ماذا تعرف عن الزراعة المائية؟.. إيجابيات وسلبيات وأنواع زراعة المحاصيل بدون تربة

تعتمد تقنيات زراعة الأغذية بشكل كبير على المبيدات الحشرية والمواد الكيميائية، مما يؤثر سلبًا على الماء والتربة، يؤدي تلوث المياه والتربة، إلى جانب استنفاد التربة السطحية على نطاق واسع، إلى تسريع تغير المناخ.

تؤثر الظواهر المرتبطة به على قدرة الأرض على زراعة المحاصيل، مما يؤدي إلى نقص الغذاء في جميع أنحاء العالم.

في السنوات الأخيرة، شهدت الممارسات الزراعية تحولًا كبيرًا نحو أساليب زراعة الأغذية المستدامة، بما في ذلك الزراعة المستدامة، وتناوب المحاصيل، والزراعة متعددة الأنواع، والزراعة المائية.

ما هي الزراعة المائية

مشتق من الكلمات اليونانية “ماء” (ماء) و “ponos” (عمل) ، تعني الزراعة المائية حرفياً “عمل الماء”.

يشير المصطلح أساسًا إلى طريقة زراعة المحاصيل بدون تربة، قد يبدو هذا غير منطقي لأن النباتات تستمد العناصر الغذائية الأساسية لنموها من التربة، والتي بدونها يمكن أن تموت. 

وتحصل النباتات المائية على جميع العناصر الغذائية المطلوبة من وسط محلول مائي، وبالتالي يصبح وجود التربة غير ضروري لبقائها على قيد الحياة.

تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية للزراعة المائية في أنه يمكن استخدام هذه الطريقة في البيئات الصغيرة، وكذلك على نطاق واسع، يمكن للأشخاص الذين ليس لديهم مساحة كبيرة، مثل أولئك الذين يعيشون في شقق أو أولئك الذين ليس لديهم حديقة، استخدام الزراعة المائية بنجاح لزراعة النباتات.

على الرغم من أن الزراعة المائية تكتسب زخمًا إيجابيًا بين المزارعين لتوفير طريقة مستدامة لزراعة الطعام، إلا أن هناك بعض النباتات التي لا تنمو بشكل صحيح في بيئة الزراعة المائية. وتشمل تلك التي لها جذور عميقة، مثل البطاطس، والنباتات التي تنمو طويلاً، والعنب.

كيف تعمل الزراعة المائية؟

لكي ينمو النبات، هناك ثلاثة أشياء حاسمة: ضوء الشمس، والماء، والمغذيات،في بيئة تقليدية، تُزرع النباتات في التربة، والتي تعمل كوسيط تحصل من خلاله على العناصر الغذائية، والماء المطلوبة، تحصل النباتات المائية على جميع العناصر الغذائية الأساسية من خلال محلول يصل إلى الجذور عبر أنواع مختلفة من المعدات. 

أنواع الزراعة المائية

نظامان للنمو يسيطران على بيئة الزراعة المائية:

نظام نشط

النظام النشط هو المكان الذي تتمتع فيه جذور النباتات بوصول مباشر إلى العناصر الغذائية عبر محلول مائي يتم تداوله عبر المضخات، هذا النظام أكثر تعقيدًا، لذلك قد يجده بعض المزارعين معقدًا، يستخدم النظام النشط المضخات التي تنقل محلول المغذيات من الخزان إلى الجذور، المحلول الزائد الذي لا تستطيع الجذور امتصاصه ينتقل مرة أخرى إلى الخزان.

نظام سلبي

لا يتطلب النظام السلبي مضخة لتدوير المحلول، بل يتم تعليق النباتات في المحلول الذي يصل بعد ذلك إلى الجذور عبر طرق مختلفة تعتمد على الجاذبية أو الفيضانات أو أنظمة الشعيرات الدموية، يسهل استخدام هذا النوع من الزراعة المائية نظرًا لعدم وجود مضخات.

ويتعين على المزارع تغيير المياه بشكل متكرر، علاوة على ذلك، فإن عدم وجود مضخات يسهل نمو الطحالب، مما قد يؤدي إلى تدهور جودة المياه.

مزايا الزراعة المائية

الزراعة المائية هي نظام فعال لزراعة النباتات، وفي المستقبل القريب، من المحتمل أن تكون واحدة من أكثر الطرق المستدامة المفيدة لإنتاج الغذاء، تشمل بعض فوائده الرئيسية ما يلي:

1. إنتاج غذاء عالي الجودة لعدد أكبر من السكان

في بيئة الزراعة المائية، لا يستخدم المزارعون مبيدات لأن هناك مخاطر أقل للإصابة بالآفات بفضل الموقع الداخلي، وتحصل النباتات على العناصر الغذائية المطلوبة مباشرة في محلول، مما يسمح لها بالتطور بشكل أسرع،وخالية من الأمراض.

لا يقتصر الأمر على جودة المنتجات الجيدة فحسب، بل يمكن لنظام الزراعة المائية أن يلبي احتياجات عدد أكبر من السكان في مناطق المدينة، مما يعني توفر الطعام المحلي داخل المدن .

2. انخفاض استهلاك المياه

تستخدم الزراعة المائية القليل جدًا من المياه، مقارنة بالزراعة التقليدية، بسببإعادة استخدام محلول الماء، وإعادة تدويره عبر الأنابيب في بيئة مائية، ثم يتم إعادة الماء الزائد إلى خزان محلول المغذيات، هذا يجعل الزراعة المائية تقنية زراعية جيدة في المناطق التي تعاني من نقص المياه بسبب الجفاف. 

على عكس الزراعة التقليدية، يتم استخدام كمية كبيرة من المياه، ويتم فقدان الكثير منها بسبب التبخر وسوء الري، تصل نسبة ضئيلة فقط من الماء إلى النباتات.

3. انخفاض معدل الآفات والفطريات

لا تحتاج الزراعة المائية إلى تربة لزراعة النباتات، مما يقلل من حالات الأمراض التي تنقلها التربة، ونظرًا لأن تقنية الزراعة هذه تتم في الداخل، وكل شيء يتم التحكم فيه، فإن فرص الإصابة بالآفات أقل بكثير.

4. تحسين العائد

توفر الزراعة المائية بيئة خاضعة للرقابة والمراقبة لنمو النباتات، بالإضافة إلى ذلك، فإن إمداد الجذور بالمغذيات المطلوبة يساعدها على النمو بشكل أسرع، 

يؤثر الإعداد الداخلي أيضًا بشكل إيجابي على المحصول لأن المزارعين لا يضطرون إلى الاعتماد على المواسم، هذا يعني أنه يمكن زراعة المحاصيل على مدار السنة، دون الحاجة إلى خسارة المحاصيل لعوامل خارجية مثل الإصابة بالآفات، وتغيرات الطقس، ومشاكل الحيوانات والطيور على الأرض.

5. الاستخدام الأمثل للمنطقة / التنوع الإقليمي

من أفضل مزايا الزراعة المائية أنها توفر المساحة، في الزراعة التقليدية، يُطلب من النباتات البحث عن العناصر الغذائية في التربة، والتي بسببها تنمو جذور النباتات عميقاً. 

كما أنه في الزراعة المائية، يتم توفير العناصر الغذائية مباشرة للجذور، لذلك لا يتعين عليهم البحث عنها، تشغل النباتات ذات الجذور الأقل كثافة مساحة أقل مما يجعل الزراعة المائية خيارًا مثاليًا لسكان المدن الذين يعيشون في المناطق المغلقة والمناطق المعرضة للصحراء والمناطق شديدة البرودة أيضًا.

تسمح الزراعة المائية بالاستخدام الفعال للمغذيات، لأنه يتم التحكم في البيئة بأكملها ويتم تزويد النباتات بالكمية المطلوبة فقط من المغذيات الكبيرة والصغرى. 

من خلال توفير العناصر الغذائية المثلى المطلوبة للنمو، من المعروف أن النباتات التي تزرع من خلال الزراعة المائية تحقق إنتاج أفضل ومعدل نمو مرتفع مقارنة بالنباتات التي تزرع من خلال الزراعة التقليدية، حيث تعتمد النباتات على العناصر الغذائية الموجودة في التربة والتي تعتمد على بيئية مختلفة المعلمات. 

على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التباين في الرطوبة ودرجة الحرارة وجودة المياه إلى وضع النباتات تحت ضغط محتمل يؤثر على المواد الكيميائية الحيوية الخاصة بها مما يؤثر على نمو وجودة المنتج. 

6. نظام توفير الوقت

تتطلب الزراعة التقليدية الكثير من الجهد والوقت من المزارعين للإشراف على الحراثة وإزالة الأعشاب الضارة والري والتبخير؛ وكل ذلك مقابل عائد قد لا يكون دائمًا كافيًا أو مرضيًا من حيث النوعية والكمية.

على العكس من ذلك، في الزراعة المائية، كل ما تحتاجه هو إعداده في مساحتك المفضلة ومشاهدة نباتاتك تنمو، قد يتطلب هذا استثمارًا أوليًا ووقتًا، ولكن إذا تمت إدارته جيدًا ، فإن هذا يضمن عوائد عالية طويلة الأجل. 

عيوب الزراعة المائية

الزراعة المائية، بالمقارنة مع الزراعة التقليدية، أسهل وأكثر فعالية، كما هو الحال مع أي شيء جيد، فإن الزراعة المائية لها أيضًا بعض العيوب.

