با رشد روزافزون جمعیت جهان و نیاز به تولید بیشتر و سالم‌تر محصولات کشاورزی، استفاده از فناوری‌های نوین در بخش کشاورزی امری اجتناب‌ناپذیر شده است. یکی از این فناوری‌ها، استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه به عنوان عامل ضد عفونی کننده، آفت‌کش طبیعی و بهبود دهنده کیفیت آب و خاک است. ازن به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در سال‌های اخیر مورد توجه ویژه‌ای در صنعت کشاورزی و به‌ویژه در گلخانه‌ها قرار گرفته است.
تاثیر مستقیم ازن بر روی انواع میکروارگانیسم ها همچون قارچ ها، باکتری‌ها و ویروس ها کاملاً شناخته شده است. ازن باکتری‌هایی مانند سودوموناس، فلاوباکتریوم، استرپتوکوک، لژیونلا را نابود می کند. در موارد خاص که قارچ ها و باکتری‌ها عامل اصلی تخریب سبزیجات هستند، ازن زنی در برابر این میکروارگانیسم هایی که قادر به انتشار و تولید مثل در شرایط سخت و شدید هستند نیز بسیار مؤثر است. همچنین ازن ساز برای گندزدایی آب جهت آبیاری درختان میوه، تاکستان‌ها و… در جلوگیری از بیماری های کشنده بسیار مفید است.
دلایل استفاده از ازن در کشاورزی
استفاده از ازن در کشاورزی به دلایل متعددی مورد توجه قرار گرفته است، از جمله:
- ضد عفونی طبیعی بدون باقیماندن مواد شیمیایی: بر خلاف بسیاری از سموم و کودهای شیمیایی، ازن پس از واکنش با عوامل بیماری‌زا به اکسیژن بازمی‌گردد و هیچگونه باقیمانده سمی در محیط باقی نمی‌گذارد.
- کاهش وابستگی به سموم شیمیایی: استفاده از ازن می‌تواند نیاز به آفت‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها و ضد عفونی‌کننده‌های شیمیایی را به شدت کاهش دهد.
- افزایش سلامت و ایمنی محصولات کشاورزی: ازن می‌تواند موجب بهبود کیفیت ظاهری، طعم و ماندگاری محصولات شود.
کاربردهای ازن در گلخانه و کشاورزی
گاز ازن یکی از مواد مؤثر و چندکاره در گلخانه و کشاورزی می باشد که به دلیل خاصیت ضد عفونی‌کنندگی قوی، در سال‌های اخیر کاربردهای زیادی پیدا کرده است. در ادامه مهم‌ترین موارد استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه را توضیح می دهیم.
ضد عفونی آب آبیاری
یکی از مهم‌ترین کاربردهای ازن در گلخانه، تصفیه و ضد عفونی آب آبیاری است. آب مورد استفاده در آبیاری، به ویژه در سیستم‌های هیدروپونیک، ممکن است حاوی انواع میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها باشد. ازن با قدرت اکسیدکنندگی بالا می‌تواند این عوامل بیماری‌زا را به‌سرعت از بین ببرد، بدون اینکه مانند دستگاه کلرزن مواد شیمیایی باقیمانده و سمی در آب ایجاد کند. این ویژگی باعث می‌شود که سلامت ریشه‌ها حفظ شده و رشد گیاه بهبود یابد.
ضد عفونی خاک
ازن به صورت گازی می‌تواند برای ضد عفونی خاک در مناطقی که با آلودگی‌های قارچی یا باکتریایی روبرو هستند استفاده شود. با تزریق ازن به داخل بستر کشت، بسیاری از بیماری‌های خاک‌زاد مانند فوزاریوم یا پیتیوم کنترل می‌شوند. این روش بدون نیاز به مواد شیمیایی خطرناک، خاک را برای کشت‌های بعدی آماده می‌سازد و تعادل میکروبی خاک را بهبود می‌دهد.
ضد عفونی تجهیزات و فضای گلخانه
ازن می‌تواند برای ضد عفونی سطوح مختلف در گلخانه مانند دیواره‌ها، کف، ابزارها و حتی هوای محیط مورد استفاده قرار گیرد. در زمان‌هایی که گلخانه خالی از گیاه است، گاز ازن بطور کامل پخش می‌شود و تمامی عوامل بیماری‌زا را از بین می‌برد. از آنجایی که ازن پس از مدتی به اکسیژن تجزیه می‌شود، نگرانی از بابت باقیماندن آن در محیط وجود ندارد.
کنترل آفات و بیماری‌های گیاهی
استفاده دقیق و کنترل شده از ازن می‌تواند به کاهش شیوع بیماری‌های قارچی مانند کپک خاکستری و سفیدک‌ها کمک کند. در برخی پژوهش‌ها مشاهده شده که ازن با تحریک سیستم دفاعی گیاه، مقاومت آن را در برابر عوامل بیماری‌زا افزایش می‌دهد. البته این کار باید با احتیاط و در مقادیر دقیق انجام شود تا به بافت گیاه آسیب نرسد.
افزایش اکسیژن خاک
ازن بعد از تجزیه شدن به اکسیژن تبدیل می‌شود. این اکسیژن آزاد شده باعث بهبود تهویه خاک و افزایش دسترسی ریشه‌ها به اکسیژن می‌شود. همچنین میکروارگانیسم‌های مفید خاک مانند باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن در حضور اکسیژن بهتر فعالیت می‌کنند و در نتیجه سلامت ریشه و رشد گیاه تقویت می‌شود.
افزایش ماندگاری محصولات پس از برداشت
شستشوی محصولات برداشت شده مانند میوه‌ها و سبزیجات با آب حاوی ازن، یکی از روش‌های طبیعی و ایمن برای افزایش ماندگاری آنهاست. این روش با کاهش بار میکروبی سطح محصول، از فساد زودهنگام جلوگیری می‌کند. در سردخانه‌ها نیز ازن به‌صورت گاز برای ضد عفونی هوا و کنترل رشد قارچ‌ها مانند کپک استفاده می‌شود، که در نهایت موجب حفظ کیفیت محصول تا زمان مصرف می‌گردد.
مزایای استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه
- افزایش سرعت رشد برخی از محصولات مانند گوجه فرنگی، گندم، توت فرنگی، کلم بروکلی، صیفی جات
- از بین بردن انگل خاک و کنترل علفهای هرز و محافظت در برابر بیماری ها
- کاهش مصرف کود
- تصفیه فاضلاب تولیدی کشاورزی
- ازن تقریباً عفونت ناشی از میکروارگانیسم را از بین می برد و در عوض از نظر میزان، وزن، اندازه، قدرت، ارزش و طعم مغذی محصول بهتری را ارائه می‌دهد.
- ازن برای محیط زیست بی خطر است زیرا بر خلاف سایر سموم دفع آفات و کودها پس از تاثیر روی آفات مجدد به اکسیژن تبدیل می‌شود و هیچگونه ماده مضری باقی نمی گذارد.
- استفاده از آب ازنه برای آبیاری باعث می‌شود گیاهان با شدت بیشتری رشد کنند و از هر نوع بیماری مسری محفوظ باشند.
- استفاده از گاز ازن جهت تصفیه آب زهکشی برای استفاده دوباره در کشاورزی
- رفع آلودگی‌های خاک و جایگزین مناسب برای متیل بروماید
- آزاد کردن اکسیژن در محیط ریشه
- رفع اثر گوگرد و کاهش مصرف کود
- رفع اثر عنصر سمی کلر بر گیاهان
- کنترل علفهای هرز
- کاهش درجه اسیدیته آب
- افزایش طول عمر نگهداری گل‌های زینتی
معایب و محدودیت‌های استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه
با وجود تمام مزایا، استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه نیازمند دقت بالا و دانش فنی مناسب است:
- غلظت بالا ازن می‌تواند برای گیاهان و انسان‌ها سمی باشد.
- نیاز به تجهیزات تخصصی برای تولید و تزریق ازن وجود دارد.
- برای برخی گیاهان حساس، استفاده از ازن باید با احتیاط بیشتری صورت گیرد.
- هزینه اولیه خرید تجهیزات ممکن است بالا باشد، اما در بلندمدت صرفه جویی قابل توجهی ایجاد می‌شود.
کاربرد ازن ژنراتور در هیدروپونیک
هیدروپونیک روشی برای رشد گیاهان با استفاده از محلولهای معدنی مواد مغذی، در آب بدون خاک است. بسیاری از باغداران هیدروپونیک با بوی گیاه، قالب، کپک و حتی کنه‌هایی که هوا را آلوده می‌کند، مشکلاتی را تجربه کرده اند.
