Chuyên đề PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu KHOÁNGVÀ ỨNG DỤNG TRONG TRỒNG TRỌT

 

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
NGÀNH SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Chuyên đề:
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOÁNG
VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRỒNG TRỌT


 

TP. HCM, ngày 11 tháng 04 năm 2022.


 

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGÀNH SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Chuyên đề:
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOÁNG
VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRỒNG TRỌT

Thực hiện: Nhóm 1, Sáng Thứ Sáu
GVHD: ThS. Lương Thị Lệ Thơ 
Thành viên:
46.01.401.042 Nguyễn Thành Duy
46.01.401.081 Nguyễn Thị Ngọc Huệ
46.01.401.179 Nguyễn Thị Hoài Nhi

46.01.401.205 Nguyễn Thị Hà Phương
46.01.401.216 Phan Trần Ngọc Quỳnh
46.01.401.267 Phan Huỳnh Phương
Thuỳ
46.01.401.297 Lê Trần Thanh Trúc
46.01.401.314 Hồ Phan Ngọc Uyên


 

TP. HCM, ngày 11 tháng 04 năm 2022.


 

Mục lục
1. Tổng quan---------------------------------------------------------------------------------------1
2. Phương pháp phân tích thực vật -------------------------------------------------------------2
2.1. Đặc điểm---------------------------------------------------------------------------------------2
2.1.1. Tầm quan trọng của phương pháp phân tích thực vật---------------------------------2
2.2.2. Quy trình của phương pháp phân tích thực vật----------------------------------------2
2.2. Ứng dụng--------------------------------------------------------------------------------------6
2.2.1. Khả năng hấp thụ vi lượng (Cu, Fe, Zn và Mn) của cây bắp lai ở các mơ hình
ln canh trên dất phù sa khơng bồi ở ĐBSCL------------------------------------------------6
2.2.2. Sử dụng các phương pháp phân tích thực vật để xác định mơ hình trồng tối ưu
và ứng dụng nitơ cho cải dầu mùa đông--------------------------------------------------------7
3. Phương pháp thuỷ canh------------------------------------------------------------------------9
3.1. Đặc điểm---------------------------------------------------------------------------------------9
3.1.1. Tầm quan trọng của phương pháp thuỷ canh------------------------------------------9
3.1.2. Quy trình của phương pháp thuỷ canh-------------------------------------------------11

3.1.3. Các hệ thống thuỷ canh cơ bản---------------------------------------------------------12
3.2. Ứng dụng-------------------------------------------------------------------------------------13
3.2.1. Trồng rau thuỷ canh - hướng phát triển nơng nghiệp sạch, có doanh thu lớn----13
3.2.2. Sự tăng trưởng, năng suất và chất lượng của cà chua được trồng bằng phương
 pháp thủy canh------------------------------------------------------------------------------------14
4. Kết luận-----------------------------------------------------------------------------------------15
Tài liệu tham khảo


 

1
1. Tổng quan.
Dinh dưỡng khống khơng thể thiếu cho cây trồng sinh trưởng và phát triển. Vì
vậy, nó là một chủ đề khoa học gắn liền cơ sở lí luận với thực tiễn. Q trình khái thác
sự tiến bộ khơng ngừng được xây dựng trong nhiều thập kỉ qua, cho phép chúng ta
hiểu biết nhiều cơ chế hấp thu dinh dưỡng và chức năng dưỡng chất khống trong q
trình biến dưỡng của cây; song song đó, nhiều ứng dụng tiến bộ trong nơng nghiệp
 bằng việc cung cấp dinh dưỡng khống thơng qua phân bón đã làm tăng năng suất cây
trồng.
Sẽ có nhiều cơng cụ để đánh giá trạng thái dinh dưỡng của thực vật. Phân tích
thực vật là một phương pháp hiệu quả vì nó sử dụng chính cây trồng như một bộ phận
chiết xuất chất dinh dưỡng. Do đó, nó bổ sung cho phân tích hóa học đất và giúp dự
đoán các rối loạn dinh dưỡng trước khi xuất hiện các triệu chứng trực quan trong mô
thực vật. Bằng phương pháp phân tích thực vật có thể xác định nhu cầu dinh dưỡng
nuôi cấy và xuất khẩu, xác định sự thiếu hụt dinh dưỡng gây ra các triệu chứng tương
tự, đánh giá tình trạng dinh dưỡng, giúp quản lý các chương trình bón phân và chẩn
đốn về mức độ chất dinh dưỡng trong các cơ quan thực vật đa dạng.
Thủy canh là một phương pháp nông nghiệp bền vững, có lợi nhuận và cơng
nghệ thân thiện với mơi trường để trồng cây mà không cần đất. Đây là cơ sở cho một

