CHUYÊN SÂU VỀ CANH TÁC TRÊN GIÁ THỂ

CHUYÊN SÂU VỀ CANH TÁC TRÊN GIÁ THỂ


SO SÁNH TỐC ĐỘ TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT GIỮA
HỆ THỐNG THỦY CANH NFT VÀ HỆ THỐNG AQUAPONIC NFT
Wilson Lennard * and James Ward
School of Natural and Built Environments
University of South Australia, Mawson Lakes Campus
University of South Australia Mawson Lakes Campus
Tác giả liên hệ: *
Ngày nhận bài: 08 March 2019
Ngày nhận đăng: 04 April 2019
TĨM TẮT:
So sánh các lồi thực vật lá xanh '(rau diếp (Lactuca sativa L.), thì là
(Anethum graveolens L.), Rau Arugula còn gọi là Rau tên lửa (Eruca
sativa), rau mùi (Coriandrum sativum L.) và rau mùi tây (Petroselinum
crispum) được thực hiện giữa hệ thống thủy canh Nutrient Film Technique
(NFT), sử dụng dung dịch dinh dưỡng thương mại tiêu chuẩn và hệ thống
aquaponic

NFT,

sử

dụng

chất

thải

của

cá

từ

Grass

Carp,

(Ctenopharyngodon idella) cung cấp phần lớn các chất dinh dưỡng cần thiết
cho cây trồng. Kết quả đã chứng minh rằng phương pháp aquaponic thực
hiện tốt, và trong nhiều trường hợp, tốc độ tăng trưởng được tạo ra tương tự
như phương pháp thủy canh. Sự phát triển của rau diếp được so sánh qua ba
mùa (mùa hè, mùa đông và mùa xuân), và, trong mọi trường hợp, rau diếp
được trồng bằng nước, tương đương hoặc tốt hơn, tương đương với thủy
canh. Sự phát triển của thảo mộc được so sánh trong khoảng thời gian năm
tháng (tháng 2 đến tháng 6 mùa hè/mùa thu) và trong 17 trên 23 so sánh,
phương pháp aquaponic cho kết quả tương tự như phương pháp thủy canh.
Do đó, mặc dù phương pháp NFT có thể khơng phải là phương pháp kỹ
thuật phù hợp nhất để tích hợp aquaponic, nhưng kết quả cho thấy phương
pháp aquaponic tổng thể có khả năng tạo ra tốc độ tăng trưởng của cây ít
nhất bằng với phương pháp thủy canh tiêu chuẩn.
1


Từ khóa: aquaponic; ni trồng thủy sản; thủy canh; tích hợp nuôi trồng
thủy sản; Cá trắm cỏ; Rau diếp; Các loại thảo mộc

2

1. GIỚI THIỆU
Aquaponics là một hệ thống nuôi trồng thủy sản và ni trồng thủy canh (điển
hình là cá) tích hợp trong bể, trong đó phần lớn các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự
phát triển của thực vật phát sinh từ chất thải từ cá cho ăn [1,2]. Các chất thải từ sản
xuất cá được sử dụng để hình thành tất cả hoặc một phần nhu cầu dinh dưỡng để trồng
cây thủy canh. Trong khi aquaponics có phả hệ dựa trên nghiên cứu [313], phần lớn lợi
ích quy mơ thương mại hiện còn nhỏ, tuy nhiên điều này đang dần được chuyển thành
một ngành công nghiệp thương mại đang phát triển.
Một số nghiên cứu có sẵn so sánh trực tiếp tốc độ sản xuất hoặc tăng trưởng của
cây aquaponic với nuôi cấy trên đất hoặc nuôi trồng thủy canh. Aquaponics là một
phương pháp cung cấp chất dinh dưỡng dựa trên nước, và do đó, tương tự như các
phương pháp sản xuất thủy canh tiêu chuẩn. Phương pháp nuôi trồng thủy canh là một
số phương pháp cho năng suất cao nhất có sẵn cho trồng trọt [14], và do đó đóng vai
trị là phương pháp sản xuất tiêu chuẩn tốt để so sánh với aquaponics. Ngoài ra, thủy
canh là một phương pháp sản xuất trồng trọt có tính thương mại, có khả năng tài chính
được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới, và có chi phí vốn và chi phí sản xuất tương
tự như aquaponics, đặc biệt là về canh tác thực vật. Do đó, nếu tỷ lệ sản xuất của nhà
máy trong aquaponics có thể được thiết lập liên quan đến thủy canh, điều này có thể
làm sáng tỏ khả năng thương mại và khả năng tài chính của các phương pháp và kỹ
thuật sản xuất cây thủy canh..
Có một kho thơng tin hệ thống ni trồng thủy sản và thủy canh tương đối lớn
trên internet hoặc trên web, nhưng phần lớn trong số này là khơng hồn tồn đúng, với
rất ít cơ sở khoa học hoặc kỹ thuật kỹ thuật. Khiếu nại về hiệu quả sử dụng nước tăng
so với canh tác trên đất [15] thường xuyên được đưa ra, như tuyên bố về tính bền vững
tốt hơn và giảm tác động môi trường [3,16 1919]. Tuy nhiên, rất ít bằng cách so sánh,
dữ liệu khoa học có sẵn để biện minh cho tuyên bố đó. Một tun bố chính của những
người đề xuất aquaponics là nó có tỷ lệ sản xuất thực vật tốt hơn nhiều so với nông
nghiệp truyền thống, dựa trên đất [20, 22], và tốt hơn, hoặc tương đương với, thủy
canh [13,20,23, 26]. [13,20,26].