کاربردهای دستگاه ازن ساز در صنعت هیدروپونیک عبارتند از:
- ضدعفونی آب شیرین در مخزن نگهدارنده، قبل از استفاده از آن در سیستم هیدروپونیک (تصفیه آب)
- ضد عفونی کردن محلول حاوی مواد مغذی هیدروپونیک در مخزن اختلاط (کنترل پاتوژن، کنترل جلبک)
- سالم سازی آب مورد استفاده در تجهیزات بسته بندی یا فرآوری
- برای پاکسازی هوا در گلخانه، اتاق رشد و یا اتاق بسته بندی
- ضدعفونی 100% اتاق رشد هیدروپونیک
- بازده محصول بیشتر
- افزایش سطح اکسیژن
- کشتن باکتری‌ها و اسپورها
- جلوگیری از پوسیدگی جوانه
- کشتن کنه‌های عنکبوتی و سایر حشرات آفات
- کشته شدن کپک و قارچ ها
- از بین رفتن میکروب‌ها، جلبک‌ها و پاتوژنهای متولد شده ریشه
- از بین رفتن هیدروژن سولفید
- از بین رفتن همه بوها
هنگامی که از گاز ازن برای تصفیه محلول مواد مغذی در مخزن مخلوط کننده هیدروپونیک استفاده می‌شود، یک انژکتور ونتوری روی بای پس پمپ آبیاری نصب می‌شود تا گاز از دستگاه ازن ساز خارج و بلافاصله از طریق فرآیند اکسیداسیون، ضد عفونی شدن آب مخزن آغاز شود.
مقایسه ازن با سایر روش‌های ضد عفونی و کنترل آفات
مقایسه ازن با سایر روش‌های ضدعفونی و کنترل آفات در کشاورزی و گلخانه‌ها، به خوبی نشان می‌دهد که این گاز یک گزینه‌ی نوین، مؤثر و زیست سازگار است. در ادامه، به بررسی ازن در برابر چند روش رایج دیگر می‌پردازیم.
مقایسه ازن با سموم شیمیایی
در مقایسه با سموم شیمیایی مانند آفت‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها، ازن از چند جنبه برتری دارد. نخست آنکه ازن بدون بر جای گذاشتن پسماندهای شیمیایی، تنها به اکسیژن تجزیه می‌شود و بنابراین آسیبی به محیط زیست یا سلامت انسان وارد نمی‌سازد. در حالی که بسیاری از سموم شیمیایی پس از مصرف، باقیمانده‌هایی سمی روی محصول یا در خاک و آب باقی می‌گذارند که می‌توانند برای سلامت انسان و سایر موجودات مضر باشند.
افزون بر این، استفاده مکرر از سموم ممکن است منجر به ایجاد مقاومت در آفات و عوامل بیماری‌زا شود، در حالی که ساز و کار تخریب سلولی ازن، امکان ایجاد چنین مقاومتی را از بین می‌برد. همچنین، گر چه هزینه اولیه راه‌اندازی سیستم ازن‌زنی ممکن است بالا به نظر برسد، اما در بلندمدت از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
مقایسه ازن با اشعه ماوراء بنفش (UV)
اشعه ماوراء بنفش یکی از روش‌های مرسوم ضد عفونی در آب و هوا است. با این حال، عملکرد این روش محدود به خطوط دید مستقیم بوده و در سطوح سایه‌دار یا نقاطی که اشعه به آنها نمی‌رسد، کارایی نخواهد داشت. در مقابل، ازن به عنوان یک گاز، توانایی نفوذ به تمام فضاها از جمله ترک‌ها، سطوح پنهان و بخش‌های دور از دسترس را داراست و می‌تواند ضد عفونی یکنواخت‌تری در گلخانه ها و کشاورزی ارائه دهد.
هر دو روش نیازمند رعایت اصول ایمنی هستند، اما ازن به علت قدرت بالای اکسیداسیون، باید با دقت بیشتری از نظر میزان غلظت و زمان تماس کنترل شود.
