البيوت المحمية Greenhouses
بقلم/ د. هشام محمد البسيونى
الأستاذ المساعد معهد بحوث وقاية النبات – مركز البحوث الزراعية
البيوت المحمية : Greenhouses
أحد الإبتكارت التى تستخدم كتيقنيات حديثة تسهم إسهاماً كبيراً فى التنمية الزراعية وزيادة الإنتاج الزراعي خاصة من محاصيل الخضر، الزينة والمحاصيل الورقية ويعد إستخدام البيوت المحمية من أنسب الطرق الزراعية الضرورية للتغلب على الظروف البيئيه القاسيه و التغيرات المناخية وتبرز أهميتها في المناطق ذات المناخ الصحراوي الذي تمثله معظم الأراضي الجديدة في جمهورية مصر العربية والمتمثل في ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الرطوبة النسبية صيفا بالإضافة إلى شدة أشعة الشمس وقلة الموارد المتاحة لا سيما ندرة المياه الصالحة للزراعة التقلبات الجويه مثل الصقيع والرياح والأمطار والأتربة والغبار في فصل الشتاء. فالبيوت المحمية تحد من التأثيرات السلبية للتقلبات الجوية على الإنتاج الزراعى النباتى بصفة عامة.
البيوت المحمية عبارة عن منشآت مختلفة الاشكال والاحجام على حسب نوعها سواء (منفردة – المالتى سبان) مغطاة بمواد شفافة مثل الأغطية البلاستيكية من البولي إيثلين أو الزجاج تسمح بنفاذ (الضوء الطبيعي (أشعة الشمس) قصير الموجة وتكون قليلة النفاذية للإشعاع الحراري طويل الموجة) من خلالة إلى داخل البيت (الصوبة) مما يعمل على تراكم الحرارة فى الصوبه ومن ثم إستخدامها فى نمو وإنتاج المحاصيل المختلفة خاصة محاصيل الخضر والزينة والورقيات خلال فصول العام الباردة لتحقيق أكبر عائد ممكن من وحدة المساحة وذلك من خلال التحكم الظروف والعوامل البيئية بدرجات متناهية في الدقة خاصة بعد دخول الذكاء الاصطناعي وقدرته علي التحكم في هذه العوامل مثل درجات الحرارة Air Temperature والرطوبة النسبيه Relative Humidity مستوى الاضاءه Light Level و تركيز غاز ثاني اكسيد الكربون Carbon Dioxide Concentration بالاضافه الى العوامل المتعلقة بتغذية النبات Plant Nitration مكافحة الآفات Pest Management
، اما في حاله الفصول المرتفعة في درجات الحراره مثل فصل الصيف يفضل إستخدام أغطيه ذات نفاذيه قليله للاشعاعالشمسي مثل شبك التظليل بانواعه المختلفه الذي يعمل على تبريد البيوت المحميه وتقليل النتح من النبات وكذلك يمكن إستخدام مايعرف بالستائر البلاستيكيه او القماش بنساً مختلفه بحيث لا تكون كميه التظليل عاليه فتعمل تقليل كميه الشعاع الشمسي داخل البيوت المحميه عن االكمية المطلوبه لعمليه التمثيل الضوئي فيلزم أن تكون هناك موازنه بين كمية الاشعاع الشمسى والحراره المتراكمه وبين الضوء المرئي ( 0,4-0,7 ميكرون) اللازم لنمو النبات.
هناك العديد من الأنظمة المستخدمة لتحكم في الظروف البيئية للبيوت المحميه مثل (أنظمة التهوية والتبريد والتدفيئة)، حيث يتم ذلك اما ميكانيكيا بالمراوح أو طبيعياً بالرياح لغرض التحكم في الرطوبة النسبية، درجات الحرارة وتركيز ثاني اكسيد الكربون داخل البيت المحمي (الصوبة) حيث يعتبر تبريدها فى الظروف القاسية ضروري لخفض درجة حرارة الهواء ورفع رطوبته للمعدل المناسب لنمو النباتات، التلقيح، العقد والإثما.ر
أو قد تتم عمليات التبريد او التبخير (Evaporative Cooling Systems) عن طريق استخدام غاز الفريون وتتميز هذة الطريقة هى الأعلى جوده والأقل تكلفه مقارنة بعملية التبريد الميكانيكي حيث تقلل هذه الطريقة من المحتوى الرطوبي وخفض درجة حرارة الهواء في البيت (الصوبة) مما يقلل الإجهاد المائي على النبات وبالتالي انخفاض إحتمال حدوث الذبول والأمراض الفطرية والإصابات الحشرية.
