Bài 25: Công nghệ trồng cây không dùng đất

* Kĩ thuật trồng cây không dùng đất là: kĩ thuật trồng cây hiện đại, cây được trồng trên hệ thống không có đất.

* Có những hệ thống trồng cây:

- Kĩ thuật thủy canh: Gồm 2 phần:

+ Bể/thùng chứa dụng dịch dinh dưỡng: chứa dung dịch dinh dưỡng cho cây

+ Máng trồng: đỡ cây

- Kĩ thuật khí canh: Gồm 3 phần:

- Bể chứa dụng dịch: chứa dung dịch dinh dưỡng cho cây.

- Máng trồng cây: đỡ cây

- Hệ thống phun sương: bơm, bộ lọc, đường ống dẫn, vòi phun sương

* Nguyên lí:

- Kĩ thuật thủy canh:

+ Hệ thống thủy canh không hồi lưu:

Dung dịch dinh dưỡng được đặt trong thùng, hộp hoặc vật chứa cách nhiệt, dung dịch được bổ sung khi cần trong thùng chứa từ lúc trồng đến khi thi hoạch. Phải thường xuyên sục khí, bổ sung dinh dưỡng và điều chỉnh pH.

+ Hệ thống thủy canh hồi lưu: 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 sư thừa sẽ được luân chuyển về thùng chứa ban đầu.

- Kĩ thuật khí canh:

Nguyên lí tự động, khép kín:  bơm đẩy dung dịch từ bể chứa vào đường ống, qua vòi phun vào không khí tạo hơi sương. Một phần sương bám trên bề mặt rễ, một phần rơi xuống máng thu và trở lại bể chứa.

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.

Các nhóm tự thiết kế một hệ thống thủy canh phù hợp để trồng rau tại gia đình.

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

Các hoạt động cơ giới đang được áp dụng trong trồng trọt ở Việt Nam.

- So với năm 2011, năm 2019 có số lượng máy kéo cả nước tăng khoảng 48%, máy gặt đập liên hợp tăng 79%, máy sấy nông sản tăng 29%.

- Đối với công nghiệp chế tạo máy, thiết bị nông nghiệp, đến nay, ngành cơ khí trong nước đã sản xuất được động cơ, máy kéo công suất đến 30 mã lực (HP), chiếm trên 30% thị phần trong nước; máy liên hợp gặt lúa chiếm 15%.

- Trang bị động lực bình quân trong sản xuất nông nghiệp cả nước đạt khoảng 2,4 HP/ha canh tác.

- Ngành cơ khí trong nước cũng phát triển nhanh với trên 7.800 doanh nghiệp cơ khí (trong có 95 doanh nghiệp có quy mô vốn lớn, trên 500 tỷ đồng) và gần 100 cơ sở chế tạo máy, thiết bị nông nghiệp.

- Tại các địa phương, các loại máy móc phục vụ sản xuất (máy cày, bừa, gặt, tuốt lúa…) được nông dân đầu tư mua sắm ngày càng nhiều, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong sản xuất nông nghiệp.