طرق التحكم البيئي في البيوت المحمية (الصوب)

تعتبر نظم التبريد والتدفئة لا غنى عنها في بعض مناطق زراعة الصوب في الخارج ، فمثلا تحتاج دول الخليج للتبريد صيفا بينما تحتاج أوروبا للتدفئة شتاءا، أما في مصر فتقل الحاجة للتبريد أو التدفئة نظرا لأن جوها معتدل طول العام ما عدا بعض فترات من الليل، ولذلك سنعطى هنا نبذة مختصرة عن طريق التبريد والتدفئة.

اولا: الاضاءة

يمكن في الصوب المجهزة التحكم في الإضاءة من حيث طول الفترة الضوئية أو شدة الإضاءة و نوعيتها.

١- يمكن زيادة عدد الساعات التي يتعرض لها النبات للضوء، وذلك عن طريق الإضاءة الصناعية حيث يتم تركيب لمبات على ارتفاع مناسب فوق النباتات بحيث تعمل على توفير الضوء لها لعدة ساعات (حسب الحاجة) بعد غروب الشمس. وتوجد أجهزة أوتوماتيكية بسيطة تتولى توصيل الكهرباء للمبات في وقت معين يتم تحديده مسبقا (عند غروب الشمس مثلا)، ثم إطفائها بعد مرور عدد معين من الساعات.

٢- أما شدة الإضاءة فيمكن تقليلها بتركيب ستائر ذات درجات مختلفة من النفاذية للضوء، وذلك أعلى النباتات أو على جوانب الصوبة. و تكون هذه الستائر عادة متحركة بحيث يمكن تعديل شدة الإضاءة في أي وقت حسب الحاجة. كذلك يمكن زيادة شدة الإضاءة بتركيب لمبات أعلى النباتات (خاصة في الظروف الخارجية السيئة كالغيوم و الأمطار) وتوجد عدة أنواع من اللمبات التي تستخدم لهذا الغرض، و تختلف هذه اللمبات عن بعضها من حيث نوعية الضوء الذي تعطيه (طول الموجات الضوئية ) و شدته. و من أهم أنواع اللمبات المستخدمة: اللمبات العادية، و لمبات الفلوريسنت، ولمبات الزئبق ولمبات الصوديوم.

وبصفة عامة يعاب على استخدام اللمبات أنها تؤدى إلى رفع درجة الحرارة، مما يؤدى بالتالي إلى ضرورة استخدام وسائل التهوية المناسبة.

ثانيا: طرق التبريد

1- التبريد بالماء (الضباب)

وهذا النظام يؤدى إلى:

(أ) خفض درجة حرارة الهواء.

 (ب) زيادة نسبة الرطوبة الجوية إلى ٧٠-٨٠% مما يساعد على إجراء عملية التلقيح والإخصاب في النباتات.

(ج) يمد النباتات ببعض احتياجاتها المائية.

- ويتم في هذه الطريقة دفع الماء بواسطة الضخ في بشابير خاصة تحت ضغط مرتفع لا يقل عن ٤ كجم/سم٢ في أنابيب تثبت أعلى النباتات ليخرج الماء على شكل رذاذ دقيق جدا مثل الضباب، وتزداد كفاءة هذا النظام كلما كانت الرطوبة النسبية منخفضة داخل الصوبة.

ويوضح الجدول التالي العلاقة بين الرطوبة النسبية ومقدار الخفض في درجة الحرارة:

2- التبريد الميكانيكي بمبردات الهواء

ويعتمد هذا النظام على فكرة المبرد الصحراوي، حيث توضع وسادة مملوءة ببعض المواد السليولوزية أو نشارة الخشب وحديثا تستخدم وسائد من ورق سليلوزي معرج ومشبع بأملاح غير ذائبة وبمواد تزيد من صلابة الورق مع بعض المواد التي تساعد على البلل، وتستخدم هذه الوسائد لمدة ١٠ سنوات أو أكثر داخل مستطيل معدني على إطار، ويسقط عليه من أعلى المياه بصفة مستمرة أثناء التشغيل من خلال مضخة بعوامة حتى لا تزيد كمية الماء المتساقط عن الحاجة، وتركب هذه الوسائد في أحد جوانب الصوبة – ثم يوضع في الجانب الآخر مروحة لشفط الهواء من داخل الصوبة مركب عليها منظم لضبط درجة الحرارة المطلوبة.

