NỘI DUNG
1.1. Giới thiệu
Bạn có nghĩ rằng cây cối có thể phát triển mà không cần đất? Nếu bạn đã từng trồng rau, có thể bạn đã gieo hạt hoặc trồng cây con vào đất. Đất cung cấp cho cây các chất dinh dưỡng cần thiết để chúng phát triển. Tuy nhiên, cây cũng có thể phát triển mà không cần đất bằng cách sử dụng một quy trình gọi là thủy canh. Trong dự án STEM này, bạn sẽ được hướng dẫn để biến đổi một chai nước hai lít thành một khu vườn mini chỉ cần ánh sáng, không khí và nước giàu chất dinh dưỡng cho cây phát triển!
>> Mua chậu trồng cây thủy canh ở đây
1.2. Chuẩn bị vật liệu
- Chai coca nhựa hai lít đã dùng hết và làm sạch
- Bút đánh dấu
- Kéo hoặc dao dọc giấy
- Giá thể trồng cây như xơ dừa hoặc sỏi đất sét thủy canh, cả hai đều có sẵn tại các cửa hàng bán đồ làm vườn trên Lazada, Shopee
>> Mua xơ dừa nén tại đây
- Hạt giống, cây con hoặc cây nhỏ. Bắt đầu với một loại cây lá xanh như rau bina hoặc rau diếp, hoặc các loại rau thơm như tía tô hoặc húng quế.
>> Mua hạt giống rau, hoa ở đây
- Nước tinh khiết, nước lọc hoặc nước đóng chai. Tránh nước máy chưa lọc vì có thể chứa các chất gây ô nhiễm có thể kìm hãm sự phát triển của cây.
- Các chất dinh dưỡng thực vật cho cây lá xanh như BIO-LIE, Grow Master có sẵn tại các cửa hàng bán đồ làm vườn trên Lazada, Shopee
>> Mua dung dịch Biolife tại đây
>> Mua dung dịch GrowMaster tại đây
- Găng tay dùng một lần
- Muỗng đo lường
- Thùng lớn hoặc chai thứ hai có nắp để chuẩn bị nước
- Khu vực nhận được nhiều ánh sáng để chứa đồ đựng
- Tùy chọn: Bộ kiểm soát độ pH thủy canh có sẵn tại các cửa hàng bán đồ làm vườn có sẵn hoặc trên Lazada, Shopee
>> Mua dung dịch giảm độ PH ở đây
>> Mua dung dịch tăng độ PH ở đây
>> Mua Dung dịch kiểm tra độ PH ở đây
- Tùy chọn: màng bọc nhôm
>> Mua màng bọc nhôm ở đây
1.3. Thực hiện
Chuẩn bị trước khi bắt đầu
- Mặc dù một số giá thể trồng được sử dụng trong thủy canh (như xơ dừa) trông giống như đất, nhưng chúng không giống với đất. Đất và xơ dừa đều là giá thể trồng, nhưng đất chứa chất dinh dưỡng mà cây cần để phát triển, còn xơ dừa thì không.
- Nếu bạn đang sử dụng xơ dừa làm giá thể trồng, hãy chuẩn bị nó bằng cách thêm nước vào viên xơ dừa nén theo hướng dẫn trên bao bì. Điều này sẽ nới lỏng nó để chúng ta có thể trồng cây vào đó.
Câu hỏi cho bé: Cho bé cầm xơ dừa trên tay và yêu cầu bé so sánh trọng lượng của nó với đất trồng ?
Các bước tiến hành
- Trong dự án này, chúng ta sẽ thử trồng cây bằng phương pháp thủy canh — là một quá trình trồng cây mà không cần đất. Trong phương pháp thủy canh, cây phát triển trong môi trường giữ được độ ẩm nhưng không chứa chất dinh dưỡng. Thay vào đó, các chất dinh dưỡng được trộn vào nước và tưới cho cây.
- Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách tạo một bể chứa thủy canh từ một chai nước ngọt hai lít sạch. Sử dụng bút đánh dấu cố định để vẽ một đường xung quanh chai ngay bên dưới nơi hình trụ bắt đầu cong về phía nắp.
