Giáo trình

2.2.3. Ứng dụng công nghệ trồng cây không dùng đất

Công nghệ trồng cây không dùng đất bao gồm các công nghệ: trồng cây trên giá thể, thủy canh và khí canh

a) Trồng trên giá thể

* Định nghĩa

Trồng cây trên giá thể là cây trồng sẽ được trồng và phát triển trực tiếp trên các loại giá thể hữu cơ, vô cơ nhưng thường là các chất hữu cơ giàu dinh dưỡng để giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt.

* Phân loại giá thể

Có thể phân thành 3 loại giá thể: giá thể hữu cơ, giá thể vô cơ, giá thể tổng hợp.

- Giá thể hữu cơ:

+ Than bùn: là nguyên liệu lấy từ các loại thực vật bị phân hủy có hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ phối trộn cùng các nguyên liệu khác tạo nên môi trường giá thể tơi xốp, giữ ẩm cao

Giữ nước tốt

pH thấp, hàm lượng dinh dưỡng, khoáng thấp

Hoạt động của vi sinh vật ít

Chất lượng than bùn phụ thuộc vào xác thực vật phân hủy và mức độ phân hủy.

+ Mùn cưa: chủ yếu sử dụng mùn cưa từ gỗ của các cây công nghiệp ngắn ngày và chứa hàm lượng tinh dầu thấp, không dùng mùn cưa của loại gỗ đã ngâm qua hóa chất

Có thể sử dụng tùy thuộc vào từng loại gỗ

Một số loại gỗ (gỗ đỏ không phân hủy) chứa độc tố

C/N cao (1000)à khó phân hủy

Hàm lượng cellulose & lighin cao; thiếu N ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồngà cần bổ sung nhiều N khi ủ mục.

+ Xơ dừa/ mụn xơ dừa: là nguyên liệu lấy từ trái dừa khô bóc tách ra, để dạng xơ hay nghiền nhỏ thành mụn xơ dừa, ngâm nước xử lý chất chát rồi ủ trong thời gian nhất định

Giữ nước tốt, thoát nước tốt

pH cao hơn than bùn

Hạn chế hàm lượng dinh dưỡng khoáng

Có thể thiếu Na & Cl

Hàm lượng Ca & Mg thấp

+ Trấu hun: dùng vỏ trấu từ thóc được hun cháy ở nhiệt độ cao nên đảm bảo sạch mầm bệnh, khả năng thấm hút nước cao

Rất nhẹ

Nhiều lỗ hổngà giữ nước kém

Không thể sử dụng đơn thuần

Cải thiện khả năng thoát nước của giá thể

Khó phân hủy

+ Vỏ cây tươi hay khô: cần ủ trước khi dùng phối trộn giá thể trồng cây.

Giữ nước kém, thoáng khí tốt Thành phần hóa học có thể thay đổi: có thể phản ứng với phân bón, khả năng ủ mục tùy thuộc tuổi cây, vi sinh vật hữu hiệu có thể hoạt động.

 Một số giá thể tự nhiên khác như: rêu, bùn ao, than củi, tro, dớn,…

Hầu hết các giá thể tự nhiên này đều rất dễ tìm thấy trên thị trường với giá thành thấp, thậm chí một số loại có thể tự làm được tại nhà bằng các nguyên liệu xung quanh.

- Giá thể vô cơ

+ Cát sỏi:

Chủ yếu là cát sỏi ở kích thước nhỏ, đã được làm sạch và sấy hoặc phơi khô để loại bỏ đi mầm bệnh hay nguồn lây nhiễm bệnh cho cây. Giá thể trơ Rẻ tiền, sẵn có, dễ sử dụng Độ xốp thấp -> rễ phát triển kém (chủ yếu phát triển ở khoảng giữa thành hậu/túi và giá thể).

+ Đá Perlite: hay còn gọi là đá núi lửa

Tơi xốp, thoáng khí, giữ nước và duy trì được nhiệt độ ở mức cân bằng, giá thể đá Perlite có thể dùng độc lập để trồng cây hoặc phối trộn tùy theo nhu cầu người trồng.

Khả năng trao đổi cation CEC và giá trị dinh dưỡng thấp.

Không có tính đệm.

+ Đất sét nung: là đất sét được nung ở nhiệt độ cao

Sạch mầm bệnh, CEC cao, dung trọng lớn

Khả năng thấm hút nước và giữ ẩm tốt

Thoát nước tốt, thoáng khí

+ Polystyrene (Styrofoan)

Nhẹ Bền Thoáng khí tốt Thoát nước tốt Giữ nước kém CEC=0 Giảm dung trọng Không khử trùng bằng nhiệt và một số loại hoá chất được

+ Polyurethane foan (PUR)

 Tuổi thọ tới 15 năm

PUR sử dụng cho 10% diện tích trồng rau ở Bỉ

Chi phí đầu tư cao, chi phí xử lý phế thải cao

Không hiệu quả bằng len đá

b) Trồng bằng phương pháp thủy canh

* Giới thiệu phương pháp thủy canh

Thủy canh là hình thức canh tác không dùng đất. Cây được trồng trên hoặc trong dung dịch thủy canh thông qua các loại giá thể, sử dụng dinh dưỡng hòa tan trong nước dưới dạng dung dịch thủy canh và tùy theo từng kỹ thuật mà toàn bộ hoặc một phần rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng.

* Phân loại hệ thống thủy canh

Căn cứ vào đặc điểm dung dịch dinh dưỡng có thể chia hệ thống thủy canh làm 2 loại:

Hệ thống thủy canh tĩnh: dung dịch dinh dưỡng không chuyển động trong quá trình trồng cây. Rễ cây được nhúng một phần hay hoàn toàn trong dung dịch dinh dưỡng.

Hệ thống này có ưu điểm là chi phí đầu tư thấp vì không cần hệ thống làm chuyển động dung dịch nhưng hạn chế là thường thiếu oxy và pH thường giảm gây ngộ độc cho cây.

 

Hệ thống thủy canh động (thủy canh tuần hoàn hay thủy canh hồi lưu): Dung dịch có chuyển động trong quá trình trồng cây. Hệ thống này chi phí cao hơn nhưng rễ cây không bị thiếu oxy. Hệ thống này được chia làm 2 loại:

+ Hệ thống thủy canh mở: Dung dịch dinh dưỡng không có sự tuần hoàn trở lại, gây lãng phí.

+ Hệ thống thủy canh kín: Dung dịch dinh dưỡng có sự tuần hoàn trở lại nhờ hệ thống bơm hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa.

* Ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh

Ưu điểm:

- Có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, các loại dinh dưỡng được cung cấp theo yêu cầu của từng loại rau, có thể loại bỏ các chất gây hại cho cây và không có các chất tồn dư từ vụ trước.

- Tiết kiệm nước do cây sử dụng trực tiếp nước trong dụng cụ đựng dung dịch nên nước không bị thất thoát do ngấm vào đất hoặc bốc hơi.

- Giảm chi phí công lao động do không phải làm một số khâu như làm đất, làm cỏ, vun xới và tưới

- Dễ thanh trùng vì chỉ cần rửa bằng formaldehyt loãng và nước lã sạch.

- Hạn chế sử dụng thuốc bảo thực vật và điều chỉnh được hàm lượng dinh dưỡng nên tạo ra sản phẩm ray an toàn đối với người sử dụng.

- Trồng được rau trái vụ do điều khiển được các yếu tố môi trường

- Nâng cao năng suất và chất lượng rau: Năng suất rau có thể tăng từ 25 - 50%

Nhược điểm

- Giá thành cao do đầu tư ban đầu lớn. Điều này rất khó mở rộng sản xuất vì điều kiện kinh tế của người dân còn nhiều khó khăn nên không có điều kiện đầu tư cho sản xuất. Mặt khác giá thành cao nên tiêu thụ khó khăn.

- Yêu cầu kỹ thuật cao: Khi sử dụng kỹ thuật thủy canh yêu cầu người trồng phải có kiến thức về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuật trồng trọt cao hơn vì tính đệm hóa trong dung dịch dinh dưỡng thấp hơn trong đất nên việc sử dụng quá liều một chất dinh dưỡng nào đó có thể gây hại cho cây, thậm chí dẫn đến chết. Mặt khác mỗi loại rau yêu cầu một chế độ dinh dưỡng khác nhau nên việc pha chế dinh dưỡng phù hợp với từng loại thì không đơn giản.

- Sự lan truyền bệnh nhanh: Mặc dù đã hạn chế được nhiều sâu bệnh hại nhưng trong không khí luôn có mầm bệnh, khi xuất hiện thì một thời gian ngắn chúng có mặt trên toàn bộ hệ thống, đặc biệt là hệ thống thủy canh tuần hoàn. Mặt khác ẩm độ cao, nhiệt độ ổn định trong hệ thống là điều kiện thuật lợi cho sự phát triển của bệnh cây. Cây trồng trong hệ thống thủy canh thường tiếp xúc với ánh sáng tán xạ nên mô cơ giới kém phát triển, cây mềm yếu, hàm lượng nước cao nên dễ xuất hiện vết thương tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập.

- Đòi hỏi nguồn nước đảm bảo tiêu chuẩn nhất định: Theo Midmore thì độ mặn trong nước cần được xem xét kỹ khi sử dụng cho trồng rau thủy canh, tốt nhất là nhỏ hơn 2.500 ppm.

c) Trồng bằng phương pháp khí canh

* Định nghĩa:

Khí canh là hệ thống trồng cây không cần đất, nước mà trồng trong môi trường không khí có chứa các giọt dinh dưỡng dưới dạng sương mù. Đây được xem là một hình thức cải tiến của phương pháp thủy canh.

* Ưu, nhược điểm:

 Ưu điểm:

- Giúp tiết kiệm tối đa lượng nước cung cấp để trồng rau (tiết kiệm 90% nước)

- Không cần đến đất vẫn có thể trồng rau để cung cấp nguồn rau sạch cho người tiêu dùng

- Cho phép nhân nhiều loại giống với chu kỳ nhân giống nhanh, có thể trồng vụ quanh năm

- Giúp cây sinh trưởng và phát triển nhanh, cho năng suất cao gấp 1.5 lần so với kỹ thuật trồng cây truyền thống hạn chế được sự phụ thuộc vào yếu tố tự nhiên

- Tạo môi trường sống hoàn toàn sạch bệnh cho cây nên không cần phải có sự can thiệp của thuốc trừ sâu bệnh có chất hóa chất độc hại

- Vi khuẩn rất khó tiếp cận để làm hại bộ rễ của cây

Nhược điểm:

- Chi phí dùng để đầu tư, vận hành, sửa chữa khá lớn

- Cần phải áp dụng công nghệ cao mới có thể thực hiện thành công kỹ thuật này

- Vì mô hình cần hoạt động 24/24 giờ nên tiêu thụ lượng điện năng khá lớn

- Cần kiểm tra sâu bệnh cho cây hằng ngày để đảm bảo cây sinh trưởng và phát triển bình thường.