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.

تغییرات میکرو اقلیمی توسط پوشش گلخانه

تغییرات میکرو اقلیمی توسط پوشش گلخانه

از نقطه نظر تاریخی، می توان گفت که هدف اولیه کشت و کار گلخانه ای پرورش گونه های گرمادوست در طول فصل زمستان، در کشورهای دارای زمستان سخت بوده است. به یمن اثر گلخانه ای و اثر بادشکنی گلخانه ها، در طی فصول سرد می توان درون گلخانه ها به دماهای مطلوب تری برای رشد گیاهان دست یافت.

 در طول فصل گرم سال، خصوصا در نواحی مدیترانه ای و استوایی که با تشعشع شدید خورشید رو به رو هستیم و درجه حرارت محیط از حداکثر دمای توصیه شده برای محصولات  فراتر می رود، اثر گلخانه ای تاثیر نامطلوبی بر میکرواقلیم و در نتیجه عملکرد محصولات دارد. با این وجود این تاثیر نامطلوب را می توان تا حدودی با ایجاد سایه جبران نمود. همچنین می توان این اثر را تا حدودی با استفاده از سیستم های تهویه یا خنک کننده گلخانه تعدیل کرد.

اثر گلخانه ای خود نتیجه دو پدیده  است:

·         اثر محصور شدن (confinement effect)، که از کاهش تبادل هوا با محیط بیرون ناشی می گردد.

·         اثر دیگر ناشی از وجود پوششی است که در برابر اشعه مادون قرمز دور بازتاب شده توسط گیاهان، خاک و هر آنچه که داخل فضای گلخانه قرار دارد شفافیت بسیار کمی دارد، اما در برابر عشعه خورسید بسیار شفاف تر است.

در سال های اخیر استفاده از گلخانه هایی که در طول سال به جای پلاستیک با شبکه های توری پوشیده شده است در مناطق دارای دمای بسیار معتدل (عرض های جغرافیایی پایین) و مناطقی که در زمان کشت و کار دمای خیلی معتدلی دارند (عرض های جغرافیایی متوسط در بهار و تابستان) رایج شده است. در این خانه های توری (screenhouses)، پدیده گلخانه ای بسیار محدود و ضعیف است و تشعشع خورشید کاهش می یابد (زیرا معمولا شفافیت شبکه های توری نسبت به تشعشع خورشید کمتر از پلاستیک های مورد استفاده در پوشش گلخانه ها است). 

این اثر گلخانه ای حد اقلی، بسته به مشخصات شبکه توری استفاده شده (نفوذ پذیری نسبت به تبادلات هوایی با محیط خارج و میزان شفافیت نسبت به نور خورشید) متفاوت است، با این وجود سایه اندازی و بادشکنی مناسب آن ها این نوع پوشش قابل توجه است. گل خانه های دارای پوشش توری (Screenhouses) به دلیل نفوذپذیر بودن، گیاهان را در برابر باران حفاظت نمی کنند، اما می توانند خسارت ناشی از باران های سنگین و تگرگ را به صورت معنی داری کاهش دهند.  

تاثیر اقلیم، حمل و نقل و بازاریابی بر توسعه کشت گلخانه ای در جهان

در دهه های اخیر به دلیل استفاده روز افزون از گلخانه های پلاستیکی برای پروورش سبزیجات، تعداد و مساحت مجتمع های گلخانه ای در سراسر جهان رو به افزایش گذاشته است. انتخاب مکان مناسب عاملی کلیدی در به دست آوردن سود مناسب و تولید گلخانه ای پایدار می باشد. 

عوامل اصلی برای انتخاب مکان احداث گلخانه ها عبارت است از: قیمت تمام شده تولید، کیفیت محصول تولیدی و هزینه ارسال و حمل و نقل محصولات به بازارها. مشخص است که هزینه و کیفیت تولید به اقلیم منطقه و شرایط رشد در گلخانه بستگی دارد. میزان سرمایه گذاری برای تکنولوژی به کار گرفته شده (گلخانه های ساده یا پیچیده و امکانات و تجهیزات به کار گرفته شده) و همچنین نحوه مدیریت در مرحله اول به اقلیم محل احداث گلخانه بستگی دارد. 

امروزه امکان حمل و نقل محصولات به نقاط دور دست باعث شده است که مناطق تولیدی بتوانند دور از مراکز مصرف استقرار پیدا کنند. همین امر امکان توسعه صنایع گلخانه ای در مناطق دوردست  دارای اقلیم مناسب را ممکن ساخته است.

 علاوه بر حمل و نقل، بازاریابی (شامل فعالیت هایی مانند استاندارد سازی، بسته بندی و ...) نیز بر قیمت تمام شده تولیدات اثر گذار است. این عوامل موثر بر رقابت پذیری برای کالاهای مختلفی که از مناطق جغرافیایی گوناگون به بازارها می رسند موثر هستند.