1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM Lƣu Thị Ánh Tuyết
ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ LOẠI DUNG DỊCH
VÀ GIÁ THỂ ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG, NĂNG SUẤT RAU CẢI
XANH, XÀ LÁCH TRONG KỸ THUẬT THỦY CANH” LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG Thái Nguyên, năm 2012
Thái Nguyên, năm 2012
3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn
gốc.
Tác giả luận văn Lƣu Thị Ánh Tuyết

4
LỜI CẢM ƠN


1.3. Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam 8
1.3.1. Trên thế giới 8
1.3.2. Ở Việt Nam 22
1.4. Cây cải xanh 34
1.4.1. Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây cải xanh 34
1.4.2. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cải xanh 35
1.4.2.1. Nhiệt độ 35
1.4.2.2. Nước 35
1.4.2.3. Ánh sáng 36
1.4.2.4. Đất và dinh dưỡng 36
1.5. Cây xà lách 37
1.5.1. Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây xà lách 37
1.5.2. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của xà lách 38
1.5.2.1. Nhiệt độ 38
1.5.2.2. Nước 38
1.5.2.3. Ánh sáng 38
1.5.2.4. Đất và dinh dưỡng 38
1.6. Độ pH 40
1.7. Hàm lượng dinh dưỡng của từng loại dung dịch 44
6
CHƢƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46
2.1. Đối tượng, vật liệu và phạm vi nghiên cứu 46
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 46
2.3. Nội dung nghiên cứu 46
2.4. Phương pháp nghiên cứu 46
2.4.1. Công thức, phương pháp bố trí thí nghiệm 46
2.4.2.Các chỉ tiêu theo dõi 48

3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ pH đến năng suất cải xanh 83
3.3.4. Sơ bộ hạch toán kinh tế cho rau cải xanh trồng trong các công thức 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85
1. Kết luận 85
2. Đề nghị 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
Tài liệu trong nước 87
Tài liệu nước ngoài 88
PHẦN PHỤ LỤC 90
8
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lượng rau
của thế giới giai đoạn 1980-2010………………………… …………………. 9
Bảng 1.2: Diện tích, năng suất, sản lượng rau
của các châu lục năm 2010…………………………… …………………… 10
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất, sản lượng rau
ở Việt Nam giai đoạn 1980-2010………………………… …………………. 21
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến sự ra lá của cây cải xanh………………… ……………… 52
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến tốc độ ra lá của cây cải xanh…………… …………………. 53
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau tới diện tích lá cây cải xanh…………………… ………………. 54
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến năng suất cải xanh………………………… ………………. 57
Bảng 3.5: Sự tiêu hao lượng dung dịch dinh dưỡng

đến sự ra lá của cây cải xanh……………………… ………………………… 81
Bảng 3.18: Ảnh hưởng của nồng độ pH
tới diện tích lá cây rau cải xanh…………………… ………………………… 82
Bảng 3.19: Ảnh hưởng của nồng độ pH
đến năng suất cải xanh…………………………………… ………………… 82
Bảng 3.20: Hạch toán giá thành cho 1kg rau cải xanh
trồng trong các công thức……………………………………… ……………. 84
Bảng 3.21: Sơ bộ hạch toán hiệu quả kinh tế…………………… ………. 84

10
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ

Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến số lá và diện tích lá cây cải xanh 56
Biều đồ 3.2: Ảnh hưởng của các dung dịch
khác nhau đến năng xuất cải xanh (kg/m
2
) 58
Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến số lá và diện tích lá cây xà lách 76
Biều đồ 3.4: Ảnh hưởng của các dung dịch, giá thể
khác nhau đến năng xuất rau xà lách (kg/m
2
) 78
Đồ thị 3.1: Sự tiêu hao lượng dung dịch dinh dưỡng
qua các thời kỳ sinh trưởng của cải xanh 61
Đồ thị 3.2: Sự thay đổi pH trong các dung dịch

BVTV : Bảo vệ thực vật
CNTP : Công nghệ thực phẩm
PTNT : Phát triển nông thôn
HQKT : Hiệu quả kinh tế

1

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, nhờ khoa học phát triển mạnh, việc ứng
dụng hóa chất vào công nghệ trồng cây ngày càng nhiều, đã góp phần nâng
cao năng suất sản lượng rau, song cũng đã gây ô nhiễm môi trường. Trong
nông sản (nhất là rau) thường chứa một dư lượng hóa chất độc như NO
3
và
một số kim loại nặng cao quá mức cho phép đã gây độc hại cho con người và
vật nuôi. Đây cũng là một trong những nguyên nhân gây bệnh ung thư. Bên
cạnh đó là việc sử dụng phân hữu cơ tươi bừa bãi đã truyền nhiễm bệnh cho
con người như trứng giun sán, vi khuẩn…
Qua số liệu phân tích của FAO, 1986 cho thấy 7% nông sản còn chứa
dư lượng thuốc sâu vượt quá mức cho phép.
Để giải quyết vấn đề nan giải này, hiện nay trên thế giới đã, đang và sẽ
đi vào nghiên cứu sản xuất nông sản an toàn, mà trước mắt là giải quyết vấn
đề rau an toàn. Rau an toàn là rau cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Không chứa dư lượng thuốc trừ sâu bệnh quá mức cho phép.
Không chứa lượng NO

nghiệm cho thấy kết quả khả quan, tuy nhiên vì đây là vấn đề mới mẻ nên còn
nhiều tồn tại chưa được giải quyết như:
Loại dung dịch và giá thể thích hợp cho từng loại cây trồng.
Giống cây trồng và thời vụ thích hợp với sản xuất bằng phương pháp
thủy canh.
Xuất phát từ những tồn tại của kỹ thuật trồng cây trong dung dịch để
sản xuất rau an toàn và tìm ra công thức thích hợp nhất ở điều kiện Việt Nam
mà tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại dung dịch và giá thể đến sự
sinh trưởng, năng suất rau cải xanh, xà lách trong kỹ thuật thủy canh”.
3
1. Mục đích của đề tài
- Tìm ra dung dịch, pH và giá thể thích hợp để trồng rau cải xanh và xà
lách bằng kỹ thuật thủy canh tạo ra sản phẩm rau an toàn đáp ứng nhu cầu xã
hội.
2. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá ảnh hưởng của một số loại dung dịch khác nhau đến sự sinh
trưởng của cây rau cải xanh và xà lách.
- Đánh giá ảnh hưởng của các giá thể khác nhau đến sự sinh trưởng của
cây rau cải xanh và xà lách.
- Đánh giá ảnh hưởng của một số loại dung dịch đến năng suất và dư
lượng NO
3
- trong rau cải xanh và xà lách.

ứng với 10.000 tấn/ha thì cây ngô mới sinh trưởng và phát triển bình thường.
Bên cạnh nước các khoáng chất (kể cả Nitơ) cũng có vai trò rất quan
trọng trong hoạt động sống của cây. Thực tế cho thấy nếu như thiếu hụt một
vài nguyên tố dinh dưỡng nào đó đều làm cho cây ngừng sinh trưởng và dẫn
đến chết chóc cuối cùng không cho thu hoạch. Nhu cầu nước và dinh dưỡng
khoáng đối với thực vật nói chung và cây trồng nói riêng là rất lớn. Tuy
nhiên, cây trồng hút dinh dưỡng nhiều hay ít còn phụ thuộc vào loại cây, tuổi
cây, tốc độ sinh trưởng và các yếu tố môi trường như: nồng độ khoáng chất,
tỷ lệ các loại khoáng, ẩm độ, nhiệt độ môi trường, lượng ôxy …
5
Vì vậy, thiết lập các biện pháp bón phân dựa trên cơ cở của những kết
quả nghiên cứu về dinh dưỡng đã trở thành một trong những tác động có hiệu
quả nhất đối với sự sinh trưởng phát triển của thực vật nói chung và cây trồng
nói riêng.
Theo tài liệu của Trung tâm thông tin nông nghiệp và CNTP-1992-
trồng trọt không dùng đất trong nghề làm vườn: Những thí nghiệm về trồng
cây trong nước đã có ít ra từ thế kỷ 17.Boyle (1666) đã thử trồng cây trong
những lọ con chỉ chứa nước cây vẫn sinh trưởng.
Năm 1966 Jonh Wood Ward (người Anh) đã 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). Dù sao cách giải thích đúng đắn kết quả đó tức
là đất hoặc nước không tinh khiết đã cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng vẫn
nằm ngoài sự hiểu biết của những người thí nghiệm đầu tiên. Giai đoạn đó các
nhà khoa học đều tin vào sự quan trọng độc nhất của mùn đất trong dinh dưỡng
thực vật - gọi là “thuyết mùn đất”, thuyết này tồn tại cho đến thế kỷ 19. Justus
Vonliebig (1803 - 1873) đã xác định tầm quan trọng của muối vô cơ trong dinh