- Cắt chai theo đường thẳng bằng kéo hoặc dao dọc giấy. (Nên có sự giám sát của người lớn đối với bé ở bước này).
- Lật ngược phần trên xuống (phần hình phễu) và đặt nó vào phần đáy lớn hơn của chai. Bạn sẽ trồng cây của mình ở phần phễu lộn ngược và phần dưới cùng của chai đóng vai trò như một bể chứa để giữ nước.
- Tạo ra bấc để chuyển nước giàu dinh dưỡng từ bể chứa đến rễ cây. Để tạo bấc, bạn hãy thắt nút hai dải vải cotton hoặc nỉ lại với nhau ở một đầu.
- Đút phần đầu bấc không có nút thắt qua nắp chai để chúng treo xuống bình chứa. Nút thắt phải ngăn bấc tuột xuống bình chứa — nếu nút không giữ được bấc, hãy thắt lại một nút lớn hơn.
- Đặt phần phễu cùng với bấc trở lại bình chứa. Đổ giá thể trồng vào khu vực trồng. Giá thể trồng trong thủy canh là giá thể trơ, không chứa chất dinh dưỡng như đất. Nhớ kéo bấc lên khoảng 2/3 chiều cao giá thể trồng. Điều này nhằm đảm bảo rằng nước và chất dinh dưỡng được lưu trữ trong bể chứa truyền đến được rễ cây.
Câu hỏi cho bé: Trong phương pháp thủy canh, cây phát triển trên môi trường nước giàu dinh dưỡng. Tại sao chúng ta vẫn sử dụng giá thể trồng?
- Bạn sẽ sử dụng hóa chất trong dự án này. Hãy xử lý hóa chất cẩn thận. Đeo găng tay bảo hộ nếu cần thiết. Nên có sự giám sát của người lớn đối với trẻ ở bước này.
- Đong 1 lít nước đóng chai, nước lọc hoặc nước tinh khiết vào thùng chứa hoặc chai thứ hai mà bạn đã chuẩn bị. Tránh dùng nước máy chưa lọc vì có thể chứa các chất gây ô nhiễm có thể kìm hãm sự phát triển của cây.
- Thực vật cần chất dinh dưỡng để phát triển mạnh và những chất dinh dưỡng này không có trong nước tinh khiết. Bạn cần thêm chúng vào nước tinh khiết. Nhìn trên nhãn của chai dung dịch chất dinh dưỡng để biết bạn cần thêm bao nhiêu dung dịch vào một lít nước trong giai đoạn phát triển của cây. Trộn nó vào nước trong chai hoặc hộp thứ hai của bạn. Cây nhỏ của bạn sẽ không tiêu thụ nhiều, vì vậy lượng nước bạn chuẩn bị bây giờ sẽ kéo dài cho đến khi cây lớn hơn một chút.
Câu hỏi cho bé: Vì sao cây lớn hơn cần nhiều dinh dưỡng hơn?
- Tùy chọn: Nước tinh khiết là trung tính (pH bằng 7) — nó không có tính axit như nước chanh hoặc tính bazơ như amoniac. Cây hấp thụ dinh dưỡng tốt nhất nếu nước hơi chua. Quá chua (pH dưới 7) hoặc quá bazơ (pH cao hơn 7) đều không lý tưởng. Nếu bạn có bộ kiểm soát độ pH, hãy làm theo hướng dẫn đi kèm với bộ dụng cụ này để kiểm tra độ axit của lít nước đã chuẩn bị. Điều chỉnh độ axit của nước bằng cách thêm một vài giọt axit (nếu độ pH quá cao) hoặc bazơ (nếu độ pH quá thấp) theo chỉ dẫn của bộ dụng cụ.
- Nếu bạn bắt đầu từ hạt mầm, hãy đặt ba hạt mầm vào xơ dừa ngay phía trên nút trong bấc. Che hạt bằng giá thể trồng (hạt nảy mầm tốt hơn khi ở trong bóng tối).