nền nông nghiệp hiện đại, phát triển nhanh chóng, có thể thống trị sản xuất thực phẩm
trong tương lai. Dung dịch dinh dưỡng và cách quản lý nó là nền tảng của một hệ
thống thủy canh thành công và là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến sản lượng và
chất lượng cây trồng, điều này phần lớn phụ thuộc vào mức độ thu nhận chất dinh
dưỡng của cây trồng từ dung dịch dinh dưỡng. Việc cung cấp cân bằng các chất dinh
dưỡng là điều kiện tiên quyết để sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên và ổn định độ
 pH của dung dịch, độ dẫn điện, mức độ O 2 và nhiệt độ là điều cần thiết để đạt được
năng suất cây trồng tối ưu trong hệ thống thủy canh.
Dựa trên các tài liệu, sách tham khảo, và kiến thức thực tế, chuyên đề này do
nhóm thực hiện đề cập tới đặc điểm gồm tầm quan trọng và quy trình cũng như ứng
dụng trong trồng trọt của phương pháp phân tích thực vật và phương pháp thuỷ canh.
 Nhằm hệ thống hoá các kiến thức cơ bản và chuyên sâu về phương pháp nghiên cứu


 

2
khoáng và ứng dụng trong trồng trọt hiện đại.


 

3
2. Phương pháp phân tích thực vật.
2.1. Đặc điểm.

2.1.1. Tầm quan trọng của phương pháp phân tích thực vật.
Phương pháp phân tích được dùng để xác định sự hiện diện các nguyên tố vô cơ 
trong tro thực vật. Tro chứa các nguyên tố vô cơ trong cây, hoặc ở trạng thái ion
khoáng, hoặc là thành phần của các hợp chất hữu cơ. Nhằm dự đốn các vấn đề dinh

dưỡng có khả năng ảnh hưởng đến năng suất cây trồng giữa quá trình lấy mẫu và thu
hoạch. Với quá trình theo dõi tình trạng dinh dưỡng của cây trồng để sản xuất cây
trồng tối ưu. Vì vậy, phương pháp phân tích các chất dinh dưỡng khoáng trong thực
vật là cần thiết để đánh giá chẩn đốn tình trạng dinh dưỡng thực vật.
2.1.2. Quy trình của phương pháp phân tích thực vật.
Phân tích hàm lượng thành phần của tồn cây hoặc từng bộ phận tùy theo mục
đích của nó. Để ước tính hàm lượng dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng trong suốt mùa
sinh trưởng của nó, cần phải tính tổng lượng chất dinh dưỡng được hấp thụ.
Để phân tích các yếu tố thực vật, một quá trình chuẩn bị mẫu là cần thiết để làm
khô và nghiền nát cây, và phương pháp phân hủy thực vật được chia thành một
 phương pháp phân hủy khơ, trong đó cây nghiền được đốt ở nhiệt độ cao và sau đó
 phân tích tro, và một phương pháp phân hủy ướt phân hủy bằng axit mạnh. Phân hủy
khơ địi hỏi lị tăng lên khoảng 500 đến 600°, nhưng khơng cần thiết phải liên tục kiểm
tra tình trạng của mẫu. Các phương pháp phân hủy ướt có thể được phân hủy với sự
hiện diện của các tấm nóng và các cơ sở khói, nhưng thời gian phân hủy kéo dài, mẫu
 phải được quan sát định kỳ và các yếu tố có thể được phân tích khác nhau tùy thuộc
vào loại phân. Do đó, tùy thuộc vào đặc điểm của ngun tố cần phân tích, có thể chọn
liệu các phương pháp phân hủy khơ và ướt có khả thi hay không. Phân hủy ướt thường
 bị phân hủy bằng cách sử dụng các thiết bị phân hủy vi sóng khi phân tích các ngun
tố vi lượng vì hầu hết các kim loại dễ bay hơi bị mất trong quá trình phân hủy và có
nguy cơ ơ nhiễm.
Phân tích ngun tố của chất lỏng phân huỷ thực vật được xác định bằng phương
 pháp chuẩn độ thay đổi pH và phương pháp định lượng so màu, và axit silicic và tổng
lưu huỳnh được định lượng ở dạng cặn hoặc kết tủa. Vì phương pháp này khó phân


 

4
tích từng nguyên tố nên quang phổ plasma ghép cảm ứng (ICP) được sử dụng để phân

tích đồng thời các cation như K, Ca và Mg.
Mẫu thực vật
khô

 Nghiền và
cân

Đốt ra tro

Thuỷ phân

Chiết

H2SO4 –
HClO4

HNO3 –H2SO4

H2O2 –H2SO4

Cl, SiO2, T –S

T – N, P, H,
Ca, Mg, Na,
SiO2

P, K, Ca, Mg,
 Na

T – N, P, K,

Ca, Mg, Na,
SiO2

Hình 1: Sơ đồ quy trình của phương pháp phân tích thực vật.
Các phương pháp phân hủy thực vật và phương pháp phân tích nguyên tố do
Phịng Phát triển Nơng thơn thuộc Viện Khoa học Nơng nghiệp Quốc gia Hàn Quốc
(NIAST, 2000) đề xuất như sau:
Phương pháp H2SO4 –HClO4: 0,5 g mẫu khô đã nghiền thành bột khoảng 40
mesh được cân trong bình Erlenmeyer để phân hủy và đồng thời. Thêm 1 ml H 2SO4 và
10 ml dung dịch HClO 4 50%. Đặt lên bếp điện trong tủ hút và đun ở nhiệt độ thấp lúc
đầu sau đó tăng nhiệt độ dần dần, nhiệt độ phân hủy thích hợp là khoảng 310 ~ 410°C.
Sau khi phân hủy, nó được làm lạnh và khơng. Lọc qua bình định mức 100 ml bằng
giấy lọc và thêm nước cất để điều chỉnh dịch lọc đến 100 ml. Phần còn lại trên giấy lọc


