canh tác không đất

phần tưới bao gồm một hệ thống hoàn chỉnh để cung cấp nước và phân bón cho cây trồng trong nhà kính

Canh tác không dùng đất là phương pháp canh tác sử dụng nước, than bùn hoặc mùn lá rừng, vermiculite và các phương tiện khác làm chất nền cho hệ thống rễ của cây để cố định cây và hệ thống rễ của cây có thể tiếp xúc trực tiếp với chất dinh dưỡng dung dịch. Thành phần dung dịch dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy không cần đất rất dễ kiểm soát và có thể điều chỉnh bất cứ lúc nào. Ở những nơi có ánh sáng và nhiệt độ thích hợp nhưng không có thổ nhưỡng như sa mạc, bãi biển, đảo hoang, chỉ cần có một lượng nước ngọt cung cấp nhất định là có thể tiến hành. Canh tác không dùng đất được chia thành thủy canh, canh tác sương mù (không khí) và canh tác chất nền theo các phương tiện canh tác khác nhau. Thủy canh là phương pháp canh tác trong đó rễ cây tiếp xúc trực tiếp với dung dịch dinh dưỡng mà không sử dụng giá thể. Phương pháp thủy canh sớm nhất là ngâm hệ thống rễ cây trong dung dịch dinh dưỡng để phát triển. Phương pháp này sẽ gây ra tình trạng thiếu oxy và trong trường hợp nghiêm trọng, bộ rễ sẽ chết. Phương pháp thủy canh thường sử dụng phương pháp màng chất lỏng dinh dưỡng, đó là một lớp dung dịch dinh dưỡng rất mỏng, liên tục lưu thông qua hệ thống rễ của cây trồng, không chỉ đảm bảo cung cấp nước và chất dinh dưỡng liên tục cho cây trồng, mà còn liên tục cung cấp oxy tươi cho rễ.
Canh tác không dùng đất là một công nghệ canh tác cây trồng mới được phát triển trong những thập kỷ gần đây. Cây trồng không được trồng trong đất mà được trồng trong dung dịch nước (dung dịch dinh dưỡng) có chứa khoáng chất hòa tan; hoặc trong một số loại môi trường canh tác, cây trồng được nuôi cấy bằng dung dịch dinh dưỡng. Miễn là có một số thiết bị canh tác và các biện pháp quản lý nhất định, cây trồng có thể phát triển bình thường và đạt năng suất cao. Vì không sử dụng đất tự nhiên mà sử dụng dung dịch dinh dưỡng để tưới cho cây trồng nên được gọi là canh tác không dùng đất.
Đặc điểm của canh tác không cần đất là thay thế môi trường đất bằng môi trường phát triển rễ nhân tạo của cây trồng. Nó không chỉ có thể đáp ứng nhu cầu của cây trồng về chất dinh dưỡng, nước, không khí và các điều kiện khác, mà còn kiểm soát và điều chỉnh các điều kiện này để thúc đẩy cây trồng phát triển tốt hơn. và có được sự cân bằng tốt hơn giữa tăng trưởng sinh dưỡng và tăng trưởng sinh sản. Vì vậy, cây trồng không cần đất thường sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất, chất lượng cao.
Vào giữa thế kỷ 19, nhà khoa học người Đức Van Leibig đã thiết lập nguyên mẫu của lý thuyết dinh dưỡng khoáng chất, đặt nền tảng lý thuyết cho công nghệ canh tác không cần đất hiện đại. Sachs và Knop đã trồng thành công cây trồng trong dung dịch dinh dưỡng vào khoảng năm 1860, thiết lập phương pháp trồng cây bằng dung dịch dinh dưỡng khoáng được sử dụng cho đến ngày nay và dần dần phát triển thành công nghệ canh tác không cần đất hiện đại. Năm 1929, Gericke ở Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu canh tác không cần đất trên quy mô lớn và sử dụng dung dịch dinh dưỡng để trồng cà chua cao tới 7,5m và thu hoạch 14kg quả trên mỗi cây. Vào những năm 1940, như một phương pháp canh tác mới, canh tác không dùng đất lần lượt được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp. Nhiều quốc gia đã liên tiếp thành lập các cơ sở canh tác không sử dụng đất, và một số quốc gia cũng đã xây dựng nhà kính. Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, Không quân Anh đã sử dụng các phương pháp canh tác không dùng đất để sản xuất rau ở sa mạc Iraq và Hoa Kỳ trên Đảo Wake ở Thái Bình Dương để cung cấp cho nhu cầu thời chiến. Sau đó, các quốc gia khác nhau bắt đầu áp dụng công nghệ canh tác không cần đất và đạt được sự phát triển lớn hơn. Năm 1955, trong Hội nghị Làm vườn Quốc tế lần thứ 14 được tổ chức tại Hà Lan, một số nhà nghiên cứu canh tác không dùng đất đã khởi xướng việc thành lập Nhóm Canh tác Không dùng Đất Quốc tế (IWOSC), được đổi tên thành Hiệp hội Trồng trọt Không dùng Đất (ISOSC) vào năm 1980.
Việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp canh tác không dùng đất vào sản xuất ở nước tôi bắt đầu từ những năm 1970, chủ yếu là gieo mạ không dùng đất cho lúa và gieo mạ không dùng đất cho cây rau màu. Năm 1980, tổ hợp tác trồng rau giống công nghiệp được thành lập trên toàn quốc. Bên cạnh nghiên cứu về trồng cây con không dùng đất, nghiên cứu về kỹ thuật canh tác không dùng đất ở các khu bảo tồn cũng được thực hiện. Năm 2016, Viện Thực vật học, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Tập đoàn Phúc Kiến San'an đã thành lập nhà máy sản xuất cây ánh sáng nhân tạo lớn nhất thế giới, Nhà máy Nhà máy Zhongke San'an, hiện thực hóa ứng dụng công nghiệp quy mô lớn của việc trồng rau không dùng đất.
1. Tiết kiệm nước, tiết kiệm phân bón, năng suất cao: các chất dinh dưỡng khác nhau mà cây trồng cần trong canh tác không cần đất được pha chế nhân tạo thành dung dịch dinh dưỡng để bón, ít thất thoát nước, cân bằng chất dinh dưỡng, hiệu quả hấp thụ cao và dựa trên loại cây trồng và giống nhau Các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây trồng cung cấp chất dinh dưỡng một cách khoa học. Vì vậy, cây trồng sinh trưởng, phát triển mạnh, có khả năng sinh trưởng mạnh, phát huy hết khả năng để tăng sản lượng.
2. Sạch, hợp vệ sinh, không gây ô nhiễm: phân hữu cơ được bón vào đất canh tác, phân bị hoai mục, lên men sẽ sinh mùi, gây ô nhiễm môi trường. Nó cũng sẽ đẻ trứng của nhiều loài gây hại và gây nguy hiểm cho mùa màng. Tuy nhiên, canh tác không dùng đất sử dụng phân bón vô cơ thì không gặp phải những vấn đề này. Và có thể tránh ô nhiễm các chất có hại như kim loại nặng trong đất bị ô nhiễm.
3. Tiết kiệm sức lao động và tiết kiệm sức lao động, dễ quản lý: canh tác không cần đất không cần làm đất xen kẽ, cày xới, làm cỏ và các hoạt động khác, tiết kiệm sức lao động và sức lao động. Việc tưới nước và bón thúc được giải quyết đồng thời, hệ thống cung cấp chất lỏng được cung cấp thường xuyên và định lượng, thuận tiện cho việc quản lý, không gây lãng phí và giảm đáng kể cường độ lao động.
4. Tránh các trở ngại liên tục của cây trồng: Trong quản lý trồng trọt trên đồng ruộng, luân canh đất hợp lý và tránh cắt xén liên tục là một trong những biện pháp quan trọng để ngăn ngừa sự xuất hiện và lây lan nghiêm trọng của dịch bệnh. Việc canh tác không dùng đất, đặc biệt là thủy canh, về cơ bản có thể giải quyết vấn đề này.
5. Không bị giới hạn bởi khu vực, tận dụng tối đa không gian: Canh tác không dùng đất giúp cây trồng tách biệt hoàn toàn với môi trường đất, không bị hạn chế bởi chất lượng đất và điều kiện giữ nước. Nhiều sa mạc, vùng đất hoang hoặc những khu vực khó canh tác trên trái đất có thể áp dụng các phương pháp canh tác không cần đất Tận dụng lợi thế của nó. Thoát khỏi hạn chế về đất đai, canh tác không cần đất cũng có thể thoát khỏi hạn chế về không gian. Sử dụng mái bằng của các nhà máy và tòa nhà bỏ hoang trong thành phố để trồng rau và hoa hầu như đã mở rộng diện tích canh tác.
6. Có lợi cho việc thực hiện hiện đại hóa nông nghiệp: Canh tác không dùng đất giải phóng sản xuất nông nghiệp khỏi sự ràng buộc của môi trường tự nhiên và có thể sản xuất theo ý muốn của con người nên là phương thức sản xuất nông nghiệp có kiểm soát. Canh tác theo các chỉ số định lượng ở mức độ lớn hơn có lợi cho việc thực hiện cơ giới hóa và tự động hóa, và do đó dần dần chuyển sang các phương thức sản xuất công nghiệp hóa
(1) Đối với trồng rau: trồng thực phẩm xanh không ô nhiễm, tốt cho sức khỏe và an toàn, được mọi người vô cùng coi trọng.
