התמודדות עם טמפרטורת מים גבוהה בהידרופוניקה

תיאוריה

חלק זה מדבר על מנגנון הנזק שעומד מאחורי התחממות המים במערכות הידרופוניות.

‍

מה כל כך נורא בטמפרטורת מים גבוהה?

טמפרטורת מים גבוהה מביאה לנזק מידי, וגם לנזק מתמשך:

בטווח המיידי: טמפרטורה תקינה חשובה לתהליכים מטבוליים שונים בצמח (כמו ספיגת חומרי הזנה, פוטוסינתיזה, נשימת תאית ועוד). עומס חום קיצוני מביא לפגיעה בתאי הצמח, פגיעה ביכולת השורשים לספוג חומרי הזנה, וגורמת לצמח להפסיק את תהליך הפוטוסינתיזה במטרה לשמור על משק מים תקין. טמפרטורה זו נמצאת בטווח של 30-35 מעלות צלזיוס ומשתנה מצמח לצמח – חסה תראה סימני מצוקה הרבה קודם לכן, ואילו תירס ימשיך לעשות פוטוסינתיזה גם בטמפרטורה של 45 (!) מעלות. צמחים יכולים להתאושש מעומס חום קצר ולחזור לעבוד כרגיל. הבעיות הרציניות מתחילות כשהמים מתקבעים על טמפרטורה גבוהה מדי לאורך זמן.

‍

לאורך זמן: שורשי הצמח נושמים וצריכים חמצן כדי להתקיים. טמפרטורת מים גבוהה מביאה לירידה בכמות החמצן הזמין לשורשים, ומעודדת תהליכי רקבון. ובפירוט: במערכת הידרופונית רוב החמצן מגיע דרך המים – המשאבה החשמלית של המערכת מערבלת את המים עם אוויר וחלק מהחמצן שבאוויר מתמוסס למים בצורה של חמצן מומס (Dissolved Oxygen). כמות החמצן שהמים יכולים להחזיק ברגע נתון אינה בלתי מוגבלת –בשלב מסוים המים נעשים רוויים בחמצן (Saturated), וכל פעולת חמצון נוספת לא תניב עלייה ברמת החמצן המומס.

וכאן נמצאת הבעיה העיקרית: עליית טמפרטורת המים מביאה לירידה ביכולת המים להחזיק חמצן. או בשפה מקצועית – ירידה בקיבולת החמצן של המים. במקביל, הצמח מנסה לקרר את עצמו ע”י הגברת הנשימה התאית (טרנספירציה), תהליך שדורש חמצן – כך שבמקביל לירידה בכמות החמצן במים ישנה עלייה בדרישת החמצן של הצמח, ונוצרת “נקודת סף” ממנה הצמח לא מקבל מספיק חמצן.

‍

במידה והטמפרטורה עוברת את נקודת הסף השורשים נפגעים ונחלשים, מה שהופך אותם לחשופים יותר לפתוגנים. בנוסף, התנאים האנאירובים (דלי החמצן) במים פוגעים במיקרואורגניזמים השומרים על השורש מחד, ומעודדים התפתחות של פתוגנים ומחלות מאידך – מתכון מצוין לריקבון ומחלות שורשים.

מה היא נקודת הסף?

ככלל, טמפרטורת המים האידאלית היא בין 18-26 מעלות צלזיוס, ותמיד נשאף להיות בטווח זה. עם זאת קיים שוני בין מערכות שונות וצמחים שונים ביכולת שלהם להתמודד עם טמפרטורות לא אופטימליות:

• במערכות DWC (רפסודות) תהיה פגיעה ניכרת לעין בצמח כבר בטמפרטורה של 28 מעלות. במערכות אלה כל השורש טבול במים וקשה מאד לצמח לקרר את עצמו אל מתחת לטמפרטורת המים, ולכן מערכות אלה הן רגישות במיוחד לטמפרטורת מים גבוהה. מצד שני אלה מערכות שקל יחסית לבודד מהסביבה וכך לשלוט בטמפרטורה שלהן, ובמערכות גדולות (150>ליטר) מאגר המים הגדול ממתן את התנודתיות והפרשי הטמפרטורה בין היום והלילה, כך שהטמפרטורה המקסימלית אליה המים מגיעים יורדת.
• במערכות NFT (צינורות) שורשי הצמח חשופים חלקית לאוויר שבתעלות הגידול, ובמידה מוגבלת יכולים לספוג חמצן גם ישירות מהאוויר. עם זאת, מערכות NFT מתחממות בקלות רבה – צינורות הPVC קולטים את אור השמש ומתפקדים כלוח סולרי קטן. ביום שמשי וחם המערכת יכולה להתחמם במהירות לטמפרטורה קיצונית.
• מערכות טוף הן המערכות העמידות ביותר כנגד טמפרטורת מים גבוהה. השורשים קולטים חמצן ישירות מהאוויר ואינם תלויים בחמצן המומס שבמים. בנוסף, מצע הטוף מאפשר התפתחות של מיקרואורגניזמים מועילים השומרים ומחזקים את הצמח, ומפרקים שיירים אורגנים לחומרי הזנה – תהליכים שיוצרים תנאי גידול טובים יותר בהשוואה למערכות ללא טוף, ובהם גדלים צמחים חזקים יותר ועמידים יותר לתנאי עקה – ביניהם טמפרטורת מים גבוהה.
• גידולי קיץ: באופן טבעי, צמחי קיץ יתמודדו בצורה טובה יותר עם טמפרטורות גבוהות, ואילו גידולי חורף יעדיפו את הטמפרטורות הנמוכות יותר.

‍

מתי ואיך למדוד את הטמפרטורה?

טמפרטורת המערכת משתנה יחד עם הסביבה. כתלות בגודל מאגר המים שלכם, יתכנו הפרשים של 3-8 מעלות בין טמפרטורת המים ביום לטמפרטורת המים בלילה. הטמפרטורה שמעניינת אותנו היא הטמפרטורה המקסימלית, אליה המים מגיעים בשעות הצהריים המאוחרות – וזה הזמן בו נמדוד את טמפרטורת המים. כדאי להשוות את טמפרטורת המים לטמפרטורת הסביבה –טמפרטורת מים גבוהה מטמפרטורת הסביבה עשויה להעיד על מקור חום נוסף, לדוגמה: משאבת מים הפולטת חום למאגר המים, קרינת שמש ישירה על צינורות NFT. למדידה עצמה תוכלו להשתמש במדחום רגיל של חדר. אישית אני משתמש במד חום דיגיטלי של בישול. מדי EC ו- PH דיגיטליים באים עם מד חום מובנה – יש לקחת את הקריאה שלהם בעירבון מוגבל וכדאי לוודא את הקריאה עם מד חום נוסף לפחות פעם אחת. כבר נתקלתי בלא מעט מדים משקרים.

מה מחמם את המערכת?

מעבר לחום שעובר דרך האוויר, המערכת עשויה לספוג חום גם ממקורות אחרים. לפני שרצים לבחון פתרונות קירור יקרים, כדאי לבדוק קודם אם יש מקורות חום שאפשר להוריד. פתרון כזה, שמטפל במקור הבעיה לרוב יהיה יעיל וזול יותר. מקורות החום הנפוצים בהם נתקלתי כוללים:

• רצפה: מרצפות חשופות נוטות להתחמם מאד בשמש. מערכת שלמאגר המים שלה יש שטח מגע גדול עם הרצפה יספוג חום מהרצפות. תוכלו לבודד את מאגר המים בקלות ע”י הנחת מאגרת המים על לוח קלקר.
•  קרינת שמש ישירה: השמש מחממת. כל פיסת פלסטיק החשופה לשמש מתפקדת כפאנל סולרי קטן, הקולט את חום השמש ומעביר אותו ישירות למים. ניתן לצבוע בלבן ואף לעטוף בחומר מבריק (כמו נייר אלומיניום)
• יחידה חיצונית של מזגן: כשאתם מפעילים את המזגן בקיץ והוא מתחיל להוציא אוויר קר, היחידה החיצונית שלו פולטת אוויר חם ומחממת את כל מה שסביבה – כולל מערכות הידרופוניות במיקום גרוע.
• משאבת מים: כל מכשיר חשמלי פולט חום, ומשאבות מים טבולות פולטות אותו ישירות למאגר המים. למרות שאי אפשר לוותר על המשאבה, כן אפשר לבחור משאבה בעלת נצילות טובה (רמז – זו לא המשאבה הזולה בעלי אקספרס).

