Chuyên đề thủy canh

Nguyễn Minh Anh
Học sinh trường THPT chuyên Lê Qúy Đôn - Khánh Hòa
Chuyên đề làm vườn
THỦY CANH
I. Giới thiệu:
I. Khái niệm
Thủy canh là phương pháp trồng cây bằng dung dịch – trồng cây không cần đất.
Trong những năm qua, con người đã nghiên cứu nhiều phương pháp trồng cây và phương pháp trồng cây không cần đất đã thu được nhiều chú ý vì tính khả thi của nó
Cơ sở khoa học
Cây chỉ cần cung cấp đủ không khí và chất dinh dưỡng thì nó có thể sống sót và phát triển

Cũng như con người, đầu tiên cây cần không khí và nước để phát triển

Thứ hai, cây cần các nguyên tố
Đa lượng: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg…
Vi lượng: Mn, Cu, Fe, Zn, Ni, Cl, Mo...

Và cuối cùng là ánh sáng mặt trời
Cơ sở khoa học
Một số loại cây chỉ cần một vài nguyên tố trong đó. Một số cây khác lại cần nhiều hơn các nguyên tố được đề cập. Tuy nhiên trong hầu hết các cây, những nguyên tố này giữ cho chúng mạnh khỏe và phát triển tốt.
Do đó nếu các điều kiện được đáp ứng và pH của dung dịch đạt yêu cầu thì cây sẽ sống sót và phát triển. Rễ cây sẽ được đặt trong  dung dịch dinh dưỡng đặc biệt được chuẩn bị phù hợp với mục đích sử dụng. Để giữ được cây thẳng đứng nó cần một sự hỗ trợ thích hợp.
II. Điều kiện trồng cây thủy canh
Vấn đề đặt ra đầu tiên là cây nào có thể trồng, và sau đó là nên trồng cây nào ?
Câu trả lời rất đơn giản: phần lớn các loại cây rau, củ quả đều có thể trồng trên hệ thống thủy canh

Để chắc chắn, bạn nên xem xét  về các điều kiện cho phép. Bạn có bao nhiêu không gian? Vùng bạn định trồng rộng bao nhiêu? Có đủ ánh sáng mặt trời không?

