ترمودینامیک و ویژگی‌های گیاهان

می‌توان فصل رشد و برداشت محصولات را با روش‌هایی افزایش داد که از دو هدف راهبردی اصلی ناشی می‌شوند:

1. محافظت از محصولات در برابر آسیب ناشی از گرما یا سرمای شدید.
2. تقویت رشد محصولات در شرایط نامساعد آب‌وهوایی، با هدف رسیدگی سریع‌تر و دستیابی به کیفیت بالاتر.

اغلب یک روش بر بیش از یکی از این اهداف اثر می‌گذارد. برای مثال، بستر کشت مرتفع زودتر خشک می‌شود و در بهار زودتر گرم خواهد شد؛ اما به همین دلیل، نیازمند توجه بیشتری به آبیاری است و با رسیدن تابستان ممکن است دمای خاک آن زودتر از زمین مسطح به حدی بالاتر از مقدار مطلوب برسد. چنین بستری همچنین می‌تواند سریع‌تر از زمین مسطح سرد شود. به‌عنوان مثالی دیگر، پوشش روی ردیف‌های کشت می‌تواند محصول را در برابر یخبندان محافظت کند، ولی به‌علت ایجاد آب‌وهوای مصنوعی و ملایم در زیر پوشش، ممکن است مانع شود گیاه به اندازه گیاه بدون پوشش به سرما مقاوم گردد.

اگر تولیدکنندگان اصول پایه گرما و سرما، واکنش گیاهان به تغییرات دما و تأثیر عوارض مختلف زمین و مواد پوششی محافظ بر محیط حرارتی گیاهان را بشناسند، احتمال موفقیت آنان در افزایش فصل رشد بسیار بیشتر خواهد بود.

کنترل جریان گرما

• خاک به‌عنوان مخزن گرما: زمین مخزن عظیمی از گرماست. گرمای تابیده‌شده از خاک است که هنگام پوشاندن محصولات در شب از آن‌ها محافظت می‌کند، یا از قسمت پایینی گیاهانی که تاج‌پوشش برگی مناسبی دارند حفاظت می‌کند. با سردتر شدن زمین در اواخر پاییز، گرمای تابشی آن کاهش می‌یابد؛ بنابراین تاج‌پوشش برگ یا پوشش‌های ردیفی افزوده‌شده نیز با سرد شدن زمین حفاظت کمتری ایجاد می‌کنند. در بهار، با افزایش دمای خاک، وضعیت برعکس است. خاک مرطوب نسبت به خاک خشک گرما را بیشتر هدایت و تابش می‌کند.

• نوع خاک و مالچ: خاک‌های سبک‌تر و شنی‌تر، و همچنین خاک موجود در بسترهای مرتفع، زودتر خشک و گرم می‌شوند و در اوایل بهار زودتر برای عملیات زراعی آماده خواهند شد. افزودن مواد آلی به خاک‌های رسی می‌تواند زهکشی را بهبود دهد؛ همچنین رنگ خاک را تیره‌تر می‌کند و در نتیجه خاک گرمای بیشتری جذب می‌کند. مالچ‌های تیره، مانند پلاستیک سیاه، نیز دمای خاک را بالا می‌برند. مالچ‌ها خاک را عایق می‌کنند و اجازه می‌دهند گرمای کمتری در شب از آن خارج شود؛ ازاین‌رو محصولات روی زمین مالچ‌پوش ممکن است در شب سردتر شوند.

• ابرها: ابرها مانند «پتو» عمل می‌کنند و اتلاف گرمای تابشی زمین را کند می‌سازند. پس از صاف شدن آسمان در شب، دما ممکن است ظرف یک ساعت تا ۵ تا ۱۰ درجه فارنهایت کاهش یابد. پیدایش پوشش ابری اغلب دما را افزایش می‌دهد و در شب‌های یخبندان محصول را نجات می‌دهد.

• ذخیره گرمایی آب: آب می‌تواند مقدار زیادی گرما ذخیره کند و آن را نسبتاً سریع آزاد سازد. به همین دلیل، آبیاری بارانی از بالا می‌تواند محصولات را در برابر یخبندان محافظت کند. وجود برکه‌ها یا دیگر پهنه‌های آبی نیز ریزاقلیم‌های گرم‌تری در پیرامون خود ایجاد می‌کند.

• سرمایش تبخیری: آب همچنین گرما را سریع جذب می‌کند و تبخیر آن گرما را از محیط می‌گیرد. بنابراین آبیاری بارانی در روزهای گرم می‌تواند محصولات حساس به گرما را خنک کند یا به جوانه‌زنی بذرهای حساس به گرما کمک کند.

• جهت شیب: زمین‌های دارای شیب رو به جنوب در اواخر پاییز گرم‌تر می‌مانند و در اوایل بهار زودتر گرم می‌شوند. زمین‌های رو به شرق صبح‌ها زودتر گرم می‌شوند و زمین‌های رو به غرب عصرها مدت بیشتری گرم می‌مانند.

• حرکت هوای سرد: هوای سرد سنگین‌تر از هوای گرم است، از شیب‌ها به پایین حرکت می‌کند و در زمین‌های مسطح یا گودی‌ها جمع می‌شود؛ به این نقاط معمولاً «گودال‌های یخبندان» گفته می‌شود. در شب‌های آرام و بدون باد، گرم‌ترین ریزاقلیم یک منطقه اغلب نزدیک بالای شیب است. عناصر موجود در چشم‌انداز، مانند ساختمان‌ها یا بادشکن‌های احداث‌شده، می‌توانند بر حرکت هوای سرد اثر بگذارند. بادشکن واقع در بالادست مزرعه می‌تواند از یخبندان محافظت کند؛ اما بادشکن در پایین‌دست ممکن است باعث حبس هوای سرد شود. جنگلی که از چند سمت یک مزرعه کوچک و مسطح را احاطه کرده است نیز می‌تواند مانع رسیدن هوای سرد به محصول شود.

• بادشکن‌ها و باد: بادشکن‌هایی مانند ساختمان‌ها، پرچین‌ها، ردیف‌های حصار و درختزارها از راه‌های دیگری نیز بر ریزاقلیم اثر دارند. آن‌ها می‌توانند ریزاقلیم سودمندی بسازند که گرمای حاصل از تابش خورشید در روز در آن انباشته شود. باد با افزایش تبخیر از برگ‌ها به گیاه تنش وارد می‌کند؛ همچنین ممکن است هوای سرد را به عمق تاج‌پوشش محصول یا از میان پوشش ردیفی براند. مفهوم «اثر سرمای باد» بدین معناست که هوای متحرک در مقایسه با هوای ساکن، گرما را سریع‌تر از اجسام می‌گیرد.

• توجه به پیش‌بینی هواشناسی: به یاد داشته باشید پیش‌بینی‌های هواشناسی معمولاً مربوط به مناطق شهری‌اند. در شب‌های صاف، دمای گودال‌های یخبندان روستایی ممکن است تا ۱۰ درجه فارنهایت کمتر از دمایی باشد که رسانه‌ها برای منطقه عمومی اعلام می‌کنند.

