kwanza inaonekana katika majani madogo (Sonneveld na Voogt 2009).

   _Sulphur (S) _ Sulphur inahitajika na mmea kwa kiasi kinachofanana na yale ya fosforasi, na ili kuboresha ngozi yake, lazima iwepo katika uwiano wa 1:10 na nitrojeni (McCutchan et al. 2003). Inachukuliwa kama sulphate. Upungufu haujatambulika kwa urahisi, kwani dalili zinaweza kuchanganyikiwa na zile za upungufu wa nitrojeni, isipokuwa kuwa upungufu wa nitrojeni huanza kujidhihirisha kutokana na majani ya wazee, wakati ule wa sulphur kutoka kwa wadogo zaidi (Schnug na Haneklaus 2005). S lishe ina jukumu kubwa katika kupunguza uharibifu katika vifaa photosynthetic unasababishwa na FE-upungufu (Muneer et al. 2014).

   _Iron (Fe) _ Iron ni mojawapo ya virutubisho muhimu zaidi kwa sababu ni muhimu katika michakato mingi ya kibiolojia kama vile usanisinuru (Briat et al. 2015; Heuvelink na Kierkels 2016). Ili kuboresha ngozi yake, ufumbuzi wa virutubisho pH unapaswa kuwa karibu 5.5-6.0, na maudhui ya Mn haipaswi kuruhusiwa kuwa ya juu sana kwa sababu mambo mawili yanaingia katika ushindani (Kielelezo 4.7). Uwiano bora wa Fe— Mn ni karibu 2:1 kwa mazao mengi (Sonneveld na Voogt 2009). Kwa joto la chini, ufanisi wa kufanana umepunguzwa. Dalili za upungufu zinajulikana na chlorosis ya interveinal kutoka kwa majani machache kuelekea kwa wazee wa basal, na kwa ukuaji wa mfumo wa mizizi iliyopungua. Dalili za upungufu sio daima kutokana na uwepo mdogo wa Fe katika suluhisho la virutubisho, lakini mara nyingi ni kutokana na ukosefu wa Fe kwa mmea. Matumizi ya mawakala wa chelating huhakikishia upatikanaji wa mara kwa mara wa Fe kwa mmea.

   _Chlorine (Cl) _ Klorini imekuwa hivi karibuni kuchukuliwa micro-virutubisho, hata kama maudhui yake katika mimea (0.2— 2.0% dw) ni ya juu kabisa. Ni rahisi kufyonzwa na mmea na ni simu ya mkononi ndani yake. Inashiriki katika mchakato wa photosynthetic na udhibiti wa ufunguzi wa stomata. Upungufu, ambao ni badala ya kawaida, hutokea kwa dalili za kawaida za majani ya kukausha nje, hasa kwenye vijiji. Mengi zaidi kuenea ni uharibifu kutokana na ziada ya Cl ambayo inaongoza kwa wazi kupanda shrinkage ambayo ni jamaa na unyeti tofauti ya aina mbalimbali. Ili kuepuka uharibifu wa mazao, daima ni vyema kuangalia maudhui ya Cl katika maji yaliyotumiwa kuandaa ufumbuzi wa virutubisho na kuchagua mbolea zinazofaa (kwa mfano ksub2/subsosub4/sub badala ya KCl).

   _Sodium (Na) _ Sodiamu, ikiwa kwa ziada, ni hatari kwa mimea, kwa kuwa ni sumu na huingilia ngozi ya ions nyingine. Upinzani na K (Kielelezo 4.7), kwa mfano, si mara zote madhara kwa sababu katika spishi fulani (k.m. nyanya), inaboresha ladha ya matunda, ilhali kwa wengine (k.mf. maharagwe), inaweza kupunguza ukuaji wa mimea. Sawa na Cl, ni muhimu kujua mkusanyiko katika maji kutumika kuandaa ufumbuzi wa virutubisho (Sonneveld na Voogt 2009).

   _Manganese (Mn) _ Manganese huunda sehemu ya coenzymes nyingi na inashiriki katika upanuzi wa seli za mizizi na upinzani wao kwa vimelea. Upatikanaji wake unadhibitiwa na pH ya ufumbuzi wa virutubisho na kwa ushindani na virutubisho vingine (Mchoro 4.7). Dalili za upungufu zinafanana na zile za Fe isipokuwa kwa kuonekana kwa maeneo ya jua kidogo katika maeneo ya interveinal (Uchida 2000). Marekebisho yanaweza kufanywa kwa kuongeza MNSOSub4/Sub au kwa kupunguza pH ya ufumbuzi wa virutubisho.

   _Boron (B) _ Boron ni muhimu kwa mazingira ya matunda na maendeleo ya mbegu. Mbinu za kunyonya ni sawa na wale walioelezwa tayari kwa Ca ambayo inaweza kushindana. PH ya ufumbuzi wa virutubisho lazima iwe chini ya 6.0 na kiwango cha juu kinaonekana kuwa kati ya 4.5 na 5.5. Dalili za upungufu zinaweza kugunduliwa katika miundo mipya inayoonekana kijani, majani machache yanaongeza sana unene wao na kuwa na msimamo wa ngozi. Baadaye wanaweza kuonekana klorotiki na kisha necrotic, na rangi ya kutu.

