Giải chi tiết Chuyên đề sinh học 11 Kết nối mới bài 2: Mô hình thủy canh theo hướng phát triển nông nghiệp sạch

Mở đầu: 

Thủy canh là gì? Thủy canh khác gì với các phương pháp canh tác truyền thống?

Hướng dẫn trả lời:

• Hiểu đơn giản thủy canh là canh tác với nước. Ở đó việc trồng các loại cây hoàn toàn bằng nước, trong nước được cung cấp các loại ion khoáng hóa và dinh dưỡng giúp cây phát triển tốt nhất.
• Phương pháp này có nguyên lý hoạt động chính là sử dụng nước để làm dung môi cung cấp chất dinh dưỡng và khoáng chất giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, vẫn đảm bảo cung cấp cho cây đầy đủ ánh sáng cần thiết để quá trình hô hấp và quang hợp được diễn ra một cách tốt nhất. Với mô hình trồng thủy canh thì đất chỉ đóng vai trò là nơi giúp cây lưu giữ chất dinh dưỡng. Thường sẽ kết hợp với các giá thể để cố định cây và giúp rễ phát triển. Đồng thời cây trồng cũng chỉ hấp thụ ở đất khoảng 5% nguồn dưỡng chất. Đồng thời, với phương pháp trồng thủy canh thì mọi dưỡng chất cung cấp cho cây đều được chuyển hóa thành dạng lỏng. Đây là dạng giúp cây trồng dễ hấp thu được nhiều nguồn dưỡng chất hơn.

I. Khái quát về mô hình thủy canh:

Dừng lại và suy ngẫm:

Hệ thống thủy canh là gì? Kể tên một số loại cây được trồng bằng phương pháp thủy canh ở địa phương mà em biết?

Hướng dẫn trả lời:

• Hệ thống thủy canh là một phương pháp trồng cây trong nước dựa trên dung dịch dinh dưỡng cần thiết để cung cấp cho cây. Thủy canh không cần sử dụng đến đất, thay vào đó cây được trồng trong giá thể ( như xơ dừa, mùn cưa, than bùn rêu…) và rễ cây tiếp xúc trực tiếp với dung dịch dinh dưỡng, đồng thời cây được hấp thụ khí oxy, và các điều kiện cần thiết cho sự phát triển của cây như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng.
• Một số loại cây trồng thủy canh: cải xà lách, rau muống, cải xoăn, rau dền, dưa chuột, ...

II. Cấu trúc chung của hệ thống thủy canh:

Dừng lại và suy ngẫm:

Câu hỏi 1: Hệ thống thủy canh được cấu trúc từ những thành phần cơ bản nào? Phân tích chức năng của từng thành phần.

Hướng dẫn trả lời:

• Hệ thống thủy canh có các thành phần cơ bản là bể/thùng chứa dung dịch dinh dưỡng, máng trồng cây với các rọ có chứa giá thể để đỡ cây non.
• Tác dụng:

- Bể/thùng chứa dung dịch dinh dưỡng: Hệ thống bể chứa dinh dưỡng để chứa nước dinh dưỡng nuôi sống cây. Hệ thống bể chứa dinh dưỡng cho một trang trại lớn thường bao gồm bể chứa dung dịch dinh dưỡng mẹ, bể chứa dung dịch dinh dưỡng cho cây. Ngoài ra, còn có thể có hệ thống bể cấp dinh dưỡng cho hệ thống ươm cây. Hệ thống bể chứa dinh dưỡng sẽ được thiết kế dựa trên kết cấu khu đất, điều kiện khí hậu, diện tích và giống cây trồng. Hệ thống bể chứa dinh dưỡng thường được chôn theo độ sâu đã được tính toán để giúp ổn định nhiệt độ dung dịch.

- Máng trồng cây với các rọ có chứa giá thể để đỡ cây non: Máng thủy canh là không gian để chứa dinh dưỡng thủy canh và là không gian phát triển của rễ cây. Máng thủy canh thường được làm bằng nhựa PVC hoặc chất liệu UPVC. 

Câu hỏi 2: Nếu muốn trồng thủy canh một loại cây nào đó mà chưa biết nhu cầu khoáng của cây thì em cần làm những thí nghiệm gì trước khi trồng thủy canh đại trà? Giải thích?

