Testing of Closed Production Systems for Controlled Environment Agriculture - Sub-irrigation System for Protected Cultivation - Phase 2

تكمن فكرة الدراسة الحالية إلى أن هناك حاجة إلى أساليب أكثر فاعلية في الإنتاج الزراعي للحد من استهلاك المياه في الكويت. من الممكن أن تكون الزراعة بدون تربة بديلاً عن الزراعة التقليدية، والتي تعتمد على التربة لإنتاج الخضروات الرئيسية. تم تنفيذ هذه الدراسة على مرحلتين، والهدف الرئيسي في المرحلة الأولى كان تقييم ثلاث تقنيات بدون تربة في ظل الظروف المناخية المحلية. التقنيات التي شملت الدراسة هي NFT وaeroponics وسبز حيث أن النظامين الأولين يعتبران من أساليب الهيدروبونيك أما الأخير فهو نظام يعتمد على الري بالخاصية الشعرية. تم تقييم نمو وإنتاجية العديد من الخضروات ونباتات الزينة، وصنف واحد من الفراولة. ومن بين هذه النظم، تبين أن تقنية سبز كانت واعدة لظروف الكويت الإنتاجية، ولذا أوصت الدراسة إلى تمديد الدراسة إلى مرحلة ثانية لصقل سبز بهدف اختيارها في الإنتاج على نطاق واسع. وتمثلت الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة على تقييم وسائط النمو الجذري، وسعة محتوى الجذور ودرجة ذوبان الأسمدة المستخدمة في سبز، وإمكانية تدوير الأوساط الجذرية المستخدمة في سبز وعمل جدوى اقتصادية لهذه التقنية. أظهرت النتائج بشكل عام أن أداء معظم المحاصيل المختبرة عند نموها في سبز أفضل أو مساوية للزراعة المعتمدة على التربة التقليدية. وأوضحت الدراسة أن هناك فرق كبير في كميات المياه المستهلكة في سبز ودرجة الكفاءة في استخدام المياه كان أكبر مقارنة بالشاهد بغض النظر عن المعاملة. وتبين أنه من الممكن إعادة تدوير الأوساط الجذرية المستخدمة في سبز إذا خلطت بنسبة 1:1 مع التربة لإنتاج محاصيل ثانوية في الدفيئة مثل الفلفل الأخضر والسبانخ والجزر. بينت دراسة الجدوى الاقتصادية أن استخدام سبز في الإنتاج الزراعي يعتمد على عدة عوامل منه اختيار المحاصيل والأصناف الصحيحة بالإضافة إلى نوعية الأسمدة، وكيفما توضع والحجم المتاح المناسب للنظام الجذري. بناءاً على هذه الدراسة، فإنه يوحي باستخدام سبز كنظام إنتاجي صديق ذات كفاءة عالية جداً باستهلاك المياه في الزراعة المحمية واعتباره نظام بديل عن الزراعة التقليدية لإنتاج المحاصيل ذات الأهمية الكبيرة.

This study was executed in two phases with the main objective of Phase I was to evaluate three soilless techniques under local growing conditions. Techniques include two hydroponic system, viz; nutrient film techniques and A-shaped aeroponics and the Closed Insulated Pallet System (CIPS). Several vegetable and ornamental crops and one strawberry variety were evaluated for growth and production using these three non-conventional techniques for growth and productivity. Among these systems, the CIPS was found as the most promising and that the study recommended a phase II to refine it for pilot study. The main objectives of Phase II were to refine major factors which include solubility of fertilizers, growing media and root volume for large-scale adaptation in protected agriculture and to assess the system economically. Factorial experiments with four fertilizers having different solubility properties and two pouch sizes containing growth media were conducted. Results showed that in general, the performance of most crops tested, when grown in CIPS, was either better or equal to that of the soil-based method. The study illustrated that enormous amount of water was saved by using CIPS for production of all vegetable crops used in this study and water use efficiencies were always significantly higher than the control regardless of treatment in CIPS. Producing tomato cv. Tyrade and cucumber cv. Sultan had better economics when grown in CIPS provided that the proper fertilizer type, how applied and appropriate root pouch size were assured. Based on this study, the CIPS is recommended as a soilless technique for production of high cash crops in protected environment.