Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh trong sản xuất cây rau cải xanh, xà lách ở hải phòng

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

-

Phạm Ngọc Sơn

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật

thuỷ canh và khí canh trong sản xuất cây rau cải xanh, xà lách ở Hải Phòng

Luận văn thạc sĩ nông nghiệp

Chuyên ngành: trồng trọt Mã số: 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn thị kim thanh

Hà Nội, 2006

Lời cam đoan

- Tôi xin cam đoan rằng những số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã

đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Sơn Phạm Ngọc Sơn

Lời cảm ơn

Để hoàn thành bản luận án này ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới T.S Nguyễn Thị Kim Thanh người đã tận tình hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn SLTV khoa nông học và khoa đào tạo sau Đại học - Trường Đại học Nông nghiệp I đã có sự giúp đỡ quý báu trong quá trình học tập và thực hiện đề taì

Tôi xin cảm ơn Trung tâm phát triển Nông - Lâm nghiệp CNC Hải Phòng

đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này

Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Sơn Phạm Ngọc Sơn

Môc lôc

2.6 Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ øng dông kü thuËt trång c©y kh«ng

2.7 Mét sè kÕ qu¶ nghiªn cøu vµ øng dông hÖ thèng trång c©y kh«ng

4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 324.1 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh vào giai đoạn sản

4.1.1 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh vào giai đoạn

4.1.2 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh vào giai đoạn

4.2 Nghiên cứu ứng dụng các hệ thống thuỷ canh vào giai đoạn trồng

4.2.1 Nghiên cứu ứng dụng các hệ thống thuỷ canh vào giai đoạn trồng

4.3 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật khí canh vào giai đoạn trồng sản xuất

4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng

4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng

4.4 Đánh giá độ an toàn của cây rau cải xanh, xà lách trồng bằng kỹ

4.4.1- Đánh giá độ an toàn của cây rau cải xanh trồng bằng kỹ thuật thuỷ

4.4.2 Đánh giá độ an toàn của cây rau xà lách trồng bằng kỹ thuật thuỷ

4.5 Sơ bộ tính giá thành thí nghiệm cây cải xanh, xà lách trồng bằng kỹ

4.5.1 Sơ bộ tính giá thành thí nghiệm cây cải xanh, xà lách trồng bằng

4.5.2 S¬ bé tÝnh gi¸ thµnh thÝ nghiÖm c©y c¶i xanh, xµ l¸ch trång b»ng

Danh môc C¸c ch÷ c¸i viÕt t¾t vµ ký hiÖu trong luËn v¨n

AVRDC: Asian vegetable research and development center

(Trung t©m nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn rau ch©u ¸)

R&D: Research and development

(Nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn)

FAO: Food and Argiculture Organization of the united nations (Tæ chøc n«ng nghiÖp vµ l−¬ng thùc liªn hîp quèc)

WHO: World health Organization

Danh mục các bảng

Bảng 4.1.1 ảnh hưởng của phương thức gieo cây giống bằng kỹ thuật thuỷ

canh, khí canh đến tỷ lệ nẩy mầm và sinh trưởng phát triển của cải

Bảng 4.1.2 ảnh hưởng của cây con thuỷ canh, khí canh đến sinh trưởng, phát

Bảng 4.1.3 ảnh hưởng của phương thức gieo cây giống bằng kỹ thuật thuỷ

canh, khí canh đến tỷ lệ nẩy mầm và sinh trưởng phát triển của cây

Bảng 4.1.4 ảnh hưởng của cây con thuỷ canh, khí canh đến sinh trưởng, phát

Bảng 4.2.1 ảnh hưởng của các hệ thống thuỷ canh đến động thái tăng trưởng

Bảng 4.2.2 ảnh hưởng của các hệ thống thuỷ canh đến động thái ra lá của cây

Bảng 4.2.3 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây cải xanh

Bảng 4.2.4 ảnh hưởng của các hệ thống thuỷ canh đến động thái tăng trưởng

Bảng 4.2.5 ảnh hưởng của các hệ thống thuỷ canh đến động thái ra lá của cây

Bảng 4.2.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây xà lách trồng

Bảng 4.3.1 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng khí canh đến

Bảng 4.3.2 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng khí canh đến

Bảng 4.3.3 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng khí canh đến

năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây rau cải xanh 61Bảng 4.3.4 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng khí canh đến

Bảng 4.3.5 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng khí canh đến

Bảng 4.3.6 ảnh hưởng của chế độ phun dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

Bảng 4.5.1 Giá thành thí nghiệm của cây cải xanh, xà lách trồng bằng kỹ

Bảng 4.5.2 Giá thành thí nghiệm của cây cải xanh, xà lách trồng bằng kỹ

Danh mục các đồ thị, biểu đồ

Đồ thị 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây cải xanh trồng trên các

Đồ thị 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao cây cải xanh trồng trên các

Đồ thị 4.3 Động thái ra lá của cây rau cải xanh trồng trên các hệ thống

Đồ thị 4.4 Động thái ra lá của cây rau cải xanh trông trên các hệ thống

Biểu đồ 4.1 Năng suất của cây cải xanh trồng trên các hệ thống thuỷ

Đồ thị 4.5 Động thái tăng trưởng chiều cao cây xà lách trồng trên các

Đồ thị 4.6.Động thái tăng trưởng chiều cao cây xà lách trồng trên các hhệ

Đồ thị 4.7 Động thái ra lá của cây xà lách trồng trên các hệ thống thuỷ

Đồ thị 4.8 Động thái ra lá của cây xà lách trồng trên các hệ thống thuỷ

Biểu đồ 4.2 Năng suất của cây xà lách trrồng trên các hệ thống thuỷ

Đồ thị 4.8 Động thái tăng trưởng chiều cao của cây cải xanh trồng khí

Đồ thị 4.8 Động thái tăng trưởng chiều cao của cây cải xanh trồng khí

Đồ thị 4.10 Động thái ra lá của cây cải xanh trồng khí canh ở vụ xuân hè 60 Biểu đồ 4.3 Năng suất của cây cải xanh vụ đông xuân và xuân hè trồng

Đồ thị 4.13 Động thái ra lá của cây xà lách trồng khí canh vụ đông xuân 66

Biểu đồ 4.4 Năng suất của cây rau xà lách vụ đông xuân và xuân hè

Nghề trồng rau ở nước ta có từ lâu đời, nông dân có kinh nghiệm và truyền thống canh tác rau kể cả rau trái vụ, nhưng sản xuất rau ở nước ta vẫn chỉ mang tính chất tự cung tự cấp là chính, dẫn đến hiệu quả sản xuất rau còn thấp Nguyên nhân của tình trạng trên là do nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thời tiết diễn biến phức tạp, nhiệt độ không ổn định, mưa boo, ngập lụt, sâu bệnh hại đo ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây rau.Nhiều loại hạt giống còn phải nhập ngoại, giá thành cao, diện tích sản xuất còn mạnh mún, phân tán, công nghệ canh tác theo phương thức truyền thống

là chính, quy trình rau chưa được cụ thể hoá cho từng vùng Bên cạnh đó, cơ

sở vật chất kỹ thuật cho ngành rau còn nghèo nàn, đầu tư còn thấp và chưa

đồng bộ so với yêu cầu kỹ thuật phát triển Trình độ chuyên môn của cán bộ

và trình độ sản xuất của người lao động còn chưa đáp ứng được với yêu cầu của công cuộc đổi mới Mặt khác vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng, ô nhiễm nguồn nước, nguồn đất và việc sử dụng ngày càng tăng thuốc bảo vệ thực vật, thuốc kích thích sinh trưởng đo làm cho sản phẩm nông nghiệp nói chung và sản phẩm rau nói riêng ở nước ta không an toàn [1] Vùng chuyên canh rau ở Hải Phòng cũng như một số vùng chuyên canh rau khác Hiện nay vẫn canh tác theo lối cũ, dùng phân hoá học, phân tươi, tưới nước tận dụng tại chỗ nhiều khi rất bẩn không kiểm soát được, thuốc bảo

vệ thực vật cũng được dùng thường xuyên mà không quan tâm đến chủng loại

và thời gian cách ly Điều đó dẫn đến phẩm cấp rau rất thấp, các chỉ tiêu rau

an toàn như hàm lượng Nitrat, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng vi sinh vật gây hại, dư lượng kim loại nặng đều rất cao gây nguy hiểm cho sức khoẻ cộng đồng

Trong “Đề án phát triển rau, quả và hoa, cây cảnh thời kỳ 1999 – 2010” [ 23] của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 3/9/1999 có xác định mục tiêu cho ngành sản xuất rau là đáp ứng nhu cầu rau có chất lượng cao cho tiêu dùng trong nước nhất là các vùng

có dân cư tập trung và xuất khẩu Phấn đấu đến năm 2010 đạt mục tiêu bình quân đầu người 85kg rau/năm Như vậy trước những thực tế đó đòi hỏi ngành rau nước ta cần có những giải pháp để gia tăng về số lượng, chất lượng cũng như chủng loại rau Một trong những hướng đi là ứng dụng những thành tựu khoa học, công nghệ mới về công tác giống, công nghệ phân bón, công nghệ canh tác Trong đó có công nghệ canh tác không dùng đất Đối với các nước

có nền kinh tế phát triển thì việc trồng cây không dùng đất,trồng cây trong nhà kính, nhà lưới hiện đại đo trở nên quen thuộc với kỹ thuật canh tác thuỷ canh, khí canh, trồng cây trên giá thể đo được hoàn chỉnh và áp dung phổ biến vào sản xuất rau, quả và đem lại hiệu quả rất cao Còn ở Việt Nam, nông nghiệp nước ta quanh năm thâm canh bằng đất thì việc trồng cây không dùng

đất vẫn còn là điều mới mẻ Trong những năm gần đây việc liên kết, liên doanh với các trung tâm nghiên cứu công nghệ của nước ngoài Chúng ta đo bắt đầu làm quen với phương pháp trồng mới này và bước đầu đo cho kết quả trên một số loại rau ăn lá, ăn quả bằng kỹ thuật thuỷ canh như rau cải, rau diếp, cà chua, dưa chuột Đặc biệt từ năm 2003 đến nay việc xây dựng một

số dự án, mô hình sản xuất nông nghiệp công nghệ cao tại Hà Nội, Hải Phòng, Hưng Yên bằng việc tiếp nhận công nghệ canh tác tiên tiến trong nhà kính Israel đo đem lại kết quả rất khả quan trên cây dưa chuột và cây cà chua Với mục đích góp phần nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh, khí canh vào canh tác rau

chúng tôi tiến hành đề tài "Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh trong sản xuất cây rau cải xanh, xà lách ở Hải Phòng"

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Trên cơ sở xác định ảnh hưởng của kỹ thuật thuỷ canh, khí canh đến quá trình gieo ươm cây giống, sinh trưởng phát triển và cho năng suất chất lượng của cây cải xanh, xà lách Từ đó có thể ứng dụng vào sản xuất để nâng cao năng xuất chất lượng rau Đồng thời cũng đưa ra những khuyến cáo cho các nhà sản xuất, doanh nghiệp kinh doanh có những định hướng chính xác khi ứng dụng các kĩ thuật này vào sản xuất rau

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá được ảnh hưởng của kỹ thuật thuỷ canh, khí canh đến tỷ lệ nẩy mầm, khả năng sinh trưởng phát triển và năng suất của cây cải xanh, xà lách

- Xác định được hệ thống thuỷ canh tối ưu cho quá trình sinh trưởng phát triển và năng suất của cây cải xanh, xà lách

- Xác định được chế độ thời gian phun gion đoạn dung dịch tạo màn sương dinh dưỡng thích hợp nhất cho cây cải xanh, xà lách sinh trưởng phát triển

- Đánh giá được mức độ ảnh hưởng của kỹ thuật thuỷ canh, khí canh đến

độ an toàn của rau cải xanh, xà lách

- Sơ bộ tính giá thành sản phẩm rau cải xanh, xà lách thuỷ canh, khí canh

1.3 ý nghĩa của đề tài

1.3.1 ý nghĩa khoa học

Kết qủa nghiên cứu ứng dụng của đề tài sẽ cung cấp các cơ sở khoa học

về mức độ ảnh hưởng của kỹ thuật thuỷ canh, khí canh đến sinh trưởng phát

triển của cây rau Làm tiền đề cho việc nghiên cứu kỹ thuật mới vào gieo ươm cây giống sạch bệnh và công nghệ trồng rau sạch không dùng đất trong các nhà kính, nhà lưới

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn

Đề tài là một giải pháp đi tắt đón đầu trong việc nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, công nghệ mới vào sản xuất nông nghiệp trong giai đoạn Nông nghiệp hoá hiện đại hoá Nông nghiệp Nông thôn hiện nay Để

đánh giá được các ưu nhược điểm của các kỹ thuật, công nghệ mới Từ đó đề

ra những giải pháp cải tiến để vận dụng có hiệu quả trong sản xuất thực tiễn

1.4 giới hạn của đề tài

Đề tài mới chỉ nghiên cứu giới hạn trên hai loại cây trồng, là cây cải xanh và xà lách, ở hai thời vụ đông xuân và xuân hè trên một nền dung dịch dinh dưỡng tự pha chế

