Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thuỷ canh

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này làhoàn toàn trung thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận án đã được ghi rõnguồn gốc

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS Nguyễn Minh Chung

Trang 2

năng Trường Đại học Nông lâm Thái nguyên Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn

chân thành về sự giúp đỡ đó

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Khắc Thái Sơn

và GS.TS Trần Khắc Thi – những thầy giáo trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảocho Tôi hoàn thành luận án này Xin chân thành cảm ơn thạc sỹ Nguyễn Thị

An, thạc sỹ Hoàng Minh Châu cán bộ Viện Nghiên cứu Rau Quả đã giúp đỡTôi trong việc thực hiện luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của Tôi đang công táctại Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh, Ban Tổ chức Trung ương Đảng vàgia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ Tôi trong suốt quátrình thực hiện và hoàn thành luận án này

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS Nguyễn Minh Chung

Trang 3

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt xi

Danh mục các bảng xii

Danh mục đồ thị, sơ đồ xv

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 3

3 Ý nghĩa của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

4 Những đóng góp mới của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 4

1.1.1 Lí luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng 4

1.1.2 Vai trò của rau xanh 5

1.1.3 Giá trị của rau xanh 5

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH 7

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới 7

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam 8

1.2.3 Tình hình sản xuất rau an toàn trái vụ ở Việt Nam 10

1.3 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH 13

1.3.1 Khái niệm về thủy canh 13

1.3.2 Lịch sử phát triển của kĩ thuật thủy canh 13

1.3.3 Phân loại các hệ thống thủy canh 15

Trang 4

1.3.4 Ưu điểm, nhược điểm và triển vọng của kĩ thuật thủy canh

trong sản xuất rau 161.3.4.1 Ưu điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau 161.3.4.2 Nhược điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau 161.3.4.3 Triển vọng của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau 181.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT

THỦY CANH 191.4.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

trên thế giới 191.4.1.1 Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

để trồng cây bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới 191.4.1.2 Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới 231.4.1.3 Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong kĩ thuật

thủy canh trên thế giới 261.4.1.4 Tình hình phát triển kĩ thuật thủy canh trên thế giới 281.4.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

ở Việt Nam 311.4.2.1 Kết quả nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam 311.4.2.2 Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy anh ở Việt Nam 331.4.2.3 Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam 38

Trang 5

1.4.2.4 Kết quả nghiên cứu sản xuất rau ăn lá trái vụ

bằng công nghệ thủy canh ở Việt Nam 39

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.1 ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 42

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 42

2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 44

2.1.2.1 Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn 44

2.1.2.2 Giá thể và rọ nhựa 45

2.1.2.3 Dung dịch dinh dưỡng 45

2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 46

2.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 46

2.2.1 Thời gian nghiên cứu 46

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 46

2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 47

2.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu xác định loại rau ăn lá thích hợp trồng trái vụ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn 47

2.3.2 Nội dung 2: Xác định loại dung dịch dinh dưỡng thích hợp để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá 47

2.3.3 Nội dung 3: Xác định loại giá thể giữ cây thích hợp để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá 47

2.3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu chọn loại ống dẫn dung dịch trong hệ thống thủy canh tuần hoàn 47

2.3.5 Nội dung 5: Xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh 47

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 47

Trang 6

Thí nghiệm 1: So sánh giống xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 47

Thí nghiệm 2: So sánh giống cải ngọt trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 48

Thí nghiệm 3: So sánh giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 48

Thí nghiệm 4: So sánh giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 49

Thí nghiệm 5: Xác định dung dịch thủy canh tuần hoàn thích hợp đối với một số loại rau ăn lá 49

Thí nghiệm 6: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cải xanh 50

Thí nghiệm 7: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau xà lách 50

Thí nghiệm 8: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cần tây 50

Thí nghiệm 9: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau xà lách 50

Thí nghiệm 10: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau cải xanh 51

Mô hình 1: sản xuất thăm dò tại Hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội 51

Mô hình 2: sản xuất tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội 51

2.4.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 51

2.4.2.1 Nhóm các chỉ tiêu về sinh trưởng 51

2.4.2.2 Nhóm chỉ tiêu về chất lượng rau 52

2.4.2.3 Nhóm các chỉ tiêu về sâu bệnh 53

2.4.2.4 Phương pháp hạch toán kinh tế 53

2.4.3 Phương pháp xử lí số liệu 54

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

3.1 XÁC ĐỊNH LOẠI RAU ĂN LÁ THÍCH HỢP TRỒNG TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN 55

Trang 7

của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 563.1.2 Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 583.1.2.1 Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 583.1.2.2 Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 583.1.3 Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 603.1.3.1 Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 603.1.3.2 Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 603.1.4 Xác định giống rau muống thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 623.1.4.1 Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

Trang 8

của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 623.1.4.2 Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 623.1.4.3 Năng suất thực thu của các giống rau muống

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 633.1.5 Chất lượng và mức độ an toàn vệ sinh thực phẩm

của các giống xà lách, cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn 653.1.5.1 Một số chỉ tiêu về chất lượng của xà lách và cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 653.1.5.2 Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong xà lách,

cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 663.2 XÁC ĐỊNH LOẠI DUNG DỊCH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ 683.2.1 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến tình hình

sinh trưởng các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn 683.2.2 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 693.2.3 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate

và một số một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 713.3 XÁC ĐỊNH LOẠI GIÁ THỂ GIỮ CÂY THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH TRÁI VỤ ĐỐI

VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ 743.3.1 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,

Trang 9

phát triển, năng suất và chất lượng rau cải xanh trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 743.3.2 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng, phát triển,

năng suất và chất lượng rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệthủy canh tuần hoàn 773.3.3 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,

phát triển, năng suất và chất lượng rau cần tây trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 803.4 LỰA CHỌN LOẠI ỐNG DẪN DUNG DỊCH THÍCH HỢP

ống dẫn dung dịch 863.4.2 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,

phát triển và năng suất rau cải xanh 873.4.2.1 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sinh trưởng

của rau cải xanh 873.4.2.2 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau cải xanh 883.4.2.3 Hiệu quả kinh tế của rau cải xanh trồng

trên các loại ống dẫn dung dịch 89

Trang 10

3.5 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT

MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ

THỦY CANH TUẦN HOÀN 90

3.5.1 Kết quả xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn tại hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội 91

3.5.2 Kết quả xây dựng mô hình sản xuất rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội 93

3.5.3 Tình hình sâu bệnh hại trên các chủng loại rau ăn lá trồng trái vụ trên hệ thống thủy canh tuần hoàn 96

3.6 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN 97

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 102

1 Kết luận 102

2 Đề nghị 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 11

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

- FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lương quốc tế

- ĐB: Đồng bằng

- NFT (Nutrient Film Technique): Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng

- AVRDC : Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á

-WHO (World Health Organization): Tổ chức Y tế Thế giới.

- NSLT: Năng suất lý thuyết

- NSTT: Năng suất thực thu

- Đ/c: Đối chứng

- VN: Việt Nam

- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

- KLN: Kim loại nặng

- ĐHNN: Đại học nông nghiệp

- VRQ: Viện Rau Quả

Trang 12

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống xà lách

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 55

Bảng 3.2 Một số chỉ tiêu sinh trưởng chính và năng suất của các giống

xà lách trồng trái vụ giai đoạn sinh trưởng của các giống cải xanhtrồng trái vụ bằng công bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 56

Bảng 3.3 Thời gian từng nghệ thủy canh tuần hoàn 58 Bảng 3.4 Một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của các giống

cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 59

Bảng 3.5 Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống cần tây

Bảng 3.6 Một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của các giống

cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 61

Bảng 3.7 Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 62

Bảng 3.8 Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ

Bảng 3.9 Năng suất thực thu của các giống rau muống trồng trái vụ

Bảng 3.10 Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống xà lách và cải xanh

