Tiến Sĩ Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thuỷ canh.

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
NĂM 2012

i
Lời cảm ơn .ii
Mục lục .iii
Danh mục chữ viết tắt . xi
Danh mục các bảng xii
Danh mục đồ thị, sơ đồ . xv
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài . 1
2. Mục đích của đề tài .3
3. Ý nghĩa của đề tài . 3
3.1. Ý nghĩa khoa học . 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn . 3
4. Những đóng góp mới của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 4
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 4
1.1.1. Lí luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng 4
1.1.2. Vai trò của rau xanh 5
1.1.3. Giá trị của rau xanh . 5
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH 7
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới . 7
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam 8
1.2.3. Tình hình sản xuất rau an toàn trái vụ ở Việt Nam 10
1.3. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH . 13
1.3.1. Khái niệm về thủy canh 13
1.3.2. Lịch sử phát triển của kĩ thuật thủy canh . 13
1.3.3. Phân loại các hệ thống thủy canh . 15
1.3.4. Ưu điểm, nhược điểm và triển vọng của kĩ thuật thủy canh
trong sản xuất rau 16
1.3.4.1. Ưu điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh
vào sản xuất rau .16
1.3.4.2. Nhược điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh
vào sản xuất rau .16
1.3.4.3. Triển vọng của ứng dụng kĩ thuật thủy canh
vào sản xuất rau . 18
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT
THỦY CANH . 19
1.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh
trên thế giới . 19
1.4.1.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng
để trồng cây bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới . 19
1.4.1.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây
bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới . 23
1.4.1.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong kĩ thuật
thủy canh trên thế giới 26
1.4.1.4. Tình hình phát triển kĩ thuật thủy canh trên thế giới . 28
1.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh
ở Việt Nam . 31
1.4.2.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây
bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam 31
1.4.2.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây
bằng kĩ thuật thủy anh ở Việt Nam 33
1.4.2.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong trồng cây
bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam 38
1.4.2.4. Kết quả nghiên cứu sản xuất rau ăn lá trái vụ
bằng công nghệ thủy canh ở Việt Nam . 39

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU . 42
2.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 42
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 42
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu 44
2.1.2.1. Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn 44
2.1.2.2. Giá thể và rọ nhựa 45
2.1.2.3. Dung dịch dinh dưỡng . 45
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu 46
2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 46
2.2.1. Thời gian nghiên cứu . 46
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu . 46
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 47
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu xác định loại rau ăn lá thích hợp
trồng trái vụ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn 47
2.3.2. Nội dung 2: Xác định loại dung dịch dinh dưỡng thích hợp
để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá . 47
2.3.3. Nội dung 3: Xác định loại giá thể giữ cây thích hợp
để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá . 47
2.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu chọn loại ống dẫn dung dịch
trong hệ thống thủy canh tuần hoàn . 47
2.3.5. Nội dung 5: Xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất
một số loại rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh 47
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47
2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm . 47
vi
Thí nghiệm 1: So sánh giống xà lách trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. 47
Thí nghiệm 2: So sánh giống cải ngọt trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. . 48
Thí nghiệm 3: So sánh giống cần tây trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. . 48
Thí nghiệm 4: So sánh giống rau muống trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. . 49
Thí nghiệm 5: Xác định dung dịch thủy canh tuần hoàn thích hợp
đối với một số loại rau ăn lá . 49
Thí nghiệm 6: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cải xanh 50
Thí nghiệm 7: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau xà lách 50
Thí nghiệm 8: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cần tây . 50
Thí nghiệm 9: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau xà lách . 50
Thí nghiệm 10: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau cải xanh .51
Mô hình 1: sản xuất thăm dò tại Hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội,
Đông Anh, Hà Nội 51
Mô hình 2: sản xuất tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội. . 51
2.4.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi . 51
2.4.2.1. Nhóm các chỉ tiêu về sinh trưởng 51
2.4.2.2. Nhóm chỉ tiêu về chất lượng rau . 52
2.4.2.3. Nhóm các chỉ tiêu về sâu bệnh 53
2.4.2.4. Phương pháp hạch toán kinh tế . 53
2.4.3. Phương pháp xử lí số liệu . 54

