انواع بستر های کشت و نقش آنها در سیستم های آب کشت (Hydroponic)

خاک و آب دو منبع حیاتی برای کشت و پرورش گیاهان می باشند که، امروزه با توجه به محدودیت منابع آبی و پایین آمدن کیفیت خاکها ، تولید و فراهم آوردن غذا برای جهان گرسنه مستلزم استفاده از روشهای جایگزین تولید و پرورش گیاهان میباشد. از روشهای جایگزین ، استفاده از کشت های گلخانه ای و تولید به روش هیدروپونیک می باشد. سالهاست که محققین و کشاورزان به منظور افزایش کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی در تقابل با شرایط نامساعد رشدی گیاهان تلاش میکنند. چنانچه شرایط رشدی مطلوب و عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان ضمن اعمال مدیریت باغبانی صحیح تامین شود، هیدروپونیک می تواند به عنوان روش تولید غذا پیشنهاد و عملی گردد. تولید محصولات با کیفیت خوب و عملکرد بالا در شرایطی که در کشت خاکی مقدور نباشد، بوسیله کشت بدون خاک امکان پذیر است.  

در هیدروپونیک علی رغم نیاز به تخصص کافی و سرمایه اولیه نسبتا بالا در مقایسه با کشت خاکی ، مزایای بسیاری مانند عملکرد بالا ، نیاز به نیروی کار کم، آسان بودن کارها، عدم نیاز به تناوب کشت، کنترل علفهای هرز ، تامین مواد غذایی متناسب با نیاز های گیاهان و استفاده کمتر از مواد شیمیایی و در نتیجه سالم تر بودن محصولات کشاورزی مشاهده میگردد. هیدروپونیک و یا همان کشت بدون خاک دارای سیستم های مختلفی است که بسته به نوع گیاه و بستر کشت مورد استفاده ، سیستم کشت مناسب در آن برای گیاهان مختلف فرق میکند .
پرورش گیاهان در آب یا محلول غذایی که به آب کشت (Hydroponic) گفته می شود ، در طول    سده ها استفاده شده است.برای مثال باغهای قدیمی معلق بابل و باغهای شناور ازتک در مکزیکو         در حقیقت به صورت آب کشت بوده اند.در قرن 19 مفاهیم اساسی کشت گیاهان به صورت آب کشت  به وسیله کسانی که چگونگی رشد گیاهان را مطالعه می کردند ارائه شد.(استاینر ،1985)در پی آن    کشت گیاهان در محیط بدون خاک در دهه1930 به وسیله یک دانشمند کالیفرنیایی شهرت پیدا کرد. (گریک 1929،1937 ،1940)
در خلال جنگ جهانی دوم، ارتش امریکا در شمال جزایر غرب اقیانوس آرام ، باغهای آب کشت بزرگی  را برای تولید سبزیجات تازه برای سربازان در منطقه تاسیس کرد.(ایست وود،1947)از سال 1980 استفاده از روش آب کشت برای تولید سبزی (الیوت ،1989 )و گل (فین و اندرز، 1994)از ارزش تجاری شایانی برخوردار شده است، به گونه ای که امروزه در سراسر جهان بیش از 60،000 ایکر سبزیجات گلخانه ای به روش آب کشت تولید می شود و انتظار می رود افزایش سطح زیر کشت      ادامه یابد.
کاربرد آب کشت در فضا جهت خالص کردن آب ، حفظ توازن بین اکسیژن و دی اکسید کربن و تهیه غذا برای فضانوردان مورد بررسی جدی قرار گرفته است.(نایت  1989، شوارتزکوف1990) پرورش گیاهان از راه آب کشت در نواحی بیابانی جهان و در مناطقی مانند قطب یا سایر مناطق نامناسب از نظر زیست به عنوان راه کاری جهت تولید مواد غذایی و بازیافت مواد زائد اهمیت زیادی پیدا خواهد کرد.
