Trồng cây không dùng đất là biện pháp canh tác trong dung dịch dinh dưỡng hoặc trên giá thể không có nguồn gốc đất tự nhiên.

Ưu điểm:

– Dễ tăng mật độ trồng, giảm sử dụng thuốc trừ sâu, bệnh và cỏ; kiểm soát được môi trường rễ, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, nồng độ khí, giúp cây sinh trưởng tốt, cho năng suất cao, chất lượng tốt và an toàn với con người, thân thiện với môi trường. 

– Đồng thời, biện pháp canh tác này ở thể tái sử dụng nguồn nước và dinh dưỡng, giảm các chi phí (làm đất, trồng, khử trùng đất, tưới nước, công lao động…. ), tận dụng được diện tích ở nhà phố (ban công, sân thượng….) để trồng cây. 

– Vùng đất nghèo dinh dưỡng, đất xấu nhưng khí hậu thuận lợi có thể ứng dụng công nghệ trồng cây không dùng đất để tăng hiệu quả kinh tế.

Công nghệ trồng cây không dùng đất có chi phí đầu tư lớn, yêu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao nhưng nguồn vật liệu, thiết bị, máy móc phục vụ trồng trọt còn hạn chế. 

Khi bị bệnh hại có thể lây lan nhanh nên hệ thống cần được kiểm tra và theo dõi thường xuyên. Nếu hệ thống bị trục trặc sẽ ảnh hưởng xấu đến cây trồng.

Hình 21.2. Trồng cây không dùng đất

a. Giá thể

– Giá thể trồng cây không dùng đất là vật liệu giúp bộ rễ cây phát triển thuận lợi. 

– Giá thể là một hay hỗn hợp nhiều vật liệu tạo độ thông thoáng và giữ được nước tốt tuy theo yêu của cầu phương pháp trồng cây không dùng đất (Hình 21.3).

Hình 21.3. Một số loại giá thể trồng cây không dùng đất

– Xơ dừa, len đã có khả năng giữ nước tốt nên được dùng trong hệ thống trồng cây trên giá thể tưới nhỏ giọt, khí canh, mút xốp, trấu hun dùng trong hệ thống màng mỏng dinh dưỡng…

b. Dung dịch dinh dưỡng

– Dung dịch dinh dưỡng được pha chế từ các loại phân bón khác nhau và nước, có chứa đầy đủ các nguyên tố thiết yếu cho cây trồng.

– Tuy theo từng loại cây trồng, giai đoạn sinh trưởng và điều kiện thời tiết cần kiểm soát nồng độ và pH dung dịch dinh dưỡng bằng máy do li, độ dẫn điện (EC) để đạt năng suất và chất lượng tối ưu.

– Để phát huy hiệu quả của công nghệ, trồng cây không dùng đất, thường kết hợp với công nghệ nhà mái che, thiết bị điều khiển thông minh để tự động hoá các khẩu cung cấp dinh dưỡng, điều chỉnh Ph/EC dung dịch dinh đường, cường độ ánh sáng, nhiệt độ…

Bảng 21.1. Một số loại phân bón thường sử dụng trong pha chế dung dịch dinh dưỡng

a. Hệ thống trồng cây trên giá thể tưới nhỏ giọt

– Nguyên lý hoạt động: Bơm đo đồng hồ giờ hẹn giờ điều khiển, hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa qua bộ lọc, vào hệ thống ống dẫn và đi qua các bạn nhỏ giọt đến từng cây (Hình 21.4A).

Hình 21.4. Hệ thống tưới nhỏ giọt

Lưu ý lượng dung dịch dinh dưỡng cần được tính toán để cung cấp đủ cho cây.

– Ưu điểm: tiết kiệm nước và dung dịch dinh dưỡng, cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây theo yêu cầu, dễ kiểm soát độ ẩm của giá thể, lượng nước tưới và dinh dưỡng, chi phí không quá cao. 

– Nhược điểm: dễ tắc vạn tưới nên cần phải kiểm tra thường xuyên; bệnh hại lây lan nhanh chóng nếu xâm nhiễm vào nguồn nước.

Đối tượng cây trồng áp dụng: thường áp dụng cho các loại rau ăn quả (cà chua, dưa chuột, dưa lưới, ớt ngọt,… ); hoa, cây cảnh trong chậu,…

b. Hệ thống thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng (NFT)

– Nguyên lý hoạt động: Bơm đo đồng hồ giờ hẹn giờ điều khiển, hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa qua bộ lọc vào các mảng tạo thành dòng chảy dung dịch dinh dưỡng qua bộ rễ của từng cây (Hình 21.5A).

Hình 21.5. Hệ thống thủy canh màng mỏng dinh dưỡng

Ở cuối mỗi máng có ống thu hồi dung dịch dinh dưỡng thừa về bể chứa để tái sử dụng. 

– Ưu điểm dung dịch dinh dưỡng luôn được làm giàu oxygen cần thiết cho rễ cây, tái sử dụng dinh dưỡng dư thừa nên tiết kiệm được dinh dưỡng và hạn chế ô nhiễm môi trường.

– Nhược điểm: bệnh hại lây lan nhanh chóng nếu xâm nhiễm vào nguồn nước; khó khăn trong vệ sinh hệ thống; chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống cao.

Đối tượng cây trồng áp dụng: áp dụng phổ biến cho các loại cây có hình thái thân, lá nhỏ như rau ăn lá (xà lách, rau cải, rau gia vị).

c. Hệ thống thuỷ canh thuỷ triều

– Nguyên lý hoạt động: đồng hồ hẹn giờ bơm dung dịch dinh dưỡng tự động vào bốn chứa các chậu giá thể trồng cây. Khi mực nước cao hơn ống thoát trận sẽ chảy hồi lưu về bể chứa (Hinh 21.6A).

Hình 21.6. Hệ thống thủy canh thủy triều

– Ưu điểm: dễ vận hành và đơn giản.

– Nhược điểm: giá thể dễ bị khô khi gặp thời tiết nắng nóng. Đối tượng cây trồng áp dụng: một số loại cây có thời gian sinh trưởng ngắn như rau ăn lá, dâu tây, hoa thời vụ,..

d. Hệ thống thuỷ canh tĩnh

Nguyên lý hoạt động: cây được trồng trên giá thể và những trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng. Để cung cấp đủ oxygen cho cây hô hấp, dung dịch dinh dưỡng cần được sục khí hoặc tạo khoảng không giữa bề mặt dinh dưỡng và gốc cây (Hình 21.7A).

Hình 21.7. Hệ thống thủy canh tĩnh

– Ưu điểm: dễ làm, chi phí thấp,

– Nhược điểm: dễ xảy ra tình trạng cây héo do thiếu oxygen, nhất là gặp thời tiết nắng nóng, cần bổ sung dung dịch dinh dưỡng cho cây

Đối tượng cây trồng áp dụng thường áp dụng cho một số loại rau ăn lá ngắn ngày, cây cảnh nhỏ trồng trong nhà (cỏ lan chỉ, phủ quý, hồng môn,…).

e. Hệ thống khí canh

Nguyên lý hoạt động:

Hình 21.8. Hệ thống khí canh

– Bơm đo đồng hồ hẹn giờ điều khiển, hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa qua bộ lọc vào hệ thống phun sương mù và phun trực tiếp vào bộ rễ của cây. 

– Trong bể trồng cây có ống thu hồi dung dịch dinh dưỡng thửa về bể chứa để tái sử dụng.

– Ưu điểm: Bộ rễ được phát triển trong môi trường không khi giàu oxygen. Tiết kiệm nước và dinh dưỡng. Tận dụng được không gian để trồng cây theo phương thẳng đứng. 

– Nhược điểm: Bệnh hại lây lan nhanh chóng nếu xâm nhiễm vào nguồn nước. Rễ cây dễ bị khô nếu hệ thống bị trục trặc. Chi phí đầu tư và duy trì hệ thống cao.