3


Một vấn đề đáng lo ngại nữa là khi bất kỳ thử nghiệm so sánh thực vật dựa trên
cơ sở khoa học nào đã được thực hiện, có một câu hỏi liên quan đến việc hệ thống
aquaponic được sử dụng có thực sự là một phiên bản tối ưu hóa của công nghệ
aquaponic [10,27,28] hay không. Điều này rất quan trọng, vì có nhiều biến thể khác
nhau trong thiết kế hệ thống aquaponic, nhiều trong số đó chưa bao giờ được thử
nghiệm một cách khoa học đối với các thiết kế aquaponic đã được thiết lập khác (như
phương pháp aquaponic UVI chạy dài) và chưa từng có phân tích khoa học ứng dụng
nào trong các điều khoản của các tham số xác định liên quan và quan trọng. Tóm lại,
có rất ít hoặc nếu có, dữ liệu chuẩn thực sự đối với việc sản xuất cây được xác định
cho các hệ thống aquaponic và nếu các kiểu thử nghiệm này được theo đuổi, thì
thường là trong một mơi trường, đặt ra nghi ngờ về năng suất tối ưu hóa sức chứa của
hệ thống aquaponic. Điều này đặt ra câu hỏi liệu phương pháp aquaponic có được thể
hiện một cách thích hợp khi so sánh với các công nghệ hoặc phương pháp sản xuất
khác ở cây không ?.
Nghiên cứu này đã so sánh tốc độ tăng trưởng của thực vật trong hệ thống
aquaponic với các ngành công nghiệp thủy canh được thiết lập theo quy mô bán
thương mại, phương pháp so sánh song song trong đó hai cơng nghệ sản xuất được đặt
trong cùng một khơng gian nhà kính, trong cùng bối cảnh thương mại. Hệ thống thủy
canh được sử dụng là một sự tương tự của một loại rau thủy canh thương mại và sản
xuất xanh lá cây rất thành công nằm ở Đảo Nam của New Zealand (Tasman Bay Herbs
(TBH)). Phương pháp quản lý và thiết kế hệ thống aquaponic được sử dụng trong
nghiên cứu hiện tại đã được phát triển và phát triển từ công việc liên quan đến một
nghiên cứu khoa học tách biệt một số tham số quan trọng, thử nghiệm các tham số đó
và tối ưu hóa chúng để chứng minh sự gia tăng cụ thể về hiệu quả vận hành hệ thống
thông qua một số các yếu tố quyết định, một trong số đó là tỷ lệ sản xuất của cây [29].
Hệ thống và phương pháp aquaponic này cũng đã được phát triển và áp dụng hơn nữa

trong một số tình huống thương mại, đến mức nó cho phép dự đốn chính xác tỷ lệ cácây cụ thể và cung cấp tỷ lệ cung cấp dinh dưỡng thực vật chính xác cho cây trồng [30
].

4


2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Các thử nghiệm được thực hiện trong một nhà kính có mái che, có lỗ thơng hơi,
có hai lớp (rộng 9m x 24m) được thiết lập tại một doanh nghiệp thủy canh thương mại
(Tasman Bay Herbs, TBH; Riwaka, New Zealand). Phần tăng trưởng thực vật của nhà
kính (rộng 9m x dài 18m x cao 4m) có chiều dài tường đầy đủ, tường cuộn để thơng
gió tối ưu, với cả hai bức tường và lỗ thông hơi được vận hành thông qua hệ thống
điều khiển bằng máy tính dựa trên nhiệt độ khơng khí nhà kính (AutoVent 1 bằng hệ
thống Autogrow). Các lỗ thông hơi được lập trình để mở hồn tồn ở nhiệt độ khơng
khí 22° C.

5


Một phần 6m của nhà kính rộng 9m được phân chia, lót và cách nhiệt để hoạt
động như một căn phịng chứa hệ thống cá tuần hồn, bể chứa chất dinh dưỡng thủy
canh và hệ thống định lượng. Căn phòng được sản xuất bằng cách xây dựng một trần
nhà bằng một dây lưới vng (kích thước lỗ khoảng 200mm × 200mm; dây 18 thước)
và cách nhiệt phía trên nó bằng những con dơi cách nhiệt bằng sợi thủy tinh tiêu
chuẩn. Các bức tường được cách nhiệt tương tự với những con dơi được giữ ở vị trí
bằng lưới thép và được phủ bằng màng nhựa trắng để chống ẩm. Sàn của phịng cá này
đã được bê tơng hóa hồn tồn.
Vùng trồng cây trong nhà kính được thiết lập để cho phép so sánh song song hai hệ
thống thử nghiệm thủy canh tiêu chuẩn và aquaponics (Hình 1).

