Từ những ngày đầu được biết tới, một trong những lợi thế lớn nhất của thủy canh được cho là cung cấp thường xuyên giải pháp dinh dưỡng cân bằng và hoàn chỉnh cho cây. Điều đó có nghĩa là luôn có đủ nước, oxy và khoáng chất để cây tăng trưởng, do đó hệ thống rễ lớn và dài sẽ không còn cần thiết cho cây như trong môi trường đất. Rễ thường không cần phải phát triển đến độ dài quá mức để tìm kiếm dinh dưỡng.
Một vùng rễ bị hạn chế phát triển có thể gây ra các vấn đề về tăng trưởng và làm giảm năng suất cũng như chất lượng rau. Mặt khác, hạn chế rễ một mức độ vừa phải có thể có tác động tích cực trên một số loại cây. Điều này dễ nhận thấy trong phương pháp thủy canh. Khối lượng gốc rễ thủy canh càng hạn chế, hệ thống sản xuất được quản lý tốt hơn cần đảm bảo cây trồng được cung cấp đủ nước, chất dinh dưỡng và oxy cần cho sự tăng trưởng và sản xuất tối ưu.
>>> Xem thêm: Top 5 loại rau lớn nhanh như thổi cho người mới làm vườn
Tuy nhiên, ngay cả với môi trường lỏng, hồi lưu và đầy đủ dinh dưỡng của hệ thống thủy canh, cây có thể vẫn khó hấp thụ nếu lượng rễ quá nhỏ. Vì vậy, một khía cạnh quan trọng của thiết kế hệ thống thủy canh là sử dụng khối lượng rễ thích hợp cho loại cây trồng.
Khối lượng rễ tối ưu phụ thuộc không chỉ vào các loài thực vật và giống cây trồng mà là các yếu tố môi trường và hệ thống khác như tần suất ứng dụng dinh dưỡng, và bổ sung oxy và chất dinh dưỡng, cộng với các yếu tố ảnh hưởng đến yêu cầu của cây trồng.
Vì tất cả các chất dinh dưỡng, nước và oxy cần thiết được cung cấp thông qua các giải pháp dinh dưỡng, hệ thống rễ không cần phải nhanh chóng phát triển và mở rộng để thức ăn cho các nguồn tài nguyên ở độ sâu lớn của đất.
Hạn chế vùng dễ trong thủy canh
Với thủy canh, chúng ta có xu hướng quên đi những gì đang xảy ra ở vùng gốc và thường giả định rằng vì dung dịch dinh dưỡng cân bằng được áp dụng thường xuyên, ngay cả khi rễ có khối lượng rất hạn chế để tăng trưởng, chúng sẽ ổn. Tuy nhiên, nhiều hệ thống, không biết cho người trồng, có thể gặp các vấn đề liên quan trực tiếp đến hạn chế vùng gốc. Phổ biến nhất trong số này là sự sẵn có của oxy được sử dụng bởi rễ cây trong quá trình hô hấp.
Cây trồng trong những điều kiện nhất định có yêu cầu rất cao về oxy trong vùng rễ, đặc biệt trong điều kiện nhà màng. Vùng rễ bị hạn chế có tiềm năng hạn chế giữ oxy và do đó phụ thuộc rất nhiều vào việc bổ sung oxy, có thể thông qua oxy hòa tan trong chất dinh dưỡng hoặc oxy thấm vào vùng rễ trong khi tưới. Nếu yêu cầu gốc cho oxy lớn hơn tỷ lệ bổ sung trong một thể tích bị hạn chế, hơn so với chức năng gốc bắt đầu chậm, cũng như sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng.
Rễ cây trong một thùng chứa bị hạn chế, chúng có xu hướng hướng xuống dưới và tạo thành một tấm thảm ở những vùng thấp hơn của chất nền đang phát triển. Cuối cùng, với sự tăng trưởng rễ liên tục, sự ức chế xảy ra và tăng trưởng thực vật tổng thể bị hạn chế ngay cả với nguồn cung cấp dinh dưỡng thường xuyên.
Do đó, kích thước của rễ tối ưu trong cây trồng thủy canh phải cho phép sự tăng trưởng rễ liên tục này, nhưng đồng thời, chất dinh dưỡng, nước và oxy được cung cấp thường xuyên có thể thấp hơn đáng kể so với cây trồng được trồng trong đất.
Ưu điểm của việc hạn chế vùng dễ
Những tác động tích cực của hạn chế rễ đối với cây trồng từ lâu đã được biết đến, với nghệ thuật bonsai là ví dụ dễ thấy nhất. Khi rễ bị hạn chế tối đa trong các thùng chứa qua thời gian dài, cùng với các chất dinh dưỡng hạn chế và quy trình tỉa lá uốn cành, toàn bộ cây trở nên nhỏ và lùn. Tuy nhiên, sự cân bằng phải được duy trì giữa việc hạn chế tăng trưởng thực vật và đồng thời giữ cây khỏe mạnh.
Hạn chế rễ trong cây ăn quả như táo và nho đã được tìm thấy để hạn chế tăng trưởng thực vật trong khi cải thiện chất lượng của trái cây về đường hòa tan và các thông số khác.
Áp dụng trong thủy canh, rau trồng han chế vùng rễ một cách phù hợp giúp tăng chất lượng và năng suất sản phẩm.
Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng hạn chế rễ có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng của rau trồng thủy canh. Điều này có thể thông qua một phản ứng ứng suất tương tự như khi cây trồng được trồng dưới sự tưới tiêu thiếu hụt hoặc với EC cao, hoặc rất có thể là sự kết hợp của các quá trình thực vật nội bộ được kích hoạt bởi các hợp chất được sản xuất bởi hệ thống rễ bị hạn chế.
Tuy nhiên, hạn chế rễ quá mức cũng làm chậm tăng trưởng.Mặt khác, khối lượng rễ tối ưu hóa được thay đổi cho từng loài khác nhau. Do đó, trước khi lựa chọn phương pháp thủy canh để canh tác, cần tìm kiếm những loại cây trồng có hệ rễ phù hợp phát triển nhất với môi trường này.
Cạnh tranh gốc
Trong nhiều hệ thống thủy canh, các cây riêng lẻ có thể được trồng trong cùng một thùng chứa và một số cây thường được trồng cạnh nhau cho phép rễ từ các cây riêng biệt xen kẽ nhau.
Một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng thực vật tạo ra nhiều rễ hơn khi chia sẻ không gian rễ với người hàng xóm, so với khi trồng đơn độc. Điều này cho phép thực vật nâng cao khả năng cạnh tranh về dinh dưỡng, nhưng sự phát triển quá mức của rễ có thể xảy ra trong tình trạng này với chi phí tăng trưởng sinh sản.
Những phát hiện này ứng với loài cụ thể; có vẻ như rễ của một số loài thực vật có thể cảm nhận được rễ của các loài thực vật lân cận và phản ứng với chúng một cách phù hợp. Các nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực này cuối cùng có thể giúp chúng ta xác định cây trồng cạnh nhau có thể ảnh hưởng đến sự phát triển từng cây như thế nào. Từ đó, người trồng có thể thiết kế hợp lý mô hình thủy canh để tạo điều kiện cho rễ cây được phát triển ở mức tối ưu nhất cho sự phát triển của cây.
