گلخانه
تعریف گلخانه
گلخانه یا Green house به فضای محدودی اطلاق میشود که قابلیت کنترل شرایط محیطی مناسب را برای رشد گیاهان از نواحی مختلف در طی فصول مختلف یک سال داشته باشد. طبق این تعریف از جمله عملکرد گلخانه، فراهم کردن شرایط محیطی لازم و مورد نیاز محصولی معین است. گلخانهها بر حسب اینکه چه نوع مصالح ساختمانی در آنها بکار برده شده‌است به نوع ثابت و متحرک تقسیم‌بندی میشوند. گلخانههای ثابت، به گلخانه هایی گفته میشود که مصالح ساختمانی بکار رفته در آنها از جنس پایدار و با دوام باشد. پس باید سالیان سال از آنها استفاده کرد.
معرفی تقسیم بندی های انواع گلخانه ها
انواع گلخانه از نظر کاربری
گلخانه را بر اساس نوع استفاده و کاربری آن به چهار دسته تقسیم می شود:
– گلخانه آموزشی (TEACHING GREENHOUSE)
– گلخانه تحقیقاتی (RESEARCH GREENHOUSE)
– گلخانه تفریحی و سرگرمی (HOBBY GREEN HOUSE)
– گلخانه تجارتی (COMMERCIAL GREEN HOUSE)
۱- گلخانه آموزشی (TEACHING GREEN HOUSE)
هدف اصلی از احداث این نوع گلخانه ها آموزش مراحل کاشت، داشت، برداشت و مدیریت گلخانه به کارآموزان و دانشجویان می باشد بنابراین گلخانه باید دارای امکانات کشت خاکی و هیدروپونیک را داشته باشد، این گلخانه باید دارای تمامی استانداردهای گلخانه تجارتی بوده و کارآموز با شرایط واقعی کار آموزش داده شود. فاصله بین ردیف های کشت جهت تردد کارآموزان بیشتر از سایر گلخانه ها میباشد. این گلخانه ها مجهز به کلیه تجهیزات جانبی، گرمایشی ، سرمایشی، آبیاری و سیستم های کنترل دما ، رطوبت، CO² و… می باشد. تجهیزات دارای کمترین آلودگی صوتی بوده و فضای گلخانه همانند تمامی مکانهای آموزشی ، زیبا و جذاب باشد.
گلخانه آموزشی باید در تمام فصول سال قابل استفاده باشد، نوع پوشش مناسب این گلخانه ها از شیشه یا ورقهای پلی کربنات است، به هیچ وجه پوششهای پلی اتیلنی (پوشش موقت) توصیه نمی گردد. هزینه و بازگشت سرمایه نیز مورد نظر نیست.
۲- گلخانه تحقیقاتی (RESEARCH GREEN HOUSE)
هدف از احداث این نوع گلخانه ها تحقیق و اصلاح ساختار ژنتیکی، کشت بافت، تاثیرپارامترهای دما، نور، CO²، رطوبت، تهویه به رشد و نمو، بررسی انواع آلودگی های میکروبی، ویروسی، قارچی و آفات و بیماریها در گل و گیاه می باشد بنابراین کنترل پارامترهای محیطی با سایر گلخانه ها متفاوت است. تعبیه پنجره کناری و سقفی باید بصورتی باشد که هیچگونه درز و شکافی بین پنجره و محل نصب آن نباشد
* مجهز به سیستم های اتوماسیون
* پنجره ها مجهز به توری ضد حشره باشند.
* معمولا مساحت این نوع گلخانه های تحقیقاتی ۲۵۰ تا ۵۰۰ متر مربع است.
* پوشش از شیشه یا ورقهای پلی کربنات
* معمولا نوع کشت ، هیدروپونیک و بر روی سکو انجام میگیرد.
* هزینه احداث این نوع گلخانه بسیار زیاد است.
۳- گلخانه تفریحی و سرگرمی (HOBBY GREEN HOUSE)
این نوع گلخانه ها بیشتر برای نگهداری گلدانها و درختچه های زینتی خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. زیبایی فریم این گلخانه ها به جهت استفاده آنها در فضا های باز منازل و یا باغچه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است، مساحت این گلخانه ها به جز مواردی که از فضای داخل آن برای پذیرایی و یا استراحت استفاده می گردد، کوچک می باشد.