מעשה

בחלק זה תמצאו 11 שיטות וטכניקות להתמודדות עם טמפרטורת מים גבוהה.

‍

1. בידוד תרמי

אחת העצות הראשונות שעולות בהקשר של טמפרטורת מים גבוהה, היא בידוד מאגר המים. חשוב להבין שלבידוד כשלעצמו אין השפעה על הטמפרטורה הממוצעת של המים – בסופו של דבר החום “חודר” את הבידוד וטמפרטורת המים הממוצעת תהיה שווה לטמפרטורת הסביבה הממוצעת. עם זאת הבידוד כן ממתן תנודות קיצון בטמפרטורה בין היום ללילה, ומערכות מבודדות שומרות על טמפרטורה יציבה יותר ויהיה לנו קל יותר להתערב ולשלוט בטמפרטורת המים של מערכת מבודדת. תוכלו לבודד את המערכת בעזרת חומרי בידוד סטנדרטים כמו:

• קלקר/ספוג בידוד
• רפלקטופויל: יריעת בועות אוויר (“פצפצים”) מצופה ביריעת אלומיניום דקה
• עץ: תוכלו לבנות מאגר מים חדש מעץ – חומר בידוד לא רע בכלל.

‍

‍

2. איטום לאור

כפי שציינתי קרינת שמש ישירה מחממת את מאגר המים. במידה והוספתם בידוד תרמי  – כנראה שהוא גם מבודד את הקרינה בצורה מספקת. אם תרצו לאטום רק כנגד אור תוכלו לצבוע את המערכת בכמה שכבות של צבע לבן מבריק, או פשוט לצפות את המערכת בנייר אלומיניום.

‍

3. הצללה

עבור רוב הצמחים, הצללה של 30% – 50% על המערכת תעזור בהפחתת עומסי החום. מכיוון שמראש הצמחים משתמשים רק בחלק מקרינת השמש שהם מקבלים, הפחתת קרינה של 30% רק תשפר את תנאי הגידול מבלי לפגוע בפוטוסינתיזה התלוי באור השמש. תוכלו להשתמש בחומרים שונים להצללה:

• רשת צל: רשתות צל 30% הן פתרון זול ועובד להצללה. הבעיה עם רשתות צל היא שקשה לחתוך אותן למידות בהתאמה אישית – אחרי החיתוך יש לתפור את הקצוות שלהן כדי שלא ייפרמו. אם אתם הולכים על רשת צל, נסו להשיג רשת צל כסופה מסוג “אלומינט” – ציפוי האלומיניום שעל הרשת מחזיר את הקרינה במקום לספוג אותה, ולא מחמם את האוויר שסביבו כמו רשתות שחורות
• גדר קש: תוכלו להשתמש בגדר קש זולה בתור סכך. מדובר בגדר המשמשת כתחליף זול לגדר במבוק ומעבירה אור בצורה מספקת. יתרונות גדר הקש כוללים עלות נמוכה, מראה אסתטי, יכולת לחתוך ולהתאים את הגדר במידות. כמו כן הגדר קשיחה ומחזיקה את עצמה – כך שניתן לבנות קונסטרוקציה פשוטה ללא צורך להחזיק מתח כמו ברשת הצל.