Hình 1. Biểu đồ của thiết lập thí nghiệm aquaponic và thủy canh (thành phần
thực vật aquaponic ở phía trên, thành phần thực vật thủy canh ở phía dưới).
Hệ thống thủy canh bao gồm bể chứa nước thải tiêu chuẩn (bể nhựa bê tông 2000
L, chìm xuống đất) với bộ phận định lượng A và B tiêu chuẩn, tự động (hệ thống
Bluelab Dosetronic của Blue Lab). Độ pH của hệ thống thủy canh được kiểm soát bởi
một đơn vị định lượng axit tự động bằng cách sử dụng hỗn hợp axit nitric 90% và axit
photphoric 10% (cùng hệ thống Dosetronic). Hệ thống thủy canh nhà kính chứa bốn
băng ghế của các kênh thủy canh NFT; mỗi băng ghế dài 6 m với 10 kênh trên mỗi
băng ghế (tổng diện tích bề mặt trên mỗi băng ghế khoảng 7,2 m2, với tổng diện tích
sản xuất thủy canh là 28,8 m2). Tổng số lỗ sinh trưởng của cây trong màng NFT thủy
canh này là 1800 và khoảng cách giữa các cây được dựa trên những lỗ được sử dụng
để sản xuất thảo mộc thủy canh thương mại bằng TBH (tức là, trung tâm lỗ 150 mm).
6


Ngoài ra, trên các kênh này, một màng kênh NFT giai đoạn vườn ươm nhỏ hơn được
đặt cho giai đoạn đầu sản xuất của các nhà máy.

7


Do đó, một cách tiếp cận sản xuất đa thành phần đã được sử dụng băng ghế nảy
mầm, NFT vườn ươm và NFT phát triển. Cấu hình này dựa trên phương pháp nuôi
trồng thủy canh thành công của TBH, cho các giống thảo mộc.
Một giải pháp dinh dưỡng đã được đưa đến các kênh NFT thông qua các ống đa
tạp PVC tiêu chuẩn và ống liên kết kép của bộ cấp nguồn cho mỗi kênh riêng lẻ. Đây
là một cách tiếp cận NFT tuần hồn, với tất cả nước thốt ra khỏi các kênh NFT được
dẫn trở lại bể chứa thủy canh. Bể chứa nước thải thường xuyên và bán phá giá (nghĩa
là, nước bể chứa đầy đủ chất dinh dưỡng và thay thế chất dinh dưỡng) đã được thực
hiện khi dung dịch dinh dưỡng được coi là trôi từ hỗn hợp lý tưởng của các ion dinh

dưỡng (khoảng sáu đến tám tuần một lần). Việc kiểm soát nhiệt độ nước dựa trên sự
làm nóng khơng khí trong phịng cách nhiệt. Bố cục hệ thống không thể hiện việc sử
dụng tối ưu hóa khơng gian có sẵn, vì các lối đi rộng được u cầu cho các mục đích
trình diễn và truy cập nhóm lớn.
Hệ thống aquaponic được thiết kế sử dụng phương pháp thiết kế và quản lý để
thiết lập tỷ lệ cá – cây trong aquaponic do Aquaponic Solutions Australia phát triển,
được gọi là SymbioponicsTM [30,31]. Phương pháp quản lý và thiết kế aquaponic này
dựa trên việc cung cấp các tỷ lệ cá-thực vật được tối ưu hóa và phương pháp quản lý
liên quan liên quan đến các yêu cầu dinh dưỡng cụ thể theo yêu cầu của các lồi thực
vật ni cấy [30].
Hệ thống aquaponic bao gồm hai thành phần chính là một màng dinh dưỡng NFT
có cùng thiết kế với một màng thủy canh NFT (như đã nêu ở trên) và một hệ thống
nuôi cá tuần hồn tích hợp (RAS). Các thành phần ni trồng thủy canh và thủy canh
từng chiếm một nửa diện tích sàn nhà kính.
Hệ thống ni cá tuần hồn bao gồm bể ni cá, bộ lọc trầm tích xốy, bộ lọc
sàng chất rắn tĩnh (kích thước lỗ rỗng 100 μm), bộ lọc sinh học nhỏ giọt và bể lắng. Hệ
thống nuôi cá này hoạt động theo cấu hình tuần hồn riêng và bể chứa đóng vai trị là
điểm chia sẻ nước chung giữa hai thành phần.
Tất cả các chất thải của cá được tách ra khỏi dòng nước của hệ thống cá chính
thơng qua bể lọc xốy và bộ lọc màn hình. Những chất thải cá này được đặt vào một
bể phản ứng sinh học được sục khí riêng biệt để tái khống hóa và cuối cùng tái hịa
tan vào nước (phản ứng sinh học tái khống hóa hiếu khí). Chất nổi trội giàu chất dinh
8


dưỡng sau đó thường xuyên được bổ sung trở lại hệ thống aquaponic chính để sử dụng
100% chất dinh dưỡng chất thải của cá bằng thành phần nuôi trồng thực vật.

