Lí thuyết Công nghệ trồng cây không dùng đất - Công nghệ 10 Công nghệ trồng trọt Kết nối tri thức

BÀI 25: CÔNG NGHỆ TRỒNG CÂY KHÔNG DÙNG ĐẤT

I. Khái niệm và cơ sở khoa học của kĩ thuật trồng cây không dùng đất

1. Khái niệm

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

2 hình thức: thuỷ canh và khí canh

2. Cơ sở khoa học

Trồng cây không dùng đất bằng cách sử dụng dung dịch dinh dưỡng để cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây, đồng thời sử dụng giá thể để giúp cây đứng vững

a. Dung dịch dinh dưỡng

Dung dịch dinh dưỡng là dung dịch có chất khoáng cần thiết cho cây trồng

Tuỳ từng loại cây, giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau của cây mà điều chỉnh thành phần, liều lượng các chất khoáng và có độ PH phù hợp

b. Giá thể

Giá thể có tác dụng chính là cố định cây, giúp cây đứng vững, giữ ẩm và tạo độ thoáng khí, hỗ trợ tối đa cho sự phát triển của rễ cây

II. Một số hệ thống trồng cây không dùng đất

1. Kĩ thuật thuỷ canh

a. Giới thiệu chung

Khái niệm: là kĩ thuật trồng cây không dùng đất, cây được trồng vào hệ thống chứa dung dịch dinh dưỡng (dung dịch thuỷ canh). Tuỳ theo từng hệ thống mà toàn bộ hoặc một phần rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng

Ưu và nhược điểm của kĩ thuật thuỷ canh

- Ưu điểm: 

+ Kiểm soát dinh dưỡng cây trồng

+ Không dùng đất nên có thể triển khai tại gia đình, vùng đất khô cằn hay hải đảo xa xôi,…

+ Năng suất cao, rút ngắn thời gian trồng trọt

+ Hạn chế tối đa việc sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hoá học

- Nhược điểm:

+ Hiệu quả cao với rau, quả ngắn ngày, khó áp dụng với cây lương thực, cây ăn quả

+ Vốn đầu tư ban đầu với các mô hình lớn, đòi hỏi trình độ chuyên môn kĩ thuật cao để sản xuất có hiệu quả

b. Cấu trúc cơ bản và nguyên lí hoạt động

*Cấu trúc cơ bản: 2 phần

- Bể/ thùng chứa dung dịch dinh dưỡng

- Máng trồng cây: bộ phận đỡ cây

*Nguyên lí hoạt động 

- Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu (thuỷ canh tĩnh); dung dịch dinh dưỡng đặt trong thùng, hộp hoặc vật chứa cách nhiệt, bổ sung khi cần

+ Ưu điểm: chi phí đầu tư thấp, đơn giản

+ Nhược điểm: dung dịch dinh dưỡng thường thiếu oxygen, dinh dưỡng và pH giảm, nên thường xuyên sục khí, bổ sung dinh dưỡng và điều chỉnh pH.

- Hệ thống thuỷ canh hồi lưu (thuỷ canh động): dung dịch bơm tuần hoàn từ thùng chứa dung dịch đi khắp các khay để đưa tới bộ rễ của cây, phần dư thừa luân chuyển về thùng chứa ban đầu. 

+ Ưu điểm: tiết kiệm thời gian chăm sóc, năng suất cây trồng cao, áp dụng nhiều quy mô khác nhau

+ Nhược điểm: chi phí đầu tư thiết bị và lắp đặt hệ thống phức tạp

2. Kĩ thuật khí canh

a. Giới thiệu chung

*Khái niệm: là trồng cây trong môi trường kín hoặc bán kín, không dùng đất

* Đặc điểm: bộ rễ lơ lửng trong không khí, dinh dưỡng cung cấp qua hệ thống bơm dung dịch dinh dưỡng với áp suất cao tạo nên các hạt sương bám dính vào bộ rễ của cây

* Ưu và nhược điểm:

- Ưu điểm: công nghệ tiên tiến

+ Tiết kiệm tối đa lượng nước cung cấp để trồng trọt, hơn cả thuỷ canh

+ Cây sinh trưởng và phát triển nhanh, năng suất cao 

+ Chủ động nguồn dinh dưỡng, không ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường, sản phẩm sạch, an toàn cho người sử dụng

+ Môi trường sạch bệnh, hạn chế tối đa sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, hoá chất độc hại

- Nhược điểm: chi phí cao, điện năng nhiều

b. Cấu trúc cơ bản và nguyên lí hoạt động

* Cấu trúc cơ bản: 3 phần

- Bể chứa dung dịch: chứa dung dịch dinh dưỡng cho cây, nằm cùng hoặc tách rời với máng trồng cây

- Máng trồng cây: bộ phận đỡ cây

- Hệ thống phun sương: bơm, bộ lọc, đường ống dẫn, vòi phun sương; thiết kế đồng bộ với bộ hẹn giờ hoặc bộ điều khiển

* Nguyên lí hoạt động: tự động, khép kín; bơm đầy dung dịch trong bể chứa vào đường ống, qua vòi phun vào không khí tạo hơi sương, nơi có rễ cây; một phần sương bán trên bề mặt rễ, còn lại rơi xuống máng và được đưa trở lại bể chứa

III. Trồng cây không dùng đất

Thực hành

1. Chuẩn bị

a. Dụng cụ, thiết bị, hoá chất

- Bộ dụng cụ trồng cây thuỷ canh

+ Thùng đựng dung dịch thuỷ canh

+ Rọ trồng cây

+ Giá thể trồng cây

- Máy đo pH cầm tay hoặc bút đo pH nước hoặc bộ dụng cụ để xác định pH của dung  dịch

- Cốc đong có vạch chia thể tích, ống hút dung dịch 10ml

- Dung dịch H2SO4 0.2% và NaOH 0.2%

- Dung dịch dinh dưỡng: knop

b. Nguyên vật liệu

Chọn hạt giống của loại cây trồng ưa nước, thời gian sinh trưởng ngắn

Hạt giống ươm ngâm ủ cho nảy mầm, phát triển thành cây con, chọn cây khỏe làm thí nghiệm

2. Các bước thực hành

- Bước 1: Chuẩn bị dung dịch dinh dưỡng

Pha dung dịch dinh dưỡng đổ vào thùng trồng cây

- Bước 2: Điều chỉnh pH của dung dịch dinh dưỡng

Dùng máy đo pH hoặc bút đo pH nước hoặc giấy quỳ để kiểm tra

Nếu pH chưa phù hợp với đối tượng cây trồng thì dùng H2SO4 0.2% hoặc NaOH 0.2% điều chỉnh

Bước 3: Chọn cây

Chọn cây khỏe mạnh, có rễ mọc thẳng và đều

Bước 4: Trồng cây

Trồng cây vào rọ thuỷ canh, mỗi rọ trồng một cây và bổ sung giá thể cho cây đứng thẳng và không bị đổ

Kiểm tra đảm bảo một phần rễ ngập trong dung dịch dinh dưỡng

Bước 5: Theo dõi sinh trưởng của cây

3. Thực hành

- Chia học sinh thành các nhóm

- Các nhóm tiến hành  theo các bước của quy trình thực hành

4. Đánh giá

- Học sinh tự đánh giá kết quả theo mẫu gợi ý 

- Giáo viên đánh giá kết quả thực hành của học sinh