مقاومت به سرما: کدام محصولات چقدر مقاوم‌اند و در چه شرایطی؟

• اگر هوا به‌تدریج سرد شود، گیاهان به سرما سازگارتر و مقاوم‌تر می‌شوند و سرمای شدید آسیب کمتری به آن‌ها می‌زند. اگر سرمای شدید بلافاصله پس از یک دوره هوای گرم رخ دهد، به بیشتر محصولات آسیب بسیار بیشتری وارد می‌کند.
• باد با شدت متوسط نیز به مقاوم‌سازی محصولات، چه در مزرعه و چه در سینی‌های نشا، کمک می‌کند. نشاهای «نرم» که تازه به مزرعه منتقل شده‌اند، نسبت به گیاهان مقاوم‌سازی‌شده در برابر سرما آسیب‌پذیرترند.
• سطح بالای نیتروژن باعث می‌شود بافت گیاه نرم‌تر و مقاومت به سرما کمتر شود. تنش‌های مختلف و شرایط نامناسب سلامت گیاه نیز می‌توانند مقاومت را کاهش دهند.
• هر محصول پس از مقاوم‌سازی کامل، معمولاً دمای آستانه مشخصی دارد که پایین‌تر از آن آسیب می‌بیند. ارقام مختلف هر محصول از نظر مقاومت با یکدیگر تفاوت دارند؛ به همین دلیل در جدول زیر بازه دمایی ارائه شده است. برای آگاهی از درجه مقاومت هر رقم، توضیحات کاتالوگ بذر را بررسی کنید. جدول زیر بر تجربه شخصی داگ جونز استوار است.

دماهای آستانه آسیب برای محصولات متداول

محصولات حساس (با منشأ مناطق گرمسیری): همه این محصولات در دمای ۳۱ تا ۳۲ درجه فارنهایت آسیب می‌بینند. این گروه شامل همه گیاهان خانواده سیب‌زمینیان، مانند گوجه‌فرنگی و فلفل است (گیاهان جوان سیب‌زمینی ممکن است پس از یخبندان متوسط ترمیم شوند)؛ همچنین کدوییان، مانند کدو، خیار و انواع ملون؛ لوبیا، ریحان، سیب‌زمینی شیرین و ذرت (ذرت نیز ممکن است بهبود یابد).

محصولات فصل خنک: بیشتر محصولات زیر حتی در دماهای پایین‌تر از بازه ذکرشده زنده می‌مانند. اگر هدف اصلی، زنده ماندن در زمستان باشد، مقداری آسیب پذیرفتنی است؛ زیرا گیاهان معمولاً با گرم‌تر شدن هوا بهبود می‌یابند.

محصولات فصل خنک با رشد آهسته؛ چالشی ویژه در منطقه پیدمونت

در منطقه پیدمونت (ناحیه دامنه‌ای کوهستانی در کارولینای شمالی)، دو فصل با آب‌وهوای معتدل مناسب محصولات فصل خنک وجود دارد: بهار و پاییز؛ روزها در این دوره‌ها معمولاً ۶۰ تا ۷۵ درجه فارنهایت هستند. طول این فصل‌ها اغلب کمتر از ۶۰ روز است. محصولات زودرس مانند کاهو، اسفناج، برگ خردل، تربچه، نخودفرنگی بهاره و هویج پاییزه را نسبتاً آسان می‌توان در این دوره کوتاه پرورش داد. استفاده از نشا کمک می‌کند محصولات خانواده کلم نیز در بهار و پاییز کشت شوند، هرچند نشاهای پاییزه باید در مکانی سایه‌دار و نشاهای بهاره در گلخانه یا شاسی سرد پرورش یابند. محصولات بسیار کندرشد، مانند زردک، کلم بروکسل و کرفس دشوارترند. پوشش‌های ردیفی می‌توانند امکان آغاز رشد این محصولات را در اوایل بهار فراهم کنند تا قبل از آنکه هوای گرم کیفیتشان را کاهش دهد، به رشد نهایی برسند. پوشش‌ها همچنین کمک می‌کنند محصول پاییزه بدون آسیب کامل شود.

تأثیر دماهای حدی بر جوانه‌زنی و بنیه گیاهچه

یکی از محدودیت‌های کشت در اوایل بهار، اثر منفی سرمای خاک بر جوانه‌زنی است. گیاهچه‌هایی که به‌کندی از خاک خارج می‌شوند، بسیار بیشتر در معرض حمله عوامل بیماری‌زای خاکزی قرار دارند. قرار دادن پلاستیک شفاف مستقیماً روی بستر بذر می‌تواند جوانه‌زنی را تسریع کند، مشروط بر آنکه خاک بیش از حد گرم نشود.

برعکس، خاک داغ جوانه‌زنی بعضی محصولات پاییزه، به‌ویژه اسفناج، کاهو، زردک و چغندر را مهار می‌کند. برای خنک کردن خاک و محصول، از مالچ، سایه‌اندازی و/یا میکروآبپاش استفاده کنید.

تعداد روزهای لازم برای سبز شدن بذر سبزی‌ها در دماهای مختلف خاک

بذرها در عمق نیم اینچ (حدود ۱٫۲۷ سانتی‌متر) کاشته شده‌اند. اعداد داخل جدول، تعداد روز تا سبز شدن‌اند؛ دمای ستون‌ها بر حسب فارنهایت است.

راهنمای جدول: «جوانه نمی‌زند» معادل NG و علامت «—» به معنای «آزمایش نشده» است.
منبع جدول: نشریه ترویجی کشاورزی کالیفرنیا (California Agricultural Extension Leaflet).

روش‌های زراعی برای افزایش طول فصل کشت

روش‌های زراعی برای اصلاح ریزاقلیم

کارهای بسیاری برای تغییر ریزاقلیم محصول می‌توان انجام داد که نیازی به پوشش یا سازه ندارند. برخی از این راهبردها به برنامه‌ریزی بلندمدت نیاز دارند.

انتخاب محل کشت

زمین‌های شیب‌دار رو به جنوب در اواخر پاییز گرم‌تر باقی می‌مانند و در اوایل بهار زودتر گرم می‌شوند. برای بیشینه‌کردن افزایش طول فصل کشت، محلی نزدیک بالای شیب که جریان هوای سرد بتواند بدون مانع به پایین دست تخلیه شود، ایدئال است.

مدیریت خاک و رطوبت

افزودن مواد آلی، خاک‌ورزی و ایجاد بسترهای مرتفع می‌توانند زهکشی را بهبود دهند.

انتخاب رقم

• انتخاب رقم یکی از راهبردهای مهم در افزایش طول فصل کشت است. تعداد روزهای لازم از کاشت تا رسیدگی در ارقام مختلف متفاوت است و بعضی ارقام در خاک خنک بهتر از بقیه جوانه می‌زنند.
• با ترکیب تاریخ‌های کاشت پلکانی و ارقامی با زمان‌های رسیدگی متفاوت می‌توان دوره برداشت یک محصول معین را به مقدار زیادی افزایش داد.
• ارقام متحمل به گرما می‌توانند به طولانی‌تر شدن فصل برخی محصولات کمک کنند.

نشاکاری

استفاده از نشا یکی از روش‌های اصلی افزایش طول فصل کشت است و می‌تواند آغاز فصل تولید را ۳ تا ۴ هفته جلو بیندازد.

آبیاری

• افزایش یا کاهش مقدار آب خاک می‌تواند اجرای عملیات خاک‌ورزی را ممکن سازد، از ماندابی شدن منطقه ریشه جلوگیری کند و/یا به جوانه‌زنی کمک کند.
• از آبیاری بارانی از بالا می‌توان برای محافظت از محصولات در برابر یخبندان استفاده کرد. از میکروآبپاش‌ها نیز می‌توان برای خنک کردن آن‌ها بهره برد.

بادشکن‌ها

استفاده از بادشکن با کاهش اثر باد می‌تواند باعث افزایش عملکرد و تولید زودتر محصول شود. گیاهان جوان بیش از دیگر مراحل رشد در برابر آسیب باد و «سندبلاست» ناشی از ذرات شن و خاکِ حمل‌شده با باد آسیب‌پذیرند. کشت نوارهایی از چاودار در بین ردیف‌ها می‌تواند از باد و ذرات شنِ بادآورده محافظت کند. بادشکن‌ها به‌ویژه در ملون‌ها، خیار، کدو، فلفل، بادمجان، گوجه‌فرنگی و بامیه می‌توانند رشد اولیه و زودرس شدن تولید را بهبود دهند.

