Làm thế nào để đạt được nồng độ oxy hòa tan tối ưu nhằm thúc đẩy sự phát triển của rễ? Quang hợp và hô hấp là hai quá trình sinh trưởng chính của thực vật, là chìa khóa để cây trồng khỏe mạnh và đạt năng suất, chất lượng cao.
Trong lúc quang hợp, lá và tế bào gốc sử dụng năng lượng mặt trời để kết hợp carbon dioxide (CO2) từ không khí với nước được hấp thụ qua tế bào rễ để tạo ra đường ở dạng glucose. Glucose này được sử dụng cho nhiều quá trình trao đổi chất ở tất cả các bộ phận của cây, bao gồm cả việc sản xuất cellulose và tinh bột.
Glucose cũng là nguồn nhiên liệu quan trọng cho quá trình hô hấp tế bào rễ, một quá trình về cơ bản là ngược lại với quá trình quang hợp. Trong hô hấp, tế bào rễ đốt cháy glucose được vận chuyển từ lá. Glucose được chuyển hóa thành năng lượng tế bào (được gọi là adenosine triphosphate hoặc ATP) được sử dụng để thúc đẩy các quá trình trao đổi chất, chủ yếu là hấp thu nước và chất dinh dưỡng.
Không có oxy, quá trình hô hấp không diễn ra. Oxy là chất nhận điện tử cuối cùng trong hô hấp hiếu khí cần thiết để chuyển hóa glucose thành ATP.
OXY LÀ YẾU TỐ CẦN TỐI ƯU ĐỂ TĂNG NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG
Lượng oxy có sẵn cho tế bào rễ có vai trò quan trọng đối với tốc độ tăng trưởng thực vật khỏe mạnh và năng suất cây trồng. Không có nhiều oxy cung cấp cho chúng, tế bào rễ bị hạn chế về lượng đường mà chúng có thể đốt cháy cũng như lượng nước và chất dinh dưỡng được hấp thụ.
Việc giảm tỷ lệ hấp thụ nước và chất dinh dưỡng của cây sẽ trực tiếp hạn chế tốc độ tăng trưởng tổng thể cũng như năng suất và chất lượng quả của cây. Cây yếu dễ mắc bệnh và có sức đề kháng yếu trước các tác nhân gây stress môi trường, chẳng hạn như nắng nóng trong những tháng ấm hơn.
Oxy hóa vùng rễ là một phương pháp phổ biến trong nhà kính. Điều này càng quan trọng hơn ở những vùng có khí hậu ấm hơn vì ở nhiệt độ cao hơn, nước chứa ít oxy hòa tan (DO) hơn.
Ngoài ra, người trồng tái sử dụng nước tưới cần phải cải thiện chất lượng nước sau mỗi lần tưới nước.
TRỒNG TRỌT NGOÀI TRỜI VÀ SỰ OXY HÓA NƯỚC
Ngoài những người trồng trong nhà kính, những người trồng cây đặc sản cũng được hưởng lợi từ quá trình oxy hóa nước tưới. Nước giếng – và các hồ chứa nước – thường không đủ oxy để cây trồng có sức khỏe tối ưu. Nếu có các hợp chất hữu cơ trong hồ chứa, điển hình là từ lá và hạt bị gió thổi, phân chim, mầm bệnh và tảo thì nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) của nước sẽ cao.
Xem thêm : Dầu ô liu có tác dụng kích thích mọc tóc không?
Điều này có nghĩa là vi khuẩn sẽ cần nhiều oxy hoàn tan hơn để phân hủy các thành phần hữu cơ hiện có. Phương pháp oxy hóa là chìa khóa để đạt được hàm lượng oxy chấp nhận được nhằm giảm nhu cầu oxy hóa và thúc đẩy rễ cây khỏe mạnh. Ngoài ra, một nghiên cứu năm 2022 xác nhận rằng nồng độ oxy trong đất cao hơn (từ xử lý nước siêu oxy) sẽ thúc đẩy hoạt động của các vi khuẩn có lợi trong đất, chuyển hóa chất dinh dưỡng, dẫn đến năng suất cây trồng, hiệu quả sử dụng nước và độ phì nhiêu của đất cao hơn. Cho dù sử dụng nước được lưu trữ trong hồ chứa hay trực tiếp từ nguồn, nước tưới chất lượng có hàm lượng oxy cao là rất quan trọng cho sự phát triển của rễ và hiệu suất cây trồng.