4. קירור באידוי

כשמים עוברים ממצב נוזל למצב של גז, קרי, מתאדים, הם “סופגים” אליהם חום (מה שמכונה תהליך אנדותרמי). אם נעמדתם פעם אל מול מאוורר כשאתם מיוזעים, הרגשתם טוב מאד את האפקט הזה. הסיבה שהמאוורר עוזר לנו להתקרר היא שזרימת האוויר על פני המים (הזיעה) מאיצה את קצב האידוי ומגבירה את אפקט הקירור. נוכל לנצל אפקט זה בקלות לטובת המערכת ההידרופונית בשני אופנים:

• מאוורר המכוון על מאגר המים: משב רוח על פני המים יביא לאידוי מוגבר מפני המים ולקירור אפקטיבי מאד בעלות נמוכה. כמובן שלא בכל מערכת יש אפשרות למקם מאוורר כזה ודרוש תכנון מקדים.
• מאוורר המכוון על הצמחים: כמונו, גם צמחים מקררים את עצמם ע”י אידוי מים. משב רוח קל יכול מאד לעזור להם לעשות זאת. מקמו מאוורר קטן המכוון על הצמחים, אך שימו לב שהרוח לא חזקה מדי – רוח חזקה המשכיבה את הצמחים תרגום יותר נזק מאשר תועלת.

‍

קירור באידוי הוא אחד הפתרונות החביבים עלי – בשל האפקטיביות שלו, צריכת החשמל המינימלית ועלותו הנמוכה. עם זאת חשוב לציין גם את החסרונות של שיטה זו – אידוי מים מוגבר ידרוש מכם לאזן את רמות הדישון בתדירות גבוהה יותר, ואם אתם מגדלים בתוך הבית הוא גם יעלה את הלחות באוויר באופן משמעותי.

ניסוי שביצעתי בשתי מערכות זהות מדגם “רונית” בנות 300 ליטר כל אחת והמבודדות כראוי, הראה שאפילו עם מאוורר סולרי קטן וזול (6 וואט) ניתן להגיע להפרש משמעותי בטמפרטורת המים – הכנסו להוראות הבנייה כלי ללמוד איך לבנות מכשיר כזה. שימו לב להפרש בין טמפרטורת היום והלילה.

5. קרח

קרח מקרר את המים, ויש מגדלים שבתקופת הקיץ מוסיפים כל יום בקבוק קרח למאגר המים. השיטה עובדת בעיקר עבור מערכות בעלות מאגר מים של עד 50 ליטר (כמו מערכות NFT), בהן מספיקה כמות קטנה יחסית של קרח כדי לקרר את המים בצורה משמעותית – הכניסו בקבוק ליטר וחצי למקפיא בערב, וזרקו אותו בשלמותו למאגר המים למחרת. עבור מערכות עם מאגר מים גדול כדאי לשקול פתרון אחר.

6. שתילה צפופה

שתילה צפופה יותר של הצמחים תסייע לצמחים להתמודד עם טמפרטורה גבוהה משני כוונים:

• קירור הדדי: צמחים לא רק מקררים את עצמם בעזרת אידוי, הם גם מקררים את הסביבה שלהם. צמחים צפופים יוצרים מיקרו אקלים קריר יותר עבור השכנים שלהם.
• הצללה הדדית: עודף שמש עשוי לחמם את הצמחים יתר על המידה. שתילה צפופה בה הצמחים מתחרים על האור תפחית את האור והחום שמקבל כל צמח.

חשוב להגיד שלשתילה צפופה יש גם חסרונות – למזיקים קל יותר לעבור בין הצמחים, ותחרות קיצונית על אור עשויה להניב צמחים חלשים ולא מפותחים (אטיולנטים). בנוסף, זו שיטה בזבזנית בשתילים – כיוון שלא כל השתילים יצליחו להגיע לבגרות.

7. לקחת הפסקה

לתפיסתי, גינת ירק צריכה לשרת את בעליה, ולא להיפך. אין כל מניעה לקחת הפסקה אם אתם מרגישים שבתקופת יולי – אוגוסט אתם משקיעים יותר ממה שאתם מקבלים מהגינה. הפסקה מתוכננת גם תעשה אתחול (Reset) לאוכלוסיית המזיקים, כך שאת מה שהפסדתם בקיץ תרוויחו בצימוח בריא ואוכלוסיית מזיקים מצומצמת בסתיו. בנוסף, הפסקה כזו משתלבת יופי עם חופשות הקיץ – כך שלא תצטרכו לדאוג לצמחים אם אתם בחו”ל.