1. تكلفة إنشاء عالية

إنشاء نظام الزراعة المائية مكلف، هذا ينطبق بشكل خاص على نظام واسع النطاق يستخدم تصميمًا مخصصًا.

استنادًا إلى الأتمتة والتكنولوجيا المستخدمة في إنشاء نظام الزراعة المائية، قد يتطلب التثبيت الأولي للأشياء بما في ذلك محطة معالجة المياه وخزان المغذيات والإضاءة ومضخة الهواء والخزان ووحدة التحكم في درجة الحرارة، و EC والتحكم في الحموضة وأنظمة السباكة ميزانية أولية ضخمة.

2. الاعتماد على امدادات الطاقة / النظام المستمر

يعتمد نظام الزراعة المائية اعتمادًا كبيرًا على الكهرباء لتشغيل مكوناته المختلفة بشكل مستمر، إذا كان هناك انقطاع في التيار الكهربائي، فإن النظام بأكمله معرض لخطر الانهيار، مما قد يؤثر سلبًا على المحطات.

على الرغم من أن مزارع الجيل الجديد مثل Bowery Farming تستخدم أنظمة الزراعة المائية التي تعمل بالطاقة الشمسية، إلا أن الحدائق المائية العمودية الداخلية حيث يتم استخدام الطاقة الشمسية كمصدر رئيسي للطاقة، لا تزال هناك تحديات حول تكاليف التشغيل الأولية للحفاظ على استمرارية المصدر الكهربائي، في حين أن استخدام مصادر الطاقة المتجددة في ازدياد بالتأكيد، فإن الاعتماد على الطاقة الأحفورية لا يزال يمثل عيبًا.

3. صيانة عالية المستوى والمراقبة

تعمل المكونات المختلفة في نظام الزراعة المائية معًا للسماح بالإمداد السلس للعناصر الغذائية للنباتات، لتجنب فشل أي من هذه المكونات، يحتاج المزارعون إلى توخي الحذر الشديد. 

مطلوب مراقبة مستمرة للتحقق مما إذا كانت المضخات تعمل بشكل صحيح أو ما إذا كانت درجة الحرارة والضوء مناسبين.

4. القابلية للإصابة بالأمراض المنقولة بالمياه

بينما تساعد زراعة النباتات في نظام الزراعة المائية على تقليل مخاطر الأمراض التي تنقلها التربة ، فإن الدوران المستمر للمياه عبر النظام يعرض النباتات لخطر الإصابة ببعض الأمراض المنقولة عن طريق المياه.

في بعض الأحيان، يتم نقل هذه الأمراض عن طريق محلول الماء من نبات إلى آخر، هذا يمكن أن يدمر جميع النباتات في النظام. 

5. يتطلب خبرة خاصة

هناك الكثير من الجوانب الفنية المتضمنة في نظام الزراعة المائية، المعدات والتقنيات المتضمنة في النظام تحتاج إلى شخص لديه المعرفة والخبرة المناسبة حول كيفية استخدامها، من المحتمل ألا تنمو النباتات بدون الخبرة المناسبة، مما قد يؤثر سلبًا على المحصول، مما يتسبب في خسارة فادحة.

6. طبيعة قابلة للنقاش من التسميات العضوية

بما أن الزراعة المائية لا تستخدم مبيدات الآفات، فهل يمكن أن يكون هذا سببًا كافيًا لاعتماد نباتات الزراعة المائية على أنها عضوية؟ يعارض بعض المزارعين العضويين هذه الفكرة لأن الزراعة العضوية تتضمن العمل على تحسين جودة التربة وتحسين خصوبتها.

نظرًا لأن نظام الزراعة المائية لا يستخدم التربة، فإن منحهم الشهادة العضوية أمر خاطئ، حكمت محكمة الدائرة التاسعة لصالح وزارة الزراعة الأمريكية التي تسمح للنباتات المنتجة بالزراعة المائية بالحصول على شهادة عضوية، بشرط أن تكون خالية من الأسمدة الكيماوية والكائنات المعدلة وراثيًا ومياه الصرف الصحي.

الزراعة المائية طريقة فعالة لزراعة النباتات في الداخل، ولها فوائدها الخاصة بطرق مختلفة، يساعد المزارعين على إنتاج نباتات غنية بالمغذيات بشكل أسرع دون استخدام المبيدات. 

على الرغم من أنه يأتي مع بعض العيوب، إلا أن فوائده تفوق العيوب، من خلال المعرفة المناسبة واستخدام مصادر الطاقة المتجددة، يمكن للأفراد والشركات والمجتمعات استخدام الزراعة المائية لزراعة نباتات خالية من الأمراض على مدار السنة.