BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH CHUNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Khắc Thái Sơn
2. GS.TS. Trần Khắc Thi

Thái Nguyên – 2012
2Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là
hoàn toàn trung thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ công
trình nào khác. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ
nguồn gốc. TÁC GIẢ LUẬN ÁN
NCS. Nguyễn Minh Chung
3Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn


iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục chữ viết tắt xi
Danh mục các bảng xii
Danh mục đồ thị, sơ đồ xv
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 3
3. Ý nghĩa của đề tài 3
3.1. Ý nghĩa khoa học 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3
4. Những đóng góp mới của đề tài 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 4
1.1.1. Lí luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng 4
1.1.2. Vai trò của rau xanh 5
1.1.3. Giá trị của rau xanh 5
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH 7
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới 7
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam 8
1.2.3. Tình hình sản xuất rau an toàn trái vụ ở Việt Nam 10
1.3. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH 13
1.3.1. Khái niệm về thủy canh 13
1.3.2. Lịch sử phát triển của kĩ thuật thủy canh 13
1.3.3. Phân loại các hệ thống thủy canh 15
5Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

6Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

v

1.4.2.4. Kết quả nghiên cứu sản xuất rau ăn lá trái vụ
bằng công nghệ thủy canh ở Việt Nam 39
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 42
2.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 42
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 42
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu 44
2.1.2.1. Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn 44
2.1.2.2. Giá thể và rọ nhựa 45
2.1.2.3. Dung dịch dinh dưỡng 45
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu 46
2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 46
2.2.1. Thời gian nghiên cứu 46
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu 46
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 47
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu xác định loại rau ăn lá thích hợp
trồng trái vụ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn 47
2.3.2. Nội dung 2: Xác định loại dung dịch dinh dưỡng thích hợp
để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá 47
2.3.3. Nội dung 3: Xác định loại giá thể giữ cây thích hợp
để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá 47
2.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu chọn loại ống dẫn dung dịch
trong hệ thống thủy canh tuần hoàn 47
2.3.5. Nội dung 5: Xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất
một số loại rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh 47
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

3.1. XÁC ĐỊNH LOẠI RAU ĂN LÁ THÍCH HỢP TRỒNG
TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN 55
8Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vii

3.1.1. Xác định giống xà lách thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 55
3.1.1.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng
của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 55
3.1.1.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 56
3.1.2. Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 58
3.1.2.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng
của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 58
3.1.2.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 58
3.1.3. Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 60
3.1.3.1. Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng
của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 60
3.1.3.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 60

3.3. XÁC ĐỊNH LOẠI GIÁ THỂ GIỮ CÂY THÍCH HỢP
ĐỂ TRỒNG THỦY CANH TRÁI VỤ ĐỐI
VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ 74
3.3.1. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,
10Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ix
phát triển, năng suất và chất lượng rau cải xanh trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 74
3.3.2. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng, phát triển,
năng suất và chất lượng rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 77
3.3.3. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và chất lượng rau cần tây trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 80
3.4. LỰA CHỌN LOẠI ỐNG DẪN DUNG DỊCH THÍCH HỢP
ĐỂ TRỒNG RAU BẰNG CÔNG NGHỆ
THỦY CANH TUẦN HOÀN 82
3.4.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,
phát triển và năng suất của rau xà lách 83
3.4.1.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến tình hình
sinh trưởng của rau xà lách 83
3.4.1.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất
rau xà lách 85
3.4.1.3. Hiệu quả kinh tế của rau xà lách trồng trên các loại
ống dẫn dung dịch 86
3.4.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,
phát triển và năng suất rau cải xanh 87
3.4.2.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sinh trưởng
của rau cải xanh 87 12Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

xi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

- FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lương quốc tế
- ĐB: Đồng bằng
- NFT (Nutrient Film Technique): Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng
- AVRDC : Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á
-WHO (World Health Organization): Tổ chức Y tế Thế giới.
- CT: Công thức
- TN: Thí nghiệm
- VTMC: Vitamin C
- ĐK tán: Đường kính tán
- KL: Khối lượng
- NSLT: Năng suất lý thuyết
- NSTT: Năng suất thực thu.
- Đ/c: Đối chứng
- VN: Việt Nam
- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
- KLN: Kim loại nặng
- ĐHNN: Đại học nông nghiệp
- VRQ: Viện Rau Quả

và một số kim loại nặng trong xà lách
và cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 67
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao
và số lá các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 69
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao
14Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

xiii

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 69
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất
một số loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 70
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất
rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 71
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate
và một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 72
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng
và năng suất rau cải xanh trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 75
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến chất lượng
rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 76
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng
và năng suất rau xà lách trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 77
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến các chỉ tiêu
về chất lượng rau xà lách trồng trái vụ