در واقع هیدروپونیک تنها یک حالت از پرورش گیاه بدون خاک است و به روشی گفته می شود که در آن ریشه گیاهان در محلول غذایی ثابت که به گونه پی در پی تهویه شده یا در محلولی که همواره در حرکت است و یا در محلول غذایی به صورت آبفشان، معلق می باشد.گیاهانی که در یک بستر غیر آلی (مانند شن، سنگریزه، پرلیت یا پشم سنگ) و یا یک ماده آلی (مثل اسفاگنوم پیت ماس یا  پوست کاج)پرورش داده می شوند، الزاما هیدروپونیک نمی باشند.امکان دارد برخی افراد با این تعریف ها موافق نباشند، زیرا برداشت کلی از هیدروپونیک این است که گیاه در محیط بدون خاک  پرورش یافته و 17 عنصر ضروری، بطور منظم به صورت محلول غذایی به گونه ای که ریشه  گیاه را خیس کند، در دسترس آن قرار داده می شود.
بسیاری از کتاب ها در مورد آبکشت و یا کشت بدون خاک بر پرورش عمومی گیاه و طراحی سیستم رشد تاکید کرده اند، اما طراحی بستر ریشه ،ترکیب و مدیریت محلول غذایی کمتر مورد توجه   واقع شده است.هرچند امکان دارد که روش های عرضه محلول غذایی و تکیه گاه گیاه در بین سیستم های آبکشتی (بدون خاک) کاملا متفاوت باشد، اما بیشتر آنها دارای کارائی بوده و به تولید فرآورده درحد قابل پذیرشی می انجامد.هرچند که بین یک سیستم کارآمد با سیستمی که از لحاظ تجاری موفق است، تفاوت وجود دارد. بیشتر منابع در موردآبکشتی این باور را القاء می کنند که، روشهای آبکشتی و یا   کشت بدون خاک برای رشد گیاه نسبتا بدون اشکال است زیرا محیط ریشه و عرضه عناصر غذایی ضروری قابل کنترل است.تجربه نشان داده است که، پرورش گیاه بوسیله آبکشتی و یا بدون خاک نیاز به دقت و مهارت های زیاد دارد.مدیریت بسیاری از سیستم های آبکشتی و بدون خاک برای افراد بی تجربه و مبتدی آسان نیست.چشم پوشی از اشتباه های ناشی از کشت در خاک، در مقایسه با بیشتر سیستم های آبکشتی و یا بدون خاک به ویژه آبکشتی مطلق آسانتر است.
در1981،جنسن(1981)مزایا و معایب روش آبکشتی را برای تولید فرآورده ها ارائه کرد که بسیاری از آنها هنوز قابل استفاده می باشند:
مزایا
• گیاه می تواند در محل هایی که خاک مناسب وجود ندارد، یا خاک به بیماری آلوده است ،رشد کند.
• نیروی کار برای خاک ورزی ، کشت و کار،تدخین ، آبیاری و سایر عملیات سنتی تا حد زیادی حذف می شود.
• رسیدن به بیشترین عملکرد امکان پذیر است، در نتیجه در مناطقی که زمین گران بوده و یا جمعیت زیاد است، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه می باشد.
• برای تمام سیستم های آبکشتی ،حفاظت آب و مواد غذایی یک مشخصه به حساب می آید، زیرا به دلیل اینکه مواد شیمیایی با ارزش در سیستم ها هدر نمی رود، می تواند به کاهش آلودگی خاک و آب کمک نماید.
• بیماری های گیاهی خاکزی در سیستم های بسته که کاملا غرقابی می شود، با سهولت بیشتری ریشه کن می شوند.
• مهار کاملتر محیط معمولا یکی از مشخصه های سیستم است(یعنی محیط ریشه ، تغذیه به هنگام و یا آبیاری )و در گلخانه، نور، دما، رطوبت و ترکیب هوا را میتوان به دلخواه تغییر داد.
• از آب دارای غلظت زیاد نمکهای محلول ، به شرط مراقبت زیاد می توان استفاده کرد.اگر غلظت نمک های محلول در آب بیش از 500 پی پی ام باشد،امکان دارد از یک سیستم آبکشتی باز به شرط آبشویی پی در پی ریشه به منظور کاهش انباشتگی نمک استفاده کرد.
• باغبان آماتور می تواند از سیستم آبکشتی در خانه و باغچه از نوع پاسیوئی حتی درساختمان های بسیار مرتفع نیز استفاده کند.یک سیستم آبکشتی می تواند تمیز ، سبک و مکانیزه باشد.
معایب
• هزینه های اولیه راه اندازی زیاد است.
• عملیات مربوط به پرورش گیاه باید به عهده افراد آموزش دیده باشد.آگاهی از چگونگی رشد گیاه و اصول تغذیه ، مهم است.