مهم‌ترین مزیت بادشکن، استفاده بهتر از رطوبت است. کاهش سرعت باد در محل محصول، هم تبخیر مستقیم از سطح خاک و هم تعرق گیاه را کاهش می‌دهد. این برتری از نظر رطوبت، شرایط جوانه‌زنی بذر را نیز بهتر می‌کند. بذرها سریع‌تر جوانه می‌زنند و گیاهان جوان زودتر ریشه‌دار می‌شوند. شرایط رطوبتی بهتر در سراسر فصل رشد به رشد و نمو محصول کمک می‌کند.

نوع و ارتفاع بادشکن تعیین‌کننده کارایی آن است. بادشکن می‌تواند زنده یا غیرزنده باشد. از نظر اقتصادی، برای تولید فشرده سبزی‌ها نوارهای چاودار پیشنهاد می‌شوند. به‌طور کلی، بادشکن تا فاصله‌ای برابر با ۸ برابر ارتفاع خود اثر قابل‌توجهی بر محصول دارد. نواری از چاودار با ارتفاع ۳ فوت می‌تواند تا فاصله ۲۴ فوت از سبزی‌ها محافظت کند. بادشکن باید عمود بر جهت باد غالب کاشته شود. برای استقرار مناسب و تأمین زمان کافی برای رشد قبل از آغاز فصل تولید بعدی، نوارهای چاودار باید در ماه‌های سپتامبر تا اکتبر (تقریباً شهریور تا آبان) کاشته شوند.

پوشش‌ها و سازه‌ها برای افزایش طول فصل کشت

مالچ پلاستیکی

از اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی، مالچ‌های پلاستیکی به‌صورت تجاری در تولید سبزی‌ها به کار رفته‌اند. این مالچ‌ها مزایای فراوانی برای استفاده‌کننده دارند؛ از جمله افزایش عملکرد، زودرس شدن محصول، ارتقای کیفیت، بهبود مدیریت حشرات و کنترل علف‌های هرز. آن‌ها همچنین به اجزای دیگر سامانه تولید، مانند آبیاری قطره‌ای، کمک می‌کنند با حداکثر کارایی عمل کنند. هرچند انواع مختلف سبزی‌ها را می‌توان با موفقیت زیر مالچ پلاستیکی پرورش داد، بیشترین پاسخ مثبت در طالبی و دیگر ملون‌ها، گوجه‌فرنگی، فلفل، خیار، کدو، بادمجان، هندوانه و بامیه دیده شده است. تولید توت‌فرنگی و گل‌های شاخه‌بریده نیز با استفاده از مالچ پلاستیکی بسیار بهبود می‌یابد.

مالچ پلاستیکی با تغییر تراز تابشی سطح (میزان جذب در برابر بازتاب تابش) و کاهش اتلاف آب خاک، مستقیماً بر ریزاقلیم اطراف گیاه اثر می‌گذارد. رنگ مالچ تا حد زیادی تعیین می‌کند که از نظر جذب و تابش انرژی چگونه رفتار کند و چه اثری بر ریزاقلیم اطراف یک گیاه سبزی داشته باشد. رنگ بر دمای سطح مالچ و دمای خاک زیر آن اثر دارد. عامل مهم دیگر، میزان تماس مالچ با خاک و میزان کشیده و صاف بودن آن است. این ویژگی که اغلب با «مقاومت حرارتی تماس» توصیف می‌شود، به‌شدت بر عملکرد مالچ تأثیر می‌گذارد. اگر ناهمواری سطح خاک باعث ایجاد فاصله هوایی بین پلاستیک و خاک شود، ممکن است اثر گرم‌کنندگی خاک کمتر از آن چیزی باشد که برای آن نوع مالچ انتظار می‌رود.

مالچ پلاستیکی سیاه

مالچ سیاه که رایج‌ترین رنگ در تولید سبزی‌هاست، سطحی کدر و جاذب و تابنده قوی انرژی تابشی به شمار می‌رود. بخش بزرگی از انرژی خورشیدی جذب‌شده توسط آن از راه تابش و همرفت اجباری به جو بازمی‌گردد. با بهینه کردن انتقال گرما از مالچ به خاک می‌توان کارایی گرم‌کردن خاک را افزایش داد. ازآنجاکه رسانایی حرارتی خاک نسبت به هوا زیاد است، اگر تماس بین مالچ سیاه و سطح خاک مناسب باشد، بخش زیادی از انرژی جذب‌شده توسط پلاستیک از راه رسانش به خاک منتقل می‌شود. دمای خاک در طول روز زیر مالچ سیاه، در مقایسه با خاک بدون پوشش، معمولاً در عمق ۲ اینچ حدود ۵ درجه فارنهایت و در عمق ۴ اینچ حدود ۳ درجه فارنهایت بالاتر است.

مالچ پلاستیکی شفاف

مالچ شفاف تابش خورشیدی کمی جذب می‌کند، اما ۸۵ تا ۹۵ درصد آن را عبور می‌دهد. میزان عبوردهی به ضخامت و درجه کدری پلی‌اتیلن بستگی دارد. سطح زیرین مالچ شفاف معمولاً با قطرات آبِ تقطیرشده پوشیده است. این آب در برابر تابش کوتاه‌موج ورودی شفاف است، اما تابش فروسرخ بلندموج خروجی را عبور نمی‌دهد؛ بنابراین بخش بزرگی از گرمایی که در خاک بدون پوشش با تابش فروسرخ به جو می‌رفت، زیر مالچ شفاف حفظ می‌شود. در نتیجه، دمای روزانه خاک زیر مالچ شفاف، در مقایسه با خاک بدون پوشش، معمولاً در عمق ۲ اینچ حدود ۸ تا ۱۴ درجه فارنهایت و در عمق ۴ اینچ حدود ۶ تا ۹ درجه فارنهایت بیشتر است. مالچ شفاف عمدتاً در مناطق خنک‌تر ایالات متحده، مانند ایالت‌های نیوانگلند، به کار می‌رود. علف‌های هرز ممکن است زیر این مالچ مشکل بزرگی باشند.

مالچ سفید، سفید روی سیاه یا نقره‌ای بازتابنده

این مالچ‌ها در مقایسه با خاک بدون پوشش می‌توانند اندکی دمای خاک را کاهش دهند؛ برای مثال، ۲ درجه فارنهایت در عمق ۱ اینچ و ۰٫۷ درجه فارنهایت در عمق ۴ اینچ کاهش. علت آن است که بخش بزرگی از تابش خورشیدی ورودی را به سوی تاج‌پوشش گیاه بازتاب می‌دهند. وقتی دمای خاک بالاست و هر مقدار کاهش دما سودمند است، می‌توان از این مالچ‌ها برای استقرار محصول استفاده کرد.

مالچ عبوردهنده تابش فروسرخ

این مالچ‌ها خاصیت کنترل علف هرزِ مالچ سیاه را دارند، اما از نظر افزایش دمای خاک در حد میانیِ مالچ سیاه و شفاف قرار می‌گیرند. رنگ آن‌ها می‌تواند سبز مایل به آبی یا قهوه‌ای باشد. این مالچ‌ها مانند مالچ شفاف، خاک را گرم می‌کنند، اما مشکل علف‌های هرزِ همراه با مالچ شفاف را ندارند.