مقایسه ازن با ضد عفونی کننده‌های شیمیایی مانند آب اکسیژنه
آب اکسیژنه (H₂O₂) و سایر مواد ضد عفونی کننده مشابه نظیر هیپوکلریت سدیم (آب ژاول) نیز در برخی موارد برای ضد عفونی استفاده می‌شوند. این مواد عمدتاً به صورت مایع مصرف می‌شوند و نیاز به تماس مستقیم با سطح دارند. در حالی که ازن، چه به صورت گاز و چه محلول در آب، می‌تواند سطوح را بدون نیاز به تماس مستقیم ضد عفونی کند.
همچنین قدرت اکسیدکنندگی ازن از این مواد بالاتر است و پس از انجام عمل ضد عفونی، هیچگونه ماده باقیمانده‌ای در محیط بر جای نمی‌گذارد. این ویژگی ازن را به گزینه ای مطلوب برای استفاده در سیستم‌های تولید محصولات ارگانیک و پایدار بدل می‌سازد.
نحوه استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه
برای استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه‌ها، روش‌ها و تجهیزات خاصی باید به کار گرفته شود. در اینجا نحوه استفاده از ازن در این زمینه‌ها را توضیح می‌دهیم.
- اولین قدم برای استفاده از ازن، تولید آن با استفاده از دستگاه‌های اوزن‌ساز است. بسته به نیاز، ازن تولیدی می‌تواند در سیستم‌های مختلف مانند آبیاری، تهویه فضای گلخانه ها یا تصفیه آب کشاورزی به کار رود.
- برای ضد عفونی کردن هوا و کنترل آفات و بیماری‌ها در گلخانه‌ها، ازن به طور مستمر به فضای گلخانه دمیده شده و باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها را از بین می‌برند. این سیستم‌ها معمولاً به گونه ای طراحی می‌شوند که ازن به میزان مناسب وارد گلخانه شود و از آسیب به گیاهان جلوگیری کند.
- در کشاورزی و آبیاری گلخانه‌ها، ازن می‌تواند برای تصفیه آب استفاده شود. این سیستم‌ها، ازن را به طور مستقیم به خطوط آبیاری تزریق می‌کنند. دستگاه‌های تزریق ازن ویژه‌ای برای این کار وجود دارند که ازن را به آب آبیاری اضافه می‌کنند. این روش به حذف آلودگی‌ها، پاتوژن‌ها و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از آب کمک می‌کند.
- ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده طبیعی می‌تواند در بهبود کیفیت خاک و جلوگیری از بیماری‌ها و آفات موجود در خاک استفاده شود. در این روش، ازن از طریق سیستم‌های تهویه به طور مستقیم به سطح خاک منتقل می‌شود و به کاهش پاتوژن‌ها و قارچ‌ها در خاک مزارع، باغات و گلخانه ها کمک می‌کند.
- برای کنترل محیط در تونل‌های کشت، از ازن استفاده می‌شود که گاز ازن را به صورت مداوم در محیط تزریق می‌کنند. این روش نه تنها کیفیت هوا را بهبود می‌بخشد، بلکه موجب کاهش آلودگی‌های محیطی و بهبود سلامت گیاهان می‌شود.
- استفاده از ازن باید با دقت و کنترل صورت گیرد. سیستم‌های اتوماتیک اندازه‌گیری غلظت ازن برای این منظور وجود دارند که به طور مداوم سطح ازن را در محیط اندازه‌گیری کرده و در صورت نیاز مقدار آن را تنظیم می‌کنند. این کار به جلوگیری از آسیب به گیاهان و حفظ شرایط بهینه برای رشد آنها کمک می‌کند.
نکات ایمنی استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه
استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه به‌عنوان یک روش مؤثر برای ضد عفونی آب، هوا، خاک و سطوح شناخته شده است، اما چون ازن گازی بسیار واکنش‌پذیر و سمی است، رعایت نکات ایمنی در هنگام کار با آن بسیار ضروری است. در ادامه مهم‌ترین نکات ایمنی برای استفاده از ازن در کشاورزی و گلخانه را شرح می دهیم.
تهویه مناسب محیط
ازن گازی بسیار واکنش‌پذیر و تحریک‌کننده است و در صورت تجمع در فضاهای بسته می‌تواند باعث آسیب‌های تنفسی و چشمی شود. به همین دلیل در هنگام استفاده از ازن در گلخانه یا هر فضای بسته‌ای، وجود یک سیستم تهویه قوی و مداوم شبیه اگزاست فن ضروری است. این سیستم باید بتواند به‌سرعت ازن باقیمانده در هوا را تخلیه کند تا شرایط ایمن برای ورود انسان‌ها فراهم شود. اگر از ازن در شب یا هنگام بسته بودن درها استفاده می‌شود، باید تا صبح گاز بطور کامل تهویه شود.