• امکان دارد بیماری های خاکزی و نماتد های وارد شده به سیستم در تمام بستر های مستقر در یک مخزن عنصر غذایی با سیستم بسته به سرعت منتشر شود.
• بیشتر واریته های گیاهی که با شرایط کنترل شده رشد سازش یافته اند، نیاز به پژوهش و  توسعه دارند.
• واکنش گیاه به تغذیه خوب یا ضعیف بطور چشمگیری سریع است.پرورش دهنده باید روزانه گیاه را تحت نظر داشته باشد.
در سال 1983 کالینز و جنسن، یک بازنگری دوباره از روش آبکشت برای تولید فرآورده به عمل آوردند و به تازگی جنسن(1995) در مورد احتمال توسعه آبکشتی در آینده بحث کرده است و اظهار می دارد که توسعه کشاورزی در شرایط مهار شده به تکامل و توسعه سیستم های تولید بستگی دارد که، بتوانند از نظر هزینه و درآمد با کشاورزی در مزرعه رقابت کند و بنابراین امروزه، آینده مربوط به آبکشتی در مقایسه با 30سال گذشته مثبت تر است.در یک بررسی اجمالی ، فعالیت های مربوط به آبکشتی در استرالیا ، کانادا، انگلستان و هلند، بروک(1995)اظهار داشت که "تولیدکنندگان آبکشت امروزه می توانند با اطمینان فرآورده ها را در مکان هایی مانند صحراها ، قطب و حتی فضا که پیشتر قابل کشت نبودند، پرورش دهند." او چنین نتیجه گیری کرد که " تکنولوژی آبکشت، جهان را در برگرفته است." قطعا آموزش درست در طراحی و کاربرد سیستم آبکشت ضروری است.کسانی که    با خطر بالقوه این سیستم ها آشنا نیستند و یا شیمی محلول غذایی برای مدیریت درست و تغذیه گیاهی   را درک نمی کنند، معمولا در بیشتر سیستم های آبکشت یا کشت بدون خاک از بعد تجاری موفق نخواهند بود. داشتن سیستم آب کشت به روش صحیح مستلزم شناخت کافی از انواع بستر های کشتی است که در خلال این سیستم کاربرد دارند.
معرفی انواع بسترهای کشت :
بسترهای آلی Organic media :
1-پیت ماس Peat moss:
پیت ماس یکی از رایج ترین موادی است که، در گلخانه ها و خزانه ها به عنوان بستر آلی، به کار می رود .
پیت ماس معمولاً در ترکیب با سایر مواد به کار رفته و موجب افزایش ظرفیت نگهداری آب یا کاهش وزن بستر های رشد می شود . پیت ماس هایی که در باغبانی مورد استفاده قرار می گیرند، معمولاً به چهار گروه تقسیم بندی می شوند.
1-1-پیت ماس اسفاگنوم Sphagnum peat moss:
 نوعی از پیت ماس است که اندکی تجزیه شده و دارای pH برابر با 3 تا 4 می باشد. محتویات فیبر آن 66% می باشد و یکی از مهمترین پیت ماس هایی است که، در صنعت گلکاری مورد استفاده قرار می گیرد . پیت ماس اسفاگنوم متفاوت از پیت ماس است و از باقیمانده های خزه اسفاگنوم  بدست آمده است . پیت ماس اسفاگنوم عاری از بذور علفهای هرز ، آفات و پاتوژن های بیماری زا  میباشد.
1-2-پیت هیپنوم peat Hypnum:
پیت هیپنوم بقایای تقریباً تجزیه شده گونه های خزه Hypnum  می باشد . pH آن برابر 5 تا 7 و محتویات فیبر آن 33%  است.
1-3-پیت نی و جگن
پیت نی وجگن، بقایای تقریباً تجزیه شده حاصل از نی وجگن ، علفها و سایر گیاهان باتلاقی بوده و pH آن برابر با 4 تا 5/7 است . پیت هوموس معمولاً از پیت ماس هیپنوم یا پیت نی وجگن منشاء گرفته وبیشتر تجزیه شده است. این نوع پیت معمولاً قهوه ای تیره تا سیاه می باشد و قابلیت آن برای نگهداری رطوبت کم است .
