Bài 2: Mô hình thủy canh theo hướng phát triển nông nghiệp sạch

I. KHÁI QUÁT VỀ MÔ HÌNH THUỶ CANH

Thuỷ canh là một phương pháp trồng cây không dùng đất. Cây trồng thuỷ canh có toàn bộ phần thân và lá ở trong không khí, còn rễ cây được phát triển trong dung dịch dinh dưỡng khoảng được thông khí liên tục. Phương pháp thuỷ canh lần đầu tiên được các nhà khoa học thực hiện để nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng khoáng của từng loại cây trồng trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Các nhà khoa học có thể điều chỉnh hàm lượng các chất khoáng trong dung dịch rồi theo dõi quá trình sinh trưởng của cây qua các giai đoạn khác nhau. Dung dịch dinh dưỡng khoảng cùng oxygen được bơm từ bể chứa vào đường ống, đi tới từng cây và luân chuyển trong hệ thống đường ống rồi trở lại bể chứa.

Trồng cây thuỷ canh giúp các nhà khoa học tìm ra chế độ dinh dưỡng khoảng tối ưu cho từng giai đoạn phát triển cũng như các triệu chứng thiếu từng loại nguyên tố khoáng của mỗi loại cây. Thuỷ canh đã và đang được áp dụng ở quy mô thương mại để sản xuất một số loại rau, củ, quả với mục đích không chỉ tối đa hoá về mặt sản lượng mà còn đảm bảo có được sản phẩm sạch.

II. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG THUỶ CANH

Hệ thống thuỷ canh có cấu trúc rất đa dạng từ đơn giản đến phức tạp tuỳ thuộc vào điều kiện và quy mô áp dụng. Tất cả các hệ thống thuỷ canh đều có các thành phần cơ bản là bể/thùng chứa dung dịch dinh dưỡng, máng trồng cây với các rọ có chứa giá thể để đỡ cây non.

Tuy vậy, hệ thống thuỷ canh theo hướng sản xuất nông sản sạch cần nhiều trang thiết bị hơn để có thể kiểm soát được các tiêu chuẩn của thực phẩm sạch cũng như tăng năng suất tối đa. Để cây trồng có thể sinh trưởng tối ưu, thành phần khoáng và độ pH trong dung dịch dinh dưỡng phải được điều chỉnh thích hợp cho từng thời kì sinh trưởng của từng loại cây. Do vậy, cần phải có dụng cụ đo nồng độ chất dinh dưỡng, độ pH của dung dịch dinh dưỡng. Rễ cây cần có đủ oxygen để hô hấp nên luôn cần máy sục khí cho bể chứa dung dịch dinh dưỡng. Dung dịch dinh dưỡng luôn được di chuyển trong hệ thống ống máng trồng cây nhờ máy bơm và được đưa trở lại bể chứa theo vòng tuần hoàn khép kín.

Cây trồng thuỷ canh thường được trồng trong nhà kính hoặc nhà có màng che mưa, che gió, ngăn không cho côn trùng có hại tiếp xúc với cây.

Để tăng năng suất cây trồng và tiết kiệm diện tích canh tác, các giàn ống máng trồng cây có thể xếp chồng lên nhau thành nhiều tầng trong nhà kính với hệ thống đèn led cung cấp đủ ánh sáng cũng như đảm bảo độ ẩm, nhiệt độ thích hợp cho cây. Đối với nhà màng, ở quy mô gia đình, ánh sáng có thể được điều chỉnh bằng hệ thống màng che chắn để đảm bảo cây không bị chiếu sáng quá mức khi sử dụng ánh sáng mặt trời cũng như ảnh hưởng bởi mưa, gió.