- Nếu bạn đang bắt đầu với một cây nhỏ, hãy trồng trực tiếp nó vào giá thể trồng. Đảm bảo rễ bám chặt vào bấc và cẩn thận để không làm hỏng chúng.
- Đổ nước đã chuẩn bị lên trên giá thể trồng. Nó sẽ thấm vào bể chứa. Tiếp tục đổ cho đến khi bể chứa đầy khoảng 1/2 đến 2/3. Nước không bao giờ được chạm đến vòi của chai. Đảm bảo rằng khu vực xung quanh hạt giống hoặc cây nhỏ bị ướt khi bạn đổ nước.
- Tùy chọn: bể chứa nước có thể tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhưng tảo sẽ phát triển và biến nước thành màu xanh lục. Điều này sẽ không làm tổn thương cây, nhưng nó sẽ không đẹp cho lắm! Để tránh điều này, bạn có thể đậy bình chứa bằng màng nhôm.
- Hạt giống có thể nảy mầm trong bóng tối, nhưng một khi chúng nổi lên trên mặt đất, cây cần không khí và ánh sáng mặt trời để tồn tại. Khi hạt giống đã nảy mầm, hãy đặt bể chứa gần cửa sổ và chờ đợi.
Câu hỏi cho bé: Bạn nghĩ tại sao cây cần ánh sáng để phát triển?
- Trong vài ngày đầu tiên, hãy kiểm tra hàng ngày để đảm bảo khu vực xung quanh hạt giống hoặc cây nhỏ luôn ẩm. Thêm một chút nước nếu cần. Khi cây phát triển, rễ của nó sẽ mọc sâu hơn và tiếp cận tốt hơn với nước và chất dinh dưỡng do bấc hút lên.
Câu hỏi cho bé: Tại sao bạn nghĩ rằng bạn cần giữ ẩm cho khu vực xung quanh cây con hoặc cây nhỏ khi nó còn nhỏ nhưng không cần nữa khi cây đã lớn hơn và đã trưởng thành?
- Sau khi hệ thống thủy canh được thiết lập, hãy kiểm tra mực nước trong bể chứa hàng tuần. Pha một mẻ nước giàu chất dinh dưỡng mới và thêm vào khi mực nước xuống thấp. Kiểm tra hướng dẫn đi kèm với các chất dinh dưỡng — bạn có thể sẽ cần thêm nhiều chất dinh dưỡng hơn cho cùng một lượng nước khi cây đã phát triển.
1.4. Cơ sở khoa học
Chuyện gì đã xảy ra?
Bạn sẽ thấy cây trong hệ thống thủy canh của bạn có phát triển mạnh mẽ.
Giống như chúng ta lấy chất dinh dưỡng từ thức ăn, nói chung cây cối lấy chất dinh dưỡng từ đất. Cây cũng cần nước. Nước giúp vận chuyển chất dinh dưỡng từ đất đi khắp cây. Nó cũng cần thiết cho quá trình quang hợp, quá trình thực vật biến ánh sáng thành đường. Cây sử dụng các loại đường này làm thức ăn. Quá trình quang hợp cũng cần carbon dioxide, một loại khí có trong không khí. Tóm lại, cây trồng cần chất dinh dưỡng, nước, ánh sáng và không khí.
Trong dự án này, bạn đã thử trồng cây bằng phương pháp thủy canh — một quy trình trồng cây trong nước giàu chất dinh dưỡng. Trong phương pháp thủy canh, cây phát triển trong môi trường giữ được độ ẩm nhưng không chứa chất dinh dưỡng. Thay vào đó, các chất dinh dưỡng được trộn vào nước. Cây có rễ trong đất sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng để lấy dinh dưỡng từ đất. Trong phương pháp thủy canh, các chất dinh dưỡng được cung cấp trực tiếp tại rễ cây. Vì vậy, cây không cần phải làm gì mà vẫn sẽ nhận được nước và dinh dưỡng. Do đó, nó có thể dành nhiều năng lượng hơn để phát triển lá, quả và hoa nên thường phát triển nhiều hơn trong một khoảng thời gian ngắn hơn.
