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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là

hoàn toàn trung thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ công

trình nào khác. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ

nguồn gốc.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS. Nguyễn Minh Chung

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản

xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thuỷ canh”, Tôi đã

nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh đạo, các nhà

khoa học, cán bộ, chuyên viên Bộ môn Rau và Cây Gia vị; tập thể Ban Lãnh

đạo Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội; tập thể Ban Giám hiệu,

Khoa Sau Đại học, Khoa Trồng trọt, giảng viên, cán bộ các phòng, ban chức

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 bảo

cho 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 đỡ

Tôi trong việc thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của Tôi đang công tác

tại Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh, Ban Tổ chức Trung ương Đảng và

gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ Tôi trong suốt quá

trình thực hiện và hoàn thành luận án này.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS. Nguyễn Minh Chung

iii

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

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

trong sản xuất rau........................................................................ 16

1.3.4.1. Ưu điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau ...................................................................16

1.3.4.2. Nhược điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau ...................................................................16

1.3.4.3. Triển vọng của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau ............................................................. 18

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT

THỦY CANH ............................................................................................. 19

1.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

trên thế giới ................................................................................. 19

1.4.1.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

để trồng cây bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới ............. 19

1.4.1.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới ................................. 23

1.4.1.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong kĩ thuật

thủy canh trên thế giới ............................................................26

1.4.1.4. Tình hình phát triển kĩ thuật thủy canh trên thế giới......... 28

1.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

ở Việt Nam ................................................................................. 31

1.4.2.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam................................ 31

1.4.2.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy anh ở Việt Nam .................................. 33

1.4.2.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam ................................ 38

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

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

............................................ 47 bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.

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

vii

3.1.1. Xác định giống xà lách thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........................................... 55

3.1.1.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn........................................................... 55

3.1.1.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn........................................................... 56

3.1.2. Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 58

3.1.2.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn........................................................... 58

3.1.2.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn........................................................... 58

3.1.3. Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............................................ 60

3.1.3.1. Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.......................................................... 60

3.1.3.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.......................................................... 60

3.1.4. Xác định giống rau muống thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............................................ 62

3.1.4.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

viii

của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.......................................................... 62

3.1.4.2. Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ................................ 62

3.1.4.3. Năng suất thực thu của các giống rau muống

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............ 63

3.1.5. 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........................................................................ 65

3.1.5.1. Một số chỉ tiêu về chất lượng của xà lách và cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ......................... 65

3.1.5.2. Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong xà lách,

cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........... 66

3.2. XÁC ĐỊNH LOẠI DUNG DỊCH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ .................. 68

3.2.1. 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..................................................................... 68

3.2.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .... 69

3.2.3. 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 ............................71

3.3. XÁC ĐỊNH LOẠI GIÁ THỂ GIỮ CÂY THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH TRÁI VỤ ĐỐI

VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ ................................................................. 74

3.3.1. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........................................... 74

3.3.2. 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 nghệ

thủy canh tuần hoàn .............................................................................. 77

3.3.3. 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 ............................................ 80

3.4. LỰA CHỌN LOẠI ỐNG DẪN DUNG DỊCH THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG RAU BẰNG CÔNG NGHỆ

THỦY CANH TUẦN HOÀN.. .................................................................... 82

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

phát triển và năng suất của rau xà lách.......................................... 83

3.4.1.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến tình hình

sinh trưởng của rau xà lách........................................................... 83

3.4.1.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau xà lách................................................................................................85

3.4.1.3. Hiệu quả kinh tế của rau xà lách trồng trên các loại

ống dẫn dung dịch ........................................................................ 86

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

phát triển và năng suất rau cải xanh .............................................. 87

3.4.2.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sinh trưởng

của rau cải xanh ............................................................... 87

3.4.2.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau cải xanh ..................................................................... 88

3.4.2.3. Hiệu quả kinh tế của rau cải xanh trồng

trên các loại ống dẫn dung dịch........................................ 89

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

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.

- CT: Công thức

- TN: Thí nghiệm

- VTMC: Vitamin C

- ĐK tán: Đường kính tán

- KL: Khối lượng

- 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

xii

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 xanh

trồng 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

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ....................... 60

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .......................................... 63

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 63

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

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ...................... 65

Bảng 3.11. Hàm lượng NO3 và 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

xiii

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn...... 69

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

một số loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn .................................................................... 70

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

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ..... 71

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ...............................................72

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

và năng suất rau cải xanh trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.. ....................................... 75

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

rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn................................................................... 76

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

và năng suất rau xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn......................................... 77

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

về chất lượng rau xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn....................................... ..79

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

thủy canh tuần hoàn................................................................... 80

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

rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn................................................................... 82

xiv

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

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

tại Viện Nghiên cứu Rau Quả ..........................................................94

Bảng 3.32. 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 Viện Nghiên cứu Rau Quả .................................................... 95

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

DANH MỤC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

Hình 3.1. Năng suất của các giống xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 57

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 59

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 61

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........................................... 64

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

Hình 3.6. Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất

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

Hình 3.7. Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất

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

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .......................................... 101

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Rau là nguồn thực phẩm thiết yếu trong đời sống hằng ngày của con

người. Rau không chỉ cung cấp một lượng lớn vitamin… mà còn cung cấp

một 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 khẩu

quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Rau rất đa dạng về chủng loại như

rau ăn quả, rau ăn củ, rau ăn lá…

Sản xuất rau ở nước ta hiện cơ bản đáp ứng nhu cầu tiêu thụ rau xanh

của người dân, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và từng bước nâng

cao giá trị xuất khẩu rau của Việt Nam. Tuy nhiên, có hai yếu tố hạn chế

chính và cản trở nhất của sản xuất rau hiện nay là giải quyết đủ rau trái vụ và

đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Vào chính vụ, giá rau thường rất rẻ, giá

các loại rau sản xuất theo quy trình an toàn bị giảm hẳn, thu nhập của người

sản xuất rau giảm sút, có doanh nghiệp thậm chí bị thua lỗ và phá sản, do đó

chưa thúc đẩy được mạng lưới sản xuất rau an toàn và hình thành các vùng

sản xuất rau tập trung. Vào lúc trái vụ, lượng rau thường không đủ, người

trồng sử dụng nhiều nước phân, phân hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật và

điều hòa sinh trưởng nên giá cao và thường chất lượng rau chưa đảm bảo tiêu

chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Đồng thời, một lượng lớn rau được nhập

khẩu từ nước ngoài, phổ biến là từ Trung Quốc, gây khó khăn cho công tác

giám 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 nguồn

nước, ô nhiễm đất), việc sử dụng ngày càng tăng các loại thuốc bảo vệ thực

vật, thuốc kích thích sinh trưởng và sử dụng phân hoá học ngày càng nhiều đã

làm cho sản phẩm nông nghiệp nói chung và sản phẩm rau của nước ta không

đảm bảo an toàn. Cùng với quá trình đó, nhu cầu sử dụng rau xanh của người

dân ngày càng tăng. Theo dự báo của FAO (2008), nhu cầu sử dụng rau xanh

hằng năm tăng khoảng 5% [70].

Để giải quyết vấn đề này, đa dạng hóa loại hình sản xuất, áp dụng công

nghệ cao, công nghệ có chi phí đầu tư thấp để duy trì sản xuất bình thường

trong vụ rau trái vụ và quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm đặc biệt là dư lượng

kim 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 như

trồng rau trong nhà lưới đơn giản, nhà lưới kiên cố, bán kiên cố, sử dụng vòm

che 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 nhất

định. Phần lớn các hạn chế đều có liên quan đến quản lý đất trồng, quản lý

nhiệt độ, ẩm độ trên đồng ruộng và trong nhà lưới. Do đặc điểm nhiệt đới có 4

mùa rõ rệt, nhiệt độ trong vụ rau hè rất cao, hiệu quả của các giải pháp trồng

rau trong nhà lưới bị hạn chế, có thể có lúc thất bại. Từ những thực trạng trên

cho thấy, việc lựa chọn giải pháp trồng rau thủy canh có thể góp phần giải

quyết các tồn tại trên của ngành sản xuất rau nước ta hiện nay. Tuy có thể

phạm vi mở rộng ứng dụng của công nghệ này không thể thay thế hoàn toàn

các giải pháp khác, song nó sẽ là một trong các giải pháp phối hợp có hiệu

quả 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 xuất

rau 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 tiến

hành đề tài:

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

bằng phương pháp thuỷ canh.

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 quy

trình 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 lá

trái vụ bằng phương pháp thủy canh để bổ sung vào hệ thống các phương

pháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậu

miền Bắc Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoa

học 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 trong

nhà lưới bằng kỹ thuật thủy canh, đáp ứng nhu cầu rau đảm bảo an toàn vệ

sinh 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 thích

hợp 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 bằng

công nghệ thủy canh tuần hoàn” nhằm góp phần nhanh chóng phát triển công

nghệ này vào sản xuất rau trái vụ tại các vùng có điều kiện ở nước ta.

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 vật

nói chung và thực vật nói riêng. “Không có nước là không có sự sống”. Theo

Hoàng 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, thành

phần của vật chất tươi trong cây bao gồm 80 - 95% nước. Mọi quá trình trao

đổi chất trong cơ thể đều cần có nước tham gia. Nước lá môi trường vận

chuyển của các chất và tham gia vào các phản ứng hóa sinh để tạo chất khử

mang năng lượng lớn dùng để khử CO2 trong 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 phụ

thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây.

Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối với

hoạt động sống của cây. Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ 1849

đến 1856, Salm - Horstmar đã chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn sinh

trưởng, 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 hiện

rằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường cần phải có 16

nguyên 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 16

nguyên tố cơ bản kể trên thì có 3 nguyên tố H, C, O cây lấy chủ yếu từ khí

cácbonnic và nước, 13 nguyên tố còn lại cây phải lấy từ đất là chính. Như

vậy, 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,

ánh sáng, sự lưu thông không khí... mà không phụ thuộc vào môi trường trồng

cây có đất hay không. Cho nên chúng ta có thể trồng cây mà không cần dùng

đất, 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 phần

lớn các khoáng chất và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong bữa ăn

hàng 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 rau

được sử dụng và trồng từ khi loài người mới xuất hiện. Từ xa xưa người Ai

Cập cổ đại và người Hy Lạp đã trồng và sử dụng bắp cải như là nguồn lương

thực chính của họ. Theo FAO (2006) [68], nhiều nước trên thế giới trồng rất

nhiều 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 cung

cấp cellulose giúp cho cơ thể tiêu hóa thức ăn, đào thải nhanh colesterolle và

các chất có hại khác ra khỏi cơ thể, rau xanh còn là nguồn dược liệu quý cho

cuộc 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 lượng

vitamin, 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% nguồn

vitamin A, 60 - 70% nguồn vitaminh B và gần 100% nguồn vitamin C. Các

loại vitamin có trong rau như: Vitamin A, B1, B2, C, E, PP... có tác dụng

quan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể. Nếu ăn uống lâu ngày thiếu

rau xanh thường xuất hiện các triệu chứng như da khô, mắt mờ, quáng gà... do

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 dễ

phát sinh, khi mắc bệnh chữa lâu lành. Trong hoạt động hằng ngày, mỗi người

đều cần một lượng vitamin nhất định, cùng các chất khoáng trong rau chủ yếu

như 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 quý

như: 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 gian

sinh trưởng ngắn, có khả năng trồng nhiều vụ trong năm và có khả năng thích

ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau. Do đó, rau được coi là loại cây trồng

chủ lực trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng xóa đói giảm nghèo cho nông

dân Việt Nam.

Ở Đài Loan, thu nhập tính bằng tiền trên 1 ha rau hơn hẳn các cây trồng

khác. Theo thống kê năm 1997 ở Mỹ cho thấy, tổng trị giá thu được trên 1ha

trồng rau cao hơn so với lúa nước và lúa mì, trong đó trồng cà chua cho thu

nhập cao hơn khoảng 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mì

Grodzinxki 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 thấy

tổng thu nhập trên 1 ha trồng ngô là 3.333.000 đồng, bắp cải là 11.743.000

đồng, dưa chuột là 23.532.000 đồng... [51]. Những năm gần đây cho thấy

nghề trồng rau không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất rau xanh trong nước cho

công nghiệp chế biến mà còn cho xuất khẩu. Hiện nay, tổng kinh ngạch xuất

khẩu 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].

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 xuất

được 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 sản

lượng tương ứng là 50,7 triệu tấn và 88,2 triệu tấn với năng suất tương ứng

24,4 tấn/ha. Lượng tiêu thụ rau bình quân theo đầu người là 110

kg/người/năm. Tuy nhiên, trình độ phát triển nghề trồng rau của các nước

không giống nhau. Theo K.U Ah med và M.shajahan (1991) cho biết nếu tính

sản lượng theo đầu người ở các nước phát triển sản lượng cao hơn hẳn các

nước 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 rau

hàng năm đạt khoảng 400 triệu tấn với mức tăng trưởng 3% (khoảng 5 triệu

tấn/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 triệu

tấn/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 được

quan tâm. Nhiều tiến bộ kỹ thuật được áp dụng để hạn chế các tồn dư trong

sản phẩm rau (hàm lượng NO3, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng

kim loại nặng… có hại cho sức khoẻ con người) như: kỹ thuật trồng rau

không 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 cấp

chỉ có tăng 2,8%. Rau được dùng kết hợp với các loại hoa quả thực phẩm rất

tốt 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

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 hướng

tiêu thụ rau gần đây chủ yếu là các loại rau tự nhiên và có lợi cho sức khỏe là

những 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 cấu

dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư, tiêu thụ nhiều loại rau đã tăng

mạnh 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 đã

phát hiện rau bầu bí trong vườn của gia đình. Theo sử sách thì rau được nhập

vào nước ta từ đầu thế kỷ thứ X. Năm 1721 - 1783, Lê Quý Đôn đã tiến hành

tổng kết các vùng phân bố rau. Năm 1029, nước ta đã tiến hành trồng thử rau

cải 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 ta

rất manh mún, chủng loại rau nghèo; diện tích và sản lượng rất thấp so với

tiềm năng đất đai, khí hậu của Việt Nam.

Hiện nay, chúng ta có khoảng 70 loài thực vật được sử dụng làm rau

hoặc 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 nhu

cầu trong nước mà còn phục vụ cho xuất khẩu.

Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2007 – 2010) cho thấy: ba năm trở

lại đây, diện tích, năng suất và sản lượng rau tăng dần. Năm 2007, diện tích cả

nước 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

11.510.77 tấn; năm 2009, diện tích tăng lên 735.335 ha, năng suất 16,12

tần/ha, sản lượng 11.885.067 tấn.

Riêng miền Bắc diện tích rau có xu hướng giảm. Năm 2007, diện tích là

335.497 ha, năng suất 14,60 tấn/ha, sản lượng 4.899.834 tấn; năm 2009, diện

tích giảm xuống còn 330.578 ha, năng suất 14,99 tần/ha, sản lượng 4.956.667

tần. Đặc biệt vùng Đồng bằng Sông Hồng diện tích giảm do tốc độ đô thị hoá

tăng 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 suất

18,64 tấn/ha, sản lượng 2.996.443 tấn; năm 2009, diện tích giảm xuống còn

142.505 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 là

370.644 ha, năng suất 20,14 tấn/ha, sản lượng 6.194.730 tấn; năm 2009, diện

tích 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 liệu

điều tra của Viên Nghiên cứu Rau Quả (2002) có 100% hộ gia đình tiêu thụ

rau. 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 thụ

chủ yếu là đậu đỗ, bắp cải, su hào, mức tiêu thụ rau tăng 10%/năm [52]. Bình

quân tiêu thụ rau của người Việt Nam là 54 kg/người/năm. Giá trị tiêu thụ rau

hàng năm (bao gồm giá trị tự trồng) là 126.000 đồng/người hoặc 529.000

đồng/hộ (chiếm khoảng 4% tổng chi phí tiêu dùng). Trong một khảo sát gần

đây của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam về sản xuất và thương mại

hàng hóa rau cho thấy [49]: Tổng lượng rau tiêu thụ bình quân đầu người tăng

hơn 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 so

với mức tăng của thu nhập, năm 2010 đạt mức tiêu thụ bình quân 140

kg/người/năm. Rau xanh vấn giữ vị trí quan trọng trong bữa ăn hàng ngày và

mức tiêu thụ ngày càng lớn, nhưng được đánh giá mang lại nhiều rủi ro cho

người tiêu dùng do chất lượng rau ở nhiều nơi không đảm bảo. Vì thế, mục

tiêu của ngành sản xuất rau quả hiện nay là đáp ứng nhu cầu rau có chất lượng

cao 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 tổ

chức quốc tế, các doanh nghiệp nông nghiệp đã tổ chức nghiên cứu, thử

nghiệm 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 tiêu

dùng trong nước. Trong đó, có khá nhiều nghiên cứu về kỹ thuật thủy canh

với 2 hệ thống thủy canh là: hệ thống thủy canh tĩnh và hệ thống thủy canh

động. 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 công

tháng 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 triển

nông nghiệp Hà Nội.

