نمو الحمضيات في الثلوج باستخدام البيوت الزجاجية الحرارية في نبراسكا

BY & FILED UNDER GENERAL, PLANTS, DESIGN

        يقول ساعي البريد المسؤول عن بناء البيوت الزجاجية في الثلج رس فينتش بأننا نستطيع  زراعة أفضل أنواع الحمضيات في العالم هنا في السهول المرتفعة. يقوم رس بذلك بإنفاق 1 دولار في اليوم في تكاليف الطاقة.

تقام مظلة من الليمون والجريب فروت والبرتقال والتين الأخضر وعناقيد العنب في بستان الحمضيات مع الأشجار في ولاية نبراسكا. يتم عمل ذلك في الداخل وذلك باستخدام التكنولوجيا وذلك باستخدام الصنابير في صلب الطاقة الخاصة بالأرض, وذلك باستخدام تدفئة البيوت الزجاجية الحرارية في الشتاء والتبريد في الصيف. هذه التكنولوجيا التي تستخدم البيوت الزجاجية يرجع بها الفضل إلى رس فينتش ، لقد قام بعمل هذه البيوت الزجاجية في الثلج ، لقد قام أولاً ببناء أول بيت زجاجي في الشتاء منذ أكثر من 20 سنة كما قام بربطها بمنزله.

تعد أشجار البرتقال مشهداً نادراً في ولاية نبراسكا ويرجع فينش السبب وراء نمو الحمضيات كان طريقة لإثبات مدى فعالية البيت الزجاجي الحراري. قام فينش بزراعة أنواع عديدة من النباتات وقام بمراقبة نموها. فكان من النباتات ما بقي على قيد الحياة وما مات منها. مع هذا النهج كان قادراً على إظهار قدرتهم على زراعة النباتات الاستوائية.

نظام التدفئة الحرارية للبيت الزجاجي

الماء والتربة تحت الأرض تحتوي على مستودع هائل من الطاقة الحرارية. إن أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية تعمل على استعادة هذه الطاقة وتحويلها إلى الحرارة التي يمكن أن تستخدم في البيوت الزجاجية وغيرها من المباني. يمكن تصنيف الحرارة الأرضية لثلاثة أقسام لكن المثالي للبيت الزجاجي هو درجة الحرارة المنخفضة 50 درجة فهرنهايت.

إن درجة حرارة سطح التربة تختلف اختلافاً كبيراً على مدار العام كما تختلف درجة حرارة الهواء. إن عمق التربة 10-12 الأكثر مناسبة لدرجة الحرارة 50 درجة فهرنهايت مع اختلاف 6 درجات فهرنهايت فوق وتحت المستوى. وأيضاُ تستغرق وقت حوالي 8 أسابيع بين أقصى درجة حرارة للسطح وأقصى درجة حرارة للتربة على 12 مستوى التي تساعد في تدفئة الشتاء وتبريد الصيف. إن درجة الحرارة المناسبة لزراعة الأعشاب والنباتات وبعض الخضار من 32-45 درجة فهرنهايت.

greenhouse-nebraska-2-300x16811

لتدفئة البيوت الزجاجية لدرجة حرارة عالية فإن الحاجة لمضخة حرارة أمر ضروري جداً. كما أنها متاحة لأنظمة الهواء للهواء, والهواء للماء, والماء للماء, والماء للهواء.

الطقس لا يبقى دافئاً في البيوت الزجاجية طوال الوقت. لكن بالرغم من برودة الشتاء في نبراسكا إلا أن نظام التدفئة الحرارية الأرضية يحافظ على أشجار البرتقال دافئة. عن الشيء المهم الذي يحاولون تنفيذه هو إبقاء درجة الحرارة في الشتاء 28 درجة. يقول فينتش أنه ليس لدينا نظام تدفئة احتياطي, وأن المصدر الوحيد للحرارة هو حرارة الأرض التي تبلغ 52 درجة على عمق 8 أقدام.

إن الأنابيب البلاستيكية الموجودة على الشبكة الأرضية خارج البيت الزجاجي على عمق 8 أقدام بحيث تبقى الحرارة حول معدلها السنوي بحوالي 52 درجة. تقوم مروحة بتحريك الهواء خلال الأنابيب حتى تصل إلى البيت الزجاجي لتتحول إما إلى حرارة أو برودة.