اسکلت اصلی این گلخانه ها عمدتاً از آهن گالوانیزه و پوشش آن نیز از شیشه و یا ورقهای پلی کربنات است.
۴- گلخانه تجارتی (COMMERCIAL GREEN HOUSE)
انواع گلخانه بر اساس شکل ظاهری
۱- سقف شیروانی (A Frame)
وجود زاویه در تاج این نوع گلخانه که شکل آن را شبیه به کلمه A میکند دلیل نامگذاری این مدل میباشد. این شیب تند باعث هدایت برف و باران به سمت ناودانی و همچنین هدایت تعرق داخل گلخانه به طرفین شده و از طرفی باعث شکست اشعه نور به سمت داخل گلخانه برای استفاده از ماکزیمم تابش نور میگردد. به دلیل وزن زیاد شیشه نسبت به سایر پوشش ها و همچنین ابعاد کم شیشه فاصله ستونها و کمانها از همدیگر کم بوده وزن سازه در واحد سطح زیاد ، بنابراین سازه سنگین و گران است. سازه معمولا در مناطق بادخیز و بارش برف سالانه زیاد است احداث میگردد. ضریب انتقال حرارت شیشه نسبت به سایر پوشش ها بالا بوده که از معایب این سازه به شمار می رود. برای بر طرف نمودن این نقیصه میتوان از پوشش های دو جداره ورقهای پلی کربنات استفاده نمود که مستلزم صرف هزینه بیشتر است.
پوشش این نوع گلخانه ها به دلایل ذیل از شیشه می باشد:
* ضریب عبوردهی بالای نور
* بهره برداری در چهار فصل سال
۲- سقف قوسی (CURVED ROOF)
دلایل استفاده از سقف های قوسی
* شرایط لازم برای یک گلخانه خوب حجم و فضای کافی است زیرا هر قدر حجم و فضای یک گلخانه بیشتر باشد چرخش هوا در گلخانه بهتر و در نتیجه CO²لازم برای انجام عمل فتوسنتز به مقدار کافی در اختیار گیاه قرار میگیرد.
* کاهش سطح تبادل حرارتی
* سازگاری با اقلیم های مختلف
* کاهش مصرف سوخت
* امکان احداث در مساحت های بزرگ
* نحوه مونتاژ پیچ و مهره ای (پرتابل (
در سازه های سقف قوسی ، پوشش های پلی اتیلن ( نایلونی) در زمان کمتری و به راحتی نصب و به سازه توسط پلی لاک پیچ میشوند، این سقف ها به جهت ظاهر آیرودینامیکی کمترین مقاومت را در برابر باد از خود نشان میدهند .وزن کم پوشش ها ی پلی اتیلنی ( نایلون) و همچنین مقاومت این سازه ها در برابر باد و برف باعث میشود وزن سازه در واحد سطح کمترباشد بنابراین قیمت سازه سقف قوسی نسبت به سازه سقف شیروانی (A frame) کمتر شود . از دیگر محاسن پوشش های پلی اتیلنی تبادل حرارتی پایین و همچنین خواص ویژه Anti Fog ,Red light که در بخش پوشش های گلخانه ای بطور مفصل توضیح داده خواهد شد.
۳- گلخانه سقف گنبدی(GOLHIC ARCH)
اساس گلخانه با سقف گنبدی برای استفاده از گلخانه های تونلی با هدف رفع دو نقیصه گلخانه های سقف قوسی میباشد. در این طرح تاج گلخانه از حالت قوس به حالت گلخانه شیروانی در می آید، لذا در این طرح تمام مزایای گلخانه تونلی را به همراه حل مشکلات سقف قوسی خواهیم داشت، این طرح بالاجبار در گلخانه های تونلی با عرض های بالا استفاده میگردد.
انواع گلخانه از لحاظ سازه
از نظر نوع سازه گلخانه ها به دو دسته چوبی یا سنتی و مدرن یا فلزی تقسیم می شوند.