مالچ قرمز

مالچ قرمز از نظر گرم کردن خاک، کنترل علف‌های هرز و حفظ رطوبت مانند مالچ سیاه عمل می‌کند، اما یک تفاوت مهم دارد. در آزمایش‌هایی در پنسیلوانیا، طی دوره‌ای سه‌ساله، عملکرد میوه قابل‌فروش گوجه‌فرنگی با این مالچ به‌طور متوسط ۱۲ درصد افزایش یافت. به نظر می‌رسد بروز بیماری بلایت زودرس در گیاهان پرورش‌یافته روی مالچ قرمز در مقایسه با مالچ سیاه کمتر است. وقتی شرایط محیطی رشد گیاه ایدئال باشد، پاسخ گوجه‌فرنگی به مالچ قرمز ناچیز است. از دیگر محصولاتی که ممکن است افزایش عملکرد نشان دهند، می‌توان به بادمجان، فلفل، ملون و توت‌فرنگی اشاره کرد.

مالچ زیست‌تخریب‌پذیر

پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر از نشاسته گیاهانی مانند ذرت، گندم و سیب‌زمینی ساخته می‌شوند و به‌وسیله میکروارگانیسم‌ها تجزیه می‌شوند. این پلاستیک‌ها در بازار از پلاستیک‌های متداول گران‌ترند، اما قیمت پایین‌تر پلاستیک‌های سنتی هزینه واقعی زیست‌محیطی آن‌ها را نشان نمی‌دهد. آزمایش‌های مزرعه‌ای در استرالیا روی گوجه‌فرنگی و فلفل نشان داده است که مالچ زیست‌تخریب‌پذیر به خوبی فیلم پلی‌اتیلنی عمل می‌کند و پس از برداشت می‌توان آن را به‌سادگی با شخم با خاک مخلوط کرد. پژوهشگران دانشگاه کرنل نیز دریافتند مالچ‌های زیست‌تخریب‌پذیر عملکرد خوبی را پشتیبانی می‌کنند؛ هرچند فیلم‌های مورد استفاده آن‌ها هنوز در ایالات متحده به‌صورت تجاری عرضه نشده‌اند. «بایوفیلم» (Bio-Film) نخستین فیلم باغبانی معرفی‌شده برای بازار آمریکا است که از نشاسته ذرت و دیگر منابع تجدیدپذیر ساخته شده و ۱۰۰ درصد زیست‌تخریب‌پذیر است. در متن اصلی ذکر شده که بایوفیلم از شرکت Dirt Works در ایالت ورمونت قابل تهیه است.

مالچ کاغذی نیز می‌تواند مزایایی مشابه پلاستیک داشته باشد و در عین حال زیست‌تخریب‌پذیر است. گروهی نوآور در ویرجینیا آزمایش‌هایی در مزارع انجام دادند تا جایگزین‌های پلاستیک را بررسی کنند. آن‌ها دمای خاک و رشد گوجه‌فرنگی را زیر مالچ‌های گوناگون، از جمله پلاستیک سیاه، کاغذ تجاری Planters Paper و کاغذ کرافت بازیافتی، مقایسه کردند. در این آزمایش‌ها، مالچ‌های پلاستیکی، کاغذی و آلی همگی عملکرد کل گوجه‌فرنگی را در مقایسه با خاک بدون پوشش افزایش دادند.

کاغذ کرافت بازیافتی به‌صورت رول‌های بزرگ و کم‌هزینه موجود است. شرکت‌کنندگان نگران بودند که این کاغذ خیلی زود تجزیه شود؛ بنابراین برای کند کردن تجزیه، آن را به روغن آغشته کردند. این کار مالچی نسبتاً شفاف ایجاد کرد و همانند پلاستیک شفاف، دمای خاک زیر آن بالاتر از دمای خاک زیر پلاستیک سیاه شد. علف‌های هرز نیز زیر مالچ شفاف به‌خوبی رشد کردند. برای کاهش رشد علف‌های هرز و پیشگیری از گرم شدن بیش‌ازحد خاک، آزمایشگران چند هفته پس از پهن کردن کاغذ روغنی، روی آن یونجه خشک قرار دادند.

Planters Paper یک مالچ کاغذی تجاری است که به‌عنوان جایگزین پلاستیک طراحی شده است. بسیاری از مزایای فیلم پلاستیکی سیاه را دارد و از امتیازهای دیگری نیز برخوردار است: آب از آن عبور می‌کند و اگر در خاک باقی بماند یا پس از فصل رشد با خاک مخلوط شود، تجزیه می‌شود. گوجه‌فرنگی‌های پرورش‌یافته با این مالچ از نظر عملکرد و زودرسی مشابه گوجه‌فرنگی‌های کشت‌شده روی پلی‌اتیلن سیاه بودند، اگرچه پلی‌اتیلن سیاه دمای خاک را اندکی بیشتر بالا برده بود. بااین‌حال، Planters Paper به‌مراتب گران‌تر از پلاستیک سیاه است، کشسانی پلاستیک را ندارد و در لبه‌هایی که با خاک محکم شده‌اند زودتر تجزیه می‌شود. در این حالت ممکن است باد کاغذ را بلند کند. برای ثابت نگه‌داشتن لبه‌ها، می‌توان به‌جای خاک از میلگرد، لوله‌های قدیمی یا سنگ استفاده کرد.
 

پوشش‌های ردیفی

دو نوع اصلی پوشش ردیفی وجود دارد:

1. پوشش ردیفی شناور: مستقیماً روی گیاهان قرار می‌گیرد و ممکن است چند ردیف کشت را بپوشاند.
2. پوشش ردیفی متکی بر کمان: گاهی «تونل کوتاه» نامیده می‌شود و معمولاً یک ردیف را می‌پوشاند.

مواد تشکیل‌دهنده پوشش‌های ردیفی نیز دو گروه اصلی دارند:

1. پلی‌اتیلن شفاف.
2. پلی‌استر یا پلی‌پروپیلنِ نبافته تولیدشده به روش اسپان‌باند (Spunbonded).

همه این پوشش‌ها با ضخامت، وزن، عرض و طول متفاوت عرضه می‌شوند. ویژگی‌های محصول، مانند حساسیت دمایی، شیوه گرده‌افشانی و عادت رشد، نوع پوشش مناسب را تعیین می‌کنند.

پوشش‌های اسپان‌باند از لایه نازکی از الیاف مصنوعی سفیدرنگ تشکیل شده‌اند که گرما را حبس می‌کنند و مانعی در برابر باد، حشرات و جانوران آسیب‌رسان به شمار می‌روند. آب باران یا آبیاری بارانی به‌راحتی از آن‌ها عبور می‌کند. وزن سطحی این پوشش‌ها از ۰٫۳ تا حدود ۲ اونس بر یارد مربع متغیر است. سبک‌ترین پوشش‌ها عمدتاً برای دور نگه‌داشتن حشرات و سنگین‌ترین پوشش‌ها برای حفاظت در برابر یخبندان استفاده می‌شوند. وزن‌های متوسط رایج بین ۰٫۵ تا ۱٫۲۵ اونس بر یارد مربع‌اند و برای افزایش طول فصل کشت محصولاتی مانند ملون، خیار، کدو، کاهو، نخودفرنگی، هویج، تربچه، سیب‌زمینی، ذرت شیرین، توت‌فرنگی و گل شاخه‌بریده مناسب‌ترند. پوشش‌های سبک‌تر از ۰٫۵ اونس در شب گرمای اندکی حفظ می‌کنند و در وزن‌های بالاتر از ۱٫۷۵ اونس، عبور نور به‌شدت کاهش می‌یابد. پوشش‌های سنگین فقط برای حفاظت شبانه در برابر یخبندان استفاده می‌شوند، زیرا نور کافی برای رشد مطلوب محصول عبور نمی‌دهند.