   _Zinc (Zn) _ Zinc ina jukumu muhimu katika athari fulani za enzymatic. Uvutaji wake unaathiriwa sana na pH na P ugavi wa ufumbuzi wa virutubisho. maadili ya pH kati ya 5.5 na 6.5 kukuza ngozi ya Zn. Joto la chini na viwango vya juu vya P hupunguza kiasi cha zinki kufyonzwa na mmea. Upungufu wa zinki hutokea mara chache, na huwakilishwa na matangazo ya chlorotic katika maeneo ya interveinal ya majani, internodes fupi sana, jani la jani na ukuaji duni (Gibson 2007).

   _Copper (Cu) _ Copper inashiriki katika michakato ya kupumua na photosynthetic. Kunywa kwake kunapungua kwa maadili ya pH juu kuliko 6.5, wakati maadili ya pH chini kuliko 5.5 yanaweza kusababisha athari za sumu (Rooney et al. 2006). Viwango vya juu vya amonia na fosforasi vinaingiliana na Cu kupunguza upatikanaji wa mwisho. Uwepo mkubwa wa Cu huingilia ngozi ya Fe, Mn na Mo. Upungufu hudhihirishwa na chlorosis ya interveinal ambayo inaongoza kwa kuanguka kwa tishu za majani ambazo zinaonekana kama desiccated (Gibson 2007).

   _Molybdenum (Mo) _ Molybdenum ni muhimu katika awali ya protini na katika kimetaboliki ya nitrojeni. Kinyume na virutubisho vingine vidogo, ni bora kupatikana kwa maadili ya pH ya neutral. Dalili za upungufu huanza na chlorosis na necrosis pamoja na ncha kuu ya majani ya zamani, wakati majani machache yanaonekana yameharibika (Gibson 2007).

   4.3 Usimamizi wa virutubisho kuhusiana na Mahitaji ya Mimea

   Tangu maendeleo ya mifumo ya kilimo cha maua ya udongo katika miaka ya 1970 (Verwer 1978; Cooper 1979), ufumbuzi tofauti wa virutubisho umeandaliwa na kurekebishwa kulingana na mapendekezo ya wakulima (Jedwali 4.4; De Kreij et al. 1999). Mchanganyiko wote hufuata kanuni za upatikanaji wa ziada wa vipengele vyote ili kuzuia upungufu na uwiano kati ya cations (bivalent) ili kuepuka ushindani kati ya cations katika matumizi ya virutubisho kupanda (Hoagland na Arnon 1950; Steiner 1961; Steiner 1984; Sonneveld na Voogt 2009). Kwa kawaida, EC inaruhusiwa kuongezeka katika eneo la mizizi kwa kiwango kidogo. Katika nyanya, kwa mfano, ufumbuzi wa virutubisho huwa na EC ya ca. 3 ds msup-1/sup, wakati katika ukanda wa mizizi katika slabs za pamba za mawe, EC inaweza kuongezeka hadi 4—5 ds msup-1/sup. Hata hivyo, katika nchi za kaskazini mwa Ulaya, kwa ajili ya umwagiliaji wa kwanza wa slabs mpya jiwe pamba mwanzoni mwa mzunguko wa uzalishaji, ufumbuzi madini inaweza kuwa EC kama juu kama 5 dS msup-1/sup, kueneza jiwe pamba substrate na ions hadi EC ya 10 dS msup-1/sup, ambayo hatimaye itakuwa flushed baada ya wiki 2. Ili kutoa kutosha kwa ukanda wa mizizi, katika mfumo wa kawaida wa umwagiliaji wa jiwe la pamba, karibu 20— 50% ya maji yaliyowekwa hukusanywa kama maji ya mifereji ya maji. Maji ya mifereji ya maji ni kisha recycled, kuchujwa, kuchanganywa na maji safi na yapo juu na virutubisho kwa ajili ya matumizi katika mzunguko ujao (Van Os 1994).

   Katika uzalishaji wa nyanya, kuongeza EC inaweza kutumika ili kuongeza usanisi wa lycopene (kukuza rangi nyekundu ya matunda), yabisi ya jumla ya mumunyifu (TSS) na maudhui ya fructose na glucose (Fanasca et al. 2006; Wu na Kubota 2008). Zaidi ya hayo, mimea ya nyanya ina viwango vya juu vya ngozi kwa N, P, Ca na Mg na ngozi ya chini ya K wakati wa hatua za mwanzo (mimea). Mara baada ya mimea kuanza kuendeleza matunda, uzalishaji wa majani umepungua kasi na kusababisha kupungua kwa mahitaji ya N na Ca, huku mahitaji ya K yanaongezeka (k.m. Zekki et al. 1996; Silber, Bar-Tal 2008). Katika lettuce, kwa upande mwingine, EC iliyoongezeka inaweza kukuza ugonjwa wa ncha wakati wa hali ya kuongezeka kwa moto. Huett (1994) ilionyesha kupungua kwa kiasi kikubwa kwa idadi ya majani yenye ugonjwa wa ncha ya kuchoma kwa kila mmea wakati EC ilipungua kutoka 3.6 hadi 0.4 ds msup-1/sup, na pia wakati uundaji wa virutubisho K/Ca ulipunguzwa kutoka 3. 5:1 hadi 1. 25:1. Katika AP usimamizi wa virutubisho ni ngumu zaidi kuliko katika hydroponics kwani hasa hutegemea wiani wa hisa za samaki, aina ya kulisha na viwango vya kulisha.

   4.4 Mali ya Suluhisho la Nutrient

   Fosforasi ni elementi ambayo hutokea katika fomu ambazo zinategemea sana pH ya mazingira. Katika eneo la mizizi, kipengele hiki kinaweza kupatikana kama posub4/subsup-3/sup, HPosub4/subsup2-/Sup na Hsub2/subposub4/subsup-/sup ions, ambapo ions mbili za mwisho ni aina kuu za P zilizochukuliwa na mimea. Hivyo, wakati pH ni tindikali kidogo (pH 5—6), kiasi kikubwa cha P kinawasilishwa katika suluhisho la virutubisho (De Rijck na Schrevens 1997).