trang trại lớn nhất rộng 22 ha ở Chofu (Nhật).
Tuy nhiên để cây có thể hút được các nguyên tố dinh dưỡng và nước
trong dung dịch rễ cây cần hô hấp. Như thế muốn trồng cây trong dung dịch
phải cung cấp liên tục oxy cho rễ cây ngập trong dung dịch. Chính vì vậy
hàng loạt các hệ thống trồng cây trong dung dịch đã được nghi ên cứu và đề
xuất đều phải đảm bảo vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây, vừa cung cấp đủ
oxy cho rễ cây. Người ta đã liên tục cải tiến các hệ thống trồng cây trong
dung dịch từ hệ thống trồng trong dung dịch sâu của Gericke (1930) cho đến
hệ thống trồng trong dung dịch sâu tuần hoàn của Kyowa, Kubota (1977 -
1983), rồi gần đây là kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT = Nutrient Film
Technique). Sự đa dạng của các kiểu trồng cây không dùng đất đã tăng lên
7
nhiều trong những năm gần đây. Các hệ thống gồm từ các kiểu chi phí tương
đối thấp, dùng các giá thể nhân tạo trơ như len đá (Rock Wool) hoặc kiểu
trồng tiên tiến trong dung dịch không có giá thể rắn.
Tuy nhiên các hệ thống kể trên đều phức tạp và khó triển khai do đầu tư
quá cao cho hệ thống bơm tuần hoàn dung dịch nhằm đảm bảo cung cấp đủ
oxy cho rễ, điều chỉnh kịp thời pH và hàm lượng dinh dưỡng. Hơn thế nữa
trồng cây trong điều kiện dòng nước chảy hoàn toàn, sự lây lan bệnh rất
nhanh chóng, nếu trong hệ thống vừa xuất hiện chỉ một cây nhiễm bệnh.
Có thể nói hệ thống cải tiến tối ưu hiện nay là hệ thống trồng cây trong
dung dịch không tuần hoàn của Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu
Á. (AVRDC = Asian Vegetable Research Development Centre). Hệ thống
này đang được áp dụng rất rông rãi. Hiện nay nhóm các nhà nghiên cứu khoa
học của Việt Nam và công ty R&D (Research and Development) của Hồng
Kông cũng đang tiếp tục hoàn thiện hệ thống trồng cây trong dung dịch này.
Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên để nuôi cây là dung dịch của Knop đã

dụng trên quy mô lớn và theo đó diện tích canh tác cũng tăng lên khoảng
300ha. Đến thập niên 80 và 90 của thế kỷ qua, kỹ thuật thủy canh được áp dụng
cho sản xuất thương mại và đã phát triển một cách ồ ạt trên phạm vi toàn thế
giới, đặc biệt là khu vực Châu Âu và diện tích canh tác tăng lên 25.000 hécta
vào năm 2001 với tổng gía trị sản phẩm ước tính là hơn 8 tỷ đô la Mỹ.
1.3. Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam
1.3.1. Trên thế giới
Rau xanh là loại thực phẩm thiết yếu của cuộc sống con người, cung
cấp phần lớn khoáng chất và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong
bữa ăn hàng ngày. Rau là cây trồng có giá trị kinh tế cao, là mặt hàng xuất
khẩu của nhiều nước trên thế giới. Hiện nay nhiều nước trên thế giới trồng rau
với diện tích lớn, tại các nước đang phát triển tỷ lệ cây rau/cây lương thực là
2/1, còn ở các nước đang phát triển tỷ lệ này là 1/2.
9
Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lượng rau của thế giới giai đoạn 1980 -
2010
TT
Năm
Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(nghìn tấn)
1
1980
8.066,84

138,70
248.026,11
8
2010
18.075,29
132,88
240.177,29
(Nguồn: FAO statistic, 2011)
Số liệu bảng 1.1 cho thấy diện tích rau trên thế giới không ngừng tăng.
Năm 1980 toàn thế giới trồng được 8.066.840 ha, năm 1990 là 10.405.270,
tăng 2.338.430 ha (trung bình 1 năm tăng 233.843 ha). Năm 2000 diện tích
rau của thế giới đạt 14.572.540, tăng 4.167.270 ha (trung bình 1 năm tăng
416.727 ha). Năm 2010 trồng được 18.075.290 ha, tăng 3.502.750 ha so với
năm 2000 (trung bình 1 năm tăng 350.275 ha), tăng 7.670.020 ha so với năm
1990 và 10.008.450 ha so với năm 1980.
Về năng suất rau của thế giới không ổn định qua các năm. Năm 1980
năng suất rau chỉ đạt 106,11 tạ/ha, năm 1990 là 134,89 tạ/ha, tăng 28,78 tạ/ha.
Năm 2000 có năng suất rau cao nhất, đạt 146,84 tạ/ha, tăng 11,95 tạ/ha so với
năm 1990 và 40,70 tạ/ha so với năm 1980. Sau năm 2000 năng suất rau có xu
hướng giảm dần, tuy mức độ không nhiều nhưng cũng là con số đáng lo ngại
cho ngành trồng rau. Năm 2010 năng suất rau trên thế giới chỉ đạt 132,88
tạ/ha, giảm 13,96 tạ/ha so với năm 2000, giảm 2,01 tạ/ha so với năm 1990.
Do năng suất giảm trong thập kỷ gần đây nên sản lượng rau của thế giới
đạt cao nhất vào năm 2008 là 249.702.200 tấn, tăng 35.719.020 tấn so với
năm 2000, tăng 109.345.500 tấn so với năm 1990 và 164.104.960 tấn so với
10
năm 1980. Năm 2010 sản lượng rau chỉ còn 240.177.290 tấn, giảm 9.524.910

