استفاده از فن آوری‌های جدید در تولید محصولات گلخانه‌ای گامی برای سازگاری با کم آبی

شرکت ارس تارلا امین با مشارکت همکاران تجاری خود شامل شرکت پارلا تجارت امین ، شرکت ارس تارلا امیر و آذر فولادامین که تجربه کافی در زمینه تولید سخت افزارها ، تولید محصول ، طراحی و مهندسی و صادرات محصولات کشاورزی به کشورهای منطقه را دارد و نسبت به تولید و عرضه انواع محصولات سبزی و صیفی گلخانه­ای  اقدام کرده است . در این پروژه  آخرین دانش فنی احداث سازه­های گلخانه­ای شیشه ای تیپ ونلو، بروزترین تجهیزات و ماشین­آلات تخصصی گلخانه­های با دانش فنی بالا بهمراه مدیریت فنی وکادر مجرب وآموزش دیده جهت تولید محصولات با سیستم کاشت هیدروپونیک به­کار گرفته است.

تولید محصول در محیط های کنترل شده  یک فن آوری برای تولید محصولات غذایی است که با کنترل محیط رشد، حفاظت و نگهداری از گیاهان امکان تولید محصول سالم با خصوصیات کمی و کیفی مطلوب را فراهم می­کند. این روش شرایط بهره برداری از منابع تولید مانند آب، انرژی ،فضا،سرمایه ونیروی کار را بهینه می­کند.

ارزش افزوده تولید محصول در اغلب گونه های زراعی به ازای یک متر مکعب آب مصرفی در اراضی آبی کشور بسیار پائین بوده و بعضاً هزینه تمام شده و توزیع آب را پاسخگو نیست در حالی که ارزش واقعی آب در نقاطی از کشور فراتر از هزینه تمام شده استحصال و توزیع آب است.

لذا ضرورت دارد در کنار سرمایه­گذاری برای تامین و توزیع آب و اصلاح ساختارهای سامانه­های آبیاری ، تکنیک های اقتصادی تولید کارآمدتری نیز به کار گرفته شود  تا بهره وری آب کشاورزی ارتقاء یابد.

تولید در محیط های کنترل شده به همراه انتخاب گونه ها و واریته های مناسب ، بهبود عملیات تولید، وبهبود مدیریت آبیاری، استفاده از روش­های نوین و استفاده مجدد از آب­های مصرفی هزینه های تولید  محصول را تقلیل می­دهد و همچنیین باعث کاهش قیمت نهایی و ارتقاء بهره­وری اقتصادی محصول می شود . 

زمان و موقعیت جغرافیایی:

• منطقه آزاد تجاری صنعتی ارس (شهرستان جلفا، آذربایجان­شرقی)
• زمان شروع پروژه سال 1393
• شروع بهره­برداری ازسال 1395 تا حال حاضر (سال 1398)

شرح تجربه:

کشاورزی در محیط­های کنترل شده دارای مزیت­های زیر است:

• ایجاد محیط تحت کنترل و مستقل از اقلیم بیرون
• تولید در تمام طول سال
• امکان تولید هر نوع محصول در تمام شرایط جغرافیایی 
• افزایش بهره وری  استفاده از نهاده هایی  مانند آب ، مواد غذایی، انرژی ، فضا و نیروی کار
• فراهم کردن امکان کنترل بیشتر ، عوامل خسارتزا
• تاثیرات اجتماعی مانند ایجاد اشتغال پیوسته
• کمک به پایداری منابع تولید ( کشاورزی پایدار)
• افزایش چشمگیر در کمیت و کیفیت محصولات تولیدی
• درآمد کلان

به‌منظور احداث و بهره­برداری از یک واحد مجتمع گلخانه­ای با هدف انتقال آخرین دانش فنی، بکار گیری سیستم‌های بروز تولید محصول در محیط های کنترل شده، افزایش راندمان تولید، مصرف بهینه نهاده ها و بخصوص با هدف افزایش بهره­وری آب، کمک به صادرات محصولات با کیفیت و سالم سرمایه‌گذاران شرکت ارس تارلا امین با تجربیات بیست ساله تولید و صادرات محصولات کشاورزی اقداماتی  را به شرح زیر انجام داده است:

مطالعات احداث مجتمع گلخانه­ای ارس تارلا امین از اوایل سال 1393با ارزیابی موقعیت مناسب از لحاظ کلیماتولوژی و ژئوپولتیک آغازگردید و برمبنای سوابق مطالعات ملی و استانی بر اساس پیشنهاد مشاورین شرکت مذکور حاشیه رودخانه ارس در محدوده شهرستان جلفا برای اجرای این پروژه در یک قطعه زمین پنجاه هکتاری انتخاب گردید و اراضی مذکوربا تعیین نرخ کارشناسی از منطقه آزاد تجاری، صنعتی ارس خریداری و متعاقباً اقدامات لازم برای تامین نهادهای اصلی مانند آب، برق و گاز انجام گرفت و بطور همزمان توانایی شرکت­های سازنده و تامین کننده گلخانه منطقه و کشورهای همسایه و اروپایی جهت احداث این مجتمع گلخانه­ای توسط تیم مشاورین این شرکت مورد ارزیابی قرار گرفت و باتوجه به اینکه هدف شرکت برای احداث این مجتمع گلخانه­ای بهره­گیری از فنآوری‌های بروز در تولید محصولات گلخانه ای بصورت هیدروپونیک بود لذا از مجموع شرکت­های متعدد شناسایی شده تعداد معدودی از شرکت­های سازنده و تامین کننده سیستم­های گلخانه­ای اروپایی مورد ارزیابی دقیقتر قرار گرفتند و نهایتا مذاکرات تامین ساختار و تجهیزات  با یک شرکت هلندی که آن شرکت خود با چند شرکت مهندسی و تامین کننده تجهیزات همکاری مشترک داشت انجام گرفت. در این اثنا عملیات تجهیز زیر ساخت­ها با استفاده از مشاورین و پیمانکاران توانمند اجراشد و از اوایل سال1394 بر اساس نقشه­های اجرایی تهیه شده  در فاز اول احداث 32 هکتار فضای سرپوشیده در داخل 50 هکتار عرصه آغاز گردید و فرایند کاشت نشاء در محیط تخصصی  و تولید محصول از سال1395 آغاز شد؛ و 32 هکتار گلخانه شیشه­ای هیدروپونیک که در حال حاضر بزرگترین و بروزترین گلخانه کشور و منطقه است. با توجه به تقاضای بازار زیر کشت محصولات مختلف گوجه فرنگی، فلفل و بادمجان می‌رود و در مرداد ماه سال 1398 چهارمین فصل تولید این مجتمع آغاز خواهد شد.

ظرفیت فاز اول این ابر پروژه گلخانه­ای تولید سالیانه 17000 تن محصول سبزی و صیفی است  که بالغ بر 85 درصد از محصولات تولیدی با برند آتاویتا به کشورهای خارجی و عمدتا کشور روسیه صادر می­گردد.در این پروژه 350 نفر پرسنل شامل 35 نفر کارشناس آموزش دیده در رشته های مختلف، تکنیسین های واحدهای پشتیبانی و کارگران آموزش دیده در سایت به صورت کاربردی مشغول به کار هستند.

 در فاز دوم این پروژه برای توسعه فعالیت شرکت 57 هکتار سالن گلخانه شیشه ای هیدروپونیک تیپ ونلو در عرصه‌ای به مساحت 80 هکتار از سال 1397 عملیات تجهیز زیر ساخت ها و احداث گلخانه های جدید آغاز شده است که مقدار 30 هکتار از سطوح گلخانه­ای جدید نیز از شهریور ماه سال 1398 به بهره برداری می­رسد وتا سال1399 سطح سالن­های تولید محصول و سالن پرورش نشاء و گیاهان نشایی توسعه یافته به 90 هکتار بالغ می‌گردد و براساس برنامه تدوین شده سطح اشتغال مستقیم این ابر پروژه به بیش از 1100 نفر و تولید سالیانه محصول به حدود 50،000 تن محصولات سبزی صیفی می­رسد. درکنار توسعه دانش فنی و انجام مطالعات ارزیابی ارقام تجاری، این مجتمع ظرفیت تولید سالیانه بیش از 8،000،000قطعه نشاء استاندارد ، اصیل و سالم را دارد.

