فرمول هاي غذايي متعددي براي کشت هيدروپونيک وجود دارد که بيش از 40 سال بر روي آنها تحقيق و مطالعه شده است.بعضي از اين محلولها براي گياهان خاصي طراحي شده اند ولي بعضي نيز براي تمام گياهاني که در کشت هيدروپونيک استفاده مي شوند بکار مي روند. براي رشد گياهان در کشت هيدروپونيک بايد مقدار عناصر مختلف در يک رنج مشخص حفظ شوند که اين کار نياز به آزمايش مرتب محلول غذايي دارد. در کشت هيدروپونيک اشتباهات را به سختي مي توان جبران کرد زيرا در اين روش هر عنصر اثر خود را به سرعت نمايان مي کند. بنابراين بايد دقت زيادي در انتخاب يا ساخت محلول غذايي بکار برد.

ميانگين عناصري که در يک محلول غذايي مناسب وجود دارد

عنصر	مقدار بر حسب PPM
نيتروژن(شکل نيترات)	70-300
نيتروژن(شکل آمونيوم)	0-31
پتاسيم	200-400
فسفر	30-90
کلسيم	150-400
گوگرد	60-330
منيزيم	25-75
آهن	0.5-5.0
بر	0.1-1.0
منگنز	0.1-1.0
روي	0.02-0.2
موليبدن	0.01-0.1
مس	0.02-0.2

آزمايشها نشان مي دهد که هر يک از عناصر مورد نياز گياه کار بخصوصي در رشد گياه انجام مي دهد. بنابراين شناخت نقش عناصر و علائم کمبود و زيادي آنها براي کنترل تغييرات محلول الزامي است .

عناصر اصلي و مهم

نيتروژن:
نيتروژن يکي از اجزاي موجود در پروتئين است که به صورت غذا در گياه ذخيره مي شود. نيتروژن معمولا در بخشهاي ديگري از سلول مثل کلروفيل و همچنين در ساختار آمينو اسيدها نيز وجود دارد.
علائم کمبود: روشن تر شدن قسمتهاي سبز گياه - تغيير رنگ برگهاي پير به رنگ سبز روشن و علائم شديدتر رنگ برگ به زردي مي گرايد و سرانجام موجب مرگ برگ مي شود.
علائم زيادي: افزايش نيتروژن باعث توليد گياه پر آب و ضخيم و در نتيجه تغيير رنگ شاخ و برگ به رنگ سبز تيره مي شود. همچنين گياه نسبت به بيماريها و آفات حساسيت زيادي پيدا مي کند.افزايش نيتروژن در محصولات ميوه اي باعث آسيب شکوفه و گل مي شود و کيفيت محصول را کاهش مي دهد.
بهترين ميزان براي يونهاي نيترات 75% و براي آمونيوم25% مي باشد. در سيستم هاي چرخه اي 5% آمونيوم از کل نيتروژن کافي است ولي در سيستم هاي غير چرخه اي يک درصد بيشتري احتياج است.
افزايش غلضت نيترات باعث کاهش تعداد تارهاي کشنده ريشه نيز مي شود. اگر منبع اصلي تامين نيتروژن آمونيوم با شد مي تواند گياه را مسموم کند. آثار اين مسموميت در ساقه و برگها توسعه پيدا مي کند و برگها به صورت پياله ظاهر مي شوند و همچنين بافت هاي آوندي خراب مي شوند. آمونيوم مانع از عملکرد کلسيم، که براي نگهداري ديواره سلولي لازم است مي شود در نتيجه گياه پژمرده مي شود. اگر شاخه هاي مبتلا شده را از وسط ستون ريشه اي ببريم يک محيط سياه و فاسد از بافت پيوندي را مشاهده مي کنيم.
غلظت نيتروژن در اکثر فرمولهاي محلول غذايي بين 100 تا 200 mg/l است و نسبت نيترات به آمونيوم در حدود 3 يا 4 به 1 است .
منابع نيتروژن عبارتند از : منو يا دي هيدروژن فسفات آمونيوم به عنوان معمولي ترين منبع تهيه آمونيوم مي باشد. ولي در کل از نيترات کلسيم ، نيترات پتاسيم و اسيد نيتريک براي تهيه نيترات و از نيترات آمونيوم براي تهيه آمونيوم استفاده مي شود .

فسفر:
ميزان فسفر در گياهان از 2/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک تغيير مي کند.
علائم کمبود: اولين علامت کمبود در رشد ديده مي شود و سپس برگهاي پيرتر به رنگ زرشکي سير(ارغواني) تبديل مي شوند.
علائم زيادي: اگر از 1% در ماده خشک بيشتر باشد باعث مسموميت فسفر مي شود. مسموميت فسفر بر روي ساير عناصر مانند آهن، منگنز و روي تاثير مي گذارد.
غلظت فسفر در محلول غذایی: در اکثر فرمولهاي غذايي غلظت فسفر بين 30 تا 50 mg/l مي باشد. شکل فسفر در محلول غذايي به صورت منو يا دي هيدروژن فسفات است.

پتاسيم:
ميزان پتاسيم در گياه 25/1 تا 3 درصد در ماده خشک تغيير مي کند.
علائم کمبود: کاهش رشد و کلورز حاشيه اي. علائم کمبود پتاسيم مانند سوختگي برگ است به صورتي که در کنار برگها بيشتر است. در اکثر فرمولهاي محلول غذايي غلظت پتاسيم در حدود 200 mg/l و به صورت کاتيون است.
منابع تهيه پتاسيم: نيترات پتاسيم - سولفات پتاسيم يا کلريد پتاسيم

کلسيم:
ميزان کلسيم در گياهان در حدود 5/0 تا2% در ماده خشک است.
علائم کمبود: کمبود کلسيم به صورتي است که برگها به رنگ قهوه اي و يا سياه ظاهر مي شوند و حاشيه برگها نيز در هم فرو مي روند. يکي ديگر از تاثيرهاي کمبود کلسيم مرگ و پوسيدگي شکوفه و گل است.
علائم زيادي: باعث کمبود کاتيونهاي مهم مثل پتاسيم و منيزيم مي شود. غلظت کلسيم در اکثر محلول هاي غذايي در حدود 200 mg/l مي باشد.
مهمترين منابع تهيه کلسيم در محلول غذايي نيترات کلسيم مي باشد. در صورتي که حلاليت در آب کم باشد مي توان از سولفات کلسيم به عنوان يک منبع تکميلي استفاده کرد.

منيزيم:
ميزان منيزيم در گياه بايد حدود 5/0 تا 2/0 درصد باشد. منيزيم در ساختار کلروفيل موجود است.
علائم کمبود: کلروز داخلي برگهاي پير. غلظت منيزيم حدود 50 mg/l و به شکل ⁺mg² در محلول غذايي است. منبع تهيه منيزيم سولفات منيزيم است.

گوگرد:
حجم گوگرد در گياهان در حدود 15/0 تا 5/0 درصد در ماده خشک است.
علائم کمبود گوگرد شبيه نيتروژن است به صورتي که تمام گياه به رنگ سيز روشن تغيير مي کند. غلظت گوگرد در بيشتر محلول هاي غذايي 50 mg/l به صورت ^-so₄² است. نمک هاي سولفات پتاسيم، منيزيم و آمونيوم از مهمترين منابع تهيه گوگرد است.

عناصر کم مصرف

بر:
غلظت مناسب بر در حدود 50 تا 10 mg/l در ماده خشک است.
علائم کمبود: کاهش رشد و آسيب قسمتهاي فوقاني گياه و ريشه
علائم زيادي : بي رنگي و لکه دار شدن حاشيه برگها و همچنين مرگ حاشيه برگها
غلظت بر در انواع محلولهاي غذايي در حدود 3/0 mg/l مي باشد. اسيد بوريک يکي از منابع تهيه بر است.

کلر:
غلظت کلر در برگها حدود 15/0 درصد است. ميزان بيش از 1/0 براي اکثر ميوه جات زياد خواهد بود.
علائم کمبود: ازدياد نمک در محيط - علائم مسموميت سوختگي برگها يا حاشيه آنها و همچنين زردي بي موقع برگها است.
برخي از منابع تامين کلر عبارتند از : کلريد پتاسيم يا کلريد کلسيم - اگر غلظت کلر در محلول زياد باشد مانع از جذب يونهاي ديگر مانند نيترات مي شود.

مس:
ميزان مطلوب مس در حدود 10 تا 2 mg/l در (ppm) ماده خشک است. مس در فتوسنتز و همچنين در ترکيب پروتئين کلروپلاست نقش دارد. مس بعنوان يک آنزيم فعال کننده شناخته مي شود.
علائم کمبود: توقف رشد گياهان و کلروز برگهاي پير از علائم کمبود مس است . همچنين در رشد محصولات ميوه اي  تاثير مي گذارد و محصولات آنها از حالت طبيعي کوچکتر هستند.
غلظت مطلوب در محلول غذايي 001/0 تا 01/0  mg/l مي باشد. ميزان بيشتر از 4 mg/l در محلول غذايي باعثشيوع بيماري هاي قارچي مي شود.
منبع تهيه مس سولفات مس مي باشد.

آهن:
ميزان مناسب آهن در اکثر محصولات حدود 50 تا 100 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: کم شدن رنگ سبز گياه بدليل کاهش کلروفيل. تفاوت علائم کمبود آهن با منيزيم در اين است که کمبود آهن ابتدا در برگهاي جوان ظاهر مي شود ولي منيزيم در برگهاي پير زودتر مشاهده مي شود.
منابع تهيه:FeEDTA به عنوان معمولي ترين منبع و آهن هاي ديگر به صورت مرکب هستند. مثل سولفات آهن، فسفات آهن که شکل هاي غير آلي آهن هستند و سيترات آهن و تارتارات آهن که دو شکل آلي آهن هستند.