(2) Đối với trồng hoa
Cả hoa cắt cành và hoa trong chậu đều thích hợp cho việc trồng trọt không cần đất. Những bông hoa được trồng không cần đất không chỉ có đầu hoa to mà còn có màu sắc tươi sáng.
(3) Đối với việc trồng cây thuốc
Nhiều cây thuốc là thực vật có rễ, và môi trường sinh trưởng của rễ là rất quan trọng. Canh tác không dùng đất có thể cung cấp môi trường sinh trưởng tốt cho cây thuốc nên hiệu quả trồng trọt rất rõ ràng.
(4) Đối với trồng cây ăn quả
Cây ăn quả gốc ghép nuôi cấy bằng phương pháp nuôi cấy không đất sinh trưởng nhanh, tỷ lệ sống cao; cây ăn quả nhân nhanh bằng giâm cành ra rễ nhanh, tỷ lệ cây con cao.
(5) Được sử dụng để trồng cây con không cần đất
Cây con trồng không đất sinh trưởng nhanh, tuổi cây con ngắn, bộ rễ phát triển tốt, khỏe và gọn gàng, thời gian cây con sau khi trồng ngắn, dễ sống. Nó cũng có thể tránh được các bệnh và sâu bệnh do đất gây ra khi trồng cây con trong đất, đồng thời nó cũng thuận tiện cho việc quản lý khoa học và tiêu chuẩn hóa.
Ngoài ra, có thể trồng rau, hoa trên ban công sân thượng của những thành phố không có đất để điều hòa cuộc sống, làm đẹp môi trường. Sự phát triển của việc trồng rau không dùng đất có thể giải quyết hoặc giảm bớt vấn đề cung cấp thực phẩm.
Có rất nhiều loại và phương pháp canh tác không dùng đất nên rất khó để phân loại một cách chi tiết. Chúng chỉ có thể được chia thành hai loại: canh tác không chất nền và canh tác chất nền theo phương pháp cố định của chúng.
(1) Canh tác không cần chất nền
Đặc điểm của canh tác không có giá thể là cây trồng không có giá thể để cố định bộ rễ, bộ rễ tiếp xúc trực tiếp với dung dịch dinh dưỡng. Canh tác không giá thể được chia thành hai loại: thủy canh và khí canh.
1. Thủy canh: Thủy canh là phương pháp canh tác không sử dụng giá thể để cố định bộ rễ mà bộ rễ cây tiếp xúc trực tiếp với dung dịch dinh dưỡng. Nó chủ yếu bao gồm kỹ thuật dòng chảy sâu (DFT), kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT) và thủy canh mao dẫn nổi (thủy canh mao quản nổi
1) Công nghệ canh tác dòng chất lỏng sâu: Lớp dung dịch dinh dưỡng sâu và hệ thống rễ kéo dài trong lớp chất lỏng sâu. Mỗi cây chiếm một lượng lớn chất lỏng nên nồng độ dung dịch dinh dưỡng, oxy hòa tan, pH, nhiệt độ và trữ nước không dễ xảy ra. Những thay đổi mạnh mẽ cung cấp một môi trường tăng trưởng ổn định hơn cho hệ thống gốc.
2) Công nghệ màng lỏng dinh dưỡng: Là phương pháp thủy canh trong đó cây trồng được trồng trong dung dịch dinh dưỡng chảy nông. Do lớp chất lỏng nông, một phần của hệ thống rễ cây trồng được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng chảy nông và phần còn lại tiếp xúc với độ ẩm trong thùng trồng, điều này có thể giải quyết tốt hơn vấn đề nhu cầu oxy của rễ, nhưng do một lượng nhỏ chất lỏng, rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường, cần phải quản lý tốt.
3) Công nghệ nuôi cấy mao quản tấm nổi: áp dụng công nghệ tách rễ của tấm nỉ ướt trên luống trồng trọt, tạo môi trường giàu oxy để nuôi dưỡng rễ ẩm, giải quyết mâu thuẫn giữa nước và không khí; sử dụng một chiếc giường canh tác dài nằm ngang để lưu trữ một lượng lớn dung dịch dinh dưỡng, Nó khắc phục hiệu quả những thiếu sót của NFT. Các điều kiện môi trường của vùng rễ cây trồng ổn định, nhiệt độ chất lỏng ít thay đổi và việc cung cấp dung dịch dinh dưỡng không sợ bị ảnh hưởng bởi sự cố mất điện tạm thời.