والجديد في هذه التقنيات هو استخدام أجهزة الذكاء الاصطناعي حيث تقوم بإعطاء أوامر التشغيل للبيت المحمي سواء لمراوح التهويه أوأجهزة التدفئة أونظام الري أو أنظمة الأشعار بمستويات الرطوبة النسبية والأرضية علاوة قدرة الذكاء الصناعى على الأستشعار(التنبؤ) والكشف المبكر للأصابة بالآفات سواء الفطرية أو الحشرية داخل الصوبة، أدى ذلك إلى زيادة وحدة المساحة المنزرعة من الصوب الزراعية وزيادة الإنتاج لوحدة المساحة الذي يبلغ على الأقل سبعة أضعاف الإنتاج العادي حيث تعطي ربحاً سريعاً يشجع المزارعين على زياده استخدامها والتوسع فيها.
ومن أهم المميزات التي تتميزبها الصوب الزراعيه او البيوت المحميه ما ياتي:
- التوفير في مياه الري والوقت والجهد والتكاليف نظرا لإستخدم وسائل وتقنيات حديثه لاسيما بعد دخول الذكاء الصناعى فى عوامل التحكم داخل البيوت المحمية.
- انتاج محاصيل في غير مواعيدها باللتحكم في الظروف البيئيه والحفاظ النوعيه والجوده من خلال التحكم في التقلبات الجوية.
- إنتاج شتلات ذات جوده عاليه ومواصفات مرغوباً فيها.
- القدرة على إنتاج النباتات التي تحتاج الى بيئات ورعاية خاصه لنموها وإنتاجها مثل النباتات الطبيه والعطريه.
- رفع إنتاجية وحدة المساحة من 7- 10 مرات بالمقارنة بالحقول المكشوفة.
- إنتاج المحاصيل في غير موسمها لتغطيه إحتياجات المستهلكين وتصدير الفائض وتحقيق دخل قومى مرتفع من العملات الأجنبية.
- التحكم بدرجات الحرارة من خلال عملية التدفئة والتبريد وحماية المزروعات من خطر البرد الصقيع والرياح والأمطار….إلخ.
- السيطرة على الآفات الزراعية (الفطرية، الحشرية، الحيوانية والحشائش وغيرها) مقارنةً بالزراعة المكشوفة من خلال برامج الأدارة المتكاملة للآفات ويساعد على ذلك النظم الحديثة من أمثلة الذكاء الإصطناعى
- إنتاج الكثير من الأزهار والنباتات الداخلية على مدار العام
- التوفير في الأيدي العاملة اللازمة للإنتاج.
أنواع البيوت المحمية:
ذكرنا أنفاً أن البيوت المحمية (الصوبات) عبارة عن المنشآت المستخدمة في زراعة النباتات بداخلها لحمايتها من الظروف البيئية غير الملائمة، وتختلف البيوت المحمية في أشكالها وخاماتها التي تصنع منها الهياكل والأغطية وقد تكون مجهزة أو غير مجهزة وقد تكون مستقلة (غير متصلة) أو منفردة وقد تكون متصلة ببعضها البعض فيما يعرف (بالمالتى سبام).
الأشكال الهندسية للبيوت المحمية المنفصلة:
تتعدد الأشكال الهندسية للبيوت المحمية ويتوقف اختيار الشكل المناسب على عدة عوامل أهمها:
- موقع الصوبة بالنسبة للمباني المجاورة
- مدى استواء سطح الأرض المقام عليها الصوبة
- شدة الإضاءة في الجو الخارجي.
وسوف نستعرض هنا أشكال البيوت المحمية مرتبة ترتيبا تنازليا ً حسب درجة نفاذيتها لضوء الشمس:
- القبة الكروية
- الشكل المكافئ الدوراني الزائدي المقطع
ويقتصر إستخدام الشكلين السابقين على المناطق التى بها غيوم طوال العام - الشكل النصف إسطوانيspherical dome
- الشكل النصف دائري أو المحور hyperbolic poraboloid
- الشكل ذا العقد القوطي المستدق الرأسQuonset
- الشكل ذو السقف السندي mansard roof
7. الشكل الجمالوني المتناظر الإنحدار Gable even span
8. الشكل الجمالوني غير المتناظر الإنحدارGable uneven span
9. الشكل الجمالوني غير متناظر الإنحدار على منحدر جبلي
10. الشكل المستند إلى مبنى Lean- to
أهم الأمور التى يجيب مراعاتها عند إنشاء البيت المحمى (الصوب الزراعية)
- توفر التهوية اللازمة بأن لا يكون موقع الصوب محاطاً بمبانى أو منشأت عالية حوله
- أن تتوفر أشعة الشمس الكافية لفترة لا تقل عن 8 ساعات فى اليوم. وفى حال عدم توفر أشعة الشمس فلا بد من عمل إضاءة بديلة كافية باستخدام لمبات النيون أو الكشافات الكهربائية لصوبه لتساعد النبات فى عملية التمثيل الضوئى.
- توفر مصدر جيد للمياه, ويفضل وجود خزان ماء كبير لضمان استمرارية الإمداد بالمياه.