1-4-پیت هوموس  Homus peat :
پیت هوموس از مواد گیاهی کاملاً تجزیه شده بدست می آید و معمولاً به رنگ قهوه ای روشن تا قهوه ای تیره است . ظرفیت نگهداری رطوبت آن بالا و pH آن برابر با 5 تا 5/7 است .
2- کوکوپیت Cocopeat:
کوکوپیت بقایای اسفنجی حاصل از فرآوری پوست (مزوکارپ ) نارگیل می باشد . کوکوپیت شامل فیبرهای کوتاه در حدود 2% تا 13% می باشد . فیبرهای آن ذرات کرک مانندی با اندازه های متفاوت میباشد.
کوکوپیت به شدت گازها و مایعات را جذب می کند . این خاصیت کوکوپیت به دلیل آرایش شش گوشه اش، موجب افزایش میزان سطوح تماس آن می شود.
کوکوپیت یک ماده هیدروفیلیکی یا جاذب آب است که، آب را سریعاً در تمام سطح بستر پخش می کند .
ابتدا کوکوپیت به رنگ خرمایی روشن بوده ولی، به مرور زمان به رنگ قهوه ای شکلاتی رنگ تبدیل   می شود . این ماده اکنون در کشور سریلانکا تهیه شده و در بازار جهانی مورد استفاده قرار می گیرد.
پس از اینکه پوست از قشر داخلی میوه نارگیل جدا شد، به منظور نرم شدن مغز و آزاد کردن فیبرها ، در آب خیسانده می شود . سپس فیبرهای بلند را از مغز جدا می کنند . کوکوپیت را در برابر هوا خشک کرده و به صورت قالب هایی فشرده می کنند .
کوکوپیت به عنوان ماده ای جانشین پیت، در بسترهای رشد به کار می رود .امروزه این ماده را در ترکیبات بسترهای گلدانی مورد استفاده قرار می دهند . همچنین، کوکوپیت به عنوان بستری برای کشت هیدروپونیک گیاهان گلدار و سبزیجات، جانشین سایر مواد مانند راک وول ،‌ پرلیت و خاک اره می شود .
اسیدیته کوکوپیت کمتر از پیت اسفاگنوم می باشد .
هدایت الکتریکی کوکوپیت باید در کمتر از ds/m 5/0 حفظ شود . کوکوپیت هایی که مدتی از تولید شان می گذرد، دارای محتوای نمک کمتری اند، زیرا توسط آب باران شسته می شوند . محتوای نیتروژن و فسفر کوکوپیت اندک است، وزن مخصوص ظاهری ، توانایی نگهداری آب و محتوای آب قابل دسترس کوکوپیت شبیه به پیت اسفاگنوم است . فضای اشغال شده توسط هوا در کوکوپیت اندکی کمتر از پیت اسفاگنوم است . یکی از خصوصیات بسیار مهم کوکوپیت ، به راحتی مرطوب شدن  آن می باشد . به نحوی که در صورت خشک شدن توانایی دوباره مرطوب شدن را دارد، در صورتی که پیت ماس این قابلیت را ندارد.
کوکوپیت دارای ویژگیهای موئینگی بهتری نسبت به پیت ماس و سایر مواد مورد استفاده در بستر گیاهان است .
کوکوپیت و سایر ترکیباتی که دارای خاصیت موئینگی بالایی می باشند ، رطوبت یکنواخت تری را  برای ریشه ها فراهم می کنند . آنها قادر به افزایش تهویه در بستر و کاهش خشک شدن سطح بستر که،  به واسطه  از دست دادن رطوبت سطحی اتفاق می افتد ، می باشند . افزایش حضور این ترکیبات که برای نمو ریشه مناسب اند ، دسترسی به رطوبت و مواد غذایی را برای ریشه افزایش می دهد .
کوکوپیت دارای پایداری فیزیکی بالایی است که سلامتی گیاه را برای مدتی طولانی تضمین می کند .
3-پوست درختTree bark   :
انواع پوست با توجه به مناطق مختلف متفاوت است . دو نوع از پوست های درخت وجود دارند که، شامل پوست صاف با pH  برابر با 5 تا 6 و پوست سخت با pH  بالاتر و در حدود 7 می باشند . قدرت نگهداری رطوبت پوست متوسط و تهویه آن، پس از کمپوست شدن افزایش می یابد . اگر پوست خشک شود، دوباره مرطوب شدن آن مشکل است . این مشکل را می توان با کاربرد مواد خیس کننده،   یا آب گرم برطرف نمود . ظرفیت تبادل کاتیونی پوست پس از کمپوست کردن افزایش می یابد . پایداری پوست بسیار بالا بوده و پس از کمپوست اولیه ، سرعت تجزیه پوست کاهش می یابد .  