 

تبیین مسائل و چالش­های پروژه:

افزایش نرخ بیکاری در جوامع بشری همیشه به عنوان عامل تهدید کننده امنیت جامعه و کاهش رفاه عمومی و افزایش بزهکاری مورد توجه بوده است. اجرای این پروژه نقش بسیار تعیین کننده­ای در ایجاد اشتغال در منطقه دارد بطوریکه در حال حاضر 10 درصد اشتغال بخش کشاورزی و در دو سال آینده قریب به 20 درصد اشتغال بخش کشاورزی وابسته به فعالیت این شرکت خواهد بود. همچنین در روند صادرات محصولات کشاورزی استحصالی در منطقه آزاد ارس 6/24 درصد از صادرات محصولات کشاورزی سال 1395و 60 درصد صادرات محصولات کشاورزی سال  1396 و بالغ بر 80 درصد صادرات محصولات کشاورزی سال 1397منطقه آزاد ارس از طریق این شرکت صورت گرفته است و در سال­های آتی مقادیر صادرات محصولات گلخانه ای این شرکت رشد فزاینده ای را نشان خواهد داد .

بزرگترین چالش پیش­رو برای احداث مجتمع های بزرگ  تامین منابع مالی ، تغییرمقررات و فرایندهای پیچیده در واردات بعضی از تجهیزات می­باشد. متأسفانه وجود بعضی نهاده­ها و ترکیبات شیمیایی با کیفیت پایین در بازار داخلی و ایجاد محدودیت در واردات نهاده­های کیفی و ترکیبات شیمیایی مطلوب، اصلاح روش­های تولید محصولات گلخانه‌ای را با مشکلات عدیده­ای مواجه می­کند.

 

مراحل اجرا

در یک نگاه گذرا  بعد از تاسیس و راه اندازی این مجتمع گلخانه­ای مراحل تولید محصول به شرح فرآیندهای زیر انجام می­گیرد:

عملیات آماده سازی فضای تولید نشاء ، کنترل  سیستم های ضد عفونی و تامین محلولهای ضد عفونی لازم، تست تجهیزات بذرکاری ، آماده‌سازی سالن جوانه زنی Germination room، کنترل سیستم گرمایش و سرمایش ،کنترل سیستم مه­پاش Fogger ،آماده سازی سالن تولید Production area و ضدعفونی سالنهای تولید ،کنترل شبکه آبیاری،کنترل  شبکه اتوماسیون و پنل­ها و باکس­های مربوطه ، آماده سازی سالن تغذیه،کنترل سامانه آبیاری و فیلتراسیون، کنترل فرایند رشد، کنترل سیستم اسمز معکوس و بررسی وضعیت ممبران­ها و شبکه برق و محل استقرار سیستم R.O  توسط کارشناسان وکارگران آموزش دیده که در زیر نظر متخصصین مربوطه کار می­کنند انجام می­شود و نهایتا محصولات تولیدی بعد از انجام عملیات سورتینگ بسته‌بندی و پالت‌بندی وبارگیری از سکوی مربوطه در کانتینرهای دارای سیستم کنترل اتمسفر به بازار های هدف حمل و عرضه می‌شود.

تولید محصول سالم، افزایش راندمان تولید در واحد سطح  ،کاهش ضایعات به کمتر از یک درصد، افزایش بهره‌وری مصرف آب، استفاده بهینه از منابع و نهاده‌های تولید، ایجاد اشتغال مولد و جدید، تولید نشاء در سطح تجاری مبتنی بر آخرین روش­های تولید گیاه توسعه یافته ، تقلیل مصرف انرژی  وتحصیل ارز از طریق صادرات شاخص­های مهم این پروژه هستند.