OXY VÀ BỆNH TẬT
Oxy cũng rất quan trọng trong việc giảm và ngăn chặn bệnh do các loài Pythium hoặc Phytophthora gây ra. Mức oxy hòa tan siêu cao thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn có lợi như mycorrhizae và ngăn chặn sự phát triển của các mầm bệnh không thích oxy như Pythium .
Nếu mức oxy hòa tan ở vùng rễ thấp, điều này có thể “ảnh hưởng đến hình thái, trao đổi chất và sinh lý” của rễ và cây. Những sai lệch này có tác động tiêu cực đến sự phát triển của cây trồng và khiến chúng dễ mắc các bệnh như Pythium hơn.
CÔNG NGHỆ OXY HÓA
Cho đến gần đây, người trồng đã có một số phương pháp sục khí thông thường để lựa chọn oxy hóa nước, tuy nhiên, những phương pháp này có hiệu suất khá kém. Máy khuếch tán có hiệu suất truyền oxy 1-2% và hệ thống Venturi và Sparger đạt khoảng 20-40%. Mặc dù Venturi và Sparger có tốc độ vận chuyển cao hơn nhưng chúng rất kém hiệu quả và không kinh tế cho người trồng trọt.
Do khả năng giữ oxy hòa tan của nước giảm khi nhiệt độ tăng nên nhiều người trồng sử dụng hệ thống làm lạnh nước cùng với hệ thống sục khí thông thường. Hệ thống làm lạnh sử dụng một lượng lớn năng lượng và tăng đáng kể chi phí vận hành, khiến chúng kém bền vững, đặc biệt là khi chi phí năng lượng ngày càng tăng.
CÔNG NGHỆ BONG BÓNG NANO
Công nghệ bong bóng nano là một phương pháp bền vững, tiết kiệm chi phí để nâng hàm lượng oxy hòa tan ở vùng rễ lên mức tối ưu. Công nghệ được cấp bằng sáng chế của Ca An Tech có tốc độ truyền oxy trên 85% cho phép người trồng tăng nồng độ oxy hòa tan hiệu quả với ít tài nguyên hơn. Bọt khí nano cũng cung cấp một phương pháp đã được chứng minh và không dùng hóa chất để khử trùng nước và ống tưới một cách hiệu quả, ngăn ngừa nhiễm trùng do nước gây ra bệnh rễ và màng sinh học tích tụ. Những lợi ích này cải thiện chất lượng nước, tăng cường sức sống của cây trồng và giảm sự phụ thuộc vào các loại hóa chất.
SIÊU OXY HÓA VỚI BONG BÓNG NANO
Tốc độ truyền khí cao hơn cho phép máy tạo bong bóng nano tăng mức oxy hòa tan một cách nhanh chóng và hiệu quả. Người trồng có thể đặt máy tạo bong bóng nano thành mức oxy hòa tan mục tiêu để đạt được lượng oxy sẵn có tối ưu cho cây trồng. Công nghệ của Ca An Tech đã cho phép người trồng tăng mức oxy hòa tan ở vùng rễ ít nhất 50% và có thể lên tới 100%, duy trì nồng độ ổn định ngay cả ở vùng nước ấm hơn.
Ở cấp độ này, tế bào rễ hấp thụ nước và chất dinh dưỡng với tốc độ hiệu quả hơn. Khi tế bào rễ được kích hoạt để hấp thụ lượng nước và chất dinh dưỡng tối đa thì rễ sẽ phát triển tối đa, tăng năng suất cây trồng.
NÔNG DÂN NÂNG TĂNG CẤP ĐỘ VỚI CÔNG NGHỆ NANOBUBBLE
Với công nghệ bong bóng nano, Rebel Farms đã tăng nồng độ oxy hòa tan (DO) lên 300% tại cơ sở NFT thủy canh của họ ở Denver, đạt mức tăng năng suất 22%.
Xem thêm : Động cơ 2 kỳ: phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Một trang trại nuôi nước sâu ở Texas, Big Tex Urban Farms, đã tăng mức DO lên 325% và có thời gian canh tác nhanh hơn sau khi triển khai công nghệ bong bóng nano.