ở mô hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn
tại Viện Nghiên cứu Rau Quả 94
Bảng 3.32. Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong các loại rau
ở mô hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn
tại Viện Nghiên cứu Rau Quả 95
Bảng 3.33. Hiệu quả kinh tế của các loại rau ở mô hình sản xuất
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn tại VNCRQ 96
16Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

xv
DANH MỤC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ
Hình 3.1. Năng suất của các giống xà lách trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 57
Hình 3.2. Năng suất thực thu của các giống rau cải trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 59
Hình 3.3. Năng suất của các giống cần tây trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 61
Hình 3.4. Tổng năng suất của các giống rau muống trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 64
Hình 3.5. Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất
rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 76
Hình 3.6. Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất
rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 78
Hình 3.7. Ảnh hưởng của các loại giá thể giữ cây đến năng suất
rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 81
Hình 3.8. Ảnh hưởng các loại ống dẫn dung dịch đến số lá rau xà lách 84
Hình 3.9. Ảnh hưởng các loại ống dẫn dung dịch
đến chiều dài lá rau xà lách 85
17Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn



2

đảm bảo an toàn. Cùng với quá trình đó, nhu cầu sử dụng rau xanh của người
dân ngày càng tăng. Theo dự báo của FAO (2008), nhu cầu sử dụng rau xanh
hằng năm tăng khoảng 5% [68].
Để giải quyết vấn đề này, đa dạng hóa loại hình sản xuất, áp dụng công
nghệ cao, công nghệ có chi phí đầu tư thấp để duy trì sản xuất bình thường
trong vụ rau trái vụ và quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm đặc biệt là dư lượng
kim loại nặng, vi sinh vật và thuốc bảo vệ thực vật là một hướng đi cần thiết.
Trong thực tế chúng ta đã có nhiều cải tiến và giải pháp được đưa ra như
trồng rau trong nhà lưới đơn giản, nhà lưới kiên cố, bán kiên cố, sử dụng vòm
che di động trên đồng ruộng hay sản xuất trên nền giá thể, sản xuất rau mầm,
sản xuất trên hệ thống điều khiển tự động trong nhà lưới đã được áp dụng,
song mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và bộc lộ những hạn chế nhất
định. Phần lớn các hạn chế đều có liên quan đến quản lý đất trồng, quản lý
nhiệt độ, ẩm độ trên đồng ruộng và trong nhà lưới. Do đặc điểm nhiệt đới có 4
mùa rõ rệt, nhiệt độ trong vụ rau hè rất cao, hiệu quả của các giải pháp trồng
rau trong nhà lưới bị hạn chế, có thể có lúc thất bại. Từ những thực trạng trên
cho thấy, việc lựa chọn giải pháp trồng rau thủy canh có thể góp phần giải
quyết các tồn tại trên của ngành sản xuất rau nước ta hiện nay. Tuy có thể
phạm vi mở rộng ứng dụng của công nghệ này không thể thay thế hoàn toàn
các giải pháp khác, song nó sẽ là một trong các giải pháp phối hợp có hiệu
quả để giải quyết vấn đề vệ sinh thực phẩm và sản xuất rau trái vụ ở nước ta.
Việc áp dụng công nghệ này vào sản xuất cũng góp phần thúc đẩy sản xuất
rau ở cả vùng núi cao, hải đảo không có tài nguyên đất phù hợp để trồng rau
và những vùng đất bị ô nhiễm. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến
hành đề tài:
Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ
bằng phương pháp thuỷ canh.


20Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1.1. Lý luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng
Từ xưa người ta đã thấy được vai trò của nước đối với đời sống sinh vật
nói chung và thực vật nói riêng. “Không có nước là không có sự sống”. Theo
Hoàng Minh Tần, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2000) [31] thì
nước là một trong những thành phần cấu tạo nên keo nguyên sinh, thành phần
của vật chất tươi trong cây bao gồm 80 - 95% nước. Mọi quá trình trao đổi
chất trong cơ thể đều cần có nước tham gia. Nước lá môi trường vận chuyển
của các chất và tham gia vào các phản ứng hóa sinh để tạo chất khử mang
năng lượng lớn dùng để khử CO
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 giai đoạn phát triển của cây.
Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối với
hoạt động sống của cây. Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ 1849
đến 1856, Salm - Horstmar đã chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn sinh
trưởng, phát triển bình thường phải cần đến những nguyên tố cơ bản như N,
P, S, Ca, K, Mg, Si, Mn [42]. Năm 1938, Sachs và Knop [42] đã phát hiện
rằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường cần phải có 16
nguyên tố cơ bản là C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Cl.
Từ đó, các ông đã đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch. Trong 16

Trong khẩu phần ăn hằng ngày rau cung cấp khoảng 95 - 99% nguồn
vitamin A, 60 - 70% nguồn vitaminh B và gần 100% nguồn vitamin C. Các
loại vitamin có trong rau như: Vitamin A, B1, B2, C, E, PP có tác dụng
quan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể. Nếu ăn uống lâu ngày thiếu
rau xanh thường xuất hiện các triệu chứng như da khô, mắt mờ, quáng gà do
22Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

6

thiếu vitamin A, chảy máu chân răng, tay chân mỏi mệt do thiếu vitamin C,
Thiếu vitamin sẽ giảm sức dẻo dai, hiệu suất làm việc sút kém, bệnh tật dễ
phát sinh, khi mắc bệnh chữa lâu lành. Trong hoạt động hằng ngày, mỗi người
đều cần một lượng vitamin nhất định, cùng các chất khoáng trong rau chủ yếu
như K, Mg, Ca, Fe, vi lượng là những chất rất cần thiết để cấu tạo nên máu
và xương [7]. Một số loại rau còn được sử dụng như những cây dược liệu quý
như: Tỏi, Gừng, Nghệ, Tía tô, Hành tây, Cheang hong (2004) [7].
Rau xanh còn là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, thời gian
sinh trưởng ngắn, có khả năng trồng nhiều vụ trong năm và có khả năng thích
ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau. Do đó, rau được coi là loại cây trồng
chủ lực trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng xóa đói giảm nghèo cho nông
dân Việt Nam.
Ở Đài Loan, thu nhập tính bằng tiền trên 1 ha rau hơn hẳn các cây trồng
khác. Theo thống kê năm 1997 ở Mỹ cho thấy, tổng trị giá thu được trên 1ha
trồng rau cao hơn so với lúa nước và lúa mì, trong đó trồng cà chua cho thu
nhập cao hơn khoảng 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mì
Grodzinxki A.M và cộng sự (1981) [12].
Theo Báo cáo điều tra của Viện Kinh tế Nông nghiệp Việt Nam năm
1996 tại 4 tỉnh, thành gồm Hà Nội, Hà Tây, Nam Định và Thái Bình cho thấy
tổng thu nhập trên 1 ha trồng ngô là 3.333.000 đồng, bắp cải là 11.743.000
đồng, dưa chuột là 23.532.000 đồng [48]. Những năm gần đây cho thấy

, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng
kim loại nặng… có hại cho sức khoẻ con người) như: kỹ thuật trồng rau
không dùng đất, trồng trong dung dịch, trồng cây trong điều kiện có che chắn;
Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật an toàn cho đất, bảo vệ môi trường.
Rau được tiêu thụ ở tất cả các nước trên thế giới. Theo FAO (2006) [66]
nhu cầu tiêu thụ rau, quả trên thế giới tăng 3,6%/năm. Nhưng mức cung cấp
chỉ có tăng 2,8%. Rau được dùng kết hợp với các loại hoa quả thực phẩm rất
tốt cho sức khỏe con người, do đó nhu cầu tiêu thụ rau ngày càng tăng. Theo
dự báo nhu cầu tiêu thụ rau quả trên thế giới sẽ tăng 5%/năm, trong đó người
24Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

8

Nhật Bản tiêu thụ rau quả nhiều nhất trên thế giới, mỗi năm Nhật bản tiêu thụ
17 triệu tấn rau các loại, bình quân mỗi người tiêu thụ 100 kg/năm, xu hướng
tiêu thụ rau gần đây chủ yếu là các loại rau tự nhiên và có lợi cho sức khỏe là
những loại rau giàu vitamin.
Trung bình trên thế giới mỗi người tiêu thụ 154 – 172 g/ngày. Theo FAO
(2006) [66] tiêu thụ rau và hoa quả tươi của Anh là 79,6 kg/người/năm. Theo
Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ do tác động của các yếu tố như sự thay đổi cơ cấu
dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư, tiêu thụ nhiều loại rau đã tăng
mạnh trong những năm qua.
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam
Việt Nam có lịch sử trồng rau từ lâu đời. Từ thời Vua Hùng, người ta đã
phát hiện rau bầu bí trong vườn của gia đình. Theo sử sách thì rau được nhập
vào nước ta từ đầu thế kỷ thứ X. Năm 1721 - 1783, Lê Quý Đôn đã tiến hành
tổng kết các vùng phân bố rau. Năm 1029, nước ta đã tiến hành trồng thử rau
cải trắng và khoai tây, như vậy nghề trồng rau nước ta ra đời từ rất sớm.
Những năm trước đây, do nền kinh tế tự túc kéo dài, nghề trồng rau nước ta
rất manh mún, chủng loại rau nghèo; diện tích và sản lượng rất thấp so với