   Potasiamu, kalsiamu na magnesiamu zinapatikana kwa mimea katika pH mbalimbali. Hata hivyo, kuwepo kwa ions nyingine kunaweza kuingilia kati katika upatikanaji wao wa mimea kutokana na malezi ya misombo na darasa tofauti la umunyifu. Katika pH juu ya 8.3, Casup2+/Sup na MgSup2+/Sup ions urahisi precipitate kama carbonates kwa kukabiliana na COSU3/subsup2-/Sup. Pia sulphate aina complexes kiasi nguvu na Casup2+/Sup na Mgsup2+/sup (De Rijck na Schrevens 1998). Kama pH kuongezeka kutoka 2 kwa 9, kiasi cha sosub4/subsup2-/Sup kutengeneza complexes mumunyifu na MgSupp2+/sup kama Mgsosub4/Sup na kwa Ksup+/Sup kama ksosub4/subsup-/sup kuongezeka (De Rijck na Schrevens 1999). Kwa ujumla, upatikanaji wa virutubisho kwa matumizi ya mimea katika pH juu 7 inaweza kuzuiwa kutokana na mvua ya Boron, Fesup2+/sup, MNSup2+/sup, Posub4/subsup3-/sup, Casup2+/sup na MgSup2+/sup kutokana na chumvi zisizopatikana na hazipatikani. Maadili sahihi zaidi ya pH ya ufumbuzi wa virutubisho kwa ajili ya maendeleo ya mazao ni kati ya 5.5 na 6.5 (Sonneveld na Voogt 2009).

   4.4.5 Ubora wa Maji na Virutubisho

   Ubora wa maji hutolewa ni muhimu sana katika mifumo ya hydroponic na AP. Kwa recirculation ya muda mrefu, utungaji wa kemikali unapaswa kujulikana na kufuatiliwa mara kwa mara ili kuepuka usawa katika ugavi wa virutubisho lakini pia ili kuepuka mkusanyiko wa vipengele fulani vinavyosababisha sumu. De Kreij et al. (1999) alifanya maelezo ya jumla ya mahitaji ya kemikali juu ya ubora wa maji kwa ajili ya mifumo hydroponic.

   Kabla ya kuanza, uchambuzi wa maji unafanywa juu ya macro- na microelements. Kulingana na uchambuzi, mpango wa ufumbuzi wa virutubisho unaweza kufanywa. Kwa mfano, ikiwa maji ya mvua hutumiwa, tahadhari maalumu inapaswa kufanywa kwa Zn wakati ukusanyaji unafanyika kupitia mabomba yasiyotibiwa. Katika maji ya bomba, matatizo yanaweza kuonekana na Na, Ca, Mg, SOSub4/Sub na HCOSub3/sub. Zaidi ya hayo, uso na kuzaa maji shimo inaweza kutumika ambayo pia yana kiasi cha Na, Cl, K, Ca, Mg, SOSub4/Sub na Fe lakini pia microelements kama Mn, Zn, B na Cu. Ikumbukwe kwamba valves zote na mabomba yanapaswa kufanywa kwa vifaa vya maandishi kama vile PVC na PE, na sio na sehemu za Ni au Cu.

   Mara nyingi hutokea kwamba vifaa vya maji vina kiasi fulani cha Ca na Mg; kwa hiyo, yaliyomo yanapaswa kuondolewa kutoka kiasi katika suluhisho la virutubisho ili kuepuka mkusanyiko wa ions hizi. HCOSub3/sub ina kuwa fidia ikiwezekana na asidi nitriki, kuhusu 0.5 mmol LSUP-1/Sup ambayo inaweza kuhifadhiwa kama buffer pH katika ufumbuzi madini. Asidi ya fosforasi na sulphuric pia inaweza kutumika kufidia pH, lakini wote wawili kwa kasi kutoa ziada ya Hsub2/subposub4/subsup-/sup au SOsub4/subsup2-/sup katika ufumbuzi madini. Katika mifumo AP asidi nitriki (Hnosub3/sub) na hidroksidi potassium (KOH) inaweza pia kutumika kudhibiti pH na wakati huo huo ugavi macronutrients katika mfumo (Nozzi et al. 2018).