زمان‌بندی صحیح تزریق ازن در کشاورزی
یکی از مهم‌ترین اصول ایمنی، انتخاب زمان مناسب برای تزریق ازن است. ازن باید در زمانی به کار رود که هیچ انسانی در محیط حضور نداشته باشد. معمولاً از سیستم‌های ازن‌زنی در شب یا ساعات غیر کاری استفاده می‌شود. پس از اتمام فرایند، باید زمان کافی برای تهویه کامل در نظر گرفت. حداقل بین 30 تا 60 دقیقه زمان لازم است تا غلظت ازن گلخانه و انبارهای میوه به سطح ایمن بازگردد.
کنترل و مانیتورینگ غلظت ازن
برای اطمینان از ایمنی اپراتورها و گیاهان، لازم است که غلظت ازن در محیط با استفاده از دستگاه‌های مانیتور تخصصی به‌صورت مداوم اندازه‌گیری شود. غلظت ازن نباید از حد مجاز تعیین شده برای محیط‌های کاری (معمولاً 0.1ppm در بازه 8 ساعته) فراتر رود. در سیستم‌های آبیاری نیز باید دقت کرد که ازن به طور کامل در آب حل شده باشد و گاز اضافی وارد هوای محیط نشود.
استفاده از تجهیزات حفاظت فردی
در مواقعی که احتمال تماس با ازن وجود دارد، اپراتورها باید از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده کنند. این تجهیزات شامل ماسک‌های مخصوص گازهای اکسید کننده، دستکش مقاوم، لباس کار و عینک محافظ است. این وسایل کمک می‌کنند تا تماس مستقیم با ازن به حداقل برسد و خطرات احتمالی کاهش یابد.
سیستم‌های ایمنی خودکار
برای جلوگیری از بروز حوادث ناشی از افزایش ناگهانی غلظت ازن، وجود سیستم‌های هشدار دهنده و قطع کننده خودکار در تجهیزات تزریق ازن ضروری است. این سیستم‌ها در صورت افزایش بیش از حد غلظت گاز یا بروز نقص فنی، بطور خودکار عملیات را متوقف می‌کنند و اپراتور را مطلع می‌سازند.
عدم تماس مستقیم با انسان یا گیاه در زمان تزریق گاز ازن
ازن با وجود خواص ضد عفونی کننده، اگر بطور مستقیم با انسان یا گیاه تماس پیدا کند، می‌تواند خطرناک باشد. تماس بیش از حد ازن با گیاهان باعث سوختگی برگ‌ها، کاهش فتوسنتز و آسیب‌های سلولی می‌شود. بنابراین هنگام استفاده از ازن باید مطمئن شد که هیچ کسی در گلخانه حضور ندارد و ازن بصورت مستقیم با گیاه در تماس نباشد، مگر در دُزهای مشخص و کنترل شده.
استفاده ایمن از ازن در آب
در مواردی که ازن برای ضد عفونی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند مه‌پاشی یا آبیاری، باید از تجهیزات مقاوم به خوردگی استفاده شود، چون ازن با بسیاری از مواد معمول واکنش نشان می‌دهد. همچنین باید سیستم‌هایی نصب شود که گاز ازن بطور کامل در آب حل شود و هیچ گاز آزاد نشده‌ای وارد محیط نشود، زیرا این گاز آزاد می‌تواند هم برای انسان خطرناک باشد و هم تجهیزات را فرسوده کند.
گاز ازن به‌عنوان یک ابزار نوین، کم‌خطر و دوست‌دار محیط زیست، توانسته جایگاه مناسبی در صنعت کشاورزی و گلخانه‌ای پیدا کند. از ض دعفونی خاک و آب گرفته تا تصفیه هوای گلخانه و افزایش ماندگاری میوه ها و سبزیجات پس از برداشت، ازن کاربردهای متنوع و مؤثری دارد. با توجه به افزایش نیاز به تولید سالم، پایدار و ایمن غذایی، آینده استفاده از این فناوری روشن به نظر می‌رسد. با آموزش صحیح و به‌کارگیری علمی از ازن، می‌توان به تحولی بزرگ در کشاورزی مدرن دست یافت.
