المواد المستخدمة في انشاء الصوب الزراعية

أولا: الهياكل

تتألف من قسمين متميزين هما الأساس أو الحوامل بالإضافة إلى الأسقف. وتصنع هياكل الصوب من مواد عديدة أهمها:

1- الخشب:

تعتبر الأخشاب من أول المواد استخداما في صنع هياكل الصوبة. ويوضح الشكل في الاسفل صوب جمالونية ذات هياكل خشبية. ويجب مراعاة استخدام الأنواع الجيدة من الاخشاب والمقاومة للرطوبة، نظرا لارتفاع الرطوبة النسبية داخل الصوبة. وتعتبر الصوب الجمالونية المصنوعة من الأخشاب المعالجة بيوتا ملائمة. ولكن يجب تجنب معالجة الأخشاب بمنتجات سامة للنباتات. ويمكن معالجة الأخشاب تحت الضغط بمستحضرات كيميائية خاصة.

2- الحديد:

شائع الاستخدام بعد طلاءه بمادة مانعة للصدأ. وقد يجلفن الفولاذ أيضا ويطلى لمقاومة التأكل. وينبغي حفر أساسات عميقة لدعامات الجدران الجانبية لتحملها لضغوط الرياح.

هيكل صوبة مصنوع من الانابيب الفولاذية

وقد يستخدم الخشب والأنابيب الفولاذية معا في بناء هيكل الصوبة الزراعية. فيتم صنع الهياكل الرئيسية من أعمدة أو دعائم خشبية أو معدنية، بينما يكون سطح الهيكل - الذى في الغالب يأخذ شكل السقف المقوس - من الأنابيب الفولاذية. ويعتبر استخدام الهياكل الفولاذية في الأنفاق ذات الأسطح المقوسة المستديرة، أو المقوسة المضلعة أكثر ملاءمة من الاستخدام مع السطوح الجملونية.

3- الألمنيوم:

له خاصية مقاومة التآكل. وقد اكتسب قبولا عاما في الاستعمال في هياكل الصوب الزراعية. وتعتبر مادة الالومنيوم من المواد الخفيفة سهلة الاستخدام ولا تتأثر بأغلب العمليات التي تجرى داخل الصوبة. وقد يحدث صدأ لبعض أجزاء من الهيكل المشيد من الألومنيوم عند الأجزاء الملامسة للمواد الخرسانية أو التربة خاصة في حالة وجود الأسمدة، وكذلك عند احتكاك الأجزاء المصنوعة من الألومنيوم مع بعضها البعض.

وهناك بعض التعليمات الخاصة بتجميع هيكل الصوبة الزراعية يمكن تلخيصها في التالي.

1- يمكن استخدام قواعد صغيرة بالنسبة لأساس الهيكل يتراوح سمكها من 10-20 سم وبعمق يتراوح من 60-70 سم.

2- يتم غرز الأعمدة الفولاذية أو الخشبية في الأساس الإسمنتي.

3- يتم وصل رؤوس الأعمدة مع بعضها البعض على طول المحور الجانبي بواسطه قضبان فولاذية بقطر حوالي ۱۲ ملم.

4- يثبت هيكل السطح مع الهيكل الأساسي ويربط مع الأعمدة.

وقد يحدث صدأ لبعض أجزاء من الهيكل المشيد من الألمونيوم عند الأجزاء الملامسة للمواد الخرسانية أو التربة خاصة في حالة وجود الأسمدة وكذلك عند احتكاك الأجزاء المصنوعة من الألمونيوم مع بعضها البعض. ويوضح الشكل خطوات إنشاء صوبة زراعية.

ثانياً: الأغطية

كانت مادة الزجاج حتي عهد قريب هي المادة الوحيدة المستعملة في أغطية الصوب الزراعية. ولكن ظهرت مع التقدم التقني مواد بديلة للزجاج وعلى درجة عالية من الكفاءة مثل الألياف الزجاجية والمواد البلاستيكية. وقد امتازت تلك المواد بسهولة التركيب على الهياكل المختلفة الأشكال مع قلة التكلفة. وهناك أيضا سبب أهم وهو خاصية الإمرار للضوء بكفاءة عالية مما جعلها تلقي قبولا واسعا.

وتمتاز الصوب البلاستيكية عن الزجاجية في انخفاض تكلفة الإنشاء إلى عُشر (1/10) تكاليف إقامة صوبة زجاجية لها نفس المساحة. ويمكن باستخدام الأغطية البلاستيكية تشكيل هيكل صوبة ذا مقطع نصف دائري بما يسمح بنفاذ أكبر قدر من أشعة الشمس، بينما لا يمكن تحقيق ذلك في الصوب الزجاجية. كما تمتاز الصوب البلاستيكية بأنها محكمة الغلق، بينما يؤدى وجود الفواصل بين الألواح الزجاجية إلى تسرب الهواء الدافئ ودخول هواء بارد بما يزيد من تكلفة طاقة التدفئة المطلوبة شتاء.

