Bài 25: Công nghệ trồng cây không dùng đất

- Kĩ thuật trồng cây không dùng đất là một kĩ thuật trồng cây hiện đại, trong đó cây được trồng trên một hệ thống không có đất. Có hai hình thức là thủy canh và khí canh.

Hệ thống trồng cây trong đất:

+ Bộ phận cơ bản: gồm cây trồng, đất, nước, ánh sáng mặt trời, không khí và các chất dinh dưỡng.

+ Nguyên lý hoạt động: cây trồng trong hệ thống này sẽ lấy chất dinh dưỡng từ đất thông qua trồng trọt, hấp thụ nước từ đất, ánh sáng mặt trời để quang hợp và tiến trình hóa, hấp thụ không khí để lấy oxy và khí CO2. Trong quá trình này, cây trồng sẽ tiếp thu các chất dinh dưỡng như đạm, lân, kali và các chất phân bón khác từ đất để phát triển và sinh sản.

Hệ thống trồng cây thủy canh:

+ Bộ phận cơ bản: gồm cây trồng, nước, chất dinh dưỡng, ánh sáng nhân tạo và không khí.

+ Nguyên lý hoạt động: cây trồng trong hệ thống này được treo hoặc đặt trên giá đỡ để chúng không tiếp xúc trực tiếp với đất. Cây trồng được cung cấp nước, các chất dinh dưỡng cần thiết và ánh sáng nhân tạo từ các nguồn tách biệt. Nước và chất dinh dưỡng được cung cấp thông qua hệ thống đường ống hoặc hệ thống phun sương. Trong quá trình này, cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng đã được tan trong nước và hấp thụ oxy từ không khí để phát triển và sinh sản.

- Cả hai hệ thống trồng cây đều tập trung vào việc cung cấp các yếu tố cơ bản cần thiết cho cây trồng để chúng ta phát triển và sinh sản.

Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng: Nitơ, Photpho, Kali, Canxi, Magie, Lưu huỳnh...

Các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng: Clo, Sắt, Bo, Mangan, Kẽm, Đồng, Niken, Mô-líp-đen...

Một số loại cây, rau, quả trồng bằng kĩ thuật thủy canh là: rau xà lách, cải xoăn, rau chân vịt, dưa leo, cà chua, củ cải, cây họ đậu, cây ớt...

Ưu điểm:

- Kiểm soát dinh dưỡng cây trồng là ưu điểm lớn nhất. Chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng đều được kiểm soát ở nồng độ thích hợp cho từng loại cây trồng cụ thể.

- Kĩ thuật này không dùng đất, do vậy có thể triển khai tại gia đình, ở những vùng đất khô cằn hay hải đảo xa xôi.

- Cho năng suất cao, rút ngắn thời gian trồng trọt.

- Hạn chế tối đa việc sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hóa học, do đó sản phẩm đảm bảo an toàn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Nhược điểm:

- Khó áp dụng với cây lương thực, cây ăn quả.

- Vốn đầu tư ban đầu cao đối với các mô hình lớn, đòi hỏi trình độ chuyên môn kĩ thuật cao để sản xuất có hiệu quả; điều này cản trở việc mở rộng phương pháp thủy canh đại trà.

Hệ thống thủy canh hồi lưu có ưu điểm: tiết kiệm thời gian chăm sóc; cho năng suất cây trồng cao; có thể áp dụng nhiều quy mô khác nhau, từ quy mô nhỏ lẻ tại gia đình đến quy mô trang trại, công nghiệp...

Trồng cây bằng hệ thống thủy canh hồi lưu cho năng suất cao và an toàn vì mô hình này được thiết kế với hệ thống thùng chứa và các khay trồng. Dung dịch dinh dưỡng sẽ được bơm tuần hoàn từ thùng chứa dung dịch đi khắp các khay để đưa tới bộ rễ của cây, phần dư thừa sẽ được luân chuyển về thùng chứa ban đầu. Quá trình này được diễn ra liên tục. Trong khi đó, hệ thống thủy canh không hồi lưu có hạn chế là sau một thời gian trồng cây, dung dịch dinh dưỡng thường thiếu oxygen, dinh dưỡng và pH giảm. Do đó, phải thường xuyên sục khí, bổ sung dinh dưỡng và điều chỉnh pH.

Nhóm 1: Sử dụng thùng xốp

+Mua một thùng rỗng, có đủ khối lượng và kích thước phù hợp để trồng rau.