9

Các loài cá được sử dụng là Grass Carp, Ctenopharyngodon idella, một loài cá
chép châu Á. Đây là một trong số ít cá có sẵn để ni trồng thủy sản ở New Zealand,
và do đó đã được áp dụng cho thử nghiệm này. Kết quả nuôi cá và tăng trưởng được
thu thập trong toàn bộ nghiên cứu, nhưng chưa được báo cáo ở đây.
Một số thí nghiệm so sánh đã được thiết lập và thực hiện bằng cách sử dụng các
hệ thống được phác thảo ở trên. Thơng số chính để thử nghiệm và so sánh là tốc độ
tăng trưởng của cây, được đo bằng trọng lượng của cây trong cùng thời kỳ sinh trưởng.
Tất cả các cây con được sản xuất trong dung dịch dinh dưỡng của hệ thống nuôi cấy
tương ứng (tức là thủy canh hoặc aquaponic) trên các bảng sản xuất cây giống và dòng
chảy tiêu chuẩn. Môi trường trồng được sử dụng cho tất cả các cây con trong tất cả các
thử nghiệm là Rockwool.
Tất cả các khoảng trống của cây trong tất cả các kênh NFT trong cả hai màng
(thủy canh và aquaponic) đều được trồng bằng cây con cùng tuổi. Trọng lượng ban
đầu của lá/đầu cây (nghĩa là trọng lượng sinh khối lá của cây con khi trồng vào giai
đoạn NFT) được xác định bằng cách chọn ngẫu nhiên 20 cây con từ mỗi hệ thống sản
xuất cây giống, loại bỏ khối và rễ Rockwool, và cân tươi chất liệu lá. Tổng sinh khối
cây con sau đó được sử dụng để tính trọng lượng trung bình trên mỗi cây con
Cây được ni trong thời kỳ sinh trưởng xác định (tính bằng ngày và được xác
định theo mùa nuôi) trong màng NFT thủy canh hoặc màng NFT aquaponic. Do đó, tất
cả các nhà máy đều trải qua cùng một điều kiện môi trường phát triển trong cùng một
nhà kính, bất kể hệ thống trồng trọt (thủy canh hay aquaponic) mà chúng được ni
trong đó. Vào cuối giai đoạn nuôi cấy, 30 cây được chọn ngẫu nhiên từ mỗi hệ thống
sinh trưởng, rễ và khối Rockwool đã được loại bỏ và sinh khối mô lá tươi được xác
định bằng cách cân. Tăng sinh khối lá riêng lẻ trên mỗi cây được xác định bằng cách
trừ đi trọng lượng tươi của lá cây trung bình từ trọng lượng tươi của lá cây được trồng
riêng lẻ. Kết quả tăng sinh khối lá riêng lẻ cho từng cây sau đó được sử dụng để tính
tốn tăng sinh khối lá trung bình cho mỗi hệ thống (thủy canh và aquaponic). Tăng
sinh khối cho mỗi loại cây trồng trong hai hệ thống (aquaponic và thủy canh) đã được
báo cáo là sinh khối thực vật có nghĩa là sai số chuẩn (SE).

Mười trong số 23 cây thảo mộc được so sánh về tăng trưởng được so sánh một
cách chủ quan về chất lượng và sự phù hợp để bán bằng một phân tích mù được thực
10


hiện bởi nhân viên chọn và hái thảo dược tại TBH. Tổng số mẫu thu hoạch của các
loại thảo mộc nuôi trồng thủy canh và thủy canh được đặt trước các nhân viên lựa
chọn TBH, không ghi nhãn và không xác định về phương pháp trồng mà chúng được
nuôi trong đó. Sau đó, nhân viên đã chọn thủ cơng các loại thảo mộc được coi là một
tiêu chuẩn phù hợp để đóng gói và bán, và tách chúng ra khỏi những loại được coi là
khơng phù hợp để đóng gói và bán. Cả hai đồn hệ (phù hợp và khơng phù hợp để
đóng gói và bán, và cả nguồn gốc aquaponic và thủy canh) sau đó đã được cân, cho
phép ghi lại tỷ lệ phần trăm phù hợp để bán.
Các thử nghiệm tăng trưởng thực vật aquaponic so với thủy canh được thực hiện
trong nhà kính từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010 được tách thành ba bộ
chính, cụ thể là:
1. So sánh sản xuất rau diếp khi sử dụng hệ thống aquaponic so với hydroponic
2. So sánh sản xuất các loài thảo mộc NFT Aquaponic so với thủy canh
3. So sánh chất lượng chủ quan của các loài thảo mộc khi sử dụng hệ thống
Aquaponic so với hệ thống thủy canh
Có bảy cây xà lách (Lactuca sativa L.) được trồng ở Gau Gaugin, Princess,
Explore, Ashbrook, Satre, Robinio, và Obreb, và bốn loài thảo mộc được trồng thì là
(Anethum graveolens L.), tên lửa (Eruca sativa), rau mùi (Coriandrum sativum L.) và
rau mùi tây (Petroselinum crispum)
Tóm lại, trong tất cả các thử nghiệm so sánh, các nhà máy trong cả hai hệ thống
đều có nguồn gốc từ cùng một nguồn giống. Các hạt giống đã được nảy mầm trong
băng ghế dự bị và lũ lụt bằng cách sử dụng dung dịch dinh dưỡng liên quan (thủy canh
hoặc aquaponic). Tất cả các cây con đã được loại bỏ khỏi băng ghế nảy mầm hạt
giống, và được đưa vào khu vực nuôi cấy NFT liên quan cùng một lúc. Tất cả các nhà
máy từ hai hệ thống (thủy canh và aquaponic) đã được thu hoạch, và trọng lượng tươi