وزن مخصوص ظاهری پوست کم تا متوسط است و برابر با(3g/dm 523 )3Ib/ft 7/32 می باشد . نسبت کربن به نیتروژن پوست بالابوده  و در طی 4 تا 6 هفته با اضافه کردن نیتروژن (معمولاً نیترات آمونیم) سریعاً کمپوست می شود.
4-پوست کاج  Pine bark :
پوست کاج به عنوان یک ماده مناسب به عنوان بستر رشد از سال 1960 شناخته شد . پوست کاج، به دلیل مقاومتش در برابر تجزیه شدن نسبت به پوست سخت ارجحیت دارد .. pH پوسته کاج بین 0/4 تا 0/5 می باشد و  به مرور pH آن کاهش می یابد. ذرات پوست دارای نسبت ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی بوده  ،درحالیکه اکثر ذرات دارای ظرفیت نگهداری آب می باشند . ظرفیت تبادل کاتیونی    پوست کاج معمولاً از1- cmol kg5/54 تا 4/58 متغیر است . میزان مواد آلی نیز بین 2/88 تا 2/94 درصد می باشد . وزن مخصوص ظاهری پوست کاج 3-kgm 7/261 تا 8/203  است. 5-پوست سخت چوب  Hardwood :
پوست درختان خزان کننده سخت چوب، در بسیاری از کشورها به عنوان یکی از ماده های بستر رشد گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد . پوست سخت چوبان از نظر شیمیایی و فیزیکی بسیار متفاوت از پوست کاج می باشد . pH پوست سخت چوب تازه، بین 0/5 تا 5/5 می باشد. pH پوست به مرور، در حضور آب تا 8 یا 9 افزایش می یابد و یک محیط قلیایی را برای گیاهان ایجاد می کند . پوست سخت چوب نسبت به پوست کاج بسیار سریعتر تجزیه می شود و این امر موجب کمبود نیتروژن در گیاهانی   می شود که، در پوست تازه رشد می کنند.
بسترهای غیر آلیInorganic media  :
1-پرلیت Perlite :
پرلیت یک ماده معدنی سفید مایل به خاکستری رنگ است که منشاء آتشفشانی دارد .  ماده ای با ترکیب سیلیکات آلومینیوم پتاسیم و سدیمی است . به طوریکه درصد سیلیکات (sio2) آن برابر با 06/73%  می باشد . همچنین درصد پتاسیم و سدیم آن به ترتیب برابر با 5/4 و 65/3 است .  مواد خام بدست آمده از معدن، خرد و در درجه حرارت c1000-900 گرما داده می شوند. در طی فرآیند گرمادهی ، مقدار کمی از رطوبت موجود در ذرات تبدیل به بخار می شوند و در نهایت تبدیل به یک ماده سبک و سفید رنگ و بسیار سبک خواهند شد . درجه حرارت در طی گرمادهی مواد خام، موجب استرلیزه شدن این مواد می شود . سطح هر کدام از ذرات پرلیت بر اثر گرما دیدن بزرگ شده و حفره های خالی تمایل به جذب آب پیدا می کنند . این ماده دارای pH برابر با 7 تا 5/7 می باشد . اما حاوی ماده غذایی نمی باشد . آب آبیاری به صورت سطحی بر روی ذرات آن باقی می ماند و به تدریج آزاد می شود .
پرلیت بسیار نفوذ پذیر است و دارای فعالیت موئینگی بسیار بالاست. به طوریکه قادراست 3 تا 4 برابر وزنش آب را نگه دارد . معمولا در باغبانی از ذرات با قطر 5/1 تا 3 میلیمتر استفاده می شود.
یکی از مزایای کاربرد پرلیت در کشت بدون خاک این است که با مصرف پرلیت در بسترهای رشد می توان آب مورد نیاز گیاه را در محل ریشه نگهداری کرد . تا زمانیکه لایه کم عمقی از مواد غذایی آزاد در کف بستر وجود دارد ، به منظور جایگزینی میزان محلولی که توسط ریشه گیاه جذب شده است ، پرلیت قادر است که توسط خاصیت موئینگی خود آب را به سمت ریشه ها هدایت کرده و محیطی همیشه مرطوب را برای آنها فراهم کند .