Trồng cây thuỷ canh trong nhà màng hoặc nhà kính tuy không cần sử dụng thuốc trừ sâu nhưng cũng chưa đảm bảo cho ra sản phẩm sạch nếu không có các biện pháp khử trùng các loại nấm mốc cùng các vi sinh vật có hại. Vì vậy, để cho ra sản phẩm sạch, người trồng rau thuỷ canh cần thường xuyên làm vệ sinh, khử trùng hệ thống ống máng trồng cây, rọ trồng cây cùng các dụng cụ trước khi trồng và sau khi thu hoạch nông sản. 

Ngoài ra, để tránh sản phẩm tích luỹ quá nhiều chất khoảng gây hại cho sức khoẻ con người như nitrate, trước khi thu hoạch 2 hoặc 3 ngày, cần phải thu hồi toàn bộ dung dịch dinh dưỡng trong ống máng nuôi cây và thay vào đó bằng nước sạch. Rau được trồng trong nước sạch 2 ngày trước khi thu hoạch nên cây rau xanh tốt, hệ rễ trắng, sạch, không bị nhiễm khuẩn.

Thuỷ canh chủ yếu được triển khai trong hệ thống nhà kính hoặc nhà màng nên cây trồng được cung cấp môi trường tối ưu, ổn định trong suốt quá trình sinh trưởng từ khi cây còn non cho tới khi thu hoạch.

Chế độ chiếu sáng, độ ẩm, nhiệt độ và chế độ dinh dưỡng khoảng được đảm bảo điều chỉnh tối ưu cho từng giai đoạn sinh trưởng, do vậy năng suất cây trồng tăng lên nhiều so với cách trồng cây truyền thống trong đất ở ngoài tự nhiên.

Cây trồng trong nhà kính, nhà màng không bị sâu hại tấn công nên không cần sử dụng thuốc trừ sâu, lượng phân bón được cung cấp vừa đủ để cây sinh trưởng tối đa mà không tích lại trong sản phẩm.

Trồng cây ngoài tự nhiên, do không khống chế được lượng dinh dưỡng khoảng nên sử dụng quá nhiều phân bón, đặc biệt với rau, có thể để lại lượng nitrate trong sản phẩm, gây độc với sức khoẻ người tiêu dùng.

Bên cạnh đó, trồng rau thuỷ canh giúp rút ngắn thời gian trồng trọt, nhanh cho thu hoạch.

Ví dụ: đối với một số giống rau ngắn ngày (rau xà lách, rau cải,..), khi trồng thuỷ canh có thể thu hoạch 5 – 6 vụ/năm, trong khi trồng bằng phương pháp truyền thống chỉ cho 2 – 3 vụ/năm.

Với ưu điểm nổi bật là năng suất cao, sản phẩm sạch và không gây ô nhiễm môi trường, phương pháp trồng rau thuỷ canh đang là xu hướng ngày càng phát triển ở Việt Nam và trên thế giới.

Thực tế cho thấy, mô hình thuỷ canh phù hợp với mọi vùng miền vì có thể chủ động được các điều kiện sản xuất.

Mô hình trồng cây không dùng đất này trở nên đặc biệt phù hợp trong điều kiện nguồn tài nguyên đất, nước và dinh dưỡng ngày càng thu hẹp, diện tích đất trồng bị khô hạn, nhiễm mặn,... ngày càng tăng.

Ở Việt Nam, mô hình này đang từng bước được áp dụng và mở rộng trên nhiều quy mô, từ hộ gia đình, trang trại cho đến quy mô công nghiệp.

Ở các hộ gia đình, hệ thống thuỷ canh thường có quy mô nhỏ, thiết kế đơn giản và được bố trí trên sân thượng, ban công hoặc sân vườn.

Ở quy mô sản xuất, mô hình trồng rau thuỷ canh trong nhà lưới, nhà kính đã và đang được triển khai xây dựng ở nhiều địa phương trong cả nước, bước đầu tạo ra một lượng sản phẩm sạch, đảm bảo an toàn thực phẩm cung cấp cho thị trường và mang lại hiệu quả kinh tế khá cao.