+Bên trong thùng, cắt một lỗ tròn ở đáy thùng để làm lỗi thoát nước.

+Đặt một tấm lưới che cỏ khô trên lỗ thoát nước để ngăn chặn việc rửa trôi đất hay cây cối.

+Trên nắp thùng, hãy chọc một số lỗi để trồng cây, khoảng cách phù hợp giữa các cây.

+Cố định cây trong các lỗi trên nắp thùng, chắc chắn cây khô tiếp xúc với nước.

Nhóm 2: Sử dụng ống nhựa

+Chuẩn bị một ống nhựa rỗng, đủ dài và đường kính để trồng rau.

+Bố trí các lỗi trên ống nhựa theo khoảng cách thích hợp để trồng cây.

+Đặt ống nhựa theo chiều dọc, đặt ngang hoặc treo lên tường phù hợp với không gian của gia đình.

+Bên trong ống nhựa, đặt các giá đỡ để giữ cây và đồng thời ngăn chặn cây đổ xuống giữa các ống.

+Đặt một hệ thống thủy lực nhỏ ở một đầu ống nhựa để cung cấp nước vào đúng vị trí và đủ lượng cho cây.

Nhóm 3: Sử dụng bóng rổ

+Mua một quả cầu nhựa, có đường kính và chiều cao phù hợp để trồng rau.

+Đặt một đĩa nhựa lớn như khay chứa nước dưới bóng rổ để hứng nước dư thừa.

+Trong hình tròn, đặt một lớp chất chống hồi lưu như nhựa hoặc vải chống hồi lưu để không cho nước chảy tràn ra ngoài hình cầu.

+Đặt lớp xơ dừa trên bề mặt không chống nước để trồng cây.

+Cổ cây trực tiếp vào lớp xơ dừa hoặc có thể sử dụng chén trồng hoặc giá đỡ để hỗ trợ cây.

Phương pháp khí canh phù hợp với rất nhiều loại cây, có thể kể đến như: dâu tây, cà chua, dưa leo, xà lách, củ cải, tỏi tây, củ cải đường, đậu bắp, sả, chanh,…

Vì cây trồng trong khí canh được cung cấp chất dinh dưỡng thông qua hệ thống bơm dung dịch dinh dưỡng với áp suất cao tạo nên các hạt sương bám dính vào bộ rễ của cây. Nếu dung dịch khí canh không có mức độ hòa tan và độ sạch cao thì cây không hấp thụ được các chất dinh dưỡng một cách hiệu quả nhất.

Ví dụ trồng dâu tây khí canh bằng dung dịch dinh dưỡng Hydro Umat F:

Ưu điểm:

- Tiết kiệm tối đa tài nguyên (lượng nước, chất dinh dưỡng)

- Rễ nhận được nhiều oxy hơn

- Năng suất cây trồng cao hơn

- Hệ thống dễ bảo trì hơn

- Dễ dàng xác định vấn đề với cây trồng

- Bảo trì hệ thống khí canh dễ dàng

- Có ít vấn đề phát sinh trong quá trình canh tác

- Có thể trồng nhiều loại cây khác nhau

- Có thể kết hợp hệ thống này với hệ thống khác

- Dễ dàng làm chủ hệ thống

- Dễ dàng nâng cấp hệ thống khí canh

Nhược điểm:

- Yêu cầu kỹ thuật cao, phức tạp hơn các loại thủy canh khác dành cho những người mới bắt đầu.

- Chi phí đầu tư ban đầu khá cao. Trong khi các hệ thống khác có thể yêu cầu một máy bơm chìm đơn giản để di chuyển dung dịch dinh dưỡng xung quanh hệ thống, thì các hệ thống khí canh đòi hỏi một loại bơm áp suất cao để cung cấp những giọt nước có kích thước đủ nhỏ đến rễ cây.

- Yêu cầu giám sát và bảo trì nhiều hơn. Ví dụ, sẽ cần phải theo dõi chặt chẽ áp suất nước và chất lượng đầu ra của đầu phun sương, vì chúng có xu hướng bị tắc nghẽn do tích tụ khoáng chất trong dung dịch dinh dưỡng. 

- Phụ thuộc vào nguồn điện. Các chu kỳ phun xảy ra trong khoảng thời gian ngắn để đảm bảo rằng rễ nhận được độ ẩm và chất dinh dưỡng cần thiết. Việc mất điện sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khu vườn, đó có thể là một thảm hoạ.

