ایجاد شرایط اقلیمی مورد نیاز در گلخانه

دشوار بودن و هزینه بالای افزایش تابش با روش های مصنوعی (به جز گلخانه های بسیار پیشرفته و منحصر به محصولات دارای ارزش اقتصادی بسیار خوب) انتخاب مکان و طراحی مناسب گلخانه برای دریافت مناسب و کافی تشعشع خورشید در فصول پاییز و زمستان را ضروری می کند. بنابر این شرایط طبیعی تابش عامل محدود کننده اصلی است که در زمان تاسیس گلخانه باید به آن توجه شود.

به دلیل موازات دمای هوا و دمای خاک (با توجه به این حقیقت که نوسانات دما در داخل گلخانه نسبت به فضای آزاد کم تر می باشد)، معمولا دست یابی به دمای هوای محیط مطلوب، دمای مناسب خاک را نیز در پی خواهد داشت.

 کشت و کار محافظت شده در گلخانه یا گلخانه های تونلی (high tunnels)، بسته به موارد ذکر شده در زیر باعث افزایش درجه حرارت  روز (نسبت به محیط خارج از گلخانه)  تا دماهای بیش از اندازه بالا می شود (شکل 2):

·         ویژگی های مواد و جنس مورد استفاده برای پوشش گلخانه

·         سرعت باد در فضای بیرون گلخانه

·         میزان تابش خورشید

·         میزان تعرق محصول در حال رشد در گلخانه

از طرف دیگر دمای شبانه تنها به میزان جزئی نسبت به محیط بیدون گلخانه افزایش می یابد (حد اکثر 2 تا 4 درجه سانتی گراد). در برخی موارد نیز دمای داخل گلخانه از دمای محیط بیرون پایین تر است (پدیده وارونگی هوا). حد اکثر افزایش دما به عواملی مانند عرض جغرافیایی، ویژگی های مکان احداث گلخانه و فصل سال از نظر تغییرات میزان تابش خورشید بستگی دارد (شکل 3).

برای افزایش دما در شرایط سرما، رایج ترین راه حل گرم کردن مصنوعی محیط گلخانه با استفاده از سیستم های گرمایشی تجاری می باشد. 

با این وجود،  استفاده از سیستم های گرمایشی پر هزینه از نظر اقتصادی همیشه هم به صرفه نیست. برخی اوقات یک سیستم عایق بندی مناسب و کارا می تواند با هزینه کمتر، از افت دما در شب جلوگیری کند. 

به طور مثال در برخی از گلخانه های کشور چین در هنگام غروب خورشید سقف گلخانه را با لایه ای از قوطی ها و چوب، پوشش می دهند و هنگام طلوع خورشید این پوشش را جمع می کنند. این روش از هدر رفتن بخش عمده ای از دمای داخل گلخانه جلوگیری می کند. اما مشکل روش مذکور نیاز به نیروی کار فراوان است.

 تازه کردن هوای داخل گلخانه توسط سیستم تهویه طبیعی رایج ترین و اقتصادی ترین روش برای ممانعت از ایجاد حرارت بیش از حد در گلخانه است.

میزان تازه سازی و تهویه  هوا در واحد زمان که برای برای حفظ شیب دمایی مناسب گلخانه، بسته به حد اکثر تابش خورشید پیش بینی شده در منطقه می تواند بسیار بالا باشد (شکل 4). از این رو دستیابی به این میزان تهویه بدون استفاده از سیستم های تهویه مکانیزه پر قدرت تقریبا غیر ممکن است.    

نیازهای اقلیمی سبزیجات گلخانه ای

رایج ترین گونه های گیاهی که به صورت گلخانه ای پرورش داده می شوند سبزیجاتی با نیاز حرارتی متوسط می باشند (گوجه فرنگی، فلفل، خیار، خربزه، هندوانه، کدو سبز، لوبیا سبز و بادمجان).

 هدف کشت این سبزیجات در فضای گلخانه، طولانی کردن دوره رشد این گیاهان نسبت به فصل رشد طبیعی آن ها در کشت فضای باز و در نتیجه افزایش دادن بهره وری و سود است.