منگنز:
ميزان مطلوب منگنز در ميوه جات حدود 100 تا 20 mg/l در (ppm) ماده خشک است.
علائم کمبود: در برگهاي جوان به شکل يک کلروز داخلي و مياني نمايان مي شود.
علائم زيادي: به صورت نقاط قهوه اي در بعضي از برگهاي پير و يا لکه هاي سياه رنگ روي شاخه و ميوه ظاهر مي شود.اين علائم در کمبود آهن نيز مشاهده مي شوند که براي اطمينان يک تجزيه گياهي لازم است.
غلظت منگنز در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گياه وجود دارد و براي تهيه آن از سولفات منگنز استفاده مي شود.

موليبدن:
 موليبدن در حدود 5/0 تا 1 mg/l در (ppm) در گياه وجود دارد.
موليبدن يک ترکيب مهم در دو آنزيم است. آنزيم تثبيت نيتروژن و احياء يون نيترات.
علائم کمبود: اين علائم شبيه کمبود نيتروژن است و رشد و نمو گل کم مي شود.افتادگي گل کلم يکي از نمونه هاي کمبود موليبدن است.
در بيشتر فرمولهای محلول غذایی غلظت آن حدود 5/0 mg/l در (ppm) و به شکل آنيون ^-MoO₄² در محلول موجود است.
منبع تهيه: موليبدات آمونيوم

روي:
غلظت آن50 تا 5 mg/l در (ppm) در ماده خشک موجود است.
علائم کمبود: شبيه يک کلروز داخلي در برگهاي تازه يافت مي شود و باعث شکستگي و پارگي بعضي از برگها مي شود. زيادي روي باعث کمبود آهن مي شود.
غلظت در محلول غذايي: در بيشتر فرمولهاي غذايي ميزان آن 05/0 mg/l در (ppm) و به صورت کاتيون دو ظرفيتي است.
منبع تهيه : سولفات روي

مخلوط کردن مواد و ساخت محلول:
شما مي توانيد اين مواد را جداگانه تهيه کنيد و طبق نسبت هاي موجود با هم مخلوط کنيد. قبل از مخلوط مواد به چند نکته توجه کنيد.
به وزن و اندازه مواد غذايي دقت کنيد.
مواد غذايي را در ظروف جداگانه قرار دهيد تا از تناسب آنها مطمئن شويد.
مواد را يکباره با هم مخلوط نکنيد و پس از مخلوط کردن آنها را دوباره بسنجيد.
دقت محلول بايد حدود 5% باشد.
هنگامي که از تناسب مواد مطمئن شديد آنها را در آب بريزيد و آنها را در آب به خوبي مخلوط کنيد و ظرف را به شدت تکان دهيد.
بهتر است براي مخلوط کردن مواد  از آب گرم استفاده کنيد.

تفاوت سيستم هاي کشت:
دو نوع روش کشت هيدروپونيک وجود دارد که هر کدام احتياج به مديريت خاصي دارد. در سيستم باز محلول غذايي فقط يکبار بکار مي رود ولي در سيستم بسته محلول بصورت پيوسته و چرخه اي مي باشد.

کيفيت آب:
کيفيت آب مهمترين مساله در تهيه محلول مناسب است. آبي که داراي مصارف خانگي و کشاورزي است حتما بايد آزمايش شود و سپس مورد استفاده قرار گيرد. زيرا ممکن است اين آبها داراي موادي باشند که در رشد گياه تاثير بگذارند. آب سطحي ممکن است شامل ميکروارگانيسم هاي بيماري زا يا جلبک ها باشد. اين عوامل مشکلاتي در سيستم هاي کشت بوجود مي آورند مثلا جلبک ها باعث انسداد دو راهي ها و دريچه ها مي شوند. بنابراين براي تهيه آب مناسب بايد از روشهاي مختلفي استفاده کرد که استفاده از صافي براي تصفيه آب از مواد معلق نامطلوب يکي از اين راههاست. در ضمن هزينه آزمايش کردن آب کمتر از هزينه از بين بردن مشکلات ناشي از استفاده آب نامطلوب است.

صاف کردن آب و محلول غذايي:
آب براي اينکه در سيستم کشت بکار گرفته شود بايد از يک صافي مناسب مثل لايه هاي ماسه عبور داده شود. اين کار مي تواند ذرات معلق که ممکن است شامل موجودات ريز بيماري زا، جلبک ها و يا حتي رسوب بعضي از عناصر باشد را از آب جدا کند.
محلول غذايي را مي توان با عبور اشعه ماوراء بنفش (UV) استريل کرد. براي اين کار مي توان از دو لامپ 16 وات(UV) در مسير محلول غذايي استفاده کرد.

فرمولهاي محلول غذايي: