« اهمیت اکسیژن در آب آبیاری »

تاریخ انتشار خبر در مجلات خارجی : Tue 2 Sep 2025

تعادل آب و هوا در محیط‌های کشت هنوز هم در تولید محصولات تجاری، چه در سیستم‌های معدنی و چه در سیستم‌های ارگانیک، اغلب دست کم گرفته می‌شود. این نتیجه‌گیری سیمون ووگت، مشاور کشت بازنشسته است که نظرات خود را در این مقاله به اشتراک می‌گذارد. ووگت یکی از بنیانگذاران مشاوره باغبانی Vortus بود، سال‌های زیادی را در آمریکای شمالی و مکزیک کار کرد و اخیراً به هلند بازگشته است.

در این مقاله، او تجربیات و توصیه‌های خود را به اشتراک می‌گذارد و از کشاورزان می‌خواهد که به سطح اکسیژن در آب آبیاری، محیط ریشه و آب زهکشی توجه بیشتری داشته باشند. 

 "ریشه‌های سفید بسیار قوی و سالم، که جذب عالی یون‌های مغذی و انتقال آب را تضمین می‌کنند، بنابراین گیاه می‌تواند در شرایط سخت از طریق تبخیر بهینه، خود را به خوبی خنک کند. 

میزان اکسیژن محلول در آب ثابت نیست، بسته به دمای آب تغییر می‌کند. به عبارت ساده‌تر، هر چه آب گرم‌تر شود، اکسیژن کمتری می‌تواند در خود نگه دارد.

این موضوع در تابستان که دمای حوضه‌های آب روی زمین افزایش می‌یابد، به یک چالش واقعی تبدیل می‌شود و با کاهش سطح آب و کم‌عمق‌تر شدن لایه، دما حتی بیشتر هم می‌شود. در عین حال، سطح اکسیژن (O₂) در آب کاهش می‌یابد. آبی که حاوی مواد بیولوژیکی زیادی است، مانند آب باران مخلوط با مواد آلی یا بقایای آلوده در کف حوضه‌ها، اغلب سطح اکسیژن بسیار کمی دارد. سیمون توصیه می‌کند: "به همین دلیل تمیز نگه داشتن این حوضه‌ها کاملاً ضروری است." «هر فصل کشت جدید را با ضدعفونی کامل شروع کنید و مطمئن شوید که مخازن آبیاری شما بی‌عیب و نقص هستند.»

آب‌های زیرزمینی نیز می‌توانند چالش‌برانگیز باشند. این آب‌ها اغلب به دلیل سطوح بالای سدیم (Na⁺)، کلرید (Cl⁻) و/یا بی‌کربنات‌ها (مانند HCO₃⁻) دارای مقدار EC طبیعی بالایی هستند. با وجود این، معمولاً حاوی اکسیژن محلول بسیار کمی (بر حسب ppm یا میلی‌گرم در لیتر) هستند.

طبق گفته مشاوران باتجربه محصولات کشاورزی، آب سالم باید حداقل حاوی ۴ میلی‌گرم در لیتر (۴.۰ ppm) اکسیژن محلول باشد. سیمون توضیح می‌دهد: «اگر سطح اکسیژن به زیر ۵.۰ ppm برسد، ماهی‌ها شروع به مردن می‌کنند. در عمل، من متوجه شده‌ام که وقتی آب را با حدود ۷.۰ ppm اکسیژن تأمین می‌کنید، آب زهکشی معمولاً حدود ۴.۰ ppm خواهد بود.»

در محصولات خیار که روی بستر نارگیل کشت می‌شوند، جایی که کشاورزان با سرخشکیدگی ریشه ناشی از قارچ‌هایی مانند پیتیوم و همچنین مشکلات کپک دست و پنجه نرم می‌کنند، متوجه شدیم که سطح اکسیژن در آب زهکشی تنها 0.1 ppm است. خیلی کم است!"

عکس بالا: مرگ و میر ماهی در سطح اکسیژن کمتر از 0.5 ppm رخ می‌دهد.