được ghi lại cùng một lúc. Do đó, tất cả các lồi thực vật tồn tại trong môi trường nuôi
cấy tương ứng của chúng (thủy canh hoặc aquaponic) trong toàn bộ thời gian nuôi, tất
cả các cây đều được trồng trong cùng thời gian nuôi và tất cả dữ liệu được ghi lại cùng
một lúc. Điều này đảm bảo rằng tất cả các nhà máy từ hai hệ thống có thể so sánh trực
tiếp với nhau.

11


3. KẾT QUẢ
3.1. Thơng số nước
Các thơng số hóa học nước của hệ thống (thủy canh và aquaponic) được biểu thị
bằng một số biểu đồ (Hình 2, 5) của bản ghi thơng số hàng ngày trong tồn bộ thời
gian của các thử nghiệm (tháng 1 năm 2010 tháng 11 năm 2010). Độ pH (Hình 5) khá
ổn định trong cả hai hệ thống trong suốt thời gian dùng thử. Nhiệt độ khơng khí và
nước aquaponic hàng ngày (Hình 2), bổ sung thức ăn cho cá aquaponic hàng ngày
(Hình 3) và chỉ số dẫn điện hàng ngày cho cả hai hệ thống (Hình 4) đã chứng minh
rằng tính thời vụ (ví dụ, mùa đông khởi phát ở Nam bán cầu) ảnh hưởng đến các thơng
số.

Hình 2. Khơng khí (phịng cá) và nhiệt độ nước cho hệ thống aquaponic trong
suốt thời gian thử nghiệm.

12


Hình 3. Bổ sung thức ăn cho cá aquaponic hàng ngày trong suốt thời gian thử
nghiệm

13

Hình 4. Chỉ số dẫn điện hàng ngày Hệ thống Aquaponic và Hydroponic.

Hình 5. Chỉ số pH hàng ngày của hệ thống aquaponic và thủy canh.
3.2. So sánh sản xuất rau diếp của NFT
Ba so sánh rau diếp đầu đã được thực hiện, mỗi lần vào mùa hè/mùa thu, mùa
đông và mùa xuân. Trong mỗi trường hợp, một số cây con trong bảy giống rau diếp
14


được đặt vào màng ghế NFT tương ứng của mỗi hệ thống (thủy canh hoặc aquaponic),
được trồng theo kích cỡ thu hoạch, sau đó được thu hoạch và cân.

15


Bảng 1–6 phác thảo kết quả so sánh giống rau diếp đầu cho thử nghiệm thực
nghiệm. Các thông số bao gồm: ngày gieo hạt, ngày gieo hạt (vào màng NFT tương
ứng: thủy canh hoặc aquaponic), ngày thu hoạch, tổng thời gian sinh trưởng (ngày),
trọng lượng hàng đầu (tăng trọng lượng tươi trung bình của sinh khối lá của từng
giống được thử nghiệm) và chênh lệch tỷ lệ phần trăm giữa hai hệ thống. Đối với tất
cả các so sánh rau diếp đầu NFT, hệ thống aquaponics phù hợp hoặc vượt trội so với
sản xuất sinh khối của phương pháp thủy canh.
Bảng 1. Thông số thời gian sinh trưởng trong sản xuất rau diếp thủy canh so
với Aquaponic NFT - mùa hè 2010.
Tham số

Ngày

Ngày gieo hạt

08.01.2010

Ngày trồng

25.01.2010

Ngày thu
hoạch

25.02.2010

Tổng số ngày

48

Bảng 2. Kết quả sản xuất rau diếp theo phương pháp NFT thủy canh so với
phương pháp Aquaponic Mùa hè 2010. Kết quả bao gồm khối lượng tươi
trung bình của lá (khối lượng cao nhất) có dung sai tiêu chuẩn cho mỗi
phương pháp và sự khác biệt (tỷ lệ phần trăm) giữa hai phương pháp cho các
giống. Cột Sự chênh lệch được in đậm cho thấy mức trung bình của hệ thống
aquaponics lớn hơn mức trung bình của hệ thống thủy canh.

Các giống

Khối lượng lớn
nhất pp Thủy
canh

Khối lượng lớn
nhất pp
Aquaponic

Sự chênh lệch
(%)

Gaugin

130.83 ± 4.83

168.00 ± 6.13

28

Princess

117.00 ± 15.76

246.63 ± 18.59

111

Explore

211.86 ± 24.51

293.78 ± 18.56

39

Ashbrook

220.25 ± 23.36

266.38 ± 12.69

21

16


Satre

173.11 ± 9.43

223.56 ± 13.01

29

Robinio

177.88 ± 10.75

204.43 ± 25.17

15

Obregon

142.50 ± 8.85

223.40 ± 13.29

57

Bảng 3. Thông số thời gian sinh trưởng trong sản xuất rau diếp thủy canh so
với Aquaponic NFT - mùa xuân 2010.
Tham số

Ngày

Ngày gieo hạt

30.09.2010

Ngày trồng

22.10.2010

Ngày thu hoạch

23.11.2010

Tổng số ngày

54

17

Bảng 4. Kết quả sản xuất rau diếp phương pháp NFT thủy canh so với
phương pháp Aquaponic - Mùa Xuân 2010. Kết quả bao gồm khối lượng tươi
trung bình của lá (khối lượng cao nhất) có dung sai tiêu chuẩn cho mỗi
phương pháp và sự chênh lệch (tỷ lệ phần trăm) giữa hai phương pháp cho
các giống. Cột Sự chênh lệch được in đậm cho thấy mức trung bình của hệ
thống aquaponics lớn hơn mức trung bình của hệ thống thủy canh.

Các giống

Khối lượng lớn
nhất pp Thủy
canh

Khối lượng lớn
nhất pp
Aquaponic

Sự chênh lệch
(%)

Gaugin

120.47 ± 3.89

125.33 ± 7.17

4

Princess

153.00 ± 26.54

158.33 ± 25.00

4

Explore

298.72 ± 21.21

312.11 ± 16.87

5

Ashbrook

133.78 ± 18.67

184.67 ± 31.48

38

Satre

217.53 ± 6.88

236.13 ± 5.78

9

Robinio

118.73 ± 10.80

100.27 ± 17.87

18

Obregon

199.53 ± 12.60

234.87 ± 8.17

18

Bảng 5. Thông số thời gian sinh trưởng trong sản xuất rau diếp thủy canh so
với Aquaponic NFT - mùa đông 2010.
Tham số

Ngày

Ngày gieo hạt

28.04.2010

Ngày trồng

20.05.2010

Ngày thu
hoạch

10.08.2010

Tổng số ngày

104

Bảng 6. Kết quả sản xuất rau diếp phương pháp NFT thủy canh so với
phương pháp Aquaponic - Mùa Đông 2010. Kết quả bao gồm khối lượng tươi
18


trung bình của lá (khối lượng cao nhất) có dung sai tiêu chuẩn cho mỗi
phương pháp và sự chênh lệch (tỷ lệ phần trăm) giữa hai phương pháp cho
các giống. Cột Sự chênh lệch được in đậm cho thấy mức trung bình của hệ
thống aquaponics lớn hơn mức trung bình của hệ thống thủy canh.

Các giống

Khối lượng lớn
nhất pp Thủy
canh

Khối lượng lớn
nhất pp
Aquaponic

Sự chênh lệch
(%)

Gaugin

271.61 ± 7.31

327.44 ± 8.70

21

Princess

177.38 ± 12.21

204.94 ± 10.03

16

Explore

709.47 ± 29.67

625.93 ± 34.81

13

Ashbrook

497.67 ± 25.98

453.17 ± 27.37

10

Satre

322.20 ± 12.92

349.20 ± 17.94

8

Robinio

293.22 ± 10.02

345.78 ± 17.98

18

Obregon

354.87 ± 20.50

341.53 ± 21.23

4

Tất cả các cây trồng trong cả hai hệ thống đều khơng có dấu hiệu thiếu chất dinh

dưỡng và được đánh giá là đủ điều kiện để đại diện cho những sản phẩm chất lượng
thương mại bình thường của công nhân tại TBH canh tác.
3.3. NFT Herb Production Comparisons
Bảng 7 Danh sách các loại thảo mộc được so sánh trong nghiên cứu. Kể từ sau
tháng 6 năm 2010, vẫn chưa có một so sánh chính thức nào dành cho các loại thảo
mộc áp dụng phương pháp canh tác NFT. đó là kết quả của một dây chuyền kỹ thuật
và vận hành có vấn đề và sẽ được thảo luận chi tiết dưới đây. Các thông số bao gồm
khối lượng cao nhất (thí nghiệm về mức tăng khối lượng tươi trung bình trong sinh
khối lá của từng lồi) và tỷ lệ phần trăm chênh lệch giữa hai hệ thống. Khi so sánh
canh tác thảo mộc đối với hệ thống NFT, trong 23 mẫu so sánh, 17/23 cho kết quả hệ
thống Aquaponics bằng hoặc tốt hơn hệ thống thủy canh tiêu chuẩn.

19


Bảng 7. So sánh sản xuất thảo mộc Thủy canh với NFT Aquaponic. Kết quả
bao gồm khối lượng tươi trung bình của lá (khối lượng cao nhất) có dung sai
tiêu chuẩn cho mỗi loại thảo mộc, thời gian canh tác trong mỗi hệ thống và sự
chênh lệch (tỷ lệ phần trăm) giữa hai phương pháp cho từng loài theo các thời
điểm. Cột Sự chênh lệch được in đậm cho thấy mức trung bình của hệ thống
aquaponics lớn hơn mức trung bình của hệ thống thủy canh. Những con số
được đặt trong dấu () ở cột “Thời điểm canh tác” biểu thị cho thời gian canh
tác từ lúc gieo hạt cho tới lúc thu hoạch.

Thời điểm canh tác

Khối lượng lớn
nhất pp Thủy
canh

Khối lượng lớn
nhất pp
Aquaponic

Sự chênh lệch
(%)

Thì là - 02.2010 (31)

10.9 ± 0.7

10.5 ± 1.1

4

Cải Rocket - 02.2010
(32)

42.4 ± 2.8

47.1 ± 2.1

10

Thì là -03.2010 (34)

12.2 ± 1.1

16.0 ± 1.5

31

Cải Rocket - 03.2010
(40)

49.0 ± 3.6

51.9 ± 3.4

6

Ngò - 03.2010 (46)

16.5 ± 1.4

60.5 ± 6.1

267

Thì là - 04.2010 (36)

13.5 ± 0.8

20.3 ± 1.3

50

Ngị tây - 04.2010 (53)

17.2 ± 1.2

21.5 ± 2.8

25

Ngò - 04.2010 (46)

11.0 ± 0.9

28.7 ± 3.0

160

Thì là - 04(2).2010 (36)

11.1 ± 0.7

12.1 ± 0.9

9

Ngị Tây - 04(2).2010
(55)

14.6 ± 1.5

24.9 ± 3.2

71

Thì là - 04(3).2010 (40)

17.1 ± 1.1

14.8 ± 1.1

16

Cải Rocket - 05.2010
(39)

44.2 ± 3.5

29.8 ± 1.8

48

Ngò - 05.2010 (46)

5.3 ± 0.6

8.0 ± 0.8

51

Thì là - 05.2010 (46)

11.7 ± 0.9

14.5± 1.3

24

20


Cải Rocket 05(2).2010 (40)

56.4 ± 3.9

62.5 ± 3.1

94

Ngò Tây - 05.2010 (68)

19.4 ± 2.0

32.0 ± 5.0

65

Ngò Tây - 05(2).2010
(68)

34.1 ± 3.9

58.6 ± 7.4

56

Ngò - 05(2).2010 (54)

9.4 ± 1.0

10.5 ± 1.2

12

Ngò - 05(3).2010 (54)

18.5 ± 2.8

13.9 ± 1.7

33

Ngò - 05(4).2010 (53)

18.9 ± 1.9

7.5 ± 1.4

153

Cải Rocket - 06.2010
(39)

41.1 ± 2.8

17.6 ± 1.6

134

Cải Rocket 06(2).2010 (42)

31.0 ± 2.1

10.7 ± 0.7

188

Ngò - 06.2010 (53)

14.0 ± 1.1

5.7 ± 0.5

146

3.4. So sánh chất lượng chủ quan khi canh tác thảo mộc theo phương pháp NFT:
Bảng 8 cung cấp các thông tin cơ bản về so sánh chất lượng thảo mộc một cách
chủ quan. Kể từ sau tháng 6 năm 2010, vẫn chưa có một so sánh chính thức nào dành
cho các loại thảo mộc áp dụng phương pháp canh tác NFT. Tham số đối chiếu chính là
tỷ lệ phần trăm chênh lệch đối với những cây trồng có thể tiêu thụ được. Trong bảng
so sánh chất lượng thảo mộc chủ quan, 9/10 mẫu so sánh cho kết quả chất lượng tốt
hơn khi áp dụng hệ thống Aquaponic.
Bảng 8. So sánh chất lượng chủ quan của hệ thống thủy canh và hệ
thống 1 màng mỏng NFT.

Thời điểm canh tác

Tỷ lệ tiêu thụ sản
phẩm Thủy canh (%)

Tỷ lệ tiêu thụ sản
phẩm Aquaponic
(%)

Thì là - 04(3).2010

17

27

Cải Rocket - 05.2010

32

45

21


Ngò - 05.2010

71

72

Cải Rocket - 05(2).2010

33

43

Pit - 05.2010

38

60

Pit - 05(2).2010

29

26

Ngò - 05(2).2010

66

79

Ngò - 05(3).2010

30

47

Ngò - 05(4).2010

16

54

Ngò - 06.2010

52

58

22


KẾT LUẬN:
Xà lách và các loại thảo mộc canh tác trong hệ thống Aquaponic tăng trưởng
bằng hoặc tốt hơn so với những cây được trồng trong một hệ thống Thủy canh tiêu
chuẩn. Điều này chứng tỏ rằng, trong một số trường hợp việc áp dụng các phương
pháp thiết kế và sản xuất theo phương pháp Aquaponic sẽ làm cho thực vật sinh
trưởng, phát triển ngang bằng, hoặc tốt hơn so với cây canh tác trong các hệ thống
thủy canh tiêu chuẩn.
Những đóng góp của tác giả: khái niệm hóa, W.L.; xây dựng nền tảng phương
pháp luận, W.L.; thẩm định, W.L.; nghiên cứu chính thức, W.L.; điều tra, W.L.; xây
dựng tài nguyên tra cứu, W.L.; quản lý dữ liệu, W.L.; viết bài(chuẩn bị dự thảo ban
đầu), W.L.; hiệu chỉnh(xem lại và chỉnh sửa), J.W.; quản trị dự án, W.L.; kêu gọi tài
trợ, W.L.
Tài trợ: Nghiên cứu này được tài trợ bởi Ashley Berrysmith thuộc Quỹ
Berrysmith, />Lời cảm ơn: Các tác giả xin cảm ơn Ashley Berrysmith của Quỹ Berrysmith vì
sự ủng hộ vô tận, tinh thần lạc quan đối với Aquaponics và hỗ trợ tài chính của Ngài

cho dự án nghiên cứu này. Tác giả cũng xin cảm ơn Don Grant và Yoka DeHouwer
của Tasman Bay Herbs đã cho phép sử dụng mảnh đất của quý vị để thiết lập nhà kính
thử nghiệm cũng như chia sẻ tất cả kinh nghiệm và kiến thức trồng rau thủy canh của
hai vị. Các tác giả cũng muốn gửi lời cảm ơn tới Annalize Runnarsson vì đã thực hiện
nhiều thí nghiệm được nêu ở trên và để việc quản lý Aquaponic được thuận lợi.
Xung đột lợi ích: Các tác giả tun bố khơng có xung đột lợi ích. Các nhà tài trợ
khơng có vai trò trong việc thiết kế nghiên cứu, thu thập, phân tích hoặc giải thích dữ
liệu; trong các bản thảo và văn bản; hoặc trong quyết định công bố kết quả.

THẢO LUẬN
Kết quả của các thử nghiệm hiện tại đã chứng minh rằng hệ thống aquaponic hỗ
trợ sự phát triển của các loại thảo mộc và rau diếp. Trong phần lớn các trường hợp,
phương pháp aquaponic bằng hoặc tốt hơn các phương pháp thủy canh tiêu chuẩn cho
23


sự phát triển của cây (sản xuất) rau diếp và thảo mộc, và chủ quan cải thiện phương
pháp thủy canh trong chất lượng thực vật có thể bán được của các loại thảo mộc.
Trong số các giống rau diếp, trong tất cả các so sánh, hệ thống thủy canh không cung
cấp một trường hợp sản xuất tốt hơn aquaponics.
Trong số các loại thảo mộc, 6 trong số 23 so sánh dẫn đến kết quả tốt hơn từ hệ
thống thủy canh, với 17 so sánh khác tạo ra kết quả bằng hoặc tốt hơn từ hệ thống
aquaponics. Hai trong số các loại tên lửa hoạt động tốt hơn trong hệ thống thủy canh,
và điều này có thể chỉ ra rằng tên lửa khơng thích nghi tốt với văn hóa aquaponic như
các loại thảo mộc khác. Sáu loại cây trồng có hiệu quả thủy canh tốt hơn là ở Nam
bán cầu vào tháng Năm và tháng Sáu (cuối mùa thu và đầu mùa đông), khi nhiệt độ
nước hệ thống aquaponic giảm và do đó, tốc độ cho cá giảm đáng kể, do đó, ức chế
việc cung cấp dinh dưỡng phù hợp cây trồng.
Các kết quả sản xuất rau diếp đại diện cho sự tăng trưởng của rau diếp trong cả
hai hệ thống trên tất cả các mùa. Do đó, điều này cho thấy aquaponics có thể được dự

kiến hợp lý để phù hợp với thủy canh truyền thống về tỷ lệ sản xuất, ít nhất là đối với
các giống rau diếp được sử dụng, trong toàn bộ năm dương lịch. Các so sánh văn hóa
thảo mộc chỉ được thực hiện trong năm tháng của năm; tuy nhiên, kết quả đã chứng
minh rằng một loạt các giống thảo mộc thương mại cũng thích nghi tích cực với
phương pháp aquaponic và nên được dự kiến sẽ hoạt động rất tốt trong ít nhất một nửa
năm dương lịch. Có rất ít tiền lệ khoa học về tốc độ tăng trưởng của cây aquaponic
trực tiếp so với tốc độ tăng trưởng của cây thủy canh hoặc chất lượng thực vật có thể
bán được.
Một nghiên cứu của Savidov (20) đã so sánh tốc độ tăng trưởng của cây (chiều
cao chồi, trọng lượng) trong dung dịch dinh dưỡng có nguồn gốc thủy sinh với dung
dịch thủy canh cho một số loài cây trồng (dưa chuột (Cucumis sativus L.), cà chua
(Solanum lycopersicon L.), húng quế (Ocimum basilicum L.), hương thảo
(Rosmarinus officinalis L.) và Echinacea spp.), Và đã chứng minh rằng nhiều so sánh,
chất dinh dưỡng aquaponic tạo ra trọng lượng bắn bằng hoặc lớn hơn (trọng lượng lá)
khi so sánh với dung dịch thủy canh.
Tuy nhiên, những thí nghiệm đó đã sử dụng dung dịch dinh dưỡng aquaponic có
nguồn gốc từ hệ thống aquaponic lớn hơn có chứa cá, và trong các thử nghiệm, không
24