1.5 Tình hình nghiên cứu thủy canh trong và ngoài nước
1.5.3 Thủy canh và những vấn đề tồn tại cần nghiên cứu
Trong canh tác rau thủy canh thường có hai phương pháp khác nhau.
1.5.3.1 Phương pháp hồi lưu
Dung dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ theo chu kỳ nhất định, lượng dung dịch thừa được thu lại và tái sử dụng. Trong phương pháp hồi lưu gồm các kỹ thuật sau:
1). Kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT – Nutrien Film Technique) được Tiến sĩ Allen Cooper phát triển vào những năm 1960 ở Anh. Trong hệ thống này cây được tiếp xúc với màng mỏng dung dịch (khoảng 0,5 mm) chạy dọc theo kênh để nuôi cây, khi cây lớn rễ sẽ bện lại trong kênh, kênh được làm bằng nhựa, có tấm che để tránh bốc thoát hơi nước, chiều dài của kênh khoảng 5 – 10 m, độ dốc khoảng 1/50 hoặc 1/75 chiều dài kênh. Dinh dưỡng được bơm đến nơi cao nhất của mỗi kênh và tự chảy đến nơi thấp nhất để làm ẩm rễ. Ở nơi thấp nhất, dung dịch được gom trong thùng chứa, sau đó kiểm tra nồng độ muối trước khi quay vòng trở lại. Điều chỉnh dòng chảy từ 2 - 3 lít/phút tùy thuộc chiều dài của kênh để cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho cây, dung dịch dinh dưỡng được thay mới mỗi tuần.
2). Kỹ thuật dòng sâu hay hệ thống ống: hệ thống gồm những ống nhựa PVC có đường kính khoảng 10 cm, dung dịch dinh dưỡng cao khoảng 2 – 3 cm đường kính ống. Cây được trồng trong chậu lưới nhựa, chậu đặt chìm trong dòng dung dịch trong ống. Hệ thống được lắp đặt theo đường thẳng hoặc đường zich – zắc tùy từng loại cây trồng. Giá thể trong chậu có thể là sơ dừa, tro chấu hay các loại giá thể khác.
1.5.3.2 Phương pháp không hồi lưu
Dung dịch dinh dưỡng không quay vòng mà chỉ sử dụng một lần, sau thời gian được thay thế bằng dung dịch mới.
1). Kỹ thuật ngâm rễ: cây được trồng trên giá thể trong chậu nhỏ, chậu đặt ngập một phần trong dung dịch dinh dưỡng, còn phần trên rễ cây phát triển trên khoảng không sẽ hấp thu ôxy cho cây. Trong quá trình phát triển cây hấp thu dinh dưỡng, bốc thoát hơi nước làm thay đổi nồng độ ion, pH và EC dung dịch ảnh hưởng đến cây trồng vì vậy cần kiểm tra dung dịch thường xuyên và thay thế dung dịch mới.
15
2). Kỹ thuật nổi: kỹ thuật này tương tự kỹ thuật ngâm rễ, nhưng cây trồng trong chậu xốp cách nhiệt hay những đĩa nhẹ có thể nổi trên dung dịch trong thùng chứa. Sự chuyển động của những chậu nổi này làm cho dung dịch thoáng khí.
3). Kỹ thuật mao dẫn: cây trồng trong chậu có kích thước khác nhau tùy từng loại, đáy chậu đục lỗ nhỏ, đặt chậu vào thùng chứa dung dịch dinh dưỡng, dung dịch ngấm dần qua giá thể để nuôi cây. Trong kỹ thuật mao dẫn cần chọn loại giá thể thoáng khí, có thể dùng xơ dừa trộn sạn hoặc cát. Kỹ thuật này thích hợp trồng cây hoa trang trí trong nhà.
1.5.3.3 Những tồn tại cần nghiên cứu
Trong sản xuất thủy canh, cây trồng sinh trưởng phát triển được nhờ được cung cấp dinh dưỡng ở dạng các muối hòa tan. Nồng độ muối phải ở một mức độ nào đó để cây trồng có thể hút được. Chỉ số EC (Electric Conductivity) – độ dẫn điện) được dùng để đo độ đậm đặc nói trên, EC nằm trong khoảng giá trị 1 - 2 dS/cm là cây hấp thu dinh dưỡng tối ưu. Một chỉ số quan trọng khác là độ pH, cây trồng chỉ có thể hút được dinh dưỡng tối ưu khi pH nằm trong khoảng 5,8 – 6,5. Người sản xuất thường xuyên phải kiểm tra các chỉ số nói trên và điều chỉnh nếu cần thiết (Ngô Quang Vinh, 2009).
Về nguyên tắc, mọi loại cây trồng đều có thể trồng thủy canh được. Tuy nhiên, trên thực tế, người ta thường dùng thủy canh để trồng rau và hoa. Hình thức trồng trên giá thể thường dùng cho cây rau ăn quả và hoa. Hình thức trồng không giá thể thường dùng cho rau ăn lá, nhất là xà lách. Ở Hà Lan, chủ yếu trồng cà chua, dưa leo, cà tím, hoa, đậu và xà lách. Tại Anh: cà chua, dưa leo, ớt, hoa; Nhật: cà chua, hành lá, xà lách, dưa Mỹ, dưa leo; Israel: hoa, cà chua; Mỹ: cà chua, dưa leo, xà lách; Canada: cà chua, dưa leo, xà lách, Nam Mỹ: cà chua, dưa leo, xà lách, hoa; Trung Quốc: cà chua, dưa leo, xà lách, dưa Mỹ, dâu tây, cải xanh, hoa, Hàn Quốc: cà chua, dưa leo, xà lách, Úc:
xà lách, dưa leo, cà chua, rau thơm, dâu tây, hoa. Newzealand: cà chua, dưa leo, đậu, ớt, dưa Mỹ, hoa. Đặc biệt rau muống thủy canh có tại Trung Quốc, Đài Loan (Brian, 2003).
Theo Ngô Quang Vinh (2009), trong thuỷ canh có nhiều vần đề cần nghiên cứu, tập trung vào các nhóm kỹ thuật chính đặc trưng như hệ thống thủy canh, giá thể và dinh dưỡng. Ngoài ra là các vấn đề thuộc kỹ thuật trồng trọt phù hợp với phương thức này gồm giống, mật độ, phòng trừ sâu bệnh. Các nội dung nói trên đều còn mới đối
16
với Việt Nam. Trong các mô hình thuỷ canh nói trên, chọn mô hình thuỷ canh có chi phí xây dựng, vận hành thấp nhất, dễ quản lý và áp dụng, phù hợp với điều kiện thực tế sản xuất, đó là mô hình thuỷ canh nổi (không tuần hoàn, hở), mô hình thuỷ canh của Đại học Florida, có vận dụng quy trình sản xuất cây giống của Lâm Đồng và phát triển thêm theo hướng học tập mô hình sản xuất xà lách thủy canh của các nước Mỹ, Úc để sản xuất rau cải bó xôi.
Theo Jones (2005), nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng cây thủy canh mọc không đều và năng suất kém đều liên quan trực tiếp đến công thức dinh dưỡng chưa chính xác và một số sai sót trong quản lý dinh dưỡng. Chưa có hướng dẫn chính xác nào về dinh dưỡng thuỷ canh, người trồng phải tự thí nghiệm với hệ thống thuỷ canh của chính mình, quan sát, kiểm tra và điều chỉnh cho đến khi các thành phần trong công thức cân bằng hợp lý, rồi sử dụng nó cho phù hợp nhất với các điều kiện môi trường và cây trồng cụ thể. Có rất nhiều công thức dinh dưỡng của nhiều tác giả đã nghiên cứu thành công đề nghị. Bốn công thức dinh dưỡng cho rau ăn lá sử dụng trong thí nghiệm là công thức dinh dưỡng của 4 tác giả có uy tín và được nhiều tài liệu đánh giá cao, đó là:
(1) Công thức dinh dưỡng của Hoagland & Arnon (1938). Đây là công thức dinh dưỡng được sử dụng rộng rãi cho thủy canh rau ăn lá tại Mỹ.
(2) Công thức dinh dưỡng của Bradley & Tabares (2000). Đây là công thức được sử dụng ở nhiều nước đang phát triển, phù hợp sản xuất hơn 30 loại rau quả, cây trang trí và thảo mộc.
(3) Công thức dinh dưỡng của Morgan (2002). Công thức này được sử dụng phổ biến để sản xuất rau diếp và các loại rau xanh khác, phù hợp với hệ thống thuỷ canh nổi.
(4) Công thức dinh dưỡng của Faulkner (1998). Dựa trên công thức của Steiner (1984), Faulkner đã điều chỉnh thành công thức dinh dưỡng linh hoạt, lý tưởng cho sản xuất các loại cây rau trong nhà kính.
Các công thức trên được chọn lọc có chủ ý để có dãy nồng độ các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng khác biệt nhau, nhằm tìm ra một công thức dinh dưỡng cho kết quả tốt nhất và được tiếp tục điều chỉnh lượng N, P, K cho tối ưu đối với rau cải bó xôi. Một vấn đề quan trọng khác là sử dụng nguồn hóa chất hiện có tại Việt Nam cho phù hợp.
17
Do dinh dưỡng trong dung dịch sẽ bị lắng xuống đáy bể và kết tủa theo thời gian, nước bị bốc hơi theo nhiệt làm EC trong dung dịch thay đổi, ảnh hưởng đến sự hấp thu dinh dưỡng của cây, do đó cần có chế độ cung cấp dinh dưỡng thích hợp theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây nhằm tránh những vấn đề trên.
18
Chương 2