   4.4.5.1 Usimamizi wa ubora wa Maji

   Kwa uundaji wa ufumbuzi wa virutubisho, mbolea rahisi (punjepunje, poda au kiowevu) na vitu (k.m. misombo ya asidi) inayoathiri pH hutumiwa vyema. Ushirikiano wa vipengele vya virutubisho katika suluhisho huzingatia maadili mazuri ya kiasi cha kila kipengele. Hii inapaswa kufanywa kuhusiana na mahitaji ya aina na cultivars yake kuzingatia awamu phenological na substrate. Mahesabu ya virutubisho vya virutubisho lazima yafanyike kwa kuzingatia hali ya maji yaliyotumiwa, kulingana na seti _strict ya vipaumbele _. Kwa kiwango cha kipaumbele, magnesiamu na sulfati huwekwa chini, kwa kiwango sawa, kwa sababu wana umuhimu mdogo wa lishe na mimea haitoi uharibifu hata kama uwepo wao ni mwingi katika suluhisho la virutubisho. Tabia hii ina maoni mazuri ya vitendo kwani inaruhusu unyonyaji wa vipengele viwili ili kusawazisha utungaji wa lishe kwa heshima na macronutrients nyingine ambazo upungufu au ziada inaweza kuwa hasi kwa uzalishaji. Kwa mfano, tunaweza kufikiria suluhisho la virutubisho ambapo ushirikiano wa potasiamu tu au nitrati tu inahitajika. Chumvi ambazo hutumiwa, katika kesi hii, ni sulphate ya potasiamu au nitrati ya magnesiamu. Kwa kweli, ikiwa nitrati ya kawaida ya potasiamu au nitrati ya kalsiamu ilitumiwa, viwango vya nitrati, katika kesi ya kwanza, na kalsiamu, katika kesi ya pili, ingekuwa kuongezeka kwa moja kwa moja. Zaidi ya hayo, wakati uchambuzi wa maji kutumika inaonyesha usawa kati ya cations na anions, na ili kuwa na uwezo wa mahesabu ya ufumbuzi wa madini na EC katika usawa, marekebisho ya maadili ya maji unafanywa kupunguza viwango vya magnesiamu na/au sulfati.

   Pointi zifuatazo hutoa miongozo ya uundaji wa ufumbuzi wa virutubisho:

   1. Ufafanuzi wa aina na mahitaji ya cultivar. Kuzingatia mazingira ya kilimo na sifa za maji zinahitajika kuzingatiwa. Ili kukidhi mahitaji ya mimea katika vipindi vya joto na kwa mionzi makali, suluhisho lazima liwe na maudhui ya chini ya EC na K, ambayo inatofautiana na kiasi kikubwa cha Ca. Badala yake, wakati joto na mwangaza hufikia ngazi ndogo, inashauriwa kuongeza maadili ya EC na K kwa kupunguza yale ya Ca. Ni muhimu kutambua kuhusu kilimo kwamba kuna tofauti kubwa, hasa kwa maadili ya Nosub3/subsup-/Sup, kutokana na nguvu tofauti za mimea ya kilimo. Kwa nyanya, kwa kweli, 15 mmol LSUP-1/Sup ya Nosub3/subsup-/Sup hutumiwa kwa wastani (Jedwali 4.4), na katika kesi ya cultivars sifa ya nguvu za mimea na katika baadhi ya awamu phenological (kwa mfano kuweka matunda ya trusses nne), hadi 20 mm LSUP ya Nosub3/subsup-/Sup inachukuliwa. Ikiwa baadhi ya vipengele kama vile Na viko ndani ya maji, ili kupunguza athari zake, ambazo ni hasi hasa kwa mazao fulani, itakuwa muhimu kuongeza kiasi cha Nosub3/subsup-/Csup na Ca na uwezekano wa kupunguza K, kuweka EC kwa kiwango sawa.

   Jedwali 4.4 ufumbuzi wa madini katika kilimo hydroponic lettuce (DFT) nyanya, pilipili na tango (slabs jiwe pamba matone umwagiliaji) katika Uholanzi (De Kreiji et al.1999)

   meza thead tr darasa="header” th rowspan="2"/th Thph/th Thec/th ThnHsub4/sub/th Thk/th Thca/th thmg/th Thnosub3/sub/th Thsosub4/sub/th Thp/th Thfe/th Thmn/th Thzn/th Thb/th Thcu/th Thmo/th /tr tr darasa="header” th/th ThDs msup-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th thmmol LSUP-1/sup/th /tr /thead tbody tr darasa="isiyo ya kawaida” TDlettuce (Wageningen UR) /td td5.9/td td1.7/td td1.0/td td4.4/td td4.5/td td1.8/td td10.6/td td1.5/td td1.5/td td28.1/td td1.5/td td6.4/td td47.0/td td1.0/td td0.7/td /tr tr darasa="hata” Tdlettuce/TD td5.8/td td1.2/td td0.7/td td4.8/td td2.3/td td0.8/td td8.9/td td0.8/td td1.0/td td35.1/td td4.9/td td3.0/td td18.4/td td0.5/td td0.5/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” Tdlettuce/TD td5.8/td td1.2/td cutetd td3.0/td td2.5/td td1.0/td td7.5/td td1.0/td td0.5/td td50.0/td td3.7/td td0.6/td td4.8/td td0.5/td td0.01/td /tr tr darasa="hata” TDnyanya generative/td td5.5/td td2.6-3.0/td td1.2/td td13.0/td td4.2/td td1.9/td td15.4/td td4.7/td td1.5/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td30.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” TDnyanya mboga/td td5.5/td td2.6/td td1.2/td td8.3/td td5.7/td td2.7/td td15.4/td td4.7/td td1.5/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td30.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr darasa="hata” Tdcumber/td td5.5/td td3.2/td td1.2/td td10.4/td td6.7/td td2.0/td td23.3/td td1.5-2.0/td td1.5-2.0/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td25.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr darasa="isiyo ya kawaida” Tdpepper/Td td5.6/td td2.5-3.0/td td1.2/td td5-7/td td4-5/td td2.0/td td17.0/td td1.8-2.0/td td1.5-2.5/td td25.0/td td10.0/td td7.0/td td30.0/td td1.0/td td0.5/td /tr tr darasa="hata” Uenezi wa TDPlant/td td5.5/td td2.3/td td1.2/td td6.8/td td4.5/td td3.0/td td16.8/td td2.5/td td1.3/td td25.0/td td10.0/td td5.0/td td35.0/td td1.0/td td0.5/td /tr /tbody /meza

   Iliyopitishwa na kurekebishwa kutoka Vermeulen (2016, mawasiliano ya kibinafsi)

   2. Mahesabu ya mahitaji ya virutubisho yanapaswa kupatikana kwa kuondoa maadili yavipengele vya kemikali vya maji kutoka kwa vipengele vya kemikali vilivyoelezwa hapo juu. Kwa mfano, haja imara ya Mg ya pilipili (Capsicum sp.) ni 1.5 mm Lsup-1/sup, baada ya maji katika 0.5 mm Lsup-1/sup, na 1.0 mm Lsup-1/sup ya Mg inapaswa kuongezwa kwa maji (1.5 mahitaji — 0.5 maji = 1.0).

