Trồng Rau Làm Vườn Sổ tay nhà làm vườn
1. Sự thoáng khí trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng
Như mọi hệ thống thủy canh, điều quan trọng là phải duy trì được mức oxy cao nhất có thể ở mọi thời điểm trong dung dịch dinh dưỡng. Các thông số thiết kế để có được kết quả cao bao gồm tốc độ dòng chảy, chiều rộng máng trồng và chiều cao dung dịch. Như Glislerod và Kempton (1983) đã chứng minh, khi dung dịch chảy qua khay trồng chắc chắn nó sẽ hấp thu oxy từ không khí. Một dung dịch có 3,0 mg 02/l khi được sục khí nitơ sẽ tăng được đến 4,2 mg/l và 5,5 mg/l ở khoảng cách từ 1,5 đến 5,5 m dài trong khay chưa trồng cây. Tuy nhiên nếu khay đã trồng cây thì mức tiêu thụ oxy sẽ vượt trên mức oxy mà nó hấp thu được từ không khí.
Quan sát các hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng trồng cà chua cho thấy chỉ có một lượng nhỏ oxy được hấp thu, ví dụ, mức oxy ban đầu ở dòng vào là 8,3 mg O2/l chỉ giảm xuống 7,5 mg/l ở đầu ra. Tuy nhiên vói dưa chuột lại thấy mức oxy giảm đáng kể, ban đầu là 6,2 mg O2/l xuống còn 2,9 mg/l ở đầu ra. Mức oxy dưới 3,0 mg/l trong dung dịch được xem là hoàn toàn không mong muốn.
Nghiên cứu kỹ thuật tuần hoàn ngập dung dịch, Zeroni và cộng sự (1983) cho biết, 65% lượng oxy bão hòa là mức thấp nhất có thể chấp nhân được cho cây cà chua ở cả thời kỳ sinh trưởng và ra hoa kết quả. Ngay từ năm 1946, Erickson đã nghiên cứu tác dụng của nồng độ oxy với sự phát triển của rễ trong dung dịch dinh dưỡng. Người ta đã ghi được nồng độ của oxy trong dung dịch không thông khí xuống tới 0,4 mg O2/l.
2.Chất dinh dưỡng trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng
a) Sự hấp thu dinh dưỡng
Sự khác nhau cơ bản giữa nồng độ chất dinh dưỡng cần thiết để duy trì sự phát triển trong hệ thống động và tĩnh của dung dịch trồng trọt là: Dòng dung dịch dinh dưỡng bao trùm cả hệ thống rễ gần như bỏ qua građien nồng độ phát triển ở bề mặt rễ trong điều kiện tĩnh. Nói chung nồng độ dinh dưỡng thường dùng trong hệ thống thủy canh là: 100 đến 300 mg N/l và 120 đến 250 mg K/l; trong điều kiện cường độ ánh sáng mạnh thì nồng độ của N cao hơn và nồng độ K thấp hơn. Mặt khác theo Long Ashton, dung dịch dinh dưỡng chuẩn chứa 168 mg N// và 156 mg K/l. Những nồng độ như vậy đã chứng minh được là rất phù hợp để trồng cây trong cát và trồng trong dung dịch tĩnh. Asher và Ozanne đã tiến hành thử nghiêm trồng 14 loại thực vật ở Úc, trong đó 8 loại cho sản lượng cao nhất ở nồng độ dung dịch là 0,9 mg K// và sáu loại còn lại ở nồng độ 3,7 mg K/l. Thử nghiệm hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng cho thấy không thể trồng cách nào khác để có được sản lượng cà chua bội thu mà nồng độ nitơ vượt quá giới hạn 10 – 320 mg N03 / N/l. Tương tự như vậy khi cà chua được trồng trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng với nồng độ phospho là 5 đến 200 mg p/l sẽ có sự khác nhau một chút về sản lượng, giá trị cao nhất đạt được ở một thử nghiệm nồng độ 5 mg P /l và ở thử nghiệm khác 10 mg P/l. Song, trong thực tế hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng muốn nồng độ cao hơn để đảm bảo duy trì chất dinh dưỡng trong suốt thời gian làm việc và cho phép kiểm soát đươc mức độ dinh dưỡng bằng cách đo độ dẫn điện. Do trong nước tưới tiêu chứa một lượng muối đáng kể đôi khi rất cao nên sẽ không thể quan trắc được nồng độ dinh dưỡng thấp mà ngược lại tích tụ trong đất thêm một lượng canxi sunfat hoạc clorua.
Dung dịch dinh dưỡng phù hợp với cây cà chua trồng trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng gồm có các thành phần sau : 150 đến 225 mg N/l; 30 đến 45 mg P/l; 300 500 mg K/l; 150 300 mg Ca/1; 3đến6mg Fe/1; 40 đến 50 mg Mg/l; 0,5 đến 1,0 mg Mn/1; 0,1 mg Zn/1; 0,3 đến 0,4 mg B/l và 0,05 mg Mo/1. Đối với cây cà chua con thì nổng đô các chất dinh dưỡng chính có thể cao hơn và trong điểu kiện ánh sáng yếu, đối với các cây trồng khác thì tỷ lệ K/N có thấp hơn.
b) Cung cấp dinh dưỡng cho hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng
Như đã nói ở trên, cần có hai bơm phun hoá chất đổ bổ sung dung dịch phân bón khi độ dẫn điện giảm xuống dưới mức vêu cầu; chỉ trừ khi nước cung cấp có hàm lượng canxi cao, ví dụ 150 mg Ca/l hoặc lớn hơn. Lý do sử dụng riêng biệt hai dung dịch dinh dưỡng này đơn giản là để tránh kết tủa canxi như phosphat hoặc sunfat ở trạng thái pha loãng. Do vậy người ta điều chế hai loại dung dịch riêng biệt. Dung dịch A chứa canxi nitrat, dung dịch B chứa tất cả các chất dinh dưỡng khác. Cho một lượng rất nhỏ axit nitric vào dung dịch B để tránh xu hướng kết tủa trong dung dịch.
Với cách làm như vậy người ta đã thu được những kết qua tốt (bảng 2.1). Hiện nay đã có nhiều nhóm phức hợp các loại phân bón khác nhau giữa dung dịch A và dung dịch B thu hút được sự quan tâm của các nhà trồng cây kinh doanh. Ở những nơi nước cấp có chứa lượng đáng kế bicacbonat, cần thiết phải bổ sung định kỳ axít để tránh pH tăng cao. Đồng thời cũng có thể bổ sung một phần nhu cầu axit vào phân bón và sử dụng hệ thống kiểm soát pH để duv trì cân bằng nhu cầu axit.
Hai công thức dinh dưỡng dùng trong các hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng ở bảng 2.1 dựa trên thực nghiệm nghiên cứu ở Anh (Bộ Nông nghiệp, 1981; Richardson, 1981). Một trong hai công thức này được đưa ra sử dụng ở các vùng nước cứng (nhiều canxi). Đôi khi người ta giảm bớt lượng canxi nitrat để tránh tích luỹ nhiều canxi và bổ sung vào đó lượng kali theo yêu cầu dưới dạng kali sunfat. Riêng phosphat được cung cấp ở dạng* axit phosphoric (dung dịch C) và một lượng nhỏ amoni – N. Tất cả đều được kiểm soát bằng thiết bị điều chỉnh pH.
phân bón và axit dùng để pha chế 100 lít mỗi loại dung dịch A, B và c
Khi sử dụng nước mềm, phải tăng lượng canxi nitrat để đảm bảo đủ lượng canxi cho cây trồng. Phosphat được cung cấp ở dạng kali phosphat, vì yêu cầu duy trì đủ lượng phosphat ít nhất ở giai đoạn phát triển của cây là rất quan trọng.