گلخانه های چوبی
اسکلت اصلی این گلخانه ها از چوب با پوشش پلاستیک مـی باشد. ارتفاع در ایـن سازه هـا ۲ تا ۳ متر و سیستم گرمایی و تهویه مناسبی ندارد و بدلیل ارتفاع پایین مناسب کشت محصولاتی نظیر خیار و گوجه فرنگی نمی باشد. مزیت این گلخانه ها قیمت ارزان احداث هر واحد آن می باشد ولی بدلیل نامناسب بودن محیط داخلی برای رشد گیاه معمولاً میزان تولید در واحد سطح در مقایسه با گلخانه های مدرن بسیار کمتر است. بدلایل ذکر شده این نوع گلخانه ها توسعه نیافته است و گلخانه های چوبی که قبلاً احداث شده به تدریج به گلخانه های مدرن تبدیل می شوند.
گلخانه های فلزی یا مدرن
اسکلت این گلخانه ها از فلز است که معمولاً با پلاستیک های ضد اشعه ماوراء بنفش (uv) پوشش و دارای سیستم گرمایشی و تهویه مناسب می باشد. ارتفاع این نوع گلخانه ها بیش از ۵/۴ متر است و بدلیل شرایط مناسب رشد گیاه در اینگونه سازه, عملکرد در واحد سطح نسبت به گلخانه های چوبی افزایش دارد.
Plastic_film_Greenhouse
اتصال قطعات در گلخانه های فلزی بوسیله پیچ ومهره(پرتابل)و یا استفاده از جوش می باشد. هزینه واحد گلخانه های پرتابل نسبت به سیستم جوشی ۲۰-۱۵% بیشتر است ولی نصب آن آسانتر و تغییرات در سازه راحت تر است. تیپ های مختلف سازه های موجود, مزایا و معایب در جدول زیر نشان داده شده است.
جهت گلخانهها
اسکلت گلخانه سایه ایجاد میکند و با توجه به زاویه تابش این سایه‌ها متفاوت است لزوم توجه به این امر بویژه در تولید زمستانه حائز اهمیت است چرا که تغییرات اندکی دردرصد نور رسیده به گیاهان می‌تواند نقش بسزایی در کمیت و کیفیت تولید داشته باشد. موقعیت گلخانه باید به صورتی باشد که بیشترین مقدار نور را دریافت نماید. اولین انتخاب برای موقعیت گلخانه به صورت نمای جنوبی یا جنوب شرقی میباشد. نور تمام روز بهترین شرایط را برای گیاه فراهم میکند. البته نور تابیده شده ازجانب شرق، به هنگام صبح، برای گیاهان کافی میباشد. نور صبح بیشترین مطلوبیت را داراست، زیرا که به گیاهان اجازه داده میشود که فرایند تولید غذا را زودتر آغاز نمایند. واین موضوع منجر به حداکثر رشد میشود. بالطبع انتخابهای بعدی، نمای جنوب غربی و نمای غربی میباشد؛ چرا که دریافت نور دیرتر صورت میگیرد. نمای شمالی کمترین مطلوبیت را دارد و فقط برای گیاهانی که نور کمی احتیاج دارند مناسب میباشد.
درختان برگ ریز مانند افرا و بلوط می‌توانند به طور مؤثری از نور شدید بعد ازظهر تابستانی با ایجاد سایه بکاهند. البته باید توجه داشت که درختان در هنگام صبح، بر روی گلخانه سایه نیاندازند. این درختان در زمستان اجازه میدهند که نور کافی به گلخانه برسد؛ چرا که در پاییز برگهای خود را از دست میدهند.