   3. Uchaguzi na hesabu ya mbolea na asidi kutumika. Kwa mfano, kuwa na kutoa Mg, kama ilivyo katika mfano wa hatua ya 2 hapo juu, mgSOSub4/sub au Mg (NoSub3/sub) sub2/sub inaweza kutumika. Uamuzi utafanywa kwa kuzingatia mchango wa dhamana ya sulphate au nitrate pia.

   4.6 Kulinganisha Kati ya Uzalishaji wa Hydroponic na Aquaponic

   Wakati wa mzunguko wa maisha yao, mimea inahitaji macro- muhimu na microelements kwa ajili ya maendeleo ya mara kwa mara (boroni, kalsiamu, kaboni, klorini, shaba, hidrojeni, chuma, magnesiamu, manganese, molybdenum, nitrojeni, oksijeni, fosforasi, potasiamu, sulphur, zinki), kawaida kufyonzwa kutoka ufumbuzi madini (Bittszky et al. 2016). Mkusanyiko wa virutubisho na uwiano kati yao ni vigezo muhimu zaidi vinavyoweza kushawishi matumizi ya mimea. Katika mifumo AP taka za kimetaboliki za samaki zina virutubisho kwa mimea, lakini ni lazima izingatiwe, hasa kwa mizani ya kibiashara, kwamba viwango vya virutubisho vinavyotolewa na samaki katika mifumo ya AP ni ya chini sana na isiyo na usawa kwa virutubisho vingi ikilinganishwa na mifumo ya hydroponic (Nicoletto et al. 2018). Kwa kawaida, katika AP, na viwango vya kuhifadhi samaki sahihi, viwango vya nitrati vinatosha kwa ukuaji mzuri wa mimea, ambapo viwango vya K na P kwa ujumla hazitoshi kwa ukuaji wa mimea. Aidha, kalsiamu na chuma pia inaweza kuwa mdogo. Hii inaweza kupunguza mavuno ya mazao na ubora na hivyo ushirikiano virutubisho ufanyike ili kusaidia ufanisi matumizi ya virutubisho. jamii Microbial na jukumu muhimu katika nguvu madini ya mifumo AP (Schmautz et al. 2017), kuwabadili amonia nitrate, lakini pia kuchangia katika usindikaji wa jambo chembechembe na taka kufutwa katika mfumo (Bittsanszky et al. 2016). Plant matumizi ya N na P inawakilisha tu sehemu ya kiasi kuondolewa kutoka maji (Trang na Brix 2014), kuonyesha kwamba michakato microbial katika eneo la mizizi ya mimea, na katika substrate (kama ipo) na katika mfumo mzima, na jukumu kubwa.

   Utungaji wa vyakula vya samaki hutegemea aina ya samaki na hii inathiri kutolewa kwa virutubisho kutoka kwa pato la metabolic ya samaki. Kwa kawaida, kulisha samaki huwa na chanzo cha nishati (wanga na/au lipids), amino asidi muhimu, vitamini, pamoja na molekuli nyingine za kikaboni ambazo ni muhimu kwa kimetaboliki ya kawaida lakini baadhi ambazo seli za samaki haziwezi kuunganisha. Zaidi ya hayo, ni lazima kuzingatiwa kwamba kupanda mahitaji ya lishe kutofautiana na aina (Nozzi et al. 2018), aina, hatua ya mzunguko wa maisha, urefu wa siku na hali ya hewa na kwamba hivi karibuni (Mzazi et al. 2013; Baxter 2015), sheria Liebig (ukuaji wa mimea ni kudhibitiwa na rasilimali scarcest) ina wamekuwa superseded na algorithms tata kwamba kuzingatia mwingiliano kati ya virutubisho mtu binafsi. Mambo haya yote hayaruhusu tathmini rahisi ya madhara ya mabadiliko katika viwango vya virutubisho katika mifumo ya hydroponic au AP.

   Kwa hiyo swali linatokea ikiwa ni muhimu na ufanisi kuongeza virutubisho kwenye mifumo ya AP. Kama ilivyoripotiwa na Bittsanszky et al. (2016), mifumo AP inaweza tu kuendeshwa kwa ufanisi na hivyo kwa mafanikio, kama huduma maalum ni kuchukuliwa kwa njia ya ufuatiliaji kuendelea wa kemikali utungaji recirculating maji kwa viwango vya kutosha na uwiano wa virutubisho na sehemu uwezekano wa sumu, amonia. Umuhimu wa kuongeza virutubisho unategemea aina za mimea na hatua ya ukuaji. Mara kwa mara, ingawa wiani wa samaki ni bora kwa ugavi wa nitrojeni, kuongeza kwa P na K na mbolea za madini, angalau, inapaswa kufanyika (Nicoletto et al. 2018). Tofauti na, kwa mfano, lettuce, nyanya ambazo zinahitaji kuzaa matunda, kukomaa na kukomaa, zinahitaji virutubisho vya ziada. Ili kuhesabu mahitaji haya, programu inaweza kutumika, kama vile HydroBuddy ambayo ni programu ya bure (Fernandez 2016) ambayo hutumiwa kuhesabu kiasi cha virutubisho vya madini vinavyotakiwa.

5. 4.5 Depresinfection ya Solution ya Recirculating N

   Original publication 2019 · Ilichapishwa kwanza kwenye FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Ili kupunguza hatari ya kueneza vimelea vinavyotokana na udongo, kupunguzwa kwa ufumbuzi wa virutubisho unaozunguka unahitajika (Postma et al. 2008). Matibabu ya joto (Runia et al. 1988) ilikuwa njia ya kwanza kutumika. Van Os (2009) alifanya maelezo ya jumla kwa njia muhimu zaidi na muhtasari anapewa hapa chini. Kubadilisha ufumbuzi wa virutubisho hufungua uwezekano wa kuokoa juu ya maji na mbolea (Van Os 1999). Hasara kubwa ya recirculation ya suluhisho la virutubisho ni hatari kubwa ya kueneza vimelea vinavyotokana na mizizi yote juu ya mfumo wa uzalishaji. Ili kupunguza hatari hizo, suluhisho linapaswa kutibiwa kabla ya kutumia tena. Matumizi ya dawa za kuulia wadudu kwa ajili ya matibabu hayo ni mdogo kama dawa za kuulia wadudu hazipatikani kwa vimelea vyote hivyo, na ikiwa inapatikana, upinzani unaweza kuonekana, na sheria ya mazingira inapinga utekelezaji wa maji na dawa za kuulia wadudu (na virutubisho) katika mazingira (Bunge la Ulaya na Baraza la Ulaya 2000). Aidha, katika mifumo ya AP, matumizi ya dawa za kuulia wadudu huwa na athari mbaya kwa afya ya samaki na haiwezi kufanyika, hata kama sehemu za hydroponic na AP za mfumo ziko katika vyumba tofauti, kwa sababu kunyunyizia kemikali kunaweza kuingia suluhisho la virutubisho kupitia maji ya condensation au kupitia kunyunyizia moja kwa moja kwenye substrate slabs. Kwa mtazamo huu, mbinu ya udhibiti wa kibiolojia inaweza kuchukuliwa ili kusimamia magonjwa ya wadudu, na hii inaweza kupatikana kupitia Karatasi ya Ukweli ya Hub ya EU Aquaponics (EU Aquaponics Hub). Wakati huo huo, matatizo kama hayo yanaweza kuzingatiwa kwa matibabu ya samaki kwa kutumia dawa za mifugo ambazo haziendani na mzunguko wa mmea.

   4.5.1 Maelezo ya mbinu za kuzuia disinfection

   Kuepuka kwa ufumbuzi wa virutubisho unaozunguka unapaswa kufanyika kwa kuendelea. All kukimbia akarudi (10—12 h wakati wa mchana) ina kutibiwa ndani ya 24 h Kwa chafu ya 1000 msup2/sup katika kilimo substrate (jiwe pamba, coir, perlite), uwezo wa disinfection wa karibu 1—3 msup3/sup kwa siku inahitajika kwa disinfect makadirio ya ziada ya 30% ya maji yanayotolewa na matone umwagiliaji kwa mimea ya nyanya wakati wa 24-h katika hali ya majira ya joto. Kwa sababu ya kiwango cha kurudi kwa maji ya kukimbia, tank kubwa ya kutosha ya maji ya kukimbia inahitajika ambapo maji huhifadhiwa kabla ya pumped kwenye kitengo cha kupuuza. Baada ya kupuuza disinfection tank nyingine inahitajika kuhifadhi maji safi kabla ya kurekebisha EC na pH na kuchanganya na maji mapya ili ugavi kwa mimea. Mizinga yote miwili ina ukubwa wa wastani wa msup3/sup 5 kwa 1000 msup2/sup. Katika mfumo wa filamu ya virutubisho (NFT), karibu 10 msup3/sup kwa siku inapaswa kuambukizwa kila siku. Kwa ujumla inachukuliwa kuwa uwezo huo ni uneconomical kwa disinfect (Ruijs 1994). DFT inahitaji matibabu sawa. Hii ndiyo sababu kuu kwa nini vitengo vya uzalishaji wa NFT na DFT haviwezi kufuta suluhisho la virutubisho. Ukosefu wa disinfection unafanywa ama kwa njia zisizo za kemikali au kemikali kama ifuatavyo:

   4.5.1.1 Mbinu zisizo za kemikali

   Kwa ujumla njia hizi hazibadili kemikali ya suluhisho, na hakuna kujengwa kwa mabaki:

   1. Tiba ya joto. Inapokanzwa maji ya kukimbia kwa joto la juu ili kutokomeza bakteria na vimelea ni njia ya kuaminika zaidi ya kuzuia disinfection. Kila aina ya viumbe ina joto lake la hatari. Bakteria zisizo na spore zina joto kali kati ya 40 na 60 ˚C, fungi kati ya 40 na 85 ˚C, nematodi kati ya 45 na 55 ˚C na virusi kati ya 80 na 95 ˚C (Runia et al. 1988) wakati wa mfiduo wa 10 s Kwa ujumla, kiwango cha joto cha 95 C kina juu cha kutosha kuua viumbe vingi ambavyo ni uwezekano wa kusababisha magonjwa kwa muda mdogo wa 10 s Wakati hii inaweza kuonekana nishati kubwa sana, ni lazima ieleweke kwamba nishati ni zinalipwa na kutumika tena na exchangers joto. Upatikanaji wa chanzo cha nishati nafuu ni muhimu zaidi kwa matumizi ya vitendo.

   2. UV mionzi. Mionzi ya UV ni mionzi ya umeme yenye urefu wa kati ya 200 na 400 nm. Wavelengths kati ya 200 na 280 nm (UV-C), yenye kiwango cha juu cha 254 nm, ina athari kubwa ya kuua kwa viumbe vidogo, kwa sababu inapunguza kuzidisha kwa minyororo ya DNA. Viwango tofauti vya mionzi vinahitajika kwa viumbe tofauti ili kufikia kiwango sawa cha ufanisi. Runia (1995) inapendekeza dozi ambayo inatofautiana kutoka 100 mJ cmsup-2/sup kwa kuondoa bakteria na fungi hadi 250 mJ cmsup-2/sup kwa kuondoa virusi. Hizi viwango vya juu kiasi zinahitajika ili kulipa fidia kwa tofauti katika maji ya maji na tofauti katika kupenya kwa nishati ndani ya suluhisho kutokana na turbulence ya chini karibu na taa ya UV au tofauti katika pato kutoka kwa taa ya UV. Zoschke et al. (2014) iligundua kuwa mnururisho wa UV katika 185 na 254 nm hutoa udhibiti wa uchafu wa kikaboni na kuzuia disinfection. Zaidi ya hayo, Moriarty et al. (2018) taarifa kwamba UV mionzi ufanisi inactivated coliforms katika mifumo AP.

   3. Filtration. Filtration inaweza kutumika kuondoa nyenzo yoyote isiyofanywa nje ya suluhisho la virutubisho. Aina mbalimbali za filters zinapatikana kuhusiana na ukubwa wa chembe. Mara nyingi filters za mchanga hutumiwa kuondoa chembe kubwa kutoka maji ya kukimbia kabla ya kuongeza, kupima na kudhibiti EC, pH na matumizi ya mbolea mpya. Baada ya kupita kitengo cha mbolea, mara nyingi chujio faini cha synthetic (50—80 um) kinajengwa katika mtiririko wa maji ili kuondoa chumvi za mbolea zisizofutwa au mvua ili kuepuka kuziba kwa drippers za umwagiliaji. Filters hizi za synthetic pia hutumiwa kama maandalizi ya mbinu za kuzuia disinfection na matibabu ya joto, matibabu ya ozoni au mionzi ya UV Kwa kupungua kwa ukubwa wa pore wa filtration, mtiririko huo umezuiwa, ili kuondolewa kwa chembe ndogo sana inahitaji mchanganyiko wa filters za kutosha na shinikizo la juu ikifuatiwa na kusafisha mara kwa mara ya chujio (s). Uondoaji wa vimelea huhitaji ukubwa mdogo wa pore (\ 10 μm; kinachojulikana micro-, ultra- au nanofiltration).

   4.5.1.2 Mbinu za Kemikali

   1. _Ozone (o<sub3/sub) _. Ozone huzalishwa kutoka hewa kavu na umeme kwa kutumia ozonegenerator (kubadilisha 3OSU2/SUB → 2Osub3/sub). Ozone-utajiri hewa ni kuletwa ndani ya maji ambayo ni sanitized na kuhifadhiwa kwa muda wa 1 h Runia (1995) alihitimisha kuwa ugavi wa ozoni wa 10 g kwa saa kwa msup3/sup kukimbia maji na muda mfiduo wa saa 1 inatosha kuondoa vimelea vyote, ikiwa ni pamoja na virusi. Kupunguza idadi ya microbial katika uzalishaji wa mboga katika mifumo ya udongo iliyosimamiwa na ozoni pia imeonekana na Nicoletto et al. (2017). Binadamu yatokanayo na ozoni kwamba matundu kutoka mfumo au mizinga ya kuhifadhi lazima kuepukwa tangu hata muda mfupi wa mfiduo wa 0.1 mg LSUP-1/sup ya ozoni inaweza kusababisha muwasho wa kiwamboute. Upungufu wa matumizi ya ozoni ni kwamba inachukua na chelate ya chuma, kama UV inavyofanya. Kwa hiyo, kipimo cha juu cha chuma kinahitajika na hatua zinahitajika kuchukuliwa ili kukabiliana na amana za chuma katika mfumo. Utafiti wa hivi karibuni (Van Os 2017) na mitambo ya kisasa ya ozoni inaonekana kuahidi, ambapo kuondoa kamili ya vimelea na kuvunjika kwa dawa zilizobaki zinapatikana, bila matatizo yoyote ya usalama.

   2. _Peroxide ya hidrojeni (Hsub2/subSub2/sub) _. Peroxide ya hidrojeni ni wakala wenye nguvu, usio na msimamo ambao hugusa ili kuunda Hsub2/subo na O- radical. Wanaharakati wanaoitwa kibiashara wanaongezwa kwenye suluhisho la kuimarisha suluhisho la awali na kuongeza ufanisi. Waharakati ni zaidi ya asidi ya fomu au asidi ya asidi, ambayo hupungua pH katika suluhisho la virutubisho. Kipimo tofauti kinapendekezwa (Runia 1995) dhidi ya Pythium spp. (0.005%), fungi nyingine (0.01%), kama vile Fusarium, na virusi (0.05%). Mkusanyiko wa 0.05% pia ni hatari kwa kupanda mizizi. Peroxide ya hidrojeni inasaidia hasa kusafisha mfumo wa kumwagilia, wakati matumizi ya kuzuia disinfection yamechukuliwa na njia nyingine. Njia hiyo inachukuliwa kuwa ya gharama nafuu, lakini sio ufanisi.