Bảng 3.11 Hàm lượng NO3và một số kim loại nặng trong xà lách

và cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 67

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao

và số lá các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn 69

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao

Trang 13

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

một số loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

Bảng 3.15 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

Bảng 3.16 Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate

và một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh trồng trái vụ

Bảng 3.17 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng

và năng suất rau cải xanh trồng trái vụ

Bảng 3.18 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến chất lượng

rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng

và năng suất rau xà lách trồng trái vụ

Bảng 3.20 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến các chỉ tiêu

về chất lượng rau xà lách trồng trái vụ

Bảng 3.21 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến các chỉ tiêu sinh trưởng

của rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

Bảng 3.22 Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến chất lượng

rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

Trang 14

Bảng 3.23 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau xà lách 85

Bảng 3.24 Hiệu quả kinh tế của rau xà lách trồng trên

các loại ống dẫn dung dịch 86

Bảng 3.25 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến số lá

và chiều cao rau cải xanh 87

Bảng 3.26 Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến khối lượng

và năng suất rau cải xanh 88

Bảng 3.27 Hiệu quả kinh tế của rau cải xanh trồng

trên các loại ống dẫn dung dịch 89

Bảng 3.28 Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong các loại rau

ở mô hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

tại Hợp tác xã Ba Chữ, Văn Nội, Đông Anh 91

Bảng 3.29 Kết quả thử nghiệm mô hình sản xuất rau ăn lá trái vụ

bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn

tại Ba Chữ - Vân Nội - Đông Anh 92

Bảng 3.30 Thời gian sinh trưởng của các loại rau ở mô hình sản xuất

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

tại Viện Nghiên cứu Rau Quả 93

Bảng 3.31 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các loại rau

Bảng 3.32 Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong các loại rau

Bảng 3.33 Hiệu quả kinh tế của các loại rau ở mô hình sản xuất

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn tại VNCRQ 96

Trang 15

DANH MỤC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ Hình 3.1 Năng suất của các giống xà lách trồng trái vụ

Hình 3.2 Năng suất thực thu của các giống rau cải trồng trái vụ

Hình 3.3 Năng suất của các giống cần tây trồng trái vụ

Hình 3.4 Tổng năng suất của các giống rau muống trồng trái vụ

Hình 3.5 Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất

rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 76

rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 78

rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 81

Hình 3.8 Ảnh hưởng các loại ống dẫn dung dịch đến số lá rau xà lách 84 Hình 3.9 Ảnh hưởng các loại ống dẫn dung dịch

đến chiều dài lá rau xà lách 85

Hình 3.10 Sơ đồ quy trình trồng rau ăn lá

Trang 16

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rau là nguồn thực phẩm thiết yếu trong đời sống hằng ngày của conngười Rau không chỉ cung cấp một lượng lớn vitamin… mà còn cung cấpmột phần các nguyên tố đa, vi lượng cần thiết trong cấu tạo tế bào Ngoài ra,rau còn là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng xuất khẩuquan trọng của nhiều nước trên thế giới Rau rất đa dạng về chủng loại nhưrau ăn quả, rau ăn củ, rau ăn lá…

Sản xuất rau ở nước ta hiện cơ bản đáp ứng nhu cầu tiêu thụ rau xanhcủa người dân, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và từng bước nângcao giá trị xuất khẩu rau của Việt Nam Tuy nhiên, có hai yếu tố hạn chếchính và cản trở nhất của sản xuất rau hiện nay là giải quyết đủ rau trái vụ vàđảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Vào chính vụ, giá rau thường rất rẻ, giácác loại rau sản xuất theo quy trình an toàn bị giảm hẳn, thu nhập của ngườisản xuất rau giảm sút, có doanh nghiệp thậm chí bị thua lỗ và phá sản, do đóchưa thúc đẩy được mạng lưới sản xuất rau an toàn và hình thành các vùngsản xuất rau tập trung Vào lúc trái vụ, lượng rau thường không đủ, ngườitrồng sử dụng nhiều nước phân, phân hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật vàđiều hòa sinh trưởng nên giá cao và thường chất lượng rau chưa đảm bảo tiêuchuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm Đồng thời, một lượng lớn rau được nhậpkhẩu từ nước ngoài, phổ biến là từ Trung Quốc, gây khó khăn cho công tácgiám sát chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm

Bên cạnh đó, việc sản xuất rau theo phương pháp truyền thống ở nước ta

đã gây tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng (ô nhiễm nguồnnước, ô nhiễm đất), việc sử dụng ngày càng tăng các loại thuốc bảo vệ thựcvật, thuốc kích thích sinh trưởng và sử dụng phân hoá học ngày càng nhiều đãlàm cho sản phẩm nông nghiệp nói chung và sản phẩm rau của nước ta không

Trang 17

đảm bảo an toàn Cùng với quá trình đó, nhu cầu sử dụng rau xanh của ngườidân ngày càng tăng Theo dự báo của FAO (2008), nhu cầu sử dụng rau xanhhằng năm tăng khoảng 5% [70].

Để giải quyết vấn đề này, đa dạng hóa loại hình sản xuất, áp dụng côngnghệ cao, công nghệ có chi phí đầu tư thấp để duy trì sản xuất bình thườngtrong vụ rau trái vụ và quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm đặc biệt là dư lượngkim loại nặng, vi sinh vật và thuốc bảo vệ thực vật là một hướng đi cần thiết.Trong thực tế chúng ta đã có nhiều cải tiến và giải pháp được đưa ra nhưtrồng rau trong nhà lưới đơn giản, nhà lưới kiên cố, bán kiên cố, sử dụng vòmche di động trên đồng ruộng hay sản xuất trên nền giá thể, sản xuất rau mầm,sản xuất trên hệ thống điều khiển tự động trong nhà lưới đã được áp dụng,song mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và bộc lộ những hạn chế nhấtđịnh Phần lớn các hạn chế đều có liên quan đến quản lý đất trồng, quản lýnhiệt độ, ẩm độ trên đồng ruộng và trong nhà lưới Do đặc điểm nhiệt đới có 4mùa rõ rệt, nhiệt độ trong vụ rau hè rất cao, hiệu quả của các giải pháp trồngrau trong nhà lưới bị hạn chế, có thể có lúc thất bại Từ những thực trạng trêncho thấy, việc lựa chọn giải pháp trồng rau thủy canh có thể góp phần giảiquyết các tồn tại trên của ngành sản xuất rau nước ta hiện nay Tuy có thểphạm vi mở rộng ứng dụng của công nghệ này không thể thay thế hoàn toàncác giải pháp khác, song nó sẽ là một trong các giải pháp phối hợp có hiệuquả để giải quyết vấn đề vệ sinh thực phẩm và sản xuất rau trái vụ ở nước ta.Việc áp dụng công nghệ này vào sản xuất cũng góp phần thúc đẩy sản xuấtrau ở cả vùng núi cao, hải đảo không có tài nguyên đất phù hợp để trồng rau

và những vùng đất bị ô nhiễm Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiếnhành đề tài:

Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ

bằng phương pháp thuỷ canh.

Trang 18

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật cơ bản đến sinh trưởng,năng suất, chất lượng của một số loại rau ăn lá trồng trái vụ và đề xuất quytrình sản xuất trái vụ các loại rau này bằng phương pháp thủy canh tuần hoàn

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Cung cấp các dữ liệu chuyên môn hoàn thiện quy trình sản xuất rau ăn látrái vụ bằng phương pháp thủy canh để bổ sung vào hệ thống các phươngpháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậumiền Bắc Việt Nam

Kết quả nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoahọc cơ sở, như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh dưỡng khoáng…

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Giúp các nhà sản xuất, các doanh nghiệp chủ động sản xuất rau trongnhà lưới bằng kỹ thuật thủy canh, đáp ứng nhu cầu rau đảm bảo an toàn vệsinh thực phẩm cho thị trường nội địa và tiến tới xuất khẩu

4 Những đóng góp mới của đề tài

- Đề tài nghiên cứu góp phần xác định được giá thể trồng rau, loại rau ăn

lá, dung dịch dinh dưỡng, dụng cụ chứa dung dịch trồng rau ăn lá trái vụ thíchhợp nhất trong điều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam

- Đề tài góp phần hoàn thiện “Quy trình sản xuất rau an toàn trái vụ bằngcông nghệ thủy canh tuần hoàn” nhằm góp phần nhanh chóng phát triển côngnghệ này vào sản xuất rau trái vụ tại các vùng có điều kiện ở nước ta

Trang 19

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1.1 Lý luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng

Từ xưa người ta đã thấy được vai trò của nước đối với đời sống sinh vậtnói chung và thực vật nói riêng “Không có nước là không có sự sống” TheoHoàng Minh Tần, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2002) [33], [34]thì nước là một trong những thành phần cấu tạo nên keo nguyên sinh, thànhphần của vật chất tươi trong cây bao gồm 80 - 95% nước Mọi quá trình traođổi chất trong cơ thể đều cần có nước tham gia Nước lá môi trường vậnchuyển của các chất và tham gia vào các phản ứng hóa sinh để tạo chất khửmang năng lượng lớn dùng để khử CO2trong cơ thể thực vật Bên cạnh đó,nước còn ảnh hưởng gián tiếp đến quang hợp như làm giảm nhiệt độ mặt lá,đóng mở khí khổng Tuy nhiên, nhu cầu nước của cây nhiều hay ít còn phụthuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây

Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối vớihoạt động sống của cây Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ 1849đến 1856, Salm - Horstmar đã chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn sinhtrưởng, phát triển bình thường phải cần đến những nguyên tố cơ bản như N,

P, S, Ca, K, Mg, Si, Mn [45] Năm 1938, Sachs và Knop [45] đã phát hiệnrằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường cần phải có 16nguyên tố cơ bản là C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Cl

Từ đó, các ông đã đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch Trong 16nguyên tố cơ bản kể trên thì có 3 nguyên tố H, C, O cây lấy chủ yếu từ khícácbonnic và nước, 13 nguyên tố còn lại cây phải lấy từ đất là chính Nhưvậy, cơ sở khoa học của kỹ thuật thủy canh là dựa vào bản chất sinh trưởng,phát triển của cây trồng phụ thuộc vào một số yếu tố như nước, muối khoáng,

Trang 20

ánh sáng, sự lưu thông không khí mà không phụ thuộc vào môi trường trồngcây có đất hay không Cho nên chúng ta có thể trồng cây mà không cần dùngđất, chỉ cần đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về dinh dưỡng.