2 Tổng quan tài liệu

2.1 Tình hình sản xuất rau trên thế giới và Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất rau trên thế giới

Theo số liệu thống kê của FAO (2001) [42] cho biết : năm 1980 toàn thế giới sản xuất được 375 triệu tấn rau, năm 1990 là 441 triệu tấn năm 1997 là 595,6 triệu tấn và năm 2001 đo lên tới 678 triệu tấn Chỉ riêng cải bắp và cà chua sản lượng tương ứng là 50,7 triệu và 88,2 triệu tấn với năng suất tương ứng 24,4 tấn/ha và 27,8 tấn/ha Lượng rau tiêu thụ bình quân theo đầu người là 78kg/người/năm.Tuy nhiên trình độ phát triển nghề trồng rau của các nước không giống nhau, ở các nước phát triển cây rau được chú trọng hơn ở các nước đang phát triển Theo K.U Ah med và M.shajahan (1991) cho biết nếu tính sản lượng theo đầu người thì ở các nước phát triển sản lượng cao hơn hẳn các nước đang phát triển, ở các nước phát triển tỷ lệ sản lượng cây rau so với cây lương thực là 2/1 trong khi đó ở các nước đang phát triển tỷ lệ này là 1/2 Châu á có sản lượng hàng năm đạt khoảng 400 triệu tấn với mức tăng trưởng 3% (khoảng 5 triệu tấn/năm), mức tiêu dùng rau của các nước trong khu vực Châu á là 84kg/người/năm Trong số các nước đang phát triển thì Trung Quốc

có sản lượng rau 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

kim loại nặng có hại cho sức khoẻ con người) Kỹ thuật trồng rau không dùng đất, trồng trong dung dịch (thuỷ canh, khí canh, màng mỏng dinh dưỡng NFT), trồng cây trong điều kiện có thiết bị che chắn (nhà lưới, nhà kính ) Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, phân bón an toàn cho đất, bảo vệ môi trường

Hiện nay trên thế giới nhiều nước tiên tiến đo bỏ xa chúng ta trên lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiêp như :kỹ thuật canh tác, công nghệ sinh học vào sản xuất rau cao cấp và sản phẩm nông nghiệp công nghệ cao Tại Canada và Hoa Kỳ [37] sản xuất nông nghiệp việc đầu tiên họ phải quan tâm đến là phẩm cấp sau đó mới đến năng suất Hàng trăm nhà kính công nghiệp ở Canada sử dụng công nghệ Grotek đo đạt năng suất 740 tấn cà chua hữu cơ tiêu chuẩn OMRI trên 1ha Dưa chuột 1000 tấn/ha Công nghệ trồng rau bằng thuỷ canh động thuỷ triều, khí canh ra đời

đo thay đổi tập quán canh tác truyền thống ở nhưng nước này Ngoài các mô hình trồng rau hữu cơ trên đồng ruộng người ta đo chế tạo ra các hộp trồng rau gia đình cho phẩm cấp và năng suất cao[37]

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất rau của 10 nước trên thế giới năm 2001

2.1.2 Tình hình sản xuất rau ở Việt Nam

Theo số liệu thống kê [13] diện tích trồng rau cả nước đến năm 2002 là 560.600 ha tăng 214,72% so với năm 1990 (261,090 ha) Bình quân mỗi năm tăng 24,96 ha Tuy nhiên năng suất rau ở nước ta nói chung còn thấp và không

ổn định Năm có năng suất cao nhất (1998) mới chỉ đạt 144,8 tạ/ha bằng 80%

so với mức bình quân toàn thế giới (Sấp xỉ 180 tạ/ha) (Trần Khắc Thi và cs,

2005 [23] Năm 2002 sản lượng thu hoạch rau đạt cao nhất là 7.484,8 triệu tấn

so với năm 1990 là 3,2 triệu tấn tăng 4.284,8 triệu tấn Sản lượng tăng trung bình hàng năm của 12 năm qua gần 357 ngàn tấn/năm chủ yếu là do tăng diện tích gieo trồng

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất rau của Việt Nam những năm gần đây:

3 triệu tấn [1] Từ đó cho thấy ngành sản xuất rau ở Việt Nam còn phải phát triển mạnh hơn nữa mới đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước và một phần cho xuất khẩu

Trong những năm gần đây, mức sống của người dân được nâng cao thì nhu cầu về rau sạch, rau có chất lượng cao cũng được tăng lên Việc mở rộng diện tích rau an toàn đo được triển khai ở các Thành phố lớn như: Hà Nội,

Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Lạt các công nghệ sản xuất rau sạch, rau an toàn dần được giới thiệu và được sản xuất thử ở một số cơ sở sản xuất: Viện nghiên cứu rau quả và Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội như công nghệ sản xuất rau trong nhà lưới của Đài Loan, công nghệ sản xuất rau sạch theo kiểu Canada, Israel và trồng rau trong dung dịch [1] Một số mô hình chuyển giao công nghệ sản xuất rau công nghệ cao cũng đo được tiếp nhận và đưa vào ứng dụng sản xuất như sản xuất cà chua, dưa chuột trong nhà kính Sawtooth Israel tại Hà Nội, Hải Phòng bước đầu cho kết quả rất khả quan

2.2 Giới thiệu chung về cây cải xanh và cây xà lách

2.2.1 Nguồn gốc, phân loại cây cải xanh, xà lách

* Cây cải xanh ( Brassica juncea L) thuộc họ thập tự Cruciferae theo tác giả Trần Khắc Thi và c.s 2005 [23], cây cải xanh được gieo trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trồng phổ biến và tập trung ở các nước Châu á, đặc biệt là Trung Quốc Hiện nay chưa xác định được chính xác nguồn gốc của cải xanh tuy nhiên nhiều tác giả nhất trí cho rằng Trung tâm đa dạng của cải xanh là ở Trung á

* Cây xà lách (Lactuca sativa L) thuộc họ của Compositae có nguồn gốc

ở vùng tiểu á Trung Đông [23] Hiện nay loại rau này đo được sử dụng và gieo trồng rộng roi khắp các nước trên thế giới

2.2.2 Giá trị dinh dưỡng, giá trị kinh tế của cây cải xanh, xà lách

* Giá trị dinh dưỡng:

Cây cải xanh và cây xà lách là những loại rau ăn lá có giá trị dinh dưỡng cao được nhiều người ưa thích Cải xanh, xà lách đều là những loại rau dễ ăn,

dễ chế biến có thể sào, nấu, luộc, sa lát, ăn sống cung cấp các chất khoáng

* Giá trị kinh tế: Bộ phận sử dụng chính của cây cải xanh, xà lách là lá

và bẹ lá nên hai loại rau này có hiệu xuất sử dụng rất cao Cải xanh, xà lách là

những loại rau ăn lá ngắn ngày nên có khả năng sản xuất được nhiều lứa trong một vụ đặc biệt là cây cải xanh có ý nghĩa rất lớn trong việc giải vụ rau khi giáp vụ hay gặp điều kiện thời tiết không thuận lợi, mặt khác chi phí đầu tư cho canh tác cải xanh, xà lách không cao nhưng do có thời gian sinh trưởng ngắn, ăn ngon, giá cả hợp lý nên được người tiêu dùng ưa chuộng chính vì vậy mà trồng rau cải xanh, xà lách chính vụ cũng như trái vụ đều đem lại hiệu quả kinh tế rất cao Theo điều tra sơ bộ ngoài thị trường ở một số chợ đầu mối tại Hải Phòng thì lúc chính vụ cải xanh giá từ 4.000đ - 5.000đ/kg, xà lách từ 6.000 - 10.000đ/kg, lúc trái vụ thì cao hơn nhiều xà lách giá từ 15.000 - 20.000đ/kg Tại một số vùng chuyên canh rau của Hải Phòng Theo số liệu

điều tra của Sở NN-PTNT Hải Phòng [14] thì 1 sào canh tác một loại cải xanh một năm trung bình nông dân thu được từ 9 - 10 triệu đồng, xà lách thu từ 15 -

20 triệu đồng/năm Như vậy so với trồng lúa thì hai loại rau này cho thu nhập cao gấp 5 - 10 lần

2.2.3 Một số đặc điểm sinh vật học của cây cải xanh, xà lách

Theo tác giả Trần Khắc Thi và c.s, 2005 [23] cải xanh có khả năng chịu

đựng cao với khí hậu nóng ẩm Trong mùa đông cải xanh sinh trưởng nhanh

và cho năng suất cao, cải xanh là cây cho khối lượng thân lá lớn, tuy nhiên bộ

rễ của cải xanh nhỏ, ăn nông, cây sinh trưởng ngắn ngày do đó rất cần nước và yêu cầu được giữ ẩm thường xuyên trong suốt quá trình sinh trưởng Cải xanh yêu cầu đất có độ pH từ 5.5 - 6.5, đất giàu mùn và thoát nước nhanh Về các nguyên tố khoáng cải xanh cần nhiều đạm và kali hơn là lân

* Cây xà lách:

nhiệt độ cao tốt hơn xà lách cuốn, bộ rễ của xà lách yếu, lá mỏng do đó ưa

trồng trên đất giàu dinh dưỡng, tơi xốp,khả năng giữ nước tốt Xà lách không chịu được hạn và đất chua, yêu cầu pH từ 5,8 - 6,5 [23] Về nhu cầu dinh dưỡng khoáng xà lách thuộc loại rau hút ít chất dinh dưỡng [1]

2.3 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh và khí canh

2.3.1 Khái niệm về kỹ thuật thuỷ canh, khí canh

Thuỷ canh (Hydroponics), khí canh (Aeroponics) là hình thức canh tác không sử dụng đất Cây trồng được trồng trên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hoà tan trong nước dưới dạng dung dịch và tuỳ theo từng kỹ thuật mà bộ rễ cây có thể ngâm trong nước hoặc treo lơ lửng trong môi trường không khí boo hoà dinh dưỡng Trồng cây không sử dụng đất

đo được đề xuất từ lâu bởi các nhà khoa học như Knop, Kimusa (trồng cây trong dung dịch) (Hoàng Minh Tấn và Nguyễn Quang Thạch, 1994) [17], [18] Những năm gần đây phương pháp này tiếp tục được nghiên cứu hoàn thiện và sử dụng rộng roi ở nhiều nước trên thế giới

2.3.2 Cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh và khí canh

Từ xưa người ta đo thấy được vai trò của nước đối với đời sống sinh vật nói chung và thực vật nói riêng Có thể nói "không có nước là không có sự sống" Theo Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2000) [18] 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 là môi trường vận chuyển của các chất và tham gia vào các phản ứng hoá sinh để tạo chất

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 năm

1849 đến 1856 Salm - Horstmar đo chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn sinh trưởng phát triển được bình thường phải cần đến những nguyên tố như N,

P, S, Ca, K, Mg, Si, Fe, Mn [27] Đến năm 1938 hai nhà sinh lý học thực vật người Đức là Sachs và Knop [27] đo 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 đo đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch Trong 16 nguyên tố cơ bản kể trên thì có 3 nguyên tố là C, H, O cây lấy chủ yếu từ khí Cacbonic và nước, 13 nguyên tố còn lại cây phải lấy từ đất là chính Như vậy, cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh và khí canh là dựa vào bản chất của sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng chỉ 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 trên

2.3.3 Sơ lược về lịch sử phát triển của kỹ thuật thuỷ canh, khí canh

Người đầu tiên nghiên cứu về thuỷ canh là Boyle (1666) [27], ông đo thử trồng cây trong lọ con chỉ chứa nước, cây vẫn sống Tiếp theo, John Wood ward (1699) [27] đo trồng cây bạc hà trong nước có độ tinh khiết khác nhau

Ông nhận thấy, cây sinh trưởng trong nước tự nhiên (không làm 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 : sự sinh trưởng của cây là nhờ các vật chất lấy từ đất trong nước có chứa đất tốt hơn nước không có đất Năm 1804 Desaussure đo

đề xuất rằng : cây hấp thụ các nguyên tố hoá học từ nước, đất và không khí Nhận định này bị thay đổi sau đó bởi Bowsingaul (1802 - 1998) [27] Trong các thí nghiệm của mình với cây trồng trong cát và các giá thể trơ khác được tưới dung dịch chứa hỗn hợp hoá học đo biết ông rút ra kết luận rằng nước là yếu tố cần thiết cho cây 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, ở thế kỷ 19 , hai nhà khoa học người Đức là Sachs (1860) và Knop (1861) đo đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch nước (tức là phương pháp nuôi cấy trong nước) có chứa các chất khoáng

mà cây cần Từ dung dịch đầu tiên dùng trồng cây do Knop sản xuất trải qua gần 70 năm nghiên cứu và cải tiến đến đầu những năm 1930 W.F.Gericke ở trường Đại học California (Mỹ) đo tiến hành các thí nghiệm trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng có chứa thành phần các nguyên tố khoáng theo tỷ lệ nhất định mà cây cần, thuật ngữ "Hydroponics" ra đời từ đây và Hydroponics

có thể định nghĩa là khoa học không dùng đất, nhưng sử dụng giá thế trơ như : sỏi, cát, than bùn, đá bọt, 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 lần thứ II kết thúc rau mới được chính thức đưa vào sản xuất hàng loạt không cần đất Lúc đó quân đội Mỹ ở Nhật thiếu rau xanh đo 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 của Gericke (1930) trồng trong dung dịch nước sâu 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), kỹ thuật khí canh (Aeroponics) và từ dung dịch dinh dưỡng đầu tiên của Knop cho đến nay đo có hàng loạt các dung dịch để trồng cây không dùng đất như dung dịch FAO, dung dịch I Mai

Hiện nay công nghệ trồng cây không dùng đất đo được phát triển rộng roi 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 cao, năng suất cao và sản phẩm an toàn tuyệt đối

2.4 Các hệ thống trồng cây không dùng đất trên thế giới

2.4.1 Hệ thống thuỷ canh

Căn cứ vào đặc điểm sử dụng dung dịch dinh dưỡng có thể chia thành hai

hệ thống thuỷ canh [27] như sau:

* Hệ thống thuỷ canh tĩnh: ở hệ thống này, rễ cây toàn phần hoặc một phần 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 oxygen trong dung dịch và dễ sinh ra chua gây ngộ độc cho cây

* Hệ thống thuỷ canh động Là loại hệ thống mà trong quá trình trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng có chuyển động, chi phí cao hơn nhưng dung dịch không bị thiếu oxygen Các hệ thống thuỷ canh động hoạt động trên nguyên lý thuỷ triều, sục khí, tưới nhỏ giọt và có thể chia làm 2 loại như sau:

- Hệ thống thuỷ canh mở: Là hệ thống thuỷ canh động mà trong đó dung dịch dinh dưỡng không có sự tuần hoàn trở lại gây long phí dung dịch

- Hệ thống thuỷ canh kín: Là hệ thống thuỷ 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

2.4.2 Hệ thống khí canh (Aeroponics)

Tại Hội nghị ISOSC, Steiner đo định nghĩa: "Đây là hệ thống mà rễ cây

được đặt trong môi trường boo hoà với các giọt dinh dưỡng liên tục hay gion

đoạn dưới dạng sương mù hoặc phun" John Hason (1980) [44] Hệ thống này cây được trồng trong những lỗ ở các tấm polystyrene xốp hoặc vật liệu khác, nhưng rễ cây chỉ được treo lơ lửng trong môi trường không khí phía dưới tấm

đỡ Trong hộp có phun mù, hộp được che kín sao cho rễ nằm trong hộp được phun định kỳ 2 - 3 phút một lần Với hệ thống này không phải dùng giá thể trơ, dinh dưỡng được phun trực tiếp đến rễ, oxygen được cung cấp đầy đủ tuy

nhiên có hạn chế là cần giá trị năng lượng cao, khó thực hiện được trên những loại cây có thời gian sinh trưởng dài ngày và có bộ rễ lớn như cà chua, dưa chuột

2.5 Một số ưu nhược điểm của kỹ thuật trồng cây không dùng đất

2.5.1 Ưu điểm

Chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây trồng thông qua việc cung cấp các chất cần thiết cho từng giai đoạn trong quá trình sinh trưởng, phát triển theo yêu cầu của cây

- Giảm bớt công lao động do không phải làm đất, xới xáo và làm sạch cỏ dại trong quá trình canh tác

- Không phải tưới nước, dễ thanh trùng và kiểm soát dịch bệnh

- Nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng do kiểm soát được các chất dinh dưỡng cây trồng hấp thụ Theo Lê Đình Lương (1995) [8] năng suất cây trồng trong dung dịch có thể cao hơn so với cây trồng ở đất từ 25 - 500% do

có thể trồng được liên tục

- Chủ động được thời vụ và kế hoạch sản xuất

- Với kỹ thuật khí canh có thể ứng dụng sản xuất gieo ươm cây giống sạch bệnh trồng trong các nhà kính, nhà lưới hiện đại

- Thúc đẩy trình độ sản xuất nông nghiệp ngày một phát triển theo hướng nông nghiệp công nghệ cao

2.5.2 Nhược điểm

- Đầu tư ban đầu lớn dẫn đến giá thành sản phẩm cao là nguyên nhân các nước nghèo khó có điều kiện để triển khai thực hiện công nghệ này, đồng thời người tiêu dùng ở những nước này cũng ít có cơ hội sử dụng cũng như tiếp cận với các sản phẩm nông nghiệp công nghệ cao

- Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao về công nghệ sản xuất cũng như việc phải hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh vật, hoá học của cây trồng, phân bón, hoá chất cho cây

- Sự lan truyền bệnh nhanh: Khi mầm bệnh đo xuất hiện thì trong thời gian ngắn chúng sẽ lan truyền và có mặt ở toàn bộ hệ thống Đặc biệt trong các hệ thống kín dung dịch có hồi lưu [54] Do đó đòi hỏi nguồn nước phải

được đảm bảo những tiêu chuẩn nhất định và trước khi đưa vào canh tác cần phải khử trùng cẩn thận

2.6 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật trồng cây không dùng đất trên thế giới

2.6.1 Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng và kỹ thuật thuỷ canh khí canh

Sự quan trọng của dung dịch dinh dưỡng đối với cây trồng đo được Liebig và Karl Sprengel, Wiegmann và Polstoff 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 [48] Theo Midmore [54] thì việc nghiên cứu để hoàn thiện dung dịch dinh dưỡng cho một loài theo từng mùa vụ là tối cần thiết Theo ông các loại rau khác nhau có yêu cầu chế độ nước và dinh dưỡng khác nhau Một nghiên cứu khác của Midmore đề cập đến vấn đề nhiệt độ Ông cho rằng nhiệt độ

tính phần lớn các enzim Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên để trồng cây do Knop sản xuất vào giữa thế kỷ 19 nó có thành phần đơn giản chỉ gồm 6 loại muối vô cơ trong đó chứa các nguyên tố đa lượng và trung lượng, không có các nguyên

tố vi lượng Sau đó có hàng loạt các dung dịch dinh dưỡng được đề xuất Từ những dung dịch đơn giản nhất như dung dịch Hoagland - Amon 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 Amon, Olsen, Sinsadze [6]

Các loại cây trồng khác nhau có yêu cầu về dinh dưỡng khác nhau, đặc biệt là Nitơ (N), phốt pho (P) và Kali (K) 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- 99ppm

Theo Wood ward [58] cây trồng trong dung dịch thiếu sắt sau khi ra được

3 - 4 lá, lá cây có màu trắng Khi quan sát bằng kính hiển vi, các hạt diệp lục nằm ngoài nguyên sinh chất và sau khi thêm muối sắt hoà tan vào dung dịch thì lá xanh trở lại Theo Yu (1983) [64], Asao (1998) [32] thêm than hoạt tính vào dung dịch dinh dưỡng đo làm tăng đáng kể hàm lượng chất khô và năng suất quả cà chua, dưa chuột Tác giả Ho và Adams [45] cho thấy năng suất cà chua trồng bằng thuỷ canh tăng nhiều so với địa canh và chất lượng cũng được cải thiện Carbonell và công sự (1994) [36] nhận xét có Asen trong dung dịch dinh dưỡng làm tăng sự hấp thụ Fe và giảm sự hấp thụ Bo, Cu, Mn, Zn Trong

thể xác định dung dịch có tính kiềm hay acid 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 đến 7,5 Nếu pH quá thấp (4,5) hoặc quá cao (> 9) có thể gây hại trực tiếp đến các rễ cây, ngoài ra pH cao sẽ gây kết tủa

lên các triệu chứng thiếu chất cho cây và cây có thể chết Ngoài ra, một số nhà khoa học (Victo 1973; Sehwart 1968) đo sử dụng nước mặn để làm dung dịch trồng cây Schwart đo sử dụng nước mặn có 3000ppm muối tổng số để làm dung dịch trồng thử nghiệm và ông kết luận rằng năng suất cà chua và rau diếp giảm 10 - 15%, dưa chuột giảm 20 - 25% Nhưng ông cũng cho rằng nước mặn có một số ảnh hưởng khá thú vị đến vị ngọt của cà chua và dưa chuột so với trồng trong nước ngọt (Howard M.Resh, Ph.D, 1991) [48]

Sử dụng các dạng đạm và tỷ lệ khác nhau cũng ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng thuỷ canh Theo Sandoval và cs (1994) [60]

kết luận rằng năng suất chất khô và hạt lúa mì giảm khi sử dụng đạm amon thay thế đạm nitrat Elia và cs (1997) [41] kết luận dung dịch trồng cà tím cần

2.6.2 Một số ứng dụng kỹ thuật trồng cây không dùng đất 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) [27] 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, rau ăn quả và quả Sau khi hệ thống thuỷ canh trong nước sâu của Gericke được đề xuất năm 1930, hàng loạt các cơ sở trồng cây thương mại đo ra đời như:

Cơ sở trồng cây Hydroponics của Mỹ ở (Nhật) trước kia đo sử dụng kỹ thuật trồng cây trên giá thể trơ có dung dịch dinh dưỡng hồi lưu để sản xuất rau xanh Năm 1989, ở Ashby Massachuchetts (Hoa Kỳ) có cơ sở Hydro Harvert sản xuất rau quanh năm với diện tích 3.400m, trong đó có 69% diện tích trồng rau diếp, 13% trồng cải xoong, 13% trồng hoa cắt; và 5% dùng vào các mục đích thí nghiệm khác Năm 1994, ở Mỹ có khoảng 220 ha rau trồng trong nhà kính, trong đó 75% trồng không dùng đất và trồng trong dung dịch Các loại rau trồng trong dung dịch có cà chua, dưa chuột, rau diếp, ớt

Tại Anh, người ta xây dựng hệ thống (NFT) trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng chuyên sản xuất cà chua với diện tích 8,1ha (mật độ 22,230 cây/ha) [27]

Các cơ sở trồng cây ở Hà Lan đo sử dụng len đá để trồng rau và hoa trong nhà kính [27] De kveij và Vander Hoeven (1997) [40] cho biết hiệu quả của giá thể hữu cơ (humic substance) không rõ rệt bằng khí canh trong thí nghiệm trồng hoa cúc ở Hà Lan

Tại 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 thuỷ 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 Hệ thống này cây gieo ươm ở vị trí này nhưng đến khi thu hoạch lại ở vị trí khác, hiệu suất sử dụng diện tích mặt bằng trong các nhà kính nhà lưới rất cao

Năm 1991, chỉ riêng Bắc Âu có hơn 4.000ha rau trồng trong dung dịch theo Lê Đình Lương (1995) [8] Hà Lan có tới 3600 ha, Nam Phi có 400 ha, Pháp, Anh, Italia, Đài Loan, mỗi nước có hàng trăm ha cây trồng trong dung dịch

Tại Đài Loan kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được ứng dụng rộng roi

và phổ biến để trồng các loại rau và các loại dưa Chủ yếu là sử dụng hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn của AVRDC Theo tác giả Hideo Imai (1986) [46] cho biết, ớt ngọt, cà chua khi trồng trong hệ thống của AVRDC cho quả to và dưa chuột có thể trồng được trong dung dịch ở mùa hè Tại Singapore, ứng dụng kỹ thuật màn sương dinh dưỡng để trồng rau diếp, cải bắp, cà chua, su hào và một số loại rau ôn đới cung cấp cho nhu cầu trong nước Rau ôn đới sản xuất ở Singapore trước đây rất khó khăn, nay với

kỹ thuật mới này được sản xuất dễ dàng Có nhiều loại rau ôn đới từ lúc gieo hạt đến lúc thu hoạch mất 100 ngày thì trồng khí canh chỉ mất 45 - 50 ngày 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 nhau 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 hong Grotek Canada [37] thì sản phẩm, thiết bị cho nông nghiệp của hong này được sử dụng nhiều bởi các nước thuộc khối phát

cho trồng cây thuỷ canh, khí canh, bón qua lá, bón đất Mỗi một loại cây trồng

có những loại phân riêng với các công thức sử dụng khác nhau

Theo Tiến sĩ 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

- 500 tấn/ha/năm Tuỳ theo giống gieo trồng vô hạn hay hữu hạn, giống cà chua vô hạn có thể dài đến 20m cho thu hoạch 10 tháng liên tục Cũng theo tác giả này cho biết hiện nay ở Australia trong các nhà kính đều ứng dụng các công nghệ tiên tiến của thế giới vào trồng rau ăn lá, rau 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

Ngoài các nước nêu trên còn có các quốc gia khác sử dụng hệ thống canh tác không dùng đất như New zealand, Nam Phi, Trung Quốc, Brazil, Ba Lan, Kuwait, Israel, Iran

2.7 Một số kế quả nghiên cứu và ứng dụng hệ thống trồng cây không dùng đất ở Việt Nam

ở Việt Nam, kỹ thuật này mới được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng từ năm 1993 nhờ sự hợp tác giữa Đại học quốc gia Hà Nội với tổ chức R&D Hong Kong (Hong Kong Reseach and Development) đo đề xuất việc nghiên cứu chuyển giao kỹ thuật thuỷ canh vào nước ta Tháng 4 năm 1995, các thử nghiệm đầu tiên trên một số loại cây trồng bắt đầu được triển khai, chủ yếu trên các loại rau, loại cây trồng có giá trị kinh tế cao Và cơ quan được giao tiến hành thử nghiệm là Đại học Nông nghiệp I Hà Nội Từ đấy việc nghiên cứu, ứng dụng phương pháp thuỷ canh cũng được nhiều cơ sở nghiên cứu và sản xuất tiến hành

2.7.1 Một số kết quả nghiên cứu

ở Hà Nội, Công ty phân bón sông Gianh đo sản xuất dung dịch dinh dưỡng thuỷ canh Thăng Long Tác giả Nguyễn Thị Dần (1998) [4] đo khảo nghiệm dung dịch này và kết luận dung dịch dinh dưỡng Thăng Long không thua kém so với dung dịch dinh dưỡng của Đài Loan đối với các loại rau ăn lá,

ăn hoa và ăn quả Đặc biệt, ớt ngọt trồng trong dung dịch này cho năng suất

cao hơn 72,8% so với trồng trong dung dịch Đài Loan Giá thành rau trồng trong dung dịch này thấp hơn 46,3% do giá dung dịch dinh dưỡng chỉ bằng 1/3 giá dung dịch nhập từ Đài Loan

Cũng trong thời gian này, một số nghiên cứu kỹ thuật trồng cây trong dung dịch đối với cây 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 I Hà Nội đo trồng thử nghiệm một số loại rau ăn lá và ăn quả bằng các dung dịch tự pha chế trong nước thay thế dần cho nguyên liệu phải nhập từ Đài Loan Từ quan điểm trên đo 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) [12] đo 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 xung 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 Đồng thời trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng tự pha chế cho giá thành hạ hơn 57 - 60% so với trồng cây trong dung dịch nhập từ AVRDC

Với đề tài "thử nghiệm các dung dịch dinh dưỡng cho một số loại rau ăn lá bằng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch" Nguyễn Quang Thạch và cs (1998) [20] đo nghiên cứu pha chế 2 dung dịch dinh dưỡng NC1 và NC2 để trồng một số loại rau ăn lá bằng kỹ thuật thuỷ canh Các tác giả này đều nhận xét : Cả 2 dung dịch tự pha chế đều cho sản phẩm rau xà lách và rau cải có chất lượng tương đương và năng suất đạt từ 70 - 90% so với cùng loại rau trồng bằng dung dịch nhập từ AVRDC Giá thành dung dịch dinh dưỡng tự pha chế chỉ bằng 1/3 dung dịch nhập từ AVRDC Do đó giá thành sản phẩm

được giảm từ 22 - 27%

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch FAO và Knop có cải tiến bằng cách bổ sung vi lượng đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cà chua VR2 và XH2, tác giả Vũ Quang Sáng (2000) [11] cho biết: có thể chủ động

được việc pha chế dung dịch 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 trồng trên hai dung dịch này tốt, giá thành hạ hơn

so vơi sử dụng dung dịch dinh dưỡng nhập từ AVRDC

Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch [15] nghiên cứu một số dung dịch dinh dưỡng để trồng cải xanh và cà chua bằng kỹ thuật thuỷ canh, các tác giả đo sử dụng 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 loại dung dịch nguyên bản trên Kết quả cho thấy tất cả 7 dung dịch tự pha chế và cải tiến đều cho năng suất cải xanh thấp hơn dung dịch nhập từ Đài Loan, song có tới 4 trong 7 dung dịch đó cho năng suất cà chua cao hơn Đặc biệt, dung dịch Knop cải tiến bằng cách bổ sung thêm vi lượng và bột sắt đo cho

nhập từ Đài Loan

Ngoài ra một số tác giả khác như Võ Kim Oanh (1996) [10], Nguyễn

Đăng Hân khi nghiên cứu kỹ thuật trồng cây trong dung dịch trên 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

2.7.2 Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh ở Việt Nam

Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch (1996) [15] khi nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại dinh dưỡng khác nhau đến sự sinh trưởng phát triên của cây cải xanh và cà chua đo cho biết giá thành ở quy mô thí nghiệm của cải xanh từ 7000 đến 41.000đ/kg, cà chua từ 9.000 - 31.000đ/kg (Tuỳ theo

loại dung dịch dinh dưỡng) Nguyễn Quang Thạch và Nguyễn Thị Hoa Lan (1996) đo 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, sự

để nhánh và đặc biệt là chất lượng hoa cao hơn

Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Lý Anh và Nguyễn Xuân Trường (1998) [20] 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 dịch thử nghiệm là không đáng

kể

Võ Kim Oanh, Nguyễn Quang Thạch và Cao Thị Thuỷ (2000) đo nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón, cách bón, mật độ trồng đến sự sinh trưởng phát

thấy, tất cả 15 công thức thí nghiệm với 3 mức phân bón, 3 mật độ trồng và 2 cách bón khác nhau đều không phải dùng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng

Đặng Thị Vân và Nguyễn Quang Thạch (1995) [29] khi đưa khoai tây nuôi cấy mô ra vườn ươm trong điều kiện vụ thu, đo thấy rằng khoai tây có tỷ

lệ sống 90% trên thuỷ canh, trong khi trên đất tỷ lệ sống chỉ đạt 40%

Nguyễn Thị Nhẫn và Nguyễn Quang Thạch (1995) [9] khi nghiên cứu việc đưa cây dứa nuôi cấy mô ra vườn ươm để sản xuất dứa giống bằng thuỷ canh đo nhận xét: sau 2 tháng cây dứa thuỷ 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) [24] cho biết: cây chuối sau in vitro được ươm bằng thuỷ canh cây mập hơn, khoẻ 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

Với kỹ thuật khí canh, ở nước ta kỹ thuật này hoàn toàn mới mẻ, cũng mới chỉ đi vào nghiên cứu thực nghiệm trên một số đối tượng rau ăn lá, ăn củ (khoai tây) Tuy nhiên cũng có một số thí nghiệm đo đem lại kết quả khả quan: Năm 2005 tại Trung tâm phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao Hải

Phòng đo triển khai nghiên cứu thực nghiệm gieo ươm giống cây con cà chua, dưa chuột trồng cây trong nhà kính Bằng kỹ thuật gieo ươm khí canh và gieo

ươm trên giá thể của Đài Loan Kết quả cho thấy trong 2 loại cây là cà chua giống FA 189 và dưa chuột Samir thì cà chua gieo bằng kỹ thuật khí canh cho

tỷ lệ nẩy mầm đạt 98% thân cây mập, bộ rễ khoẻ cây sinh trưởng phát triển khoẻ hơn rất nhiều so với biện pháp gieo ươm trên giá thể trồng cây của Đài Loan, rút ngắn được thời gian trong vườn ươm từ 5 - 7 ngày Khi tiến hành các thí nghiệm gieo ươm giống cây con rau cải thảo, súp lơ xanh, cải bắp bằng kỹ thuật khí canh chỉ cần tra một hạt trắc trong một lỗ cũng cho tỷ lệ nảy mầm

đạt từ 95% trở nên, cây giống có bộ rễ tốt sinh trưởng đồng đều khi đem ra trồng sản xuất cây hoàn toàn không phải qua giai đoạn hồi xanh ứng dụng các

kỹ thuật trồng cây không dùng đất vào sản xuất cà chua, dưa chuột Tại Trung tâm phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao Hải Phòng 2005 bằng kỹ thuật trồng cà chua, dưa chuột trong dung dịch không hồi lưu với các công thức dung dịch khác nhau cho từng loại cây năng suất dưa chuột đo đạt được từ 2,5

- 3,5 tấn/sào/vụ từ 2,5 - 3 tháng Tuỳ theo giống canh tác sản lượng dưa chuột trồng trong nhà kính tại đây đo đạt được từ 250 - 300 tấn/ha/năm, cà chua đạt

từ 130 - 160 tấn/năm

3 Vật liệu, nội dung

và phương pháp nghiên cứu

3.1 Vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Cây trồng

Đề tài được tiến hành trên 2 loại cây rau là cải xanh và xà lách

* Cây cải xanh: Trong thí nghiệm chúng tôi sử dụng giống cải xanh Tosakar

- Đặc điểm: Giống cải xanh Tosakan được nhập nội từ Nhật Bản do công

ty liên doanh Đông Tây cung cấp Cây sinh trưởng phát triển khoẻ, lá đứng bẹ

to, trồng được nhiều vụ trong năm, năng suất cao đạt từ 25 – 30 tấn/ha, chất lượng rau ngon và ngọt, thời gian sinh trưởng từ gieo đến thu hoạch là 40 - 45 ngày

* Cây xà lách: Chúng tôi sử dụng giống xà lách Fast Fall làm thí nghiệm: giống Fast fall có nguồn gốc xuất xứ từ Pháp do Công ty Trách nhiệm hữu hạn thương mại xanh cung cấp Cây sinh trưởng phát triển khoẻ, bộ lá ngắn và rộng, không cuốn chặt, lá có viền xuăn, mép lá nhăn, khả năng chống bệnh cháy rìa lá rất cao Fast Fall là giống chịu nhiệt, dễ trồng nên có thể trồng được quanh năm, năng suất cao đạt từ 30 – 35 tấn/ha, thời gian sinh trưởng từ gieo đến thu hoạch từ 60 - 65 ngày

- pH Down để chuẩn pH dung dịch

* Phân bón bổ sung qua lá: phân Super vegetable 11-2-7

Trong đó phân Fist plus Grow 5-1-1, Super vegetable 11-2-7 và pH down

được nhập khẩu từ Canada do Công ty Grotek Canada sản xuất

Theo Catalogue Grotek [37] Fist plus Grow là loại phân chứa 100% hữu cơ được bào chế từ cá đại dương, thành phần gồm có các Enzim, acid amin

Trong đó: 0,1 % Azote des nitrates

Các chelate thích hợp cho cây ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng

Phân Super Vegetable 11-2-7 là công thức khoa học dùng riêng cho cây rau nó chứa đựng các nguyên tố đa lượng, vi lượng, các vitamin, enzim, acid humic cần thiết cho cây rau để cung cấp năng lượng và dinh dưỡng một cách nhanh nhất, điều hoà các Hoocmon và những phản ứng enzim giúp cây lớn nhanh, năng suất cao và tạo hương vị ngon cho cây rau Thành phần chủ yếu gồm có

+ Các nguyên tố vi lượng Fe, Cu, Mn, Zn

- Hệ thống thuỷ canh động thuỷ triều: Sử dụng hộp trồng cây bằng nhựa

có 2 đáy, kích thước 80 x 80cm Đáy trên đỡ cây và chứa dung dịch được bơm lên, đáy dưới chứa dung dịch dinh dưỡng có hệ thống bơm dung dịch tự động

Hệ thống định mức dung dịch trên máng trồng, hộp trồng cây này được nhập khẩu từ công ty Grotek Canada Cây trồng được trồng trong dọ nhựa với giá thể bọt núi lửa

- Hệ thống tưới nhỏ giọt: Sử dụng hộp trồng cây bằng nhựa nhập khẩu từ công ty Grotek Canada gồm 2 nắp, nắp dưới chứa dung dịch hồi lưu, nắp trên

đỡ cây và hệ thống dây tưới Trong hộp có hệ thống bơm tưới nhỏ giọt tự

động Cây trồng được trồng trong dọ nhựa với giá thể bọt núi lửa

* Hệ thống khí canh: Sử dụng các máng canh tác xây cố định bằng gạch

khoan lỗ để đỡ cây, đáy máng lắp đặt 1 ống dẫn dung dịch và các vòi cules phun sương khoảng cách 1m x1m/ vòi

- Các máng trồng cây: Rộng 1,6m, cao 25cm, máng dài 25m

Trên mặt máng có các tấm nhựa khoan lỗ để đỡ cây ở đáy máng được

thiết kế 2 ống dẫn dung dịch song song và các cules phun sương được bố trí so

le 1mx1m lòng máng được lót nilon để giữ dung dịch tuần hoàn, các máng

được thiết kế có độ dốc 1% đề hồi lưu dung dịch về bể chứa Hệ thống này có

1 bơm áp lực, bộ lọc dung dịch, hệ thống điều khiển tự động cài đặt hẹn giờ, kiểm tra pH, EC của dung dịch và hệ thống làm mát dung dịch, có bể chứa

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

* Địa điểm đề tài được thực hiện tại khu nhà kính Sawtooth Israel Trung tâm phát triển Nông - lâm nghiệp CNC - Hải Phòng

* Thời gian thực hiện tháng 12/2005 đến tháng 6/2006

3.3 Nội dung nghiên cứu

3.3.1 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh vào sản xuất giống cây con rau cải xanh, xà lách

Các công thức thí nghiệm

* Nghiên cứu ảnh hưởng của phương thức gieo cây giống bằng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh đến tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng phát triển ở giai đoạn cây con

* Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển và năng suất ngoài đồng ruộng của cây rau cải xanh, xà lách trồng từ cây con thuỷ canh và khí canh

3.3.2 Nghiªn cøu øng dông c¸c hÖ thèng thuû canh vµo giai ®o¹n trång s¶n xuÊt c©y rau c¶i xanh, xµ l¸ch

Thí nghiệm gieo ươm cây con

- Gieo trên nền đất: Hạt được gieo trên luống đất mầu tơi xốp, được bón lót phân vi sinh sông gianh, luống rộng 1m, cao 20cm Tra 2 hạt/hốc khoảng

- Gieo ươm thuỷ canh: Hạt được tra trên giá thể mút có kích thước dày 1cm, rộng 3cm x 3cm, xếp trong khay đỡ cây, mỗi miếng mút tra 1 - 2 hạt

- Gieo ươm khí canh: Hạt được kẹp vào giữa miếng mút có kích thước 1cm x 1cm x 1cm sau đó đặt vào các nỗ khoan trên tấm đỡ có khoảng cách

* Các thí nghiệm trồng cây ngoài đồng ruộng

Thí nghiệm trồng cây cải xanh có 3 công thức mỗi công thức lặp lại 3

Cây trồng được lấy từ các công thức gieo: Cây cải xanh có chiều cao TB/cây 14-15cm, số lá TB/cây từ 3,5-4lá, cây xà lách chiều cao TB /cây7,5-8cm, số lá TB/cây từ 4,5-5lá

- Khoảng cách trồng cải xanh và xà lách trên luống: cây cách cây 20 x 20cm

- Phân bón: Bón lót bằng phân hữu cơ vi sinh sông Gianh

* Các thí nghiệm trồng thuỷ canh

Cây được trồng trong các dọ nhựa với giá thể bọt núi lửa đặt trên các hộp trồng cây Mỗi CT được lắp lại 3 lần mỗi lần lặp tương đương với 2 hộp (25 cây)

Cây trồng trong các thí nghiệm này đều là cây con gieo bằng kỹ thuật