جریان هوا در گلخانه
گردش هوا در گلخانه ضروری است. وقتی که یک گیاه در معرض جریان هوای تازه درخارج از گلخانه باشد، هوای تازه در نزدیکی برگها تأمین شده و گیاه می‌تواند اکسیژن پس داده و از دی اکسید کربن تازه استفاده نماید. جریان هوا همچنین به پایین نگه داشتن رطوبت نسبی و کنترل دما در گلخانه کمک می‌نماید. گلخانههای تجاری به همه نیازمندی‌های اشاره شده در بالا و حتی بیشتر از آن وابسته‌اند. در یک گلخانه تجاری هدف اصلی سود دهی است؛ برای رسیدن به این هدف، گلخانه باید از لحاظ تأمین شرایط محیطی مطلوب کارآمد باشد. نور و دمای گلخانه باید به طور سخت و جدی کنترل شود. اخیراً کامپیوترها برای چنین کنترل‌هایی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. همچنین وجود گازهای سمی و گرد و غبار در گلخانه ممکن است یک مشکل جدی باشد. این گازها شامل مونو اکسید کربن، اکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن می‌باشند؛ که ممکن است از وسایل حرارتی متصاعد شوند.
کنترل شرایط محیطی گلخانه
فعالیتهای شیمیایی صورت گرفته در فرآیند فتوسنتز گیاهان، مستقیماً متأثر از شرایط محیطی میباشد. فتوسنتز به عواملی مانند دما، شدت نور و وجود آب و مواد غذایی وابسته‌است. تنفس گیاه نسبت به دما ی محیطی متفاوت میباشد. محدوده دمایی توصیه شده برای بیشتر گیاهان گلخانه‌ای که منجر به بالاترین بازده فتوسنتزی میشود، چیزی بین ۵۰ تا ۸۵ درجه فارنهایت میباشد. بنابراین بدون توجه به اینکه گلخانه برای چه کاری مورد استفاده قرار میگیرد، باید محیط آن کنترل شده باشد؛ این کار برای سلامت گیاهان گلخانه ضروری میباشد.
درجه حرارت در گلخانهها
تنظیم درجه حرارت در گلخانهها شرط اولیه برای رشد و نمو بسیاری از گیاهان است. نیاز گیاهان به درجه حرارت دامنه‌های مختلفی دارد. بعضی از گیاهان درجه حرارتهای بالاتری نیاز دارند مثل گیاهان مناطق گرمسیری. بعضی دیگر در درجه حرارتهای کمتر از ۲۰ درجه سانتیگراد هم بخوبی رشد و نمو میکنند، مانند گیاهانی که از مناطق سردسیری منقل شده‌اند نظیر پامچال که در جنگل‌های شمال دیده میشود. اما چگونگی تنظیم درجه حرارت در گلخانهها بستگی به سیستم گرمایی دارد. انواع بخاری‌ها یا سیستم‌های گازی و… می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند. سیستم‌های حرارتی باید توان توزیع یکنواخت دما را داشته باشند و فاقد اثرات زیست محیطی باشند. دمای روزانه و شبانه توصیه شده برای چند محصول متداول گلخانه‌ای؛ محصول دمای شبانه (F) دمای روزانه (F) گوجه فرنگی ۶۶-۶۰ ۸۰-۷۰ کاهو ۵۵ ۷۸-۷۰ خیار ۶۵ ۸۰ فلفل ۶۲ ۸۰-۷۰ گل داودی ۶۳-۶۲ ۸۰-۷۵ گل شمعدانی ۶۰-۵۵ ۷۵-۷۰
آب یاری گلخانهها
تأمین رطوبت یکی از پارامترهای مهم برای رشد و نمو گیاهان است. بعد از شناخت نیاز رطوبتی گیاهان، آنها را در گلخانههای خاص خود جایگزین میکنیم یعنی همه گیاهان در یک نوع گلخانه نگهداری نمی‌شوند. در سطوح تخصصی و بزرگ، هر گلخانه برای یک محصول و یا تعدادی محصول مشابه با نیازهای یکسان در نظر گرفته میشود.
انواع روش‌های آبیاری به طور خلاصه به شرح زیر است.
آبیاری سطحی (ثقلی): سیستم‌های آبیاری سطحی راندمان پایینی داشته و اتلاف آب در آن بالا است. در عین حال باعث شستشوی املاح، افزایش رشد علف‌های هرز و بروز انواع بیماری‌های قارچی و انگلی و پوسیدگی میشود. این سیستم‌ها به صورت آبیاری کرتی و نواری اجرا میگردد.