Một hệ thống đơn giản để pha chế đung dịch dinh dưỡng cho hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng và môi trường trơ được phát triển ở Vương quốc Anh sử dụng hỗn hợp phân bón chứa 7,3% N; 6,72% P; 28,3% K; 3,6% Mg và hỗn hợp vi lượng.
Người ta dùng một bơm bơm dung dịch phân bón nàv (25 kg/170 ỉ), còn một bơm khác cấp một lượng tương ứng dung dịch canxi nitrat. Cả hai bơm đều được kiểm soát bởi thiết bị đo độ dẫn điện đặt trong dung dịch tuần hoàn. Đặc tính thú vị của hệ thống này là nồng độ canxi nitrat được tính theo độ cứng của nước cấp. Lượng canxi nìtrat (12% N,17% Ca) cho 170 lít dung dịch gốc thay đổi theo tỷ lộ từ 15 kg khi nước không có canxi đến 0 kg khi nước chứa 150 mgỊ ỉ canxi hoặc cao hơn.
Đôi khi người ta cũng bổ sung phức sắt chelat cho hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng, tuy nhiên nếu chất nền là cát mịn thì không cần thiết
c) Nhu cầu silic của cây dưa chuột trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng
Silic là nguyên tố cần thiết cho sự phát triển và sinh sản của cây, không được đề cập đến trong bất cứ công thức nào đã nói đến ở trên. Năm 1983, Hewitt khi nghiên cứu tầm quan trọng của silic trong nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, đã kết luận rằng “Sự phong phú của silic như silic đioxyt trong vỏ tế bào thực vật đã cho thấy silic là một nguyên tố cần thiết cho hầu hết các cây trồng”. Những nghiên cứu gần đây cho thấy silic rất quan trọng đối với sự phát triển của cây dưa chuột. Nhưng đối với cây cà chua thì phát triển mạnh trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng. Ngoài ra vấn để thiếu oxy do hệ thống rễ của dưa chuột là lớn, có thể đó là sự khác nhau về lượng silic giữa trồng cây trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng và trồng cây trong đất cát có lượng silic đioxyt cao (47,1% Si02) nhưng chỉ hòa tan một lượng nhỏ Si02. Nếu nước cung cấp chứa 10 mg Si02y/1, thì vùng rễ của cây dưa chuột đã hấp thu 2,7 đến 3,9 mg/1 dung dịch. Ngược lại Si02 ở vùng rễ của cây cà chua trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng tích tụ được đến 64 mg/1. Độ hòa tan của silic đioxyt trong đất cát tăng chậm nếu không có cây trồng, điều đó chứng tỏ rằng đất cát là một nguồn silic đioxyt dùng cho cây trồng.
Nếu thêm silic đioxyt (100 mg SI02/1) thì thấy lượng chất diệp lục cao hơn đáng kể (p = 0,001) và màu của lá cây xanh hơn. Độ hoạt tính của enzym cố định C02 RuBP cacboxylaza tăng đến 50% trên diện tích lá, và protein hòa tan cũng tăng lên một cách đáng kể. Cây có silic đioxyt cao thì lá, cuống lá cứng và nhiều gai có thể do sự tích tụ silic đioxyt trong biểu bì. Lá cứng hơn và những lá ở tầng thấp chậm già đi. Điều đặc biệt quan tâm đó là độ nhạy của nấm mốc sương dạng bột, nấm thường và nấm độc hại gây ảnh hưởng cho sự phát triển của cây.
Nghiên cứu kỹ hơn về cây dưa chuột và các cây họ bầu khác với hàm lượng dung dịch dinh dưỡng 50 đến 100 mg SI02/1 trong hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng và hệ thống thủy canh liên quan thì thấy không cần bổ sung thêm chất khoáng.