وعندما يتم تشغيل المروحة فإنها تقوم بسحب الهواء من داخل الصوبة فيحدث تفريغ داخلي يندفع على أثره الهواء المحمل بالرطوبة من خلال الوسادة وبالتالي يعمل على خفض درجة الحرارة داخل الصوبة ويعيب هذا النظام وجود اختلاف في درجة حرارة التبريد بجانب الوسادة عنه في نهاية الصوبة عند المروحة بل لا يقل عن ٣-٤ هم، كما أن تكلفته عالية تحت ظروف مصر ويحسن استخدامه في صوب المشاتل فقط، حيث يؤدي إلى خفض درجة الحرارة داخل البيت عن الجو الخارجي بحوالي ٦-١٤ هم تقريبا.

هذا ومن المعروف أن درجة الخفض في الحرارة داخل الصوبة تتوقف على معدل سحب الهواء من الصوبة ومساحة مسطح الوسائد المبللة بالماء كما بالشكل التالي.

مكان الوسادة والمروحة واختلاف درجات الحرارة داخل وخارج الصوبة

ثالثا: مصادر التدفئة

1- اشعة الشمس:

تعتبر أشعة الشمس هي المصدر الرئيسي للتدفئة في البلاد ذات الجو المعتدل حيث تسقط الأشعة نهارا فتنفذ من غطاء الصوبة إلى الداخل وتعمل على تدفئتها ورفع درجة الحرارة داخل الصوبة، أما في الليل فتؤدى الأشعة المختزنة في التربة إلى التدفئة حيث تخرج في صورة أشعة تحت حمراء طويلة الموجة، ولكنها تنفذ أيضا من خلال الغطاء إلى خارج الصوبة مما يعمل على خفض درجة حرارة الصوبة. وتختلف درجة النفاذية حسب نوع الغطاء الخارجي كما أسلفنا سابقا.

ويمكن رفع درجة حرارة الصوبة ليلا وذلك بغطاء إضافي من البلاستيك يفصل عن الداخلي بطبقة مملوءة بالهواء تعمل كعازل بين الجو الخارجي والداخلي. ولكن لهذه العملية عيوبها مثل قلة الضوء الذي ينفذ إلى داخل البيت بنسبة لا تقل عن ١٠% تقريبا في معظم أنواع الأغطية.

2- التدفئة بالماء الساخن وانابيب البخار

حيث يتم تسخين الماء أو البخار في غلايات خاصة، ثم يدفع الماء أو البخار إذا كان التسخين حتى ١٠٢ هم من خلال مضخات خاصة إلى أنابيب ثانوية موزعة داخل الصوبة حيث يتم تسخين الأنابيب فتشبع الحرارة إلى الجو الداخلي للصوبة، وتؤدي إلى رفع درجة حرارتها حتى الحد المطلوب، ويمكن التحكم في التشغيل بتركيب ثرموستات على المضخة بحيث إذا انخفضت درجة حرارة الماء أو تكثف البخار يعود مرة ثانية إلى الخزان ويتم التشغيل ذاتيا أو أوتوماتيكيا لرفع درجة حرارة الماء مرة ثانية لتظل دائما في حدود ٨٠-٨٥ هم، وتصنع مراجل التدفئة في البيوت عادة إما من الحديد والصلب أو الحديد المصبوب – ويعبر عن سعته بقوة حصان واحد وهى تساوى مقدار الحرارة الناتجة من المرجل بمقدار ٣٣٤٧٥ وحدة بريطانية ( B.T.U) لكل ساعة. ويتوقف حجم المرجل المستعمل على حسب حجم الصوبة ويمكن القول أن مرجل قوته ٢٠٠ حصان يمكنه رفع درجة حرارة صوبة مقدارها ٥٠٠٠ م٢ بحوالي ٢٥ هم تقريبا ويجب أن يحترق وقود المرجل احتراقا تاما بواسطة مرور تيار من الهواء عند مكان الوقود.

3- التدفئة باستعمال الهواء الساخن

حيث يستعمل في الصوب البلاستيك بصورة أكبر وذلك باستعمال الغاز الطبيعي أو النفط أو الفحم الحجري حيث يسخن الهواء خارج الصوب البلاستيكية ثم ينقل بواسطة مضخات إما في أنابيب بلاستيكية مثقبة أعلى مستوى النباتات فيوزع الهواء بصورة متجانسة حول النباتات أو قد تستعمل أيضا في تدفئة التربة وذلك بضخه في أنابيب مدفونة تحت سطح التربة.