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55
3.1. XÁC ĐỊNH LOẠI RAU ĂN LÁ THÍCH HỢP TRỒNG
TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN 55

3.1.1. Xác định giống xà lách thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn . 55
3.1.1.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng
của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn . 55
3.1.1.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn . 56
3.1.2. Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn . 58
3.1.2.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng
của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn . 58
3.1.2.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn . 58
3.1.3. Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 60
3.1.3.1. Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng
của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 60
3.1.3.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất
của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 60
3.1.4. Xác định giống rau muống thích hợp trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 62
3.1.4.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng
của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 62
3.1.4.2. Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 62
3.1.4.3. Năng suất thực thu của các giống rau muống
trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 63
3.1.5. Chất lượng và mức độ an toàn vệ sinh thực phẩm
của các giống xà lách, cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 65
3.1.5.1. Một số chỉ tiêu về chất lượng của xà lách và cải xanh
trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn . 65
3.1.5.2. Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong xà lách,
cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn . 66
3.2. XÁC ĐỊNH LOẠI DUNG DỊCH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP
ĐỂ TRỒNG THỦY CANH VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ 68
3.2.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến tình hình
sinh trưởng các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn . 68
3.2.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất
các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 69
3.2.3. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate
và một số một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh
trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 71
3.3. XÁC ĐỊNH LOẠI GIÁ THỂ GIỮ CÂY THÍCH HỢP
ĐỂ TRỒNG THỦY CANH TRÁI VỤ ĐỐI
VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ . 74
3.3.1. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và chất lượng rau cải xanh trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn . 74
3.3.2. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng, phát triển,
năng suất và chất lượng rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ
thủy canh tuần hoàn 77
3.3.3. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và chất lượng rau cần tây trồng trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn 80
3.4. LỰA CHỌN LOẠI ỐNG DẪN DUNG DỊCH THÍCH HỢP
ĐỂ TRỒNG RAU BẰNG CÔNG NGHỆ
THỦY CANH TUẦN HOÀN 82
3.4.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,
phát triển và năng suất của rau xà lách 83
3.4.1.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến tình hình
sinh trưởng của rau xà lách . 83
3.4.1.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất
rau xà lách 85
3.4.1.3. Hiệu quả kinh tế của rau xà lách trồng trên các loại
ống dẫn dung dịch 86
3.4.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,
phát triển và năng suất rau cải xanh 87
3.4.2.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sinh trưởng
của rau cải xanh . 87
3.4.2.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất
rau cải xanh . 88
3.4.2.3. Hiệu quả kinh tế của rau cải xanh trồng
trên các loại ống dẫn dung dịch 89
3.5. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT
MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ
THỦY CANH TUẦN HOÀN 90
3.5.1. Kết quả xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất
rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn
tại hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội 91
3.5.2. Kết quả xây dựng mô hình sản xuất rau ăn lá trái vụ
bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn
tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội . 93
3.5.3. Tình hình sâu bệnh hại trên các chủng loại rau ăn lá
trồng trái vụ trên hệ thống thủy canh tuần hoàn 96
3.6. QUY TRÌNH SẢN XUẤT RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ
BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN . 97
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 102
1. Kết luận 102
2. Đề nghị . 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Rau là nguồn thực phẩm thiết yếu trong đời sống hằng ngày của con
người. Rau không chỉ cung cấp một lượng lớn vitamin mà còn cung cấp
một phần các nguyên tố đa, vi lượng cần thiết trong cấu tạo tế bào. Ngoài ra,
rau còn là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng xuất khẩu
quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Rau rất đa dạng về chủng loại như
rau ăn quả, rau ăn củ, rau ăn lá
Sản xuất rau ở nước ta hiện cơ bản đáp ứng nhu cầu tiêu thụ rau xanh
của người dân, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và từng bước nâng
cao giá trị xuất khẩu rau của Việt Nam. Tuy nhiên, có hai yếu tố hạn chế
chính và cản trở nhất của sản xuất rau hiện nay là giải quyết đủ rau trái vụ và
đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Vào chính vụ, giá rau thường rất rẻ, giá
các loại rau sản xuất theo quy trình an toàn bị giảm hẳn, thu nhập của người
sản xuất rau giảm sút, có doanh nghiệp thậm chí bị thua lỗ và phá sản, do đó
chưa thúc đẩy được mạng lưới sản xuất rau an toàn và hình thành các vùng
sản xuất rau tập trung. Vào lúc trái vụ, lượng rau thường không đủ, người
trồng sử dụng nhiều nước phân, phân hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật và
điều hòa sinh trưởng nên giá cao và thường chất lượng rau chưa đảm bảo tiêu
chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Đồng thời, một lượng lớn rau được nhập
khẩu từ nước ngoài, phổ biến là từ Trung Quốc, gây khó khăn cho công tác
giám sát chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Bên cạnh đó, việc sản xuất rau theo phương pháp truyền thống ở nước ta
đã gây tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng (ô nhiễm nguồn
nước, ô nhiễm đất), việc sử dụng ngày càng tăng các loại thuốc bảo vệ thực
vật, thuốc kích thích sinh trưởng và sử dụng phân hoá học ngày càng nhiều đã
làm cho sản phẩm nông nghiệp nói chung và sản phẩm rau của nước ta không
đảm bảo an toàn. Cùng với quá trình đó, nhu cầu sử dụng rau xanh của người
dân ngày càng tăng. Theo dự báo của FAO (2008), nhu cầu sử dụng rau xanh
hằng năm tăng khoảng 5% [70].
Để giải quyết vấn đề này, đa dạng hóa loại hình sản xuất, áp dụng công
nghệ cao, công nghệ có chi phí đầu tư thấp để duy trì sản xuất bình thường
trong vụ rau trái vụ và quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm đặc biệt là dư lượng
kim loại nặng, vi sinh vật và thuốc bảo vệ thực vật là một hướng đi cần thiết.
Trong thực tế chúng ta đã có nhiều cải tiến và giải pháp được đưa ra như
trồng rau trong nhà lưới đơn giản, nhà lưới kiên cố, bán kiên cố, sử dụng vòm
che di động trên đồng ruộng hay sản xuất trên nền giá thể, sản xuất rau mầm,
sản xuất trên hệ thống điều khiển tự động trong nhà lưới đã được áp dụng,
song mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và bộc lộ những hạn chế nhất
định. Phần lớn các hạn chế đều có liên quan đến quản lý đất trồng, quản lý
nhiệt độ, ẩm độ trên đồng ruộng và trong nhà lưới. Do đặc điểm nhiệt đới có 4
mùa rõ rệt, nhiệt độ trong vụ rau hè rất cao, hiệu quả của các giải pháp trồng
rau trong nhà lưới bị hạn chế, có thể có lúc thất bại. Từ những thực trạng trên
cho thấy, việc lựa chọn giải pháp trồng rau thủy canh có thể góp phần giải
quyết các tồn tại trên của ngành sản xuất rau nước ta hiện nay. Tuy có thể
phạm vi mở rộng ứng dụng của công nghệ này không thể thay thế hoàn toàn
các giải pháp khác, song nó sẽ là một trong các giải pháp phối hợp có hiệu
quả để giải quyết vấn đề vệ sinh thực phẩm và sản xuất rau trái vụ ở nước ta.
Việc áp dụng công nghệ này vào sản xuất cũng góp phần thúc đẩy sản xuất
rau ở cả vùng núi cao, hải đảo không có tài nguyên đất phù hợp để trồng rau
và những vùng đất bị ô nhiễm. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến
hành đề tài:
Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ
bằng phương pháp thuỷ canh.

2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật cơ bản đến sinh trưởng,
năng suất, chất lượng của một số loại rau ăn lá trồng trái vụ và đề xuất quy
trình sản xuất trái vụ các loại rau này bằng phương pháp thủy canh tuần hoàn.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp các dữ liệu chuyên môn hoàn thiện quy trình sản xuất rau ăn lá
trái vụ bằng phương pháp thủy canh để bổ sung vào hệ thống các phương
pháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậu
miền Bắc Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoa
học cơ sở, như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh dưỡng khoáng