8. לקבור את מאגר המים בקרקע – לא בכל מצב

העצה השנייה בשכיחותה לטיפול בבעיות טמפרטורה, היא לקבור את מאגר המים בקרקע – מיד אחרי “להגביה את מאגר המים מהקרקע”. הרציונל מאחורי קבירת מאגר המים בקרקע פשוט – בעומק הקרקע שוררת טמפרטורה קבועה לאורך כל השנה, שתשמור על המים של המערכת קרירים. קיימות אף מערכות מיזוג אוויר ביתיות המבוססות על עקרון גיאותרמי זה.

‍

העניין הוא שגם אם יש לכם גישה לקרקע, טמפרטורת הקרקע בעומק מטר עשויה להשתנות מאד בין גינה לגינה. לדוגמה – מדשאה או סבך שיחים יצלו ויקררו את הקרקע, ואילו קרקע חשופה ויבשה תקלוט את קרינת השמש ותתחמם. בהחלט יכול להיות שאחרי שתקברו את מאגר המים תגלו שטמפרטורת הקרקע בנקודה בה קברתם את המאגר עוברת את ה26 מעלות, ואז לא רק שעבדתם לחינם – הקרקע אף תמשוך את טמפרטורת המים מעלה בכל פעם שתנסו להוריד את טמפרטורת המים. בגינה שלי, לדוגמה, טמפרטורת הקרקע נשארה 28 מעלות גם בעומק של 2 מטר. אמנם מדדתי טמפרטורה של 23 מעלות בעומק של 6 מטרים – אבל מי יחפור לעומק כזה?

‍

לסיכום, לפני שאתם חופרים בור גדול – חפרו בור צר ועמוק, ומדדו את טמפרטורת הקרקע בתחתית. תוכלו לעשות זאת ע”י הטמנת בקבוק מים בבור ומדידת טמפרטורת המים אחרי כמה שעות.

9. ניקיון

חומר אורגני מת הוא כר פורה להתרבות של פתוגנים שונים, שלאחר מכן ישמחו לעבור ולתקוף גם את הצמח החי. מעבר לכך, תהליך הפירוק עצמו צורך הרבה חמצן – אותו חמצן שמראש יש מעט ממנו בשל טמפרטורת המים הגבוהה. כך הצמח נפגע פעמיים – גם מפתוגנים, וגם ממחסור חמור יותר בחמצן. לכן הקפידו לנקות ולפנות חומר צמחי מת ומנעו ממנו להגיע למאגר המים. הדבר נכון במיוחד עבור מערכות “נקיות” – מערכות מסוג רפסודות צפות ו- NFT. (זאת בניגוד למערכות טוף, בהן לשורשים יש גישה טובה לאוויר וחמצן, ובהן תהליכי הפירוק ע”י מיקרואורגניזמים הם חלק בלתי נפרד מאופן הפעולה של המערכת).

‍

10. צ’ילר

צ’ילר (Chiller) חשמלי זו יחידת קירור חיצונית המיועדת לאקווריומים, ותקרר בקלות את המערכת שלכם לאורך זמן. החיסרון

של מכשיר כזה הוא בעלויות הגבוהות שלו – צ’ילרים בארץ מתחילים מ 2000 ₪, וצריכת החשמל הגבוהה שלהם בהחלט תתבטא גם בחשבון החשמל (שלא לדבר על המחיר הסביבתי). אם כלו כל הקיצין ואתם רגע לפני הרמת ידיים, תוכלו להזמין צ’ילר מאמזון בכמה מאות דולרים.

‍

11. מי חמצן + מחשבון

ראשית – בטיחות. מי חמצן הם חומר צורב, ויכולים לגרום נזק בלתי הפיך במגע עם העיניים. חובה להשתמש במשקפי מגן וכפפות בעת השימוש במי חמצן, ולהרחיק מהישג ידם של ילדים.