Hướng dẫn trả lời:

• Nếu muốn trồng thủy canh một loại cây nào đó mà chưa biết nhu cầu khoáng của cây thì chúng ta cần tìm hiểu nhu cầu về nồng độ dinh dưỡng ở mỗi loại cây với từng giai đoạn khác nhau sau đó trồng thử nghiệm với một lượng cây ít trước sau đó mới trồng đại trà.
• Vì dung dịch dinh dưỡng quá đặc hoặc quá lỏng dễ dẫn đến cây rau bị vàng lá, thối rễ, còi cọc và chậm phát triển. Mỗi cây trồng khác nhau lại có nhu cầu khác nhau về nồng độ dinh dưỡng, được đo lường bằng chỉ số PPM và nó còn thay đổi trong từng giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây.

Câu hỏi 3: Thủy canh theo hướng sản xuất thực phẩm sạch có ưu điểm gì? Trở ngại nào khiến thủy canh còn chưa phát triển rộng rãi ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới? 

Hướng dẫn trả lời:

• Thủy canh theo hướng sản xuất thực phẩm sạch có ưu điểm: không cần sử dụng đất, năng suất cao gấp 2 lần, kiểm soát được yếu tố tác động tới cây, không có cỏ dại, ít sâu bệnh, kiểm soát tối đa thuốc bảo vệ thực vật, đảm bảo chất lượng rau trồng, ...
• Trở ngại khiến thủy canh còn chưa phát triển rộng rãi ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới là vì: chủng loại còn bị hạn chế, chi phí đầu tư cao, đòi hỏi kiến thức chuyên môn và sâu bệnh phát sinh sẽ dễ lây lan nhanh chóng.

Luyện tập và vận dụng:

Câu hỏi 1: Nhiều người trồng rau thủy canh trong các thùng xốp, thùng nhựa chứa dung dịch dinh dưỡng trên sân thượng hoặc ban công nhà. Theo em, rau trồng như vậy liệu có thực sự là sản phẩm sạch? Giải thích? 

Hướng dẫn trả lời:

• Không phái tất cả cây trồng trong dung dịch dinh dưỡng đều cho sản phẩm sạch.
• Trồng rau thủy canh trong các thùng xốp hay thùng nhựa chứa dung dịch dinh dưỡng là rau sạch khi đảm bảo cây sinh trưởng tốt nhưng không để lại dư lượng hóa chất độc hại với con người, hạn chế ô nhiễm môi trường, ...

Câu hỏi 2: Cây rau trồng trong hệ thống thủy canh của một số gia đình có hiện tượng vàng lá, cây yếu và rễ bị nhớt. Hãy giải thích hiện tượng trên và đề xuất cách khắc phục.

Hướng dẫn trả lời:

Cây rau trồng trong hệ thống thủy canh của một số gia đình có hiện tượng vàng lá, cây yếu và rễ bị nhớt có thể là do nồng độ dinh dưỡng không phù hợp với cây trồng; do thiếu khoáng chất; thiếu ánh sáng; độ pH không phù hợp; ...

Đề xuất khắc phục: 

• Đối với rau ăn lá, cường độ chiếu sáng trực tiếp vào khoảng 6 – 7h/ngày là phù hợp, tối thiểu cũng phải 4h/ngày. Bên cạnh đó, bạn cũng nên lưu ý đến một số vấn đề khi bổ sung dinh dưỡng:
• Thùng chứa dinh dưỡng sau một thời gian, nước dinh dưỡng trong thùng sẽ cạn, lúc này nồng độ dinh dưỡng sẽ cao hơn lúc ban đầu, các bạn đo nồng độ và chỉ cho thêm nước pha loãng dung dịch ra đến nồng độ cần thiết cho cây trồng.
• Nên sử dụng máy đo pH hoặc dùng quỳ tím để xác định độ chua và cân chỉnh cho thích hợp.
  Sau mỗi lứa rau, hàm lượng các thành phần vi lượng và đa lượng đã bị chênh lệch, sẽ không đáp ứng đủ cho cây dẫn đến vàng lá.
• Để đảm bảo cho lứa rau mới được tốt hơn, các bạn nên thay mới dung dịch.
• Ngoài ra, thời gian từ lúc gieo hạt tới lúc thu hoạch khoảng từ 4 – 5 tuần, tùy mỗi giống khác nhau. Để việc trồng thủy canh được hiệu quả hơn, bạn nên ươm cây đến khi cây có 3 – 4 lá (khoảng 5 – 7 ngày) mới cho lên giàn.

Câu hỏi 3: Cùng một giàn máng thủy canh có trồng được nhiều loại cây cùng 1 lúc không? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Cùng một giàn máng thủy canh không nên trồng nhiều loại cây cùng 1 lúc vì mỗi loại cây lại có nhu cầu dinh dưỡng, ánh sáng, độ pH, nhiệt độ khác nhau và từng thời kì sinh trưởng và phát triển cũng thay đổi liên tục.