1.1.2 Vai trò của rau xanh

Rau xanh là loại thực phẩm thiết yếu của cuộc sống, nó cung cấp phầnlớn các khoáng chất và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong bữa ănhàng ngày của con người Đồng thời, rau là cây trồng mang lại hiệu quả kinh

tế cao, là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước trên thế giới Cây rauđược sử dụng và trồng từ khi loài người mới xuất hiện Từ xa xưa người AiCập cổ đại và người Hy Lạp đã trồng và sử dụng bắp cải như là nguồn lươngthực chính của họ Theo FAO (2006) [68], nhiều nước trên thế giới trồng rấtnhiều chủng loại rau với diện tích rất lớn Tại các nước phát triển tỷ lệ cây rau

so với cây lương thực là 2/1, còn các nước đang phát triển tỷ lệ này là 1/2

1.1.3 Giá trị của rau xanh

Rau xanh không chỉ cung cấp một lượng dinh dưỡng nhất định, đặc biệt

là khoáng chất và các loại vitamin trong khẩu phần ăn hàng ngày mà còn cungcấp cellulose giúp cho cơ thể tiêu hóa thức ăn, đào thải nhanh colesterolle vàcác chất có hại khác ra khỏi cơ thể, rau xanh còn là nguồn dược liệu quý chocuộc sống của con người

So sánh thành phần dinh dưỡng của cây rau và cây ngũ cốc,A.F.M.Sharfuddin và M.A.Sididque (1985) cho biết rau có hàm lượngvitamin, các khoáng chất cao hơn lúa mì và lúa nước rất nhiều lần

Trong khẩu phần ăn hằng ngày rau cung cấp khoảng 95 - 99% nguồnvitamin A, 60 - 70% nguồn vitaminh B và gần 100% nguồn vitamin C Cácloại vitamin có trong rau như: Vitamin A, B1, B2, C, E, PP có tác dụngquan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể Nếu ăn uống lâu ngày thiếurau xanh thường xuất hiện các triệu chứng như da khô, mắt mờ, quáng gà do

Trang 21

thiếu vitamin A, chảy máu chân răng, tay chân mỏi mệt do thiếu vitamin C, Thiếu vitamin sẽ giảm sức dẻo dai, hiệu suất làm việc sút kém, bệnh tật dễphát sinh, khi mắc bệnh chữa lâu lành Trong hoạt động hằng ngày, mỗi ngườiđều cần một lượng vitamin nhất định, cùng các chất khoáng trong rau chủ yếunhư K, Mg, Ca, Fe, vi lượng là những chất rất cần thiết để cấu tạo nên máu

và xương [7] Một số loại rau còn được sử dụng như những cây dược liệu quýnhư: Tỏi, Gừng, Nghệ, Tía tô, Hành tây, Cheang hong (2004) [7]

Rau xanh còn là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, thời giansinh trưởng ngắn, có khả năng trồng nhiều vụ trong năm và có khả năng thíchứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau Do đó, rau được coi là loại cây trồngchủ lực trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng xóa đói giảm nghèo cho nôngdân Việt Nam

Ở Đài Loan, thu nhập tính bằng tiền trên 1 ha rau hơn hẳn các cây trồngkhác Theo thống kê năm 1997 ở Mỹ cho thấy, tổng trị giá thu được trên 1hatrồng rau cao hơn so với lúa nước và lúa mì, trong đó trồng cà chua cho thunhập cao hơn khoảng 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mìGrodzinxki A.M và cộng sự (1981) [15]

Theo Báo cáo điều tra của Viện Kinh tế Nông nghiệp Việt Nam năm

1996 tại 4 tỉnh, thành gồm Hà Nội, Hà Tây, Nam Định và Thái Bình cho thấytổng thu nhập trên 1 ha trồng ngô là 3.333.000 đồng, bắp cải là 11.743.000đồng, dưa chuột là 23.532.000 đồng [51] Những năm gần đây cho thấynghề trồng rau không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất rau xanh trong nước chocông nghiệp chế biến mà còn cho xuất khẩu Hiện nay, tổng kinh ngạch xuấtkhẩu rau quả của Việt Nam tăng 30 triệu USD/năm (2008: 430 triệu USD,2009: 470 triệu USD, 2010: 471,5 triệu USD, tăng 7,4% so với năm 2009),trong đó, rau chiếm khoảng 40% [50]

Trang 22

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới

Theo thống kê của FAO ( 2008) [70]: Năm 1980, toàn thế giới sản xuấtđược 375 triệu tấn rau, năm 1990 là 441 triệu tấn, năm 1997 là 596,6 triệu tấn

và năm 2001 đã lên tới 678 triệu tấn Chỉ riêng cải cải bắp và cà chua sảnlượng tương ứng là 50,7 triệu tấn và 88,2 triệu tấn với năng suất tương ứng24,4 tấn/ha Lượng tiêu thụ rau bình quân theo đầu người là 110kg/người/năm Tuy nhiên, trình độ phát triển nghề trồng rau của các nướckhông giống nhau Theo K.U Ah med và M.shajahan (1991) cho biết nếu tínhsản lượng theo đầu người ở các nước phát triển sản lượng cao hơn hẳn cácnước đang phát triển, các nước phát triển tỷ lệ cây rau so với cây lương thực

là 2/1, trong khi ở các nước đang phát triển là 1/2 Châu Á có sản lượng rauhàng năm đạt khoảng 400 triệu tấn với mức tăng trưởng 3% (khoảng 5 triệutấn/năm), mức tiêu dùng rau của các nước Châu Á là 84kg/người/năm Trong

số các nước đang phát triển thì Trung Quốc có sản lượng cao nhất đạt 70 triệutấn/năm, Ấn Độ đứng thứ 2 với sản lượng rau hàng năm là 65 triệu tấn

Ngoài mức tăng về sản lượng hàng năm thì chất lượng ngày càng đượcquan tâm Nhiều tiến bộ kỹ thuật được áp dụng để hạn chế các tồn dư trongsản phẩm rau (hàm lượng NO3, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượngkim loại nặng… có hại cho sức khoẻ con người) như: kỹ thuật trồng raukhông dùng đất, trồng trong dung dịch, trồng cây trong điều kiện có che chắn;

Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật an toàn cho đất, bảo vệ môi trường.Rau được tiêu thụ ở tất cả các nước trên thế giới Theo FAO (2006) [68]nhu cầu tiêu thụ rau, quả trên thế giới tăng 3,6%/năm Nhưng mức cung cấpchỉ có tăng 2,8% Rau được dùng kết hợp với các loại hoa quả thực phẩm rấttốt cho sức khỏe con người, do đó nhu cầu tiêu thụ rau ngày càng tăng Theo

dự báo nhu cầu tiêu thụ rau quả trên thế giới sẽ tăng 5%/năm, trong đó người

Trang 23

Nhật Bản tiêu thụ rau quả nhiều nhất trên thế giới, mỗi năm Nhật bản tiêu thụ

17 triệu tấn rau các loại, bình quân mỗi người tiêu thụ 100 kg/năm, xu hướngtiêu thụ rau gần đây chủ yếu là các loại rau tự nhiên và có lợi cho sức khỏe lànhững loại rau giàu vitamin

Trung bình trên thế giới mỗi người tiêu thụ 154 – 172 g/ngày Theo FAO(2006) [68] tiêu thụ rau và hoa quả tươi của Anh là 79,6 kg/người/năm Theo

Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ do tác động của các yếu tố như sự thay đổi cơ cấudân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư, tiêu thụ nhiều loại rau đã tăngmạnh trong những năm qua

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam

Việt Nam có lịch sử trồng rau từ lâu đời Từ thời Vua Hùng, người ta đãphát hiện rau bầu bí trong vườn của gia đình Theo sử sách thì rau được nhậpvào nước ta từ đầu thế kỷ thứ X Năm 1721 - 1783, Lê Quý Đôn đã tiến hànhtổng kết các vùng phân bố rau Năm 1029, nước ta đã tiến hành trồng thử raucải trắng và khoai tây, như vậy nghề trồng rau nước ta ra đời từ rất sớm.Những năm trước đây, do nền kinh tế tự túc kéo dài, nghề trồng rau nước tarất manh mún, chủng loại rau nghèo; diện tích và sản lượng rất thấp so vớitiềm năng đất đai, khí hậu của Việt Nam

Hiện nay, chúng ta có khoảng 70 loài thực vật được sử dụng làm rauhoặc chế biến thành rau; rau trồng có khoảng hơn 30 loại, trong đó, có khoảng

15 loại chủ lực, trong số này có hơn 80 % là rau ăn lá Theo số liệu thống kê

từ năm 1967 cho tới nay, sản xuất rau không ngừng tăng nhanh đáp ứng nhucầu trong nước mà còn phục vụ cho xuất khẩu

Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2007 – 2010) cho thấy: ba năm trởlại đây, diện tích, năng suất và sản lượng rau tăng dần Năm 2007, diện tích cảnước là 706.479 ha, năng suất 15,69 tấn/ha, sản lượng 11.084.655 tấn; năm

2008 diện tích tăng lên 722.580 ha, năng suất 15,93 tấn/ha, sản lượng

Trang 24

11.510.77 tấn; năm 2009, diện tích tăng lên 735.335 ha, năng suất 16,12tần/ha, sản lượng 11.885.067 tấn.

Riêng miền Bắc diện tích rau có xu hướng giảm Năm 2007, diện tích là335.497 ha, năng suất 14,60 tấn/ha, sản lượng 4.899.834 tấn; năm 2009, diệntích giảm xuống còn 330.578 ha, năng suất 14,99 tần/ha, sản lượng 4.956.667tần Đặc biệt vùng Đồng bằng Sông Hồng diện tích giảm do tốc độ đô thị hoátăng mạnh, nhưng về năng suất và sản lượng đã tăng hàng năm do trình độ và

kỹ thuật canh tác phát triển Năm 2007, diện tích là 160.747 ha, năng suất18,64 tấn/ha, sản lượng 2.996.443 tấn; năm 2009, diện tích giảm xuống còn142.505 ha, năng suất 19,88 tần/ha, sản lượng 2.832.753 tần

Các tỉnh miền Nam có xu hướng tăng lên Năm 2007, diện tích là370.644 ha, năng suất 20,14 tấn/ha, sản lượng 6.194.730 tấn; năm 2009, diệntích tăng lên 404.757 ha, năng suất 17,11 tần/ha, sản lượng 6.928.400 tần

Ở Việt Nam, rau được tiêu thụ hầu hết ở các hộ gia đình Theo số liệuđiều tra của Viên Nghiên cứu Rau Quả (2002) có 100% hộ gia đình tiêu thụrau Tính từ năm 1993 – 1998, rau được tiêu thụ rộng rãi nhất là rau muống(95% số hộ tiêu thụ), sau đó là cà chua 88% Năm 1998 – 2002, rau tiêu thụchủ yếu là đậu đỗ, bắp cải, su hào, mức tiêu thụ rau tăng 10%/năm [52] Bìnhquân tiêu thụ rau của người Việt Nam là 54 kg/người/năm Giá trị tiêu thụ rauhàng năm (bao gồm giá trị tự trồng) là 126.000 đồng/người hoặc 529.000đồng/hộ (chiếm khoảng 4% tổng chi phí tiêu dùng) Trong một khảo sát gầnđây của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam về sản xuất và thương mạihàng hóa rau cho thấy [49]: Tổng lượng rau tiêu thụ bình quân đầu người tănghơn 2 lần so với 10 năm qua Xu hướng tiêu thụ rau của người Việt Nam cũng

có nhiều thay đổi Mức tiêu thụ rau theo đầu người sẽ tăng khoảng một nửa sovới mức tăng của thu nhập, năm 2010 đạt mức tiêu thụ bình quân 140kg/người/năm Rau xanh vấn giữ vị trí quan trọng trong bữa ăn hàng ngày và

Trang 25

mức tiêu thụ ngày càng lớn, nhưng được đánh giá mang lại nhiều rủi ro chongười tiêu dùng do chất lượng rau ở nhiều nơi không đảm bảo Vì thế, mụctiêu của ngành sản xuất rau quả hiện nay là đáp ứng nhu cầu rau có chất lượngcao cho người tiêu dùng nhất là các vùng tập trung đông dân cư.

1.2.3 Tình hình sản xuất rau an toàn trái vụ ở Việt Nam

Trong 10 năm trở lại đây, các cơ quan nghiên cứu trong nước, các tổchức quốc tế, các doanh nghiệp nông nghiệp đã tổ chức nghiên cứu, thửnghiệm nhiều kỹ thuật sản xuất rau an toàn, rau hữu cơ, kết hợp trồng rau trái

vụ tăng hiệu quả sản xuất, tăng chất lượng sản phẩm cho xuất khẩu và tiêudùng trong nước Trong đó, có khá nhiều nghiên cứu về kỹ thuật thủy canhvới 2 hệ thống thủy canh là: hệ thống thủy canh tĩnh và hệ thống thủy canhđộng Giới thiệu một số mô hình sản xuất thử nghiệm, như sau [46]:

* Tại Hà Nội [46]: Một khu nông nghiệp công nghệ cao được khởi côngtháng 4/2002 đã hoàn thành và đi vào hoạt động tháng 9/2004 Vốn đầu tư 24

tỷ đồng (1,5 triệu USD), trong đó 50 % vốn ngân sách thành phố và 50% vốn

cơ quan chủ quản Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Đầu tư phát triểnnông nghiệp Hà Nội

Khu này được xây dựng trên diện tích 7,5 ha với 5.500 m2 trồng dưachuột, cà chua, ớt ngọt; 2.000m2 trồng hoa, các giống đều được nhập từISAREL Với tiến bộ mới về giống, quy trình chăm bón, hệ thống dinh dưỡngkhoáng tự động, ánh sáng và nhiệt độ được điều chỉnh, năng suất cây trồng ởđây đạt khá cao và việc sản xuất bước đầu được xem là hiệu quả

Các giống cà chua trồng trong nhà kính công nghệ cao ISAREL đều làcác giống cà chua chịu nhiệt, có khả năng cho năng suất cao và chất lượng tốt.Năng suất đạt cao nhất là giống quả to (226,5 tấn/ha), tiếp đến giống quả nhỡ

và thấp nhất là giống quả bi (82,5 tấn/ha) Các giống dưa chuột được trồngtrong nhà kính ISAREL đều là giống chọn tạo thích hợp trồng trong nhà, là

Trang 26

giống có tỉ lệ đậu quả cao, có khả năng cho năng suất cao Vụ xuân hè đạtnăng suất 78-116 tấn/ha, vụ thu đông đạt 74 tạ/ha Chất lượng dưa chuột đềuđạt tiêu chuẩn rau an toàn Năng suất của các giống ớt ngọt trài vụ không cao(chỉ đạt từ 50 đến 120 tấn/ha) Sản phẩm ớt ngọt đạt tiêu chuẩn rau an toàn.Thành phố Hà Nội đã hình thành các mô hình ứng dụng tiến bộ kỹ thuật

và công nghệ mới trong sản xuất rau an toàn tại Vĩnh Tuy, Lĩnh Nam, (ThanhTrì), Vân Nội (Đông Anh) ; đã xuất hiện nhiều trang trại ứng dụng côngnghệ cao trong sản xuất rau và hoa Năm 2002, toàn thành phố có 54 quầy bánrau an toàn, thực phẩm sạch Hiện nay, thành phố đang xây dựng các dự ánnông nghiệp công nghệ cao Mô hình rau, hoa chất lượng cao ở huyện TừLiêm 16 ha; mô hình nông nghiệp công nghệ cao Nam Hồng (Đông Anh) 30

ha, ở Kim Sơn (Gia Lâm) 15 ha

* Tại thành phố Hồ Chí Minh [46]: Một khu sản xuất nông nghiệp côngnghệ cao cũng đã được phê duyệt với quy mô 100 ha Tại đây, sẽ có khu sảnxuất rau bằng phương pháp thủy canh, trồng trên giá thể không đất, nuôi trồngcác loại lan, sản xuất nấm

