Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến cây rau muống trong hệ thống cá rau aquaponics

27 4.1 Nồng độ TDS của các loại dung dịch dinh dưỡng hữu cơ sử dụng cho rau muống trong hệ thống aquaponics.. 38 4.2.4 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng d

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN THỊ ÁI NGHĨA

Bộ môn : PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM & TKSH Sinh viên thực hiện : HOÀNG KHÁNH LINH

Mã SV : 611785

Lớp : K61KHCTC

HÀ NỘI – 2021

i

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự

cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của nhiều tập thể

và cá nhân

Trước hết tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy,

cô trong khoa Nông học, đặc biệt các thầy cô trong bộ môn Phương pháp thí nghiệm & TKSH đã tạo điều kiện giúp đỡ và có nhiều lời khuyên, chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu giúp tôi xây dựng và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Aí Nghĩa

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Sinh viên

HOÀNG KHÁNH LINH

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

Tóm tắt viii

PHẦN I 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

PHẦN II 4

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Giới thiệu chung về cây rau muống 4

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại 4

2.1.2 Đặc điểm thực vật học 4

2.1.3 Giá trị dinh dưỡng 5

2.1.4 Yêu cầu ngoại cảnh 6

2.2 Giới thiệu chung về hệ thống canh tác cá-rau (Aquaponics) 6

2.2.1 Cơ chế hoạt động của hệ thống aquaponics 7

2.2.2 Phân loại hệ thống aquaponics 8

2.3 Những nghiên cứu về hệ thống canh tác cá-rau trên thế giới và ở Việt Nam 11

2.3.1 Những nghiên cứu về hệ thống canh tác cá-rau trên thế giới 11

2.3.2 Những nghiên cứu hệ thống canh tác cá-rau ở Việt Nam 14

2.4 Tình hình phát triển và sản xuất hệ thống canh tác cá-rau ở Việt Nam 16

PHẦN III 20

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

iii

3.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 20

3.1.1 Đối tượng 20

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu: gồm 3 loại dung dịch dinh dưỡng 20

3.1.3 Địa điểm nghiên cứu & Thời gian 21

3.2 Nội dung nghiên cứu 21

3.3 Phương pháp nghiên cứu 22

3.3.1 Bố trí thí nghiệm 22

3.3.2 Kỹ thuật trồng, chăm sóc 23

3.4 Các chỉ tiêu theo dõi: 24

3.4.1 Chỉ tiêu về chất lượng nước và dung dịch 24

3.4.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 24

3.4.2 Các chỉ tiêu sinh trưởng: 24

3.4.3 Các chỉ tiêu sinh lí 24

3.4.4 Các chỉ tiêu chất lượng 25

3.4.5 Các chỉ tiêu về năng suất 25

3.5 Phương pháp xử lí số liệu 25

PHẦN IV 27

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Nồng độ TDS của các loại dung dịch dinh dưỡng hữu cơ sử dụng cho rau muống trong hệ thống aquaponics 27

4.2 Kết quả theo dõi các chỉ tiêu về sinh trưởng, sinh lý của rau muống trong hệ thống Aquaponics 32

4.2.1 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh dưỡng đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây rau muống 32

4.2.2 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến động thái ra lá của rau muống trong hệ thống Aquaponics 35

4.2.3 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến chỉ số diện tích lá (LAI) của rau muống trong hệ thống Aquaponics 38 4.2.4 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng diệp lục (chỉ số SPAD) trong rau muống trồng trên hệ thống Aquaponics 40

iv

4.3 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh dưỡng hữu cơ đến chỉ tiêunăng

suất và chất lượng của rau muống 43

4.3.1 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng nước (HLN) và hàm lượng chất khô (HLCK) tích lũy có trong rau muống trong hệ thống Aquaponics 43

4.3.2 Ảnh hưởng của các loại dung dịch hữu cơ đến độ Brix trong rau muống 45

4.3.3 Ảnh hưởng của các loại dung dịch hữu cơ đến hàm lượng NO3ˉ có trong rau muống trong hệ thống Aquaponics 47

4.3.4 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến chỉ tiêu năng suất của rau muống trong hệ thống Aquaponics 49

4.4 Tình hình sâu bệnh và động vật hại trong hệ thống Aquaponics 50

PHẦN V 52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Kiến nghị 53

PHẦN VI 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

Tài liệu tham khảo trong nước 54

Tài liệu tham khảo nước ngoài 56

Tài liệu tham khảo qua website 57

Phụ lục 58

Một số hình ảnh về đề tài 58

58

59

PHỤ LỤC XỬ LÝ IRRISTAT 60

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Sự biến đổi pH của bể cá qua mỗi lần đo 28 Bảng 4.2 Sự biến đổi nồng độ TDS của nước cá qua các lần đo 29 Bảng 4.3 Sự biến giá trị TDS của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ qua các lần đo 31 Bảng 4.4 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến chiều cao của cây rau muống 33 Bảng 4.5 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến động thái ra

lá của rau muống 36 Bảng 4.7 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng diệp lục (chỉ số SPAD) trong lá rau muống 40 Bảng 4.8 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng nước (HLN) và hàm lượng chất khô (HLCK) tích lũy có trong rau muống (%) 43 Bảng 4.9 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến độ Brix trong rau muống 45

vi

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1 Sự biến đổi nồng độ TDS của nước cá qua các lần đo 30 Biểu đồ 4.2: Sự biến giá trị TDS của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ cho cây rau muống qua các lần đo 32 Biểu đồ 4.3 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến chiều cao của cây rau muống 35 Biểu đồ 4.4 Ảnh hưởng của các loại dung dịch phân bón lá hữu cơ đến động thái

ra lá của rau muống 38 Biểu đồ 4.5 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến diện tích lá của rau muống 40 Biểu đồ 4.6 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng diệp lục ( Spad) trong lá rau muốn 41 Biểu đồ 4.7 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng nước và hàm lượng chất khô của rau muống 44 Biểu đồ 4.8 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng Brix trong rau muống 46 Biểu đồ 4.9 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến hàm lượng NO3ˉ trong rau muống 48 Biểu đồ 4.10 Ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh phân bón lá hữu cơ đến năng suất của rau muống 50

vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

NNHC WTO

: :

Nông nghiệp hữu cơ

Tổ chức thương mại thế giới FiBL

FAO

: :

Viện nghiên cứu nông nghiệp hữu cơ

Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hợp quốc

Spad : : Hàm lượng diệp lục Brix : : Hàm lượng đường TDS : Tổng chất rắn hòa tan

Cs : Cộng sự IFOAM : Liên đoàn quốc tế các phong trào nông nghiệp

hữu cơ NN&PTNT

BVTV

: :

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bảo vệ thực vật

viii

Tóm tắt

- Nghiên cứu được thực hiện với mục đích đánh giá ảnh hưởng của các loại dung dịch hữu cơ đến sinh trưởng và năng suất của cây rau muống trong hệ thống rau-cá Aquaponics từ đó tìm ra loại dung dịch tạo năng suất và chất lượng tốt nhất cho cây rau muống trong hệ thống Aquaponics

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với ba lần nhắc lại Rau muống được trồng trên hệ thống dựa trên phương pháp thủy canh nhưng nước tưới cho rau là nước nuôi cá rô đồng đầu vuông với mật độ 60 con/m3

- Thí nghiệm với bốn công thức trong đó có 1 công thức đối chứng và ba công

thức là các loại dung dịch khác nhau với cùng nồng độ (1%) để bón cho rau Công thức 1 là công thức đối chứng sử dụng nước lã phun cho lá cây thay vì dung dịch dinh dưỡng Công thức 2 sử dụng dung dịch dinh dưỡng tự chiết suất (1%), công thức 3 sử dụng dung dịch dinh dưỡng hữu cơ Chelat (1%), công thức

