Hệ thống dạng bấc sử dụng trong thủy canh

Hệ thống dạng bấc ( wick system ) là hệ thống đơn giản nhất trong tất cả sáu loại hệ thống thủy canh ( đã đề cập ở bài viết sơ bộ về thủy canh ). Sự đơn giản nằm ở chỗ, hệ thống hoạt động mà không cần bất kỳ một bộ phận chuyển động nào, do đó người thiết kế không nhất thiết phải sử dụng máy bơm hay điện năng. Tuy nhiên, một số người vẫn thích lắp đặt máy bơm khí trong bể chứa dung dịch dinh dưỡng cho thật “ngầu”. Nhưng nhìn chung, hệ thống không cần điện để hoạt động nên nó cũng khá hữu ích ở những nơi không thể sử dụng điện hoặc nguồn điện không đảm bảo an toàn.

Những ai mới chân ướt chân ráo tiếp xúc với thủy canh thường sẽ lựa chọn hệ thống bấc vì sự dễ hiểu và dễ thực hiện. Hơn nữa, đây cũng là một dạng hệ thống thủy canh rất hay được các giáo viên sử dụng trong lớp lúc tiến hành thí nghiệm cho học sinh; vừa giúp giải thích cách thực vật phát triển, vừa tạo cho học sinh sự hứng thú với bộ môn thuỷ canh.

Lần cập nhật nội dung gần nhất: 18/2/2019.

Cấu tạo và cách thức hoạt động

Theo tìm hiểu, để xây dựng hệ thống dạng bấc điển hình cần một số thành phần sau:

• Plant container: Vật đựng cây và chất trồng, có thể là xô, chai, hộp, lọ, … dưới đáy có đục lỗ để luồn dây bấc qua.
• Nutrient solution reservoir: Bể chứa dung dịch dinh dưỡng.
• Wicks: Các đoạn dây bấc.
• Growing media: Chất trồng; có thể là xơ dừa, đá vermiculite hay đá trân châu.

Cách mà một hệ thống dạng bấc hoạt động giống như tên gọi, về cơ bản, nó chỉ hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa đến cây thông qua hiện tượng mao dẫn hay hiện tượng bấc ( capillary action – hiện tượng chất lỏng tự dâng lên cao trong vùng không gian hẹp mà không cần, hay thậm chí ngược hướng với ngoại lực như trọng lực ). Thông thường, hệ thống dạng bấc tốt sẽ có ít nhất hai hoặc nhiều đoạn dây bấc có kích thước phù hợp giúp cung cấp đủ nước ( dung dịch dinh dưỡng ) cho cây trồng. Xô hay thùng chứa đặt cây trồng về cơ bản nằm ngay phía trên bể chứa. Nhờ vậy mà nước không cần phải di chuyển quá xa để có thể đến được chất trồng cố định cây.

Nhược điểm của hệ thống dạng bấc

♦ Chỉ thích hợp với một số loại cây trồng nhất định: Nhược điểm lớn nhất của hệ thống thủy canh dạng bấc là chúng không thực sự hoạt động tốt đối với những cây trồng lớn cần quá nhiều nước, nhất là với các cây đậu quả vốn cần một lượng lớn nước để hỗ trợ sự phát triển của quả. Hệ thống chỉ thực sự thích hợp đối với việc nuôi trồng các loại cây cỡ nhỏ, không đậu quả như rau diếp ( lettuce ) cùng một số loại rau gia vị. 

♦ Kém hiệu quả trong việc cung cấp dinh dưỡng: Tốc độ thấm hút “mặc định” của bấc ( wicks ) dần dà sẽ không thể đáp ứng nhu cầu “tham hóa” dinh dưỡng của một số cây trồng. Rau diếp và rau thơm nói chung thì không đáng quan ngại; nhưng cà chua, ớt và hầu hết các loại cây đậu quả khác thì cần phải lưu tâm thường xuyên.

♦ Tồn đọng chất dinh dưỡng: Cây trồng không hấp thụ chất dinh dưỡng và nước một cách đồng đều, chúng chỉ hấp thụ một số loại dinh dưỡng nhất định trong từng giai đoạn sinh trưởng, và bấc cũng không phải “chuyên gia” nên không thể cho biết cây cần chất dinh dưỡng gì, hàm lượng ra sao. Do vậy phần dư thừa của chất dinh dưỡng sẽ luôn tồn đọng lại trên chất trồng; về sau có thể gây ra sự tích tụ một số muối khoáng gây độc ảnh hưởng xấu đến cây trồng ngay trên chính hệ thống. 

Cách thiết kế hệ thống dạng bấc

1. Luồn bấc qua lỗ dưới đáy khay trồng.
2. Đổ chất trồng vào khay.
3. Đặt khay sao cho dây bấc dễ dàng tiếp cận với bể chứa chứa dung dịch dinh dưỡng ( ví dụ như đặt phía trên ).
4. Xếp hom hay hạt giống vào khay; chú ý đặt thật gần bấc để nước không phải di chuyển quá xa.
5. Đặt thêm đá không khí ở đáy bể chứa nếu cần.