فرایندها و روش اجرا:

نوع گلخانه:

 گلخانه شیشه‌ای هیدرو پونیک  طرح ونلو به ارتفاع  2/8 متر در اوج و 8/6 متر در زیر ناودان

بستر کاشت:

تولید نشا در سینی ازدیاد نبات با استفاده از کپسول­های Rock wool و پیت ماووس و کاشت در سالن تولید بر روی کانال­های اویزان با سیستم جمع آوری آب زهکش در داخل اسلب­های کوکوپیت

سیستم تغذیه:

با توجه به روش کشت هیدروپونیک، مخازن مختلف تامین عناصر غذایی و کنترل pH و EC به همراه سیلوهای گالوانیزه آب تیمار شده در سالن­های پشتیبانی نصب گردیده­اند. آبیاری و تغذیه گیاهان از طریق سیستم هوشمند صورت می­پذیرد. همچنین آب برگشتی از سالن­های کشت پس از مراحل تیمار مجدد و استریلیزاسیون با لامپ­های UV مجددا به چرخه مصرف برمی­گردد.معمولا در شرایط اقلیمی متفاوت و با توجه به نوع بستر کشت و فصول مختلف تولید و همچنین بادر نظر گرفتن تقویم زراعی معمولا حدود 30 تا 45 درصد آب مصرفی در گلخانه­ها بصورت آب زهکش از محدوده ریشه خارج می­شود که عموماً در گلخانه­های سنتی و با دانش فنی ضعیف این آب مورد استفاده مجدد قرار نمی­گیرد و حتی فاضلاب خارج شده محدودیت و مشکلاتی را نیز برای سایر بهره­برداران و محیط زیست ایجاد می­کند در این پروژه آب زهکش در سیلوهای جداگانه جمع اوری شده و بعد از انجام عملیات استریلزاسیون با استفاده از امواج U V  و با شدت و طول موج متناسب منابع آب و عناصر غذایی مصرف شده برای دفعات بعدی نیز با کنترل لازم مورد استفاده قرار می­گیرد . علاوه بر آب آبیاری پیش بینی­های لازم برای جمع آوری آب باران و استفاده از آن انجام شده است. بنابراین در حالی که کشور دچار بحران کم آبی است و نیاز بیش از پیش به مدیریت بحران منابع آب احساس می­شود تولید در محیط های کنترل شده  مانند گلخانه های  شیشه­ای با استفاده از نیروهای خلاق و کارآمد و مصرف بهینه منابع و بهره­گیری از امکانات موجود وتکنولوژی کشت هیدروپونیک یک ضرورت موثردر ارتقاء بهره­وری اقتصادی است.

سیستم گرمایش:

گرمایش داخل گلخانه بوسیله بویلرهای آب داغ مجهز به مشعل­های دوگانه­سوز تأمین می­شود و در این روش برای رسیدن به راندمان بالا از مخزن ذخیره آب گرم و سیستم تزریق گاز دی­اکسید­کربن به داخل گلخانه استفاده شده است.

بویلر آب داغ ، با مشعل دوگانه سوز ، و مخزن ذخیره آب گرم (بافر تانک) ،سیستم انبساط نیتروژن ، با قابلیت تزریق گاز دی اکسید کربن تجهیزات جانبی سیستم گرمایش است.

روش انتقال آب گرم از طریق لوله های ریلی ، لوله های بین گیاهان (grow pipe )، لوله های دیوارهای جانبی و سیستم گرمایش تحتانی در سالن تولید نشا ، سیستم پرده ذخیره انرژی می­باشد.

سیستم تهویه:

برای تهویه هوای داخل گلخانه از دریچه های سقفی و سیستم پد وفن در سالن تولید نشاء و فن­های سرکوله استفاده می­شود و برای تنظیم و تعدیل هوای داخل سالن­های کشت از پرده­های سایبان دیواره­های جانبی و سقف و سیستم مه­پاش در سالن­های کشت و از سیستم پدوفن در سالن تولید نشاء بهره گرفته شده است.

سیستم اتوماسیون:

سیستم اتوماسیون استفاده شده در این مجتمع قابلیت کنترل و مدیریت کلیمای داخل گلخانه و بقیه موارد ذکر شده در بندهای ذیل را برعهده دارد.