Từ năm 2000 đến nay, tốc độ tăng trưởng ngành nông nghiệp ngàycàng cao hơn Năm 2001 là 3,7%, năm 2002 đạt 4,7% và năm nay tăng vọtlên đến 9,1% Thành phố Hồ Chí Minh đã đưa tiêu chí công nghệ cao vàonông nghiệp bằng việc xây dựng một khu nông nghiệp áp dụng các côngnghệ tiên tiến với hơn 100 ha đất tại huyện Củ Chi Trong đó, tập trung pháttriển mô hình trồng rau bằng kỹ thuật thuỷ canh (hydropnics), màng dinhdưỡng (deep pond & flooting board technology) và canh tác trên giá thểkhông đất; công nghệ nuôi cấy mô (tissue culture) cho rau, hoa, lan, câycảnh, cây ăn trái ; ứng dụng chất điều hoà sinh trưởng thực vật (plantregulators) trong điều khiển cây trồng; ứng dụng công nghệ gene; sản xuấtnấm và các chế phẩm vi sinh

Trang 27

* Tại Lâm Đồng [46]: Từ đầu năm 2004 đã khởi động các chương trìnhtrọng điểm trong đó có chương trình nông nghiệp công nghệ cao Trong kếhoạch phát triển từ 2004 đến 2010, tỉnh Lâm Đồng dự kiến xây dựng một sốkhu nông nghiệp công nghệ cao với quy mô 15.000 ha Các hoạt động chính ởcác khu này là sản xuất rau, hoa, dâu tây và chè Tổng số vốn đầu tư là 2.700

tỉ đồng, trong đó vốn hỗ trợ của nhà nước là 38 tỉ đồng

Trong 10.000 ha đất nông nghiệp của thành phố Đà Lạt, có 500 ha sảnxuất rau, 200 ha hoa, 30 ha chè, 2000 ha cà phê, 1000 ha cây ăn quả Trong

đó, mô hình sản xuất rau an toàn 600 ha, canh tác được sản xuất theo haidạng:

- Công nghệ sản xuất cách li trong nhà lưới không sử dụng phân bón,nông dược vô cơ

- Công nghệ sản xuất cách li trong nhà lưới, sử dụng có giới hạn nôngdược vô cơ Mô hình này đã được triển khai tổng số khoảng 20 ha ở Công tyTrách nhiệm hữu hạn Kim Bằng 7 ha, Công ty Trách nhiệm hữu hạn TrangFood 3 ha, các hộ nông dân trên 10 ha

* Tại Hải Phòng [46]: Dự án được triển khai thực hiện tại xã Mỹ Đức,huyện An Lão với tổng đầu tư 22,5 tỉ đồng Cơ quan chủ trì là Trung tâm Pháttriển lâm nghiệp Hải Phòng Khu nông - lâm nghiệp công nghệ cao Hải Phòng

đã xây dựng các phân khu chức năng như: khu bảo tồn cây ăn quả đầu dòng

và vườn ươm cây giống; khu sản xuất giá thể; khu nhà lưới sản xuất cây cảnh.Hiện nay, các khu nhà lưới, nhà kính sản xuất rau và hóa đã hoạt động và chosản phẩm được 2-3 vụ Năng suất cà chua, dưa chuột đạt 200-350 tấn/ha/năm,hoa hồng cũng đạt 200-300 bông/m2

* Tại Vĩnh Phúc [46]: đã triển khai dự án rau an toàn với 130 ha ở 16 xãthuộc huyện Mê Linh, với 9000 hộ nông dân; sản lượng 2,5 vạn tấn/năm, vớicông thức 5 cấm trong rau sạch, 3 chỉ tiêu an toàn (dư lượng N03, thuốc sâu,

Trang 28

vi sinh vật gây bệnh).

* Tại Nghệ An [46]: đã xây dựng mô hình sản xuất rau trong nhà lướirộng 0,75 ha ở Đông Vĩnh, thành phố Vinh, tổng thu 150 triệu/ha/năm với lợinhuận 75 triệu đồng

* Tại Quảng Trị [20]: Diện tích rau trồng rau vụ trái chỉ chiếm diện tích

500 ha, trong đó tập trung ở các vùng đất tốt, chủ động tưới tiêu, gần nơi tiêuthụ như vùng chuyên canh rau Đông Giang, Đông Thanh, Gio Phong, NạiCửu, Đạo Đầu, Tuy nhiên, điều kiện thời tiết khắc nghiệt nên sản xuất gặpnhiều khó khăn Quảng Trị đã tiến hành thử nghiệm mô hình trồng rau trái vụtrong nhà lưới ở Triệu Giang, với 4 hộ tham gia, diện tích 200m2 /hộ, đấttrồng rau thuộc loại đất cát ven biển và đất phù sa, tiến hành trồng rau an toàn

và trái vụ trong nhà lưới, chủng loại rau trồng là rau ăn lá (xà lách, mồng tơi,rau má, rau dền) và rau mầm Kết mô hình thử nghiệm, trong 5 tháng mùakhô cho thấy: Tổng lãi ròng thu được sau 5 tháng trồng rau trên diện tích 200m2 là hơn 4,7 triệu/hộ, sau khi trừ chi phí làm nhà lưới, các hộ còn lãi từ 1,8 -2,0 triệu đồng

1.3 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH

1.3.1 Khái niệm về thủy canh

Thủy canh (Hydroponics) là hình thức canh tác trồng cây trong dungdịch, là biện pháp kỹ thuật trồng cây không dùng đất Cây trồng được trồngtrên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hòa tan trongnước dưới dạng dung dịch và tùy theo từng kỹ thuật mà toàn bộ hoặc mộtphần bộ rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng Trồng cây trong dungdịch đã được đề xuất từ lâu đời bởi các nhà khoa học như Knop, Kimusa (Hoàng Minh Tấn và Nguyễn Quang Thạch, 1994) [33], [34]

1.3.2 Lịch sử phát triển của kỹ thuật thủy canh

Người đầu tiên nghiên cứu về thủy canh là Boyle (1666) [45], ông đã thử

Trang 29

trồng cây trong lọ còn chỉ chứa nước, cây vẫn sống Tiếp theo, John Woodward (1699) [45] đã trồng cây Bạc Hà trong nước có độ tinh khiết khác nhau.Ông nhận thấy, cây sinh trưởng trong nước tự nhiên (không tinh khiết) tốt hơntrong nước cất và cây sinh trưởng tốt nhất trong nước đục (dung dịch đất) Do

đó, ông kết luận rằng: Sinh trưởng của cây nhờ các chất lấy từ đất, trong nước

có chứa đất tốt hơn nước không có đất Năm 1804, Desaussure đã đề xuấtrằng: cây hấp thụ các nguyên tố hóa học từ nước, đất và không khí Nhận địnhnày bị thay đổi bởi Bowsingaul (1802 - 1998) [45] Trong các thí nghiệm củamình với cây trồng trong cát và các giá thể trơ khác được tưới dung dịch hỗnhợp hóa học đã biết ông rút ra kết luận rằng nước là yếu tố cần thiết cho chấtsinh trưởng và cung cấp Hydrogen Vật chất khô trong cây gồm Hydrogen,các hợp chất Cacbon và Oxygen lấy từ không khí Sau một thời gian dàinghiên cứu, thế kỷ 19, Sachs (1860) và Knop (1861) đã đề xuất phương pháptrồng cây trong dung dich nước (tức là phương pháp nuôi cây trong nước) cóchứa các chất khoáng mà cây cần Từ dung dịch đầu tiên dung trồng cây doKnop sản xuất trài qua gần 70 năm nghiên cứu và cải tiến đến đầu những năm

1930 W.F Gericke ở trường Đại học California (Mỹ) đã tiến hành các thínghiệm trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng có chứa thành phần các nguyên

tố theo tỷ lệ nhất định mà cây cần, thuật ngữ “Hydroponics” ra đời từ đây vàHydroponisc có thể định nghĩa là khoa học không dùng đất, hướng sử dunggiá thể trơ, như: cát, sỏi, than bùn, bọt đá, mùn cưa được tưới dung dịchdinh dưỡng chứa tất cả các nguyên tố thiết yếu mà cây cần cho sự sinhtrưởng, phát triển Phải đến năm 1943 trước khi chiến tranh thế giới thứ II kếtthúc rau mới được chính thức đưa vào sản xuất hàng loạt trong dung dịch Khi

