Bạn có biết, chúng ta có thể trồng cây mà không cần đất? Thật vậy, cây có thể sinh trưởng và phát triển trong khỏe mạnh trong nước có trộn với một số khoáng chất và chất dinh dưỡng, hoàn toàn không cần đến đất. Nghe có vẻ kỳ lạ, nhưng đây thực ra là một kỹ thuật canh tác mới, được gọi là "thủy canh". Kỹ thuật mới này đang phát triển nhanh chóng và được xem là một giải pháp thay thế cho phương pháp canh tác dựa trên đất truyền thống.
Những điều cần biết về kỹ thuật trồng cây thủy canh
Thủy canh là gì?
Thủy canh (Hydroponics) là khoa học trồng cây mà không cần đất. Thuật ngữ này bắt nguồn từ hai từ trong tiếng Hy Lạp: "hydros", có nghĩa là "nước" và "ponos", có nghĩa là "làm việc".
Cũng giống như con người, thực vật cần chất dinh dưỡng để phát triển. Các chất dinh dưỡng này được hấp thụ từ đất và lưu thông đến các bộ phận khác nhau của cây.
Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học tin rằng đất là yếu tố cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Tuy nhiên, đất có thể dễ dàng được thay thế bằng môi trường dinh dưỡng. Môi trường dinh dưỡng là một chất lỏng có chứa tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển.
Rau trồng bằng phương pháp thủy canh.
Làm thế nào bạn có thể thực hiện thủy canh trong nhà?
Có hai bước để thực hiện thủy canh ngay tại không gian sống: tạo môi trường dinh dưỡng (hay dung dịch thủy canh) và tạo giàn cho cây.
Bước 1: Tạo môi trường dinh dưỡng
Đầu tiên, chúng ta cần tạo một môi trường dinh dưỡng có thể thay thế đất.
Môi trường dinh dưỡng (hay dung dịch thủy canh) về cơ bản là nước với các chất dinh dưỡng và khoáng chất quan trọng cho sự phát triển của cây. Môi trường dinh dưỡng cơ bản nhất phải chứa nitơ, phốt pho, kali, canxi, magiê và lưu huỳnh.
Hầu hết các môi trường dinh dưỡng, theo đúng tỷ lệ, đều có sẵn trên thị trường.
Ngoài ra còn có nhiều cuốn sách hay giải thích chi tiết về các hóa chất và lượng cần thiết của chúng để tạo ra môi trường dinh dưỡng. Tuy nhiên, nếu bạn là người thích "tự nhiên", dưới đây là một số thành phần tự nhiên bạn có thể sử dụng.
Các chất như thạch cao, vôi, bột xương hoặc vỏ trứng rất giàu canxi, vỏ chuối chứa nhiều kali, men làm bánh bổ sung thêm phốt pho, trong khi đậu và nước đậu lăng có thể dùng để cung cấp nitơ. Tuy nhiên, hãy cẩn thận, vì đây không phải là những cách tiếp cận đã được đo lường và thử nghiệm hoàn hảo, vì vậy bạn có thể cần thử vài lần trước khi làm đúng.
Bước 2: Tạo giàn cho cây
Cách làm chung của phương pháp thủy canh là treo cây trên một giá đỡ và nhúng rễ cây vào môi trường dinh dưỡng bên dưới. Bằng cách này, cây có nguồn cung cấp chất dinh dưỡng không bao giờ cạn kiệt. Do đó, nếu bạn muốn trở thành một nông dân thủy canh, bạn sẽ cần nhiều hơn một chiếc bồn.
Bạn có thể cố định một miếng lưới phía trên thành bồn, treo cây lên trên đó, rồi đổ đầy môi trường dinh dưỡng vào bồn.
Bạn cũng có thể lấy một cái ống, cắt thành những vòng tròn nhỏ, đặt cây vào bên trong lỗ và để lộ rễ phía dưới, sau đó, nhúng rễ vào nước trong bồn. Nếu cây quá nhỏ, bạn có thể buộc nhẹ rễ bằng dây nylon để cố định cây chắc chắn hơn.
Tất cả những gì bạn cần làm là đảm bảo rằng môi trường dinh dưỡng được cân bằng, rễ luôn được nhúng vào dung dịch thủy canh và cây luôn nhận được đầy đủ ánh sáng mặt trời.
Một hệ thống thủy canh cơ bản.
Ưu điểm của phương pháp thủy canh
Vì cây trồng trong hệ thống thủy canh có khả năng tiếp cận nhiều nước và chất dinh dưỡng nên chúng không tốn năng lượng dư thừa để phát triển hệ thống rễ phức tạp. Kết quả là, chúng ta sẽ có được những cây tươi hơn và khỏe mạnh hơn, cũng như năng suất cao hơn trong thời gian ngắn hơn.
Khi các nhà khoa học so sánh phương pháp trồng cây trong nước và canh tác thông thường, họ nhận thấy rằng cây được trồng trong nước cho thấy năng suất tăng khoảng 17%. Trong một nghiên cứu khác, một cây khoai tây trồng bằng phương pháp thủy canh cho 75 củ khoai tây, trong khi một cây trồng trong đất chỉ cho từ 3 đến 5 củ. Hơn nữa, khoai tây trồng bằng phương pháp thủy canh cũng được phát hiện là lớn hơn 51% so với trồng trong chậu!
Cây trồng bằng thủy canh thường sinh trưởng và phát triển nhanh, cũng như cho năng suất cao hơn.
Phương pháp thủy canh cũng được sử dụng ở những nơi không thể áp dụng phương pháp canh tác truyền thống.
Không những thế, cách trồng cây này cũng làm tăng không gian xanh trong trong nhà của chúng ta. Trồng cây bằng nước chỉ cần khoảng 10% lượng nước và 25% lượng phân bón mà trồng cây bằng đất cần, có nghĩa là phương pháp này tương đối tiết kiệm chi phí.
Một bài báo trên Tạp chí Khuyến nông Quốc tế đã so sánh năng suất dâu tây thu được từ hệ thống thủy canh và đất. Họ khẳng định "Trồng dâu tây trong hệ thống thủy canh là khả thi, với chi phí hợp lý và bền vững hơn so với các hệ thống trồng đất truyền thống. Trong tương lai, chúng ta nên nghiên cứu thêm về các phương pháp trồng thủy canh khác nhau và tính khả thi của việc trồng ở cấp độ thương mại ".
Thủy canh theo hướng thương mại hóa
Các nhà khoa học đã áp dụng thủy canh dưới một số hình thức kể từ đầu những năm 1930. Tuy nhiên, các mẫu này đã được theo dõi cẩn thận trong phòng thí nghiệm với các điều kiện đã định. Hơn nữa, chúng chỉ được thực hiện để nghiên cứu cấu trúc và dinh dưỡng của cây trồng. Việc sử dụng kỹ thuật này cho sản xuất thương mại ít phổ biến hơn nhiều.
Nhưng đừng lo lắng! Nếu bạn quyết định trở thành một nông dân thủy canh, bạn vẫn có thể có một tương lai đầy hứa hẹn. Hiện nay, thị trường thủy canh đang phát triển với tốc độ đáng kinh ngạc. Theo một bài báo trên Businesswire, thị trường Global Hydroponics dự kiến sẽ tăng từ 226,45 triệu đô la vào năm 2016 lên ước tính 724,87 triệu đô la vào năm 2023.
Một nông trại thủy canh.
Nhược điểm của thủy canh
Với những ưu điểm nêu trên, tại sao thủy canh chưa thể thay thế được phương pháp canh tác truyền thống?
Một lý do quan trọng là chi phí ban đầu cho việc sản xuất quy mô lớn có thể cao. Ngoài những hạn chế về kinh tế như vậy, các nhà khoa học đang phải đối mặt với nhiều vấn đề khác cản trở sản xuất quy mô lớn.
Tất cả các kỹ thuật canh tác hiện nay muốn áp dụng trên quy mô lớn đều phải sử dụng thiết bị phức tạp và nguyên liệu tinh chế tốn kém. Các nhà khoa học chưa thể phát triển một quy trình đơn giản, có thể được sử dụng bởi những người lao động phổ thông nhất với sự hỗ trợ hạn chế.
Bên cạnh đó, tất cả các kỹ thuật hiện đang áp dụng ban đầu được sử dụng để nghiên cứu sinh lý và dinh dưỡng của cây, chúng không giải quyết các vấn đề phải đối mặt trong môi trường canh tác quy mô lớn. Ngoài ra, các nhà khoa học chưa hiểu đầy đủ về môi trường nước trong thủy canh. Chúng ta không thể giải thích chính xác lý do tại sao hoặc làm thế nào cây trồng thủy canh có cấu trúc rễ khác nhau.
Nhìn chung, về lý thuyết, tất cả các loại cây đều có thể được trồng theo phương pháp thủy canh, nhưng chúng ta không biết thực vật từ các loài và điều kiện khí hậu khác nhau phản ứng như thế nào với hệ thống thủy canh, cũng như chưa tìm ra tầm quan trọng của sự khác biệt trong các loại rễ. Tuy nhiên, áp dụng phương pháp thủy canh quy mô nhỏ, tại nhà vẫn được xem là khả thi và rất được khuyến khích.
Ngay cả NASA cũng đang thử nghiệm phương pháp thủy canh, vì cây trồng trong không gian có thể cung cấp cho các phi hành gia một chế độ ăn uống tươi ngon và cung cấp oxy, nguồn thực phẩm cho các sứ mệnh thuộc địa của Mặt trăng và sao Hỏa.