2. Khí canh: Khí canh hay còn gọi là khí canh hay khí canh, sử dụng dung dịch dinh dưỡng đã được lọc sạch đi qua thiết bị phun sương dưới áp suất để nguyên tử hóa dung dịch dinh dưỡng thành những giọt nhỏ và phun trực tiếp lên phương pháp canh tác không dùng đất mà rễ cây cung cấp nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Khí canh là hình thức tốt nhất để giải quyết mâu thuẫn giữa nước và không khí của hệ thống rễ trong số tất cả các kỹ thuật canh tác không dùng đất, có thể tăng gấp đôi năng suất cây trồng, đồng thời cũng dễ dàng tự động hóa điều khiển và canh tác ba chiều, cải thiện tỷ lệ sử dụng không gian nhà kính. Nhưng nó có những yêu cầu cực kỳ cao đối với thiết bị, điều này hạn chế rất nhiều việc phổ biến và sử dụng nó.
Đặc điểm của nuôi cấy ma trận là rễ của cây trồng được cố định bằng ma trận. Nó cố định rễ cây trồng trong chất nền hữu cơ hoặc vô cơ. Chất nền hữu cơ bao gồm than bùn, trấu, vỏ cây, v.v. và chất nền vô cơ như vermiculite, perlite, len đá, ceramsite, sỏi và đất xốp đều có thể được sử dụng. Là một phương tiện hỗ trợ, cung cấp dung dịch dinh dưỡng cây trồng thông qua tưới nhỏ giọt hoặc tưới nhỏ giọt. Trong hầu hết các trường hợp canh tác ma trận, nước, phân bón và không khí được phối hợp với nhau, nguồn cung cấp đầy đủ, đầu tư vào thiết bị thấp, thuận tiện để lấy nguyên liệu tại địa phương, hiệu suất sản xuất tuyệt vời và ổn định; Việc xử lý rễ tồn dư tốn nhiều thời gian, công sức và khó
Cốt lõi của canh tác không dùng đất là sử dụng dung dịch dinh dưỡng thay cho đất để cung cấp các chất dinh dưỡng khoáng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Vì vậy, trong công nghệ canh tác không dùng đất, có thể cung cấp cho cây trồng dung dịch dinh dưỡng với tỷ lệ phối hợp và nồng độ thích hợp hay không mới là chìa khóa để canh tác thành công. . Dung dịch dinh dưỡng là nguồn dinh dưỡng duy nhất cho rễ cây trong môi trường nuôi cấy không cần đất, chứa tất cả các chất dinh dưỡng khoáng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, cụ thể là nitơ (N), phốt pho (P), kali (K), canxi (Ca), magiê (Mg) , lưu huỳnh (S) và các nguyên tố đa lượng khác và sắt (Fe), mangan (Mn), bo (B), kẽm (Zn), đồng (Cu), molypden (Mo) và các nguyên tố vi lượng khác. Các loại cây trồng và giống khác nhau, các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cùng một loại cây trồng, nhu cầu thực tế về các nguyên tố dinh dưỡng khác nhau có sự khác biệt lớn. Do đó, khi lựa chọn dung dịch dinh dưỡng, trước tiên bạn phải hiểu nhu cầu của các loại nguyên tố thiết yếu đối với các loại giống và giai đoạn sinh trưởng khác nhau, lấy điều này làm cơ sở để xác định thành phần và tỷ lệ của dung dịch dinh dưỡng. Một mặt, cần căn cứ vào nhu cầu thực tế của cây trồng đối với các loại chất dinh dưỡng, mặt khác cũng cần xem xét đặc điểm hấp thụ phân bón của cây trồng.
Giải pháp dinh dưỡng cổ điển trồng trọt không cần đất
1. Dung dịch dinh dưỡng thủy canh của Hoagland: Dung dịch dinh dưỡng thủy canh của Hoagland được Hoagland và các đối tác nghiên cứu công bố vào năm 1933 sau một số lượng lớn các thí nghiệm so sánh. Đây là công thức cổ điển nhất nhưng vẫn được sử dụng.
2. Dung dịch dinh dưỡng Steiner: Cuối cùng dung dịch dinh dưỡng Steiner xác định tỷ lệ và nồng độ của các nguyên tố dinh dưỡng khác nhau trong công thức thông qua sự cân bằng hóa học giữa các nguyên tố dinh dưỡng. Nó được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và phù hợp với các loại cây trồng thông thường của canh tác không cần đất.
3. Dung dịch dinh dưỡng phổ biến thử nghiệm vườn Nhật Bản: Dung dịch dinh dưỡng chung thử nghiệm vườn Nhật Bản được phát triển bởi Khu thí nghiệm làm vườn Xingjin Nhật Bản. Nó phù hợp với nhiều loại cây rau nên được gọi là công thức chung.
4. Dung dịch dinh dưỡng Yamazaki Nhật Bản: Công thức dung dịch dinh dưỡng Yamazaki Nhật Bản dựa trên việc xác định nồng độ hấp thụ các nguyên tố dinh dưỡng của các loại cây rau màu của Yamazaki Kenya từ năm 1966 đến 1976 để đưa ra công thức dung dịch dinh dưỡng phù hợp với nhiều loại cây trồng khác nhau. .