وتتميز الصوب الزجاجية عن الصوب البلاستيكية بأنها غير منفذة للأشعة تحت الحمراء أي أنها تحتفظ بالحرارة المشعة من أرض الصوبة ليلا، بينما تعتبر أغطية البولي إيثيلين هي الوحيدة المنفذة للأشعة تحت الحمراء. كما أن الصوب الزجاجية أقل تأثرا بالرياح من الصوب البلاستيكية.

وعامة يمكن تلخيص أهم الخصائص التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند اختيار أي من الأغطية كالتالي:

1- النفاذية للضوء: يفضل استخدام المواد ذات النفاذية العالية للضوء وخاصة في المناطق الملبدة بالغيوم معظم أيام السنة، بينما يفضل استخدام المواد الأقل نفاذية في المناطق الحارة ذات شدة إضاءة عالية طول العام.

2- النفاذية للأشعة تحت الحمراء: استعمال أغطية غير منفذة لتلك الأشعة تساعد على حفظ الصوبة دافئة أثناء الليل حيث تنبعث تلك الأشعة من التربة والأجسام الصلبة داخل الصوبة من جراء الحرارة المكتسبة أثناء النهار.

3- النفاذية للأشعة فوق البنفسجية: وهذا العامل أقل أهمية.. حيث تزداد أهميته فقط في المناطق المرتفعة التي تزيد فيها شدة الأشعة فوق البنفسجية، مما يستلزم استعمال اغطية غير منفذة لتقليل اصابة النباتات بلفحة الشمس.

ويفضل عند تركيب الاغطية أن يبدأ بتركيب أغطية السقف أولا بدءا من الجهة التي تهب نحوها الرياح، ثم يتم بعد ذلك تركيب الاغطية والجوانب للأطراف الأخرى غير المقابلة لجهة الرياح. ويمكن بهذه الطريقة أن نتجنب تلف الأغطية وكذلك انتفاخها في حالة هبوب رياح عاتية. ويوضح الجدول التالي مقارنة بين المواد المختلفة والمستخدمة كأغطية للصوب الزراعية.

ويتضح مما سبق أن جميع الأغطية البلاستيكية تتلف من الضوء. فتتأثر معظم تلك الأغشية بالأشعة فوق البنفسجية ما لم يضف إلى هذه الأغشية مواد لامتصاصها وتثبيت الغشاء، وإلا تتحول تلك الاغشية الى مواد قصفة سهلة التمزق. ويلاحظ أيضا تلف الأغشية - حتى ولو كانت مثبتة - عند مساحات تلامسها مع هياكل البيت المعدنية. ويرجع السبب في ذلك إلى ارتفاع درجات حرارة الأغشية عند تلك المساحات. ولتقليل احتمالات التلف السريع، يقترح طلاء هيكل الصوبة باللون الابيض وكذلك طلاء السطح الخارجي للغطاء نفسه عند مساحات التلامس.

وتعتبر خصائص مادة الغطاء مهمة للغاية وخاصة النفاذية لكل من الإشعاع الشمسي والإشعاع الحرارى وكذلك معامل النقل الحراري الكلي - فنجد - بالنسبة للنفاذية للإشعاع الشمسي - أنه لابد وأن تكون مادة الغطاء ذات التدفئة الأساسي.

ويوضح الجدول التالي معامل النفاذية لأنواع مختارة من الأغطية المستخدمة في الصوب الزراعية. وتعكس تلك القيم معاملات النفاذية الكلية للطاقة الشمسية سواء المباشرة أو غير المباشرة. وقد يكون لزاوية سقوط الأشعة تأثير على كمية الطاقة الشمسية المخترقة لجدران الغطاء وخاصة عند زوايا سقوط أكبر من ٦٠ درجة. ويوضح الجدول أيضا معامل نفاذية المواد للإشعاع الحراري. فهنالك تبادل اشعاعي بين كل من أرضية الصوبة ومادة النباتات مع الفضاء الخارجي. ويمكن أن يقلل تكثف بخار الماء على مادة الغطاء من ذلك المعامل. وكما هو واضح من الجدول فان ذلك المعامل منخفض نسبيا لمعظم المواد باستثناء مادة البولي ايثلين.

