تعریف هيدروپونيك و یا هايدرپونيك روشی است برای كاشت گياهان در بستری غیر از خاک. ريشه ها در هوا و یا بستر های مختلف دیگر ( که مرطوب نگاه داشته می شود ) يا در آب ( كه بايد خوب تهويه شود ) و يا در برخي مواد جامد غير از خاك ( كه رطوبت را در خود نگه مي دارد ) مانند پشم سنگ رشد مي كنند . آب موجود در اطراف ريشه ها كه غذاي مورد نياز گياه را تامين مي كند حاوي تركيبات مناسبی از مواد مغذی است. در این روش از بسترهایی مثل پرلیت، کوکوپیت ، پیت ماس ،پشم سنگ و ... استفاده می شود و مواد غذایی به صورت محلول در آب برای گیاه فراهم میکنند.در کل میتوان گفت به کشت هایی که در آن از خاک استفاده نمیشود "هیدروپونیک"می گویند.

مزایا چون محلول غذایی مایع است به راحتی می توان آن را کنترل کرد و تنها مواد غذایی که کاهش یافته است را به محلول اضافه کرد در حالی که در خاک این کار غیر ممکن است (هزینه زیادی دارد). در جایی که خاک مناسب ندارد یا خاک دچار بعضی بیماری ها است قابل استفاده است. نیازی به شخم، آبیاری، مبارزه با آفات خاک، مبارزه با علف های هرز ندارد و بقیه عملیات های زراعی نیز ساده تر است و مصرف آب در این روش به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و این یک مزیت برای نواحی خشک است. در این روش ضد عفونی کردن محیط رشد کم هزینه است در حالی که ضد عفونی کردن خاک گران قیمت و غیر ممکن است. پس در این روش آلودگی های ریشه بسیار کم دیده می شود.

مزایا در مناطقی که آب شور دارد حتی اگر نمک های محلول در آب به مقدار  ۵۰۰ ppm باشد می توان با یک شستشوی محیط آن را به کار برد. در این روش محصول بسیار بیشتر و کیفیت عالی داشته زیرا مواد غذایی به راحتی در اختیار گیاه قرار داشته است، پس در حقیقت کیفیت و کمیت محصول در واحد سطح افزایش چشمگیری دارد. برای مناطقی که زمین گران قیمت است برای بدست آوردن بیشترین محصول با تراکم بالا کاربرد دارد. کنترل شرایط محیطی از جمله نور، دما، رطوبت و ترکیب هوا بسیار ساده تر است.

معایب مهم ترین عیب این روش این است که به سرمایه گذاری بالایی نیاز دارد. برای کشت گیاهان با این روش به افرادی نیاز است که در این زمینه تخصص و آگاهی داشته باشند. واکنش گیاه به تغذیه و نیز آفات و بیماری ها سریع می باشد. بنابراین پرورش دهنده باید بسیار مراقب باشد.

روش های کشت هیدروپونیک به‌طورکلی سیستم کشت بدون خاک از دو روش پیروی می‌کند : سیستم باز : که در آن عناصر شیمیایی ای (ماکرو و میکرو) که گیاه به آن‌ها نیاز دارد، فقط یک بار در دسترس گیاه قرار می‌گیرد و بعد از استفاده، از پایین بسترهای کشت به وسیله سوراخهای تعبیه شده از قبل در زیر بسترها، خارج می‌شود. سیستم بسته : که در آن مواد غذایی محلول در آب بیشتر از یک باراستفاده می‌شوند. برای اینکه محلول غذایی در سیستم بسته، با افت کیفیت روبرو نشود، باید دایماً به وسیله دستگاه‌های کنترل کیفیت، اندازه‌گیری شود و آن قسمت از عناصر شیمیایی محلول در آب جاری در محدوده ریشه گیاهان، که جذب ریشه شده‌اند ومحلول دیگر آن‌ها را با خود ندارد، به محلول، اضافه شوند.

روش گروبَگ یا کیسه رشد گروبگ یا کیسه رشد یکی از انواع بسترهای کشت در کشت هیدروپونیک است.در این نوع کشت گیاه درون کیسه های مخصوص به نام گروبگ کشت می‌گردد. گروبگ‌ها با توجه به نوع گیاه در ارتفاع‌های استاندارد خاص، یا بر روی زمین و یا بر روی پایه‌ها قرار گرفته و کود و محلول‌های غذایی توسط قطره چکانهای مجزا در پای هر گیاه قرار می‌گیرد. انتخاب نوع گروبک و نحوه اجرا در ارتباط با نوع گیاه و طول دوره کشت بوده و در صورت عدم رعایت اصول و شرایط بدلیل بروز مشکلات، کشت هیدروپونیک در این نوع بستر سخت خواهد شد. محتویات درون گروبگ‌ها اغلب بر اساس نوع سفارش مشتری بر اساس نوع محصول مورد نظر پر می‌شوند اما بطور معمول از کوکوپیت و پرلیت با درصدهای مختلف تشکیل شده‌اند.

روش گروبَگ یا کیسه رشد مزایای کیسه کشت: مناسب برای کشت سبزی و صیفی‌جات با طول دوره کوتاه اجرای راحت کارایی بالا قابل جابجایی امکان کنترل دقیق‌تر چند بوته بطور یکجا

روش گروبَگ یا کیسه رشد معایب کیسه رشد: امکان گرفتگی سر نازل‌های وارد شده به گروبگ با رسوبات یا ریشۀ گیاه نیاز به استفاده از تعداد زیادی از نازل‌ها و زه‌کش

روش گلدانی در صورتیکه گلدان‌ها بصورت افقی در کنار یکدیگر قرار بگیرند، آب و محلول‌های غذایی با استفاده از نیروی پمپ و با استفاده از لوله‌های نازک انتقال آب و نازل‌ها به تک تک گلدان‌ها در طول گلخانه هدایت می‌شوند. این روش بیشتر برای گیاهانی کاربرد دارد که دارای ارتفاع و حجم زیادی هستند مانند گوجه فرنگی، انجیر، موز و… .

روش گلدانی در صورتیکه گلدان‌ها بصورت عمودی روی یکدیگر قرار گیرند، آب و محلول‌های غذایی با استفاده پمپ و با استفاده از جاذبه زمین از بالا بسمت پایین روانه شده و کلیه گلدان‌ها و گیاهان را تغذیه میکنند و نیازی به استفاده از لوله‌های متعدد برای هر گلدان نیست. این روش فقط برای گیاهانی قابلیت اجرا را دارد که ارتفاع نمی‌گیرند و پاکوتاه هستند مانند توت فرنگی.

روش پشم سنگ از ذوب کردن صخره های بازالت یا برخی مینرالهای دیگر در دمای ۱۵۰۰درجه سانتیگراد موادی ساخته میشود که مشابه فیبرهای ریز است. پشم سنگ از جمله عایق های حرارتی محسوب می شود که نقش موثری در صرفه جویی انرژی در ساختمان ها ایفا نماید. پشم سنگ ضد آتش و بی اثر روی فلزات بوده و نسبت به ترکیبات شیمیایی تقریبا خنثی، بهداشتی، غیر سمی و از بی ضرر ترین عایق های حرارتی و صوتی و الکتریسته محسوب شده و با محیط زیست کاملا سازگاری داشته و به پوست دست آسیب نمی رساند.

روش پشم سنگ یکی دیگر از کاربردهای پشم سنگ استفاده از آن در کشت هیدروپونیک است. خصوصیات مذکور در پشم سنگ به اضافه بافت نرم و لطیف و متخلخل بودن آن برای سهولت ریشه گیاه و همچنین کاربری آسان و مقرون به صرفه بودن، مصرف آن را در بخش کشاورزی (کشت بدون خاک) توجیه پذیر نموده است به طوری که از پشم سنگ برای بسترهای اصلی کشت نیز استفاده می شود.

روش پشم سنگ پشم سنگ در کشت هیدروپونیک برای اولین بار در آمریکا استفاده شد. از دیگر ویژگی پشم سنگ، تولید سالم با کیفیت بالا به علت عدم وجود عناصر زیان بار در محصول مثل نیترات های اضافی، فلزات سنگین، عناصر میکروبی و قارچی، سموم و … می باشد. صرفه جویی در مصرف آب آبیاری و همچنین افزایش کارایی مصرف آب در گیاه (افزایش تولید ماده خشک گیاه نسبت به آب مصرفی) از دیگر مزایای کشت هیدروپونیک با پشم سنگ می باشد. از پشم سنگ به عنوان بستر نشایی و اصلی سبزیجاتی مثل توت فرنگی، گوجه فرنگی، خیار، فلفل، کاهو و … ، گل هایی مثل رز، میخک، ژربرا، بنفشه آفریقایی و … استفاده می شود .

روش پشم سنگ مزایای استفاده از پشم سنگ در کشت هیدروپونیک: مزایای استفاده از پشم سنگ در کشت هیدروپونیک: پشم سنگ با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی که دارا می باشد یکی از بهترین بسترهای کشت هیدروپونیک محسوب میشود. پشم سنگ هیچ ماده مغزی ندارد و استریل می باشد، این خاصیت باعث شده که هیچ میکرو ارگانیسمی نتواند پشم سنگ را تجزیه کند، همچنین پشم سنگ تحت تاثیر ترکیبات شیمیایی قرار نمی گیرد. پشم سنگ هیچگونه ماده سمی تولید نمی کند و کاملا خنثی است. بدلیل متخلخل بودن پشم سنگ هوادهی به ریشه گیاهان در آن به خوبی صورت می گیرد. علاوه بر این متخلخل بودن پشم سنگ به حفظ رطوبت کافی در آن کمک می کند و گیاه کمتر تحت تاثیر کم آبی قرار می گیرد. پشم سنگ کاملا کدر بوده و نورنمی تواند به آن نفوذ کند.

روش گاتر کشت در این نوع کشت گیاه درون کانالهای دست ساز به نام گاتر کشت می گردد .گاتر می تواند از مصالح مختلف ساخته شود و بعد با بستر مخصوص مورد نیاز پر گردد. بسته به نوع گاتر می توان انها را در ارتفاع های استاندارد خاص، یا بر روی زمین و یا در ارتفاع قرار داد و کود و محلول های غذایی در طول گاتر توسط لوله ای انتقال پخش می گردد. انتقال بیماری ها در این روش به دلیل یکپارچه بودن بستر زیاد اما مدیریت آن آسان می باشد .

روش گاتر کشت مزایای گاتر کشت : مدیریت آن آسان می باشد هزینه اجرایی آن پایین می باشد مدیریت آبیاری آسان است

بستر های کشت به طور کلی بستر های کشت هیدروپونیک به 2 دسته تقسیم می شوند : بستر های غیر آلی (ماسه ، شن ، پرلیت ، پومیس ، لیکا ، ورمی کولیت و ... ) بستر های آلی ( پوست کاج ، کوکوپیت ، پیت ماس و ... )

بستر های غیرآلی پرلیت: پرلیت یک ماده معدنی سفید مایل به خاکستری رنگ است که منشاء آتشفشانی دارد . ماده ای با ترکیب سیلیکات آلومینیوم پتاسیم و سدیمی است .این ماده دارای pH تقریبا خنثی 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 .

بستر های غیرآلی پرلیت: 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 .

بستر های غیرآلی پومیس : 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 . ترکیب پومیس با پیت ماس به نسبت 1;1 و 2:1 محیط کشت مناسبی برای گیاهان بوجود می آورد .

بستر های غیرآلی لیکا : لیکا مخفف عبارت Light Expanded Clay Aggregate و به مفهوم دانه رس سبک منبسط شده می باشد . 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 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 .

بستر های آلی پیت ماس : 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. 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 .

بستر های آلی پیت هیپنوم : بقایای تقریباً تجزیه شده گونه های خزه Hypnum می باشد . pH آن برابر 5 تا 7 و محتویات فیبر آن 33% است. پیت ماس اسفاگنوم : 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. پیت نی و جَگَن : بقایای تقریباً تجزیه شده حاصل از نی و جگن ، علفها و سایر گیاهان باتلاقی بوده و pH آن برابر با 4 تا 5/7 است .

بستر های آلی کوکوپیت : 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 . 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.

بستر های آلی 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 .