«سامانه کنترل فازی کشت دوار با تامین انرژی تجدیدپذیر هیبریدی» طراحی و ساخته شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو به نقل از مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، محققان دانشگاه تهران با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری این طرح پژوهشی را انجام دادند تا طراحی سامانه کشت دوار مبتنی بر روش هیدروپونیک را توسعه دهند.

تولید مستمر محصولات غذایی همواره یکی از مسائل مورد توجه است. این امر مستلزم شرایط مناسب کشت در طول سال و وجود زمین­های مستعد کشاورزی و توسعه نهاده­های کشاورزی و نیروی انسانی است. کشور ما به دلیل شرایط اقلیمی و نیز محدودیت‌هایی مانند منابع آبی، سایر نهاده‌ها و کاهش خاک‌های مطلوب کشاورزی نیازمند ایجاد تغییر در ساختار نظام کشت است.

ایران به لحاظ اقلیمی بسیار متنوع است. این خصوصیت توانایی کشت گیاهان را افزایش داده است. به گونه‌ای که امکان کشت محصولات درهر فصلی از سال، اما در مکان‌های متفاوت در کشور، امری عملی و ممکن است. البته در بعضی از اقلیم‌ها مثل مناطق سردسیری در شمال غربی و مناطق گرمسیری در جنوب کشورمان شرایط برای کشت مستمر در طول سال چندان مناسب نیست.

یک راهکار برای جبران این مسئله حمل و نقل و ذخیره محصولات یا حتی واردات آن است که این امر کاهش کیفیت در هنگام مصرف و نیز افزایش قیمت به دلیل هزینه‌های نگهداری، حمل و نقل، واسطه گری یا واردات را در پی دارد. اما راهکار دیگر ایجاد شرایط کشت در محل است.

برای این کار لازم است محیط‌های کنترل شده دمایی و اقلیمی (مثل گلخانه‌ها) تدارک دیده شوند. کشت در گلخانه دارای مزایایی از قبیل: تولید محصول با کیفیت و کمیت بالاتر، افزایش سطح زیر کشت، کنترل محیط کشت و آفات و بیماری‌ها، حذف هزینه نگهداری، حمل و نقل و واسطه گری محصولات و کاهش مصرف آب و سایر نهاده‌های کشاورزی است.

بنابراین، با توجه به افزایش جمعیت و عدم امکان افزایش سطح زیر کشت و نیز شرایط بحرانی منابع آب، دستیابی به محصول بیشتر و با کیفیت بالا تنها از طریق افزایش عملکرد در واحد سطح و استفاده از سیستم‌های کشت فشرده (مثل گلخانه‌ها و کشت هیدروپونیک) مقدور است.

حسین موسی‌زاده مجری این طرح پژوهشی گفت: سامانه کشت دوار که در داخل کشور طرحی نوآورانه به حساب می‌آید از یک استوانه­ دوار تشکیل شده­است به طوری که گیاهان در محیط کشت و در محفظه‌هایی واقع می‌شوند. این محفظه‌ها در رویه استوانه به موازات و رو به منبع نوری قرار می‌گیرند. دوران استوانه­ کشت به صورت ۳۶۰ درجه و پیوسته و با سرعت کم است و در حین دوران، واحد‌ها به نوبت از منبع محلول غذایی تعبیه‌شده در زیر استوانه تغذیه می‌شوند. نتیجه این ساختار استفاده بیشینه از نور، آب و مواد مغذی گیاه است.

 

وی ادامه داد: همچنین با بهره­گیری از پنل‌های خورشیدی و تأمین و ذخیره­سازی این انرژی تلاش شده است تا بخش زیادی از انرژی مورد نیاز واحد‌های مختلف سامانه از جمله دوران استوانه کشت و نور مصنوعی تأمین شود. در این صورت در فرآیندی کنترل شده با بهره‌گیری از برآورد‌های تبخیر- تعرق گیاه در محیط کشت به کمک منطق فازی، و به دنبال آن محاسبه نیاز آبی در هر مرحله رشدی، چرخه کودآبیاری به طور خودکار کنترل می‌شود.

 

به گفته موسی‌زاده، از سویی با پایش محلول غذایی، به لحاظ کیفی و کمی حفظ شرایط مناسب رشد محصول نیز کنترل می‌شود. از سویی این سامانه با دارا بودن امکان کشت انواع مختلف گیاهان و سبزیجات در محیط بسته و کنترل شده، مزایایی را برای کشت هیدروپونیک اضافه دارد که می‌توان به افزایش بیشتر تراکم در واحد سطح به سبب امکان افزودن استوانه­های دوار متعدد به صورت روی‌هم در یک مساحت کم، افزایش بازده دریافت نور به سبب کاهش تعداد منابع تأمین نور و دریافت یکسان نور از سوی تمامی نشاها، عدم نیاز به تجهیزات متداول آبیاری مثل لوله­کشی و استفاده از قطره چکان، کنترل عملکرد واحد‌ها و کاهش بیشتر مصرف آب و کاهش نیروی کارگری مورد نیاز از طریق سامانه کنترل مرکزی و کاهش انرژی فسیلی مورد نیاز به سبب استفاده از پنل­های خورشیدی اشاره کرد.

سامانه کشت دوار، موضوع این طرح توانایی کشت چندین محصول کشاورزی را دارد آن هم با قابلیتی که به سبب افزایش چند برابری سطح زیر کشت در مساحت تخصیصی کم و حداقل مصرف آب تولید ارتقا می‌یابد. پس می‌توان با بومی‌سازی و تولید انبوه در داخل کشور و رفع وابستگی به واردات، سبب افزایش انگیزه تولیدکنندگان برای تولید بیشتر و با کیفیت محصولات کشاورزی شده و حرکت به سمت رفع نیاز‌های داخلی و حتی صادرات محصولات کشاورزی را تسریع کرد.

همچنین، از آنجا که این سامانه برای کشت در محیط بسته طراحی شده است و نیازی به خاک زراعی و عملیات کشاورزی متداول ندارد، می‌تواند در طرح‌های ساده‌تر به مردم شهر نشین عرضه شده تا با حداقل تخصص کشاورزی، بخشی از نیاز‌های خود مثل سبزیجات و برخی محصولات دیگر را تولید کنند.