4 sử dụng dung dịch TNC Hume (1%) có nguồn gốc từ Mỹ

- Kết quả thí nghiệm: so với công thức đối chứng các dung dịch dinh dưỡng ở 3 công thức còn lại đã đem lại hiệu quả tốt đến sinh trưởng và phát triển và chất lượng của cây rau muống Trong đó, dung dịch đem lại hiệu quả nhất là dung dịch TNC Hume

tế, đời sống của con người ngày càng được cải thiện và nâng cao thì con người quan tâm hơn đến những giá trị lâu dài và bền vững trong cuộc sống như môi trường sống, giáo dục, sức khỏe

Tên thị trường hiện nay có rất nhiều phương pháp sản xuất rau an toàn

đã được kiểm chứng và hệ thống Aquaponics là một trong những giải pháp có thiết kế đơn giản, đem lại hiệu quả cao đã được áp dụng ở trong nước và trên thế giới Aquaponics là một mô hình nuôi trồng thủy sản kết hợp với sản xuất rau thủy canh và là một hệ thống xanh, sach thân thiện với môi trường Sự tích hợp độc đáo này đem lại lợi ích rất thiết thực, nước nuôi cá trong hệ thống được sử dụng như dung dịch dinh dưỡng để bón cho cây ngược lại cây và giá thể đóng vai trò lọc nước cho bể cá Như vậy, nước được tuần hoàn, sử dụng liên tục và chỉ cần bổ sung khi nước bị bay hơi, đó là ưu điểm lớn nhất của hệ thống, tận dụng mọi thứ có sẵn một cách triệt để vừa có thể giảm chi phí sản xuất vừa bảo

vệ môi trường

Nhìn vào những đặc điểm trên có thể thấy lợi ích mô hình Aquaponics đem lại: có thể sản xuất rau và cá hương vị tự nhiên không lo đến vấn đề an toàn thực phẩm, có thể tiết kiệm chi phí hơn so với canh tác truyền thống, hệ thống không phức tạp rất dễ sử dụng, không cần đất trồng, đặc biệt là không cần diện tích lớn rất phù hợp ở các đô thị lớn

2

Có rất nhiều loại cá và loại rau thích hợp để nuôi trồng trong hệ thống Aquponics, tùy thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết khu vực sinh sống, vật tư có sẵn để đưa ra sự lựa chọn phù hợp để tạo ra năng suất và chất lượng sản phẩm tốt nhất Trong thí nghiệm nghiên cứu của chúng tôi lựa chọn rau muống và cá

rô đồng làm đối tượng nghiên cứu Rau muống là một loại rau rất phổ biến ở Việt Nam, nhưng nó rất dễ tồn lưu dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng, nitrat, vi trùng và ký sinh trùng làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người Vì vậy, sản xuất rau muống trong hệ thống Aquaponics là một trong những biện pháp canh tác an toàn giảm thiểu nguy cơ ngộ độc thực phẩm, tăng niềm tin về chất lượng với người tiêu dùng Còn cá rô đồng được nuôi nhiều trong hệ thống thủy canh và có giá trị thương phẩm cao

Hiện nay, trồng rau thủy canh người ta sử dụng dung dịch dinh dưỡng

là nguồn cung cấp dinh dưỡng chính cho rau sinh trưởng và phát triển, nhưng đối với mô hình Aquaponics đã có sẵn một nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây rau là nước nuôi cá Tuy nhiên, chỉ có chất thải cá làm phân bón thì không đủ đảm bảo cho chất lượng rau Từ mong muốn tạo ra mô hình sản xuất rau năng suất và chất lượng tốt nhất nên chúng tôi đã nghiên cứu thí nghiệm với mục đích tìm ra loại dung dịch phun cho cây rau muống kết hợp với phân bón từ chất thải

cá tạo có thể cung cấp nhiều chất dinh dưỡng nhất và phù hợp với nhu cầu của cây rau mà không gây lãng phí dinh dưỡng góp phần giảm chi phí sản xuất và

bảo vệ môi trường thông qua việc thực hiện đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến cây rau muống trong hệ thống canh tác rau-cá_aquaponics”

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến sinh

trưởng cây rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến đến chỉ tiêu sinh lý của rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến khả năng chống chịu sâu bệnh hại của rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến năng suất của rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến chất lượng của rau muống

4

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cây rau muống

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại

* Nguồn gốc:

Cây rau muống có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Á, khu vực Nam

và Đông Nam Á, vùng nhiệt đới châu Phi, Trung Á và Nam Mỹ, châu Đại Dương Loại rau này được trồng và sử dụng phổ biến ở các nước Đông Nam Á

* Phân loại khoa học:

Cây rau muống (Ipomoea aquatica Forssk) là một loại rau ăn lá được

trồng phổ biến ở Việt Nam

Danh pháp hai phần Ipomoea aquatica Forssk

2.1.3 Giá trị dinh dưỡng

Về thành phần hóa học, trong 100g rau muống tươi có 92g nước; 3,2g protein; 2,5g gluxit; 1g xenluloza, nhiều muối khoáng và vitamin (100mg canxi; 3,7mg photpho; 1,4mg sắt; 2,9mg carotine; 0,1mg vitmin B1; 0,09 mg vitamin B2; 0,7 mg vitamin PP; 23 mg vitamin C…)

Chất đạm có trong rau muống gồm đầy đủ 10 loại acid amin cần thiết như: Lysin, methionin, tryptophan, phenylalalin, threonin, valin, leucin,

isoleucin, arginin và histionlin

Ngoài tác dụng làm thực phẩm hàng ngày rau muống còn có tác dụng làm thuốc Theo y học cổ truyền, rau muống có tính mát, có tác dụng thanh nhiệt giải độc, sinh da thịt (như chữa vết thương bị hoại tử, vết thương rộng dùng rau muống sẽ nhanh chóng lên da non và liền sẹo) , nhuận tràng (là một thành phần trong bài thuốc chữa đau dạ dày, nóng ruột, ợ chua, khô đắng miệng), thông tiểu tiện, chỉ huyết, chữa các chứng táo bón và tiểu dắt Ngoài ra, y học hiện đại đã nghiên cứu, tìm ra một số tác dụng của rau muống như: giúp phòng ngừa và hỗ trợ trị bệnh loãng xương do hàm lượng canxi trong rau muống khá cao, hạ lượng đường trong máu khi ăn rau muống thường xuyên do trong rau muống đỏ có chứa một chất giống insulin điều này có ý nghĩa quan trọng trong chữa bệnh tiểu đường

6

2.1.4 Yêu cầu ngoại cảnh

Rau muống có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, ưa thích khí hậu nóng ẩm, chịu được nóng nhưng không chịu được rét Ở nhiệt độ thấp rau muống sinh trưởng chậm, lá giòn, cây mau già, năng suất và chất lượng giảm, rau có vị chát Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của rau muống ở khoảng 25-

30oC

Rau muống phản ứng với thời gian chiếu sáng và cường độ ánh sáng Trong quá trình sinh trưởng yêu cấy ánh sáng trung bình, thời gian chiếu sáng trong ngày 10-12 giờ và cây có khả năng chịu được bóng râm Cường độ ánh sáng và nhiệt độ cao sẽ làm cây sinh trưởng kém thân cứng, chất lượng giảm

Nước là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng, trong suốt quá trình sinh trưởng rau muống yêu cầu nhiều nước Thiếu nước cây

sẽ còi cọc, lóng ngắn, lá nhỏ, rau nhanh cứng và nhiều xơ

Rau muống có thể thích ứng trên nhiều loại đất, pH thích hợp là 6,0 Rau muống là loại rau có thể thu hoạch nhiều lứa nên chúng cần nhiều dinh dưỡng trong suốt quá trình sinh trưởng Trong các nguyên tố N,P,K thì lượng bón N cho rau muống là nhiều hơn K,P do N là yếu tố quyết định đến năng suất Còn K và P không cần nhiều nhưng chúng góp phần cải thiện chất lượng rau và hạt

5,3-2.2 Giới thiệu chung về hệ thống canh tác cá-rau (Aquaponics)

Aquaponics là sự kết hợp giữa Aquaculture (nuôi trồng thủy sản) và Hydroponics (nuôi trồng thủy canh) trong cùng một hệ thống sản xuất nông nghiệp thu được cùng lúc hai sản phẩm cá tươi, rau sạch Mô hình có cấu tạo đơn giản bao gồm: bể nuôi cá, hệ thống thủy canh để trồng cây, hệ thống lọc nước và bơm nước tự động Tạo cảnh quan sinh thái xanh mát, không khí trong

lành như một hệ sinh thái thu nhỏ vì vậy nó đảm bảo tính tự nhiên và bền

vững.Aquponics hoạt động dựa trên các yếu tố tương hỗ tự nhiên giữa cá, rau và

7

hệ vi sinh vật có lợi Trong hệ thống, khi ta cho cá ăn, cá sẽ hấp thụ chất dinh dưỡng nuôi cơ thể và đẩy chất thải ra ngoài, gồm phân và dịch bài tiết ra môi trường nước nuôi cá Cây trồng lọc được nước sạch để cung cấp cho bể cá Đây

là một mô hình khép kín, tận dụng tối đa lợi ích của cá và cây trồng dựa trên cơ chế cộng sinh

So với cùng phương pháp trồng rau thủy canh thì Aquaponics tốn ít hoặc không tốn dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho rau và cũng không cần tốn nhiều công chăm sóc hơn do không phải pha chế và bổ sung dinh dưỡng định kì chỉ cần chú ý đến chất lượng và thức ăn của cá, việc không phải thay nước cho

cá hoặc chi phí lọc sạch nước cũng là điểm mạnh của Aquponics so với các hệ thống khác Tuy nhiên, sử dụng hệ thống Aquaponics cần phải tìm hiểu rõ về loại cây trồng và loại cá do nhu cầu của cá và cây không phải lúc nào cũng phù hợp với nhau và ngay từ khi bắt đầu cần phải lựa chọn kỹ lưỡng hạt giống và giống cá an toàn Hệ thống cần phải giám sát hàng ngày do kết hợp trồng rau với nuôi cá nên phải quản lý sâu bệnh hại tốt hơn, để hoạt động hiệu quả hệ thống yêu cầu nguồn điện liên tuc và ổn định Với hệ thống Aquaponics không dùng giá thể ở nơi có nhiệt độ môi trường ổn định Chi phí ban đầu xây dựng hệ thống rất tốn kém và cần nhiều thời gian để người sử dụng có thể thích ứng và điều chỉnh hệ thống phù hợp để tạo ra sản phẩm năng suất và chất lượng

2.2.1 Cơ chế hoạt động của hệ thống aquaponics

Aquaponics là giải pháp lý tưởng cho việc xử lý chất thải giàu dinh dưỡng từ một hồ cá và tái sử dụng nó để cung cấp cho đời sống thực vật với các chất dinh dưỡng cần thiết để phát triển một cách bền vững Thức ăn cho cá là các đầu vào chính của một hệ thống aquaponic, cá ăn các thức ăn và sau đó bài tiết các chất thải Năm mươi phần trăm của chất thải mà là sản phẩm của cá là ở dạng amoniac từ nước tiểu, và với số lượng nhỏ thông qua có mang Phần còn lại của chất thải được thải ra như vấn đề phân và trải qua một quá trình khoáng hoá Trong quá trình dị dưỡng vi khuẩn này tiêu thụ chất thải của cá, các vật

8

chất thực vật và thực phẩm vẫn còn, chuyển đổi chúng thành các hợp chất amoniac và khác

Một yếu tố vô hình và giữ vai trò cực kỳ quan trong trong hệ thống Aquaponics là các vi sinh vật Bạn không cần phải bổ sung vi khuẩn cho hệ thống Aquaponics, tự nó sẽ phát triển và giúp bạn vận hành hệ thống ổn định Các vi khuẩn sẽ phát triển mạnh trong các bể cạn trồng cây (growbed) và giúp chuyển hóa các chất thải từ bể nuôi cá thành dạng dinh dưỡng phù hợp cho cây trồng phát triển Bạn không cần phải cung cấp phân bón hóa học vào hệ thống vì điều này có thể làm phá vỡ sự cân bằng của quần thể vi sinh vật trong hệ thống

và ảnh hưởng đến sự phát triển của cá

Có hai loại vi khuẩn khác nhau tham gia vào quá trình chuyển hóa chất thải từ cá thành chất dinh dưỡng cho cây trồng là Nitrosomonas sẽ chuyển hóa amoniac thành nitrit Nitrit sau đó sẽ được chuyển hóa thành nitrate nhờ vi khuẩn Nitrobacter, các loài thực vật sau đó có thể tiêu thụ nitrate để phát triển Tóm lại, có 3 yếu tố quan trọng trong hệ thống aquaponic là cá, thực vật và

vi khuẩn có lợi, cả ba đều phải dựa vào nhau Aquaponics là phương pháp sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ, hoàn toàn thân thiện với môi trường

Trong phương pháp sản xuất này chúng ta không cần tốn công chăm sóc (không cần bón phân, không cần tưới nước cho cây, không cần thay nước cho cá…) mà vẫn thu được sản phẩm chất lượng với năng suất không hề thua kém những phương thức sản xuất khác

Aquaponics được duy trì nhờ vào năm yếu tố chính đó là: cá, vi sinh vật, cây, nước, không khí cùng với 3 điều kiện hỗ trợ: ánh sáng, thức ăn cho cá và năng lượng điện

2.2.2 Phân loại hệ thống aquaponics

Aquaponic được phân loại dựa vào phương pháp trồng cây: Aquaponic

có thể trồng cây theo rất nhiều phương pháp khác nhau tuy nhiên có 3 loại hình chí:

9

 Tưới ngập xả cạn (Media Bed- Grownbed)

Đây là loại hình cơ bản nhất và thích ứng với hầu hết các loại cây trồng trong Aquaponics.Trong loại hình này cây được trồng trong một khay chứa đầy giá thể (độ sâu khoản 30cm), đáy khay có khét lỗ thoát nước và lắp vào nó một

bộ ngắt nước (shiphon bell) – Nước từ hồ cá thông qua bộ lọc và hệ thống bơm cung cấp cho khay, khi lượng nước đạt mức xã của shiphon (do chúng ta quy định – thường thấp hơn 3cm so với bề mặt giá thể) nước sẽ được xã hoàn toàn đến điểm ngắt của siphon (do chúng ta quy định – thường cao hơn 3cm so với đáy khay) nước sạch được đưa ngược về hồ cá và quá trình cứ thế tiếp diễn

- Ưu điểm: Phù hợp cho hầu hết các loại cây , quá trình nước dâng lên – rút xuống vừa cung cấp đủ nước cho cây vừa cung cấp được oxy cho rễ cây hô hấp Giá thể cũng đóng vai trò là nơi cu trú của các vi sinh vật – góp phần chuyển hóa Amoniac (NH3) thành Nitrit (NO2) sau đó thành Nitrate (NO3) cung cấp cho cây Thiết kế đơn giản dễ làm, có thể tận dụng đồ cũ, sử dụng được nhiều giá thể khác nhau, tốn ít điện, hệ thống có sử dụng nhiều hình thức tưới khác nhau

- Nhược điểm: Dễ bị tụ khí ở những góc khuất, Thời gian dài chất thải rắn

và tàn dư từ rễ, lá, thân cây tích tụ trong khay làm cản trở lưu thông của nước – ảnh hưởng đến hệ Dù hệ thống có thể sử dụng nhiều loại giá thể nhưng trọng lượng của những giá thể nặng cùng với việc sử dụng lâu dài sẽ khiến khay trồng

10

rau không được bền Nước phân bố không đều khi bề mặt tưới tiêu không được bằng phẳng Chi phí về giá thể cao do hệ thống cần lượng lớn giá thể Phải điều chỉnh chu kỳ tưới ngập và xả nước cẩn thận

 Máng sâu – Bè nổi (Deep water culture – Raft Mod…)

Loại này sử dụng các khay, máng chứa đầy nước – độ sâu từ 30 – 35cm, trên khay có khét một dường ống xã tràng để nước thoát về hồ cá Trong loại hình này cây được trồng trong một chung nhựa đặt trên một miếng xốp thả nổi trên mặt nước – phần đáy của chung tiếp nước giúp rễ cây hút nước Nước được bơm vào một đầu khay và thoát ra ở ống xã tràn lắp ở đầu còn lại Phương pháp lọc phức tạp hơn, cần bổ sung oxy vào trong kênh nước,không trồng đước các cây cao, lượng nước lớn làm tăng độ ẩm khiến cây trồng tăng nguy cơ mắc các bệnh về nấm,

- Ưu điểm: Giảm được chi phí đầu tư do không dùng giá thể, không bị tích

tụ khí, dể thu hoạch, phù hợp với quy mô thương mại

- Nhược điểm: Không trồng đươc các loại cây có thân cao, đầu tư hệ thống lọc phức tạp, phải sủi khí liên tục để rễ cây hô hấp

- Ưu điểm: Trọng lượng nhẹ, dễ di chuyển có thể bố trí cặp theo tường nhà, sắp xếp thành nhiều tầng – phù hợp làm tường xanh, tranh kiểng…, dễ thu hoạch

- Nhược điểm: Hạn chế các loại cây thân cao… rễ cây không có điểm bám nên dễ đổ ngã, ống dẫn nước dễ bị tắc, bắt buộc phải dùng sục khí, hệ thống không sử dụng được khi mất điện, hệ thống sử dụng với cây không gieo hạt trực tiếp, nhiệt độ nước dễ vị thay đổi, hệ thống sử dụng ít nước gây áp lực lên cá

2.3 Những nghiên cứu về hệ thống canh tác cá-rau trên thế giới và ở Việt Nam

2.3.1 Những nghiên cứu về hệ thống canh tác cá-rau trên thế giới

Mô hình aquaponics được bắt đầu nghiên cứu từ những năm thập niên 70

và tiếp tục được nghiên cứu chuyên sâu và mở rộng ở nhiều trường đại học Đặc

12

biệt, mô hình được nghiên cứu chuyên sâu về kỹ thuật tại trạm thực nghiệm nông nghiệp của trường Đại học Virgin Islands, giáo sư James Rakocy, người đã dành thời gian 25 năm để nghiên cứu về mô hình Aquaponics

Theo nghiên cứu của Racoky et al., 2004 về so sánh năng suất của rau quế

và cá rô phi ở hai kiểu thiết kế giá thể cho cây: “batch” và “stagger”, đồng thời

so sánh với hiệu quả kinh tế và năng suất với rau được trồng ở vườn Năng suất

cá, hệ số chuyển hóa thức ăn và năng suất rau ở hệ thống “batch” tốt hơn ở hệ thống “stagger” Năng suất của rau ở hệ thống aquaponics cao hơn so với rau được trồng ở vườn theo kiểu truyền thống: năng suất quế cao hơn gấp 3 lần Mật độ cá rô phi có thể biến động tùy theo loài: 70 – 150 con/m3 pH được khuyến cáo nên duy trì ở mức từ 7 – 7.5 tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của rau và điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn cố định đạm hoạt động, hấp thu và chuyển hóa nitrate từ bể cá Tỷ lệ thức ăn cho ăn/ m2 rau/ ngày: 81g – 99g

Rakocy & cs (2006) nêu lên rằng tại những nước phát triển đã quan tâm đến hệ thống aquaponics như một lựa chọn để từ bỏ những chất thải trong nuôi trồng thủy sản kết hợp với việc sản xuất sản phẩm rau chất lượng cao

Rakocy & cs (2006) cũng chỉ ra rằng cây trồng có khả năng sinh trưởng tốt khi được cung cấp dinh dưỡng hòa tan từ bể nuôi cá, và từ những dinh dưỡng phân hủy từ chất thải của cá Chất thải của cá trong bể dưới dạng ammonia, sẽ được vi khuẩn trong nước và trong giá thể nuôi cây chuyển hóa thành nitrite rồi nitrate Nitrate tương đối vô hại với cá trong khi ammonia và nitrite thì độc với cá Nitrate cũng là dạng dinh dưỡng đạm thích hợp với thực vật bậc cao như cây rau

ăn lá và ăn quả

Theo bài tổng quan của Diver, 2010, về những kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu của hệ thống aquaponics Tỷ lệ giữa cá và rau sẽ khác nhau tùy theo loài nuôi, tùy theo chế độ dinh dưỡng và thành phần đạm cá cho ăn, tùy theo từng loại cây trồng, tùy theo giá thể được sử dụng cho trồng rau, mà tỷ lệ giữa

bể cá và bể rau có thể là 1:1 hay dao dộng 1:4 Có nhiều loài cá được lựa chọn

13

và đưa ứng dụng vào mô hình tùy theo điều kiện địa lý của từng nước: cá hồi,

cá trê, cá chép,… nhưng cá rô phi vẫn được ưu tiên là ứng viên số một cho mô hình aquaponics: dễ thích ứng với môi trường có nhiều biến động, và có thị trường tiêu thị dễ dàng tại các nước Bên cạnh đó, bài báo cũng nêu ra một số dối tượng cây trồng có thể ứng dụng cho mô hình aquaponics: quế, đậu bắp, dưa leo, xà lách xoong, cà chua,…

Theo nghiên cứu của Blidura và Grozea (2011) về những khả năng gia

tăng hiệu suất kinh tế và mô hình nuôi cá bền vững theo hướng có lợi cho người nông dân và thân thiện với môi trường của mô hình aquaponics Đưa người đọc

có cái nhìn tổng quan về aquaponics, các cơ chế hoạt động, tại sao mô hình có thể mang lại hiệu suất kinh tế và lợi ích bền vững về môi trường so với các mô hình khác Bằng cách kết hợp hai mô hình chung với nhau: nuôi cá và trồng rau: nước thải từ cá cung cấp dưỡng chất cho rau; bể rau sẽ hấp thu chất cặn bã và tái tạo nguồn nước sạch trở lại cung cấp cho bể cá vì thế đây là mô hình rau sạch và

cá sạch

Endut & cs (2011) đánh giá hiệu quả của hệ thống aquaponics trong việc loại trừ đạm vô cơ và phosphate từ nước thải của nuôi trồng thủy sản bằng rau muống và rau cải Kết quả cho thấy rau muống có khả năng làm giảm một cách

có ý nghĩa đạm ammonium, nitrite, nitrate và orthophosphate với hiệu quả so với rau cải chỉ làm giảm 69,0–75,85% cho ammonia, 72,49–79,34% cho nitrite-

N, 66,67–80,65% cho nitrate-N, và 66,79–77,87% cho orthophosphate so với rau muống Kết quả cho thấy rau muống hiệu quả hơn rau cải trong việc hấp thu dinh dưỡng trong hệ thống aquaponics do hệ thống rễ lớn của nó

Roosta & Mohsenian (2012) tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của phun phân bón lá có chứa sắt có nguồn gốc khác nhau cho ớt chuông trồng trong dung dịch aquaponics kiềm Cây ớt 20 ngày tuổi được ra cây lên giàn Bốn công thức thí nghiệm được áp dụng, không phun, phun với nồng độ 200mL/cây với nồng độ 0.5gFe/l FeSO4, Fe-EDTA, and Fe-EDDHA Cây được phun hai

14

lần một tháng Kết quả cho thấy sinh trưởng của cây tốt hơn khi phun phân bón

lá bổ sung sắt, tốt nhất là công thức bổ sung sắt dạng FeSO4 Hàm lượng chlorophyll trong lá thấp nhất ở công thức không phun Phun phân bón lá cho ớt chuông với các nguồn sắt khác nhau có ảnh hưởng tốt đến hấp thu và vận chuyển dinh dưỡng trong cây

Theo nghiên cứu của của Salam et al (2013) dân số Banladesh tăng nhanh dẫn đến người dân phải nâng cao năng suất sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm của người dân Họ nâng cao năng suất trong việc thâm canh nuôi cá với mật độ cao và gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Giải pháp để tiết kiệm chi phí, nâng cao năng suất và giảm thiểu tối đa tác động đến môi trường bằng cách

áp ụng mô hình aquaponics Áp dụng cho nuôi cá da trơn Pungasius và cá rô phi với tỉ lệ 33,650 và 16,000 fish/ha với trồng rau bina (rau chân vịt) nước, rau húng cây (húng lũi) và đậu bắp Chất lượng nước được cải thiện đáng kể trong

mô hình kết hợp này Năng suất rau và cá cao hơn so vói mô hình nuôi, trông đơn lẻ

Andras & cs (2016) chỉ ra rằng nồng độ dinh dưỡng được cung cấp bởi

cá trong hệ thống canh tác cá- rau thấp hơn so với hệ thống thủy canh thông thường, vì thế, cần bổ sung thêm dinh dưỡng theo các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng Do vậy nghiên cứu ảnh hưởng của dinh dưỡng bổ sung khác nhau đến rau trồng trong hệ thống cá-rau (aquaponics) cần được thực hiện

2.3.2 Những nghiên cứu hệ thống canh tác cá-rau ở Việt Nam

Hiện nay, aquaponics đã được áp dụng ở một số nơi ở Việt Nam tuy nhiên chưa

có một nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật áp dụng trong hệ thống aquaponics

để hệ thống này có thể áp dụng thành công

Thí nghiệm của Trang & cs (2010) cho thấy rau muống có khả năng hút các dinh dưỡng N, P, K gấp 3 lần rau xà lách và 4-6 lần rau cải Với mật độ 30 cây/m2, rau muống đạt năng suất 146 g/m2 khối lượng tươi và 2,8; 0,9 và 6,8

15

g/m2 N, P, K theo thứ tự Rau xà lách đạt năng suất 115 g/m2 khối lượng tươi

và 2,2; 0,6 và 4,6 g/m2 N, P, K theo thứ tự Hai loại rau cải chỉ đạt năng suất

50-54 g/m2 khối lượng tươi Tác giả kết luận rau muống và xà lách là hai loại rau phù hợp cho hệ thống aquaponics trong đó rau muống là phù hợp hơn do khả năng sinh trưởng và hấp thu dinh dưỡng mạnh

Trang & Brix (2012) nghiên cứu sử dụng thực vật làm lọc sinh học trong

hệ thống Aquaponic cho thấy cây trồng có khả năng làm sạch nước nuôi trồng

cá rô phi và duy trì chất lượng nước tốt mà không cần thay nước Cây ngải hoa, Canna glauca, có khả năng loại bỏ NH4-N hiệu quả nhất, có thể do khả năng hấp thụ và chuyển hóa thành dạng nitrate tốt nhất Cây trồng hấp thu lượng dinh dưỡng bằng 6% nitơ và 7% photpho trong tổng lượng thức ăn, tính trên 1 năm cây ngải hoa, Canna glauca, loại bỏ được 725 kg N/ha và 234 kg P/ha Về hiệu quả sản xuất, khoảng 1 m3 nước sản xuất được 1 kg cá và 370, 97 và 2842 g khối lượng chất tươi của rau muống, xà lách và ngải hoa theo thứ tự

Nguyễn Thị Ngọc Dinh & cs., 2015, đã nghiên cứu hiệu quả sử dụng dung dịch hữu cơ tự chiết xuất từ các nguồn vật liệu động thực vật có sẳn theo phương pháp của Han Kuy Cho (1997) tại bộ môn Phương pháp thí nghiệm và Thống kê sinh học, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (từ đây gọi là dung dịch hữu cơ tự chiết xuất) so với dung dịch vô cơ thông thường đối với cây rau muống trồng thủy canh tĩnh Kết quả cho thấy dung dịch dinh dưỡng hữu cơ có hiệu quả tốt đối với sinh trưởng, năng suất và chất lượng của rau muống Trong đó nồng độ thích hợp nhất là 3%, tiếp đến là 4% cho năng suất tương ứng là 1914,78 g/hộp và 1746,39 g/hộp Sử dụng dung dịch dinh dưỡng hữu cơ cho thấy hàm lượng NO3- trong rau muống thấp hơn khoảng 6 lần so với dung dịch vô cơ (Knop), trong khi đó độ Brix cao hơn ở các công thức hữu cơ với nồng độ cao (3%, 4%)

16

Nguyễn Thị Ái Nghĩa (2018), nghiên cứu xác định nồng độ dung dịch hữu

cơ tự chiết xuất từ các vật liệu động, thực vật theo phương pháp của Han Kyu Cho đối với cây rau muống và cây mồng tơi trong sản xuất thủy canh tuần hoàn Kết quả cho thấy nồng dộ dung dịch dinh dưỡng 2% cho sinh trưởng chiều cao

và số lá cao nhất, các chỉ tiêu sinh lý như chỉ số SPAD và diện tích lá tốt nhất và

từ đó cho năng suất cao nhất, đạt năng suất trung bình 149,1 g/khay đối với cây rau muống và 1795,9 g/khay đối với cây mồng tơi

Nguyễn Thị Ngọc Dinh & cs., 2020 nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng hữu cơ thương mại đến rau muống trồng thủy canh trong hệ thống thủy canh động trên giá thể trơ trong vụ hè và hè thu năm 2019 Thí nghiệm 1 trên cây rau muống trong vụ hè năm 2017 cho thấy nồng độ dung dịch dinh dưỡng hữu cơ V.M 1954 độ 1,5‰ là tốt nhất với sinh trưởng, phát triển và năng suất của rau muống Thí nghiệm 2 nghiên cứu ảnh hưởng 03 loại dung dịch dinh dưỡng hữu cơ (V.M 1954, Vegano và TNC Hume) chỉ ra rằng dung dịch dinh dưỡng hữu cơ V.M 1954 cho các chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất và chất lượng của rau muống là tốt nhất Từ kết quả của thí nghiệm 1 và 2 đã khẳng định, rau muống hoàn toàn có thể sinh trưởng, phát triển cho năng suất và chất lượng tốt, đồng thời hạn chế được sâu bệnh hại khi sản xuất bằng công nghệ thủy canh động với giá thể và sử dụng dung dịch dinh dưỡng hữu cơ V.M 1954 (nồng độ 1,5‰)

Các kết quả nghiên cứu cho thấy dung dịch hữu cơ tự chiết xuất có hiệu quả tốt đối với cây rau trồng trong hệ thống thủy canh

2.4 Tình hình phát triển và sản xuất hệ thống canh tác cá-rau ở Việt Nam

Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tại tỉnh Lào Cai đang triển khai nghiên cứu và phát triển mô hình Aquaponics trong điều kiện tỉnh Lào Cai với mong muốn nhân rộng và chuyển giao công nghệ đến các địa phương, bà con nông dân, hộ gia đình có nhu cầu trên địa bàn toàn tỉnh Kết quả bước đầu, hệ thống

Năm 2018, nhóm hai sinh viên trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã nghiên cứu và cho ra đời hệ thống Aquaponics trồng rau nuôi lươn và đưa

nghiên cứu tham gia cuộc thi sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka Tuy nhiên lươn khi trước khi đưa vào mô hình cần cho làm quen trước một tháng với môi trường chỉ có nước và và ăn thức ăn viên Loại rau được chọn để trồng trong hệ thống là rau xà lách và cải ngọt Hiện tại, mô hình này đã được chuyển giao cho Doanh nghiệp Nông nghiệp xanh ứng dụng để tiếp tục hợp tác và phát triển (Dẫn theo Hà Thế An)

Mô hình Aquaponics đã được thương mại hóa quy mô hộ gia đình tại TP HCM và được phân phối bởi một số công ty như VnAquaponics, Aquafarm, Công ty TNHH rau sạch Miền Nam, Công ty Rau xanh – Cá sạc,… Tuy nhiên các nghiên cứu chỉ là bước đầu và mô hình còn thô sơ, năng suất hiệu quả nuôi

cá và trồng rau thủy canh còn thấp, năng suất nuôi cá chỉ đạt 20kg/m3/vụ, cá nuôi hay bị bệnh nhiều

Sử dụng hệ thống Aquaponics có thể khắc phục những khó khăn về nguồn nước đang diễn ra tại rất nhiều địa phương, nhất là tại vùng trung du và miền núi

18

Việt Nam Việc ứng dụng công nghệ này mở ra tiềm năng mới trong sản xuất nông nghiệp (nuôi trồng thủy sản và trồng trọt), có ý nghĩa rất lớn trong phát triển nông nghiệp theo hướng công nghệ cao theo chủ trương phát triển nền nông nghiệp nước ta, có ý nghĩa về mặt kinh tế và môi trường Thiết nghĩ, ứng dụng công nghệ này vào đời sống trong điều kiện nước ta là rất phù hợp, vừa giúp gia đình tự cung cấp rau sạch, thực phẩm sạch, triệt tiêu mối lo về thực phẩm bẩn đồng thời là công nghệ tiềm năng đem lại lợi nhuộm kinh tế cao cho người nông dân

Việc áp dụng mô hình Aquaponics ở một nước có lượng nước dồi dào, đất đai phì nhiêu, ánh nắng đầy đủ và chi phí nhân công thấp như ở Việt Nam thật

sự không phải là điều khẩn cấp Bởi vì nước ta đã có kinh nghiệm làm nông, thủy sản hàng trăm năm Tuy nhiên với sự phát triển của xã hội, nhu cầu thực phẩm sạch tăng, các nguồn tài nguyên dần dần khan hiếm Mô hình Aquaponics

là một sự lựa cho đúng đắn để hướng đến tương lai

Việc mở rộng hệ thống Aquaponics ở Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn như: Vật tư để duy trì hoạt động của hệ thống chưa đảm bảo Chi phí ban đầu cho hệ thống Aquaponics như thùng nuôi, bể nuôi cá, giá đỡ cho khay trồng rau,

hệ thống lọc nước, các phụ kiện như bơm, giá thể, máy sục khí; các thiết bị để kiểm soát nhiệt độ, độ pH của nước… cũng khá lớn Ngoài ra, nếu muốn kinh doanh với hệ thống Aquaponics thì phải có một diện tích kha khá để bố trí hệ thống

Aquaponics là một công nghệ mới và đầy tiềm năng Công nghệ này phù hợp với các vùng khan hiếm đất trồng, thiếu nguồn nước, những vùng có khí hậu phức tạp… Đây chính là trường hợp của các thành phố lớn ở nước ta Nơi

mà đất đai đắt như vàng, nguồn nước dần cạn kiệt, giá thực phẩm tăng cao, thực phẩm bẩn, không an toàn ở khắp mọi nơi Sử dụng mô hình Aquaponics quy mô nhỏ, hộ gia đình có thể khắc phục được các khó khăn này

20

PHẦN III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng

Thí nghiệm sử dụng rau muống lá tre (N.105) là giống rau muống trắng,

lá nhỏ màu xanh nhạt hình mác dài, ngọn nhỏ,thân cứng không lông,hoa to màu trắng Hạt giống sạch bệnh và độ nảy mầm cao, cây sinh trưởng tốt và chịu được hạn Nấu lên rau vẫn giữ được màu xanh đậm vị, thân giòn Trong rau có hàm lượng vitamin cao Có thể trồng từ tháng 2 đến tháng 11 ở miền Bắc và trồng

được quanh năm ở miền Nam

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu: gồm 3 loại dung dịch dinh dưỡng

- Dung dịch dinh dưỡng tự chiết xuất được chiết xuất từ động thực vật

theo theo quy trình của Han Kyu Cho và Atsushi Koyama (1997) Thành phần dinh dưỡng trong dung dịch hữu cơ gốc này được phân tích tại phòng phân tích

Bộ môn Nông hóa và phòng thí nghiệm Trung tâm, Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam (Nguyễn Thị Ngọc Dinh và cs., 2015)

- Thành phần dinh dưỡng có trong dung dịch dinh dưỡng hữu cơ gốc

mg/100ml 134,40 ± 4,50 59,20 ± 6,50 1941,70 ± 10,80

- Dung dịch dinh dưỡng hữu cơ Chelat có dạng lỏng màu đen, với thành

phần hữu cơ 30%; acid fulvic 15%; acid Humic 1%và amino acid 1,8% (Alanine, Aspartic acid, Cysteine, Cystine, Proline, Serine, Arginine,

Glutamic acid, Phenylalanine Hydroxiproline; Isoleucine; Hystidine;

Leucine; Lysine; Methionine; Tirosine; Valine; Treinine);

- Hạt giống rau muống, khay gieo hạt

- Gía thể gieo hạt: xơ dừa và trấu hun

- Gía thể được sử dụng trong hệ thống: cát vàng vàng và cát đen

- Hệ thống Aquaponics bao gồm 3 bể nuôi cá được làm từ nhựa và có khung sắt bao quanh, bên trên mỗi bể cá đều có một khay nhựa trồng rau 1,2m2 và có giá đỡ và bảo vệ khay nhựa Khung lưới che mặt trên và hai mặt bên

- Ba máy bơm cho mỗi bể cá để bơm nước lên khay tưới rau

- Ổ cắm điện tự động, để tiết kiệm điện và tưới nước tự động

- Máy đo pH, TDS, SPAD, Brix, NO3-, cân điện tử

3.1.3 Địa điểm nghiên cứu & Thời gian

- Địa điểm: Địa điểm được tiến hành tại Trung tâm nông nghiệp hữu cơ – Khoa Nông Học – Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

- Thời gian thực tập khóa luận: Từ tháng 3 năm 2021 đến tháng 6 năm 2021

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến sinh

trưởng cây rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến đến chỉ tiêu sinh lý của rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến khả năng chống chịu sâu bệnh hại của rau muống

- Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung dung dịch hữu cơ khác nhau đến năng suất của rau muống

Các công thức thí nghiệm:

- Công thức 1 (CT1): Phun nước lã đối chứng

- Công thức 2 (CT2): Phun dung dịch tự chiết xuất 1%

- Công thức 3 (CT3): Phun dung dịch chelax 1%

- Công thức 4 (CT4): Phun dung dịch HUME 1%

- Cây trồng ra khoảng 2-3 lá thật, tiến hành trồng cây vào hệ thống và sau 2 ngày trồng trong hệ thống bắt đầu phun dung dịch

- Mỗi loại dung dịch đều pha theo tỷ lệ 10ml dung dịch/ 1l nước và phun trực tiếp lên lá theo chu kỳ 7ngày/lần Mỗi lần phun dung dịch sử dụng tấm chắn và túi bóng che các ô công thức còn lại tránh dung dịch dính sang cây trong ô công thức khác

- Một ngày cho hệ thống bơm nước từ bể cá tưới rau 3 lần trong khoảng thời gian từ 6h-6h15, 8h-8h15 và 15h-15h30

- Thức ăn cho cá: Cám Aquaxcei – Thức ăn hỗn hợp cho cá giống, ngoài ra còn cho cá ăn thêm thức ăn tinh bột như bột ngô, khoai sắn, gạo, cám, bỏng ngô….và rau xanh

- Cách thức cho ăn: Cho ăn 2 lần/ngày vào khoảng thời gian từ 7-8 giờ sáng

và từ 17h-17h30p chiều, khi mới thả cá cho cá ăn theo lý thuyết là 3% khối lượng của cá và điều chỉnh lại lượng thức ăn phù hợp cho cá thông qua theo dõi lượng thức ăn thừa hàng ngày để tránh lãng phí Còn cần điều chỉnh lại lượng thức ăn cho cá nhiều lần theo độ lớn của cá nên cách

7 ngày điều chỉnh lại lượng thức ăn cho cá một lần

- Ngoài việc lọc nước nuôi cá khi tưới cho rau và cát ở khay trồng rau thì sau khi bơm nước tưới cho rau trong ngày cần lọc thêm cặn trong nước nuôi cá qua bông và miếng bọt biển góp phần làm sạch nước nuôi cá

- Phòng trừ sâu hại bằng cách phun dịch chiết gừng tỏi ớt bắt đầu phun khi

24

đưa cây rau muống trồng vào trong hệ thống Aquaponics Kết hợp với

biện pháp thủ công bắt tay để bắt sâu và động vật hại

3.4 Các chỉ tiêu theo dõi:

3.4.1 Chỉ tiêu về chất lượng nước và dung dịch

Sử dụng máy pH HANNAHI 98107 và máy TDS HANNA HI 86302 đo chỉ số TDS và pH của dung dịch và nước trong bể cá (7 ngày/ lần)

3.4.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng

- Thời gian gieo đến mọc (ngày): xác định khi có 50% cây trên khay có 2 lá thật xòe ra

- Thời gian sinh trưởng: Tính từ ngày gieo đến ngày thu hoạch

- Động thái ra lá (lá/cây): đánh dấu và đếm số lá trên cây

Động thái ra lá = số lá trong lần thu sau- số lá trong lần đo trước

3.4.2 Các chỉ tiêu sinh trưởng:

- Mỗi lần đo 5 cây trên một ô thí nghiệm (7 ngày/lần đo)

- Động thái tăng trưởng chiều cao: Chiều cao thân chính (cm): đo từ gốc đến đầu mút của lá dài nhất

- Số lá trên cây: Đếm số lá trên thân chính qua các lần theo dõi

3.4.3 Các chỉ tiêu sinh lí

- Chỉ số diện tích lá (LAI): diện tích lá của một cây (dm² lá/cây) đo bằng phương pháp chụp ảnh toàn bộ số lá trên từng cây được theo dõi ở mỗi ô công thức (5 cây/công thức), sau đó sử dụng phần mềm IMAGEJ tại thời điểm thu hoạch (24 ngày ở lần thu hoạch 1 và 15 ngày ở lần thu hoạch 2)

- Hàm lượng nước trong thân lá: cân thân lá tươi của cây (FW) sau đó mang đi sấy khô ở nhiệt độ 800 C trong vòng 3 ngày đến khối lượng không đổi sau đó cân (DW), được đo tại thời điểm cây được 15 và 24 ngày từ khi bắt đầu thí nghiệm trong hệ thống

Hàm lượng nước trong cây = | (FW- DW)/FW| x 100%

25

- Chỉ số (SPAD): Được đo trên lá thành thục nhất tính từ trên xuống Mỗi

lá đo ở 3 vị trí: đầu giữa và cuối lá rồi lấy giá trị trung bình Đo bằng máy

đo Chlorophyll SPAD – 502 với 5 cây theo dõi ở mỗi công thức và được

đo định kỳ 7 ngày/lần

3.4.4 Các chỉ tiêu chất lượng

- Độ Brix (%): đo 5 cây theo dõi ở mỗi ô công thức bằng máy khúc xạ kế quang học, tại thời điểm cây được 15 và 24 ngày từ khi bắt đầu thí nghiệm trong hệ thống

- Hàm lượng chất khô (%) của rau: được xác định qua cân toàn bộ cây rau

ở mỗi ô công thức sau khi sấy ở 80oC đến khi khối lượng không đổi

Hàm lượng chất khô = (khối lượng chất khô/ khối lượng tươi )*100

- Hàm lượng NO3 (mg/kg) : đo nhanh bằng máy SOEKS NUC 019-01 với

5 cây theo dõi ở mỗi công thức, tại thời điểm cây được 15 và 24 ngày từ khi bắt đầu thí nghiệm trong hệ thống

- Khối lượng khô của thân lá (g) : khối lượng thân lá của 5 cây theo dõi ở mỗi ô công thức sau khi sấy khô ở nhiệt độ 80oC ( sấy trong vòng 3 ngày đến khối lượng cây không đổi), đo tại thời điểm thu hoạch (24 ngày ở lần thu hoạch 1 và 15 ngày ở lần thu hoạch 2)

3.4.5 Các chỉ tiêu về năng suất

- Năng suất cá thể (g/cây): Cân 5 cây theo dõi ở mỗi ô công thức.Năng suất tươi của cây theo dõi tại thời điểm thu hoạch (24 ngày ở lần thu hoạch 1

và 15 ngày ở lần thu hoạch 2)

- Năng suất thực thu (g/công thức): Cân toàn bộ cây trong từng ô thí nghiệm Năng suất tươi của ô thí nghiệm tại thời điểm thu hoạch (24 ngày

ở lần thu hoạch 1 và 15 ngày ở lần thu hoạch 2)

3.5 Phương pháp xử lí số liệu

Trong quá trình trồng rau muống trong hệ thống Aquaponics, sô liệu đo định kỳ sẽ được viết lại vào sổ và đồng thời số liệu cũng được nhập lại vào trong

26

máy tính sử dụng phần mềm Excel để chỉnh lý và tính trung bình rồi chuyển số liệu qua chương trình IRRISTAT 5.0 để tính các tham số thống kê cơ bản và phân tích ANOVA kết quả thí nghiệm