 

5
được dùng để định lượng SiO 2 và phần dịch lọc được dùng để định lượng TN, P, K,
Ca, Mg, Na.
Phương pháp HNO3 –H2SO4:  Thêm 20 ml dung dịch HNO 3 – H2SO 4 (1: 1)
vào 2g mẫu khô đã được nghiền thành bột khoảng 40 mesh trong bình Erlenmeyer để
 phân hủy. Từ bếp điện được nung nóng dần đến nhiệt độ thấp cho đến khi bay hết
khí NO2 có màu nâu đỏ, sau đó tiếp tục nung ở nhiệt độ cao dần trong khoảng 1 giờ thu
được dung dịch phân huỷ trong.  Sau khi làm nguội dung dịch phân hủy, 2-3 ml dung
dịch hòa tan. Thêm HCl, thêm khoảng 50ml nước cất và đun nhẹ. Sau một thời gian,
hạ nhiệt, lọc bằng giấy lọc và thêm nước cất để điều chỉnh dịch lọc đến 250 ml.
Phương pháp H2O2 –H2SO4: 0,5 g mẫu khơ cho vào bình micro-Kjeldahl và sau
đó conc. Thêm 5ml H 2SO4. Đặt lên bếp điện trong tủ hút và đun đến nhiệt độ thấp lúc
đầu sau đó thêm 0,5 ml H 2O2 vào mỗi lần đun đến nhiệt độ cao dần dần. Vừa đun vừa

thêm H2O2 cho đến khi dung dịch phân hủy trở nên trong suốt. Lọc bằng giấy lọc,
thêm nước cất và điều chỉnh dịch lọc đến 100 ml.
Nitrogen
Tổng hợp Nitơ: Chuẩn bị 10-20 ml dung dịch axit boric 2% trong để nhận NH 4+.
Lấy 10 ml dung dịch phân hủy, cho vào bình Kjeldahl, thêm 10 - 20 ml dung dịch
 NaOH 45%, kiềm hóa chất lỏng và bắt đầu chưng cất, ngừng chưng cất khi chất cất
trong nước đạt khoảng 70 ml. Sau khi chuẩn độ lượng chứa của mẫu trắng bằng
0,01NH2SO4, lượng thu được khi chưng cất dung dịch phân hủy được chuẩn độ bằng
0,01NH2SO4. Điểm mà màu xanh lam đến màu hồng xuất hiện là điểm cuối (Baethgen
và Alley, 1989). Cần lưu ý rằng hơi nước trong ống chưng cất Kjeldahl khơng được rị
rỉ và nhiệt độ của dịch cất khơng được vượt quá 50°C.
 N (%) = (TB) × f × nồng độ axit sulfuric (0,01) × 14 × 100 / khối lượng mẫu (g)
T: ml dung dịch axit sunfuric tiêu chuẩn cần thiết để chuẩn độ mẫu
B: ml dung dịch axit sunfuric tiêu chuẩn được sử dụng để chuẩn độ mẫu trắng
f: Giá trị hiệu chỉnh của dung dịch chuẩn axit sunfuric
Phosphate
Phương pháp Vanadate: 10 mL dung dịch phân hủy được lấy trong bình dao
mổ 50 mL, trộn với dung dịch amoni meta vanadate 10 mL, phản ứng trong lồng ấp


 

6
30°C. trong 15 phút để phát triển và sau đó hấp thụ được đo ở 470 nm. Khối lượng của
mẫu thực vật bị phân hủy trong quá trình tiền xử lý được phân hủy và lọc, do đó lượng
dung dịch phân hủy được pha loãng và nhiều.
P2O5 (mg.kg-1) = Đo lường (mg.kg -1) × mẫu pha lỗng × 2,29
Calcium
Phương pháp EDTA chuẩn độ 5 mL dung dịch thuỷ phân được đặt trong một
 bình hình tam giác 100 mL, 20 mL nước cất, sau đó 8M NaOH 5 mL, 10% KCN được

thêm vào khoảng 1 mL, lắc tốt, và sau đó thêm khoảng 0,1 g chỉ số trộn 2-hydroxy-1(2-hydroxy-4-sulfo-1-naphthylazo)-3-naphthoic axit 0,5 g và

K2SO4

 50 g và titrate với

0,005N EDTA cho đến khi nó đạt đến màu xanh.
Ca (%) = EDTA (mL) × Normality (0,005) × 20,04 × 100/5 × 1000/1 × 100/Khối
lượng mẫu (g) × 1,4
Magnesium
Phương pháp chuẩn độ EDTA: Cho 5 ml dung dịch phân hủy vào bình tam
giác 100 ml, thêm 20 ml nước cất, sau đó thêm 5 ml dung dịch đệm NH 4Cl NH 4 OH. Thêm 1 ml Na 2 OH · HCl 10% hoặc KCN 10%, và sau đó 0,5 g 1-hydroxy2-naphthylazo-6-nitro-2-2naphthol-4-sulfonate) và 50 g K 2 SO 4 được trộn đều. Thêm
khoảng 0,1 g và chuẩn độ bằng EDTA 0,005N cho đến khi chuyển sang màu xanh
lam. Ở đây, giá trị chuẩn độ là Ca + Mg, và nó được tính bằng cách trừ đi giá trị chuẩn
độ của Ca (Barrows và Simpson, 1962).
Mg (%) = EDTA (ml) × Định mức (0,005) × 12,15 × 100/5 × 1000/1 × 100 /
trọng lượng mẫu (g) × 1,66
Mangan
Phương pháp amoni persulfat Lấy 20-25 ml dung dịch phân hủy trong cốc 150
ml, làm bay hơi trên bếp điện và làm nguội đến HgSO 4 và đồng thời. HNO 3, 3N NH 4 H 2 PO 4, AgNO 3 Sau khi thêm dung dịch hỗn hợp, pha loãng dung dịch thành
khoảng 90 ml. Thêm 1 g (NH 4) 2 S 2 O 3 vào, đun sôi khoảng 2 phút đến khi đủ màu, để
nguội, chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm đầy đến vạch mức, lắc đều, và đo ở 
 bước sóng 540 nm.
Mn (mg.kg-1) = giá trị đo được (mg.kg -1) × 100 / khối lượng mẫu (g) × hệ số pha lỗng


 

7
Boron

Phương pháp curcumin: 0,2 g mẫu đã làm khô được đưa vào ống ly tâm 50 ml
 polyetylen, thêm 10 ml HCl 0,5N, đậy nút, lắc trong 2 giờ và ly tâm ở tốc độ 3.000
vòng/ phút trong 15 phút. Lấy 1 ml phần nổi trên đĩa bay hơi, thêm 4 ml dung dịch
nước curcumine, làm bay hơi đến khô trong nồi cách thủy 55°C, để yên trong 15 phút
và hòa tan kỹ bằng 25 ml etanol 95%. 2 Lọc bằng giấy lọc. Tại thời điểm này, một vài
ml dung dịch đầu tiên được loại bỏ và dung dịch tiếp theo được đo ở bước sóng 540
nm (Dible và cộng sự, 1954).
B (mg kg-1) = giá trị đo (mg kg -1) × HCl (ml) / trọng lượng mẫu (g)
Clorua
Phương pháp canxi oxit Cho 1 g mẫu khô vào đĩa bay hơi, thêm canxi oxit
(khoảng 1/4 khối lượng mẫu) và nước cất, khuấy đều cho đến khi thành dạng sệt. Đốt
mẫu này trong lò điện ở 550 ° C trong 90 phút, để nguội, thêm 15 ml nước, đun trên
 bếp điện hoặc nồi cách thủy sôi, lọc cặn bằng giấy lọc số 1 trong tủ sấy. dùng đũa thủy
tinh. Thêm 10 ml nước nóng vào mẫu cịn lại trong đĩa làm bay hơi và lọc hoàn
toàn. Thêm axit axetic vào dịch lọc sao cho pH của dung dịch khoảng 6 - 7, thêm 5
giọt kali cromat, chuẩn độ bằng AgNO 3 0,05N đến khi chuyển sang màu nâu đỏ.
Cl (%) = 0,05N AgNO 3 (ml) × 1,77 / 10
1,77: 1,77 ml Cl trên 1 ml AgNO 3 0,05N
Silicat
Khi phân hủy bởi H 2SO4 –HClO4 hoặc H2O2 – H2SO4, cặn còn lại trên giấy lọc
được cho vào nồi nấu từ và cacbon hóa trước trong lị điện trong tủ hút, sau đó đưa vào
lị điện ở 600°C trong khoảng 2 giờ.
Phép đo độ hấp thụ nguyên tử hoặc máy đo quang phổ plasma ghép cảm
ứng: Lấy một lượng nhất định dung dịch phân hủy và đo nó bằng máy quang phổ hấp
thụ nguyên tử (AAS) hoặc máy quang phổ plasma ghép cảm ứng (ICP) (Huang và
Schulte, 1985). Nếu hàm lượng của mỗi ngun tố cao thì pha lỗng để có thể đưa vào
đường chuẩn của dung dịch chuẩn.
2.2. Ứng dụng.

2.2.1. Khả năng hấp thụ vi lượng (Cu, Fe, Zn và Mn) của cây bắp lai ở các mơ hình

 

8
luân canh trên dất phù sa không bồi ở ĐBSCL.
(i) đánh giá khả năng hấp thu vi lượng của cây bắp lai trên các mơ hình ln canh
 bắp lai với đậu xanh, mè và ớt; (ii) khảo sát sự phân bố nồng độ dưỡng chất vi lượng
trong các bộ phận của cây bắp. Thí nghiệm nơng trại được thực hiện trên 6 nơng hộ,
với diện tích mỗi lơ thí nghiệm 36 m2 tại An Phú - An Giang. Các nghiệm thức gồm
(i) bắp-bắp-bắp-bón phân theo phương pháp SSNM; (ii) bắp-đậu xanh-bắp; (iii) bắpmè-bắp; (iv) đậu xanh-bắp-bắp; (v) đậu xanh-ớt-bắp và (vi) bắp-bắp-bắp- bón phân
theo nơng dân theo thứ tự vụ Xn Hè, Hè Thu và Đơng Xn. Kết quả thí nghiệm cho
thấy luân canh bắp lai với đậu xanh, mè và ớt chưa làm gia tăng hấp thu vi lượng Cu,
Fe, Zn và Mn qua ba vụ canh tác. Cây bắp lai lấy đi lượng dưỡng chất sắt là lớn nhất
và đồng là nhỏ nhất trong bốn vi lượng trên. Hàm lượng Cu, Fe, Mn tập trung chủ yếu
trong lá bắp trong khi Zn lại phân bố phần lớn trong hạt bắp. Lượng dưỡng chất Cu,
Fe, Zn và Mn trung bình của các nghiệm thức lấy đi theo thứ tự là 169; 2996; 408; 240
g ha-1 vào vụ Đông Xuân trên đất phù sa không bồi An Phú - An Giang.

Hình 2: Mơ hình ln canh đối với cây ớt, ngơ ngọt, bí đỏ tại An Phú – An Giang.
2.2.2. Sử dụng các phương pháp phân tích thực vật để xác định mơ hình trồng tối ưu
và ứng dụng nitơ cho cải dầu mùa đông.
Cải dầu là một trong những cây lấy dầu quan trọng nhất trên toàn cầu. Việc áp
dụng phương pháp canh tác thích hợp (mơ hình trồng và lượng nitơ) là cần thiết để đạt
được năng suất, chất lượng và hiệu quả sử dụng tài nguyên cao. Hai kiểu trồng: trồng
màng phủ và trồng theo rãnh (RFMF) và trồng bằng phẳng (FP), và sáu lượng nitơ 
(N): 0 (N0), 60 (N60), 120 (N120), 180 (N180), 240 (N240), và 300 (N300) kg N ha – 
1 được bón trong ba vụ trồng trọt (2014–2017). Ba phương pháp phân tích quyết định

 

9
tồn diện: phân tích thành phần chính, phân tích mức độ tương quan xám và khối
lượng entropy kết hợp và kỹ thuật động lực học để ưu tiên thứ tự tương tự với phương
 pháp dung dịch lý tưởng được sử dụng để đánh giá các chỉ số sinh trưởng và sinh lý,
hấp thu chất dinh dưỡng, năng suất, chất lượng, thoát hơi nước, và hiệu quả sử dụng
nước của cây cải dầu mùa đơng. Mơ hình trồng trọt, lượng nitơ và sự tương tác của
chúng ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu nói trên. Mẫu RFMF tăng đáng kể tất cả các
chỉ số so với mẫu FP. Việc bón N cũng làm tăng rõ rệt tất cả các chỉ tiêu ngoại trừ hàm
lượng dầu hạt, nhưng năng suất, sản lượng dầu và hiệu quả sử dụng nước đều giảm khi
lượng phân N vượt quá 180 kg N ha – 1 theo FP và 240 kg N ha – 1 theo RFFM. Kết
quả đánh giá của ba phương pháp phân tích quyết định tồn diện chỉ ra rằng mơ hình
trồng RFMF với 240 kg N ha – 1 là phương pháp canh tác thích hợp cho cải dầu vụ
đơng ở tây bắc Trung Quốc. Những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng để tối đa hóa
năng suất, tối ưu hóa chất lượng và nâng cao hiệu quả sử dụng tài ngun của cải dầu
vụ đơng.

Hình 3: Sơ đồ các mơ hình canh tác của cải vụ đơng.


 

10
3. Phương pháp thuỷ canh.
3.1. Đặc điểm.

3.1.1. Tầm quan trọng của phương pháp thuỷ canh
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.
Cơ sở khoa học và lịch sử phát triển:  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 khơng 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, 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 khơng có giá thể rắn để trồng cây. Có thể kể đến một số người đầu tiên
đã dùng cát hoặc các giá thể trợ 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
ngun 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 tó cơ bản kể trên nếu thiếu bất kỳ một nguyên
tố nào trong số đó, cây cũng khơng thể hồn tất được chu kỳ sinh trưởng, phát triển
của mình một cách bình thường.


 

11
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

khoáng, ánh sáng, sự lưu thơng khơng khí... mà khơng phụ thuộc vào mơi trường trồng
có đất hay khơng? Cho nên chúng ta hồn tồn có thể trồng cây mà khơng cần sử dụng
đất, chỉ cần đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của cây về dinh dưỡng như nêu ở trên.
Ưu điểm: 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 khơng 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 xơng hơi - việc này khó khăn và tốn kém, trong khi đó
các hệ thống thuỷ canh chỉ cần thau rửa bằng formaldehyt lỗng 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 thụ 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). 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). 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 % do có thể trồng được liên tục. Ngồi ra thuỷ canh cịn
một số ưu điểm như không cần đất, chỉ cần không gian đặt hộp, có thể trồng được trái
vụ, khơng phải sử dụng thuốc trừ sâu.
Nhược điểm: 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: Vì trong đất tính đệm hố 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


 

12
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.
3.1.2. Quy trình của phương pháp thuỷ canh.
Gieo ươm hạt giống: Gieo hạt vào rọ có chứa giá thể bằng mụn dừa ẩm hoặc
mút xốp từ 01 đến 03 hạt/rọ tùy giống rau. Hạt được gieo sâu khoảng 01 cm, sau đó
 phủ 01 lớp mỏng mụn dừa lên phía trên. Đặt trong khu vực gieo ươm cây con, khu vực
khơng có nắng. Phun sương tạo ẩm ngày 02 lần giúp hạt nhanh nảy mầm. Khi cây con
cao khoảng 1-2 cm thì chuyển cây con ra giàn ươm có chứa dung dịch dinh dưỡng,
dưới lưới che nắng khoảng 60% để nhận ánh nắng mặt trời giúp cây quang hợp. Cây
rau đặt trên giàn ươm từ 1-2 ngày, tùy theo loại rau. Sau đó, tiến hành điều chỉnh cho
nắng chiếu trực tiếp vào cây trong thời gian từ 7-10 ngày và tiến hành chuyển cây vào
hệ thống máng thủy canh.
Chuyển cây vào hệ thống máng thuỷ canh: Chuyển lên hệ thống máng thủy
canh những cây khỏe mạnh, khơng có dấu hiệu còi cọc kém phát triển hay héo lá, vàng
lá, đen gốc, đen rễ, thối rễ. Lưu ý, không làm cho cây bị gãy, dập lá, hoặc đứt rễ trong
quá trình di chuyển.
Bổ sung dung dịch thuỷ canh cho hệ thống: Dung dịch thủy canh đối với giai
đoạn cây còn nhỏ có hàm lượng dinh dưỡng biểu hiện qua chỉ số EC khoảng 1-1,2
mS/cm; giai đoạn cây lớn có EC khoảng 1,2-1,5 mS/cm. Cung cấp dinh dưỡng cho cây
rau ăn lá có thể thực hiện định kỳ 07 ngày/lần hoặc sau mỗi lần kiểm tra.
Bổ sung nước vào hệ thống: Trong quá trình trồng, tùy thuộc vào thời tiết và độ
 phát triển của cây rau mà lượng nước trong hệ thống sẽ bị hao hụt. Do vậy, cần quan
sát và bổ sung thêm nước vào thùng chứa để tránh bị cạn nước. Nguồn nước sử dụng
để pha dung dịch dinh dưỡng bổ sung cho hệ thống là nước sạch, đủ điều kiện trồng
rau.
Chăm sóc cây: Trong q trình trồng cần tiến hành tỉa lá già. Rau trồng trong
nhà màng nên kiểm soát được các loại côn trùng gây hại. Tuy nhiên, nếu kiểm sốt
khơng tốt trong q trình trồng và chăm sóc thì cũng có một số đối tượng gây hại như

ruồi đục lá, nên dùng bẫy màu để bắt thành trùng gây hại.
Thu hoạch: Cây rau sau khi trồng từ 3-4 tuần tuổi, tùy thuộc vào từng loại rau


 

13
thì tiến hành thu hoạch. Thời gian thu hoạch nên vào buổi sáng, trước 9 giờ hoặc buổi
chiều, sau 16 giờ để tránh cây khỏi bị héo khi thu hoạch. Thu hoạch: phải thu hoạch
nguyên rọ bằng cách lấy rọ rau đến ngày thu hoạch ra khỏi hệ thống, để vào một khay
riêng mang vào khu vực đóng gói. Đối với những loại rau trồng nhiều cây trong cùng
01 rọ thì cũng lấy rọ ra khỏi hệ thống. Tuyệt đối không được đặt vào hệ thống rọ đã
thu hoạch một số cây đã bị cắt ngang khi thu hoạch, phần gốc và rễ còn lại sẽ bị chết,
nếu đặt lại vào hệ thống sẽ làm hư dung dịch dinh dưỡng và đồng thời lây bệnh cho
các cây còn lại trong hệ thống. Tránh gây tổn thương cơ giới khi thu hoạch rau: Nếu bị
va chạm nhiều trong quá trình thu hoạch, vận chuyển cây rau dễ bị dập nát, hư hỏng
nhanh chóng.
3.1.3. Các hệ thống thuỷ canh cơ bản.
Hệ thống dạng bấc (wick system): Hệ thống dạng bấc là dạng đơn giản nhất và
có cấu tạo tương tự như sợi bấc trong đèn dầu, hút dầu lên để duy trì sự cháy. Đặt một
đầu của sợi bấc sao cho chạm vào phần rễ cây. Đầu kia của bấc chìm trong dung dịch
dinh dưỡng. Sợi bấc này sẽ làm nhiệm vụ hút nước và dung dịch dinh dưỡng lên cung
cấp cho rễ cây. Như vậy cây sẽ có đủ nước và chất dinh dưỡng để phát triển.
Hệ thống thuỷ canh tĩnh (water culture): Thủy canh là hệ thống thường được
lựa chọn để nuôi cấy rau xà lách, loại cây phát triển mạnh khi gặp nước. Phần bệ giữ
các cây thường làm bằng chất dẻo xốp như styrofoam và đặt nổi ngay trên dung dịch
dinh dưỡng, rễ cây ngập chìm trong nước có chứa dung dịch dinh dưỡng. Vì mơi
trường thiếu khí oxy nên cần có một máy bơm khí để cung cấp oxy cho rễ. Hệ thống ít
tốn kém, có thể tận dụng bể chứa nước hay những bình chứa khơng rỉ khác (hình 4).
Hệ thống ngập và rút định kì (ebb và flow system): Không giống như hệ thống

thủy canh ở trên, đối với hệ thống này, phần rễ cây luôn chìm trong nước chỉ thích hợp
cho một số ít cây trồng. Hệ thống ngập và rút định kỳ có một máy bơm điều khiển để
có thể bơm dung dịch dinh dưỡng vào khay trồng và rút ra theo chu kỳ đã được định
sẵn. Như vậy, rễ cây sẽ có những lúc không ngập trong nước để “thở” một cách tự
nhiên. Hệ thống này có thể dùng để trồng cà chua, khoai tây (hình 5).
Hệ thống nhỏ giọt (Drip systems): Hệ thống nhỏ giọt là loại hệ thống thủy canh
được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Máy bơm sẽ bơm dung dịch dinh dưỡng lên,


 

14
nhỏ trực tiếp vào gốc của cây trồng bởi những đường ống nhỏ giọt theo định kỳ. Dung
dịch dinh dưỡng dư chảy xuống sẽ được thu hồi trong bể tái sử dụng. Như vậy, hệ
thống này sử dụng dung dịch dinh dưỡng khá hiệu quả, nước dư ra được tái sử dụng,
khơng bị hao phí.

  Hình 4: Hệ thống thuỷ canh tĩnh.

Hình 5: Hệ thống ngập và rút định kì.

Hệ thống “màng dinh dưỡng (Nutrient Film Technique):   Trong hệ thống
màng dinh dưỡng, dung dịch dinh dưỡng được bơm liên tục vào khay trồng và chảy
qua rễ của cây, sau đó chúng chảy về bồn chứa để tái sử dụng. Hệ thống màng dinh
dưỡng không cần dùng thêm chất trồng, giúp tiết kiệm chi phí thay chất trồng sau mỗi
vụ trồng. Hệ thống này thường sử dụng trong quy mô lớn với mục đích thương mại
(hình 6)
Khí canh (Aeroponics): Là hệ thống thủy canh có kỹ thuật phức tạp nhất. Ở hệ
thống này, rễ cây phơi trong khơng khí và được tưới phun sương bằng dung dịch dinh
dưỡng. Việc phun sương thường được thực hiện vài phút một lần. Như vậy, cây vừa có

đủ dinh dưỡng và ln có khơng khí để sinh trưởng (hình 7).

Hình 6: Hệ thống NFT.

Hình 7: Hệ thống khí canh.

3.2. Ứng dụng.

3.2.1. Trồng rau thuỷ canh - hướng phát triển nơng nghiệp sạch, có doanh thu lớn.
Đi vào hoạt động và xuất bán lứa rau thương mại đầu tiên vào năm 2018, hiện


 

15
nay trang trại rau thủy canh Queen Farm (Thanh Hoá) được đánh giá là mơ hình có
quy mơ lớn nhất hiện nay trên địa bàn tỉnh, góp phần giúp người tiêu dùng có thêm
nhiều lựa chọn cho bữa ăn hàng ngày đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Hiện nay, vườn rau rộng 4.500m 2 của anh Nguyễn Phước Việt Cường (Sóc
Trăng) chủ yếu trồng cải bẹ xanh, cải bó xơi, cải thìa, cải ngọt… Mỗi ngày, cung cấp
cho thị trường trung bình 5 tấn rau cải các loại. Với giá bán bình quân 25.000 đồng/kg,
doanh thu cả năm khoảng 1,5 tỷ đồng.

Hình 8: Thu hoạch cải trồng theo phương pháp thuỷ canh tại vườn.
3.2.2. Sự tăng trưởng, năng suất và chất lượng của cà chua được trồng bằng phương 
 pháp thủy canh.

Hình 9: Hệ thống thủy canh sử dụng giá thể không cần đất để trồng cà chua
trong túi.
Cà chua là một trong những cây rau quan trọng nhất được trồng ở cộng đồng

 Nam Phi. Nghiên cứu cho thấy môi trường sinh trưởng thích hợp để sản xuất cà chua


 

16
trong hệ thống thủy canh được sử dụng là giá thể hạt CF. Nói chung, cây trồng thử
nghiệm hoạt động tốt hơn dưới giá thể hạt CF về các thông số sinh trưởng và chất
lượng quả, do đó dẫn đến kết luận rằng môi trường tăng trưởng CF là lý tưởng cho cà
chua trồng thủy canh trong một ống đa khơng được kiểm sốt về mơi trường.


 

17
4. Kết luận.
Thơng qua các bước phân tích thực vật lần lượt là lấy mẫu, nghiền nhỏ, phân
huỷ, dùng các phương pháp để có được kết quả cuối cùng là hàm lượng khoáng gồm
các nguyên tố đa lượng, vi lượng, các cation. Chứng tỏ phương pháp phân tích thực
vật là một công cụ cơ bản nhưng vô cùng mạnh mẽ để chấn đốn thành phần khống.
Từ đó đưa ra thực tiễn ứng dụng trong trồng trọt, ví dụ như luân canh cây ớt, ngơ ngọt,
 bí đỏ; hay xác định mơ hình trồng trọt tối ưu cho cải dầu vụ đơng.
Phương pháp thủy canh đang cách mạng hóa kỹ thuật sản xuất cây nơng nghiệp
trên tồn thế giới nhờ tác động đến mơi trường tối thiểu, tăng cường kiểm sốt sâu
 bệnh và mang lại năng suất cây trồng cao. Nó cho phép kiểm sốt chính xác hơn các
điều kiện mơi trường mang lại khả năng tăng sản lượng và cải thiện chất lượng cây
trồng, được coi là phương pháp bền vững để trồng cây. Gần đây, ngày càng có nhiều
sự quan tâm đến phương pháp thủy canh hữu cơ, khi thị trường thực phẩm hữu cơ tiếp
tục phát triển và một số nghiên cứu đã báo cáo khả năng trồng rau bằng dung dịch dinh
dưỡng hữu cơ. Ngày nay, công nghệ nuôi trồng thủy canh được sử dụng rộng rãi trong

sản xuất rau, cây cảnh và hoa, ví dụ như xà lách, rau diếp, cà chua, hoa trà, hoa cúc,…
Với quy trình canh tác nghiêm ngặt từ lúc gieo ươm đến khi thu hoạch, đảm bảo chất
lượng, an toàn cùng đa dạng các hệ thống thuỷ canh khác nhau: dạng bậc, thuỷ canh
tĩnh, nhỏ giọt, khí canh, ngập và rút định kì.


 

Tài liệu tham khảo
Ye-Jin Lee, Jwa-Kyung Sung, Seul-Bi Lee, Jung-Eun Lim, Yo-Sung Song,
Deog-Bae Lee, and Suk-Young Hong. (2017). Plant Analysis Methods for Evaluating 
 Mineral Nutrient . Tạp chí Khoa học và Phân bón Đất Hàn Quốc, 93-99.
 Nguyễn Quốc Khương, Lê Văn Dang, Trần Ngọc Hữu và Ngô Ngọc Hưng.
(2017). Khả năng hấp thụ vi lượng (Cu, Fe, Zn và Mn) của cây bắp lai ở các mơ hình
ln canh trên đất phù sa khơng bồi ở ĐBSCL . Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần
Thơ, 81-91.
Du Ya-dan, Cui Bing-jing, Zhang Qian, Sun Jun, Wang Zhen, Niu Wen-quan.
(2020). Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal 
 planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape . ScienceDirect.
2229-2238.
 Nguyễn Minh Chung. (2014). Chuyên đề Nghiên cứu sinh Kĩ thuật Thuỷ canh và
ứng dụng trong sản xuất rau .
Trung tâm Khuyến nông TPHCM. (2020). Trồng rau ăn lá theo phương pháp
thuỷ canh. Sở nông nghiệp và phát triển nơng thơn Thành phố Hồ Chí Minh.
Bùi Thị Thục Anh. (2015). Sản xuất rau sạch theo phương pháp thuỷ canh
hướng đi mới cho nơng nghiệp đơ thị . Tạp chí Thơng tin Khoa học và Cơng nghệ
Quảng Bình.
Elsa Sanchez, Robert Berghage, Nick Flax, Thomas Ford, Francesco Di Gioia.
(2022). Hydroponics Systems and Principles of Plant Nutrition: Essential Nutrients,
 Function, Deficiency, and Excess. The Pennsylvania State University.

Maboloke Abram Maatjie. (2015). Growth, Yield and Quality of Hydroponically
Grown Tomatoes as Affected By Different Particle Sizes of Sawdust . University of 
South Africa.

GoSci.Mid
Khoa học tự nhiên