4- التدفئة بالطاقة الشمسية

ويعتمد هذا النوع من التدفئة على امتصاص أشعة الشمس على ألواح سوداء تقوم بتسخين الماء ورفع درجة حرارته نهارا ثم تتجمع في خزانات وتستعمل بإمرارها ليلا على صورة غشاء رقيق فوق الصوبة فتحافظ على درجة الحرارة الداخلية للصوبة وتمنع تسربها ويمكن خلط الماء الدافئ بمياه بئر جوفيه والتي تكون درجة حرارتها من تحت الأرض دافئة ليلا، أي أن الاعتماد في التدفئة هنا يرجع إلى المحافظة على درجة الحرارة المنبعثة من التربة ليلا بداخل الصوبة دون أن تتسرب إلى الخارج أي بعزلها عن الجو الخارجي.

رابعا: وسائل التهوية

يجب أن تكون هناك تهوية وتجديد للهواء داخل البيت المحمي باستمرار وذلك للمحافظة على مستوى ثاني أكسيد الكربون اللازم لعمليات التمثيل الضوئي ثابتا باستمرار، على الأقل خلال فترة النهار وتتم التهوية بعدة طرق:

١- تتم التهوية في الصوب البلاستيك وفى المناطق المعتدلة مثل مصر بصفة خاصة بعمل فتحات جانبية وعلوية بين طبقات البلاستيك تفتح يدويا أو بواسطة أوناش خاصة لذلك، بالإضافة إلى فتح الأبواب أثناء النهار في حالة عدم وجود رياح فيخرج الهواء الساخن من الفتحات العلوية ويدخل الهواء البارد من الفتحات الجانبية – ويمكن تركيب ونش في بداية الصوبة يقوم عند تشغيله بفتح وغلق هذه الفتحات حسب الحاجة وذلك بواسطة الأسلاك المتصلة بفتحات التهوية.

٢- قد يستعمل نظام الوسادة والمروحة pad and fan في نظم التبريد في التهوية وتجديد هواء الصوبة باستمرار حيث يعطى تنظيما جيدا لدرجات الحرارة والتهوية في نفس الوقت.

٣- استعمال مراوح شفط تسحب الهواء الساخن من داخل الصوبة فيحل محله هواء جديد من خارج الصوبة، ولكن قد يحدث من هذا النظام مشكلة خصوصا في أشهر الخريف والشتاء في مصر عندما تكون درجة الحرارة الخارجية باردة فعند سحب الهواء يدخل الهواء البارد ويؤثر على التلقيح وعقد الثمار.

وتحقق التهوية الفوائد التالية:

أ- تعمل التهوية على خفض درجة الحرارة بسرعة داخل البيوت المحمية فتقل بذلك احتياجات التبريد، وقد يمكن الاستغناء عنها كلية.

ب- يؤدى تجديد هواء البيت إلى المحافظة على التركيز الطبيعي لغاز ثاني أكسيد الكربون حول النباتات مما يساعد على انتظام نموها.

ج - يعمل على تقليل انتشار الأمراض الفطرية داخل الصوبة حيث يمنع نسبة الرطوبة من الارتفاع الذى يساعد على انتشار الأمراض الفطرية.

خامسا: الرطوبة النسبية داخل الصوب البلاستيكية

يؤدى تبخر الماء من سطح التربة ومن النباتات إلى زيادة الرطوبة النسبية داخل البيوت المحمية مما يستلزم سرعة التهوية للحد من انتشار الأمراض ويمكن الحد من ارتفاع نسبة الرطوبة داخل الزراعات المحمية عن طريق:

١ - استخدام أغطية التربة.

٢ - الاهتمام بعملية الري وترشيد استخدام المياه.

٣ - إجراء عملية التهوية بكفاءة.

الري في الصوب

تختلف طريقة الري المتبعة في الصوب تبعا لمساحتها والغرض الذي تستخدم فيه الصوبة (إكثار الإنتاج ) وذلك كما يلي:

أ- الصوب صغيرة المساحة:

يتم ريها يدويا باستخدام كنكات الري أو خراطيم مركب عليها رشاشات.

ب- الصوب الكبيرة:

١- المخصصة لإجراء عمليات التكاثر الخضري بالعقل أو غيرها فتتم عملية الري باستعمال طريقة الضباب أو الرذاذ Mist irrigation.

٢- في حالة الإنتاج تستعمل طريقة الري بالتنقيط وخاصة في حالة انتاج الخضروات.

٣- يمكن أيضا في حالة نباتات الأصص وكذلك أزهار القطف استعمال طريقة الري بالرش.

٤- ويمكن أيضا استخدام البشابير المتحركة وهى طريقة معدلة للطريقة السابقة وذلك في الصوب ذات الإمكانات العالية.