מי חמצן הם מולקולת מים (H2O) שהתווסף אליהם עוד אטום חמצן: H2O2. אטום החמצן הנוסף נמצא בקשר רופף עם מולקולת המים, ונוטה לעזוב אותה בכל הזדמנות ולהיקשר למולקולות שונות הנקרות בדרכו. עם הוספת מי חמצן לתמיסת הגידול משתחררים אטומי חמצן חופשיים שנקשרים ומחטאים את המים משלל פתוגנים, ואף נקשרים האחד לשני ליצירת מולקולות חמצן (O2) שמעלות את רמות החמצן במים. בשימוש במי חמצן חשוב לשים לב לריכוז, שכן כמות גדולה מדי תצרוב את שורשי הצמחים. כוונו לריכוז של 0.05%-0.08% ולא יותר. שימו לב שמי החמצן שאתם קונים מגיעים מראש מדוללים – לרוב בריכוז של 15% – 35%.

חישוב כמות מי החמצן שיש להוסיף נעשה לפי הנוסחה: כמות מי חמצן להוספה = נפח מאגר המיםX(ריכוז רצוי\ריכוז מי החמצן בבקבוק). לדוגמה: אם אני רוצה להוסיף מי חמצן 15% למאגר מים של 50 ליטר, ולהגיע לריכוז של 0.05%,  אני אוסיף 50 * 0.0005\0.15 = 0.16 ליטר, שהם 160 מ”ל. לא מומלץ להשתמש במי חמצן הנמכרים בבתי המרקחת – אלה תכשירים קוסמטיים להם מוסיפים שלל תוספים ומייצבים שעשויים לפגוע בצמחים ובאופן הפעולה של התכשיר. אפשר לרכוש מי חמצן בחנויות הידרופוניקה, או בחנויות כימיקלים (נסו את חן שמואל). בנוסף, גללו מטה למחשבון שהכנתי לכם עבור חישוב כמות מי החמצן שיש להוסיף.

מחשבון מי חמצן להידרופוניקה ביתית

בעזרת המחשבון תוכלו לחשב כמה מי חמצן יש להוסיף למערכת – הזינו את נפח מאגר המים במערכת, את ריכוז מי החמצן בתכשיר שלכם (לרוב נע בין 15% – 35%), והמחשבון יגיד לכם מה הוא טווח הכמויות הבטוח להוספה – זכרו שהוספה של יותר מדי מי חמצן למערכת עלולה לפגוע בשורשי הצמחים, ואילו כמות קטנה מדי לא תהיה אפקטיבית מספיק. מי החמצן מתפרקים במים, ויש להוסיפם מחדש מדי שבוע.

הנחיות נוספות

• לטיפול שוטף או אם זו הפעם הראשונה שאתם מוסיפים מי חמצן- הצמדו לטווח הנמוך.
• אם יש בעיית שורשים מתקדמת – הצמדו לטווח הגבוהה.
• המחשבון מתייחס לשימוש יומי.
• לחיטוי המערכת בין מחזורי הגידול – הכפילו את הכמות פי 10.

12. תוספים שונים

מעבר למי החמצן קיימים מגוון תכשירים שיכולים לעזור ולחזק את הצמחים שלכם ולהתמודד עם מצבי עקה באופן כללי. קחו בחשבון שלמרות שתכשירים אלה בהחלט עובדים ומחזקים את הצמח, רצוי להשתמש בהם אחרי שעשיתם מהלכים לטיפול בשורש הבעיה – קרי, הורדת טמפרטורת המים.

• סיליקה: למרות שסיליקון לא נכלל ברשימת יסודות ההזנה החיוניים לצמח, הוספה שלו לתמיסת הגידול בהחלט תחזק את דופן התא והקשר בין התאים בצמח – מה שיתבטא בצמח חזק יותר, עמיד יותר לפטריות, מזיקים, ולתנאי עקה באופן כללי.
• חומצות הומיות ופולאביות: מולקולות הנמצאות באופן טבעי בהומוס תולעים, ומשפרות את יכולת הצמח לספוג חומרי הזנה ומחזקות אותו כנגד מצבי סטרס.
• KF-30: תוסף כללי לחיזוק הצמח המכיל מיצוי אצות ים וצמחי בר, מבית VGI
• טריכודרמה: פטריה מועילה התוקפת פתוגנים שונים ומחזקת ומעודדת את מנגננוני העמידות הטבעיים של הצמח. טריכודרמה הוכחה כיעילה כנגד פיתיום, פתוגן המגיע לרוב בטמפרטורות מים גבוהות ופוגע בשורשים