صديق البيئة

لا وجود للسخانات الكهربائية فقط محرك صغير يدير مروحة صغيرة. وهذا يجعل هذه التكنولوجيا الصديقة للبيئة مع الحد الأدنى لانبعاثات الكربون. هذا يعني أن البيت الزجاجي يستهلك طاقة منخفضة فقط مما يجعل التكاليف متدينة حوالي 1 دولار في اليوم, كانت الحاجة للاستغناء عن الوقود الأحفوري للتحكم بالمناخ داخل البيوت الزجاجية. البيوت الزجاجية التجارية تستخدم سخانات حرق الغاز ومراوح كبيرة للحفاظ على البخار للتخلص من الأشياء التي تلوث البيئة وانبعاث كميات كبيرة من الكربون والتي تعمل على تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري.

 يعد غاز ثاني أكسيد الكربون هو الغاز الرئيسي المستخدم في الدفيئة الزراعية المنبعثة من الأنشطة البشرية. في عام 2013, بلغت نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون حوالي 82% من الغازات المنبعثة في الدفيئات الزراعية. يعتبر ثاني أكسيد الكربون جزء أساسي من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي (دورة الكربون الطبيعية في الغلاف الجوي, والمحيطات, والتربة والنباتات, والحيوانات). الأنشطة الإنسانية استبدلت دورة الكربون بإضافة المزيد من غاز ثاني أكسيد الكربون للغلاف الجوي و التأثير على قدرة المصارف الطبيعية, مثل الغابات, لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. في حين تأتي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي تأتي من مصادر الطبيعة المتعددة ، الأنشطة البشرية هي المسؤولة عن ازدياد الغاز في الغلاف الجوي منذ الثورة الصناعية.

بالكاد تستطيع الدفيئة الزراعية أن تعمل طوال العام في السهول المرتفعات السهلية الشمالية بسبب الأحوال الجوية. تكاليف الطاقة ستكون مرتفعة جداً لحصول ذلك طوال العام. ولكن من خلال الاستفادة من حرارة الأرض تمكن فينش من تقليص التكاليف.  وهذا من شأنه أن يكون مثاليا لتلك المناطق وخاصة في أجزاء البلاد ذات الشتاء البارد.

إن عمل فينش الأساسي هو بيع تصميم الدفيئة الزراعية لكنه أيضاً يقوم بزراعة مئات الأطنان من الفاكهة كل عام لبيعها في الأسواق الزراعية المحلية. تكلف الدفيئة الزراعية ما يقارب 22000 دولار لبنائها. حتى الآن تم بناء 17 دفيئة في 6 دول وواحدة في ألبرتا في كندا. وهذا يشمل واحدة بالقرب من الأليانس في نبراسكا ، مدرسة ثانوية يقوم فيها الطلاب بزراعة الطماطم والخيار والعديد من الخضار المتنوعة لتأمين وجبة الغداء للمدرسة.

يؤمن فينش بفكرة التدفئة الحرارية الأرضية للدفيئة الزراعية. وقد أشار إلى التحديات في زراعة الفواكه التقليدية مع الأمراض التي تهدد البساتين في ولايات فلوريدا وكاليفورنيا و تكساس للبحث عن مصادر مياه جديدة. ولقد استفسر عن امكانية صناعة الحمضيات في منتصف أمريكا.

 يقول فينش ” أننا ليس فقط نستطيع زراعة الفواكه بثمن قليل وأرض رخيصة, لقد حصلنا على الماء ووفرة أشعة الشمس ولن تحصل على تكاليف وسائل النقل. نحن نستطيع زراعة أفضل أنواع الحمضيات في العالم هنا على هذه السهول المرتفعة “.

من الصعب تخيل صفوف الدفيئات الزراعية ووقد تحتاج إلى استبدال بساتين الحمضيات في فلوريدا. لكن ايجاد مكان لزراعة البرتقال في نبراسكا مع القليل من أشعة الشمس وحرارة الأرض. إن استخدام حرارة الأرض اصبح شائعاً للتطبيقات السكانية والتجارية. ويرجع ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الدفيئات الزراعية, مضخات الحرارة مهمة جداً. المعدات المتواجدة حالياً موثقة أكثر ومنخفضة التكاليف بشكل أكبر من ذي قبل. . حيث هناك حاجة إلى درجات حرارة منخفضة ، مثل الحفاظ على درجة حرارة الهواء فوق درجة التجمد ، والاستخدام المباشر للحرارة. وبينما تزداد تكلفة الوقود الأحفوري ، والاسترداد لأنظمة التدفئة البديلة.

المصادر

http://ipm.uconn.edu/documents/raw2/html/660.php?aid=660

http://civileats.com/2016/01/29/step-inside-a-citrus-grove-in-a-geothermal-nebraska-greenhouse-video/