عملکرد بهینه سیستم ریشه
سیستم ریشه یک گیاه، پایه و اساس آن است و در نهایت هم عملکرد و هم کیفیت محصول را تعیین می‌کند. ریشه‌های سالم تضمین می‌کنند که آب به طور موثر به قسمت‌های بالای زمین گیاه منتقل شود. این انتقال آب نه تنها گیاه را آبرسانی می‌کند، بلکه تعرق را نیز تقویت می‌کند، که به عنوان یک سیستم خنک‌کننده طبیعی عمل می‌کند و مستقیماً بر دمای گیاه تأثیر می‌گذارد.

هنگامی که ریشه‌ها با آبی که حاوی سطح اکسیژن به اندازه کافی بالا (حداقل 0.7 ppm) است، تأمین می‌شوند، فرآیند خنک‌سازی گیاه به بهترین شکل انجام می‌شود. اگر تعرق به طور روان انجام نشود، گیاه علائم استرس را نشان می‌دهد، به خصوص هنگامی که شدت نور در فضای کشت زیاد است. نوک در حال رشد ممکن است خیلی تیره شود و نوک برگ‌ها به وضوح علائم از دست دادن تورگور را نشان می‌دهند زیرا شروع به پژمردگی می‌کنند.

گیاهانی که مرتباً با استرس مواجه می‌شوند، آن را در الگوی رشد خود نشان می‌دهند. برگ‌ها با قدرت کمتری رشد می‌کنند، ساقه‌ها و شاخه‌ها کندتر رشد می‌کنند و تشکیل جوانه‌ها و خوشه‌ها ضعیف‌تر می‌شود. در بالای زمین بافت‌ها حاوی کلروفیل هستند که فتوسنتز را هدایت می‌کند و مواد فتوسنتزی، قندها و بلوک‌های سازنده تولید شده در فرآیندی که ما آن را فرآیند جذب می‌نامیم، را ایجاد می‌کند.

اما کشاورزان همچنین باید با روی دیگر سکه یعنی جذب و دفع نیز دست و پنجه نرم کنند. همانطور که سیمون توضیح می‌دهد، تعادل خالص بین جذب و دفع، عملکرد نهایی و کیفیت محصول تجاری را تعیین می‌کند.

آیا افزودن اکسیژن اضافی (O2) به آب آبیاری معنادار است؟

برای سیمون، پاسخ یک "بله" از صمیم قلب است! او توضیح می‌دهد: "در طول دوران حرفه‌ای‌ام، اثرات مثبت بسیار واضحی از افزودن اکسیژن به آب آبیاری دیده‌ام. به خصوص در ایالت‌های جنوبی ایالات متحده، مانند کالیفرنیا، آریزونا و تگزاس، و همچنین در انتاریو، کانادا و مکزیک. در این مناطق، کشاورزان اغلب به آب‌های زیرزمینی متکی هستند. در کالیفرنیا، این آب اغلب بیش از حد شور است و سطح سدیم، کلرید و بی‌کربنات بالایی دارد. در آریزونا، تگزاس و مکزیک، مشکل معمولاً دما است، آب‌های زیرزمینی آنجا اغلب خیلی گرم هستند، گاهی اوقات بیش از ۲۵ درجه سانتیگراد و در موارد شدید نزدیک به ۴۰ درجه سانتیگراد.

وقتی کشاورزان از این نوع آب استفاده کردند اما قبل از ورود به خطوط آبیاری قطره‌ای، آن را با اکسیژن اضافی (O₂) غنی کردند،  متوجه بهبود واضحی در تشکیل میوه و رشد گوجه‌فرنگی در گلخانه می شود. «این امر به ویژه در دوره کم‌نور از نوامبر تا مارس قابل توجه بود.»

اگرچه سطح نور در این مناطق جنوبی برای تولید کافی باشد، گیاهانی که آب غنی‌شده با اکسیژن دریافت می‌کند، میوه‌دهی بسیار قوی‌تر و منسجم‌تری نشان می دهد. این اثر در انتهای خرپاها، جایی که دو یا سه گوجه‌فرنگی آخر بسیار بهتر رشد کردند، مشهودتر است. کیفیت و اندازه میوه همیشه عالی بوده است."