ويعتبر معامل النقل الحرارى الكلى (U) أحد خصائص مادة الغطاء المهمة التي بها يتم حساب الحرارة المفقودة أو المكتسبة من خلال جدران الصوبة. ويوضح الجدول التالي قيم تلك المعاملات لأنواع أغطية مختلفة. وقد تم فرض سرعة رياح خارج الصوبة 12 (كم/ساعة) عند ايجاد تلك القيم. كما تم فرض أن الهواء داخل الصوبة في حالة سكون. وقد اعتبرت قيم تلك الجدول ملائمة لتصميم نظم التهوية.

وتعتمد الفترة التي تقضيها مادة الغطاء في تأدية الغرض على قوة مقاومة المادة للتقلبات الجوية. ويؤدى تأثير التقلبات الجوية (التجوية Weathering) على أغطية الصوب الزراعية إلى الاتي:

1- التدهور في الخواص الضوئية:

لما كانت المواد البلاستيكية مواد عضوية فهي معرضة للأشعة فوق البنفسجية مما يؤدى إلى تلفها وتغير لونها، وعلى ذلك فيجب استخدام المواد العضوية التي لها القدرة على احتجاز وامتصاص تلك الأشعة حتى يتم حماية الألواح والتقليل من تغير لونها.

2- الاكسدة:

تتأثر المواد العضوية بالأوكسجين، إذ تتم عملية الأكسدة. وتصبح المواد البلاستيكية عند الأكسدة قصمة أو هشة.

3- تعرية السطح:

تحدث إزالة للطبقة السطحية بفعل الرياح والرطوبة وكذلك الاتربة، فيحدث تعرية لطبقة الألياف ويتشقق السطح وتظهر الثقوب. ويتخلل التراب الالواح وتزيد مشكلة عدم نفاذية الضوء خلال اللوح.

4- تأثير الحرارة:

يودي ارتفاع درجة الحرارة والتي قد تصل في سطح الصوبة الي أقصاها وتغايرها كذلك من نقطة لأخرى على سطح الغطاء إلى التشقق نتيجة التمدد الحرارى وبالتالي إلى الأكسدة وتعرية السطح.

وقد يتطلب الأمر في بعض الأحيان استعمال أغطية مزدوجة من مادة البولي ايثيلين، والتي يفصل بينها طبقه من الهواء. وقد تستعمل مضخة لدفع الهواء بين الطبقتين لحفظهما منفصلين عن بعضهما البعض. وهناك مميزات عدة لاستخدام طبقتين من الأغشية البلاستيكية منها تقليل الفاقد من الطاقة الحرارية داخل الصوبة، كما أن درجة حرارة السطح الداخلي تكون مقاربة لدرجة حرارة الصوبة. . الشى الذى يقلل من تكثف بخار الماء على حوائط الصوبة الداخلية. ويوضح الشكل التالي صوبة زراعية بغطاء مزدوج محمول على كوابل.

ويتضح مما سبق أن هناك أنواع عديدة من المواد التي يمكن استخدامها في إنشاء هياكل الصوب، وكذلك هناك أيضا أنواع عديدة من الأغطية. ويلعب السعر دورا حاسما في عملية الاختيار والتفضيل. فقد تكون الأخشاب مفضلة عن الفولاذ في عمل الهياكل في بعض البلدان لرخص سعرها، بينما يكون العكس هو الصحيح في بلدان اخرى.

ويمكن ايضا مراعاة بعض النقاط التالية بالنسبة للصوب الزراعية ذات الأغطية البلاستيكية.

1- إحكام عملية الإنشاء مع تقليل الفواقد الناجمة عن التسربات.

2- العمل على خفض تكاليف الإنشاء والصيانة.

3- تجنب ملامسة الغطاء لبعض أجزاء الهيكل المعدني الساخن بفعل الطاقة الشمسية.

4- استخدام معدلات تهوية فاعلة.

5- العمل على تجنب تلف الغطاء على الهيكل من جراء خفقانه بفعل الرياح، ومحاولة إتباع طرق تتيح شده بصورة محكمة.

6- استعمال أغطية ذات نفاذية مرتفعة في حالة استخدام طبقتين من الأغطية.

7- اختيار درجة انحدار للسطح تعمل على منع سقوط قطرات الماء المتكثف علي النباتات.

وضمانا لتهوية فاعلة يجب أن لا يتجاوز عرض الصوب الزراعية المتلاحقة عن 20-25 مترا، وخاصة اذا ما تم تركيب المراوح والمصاريع على الحوائط الجانبية. وبالرغم من أن استخدام حوائط جانبية مرتفعة وعمودية يتيح إمكانية العمليات الزراعية داخل الصوب، نجد أن ذلك التصميم يحبذ تجنبه في المناطق المعرضة للرياح العاتية.

المصدر

محمد حلمي ابراهيم، هندسة بيئة الصوب الزراعية (2000). جمهورية مصر العربية.