ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

PHẠM CÔNG ANH

ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN SINH
TRƯỞNG CỦA CÂY GIỌT BĂNG (Mesembryanthemum crystallinum) TRỒNG
THỦY CANH HỒI LƯU TẠI ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Đà Nẵng - 2021


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

PHẠM CÔNG ANH

ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN SINH
TRƯỞNG CỦA CÂY GIỌT BĂNG (Mesembryanthemum crystallinum) TRỒNG
THỦY CANH HỒI LƯU TẠI ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số :

7420201
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn : TS. Trần Quang Dần

Đà Nẵng - 2021


LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan các dữ liệu trình bày trong khóa luận này là trung thực. Đây là kết
quả nghiên cứu của tác giả dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Trần Quang Dần tại khoa
Sinh – môi trường, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng và chưa từng được
cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác trước đây. Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm nếu
vi phạm bất kì quy định nào về đạo đức khoa học.

Tác giả
(Ký tên)

Phạm Công Anh

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các quý thầy, cô khoa Sinh – môi trường,
trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận
lợi cho em trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận.
Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Trần Quang Dần
người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian

trao đổi và định hướng cho em trong suốt q trình thực hiện khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể bạn bè, đã luôn động viên tinh thần cho tôi
trong suốt thời gian học tập và hồn thành khóa luận.

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................... viii
TĨM TẮT....................................................................................................................... x
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................................. 1
2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................ 2
3.Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................ 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................... 2
4. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 2
4.1. Ảnh hưởng của các loại giá thể khác nhau đến sinh của cây Giọt băng. ................ 2
4.2. Ảnh hưởng của loại dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng của cây Giọt băng. ... 2
4.3. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến sinh trưởng của cây
Giọt băng. ....................................................................................................................... 3
4.4. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển đến sinh trưởng cây Giọt băng trồng thuỷ
canh. ................................................................................................................................ 3
4.5. Ảnh hưởng của thời gian thay dinh dưỡng đến sinh trưởng của cây Giọt băng
trồng thuỷ canh ............................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 4

1.1.1. Giới thiệu cây Giọt băng ...................................................................................... 4
1.1.2. Đặc điểm hình thái, chu kì sống, sinh lý, sinh thái của cây Giọt băng ................ 4
1.1.3. Nghiên cứu cây Giọt băng trên thế giới ............................................................... 5
iii


1.1.4. Nghiên cứu cây Giọt băng trong nước ................................................................. 7
1.2. Tổng quan về kỹ thuật thủy canh ............................................................................ 8
1.2.1. Khái niệm về kỹ thuật thủy canh .......................................................................... 8
1.2.2. Phân loại kỹ thuật thủy canh ................................................................................ 8
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới ................................................ 11
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến kỹ thuật trồng rau thủy canh ....................................... 14
1.4.1. Ảnh hưởng nồng độ CO2 ................................................................................... 15
1.4.2. Ảnh hưởng của độ thống khí đến sự hút chất dinh dưỡng................................ 15
1.4.3. Ảnh hưởng của sự ngập úng đối với hệ rễ.......................................................... 15
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 17
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 17
2.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 17
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 17
2.3.1. Mơ hình thí nghiệm thuỷ canh hồi lưu ............................................................... 17
2.3.2. Ảnh hưởng của loại giá thể thuỷ canh khác nhau đến sinh trưởng cây Giọt băng
...................................................................................................................................... 19
2.3.3. Ảnh hưởng của loại dung dịch thuỷ canh khác nhau đến sinh trưởng cây Giọt
băng .............................................................................................................................. 20
2.3.4. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến sinh trưởng của cây
Giọt băng ...................................................................................................................... 20
2.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển đến sinh trưởng cây Giọt băng ................... 20
2.3.6.Ảnh hưởng của thời gian thay dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng cây Giọt
băng .............................................................................................................................. 20
2.3.7. Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng ....................................................................... 21

2.3.8. Bố trí thí nghiệm và xử lý dữ liệu ...................................................................... 21
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 22
3.1. Ảnh hưởng của các giá thể đến sinh trưởng của cây Giọt băng ............................ 22
3.1.1. Ảnh hưởng của giá thể đến chiều cao của cây Giọt băng .................................. 22
iv


3.1.2. Ảnh hưởng của giá thể đến số lá của cây Giọt băng .......................................... 23
3.1.3. Ảnh hưởng của giá thể đến khối lượng tươi của cây Giọt băng ......................... 25
3.2.1. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến chiều cao của cây Giọt băng . 26
3.2.2. Ảnh hưởng của loại môi trường dinh dưỡng đến số lá của cây Giọt băng ......... 27
3.2.3. Ảnh hưởng của các dinh dưỡng khác nhau đến khối lượng tươi của cây Giọt
băng .............................................................................................................................. 29
3.3. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến sinh trưởng của cây
Giọt băng trồng thuỷ canh tại Đà Nẵng ........................................................................ 30
3.3.1. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến chiều cao của cây
Giọt băng ...................................................................................................................... 30
3.3.2. Ảnh hưởng của các phương thức bổ sung NaCl đến số lá của cây Giọt băng ... 32
3.3.3. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến khối lượng tươi của
cây Giọt băng ................................................................................................................ 33
3.4. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển bổ sung đến sinh trưởng của cây Giọt băng
trồng thuỷ canh tại Đà Nẵng ......................................................................................... 34
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển bổ sung đến chiều cao của cây Giọt băng .. 34
3.4.2. Ảnh hưởng của bổ sung nồng độ nước biển khác nhau đến số lá của cây Giọt
băng .............................................................................................................................. 36
3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển bổ khác nhau đến khối lượng tươi của cây
Giọt băng ...................................................................................................................... 37
3.5. Ảnh hưởng của thời gian thay dinh dưỡng đến sinh trưởng của cây Giọt băng
trồng thuỷ canh tại Đà Nẵng ......................................................................................... 39
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 43

1. Kết luận..................................................................................................................... 43
2. Kiến nghị .................................................................................................................. 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 44

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NFT

:

Kỹ thuật màng dinh dưỡng (Nutrient Film Technology)

AVRDC

:

Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau châu Á (Asian
Vegetable Research and Development Center)

FAO

:

Tổ chức nông nghiệp và lương thực liên hợp quốc (Food and
Agriculture Organization of the United Nations)

WHO

:

Tổ chức Y tế thế giới (World Health Organization)

QCVN

:

Quy chuẩn Việt Nam

TB

:

Trung bình

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng
2.1

Tiêu đề bảng
Hàm lượng các nguyên tố cơ bản trong các dung dịch

Trang
19

thuỷ canh (ppm).
3.1

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các loại giá thể
khác nhau (cm).

22

3.2

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các loại giá thể khác
nhau (lá).

24

3.3

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các môi trường
dinh dưỡng (cm).

27

3.4

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các loại dinh dưỡng

29

khác nhau (lá).
3.5

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các phương thức

32

bổ sung NaCl (cm).
3.6

Số lá của cây Giọt băng trồng ở phương thức bổ sung

33

NaCl khác nhau (lá).
3.7

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước

36

biển (cm).
3.8

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước biển
(lá).

37

3.9

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các thời gian thay

40

dinh dưỡng (cm).

3.10

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các thời gian thay dinh
dưỡng (lá).

vii

41


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Tiêu đề hình

Hình

Trang

1.1

Cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystalallinum).

4

3.1

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các loại giá thể khác.

23

3.2

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các loại giá thể khác nhau.

24

3.3

Khối lượng tươi cây Giọt băng trồng sau 28 ngày.

25

3.4

Cây Giọt băng trồng ở các loại giá thể khác nhau.

26

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các môi trường dinh
3.5

28

dưỡng.
Số lá của cây Giọt băng trồng ở các môi trường dinh dưỡng

3.6

3.7
3.8

29

khác nhau.
Khối lượng tươi của cây Giọt băng trồng ở các loại dinh dưỡng
khác nhau sau 28 ngày (g/cây)
Cây Giọt băng trồng ở các loại dinh dưỡng khác nhau.

30
31

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các phương thức bổ sung
3.9

32

NaCl.
Số lá của cây Giọt băng trồng ở phương thức bổ sung NaCl

3.10

34

khác nhau.

3.11

Cây Giọt băng trồng ở các loại phương thức bổ sung NaCl
khác nhau.

34

3.12

Khối lượng tươi cây Giọt băng trồng ở các phương thức bổ
sung NaCl.

35

3.13

Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước biển
khác nhau.

37

3.14

Số lá của cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước biển.

38

viii

Khối lượng tươi cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước biển

3.15
3.16
3.17
3.18

39

khác nhau.

Cây Giọt băng trồng ở các nồng độ nước biển bổ sung khác
nhau.
Chiều cao của cây Giọt băng trồng ở các thời gian thay dinh
dưỡng.
Số lá của cây Giọt băng trồng ở các thời gian thay dinh dưỡng.

39
42
43

Khối lượng tươi cây Giọt băng trồng ở các thời gian thay dinh

3.19

43

dưỡng.

ix

TĨM TẮT

Giá thể và mơi trường dinh dưỡng là hai yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình
sinh trưởng của cây trồng thuỷ canh. Trong nghiên cứu này đã tiến hành đánh giá ảnh
hưởng của giá thể và môi trường dinh dưỡng khác nhau lên sinh trưởng của cây Giọt
băng trồng thuỷ canh hồi lưu tại thành phố Đà Nẵng. Kết quả cho thấy chiều cao của
cây phát triển tốt nhất ở loại giá thể Xơ dừa + Vermiculite là 5,5cm và ở giá thể Xơ dừa
+ Vermiculite + Perlite cây Giọt băng có số lá, khối lượng tươi đạt cao nhất 8,4 lá và
7,31g. Tại môi trường dinh dưỡng thí nghiệm dinh dưỡng 1/2 MS cây Giọt băng đạt
chiều cao, số lá và khối lượng tươi cao nhất lần lượt là 6,20 cm; 7,80 lá; 6,72g. Cây
Giọt băng đạt chiều cao, số lá và khối lượng tươi cao nhất ở phương thức bổ sung tăng
dần từ 50mM lên 100mM trong hai tuần đầu. Cụ thể cây đạt chiểu cao là 4,30 cm, số lá
là 7,9 lá và khối lượng tươi là 5,21g. Ở nồng độ nước biển 0% cây đạt giá trị chiều cao,
số lá và khối lượng tươi lần lượt là: 5,20 cm, 8 lá và 6,03 g.
Từ khóa: Thuỷ canh, giá thể, mơi trường dinh dưỡng.

x


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thủy canh là phương pháp trồng cây không dùng đất, cây được trồng trực tiếp
vào dung dịch dinh dưỡng và cây trồng sử dụng dinh dưỡng này cho quá trình sinh
trưởng, phát triển. Trong kỹ thuật thuỷ canh, rau trồng cho năng suất, chất lượng cao do
môi trường dinh dưỡng được điều chỉnh phù hợp, tạo điều kiện cho cây sinh trưởng và
phát triển. Bên cạnh đó, sản phẩm rau thu được an tồn do q trình sản xuất khơng sử
dụng thuốc bảo vệ thực vật (Thi et al., 2020). Ngồi ra, mơ hình kỹ thuật thuỷ canh hồi
lưu được thiết kế phù hợp và linh hoạt, tận dụng được những không gian trồng cây mà

các phương pháp truyền thống khó thực hiện được như những vùng biển đảo, vùng nước
nhiễm mặn.
Biến đổi khí hậu tồn cầu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng, biểu hiện rõ nhất
là sự nóng lên của trái đất, băng tan, nước biển dâng cao. Các hiện tượng thời tiết bất
thường, bão lũ, sóng thần, động đất, hạn hán, xâm nhập mặn và giá rét kéo dài...Theo
kết quả nghiên cứu của Trung tâm phát triển Nông - Lâm nghiệp thì Việt Nam là một
trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu và dâng cao của
nước biển. Đà Nẵng là một thành phố biển, mật độ dân cư đông đúc tập trung chủ yếu
ở khu vực ven biển. Một trong những thành phố đóng vai trị quan trọng trong du lịch,
sản xuất cơng nghiệp và nơng nghiệp. Vì vậy, thành phố ln đối mặt với các vấn đề
như nguồn nước không đủ đáp ứng nhu cầu do khai thác quá mức gây cạn kiệt, ô nhiễm
nguồn nước và đặc biệt là vấn đề xâm nhập mặn. Đứng trước thực trạng đó, việc nghiên
cứu phát triển cây trồng có khả năng chống chịu mặn và có giá trị kinh tế nhằm thích
ứng với nhiễm mặn của thành phố là vấn đề cấp thiết mà hầu hết các nhà khoa học đã
và đang rất quan tâm.
Cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystallinum) là một trong số các lồi thực
vật CAM (Crassualacean acid metabolism) có nguồn gốc từ vùng khơ hạn ở châu Phi,
vừa có khả năng chịu hạn tốt, vừa có khả năng chịu mặn cao (Bohnert & Cushman,
2000). Ngoài ra, cây Giọt băng nổi tiếng với hoạt tính chống oxy hóa bằng enzyme của
betacyanin và các flavonoid khác, có thể khử độc các loại oxy phản ứng (Bohnert &
Cushman, 2000; Genetics, 1998). Thân cây có chứa một lượng lớn các thành phần chức
năng khác nhau như: Inositol - chất rất cần thiết để thúc đẩy tăng trưởng của tế bào, β carotene có hiệu quả trong việc phòng chống ung thư, vitamin K, chất béo hòa tan, rất
1


cần thiết cho việc đông máu và ngăn ngừa lắng đọng canxi trong xương, proline, chất
hữu ích cho việc tăng cường hoạt động giữ ẩm của lớp da sừng, cải thiện tình trạng da
và được sử dụng để điều trị y tế nhiễm trùng mắt (Bohnert & Cushman, 2000; Genetics,
1998). Cây Giọt băng là đối tượng cây trồng mới không nằm trong danh mục cơ cấu
giống cây trồng của Việt Nam. Vì vậy việc du nhập và phát triển chúng trên một số

vùng đất nhiễm mặn ở nước ta đồng thời sử dụng chúng làm nguồn vật liệu để nghiên
cứu là một việc làm cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rõ rệt.
Kỹ thuật thủy canh đã được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến trong việc sản xuất
các loại rau xanh trên thế giới. Bên cạnh đó, để phát triển hệ thống thuỷ canh phù hợp
thì cần xác định ảnh hưởng của các yếu tố như: giá thể, mơi trường dinh dưỡng, ánh
sáng, tốc độ dịng chảy,… Trong đó giá thể và mơi trường dinh dưỡng là hai yếu tố
chính trong sản xuất quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm. Tuy
nhiên, vẫn rất ít các nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng, giá
thể đến sinh trưởng của cây Giọt băng trồng thuỷ canh. Đặc biệt là vẫn chưa có nghiên
cứu nào thực hiện trong điều điện khí hậu Việt Nam.
Xuất phát từ thực tế trên, tơi tiến hành thực hiện đề tài “Ảnh hưởng giá thể và
môi trường đến sinh trưởng và chất lượng của cây Giọt băng (Mesembryanthemum
crystallinum) trồng thủy canh hồi lưu tại Đà Nẵng”.
2. Mục tiêu đề tài
Đánh giá được ảnh hưởng của các loại giá thể và môi trường dinh dưỡng khác
nhau đến khả năng sinh trưởng của cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystallinum)
trồng thủy canh hồi lưu tại Đà Nẵng.
3.Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp một số dẫn liệu khoa học về giá thể và
môi trường dinh dưỡng cho các nghiên cứu tiếp theo về kỹ thuật trồng cây Giọt băng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ làm cơ sở cho việc trồng cây Giọt băng bằng
phương pháp thuỷ canh tại Việt Nam.
4. Nội dung nghiên cứu
4.1. Ảnh hưởng của các loại giá thể khác nhau đến sinh của cây Giọt băng.
4.2. Ảnh hưởng của loại dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng của cây Giọt băng.
2

4.3. Ảnh hưởng của phương thức bổ sung NaCl khác nhau đến sinh trưởng của cây Giọt
băng.
4.4. Ảnh hưởng của nồng độ nước biển đến sinh trưởng cây Giọt băng trồng thuỷ canh.
4.5. Ảnh hưởng của thời gian thay dinh dưỡng đến sinh trưởng của cây Giọt băng trồng
thuỷ canh.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về cây Giọt băng
1.1.1. Giới thiệu cây Giọt băng
Cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystalallinum) có tên tiếng Anh là Ice plant,
là lồi cây thân thảo, mọng nước, thuộc nhóm thực vật có sử dụng cơ chế CAM
(Crassulacean Acid Metabolism). Cây Giọt băng có nguồn gốc ở Nam và Đơng Phi, sau
đó lồi cây này được đưa vào Tây Úc, quanh Địa Trung Hải, dọc bờ biển phía Tây Hoa
Kỳ, Mexico, Chile và vịnh Caribe (Genetics, 1998). Hiện nay phân loại của cây Giọt
băng thuộc họ Aizoaceae, chi Mesembryanthemum, loài Mesembryanthemum
crystalallinum.

Hinh 1.1. Cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystalallinum).
1.1.2. Đặc điểm hình thái, chu kì sống, sinh lý, sinh thái của cây Giọt băng
a. Đặc điểm hình thái và chu kỳ sống của cây Giọt băng
Cây Giọt băng được bao phủ bởi các tế bào biểu bì mở rộng, được gọi là "tế bào
bàng quang". Chức năng chính của các tế bào bàng quang này là dự trữ nước. Ra hoa từ
mùa xuân đến đầu mùa hè. Hoa nở vào buổi sáng và đóng lại vào ban đêm, và được thụ

4

phấn bằng côn trùng. Chu kỳ sống của cây Giọt băng thường trải qua năm giai đoạn
khác nhau: nảy mầm, cây non, cây trưởng thành, ra hoa và tạo hạt (Genetics, 1998).
b. Đặc điểm sinh lý, sinh thái, sinh hoá của cây Giọt băng
Cây Giọt băng có một q trình chuyển đổi phát triển từ quang hợp C3 sang
chuyển hóa acid Crassulacean (CAM) được tăng tốc bởi độ mặn và hạn (Adams và cộng
sự, 1998). Cây con và con non chịu lạnh và mặn vừa phải có tốc độ phát triển sinh dưỡng
tương đối cao bằng cách tham gia vào quá trình quang hợp C3 miễn là độ ẩm của đất
vẫn còn đủ (Bohnert & Cushman, 2000)Với sự bắt đầu của hạn hán tiến triển, cây trồng
chuyển sang CAM, điều này giúp giảm thiểu sự mất nước và đảm bảo sự sinh sản thành
cơng khi khơng có mưa và trong đất mặn (Bohnert & Cushman, 2000) CAM kéo dài
thời gian thu được carbon, dẫn đến tăng cường sản xuất hạt giống (Winter và Ziegler,
1992; Bohnert & Cushman, 2000). Cây Giọt băng tích tụ muối trong suốt cuộc đời của
nó, theo độ dốc từ chồi đến rễ, với nồng độ cao nhất được lưu trữ trong các tế bào bàng
quang biểu bì (Adams et al ., 1998). Muối được giải phóng bằng cách rửa trơi khi cây
chết.
Cây Giọt băng được tìm thấy trên nhiều loại đất bao gồm cả những loại đất có độ
mặn cao, với độ ẩm và độ pH khác nhau và khơng phát triển ở những nơi có bóng râm
(Plants for a Future, 2015). Nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây Giọt băng phát triển tối ưu ở
độ mặn vừa phải, giữa 0,1 - 0,2 M của NaCl. Nồng độ cao hơn lên đến 0,5 M cũng được
dung nạp nhưng mức này thường gây ra sự phát triển sinh sản (Thomas & Bohnert,
1993).
Cây Giọt băng cải thiện đáng kể hoạt động tuyến tụy, sự tồn tại của tế bào β và sự
tiết insulin ở chuột mắc bệnh tiểu đường, do đó góp phần vào tác dụng hạ đường
huyết. Cuối cùng, các tác động tiền sinh học của IPE đối với hệ vi sinh vật đường ruột
đã được quan sát và bao gồm sự gia tăng sự phong phú của vi khuẩn có lợi
Bacteroidales_S24-7 và Ruminococcaceae_UCG-014 và giảm sự phong phú của
Treponema_2 và Lactobacillus (Chengcheng Zhang và cs, 2019).
1.1.3. Nghiên cứu cây Giọt băng trên thế giới
Xâm nhập mặn làm giảm diện tích tưới của thế giới khoảng 1 - 2% mỗi năm, có

khoảng 43 quốc gia, đang phải sử dụng ở các mức độ khác nhau để tưới thông qua các
hệ thống thủy lợi. Xâm nhập mặn được đánh giá là nguyên nhân thứ hai của đất sản xuất
bị mất và có thể đe dọa lên đến 10% sản lượng ngũ cốc toàn cầu.

5


Hầu hết các cây trồng rất nhạy cảm với độ mặn gây ra bởi nồng độ muối cao trong
đất. Chi phí của độ mặn để sản xuất nơng nghiệp ước tính được khoảng 12 tỉ USD/năm,
và dự kiến sẽ tăng lên khi đất tiếp tục bị ảnh hưởng. Bên cạnh chi phí tài chính rất lớn
của việc duy trì sản xuất trên đất mặn thì độ mặn cịn tác động nghiêm trọng trên cơ sở
hạ tầng, nguồn nước, và trên cơ cấu xã hội và sự ổn định của cộng đồng. Như vậy, độ
mặn là một trong những yếu tố môi trường nghiêm trọng nhất hạn chế năng suất của cây
trồng nơng nghiệp, sự xuất hiện của nó đã làm tăng đáng kể chi phí sản xuất.
Năm 2008, W.B. Herppich và cs đã nghiên cứu “Ảnh hưởng của tưới mặn đến
sinh trưởng, sinh lý và chất lượng của Mesembryanthemum crystalallinum L.” Kết quả
cho thấy rằng xử lý muối vừa phải đã không ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng, năng
suất và chất lượng cảm quan. Khi vào CAM, lá cho thấy giảm mất nước thoát hơi nước
và CAM cũng giảm thất thốt carbon trong q trình bảo quản (Herppich et al., 2008).
Năm 2017, Giulia Atzori và Cs đã nghiên cứu “Ảnh hưởng của việc tăng độ mặn
của nước biển tưới lên sự tăng trưởng và chất lượng của cây halophyte
Mesembryanthemum crystalallinum L.ăn được trong điều kiện đồng ruộng” đề tài thực
hiện nhằm đánh giá tác động của việc gia tăng mức độ mặn của nước biển tưới tiêu (độ
dẫn điện: 2, 4, 8, 12, 16, 20 và 35 dS m −1) nồng độ trong lá ăn được có thể gây ra mối
quan tâm về sức khỏe hoặc cho phép nó hoạt động như một chất thay thế muối tự nhiên.
Hiệu suất tuyệt vời này kết hợp với hương vị được đánh giá cao và vẻ ngồi lấp lánh
của nó, có thể mở đường cho việc sử dụng cây Giọt băng làm cây trồng mặn có giá trị
cao (Atzori et al., 2017) .
Năm 2020, Qijie Guan và cs đã tiến hành nghiên cứu “Những thay đổi sinh lý
trong tinh thể Mesembryanthemum trong quá trình chuyển đổi C3 sang CAM do áp suất

muối gây ra”. Kết quả cho thấy cây con M. crystalallinum quá trình quang hợp CAM
được bắt đầu sau 6 ngày xử lý muối, quá trình chuyển đổi diễn ra trong khoảng thời gian
3 ngày và cây gần như trở thành CAM trong 2 tuần. Cơ chế thích nghi chuyển từ quang
hợp C3 sang quang hợp chuyển hóa acid crassulacean (CAM) dưới áp lực, giúp tăng
cường đáng kể hiệu quả sử dụng nước và khả năng chống chịu căng thẳng (Guan et al.,
2020) .
Nhìn chung các nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy được ảnh hưởng của xâm
nhập mặn tác động đến cuộc sống, canh tác nông nghiệp và khả năng chịu mặn cây Giọt
băng. Tuy Nhiên vẫn chưa có nghiên cứu nào về khả năng sinh trưởng và chất lượng
của cây Giọt băng được trồng bằng kỹ thuật thủy canh hoặc một phương pháp canh tác
hiệu quả đối với loại cây trồng này tại điều kiện khí hậu Việt Nam.
6


1.1.4. Nghiên cứu cây Giọt băng trong nước
Hiện nay, cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystalallinum) cũng đang được
các nhà khoa học tại Việt Nam chú ý nghiên cứu.
Trương Thị Bích Phượng và cs, 2017 tiến hành nghiên cứu “Sử dụng hệ thống vi
thủy canh trong nhân giống cây Giọt băng (Mesembryanthemum crystallinum l.)”.
Trong nghiên cứu này, chồi cây Giọt băng được ni cấy trong hệ thống vi thủy canh
có màng thống khí Millipore nên giảm được độ ẩm bên trong hộp ni cấy, hơi nước
có thể thốt ra ngồi mơi trường cũng như trao đổi khí bên trong hộp ni cấy và điều
kiện bên ngoài. Do vậy, khi chuyển cây ra đất, cây Giọt băng vi thủy canh có tỉ lệ sống
sót cao hơn cây Giọt băng invitro (30% so với 25%). Tuy nhiên, cây Giọt băng vi thủy
canh được trồng trong dung dịch loãng nên hàm lượng nước trong cây cao, dễ bị tấn
công bởi vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là nấm mốc (Gi et al., 2017).
Năm 2017, Hoàng Thị Kim Hồng và Cs, đã nghiên cứu “ Ảnh hưởng của việc xử
lý stress thiếu nước lên hình thái lá và sự biểu hiện của gen mã hóa Dihydrodipicolinate
synthase (DHDPS) ở cây Mesembryanthemum crystallinum”. Kết quả nghiên cứu là
trong lá cây M. crystallinum có chứa enzyme DHDPS và hoạt độ riêng của enzyme này

trong cây có tưới nước đầy đủ dao động trong khoảng 117 ± 5,08 (unit/mg protein). Khi
các cây M. crystallinum trưởng thành bị xử lý stress thiếu nước sau 5 ngày hoặc 10 ngày,
thì hình thái lá và các tế bào khí khổng có sự biến đổi khác biệt so với mẫu cây được
tưới nước bình thường. Xử lý stress thiếu nước trong 5 ngày làm tăng nhẹ hoạt độ của
enzyme DHDPS và mức độ biểu hiện của gen DHDPS trong cây M. crystallinum, tuy
nhiên khi cây không được tưới nước trong khoảng thời gian dài sẽ tác động gây giảm
hoạt độ của DHDPS và ức chế sự biểu hiện của gen DHDPS so với các cây có tưới nước
đầy đủ (Th & Thu, 2017). Trong đó, DHDPS là một trong những enzyme quan trọng
trong quyết định sự tích tụ lysine trong cây.
Ngồi ra trong năm 2017 một dự án hợp tác thí điểm cải tạo đất và tăng thu nhập
cho nông dân, đối tác phía Nhật Bản sẽ giúp trồng cây Ice Plant - loại thực vật có khả
năng thích nghi với vùng đất nhiễm mặn, có tác dụng giảm huyết áp, trị bệnh mỡ trong
máu và làm đẹp da... tại tỉnh An Giang. Theo đó, Trường Đại học Saga sẽ cử các chuyên
gia nơng nghiệp, thực vật, sinh hóa đất khảo sát, nghiên cứu và chuyển giao cơng nghệ
cho phía An Giang. Tỉnh An Giang cử 2 cán bộ kỹ thuật qua Nhật Bản tập huấn kỹ thuật
về cây đậu nành và cây Ice Plant (cây Giọt băng).
Qua đây cho thấy bức tranh tổng quát về tình hình nghiên cứu và ứng dụng cây Giọt
băng trong sản xuất các sản phẩm có giá trị, nhất là các sản phẩm giúp cải thiện sức
7


khoẻ cho con người. Tại Việt Nam, cây Giọt băng bước đầu đã có những nghiên cứu cơ
bản về phương pháp nhân giống và một số yếu tố đến biểu hiện gen mã hoá sinh tổng
hợp lysine ở thực vật. Tuy nhiên, những nghiên cứu và ứng dụng chỉ tập trung vào tạo
ra sản phẩm, tại Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào về khả năng sinh trưởng của cây
Giọt băng tại điều kiện khí hậu Việt Nam. Để có những cơ sở cho việc phát triển loại
cây này tôi đã tiến hành nghiên cứu này.
1.2. Tổng quan về kỹ thuật thủy canh
1.2.1. Khái niệm về kỹ thuật thủy canh
Thủy canh (hydroponic) là phương thức canh tác trồng cây không cần đất, cây được