205.368,87
2
Châu Phi
2.747,52
61,39
16.867,03
3
Châu Âu
642,37
168,03
10.793,74
4
Châu Mỹ
541,62
121,57
6.584,47
5
Châu Đại Dương
32,97
167,16
551,13
6
Vùng Đông Nam Á
1.812,37
130,30
23.615,18
(Nguồn: FAO statistic, 2011)
Tình hình sản xuất rau của các châu lục biến động khá lớn. Châu Á có
diện tích trồng rau lớn nhất thế giới. Năm 2010 toàn châu lục trồng được 12
năng suất cao hơn ngoài đồng ruộng.
Trồng rau trên các giá thể: Khác với hệ thống trồng rau trong dung dịch
ở chỗ, khi trồng cây trên các giá thể rễ cây phát triển trên môi trường chất rắn
giúp cho cây có nơi cư trú chắc chắn, không cần phải đỡ cây như trong dung
dịch dinh dưỡng. [1]
+ Các thiết bị phục vụ cho công nghệ:
Để sản xuất rau an toàn theo hướng công nghiệp cần phải đầu tư các
thiết bị tương ứng với công nghệ trồng được lựa chọn. Có thể phân thiết bị
sản xuất rau theo kiểu công nghiệp làm 3 loại chính: nhà trồng, hệ thống chăm
sóc và hệ thống thiết bị phục vụ cho yêu cầu đặc biệt của công nghệ.
Nhà trồng: Thế giới hiện nay đã nghiên cứu và ứng dụng một số nhà
trồng rau an toàn theo kiểu công nghiệp: nhà lưới không có mái che, nhà lưới
có mái che và nhà kính. [1]
Nhà lưới không có mái che: Độ chống côn trùng và hạn chế phun thuốc
BVTV, một phần nào giảm nhiệt (2-4
0
C) và tránh dập nát rau khi trời mùa
cần phải có nhà lưới để trồng rau. Lưới che có thể bằng thép, bằng
Polyethylen hay Aluminet với độ màu khác nhau. Khung nhà bằng thép
cacbon thường, thép không rỉ hoặc bằng tre, gỗ… [1], [2]. Ưu điểm của dạng
nhà này là đầu tư ban đầu ít, thích hợp với người ít vốn. Tuy nhiên nhược
điểm là không có khả năng tăng nhiệt mùa đông, không chịu mưa đá…
Nhà lưới có mái che: nhà có thể phủ bằng Polyethylen hoặc bằng nhựa
tổng hợp để chống mưa bão, tránh dập nát rau, nhà loại này có thể bố trí thêm
hệ thống thông gió để giảm nhiệt độ nhưng không lắp được hệ thống điều hoà
trong nhà lúc cần thiết.

2
trong cơ thể thực vật. Bên cạnh đó nước còn ảnh hưởng
gián tiếp đến quang hợp như làm giảm nhiệt độ mặt lá, đóng mở khí khổng…
tuy nhiên nhu cầu nước của cây nhiều hay ít còn phụ thuộc vào từng giao
đoạn phát triển của cây [1], [2], [16].
Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối với
14
hoạt động sống của cây. Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ năm
1849 đến 1856 Salm-Horstmar đã chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn
sinh trưởng và phát triển bình thường phải cần đến những nguyên tố như N, P,
S, K, Ca, Mg, Si, Fe, Mn. Đến năm 1938 hai nhà sinh lý học thực vật người
Đức là Sachs và Knop đã phát hiện rằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển
bình thường phải cần đến 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 đề xuất phương pháp trồng cây
trong dung dịch [1], [9], [14].
Như vậy, cơ sở khoa học kỹ thuật thuỷ canh là dựa vào một số yếu tố
như nước, muối khoáng, ánh sáng, sự lưu thông không khí… mà không cần
dùng đất, chỉ cần đáp ứng đủ các yêu cầu trên.
* Sơ lược về lịch sử phát triển của kỹ thuật thuỷ canh
- Người đầu tiên nghiên cứu về kỹ thuật thuỷ canh là Boyle (1666) đã
thử trồng cây trong lọ con chỉ chứa nước.
- Tiếp theo là John Woodward (1699) trồng cây bạc hà trong nước có
độ tinh khiết khác nhau.
- Năm 1804 Desaussure đã đề xuất rằng: cây hấp thụ các nguyên tố hoá
học từ trước, đất và không khí.
Cuối thế kỷ 19 hai nhà khoa học người Đức là Sachs và Knop đã đề ra
phương pháp trồng cây trong dung dịch nước có chứa các chất khoáng mà cây