پرلیت حاوی ماده فلوراید بوده و برخی از گیاهان مانند گیاه آپارتمانی دراسنا نسبت به این ماده حساس اند . اگرچه شستن پرلیت موجب کاهش محتویات فلوراید می شود اما pH آن به 5/6 تا 6 خواهد رسید .
قدرت نگهداری رطوبت پرلیت کم، ولی تهویه خوبی دارد . ظرفیت تبادل کاتیونی پرلیت نیز بسیار پایین است . پایداری پرلیت بالا و وزن مخصوص ظاهری آن نیز برابر با (3g/dm333)3Ib/ft  8/20 میباشد.
2-لیکا Leca:
کلمه لیکا مخفف عبارت Light Expanded Clay Aggregate  و به مفهوم دانه رس سبک منبسط شده می باشد . لیکا نام تجارتی بین المللی است که اعضاء خانواده آن کشورهای، بلژیک ، ایتالیا ، نروژ ، دانمارک ، اتریش ، سوئد ، فنلاند ، پرتقال ، ایران ، اسپانیا و استونی می باشند .
لیکا از انبساط نوع خاصی از رس صنعتی در کوره دوار و در حرارتی حدود 1200 درجه سانتی گراد    به دست می آید . دانه لیکا به دلیل خواص منحصر به فرد خود، در دو بخش ساختمانی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد که در بخش کشاورزی عمده مصرف آن در کشت هیدروپونیک می باشد .
در این روش مواد غذایی مورد نیاز گیاه از طریق مواد محلول در آب تامین شده و در اختیار ریشه قرار می گیرد، که مزایای بسیاری از جمله تحت کنترل بودن شرایط کشت ، اکسیژن بیشتر ، عدم نفوذ حشرات ، کم کردن مصرف آب ، آلودگی کمتر به آفات ، رشد سریعتر گیاه ، کیفیت بهتر محصول ، یکنواختی شرایط کشت و ... را برخوردار می باشد .
دانه لیکا به دلیل دارا بودن خواص بیشماری چون تخلخل بالا ، عاری از وجود آفات ، غیر قابل فشردگی ، طول عمر بالا ، نفوذپذیری آب زیاد ، قابلیت بازیابی و استفاده مجدد زهکش مناسب ، سبک ، حافظ محیط زیست ، خنثی PH=7.2 و ... به عنوان یکی از بهترین مواد نگهدارنده ریشه در سراسر دنیا شناخته شده است .
نمونه های کاربرد لیکا در کشاورزی
1.درختکاری کنار خیابان ها و معابر
2.استفاده از لیکا در زمین های چمنی ( پارک ها و زمین های ورزشی )
3.گل کاری در پشت بام ها و جعبه های گلدانی
4.آب کشت
همچنین لیکا در تیمار آب به عنوان یک فیلتر و ماده تصفیه ساز تصفیه آبهای آلوده و در پرورش ماهی نیز، کاربرد دارد .
رس منبسط شده می تواند با سایر بسترها، مانند زئولیت و سایر بسترهای رشد گیاهان به منظور توسعه فضای خالی در بستر به کار رود . لیکا می تواند از انواع مختلف رس بدست بیاید و معمولاً بسیار متخلخل است . قدرت نگهداری رطوبت و تهویه آن بسیار بالاست . ظرفیت تبادل کاتیونی لیکا بالا    می باشد . pH لیکا از 5/4 تا 0/9 متغیر است و تحت تاثیر pH بستر قرار نمی گیرد. پایداری لیکا بالاست و در حین حرارت دیدن استرلیزه می شود . وزن مخصوص ظاهری لیکا متوسط تا زیاد است .
نسبت کربن به نیتروژن در لیکا صفر است .
3-راک وول Rock wool:
قدرت نگهداری رطوبت و تهویه راک وول بسیار عالی است . pH آن خنثی تا اندکی قلیایی می باشد، اما تاثیر کمی بر pH بستر دارد . پایداری راک وول بسیار مطلوب بوده و در حین حرارت دیدن استرلیزه  می شود. وزن مخصوص ظاهری راک وول کم و برابر با (3g/dm264 )3Ib/ft 5/16 می باشد . و نسبت کربن به نیتروژن آن صفر است .
راک وول دارای خاصیت جذب آب و درصد بالایی از فضای حاوی هواست که قادر به فراهم کردن مواد غذایی و هوا در محیط ریشه گیاه می باشد. زمانی که قالب های راک وول  اشباع از آب میشوند، نسبت آب به هوا در بستر، برای رشد ریشه گیاه مناسب خواهد بود، ولی راک وول نمی تواند بیش از حد آبیاری شود . گیاهان در بستر حاوی راک ول می توانند بهتر از بسترهای پیت و یا خاک ، از مواد غذایی بهره مند شوند . از دیگر مزایای راک وول ، خنثی بودن ، استریل بودن و مدیریت آسان آن است . این بستر می تواند برای کشت گیاهان زینتی مانند رزها و ارکیده ها و گیاهان شاخساره ای به کار رود .
راک وول از سه ماده خاک طبیعی شامل : 60%  دیاباز ( شکلی از سنگ باز است ) ، 20% سنگ آهکی و 20% پوکه زغال سنگ بدست آمده است . دیاباز سنگی است که نام راک وول از آن منشاء گرفته است . به منظور تهیه راک وول ، تمام سه ماد خام را در دمایc  1600 ذوب کرده و سپس مواد ذوب شده را    با سرعت بالا داخل فیبرهای به قطر 005/0 میلیمتر می چرخانند و با مواد اضافی دیگر به منظور اتصال فیبرها با مواد ذوب شده تیمار کرده و داخل قالب هایی با اندازه های متفاوت با فشار قرار می دهند . معمولاً اندازه هایی که استفاده می شود .cm  5/7×30×90 سانتی متر یا cm  5/7×20×90 سانتی متر می باشند . راک وول هایی که دارای حفره مرکزی اند، معمولاً برای تکثیر گیاهچه ها مورد استفاده قرار می گیرند . همچنین راک وول را می توان به عنوان بستر رشد در گلدان ها ویا در ترکیب با پیت و یا سایر بسترها مانند خاک به کار برده شود . 95% از حجم قالب راک وول خشک، حاوی هوا بوده و تنها 5% آن حاوی فیبر است .
4-شن Sand:
ذرات سخت و به اندازه (mm 2 تا 5/0 ) شن در باغبانی به کار می روند . ذرات fine یا شن ساحل و رودخانه که ممکن است حاوی نمک باشند کاربردی ندارد . به منظور دستیابی به بهترین نتایج ، شن شسته می شود تا هرگونه ذرات رس آن حذف شده و قبل از مصرف پاستوریزه می شود . کاربرد شن با به بازار آمدن سایر مواد سبک مانند پرلیت و استیروفوم که دارای خصوصیاتی شبیه به شن می باشند کاهش پیدا کرده است . قدرت نگهداری رطوبت شن پایین و تهویه آن نیز اندک تا متوسط است . زمانی که شن با سایر مواد ترکیب شود تهویه بستر را کاهش خواهد داد . به خصوص ذرات fine شن قادر به پر کردن فضاهای خالی بستراند . ظرفیت تبادلی کاتیون شن پایین یک ماده کاملاً خنثی با پایداری بسیار بالاست . شن یکی از سنگین ترین مواد با وزن مخصوص ظاهری برابر با (3g/dm 1760 تا 1600 ) 3Ib/ft 110 تا 100 می باشد . نسبت کربن به نیتروژن شن صفر است  .
5-استیاروفوم Styrofoam :
این ماده عموما به نام استایروفوم ، استایروپور و استایرومال شناخته شده است و مانند پرلیت جانشین خوبی برای شن و سبک است و باعث بهبود تهویه محیط رشد ریشه میشود.
استیروفوم سبک ترین ماده ای است که در بسترهای کشت مورد استفاده قرار می گیرد و ذرات کوچک آن در سطح بستر با آبیاری بیش از حد شناور می شوند . ذرات آن با رشد قارچ بر سطح آنها سبز رنگ شده و حتی از گلدانها خارج می شوند
فوم پلی استرن یک محصول پلاستیکی است که بر اثر گرما و  فشار بدست می آید . فوم پلی استایرن در ترکیب با پیت به کار می رود . ذرات پلی استرن به دلیل مناسب شدن برای ترکیب با پیت ، ورمیکولیت ، پوست و سایر مواد باید توسط ماشین هایی به ذرات کوچکتر تبدیل شود .