Khu này được xây dựng trên diện tích 7,5 ha với 5.500 m2 trồng dưa

chuột, cà chua, ớt ngọt; 2.000m2 trồng hoa, các giống đều được nhập từ

ISAREL. Với tiến bộ mới về giống, quy trình chăm bón, hệ thống dinh dưỡng

khoáng tự động, ánh sáng và nhiệt độ được điều chỉnh, năng suất cây trồng ở

đây 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 là

các 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 trồng

trong nhà kính ISAREL đều là giống chọn tạo thích hợp trồng trong nhà, là

giống có tỉ lệ đậu quả cao, có khả năng cho năng suất cao. Vụ xuân hè đạt

năng suất 78-116 tấn/ha, vụ thu đông đạt 74 tạ/ha. Chất lượng dưa chuột đều

đạt 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, (Thanh

Trì), Vân Nội (Đông Anh)...; đã xuất hiện nhiều trang trại ứng dụng công

nghệ cao trong sản xuất rau và hoa. Năm 2002, toàn thành phố có 54 quầy bán

rau an toàn, thực phẩm sạch. Hiện nay, thành phố đang xây dựng các dự án

nông nghiệp công nghệ cao. Mô hình rau, hoa chất lượng cao ở huyện Từ

Liêm 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 công

nghệ cao cũng đã được phê duyệt với quy mô 100 ha. Tại đây, sẽ có khu sản

xuất rau bằng phương pháp thủy canh, trồng trên giá thể không đất, nuôi trồng

các loại lan, sản xuất nấm.

Từ năm 2000 đến nay, tốc độ tăng trưởng ngành nông nghiệp ngày

càng cao hơn. Năm 2001 là 3,7%, năm 2002 đạt 4,7% và năm nay tăng vọt

lên đến 9,1%. Thành phố Hồ Chí Minh đã đưa tiêu chí công nghệ cao vào

nông nghiệp bằng việc xây dựng một khu nông nghiệp áp dụng các công

nghệ tiên tiến với hơn 100 ha đất tại huyện Củ Chi. Trong đó, tập trung phát

triển mô hình trồng rau bằng kỹ thuật thuỷ canh (hydropnics), màng dinh

dưỡng (deep pond & flooting board technology) và canh tác trên giá thể

không đất; công nghệ nuôi cấy mô (tissue culture) cho rau, hoa, lan, cây

cảnh, cây ăn trái...; ứng dụng chất điều hoà sinh trưởng thực vật (plant

regulators) trong điều khiển cây trồng; ứng dụng công nghệ gene; sản xuất

nấm và các chế phẩm vi sinh.

* Tại Lâm Đồng [46]: Từ đầu năm 2004 đã khởi động các chương trình

trọng điểm trong đó có chương trình nông nghiệp công nghệ cao. Trong kế

hoạch phát triển từ 2004 đến 2010, tỉnh Lâm Đồng dự kiến xây dựng một số

khu nông nghiệp công nghệ cao với quy mô 15.000 ha. Các hoạt động chính ở

các 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 sản

xuất 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 hai

dạng:

- 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 nông

dược vô cơ. Mô hình này đã được triển khai tổng số khoảng 20 ha ở Công ty

Trách nhiệm hữu hạn Kim Bằng 7 ha, Công ty Trách nhiệm hữu hạn Trang

Food 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 Phát

triển 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 cho

sản 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 xã

thuộc huyện Mê Linh, với 9000 hộ nông dân; sản lượng 2,5 vạn tấn/năm, với

công thức 5 cấm trong rau sạch, 3 chỉ tiêu an toàn (dư lượng N03, thuốc sâu,

vi sinh vật gây bệnh).

* Tại Nghệ An [46]: đã xây dựng mô hình sản xuất rau trong nhà lưới

rộng 0,75 ha ở Đông Vĩnh, thành phố Vinh, tổng thu 150 triệu/ha/năm với lợi

nhuận 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 tiêu

thụ như vùng chuyên canh rau Đông Giang, Đông Thanh, Gio Phong, Nại

Cửu, Đạo Đầu, ... Tuy nhiên, điều kiện thời tiết khắc nghiệt nên sản xuất gặp

nhiều khó khăn. Quảng Trị đã tiến hành thử nghiệm mô hình trồng rau trái vụ

trong nhà lưới ở Triệu Giang, với 4 hộ tham gia, diện tích 200m2 /hộ, đất

trồng 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 mùa

khô cho thấy: Tổng lãi ròng thu được sau 5 tháng trồng rau trên diện tích 200

m2 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 dung

dịch, là biện pháp kỹ thuật trồng cây không dùng đất. Cây trồng được trồng

trên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hòa tan trong

nước dưới dạng dung dịch và tùy theo từng kỹ thuật mà toàn bộ hoặc một

phần bộ rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng. Trồng cây trong dung

dịch 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

trồng cây trong lọ còn chỉ chứa nước, cây vẫn sống. Tiếp theo, John Wood

ward (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 hơn

trong 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 xuất

rằng: cây hấp thụ các nguyên tố hóa học từ nước, đất và không khí. Nhận định

này bị thay đổi bởi Bowsingaul (1802 - 1998) [45]. Trong các thí nghiệm của

mình với cây trồng trong cát và các giá thể trơ khác được tưới dung dịch hỗn

hợp hóa học đã biết ông rút ra kết luận rằng nước là yếu tố cần thiết cho chất

sinh 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 dài

nghiên cứu, thế kỷ 19, Sachs (1860) và Knop (1861) đã đề xuất phương pháp

trồng cây trong dung dich nước (tức là phương pháp nuôi cây trong nước) có

chứa các chất khoáng mà cây cần. Từ dung dịch đầu tiên dung trồng cây do

Knop 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 thí

nghiệm 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 và

Hydroponisc có thể định nghĩa là khoa học không dùng đất, hướng sử dung

giá thể trơ, như: cát, sỏi, than bùn, bọt đá, mùn cưa... được tưới dung dịch

dinh dưỡng chứa tất cả các nguyên tố thiết yếu mà cây cần cho sự sinh

trưởng, phát triển. Phải đến năm 1943 trước khi chiến tranh thế giới thứ II kết

thúc 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 trồng

hàng loạt rau trong dung dịch dinh dưỡng. Từ đó tới nay, người ta liên tục

nghiên cứu, cải tiến các hệ thống trồng cây trong dung dịch từ hệ thống trồng

trong dung dịch nước sâu của Gericke (1930) cho đến hệ thống trồng trong

dung 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 từ

dung dịch dinh dưỡng đầu tiên của Knop cho đến nay đã có hàng loạt các

dung dịch để trồng cây như dung dịch FOA, dung dịch Imail...

Hiện nay, công nghệ trồng cây trong dung dịch đã được phát triển rộng

rãi trên toàn thế giới. Từ đơn giản cho đến tinh vi, phức tạp. Ở các nước phát

triển 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 các

sản phẩm có độ đồng đều, năng suất cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực

phẩm 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 thành

hai 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 quá

trình 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 nên

giá thành thấp hơn, nhưng hạn chế là thường thiếu ôxy trong dung dịch và dễ

sinh 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 nhưng

cây trồng không bị thiếu ôxy. Các hệ thống thủy canh động hoạt động trên

nguyên lý thủy triều, sục khí, tưới nhỏ giọt. Hệ thống thủy canh này chia làm

hai loại như sau:

- Thủy canh mở là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh

dưỡng không có sự tuần hoàn trở lại, gây lãng phí dung dịch.

- Thủy canh kín là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh

dưỡng có sự tuần hoàn trở lại nhờ một hệ thống bơm hút dung dịch dinh

dưỡng 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 cây

trồng khác là có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, các loại dinh

dưỡng được cung cấp theo nhu cầu của từng loại rau; đồng thời có thể loại bỏ

được 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 dung

dịch, 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 phải

làm 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 gây

hại… và điều chỉnh được dinh dưỡng nên tạo ra sản phẩm rau an toàn đối với

người sử dụng.

- Trồng được rau trái vụ do điều khiển được các yếu tố môi trường tác

động 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 yêu

cầu dinh dưỡng đối với rau, không bị sâu, bệnh hại và cỏ dại… Theo Lê Đình

Lương (1995), năng suất của cây trồng trong dung dịch có thể cao hơn so với

trồng 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 tích

trồng rau đối với nước ta, do điều kiện kinh tế của người trồng rau nước ta

còn nhiều khó khăn; đầu tư ban đầu cao dẫn đến giá thành sản phẩm cao, tiêu

thụ sản phẩm sẽ khó khăn. Trong khi đó, nước ta lại là nước nông nghiệp

được ưu đãi của điều kiện tự nhiên vào chính vụ, nên việc sản xuất rau theo

phương pháp truyền thống rất dễ và giá thành rẻ; điều này dẫn đến việc cạnh

tranh của rau thuỷ canh đối với rau trồng theo phương pháp truyền thống rất

khó. Bên cạnh đó, lại chưa có phương pháp nào để phân biệt rau trồng theo

phương 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 phẩm

thấp nên ảnh hưởng lớn đến khả năng thu hồi vốn khi đầu tư kỹ thuật thuỷ

canh để trồng rau.

Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao: Khi sử dụng kỹ thuật thủy canh yêu cầu

người thực hiện phải có kiến thức về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuật

trồng trọt cao hơn vì tính đệm hóa trong dung dịch dinh dưỡng thấp hơn trong

đất, nên việc sử dụng quá liều một chất dinh dưỡng nào đó có thể gây hại

thậm chí có thể dẫn đến chết cây [45], [94]. Mỗi loại rau có yêu cầu về mặt

dinh dưỡng khác nhau, chính vì vậy mà việc nghiên cứu từng loại dinh dưỡng

phù hợp với từng loại rau gặp nhiều khó khăn, việc pha chế dung dịnh dinh

dưỡng đối với người trồng rau lại càng khó khăn, nên người trồng rau phải

mua dung dịch dinh dưỡng của người sản xuất với giá thành cao, ảnh hưởng

đến chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm.

Sự lan truyền bệnh: Canh tác thuỷ canh tuy đã giảm được rất nhiều về

mặt số lượng các nguồn bệnh mà ở địa canh thường gặp phải, nhưng vấn đề

bệnh cây trong kỹ thuật thuỷ canh vẫn xảy ra và thỉnh thoảng tổn thất do bệnh

gây ra còn lớn hơn nhiều so với địa canh vì trong không khí luôn tồn tại mầm

bệnh khi có điều kiện thuận lợi nó sẽ sinh sôi nảy nở. Khi mầm bệnh đã xuất

hiện thì trong thời gian rất ngắn chúng đã có mặt ở toàn bộ hệ thống, đặc biệt

càng nhanh với các hệ thống kín hoặc dùng lại dung dịch dinh dưỡng [90].

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 về

mùa đông và mát hơn về mùa hè); do đó, môi trường thuỷ canh là nơi rất

thuận lợi cho sự sinh sôi phát triển nhanh của bệnh cây. Cây trồng trong hệ

thống thuỷ canh thường ít tiếp súc với ánh sáng trực xạ nên non yếu, mềm

hơn, 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 để

nhiễm bệnh và khi đã nhiễm thì mức độ thiệt hại lớn hơn cây trồng ngoài

đồng ruộng rất nhiều. Ngoài ra, canh tác thuỷ canh còn có thể bị nhiễm những

bệnh mới mà chưa thấy xuất hiện ở ngoài đồng ruộng; ví dụ Phytopthora

cryptogea phá hại cây rau diếp trong hệ thống thuỷ canh mà chưa thấy trên

đồng ruộng, Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996) [30].

Đòi hỏi nguồn nước đảm bảo tiêu chuẩn nhất định: Theo Midmore thì độ

mặn trong nước cần được xem xét kĩ khi dùng cho thủy canh, tốt nhất là nhỏ

hơn 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 ý

nghĩa thực tiễn rất lớn vì:

Việt Nam có 3/4 diện tích là đồi núi, diện tích cho khai thác nông

nghiệp, nhất là diện tích đất trồng rau đã ít, nhưng ngày càng bị thu hẹp do

hoạt động sản xuất khác (phát triển công nghiệp), quá trình đô thị hóa, ô

nhiễm môi trường do sản xuất nông nghiệp hóa học và các hoạt động sinh

hoạt 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.

Ngày 29/1/2010, Chính phủ Việt Nam đã ban hành Đề án phát triển nông

nghiệp công nghệ cao đến năm 2020, trong đó đã xác định rõ lộ trình phát

triển các khu ứng dụng công nghệ cao, các doanh nghiệp sản xuất nông

nghiệp công nghệ cao. Trong đó, có việc ứng dụng kỹ thuật thủy canh trong

sản xuất rau xanh [14].

Kinh tế ngày càng phát triển, đời sống của nhân dân ngày càng được

nâng cao, nên nhu cầu sản phẩm rau an toàn nhằm đảm bảo chất lượng cuộc

sống của nhân dân ngày càng lớn.

Sản xuất nông nghiệp trong thời gian dài đã sử dụng khối lượng lớn

phân hoá học, thuốc trừ sâu đã làm ô nhiễm nặng nề môi trường đất, nước và

không khí; các loài côn trùng có lợi giảm sâu, bệnh lan tràn mạnh, từ đó lại

nhiễm độc trở lại đối với rau gây tác hại cho môi trường sống và sức khoẻ

của 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 nghiêm

ngặt về bảo vệ và cải thiện môi trường sinh thái, góp phần phát triển nông

nghiệp bền vững.

Ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau góp phần nâng cao chất

lượng, nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm rau xanh nước ta trên thị

trường. Ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất rau sẽ góp phần chuyển

dịch 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

cứu cùng với sự ra đời của kỹ thuật thuỷ canh. Sau khi các nhà khoa học xác

định được sự sinh trưởng của cây trồng sẽ không bình thường nếu thiếu 1

trong 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 kỹ

thuật thuỷ canh được các nhà khoa học đưa ra. Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên

được sử dụng để nuôi cây là của nhà sinh lý thực vật Knop (từ giữa thế kỷ

19). Dung dịch Knop có đặc điểm là thành phần rất đơn giản, chỉ gồm 6 loại

muối vô cơ, trong đó chứa các nguyên tố đa và trung lượng, không có các

nguyên tố vi lượng. Do vậy, khả năng sinh trưởng của cây trồng trong dung

dịch này không được tốt. Sau dung dịch Knop là các dung dịch dinh dưỡng

phổ biến để nuôi trồng thực vật bậc cao. Từ những dung dịch dinh dưỡng đơn

giản nhất như: Hoagland - Arnon chỉ gồm 4 hợp chất muối vô cơ cho đến

những dung dịch phức tạp gồm hàng chục loại muối vô cơ khác nhau như

dung dịch của Arnon, của Olsen, của Sinsadze... [15]; một số dung dịch gần

đây 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 được

Liebig và Karl Sprengel, Wiegman và Polsof chỉ ra vào năm 1942; sau đó

được Sarchs khẳng định lại trong khi nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh. Ông

cũng cho biết lông hút có vai trò quan trọng đối với việc hấp thụ chất dinh

dưỡng [78]. Theo Midmore, việc nghiên cứu để hoàn thiện dung dịch dinh

dưỡng 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 khác

của Midmore đề cập đến vấn đề nhiệt độ, ông cho rằng nhiệt độ thích hợp sẽ giúp các enzim hoạt động tốt, nếu nhiệt độ cao > 400C sẽ làm biến tính phần

lớn enzym [94].

Các nhà khoa học còn nghiên cứu các dung dịch dinh dưỡng riêng cho

một số loài cây trồng như: dung dịch để trồng lúa của Axan, dung dịch để

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 của

Mori... [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 chua

trồng 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 pha

loãng 2 lần có chiều cao cây thấp hơn, chiều dài quả và trọng lượng quả tương

đương với dung dịch dinh dưỡng thủy canh [111].