II. Điều kiện trồng cây thủy canh
Bạn cần phải biết những cái đó vì mỗi cây yêu cầu một không gian khác nhau. Một số cây có thể phát triển tốt trong điều kiện không gian chật hẹp. Những cây khác lại cần không gian mở hơn. Còn một số cây khác có cấu tạo đặc biệt như cây thân leo và cây lấy củ.  Một vài loại cây lại cần nhiều ánh sáng trong khi một số khác lại phát triển tốt dưới điều kiện bóng râm. Tất nhiên đừng quên…nguồn nước tưới của bạn là nguồn nước ngọt.
Sự lựa chọn hệ thống thủy canh được xác định dựa vào loại cây mà bạn định nuôi trồng. Nói chung, cây có thể được phân loại như sau:
Cây nhỏ
Các loại rau như: xà lách, cải, hành,…hoặc các loại hoa nhỏ thì đều được xếp vào loại này
Mỗi cây chỉ yêu cầu một không gian nhỏ, thậm chí bạn có thể trồng chúng trong một nhà lưới có ánh sáng nhân tạo. Với loại cây này trong thủy canh, tất cả những cái bạn cần là một cái cốc nhỏ để trồng 1 cây
Cây trung bình
Nhìn chung đây là nhóm cây thân bụi, như những cây họ cà, khoai tây, cây họ đậu, cây tiêu, ngô… và một số loại cỏ cũng như cây có hoa…
Ta cần xác định kích thước tối đa của cây để chuẩn bị hệ thống thủy canh phù hợp
Cây lớn
Trong loại này thì có chuối, dừa nhỏ, cam quýt và các loại cây ăn quả nhỏ …
Bạn có thể trồng cây ăn quả bằng phương pháp thủy canh. Nếu bạn bắt đầu từ hạt bạn có thể hưởng thụ thành quả lao động của bạn sau vài năm. Mặt khác, những cái cây được trồng từ cành triết ghép có khả năng sinh trưởng tốt hơn. Nhưng chúng có khuynh hướng phát triển nhỏ hơn so với những cây được trồng từ hạt. Chúng cũng bắt đầu có quả trong thời gian ngắn hơn cây trồng từ hạt. Trong nhóm cây này bạn sẽ cần một khoảng trống lớn và  một lượng dung dịch dinh dưỡng cân bằng tốt, cộng thêm sự nhẫn lại và kiên trì trong sự chú ý đến những nhu cầu của cây. Nhìn chung, sự đa dạng của những cây ăn quả có kích thước nhỏ khi trưởng thành là một kết quả lí tưởng
Cây thân bò và cây thân leo
Ở đây bao gồm dưa hấu, bí đỏ, bí đao, dưa chuột, đậu, mướp, nho,…
Những cây thân bò phát triển thích hợp trong hệ thống thủy canh nhưng chúng cần nhiều không gian cả về chiều ngang lẫn chiều dọc. Một vài cây thân bò yêu cầu cột và giàn lưới mắt cáo. Những cây khác lại yêu cầu nhiều không gian để bò trên sàn. Ví dụ chỉ cần 1 hoặc 2 cây thân bò bạn có thể có một khu rừng nhiệt đới. Nếu không gian của bạn bị hạn chế, bạn chỉ có thể kết thúc với sự phát triển của 2 cây đó
Cây lấy củ
Cái chúng ta có ở đây là những cây khoai tây, cà rốt, củ cải, lạc, hành, tỏi, gừng và những giống khoai lang…
Những cây thuộc nhóm này phát triển phần dinh dưỡng ở phía dưới mặt đất. Khoai tây, cà rốt, củ cải, khoai lang và gừng có phần sử dụng được là phần rễ phình to của chúng. Cây lạc thì cho hạt ở dưới mặt đất. Những cái lá của hành, tỏi và một số hoa loa kèn…làm đặc lại ở phần dưới gốc ngay dưới bề mặt của đất. Vì vậy, những nhu cầu đặc biệt của chúng phải có, như môi trường cho rễ phát triển trong đất.
Các loại hệ thống thủy canh
Hệ thống không hồi lưu:
a. Hệ thống bị động:
Đây là hệ thống đơn giản nhất trong tất cả các hệ thống. Bạn có thể thiết kế hệ thống  theo ý thích.  Tuy nhiên hệ thống phải đảm bảo được những điều kiện tối thiểu sau:
(1)       Cây  được giữ an toàn nhưng không được quá chặt
(2)       Rễ phải được thả vào trong dung dịch dinh dưỡng
(3)       Một phần của rễ phải được nằm trong không khí.
Bạn cũng có thể đục 1 cái lỗ nhỏ trên lắp và chèn 1 cái ống vào giúp thông khí vào trong dung dịch định kỳ. Hoặc đơn giản bạn chỉ cần khuấy động nó tránh để nó ứ đọng trong một thời gian dài.
Chú ý:
Dịch dinh dưỡng không tuần hoàn và chỉ sử dụng được 1 lần, khi nồng độ dinh dưỡng giảm, pH thay đổi… thì ta phải thay dịch dinh dưỡng bằng cách thủ công.
Một số rễ được ngâm trong dung dịch, một số rễ khác phải nằm trên dung dịch
Các bước làm hệ thống thủy canh không lưu hồi đơn giản
Bước 1
Bước 2
Bước 3
Bước 4
Bước 5
Bước 6
b. Hệ thống bấc đèn:
Hệ thống thủy canh kiểu bấc đèn gồm có một cái chậu chứa giá thể để trồng cây và một cái chậu chứa dung dịch dinh dưỡng. Dung dịch thủy canh cung cấp cho cây trồng theo nguyên lí mao dẫn thông qua dây bấc. Khi lắp giáp hệ thống nên chọn chất làm bấc có khả năng hút nước cao và không bị tan biến dễ dàng trong dung dịch. Giá thể cũng phải có khả năng giữ dung dịch tốt.
c. Hệ thống thủy triều bằng tay:
Tất cả những gì bạn cần là một cái thùng phù hợp, một cái hộp hoặc khay nhựa, ống dẫn và van điều chỉnh. Ống nối mềm thì gắn vào cái hộp trồng cây và thùng dung dịch. Chạy thử, đổ đầy cái hộp với mức nước mong muốn. Sau đó rút sạch nó vào thùng để biết được số lượng dung dịch dinh dưỡng cần thiết. Sau khi cho giá thể vào có lẽ bạn chỉ cần khoảng một nửa số dung dịch vừa đo. Nếu giá thể của bạn giữ ẩm tốt, bạn chỉ cần làm ngập và rút dung dịch một đến hai lần mỗi ngày. Nếu giá thể giữ ẩm kém và sự bay hơi nhanh thì bạn cần làm ngập và rút thường xuyên hơn.
d. Hệ thống sục khí:
đây là hệ thống gồm có một thùng dung dịch dinh dưỡng với một cái máy sục khí giống như cái máy sục khí người ta vẫn dùng trong bể cá. Những cái cây được giữ ở trên lắp với bộ rễ được nhấn chìm trong dung dịch. Những bọt khí thêm oxi vào trong dung dịch. Đây là một hệ thống đơn giản rẻ tiền và rất dễ dàng lắp đặt và bảo trì.
2. Hệ thống hồi lưu:
a. Hệ thống màng dinh dưỡng (NFT):
Dinh dưỡng được cung cấp cho cây bằng một màng nước mỏng trong hệ thống kín và luân chuyển liên tục. Lớp dinh dưỡng mỏng khoảng 1-3mm (màng dinh dưỡng) chảy dọc theo máng nhờ trọng lực (dĩ nhiên cái máng được đặt hơi dốc 1 chút). Rễ cây sẽ thả xuống lớp màng đó hút dinh dưỡng còn 1 phần  thì ở bên trên để thở. Nhờ vậy rễ cây được làm giàu oxi liên tục và dinh dưỡng cũng cung cấp thường xuyên nên cây phát triển khá tốt. Hệ thống này đặc biệt phù hợp với những cây rau như xà lách . 
b. Kĩ thuật dòng sâu
Dịch lỏng sâu khoảng 2-3 cm chảy trong ống PVC đường kính 10cm với hệ thông chậu lưới plastic để cố định cây. Chậu plastic chứa các vật liệu trồng cây và đáy của nó chạm dịch dinh dưỡng chảy bên trong ống. Các ống PVC có thể xếp theo dạng thẳng hay zig zag.
c. Hệ thống nhỏ giọt:
Hệ thống này hiện đang được áp dụng tại rất nhiều nước trên thế giới và cả ở VN. Nó đặc biệt tiết kiệm nước và phân chia dinh dưỡng cũng như thuốc BVTV rất hiệu quả
Cấu tạo của hệ thống này như sau:
Ngoài các hệ thống phía trên còn rất nhiều hệ thống đơn giản khác mà bạn có thể lắp đặt để trồng được thủy canh vì “Hệ thống thủy canh chỉ bị hạn chế bởi trí tưởng tượng của người xây dựng”. Các bạn có thể sáng tạo ra hệ thống của riêng mình, miễn đảm bảo được các yêu cầu của 1 hệ thống thủy canh hoàn chỉnh.
Kỹ thuật trồng rau thủy canh
Điều kiện môi trường:

Cung cấp đủ ánh sáng cho cây quang hợp (ít nhất 5-6 h/ngày)
Tránh mưa để dung dịch không bị pha loãng
Phun nước 2-3 lần vào buổi trưa đối với rau ăn lá
Không cho dung dịch ngập toàn bộ rễ
Kỹ thuật trồng rau thủy canh
Cách pha dung dịch dinh dưỡng
Có nhiều cách pha dung dịch dinh dưỡng cho nhiều loại cây trồng khác nhau, nếu bạn muốn làm nhanh thì tốt nhất là ra tiệm mua loại pha sẵn hoặc nhanh nhất là…xin cô Thúy ^^.
Quả thực trước nay những người mới bắt đầu trồng thủy canh bị vướng mắc nhiều nhất vẫn là vấn đề dinh dưỡng, việc pha dinh dưỡng được biết đến như là một công việc quá khó để có thể thực hiện.
Sau đây là một số dung dịch được sử dụng trên thế giới
Dưới đây là công thức dung dịch của giáo sư Cooper. Đây là dung dịch dinh dưỡng chuẩn điển hình sử dụng tốt cho cả vùng nhiệt đới lẫn ôn đới.
Hầu hết các chất đều rẻ và dễ kiếm. Chỉ có cái cân điện tử là đắt nhất, tuy nhiên, chúng ta có thể xin dùng chùa cân điện tử ở phòng Hóa ^^. Chúng có thể cân đo được đến con số thập phân của 1 gam và rất dễ sử dụng.
Khi cân đo các chất, tốt nhất nên thực hiện một cách có hệ thống để tránh sự lẫn lộn giữa các chất và tập chất. Khi sử dụng các hộp nhựa để sắp xếp bạn có thể dễ dàng quản lí những chất mà bạn đã cân. Khi pha trộn dung dịch, những cốc nhựa riêng rẽ này sẽ cho phép bạn thực hiện công việc mà không cần sự xáo trộn quá nhiều
 Chú ý rằng một số nguyên tố chỉ cần vài mg . Vì vậy cần phải có một cái cân điện tử
Thực chất những kiến thức này chúng ta đã biết từ thời học trung học.
1.    Để 1 cái cốc nhựa thích hợp lên cân và điều chỉnh chỉ số trên cân về 0.
2.    Nếu bạn chỉ cần đo 0,25g hóa chất hãy cân gấp 8 lần lượng đó (2g)
3.    Đổ hóa chất vào một bình đong 200ml khuấy đều để hòa tan hết.
4. Dùng ống đong hoặc bơm tiêm hút lấy 25ml, nếu bạn làm cẩn thận thì phần dung dịch đó tương đương 0,25g (1/8)
5.   Còn lại 7/8 dung dịch đổ vào lọ chứa cất đi dùng lần sau.
6.    Đem 1/8 dung dịch đong được tiếp túc việc pha trộn dung dịch.
Hiện nay, ngoài việc thủy canh các cây nông nghiệp, người ta đã áp dụng thành tựu này vào thủy canh cây cảnh
Những thuận lợi và khó khăn trong thủy canh
Thuận lợi:
Không phải làm đất không có cỏ dại.
Trồng được nhiều vụ, có thể trái vụ, không cần tưới.
Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại.
Năng suất cao hơn từ 25% đến 50%.
Sản phẩm hoàn toàn sạch đồng nhất.
Người gìa yếu trẻ em có thể tham gia có hiệu quả.
Không tích lũy chất độc, không gây ô nhiễm môi trường.
Những thuận lợi và khó khăn trong thủy canh
Khó khăn:
Phí tổn ban đầu cao
Cần có chuyên môn, có kỹ năng kiểm soát cao đối với việc chuẩn bị dung dịch dinh dưỡng, điểu chỉnh pH, duy trì sự thông khí, đảm bảo cân bằng dinh dưỡng
Không phù hợp với loại cây có kích thước lớn
Sản lượng hệ thống thủy canh sẽ giảm nếu nhiệt độ dung dịch thay đổi không phù hợp
Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe
Nguyễn Minh Anh
Chuyên đề đến đây là kết thúc