Gebroeders Koot, một người trồng cà chua trong nhà kính ở Hà Lan, đã tăng mức DO lên 250% và đạt được bộ rễ khỏe mạnh hơn quanh năm.
Người trồng ngoài trời cũng nhận được lợi ích từ việc tăng nồng độ oxy hòa tan. Một nông dân trồng bơ ở Chile đã tăng chỉ số này từ 8 lên 15 ppm và nhận thấy cây sinh trưởng và năng suất đậu quả tốt hơn.
BONG BÓNG NANO LÀM GIẢM MẦM BỆNH VÀ BÀO MÒN MÀNG SINH HỌC
Ngoài khả năng oxy hóa hiệu quả, công nghệ bong bóng nano còn tạo ra các bong bóng nano có các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo. Thông qua các đặc tính này, bong bóng nano làm giảm mầm bệnh lây qua đường nước và màng sinh học.
Bong bóng nano có độ nổi trung tính, nghĩa là chúng lơ lửng trong chất lỏng, thay vì nổi lên trên bề mặt và vỡ ra như bong bóng lớn hơn. Khi nước tưới chảy, các bong bóng nano di chuyển ngẫu nhiên và liên tục đi qua tất cả các bộ phận của hệ thống nước thông qua chuyển động Brown.
Chúng bị thu hút bởi các bề mặt như tường đường ống tưới tiêu, nơi chúng mài mòn và cọ rửa màng sinh học, một chất nền hình thành trên hầu hết các bề mặt tiếp xúc với nước. Màng sinh học chứa mầm bệnh và làm tắc nghẽn hệ thống tưới tiêu khi chúng tích tụ.
Màng sinh học giảm sẽ hạn chế sự lây lan của mầm bệnh và kéo dài tuổi thọ của hệ thống tưới tiêu. Ngoài ra, người trồng có thể giảm việc sử dụng hóa chất để loại bỏ màng sinh học.
Kiểm soát màng sinh học: bong bóng nano phân hủy tế bào vi khuẩn và oxy hóa các mầm bệnh truyền qua nước mà không cần dùng bất kỳ hóa chất nào. Khi bong bóng nano gặp chất gây ô nhiễm, chúng sẽ nổ tung và tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS). ROS là chất oxy hóa nhẹ như hydrogen peroxide hoặc clo.
Theo giải thích gần đây của các nhà khoa học tại Đại học Massachusetts và Đại học bang Arizona: “Sản xuất ROS bằng bong bóng nano mang lại hứa hẹn cho việc xử lý nước vì nó không cần sự hỗ trợ của các chất oxy hóa gốc hóa học như clo – tốn kém, nguy hiểm khi xử lý và tạo ra các sản phẩm phụ có hại cho sức khỏe, môi trường.
GIẢM MẦM BỆNH VÀ MÀNG SINH HỌC BẰNG CÔNG NGHỆ BONG BÓNG NANO
Nông dân đã bất ngờ khi thấy giảm đáng kể các mầm bệnh truyền qua nước như Pythium và Phytophthora nhờ nước tưới giàu bong bóng nano oxy. Nova CropControl, một tổ chức nghiên cứu của Hà Lan, đã thực hiện một nghiên cứu về cây cà chua nhà kính được tưới bằng nước tưới có chứa bong bóng nano. Họ nhận thấy hàm lượng Pythium , một loại mầm bệnh phổ biến lây qua đường nước, ảnh hưởng đến sức khỏe rễ cây đã giảm 80% . Một nghiên cứu khác được thực hiện tại Viện nghiên cứu Delphy ở Hà Lan trên cây dâu tây. Các nhà nghiên cứu nhận thấy số lượng Pythium thấp hơn 74% , tỷ lệ mắc bệnh Phytophthora thấp hơn và khối lượng rễ tổng thể khỏe mạnh hơn.
Máy tạo bong bóng nano của Ca An Tech cho phép người trồng trọt trong nhà kính đạt được mức oxy hóa lý tưởng trong nước, tăng năng suất, chất lượng cây trồng mà không cần sử dụng hóa chất. Tiến tới hoàn thiện giải pháp phát triển nông nghiệp bền vững!
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp