chuyên đề kỹ thuật thủy canh và các ứng dụng kỹ thuật thủy canh trong sản xuất RAU

CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU SINH
KĨ THUẬT THỦY CANH
VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RAU
MỤC LỤC
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
2
TT Nội Dung Trang
Phần 1
Phần 2
2.1.
2.2.
2.3.
Phần 3
3.1.
3.2.
Phần 4
4.1.
4.1.1.
4.1.2
4.2.
Phần 5
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
Phần 6
Lời mở Đầu
Giới thiệu về kỹ thuật thuỷ canh
Khái niệm.
Cơ sở khoa học và lịch sử phát triển của thuỷ canh.

Một số ưu, nhược điểm của kỹ thuật thuỷ canh.
Một số kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng
và dụng cụ để trồng cây bằng kỹ thuật thuỷ canh.
Một số kết qủa nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng
cây bằng kỹ thuật thuỷ canh.
Một số kết qủa nghiên cứu về dụng cụ để trồng cây bằng
kỹ thuật thuỷ canh.
Một số kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng của
kỹ thuật thuỷ canh.
Một số kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng của kỹ
thuật thuỷ canh để sản xuất nông sản thương phẩm.
Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng về kỹ thuật thuỷ
canh để sản xuất nông sản thương phẩm trên Thế giới.
Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng về kỹ thuật thuỷ
canh để sản xuất nông sản thương phẩm ở Việt Nam.
Một số kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng của kỹ
thuật thuỷ canh để sản xuất cây giống ở vườn ươm.
Vấn đề bệnh cây trong kỹ thuật thuỷ canh.
Một số điểm khác của bệnh cây ở thuỷ canh so với địa
canh.
Một số bệnh hại cây thường gặp trong kỹ thuật thuỷ
canh
Các nguồn bệnh và con đường lan truyền trong kỹ thuật
thuỷ canh.
Ảnh hưởng của môi trường đến sự lan truyền bệnh trong
kỹ thuật thuỷ canh.
Các phương pháp kiểm soát bệnh cây trong kỹ thuật
thuỷ canh.
Kết luận.
1

1
1
2
4
5
5
8
12
12
12
14
15
18
18
18
20
22
22
26
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
3
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật thuỷ canh bắt đầu được các nhà khoa học trên thế giới nghiên
cứu cách đây khoảng hơn ba thế kỷ. Kỹ thuật này ngày càng được ứng dụng
khá rộng rãi trên thế giới để sản xuất nông sản sạch. Năm 1993, giáo sư Lê
Đình Lương - ĐHQG Hà Nội phối hợp tổ chức R&D (nghiên cứu và phát
triển) của Hồng Công đưa kỹ thuật thuỷ canh nghiên cứu và ứng dụng ở Việt
Nam. Tuy rất mới nhưng kỹ thuật thuỷ canh ở Việt Nam được nghiên cứu và
ứng dụng với một tiến độ rất cao. Khá nhiều các kết quả nghiên cứu đã được
ứng dụng vào để sản xuất nông sản sạch như nghiên cứu tự sản xuất dung

dịch dinh dưỡng để chủ động trong việc nuôi cấy, nghiên cứu cải tiến dụng
cụ thuỷ canh để giảm giá thành
Hiện nay, việc ứng dụng và phổ biến kỹ thuật thủy canh ra sản xuất đại
trà đang gặp nhiều khó khăn về mặt yêu cầu kỹ thuật và giá thành sản phẩm.
Chính vì vậy chúng tôi chọn chuyên đề kỹ thuật thuỷ canh và ứng dụng của
nó trong sản xuất rau.
Phần I
GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT THUỶ CANH
1.1. Khái niệm.
Thuỷ canh (còn gọi là trồng cây trong dung dịch hay hydroponic) là một
hình thức canh tác không sử dụng đất, là một phần lớn của các phương pháp
trồng cây không dùng đất mà cây trồng được trồng trên hoặc trong dung dịch
dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hoà tan trong nước dưới dạng dung dịch.
2.2. Cơ sở khoa học và lịch sử phát triển của kỹ thuật thuỷ canh.
Người đầu tiên nghiên cứu về thuỷ canh là Boyle (1666), ông đã thử
trồng cây trong những lọ con chỉ chứa nước, cây vẫn sống. Năm 1699, Jonh
Wood Ward (Anh) đã trồng cây bạc hà trong nước có độ tinh khiết khác
nhau, ông nhận thấy: Cây sinh trưởng trong nước tự nhiên (không làm tinh
khiết) tốt hơn trong nước cất và cây sinh trưởng tốt nhất trong nước đục (có
dung dịch đất). Dù sao cách giải thích đúng đắn kết quả đó tức là đất hoặc
nước không tinh khiết đã cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng vẫn nằm ngoài
sự hiểu biết của người thí nghiệm đầu tiên. Giai đoạn đó các nhà khoa học
đều tin vào sự quan trọng độc nhất của mùn - đất trong dinh dưỡng thực vật,
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
4
gọi là “thuyết mùn đất”, thuyết này tồn tại cho đến thế kỷ 19. Justus
Vonliebig (1803 - 1873) đã xác định tầm quan trọng của muối vô cơ trong
dinh dưỡng thực vật, gọi là “thuyết vô cơ phân bón”. Từ đó mở ra con đường
nghiên cứu khoa học về nguyên lý dinh dưỡng thực vật, dùng những dung
dịch dinh dưỡng có hoặc không có giá thể rắn để trồng cây. Có thể kể đến

một số người đầu tiên đã dùng cát hoặc các giá thể trơ khác để thí nghiệm
như: Wiegmann (1771 - 1853), Polstorff (1781 - 1844), Boussingault (1802 -
1887).
Từ năm 1849 đến 1856, Salm - Horstmar đã chứng minh được rằng cây
lúa mạch muốn sinh trưởng phát triển được bình thường phải cần đến những
nguyên tố như: N, P, S, Ca, K, Mg, Si, Fe, Mn.
Sau khi phát hiện được để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình
thường cần có 16 nguyên tố cơ bản là: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu,
Mn, Zn, Mo, B, Cl; hai nhà sinh lý học thực vật người Đức Sachs và Knop
(1838) đã đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch. Trong 16 nguyên
tố cơ bản kể trên nếu thiếu bất kỳ một nguyên tố nào trong số đó, cây cũng
không thể hoàn tất được chu kỳ sinh trưởng, phát triển của mình một cách
bình thường. Bảy nguyên tố sau cùng (Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl) cây cần
rất ít nên gọi là các các nguyên tố vi lượng. Các nguyên tố còn lại là khoáng
đa lượng. Ba nguyên tố C, H, O, cây lấy chủ yếu từ khí cacbonic và nước.
Mười ba nguyên tố kia cây phải lấy từ đất. Như vậy con người hoàn toàn có
thể trồng cây trong dung dịch có đầy đủ các nguyên tố kể trên mà không cần
đất.
Tóm lại cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh là dựa vào bản chất của
sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng nghĩa là chỉ phụ thuộc vào một số
yếu tố như nước, muối khoámg, ánh sáng, sự lưu thông không khí mà
không phụ thuộc vào môi trường trồng có đất hay không? Cho nên chúng ta
hoàn toàn có thể trồng cây mà không cần sử dụng đất, chỉ cần đáp ứng đầy
đủ các yêu cầu của cây về dinh dưỡng như nêu ơ trên.
Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên để trồng cây do Knop sản xuất đã được
sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu sinh lý thực vật, cho đến nay đã có
hàng loạt dung dịch trồng cây được nghiên cứu và đề xuất. Có lẽ công trình
sớm nhất về sự triển khai cách trồng cây không dùng đất như một dự án
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
5

thương mại mà chúng ta biết rõ nhất là công trình của Gericke vào năm 1930
ở trạm nghiên cứu nông nghiệp California, từ đấy đã phổ biến rộng rãi thuỷ
canh tại nước Mỹ. Trong những năm chiến tranh thế giới thứ 2, quân đội Mỹ
đã dùng thuỷ canh trong các trang trại lớn để tự túc rau tươi. Trong đó trang
trại lớn nhất rộng 22 ha ở Chofu (Nhật).
Tuy nhiên để cây có thể hút được các nguyên tố dinh dưỡng và nước
trong dung dịch, rễ cây hô hấp. Như thế muốn trồng cây trong dung dịch phải
cung cấp liên tục ôxy cho rễ cây ngập trong dung dịch. Chính vì thế mà hàng
loạt các hệ thống trồng cây trong dung dịch đã dược nghiên cứu và đề xuất
cần phải đảm bảo vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây, vừa cung cấp đủ ôxy
cho rễ cây. Người ta liên tục cải tiến các hệ thống trồng cây trong dung dịch
từ hệ thống trồng trong dung dịch sâu của Gericke (1930) cho đến hệ thống
trồng trong dung dịch sâu tuần hoàn của Kyowa, Kubota (1977 - 1983), rồi
gần đây là kỹ thuật màng mỏng dinh duỡng (NFT = Nutrient Film
Technique). Sự đa dạng của các kiểu trồng cây không dùng đất đã tăng lên
nhiều trong những năm gần đây. Từ các hệ thống có chi phí tương đối thấp,
dùng các giá thể tự nhiên sẵn có cho đến các hệ thống đắt tiền và rất tinh vi,
dùng giá thể nhân tạo trơ như len đá (Rock Wool) hoặc kiểu trồng tiên tiến
trong dung dịch không có giá thể rắn.
Tuy nhiên các hệ thống kể trên đều phức tạp và khó triển khai do đầu tư
quá cao cho hệ thống bơm tuần hoàn dung dịch nhằm đảm bảo cung cấp đủ ô
xy cho rễ, điều chỉnh pH và hàm lượng dinh dưỡng. Hơn thế nữa trồng cây
trong điều kiện dòng nước chảy hoàn toàn, sự lây lan bệnh rất nhanh chóng
nếu trong hệ thống chỉ cần vừa xuất hiện một cây nhiễm bệnh.
Có thể nói hệ thống cải tiến tối ưu hiện nay là hệ thống trồng cây trong
dung dịch không tuần hoàn của trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu
Á (AVRDC = Asian Vegetable Research Development Centre) - Hệ thống
này đang được áp dụng rộng rãi. Hiện nay nhóm các nhà nghiên cứu khoa
học về thuỷ canh của Việt Nam và công ty R & D (Research and
Developmemt) của Hồng Công cũng đang tiếp tục hoàn thiện thêm hệ thống

trồng cây trong dung dịch này.
Từ dung dịch dinh dưỡng đầu tiên để nuôi cây là dung dịch của Knop đã
được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu sinh lý thực vật. Đến nay đã có
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
6
hàng loạt các dung dịch để trồng cây không dùng đất như dung dịch FAO,
dung dịch I Mai, dung dịch Đài Loan
2.3. Một số ưu, nhược điểm của kỹ thuật thuỷ canh.
2.3.1. Ưu điểm của kỹ thuật thuỷ canh.
- Chủ động điều chỉnh được dinh dưỡng cho cây trồng: Các chất cần
thiết cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng được cung cấp theo
từng đối tượng cây trồng. Một số thành phần có hại cho cây có thể được giữ
trong giới hạn an toàn hoặc loại bỏ. Các chất được cung cấp đồng đều cho tất
cả các cây trong cùng một hệ thống và không có tác động tồn dư của các vụ
trước và các cách xử lý trước đó.
- Giảm bớt nhu cầu về lao động nhờ loại bỏ được các khâu xới xáo trong
quá trình canh tác.
- Không phải tưới nước.
- Dễ thanh trùng: Nếu canh tác trên đất trong nhà kính liên tục thì phải
thanh trùng bằng xông hơi, việc này khó khăn và tốn kém. Trong khi đó các
hệ thống thuỷ canh chỉ cần thau rửa bằng formaldehyt loãng sau đó tráng lại
bằng nước sạch là xong.
- Nâng cao năng suất cây trồng: Do chủ động kiểm soát được các chất
dinh dưỡng mà cây trồng hấp thu nên kỹ thuật thuỷ canh có khả năng nâng
cao năng suất cây trồng vài chục, thậm chí tới hàng trăm phần trăm so với
canh tác trên đất. Ví dụ: ở Anh (năm 1976) trồng cà chua trong hệ thống
màng mỏng dinh dưỡng năng suất đạt 40,1 kg/m
2
, tăng 24,6% so với trồng
trên than bùn (Spensley và cộng sự - 1978) [14, tr.117]. Hoặc ở Hà Lan

người ta thu được năng suất cà chua và cà tím trồng trên len đá tương ứng
cao hơn 6 - 34% và 13% so với trồng trên đất. (Van O.S., 1982). Năng suất
dưa chuột của Mỹ trên hydroponic là 103 tấn/ha, gấp 3 lần trồng trên đất [14,
tr.130]. Theo Lê Đình Lương (1995) thì năng suất của cây trồng trong dung
dịch có thể cao hơn so với trồng ở đất từ 25 - 500 % [4, tr.5] do có thể trồng
được liên tục.
Ngoài ra thuỷ canh còn một số ưu điểm như không cần đất, chỉ cần
không gian đặt hộp, có thể trồng được trái vụ, không phải sử dụng thuốc trừ
sâu
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
7
2.3.2. Nhược điểm của kỹ thuật thuỷ canh.
- Đầu tư ban đầu lớn nên giá thành sản phẩm cao: Đây là nhược điểm
lớn nhất và do đó đã cản trở việc phổ triển kỹ thuật thuỷ canh, đặc biệt đối
với những nước nghèo hoặc những vùng mà thuận lợi đối với trồng cây trên
đất.
- Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao: Rõ ràng rằng khi sử dụng kỹ thuật thuỷ
canh thì yêu cầu của người trồng trọt về vấn đề sinh lý cây trồng, về hoá học
và về kỹ thuật trồng trọt cao hơn nhiều so với người trồng cây trên đất. Vì
trong đất tính đệm hoá cao, nên những thay đổi lớn trong việc cung cấp dinh
dưỡng cũng không ảnh hưởng sâu sắc tới sự sinh trưởng của cây; còn trong
dung dịch dinh dưỡng thì đặc tính này thấp, nên việc sử dụng quá liều một
chất dinh dưỡng nào đó có thể gây hại thậm chí có thể dẫn đến chết cây
- Sự lan truyền bệnh nhanh: Nhất là ở các hệ thống kín hoặc dùng lại
dung dịch dinh dưỡng, khi mầm bệnh đã xuất hiện thì trong thời gian rất
ngắn chúng đã có mặt ở toàn bộ hệ thống như vi khuẩn gây héo cà chua, hạt
tiêu và cà (Pseudomonas solanacearum) [3, tr.34].
- Một nhược điểm nữa của thuỷ canh là đòi hỏi nguồn nước đảm bảo
những tiêu chuẩn nhất định: Có đảm bảo được như vậy con người mới hoàn
toàn chủ động kiểm soát được thành phần dinh dưỡng cung cấp cho cây

trồng. Theo D. J. Midmore thì yêu cầu về độ mặn trong nước dùng cho các
hệ thống thuỷ canh là nhỏ hơn 2.500 ppm.
- Rau trồng bằng kỹ thuật thủy canh có bộ lá mỏng hơn, yếu hơn so với
cây trồng trong đất.
Phần II
MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT THUỶ CANH
3.1. Một số kết qủa nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây
bằng kỹ thuật thuỷ canh.
3.1.1. Một số kết qủa nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây
bằng kỹ thuật thuỷ canh trên Thế giới.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
8
Dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thật thuỷ canh được nghiên
cứu cùng với sự ra đời của kỹ thuật thuỷ canh. Sau khi các nhà khoa học xác
định được sự sinh trưởng của cây trồng sẽ không bình thường nếu thiếu 1
trong 16 nguyên tố hoá học sau: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn,
Zn, Mo, B, Cl; hàng loạt các dung dịch dinh dưỡng để nuôi trồng cây bằng
kỹ thuật thuỷ canh được các nhà khoa học đưa ra. Có lẽ dung dịch dinh
dưỡng đầu tiên được sử dụng để nuôi cây là của nhà sinh lý thực vật Knop
(từ giữa thế kỷ 19). Dung dịch Knop có đặc điểm là thành phần rất đơn giản,
chỉ gồm 6 loại muối vô cơ, trong đó chứa các nguyên tố đa và trung lượng,
không có các nguyên tố vi lượng. Do vậy khả năng sinh trưởng của cây trồng
trong dung dịch này không được tốt lắm. Sau đó là các dung dịch dinh dưỡng
phổ biến để nuôi trồng thực vật bậc cao. Từ những môi trường dung dịch
dinh dưỡng đơn giản nhất như: Hoagland-Arnon chỉ gồm 4 hợp chất muối vô
cơ cho đến những môi trường phức tạp gồm hàng chục loại muối vô cơ khác
nhau như môi trường của Arnon, của Olsen, của Sinsadze [10, tr.36-41]; và
một số dung dịch gần đây thường được sử dụng như dung dịch của FAO, của
Đài Loan
Các nhà khoa học còn nghiên cứu các dung dịch dinh dưỡng riêng cho

một số loài cây trồng như dung dịch để trồng lúa của Axan, dung dịch để
trồng củ cải đường của Belouxov, dung dịch để trồng cà chua của Kitxon,
dung dịch để trồng chè của Khaan và Xcurea, dung dịch để trồng táo của
Mori [10, tr.43-46], dung dịch của Winsor (1973) để trồng cà chua [14,
tr.90-91].
Ngoài ra còn một số các nghiên cứu khác trên Thế giới về dung dịch
dinh dưỡng trong kỹ thuật thuỷ canh như: Sandoval và cộng sự (Mehico -
1994) nghiên cứu việc thay thế 1 phần đạm nitrat trong dung dịch bằng đạm
amol dưới dạng cacbonat để trồng lúa mì và kết luận: Năng suất chất khô và
hạt giảm khi sử dụng đạm amol [36]. Tác giả Carbonell và cộng sự (Mỹ -
1994) còn nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên tố asen đến hàm lượng các
nguyên tố vi lượng trong cây cà chua được trồng trong thuỷ canh và kết luận:
Có asen trong dung dịch dinh dưỡng làm tăng sự hấp thu sắt và giảm sự hấp
thu B, Cu, Mn, Zn, tức là asen gây nên sự phá huỷ cấu trúc cây [18].
Sudradfat -R và Herenati -E (Indonesia - 1992) đã nghiên cứu sử dụng
hỗn hợp nước sản xuất từ lên men yếm khí lá rác như một dung dịch dinh
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
9
dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật thuỷ canh và thấy rằng dưa chuột Nhật
Bản trồng bằng nước lên men yếm khí lá rác pha loãng 2 lần có chiều cao
cây thấp hơn, chiều dài quả và trọng lượng quả tương đương với dùng dung
dịch dinh dưỡng thuỷ canh [44].
3.1.2. Một số kết qủa nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây
bằng kỹ thuật thuỷ canh ở Việt Nam.
Ở Việt Nam khi kỹ thuật thuỷ canh bắt đầu được nghiên cứu thì dung
dịch dinh dưỡng chủ yếu nhập từ Đài Loan. Để chủ động về dinh dưỡng đã
có một số tác giả nghiên cứu và thu được một số kết quả nghiên cứu về dung
dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật thuỷ canh như: Công ty phân
bón Sông Gianh đã pha chế được dung dịch dinh dưỡng thủy canh Thăng
Long để trồng các loại rau ăn lá và ăn quả. Theo tác giả Nguyễn Thị Dần

(1998) đã khảo nghiệm dung dịch này và kết luận dung dịch dinh dưỡng
Thăng Long không thua kém gì so với dung dịch dinh dưỡng của Đài Loan
đối với rau ăn lá, hoa và quả về năng suất và chất lượng rau, hoa và quả. Đặc
biệt ớt ngọt trồng trong dung dịch này cho năng suất cao hơn 72,8 % so với
dung dịch Đài Loan. Giá thành sử dụng của dung dịch sẽ thấp hơn 46,3% do
giá dinh dưỡng chỉ bằng 1/3 giá dung dịch nhập từ Đài Loan [2, tr.19].
Tác giả Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (1998) đã nghiên cứu tự pha
chế 2 dung dịch dinh dưỡng (NC1 và NC2) để trồng thử nghiệm với một số
loại rau ăn lá bằng kỹ thuật thuỷ canh. Các tác giả đã thu được kết quả như
sau: Cả 2 dung dịch mà hoàn toàn chủ động pha chế là NC1 và NC2 đều cho
sản phẩm rau xà lách và rau cải có chất lượng tương đương và năng suất đạt
được từ 70 - 90% so với cùng loại rau trồng bằng dung dịch nhập từ
AVRDC; nhưng giá 2 dung dịch tự chế chỉ bằng 1/3 nên giá thành rau đã
giảm được 22 - 27% so với sử dụng dinh dưỡng nhập từ AVRDC [11,
tr.455].
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch FAO và Knop có cải tiến bằng
cách bổ sung vi lượng đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cà
chua VR2 và XH2, tác giả Vũ Quang Sáng đã cho biết: Chủ động được việc
pha chế dung dịch FAO và Knop cộng với vi lượng để trồng cà chua bằng kỹ
thuật thuỷ canh, không cần điều chỉnh pH mà chỉ cần bổ sung dung dịch dinh
dưỡng khi cây ra hoa. Năng suất và chất lượng quả trồng trên 2 dung dịch
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
10
này tốt và giá thành hạ hơn so với sử dụng dung dịch dinh dưỡng nhập từ
AVRDC [7, tr.324-325].
Năm 1996, chúng tôi cũng đã nghiên cứu một số dung dịch dinh dưỡng
để trồng cây bằng kỹ thuật thuỷ canh. Ở đây chúng tôi sử dụng 8 loại dung
dịch trong đó có 4 loại được sử dụng nguyên bản là dung dịch nhập từ Đài
Loan (đ/c), dung dịch FAO, dung dịch Knop, dung dịch I Mai và 4 loại dung
dịch được cải tiến từ 4 dung dịch nguyên bản trên. Qua theo dõi ảnh hưởng

của chúng tới sự sinh trưởng của rau cải xanh và quá trình sinh trưởng phát
triển và năng suất của cà chua chúng tôi thấy: Tất cả 7 dung dịch tự pha chế
và cải tiến đều cho năng suất cải xanh thấp hơn trong đó có dung dịch FAO
cho năng suất cải xanh cao nhất đạt 76,8% so với sử dụng dung dịch nhập từ
Đài Loan. Tuy nhiên, đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất
của cà chua thì có tới 4 trong 7 dung dịch chúng tôi tự pha chế và cải tiến
cho năng suất cao hơn; đặc biệt là dung dịch Knop cải tiến bằng cách bổ
sung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng suất cà chua đạt 5,69
kg/m
2
vượt 82,37% so với sử dụng dung dịch nhập từ Đài Loan [8].
2.2. Một số kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây
bằng kỹ thuật thủy canh.
2.2.1. Một số kết quả nghiên cứu về dụng cụ
3.2.1. Một số kết qủa nghiên cứu về dụng cụ để trồng cây bằng kỹ
thuật thuỷ canh trên Thế giới.
Từ khi kỹ thuật thuỷ canh ra đời đến nay nó đã trải qua rất nhiều kiểu
dụng cụ để trồng cây. Nếu căn cứ vào đặc điểm sử dụng dung dịch dinh
dưỡng thì có thể chia ra thành những kiểu hệ thống thuỷ canh sau:
+ Hệ thống thuỷ canh tĩnh: Trong quá trình sử dụng dung, dịch dinh
dưỡng không chuyển động. Những hệ thống này có ưu điểm là không phải
đầu tư chi phí cho thiết bị làm chuyển động dung dịch dinh dưỡng nên
thường giá thành hạ hơn, nhưng nhược điểm là thường thiếu ô xy trong dung
dịch và dễ sinh ra chua (pH giảm dần).
+ Hệ thống thuỷ canh động: Trong quá trình sử dụng dung dịch dinh
dưỡng có chuyển động nên đặc điểm của nó ngược lại với các hệ thống thuỷ
canh tĩnh là chi phí cao nhưng không thiếu ô xy trong dung dịch.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
11
Riêng các hệ thống thuỷ canh động có thể chia làm 2 loại sau:

- Hệ thống thuỷ canh mở: Trong đó dung dịch dinh dưỡng không có sự
tuần hoàn trở lại, gây ra sự lãng phí dung dịch nhưng không mất tiền đầu tư
cho bơm để bơm dung dịch dinh dưỡng tuần hoàn trở lại.
- Hệ thống thuỷ canh kín: Trong đó dung dịch dinh dưỡng có sự tuần
hoàn trở lại nhờ một hệ thống bơm hút dung dịch dinh dưỡng ở bể chứa đầu
thấp đưa lên đầu cao của hệ thống máng trồng cây nên thường chi phí ban
đầu cao nhưng tiết kiệm được dung dịch.
Lịch sử phát triển của hệ thống kỹ thuật thuỷ canh đã trải qua một số
loại hình thuỷ canh chính như sau:
- Hệ thống trồng cây trong nước sâu (hệ thống Gericke): là hệ thống
trồng cây thuỷ canh tĩnh của Gericke đưa ra rất thịnh hành trong những năm
1930. Nó gồm một hệ thống máng chứa dung dịch, trên mặt máng căng một
lớp lưới, bên trên lưới rải cát mỏng để giữ gốc cho cây đứng và che tối cho rễ
cây trong dung dịch. Một phần hoặc toàn bộ rễ cây được nhúng vào trong
dung dịch dinh dưỡng. Người ta điều chỉnh khoảng cách giữa lớp lưới và bề
mặt dung dịch để tăng dần khoảng lưu không ở vùng rễ ngay dưới gốc cây
cho phù hợp với tuổi của cây (cây càng lớn thì khoảng lưu không càng cần
nhiều). Về sau có một số hệ thống cải tiến sang thuỷ canh động (dung dịch
dinh dưỡng có tuần hoàn).
- Hệ thống thuỷ canh nổi: là hệ thống thuỷ canh động kín. Luống trồng
cây được thả nổi trên dung dịch. Cây trồng được di chuyển dần trên máng.
Gieo hạt ở đầu máng và thu hoạch ở cuối máng. Hệ thống này là cả một dây
chuyền khép kín.
- Hệ thống trồng cây trong nước sâu có tuần hoàn: Gồm nhiều loại khác
nhau nhưng có chung một đặc điểm là trồng cây trong nước sâu hoặc nửa
sâu. Có hoặc không sử dụng bể chứa dung dịch dinh dưỡng. Trong hệ thống
có các máng trồng cây tĩnh. Dung dịch dinh dưỡng được chảy tới với một
vận tốc thích hợp qua rễ cây và có hồi lưu nhờ một hệ thống bơm, trước khi
chảy vào vùng rễ dung dịch được chảy qua một máy hoà khí. Rễ cây hoàn
toàn nằm trong dung dịch dinh dưỡng sâu lưu chuyển. Độ sâu của dung dịch

được điều chỉnh theo yêu cầu của mỗi loại cây và từng giai đoạn sinh trưởng
của cây.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
12
- Hệ thống màng mỏng dinh dưỡng (Nutrient Film Technique = NFT):
Đây là hệ thống thuỷ canh động. Đặc điểm là rễ cây được ngâm trong một
dòng dung dịch dinh dưỡng rất nông chảy ở đáy máng nên phát triển thành
một lớp nệm mỏng trên đáy máng. Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là tỷ lệ
giữa diện tích bề mặt đối với khối lượng dung dịch rất cao cho phép thông
khí tốt. Dung dịch dinh dưỡng được chảy qua rễ thường xuyên ở độ dày
khoảng 5 mm và với lưu lượng khoảng 2 lít/phút.
- Hệ thống màn sương dinh dưỡng (còn gọi là khí canh - aeroponic): là
một biến thái của thuỷ canh. Trong hệ thống này cây được trồng trong những
lỗ thủng của các tấm polystyrene xốp, hoặc các loại vật liệu khác. Đặc điểm
là rễ cây được treo lơ lửng trong không khí ở phía dưới tấm đỡ gốc cây trong
hộp xốp có hệ thống phun mù dung dịch dinh dưỡng. Dinh dưỡng và nước
được cung cấp đều đặn định kỳ cho rễ cây bằng hệ thống này, khoảng cách
giữa các lần phun thích hợp là 2 đến 3 phút. Hộp naỳ cần che kín để cho rễ
được nằm trong bóng tối. Hệ thống này có ưu điểm đặc trưng là không lo
thiếu ô xy, nhưng nhược điểm là phức tạp khó làm với quy mô lớn. Một
nhược điểm nữa là ở hệ thống này rễ cây phải thực hiện chức năng của rễ mà
không có chỗ dựa nên chúng thường cuộn rối với nhau và có ít lông hút nên
thường cây mọc không khỏe bằng ở những hệ thống khác [14, tr.20-49].
Ngoài một số các hệ thống thuỷ canh chính trên còn rất nhiều hệ thống
thuỷ canh khác nữa.
Khi nghiên cứu về kỹ thuật thuỷ canh các tác giả đều cho thấy một yêu
cầu chung để mở rộng ra quy mô thương mại đối với tất cả các hệ thống thuỷ
canh là cần phải đảm bảo ổn định được pH môi trường trong quá trình canh
tác và không phải sục khí để cung cấp ô xy cho rễ cây. Với nguyên lý đó
người ta đã tiếp tục cải tiến và hoàn thiện dần các hệ thống thuỷ canh sao cho

ngày càng đơn giản mà vẫn đáp ứng được yêu cầu của kỹ thuật. Ngưòi ta đã
cải tiến sang sử dụng những vật dụng hết sức đơn giản và đa dạng, kể cả
những phế phẩm như: sử dụng thùng xốp, khay gỗ, chậu nhựa, bình sứ,
thậm chí cả lốp ô tô, túi nilon Giá thể đỡ cây là trấu hun, cát, vụn than
đá Những hệ thống cải tiến này có giá thành rẻ nên đã được thịnh hành,
phổ biến rộng rãi nhất là ở khu vực châu Mỹ và các nước vùng nam Á và đã
được tổ chức FAO khuyến cáo sử dụng.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
13
Cho đến gần đây và tỏ ra ưu việt nhất là hệ thống thuỷ canh cải tiến của
trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC), do tiến sỹ Hideo I
Mai và tiến sỹ David Midmore nghiên cứu và hoàn thiện. Hệ thống này sử
dụng một loại hộp xốp chuẩn có kích cỡ xác định để đựng dung dịch dinh
dưỡng. Giá thể đỡ cây chỉ dùng một loại là trấu hun. Rọ nhựa đựng giá thể
có nhiều loại, mỗi loại chuyên dùng để trồng một số loại cây. Ví dụ có loại
chuyên dùng để trồng cà chua, cà tím và một số rau ăn sống.
Hệ thống thuỷ canh cải tiến của AVRDC có những đặc điểm sau:
- Dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho hầu hết các loại cây trồng đặc biệt
là rau.
- Có khoảng cách thích hợp giữa mặt nước và gốc cây tạo điều kiện cho
một phần rễ nằm lơ lửng và thở trong không khí. Đồng thời phần rễ còn lại
nhúng trong dung dịch để hút nước và dinh dưỡng, do vậy cây sinh trưởng
rất khoẻ.
- Đối với cây có thời gian sinh trưởng ngắn 3 - 4 tuần (như rau cải) thì
trong suốt quá trình trồng không cần bổ sung thêm dung dịch.
Có thể nói đây là một hệ thống thuỷ canh tối ưu hiện nay. Hệ thống này
có rất nhiều ưu điểm như:
- Hộp xốp kín đựng dung dịch có tác dụng cách nhiệt, làm cho nhiệt đọ
trong dung dịch tương đối ổn định (ấm về mùa đông, mát về mùa hè) và
tránh ánh sáng cho bộ rễ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây.

- Hộp gọn nhẹ, dễ di chuyển khi cần tránh gió bão, đơn giản dễ làm, đặt
bất cứ chỗ nào cũng được (như hành lang, ban công, sân thượng ).
- Tất cả các hộp được đặt chung trong một nhà màn để cách ly côn
trùng.
- Dung dịch dinh dưỡng trong hộp để nuôi cây không cần phải tuần hoàn
mà lại không phải sục khí
3.2.2. Một số kết qủa nghiên cứu về dụng cụ để trồng cây bằng kỹ
thuật thuỷ canh ở Việt Nam.
Vì kỹ thuật thuỷ canh còn là mới đối với Việt Nam nên cũng như đa
số các khía cạnh khác, dụng cụ thuỷ canh còn chưa được nghiên cứu đến.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
14
Xuất phát từ chỗ muốn hạ giá thành cây giống sản xuất từ cây nuôi cấy mô
bằng con đường thuỷ canh ở giai đoạn vườn ươm, cùng với sự nghiên cứu
cải tiến dung dịch thì chúng tôi đã nghiên cứu cải tiến cả dụng cụ. Phương
châm cải tiến là: đơn giản, dễ làm, chi phí ít, có thể áp dụng được cho hộ
gia đình ở nông thôn. Với phương châm đó, qua nhiều lần cải tiến từ hệ
thống thuỷ canh của AVRDC (là những hộp xốp có nắp đục lỗ đặt rọ nhựa,
trong rọ nhựa nhồi trấu hun để trồng cây) đến nay chúng tôi tạm sử dụng
một hệ thống rất đơn giản và rẻ tiền. Có thể mô tả hệ thống này như sau:
Phần đáy hộp xốp được thay bằng những máng đào xuống đất rộng 1 m,
sâu 10 đến 15 cm, dài tuỳ ý sao cho chẵn số lần 2 m. Trên đaý máng được
lót nilon để đựng dung dịch dinh dưỡng. Phần nắp hộp xốp được thay bằng
một khung tre hoặc gỗ có kích thước 2 m x 1 m, có đáy là phên tre đan
vuông 5 x 5 cm. Trên phên tre có lót 1 lớp lưới để đựng giá thể để trồng
cây. Sườn khung cao khoảng 5 -7 cm để giữ không cho giá thể rơi ra ngoài.
Ở đây giá thể chúng tôi chuyên sử dụng là trấu hun như ở hệ thống của
AVRDC. Mỗi khung này sẽ là 2 m
2
, có diện tích bằng 12 hộp xốp. Chi phí

hệ thống thuỷ canh cải tiến như thế này chỉ bằng 40 - 50% chi phí cho hệ
thống thuỷ canh của AVRDC, mà vẫn không ảnh hưởng tới quá trình sinh
trưởng, phát triển của cây.
2.2.2. Một số kết quả nghiên cứu về giá thể
2.3. Một số hướng và kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng
của kỹ thuật thuỷ canh trong cuộc sống.
2.3.1. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng của kỹ
thuật thuỷ canh để sản xuất cây giống ở vườn ươm.
Sử dụng kỹ thuật thuỷ canh để sản xuất cây giống là một ứng dụng mới
nảy sinh. Hiện nay kết quả nghiên cứu về vấn đề này trên Thế giới còn rất ít.
Qua tập hợp tài liệu chúng tôi thấy ở trạm nông nghiệp Okinaura của JIRCA
ở Nhật (1997) đã sử dụng hệ thống thuỷ canh để sản xuất giống mía từ chồi
đốt. Phương pháp này có thể tóm tắt như sau: Dựng đứng các đoạn thân mía
trong dung dịch dinh dưỡng để rễ phát triển từ đốt dưới nhất và các chồi đốt
được phát triển ở hầu hết các vị trí, trong khi trồng ở ngoài đồng chồi đốt chỉ
xuất hiện ở 3 đốt phía trên. Giá thể được sử dụng để kéo dài chồi đốt là
Magic Soil và Jam Breaker (đều là các sợi hoá học). Hệ thống này được tiến
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
15
hành trong nhà kính nên sẽ giữ được nhiệt độ tối thích cho mía sinh trưởng.
Kết quả là sản xuất được một khối lượng lớn cây con từ chồi đốt của cây mẹ
trong một thời gian ngắn [5, tr.9].
Ở Việt Nam, ngay sau khi kỹ thuật thuỷ canh được du nhập vào các nhà
khoa học đã nghĩ ngay đến việc ứng dụng kỹ thuật này vào giai đoạn vườn
ươm của cây nuôi cấy mô để sản xuất cây giống. Có thể nói các tác giả
trường Đại học nông nghiệp I là những người đề xướng hướng nghiên cứu
này. Trong thời gian qua các tác giả đã nghiên cưu cấy chuyển một số cây ăn
quả (chuối, dứa), cây hoa (cúc, cẩm chướng, loa kèn ), cây rau (khoai
tây ). Theo hướng này Viện nghiên cứu rau quả cũng nghiên cứu cấy
chuyển một số cây rau, cây ăn quả, cây hoa Viện dược liệu nghiên cứu cấy

chuyển một số cây thuốc quý từ nuôi cấy trong ống nghiệm ra hệ thống thuỷ
canh để sản xuất cây giống Kết quả nghiên cứu của các cơ sở này đều bước
đầu nhận xét chung là: Các cây nuôi cấy mô trong ống nghiệm đưa ra trồng
trên hệ thống thuỷ canh để sản xuất cây giống ở giai đoạn vườn ươm đều có
tỷ lệ sống cao, sinh trưởng nhanh, rút ngắn được thời gian xuất vườn và chất
lượng cây giống được cải thiện, nhưng giá thành cây giống cao hơn đưa
thẳng ra đất.
Có thể điểm qua một số kết quả bước đầu về vấn đề này ở Việt Nam
như sau:
Học viên cao học Nguyễn Thị Nhẫn dưới sự hướng dẫn của thầy giáo
Nguyễn Quang Thạch (Đại học nông nghiệp I, 1995) đưa dứa nuôi cấy mô ra
thuỷ canh để sản xuất dứa giống đã nhận xét: Sau 2 tháng ở vườn ươm cây
dứa ở thuỷ canh có các chỉ tiêu sinh trưởng (trừ số lá) gấp 2 lần và có khối
lượng tươi gấp 8 lần trồng trên cát [6, tr.98].
Học viên cao học Đặng Thị Vân dưới sự hướng dẫn của thầy giáo
Nguyễn Quang Thạch (Đại học nông nghiệp I, 1995) đưa khoai tây nuôi cấy
mô ra vườn ươm trong điều kiện vụ thu có nhận xét: Khoai tây có tỷ lệ sống
90% trên thuỷ canh, trong khi trên đất chỉ đạt 40%. Sử dụng hệ thống thuỷ
canh của AVRDC để sản xuất củ giống khoai tây gốc có khả năng tạo củ
bình thường như trồng trên đất, nhưng năng suất tăng gấp 8 lần và giá thành
giảm 60% so với trồng trên đất. Dung dịch Knop có hiệu quả hơn dung dịch
MS khi sử dụng vào mục đích nhân cây khoai tây in vitro trên bồn mạ.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
16
Tác giả Phạm Thị Kim Thu và Đặng Thị Vân (1997) nghiên cứu đưa
chuối nuôi cấy mô ra vườn ươm bằng kỹ thuật thuỷ canh đã nhận xét: Tỷ lệ
sống của chuối nuôi cấy mô trồng trên dung dịch có biểu hiện cao hơn trồng
trên đất. Cả 2 giai đoạn vườn ươm chuối nuôi cấy mô trồng trên thuỷ canh
đều sinh trưởng tốt hơn trồng trên hỗn hợp cát + đất + phân mùn [13, tr.13].
Tác giả Phạm Thị Kim Thu và Nguyễn Khắc Anh (1996) khi nghiên cứu

trên cây dứa cũng kết luận: Cây dứa nuôi cấy mô dưa ra vườn ươm trồng trên
hệ thống thuỷ canh AVRDC với các loại dung dịch khác nhau đều có khối
lượng tươi sau trồng 2 tháng lớn hơn hẳn ở trên đất. Các tác giả cũng cho
biết có thể sử dụng hệ thống Hydroponic của ARVDC để tạo cây hoàn chỉnh
phục vụ sản xuất, và các tác giả cũng đề nghị nghiên cứu thêm về vấn đề này
[12, tr.12].
Sinh viên Lê Hoàng Anh dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo Nguyễn
Quang Thạch (ĐH nông nghiệp I, 1996) đã nghiên cứu thăm dò ứng dụng kỹ
thuật thuỷ canh vào giai đoạn vườn ươm để đưa một số cây nuôi cấy mô như:
Chuối, dứa, mía, cúc, cẩm chướng ra vườn ươm sản xuất cây giống, và đã có
một số nhận xét sau: Các cây nuôi cấy mô đưa ra vườn ươm bằng kỹ thuật
thuỷ canh có tỷ lệ sống cao hơn. Riêng với cây mía thì có khả năng đẻ nhánh
cao hơn so với đưa thẳng ra hỗn hợp đất, cát và phân mục. Mỗi loại cây nuôi
cấy mô khi đưa ra có thích hợp với một môi trường khác nhau. Ví dụ: Cây
mía thích hợp với dung dịch của Đài Loan pha loãng ở nồng độ 25% của
nồng độ chuẩn có bổ sung thêm sắt. Cây chuối, cây dứa, cây hoa cẩm
chướng thì thích hợp với dung dịch của Đài Loan pha loãng 50 % [1, tr.62].
Sinh viên Đinh Trường Sơn dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo Nguyễn
Quang Thạch và Cô giáo Nguyễn Thị Nhẫn (ĐH nông ngghiệp I, 1999) khi
nghiên cứu “góp phần hoàn thiện quy trình nhân giống dứa Cayenne bằng
phương pháp nuôi cấy mô” đã cho thấy: phương thức thuỷ canh giúp cho quá
trình sinh trưởng và phát triển thuận lợi, vì cây con có thể xuất vườn sớm
hơn so với các phương thức khác từ 1 đến 2 tháng [9, tr.84].
Từ 1996 đến nay chúng tôi chúng tôi nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ
canh vào giai đoạn vườn ươm của chuối và dứa nuôi cấy mô để sản xuất
chuối, dứa giống đã thu được rất nhiều kết quả, đó là nội dung chính xin
được trình bày kỹ trong luận án.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
17
2.3.2. Một số hướng và kết quả nghiên cứu ứng dụng về kỹ thuật thuỷ

canh trên Thế giới.
Từ sau khi hệ thống thuỷ canh trong nước sâu của Gericke ra đời
(1930), trên Thế giới tập trung nghiên cứu và triển khai ứng dụng kỹ thuật
thuỷ canh nên đã có hàng loạt kết quả về vấn đề này ra đời. Sau đây là một
số cơ sở trồng cây bằng kỹ thuật thuỷ canh với quy mô lớn trên Thế giới.
+ Cơ sở trồng cây hydroponic của Mỹ trước kia ở gần Tokyo (Nhật):
Sau chiến tranh thế giới thứ hai quân lực Hoa Kỳ đã xây dựng ở Nhật một cơ
sở lớn để sản xuất rau xanh trong đó có 22,5 ha sử dụng kỹ thuật trồng cây
trên giá thể trơ (sỏi) có dung dịch dinh dưỡng hồi lưu.
+ Trồng cây trong hydroponic ở Gabông: Ở đây năng suất một số loại
rau đã đạt được rất cao như:
- Rau diếp: Trồng với mật độ 25 cây/m
2
, năng suất đạt khoảng 150
g/cây/30-35 ngày.
- Dưa tây, cà chua: Năng suất đạt 3 kg/m
2
/75 ngày.
- Dưa chuột: Trồng với mật độ 3,5-4 cây/m
2
, năng suất đạt 7 kg/m
2
/90
ngày
+ Trồng cây hydroponic quy mô thương mại ở Khaitib Land
(Singapore). Đây là chương trình hydroponic để sản xuất rau quả quy mô
thương mại của Singapore, là hệ thống trồng cây trên giá thể trơ có tuần hoàn
dung dịch, với tổng diện tích là 16,7 ha. Nhà nước cho các công ty thuê từ
0,7 - 2 ha để sản xuất. Trong hệ thống này rau, quả được trồng trên các luống
bê tông rộng 1 m dài 20 - 30 m, sâu 15 - 20 cm. Giá thể sử dụng ở đây là một

loại đá mảnh Granit (có kết cấu tương đối thô). Ở đây người ta đã sử dụng
máy điện toán để quản lý hệ thống.
+ Cơ sở hydroponic ở Kuwait: Cơ sở này gồm 4 nhà kính với tổng diện
tích có mái che là 0,42 ha. Các luống được bố trí dài 15 m rộng 0,85 m.
Luống được lót bằng một tấm chất dẻo rồi đổ sỏi dày 20 cm. Cây được trồng
trên giá thể là sỏi. Dung dịch dinh dưỡng được tuần hoàn bằng hệ thống
bơm, và lưu lại ở luống khoảng 20 phút, rồi trở về bể. Đối tượng cây trồng là
cà chua, cà tím, ớt, dưa chuột.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
18
+ Cơ sở hydroponic ở Manritius: Hệ thống được thiết kế theo kiểu lắp
ghép có thể thay đổi dễ dàng, thậm chí có thể chuyển đổi tới một cơ sở khác.
Các luống được lắp ghép bởi các tấm bê tông,với độ dốc 1/2.000, đáy luống
lót bằng polythene đen. Giá thể để trồng cây ở đây sử dụng là sỏi, đá. Hệ
thống này thiết kế theo kiểu thuỷ canh mở, không hồi lưu. Các cây được
trồng ở đây là: dưa tây, dưa hấu, ớt, hành, tỏi, cà chua, gừng và khoai tây.
+ Các cơ sở trồng cây trên len đá ở Hà Lan: Ở Hà Lan việc sử dụng kỹ
thuật trồng cây bằng thuỷ canh, mà giá thể là len đá rất phổ biến. Nó có thể
là hệ thống mở không hồi lưu, tưới theo cách nhỏ giọt như vườn ươm của J.
Marrewijk, Dwarshaak 38, Hock Van Holland, vườn này rộng 1,8 ha, sử
dụng trồng cà chua liên tục; hoặc có thể là hệ thống kín hồi lưu như vườn
ươm của Strik, Oosteinde 108a, Wateringen rộng 1,07 ha, chủ yếu trồng ớt
+ Trồng cây trên len đá ở Anh: Van Heyningen Bros có rất nhiều cơ sở,
trong đó có cơ sở lớn nhất là: Zuider Zee (8,8 ha), chuyên sản xuất cà chua
(trồng17.780 cây/ha).
+ Hệ thống trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng ở Anh: Chuyên sản
xuất cà chua trên dinh dưỡng hồi lưu, rộng 0,61 ha.
+ Cơ sở trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng ở Port thuộc Tây Ban
Nha: Chuyên sản xuất cà chua với mật độ 30.000 cây/ha.
+ Sản xuất rau diếp theo hydroponic ở Ashby Massachuchetts thuộc

Hoa Kỳ: Điển hình là cơ sở hydro-harvest của P.A. và A.M. Shippers thành
lập năm 1980 chủ yếu để sản xuất rau diếp quanh năm bằng hệ thống dòng
chảy dung dịch với diện tích 3.400 m
2
, sử dụng giá thể là Perlite [14, tr.129-
150].
+ Các tác giả Shinohara, -Y.; Maruo, -T.; Ito, -T. (Nhật) đã so sánh ảnh
hưởng của 3 kiểu hệ thống thuỷ canh đến sự sinh trưởng, năng suất và chất
lượng cà chua và dưa chuột. Kết quả cho thấy: Rễ của cà chua trồng bằng kỹ
thuật màng mỏng dinh dưỡng đã có nhiều rễ tơ nhất. Còn chất lượng quả cà
chua trồng bằng hệ thống mao dẫn lên đã hơn hẳn ở độ ngọt và bền vững
[49].
2.3.4. Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng về kỹ thuật thuỷ canh
để sản xuất nông sản thương phẩm ở Việt Nam.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
19
Kỹ thuật thuỷ canh ở Việt Nam còn rất non trẻ, chỉ mới được đưa vào
nghiên cứu và ứng dụng từ năm 1993 nhờ sự hợp tác giữa Đại học Quốc gia
Hà Nội với tổ chức R và D (nghiên cứu và phát triển) của Hồng Kông. Đến
tháng tư năm 1995 mới chính thức đưa vào trồng thử với một số loại cây nên
chưa đạt được nhiều kết quả. Mạng lưới nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh được
lan rộng rất nhanh trong toàn quốc, đã có hàng chục đơn vị tham gia. Mạng
lưới này đã thu được một số kết quả như sau:
- Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam trồng cỏ
ngọt bằng thủy canh cho thấy năng suất tăng 5%, hàm lượng đường tăng
0,2%.
- Viện dược liệu trồng thử một số cây thuốc quý để giữ giống thấy cây
sinh trưởng tốt.
- Đặc biệt trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội là nơi làm rất tốt vấn đề
này và thu được nhiều kết quả đáng ghi nhận. Nhóm nghiên cứu về kỹ thuật

thuỷ canh của trường đã trồng thử với rất nhiều loại rau và hoa đều thấy rằng
hầu hết các loại cây được trồng bằng kỹ thuật thuỷ canh sinh trưởng tốt và có
năng suất cao hơn trồng trên đất, không cần điều chỉnh pH. Nhiệt độ trong và
ngoài hộp xốp chênh lệch nhau từ 0 - 4
0
C, mùa hè nhiệt độ trong hộp xốp
thấp hơn bên ngoài và vào mùa đông thì ngược lại.
Kết quả nghiên cứu của sinh viên Nguyễn Thị Hoa Lan dưới sự hướng
dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Thạch (ĐH nông nghiệp I) về trồng hoa
cẩm chướng và cúc trong dung dịch cho thấy: Cây cúc và cẩm chướng trồng
trong dung dịch dinh dưỡng để lấy hoa có ưu thế hơn trồng trên đất cả về
chiều cao, tốc độ ra lá, sự đẻ nhánh và đặc biệt là chất lượng hoa cao hơn
(biểu thị là đường kính hoa to hơn, màu sắc hoa đẹp hơn) trong hệ thống
thuỷ canh có màn che nên cúc và cẩm chướng không bị sâu và ít bị bệnh, còn
trồng trên đất dễ bị sâu bệnh nếu không phun thuốc kịp thời [3, tr.65].
Từ năm 1995 tới nay, chúng tôi đã và đang nghiên cứu về kỹ thuật thuỷ
canh. Lúc đầu chúng tôi nghiên cứu trồng cải xanh và cà chua bằng hệ thống
thuỷ canh của AVRDC. Như phần kết quả nghiên cứu về dung dịch đã đề
cập, ở đây chúng tôi sử dụng 8 loại dung dịch trong đó có 4 loại được sử
dụng nguyên bản là dung dịch nhập từ Đài Loan (đối chứng), dung dịch
FAO, dung dịch Knop, dung dịch I Mai và 4 loại dung dịch được cải tiến từ
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
20
4 dung dịch nguyên bản trên. Kết quả cho thấy với cải xanh sau trồng 45
ngày ở đối chứng cho năng suất đạt 4,18 kg/m
2
. Tuy nhiên theo tính sơ bộ
thì giá thành lên tới 8.218 đ/kg. Trong 7 công thức thí nghiệm thì chỉ có ở
dung dịch FAO là tuy năng suất chỉ đạt 3,21 kg/m
2

, nhưng do chi phí về
dung dịch giảm nên giá thành đã thấp hơn ở đối chứng, chỉ là 7.523 đ/kg.
Với cà chua thì khác hẳn: ở đối chứng chỉ cho năng suất là 3,12 kg/ha, tương
ứng với giá thành là 23.547 đ/kg. Nhưng có tới 4 trong 7 dung dịch chúng
tôi tự pha chế và cải tiến cho năng suất cao hơn; đặc biệt là dung dịch Knop
cải tiến bằng cách bổ sung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng
suất cà chua đạt 5,69 kg/m
2
vượt 82,37% so với sử dụng dung dịch nhập từ
Đài Loan, và giá thành tương ứng là 9.326 đ/kg (ở đây là sản xuất trên quy
mô thí nghiệm) [8].
PHẦN III. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KĨ
THUẬT THỦY CANH TRONG SẢN XUẤT RAU
3.1. Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật thủy canh trong
sản xuất rau trên thế giới
- Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng rau bằng kĩ thuật
thủy canh
- Một số nghiên cứu về dụng cụ để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về giá thể để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về loại rau trồng bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về thời vụ để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
3.2. Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật thủy canh trong sản
xuất rau ở Việt Nam
- Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng rau bằng kĩ thuật
thủy canh
- Một số nghiên cứu về dụng cụ để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về giá thể để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về loại rau trồng bằng kĩ thuật thuỷ canh
- Một số nghiên cứu về thời vụ để trồng rau bằng kĩ thuật thuỷ canh
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung

21
PHẦN IV. NHỮNG ƯU ĐIỂM, HẠN CHẾ VÀ TRIỂN VỌNG
CỦA ỨNG DỤNG KĨ THUẬT THỦY CANH TRONG SẢN XUẤT
RAU
4.1. Những ưu điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh vào sản xuất
rau
4.2. Những hạn chế của ứng dụng kĩ thuật thủy canh vào sản xuất
rau
4.2.1. Một số điểm khác của bệnh cây ở thuỷ canh so với địa canh.
Mặc dù canh tác thuỷ canh đã giảm được rất nhiều về mặt số lượng
trong các nguồn bệnh mà ở địa canh vốn rất sẵn như từ đất, từ phân bón, từ
nước mà thuỷ canh không phải sử dụng đến hoặc có sử dụng thì ở dạng
sạch hơn rất nhiều. Tuy nhiên vấn đề bệnh cây trong kỹ thuật thuỷ canh
vẫn sẩy ra và thỉnh thoảng tổn thất do bệnh gây ra còn lớn hơn nhiều so với
địa canh vì những lý do sau:.
- Không khí: Nhìn chung các bệnh có ng
- Một khi đã xuất hiện bệnh cây thì khả năng lan truyền của nó trong
thuỷ canh rất nhanh, nhất là đối với các hệ thống thuỷ canh động (dung
dịch dinh dưỡng chuyển động), vì khi đó mầm bệnh được đưa từ nơi này
đến nơi khác một cách dễ dàng theo dung dịch.
- Phần lớn các bệnh hại cây lây lan và phát triển nhanh trong điều kiện
nhiệt độ ổn định và ẩm độ cao. Thế mà trong hệ thống thuỷ canh thì ẩm độ
luôn gần như bão hoà, còn nhiệt độ trong hệ thống thuỷ canh thường ổn
định hơn nhiệt độ ngoài trời vài độ (ấm hơn về mùa đông và mát hơn về
mùa hè). Do đó môi trường thuỷ canh là nơi rất thuận lợi cho sự sinh sôi
phát triển nhanh của bệnh cây.
- Cây trồng trong hệ thống thuỷ canh thường ít tiếp súc với ánh sáng
trực xạ nên non yếu, mềm hơn, hàm lượng cellulose ít, hàm lượng nước
cao, các mô thịt lá xốp hơn nên dễ dàng xuất hiện những vết thương do
ngoại cảnh mang lại, đây là cơ hội để nhiễm bệnh và khi đã nhiễm thì mức

độ thiệt hại lớn hơn cây trồng ngoài đồng ruộng rất nhiều.
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
22
- Còn một lý do nữa là hầu hết các cây trong cùng một hệ thống thuỷ
canh thì đồng nhất về kiểu gen, cùng độ tuổi sinh trưởng nên khi bệnh đã
xuất hiện thì khả năng lây lan bệnh rất nhanh.
5.2. Một số bệnh hại cây thường gặp trong kỹ thuật thuỷ canh.
Các bệnh hại cây trong thuỷ canh thường xuất hiện ở rễ, vì đây là nơi
thuận lợi nhất cho chúng phát sinh phát triển. Về số lượng bệnh so với
canh tác trên đất thì ở thuỷ canh ít hơn rất nhiều. Cho đến năm 1994 người
ta mới biết được 4 bệnh do virus, 2 bệnh do vi khuẩn và 20 bệnh do nấm
hại rễ rau trồng thuỷ canh. Hầu hết các bệnh phá hại rễ cây trồng thuỷ canh
đều trực tiếp hay gián tiếp do nấm Pythium, Phytophthora, Plasmopara và
Olpidium gây nên. Chỉ riêng một bệnh hại trên rễ và ngọn cà chua là do
nấm Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici gây ra. Những loại nấm
này có thể hại cả cây con, cũng như cây đã lớn. Tất cả chúng đều sản sinh
ra bào tử có thể di động được gọi là động bào tử. Các động bào tử này rất
thích hợp với môi trường nước. Những bào tử này hình thành trong những
nốt phồng của rễ những cây nhiễm bệnh và cuối cùng thoát ra ngoài. Quá
trình di chuyển của chúng có thể kéo dài 12 giờ đồng hồ, thông qua một cơ
chế hoá học chúng gắn vào rễ và thành nang rồi chui sâu vào rễ cây mới để
phá hại. Khả năng sinh sản của những bào tử nấm này là rất lớn. Theo tính
toán người ta thấy trên một đoạn rễ dài 1 cm của cây rau diếp bị bệnh có
khoảng 40 bào tử. Mỗi bào tử này có thể sinh ra 100 bào tử nữa, vậy từ 1
cm rễ có thể có 4.000 bào. Trong khi một cây rau diếp trưởng thành có
khoảng 2.000 cm rễ, như vậy chúng có thể sinh ra và lan truyền khoảng 8
triệu bào tử nấm. Các loại nấm bệnh trên được xác định là đã gây ra các
bệnh phá hại ở các cây trồng này trồng trên đất như: bệnh Pythium
aphanidermatum, Pythium myriotylum, Phytopthora cryptogea và
Phytophthora nicotianae [33, tr.1129-1131].

Tuy nhiên việc canh tác thuỷ canh còn có thể bị nhiễm những bệnh
mới mà chưa thấy xuất hiện ở ngoài đồng ruộng. Ví dụ Phytopthora
cryptogea sẽ phá hại cây rau diếp trong hệ thống thuỷ canh mà chưa thấy
nói tới trên đồng ruộng [15]. Gần đây người ta đã phát hiện ra một loại
nấm bệnh mới hại rau diếp trồng thuỷ canh. Loại nấm này, như một lớp
mốc lông tơ làm hại rễ cây có tên là Plasmopara lactucaeradicis chưa thấy
nói đến hại bất cứ một loại cây trồng nào trên đồng ruộng [31]. Hơn nữa có
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
23
một số bệnh rễ cây đã không gây thiệt hại lớn trên đồng ruộng nhưng lại
phá hại rất nặng trong kỹ thuật thuỷ canh như bệnh Pythyum dissotocum.
Loại nấm này lần đầu tiên được xác định là nguyên nhân của bệnh thối rễ
trầm trọng đối với rau chân vịt và rau diếp trồng thuỷ canh. Nhưng đến nay
người ta đã loại trừ được bệnh này ra khỏi rễ cây rau diếp trồng thuỷ canh
[30]. Hình như bệnh này có ở khắp mọi nơi trong tự nhiên trên cây rau
diếp, chúng phá hại âm ỉ. Cây bị bệnh không thể hiện rõ triệu chứng, chỉ có
tốc độ sinh trưởng của cây là chậm đi nên khi tất cả các cây trong cùng một
hệ thống đều bị nhiễm bệnh thì rất khó phát hiện vì không có gì để so sánh.
5.3. Các nguồn bệnh và con đường lan truyền trong kỹ thuật thuỷ
canh.
Việc xác định rõ nguồn bệnh tiềm tàng có tác dụng rất lớn đối việc lựa
chọn các giải pháp phòng chống các bệnh hại cây trồng một cách có hiệu
quả. Cũng như với canh tác trên đất, để loại trừ đựơc các bệnh trong kỹ
thuật thuỷ canh được tốt hơn cần phải xác định được các nguồn lây bệnh.
Qua nghiên cứu người ta đã kết luận nguồn bệnh trong thuỷ canh có thể lây
lan từ không khí, hạt giống, giá thể, đất, nước và côn trùng uồn gốc như
trên đã nêu ít có trong không khí. Tuy nhiên có nấm F.o. radicislycopersici
là loại có mặt cả trong không khí nhưng có sức phá hại rất lớn đối với canh
tác thuỷ canh. Loại nấm này phá cả rễ và ngọn cây cà chua. Bào tử nấm
này có nguồn gốc từ không khí và đã dược xác định là nguồn chính truyền

bệnh vào nhà kính [41].
- Hạt giống: Cũng có ít bệnh lan truyền qua con đường hạt giống đối
với kỹ thuật thuỷ canh. Đến năm 1994, người ta mới phát hiện được 2 lọai
bệnh lây qua con đường hạt giống ở canh tác thuỷ canh đó là: Bệnh do vi
khuẩn Clavibacter michiganense [26] và bệnh virus gây hoại tử cây dưa
được lan truyền bằng nấm Olpidium radicale. Vì vậy khi đã có mặt trong
cây giống hoặc hạt giống thì virus này sẽ được lan nhanh thông qua các
vector truyền bệnh là nấm [25].
- Đất: Trong đất rất nhiều mầm bệnh nhưng kỹ thuật thuỷ canh lại
không dùng đất. Tuy nhiên đất vẫn có thể là nguồn lây truyền bệnh cho cây
trồng ở hệ thống thuỷ canh thông qua hai khía cạnh sau: Đất bám theo
giày, dép của người lao động, từ đó nó có thể cung cấp bào tử nấm cho môi
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
24
trường trong vườn thuỷ canh. Hoặc có một số hệ thống thuỷ canh đặt ngay
sát mặt đất là nơi thuận tiện cho việc nhiễm bệnh từ đất vào hệ thống
[33,tr.1131].
- Giá thể: Những giá thể trơ sử dụng trong hệ thống thuỷ canh như len
đá, trấu hun, cát nếu không khử trùng cẩn thận, nhất là khi sử dụng lại sẽ
là nguồn lây bệnh hại lớn đối với cây trồng trong kỹ thuật này. Ví dụ người
ta đã xác định cát sông đã rửa có thể vẫn nhiễm nhiều loại bệnh hại cây
trồng, và đã được xác định là một nguồn chính đưa bệnh Pythium
aphanidermatum và bệnh Pythium dissotocum vào trong hệ thống thuỷ
canh [28]. Kinh ngiệm của chúng tôi cho thấy sử dụng formaldehyt để xử
lý mầm bệnh trong giá thể trước khi sử dụng là rất tốt.
- Nước: Nguồn nước sử dụng để pha dung dịch dinh dưỡng có thể là
một nguồn lớn mang theo mầm bệnh hại cây trồng thuỷ canh. Nước ao hồ,
nước sông suối thường bị nhiễm bệnh; nước giếng thì ngược lại. Có 2 cách
ngăn ngừa ở đây là khử trùng nước trước khi dùng hoặc sử dụng nước
sạch. Ví dụ năm 1988 ở Anh bị thiệt hại nhiều đối với cây rau diếp trồng

thuỷ canh do sử dụng nguồn nước sông có chứa nấm Pythium dissotocum.
Tháng 10 năm 1989, một ông nông dân ở nước Anh ngẫu nhiên thấy rằng
khi ông ta không sử dụng nước sông nữa mà sử dụng nước giếng đào sâu
140 m để dùng trong hệ thống thuỷ canh thì rau của ông không còn bị bệnh
này nữa [33, tr.1132].
- Côn trùng: Mặc dù thuỷ canh thường được tiến hành trong nhà kính
hoặc nhà màn có tác dụng che chắn côn trùng nhưng nhiều khi côn trùng
vẫn là những “vector” truyền bệnh đối với bệnh hại cây trồng trong thuỷ
canh. Ví dụ các giống ruồi biển (Scatella stagnalis) và ruồi ty (Bradysia
spp) [33, tr.1132]. Ruồi ty chỉ truyền bệnh Pythium aphanidermatum [48],
còn ruồi biển thì truyền các bệnh như: Thielaviopsis basicola [34], [35],
F.o. radicis lycopersici [21]. Chúng có thể truyền bệnh bằng 2 cách sau:
Mầm bệnh do ấu trùng ruồi ăn vào, tồn tại trong nó. Hoặc ruồi trưởng
thành có thể chứa bệnh do nhiễm tự nhiên hay hút phải những cây bị bệnh.
Người ta thấy rằng khoảng 95 % ruồi trưởng thành và 85 % ấu trùng có
chứa mầm bệnh của những cây trồng thuỷ canh. Ngoài việc truyền bệnh
nấm, ruồi biển còn truyền bệnh vi khuẩn đối với các cây trồng thuỷ canh
Chuyªn ®Ò tiÕn sü NguyÔn Minh Chung
25