đó quân đội Mỹ ở Nhật Bản thiếu rau xanh đã sử dụng phương pháp trồnghàng loạt rau trong dung dịch dinh dưỡng Từ đó tới nay, người ta liên tụcnghiên cứu, cải tiến các hệ thống trồng cây trong dung dịch từ hệ thống trồng

Trang 30

trong dung dịch nước sâu của Gericke (1930) cho đến hệ thống trồng trongdung dịch nước sâu tuần hoàn của Kyowa và Kubota (1977 - 1983); sau đó là

kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT = Nutrient Film Technique) và từdung dịch dinh dưỡng đầu tiên của Knop cho đến nay đã có hàng loạt cácdung dịch để trồng cây như dung dịch FOA, dung dịch Imail

Hiện nay, công nghệ trồng cây trong dung dịch đã được phát triển rộngrãi trên toàn thế giới Từ đơn giản cho đến tinh vi, phức tạp Ở các nước pháttriển công nghệ này được nghiên cứu, thiết kế điều khiển bằng công nghệ cao

có thể sử dụng trồng nhỏ lẻ nhưng cũng có thể sản xuất công nghiệp tạo ra cácsản phẩm có độ đồng đều, năng suất cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thựcphẩm đối với người sử dụng

1.3.3 Phân loại các hệ thống thủy canh

Căn cứ vào đặc điểm sử dụng dung dịch dinh dưỡng có thể chia thànhhai hệ thống thủy canh [45], như sau:

* Hệ thống thủy canh tĩnh: Ở hệ thống này, một hoặc toàn bộ rễ cây

được nhúng liên tục trong dung dịch dinh dưỡng là hệ thống mà trong quátrình trồng cây, dung dịch dinh dưỡng không chuyển động Hệ thống này có

ưu điểm là không phải đầu tư chi phí thiết bị làm chuyển động dung dịch nêngiá thành thấp hơn, nhưng hạn chế là thường thiếu ôxy trong dung dịch và dễsinh ra chua gây ngộ độc cho cây

* Hệ thống thủy canh động: Đây là loại hệ thống mà trong quá trình

trồng cây, dung dịch dinh dưỡng có sự chuyển động; chi phí cao hơn nhưngcây trồng không bị thiếu ôxy Các hệ thống thủy canh động hoạt động trênnguyên lý thủy triều, sục khí, tưới nhỏ giọt Hệ thống thủy canh này chia làmhai loại như sau:

- Thủy canh mở là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinhdưỡng không có sự tuần hoàn trở lại, gây lãng phí dung dịch

Trang 31

- Thủy canh kín là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinhdưỡng có sự tuần hoàn trở lại nhờ một hệ thống bơm hút dung dịch dinhdưỡng từ bể chứa.

1.3.4 Ưu điểm, nhược điểm và triển vọng của kỹ thuật thủy canh trong sản xuất rau

1.3.4.1 Ưu điểm của ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau

- Trồng rau ứng dựng kỹ thuật thủy canh cũng như đối với các loại câytrồng khác là có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, các loại dinhdưỡng được cung cấp theo nhu cầu của từng loại rau; đồng thời có thể loại bỏđược các chất có hại cho cây và không có các chất tồn dư của vụ trước

- Tiết kiệm nước do cây sử dụng trực tiếp nước trong dụng cụ đựng dungdịch, nước không bị thất thoát do ngấm vào đất và bốc hơi

- Giảm chi phí nhân công do giảm được một số khâu như: không phảilàm đất, không phải làm cỏ, không phải vun xới và không phải tưới nước

- Dễ thanh trùng vì chỉ cần rửa bằng formaldehyt loãng và nước lã sạch

- Không phải sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, không có vi sinh vật gâyhại… và điều chỉnh được dinh dưỡng nên tạo ra sản phẩm rau an toàn đối vớingười sử dụng

- Trồng được rau trái vụ do điều khiển được các yếu tố môi trường tácđộng như: điều chỉnh được dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng…

- Nâng cao được năng suất và chất lượng rau do cung cấp đầy đủ các yêucầu dinh dưỡng đối với rau, không bị sâu, bệnh hại và cỏ dại… Theo Lê ĐìnhLương (1995), năng suất của cây trồng trong dung dịch có thể cao hơn so vớitrồng đất từ 25 – 500 % do có thể trồng được liên tục [22]

1.3.4.2 Nhược điểm của ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau

Giá thành cao do đầu tư ban đầu lớn Điều này rất khó mở rộng diện tíchtrồng rau đối với nước ta, do điều kiện kinh tế của người trồng rau nước ta

Trang 32

còn nhiều khó khăn; đầu tư ban đầu cao dẫn đến giá thành sản phẩm cao, tiêuthụ sản phẩm sẽ khó khăn Trong khi đó, nước ta lại là nước nông nghiệpđược ưu đãi của điều kiện tự nhiên vào chính vụ, nên việc sản xuất rau theophương pháp truyền thống rất dễ và giá thành rẻ; điều này dẫn đến việc cạnhtranh của rau thuỷ canh đối với rau trồng theo phương pháp truyền thống rấtkhó Bên cạnh đó, lại chưa có phương pháp nào để phân biệt rau trồng theophương pháp truyền thống và rau trồng theo phương pháp thuỷ canh.

Thời gian thu hồi vốn lâu do đầu tư ban đầu cao, giá thành sản phẩmthấp nên ảnh hưởng lớn đến khả năng thu hồi vốn khi đầu tư kỹ thuật thuỷcanh để trồng rau

Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao: Khi sử dụng kỹ thuật thủy canh yêu cầungười thực hiện phải có kiến thức về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuậttrồng trọt cao hơn vì tính đệm hóa trong dung dịch dinh dưỡng thấp hơn trongđất, nên việc sử dụng quá liều một chất dinh dưỡng nào đó có thể gây hạithậm chí có thể dẫn đến chết cây [45], [94] Mỗi loại rau có yêu cầu về mặtdinh dưỡng khác nhau, chính vì vậy mà việc nghiên cứu từng loại dinh dưỡngphù hợp với từng loại rau gặp nhiều khó khăn, việc pha chế dung dịnh dinhdưỡng đối với người trồng rau lại càng khó khăn, nên người trồng rau phảimua dung dịch dinh dưỡng của người sản xuất với giá thành cao, ảnh hưởngđến chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm

Sự lan truyền bệnh: Canh tác thuỷ canh tuy đã giảm được rất nhiều vềmặt số lượng các nguồn bệnh mà ở địa canh thường gặp phải, nhưng vấn đềbệnh cây trong kỹ thuật thuỷ canh vẫn xảy ra và thỉnh thoảng tổn thất do bệnhgây ra còn lớn hơn nhiều so với địa canh vì trong không khí luôn tồn tại mầmbệnh khi có điều kiện thuận lợi nó sẽ sinh sôi nảy nở Khi mầm bệnh đã xuấthiện thì trong thời gian rất ngắn chúng đã có mặt ở toàn bộ hệ thống, đặc biệtcàng nhanh với các hệ thống kín hoặc dùng lại dung dịch dinh dưỡng [90]

Trang 33

Trong hệ thống thuỷ canh thì ẩm độ luôn gần như bão hoà, còn nhiệt độ trong

hệ thống thuỷ canh thường ổn định hơn nhiệt độ ngoài trời vài độ (ấm hơn vềmùa đông và mát hơn về mùa hè); do đó, môi trường thuỷ canh là nơi rấtthuận lợi cho sự sinh sôi phát triển nhanh của bệnh cây Cây trồng trong hệthống thuỷ canh thường ít tiếp súc với ánh sáng trực xạ nên non yếu, mềmhơn, hàm lượng cellulose ít, hàm lượng nước cao, các mô thịt lá xốp hơn nên

dễ dàng xuất hiện những vết thương do ngoại cảnh mang lại, đây là cơ hội đểnhiễm bệnh và khi đã nhiễm thì mức độ thiệt hại lớn hơn cây trồng ngoàiđồng ruộng rất nhiều Ngoài ra, canh tác thuỷ canh còn có thể bị nhiễm nhữngbệnh mới mà chưa thấy xuất hiện ở ngoài đồng ruộng; ví dụ Phytopthoracryptogea phá hại cây rau diếp trong hệ thống thuỷ canh mà chưa thấy trênđồng ruộng, Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996) [30]