پوشش‌های ردیفی اسپان‌باند با وزن ۰٫۵ تا ۱٫۲۵ اونس بر یارد مربع در بهار، به میزان ۲ تا ۴ درجه فارنهایت محافظت در برابر یخبندان فراهم می‌کنند. در پاییز، این حفاظت بیشتر است؛ زیرا ذخیره گرمای خاک در پاییز از بهار بیشتر است.

پوشش‌های ردیفی شناور

نصب پوشش‌های شناور نسبت به پوشش‌های متکی بر کمان به نیروی کار بسیار کمتری نیاز دارد. هرچه عرض و طول پوشش بیشتر باشد، چون فقط لبه‌ها باید محکم شوند، میزان کار به ازای هر واحد سطح کاهش می‌یابد. عرض این پوشش‌ها از ۳ تا ۶۰ فوت و طول آن‌ها تا بیش از ۲۰۰۰ فوت متغیر است. با آنکه بیشتر محصولات را می‌توان بدون آسیب زیر پوشش شناور پرورش داد، گوجه‌فرنگی و فلفل استثنا هستند. اگر برای این محصولات پوشش اسپان‌باند با کمان‌های سیمی نگه داشته نشود، تکان خوردن آن در باد به نقاط رشد گیاهان جوان آسیب می‌زند. در کدوی تابستانه نیز هنگام وزش باد ممکن است بسیاری از برگ‌ها به‌وسیله پوشش شکسته شوند. در این سه محصول، نصب مجموعه‌ای از کمان‌های سیمی در نقاط مناسب از آسیب به گیاه جلوگیری می‌کند.

اگر پوشش‌های ردیفی همراه با پلاستیک یا نوع دیگری از مالچ استفاده نشوند، کنترل علف‌های هرز ممکن است به مشکل بزرگی تبدیل شود.

پوشش‌های ردیفی متکی بر کمان

پوشش‌های ردیفی متکی بر کمان را اغلب تونل کوتاه می‌نامند. این پوشش‌ها بسیاری از مزایای پوشش‌های شناور را دارند، اما در نوع پلاستیکیِ توصیف‌شده در این بخش، به هوا یا آب نفوذپذیر نیستند و نیروی کار بیشتری می‌طلبند. تونل‌های کوتاه چند نوع دارند. پوشش‌های شیاردار شکاف‌های ازپیش‌بریده دارند تا هوای بسیار گرم از داخل خارج شود. این شکاف‌ها در شب بسته می‌مانند؛ در نتیجه سرعت اتلاف گرما بر اثر همرفت کم می‌شود و دمای بالاتر داخل تونل بهتر حفظ خواهد شد. پوشش‌های سوراخ‌دار دارای سوراخ‌های کوچکی در فواصل حدود ۴ اینچ هستند تا هوای گرم تهویه شود. پوشش‌های سوراخ‌دار نسبت به پوشش‌های شیاردار گرمای بیشتری نگه می‌دارند. آن‌ها برای مناطق شمالی مناسب‌ترند و در روزهای آفتابی باید با دقت مدیریت شوند تا گیاهان بیش از حد گرم نشوند. این نوع تونل برای فلفل، گوجه‌فرنگی، بادمجان، بیشتر کدوییان و دیگر محصولات فصل گرم با رشد عمودی مفید است.

مشاهدات تکمیلی داگ جونز

در محیط محافظت‌شده، بدون باد و اندکی گرم‌تر زیر پوشش، محصولات در هوای سرد سریع‌تر رشد می‌کنند. نکته جالب اینکه همین اثر، مانع می‌شود گیاهان به اندازه نمونه‌های مشابه بدون پوشش در برابر سرما مقاوم شوند! برای مقابله با این موضوع، وقتی سرمای شدید پیش‌بینی شود، من پوشش دوم را اضافه می‌کنم.

در منطقه پیدمونت، بسیاری از محصولات فصل خنک را می‌توان با پوشش پارچه‌ای دارای ضخامت کافی از زمستان گذراند؛ در صورت استفاده از پارچه با وزن متوسط، یک لایه دوم اضافه می‌شود. گیاهان حتی در دوره‌های کوتاه گرمای زمستانی کمی رشد می‌کنند.

تونل‌های بلند (گلخانه‌های کمانی) یا کوتاه با یک لایه پلاستیک شفاف، در روزهای آفتابی زمستان بسیار گرم‌تر از بسترهای پوشیده از پارچه می‌شوند؛ بنابراین محصولات سریع‌تر رشد می‌کنند. اما شب‌ها هوای داخل تونل کمانی تقریباً به اندازه زیر پوشش‌های پارچه‌ای سرد می‌شود. من در سردترین شرایط، ترجیح می‌دهم داخل تونل بلند روی بستر محصولات نیمه‌مقاوم نیز پوشش ردیفی بیندازم. وقتی در روزهای آرام و آفتابی دمای هوای بیرون از ۵۰ تا ۶۰ درجه فارنهایت بالاتر می‌رود، پلاستیک شفاف باید تهویه شود؛ وگرنه محصول بیش از حد گرم خواهد شد.

برگ‌هایی که با پارچه تماس دارند، معمولاً از سرمای شدید و از بادهای شدیدی که پوشش را به عقب و جلو می‌کوبند، آسیب بیشتری می‌بینند. ساخت تونل با کمان‌های سیمی ضخیم (گیج ۹) کمک می‌کند پارچه با برگ‌ها تماس نداشته باشد. سیم‌های تقویت‌کننده بلوک‌های بتنی موسوم به «سیم نردبانی» سازه تونل پایدارتری می‌سازند. بسیار مهم است که پارچه از ابتدا تا انتها کاملاً کشیده شود و با تعداد کافی میخ نگهدارنده، خاک یا سنگ محکم گردد تا باد شدید پوشش را بلند نکند و به میان درختان نبرد. گیره‌های پلاستیکی قرمز Repins™ برای ثابت کردن پوشش بسیار مؤثرند و هنگام نیاز به دسترسی به محصول نیز به‌آسانی بیرون آورده می‌شوند.

کمان‌های سیمی برای جلوگیری از فروریختن پوشش زیر بار برف سنگین کافی نیستند. گاهی وقتی برف سنگین پیش‌بینی می‌شود، من پوشش را کاملاً برمی‌دارم و در عمل آسیب کمتری نسبت به حالتی می‌بینم که تونل زیر برف فرومی‌ریزد. خودِ برف پودری عایق خوبی است.

تونل‌های بلند (High Tunnels)

تونل بلند یا گلخانه کمانی (Hoophouse) در اصل چارچوبی قوسی یا کمان‌مانند است که با پلاستیک شفاف پوشانده شده و ارتفاع آن به‌اندازه‌ای است که فرد بتواند درون آن بایستد یا تراکتور از آن عبور کند. تونل‌های بلند سنتی صرفاً با انرژی خورشید گرم می‌شوند و برای تهویه خودکار یا سامانه گرمایشی به برق وابسته نیستند.

تونل‌های بلند سال‌هاست در اروپا، آسیا و خاورمیانه استفاده می‌شوند و محبوبیت آن‌ها در ایالات متحده به‌سرعت رو به افزایش است. چندین دانشگاه نیز اکنون درباره تونل‌های بلند پژوهش می‌کنند.