Tìm hiểu sâu hơn
Thực vật cần nước vì một số lý do. Đầu tiên, nước đóng vai trò như một dung môi và giúp vận chuyển các chất dinh dưỡng từ đất đi khắp cây. Thứ hai, các tế bào chứa đầy nước giúp hỗ trợ các phản ứng sinh hóa khác nhau trong cây. Phản ứng sinh hóa là một phản ứng xảy ra giữa các chất hóa học bên trong tế bào của thực vật để giữ cho nó sống. Một phản ứng sinh hóa thực vật mà bạn có thể đã nghe nói đến là quá trình quang hợp. Quang hợp là một phản ứng liên quan đến ánh sáng mặt trời, chất diệp lục trong tế bào thực vật, nước và carbon dioxide. Nó tạo ra đường để cây sử dụng làm thực phẩm. Khi cây không nhận được nước, quá trình quang hợp và các phản ứng sinh hóa khác sẽ ngừng lại, cây bắt đầu chuyển sang màu vàng, khô héo và sau đó chết.
Cây cũng cần chất dinh dưỡng. Chúng cần cả chất dinh dưỡng đa lượng (như cacbon, nitơ và phốt pho) và vi chất dinh dưỡng (như sắt, natri và kẽm). Đất có thể chứa tất cả những chất này, nhưng thực vật có thể hấp thụ những chất dinh dưỡng này nhanh hơn từ nước giàu chất dinh dưỡng, và đó là tất cả những cơ sở khoa học của phương pháp thủy canh.
Từ hydroponics có nghĩa là “nước làm việc” và bắt nguồn từ các từ Hy Lạp hydro có nghĩa là “nước” và ponos có nghĩa là “công việc”. Trong phương pháp thủy canh, các chất dinh dưỡng có sẵn ở rễ cây. Vì vậy, cây không cần làm việc gì mà vẫn sẽ có được thức ăn và dinh dưỡng cần thiết.
Trong thực tế, có sáu loại hệ thống thủy canh cơ bản: hệ thống bấc, hệ thống thủy sinh, hệ thống dòng chảy, hệ thống nhỏ giọt, kỹ thuật màng dinh dưỡng và hệ thống khí canh. Mỗi hệ thống đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Trong dự án này, bạn đã thử nghiệm với hệ thống bấc.
Khám phá thêm
So sánh tốc độ phát triển của cây trồng trong đất giàu dinh dưỡng so với cây trồng trong nước. Nếu bạn trồng các loại thảo mộc hoặc rau, hãy so sánh hương vị của chúng.
Nghiên cứu vai trò của các chất dinh dưỡng đối với sự phát triển của cây trồng bằng cách trồng cây trên môi trường nước giàu dinh dưỡng và nước nghèo dinh dưỡng. Để làm như vậy, hãy gieo hạt cây trong các thùng chứa thủy canh giống hệt nhau như đã giải thích trong dự án này. Cung cấp cho một nửa số cây nước đã được làm giàu chất dinh dưỡng và nửa còn lại là nước tinh khiết. Bạn có nghĩ rằng cây nhận được nước giàu chất dinh dưỡng sẽ phát triển nhanh hơn, lá to hơn, hay chỉ trông khỏe mạnh hơn?
Nghiên cứu độ chua của nước ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của thực vật. Để làm như vậy, hãy gieo hạt giống cây trồng trong các thùng chứa thủy canh giống hệt nhau như đã giải thích trong dự án này. Cung cấp cho tất cả các cây nước giàu chất dinh dưỡng. Làm cho nước trong bể chứa có tính axit (pH = 5 hoặc thấp hơn) đối với một phần ba số cây, làm cho nước có tính bazơ (pH = 9 trở lên) cho một phần ba khác và làm nước trung tính (pH = 7) đối với một phần ba cuối cùng. Bạn có nghĩ rằng độ chua của nước sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật? Những gì bạn mong đợi sẽ thấy là gì?
Bạn có thể cung cấp cho cây quá nhiều chất dinh dưỡng? Kiểm tra nó và xem chuyện gì sẽ xảy ra!
Video hướng dẫn tạo chậu trồng cây thủy canh tự tưới nước