Với hệ thống 1 cây – 1 bể chứa thì cũng áp dụng cách tương tự như trên.

Bấc

Bản thân bấc có lẽ là bộ phận quan trọng nhất của cả hệ thống ( ngoại trừ máy bơm do đây là thành phần tùy chọn ), bởi nếu không có bấc thấm hút tốt, cây trồng sẽ không nhận được đủ độ ẩm và chất dinh dưỡng cần thiết. Do vậy mà người thiết kế sẽ cần phải thực hiện một số thử nghiệm thấm hút nhất định trên các chất liệu làm bấc khác nhau để xem loại nào là phù hợp nhất. Một số người có kinh nghiệm còn xem xét thêm khả năng chống mốc và mục rữa của chất liệu. Bấc được rửa sạch trước khi sử dụng giúp cải thiện đáng kể khả năng bấc của hầu hết các loại chất liệu.

Một số chất liệu phổ biến và dễ kiếm rất hay dùng để làm bấc có thể kể ra như dây sợi, dải nỉ propylen, bấc sử dụng cho đuốc, dây bấc nhân tạo, dây sợi phía đầu chổi lau nhà, sợi polyurethane, nỉ len, dây nilông, các sợi vải từ quần áo hoặc tấm chăn cũ, …

Khi thiết kế, cần đảm bảo sử dụng đủ số lượng dây bấc để hỗ trợ cây trồng hấp thụ nước ( dung dịch dinh dưỡng ) dễ dàng. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào cách xây dựng hệ thống bấc, loại cây trồng và chất trồng được đem ra sử dụng. Đối với hệ thống lớn thì cần ít nhất 2 – 4 bấc. Sợi bấc càng ngắn, đồng nghĩa với việc đoạn đường đưa nước từ bể chứa đến chất trồng và rễ cây càng ngắn, thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng và phát triển

Một khi dung dịch dinh dưỡng được đưa lên chất trồng thuận lợi thông qua dây bấc, hãy đảm bảo chất trồng đang dùng có khả năng hấp thụ tốt để duy trì độ ẩm được đồng đều. Một số loại chất trồng được ưu tiên trong hệ thống bấc có thể kể ra như xơ dừa, đá vermiculite hay đá trân châu. Trong một số trường hợp, thậm chí ngay cả tinh thể polyme hấp thụ nước cũng được khuyến khích sử dụng.

Bể chứa dung dịch dinh dưỡng

Bể chứa của hệ thống bấc có thể lớn hoặc nhỏ, chú ý không được để phần này trong tình trạng cạn nước. Muốn hệ thống bấc hoạt động ổn định, mực nước phải duy trì ở mức đủ cao để nước ( dung dịch dinh dưỡng ) không phải di chuyển quá xa đến chất trồng và vùng rễ của cây. Thi thoảng cũng nên làm sạch bể và nếu cần thì thay mới hoàn toàn khi thấy hiện tượng rỉ nước. Nếu không thay mới, tảo hoặc các vi sinh vật có thể bắt đầu sinh sôi và phát triển trong nguồn nước giàu thức ăn, nhất là những bể không được che phủ hoàn toàn khỏi ánh sáng.

Về mặt lý thuyết, hệ thống bấc có thể đưa nước và các chất dinh dưỡng lên đồng đều nhưng thực tế cây trồng lại hấp thụ chúng không đồng đều, do vậy mà lượng muối dinh dưỡng dư thừa về lâu về dài sẽ ngày càng bị tích tụ nhiều trong chất trồng; đến một mức độ có thể gây độc với cây trồng. Bởi vậy mà chúng ta sẽ phải loại bỏ nó bằng nước sạch thường xuyên, có thể là vài tuần một lần chẳng hạn.

Máy bơm không khí ( tùy chọn )

Sử dụng kèm theo máy bơm không khí và đá không khí để sục khí cho nước trong hệ thống bấc thường bị coi là không cần thiết, tuy nhiên về mặt nào đó thì nó vẫn có lợi. Ngoài việc rễ cây có thể lấy Ôxy từ các túi khí nhỏ trong chất trồng, chúng cũng hấp thụ Ôxy hòa tan trực tiếp từ trong nước. Bên cạnh việc sục khí, sự chuyển động và đi lên của vô số bong bóng khí cũng giúp cho nước được tuần hoàn. Cụ thể, việc duy trì dung dịch dinh dưỡng chuyển động xung quanh bể sẽ giúp các chất dinh dưỡng trong đó luôn được trộn đều; trái ngược với trạng thái tĩnh, các chất dinh dưỡng có thể lắng xuống đáy theo thời gian. Tuy nhiên, nếu dự định sử dụng bộ phận máy bơm này, có lẽ chúng ta nên thiết kế một hệ thống thuỷ canh động thay vì lạm dụng hệ thống bấc.

Tài liệu tham khảo

• Hydroponic Wick Systems – homehydrosystems.com
• Hydroponic Wick Systems for Cannabis: Step-By-Step Grower’s Guide – greencamp.com
• Các vật dụng cần có để xây dựng một hệ thống thủy canh dạng bấc – lisado.vn