27

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Các yếu tố của môi trường dinh dưỡng trong thời gian nghiên cứu

4.1.1 Nồng độ pH nước nuôi cá trong hệ thống aquaponics

PH là một thang đo chỉ định nồng độ ion hydro trong dung dịch lỏng Các phép đo số của nó được sử dụng để xác định xem dung dịch là axit, bazơ hay được coi là trung tính Nước tinh khiết có độ pH trung tính Độ pH của dung dịch có giá trị từ 1 – 14; pH bằng 7 là trung hòa; dưới 7 là axit và trên 7 là bazơ Trong tất cả các loại hình nông nghiệp, bao gồm canh tác đất, thủy canh và aquaponics, độ pH rất quan trọng Chúng cũng đóng một vai trò trong nuôi trồng thủy sản cho sự tăng trưởng của cá

Độ pH của nước có tác động lớn đến tất cả các khía cạnh của aquaponics, đặc biệt là thực vật và vi khuẩn Đối với thực vật, độ pH kiểm soát sự hấp thụ vi chất và các chất dinh dưỡng đa lượng Ở pH 6.0-6.5, cây trồng đều có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng, nhưng ngoài phạm vi này thì ngược lại Trên thực tế,

độ pH 7,5 có thể dẫn đến thiếu hụt sắt, photpho và mangan Hiện tượng này được biết đến như là sự khóa chặt của chất dinh dưỡng.Vi khuẩn nitrat hóa gặp khó khăn khi dưới pH 6, khả năng biến đổi amoniac thành nitrat giảm khi pH có tính axit Điều này có thể làm giảm quá trình lọc sinh học, và kết quả là nồng độ amoniac tăng, dẫn đến hệ thống không cân bằng

Mỗi loài cá đều có một dải chịu đựng pH khác nhau, nhưng hầu hết cá được nuôi trong aquaponics có mức pH phù hợp từ 6,0 - 8,5 Tuy nhiên, độ pH ảnh hưởng đến độc tính của amoniac lên cá, pH càng cao - độc tính amoniac càng mạnh Độ pH lý tưởng trong aquaponic là từ 6 - 7 Phạm vi này sẽ giữ cho

vi khuẩn hoạt động ở công suất cao, đồng thời cho phép cây trồng tiếp cận đầy

đủ các vi chất và vi lượng cần thiết Khi pH dưới 5 hoặc trên 8 là một vấn đề quan trọng và cần điều chỉnh ngay lập tức

28

Để đảm bảo tính đồng đều cho thí nghiệm thì 4 công thức của thí nghiệm

cùng sử dụng nước tưới ở bể nuôi cá và trong suốt thời gian sinh trưởng của cây

cần phải thường xuyên theo dõi nồng độ pH nước, để nhanh chóng điều chỉnh

kịp thời cho cây sinh trưởng và phát triển trong điều kiện tốt nhất và đồng đều

nhất

Trong lần thực hiện thí nghiệm này, độ pH được đo trực tiếp tại bể cá của

hệ thống Giá trị qua mỗi lần đo không nhiều biến động, sự biến động này diễn

ra không đều, trong cùng một bể cá qua mỗi lần đo có lúc tăng, lúc giảm, nằm

trong khoảng từ 6,0-6,8 Tuy vậy, nồng độ pH đều nằm trong khoảng pH cho

phép và phù hợp cho cá rô đồng, rau muống sinh trưởng, phát triển

Bảng 4.1 Sự biến đổi pH của bể cá qua mỗi lần đo

4.1.2 Nồng độ TDS nước nuôi cá trong hệ thống aquaponics

TDS là chỉ số quan trọng cần được kiểm soát trong quá trình trồng rau

thủy canh TDS : Total Dissolved Solids - Tổng chất rắn hoà tan, là tổng số các

ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một

khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mg/l hoặc ppm

(phần nghìn) TDS thường được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch

của nguồn nước

29

Trong quá trình trồng rau, TDS của các dung dịch cao vượt mức cho phép

sẽ gây ra hiện tượng ngộ độc cho cây rau và khi chỉ số TDS xuống thấp thì nước nuôi cá trong hệ thống Aquaponics không đảm bảo cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho cây

Trong nuôi thủy sản, chỉ số TDS là chỉ số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cá TDS được sử dụng để quản lý độ sạch của nước nuôi cá, chỉ số TDS càng cao cho thấy nước nuôi các càng nhiều tạp chất sẽ dễ khiến cá bị bệnh hoặc chết Chỉ số TDS thích hợp cho nuôi cá dao động trong khoảng 150ppm-250ppm

Để có thể tạo điều kiện sinh trưởng phát triển tốt cho cá rô đồng và đảm bảo nước tưới dinh dưỡng phù hợp cho cây rau muống đồng thời đảm bảo tính đồng đều về nước tưới trong các công thức Vì vậy trong suốt qua trình làm thí nghiệm theo dõi nồng độ TDS thường xuyên để nhanh chóng xử lý điều chỉnh nồng độ TDS kịp thời trong khoảng phù hợp và đồng đều giữa các bể thí nghiệm

Bảng 4.2 Sự biến đổi nồng độ TDS của nước cá qua các lần đo

30

Trong bảng 4.2 có thể thấy được sự dao động chỉ số TDS của nước nuôi cá qua các lần đo cách nhau 7 ngày, lần đo đầu tiên của 3 bể cá là thấp nhất và có xu hướng tăng dần ở các lần đo sau Sự thay đổi của TDS trong nước nuôi cá phần lớn là do kích thước của cá trong bể tăng dần qua mỗi lần đo nên lượng chất thải của cá trong bể nhiều lên

Trong cả quá trình thí nghiệm chỉ số TDS dao động ở khoảng từ 0,02- 0,21g/l , tương đương 20ppm- 210ppm TDS có dao động trong mỗi lần đo nhưng vẫn ở dưới ngưỡng giá trị cho phép Vì vậy chỉ sử dụng nước nuôi cá sẽ không đáp ứng đủ dinh dưỡng cho rau sinh trưởng và phát triển, cần bổ sung dinh dưỡng cho rau muống

Chỉ số TDS thích hợp cho cá trong khảng 150ppm- 250ppm so với

khoảng chỉ số TDS đo được trong quá trình làm thí nghiệm là 20ppm- 210ppm thì chỉ số TDS của nước nuôi cá vẫn nằm trong giới hạn cho phép

Biểu đồ 4.1 Sự biến đổi nồng độ TDS của nước cá qua các lần đo

0,12

0,15 0,12

LĐ2 (7 ngày sau trồng)

LĐ3 (14 ngày sau trồng)

LĐ4 (21 ngày sau trồng)

LĐ5 (7 ngày sau thu hoạch)

LĐ6 (14 ngày sau thu hoạch)

Tự chiết

Từ bảng 4.3, cho thấy chỉ số TDS của mỗi dung dịch trong các lần đo đều

có sự dao động lên xuống nhưng chênh lệch không nhiều Trong 3 loại dung dịch, dung dịch Chelax và dung dịch Hume đều có nồng độ TDS mỗi lần đo cao hơn hẳn so với TDS của dung dịch dinh dưỡng tự chiết xuất

Ở các lần đo thì nồng độ TDS giữa các dung dịch đều có sự khác biệt trong đó: cao nhất là dung dịch Hume (530ppm-580ppm), Chelax (450ppm-550ppm) và tự chiết suất thấp nhất (200ppm-270ppm) Nồng độ TDS dao động nhưng vẫn ở ngưỡng giá trị cho phép để cây rau muống có thể sinh trưởng và phát triển