• سیستم های تغذیه و آبیاری ، کنترل ورود و خروج مقادیر محلولهای غذایی
• سیستم ضدعفونی محلول غذایی برگشتی  و سیستم ضدعفونی UV
• کنترل حجم ذخایر آب سیلوها
• کنترل سیستم مه پاش
• کنترل سیستم گرمایش
• کنترل سیستم تهویه و دریچه­ها و فن­های سرکوله
• کنترل سیستم پرده­های سقفی و جانبی
• کنترل سیستم تزریق دی اکسیدکربن زمان و مقدار

بر اساس تجربه نتایج تولید محصول در سه سال گذشته از هر هکتار سطح زیر کشت قریب به 450 تن محصول گوجه فرنگی حاصل می­گردد و از مجموع محصولات استحصالی حدود 85 درصد محصول تولیدی به کشورهای خارجی و عمدتا روسیه صادر می­شود و قریب به 15 در صد از محصولات تولیدی به بازار داخل عرضه می­گردد.

بر اساس بر آوردهای کارشناسی انجام شده در این پروژه  عموماً ضایعات محصول کمتر از یک درصد بوده و ماندگاری محصول تولیدی بیش از 18 روز می­باشد میزان مصرف انرژی حداقل 25 درصد کمتر از گلخانه های سنتی است و بهره وری مصرف آب بصورت کاملاً معنی دار ارتقاء یافته است .

ماشین آلات تخصصی مورد استفاده در گلخانه:

سیستم سورتینگ اتوماتیک با سنسورهای مرتبط برای انتقال محصولات برداشت شده از سالن تولید به سالن بسته بندی ، دستگاه پالت بندی و تسمه کشی ماشین جعبه ساز برای اندازه­های استاندارد و متناسب با بازار اروپا ماشین الات و ترولی­های محلولپاشی ، هدایت بوته ، هرس ، برداشت و حمل محصولات با شارژر و ماشین­های کشنده لیف تراک ، کفشور مکانیزه ، Roof washer برای شستشو و محلولپاشی سقف گلخانه، گوگرد سوزهای الکتریکی Sulphur Vaporizersبا سیستم کنترل مرکزی در راستای کنترل عوامل خساراتزا به روش IPM ، سردخانه  نگهداری کوتاه مدت محصول و عملیات Ripening  و تریلرهای مجهز به کانتینر کنترل کلیما جهت حمل محصول مورد بهره­برداری قرار می­گیرد.

ماشین پرکننده سینی های کشت و  بذرکاری اتوماتیک ،اتاقک جوانه زنیGermination room  و سالن رشد نشاء Seedling Room و سالن توسعه رشد کیاهان Young plant با استفاده از فن­آوری آبیاری Spray boom  و سیستمflow  & Ebb و نهایتا سالن­های کشت با استفاده از بستر کشتCoco peat  وRock wool در قالب تولید محصولات گلخانه ای سالم به روش هیدروپونیک با تلاش کارشناسان و مشاورین طرح مورد استفاده قرار می­گیرد.

 

تجارب جهانی مرتبط:

محیط‌های کنترل شده از سطح کشت در داخل بطری های شیشه­ای (تراریومها)، تونل­های پلاستیکی ارتفاع کوتاه برای پیش رس­کردن محصول، تونل­های پلاستیکی ارتفاع بلند تک ردیفه و چند ردیفه، استفاده از انبارهای متروکه ،گلخانه های تجاری، ابرگلخانه ها، گروس چمبرها، تولید میکروگرین­ها وانواع سبزیجات برگی و گیاهان تولید کننده انواع متابولیت­های گیاهی، تولید بایومس گیاهی، حتی تولید محصول در شرایط نامتعارف مانند بیابان­ها،در سطح اقیانوس­ها، قطب‌های کره زمین و حتی در شرایط با قوه جاذبه بسیار ناچیز در فراتر از اتمسفر زمین امکان‌پذیر است.