 حتی امروزه، تولید محصولات گلخانه ای در مناطق جغرافیایی فاقد شرایط اقلیمی مطلوب به دلیل نیاز به تجهیزات گرانقیمت کنترل اقلیم داخل گلخانه با سوالات بسیاری رو به رو است. در هر صورت نتایج اقتصادی تایین کننده نهایی منطقه احداث پروژه های گلخانه ای می باشد.

گیاهانی که به صورت سنتی در فصل گرم کشت و کار می شوند به طور میانگین به دمای محیط 17 تا 28 درجه سانتی گراد سازگار هستند و دمای قابل تحمل حد اقل و حد اکثر برای این گیاهان به ترتیب 12 و 32 درجه سانتی گراد می باشد. این گیاهان به سرما حساس هستند و یخبندان خسارات جبران ناپذیری به آن ها وارد می آورد.

قرار گرفتن در دما های پایین تر از 10 تا 12 درجه سانتی گراد به مدت چندین روز بر میزان تولید این محصولات گرمادوست تاثیر منفی می گذارد. همچنین دما های بالای 30 درجه سانتیگراد (در شرایط هوای خشک) یا دماهای 30 تا 35 درجه سانتیگراد (در شرایط رطولت بالای هوا) تولید این محصولات را کاهش می دهد. 

اختلاف بین دمای متوسط روز و شب (تناوب حرارتی) برای انجام مناسب فرایند های فیزیولوژیک گیاه مورد نیاز است. اختلافات حرارتی مطلوب بین شب و روز چیزی بین 5 تا 7 درجه سانتیگراد می باشد.

حد اقل تشعشع روزانه مورد نیاز برای این گونه های گیاهی در حدود 5/8 مگا ژول در روز (برابر 34/2 کیلو وات ساعت بر متر مربع در روز) تخمین زده شده است که در طی کوتاه ترین روز های سال (ماه های نوامبر، دسامبر و ژانویه در نیم کره شمالی و ماه های می، جون و جولای در نیمکره جنوبی) ضروری می باشد. این به معنای 6 ساعت آفتاب در روز یا یک حد اقل 500 تا 550 ساعت افتاب در طی این سه ماه است. طول روز و شب و به تبع آن میزان تابش خورشید به عرض جغرافیایی و زمان سال بستگی دارد (جدول 1).

دیگر عامل اقلیمی مورد نیاز برای این گونه های گیاهی دمای خاک بیشتر از 14 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی هوای 70 تا 90 درصد است.   

 

مقدمه مبحث اقلیم مناسب برای تولیدات گلخانه ای

تکنولوژی گلخانه ای که امروزه در اختیار ما قرار دارد کشت تمامی محصولات باغی را در تمام مناطق دنیا ممکن کرده است. این امر در صورتی ممکن است که گلخانه از طراحی اصولی  برخوردار باشد و امکانات لازم برای کنترل پارامترهای اقلیمی را داشته باشد. 

با این وجود برای به دست آوردن سود مناسب و پایدار از طریق کشت محصولات مورد نظر، انتخاب منطقه احداث گلخانه باید با دقت کافی انجام گیرد و برای یک انتخاب مناسب توجه به شرایط اقلیمی و نیازهای محصولات مورد نظر ضروری است.

شدت تابش خورشید اصلی ترین پارامتر مورد بررسی برای ارزیابی میزان تناسب منطقه برای کشت و کار حفاظت شده (گلخانه ای) است. دو عامل طول روز و میزان تابش خورشیدی تابیده شده بر یک سطح صاف در طی روز، برای تعیین میزان کل تابش خورشید اندازه گیری می شوند. 

عامل اقلیمی مهم بعدی درجه حرارت محیط است که باید مورد بررسی و توجه دقیق قرار گیرد. 