Đòi hỏi nguồn nước đảm bảo tiêu chuẩn nhất định: Theo Midmore thì độmặn trong nước cần được xem xét kĩ khi dùng cho thủy canh, tốt nhất là nhỏhơn 2.500 ppm [94], [95]

1.3.4.3 Triển vọng của ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau

Đối với Việt Nam, việc ứng dụng kỹ thuật thủy canh trong trồng rau có ýnghĩa thực tiễn rất lớn vì:

Việt Nam có 3/4 diện tích là đồi núi, diện tích cho khai thác nôngnghiệp, nhất là diện tích đất trồng rau đã ít, nhưng ngày càng bị thu hẹp dohoạt động sản xuất khác (phát triển công nghiệp), quá trình đô thị hóa, ônhiễm môi trường do sản xuất nông nghiệp hóa học và các hoạt động sinhhoạt của con người

Người dân Việt Nam có truyền thống sản xuất nông nghiệp lâu đời, nên

có kinh nghiệm trong việc trồng và sản xuất các loại rau; cần cù, chịu khó,ham học hỏi, giầu tính sáng tạo, nên khả năng nắm bắt và ứng dụng khoa học

kỹ thuật nhanh và sáng tạo

Trang 34

Ngày 29/1/2010, Chính phủ Việt Nam đã ban hành Đề án phát triển nôngnghiệp công nghệ cao đến năm 2020, trong đó đã xác định rõ lộ trình pháttriển các khu ứng dụng công nghệ cao, các doanh nghiệp sản xuất nôngnghiệp công nghệ cao Trong đó, có việc ứng dụng kỹ thuật thủy canh trongsản xuất rau xanh [14].

Kinh tế ngày càng phát triển, đời sống của nhân dân ngày càng đượcnâng cao, nên nhu cầu sản phẩm rau an toàn nhằm đảm bảo chất lượng cuộcsống của nhân dân ngày càng lớn

Sản xuất nông nghiệp trong thời gian dài đã sử dụng khối lượng lớnphân hoá học, thuốc trừ sâu đã làm ô nhiễm nặng nề môi trường đất, nước vàkhông khí; các loài côn trùng có lợi giảm sâu, bệnh lan tràn mạnh, từ đó lạinhiễm độc trở lại đối với rau gây tác hại cho môi trường sống và sức khoẻcủa con người Do đó, việc sản xuất rau an toàn an toàn sẽ thúc đẩy quá trình

áp dụng kỹ thuật thủy canh về sản xuất an toàn, tuân thủ tiêu chuẩn nghiêmngặt về bảo vệ và cải thiện môi trường sinh thái, góp phần phát triển nôngnghiệp bền vững

Ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau góp phần nâng cao chấtlượng, nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm rau xanh nước ta trên thịtrường Ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau sẽ góp phần chuyểndịch cơ cấu sản xuất nông nghiệp, tạo việc làm tăng thu nhập cho nông dân,tăng thu ngoại tệ cho đất nước

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT THỦY CANH

1.4.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật thủy canh trên thế giới

1.4.1.1 Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh trên thế giới

Dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kĩ thật thuỷ canh được nghiên

Trang 35

cứu cùng với sự ra đời của kỹ thuật thuỷ canh Sau khi các nhà khoa học xácđịnh được sự sinh trưởng của cây trồng sẽ không bình thường nếu thiếu 1trong 16 nguyên tố hoá học sau: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn,

Mo, B, Cl; hàng loạt các dung dịch dinh dưỡng để nuôi trồng cây bằng kỹthuật thuỷ canh được các nhà khoa học đưa ra Dung dịch dinh dưỡng đầu tiênđược sử dụng để nuôi cây là của nhà sinh lý thực vật Knop (từ giữa thế kỷ19) Dung dịch Knop có đặc điểm là thành phần rất đơn giản, chỉ gồm 6 loạimuối vô cơ, trong đó chứa các nguyên tố đa và trung lượng, không có cácnguyên tố vi lượng Do vậy, khả năng sinh trưởng của cây trồng trong dungdịch này không được tốt Sau dung dịch Knop là các dung dịch dinh dưỡngphổ biến để nuôi trồng thực vật bậc cao Từ những dung dịch dinh dưỡng đơngiản nhất như: Hoagland - Arnon chỉ gồm 4 hợp chất muối vô cơ cho đếnnhững dung dịch phức tạp gồm hàng chục loại muối vô cơ khác nhau nhưdung dịch của Arnon, của Olsen, của Sinsadze [15]; một số dung dịch gầnđây thường được sử dụng như dung dịch của FAO, của Đài Loan

Sự quan trọng của dung dịch dinh dưỡng đối với cây trồng đã đượcLiebig và Karl Sprengel, Wiegman và Polsof chỉ ra vào năm 1942; sau đóđược Sarchs khẳng định lại trong khi nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh Ôngcũng cho biết lông hút có vai trò quan trọng đối với việc hấp thụ chất dinhdưỡng [78] Theo Midmore, việc nghiên cứu để hoàn thiện dung dịch dinhdưỡng cho một loại theo từng mùa vụ là tối cần thiết vì các loại rau khác nhau

có yêu cầu chế độ nước và dinh dưỡng khác nhau [95] Một nghiên cứu kháccủa Midmore đề cập đến vấn đề nhiệt độ, ông cho rằng nhiệt độ thích hợp sẽgiúp các enzim hoạt động tốt, nếu nhiệt độ cao > 400C sẽ làm biến tính phầnlớn enzym [94]

Các nhà khoa học còn nghiên cứu các dung dịch dinh dưỡng riêng chomột số loài cây trồng như: dung dịch để trồng lúa của Axan, dung dịch để

Trang 36

trồng củ cải đường của Belouxov, dung dịch để trồng cà chua của Kitxon,dung dịch để trồng chè của Khaan và Xcurea, dung dịch để trồng táo củaMori [5], dung dịch của Winsor (1973) để trồng cà chua [28].

Larsen đã pha chế dung dịch bằng cách cải tiến từ dung dịch của Stainer,

có thành phần dinh dưỡng thấp hơn nhiều nhưng rất phù hợp cho cà chuatrồng trong nhà kính; nó là cơ sở của nhiều loại dung dịch sau này [96].Sudradfat và Herenati (1992) đã nghiên cứu sử dụng hỗn hợp nước sản xuất

từ lên men yếm khí là rác như một dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng

kỹ thuật thủy canh và cho thấy dưa chuột Nhật Bản trồng bằng nước này phaloãng 2 lần có chiều cao cây thấp hơn, chiều dài quả và trọng lượng quả tươngđương với dung dịch dinh dưỡng thủy canh [111]

Carbonell và cộng sự (1994) nhận xét: có Asen trong dung dịch dinhdưỡng làm tăng sự hấp thụ Fe và giảm sự hấp thụ Bo, Cu, Mn, Zn [59] Trongdung dịch thuỷ canh, pH là một số đo của nồng độ Ion H+, dựa vào pH ta cóthể xác định có tính kiềm hay axit Mỗi loại cây có một ngưỡng pH nhất địnhcho quá trình sinh trưởng Ngưỡng pH trung bình cho cây sinh trưởng pháttriển trong phạm vi 6,0 đến 7,5 Nếu pH quá thấp (4,5) hoặc quá cao (> 9) cóthể gây hại trực tiếp đến các rễ cây; pH cao sẽ gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO43-,

Ca2+, Mg2+ Nếu thiếu một trong các nguyên tố trên sẽ gây lên các triệu chứngthiếu chất cho cây và cây có thể chết

Độ dẫn điện (EC) của dung dịch có ảnh hưởng đến năng suất của xàlách Theo Freigin (1991) thì ngưỡng EC tới hạn có thể gây hạn chế sinhtrưởng của xà lách ở nồng độ 5 và 10mM KNO3 là 5 dS/m và năng suất giảm6,5% trên mỗi đơn vị EC tăng trên ngưỡng [67] Huet (1994) kết luận năngsuất xà lách cao nhất ở mức EC = 1,6 dS/m [85]

Willumsen (1996) nhận xét khi tăng nồng độ muối trong dung dịch thìnăng suất cà chua giảm [112] Lopez (1996) cho biết thêm 50 mM NaCl vào

Trang 37

dung dịch dinh dưỡng thì kích thước, khối lượng tươi của bộ rễ, số lá và năngsuất cà chua cũng như nồng độ Ca và K trong cây đều giảm [91] Bartal vàPresman (1996) cho biết tăng nồng độ Ca và K trong dung dịch đã giảm năngsuất nhưng hàm lượng chất khô trong quả cà chua tăng lên và giảm ty lệ bịbệnh thối cuống hoa [55].

Park và cộng sự kết luận rau diếp xoăn trồng trên dung dịch theoYamazaki tốt hơn dung dịch theo Cooper hoặc theo Hoagland và Arnon [98]

Sử dụng các dạng đạm và tỉ lệ khác nhau cũng ảnh hưởng nhiều đến sinhtrưởng, phát triển của cây trồng thuỷ canh Theo Sandoval và cs (1994) [105],năng suất chất khô và hạt lúa mì giảm khi sử dụng đạm amon thay thế đạmNitrat Elia và cộng sự (1997) kết luận: dung dịch trồng cà tím cần tỉ lệNH4+/NO3là 3/7 cho kết quả tốt nhất [65] Gimener và cộng sự (1997) chobiết hiệu quả của đạm amôn đối với dưa bở và dưa hấu tăng tỷ lệ thuận với tỷ

Theo Woodward, cây trồng trong dung dịch thiếu sắt sau khi ra được 3

-4 lá, lá câu có màu trắng Khi quan sát bằng kinh hiển vi, các hạt diệp lục nằmngoài nguyên sinh chất và sau khi thêm muối sắt hòa tan vào dung dịch thì láxanh trở lại [78] Theo Asao (1998) [54], thêm than hoạt tính vào dung dịchdinh dưỡng đã làm tăng đáng kể hàm lượng chất khô và năng suất quả càchua, dưa chuột Tác giả Ho và cộng sự [82], cho thấy năng suất cà chua

Trang 38

trồng bằng thủy canh tăng nhiều so với địa canh và chất lương cũng đượccải thiện.

Sandoval và cộng sự (Mehico - 1994) nghiên cứu việc thay thế 1 phầnđạm nitrat trong dung dịch bằng đạm amol dưới dạng cacbonat để trồng lúa

mì và kết luận: Năng suất chất khô và hạt giảm khi sử dụng đạm amol [105].Carbonell và cộng sự (Mỹ - 1994), còn nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên tốasen đến hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong cây cà chua được trồngtrong thuỷ canh và kết luận: Có asen trong dung dịch dinh dưỡng làm tăng sựhấp thu sắt và giảm sự hấp thu B, Cu, Mn, Zn, tức là asen gây nên sự phá huỷcấu trúc cây [59]

Ngoài ra, còn một số các nghiên cứu khác trên thế giới về dung dịch dinhdưỡng trong kỹ thuật thuỷ canh như: Maruo và cộng sự nghiên cứu phươngthức khả thi để kiểm soát tỷ lệ hút nước của rau trồng trên lèn đá và màngmỏng dinh dưỡng [93]; Hohjo và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của các dạngnitơ, nồng độ dinh dưỡng và nồng độ canxi đến sinh trưởng, năng suất và chấtlượng cà chua trồng bằng màng mỏng dinh dưỡng [83]; Pardossi và cộng sựnghiên cứu kiểm soát dinh dưỡng khoáng của dưa trồng bằng màng mỏngdinh dưỡng [97]; Ha và Chung đã phân tích thành phần của nitơ trong dưachuột trồng trong dung dịch có nồng độ ion khác nhau [77]

1.4.1.2 Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh trên thế giới

Từ khi kỹ thuật thuỷ canh ra đời đến nay nó đã trải qua rất nhiều kiểudụng cụ để trồng cây Lịch sử phát triển của hệ thống kỹ thuật thuỷ canh đãtrải qua một số loại hình thuỷ canh chính như sau:

- Hệ thống trồng cây trong nước sâu (hệ thống Gericke) là hệ thống trồngcây thuỷ canh tĩnh của Gericke đưa ra rất thịnh hành trong những năm 1930

Nó gồm một hệ thống máng chứa dung dịch, trên mặt máng căng một lớp

Trang 39

lưới, bên trên lưới rải cát mỏng để giữ gốc cho cây đứng và che tối cho rễ câytrong dung dịch Một phần hoặc toàn bộ rễ cây được nhúng vào trong dungdịch dinh dưỡng Người ta điều chỉnh khoảng cách giữa lớp lưới và bề mặtdung dịch để tăng dần khoảng lưu không ở vùng rễ ngay dưới gốc cây chophù hợp với tuổi của cây (cây càng lớn thì khoảng lưu không cần nhiều) Saunày, có một số hệ thống cải tiến sang thuỷ canh động (dung dịch dinh dưỡng

có tuần hoàn)

- Hệ thống thuỷ canh nổi là hệ thống thuỷ canh động kín, “luống” trồngcây được thả nổi trên dung dịch, cây trồng được di chuyển dần trên máng,gieo hạt ở đầu máng và thu hoạch ở cuối máng Hệ thống này là cả một dâychuyền khép kín

- Hệ thống trồng cây trong nước sâu có tuần hoàn: Gồm nhiều loại khácnhau nhưng có chung một đặc điểm là trồng cây trong nước sâu hoặc nửa sâu

Có hoặc không sử dụng bể chứa dung dịch dinh dưỡng Trong hệ thống có cácmáng trồng cây tĩnh Dung dịch dinh dưỡng được chảy tới với một vận tốcthích hợp qua rễ cây và có hồi lưu nhờ một hệ thống bơm, trước khi chảy vàovùng rễ dung dịch được chảy qua một máy hoà khí Rễ cây hoàn toàn nằmtrong dung dịch dinh dưỡng sâu lưu chuyển Độ sâu của dung dịch được điềuchỉnh theo yêu cầu của mỗi loại cây và từng giai đoạn sinh trưởng của cây

- Hệ thống màng mỏng dinh dưỡng (Nutrient Film Technique = NFT) là

hệ thống thuỷ canh động; đặc điểm là rễ cây được ngâm trong một dòng dungdịch dinh dưỡng rất nông chảy ở đáy máng nên phát triển thành một lớp nệmmỏng trên đáy máng Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là tỉ lệ giữa diện tích

bề mặt đối với khối lượng dung dịch rất cao cho phép thông khí tốt Dungdịch dinh dưỡng được chảy qua rễ thường xuyên ở độ dày khoảng 5 mm vàvới lưu lượng khoảng 2 lít/phút

Trang 40

- Hệ thống màn sương dinh dưỡng (còn gọi là khí canh - aeroponic) làmột biến thái của thuỷ canh Trong hệ thống này cây được trồng trong những

lỗ thủng của các tấm polystyrene xốp, hoặc các loại vật liệu khác Đặc điểm là

rễ cây được treo lơ lửng trong không khí ở phía dưới tấm đỡ gốc cây tronghộp xốp có hệ thống phun mù dung dịch dinh dưỡng Dinh dưỡng và nướcđược cung cấp đều đặn định kỳ cho rễ cây bằng hệ thống này, khoảng cáchgiữa các lần phun thích hợp là 2 đến 3 phút Hộp này cần che kín để cho rễđược nằm trong bóng tối Hệ thống này có ưu điểm đặc trưng là không lothiếu ô xy, nhưng nhược điểm là phức tạp khó làm với quy mô lớn, rễ câykhông có chỗ dựa nên chúng thường cuộn rối với nhau và có ít lông hút nênthường cây mọc không khỏe bằng ở những hệ thống khác [27]

Ngoài một số các hệ thống thuỷ canh chính trên còn rất nhiều hệ thốngthuỷ canh khác nữa

Khi nghiên cứu về kỹ thuật thuỷ canh, các tác giả đều cho thấy một yêucầu chung để mở rộng ra quy mô thương mại đối với tất cả các hệ thống thuỷcanh là cần phải đảm bảo ổn định được pH môi trường trong quá trình canhtác và không phải sục khí để cung cấp ô xy cho rễ cây Với nguyên lý đó,người ta đã tiếp tục cải tiến và hoàn thiện dần các hệ thống thuỷ canh sao chongày càng đơn giản mà vẫn đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật Người ta đã cảitiến sang sử dụng những vật dụng hết sức đơn giản và đa dạng, kể cả nhữngphế phẩm như: sử dụng thùng xốp, khay gỗ, chậu nhựa, bình sứ, thậm chí cảlốp ô tô, túi nilon Giá thể đỡ cây là trấu hun, cát, vụn than đá Những hệthống cải tiến này có giá thành rẻ nên đã được phổ biến rộng rãi, nhất là ở khuvực châu Mỹ và các nước vùng nam Á và đã được tổ chức FAO khuyến cáo

sử dụng

Gần đây, tỏ ra ưu việt nhất là hệ thống thuỷ canh cải tiến của Trung tâmNghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á (AVRDC), do tiến sỹ Hideo Imai và