مزایای تونل‌های بلند

• محصولاتی که در تونل بلند پرورش می‌یابند معمولاً تمیزتر و باکیفیت‌تر از محصولات مزرعه فضای باز هستند.
• محصولات تونلی می‌توانند زودتر وارد بازار شوند؛ زمانی که قیمت بالاتر است. این موضوع به جذب مشتریانی وفادار برای کل فصل کمک می‌کند.
• تونل‌های بلند اجازه می‌دهند بعضی محصولات در سراسر زمستان کشت شوند و عرضه پیوسته به بازار در تمام سال ادامه یابد.
• تونل‌های بلند می‌توانند از گسترش برخی بیماری‌ها جلوگیری کنند یا سرعت انتشار آن‌ها را کاهش دهند.
• مهم‌ترین اجزای سازه گلخانه کمانی از نظر استحکام، دیواره‌های انتهایی آن هستند.

از محصولات پرورش‌یافته در تونل‌های بلند می‌توان به گل‌های شاخه‌بریده ویژه، کاهو و دیگر سبزی‌های برگی، هویج، گوجه‌فرنگی، فلفل، کدو، ملون، تمشک، توت‌فرنگی، بلوبری و گیلاس اشاره کرد. اگرچه تونل‌های بلند تا حدی از محصول در برابر دمای پایین محافظت می‌کنند، سامانه محافظت در برابر یخبندان به همان معنایی که گلخانه‌های مجهز هستند به شمار نمی‌روند. این تونل‌ها به‌طور متوسط امکان کشت محصولات فصل گرم را حدود سه هفته زودتر از فضای باز فراهم می‌کنند و می‌توانند در پاییز نیز فصل را حدود یک ماه افزایش دهند.

ساخت گلخانه‌های کمانی دشوار نیست. رایج‌ترین طرح، کمان‌های فلزی گالوانیزه متصل به پایه‌های فلزی کوبیده‌شده در زمین با فاصله ۴ فوت از یکدیگر است؛ یعنی سازه سنتی به شکل نیم‌استوانه یا «کوانست» (Quonset). استحکام اهمیت زیادی دارد و برای کمان‌ها لوله فولادی گالوانیزه ضخیم بهترین گزینه است. توصیه می‌شود فاصله کمان‌ها ۴ فوت باشد و بیشتر نشود. در اقلیم‌های برفی، تولیدکنندگان ممکن است به‌جای طرح کوانست از سازه‌ای با سقف شیب‌دار و نوک‌تیز استفاده کنند.

مقرون‌به‌صرفه‌ترین پوشش، پلی‌اتیلن مخصوص گلخانه با ضخامت ۶ میل (۶ هزارم اینچ) و مقاوم‌سازی‌شده در برابر فرابنفش (UV) است که باید ۳ تا ۵ سال عمر کند. از پلاستیک بدون محافظت UV استفاده نکنید؛ زیرا «پس از نیم فصل متلاشی می‌شود». بعضی تولیدکنندگان دو لایه پلاستیک استفاده می‌کنند.

دیواره‌های جانبی رول‌شونده که در بسیاری از تونل‌های بلند استفاده می‌شوند، روشی ساده و مؤثر برای مدیریت تهویه و کنترل دما هستند. لبه پلاستیک به لوله‌ای با قطر یک اینچ که در امتداد طول تونل قرار دارد متصل می‌شود. یک دسته کشویی Tشکل به انتهای لوله وصل می‌کنند تا پلاستیک بتواند تا ارتفاع تیر افقی کناری سازه بالا رول شود. با بالا بردن دیواره‌های جانبی و خروج گرما، تهویه کنترل می‌شود. بسته به دما و باد، ممکن است دو سمت تا ارتفاع‌های متفاوت بالا برده شوند.

مدیریت دما از راه دیواره‌های رول‌شونده بسیار مهم است. در صبح‌های آفتابی، برای جلوگیری از افزایش سریع دما باید دیواره‌ها بالا برده شوند. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، اگر دما چند ساعت بالای ۸۶ درجه فارنهایت بماند، گل‌های گوجه‌فرنگی آسیب می‌بینند. حتی در روزهای ابری نیز بالا بردن دیواره‌ها باعث تهویه و کاهش رطوبت می‌شود؛ رطوبتی که می‌تواند مشکلات بیماری‌زا ایجاد کند. عصرها باید دیواره‌ها پایین کشیده شوند تا زمانی که دمای شبانه به ۶۵ درجه فارنهایت برسد. دماسنج حداقل–حداکثر وسیله‌ای بسیار مفید برای پایش دماست.

اندازه ۲۰ در ۹۶ فوت یکی از اندازه‌های رایج میان تولیدکنندگان بازارمحور است. این ابعاد امکان گرم و خنک شدن کارآمد، فضای کشت مناسب و تهویه طبیعی کافی را فراهم می‌کند. آلیسون و پل ویدیگر از مزرعه Au Naturel در کنتاکی نیز علاوه بر دو تونل ۲۱ در ۶۰ فوت، از یک تونل بلند تجاری ۲۰ در ۹۶ فوت استفاده می‌کنند. آن‌ها معتقدند بهتر است سازه تا جایی که عملی است بزرگ ساخته شود. همچنین دریافته‌اند گیاهان نزدیک دیواره‌ها به خوبی گیاهان بخش‌های داخلی رشد نمی‌کنند. هرچه چارچوب بزرگ‌تر باشد، سهم بیشتری از مساحت کل به فضای کشت مؤثر تبدیل می‌شود. در پایان هر فصل نیز بیشتر کشاورزان فضای بیشتر می‌خواهند، نه کمتر.

بخش اعظم کشت در این تونل در بهار، پاییز و زمستان انجام می‌شود؛ یعنی زمانی که هوای بیرون خنک‌تر یا سردتر است. به باور ما، هنگام تابش خورشید، هم زمین و هم هوای درون تونل مانند مخزن گرما عمل می‌کنند. شب‌ها گرمای ذخیره‌شده را پس می‌دهند و گیاهان را حفظ می‌کنند. هرچه سازه کوچک‌تر باشد، این «چرخ‌طیار حرارتی» کوچک‌تر است و دمای داخلی نیز پایین‌تر خواهد بود.

خانواده ویدیگر برای پوشش تونل‌ها از دو لایه پلی‌اتیلن ۶ میل با عمر طراحی چهارساله استفاده می‌کنند. پنکه‌ای کوچک هوا را بین دو لایه می‌دمد و مانعی عایق در برابر سرما ایجاد می‌کند. جزئیات ساخت و مدیریت در راهنمای آنان با عنوان Walking to Spring: Using High Tunnels to Grow Produce 52 Weeks a Year («گام زدن به‌سوی بهار: استفاده از تونل‌های بلند برای تولید محصول در ۵۲ هفته سال») آمده است؛ به برگه منابع اشاره‌شده در متن اصلی مراجعه کنید.

الیوت کلمن مفهوم «تونل بلند متحرک» را در آمریکا رواج داد. این تونل‌ها روی چرخ‌های راه‌آهن قرار می‌گیرند و روی ریل‌های چوبی حرکت می‌کنند؛ بنابراین می‌توان آن‌ها را از نقطه‌ای به نقطه دیگر برد. برای مثال، ممکن است ابتدا از تونل برای شروع کشت کاهو استفاده شود. وقتی هوا در بهار به‌اندازه کافی گرم شد تا کاهو در فضای باز به‌خوبی رشد کند، تونل به محل دوم منتقل می‌شود؛ جایی که گوجه‌فرنگی کشت می‌گردد. کتاب کلمن با عنوان Four-Season Harvest («برداشت چهارفصل») جزئیات مدل تونل متحرک را توضیح می‌دهد.

سامانه‌های تونل چنددهانه‌ای هایگروو (Haygrove)

با استفاده از تونل‌های هایگروو، تولیدکنندگان نوآور به‌معنای واقعی کشتزارهای خود را می‌پوشانند تا محصولات باارزش را از یخبندان‌های آغاز و پایان فصل، باران سنگین، باد، تگرگ و بیماری‌ها محافظت کنند. چارچوب این تونل‌ها همچنین تکیه‌گاهی برای توری سایبان و توری محافظ پرندگان فراهم می‌آورد. شرکت بریتانیایی Haygrove کار خود را در سال ۱۹۸۸ با اندکی بیش از ۲ ایکر توت‌فرنگی در گلخانه‌های کمانی آغاز کرد. تا سال ۲۰۰۲، سطح زیر کشت میوه‌های نرم این شرکت، از جمله توت‌فرنگی، تمشک سیاه، انگورفرنگی قرمز و گیلاس، در زیر پوشش پلاستیکیِ انگلستان و اروپای شرقی به نزدیک ۲۵۰ ایکر رسید. این شرکت طرح جدیدی برای تونل‌های چنددهانه‌ای نیز ارائه کرد و در سراسر اروپا معادل ۳۰۰۰ ایکر تونل فروخت.

تونل‌های هایگروو اکنون در آمریکا نیز عرضه و استفاده می‌شوند. عرض هر دهانه از ۱۸ تا ۲۸ فوت است و حداقل سه دهانه عرضه می‌شود. بین دهانه‌ها دیواری وجود ندارد. طول و عرض کل سازه می‌تواند به انتخاب کشاورز باشد. رالف کرامر، نماینده شرکت در شهرستان لنکستر پنسیلوانیا، می‌گوید تونل‌هایی به کوتاهی ۶۵ فوت و به بلندی ۱۱۰۰ فوت دیده است. این تونل‌ها برای پوشاندن سطوحی از یک‌سوم ایکر تا ۱۰۰ ایکر (برای بلوبری در کالیفرنیا) استفاده شده‌اند. برخلاف گلخانه‌های معمول، لازم نیست تونل‌های هایگروو روی زمین کاملاً صاف ساخته شوند و می‌توان آن‌ها را روی شیب نیز اجرا کرد. به گفته کرامر، هزینه کمتر و تهویه بهتر از مزایای این سامانه است. در قیمت‌های ذکرشده در مقاله، هزینه هر فوت مربع ۵۵ سنت یا برای یک ایکر حدود ۲۴ هزار دلار بوده است.

نمونه محلی سامانه تونل هایگروو: مزرعه Peregrine

الکس و بتسی هیت از مزرعه Peregrine در منطقه مورد بحث، نیم ایکر تونل هایگروو (دو قطعه یک‌چهارم ایکری) خریدند و نخستین‌بار در فصل کشت ۲۰۰۴ از آن استفاده کردند. آن‌ها پیش از آغاز فصل ۲۰۰۳ قیمت گرفته بودند، اما رقم اعلام‌شده آن‌قدر بالا بود که از خرید منصرف شدند. تابستان ۲۰۰۳ به‌علت باران فراوان و بیماری، محصول گوجه‌فرنگی بسیار نامطلوبی داشتند؛ بنابراین تصمیم گرفتند این بار سرمایه‌گذاری کنند. آن‌ها کاربرد هایگروو برای تولید گل شاخه‌بریده را در کالیفرنیا و پنسیلوانیا دیده بودند. هدف اصلی‌شان استفاده از سازه به‌عنوان «خانه خشک» بود؛ یعنی خشک نگه‌داشتن گوجه‌فرنگی و بعضی گل‌ها که خیس شدن شکوفه‌هایشان مطلوب نیست، مانند لیزیانتوس، شقایق، گل استکانی (Campanula) و زبان‌درقفا (Delphinium). الکس و بتسی از قبل شش تونل بلند متحرک داشتند که برای گوجه‌فرنگی بسیار خوب کار می‌کرد، اما سازه‌ای می‌خواستند که بتوان آن را همراه تناوب زراعی جابه‌جا کرد، سطح وسیعی را پوشاند و با کشت گیاهان پوششی نیز سازگار باشد.

آن‌ها با رالف کرامر از Cramer's Posie Patch، توزیع‌کننده هایگروو در سواحل شرقی آمریکا، تماس گرفتند. چون اندازه قطعات تناوب زراعی آن‌ها یک‌چهارم ایکر بود، دو بلوک یک‌چهارم ایکری سفارش دادند. عرض هر دهانه ۲۴ فوت است. تونل‌های هایگروو از انگلستان حمل می‌شوند و رسیدن آن‌ها حدود ۸ هفته زمان می‌برد. هزینه حمل به‌تنهایی ۴۰۰۰ دلار بود؛ چه کانتینر حمل پر می‌بود، چه نباشد. خرید مشارکتی تولیدکنندگان می‌توانست هزینه حمل را کاهش دهد. هزینه کل، با احتساب حمل، ۰٫۸۵ دلار به ازای هر فوت مربع بود. انتظار می‌رفت پلاستیک حداقل دو سال دوام بیاورد؛ الکس پیش‌بینی می‌کرد دست‌کم سه سال از آن استفاده کند.

ساخت تونل‌های هایگروو: باید برای تحویل بار آماده باشید. همه اقلام باید ظرف دو ساعت تخلیه شوند؛ در غیر این صورت هزینه اضافی دریافت می‌شود. الکس بیش از پنج تُن کالا دریافت کرد! رول پلاستیک به‌تنهایی یک تُن وزن داشت. بنابراین تجهیزات مناسب برای تخلیه بار ضروری است. خانواده هیت تونل‌ها را در اکتبر ساختند و در آوریل بعد روی آن‌ها پلاستیک کشیدند. هایگروو یک نفر را برای راهنمایی ساخت می‌فرستد؛ این فرد خودِ کار عملی را انجام نمی‌دهد، بلکه روش انجام کار را توضیح می‌دهد. نماینده شرکت یک روز کامل را با خانواده هیت گذراند و چگونگی جانمایی سازه در مزرعه را نشان داد. ساخت نیم ایکر تونل با کار دو نفر در مجموع ۸۰ ساعت زمان برد. کشیدن پلاستیک روی هر دهانه نیز به چهار نفر و یک ساعت کار اضافی نیاز داشت.

خانواده هیت از یک قطعه یک‌چهارم ایکری برای گل‌های شاخه‌بریده و از قطعه دیگر برای گوجه‌فرنگی ارقام قدیمی و بومی (Heirloom) استفاده می‌کنند.

مزایای هایگروو

محافظت در برابر بیماری: الکس با سویه‌ای ناشناخته از بیماری آنتراکنوز در گوجه‌فرنگی‌هایش روبه‌رو بود که حتی متخصصان بیماری‌شناسی گیاهی را سردرگم کرده بود. در زیر تونل‌های هایگروو، بیماری ۳ تا ۴ هفته دیرتر ظاهر می‌شود. بنابراین به‌جای ۵ هفته، دوره تولید او به ۸ تا ۹ هفته رسیده و درآمدش ۳۵ درصد افزایش یافته است. با این روند، بازگشت سرمایه تونل‌ها سه سال طول می‌کشد. آن‌ها هنوز در حال بررسی‌اند که کدام محصولات برای هایگروو مناسب‌ترند. این سازه ممکن است بیماری بعضی محصولات را افزایش دهد؛ برای نمونه، گل‌های کوکب زیر هایگروو دچار سفیدک پودری شدند.

بهبود کیفیت: الکس معتقد است این تونل‌ها می‌توانند برای تولید ملون با کیفیت عالی مناسب باشند؛ زیرا مقدار بارندگی را کنترل می‌کنند و باران بیش‌ازحد اغلب قند میوه را رقیق می‌کند و باعث ترکیدن آن می‌شود. آن‌ها در سال اول زیر هایگروو ملون کاشتند و محصول بسیار خوب بود؛ تا زمانی که به‌علت نزدیک شدن توفان سهمگین مجبور شدند پلاستیک را بردارند و پس از آن همه ملون‌ها ترکیدند!

افزایش طول فصل کشت: تونل تنها بر دما اثر نمی‌گذارد، بلکه باد و رطوبت را نیز تغییر می‌دهد. دهانه‌های متعدد و بزرگ باعث می‌شوند حجم زیادی هوا در زیر سازه قرار گیرد که شب‌ها آهسته‌تر سرد می‌شود. هایگروو در اصل در انگلستان برای خشک نگه‌داشتن توت‌فرنگی طراحی شده است؛ بنابراین بیشتر برای کنترل بارندگی طراحی شده تا کنترل دما. بااین‌حال، خانواده هیت پس از کاشت گوجه‌فرنگی با یخبندان غیرمنتظره‌ای مواجه شدند؛ زمین بیرون کاملاً سفید شده بود، اما گوجه‌فرنگی‌های داخل تونل سالم ماندند.

معایب هایگروو

دشواری اجرا در زمین سنگلاخی: اگر خاک مانند زمین خانواده هیت سنگلاخی باشد، ساخت این سازه بسیار دشوار می‌شود. پایه‌ها تا عمق ۳۰ اینچ در زمین فرو می‌روند و الکس ناچار شد از چکش تخریب استفاده کند! این موضوع نه‌تنها در نصب اولیه مشکل ایجاد می‌کند، بلکه جابه‌جایی سازه را نیز دشوار می‌سازد. برای حل مشکل، خانواده هیت قصد دارند مجموعه دیگری از پایه‌های دائمی نصب کنند تا تونل‌ها به آن‌ها منتقل شوند؛ به این ترتیب می‌توانند از تناوب سه‌ساله با هایگروو استفاده کنند.

حساسیت به باد: هایگروو مانند بادبانی بزرگ در مزرعه عمل می‌کند؛ بنابراین باید بتوان با بالا بردن زیاد پلاستیک، آن را تهویه کرد. این سازه‌ها برای تحمل باد تا ۷۰ مایل بر ساعت طراحی شده‌اند. طراحی آن‌ها بر اساس شرایط انگلستان انجام شده؛ جایی که مانند منطقه مورد بحث، توفان‌های تندریِ همراه با باد و باران هم‌زمان رخ نمی‌دهند. در مزرعه هیت، برخی کمان‌ها قبلاً بر اثر جریان هوای نزولی یک توفان تندری خم شده‌اند. آن‌ها آموخته‌اند که با رسیدن اول ماه مه، با استفاده از نردبان پلاستیک را تا جای ممکن بالا ببرند و تونل‌ها را تهویه کنند. دقت می‌کنند پلاستیک هنگام رول شدن به سمت داخل جمع شود تا چین نخورد و آب جاری از بالا در آن جمع نشود؛ چون وزن آب به‌سرعت پلاستیک را پایین می‌کشد و کمان‌ها را خم می‌کند.

نامناسب بودن برای بار برف: این تونل‌ها برای تحمل وزن برف طراحی نشده‌اند و باید در زمستان پوشششان برداشته شود. هرچند می‌توان دیواره‌های جانبی و انتهایی به آن‌ها افزود، همچنان برای زمستان‌گذرانی محصولات طراحی نشده‌اند.

مدیریت آب رواناب: مانند هر گلخانه دیگر، آب فراوانی از سطح پوشش جاری می‌شود؛ بنابراین باید هنگام آماده‌سازی محل این موضوع را در نظر گرفت. اطمینان حاصل کنید آبی که از کناره‌ها سرازیر می‌شود، بین ردیف‌ها و نه روی خود ردیف‌های کشت تخلیه شود. الکس در امتداد ردیف پایه‌ها شیار کم‌عمقی حفر می‌کند و در آن گیاه پوششی می‌کارد تا آب به‌سمت مزرعه هدایت شود.

ارزیابی نهایی: اگر خانواده هیت با دانسته‌های امروز دوباره تصمیم می‌گرفتند، باز هم هایگروو می‌خریدند؟ الکس می‌گوید بله. این سازه برای آن‌ها پاسخ مشخصی به مسئله‌ای مشخص بود و از آنجا که گوجه‌فرنگی ۱۶ درصد کسب‌وکارشان را تشکیل می‌داد، حل آن مشکل ارزش سرمایه‌گذاری را داشت. اما برای کسانی که می‌خواهند کاهو را در تمام فصل پرورش دهند، هایگروو مناسب نیست و بهتر است تونل بلند معمولی تهیه کنند. هایگروو به نیروی کار نسبتاً زیادی نیاز دارد و چند سال طول می‌کشد تا روش مدیریت بهینه آن آموخته شود.

سایه‌اندازی (Shade)

اگرچه اصطلاح «افزایش طول فصل کشت» معمولاً محافظت از گیاهان در برابر سرما را به ذهن می‌آورد، اصلاح شرایط دمایی در میانه تابستان نیز می‌تواند اهمیت داشته باشد. سایه روی بستر کشت می‌تواند ریزاقلیمی خنک ایجاد کند که به جلوگیری از ساقه‌رفتن زودهنگام و تلخ‌شدن محصولات حساس به گرما، مانند کاهو و اسفناج، کمک می‌کند؛ کشت محصولات فصل گرم را در مناطقی با تابستان‌های بسیار داغ ممکن می‌سازد؛ و جوانه‌زنی محصولات فصل خنک پاییزه را سرعت می‌بخشد.

بعضی تولیدکنندگان برای ایجاد سایه خنک‌کننده، گیاهان رونده مانند کدو قلیانی را روی پنل‌های فلزی مورد استفاده در حصاربندی دام یا چارچوب‌های مشابهِ نصب‌شده بر بالای بسترها پرورش می‌دهند. پارچه‌ها و توری‌های سایبان که از فروشندگان تجهیزات گلخانه‌ای و باغبانی قابل تهیه‌اند، می‌توانند در تابستان روی کمان‌ها نصب شوند تا دمای خاک کاهش یابد و محصول در برابر آسیب باد، آفتاب‌سوختگی و خشک‌شدن محافظت شود. قرار دادن گیاه زیر ۳۰ تا ۵۰ درصد سایه در میانه تابستان می‌تواند دمای برگ را ۱۰ درجه فارنهایت یا بیشتر کاهش دهد.

توری‌ها و پارچه‌های سایبان تجاری بر اساس میزان نور خورشیدی که مسدود می‌کنند دسته‌بندی می‌شوند. برای سبزی‌هایی مانند گوجه‌فرنگی و فلفل در مناطقی با تابستان‌های بسیار گرم، از سایبان ۳۰ درصد استفاده کنید. برای کاهو، اسفناج و محصولات خانواده کلم، در مناطق گرم سایبان ۴۷ درصد و در اقلیم‌های شمالی یا ساحلی سایبان ۳۰ درصد توصیه شده است. برای گیاهان سایه‌دوست از سایبان ۶۳ درصد استفاده کنید. بالاترین تراکم سایه ذکرشده، یعنی ۸۰ درصد، اغلب بالای پاسیوها و سکوهای روباز برای خنک کردن افراد و نیز گیاهان استفاده می‌شود.

سازه‌های سایه‌بان (Shade Houses) می‌توانند در زمستان از گیاهان چندساله و گیاهان معطر/دارویی در برابر یخبندان نیز محافظت کنند. دمای داخل آن‌ها ممکن است تا ۲۰ درجه فارنهایت بالاتر از محیط بیرون باشد.