trồng trực tiếp vào dịch dinh dưỡng. Cây trồng sử dụng dinh dưỡng hòa tan trong nước
dưới dạng dung dịch và tùy theo từng kỹ thuật mà toàn bộ hoặc một phần bộ rễ cây được
ngâm trong dung dịch dinh dưỡng. Trồng cây trong dung dịch đã được đề xuất từ lâu
đời bởi các nhà khoa học như Knop, Kimusa (Nguyễn Xuân Nguyên, 2004). Những
năm gần đây phương pháp này tiếp tục được nghiên cứu hoàn thiện và sử dụng rộng rãi
ở nhiều nước trên thế giới.
1.2.2. Phân loại kỹ thuật thủy canh
Căn cứ vào đặc điểm sử dụng dịch dinh dưỡng có thể chia thành 2 hệ thống thủy
canh như sau:
- Kỹ thuật thủy canh tĩnh: Ở kỹ thuật này, một hoặc toàn bộ rễ cây được ngâm liên
tục trong dung dịch dinh dưỡng là hệ thống mà trong quá trình trồng cây, dung dịch dinh
dưỡng khơng chuyển động. Kỹ thuật này có ưu điểm là khơng phải đầu tư chí phí thiết
bị làm chuyển động dung dịch nên giá thành thấp hơn, nhưng hạn chế là thường thiếu
oxy trong dung dịch và dễ sinh ra chua gây ngộ độc cho cây.
- Kỹ thuật thủy canh động: Đây là kỹ thuật mà trong quá trình trồng cây, dung dịch
dinh dưỡng có sự chuyển động tuần hoàn nên oxy trong dung dịch dinh dưỡng được bổ
sung thường xuyên, chi phí đầu tư ban đầu cao. Các hệ thống thủy canh động hoạt động
trên nguyên lý thủy triều, sục khí, nhỏ giọt. Kỹ thuật thủy canh này chia làm hai loại
như sau:
+ Thủy canh mở là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh dưỡng
khơng có sự tuần hồn trở lại.
+ Thủy canh kín là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh dưỡng có
sự tuần hồn trở lại nhờ một hệ thống bơm hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa (Dương
Tấn Nhựt, 2008).
1.2.3. Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật thủy canh
8


a. Ưu điểm
- Ứng dụng kỹ thuật thủy canh trồng rau có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng

cho cây, các loại dinh dưỡng được cung cấp theo nhu cầu của từng loại rau, đồng thời
có thể loại bỏ được các chất có hại cho cây trồng và khơng có các chất tồn dư của vụ
trước.
- Tiết kiệm nước do cây sử dụng trực tiếp nước trong các dụng cụ chứa dung dịch,
nước ít bị thất thốt do ngấm vào đất và bốc hơi.
- Giảm chi phí nhân cơng do giảm được một số khâu như: không làm đất, không
làm cỏ, vun xới đất và không phải tưới nước.
- Sản phẩm rau an toàn đối với sức khỏe con người do khơng sử dụng thuốc bảo
vệ thực vật, khơng có vi sinh vật gây hại,… và có thể điều chỉnh được dinh dưỡng.
- Trồng được rau trái vụ do chủ động được các yếu tố môi trường tác động như
điều chỉnh dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng,..v.v
- Nâng cao được năng suất và chất lượng rau do cung cấp đầy đủ các yêu cầu dinh
dưỡng đới với rau, hạn chế sâu bệnh, cỏ dại,… Theo Lê Đình Lương (1995), năng suất
của cây trồng trong dung dịch có thể cao hơn so với trồng đất từ 25 - 500% do có thể
trồng liên tục.
- Tăng khả năng áp dụng trong các không gian hẹp, đối với những nơi thiếu đất
sản xuất hoặc đất sản xuất nghèo dinh dưỡng do thiết kế linh hoạt, dễ lắp đặt và dễ vận
hành.
b. Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, kỹ thuật thủy canh còn gặp một số hạn chế như:
giá thành đầu tư ban đầu lớn dẫn đến giá thành sản phẩm cao là nguyên nhân các nước
nghèo chưa có điều kiện để triển khai thực hiện công nghệ này, đồng thời người tiêu
dùng ở những nước này ít có cơ hội sử dụng cũng như tiếp cận với các sản phẩm nông
nghiệp cơng nghệ cao. u cầu trình độ kỹ thuật cao về công nghệ sản xuất cũng như
việc phải hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh vật, hóa học của cây trồng…
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật trồng rau thủy canh trên thế giới
và việt nam
1.3.1. Sơ lược về lịch sử phát triển của kỹ thuật thủy canh
Kỹ thuật thủy canh được biết đến khá sớm, từ năm 1627 kỹ thuật này lần đầu tiên
được công bố trong cuốn sách Sylva Sylvarumcủa Francis Bacon. Sau đó kỹ thuật thủy

canh đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới.
Năm 1699, John Wood Word đã trồng bạc hà trong nước cất và nước có hịa tan
thêm đất, kết quả là nước có pha đất cây sinh trưởng tốt hơn nước cất, ông cho rằng:
“sinh trưởng của cây là do cây lấy các chất từ đất, cây sinh trưởng trong nước chứa đất
9


tốt hơn là cây sinh trưởng trong nước không chứa đất” (Nguyễn Xuân Nguyên, 2004).
Năm 1804, Desassure đã đề xuất rằng: cây hấp thu các nguyên tố hóa học từ nước, đất
và khơng khí (Dương Tấn Nhựt (2005)).
Năm 1842, một danh sách gồm 9 nguyên tố được cho là cần thiết cho quá trình
sinh trưởng của thực vật, được khám phá và biên soạn bởi các nhà thực vật học người
Đức Julius von Sachs và Wilhelm Knop. Sau đó có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu
các nhu cầu, thành phần dinh dưỡng cho cây trồng và hoàn thiện phương pháp trồng trọt
trong dung dịch, đưa ra các công thức môi trường dinh dưỡng khác nhau cho các đối
tượng cây trồng như Tollens (1882), Tottingham (1914), Shive (1915), Hoagland
(1919), Deutschmanm (1932), Trelease (1933), Arnon (1938) và Robbin (1946)
(Nguyễn Xuân Nguyên ,2004). Đến nay, nhiều cơng thức vẫn cịn được sử dụng để
nghiên cứu sinh lý cây trồng trong các phòng thí nghiệm.
Năm 1937 thuật ngữ thủy canh (hydroponics) lần đầu tiên xuất hiện trong một bài
báo của Gericke W.F trường Đại học California (Science, Feb 178:1), ông đã nghiên
cứu thử nghiệm với các kỹ thuật thủy canh vào những năm 1920 và vào năm 1940 ông
đã công bố một cuốn sách về hướng dẫn về kỹ thuật trồng cây không cần đất.
Năm 1938, hai nhà dinh dưỡng thực vật Dennis R. Hoagland và Daniel I. Arnon
đã nghiên cứu lại các công bố của tiến sĩ Gericke và chỉ ra một số hạn chế của phương
pháp thủy canh đồng thời đưa ra các cơng thức dinh dưỡng khống cho cây trồng để
khắc phục các han chế đó. Đến nay các cơng thức về dinh dưỡng này vẫn còn được sử
dụng Benton (Jonhnes Jr ,2005).
Năm 1978, nhà thủy canh Howard Resh đã xuất bản ấn bản đầu tiên của cuốn sách
“Thủy canh sản xuất thực phẩm”, cuốn sách này trở thành cẩm nang của việc làm vườn

theo phương pháp thủy canh (Nguyễn Xuân Nguyên,2004).
Thành công của các nghiên cứu về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng, các công
bố về nhu cầu, hàm lượng, thành phần các nguyên tố khoáng cần thiết cho cây trồng và
các công thức dinh dưỡng đã mở ra một hướng trồng trọt mới. Trong các thập niên 70,
thủy canh được phát triển rộng ở các Tiểu vương quốc Ả Rập, Mỹ, Bỉ, Đan Mạch, Đức,
Ý, Iran, Nhật Bản, Liên Xô và nhiều nước khác. Trong thập niên 80, nhiều nơng trại
thủy canh tự động hóa và điện tốn hóa xuất hiện nhiều nơi trên thế giới. Thập niên 90,
các bộ kit thủy canh chuyên dụng đã trở nên phổ biến cho việc sản xuất rau công nghiệp,
hàng loạt các vật liệu xốp làm giá thể cũng xuất hiện trong thời kỳ này và được nhận
biết như các môi trường tăng trưởng vô cơ và hữu cơ (Nguyễn Xuân Nguyên,2004).
Hiện nay, công nghệ trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh đã được phát triển rộng rãi
trên thế giới. Từ đơn giản cho đến tinh vi, phức tạp. Ở các nước phát triển công nghệ
10


này được nghiên cứu, thiết kế điều khiển bằng công nghệ cao có thể sử dụng nhỏ lẻ
những cũng có thể sản xuất công nghiệp tạo ra các sản phẩm có độ đồng đều, năng suất
cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm đối với người sử dụng.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng 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), 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 và rau ăn quả. Sau khi hệ thống thủy canh trong nước sâu của Gericke được đề
xuất năm 1930, hàng loạt các cơ sở trồng thương mại đã ra đời như: cơ sở trồng cây
Hydroponic của Mỹ, ở Nhật trước kia đã sử dụng kỹ thuật trồng cây trên giá thể trơ có
dung dịch dĩnh dưỡng hồi lưu để sản xuất rau xanh.
Năm 1958, Borner đã đưa ra phương pháp trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng
có sự thay đổi theo chu kỳ các nguyên tố dinh dưỡng khoáng. Hệ thống gồm một bơm
khí, một bộ phận giúp cho sự thơng khí và tuần hồn dung dịch, một chậu chứa dung
dịch dinh dưỡng. Qua phương pháp này, nồng độ các chất dinh dưỡng trong dung dịch

sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu dinh dưỡng của cây.
Năm 1960, nhà thực vật học người Anh, Allan Cooper đã đưa ra khái niệm “Kỹ
thuật thuỷ canh màng dinh dưỡng” được gọi tắt là hệ thống NFT (Nutrient Film
Technology) trong các tập san cây trồng của Winsor, Spensley và cộng sự.
Năm 1986, Lim đã thí nghiệm phương pháp thuỷ canh trên các hệ thống máng
bằng polyetylen, hệ thống trồng cây trong dung dịch tuần hoàn với đối tượng cà chua,
dưa chuột, dưa hấu tại Malaysia áp dụng cho các vùng ôn đới vào điều kiện nhiệt đới.
Nhưng hệ thống này không phù hợp trong điều kiện nhiệt độ cao.
Năm 1989, cơ sở Hydro Harvert (Ashby Massachuchet, Hoa Kỳ) sản xuất rau thủy
canh với diện tích 3.400 m2, trong đó có 69% diện tích trồng rau diếp, 13% trồng cải
xoong, 13% trồng hoa cắt và 25% dùng vào các mục đích thí nghiệm khác. Năm 1994,
ở Mỹ có khoảng 220 ha rau trồng trong nhà kính, trong đó có 75% trồng khơng dùng
đất và trồng trong dung dịch. Các loại rau trồng chủ yếu là cà chua, dưa chuột, rau diếp,
ớt (Hideo Imai ,1996).
Năm 1997, Lauder mô tả và thiết kế hệ thống màng dinh dưỡng để sản xuất kinh
doanh rau và xà lách ở Anh. Hệ thống này được xây dựng trong nhà kính rộng 4ha, năng
suất thu được 8 triệu cây/năm (Douglas, James S.,1998).
Đến nay, công nghệ sản xuất thủy canh lớn nhất trên thế giới là Hà lan (13.000
ha), Tây Ban Nha (4.000 ha), Canada (2.000 ha), Nhật (1.000 ha), New Zeeland (550
ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha) và Ý (400 ha). Trong vòng 20 năm (1980 đến 2010),
11


diện tích trồng thủy canh của thế giới đã tăng gấp 10 lần từ 5.000 ha lên 50.000 ha. Hà
Lan là nước dẫn đầu về sản xuất rau bằng công nghệ thủy canh trên thế giới với 13.000
ha và thu hút khoảng 40.000 lao động. Giá trị sản xuất thủy canh chiếm 50% giá trị sản
xuất rau và quả ở quốc gia này với các sản phẩm rau ăn quả như ớt, cà chua, dưa chuột
(Peggy Bradley & Cesar Marulanda, 2001).
Ở Canada đã phát triển và mở rộng tổng diện tích sản xuất nơng nghiệp áp dụng
cơng nghệ thủy canh từ 100 ha vào năm 1987 đến 2.000 ha vào năm 2001 với công nghệ

thủy canh Rockwool, perlite và NFT cho sản xuất cà chua, dưa chuột và ớt. Hơn 50%
của cà chua, ớt và 25% của dưa chuột sản xuất bằng công nghệ thủy canh và xuất khẩu
sang Mỹ. Thủy canh là phương pháp phổ biến trồng rau trong nhà kính ở Canada năm
1958, trồng rau trong nhà lưới bằng cơng nghệ thủy canh đã góp ¼ tổng giá trị sản xuất
rau của Canada bằng khoảng 1,4 tỉ USD.
Tại Nhật Bản, 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 gieo ươm ở vị trí này nhưng đến khi thu hoạch ở vị trí khác, hiệu suất sử dụng
diện tích mặt bằng trong các nhà kính nhà lưới rất cao. Năm 1983 – 1984 diện tích trồng
cây trong dung dịch là 135 ha các loại rau: cà chua, dưa, rau diếp, xà lách. Năm 1997
diện tích thủy canh của Nhật Bản là 500 ha. Năng suất rất cao như: cà chua đạt 130 –
140 tấn/ha, dưa leo đạt 250 tấn/ha/năm.
Tại Singapore, ứng dụng kỹ thuật màng sương dinh dưỡng để trồng rau diếp, 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 rất dễ
dàng. Có nhiều loại rau ơn đới từ lúc gieo đến lúc thu hoạch mất 100 ngày thì trồng khí
canh chỉ mất 45 - 50 ngày.
Đài Loan là nước ứng dụng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch rộng rãi và phổ
biến để trồng các loại rau và các loại dưa. Chủ yếu sử dụng hệ thống trồng cây trong
dung dịch khơng tuần hồn của AVRDC. Theo tác giả Hideo Imai (1986) 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 mùa hè” (Hideo Imai, 1996).
Tháng 2 năm 2009, tại trang trại nông nghiệp Canterbury New Zealand, dưa leo
và cà chua được sản xuất quanh năm trên diện tích 1,4 ha. Tại đây, David Barton đã
nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng và nước tưới trồng cà chua, dưa leo theo phương pháp
màng dinh dưỡng và nhỏ giọt hồi lưu. Hiện nay có khoảng 600 ha nhà kính trồng thuỷ
canh rau ăn lá và rau ăn quả tại Canada và 400 ha tại Mỹ với cây trồng chính là cà chua,
dưa chuột, ớt và rau diếp.
12

Hiện nay, trên thế giới có nhiều nước sử dụng hệ thống trồng cây trong dung dịch,
bằng nhiều kỹ thuật và dung dịch khác nhau. Có cả dung dịch vơ cơ và dung dịch hữu
cơ đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.
Theo thông tin giới thiệu của hãng Grotek Canada, sản phẩm thiết bị cho nông
nghiệp của hãng này được sử dụng nhiều bởi các nước thuộc khối phát triển G8.
Nhìn chung, kỹ thuật trồng cây khơng dùng đất đã được nghiên cứu và ứng dụng
rộng rãi trên toàn thế giới. Ở các nước phát triển kỹ thuật 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
cơng nghiệp tạo ra các sản phẩm có độ đồng đều cao, năng suất cao và sản phẩm tuyệt
đối an tồn.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam
Ở Việt Nam, kỹ thuật này mới được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam
từ những 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) đã đề xuất việc nghiên cứu chuyển
giao kỹ thuật thủy canh vào nước ta. 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. Cơ quan được chuyển giao tiến hành thử nghiệm là Đại học Nơng nghiệp I
Hà Nội. Từ đó việc nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật thủy canh được nhiều cơ sở nghiên
cứu và sản xuất tiến hành .
Khi kỹ thuật bắt đầu được nghiên cứu thì dung dịch dinh dưỡng chủ yếu được
nhập từ Đài Loan. Để chủ động về dinh dưỡng đã có một số tác giả nghiên cứu về dung
dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh như: Cơng ty phân bón sơng
Gianh đã pha chế dung dịch thủy canh Thăng Long để trồng các loại rau ăn lá và ăn quả.
Nguyễn Thị Dần (1998) đã khảo nghiệm dung dịch này và kết luận dung dịch thủy canh
Thăng Long khơng thua kém gì so với dung dịch thủy canh của Đài Loan.
Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch (1999) đã khẳng định có thể chủ động
tự pha chế dung dịch dinh dưỡng để trồng các loại rau mà không phải điều chỉnh pH và
bổ sung 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 Trung tâm phát triển rau châu Á
(AVRDC). Đồng thời, trồng cây trong dung dịch tự pha chế cho giá thành hạ hơn 57 60% so với dung dịch nhập từ AVRDC (Đỗ Thị Trường, 2009).
Vũ Kim Oanh, Nguyễn Quang Thạch và Cao Thị Thùy (2000) đã nghiên cứu ảnh
hưởng của lượng bón, cách bón, mật độ đến sự sinh trưởng, phát triển và tích lũy nitrate
của cây cải ngọt trồng trong dung dịch. Kết quả cho thấy, cả 15 cơng thức thí nghiệm
với 3 mức phân bón, 3 mật độ và 2 cách bón khác nhau đều không dùng thuốc bảo vệ
13