Carbonell và cộng sự (1994) nhận xét: có Asen trong dung dịch dinh

dưỡng làm tăng sự hấp thụ Fe và giảm sự hấp thụ Bo, Cu, Mn, Zn [59]. Trong dung dịch thuỷ canh, pH là một số đo của nồng độ Ion H+, dựa vào pH ta có thể xác định có tính kiềm hay axit. Mỗi loại cây có một ngưỡng pH nhất định

cho quá trình sinh trưởng. Ngưỡng pH trung bình cho cây sinh trưởng phát

triển trong phạm vi 6,0 đến 7,5. Nếu pH quá thấp (4,5) hoặc quá cao (> 9) có thể gây hại trực tiếp đến các rễ cây; pH cao sẽ gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO4 3-, Ca2+, Mg2+. Nếu thiếu một trong các nguyên tố trên sẽ gây lên các triệu chứng

thiếu chất cho cây và cây có thể chết.

Độ dẫn điện (EC) của dung dịch có ảnh hưởng đến năng suất của xà

lách. Theo Freigin (1991) thì ngưỡng EC tới hạn có thể gây hạn chế sinh

trưởng của xà lách ở nồng độ 5 và 10mM KNO3 là 5 dS/m và năng suất giảm

6,5% trên mỗi đơn vị EC tăng trên ngưỡng [67]. Huet (1994) kết luận năng

suất xà lách cao nhất ở mức EC = 1,6 dS/m [85].

Willumsen (1996) nhận xét khi tăng nồng độ muối trong dung dịch thì

năng suất cà chua giảm [112]. Lopez (1996) cho biết thêm 50 mM NaCl vào

dung dịch dinh dưỡng thì kích thước, khối lượng tươi của bộ rễ, số lá và năng

suất cà chua cũng như nồng độ Ca và K trong cây đều giảm [91]. Bartal và

Presman (1996) cho biết tăng nồng độ Ca và K trong dung dịch đã giảm năng

suất nhưng hàm lượng chất khô trong quả cà chua tăng lên và giảm ty lệ bị

bệnh thối cuống hoa [55].

Park và cộng sự kết luận rau diếp xoăn trồng trên dung dịch theo

Yamazaki 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 sinh

trưởng, 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 đạm

NH4

Nitrat. Elia và cộng sự (1997) kết luận: dung dịch trồng cà tím cần tỉ lệ +/NO3là 3/7 cho kết quả tốt nhất [65]. Gimener và cộng sự (1997) cho biết hiệu quả của đạm amôn đối với dưa bở và dưa hấu tăng tỷ lệ thuận với tỷ

lệ NH4/NO3 từ 0 đến 1/3 [74]

Theo He (1999), ở vụ đông khi tăng NO3 trong dung dịch dinh dưỡng

không làm tăng sự hút NO3 của cây [79].

Các loại cây trồng khác nhau có yêu cầu về mặt dinh dưỡng khác nhau,

đặc biệt là Nitơ (N), Phốtpho (P2O5) và Kali (K2O). Wlises Ourny (1982),

công bố rằng: Lượng nitơ còn lại trong các loại rau ăn quả thấp hơn so với các

loại rau ăn lá (N = 140ppm), rau ăn quả N = 80-90 ppm.

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 nằm

ngoài nguyên sinh chất và sau khi thêm muối sắt hòa tan vào dung dịch thì lá

xanh trở lại [78]. Theo Asao (1998) [54], thêm than hoạt tính vào dung dịch

dinh dưỡng đã làm tăng đáng kể hàm lượng chất khô và năng suất quả cà

chua, dưa chuột. Tác giả Ho và cộng sự [82], cho thấy năng suất cà chua

trồng bằng thủy canh tăng nhiều so với địa canh và chất lương cũng được

cải thiện.

Sandoval và cộng sự (Mehico - 1994) nghiên cứu việc thay thế 1 phần

đạm 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 tố

asen đến hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong cây cà chua được trồng

trong thuỷ canh và kết luận: Có asen trong dung dịch dinh dưỡng làm tăng sự

hấp thu sắt và giảm sự hấp thu B, Cu, Mn, Zn, tức là asen gây nên sự phá huỷ

cấu trúc cây [59].

Ngoài ra, còn một số các nghiên cứu khác trên thế giới về dung dịch dinh

dưỡng trong kỹ thuật thuỷ canh như: Maruo và cộng sự nghiên cứu phương

thức khả thi để kiểm soát tỷ lệ hút nước của rau trồng trên lèn đá và màng

mỏng dinh dưỡng [93]; Hohjo và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng

nitơ, nồng độ dinh dưỡng và nồng độ canxi đến sinh trưởng, năng suất và chất

lượng cà chua trồng bằng màng mỏng dinh dưỡng [83]; Pardossi và cộng sự

nghiên cứu kiểm soát dinh dưỡng khoáng của dưa trồng bằng màng mỏng

dinh dưỡng [97]; Ha và Chung đã phân tích thành phần của nitơ trong dưa

chuột 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 kiểu

dụng cụ để trồng cây. Lịch sử phát triển của hệ thống kỹ thuật thuỷ canh đã

trải qua một số loại hình thuỷ canh chính như sau:

- Hệ thống trồng cây trong nước sâu (hệ thống Gericke) là hệ thống trồng

cây 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

lưới, bên trên lưới rải cát mỏng để giữ gốc cho cây đứng và che tối cho rễ cây

trong dung dịch. Một phần hoặc toàn bộ rễ cây được nhúng vào trong dung

dịch dinh dưỡng. Người ta điều chỉnh khoảng cách giữa lớp lưới và bề mặt

dung dịch để tăng dần khoảng lưu không ở vùng rễ ngay dưới gốc cây cho

phù hợp với tuổi của cây (cây càng lớn thì khoảng lưu không cần nhiều). Sau

này, 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” trồng

cây 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 dây

chuyền khép kín.

- Hệ thống trồng cây trong nước sâu có tuần hoàn: Gồm nhiều loại khác

nhau 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 các

máng trồng cây tĩnh. Dung dịch dinh dưỡng được chảy tới với một vận tốc

thích hợp qua rễ cây và có hồi lưu nhờ một hệ thống bơm, trước khi chảy vào

vùng rễ dung dịch được chảy qua một máy hoà khí. Rễ cây hoàn toàn nằm

trong dung dịch dinh dưỡng sâu lưu chuyển. Độ sâu của dung dịch được điều

chỉnh 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 dung

dịch dinh dưỡng rất nông chảy ở đáy máng nên phát triển thành một lớp nệm

mỏng 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. Dung

dịch dinh dưỡng được chảy qua rễ thường xuyên ở độ dày khoảng 5 mm và

với lưu lượng khoảng 2 lít/phút.

- Hệ thống màn sương dinh dưỡng (còn gọi là khí canh - aeroponic) là

một 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 trong

hộp xốp có hệ thống phun mù dung dịch dinh dưỡng. Dinh dưỡng và nước

được cung cấp đều đặn định kỳ cho rễ cây bằng hệ thống này, khoảng cách

giữa các lần phun thích hợp là 2 đến 3 phút. Hộp này cần che kín để cho rễ

được nằm trong bóng tối. Hệ thống này có ưu điểm đặc trưng là không lo

thiếu ô xy, nhưng nhược điểm là phức tạp khó làm với quy mô lớn, rễ cây

không có chỗ dựa nên chúng thường cuộn rối với nhau và có ít lông hút nên

thường 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 thống

thuỷ canh khác nữa.

Khi nghiên cứu về kỹ thuật thuỷ canh, các tác giả đều cho thấy một yêu

cầu chung để mở rộng ra quy mô thương mại đối với tất cả các hệ thống thuỷ

canh là cần phải đảm bảo ổn định được pH môi trường trong quá trình canh

tác 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 cho

ngày càng đơn giản mà vẫn đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật. Người ta đã cải

tiến sang sử dụng những vật dụng hết sức đơn giản và đa dạng, kể cả những

phế phẩm như: sử dụng thùng xốp, khay gỗ, chậu nhựa, bình sứ, thậm chí cả

lốp ô tô, túi nilon... Giá thể đỡ cây là trấu hun, cát, vụn than đá... Những hệ

thống cải tiến này có giá thành rẻ nên đã được phổ biến rộng rãi, nhất là ở khu

vực 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 tâm

Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á (AVRDC), do tiến sỹ Hideo Imai và

tiến sỹ David Midmore nghiên cứu và hoàn thiện. Hệ thống này sử dụng một

loại hộp xốp chuẩn có kích cỡ xác định để chứa dung dịch dinh dưỡng. Giá

thể đỡ cây là trấu hun. Rọ nhựa đựng giá thể có nhiều loại, mỗi loại chuyên

dùng để trồng một số loại cây.

Hệ thống thuỷ canh cải tiến của AVRDC có những đặc điểm sau:

- Dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho hầu hết các loại cây trồng đặc biệt

là rau.

- Có khoảng cách thích hợp giữa mặt nước và gốc cây tạo điều kiện cho

một phần rễ nằm lơ lửng và thở trong không khí. Đồng thời, phần rễ còn lại

nhúng trong dung dịch để hút nước và dinh dưỡng, do vậy cây sinh trưởng rất

khoẻ.

- Đối với cây có thời gian sinh trưởng ngắn 3 - 4 tuần (như rau cải) thì

trong suốt quá trình trồng không cần bổ sung thêm dung dịch.

Có thể nói đây là một hệ thống thuỷ canh tối ưu hiện nay. Hệ thống này

có rất nhiều ưu điểm như:

- Hộp xốp kín đựng dung dịch có tác dụng cách nhiệt, làm cho nhiệt độ

trong dung dịch tương đối ổn định (ấm về mùa đông, mát về mùa hè) và tránh

ánh sáng cho bộ rễ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây.

- Hộp gọn nhẹ, dễ di chuyển khi cần tránh gió bão, đơn giản dễ làm, đặt

bất cứ chỗ nào cũng được (như hành lang, ban công, sân thượng...).

- Tất cả các hộp được đặt chung trong một nhà màn để cách ly côn trùng.

- Dung dịch dinh dưỡng trong hộp để nuôi cây không cần phải tuần hoàn

mà lại không phải sục khí...

1.4.1.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong kỹ thuật thủy canh

trên thế giới

Trong môi trường dung dịch dinh dưỡng, khi một cây xuất hiện bệnh thì

khả năng lan truyền bệnh rất nhanh, nhất là ở hệ thống thủy canh động. Vấn

đề này đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu.

Price và Fox (1986) đã thấy Etridiazole và Furalaxyl có khả năng ngăn

chặn được nấm Pythium hại cây dưa chuột trong hệ thống thủy canh nhưng

theo quy luật [101]. Khi Stanghellini và Rasmussen (1994) nghiên cứu về

bệnh cây và các giải pháp loại trừ bệnh đối với kỹ thuật thủy canh đã nhận

xét bệnh ở rễ là một trong những hạn chế chính đối với sản lượng tối đa tiềm

tang đối với bất cứ loại cây trồng nào [108]. Theo Midmore thì ngăn ngừa và

cách ly khỏi sâu bệnh là hai phương pháp quan trọng nhất để kiểm soát bệnh;

kiểm tra hàng ngày là điều kiện bắt buộc đối với thủy canh thương mại [94].

Schuerger và Hammer (1995) cho biết những cây hồ tiêu trồng trên hệ thống

thủy canh tuần hoàn bị virus Mosaic tomato chính ở rễ sẽ bị ảnh hưởng nặng vào mùa nóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 18 0C thì hầu như virus này không phát triển được [106].

Một số bệnh phá hoại cây trồng thủy canh: Năm 1990, Stanghellini và

cộng sự đã phát hiện ra một số bệnh gây hại rễ rau diếp trồng trên hệ thống

thủy canh là Plasmopara lactucaerdicis [109]. Nấm Phytophthora cryptogea

cũng là bệnh chỉ hại rễ rau diếp trồng thủy canh mà không thấy xuất hiện khi

trồng trên đất [90]. Freigin (1991) cho biết cây cải bị nhiễm bệnh cháy nõn

(tipburn) nhiều năng suất sẽ giảm [73]; Bres (1992) thì kết luận bệnh này xuất hiện không phụ thuộc vào nồng độ K+ và pH trong dung dịch [58]. Cresswell (1991) nhận xét khi bổ sung Ca2+ nồng độ 100 – 200 mg/lít thì bệnh này giảm [62]. Năm 1994, người ta đã phát hiện thêm 4 bệnh do virus, 2 bệnh do vi

khuẩn và 20 loại bệnh do nấm phá rễ các loại rau trồng thủy canh. Trong đó

hầu hết trực tiếp hoặc gián tiếp do các nấm Pythium, Phytophthora,

Plasmopara và Olpidium gây nên [108].

Một số biện pháp kiểm soát bệnh trong kỹ thuật thủy canh:

- Biện pháp cơ học và canh tác: vệ sinh hệ thống thủy canh là biện pháp

phòng bệnh có hiệu quả; khi bệnh đã xuất hiện, cần xử lý dung dịch dinh

dưỡng. Có nhiều biện pháp xử lý dụng dịch dinh dưỡng như lọc dung dịch,

dùng sóng siêu âm, ozon hóa, chiếu tia cực tím để khử hoạt tính nhiệt… [67],

[76], [103], [105], [110]. Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ môi trường thủy canh

ra ngoài khoảng nhiệt độ tối thích của các bệnh [56], [75], [87], [88], [99].

- Biện pháp sinh học: có thể sử dụng cây kháng bệnh hoặc sử dụng các vi

sinh vật đối kháng để chống bệnh. Hiện nay, người ta mới chỉ tìm ra được vi

khuẩn Steptomyces griseoviridy có khả năng ngăn chặn được bệnh do nấm

Fusarium gây ra [66], [89], [102], [106].

- Biện pháp hóa học: khử trùng giá thể trước khi sử dụng; bổ sung các

loại thuốc diệt nấm, các biocides, các chất có hoạt tính bề mặt… vào dung

dịch dinh dưỡng; phun hóa chất khi bệnh mới xuất hiện để phòng trừ bệnh

cũng có hiệu quả. Ví dụ khi cho kali silicat [61] hoặc chitosan [64] vào dung

dịch có tác dụng kiểm soát một số bệnh cây.

1.4.1.4. Tình hình phát triển kỹ thuật thủy canh trên thế giới

Theo tài liệu của Trung tâm Thông tin Nông nghiệp và Công nghiệp thực

phẩm trồng trọt không dùng đất trong nghề làm vườn (1992) [42]. Trên thế

giới xuất hiện nhiều kết quả nghiên cứu và triển khai các kỹ thuật trồng cây

không dùng đất trên các đối tượng rau ăn lá và ăn quả. Sau khi hệ thống thủy

canh trong nước sâu của Gericke được đề xuất năm 1930, hàng loạt các cơ sở

trồng thương mại đã ra đời như: cơ sở trồng cây Hydroponic của Mỹ ở Nhật

trước kia đã sử dụng kỹ thuật trồng cây trên giá thể trơ có dung dịch dinh

dưỡng hồi lưu để sản xuất rau xanh. Năm 1940, diên tích trồng thuỷ canh của

toàn thế giới xung quanh khoảng 10 ha, năm 1970 đã lên tới 300 ha và đến

năm 1980 đã lên tới 6000 ha (Donnan, 1998). Năm 2001, diện tích trồng thuỷ

canh ở giữa 20.000 - 25.000 ha và giá trị sản xuất từ 6 - 8 tỷ USD (Hassan

estimate bas on Carruthers 1999 pro-rata for additional production data).

Năm 1989, ở Ashby Massachu chetts (Hoa Kỳ) có cơ sở HydroHarvert sản xuất rau quanh năm với diện tích 3.400 m2, trong đó có 69 % diện tích

trồng rau diếp, 13 % trồng cải xong, 13 % trồng hoa cắt và 5 % dùng vào các

mục đích thí nghiêm khác. Năm 1994, ở Mỹ có khoảng 220 ha rau trồng trong

nhà kính, trong đó có 75 % trồng không dùng đất và trồng trong dung dịch.

Các loại rau trồng chủ yếu là cà chua, dưa chuột, rau diếp, ớt... Năm 1991, chỉ

riêng Bắc Âu có hơn 4.000 ha rau trồng trong dung dịch [22].

Hiện nay, trên thế giới có nhiều nước sử dụng hệ thống trồng cây không

dùng đất, bằng nhiều kỹ thuật và dung dịch khác. Có cả dung dịch vô cơ và

dung dịch hữu cơ đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. Theo

thông tin giới thiệu của hãng Grotek Canada [60] thì sản phẩm, thiết bị cho

nông nghiệp của hãng này được sử dụng nhiều bởi các nước thuộc khối phát

triển G8. Phân bón có nguồn gốc 100 % hữu cơ, ở dạng dung dịch có thể

dùng cho trồng cây thủy canh, khí canh, bón qua lá, qua đất. Mỗi một loại cây

trồng có những loại dung dịch riêng với các công thức sử dụng khác nhau.

Theo Nguyễn Quốc Vọng (2005), Việt kiều Australia cho biết, cà chua

trồng trong nhà kính bằng kỹ thuật không dùng đất ở Australia đạt năng suất

từ 250 đến 500 tấn/ha/năm. Tùy theo giống trồng vô hạn hay hữu hạn, giống

cà chua vô hạn có thể dài đến 20 m cho thu hoạch 10 tháng liên tục. Cũng

theo tác giả này cho biết hiện nay ở Australia trong các nhà kính đếu ứng

dụng công nghệ tiên tiến của thế giới vào trồng rau ăn lá, ăn quả và hoa công

nghệ cao. Đồng thời, giá bán các sản phẩm trong nhà kính cao hơn sản phẩm

ở ngoài đồng ruộng rất nhiều lần.

Công nghệ sản xuất thuỷ canh lớn nhất trên thế giới là Hà Lan (10.000

ha), Tây Ban Nha (4.000 ha), Canada (2.000 ha), Nhật (1.000 ha), New

Zealand (550 ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha) và Italy (400 ha). Trong vòng

20 năm (1980 đến 2001), diện tích trồng thuỷ canh của thế giới đã tăng gấp 5

lần từ 5.000 ha lên 25.000 ha.

* Hà Lan là nước dẫn đầu về sản xuất rau bằng công nghệ thuỷ canh trên

thế giới với 13.000 ha và thu hút lao động khoảng 40.000 người. Giá trị sản

xuất thuỷ canh chiếm 50 % giá trị sản xuất rau và quả ở quốc gia này. Hà Lan

sản xuất nhiều nhất là rau ăn quả như ớt, cà chua, dưa chuột và là mặt hàng

chính để cho xuất khẩu. Sau đó là các loại hoa cắt như hoa Hồng, gerbera,

caration… xuất khẩu thương mại ở nhiều nước trên thế giới.

* Ở Tây Ban Nha, công nghệ thuỷ canh đã bắt đầu phát triển nhanh

chóng với diện tích nhà lưới hiện nay là 30.000 ha và hơn 20 % của tổng diện

tích trồng theo phương pháp thuỷ canh.

* Ở Canada, đã phát triển và mở rộng tổng diện tích sản xuất nông

nghiệp áp dụng công nghệ thủy canh từ 100 ha vào năm 1987 đến 2.000 ha

năm 2001 với công nghệ thuỷ canh Rockwool, perlite và NFT cho sản xuất cà

chua, dưa chuột và ớt. Hơn 50 % của cà chua và ớt và 25 % của dưa chuột sản

xuất bằng công nghệ thuỷ canh và xuất khẩu sang Mỹ. Thuỷ canh là phương

pháp phổ biến trồng rau trong nhà kính ở Canada năm 1988, trồng rau trong

nhà lưới bằng công nghệ thuỷ canh đã đóng góp ¼ tổng giá trị sản xuất rau

của Canada bằng khoảng 1,4 tỷ USD.

* Ở Nhật Bản, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được sử dụng chủ yếu

để trồng rau, năng suất cà chua đạt từ 130 - 140 tấn/ha/năm, dưa leo 250

tấn/ha/năm... hiện nay ở Nhật ngoài các hệ thống trồng thủy canh cây cà chua,

dưa leo, dâu tây... còn sử dụng các hệ thống trồng cây khác như hệ thống khí

canh, kỹ thuật trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng NFT máng trượt trồng

các loại rau ăn lá và rau cao cấp. Sản xuất thuỷ canh ở Nhật Bản có sự kết hợp

rất cao với công nghệ chế biến thực phẩm. Phần lớn sản phẩm thủy canh được

phục vụ cho ngành chế biến thực phẩm, một phần nhỏ sử dụng cho bán lẻ.

* Tại New zeland, chuyên sản xuất các loại sản phẩm nông nghiệp trong

nhà lưới, mới đây không lâu đã sản xuất thuỷ canh, cây ăn quả, rau và hoa cắt.

Hiện tại thì tất cả các nhà lưới ở New Zeland đều trồng thuỷ canh và định

hướng cho xuất khẩu. Chính phủ New Zeland đã có nhiều chính sách khuyến

khích phát triển công nghệ này, nhất là ở ven khu công nghiệp, ngoại ô ven đô

thị lớn.

* Tại Anh, người ta xây dựng hệ thống (NFT) trồng cây trên màng mỏng

dinh dưỡng chuyên sản xuất cà chua với diện tích 8,1 ha (mật độ 22.230

cây/ha) [42].

* Tại Đài Loan, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được sử dụng rộng

rãi để trồng các loại rau. Chủ yếu là sử dụng hệ thống trồng cây trong dung

dịch không tuần hoàn của AVRDC.

1.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật thủy canh ở

Việt Nam

Ở Việt Nam, kỹ thuật này mới được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng từ

những năm 1993 nhờ sự hợp tác giữa Đại học Quốc gia Hà Nội với tổ chức R

& D Hồng Kông (Hong Kong Reseach and Development) đã đề xuất việc

chuyển giao kỹ thuật thủy canh vào nước ta. Từ đó đến nay, đã có nhiều

nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật thủy canh trong sản xuất nông nghiệp. Xin

giới thiệu một số nghiên cứu, cụ thể như sau:

1.4.2.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây bằng kỹ

thuật thủy canh ở Việt Nam

Ở Việt Nam, khi kỹ thuật thuỷ canh bắt đầu được nghiên cứu thì dung

dịch dinh dưỡng chủ yếu nhập từ Đài Loan. Để chủ động về dinh dưỡng đã có

một số tác giả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ

thuật thuỷ canh như: Công ty Phân bón Sông Gianh đã pha chế được dung

dịch dinh dưỡng thủy canh Thăng Long để trồng các loại rau ăn lá và ăn quả.

Nguyễn Thị Dần (1998), đã khảo nghiệm dung dịch này và kết luận dung dịch

dinh dưỡng Thăng Long không thua kém gì so với dung dịch dinh dưỡng của

Đài Loan đối với rau ăn lá, hoa và quả về năng suất, chất lượng rau, hoa và

quả. Đặc biệt, ớt ngọt trồng trong dung dịch này cho năng suất cao hơn 72,8%

so với dung dịch Đài Loan. Giá thành sử dụng của dung dịch này thấp hơn

46,3% do giá dinh dưỡng chỉ bằng 1/3 giá dung dịch nhập từ Đài Loan [12].

Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch đã sử dụng

8 loại dung dịch trong đó có 4 loại được sử dụng nguyên bản là dung dịch

nhập từ Đài Loan (đ/c), dung dịch FAO, dung dịch Knop, dung dịch I Mai và

4 loại dung dịch được cải tiến từ 4 dung dịch nguyên bản trên. Qua theo dõi

ảnh hưởng của chúng tới sự sinh trưởng của rau cải xanh và quá trình sinh

trưởng, phát triển, năng suất của cà chua cho thấy: Tất cả 7 dung dịch tự pha

chế và cải tiến đều cho năng suất cải xanh thấp hơn, trong đó có dung dịch

FAO cho năng suất cải xanh cao nhất đạt 76,8 % so với sử dụng dung dịch

nhập từ Đài Loan. Tuy nhiên, đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và năng

suất của cà chua thì có tới 4 trong 7 dung dịch tác giả tự pha chế và cải tiến

cho năng suất cao hơn; đặc biệt là dung dịch Knop cải tiến bằng cách bổ sung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng suất cà chua đạt 5,69 kg/m2 vượt 82,37 % so với sử dụng dung dịch nhập từ Đài Loan [30].

Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (1998) đã tự pha chế 2 dung dịch dinh

dưỡng (NC1 và NC2) để trồng thử nghiệm với một số loại rau ăn lá và kết

luận: Cả 2 dung dịch mà hoàn toàn chủ động pha chế là NC1 và NC2 đều cho

sản phẩm rau xà lách và rau cải có chất lượng tương đương, năng suất đạt

được từ 70 – 90 % so với cùng loại rau trồng bằng dung dịch nhập từ

AVRDC; nhưng giá 2 dung dịch tự chế chỉ bằng 1/3 nên giá thành rau đã

giảm được 22 – 27 % so với sử dụng dinh dưỡng nhập từ AVRDC [35].

Vũ Quang Sáng (2000), đã nghiên cứu cải tiến dung dịch FAO và Knop

có bằng cách bổ sung vi lượng đối với sự sinh trưởng, phát triển và năng suất

của cà chua VR2 và XH2 kết luận: Chủ động được việc pha chế dung dịch

FAO và Knop cộng với vi lượng để trồng cà chua bằng kỹ thuật thuỷ canh,

không cần điều chỉnh pH mà chỉ cần bổ sung dung dịch dinh dưỡng khi cây ra

hoa. Năng suất và chất lượng quả cà chua trồng trên 2 dung dịch này tốt và

giá thành hạ hơn so với sử dụng dung dịch dinh dưỡng nhập từ AVRDC [27].

1.4.2.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây bằng kỹ

thuật thủy canh ở Việt Nam

Thuỷ canh còn là kỹ thuật mới đối với Việt Nam nên cũng như đa số các

khía cạnh khác, dụng cụ thuỷ canh còn chưa được nghiên cứu đến. Xuất phát

từ chỗ muốn hạ giá thành cây giống sản xuất từ cây nuôi cấy mô bằng con

đường thuỷ canh ở giai đoạn vườn ươm, cùng với sự nghiên cứu cải tiến dung

dịch, Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996 - 2002), đã nghiên cứu cải tiến cả dụng

cụ. Phương châm cải tiến là: đơn giản, dễ làm, chi phí ít, có thể áp dụng được

cho hộ gia đình ở nông thôn. Với phương châm đó, qua nhiều lần cải tiến từ

hệ thống thuỷ canh của AVRDC (là những hộp xốp có nắp đục lỗ đặt rọ nhựa,

trong rọ nhựa nhồi trấu hun để trồng cây) đã tạo ra một hệ thống rất đơn giản

và chi phí thấp. Có thể mô tả hệ thống này như sau: Phần đáy hộp xốp được

thay bằng những máng đào xuống đất rộng 1 m, sâu 10 đến 15 cm, dài tuỳ ý

sao cho chẵn số lần 2 m. Trên đáy máng được lót nilon để đựng dung dịch

dinh dưỡng. Phần nắp hộp xốp được thay bằng một khung tre hoặc gỗ có kích

thước 2 m x 1 m, có đáy là phên tre đan vuông 5 x 5 cm. Trên phên tre có lót

1 lớp lưới để đựng giá thể để trồng cây. Sườn khung cao khoảng 5 -7 cm để

giữ không cho giá thể rơi ra ngoài. Giá thể sử dụng là trấu hun như ở hệ thống của AVRDC. Mỗi khung này sẽ là 2 m2, có diện tích bằng 12 hộp xốp. Chi phí hệ thống thuỷ canh cải tiến như thế này chỉ bằng 40 – 50 % chi phí cho hệ

thống thuỷ canh của AVRDC, mà vẫn không ảnh hưởng tới quá trình sinh

trưởng, phát triển của cây [31].

Cũng trong thời gian này, một số nghiên cứu kỹ thuật trồng cây trong

dung dịch đối với rau chủ yếu tập trung vào cải tiến dụng cụ trồng cho phù

hợp với điều kiện trong nước và thử nghiệm các dung dịch dinh dưỡng tự pha

chế. Tại Trung tâm sinh học và Bộ môn sinh lý thực vật của Trường Đại học

Nông nghiệp Hà Nội đã trồng thử nghiệm một số loại rau ăn lá và ăn quả

bằng dung dịch tự pha chế trong nước thay thế dần cho nguyên liệu nhập

ngoại. Từ quan điểm trên đã có nhiều nghiên cứu đem lại kết quả khả quan:

Khi nghiên cứu “Ảnh hưởng của một số dung dịch dinh dưỡng khác nhau đến

sinh trưởng phát triển và năng suất của rau khoai lang, xà lách vụ thu đông

1997” hai tác giả Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch (1999) [28] đã

đưa ra nhận xét có thể chủ động tự pha chế dung dịch dinh dưỡng để trồng

các loại rau mà không phải điều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng. Trồng cây

trong dung dịch tự pha chế cho năng suất và chất lượng tương đương với

trồng cây trong dung dịch nhập từ AVRDC. Đông thời, trồng cây trong dung

dịch dinh dưỡng tự pha chế cho giá thành hạ hơn 57 – 60 % so với dung dịch

nhập từ AVRDC.

Ngoài ra, một số tác giả như Võ Kim Oanh (1996) [25], Nguyễn Đăng

Hân khi nghiên cứu kỹ thuật trồng cây trong dung dịch trên đối tượng cây rau

với các dung dịch tự pha chế cũng đưa ra kết luận là giá thành hạ hơn so với

dung dịch nhập từ Đài Loan.

Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch (1996) [30] khi nghiên

cứu ảnh hưởng của một số loại dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng phát

triển của cây rau cải xanh và cà chua cho biết giá thành ở quy mô thí nghiệm

cải xanh từ 7 đến 41 ngàn đồng/kg, cà chua từ 9 đến 31 ngàn đồng/kg (tùy

theo loại dung dịch dinh dưỡng). Nguyễn Thị Hoa Lan (1997) đã nhận xét cây

hoa cúc và cẩm chướng trồng trong dung dịch dinh dưỡng để lấy hoa có ưu

thế hơn trồng trên đất cả về chiều cao, tốc độ ra lá, đẻ nhánh và chất lượng

hoa tốt hơn [19].

Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Lý Anh và Nguyễn Xuân Trường (1998)

[35] nhận xét nếu chỉ trồng trong thời gian ngắn của một vụ rau ăn lá từ 30 –

45 ngày thì sự thay đổi của các dung dich thử nghiệm là không đáng kể.

Võ Kim Oanh, Nguyễn Quang Thạch và Cao Thị Thủy (2000) đã nghiên

cứu ảnh hưởng của lượng bón, cách bón, mật độ trồng đến sự sinh trưởng phát

triển và tích lũy NO3 của cây cải ngọt trồng trong dung dịch. Kết quả cho

thấy, cả 15 công thức thí nghiệm với 3 mức bón phân, 3 mật độ và 2 cách bón

khác nhau đều không phải dùng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng NO3 đều

dưới mức cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới FAO/WHO [26].

Đặng Thị Vân (1995) [47], khi đưa khoai tây nuôi cấy mô ra vườn ươm

trong điều kiện vụ thu, đã thấy rằng khoai tây có tỷ lệ sống 90 % trên thủy

canh, trong khi tỷ lệ sống trên đất chỉ đạt 40 %.

Nguyễn Thị Nhẫn và Nguyễn Quang Thạch (1995) [24] khi nghiên cứu

việc đưa cây dứa nuôi cấy mô ra vườn ươm để sản xuất dứa giống bằng thủy

canh đã nhận xét: sau hai tháng cây dứa thủy canh có các chỉ tiêu sinh trưởng

tăng khối lượng gấp 8 lần so với trồng trên nền cát.

Phạm Thị Kim Thu và Đặng Thị Vân (1997) [42] cho biết: cây chuối

sau invitro được ươm bằng thủy canh mập hơn, khỏe hơn so với ươm trên

đất thịt nhẹ + cát và phù sa nên rút ngắn được thời gian ở giai đoạn sản xuất

được 2 tháng.

Phạm Ngọc Sơn (2006) [32] nghiên cứu ứng dụng kĩ thật thủy canh và

khí canh trong sản xuất rau cải xanh, xà lách ở Hải Phòng đã kết luận: cây con

gieo bằng kỹ thuật thủy canh, khí canh cho xuất vườn sớm hơn so với gieo

trên nền đất; cây con có khả năng thích ứng nhanh với điều kiện sản xuất và

cho năng suất cao hơn. Cây trồng bằng kỹ thuật thủy canh, khí canh cho năng

suất cao và sản phẩm an toàn.

Ở Việt Nam giai đoạn trước 1995, phương pháp trồng cây trong dung

dịch chủ yếu đựơc sử dụng tại các trường đại học, các viện nghiên cứu để

nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng và cây trồng. Từ 1995, phương pháp thuỷ

canh tĩnh của AVRDC được du nhập vào Việt Nam với mục đích dùng để sản

xuất rau an toàn. Các tác giả: Lê Đình Lương, Nguyễn Quang Thạch (1995),

Võ Kim Oanh (1996), Nguyễn Thị Lý Anh (1998), (Vũ Quang Sáng 2000),

Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996-2002)… đã nghiên cứu ứng dụng và phát triển

kỹ thuật này. Các nội dung nghiên cứu bao gồm: xác định đối tượng rau trồng

thích hợp; xác định các loại dung dịch phù hợp; ảnh hưởng của mật độ,... đến

năng suất vào phẩm chất rau trồng. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu của các

tác giả đều khẳng định, có thể ứng dụng kỹ thuật này vào việc sản xuất rau an

toàn ở Việt Nam, cho năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn. Tuy nhiên, phạm

vi ứng dụng kỹ thuật này còn hẹp, chủ yếu dùng cho các hộ gia đình mang

tính sản xuất nhỏ lẻ, chưa thể công nghiệp hoá. Khắc phục nhược điểm này,

đề tài cấp nhà nước KC.07-20 “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị phù hợp để

sản xuẩt rau an toàn không dùng đất kiểu công nghiệp đạt năng suất chất

lượng và hiệu quả cao” do tác giả Hồ Hữu An (2005) làm chủ nhiệm đã xây

dựng được mô hình sản xuất rau công nghiệp có ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh,

nhưng việc nhân rộng mô hình này trong sản xuất còn đang đựơc xem xét về

mặt hiệu quả kinh tế [1].

Đáng chú ý, các tác giả ở Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã đề

xuất và đi theo một hướng ứng dụng khác của kỹ thuật này đó là ứng dụng kỹ

thuật thuỷ canh như một kỹ thuật chủ yếu phục vụ ra cây nuôi cấy mô. Các

công trình nghiên cứu theo hướng này của Nguyễn Quang Thạch và các cộng

sự; Nguyễn Thị Nhẫn (1995); Nguyễn Khắc Thái Sơn (2000; 2002) đã nghiên

cứu thành công việc ra cây nuôi cấy mô cho nhiều đối tượng cây như dứa,

chuối, khoai tây, mía... và một số loại hoa; tất cả đều nhận xét, nên ứng dung

kỹ thuật trồng cây trong dung dịch để đưa cây nuôi cấy mô trong ống nghiệm

ra vườn ươm sản xuất thành cây giống. Ra cây bằng kỹ thuật này cho tỉ lệ

sống cao, rút ngắn giai đoạn vườn ươm ở hầu hết các cây thí nghiệm. Đặc biệt

gần đây, các tác giả Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường; Nguyễn

Thị Lý Anh (2004) đã hoàn thiện kỹ thuật này và đưa vào quy trình sản xuất

giống khoai tây sạch bệnh bắt nguồn từ nuôi cấy mô được Bộ Nông nghiệp và

Phát triển nông thôn cho áp dụng rộng rãi và đưa vào quy trình sản xuất.

Kỹ thuật thuỷ canh chỉ mới được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng ở Việt

Nam từ năm 1993 nhờ sự hợp tác giữa Đại học Quốc gia Hà Nội với tổ chức

R&D (nghiên cứu và phát triển) của Hồng Kông; đến tháng tư năm 1995 mới

chính thức đưa vào trồng thử với một số loại cây nên chưa đạt được nhiều kết

quả. Mạng lưới nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh được lan rộng rất nhanh trong

toàn quốc, đã có hàng chục đơn vị tham gia. Mạng lưới này đã thu được một

số kết quả như sau:

- Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam trồng cỏ ngọt bằng

thủy canh cho thấy năng suất tăng 5 %, hàm lượng đường tăng 0,2 %.

- Viện Dược liệu trồng thử một số cây thuốc quý để giữ giống thấy cây

sinh trưởng tốt.

- Đặc biệt, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội là nơi làm rất tốt vấn đề

này và thu được nhiều kết quả đáng ghi nhận. Nhóm nghiên cứu về kỹ thuật

thuỷ canh ở đây, đã trồng thử với rất nhiều loại rau và hoa đều thấy rằng hầu

hết các loại cây được trồng bằng kỹ thuật thuỷ canh sinh trưởng tốt và có

năng suất cao hơn trồng trên đất, không cần điều chỉnh pH. Nhiệt độ trong và ngoài hộp xốp chênh lệch nhau từ 0 – 40 0C, mùa hè nhiệt độ trong hộp xốp thấp hơn bên ngoài và vào mùa đông thì ngược lại.

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hoa Lan và Nguyễn Quang Thạch

(1997) về trồng hoa cẩm chướng và cúc trong dung dịch cho thấy: Cây cúc và

cẩm chướng trồng trong dung dịch dinh dưỡng để lấy hoa có ưu thế hơn trồng

trên đất cả về chiều cao, tốc độ ra lá, sự đẻ nhánh và đặc biệt là chất lượng

hoa cao hơn (biểu thị là đường kính hoa to hơn, màu sắc hoa đẹp hơn) trong

hệ thống thuỷ canh có màn che nên cúc và cẩm chướng không bị sâu và ít bị

bệnh, còn trồng trên đất dễ bị sâu bệnh nếu không phun thuốc kịp thời [21].

Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch nghiên cứu

trồng cải xanh và cà chua bằng hệ thống thuỷ canh của AVRDC với 8 loại

dung dịch trong đó có 4 loại được sử dụng nguyên bản là dung dịch nhập từ

Đài Loan (đối chứng), dung dịch FAO, dung dịch Knop, dung dịch I Mai và 4

loại dung dịch được cải tiến từ 4 dung dịch nguyên bản trên. Kết quả cho thấy

với cải xanh sau trồng 45 ngày ở đối chứng cho năng suất đạt 4,18 kg/m2.

Trong 7 công thức thí nghiệm thì chỉ có ở dung dịch FAO, năng suất chỉ đạt 3,21 kg/m2. Với cà chua, ở đối chứng chỉ cho năng suất là 3,12 kg/m2; có tới

4 trong 7 dung dịch tự pha chế và cải tiến cho năng suất cao hơn. Đặc biệt,

với dung dịch Knop cải tiến bằng cách bổ sung thêm vi lượng và sắt của Đài

Loan đã cho năng suất cà chua đạt 5,69 kg/m2 vượt 82,37% so với sử dụng

dung dịch nhập từ Đài Loan [30].

1.4.2.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong trồng cây bằng kỹ

thuật thủy canh ở Việt Nam

Ngô Thị Xuyên và Nguyễn Văn Đĩnh đã nghiên cứu tình hình bệnh hại

cà chua trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng từ năm 2003 - 2005 tại Hà Nội và

đã đưa ra kết luận: có 16 loại bệnh gây hại cà chua trồng trong nhà lưới cách

ly. Trong nhà lưới cách ly cao, cà chua ít bị nhiễm bệnh hơn so với trong nhà

lưới, song bị mắc tới 5 bệnh lý: 3 bệnh có tỷ lệ bệnh cao nhất là cháy ngọn

sinh lý, nứt quả sinh lý và bênh xoăn vàng ngọn. 6 giống tuyến trùng có ngoài

đồng ruộng nhưng không xuất hiện trong nhà lưới cách ly [53].

Viện Công nghệ Sinh học (2011) nghiên cứu và sử dụng chế phẩm sinh

học từ vi khuẩn đối kháng để kiểm soát nấm hại cây trồng cho thấy: Điều kiện

trong nhà lưới, cây rau diếp bị gây nhiễm bởi nấm R. solani, sau đó được xử

lý với tế bào Burkholderia, Bacillus và Pseudomonas. Kết quả cho thấy nấm

R. solani bị kiểm soát 75 % so với lô rau không được xử lý với tế bào. Đặc

biệt sinh khối tươi và khô, số lượng lá/cây của lô thí nghiệm được xử lý cao

hơn so với lô không được xử lý (P < 0,05) [48].

Trên cây cà chua bị gây nhiễm bởi nấm F. oxysporum, sau đó được xử lý

với tế bào của Burkholderia và Bacillus. Nấm F. oxysporum bị kiểm soát 67

% đến 75 %. Sinh khối tươi, khô của cây cà chua, số lượng lá/cây, chiều cao

cây ở lô thí nghiệm cao hơn so với lô không được xử lý (P < 0,05). Như vậy,

tế bào chủng Burkholderia, Bacillus không những kiểm soát hiệu quả nấm

bệnh R.solani và F. oxysporum mà còn có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng

và phát triển của rau diếp, khoai tây trong nhà lưới. Hơn nữa, đối với lô thí

nghiệm được xử lý với tế bào cũng như dịch ngoại bào của chủng vi khuẩn

đối kháng, mật độ và chủng loại vi sinh vật hữu ích trong đất xung quanh bộ

rễ của cà chua, rau diếp không bị giảm so với đối chứng [48].

1.4.2.4. Kết quả nghiên cứu sản xuất rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ

thủy canh ở Việt Nam

Các tác giả Trần Khắc Thi và cộng sự (2007) đã tiến hành nghiên cứu

ứng dụng công nghệ thủy canh tuần hoàn để sản xuất rau ăn lá trái vụ trong 2

năm từ năm 2007 – 2008 với 4 loài rau (11 giống xà lách, 3 giống cải, 3 giống

cần tây và 3 giống rau muốn). Kết quả thu được các giống rau phù hợp trồng

trái vụ trong dung dịch thuỷ canh tuần hoàn gồm: (1)- Sáu giống xà lách:

xoăn Trung Quốc, Rx08834067, Sweet GRM, Vulcania, Facestyle và Krintine

Kz. (2)- Hai giống cải xanh: BM và Tosakan. (3)- Hai giống cần tây: BM 701

và Tropic. (4)- Hai giống rau muống: Muống hạt và Muống trắng. (5)- Rau ăn

lá được trồng trái vụ bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt tiêu chuẩn an toàn

vệ sinh an toàn thực phẩm [8].

Nguyễn Minh Chung và cộng sự (2009) tiến hành nghiên cứu 7 công

thức giá thể trên 3 loại rau: xà lách, cải xanh và cần tây trong đó giá thể của

Viện Thổ nhưỡng Nông hóa làm đối chứng (giá thể gốc), 6 công thức còn lại

được phối trộn theo những tỷ lệ nhất định giữa giá thể gốc, trấu hun và sơ

dừa. Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 5 đến tháng 8/2009 tại Viện Nghiên

cứu Rau Quả Hà Nội. Kết quả cho thấy: Bảy loại giá thể thí nghiệm có ảnh

hưởng khác nhau đến sinh trưởng, năng suất, chất lượng của cải xanh, xà lách

và cần tây. Trong đó, giá thể phối trộn 50 % giá thể gốc + 50 % vụn xơ dừa

làm giá đỡ trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh cho kết quả tốt nhất đối với xà

lách, cải xanh và cần tây. Cả 7 giá thể này đều cho sản phẩm rau an toàn [9].

Nguyễn Minh Chung và cộng sự (2010) đã tiến hành xây dựng mô hình

sản xuất rau ăn lá bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn trong nhà lưới với 3

giống cải xanh, xà lách và cần tây. Kết quả cho thấy các giống rau có khả

năng thích ứng với công nghệ thủy canh tuần hoàn, rút ngắn thời gian sinh

trưởng và cho năng suất cao. Tuy nhiên, với chi phí ban đầu khá cao. Trong

đó, rau cải xanh có thời gian sinh trưởng từ 32 – 35 ngày, năng suất trung bình là 28,2 tạ/1000m2, lãi xuất thu được là 4.370.000 đồng/vụ/1000m2. Cải xanh có thời gian sinh trưởng 32 – 33 ngày, năng suất trung bình 26,3 tạ/1000m2, lãi xuất thu được là 8.390.000 đồng/vụ/1000m2. Cần tây có thời gian sinh trưởng là 42-45 ngày, năng suất trung bình đạt 27,7 tạ/1000m2, lãi xuất thu được là 14.500.000 đồng/vụ/1000m2 [10].

* *

Phần tổng quan tại liệu đã cho thấy bức tranh khái quát về tình hình

nghiên cứu và ứng dụng công nghệ thủy canh trong sản xuất các sản phẩm

nông nghiệp, nhất là rau xanh trên thế giới. Trong điều kiện miền Bắc Việt

Nam, tại các vùng sản xuất rau tập trung, chuyên canh ven đô thị và khu công

nghiệp, công nghệ này sẽ góp phần hỗ trợ cho việc cung cấp một phần rau

xanh an toàn, quanh năm tại đây. Để phát triển công nghệ này đòi hỏi cần có

các nghiên cứu chi tiết những kỹ thuật phù hợp với điều kiện đầu tư và ứng

dụng của người trồng rau nước ta. Tuy nhiên, qua tìm hiểu phần tổng quan

tình hình nghiên cứu trong nước cho thấy, đã có một số nghiên cứu về trồng

cây thủy canh, nhưng chưa có nghiên cứu tổng thể nào về kỹ thuật thủy canh

cho cây rau ăn lá mà mới chỉ đề cập đến từng kỹ thuật riêng lẻ, từng loại cây

trồng, từng loại dung dịch... Để khắc phục những hạn chế đó, chúng tôi đã

triển khai nghiên cứu Đề tài này nhằm xây dựng quy trình kĩ thuật, đưa ra các

khuyến cáo cho các nhà sản xuất, góp phần đáp ứng các yêu cầu của ngành

sản xuất rau.

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

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

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu: Đề tài tiến hành nghiên cứu trên một số

loại rau ăn lá, dung dịch dinh dưỡng, giá thể và ống dẫn dung dịch trồng rau

trái vụ bằng công nghệ thủy canh.

Giới thiệu các giống rau ăn lá:

* Cây cải xanh

Cây cải xanh (Brassica juncea L) thuộc họ thập tự Cruciferae, có nguồn

gốc từ Trung Quốc và đã được trồng ở nước này từ thế kỷ thứ 5 sau công

nguyên. Cải xanh được trồng khắp thế giới, từ Ấn Độ, miền Bắc Châu Phi,

trung tâm Châu Á, Châu Mỹ và Bắc Mỹ. Nguồn gốc chính xác thì chưa được

xác định rõ ràng.

Yêu cầu ngoại cảnh: Cải xanh có khả năng chịu đựng cao với khí hậu nóng, ẩm. Nhiệt độ thích hợp khoảng từ 15 – 20 0C, nở hoa và kết hạt thuận lợi là 20 – 25 0C. Cải xanh ưa ánh sáng vừa phải, có khả năng chịu bóng râm. Các giống cải xanh có hệ rễ cạn, lá trên cây không nhiều và lớn do vậy

cây cần được giữ ẩm thường xuyên trong thời gian sinh trưởng. Độ ẩm đất

thích hợp là 70 – 80 %. Cây cải xanh sinh trưởng được trên nhiều loại đất, tốt

nhất là đất tơi xốp, thoát nước tốt, có độ mùn cao, pH 5,5 – 7,0 [17].

* Cây xà lách

Cây xà lách (Lactuca sativa L) là loại rau ăn sống quan trọng và phổ

biến ở nhiều nước, đặc biệt ở vùng ôn đới, có số lượng NST 2n = 18, được

trồng với diện tích lớn nhất trong các loại rau ăn sống. Xà lách thuộc họ cúc

và chi Luctuca, họ cúc: Compositae, dưới họ hoa thìa lìa Liguliforae. Có rất

nhiều loại xà lách hoang dại được sử dụng như nguồn chống chịu sâu bệnh.

Xà lách được phân ra làm 4 loài: Luctuca sativa, Lactuca serroila, Latuca

saligna và Lactuca virosa.

Theo Ryder và Whitaker, xà lách có nguồn gốc từ Địa Trung Hải được

lan rộng ra khắp thế giới. Người ta đã tìm thấy dấu hiệu tồn tại của xà lách

vào khoảng 4.500 trước công nguyên qua các hình khắc trên mộ cổ ở Ai Cập,

được gọi là xà lách Măng. Theo một số tác giả ở Prosea, xà lách có nguồn gốc

ở vùng Tiểu Á và Trung Đông. Loại rau này được biết đến như là một loại

thuốc, rất phổ biến ở Hy Lạp và La Mã. Ở Tây Âu xà lách cuộn được biết từ

thế kỷ 14, loại xà lách ăn lá còn được biết sớm hơn.

Yêu cầu ngoại cảnh: Sinh trưởng phát triển tốt ở 8 – 25 0C, thích hợp

nhất từ 13 -16 0C.

Đối với xà lách ánh sáng thích hợp là ánh sáng vùng cận nhiệt đới với

cường độ khoảng 17.000 lux và thời gian chiếu sáng 16 h/ngày sẽ cuốn bắp

chặt hơn (đối với xà lách cuốn).

Yêu cầu ẩm độ đất cao, thích hợp trong khoảng 70 – 80 %.

Xà lách ăn nông, không kén đất, nhưng yêu cầu đất tơi xốp, thoát nuớc

tốt, pH 5,8 – 6,6; yêu cầu lượng dinh duỡng cao. [16].

* Cây cần tây

Cây cần tây (Apium graveolens L), là một loài cây thuộc họ Hoa tán

Apiaceae (Umbelliferae), Chi: Apium, Loài: A. Graveolens.

Cần tây được cho là có nguồn gốc từ Địa Trung Hải và đã được trồng

cho mục đích y tế 850 năm trước công nguyên. Trong Hy Lạp cổ điển, nó

được xem là một cây thánh thiện. Người ta cũng tìm thấy ở Miền Nam Thuỵ

Điển, các phân đảo của Anh, Ai Cập, Algeria, Ấn Độ, Trung Quốc,

Newzealand, California và cực Nam của nam Mỹ. Tuy nhiên, người ta nghi

ngờ nó có nguồn gốc ở một trung tâm khác.

Cần tây có 2 loại: có loại cần cao, lớn, mọc hoang ở ruộng lầy, các thung

lũng, bìa rừng núi; mọc nhiều nhất ở các ruộng bậc thang, sình lầy ở Quảng

Ngãi, Bình Định…

Yêu cầu ngoại cảnh: Cây cần tây thích hợp trong khoảng nhiệt độ từ 15 – 200C vào ban ngày và đêm lạnh, lá mỏng do đó ưa trồng trên đất giàu dinh

dưỡng, tơi xốp, khả năng giữ nước tốt. Cần tây không chịu được hạn và đất

chua, yêu cầu pH từ 5,8 – 6,5 [18]. Cần tây thuộc loại rau có nhu chất dinh

dưỡng thấp [2].

* Cây rau muống

Rau muống (tên khoa học Ipomoea aquatica) là một loài thực vật nhiệt

đới bán thủy sinh, thuộc họ Bìm Bìm (Convolvulaceae), bộ cà (Solanales).

Rau muống có nguồn gốc nhiệt đới châu Á, khu vực Nam và Đông Nam Á,

nhiệt đới châu Phi, Trung Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương.

Rễ rau muống có rễ mắt. Thân rỗng, dày, có lóng. Rau muống ruộng có

hai giống trắng và đỏ: rau muống trắng thường được trồng cạn, trên luống đất,

cần không nhiều nước, thân thường trắng xanh, nhỏ, kém chịu ngập; rau

muống đỏ trồng được cả ở trên cạn và ở nước ngập, ưa nhiệt độ 20-30 °C,

giống này thân to, cuống thường có màu đỏ, mọng.

Yêu cầu ngoại cảnh: Rau muống ưa nhiệt độ cao, thích hợp 25 – 30 0C, tốt nhất nhiệt độ 20-35 0C. Rau muống không kén đất, cây chỉ sinh trưởng tốt trong điều kiện đủ nước. Rau muống có thể trồng trên nhiều loại đất: đất sét,

đất cát, đất pha cát, đất ẩm giàu mùn hoặc đất được bón phân hữu cơ, có độ

pH = 5,3 – 6,0 [19].

2.1.2. Vật liệu thí nghiệm

2.1.2.1. Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn: Hệ thống này gồm các ống

nhựa (ống cấp, thoát nước) đường kính 110 mm, dài 24 m; đặt trên giá sắt,

cao 80 cm. Các ống nhựa được đục sẵn các lỗ 6,5 cm, cách nhau 15 cm để

đưa cây vào đó. Các ống đặt cách nhau 10 – 12 cm, nghiêng về phía bể thu, độ dốc 10 so với mặt đất. Ở đầu cấp các ống có hệ thống cung cấp dung dịch

dinh dưỡng được điều chỉnh lượng và tốc độ bởi khoá điều chỉnh. Dung dịch

đựng trong téc nhựa, đặt cao hơn ống dẫn dung dịch 0,7 m. Cho dung dịch

chảy qua các ống nhựa rồi vào bể chứa. Khi dung dịch trong téc chảy hết 2/3

thì van phao đóng bơm 2 chiều đẩy dung dịch từ bể thu ngược lại bể cấp. Cứ

như thế, dung dịch chảy tuần hoàn trong suốt thời gian sinh trưởng của cây.

Cây con được ươm trong rọ nhựa có đường kính 6,5 cm cao 10 cm, 3 cây /1rọ

khi được 2- 3 lá thật đưa vào hệ thống thuỷ canh tuần hoàn.

2.1.2.2. Giá thể và rọ nhựa: Trừ nội dung nghiên cứu về giá thể (nội

dung 3), các nội dung nghiên cứu khác sử dụng giá thể phối trộn 50 % giá thể

gốc của Viện Nông hoá Thổ nhưỡng + 50 % bột xơ dừa.

- Giá thể: Giá thể được phối trộn theo tỉ lệ 50 % giá thể gốc của Viện

Nông hoá Thổ nhưỡng + 50 % bột xơ dừa, giá thể tồn tại ở dạng bột, có mầu

nâu đậm, tơi xốp.

- Rọ nhựa: Rọ nhựa được sản xuất từ chất liệu nhựa thường, rọ có hình

cốc, chiều cao 10 cm, miệng loe, đường kính miệng rọ 6,5 cm, được đục lỗ ở

dưới đáy rọ để rẽ có thể đâm ra ngoài.

2.1.2.3. Dung dịch dinh dưỡng:

* Dung dịch 1: Dung dịch dinh dưỡng của Viện Sinh học nông nghiệp

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Thành phần gồm:

+ Dung dịch A: Amonium Nitrate, Calcium Nitrate, Iron EDTA

+ Dung dịch B: Potassium Nitrate, Monopotassium Phosphate,

Magnesium Sulphate, Mangan Sulphate, Zinc Chelate, Boric Acid, Coppper

Chelate, Ammonium Molybdate.

* Dung dịch 2: Dung dịch dinh dưỡng của Viện Nghiên cứu Rau quả Gia

Lâm, Hà Nội (VRQ 1). Thành phần gồm:

+ Dung dịch A: Calcium Nitrate, Iron EDTA.

+ Dung dịch B: Ammonium Photsphate, Potassium Photsphate,

Photassium Nitrate, Magnesium Sulphate, Zinc Sulphate, Boric Acid, Mangan

Sulphate, Coppper Sulphate, Ammonium Molybdate.

* Dung dịch 3: Dung dịch dinh dưỡng của Viện Nghiên cứu Rau quả Gia

Lâm, Hà Nội (VRQ 2). Thành phần gồm:

+ Dung dịch A: Amonium Nitrate, Calcium Nitrate, Iron EDTA.

+ Dung dịch B: Ammonium Photsphate, Potassium Photsphate,

Photassium Nitrate, Magnesium Sulphate, Zinc Sulphate, Boric Acid, Mangan

Sulphate, Coppper Sulphate, Ammonium Molybdate.

Ngoài nội dung nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng (nội dung 2), các

nội dung khác sử dụng dung dịch dinh dưỡng của Viện Nghiên cứu Rau Quả

tại huyện Gia Lâm, TP Hà Nội.

Dung dịch gồm:

+ Dung dịch A: Calcium Nitrate, Iron EDTA.

+ Dung dịch B: Ammonium Photsphate, Potassium Photsphate,

Photassium Nitrate, Magnesium Sulphate, Zinc Sulphate, Boric Acid, Mangan

Sulphate, Coppper Sulphate, Ammonium Molybdate.

2.1.3. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ nghiên cứu một số giải pháp công

nghệ sản xuất rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thủy canh trong điều kiện

khí hậu miền Bắc Việt Nam.

2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

2.2.1. Thời gian nghiên cứu: Đề tài được tiến hành trong thời gian từ

năm 2007 đến năm 2010.

2.2.2. Địa điểm nghiên cứu: Đề tài được nghiên cứu tại Viện Nghiên

cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội; triển khai mô hình sản xuất thăm dò tại Hợp

tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội và Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia

Lâm, Hà Nội; hoàn thiện tại Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.

2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài tiến hành 5 nội dung sau:

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

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

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

2.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu chọn loại ống dẫn dung dịch trong hệ

thống thủy canh tuần hoàn

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

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm xác định giống, dung dịch dinh dưỡng, lựa chọn ống dẫn

hiệu quả phù hợp với điều kiện Việt Nam bố trí kiểu tuần tự 2 hàng, 4 lần

nhắc lại trên hệ thống thủy canh tuần hoàn.

- Thí nghiệm xác định giá thể phù hợp cho sản xuất rau thuỷ canh bố trí

kiểu khối ngẫu nhiên 4 lần nhắc lại trên hệ thống thủy canh tuần hoàn.

- Diện tích ô thí nghiệm: 5 m2/ô. Diện tích mô hình sản xuất là 150m2.

Định cây theo phương pháp đường chéo 5 điểm. Mỗi ô theo dõi 5 cây.

Toàn bộ nghiên cứu gồm 10 thí nghiệm, việc bố trí cụ thể các công thức

của từng thí nghiệm như dưới đây:

* Thí nghiệm 1: So sánh giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy

canh tuần hoàn.

Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 7-8/2007. Thí nghiệm nhằm tìm ra

giống xà lách phù hợp trồng trong điều kiện thủy canh tuần hoàn. Thí

nghiệm tiến hành với 11 giống xà lách chịu nhiệt, mỗi giống là một công

thức như sau:

CT1: Giống Đà Lạt

CT2: Giống Thái Lan

CT3: Giống Xoăn TQ

CT4: Giống Rx 08834067

CT5: Giống Lubsson

CT6: Giống Sweet GRM

CT7: Giống Vulcania

CT8: Giống Facestyle

CT9: Giống Flardria R2

CT10: Giống Krintine Kz

CT11: Giống Muzai R2

* Thí nghiệm 2: So sánh giống cải ngọt trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.

Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 7-8/2007. Thí nghiệm nhằm tìm ra

giống cải ngọt phù hợp trồng trong điều kiện thủy canh tuần hoàn. Thí nghiệm

sử dụng 3 giống cải ngọt, mỗi giống là một công thức như sau:

CT1: Giống BM

CT2: Giống CX1

CT3: Giống Tosakan

* Thí nghiệm 3: So sánh giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy

canh tuần hoàn.

Thí nghiệm tiến hành từ 8-9/2007. Thí nghiệm nhằm tìm ra giống cần

tây phù hợp trồng trong điều kiện thủy canh tuần hoàn. Thí nghiệm sử dụng 3

giống cần tây là: Tropic, Kyo, BM 701; mỗi giống là một công thức như sau:

CT1: Giống Tropic

CT2: Giống Kyo

CT3: Giống BM 701

* Thí nghiệm 4: So sánh giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.

Thí nghiệm tiến hành từ tháng 10/2007- 1/2008. Thí nghiệm nhằm tìm ra

giống rau muống thích hợp với điều kiện trồng thủy canh. Thí nghiệm tiến

hành với 3 giống rau muống: rau muống hạt, rau muống trắng và rau muống

tím; mỗi giống là một công thức như sau:

CT1: Giống rau muống hạt.

CT2: Giống rau muống trắng.

CT3: Giống rau muống tím.

* Thí nghiệm 5: Xác định dung dịch thủy canh tuần hoàn thích hợp đối

với một số loại rau ăn lá

Thí nghiệm 5 được tiến hành với 3 loại dung dịch và 4 loại rau (xà lách,

cải xanh, cần tây và rau muống).

Đối với xà lách, cải xanh và cần tây, thí nghiệm tiến hành từ tháng 8 -

9/2007.

Đối với rau muống thí nghiệm tiến hành từ tháng 10/2007 - 3/2008.

Thí nghiệm 5 được tiến hành với 3 công thức là 3 dung dịch dinh dưỡng

như sau:

CT1 (đối chứng): Dung dịch dinh dưỡng của Viện Sinh học nông nghiệp,

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.

CT2: Dung dịch dinh dưỡng của Viện Nghiên cứu Rau quả Gia Lâm, Hà

Nội (VRQ 1).

CT3: Dung dịch dinh dưỡng của Viện Nghiên cứu Rau quả Gia Lâm, Hà

Nội (VRQ 2).

Các công thức được pha theo tỷ lệ thích hợp. Định kỳ kiểm tra EC -

Nồng độ hữu hiệu (effective concentration) trong dung dịch để theo dõi lượng

dinh dưỡng cần bổ sung qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây.

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

Thí nghiệm 6 được bố trí để so sánh 7 loại giá thể giữ cây khác nhau

nhằm tìm ra được loại giá thể thích hợp nhất đối rau cải xanh.

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

Thí nghiệm 7 được bố trí để so sánh 7 loại giá thể giữ cây khác nhau

nhằm tìm ra được loại giá thể thích hợp nhất đối rau xà lách.

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

Thí nghiệm 8 được bố trí để so sánh 7 loại giá thể giữ cây khác nhau

nhằm tìm ra được loại giá thể thích hợp nhất đối rau cần tây.

Thí nghiệm 6, thí nghiệm 7, thí nghiệm 8 được tiến hành từ tháng 5 đến

tháng 8/2009. Cả 3 thí nghiệm đều được bố trí để so sánh 7 loại giá thể giữ

cây khác nhau, mỗi loại giá thể giữ cây là một công thức như sau:

CT1: Giá thể của Viện Nông hoá Thổ nhưỡng (đ/c - gọi là giá thể gốc).

CT2: Giá thể là trấu hun.

CT3: Giá thể là bột xơ dừa.

CT4: 50 % giá thể gốc + 50 % trấu hun.

CT5: 50 % giá thể gốc + 50 % bột xơ dừa.

CT6: 50 % trấu hun + 50 % bột xơ dừa.

CT7: 1/3 giá thể gốc + 1/3 trấu hun + 1/3 bột xơ dừa.

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

Thí nghiệm 9 được bố trí để so sánh 3 loại ống dẫn dung dịch khác nhau

nhằm tìm ra được loại ống dẫn thích hợp nhất đối rau xà lách.

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

Thí nghiệm 10 được bố trí để so sánh 3 loại ống dẫn dung dịch khác

nhau nhằm tìm ra được loại ống dẫn thích hợp nhất đối rau cải xanh.

Thí nghiệm 9, thí nghiệm 10 được tiến hành từ 28/5- 3/7/2007 (vụ 1) và

15/7- 25/8/2007 (vụ 2). Cả 2 thí nghiệm đều được bố trí để so sánh 3 loại ống

dẫn dung dịch khác nhau, mỗi loại ống dẫn dung dịch là một công thức như sau:

110 mm.

110 mm. CT1: Ống nhựa chữ nhật, kích thước 110 mm x 70 mm. CT2: Ống nhựa tròn chất liệu chịu nhiệt F CT3: Ống nhựa tròn chất liệu bình thường F

* Mô hình 1: Sản xuất thăm dò tại Hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông

Anh, Hà Nội.

Mô hình này thực hiện với 4 giống gồm: cải xanh, xà lách, cải mơ, cải

chít; thí nghiệm tiến hành trong nhà lưới, mái lợp plastic; thời gian thí nghiệm

tháng 7 – 8/2008.

* Mô hình 2: Sản xuất tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội.

Thí nghiệm nhằm triển khai mô hình ra sản xuất, thí nghiệm tiến hành

với 3 giống: cải xanh, xà lách, cần tây.

Mô hình sản xuất cải xanh: Thời gian tiến hành, tháng 5-6/2010.

Mô hình sản xuất xà lách: Thời gian tiến hành, tháng 6-8/2010.

Mô hình sản xuất cần tây: Thời gian tiến hành, tháng 8-10/2010.

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

2.4.2.1. Nhóm các chỉ tiêu về sinh trưởng

* Phương pháp chọn mẫu theo dõi: Chọn cố định điểm theo dõi, mỗi

điểm theo dõi 10 cây; theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, các yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất cá thể trên các cây đã định.

* Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu:

- Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng:

+ Từ gieo đến nẩy mầm (ngày): Tính từ khi gieo hạt đến khi có hai lá mầm.

+ Từ mọc đến ra lá thật (ngày): Tính từ khi hạt nảy mầm (hai lá mầm)

đến khi có lá thật.

+ Từ mọc đến ngày đưa lên hệ thống thủy canh tuần hoàn (ngày): Tính

từ khi nảy mầm đến khi đưa lên hệ thống thủy canh.

+ Tổng thời gian sinh trưởng (ngày): Tính từ khi mọc đến khi thu hoạch rau.

- Số lá/cây (lá): Đếm 5 ngày 1 lần, dùng sơn đánh dấu lá trên cùng ở mỗi

lần đếm. Số lá được tính từ lá thật đầu tiên tới lá đánh dấu. Số lá/cây được

tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.

- Chiều cao cây (cm): Đo 5 ngày 1 lần, dùng thước gỗ đo từ gốc (sát mặt

giá thể) đến vót lá cao nhất. Chiều cao cây được tính bằng số liệu trung bình

của các cây theo dõi.

- Đường kính tán cây (cm): Dùng thước gỗ đo 5 ngày 1 lần. Đường kính

tán cây được tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.

- Khối lượng cây (gam): Cân các cây theo dõi khi thu hoạch. Khối lượng

cây được tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.

- Năng suất lý thuyết (tạ/1000m2) = Khối lượng trung bình của cây theo

dõi x số cây/m2.

- Năng suất thực thu (tạ/1000m2): Cân khối lượng thực tế của ô thí

nghiệm khi thu hoạch, rồi quy đổi ra 1000 m2.

2.4.2.2. Nhóm chỉ tiêu về chất lượng rau

* Phương pháp chọn mẫu để theo dõi: Mỗi ô thí nghiệm chọn 3 mẫu để

phân tích các chỉ tiêu.

* Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu:

- Chất khô (%): Theo phương pháp sấy khô, cân trọng lượng đến khi

không đổi thì thôi.

- VTM C (mg/100g tươi): Phương pháp Tilman

- Đường tổng số (%): Phương pháp Bectrand

- Nitrat (NO3): Phân tích theo phương pháp sắc kí ion

- Kim loại nặng (Pb, Cd): Phân tích theo phương pháp cực phổ

Các chỉ tiêu về chất lượng rau được phân tích tại Phòng Thí nghiệm của

Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm Hà Nội.

2.4.2.3. Nhóm các chỉ tiêu về sâu bệnh

Sâu bệnh được theo dõi theo phương pháp điều tra định kỳ 7 ngày 1 lần.

Đánh giá mức độ bị hại theo cách đánh giá của Viện Bảo vệ Thực vật

Các chỉ tiêu về sâu bệnh được theo dõi như sau:

- Bệnh thối rễ, héo xanh (%): Tính bằng tỉ lệ số cây bị bệnh trong tổng số

cây trồng.

- Bệnh đốm nâu: Đánh giá theo các cấp bệnh sau:

Cấp 1 (-): Không bệnh (không có lá nào bị bệnh).

Cấp 2 (*): Bệnh nhẹ (20% số lá/cây bị bệnh).

Cấp 3 (**): Bệnh trung bình (20- 40% số lá/cây bị bệnh).

Cấp 4 (***): Bệnh nặng (> 40% số lá/cây bị bệnh).

- Bọ nhảy (%): Tính bằng tỉ lệ cây bị hại trong tổng số cây trồng. - Sâu xanh, sâu tơ, sâu xám (con/m2): Tính bằng cách đếm số con trong

từng ô thí nghiệm rồi quy ra m2.

2.4.2.4. Phương pháp hạch toán kinh tế

- Tổng chi (nghìn đồng): Tính tất cả các khoản chi thực tế cho việc sản suất

rau như: giá thể, giống, dinh dưỡng, khấu hao hệ thống, nhà lưới, điện…

- Giá bán (nghìn đồng/kg): Giá bán áp dụng theo giá rau an toàn tại thời

điểm thu hoạch.

- Tổng thu (nghìn đồng) = Năng suất thực thu x giá bán

- Lãi thuần (nghìn đồng) = Tổng thu - Tổng chi phí

2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu chính được xử lý thống

kê bằng phần mềm IRRISTAT, Excel và so sánh theo Duncan.

Chương 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. XÁC ĐỊNH LOẠI RAU ĂN LÁ THÍCH HỢP TRỒNG TRÁI

VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN

3.1.1. Xác định giống xà lách thích hợp trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn

Qua theo dõi thí nghiệm với 11 giống xà lách chịu nhiệt, chúng tôi thu

được kết quả như sau:

3.1.1.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống xà lách

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

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

TT Tên giống

Mọc Thu hoạch

Thời gian từ gieo đến: ... (ngày) Đưa vào hệ thống thuỷ canh 10 32 3 1 Đà Lạt

2 Thái Lan 3 10 36

3 10 34 3 Xoăn TQ

4 Rx 08834067 3 10 32

5 Lubsson 3 10 35

6 Sweet GRM 3 10 36

7 Vulcania 3 10 33

8 Facestyle 3 10 34

9 3 10 50 Flardria R2

10 Krintine Kz 3 10 33

3 10 40 11 Muzai R2

Kết quả thí nghiệm bảng 3.1 cho thấy:

- Thời gian từ gieo đến mọc và từ gieo đến khi đưa vào hệ thống thuỷ

canh của các giống không có sự khác nhau, từ gieo đến mọc ở các giống là 3

ngày, từ gieo đến khi đưa vào hệ thống thủy canh là 10 ngày.

- Thời gian từ khi đưa vào hệ thống thuỷ canh đến thu hoạch giữa các

giống chênh lệch nhau rất nhiều (32 - 50 ngày). Các giống có thời gian sinh

trưởng ngắn là Rx 08834067, Vulcania và Krintine Kz (32 - 33 ngày). Các

giống có thời gian sinh trưởng dài là: Flardria R2 và Muzai R2 (40 - 50 ngày).

3.1.1.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất của các giống xà lách

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

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

lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

TT

Giống

Khối

Chiều cao cây

Số lá/cây

Đường kính tán

Chiều dài lá

(cm)

(lá)

(cm)

lượng cây (g)

15,73 bc 13,82 e

19,80 f

16,12 b

78,82 c

Năng suất LT (tạ/1000m2) 17,02 e

1 Đà Lạt

2 Thái Lan

14,82 d

13,25 e

21,85 e

15,25 c

71,42 f

16,59 ef

15,25 c

16,00 c

21,65 e

16,85 b

72,97 e

18,36 cd

3 Xoăn TQ

4 Rx 08834067 12,45 i

16,53 c

26,51 a

16,50 b

71,07 f

20,20 c

5 Lubsson

12,9 f

13,78 e

21,61 e

11,63 f

72,19 e

19,01 d

6 Sweet GRM 22,68 a

17,33 b

17,79 g

20,20 a

86,86 b

23,15 b

7 Vulcania

13,48 e

16,44 c

25,63 b

15,43 c

79,38 c

21,53 c

8 Facestyle

15,40 c

15,41 d

22,68 d 16,03 bc

77,05 d

21,71 c

14,63 d

19,53 a

25,29 b 16,03 bc 179,86 a

48,64 a

9 Flardria R2

10 Krintine Kz

15,85 b

13,73 e

22,75 c 16,06 bc 76,81 de

24,26 b

12,13 k

12,53 f

22,71cd 15,63 c

56,05 i

17,22 e

11 Muzai R2

CV%

1,0

1,5

1,2

2,3

0,8

LSD

0,89 0,89

Kết quả thí nghiệm bảng 3.2 cho thấy: Tốc độ sinh trưởng của các giống

xà lách trồng thuỷ canh không đồng đều nhau. Có 7 giống sinh trưởng khá tốt,

kích thước lá lớn (Đà Lạt, Xoăn TQ, Rx 08834067, Sweet GRM, Facestyle,

Flardria R2, Krintine Kz). Trong đó, giống có chiều cao cây thấp nhất là

Lubsson 12,9 cm, giống có chiều cao cây lớn nhất là Sweet GRM 22,68 cm.

Giống có số lá nhiều nhất là Flardria R2 19,53 lá, ít nhất là giống Muzai R2

12,53 lá. Đường kính tán lớn nhất là giống Rx 08834067 tới 26,51 cm, nhỏ

nhất là giống Đà Lạt 19,80 cm. Chiều dài lá lớn nhất là 20,20 cm (giống

45.04

21.76

21.65 19.03 19.21

14.72

15.52 14.09 17.86 18.12 16.51

Sweet GRM), nhỏ nhất là 11,63 cm (giống Lubsson).

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t (

50 40 30 20 10 0

u h t c ự h t t ấ u s g n ă N

T hái Lan

V ulca nia

M uzai R2Giống

Krintine Kz

Flardria R2 F acestyle

S w eet G R M Lu bsson

R x 0883 4067

Hình 3.1. Năng suất của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Kết quả theo dõi được thể hiện ở Hình 3.1 cho thấy: trong điều kiện trái

vụ (20/7- 30/8) các giống xà lách chịu nhiệt trồng trong dung dịch thủy canh

tuần hoàn cho năng suất khá cao, từ 14,0 tạ/1000m2 (giống Thái Lan) đến

45,04 tạ/1000m2 (giống Flardria R2). Trong đó có 6 giống xà lách cho năng

suất cao từ 17,86 tạ/1000m2 – 21,65 tạ/1000m2 (Xoăn TQ, Rx 08834067,

Sweet GRM, Vulcania, Facestyle và Krintine Kz ). Cá biệt có giống Flardria

R2 cho năng suất 45,04 tạ/1000m2. Giống có nguồn gốc từ Australia do Công

ty Sygenta cung ứng tại Việt Nam. Giống này có đặc điểm là thời gian sinh

trưởng dài nhất (50 ngày), cây to, cuộn bắp, khối lượng cây lớn 179,86 g/cây.

Tuy nhiên, giống này có hạn chế là thời gian sinh trưởng dài.

3.1.2. Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ bằng công

nghệ thủy canh tuần hoàn

3.1.2.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Bảng 3.3. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

TT Tên giống Thời gian từ gieo đến: … (ngày)

Mọc Đưa vào hệ thống Thu hoạch

thuỷ canh

1 BM 3 10 30

2 CX1 3 10 30

3 Tosakan 3 10 30

Kết quả nghiên cứu ở bảng 3.3 cho thấy: Thời gian sinh trưởng của các

giống cải xanh trong hệ thống thủy canh không khác nhau bằng 30 ngày.

3.1.2.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất của các giống cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Qua kết quả thí nghiệm bảng 3.4 và Hình 3.2 cho thấy:

- Trong điều kiện trái vụ song các giống cải xanh ngọt trồng trên hệ

thống thủy canh tuần hoàn sinh trưởng, phát triển tốt cho năng suất cao.

- Giống cải Toosakan có chiều cao 32,83 cm, cao hơn giống CX1 và

BM, nhưng có số lá tương đương với BM (11,06 lá và 11,33) và cao hơn

giống CX1. Năng suất thực thu, giống BM và giống Tosakan năng suất tương

đương nhau đạt (24,40 và 23,84 tạ/1000m2), cao hơn giống CX1 (18,75

tạ/1000m2).

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

Chiều cao

Khối lượng

TT

Giống

Số lá/cây (lá)

cây (cm)

cây (g)

NSLT (tạ/1000m2)

31,50 b 11,33 a 157,66 a 27,95 a 1 BM

29,67 c 9,67 b 128,67 c 23,04 c 2 CX1

32,83 a 11,06 a 138,67 b 25,91 b 3 Tosakan

36,40** 11,76** 104,40** 28,04** F test

27.95

25.91

23.04

30 25

20 15 10

1,6 4,7 2,9 1,6 CV%

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t ( t ấ u s g n ă N

5 0

Giống

CX1

Tosakan

Hình 3.2. Năng suất thực thu của các giống rau cải trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Như vậy, giống cải thích hợp trồng trái vụ trong điều kiện thủy canh tuần

hoàn là giống BM và Tosakan. Giống BM là giống nhập nội từ Trung Quốc

do Công ty TNHH Bình Minh cung cấp. Giống Tosakan có nguồn gốc từ

Nhật Bản cũng do Công ty Bình Minh cung cấp.

3.1.3. Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn

3.1.3.1. Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng của các giống cần tây

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

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

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Thời gian từ gieo đến… (ngày)

TT Tên giống Đưa vào hệ Mọc Thu hoạch thống thuỷ canh

1 Tropic 6 13 33

2 Kyo 6 13 33

3 BM 701 6 13 33

Kết quả thí nghiệm ở bảng 3.5 cho thấy: Trong điều kiện mùa hè, cần tây

mọc chậm hơn các loại rau khác 3 - 4 ngày. Thời gian từ gieo đến mọc của cả

3 giống cần trong thí nghiệm là 6 ngày, từ gieo đến khi đưa vào hệ thống thủy

canh là 13 ngày và tổng thời gian sinh trưởng của các giống cần tây trong thí

nghiệm là 33 ngày.

3.1.3.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất của các giống cần tây

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Kết quả thí nghiệm Bảng 3.6 và Hình 3.3 thấy rằng: Giống Tropic và

BM701, tốc độ sinh trưởng và năng suất tương đương nhau: Giai đoạn thu

hoạch, chiều cao cây giống Tropic đạt 42,6 cm, giống BM701 đạt 42,5cm; số

lá/cây đạt 9,7 lá (giống Tropic) và 9,5 lá (giống BM701); năng suất thực thu

giống Tropic đạt 46,24 tạ/1000m2 và giống BM 701 đạt 46,46 tạ/1000m2, cao

hơn giống Kyo chắc chăn ở mức độ thống kê.

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

Sinh trưởng Năng suất

15 ngày sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh

30 ngày sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh

Giống

Khối lượng cây (g)

Cao cây

Năng suất LT (tạ/1000m2)

Số lá/cây

(cm)

25,5 6,4 42,6 9,7 Tropic 64,53 81,4

23,7 6,2 40,4 8,5 Kyo 59,66 77,5

46.46

46.24

42.05

BM 25,8 6,5 42,5 9,5 64,07 80,8 701

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t ( t ấ u s g n ă N

Giống

Tropic

K y o

B M 701

H ình 3 .3 . N ă ng s uấ t của cá c g iố ng cầ n tâ y trồ ng trá i v ụ bằ ng cô ng ng hệ thủy ca nh tuầ n ho à n

Như vậy, 2 giống cần tây thích hợp trồng trái vụ là Tropic và BM 701.

Đây là hai giống có nguồn gốc từ Thái Lan được Công ty Bình Minh nhập

khẩu và phân phối tại Việt Nam.

3.1.4. Xác định giống rau muống thích hợp trồng trái vụ bằng công

nghệ thủy canh tuần hoàn

3.1.4.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống rau muống

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

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

TT Tên giống Thời gian từ gieo/trồng đến: … (ngày)

Thu

Mọc/

Đưa vào hệ

bén rễ

thống T.canh

lứa 1

lứa 2

lứa 3

lứa 4

lứa 5

lứa 6

3 9 15 22 29 36 44 51 1 Muống hạt

5 9 15 22 29 36 44 51 2 Muống trắng

7 11 26 40 55 70 85 99 3 Muống tím

Kết quả thí nghiệm bảng 3.7 cho thấy: Trong điều kiện trái vụ, rau

muống hạt và rau muống trắng sinh trưởng nhanh hơn rau muống tím: Sau khi

đưa lên giàn 6 ngày được thu lứa đầu, sau đó cứ 7 - 8 ngày thu một lứa.

Giống rau muống tím sinh trưởng rất chậm: Sau khi đưa lên giàn 11

ngày mới được thu lứa đầu, lứa thứ 2 sau lứa đầu 14 ngày, lứa thứ 3 sau lứa

thứ 2 là 15 ngày, sau đó cứ 14-15 ngày hái 1 lứa và cứ 2 lứa rau muồng trắng

mới được 1 lứa rau muống tím.

3.1.4.2. Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công

nghệ thủy canh tuần hoàn

Kết quả thí nghiệm bảng 3.8 thấy: Giống rau muống hạt và giống rau

muống trắng sinh trưởng phát triển tốt khi trồng trái vụ, cứ 7 - 8 ngày tăng

trưởng chiều cao cây 27 - 35,6 cm. Giống rau muống tím sinh trưởng rất chậm

trong điều kiện trái vụ, cứ 14 - 15 ngày mới tăng trưởng được 13,4 - 18,6 cm.

Bảng 3.8. Chiều cao của các giống rau muống

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn (cm)

Sau khi đưa vào dung dịch Tên

9 ngày

16 ngày

23 ngày

30 ngày

37 ngày

44 ngày

51 ngày

58 ngày

65 ngày

73 ngày

80 ngày

giống

(lứa 1)

(lứa 2)

(lứa 3)

(lứa 4)

(lứa 5)

(lứa 6)

(lứa 7)

(lứa 8)

(lứa 9)

(lứa 10)

(lứa 11)

Muống

hạt

Muống

31,4 35,6 32,2 32,5 30,5 30,5 28,5 30,2 29,5 30,7 28,7

trắng

Muống

27,0 27,6 27,0 28,5 27,8 26,5 26,8 26,8 27,5 28,4 27,6

tím

18,6 - 18,7 - 16,6 - 15,3 - 15,9 - 13,4

3.1.4.3. Năng suất thực thu của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Bảng 3.9. Năng suất thực thu của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn (tạ/1000m2)

Tên

Lứa 1 Lứa 2 Lứa 3 Lứa 4 Lứa 5 Lứa 6 Lứa 7 Lứa 8 Lứa 9 Lứa 10 Lứa 11

giống

Muống

32,05 37,87 47,53 62,16 57,76a 62,16 62,55a 63,25

59,95a

59,58a

41,06a

hạt

Muống

33,85 36,90 38,93 62,08 54,28b 62,08 60,46b 62,58

57,53b

55,77b

43,33b

trắng

Muống

19,57

23,68

21,68c

16,73c

12,25c

12,79c

tím

F test

***

23,4**

***

CV%

1,6

1,2

1,6

1,5

1,6

1,4

Kết quả theo dõi năng suất ở bảng 3.9 cho thấy: Giống rau muống hạt

cho năng suất cao nhất trong các giống thí nghiệm: Lứa thứ nhất đạt 32,05

tạ/1000m2, năng suất cao nhất là lứa thứ 8 năng suất đạt 63,25 tạ/1000m2, lứa

11 năng suất bắt đầu giảm. Đứng thứ 2 là giống rau muống trắng, cho năng

suất khá cao khi trồng trái vụ, đạt 33,85 tạ/1000m2 (lứa thứ nhất) và cao nhất

ở lứa thứ 8 là 62,58 tạ/1000m2.

Giống rau muống tím, cây sinh trưởng rất chậm, cứ 2 lứa rau muống

trắng (14- 15 ngày) mới được 1 lứa rau muống tím, năng suất rất thấp, cao

700

585.92

567.79

600 500

400 300

106.7

200 100

nhất chỉ đạt 23,68 tạ/1000m2 ở lứa thứ 3.

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t ( t ấ u s g n ă N

Giống

M uống hạt

M uống trắng

M uống tím

H ình 3.4. Tổng năng s uất của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Hình 3.4 cho thấy: Tổng năng suất của rau muống hạt đạt cao nhất là

585,92 tạ/1000m2 sau đó là rau muống trắng và thấp nhất là rau muống tím

tổng năng suất chỉ đạt 106,7 tạ/1000m2.

Như vậy, 2 giống rau muống thích hợp trồng trái vụ là rau muống hạt và

rau muống trắng.

Qua các kết quả nghiên cứu trên cho thấy các giống rau thích hợp trồng

trái vụ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn là:

(1) Đối với rau xà lách gồm các giống: Xoăn Trung Quốc, Rx08834067,

Sweet GRM, Vulcania, Facestyle và Krintine Kz.

(2) Đối với rau cải ngọt gồm hai giống: BM và Tosakan.

(3) Đối với rau cần tây gồm hai giống: BM 701 và Tropic.

(4) Đối với rau muống gồm hai giống: Rau muống hạt và rau muống trắng.

3.1.5. 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

Để đánh giá chất lượng và mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm chúng tôi

tiến hành phân tích một số giống rau xà lách và cải xanh.

3.1.5.1. Một số chỉ tiêu về chất lượng của xà lách và cải xanh trồng

trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

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

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Loại rau Tên giống

Chất khô (%) 5,20 Đường tổng số (%) 1,44 VTM C (mg/100g) 2,26 RX 08834067

Lubsson 1,12 1,62 5,80

Sweet GRM 1,13 2,00 5,95

Vulcania 1,25 1,94 6,74 Xà lách Facestyle 1,02 1,67 5,60

0,90 2,58 5,08 Flardria R2

Krintine Kz 1,43 2,26 7,81

1,24 2,58 6,85 Muzai R2

BM 3,43 3,88 7,75

CX1 3,24 3,86 8,22 Cải xanh

Tosakan 3,53 3,98 8,12

Kết quả phân tích bảng 3.10 cho thấy:

- Xà lách trồng trong dung dịch có hàm lượng chất khô và đường tổng số

khá cao. Hàm lượng chất khô giao động từ 5,2% (giống RX 08834067) đến

7,81% (giống Krintine Kz). Đường tổng số giao động từ 0,9% giống Flardria

R2 đến 1,44% giống RX 08834067.

Hàm lượng VTMC cao nhất là giống Flardria R2 và giống Muzai R2

(2,58 mg/100g), thấp nhất là giống Lubsson (1,62 mg/100g).

- Cải xanh trồng trong dung dịch có hàm lượng chất khô từ 7,75% giống

BM đến 8,22% giống CX1. Hàm lượng đường tổng số cao nhất là giống

Tosakan 3,53% thấp nhất là giống CX1 3,24 %. Hàm lượng VTMC cao nhất

là giống Tosakan 3,98 mg/100g và thấp nhất là giống CX1 3,86 mg/100g.

3.1.5.2. Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong xà lách, cải

xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Năm 2000, Võ Kim Oanh, Nguyễn Quang Thạch và Cao Thị Thủy đã

nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón, cách bón, mật độ trồng đến sự sinh

trưởng phát triển và tích lũy NO3 của cây cải ngọt trồng trong dung dịch. Kết

quả cho thấy, cả 15 công thức thí nghiệm với 3 mức bón phân, 3 mật độ và 2

cách bón khác nhau đều không phải dùng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng

NO3 đều dưới mức cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới FAO/WHO [26].

Phạm Ngọc Sơn (2006), nghiên cứu ứng dụng kĩ thật thủy canh và khí

canh trong sản xuất rau cải xanh, xà lách ở Hải Phòng đã kết luận: Cây

trồng bằng kỹ thuật thủy canh, khí canh cho năng suất cao và sản phẩm an

toàn [32].

Trong kết quả thí nghiệm của mình, chúng tôi đã tiến hành phân tích một

số chỉ tiêu về vệ sinh an toàn thực phẩm và so với tiêu chuẩn Việt Nam cho

phép cho thấy các chỉ tiêu này đều dưới ngưỡng cho phép rất xa. Điều này,

cũng rất phù họp với kết luận của các tác giả trên, tuy các tác giả so sánh với

tiêu chuẩn của WHO.

3) trong sản phẩm rau dưới ngưỡng cho phép rất

Kết quả phân tích ở bảng 3.11 cho thấy: - Dư lượng Nitrat (NO-

xa: Trong xà lách từ 243- 389 mg/kg; trong cải xanh từ 277- 392 mg/kg.

- Hàm lượng Pb và Cd trong sản phẩm rau rất thấp:

+ Trong sản phẩm xà lách: Hàm lượng Pb từ 0,018- 0,05 mg/kg; hàm

lượng Cd từ 0,003- 0,017 mg/kg - Dưới ngưỡng cho phép hàng trăm lần.

3 và một số kim loại nặng trong xà lách và cải

Bảng 3.11. Hàm lượng NO-

xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

NO-

Tên mẫu

3 (mg/kg tươi) Pb (mg/kg tươi) Cd (mg/kg tươi)

Loại rau

Trong rau Trong rau Trong rau

Giới hạn cho phép (TCVN) Giới hạn cho phép (TCVN) Giới hạn cho phép (TCVN)

RX 08834067 250 0,041 0,003

Lubsson 272 0,035 0,002

Sweet GRM 389 0,019 0,006

Vulcania 298 0,05 0,007 Xà 1500 1,0 0,1 Facestyle 356 0,046 0,008 lách

320 0,018 0,009 Flardria R2

Krintine Kz 265 0,044 0,004

243 0,044 0,008 Muzai R2

CX1 392 0,0485 0,004 Rau

1500 1,0 0,2 cải BM 357 0,0485 0,005

xanh Tosakan 277 0,0484 0,005

+ Trong sản phẩm cải xanh: Hàm lượng Pb từ 0,0484 - 0,0485 mg/kg;

hàm lượng Cd từ 0,004- 0,005 mg/kg - Dưới ngưỡng cho phép hàng trăm lần.

Như vậy, sản xuất rau trong hệ thống thuỷ canh, đảm bảo an toàn vệ

sinh thực phẩm.

3.2. XÁC ĐỊNH LOẠI DUNG DỊCH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ

Hiện nay, việc pha chế dung dịch dinh dưỡng cho mỗi loại rau gặp rất

nhiều khó khăn, nhất là đối với việc phổ biến kỹ thuật này ra sản xuất đại trà

do người trồng rau nước ta thiếu kiến thức và kĩ thuật, nên phải sử dụng các

loại dung dịch pha sẵn, giá thành rất cao. Trong khi đó, mỗi loại rau khác

nhau có yêu cầu pH, tỷ lệ đa lượng, trung lượng và vi lượng khác nhau. Do

dó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xác định dung dịch dinh dưỡng thích hợp

cho từng chủng loại rau ăn lá khác nhau, góp phần hạ giá thành sản phẩm so

với dung dịch nhập nội. Việc xác định dung dịch phù hợp căn cứ vào tình

trạng sinh trưởng, phát triển và năng suất của rau trồng trong dung dịch để

đưa ra dung dịch phù hợp với từng loại rau.

3.2.1. 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

Trong công nghệ thủy canh tuần hoàn, dung dịch luôn luôn luân chuyển

trong ống dẫn, sự trao đổi ôxy của bộ rễ thuận lợi hơn vì vậy cây sinh trưởng

tốt hơn, năng suất thường cao hơn cây trồng trong dung dịch tĩnh. Kết quả thí

nghiệm (bảng 3.12, 3.13 ) thấy rằng:

- CT2 cây xà lách, cải xanh và cần tây sinh trưởng tốt tương đương đỗi chứng

(CT1). Giai đoạn sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh tuần hoàn 20 ngày:

+ Cây xà lách, chiều cao cây đạt 24,1cm; số lá đạt 15,4 lá/cây - Tương

đương đối chứng và cao hơn CT3.

+ Cây cải xanh, chiều cao cây đạt 36,0 cm; số lá đạt 13,5 lá/cây - Tương

đương đối chứng và cao hơn CT 3.

+ Cây cần tây, chiều cao cây đạt 44,4 cm; số lá đạt 8,8 lá/cây - Tương

đương đối chứng và cao hơn CT 3.

- CT3, cây rau muống sinh trưởng tốt, chiều cao cây đạt 28,1- 36,5 cm -

Cao hơn CT 1 và CT 2 ở tất cả các đợt theo dõi.

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

10 (15) ngày sau khi đưa lên hệ thống tuần hoàn

20 (30) ngày sau khi đưa lên hệ thống tuần hoàn

Vụ nghiên cứu

Số lá/cây

Loại dung dịch dinh

dưỡng

Chiều cao cây (cm) Cải xanh

Xà lách

Cần tây

Xà lách

Cần tây

Cải xanh 7,7

Cần Cải xanh tây 6,4 24,1 36,2 43,7 15,0 13,9

Cần tây 8,6

Xà lách CT1(đ/c) 13,5 16,5 23,5 7,5

2007

13,5 16,3 22,5 7,8

5,9 24,5 36,0 44,4 15,4 13,5

CT2

8,0

8,8

CT3

6,8

11,5 14,5 21,0 6,5

5,3 21,4 31,5 40,2 13,9 12,7

7,7

Ghi chú: Cần tây theo dõi đợt 1 ở giai đoạn 15 ngày, đợt 2 ở giai đoạn

30 ngày sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh tuần hoàn.

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

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn (cm)

Dung

Sau khi đưa vào dung dịch

dịch DD

ngày 25,6

ngày 24,7

ngày 23,7

ngày 22,8

ngày 23,6

ngày 24,7

ngày 25,7

ngày 20,7

CT1(Đ/c)

CT2 25,5 26,8 26,0 26,5 27,4 25,3 24,8 22,0

CT3 28,8 29,5 28,6 28,5 30,7 36,2 36,5 30,4

Ghi chú: Chiều cao của rau muống được đo vào thời điểm hái của từng lứa.

3.2.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất các

loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Kết quả thí nghiệm bảng 3.14 và bảng 3.15 có nhận xét:

- CT 2 cây rau xà lách, cải xanh và cây cần tây cho năng suất cao bằng

đối chứng và cao hơn CT 3 chắc chắn:

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

một số loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Năm

Loại

Khối lượng cây

TN

dung

(g)

Năng suất lý thuyết (tạ/1000m2)

Năng suất thực thu (tạ/1000m2)

Xà

dịch

Cải

Cần

Cải

Cần

Xà lách Cải xanh Cần tây

dinh

lách

xanh

tây

lách

xanh

tây

dưỡng

CT1

55,3

59,5 71,5 39,82 42,84 51,48 35,46 a 38,52 a 46,25 a

(Đ/c)

CT2

57,8

58,7 71,7 41,62 42,26 51,62 35,28 a 38,94 a 46,06 a

2007

CT3

52,5

49,5 58,2 37,80 35,64 49,10 30,16 b 31,06 b 43,53 b

Ftest

21,21** 54,17** 31,90**

CV%

1,2

1,1

1,2

+ Năng suất xà lách đạt 35,28 tạ/1000 m2.

+ Năng suât cải xanh đạt 38,94 tạ/1000 m2.

+ Năng suất cần tây đạt 46,06 tạ/1000 m2.

- CT 3, năng suất rau muống đạt 40,06 - 63,52 tạ/1000 m2 - Cao hơn

công thức đối chứng và cao hơn CT 1, CT 2 chắc chắn (ở tất cả các lứa hái).

Từ các kết quả thí nghiệm có thể khẳng định:

- Dung dịch ĐHNN (CT1), dung dịch VRQ1(CT2) và dung dịch VRQ3

(CT4) phù hợp cho sản xuất rau xà lách, cải xanh và cần tây.

- Dung dịch VRQ 2 (CT3) phù hợp cho sản xuất cây rau muống.

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

Chủ đề:

Sản xuất rau an toàn

1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH

1.3. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH

TT

Giống

Khối

Chiều cao cây

Số lá/cây

Đường kính tán

Chiều dài lá

(cm)

(lá)

(cm)

(cm)

lượng cây (g)

Năng suất LT (tạ/1000m2) 17,02 e

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t (

u h t c ự h t t ấ u s g n ă N

M uzai R­2Giống

Hình 3.1. Năng suất của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

Chiều cao

Khối lượng

TT

Giống

Số lá/cây (lá)

cây (cm)

cây (g)

NSLT (tạ/1000m2)

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t ( t ấ u s g n ă N

Giống

Hình 3.2. Năng suất thực thu của các giống rau cải trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

15 ngày sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh

30 ngày sau khi đưa lên hệ thống thuỷ canh

Khối lượng cây (g)

Cao cây

Cao cây

Năng suất LT (tạ/1000m2)

Số lá/cây

Số lá/cây

(cm)

(cm)

) 2 m 0 0 0 1 / ạ t ( t ấ u s g n ă N

Giống

H ình 3 .3 . N ă ng s uấ t của cá c g iố ng cầ n tâ y trồ ng trá i v ụ bằ ng cô ng ng hệ thủy ca nh tuầ n ho à n

Thu

Thu

Thu

Thu

Thu

Thu

Mọc/

Đưa vào hệ

bén rễ

thống T.canh

lứa 1

lứa 2

lứa 3

lứa 4

lứa 5

lứa 6

9 ngày

16 ngày

23 ngày

30 ngày

37 ngày

44 ngày

51 ngày

58 ngày

65 ngày

73 ngày

80 ngày

(lứa 1)

(lứa 2)

(lứa 3)

(lứa 4)

(lứa 5)

(lứa 6)

M uzai R2Giống