آبیاری تحت فشار
۱- آبیاری بارانی: هدف از آبیاری بارانی توزیع یکنواخت آب برای تمام گیاهان و کاهش دمای محیط و افزایش رطوبت است. راندمان مصرف آب ۷۵در صد است. هزینه ابتدایی زیاد از معایب این سیستم است. ۲- آبیاری قطره‌ای: در این روش آب، کودهای شیمیایی و سایر مواد مورد نیاز گیاه به صورت محلول توسط قطره چکان‌های نصب شده روی لوله‌های جانبی در اختیار گیاه قرار میگیرد. راندمان مصرف آب ۹۰ در صد است و چون قطره چکان‌ها در کنار بوته یا ساقه گیاه قرار می‌گیرند امکان رشد و توسعه علف‌های هرز از بین می‌رود.
گاز کربنیک در گلخانه ها
کاربرد Co2 تقریباً معادل استفاده از مواد غذایی، کاربرد پیدا کرده‌است. در ایران که گیاهان از لحاظ نوری در وضعیت مناسبی قرار دارند میتوان با بالا بردن مصرف Co2 راندمان محصول را نیز بالاتر برد. وجود Co2 برای انجام عمل فتوسنتز ضروری است. این واکنش شیمیایی منجر به تولید محصول سبز میشود. در این واکنش Co2 عامل بسیار مهمی است. سالهای زیادی است که به منابع غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانهها، برای افزایش رشد و تولید گیاهان پی برده شده‌است. دی اکسید کربن یکی از ضروری ترین اجزاء فتوسنتز میباشد. فتوسنتز یک فرآیند شیمیایی است که انرژی نور خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به مواد قندی در گیاهان سبز مورد استفاده قرار می‌دهد؛ سپس این مواد قندی در خلال تنفس گیاه برای رشد آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. اختلاف بین نرخ فتوسنتز و تنفس، مبنایی برای میزان انباشتگی ماده خشک در گیاهان میباشد. در تولید گلخانه‌ای، هدف همه پرورش دهندگان، افزایش ماده خشک و بهینه سازی اقتصادی محصولات میباشد. دی اکسید کربن با توجه به بهبود رشد گیاهان، باروری محصولات راافزایش می‌دهد. بعضی از مواردی که باروری محصولات به وسیله غنی سازی دی اکسید کربن افزایش داده میشود عبارتند از: گلدهی قبل از موعد، بازده میوه دهی بالاتر، کاهش جوانه‌های ناقص در گلها، بهبود استحکام ساقه گیاه و اندازة گل. بنابراین پرورش دهندگان گل و گیاه باید دی اکسید کربن را به عنوان یک مادة مغذی در نظر بگیرند.
زهکشی گلخانه
از موارد مهمی که در احداث یک گلخانه توجه به زهکشی گلخانه‌است. در مناطقی با زمینهای دارای بافت سخت و با لایه تحت الارض غیر قابل نفوذ با قرار دادن لوله‌های سفالی منفذ دار زیربسترها و یا به طرق ابتکاری دیگر تمهیدات لازم را در جهت بهبود زهکشی می‌اندیشند
بادشکن
در مناطق باد خیز ردیفی از درختان و یا یک مانع طبیعی مثل تپه برای کاهش خسارت باد استفاده میشود. حداقل فاصله درختان از گلخانه در شرق و غرب بایستی حدود ۵/۲ برابر ارتفاع درختان باشد. این فاصله در قسمت جنوبی بیش از یک ارتفاع درختان است.
سکوها و بسترهای کشت
سکو بخشی از فضای گلخانه‌است جایگاهی است برای قرار گرفتن گلدانها یا کشت گیاهان در بسترهای بالا تر از سطح زمین همانگونه که از نام آن پیدا است، سکوها همواره در سطحی بالاتر از کف گلخانهها قرار می‌گیرند. این عمل ضمن جلوگیری از گسترش عوامل آلوده کننده و بیماری زای گیاهی به تهویه بهتر و گرم شدن زودتر بستر کمک میکند. انتخاب شکل سکوها و مواد سازنده آنها به نوع گیاه، گلخانه و سلیقه سازنده بستگی دارد.