   3. _Hipokloriti ya sodiamu (NaoCl) . Hipokloriti ya sodiamu ni kiwanja chenye majina tofauti ya kibiashara (k.m. bleach ya kaya) yenye viwango tofauti lakini kwa muundo sawa wa kemikali (NaoCl). Inatumika sana kwa ajili ya matibabu ya maji, hasa katika mabwawa ya kuogelea. Bidhaa hiyo ni kiasi cha gharama nafuu. Ikiwa imeongezwa kwa maji, hipochlorite ya sodiamu hutengana na HoCl na NaOH na kulingana na pH kwa Oclsup-/sup; mwisho hutengana na Cl na Osup. /sup kwa oxidation nguvu. Inachukua moja kwa moja na dutu yoyote ya kikaboni, na ikiwa kuna hypochlorite ya kutosha, pia inachukua na vimelea. Le Quillec et al. (2003) ilionyesha kuwa tenability ya hypochlorite inategemea mazingira ya hali ya hewa na athari zinazohusiana na kuharibika. Joto la juu na kuwasiliana na hewa husababisha uharibifu wa haraka, ambapo NaCloSub3/Sub huundwa na mali za phytotoxic. Runia (1995) ilionyesha kuwa hypochlorite haifai kwa kuondoa virusi. Klorini yenye mkusanyiko wa 1—5 mg Cl LSUP-1/Sup na muda wa mfiduo wa h 2 ilipata kupunguzwa kwa 90— 99.9% ya oxysporum ya _Fusarium, lakini baadhi ya spora zilinusurika katika viwango vyote. Hatua za usalama zinapaswa kuchukuliwa kwa hifadhi salama na utunzaji. Hipokloriti inaweza kufanya kazi dhidi ya idadi ya vimelea, lakini si wote, lakini wakati huo huo, mkusanyiko wa Nasup+/sup na clsup-/Sup huongezeka katika mfumo wa kukua uliofungwa ambao pia utasababisha viwango vinavyopungua uzalishaji wa mazao na wakati ambapo ufumbuzi wa virutubisho unapaswa leached. Licha ya vikwazo vilivyotajwa hapo juu, bidhaa hutumiwa na ilipendekezwa na ushirika wa kibiashara kama njia ya bei nafuu na yenye manufaa.

   4.5.2 Kemikali dhidi ya Mbinu zisizo za kemikali

   Wakulima wanapendelea mbinu za kuzuia disinfection na utendaji bora pamoja na gharama za chini. Utendaji mzuri unaweza kuelezewa kwa kuondoa vimelea kwa kupungua kwa 99.9% (au kupunguzwa kwa logi 3) pamoja na mchakato wazi, unaoeleweka na unaoweza kudhibitiwa. Gharama za chini ni vyema pamoja na uwekezaji mdogo, gharama za matengenezo ya chini na hakuna haja ya mkulima kufanya kama mtaalamu wa maabara. Matibabu ya joto, mionzi ya UV na matibabu ya ozoni huonyesha utendaji mzuri. Hata hivyo, uwekezaji katika matibabu ya ozoni ni juu sana, na kusababisha gharama kubwa za kila mwaka. Matibabu ya joto na mionzi ya UV pia ina gharama kubwa za kila mwaka, lakini uwekezaji ni wa chini, wakati mchakato wa kuondoa ni rahisi kudhibiti. Njia mbili za mwisho ni maarufu zaidi kati ya wakulima, hasa katika vitalu vikubwa kuliko 1 au 2 ha. Slow mchanga filtration ni chini kamili katika utendaji lakini ina gharama mno chini ya kila mwaka. Njia hii inaweza kupendekezwa kwa wazalishaji wadogo kuliko 1 ha na kwa wakulima wenye mtaji wa chini wa uwekezaji, kama filters za mchanga zinaweza kujengwa na mkulima wenyewe. Hipokloriti ya sodiamu na peroxide ya hidrojeni pia ni mbinu za bei nafuu, lakini utendaji hauwezi kuondokana na vimelea vyote Mbali na hilo ni biocide na sio dawa, ambayo ina maana kwa sheria, katika EU angalau, ni marufuku kisheria kuitumia kwa ajili ya kuondoa vimelea.

   4.5.3 Biofouling na Pretreatment

   Mbinu za kuzuia maradhi hazichaguliwa sana kati ya vimelea na vifaa vingine vya kikaboni katika suluhisho. Kwa hiyo, preterative (filters haraka mchanga, au 50—80 um mitambo filters) ya suluhisho kabla ya disinfection inapendekezwa katika matibabu ya joto, mionzi ya UV na matibabu ya ozoni. Ikiwa baada ya mabaki ya kuzuia disinfection ya mbinu za kemikali kubaki ndani ya maji, wanaweza kuguswa na biofilms ambayo yameundwa katika mistari ya bomba ya mifumo ya kumwagilia. Ikiwa biofilm inatolewa kwenye kuta za mabomba, watapelekwa kwa drippers na kusababisha clogging. Mbinu kadhaa za oksidi (hipokloriti ya sodiamu, peroxide ya hidrojeni na activators, dioksidi ya klorini) hutumiwa hasa kusafisha mistari na vifaa vya bomba, na hizi husababisha hatari maalum ya kuziba drippers kwa muda.