- Khó hiệu chỉnh chính xác hàm lượng dinh dưỡng trong dung dịch cho hệ thống khí canh

Có ba loại hệ thống khí canh cơ bản để lựa chọn:

1. Hệ thống khí canh áp suất thấp (LPA)

Đôi khi được gọi là “hệ thống ngâm nước”, hệ thống áp suất thấp là lựa chọn phổ biến nhất cho những người muốn xây dựng hệ thống khí canh tự làm tại nhà vì chúng đơn giản, rẻ hơn và ít yêu cầu về kỹ thuật hơn.

Các hệ thống này có thể đơn giản như một bể chứa dung dịch dinh dưỡng, một máy bơm nước công suất lớn có thể chạy 24/7, đường ống và một số đầu phun – tất cả các thành phần này đều có thể được thiết lập trong buồng trồng kín.

2. Hệ thống khí canh áp suất cao

Hệ thống áp suất cao được những người làm vườn thuỷ canh coi là hệ thống khí canh thực sự và thuần tuý đúng định nghĩa của khí canh. 

Điều này là do hệ thống áp suất cao là hệ thống duy nhất thực sự tạo ra những giọt nước dạng sương mù có kích thước tối ưu để khuyến khích sự hấp thụ chất dinh dưỡng và sự phát triển của cây trồng.

Hệ thống này yêu cầu các thành phần cụ thể để kiểm soát chính xác chu kỳ thời gian phun và kích thước giọt nước. Các thành phần thường có trong hệ thống khí canh áp suất cao là:

- Buồng phát triển rễ

- Máy bơm nước cao áp

- Bình tích áp suất

- Van giảm áp cho bình tích áp

- Bộ hẹn giờ rơ le có độ chính xác cao

- Đầu phun sương

- Đường ống dẫn dung dịch thủy canh

- Bể chứa dung dịch dinh dưỡng

3. Hệ thống khí canh siêu âm Fogger

Thay vì rễ cây của bạn lơ lửng trong không khí và được phun sương bằng máy bơm kết hợp với đầu phun sương, hệ thống Fogger không sử dụng máy bơm mà sử dụng công nghệ siêu âm.

Trong hệ thống này, có một đĩa chìm trong nước và rung ở tần số cực cao, biến nước thành dạng khí, kích thước micrô nước xuống chỉ còn một micrômet và thường nhỏ hơn.

Bơm đẩy dung dịch trong bể chứa vào đường ống, qua vòi phun vào không khí tạo hơi sương, nơi có rễ cây. Một phần sương bám trên bề mặt rễ, phần còn lại rơi xuống máng thu và được đưa trở lại bể chứa.

Thiết kế hệ thống: Có thể bắt đầu bằng cách lựa chọn thiết bị và vật liệu cần thiết để tạo hệ thống trồng cây thủy canh. Ví dụ: hồ bao gồm nước, vòi nước, ống dẫn nước, hệ thống mùa xuân, và các cây trồng.

Chế độ tạo hệ thống: Tiếp theo, thực hiện việc cài đặt nhanh và cài đặt hệ thống dựa trên thiết kế đã có sẵn. Lưu ý tuân thủ các quy định về an toàn và sử dụng tài liệu không gây ô nhiễm cho cây trồng.

Lựa chọn cây trồng: Trong quá trình thiết kế hệ thống nên lựa chọn loại cây mà em yêu thích và phù hợp với điều kiện sinh trưởng ở gia đình. Cần xem xét các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và không gian. Một số loại cây thông dụng trong thủy canh bao gồm rau xanh như rau muống, rau mãi, cải ngọt hoặc cây ăn trái như cà chua, dưa leo.

Lược cây: Đặt giống cây vào chậu trồng, chắc chắn cây trồng tiếp xúc trực tiếp với nước. Cần đảm bảo cây có đủ nước và chăm sóc theo yêu cầu của từng loại cây.

Bảo dưỡng hệ thống: Thực hiện công việc duy trì hệ thống bằng cách kiểm tra và điều chỉnh các thành phần như pH và định lượng nước. Ngắn hoặc cành loại bỏ các phần cây không cần thiết để đảm bảo sự phát triển của cây trồng.

Thu hoạch: Khi cây trồng đạt đủ kích thước và chất lượng, em có thể thu hoạch và sử dụng trong ẩm thực gia đình.