عکس بالا: محصول گوجه‌فرنگی در آمادو، آریزونا. این محصول به صورت ارگانیک کشت می‌شود و اکسیژن اضافی به آن اضافه می‌شود. "به محض اینکه خوشه دوم پس از کاشت تشکیل شد، پرورش‌دهنده با اکسیژن اضافی شروع به کار می‌کند. محصول خوشه‌های بسیار قوی و منظمی را نشان می‌دهد. تشکیل میوه بسیار یکنواخت و منظم است. رنگ محصول بسیار خوب است؛ هیچ نشانه‌ای از کلروز یا کمبود قابل مشاهده نیست. یک محصول بسیار زیبا و سالم."

در محصولات گوجه فرنگی خرپایی، به ویژه در گونه‌هایی مانند کامپاری و گوجه فرنگی گیلاسی، سیمون مشاهده کرد که خرپاها بلندتر می‌شوند و تشکیل میوه در انتهای خرپاها به طور قابل توجهی بهتر می‌شود. او خاطرنشان می‌کند: "کیفیت و ماندگاری همیشه با افزودن اکسیژن اضافی به آب آبیاری بهبود می‌یافت."

در فلفل‌ها، سیمون گل‌ها و جوانه‌های قوی‌تری را مشاهده کرد، که به معنای ریزش کمتر گل در ماه‌های تاریک‌تر فصل بود. این امر منجر به تشکیل میوه بهتر در کل شد. او می‌افزاید: "من همچنین متوجه پوسیدگی انتهای شکوفه در فلفل‌ها شدم." پوسیدگی انتهای شکوفه زمانی رخ می‌دهد که جذب کلسیم در گیاه کافی نباشد.

محصولات خیار نیز مزایای واضحی را نشان دادند. میوه‌ها نه تنها با شدت بیشتری رشد کردند، بلکه کمتر مستعد نوک‌تیز شدن در انتها بودند.

مشاهدات سیمون محدود به محصولات گلخانه‌ای نبود. او توضیح می‌دهد: "در توت فرنگی، تمشک و شاه توت که در مزرعه کشت می‌شوند، من به طور مداوم میوه‌های بدشکل کمتری و رشد میوه بسیار بهتری را مشاهده کردم."

تأثیر مثبت افزودن اکسیژن به آب آبیاری در سیستم‌های تولید گلخانه ای، چه گوجه‌فرنگی، خیار، فلفل یا میوه‌های نرم، حتی قوی‌تر بود. سیمون توضیح می‌دهد: «دلیلش این است که در کشت گلخانه ای، همیشه رقابت بیشتری برای اکسیژن در ناحیه ریشه وجود دارد.»

فرآیندهای میکروبیولوژیکی مانند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون نیتروژن به سطوح اکسیژن بالاتری نیاز دارند، بنابراین گیاهان با تأمین اکسیژن اضافی، حتی بیشتر سود می‌برند."

عکس بالا: مسئول تعمیر و نگهداری نشان می‌دهد که چگونه اکسترودر برای دوز اکسیژن اضافی در ابتدای ورودی اصلی سیستم قطره‌ای قرار داده شده است.

نتایج تجزیه و تحلیل برگ‌ها، زهکشی و تغذیه در طول فصول رشد
در طول فصول رشد محصولاتی که سیمون مشاور آنها بود، او مرتباً تجزیه و تحلیل شیمیایی برگ‌ها، آب زهکشی و آب تغذیه را بررسی می‌کرد، گاهی اوقات تقریباً ماهانه. این نمونه‌ها از پروژه‌هایی بودند که اکسیژن اضافی به آب آبیاری تزریق می‌شد. او توضیح می‌دهد: "من همچنین این فرصت را داشتم که تجزیه و تحلیل پروژه‌هایی را که در آنها از اکسیژن اضافی استفاده نشده بود، مطالعه کنم. نتایج بسیار واضح بود." در محصولاتی که اکسیژن اضافه شده بود، سطح کلسیم در برگ‌ها در مقایسه با محصولاتی که غنی‌سازی اکسیژن نشده بودند، به طور مداوم آسان‌تر حفظ می‌شد.

کلسیم (Ca++) به سختی توسط گیاهان منتقل می‌شود. این به این دلیل است که یک کاتیون دو ظرفیتی است و برخلاف پتاسیم (K+) که از طریق آوند چوبی حرکت می‌کند، کلسیم عمدتاً از طریق آبکش به همراه آب منتقل می‌شود. سیمون می‌گوید: «در بسیاری از محصولاتی که من بررسی کردم و اکسیژن اضافی در آب آبیاری خود دریافت می‌کردند، به طور مداوم مشکلات کمتری در مورد سوختگی نوک برگ‌ها مشاهده کردم که اغلب ناشی از کمبود کلسیم در آن بافت‌ها بود.»

یکی از پروژه‌های بزرگی که سیمون بر آن نظارت داشت، شامل کاهویی بود که در سیستم NFT در ادمونتون، آلبرتا، کانادا پرورش داده شده بود. پس از اضافه شدن اکسیژن به آب آبیاری، علائم سوختگی نوک برگ در کاهو به وضوح کاهش یافت. او به یاد می‌آورد: «واضح بود که انتقال کلسیم در گیاهان بهبود یافته است. در طول این پروژه می‌توانستم اثرات مثبت غنی‌سازی آب آبیاری با اکسیژن (O₂) را ببینم.»

یادگیری از خارج از کشور
سیمون بر اساس تجربه بین‌المللی خود نتیجه می‌گیرد که تزریق اکسیژن اضافی به آب آبیاری "قطعاً ارزشمند" است. چیزی که او را تحت تأثیر قرار می‌دهد این است که در باغبانی گلخانه‌ای هلند، اهمیت این عمل در کشت بستر هنوز "به شدت دست کم گرفته می‌شود." او تأکید می‌کند: "به نظر من، این موضوع شایسته توجه بسیار بیشتری است. یکی دیگر از مزایای افزودن اکسیژن به آب آبیاری این است که سیستم‌های قطره‌ای بسیار تمیزتر می‌مانند و گرفتگی‌های بسیار کمتری نشان می‌دهند."

پس چگونه سطح اکسیژن را در آب قطره‌ای افزایش می‌دهید؟

شرکت‌های بزرگی که سیمون با آنها کار کرده است، در بسترهایی مانند پیت و پرلیت رشد می‌کنند، از اکسیژن خالصی که مستقیماً به آب آبیاری تزریق می‌شود، استفاده می‌کنند. اکسیژن به صورت مایع توسط مخازن Air Liquide تأمین می‌شود. سیمون توضیح می‌دهد: "O₂ خالص قبل از ورود آب به گلخانه، تحت فشار زیاد به خط تغذیه اصلی سیستم قطره‌ای از طریق اکسترودر وارد می‌شد. درست در خروجی سیستم قطره‌ای، میزان اکسیژن 0.7 ppm اندازه‌گیری شد. این سطح همیشه برای دستیابی به نتایج مطلوب بیش از حد کافی بود."

در عمل، سیمون به طور مداوم مشاهده کرد که این سطح اکسیژن از کلروز، زردی که معمولاً در اثر کمبود آهن یا منگنز ایجاد می‌شود، جلوگیری می‌کند. او می‌گوید: «وقتی گیاهان کاملاً سبز و سالم می‌مانند، می‌توانند به نتیجه مطلوب فتوسنتز برسند.» این امر در ترکیب با آب و هوای مناسب گلخانه و نور PAR کافی، بهترین تولید محصول ممکن را ایجاد کرد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد حرفه سیمون، اینجا (لینک به زبان هلندی) را بخوانید، زمانی که او به مناسبت ۴۰ سالگی Vortus به حرفه خود نگاه کرد. یک مجله ویژه سالگرد نیز در مورد آن سالگرد منتشر شد.