مطالعات در عرصه تولید برای یک گیاه الگویی مانند گوجه فرنگی نشان داده است که متوسط تولید محصول در روشهای کشت درمزرعه، گلخانه های تونل پلاستیکی بدون سیستم گرمایش، گلخانه های تونل پلاستیکی با سیستم گرمایش، گلخانه شیشه­ای با کنترل هوشمند و تزریق دی اکسید کربن و نهایتاً گلخانه شیشه­ای با کنترل هوشمند و تزریق دی اکسید کربن بهمران نور مصنوعی به تریتب از هر مترمربع 5/3، 20، 30، 55 و نهایتا بیش از 75 کیلوگرم می باشد.

استفاده از نور مصنوعی حاصله از لامپ­های کم مصرف LED با طول موج مناسب تحول جدیدی را در تولید محصولات گلخانه ای ایجاد کرده است که ضمن کاهش مصرف انرژی در حد بسیار معنی­دار راندمان تولید محصول را در حد بیش از 25 درصد افزایش میدهد، که استفاده از این فن آوری­ها توسعه افقی سطح زیر کشت ودرنتیجه مقادیر مصارف آب در کلان بهره­برداری را کاهش می­دهد.

نتایج:

تولید در محیط های کنترل شده به همراه انتخاب گونه­ها و واریته های مناسب ، بهبود عملیات تولید، وبهبود مدیریت آبیاری ، استفاده از روشهای نوین و استفاده مجدد از آب­های مصرفی هزینه های تولید  محصول را تقلیل میدهد و همچنیین باعث کاهش قیمت نهایی و ارتقاء بهره وری اقتصادی محصول می شود. ودر نتیجه توسعه افقی سطح زیر کشت ودرنتیجه مقادیر مصارف آب در کلان بهره­برداری را کاهش می­دهد.

در حالی که کشور دچار بحران کم آبی است و نیاز بیش از پیش به مدیریت بحران منابع آب احساس می­شود تولید در محیط های کنترل شده  مانند گلخانه های  شیشه­ای با استفاده از نیروهای خلاق و کارآمد و مصرف بهینه منابع و بهره­گیری از امکانات موجود وتکنولوژی کشت هیدروپونیک یک ضرورت موثردر ارتقاء بهره­وری اقتصادی است.

از جمله مزایای تولید محصولات در محیط های کنترل شده عبارتند از : کاهش مصرف آب به کمتراز یک دهم روش­های آبیاری در سیستم­های سنتی، افزایش راندمان تولید تا بیش از 10برابر، کاهش حداقل20 درصد مصرف انرژی برق و کاهش حداقل 30درصد مصرف گاز، کاهش آلاینده­های زیست­­محیطی وبهبود تغذیه گیاه و کاهش مصرف کود و در نهایت تقلیل چشمگیر ضایعات نسبت به روشهای سنتی است.

سایر توضیحات تکمیلی:

این شرکت بمنظور استمرار تولید محصولات گلخان­های در حال حاضر به غیر از پروژه موجود یک پروژه جدید در منطقه سرد استان را در مساحت 70 هکتار به روش  واگذاری شهرک گلخانه ای اجاره به شرط تملیک  در شهرستان سراب  که از طریق شرکت شهرک­های کشاورزی واگذار شده است در دست احداث دارد.

تقدیر و تشکر:

شرکت ارس تارلا امین بر خود واجب می­داند از مساعدت­های بیدریغ وزارت جهاد کشاورزی بویژه معاون محترم وزیر درامور باغبانی، سازمان منطقه آزاد تجاری و صنعتی ارس، بانک کشاورزی، سازمان جهاد کشاورزی استان آذربایجان­شرقی، شرکت آب منطقه­ای استان، سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان و شرکت شهرک های کشاورزی تقدیر و سپاسگزاری نماید.

مستندات تکمیلی:

اخذ لوح ها، تندیس­ها و تشویق نامه­های متعدد از ارگان­ها و سازمانهای مردم نهاد و دولتی ، وزارت جهاد کشاورزی ، سازمان نظام مهندسی­کشاورزی و منابع طبیعی کشور ،  استانداری استان آذربایجان شرقی و منطقه آزاد تجاری صنعتی ارس به مناسبت های مختلف از مستندات موثر بودن طرح در بخش کشاورزی و ایجاد اشتغال و بهبود بهره­وری می باشد.