ثابت بودن نسبی هر دو متغیر (تابش خورشید و حرارت) برای یک منطقه در ماه های مختلف سال، امکان محاسبه و نمایش میانگین ماهیانه آن  ها را برای ماه های مختلف سال (محاسبه شده با استفاده از میانگین داده های به دست آمده طی چندین سال)  برای مکان مورد نظر را در نمودار اقلیمی ممکن می سازد. این نموندار نمایانگر شرایط اقلیمی منطقه مورد نظر می باشد.

    

عوامل اقلیمی دیگر، نظیر دمای خاک (که رابطه نزدیکی با دمای هوا دارد)، باد، بارش ها و کیفیت هوا (رطوبت و CO2)، در درجات بعدی اهمیت برای ارزیابی مناسب بود اقلیم هستند.

     

  نوع و نحوه طراحی گلخانه مناسب به ویژگی های اقلیمی منطقه و نیازهای محصولات مورد نظر بستگی دارد. برای مثال نوع سازه گلخانه ای در مناطق دارای اقلیم مرطوب استوایی که هدف اصلی از احداث گلخانه، حفاظت از محصولات در برابر باران های شدید این مناطق است (اثر چتری)، با نوع سازه ای که برای مناطق دارای اقلیم نیمه بیابانی یا مدیترانه ای مناسب است تفاوت دارد.

انتخاب استراتژی تولید محصولات گلخانه ای

در هنگام برنامه ریزی برای ساخت گلخانه به دو سوال اصلی باید پاسخ داده شود:

·         قرار است که محصولات تولید شده کجا به فروش برسد (بازارهای محلی یا صادراتی و یا هر دو آن ها)؟

·         چه نوع محصولاتی تولید خواهد شد (خوراکی یا زینتی)؟

به طور کلی شرایط مناسب اقلیمی و قیمت تمام شده پایین (به همراه کیفیت خوب) کلید انتخاب محل احداث گلخانه هستند. همچنین هزینه های حمل و نقل نیز یکی از نکات مورد توجه مهم در مواردی است که فاصله محل های بازار و تولید دور از یکدیگر واقع شده اند. جنبه های دیگر فنی و اجتماعی-اقتصادی (تامین آب و برق، در دسترس بودن نیروی کار) نیز بر هزینه تولید و میزان رقابت پذیری محصولات موثر هستند.

تقاضای مصرف کنندگان برای محصولات با کیفیت در تمام طول سال بسیار زیاد است، که این امر به توسعه و شکل گیری استراتژی های صنعت گلخانه جهت می دهد. محصولات گلخانه ای در اقلیم های دارای زمستان ملایم، از جمله اقلیم مدیترانه ای نمی توانند در تمام طول سال بهترین رشد و عملکرد را داشته باشند. 

تامین سبزیجات با کیفیت در تمام طول سال می تواند با به کار گیری یکی از این دو استراتژی به دست آید:

·         کشت محصولات در گلخانه های دارای فناوری بالا و در نتیجه کاهش وابستگی به اقلیم محیط خارج گلخانه.

·         کشت محصولات در دو یا چند منطقه دارای فصل برداشت متفاوت و مکمل که باعث تامین بی وقفه و منظم محصولات برای بازارهای هدف می گردد.

روش اخیر (استفاده از مکان های مختلف که معمولا از سطوح متفاوتی از فن آوری های گلخانه ای برخوردارند) هم یکی از استراتژی هایی است که استقبال از آن رو به افزایش است.

در گذشته در برخی از مناطق، از جمله مناطق مدیترانه ای، تطبیق دادن گیاهان با محیط های غیر مساعد و کشت آن ها در این محیط ها خیلی رایجی بود. در نقطه مقابل، رهیافت مطلوب در اروپای شمالی بهینه کردن محیط گلخانه به منظور دستیابی به حد اکثر عملکرد ممکن بوده است.

 امروزه، جهانی شدن بازارها منجر به رقابتی شدن آن ها شده است. این شر ایط رقابتی ضرورت افزایش کیفیت محصولات گلخانه ای از طریق کنترل بهتر اقلیم داخل گلخانه  را دو چندان می کند.