این ماده فرآورده سنتزی و سفید است، که دارای حجره های بسته بسیاری که از هوا پر شده اند و بیش از اندازه سبک است .مانند شن آب را جذب نمیکند و ظرفیت تبادلی کاتیون قابل توجهی ندارد. این ماده خنثی است و در نتیجه تاثیری روی pH  محیط ریشه ندارد .
میتوان پلی استایرن را به صورت ساچمه ای و یا پولکی تهیه کرد و پلی استایرن ساچمه ای با قطر ( 3 تا 10 میلیمتر ) و پولکی با قطر ( 3 تا 13 میلیمتر ) موجودند که برای تهیه محیط کشت گیاهان گلدانی مناسب اند . ممکن است ذرات بزرگتر را در محیط کشت برای گیاهان اپی فیت مانند ارکیده ها به کاربرد . بسته به منبعی که پلی استایرن از آن تهیه میشود، قیمت آن بسیار متغییر است. ضایعات یونولیت را میتوان  همچون یکی از اجزای مناسب محیط کشت به کاربرد.
قدرت نگهداری رطوبت  استایروفوم کم و با تهویه بسیار عالی است . ظرفیت تبادل کاتیونی آن بسیار ناچیز است . ماده ای خنثی و با پایداری بالاست . وزن مخصوص ظاهری آن بسیار پایین و برابر (3g/md 25) 3Ib/ft 6/1 میباشد. نسبت کربن به نیتروژن آن برابر با صفر است .  
پلی استایرن در ترکیب با بسترهای رشد به منظور افزایش و بهبود زهکش بستر ، کاهش ظرفیت نگهداری آب ، کاهش وزن مخصوص ظاهری و کاهش هزینه در مقایسه با کاربرد پرلیت مورد استفاده قرار می گیرد . ساختار فضایی بسته فوم ، آن را به یکی از مواد با قابلیت بسیار کم نگهداری آب تبدیل می کند . فوم دارای هیچ ظرفیت تبادل کاتیونی نیست و هیچ ماده غذایی را برای گیاه فراهم نمی کند . اندازه مناسب فوم برای استفاده در بسترهای رشد از 3/0 تا 3/1 سانتی متر است .
به دلیل وزن مخصوص ظاهری بسیار کم پلی استرن حمل و نقل آن مشکل می باشد . بنابراین، باید این ماده را در فضایی با حرکت کم هوا حمل کرد تا از پخش شدن ذرات آن جلوگیری شود . مصرف مقادیر کمی از خیس کننده ها به منظور کاهش مشکل مربوط به حمل آن معمولاً به کار می رود . وزن سبک و طبیعت پایدار فوم پلی استرن آن را یک ماده مناسب برای بسترهای رشد گیاهان آپارتمانی می کند.
6-پومیس Pumis:
پومیس یک ماده آتشفشانی است که در شمال غربی آمریکا کشف گردید. از سیلیکات آلومینیوم ساخته شده است و حاوی مقدار کمی پتاسیم و سدیم است . میزان هوادهی آن خوب و یک ماده استریل است . اندازه های 6-3 میلی متری آن برای ازدیاد توصیه شده است . ترکیب پومیس با پیت ماس به نسبت 1;1 و 2:1 محیط کشت مناسبی برای گیاهان بوجود می آورد .
7-ماسه:
ماسه شامل ذرات سنگی ریزی به قطر 2-05/0 میلی متر است و در اثر هوادیدگی سنگ های مختلف شکل می گیرد . ترکیبات کانی آن به نوع سنگ مادر بستگی دارد . ماسه کوارتز که به طور عمده از ترکیبات پیچیده سیلیسی تشکیل شده است، عموماً به منظور ازدیاد استفاده می گردد . از میان محیط های مختلف ریشه زایی ، ماسه به عنوان سنگین ترین محیط شناخته شده است و هر دسی متر مکعب ماسه خشک 65/1 کیلوگرم وزن دارد . ماسه فاقد مواد غذایی است و قدرت تبادل کاتیونی نیز ندارد . ماسه اکثراً به صورت ترکیب با مواد آلی استفاده می گردد.

توجه:پیشنهاد میشود برای مطالعه بیشتر در مورد کشت هیدرروپونیک مجموعه آموزشی مقالات و کتب هیدروپونیک را دانلود کنید

دانلود