Nghiên cứu xử lý và sử dụng đạm hữu cơ trong trồng rau bằng hệ thống thủy canh và trên giá thể

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VÀ SỬ DỤNG ĐẠM HỮU CƠ
TRONG TRỒNG RAU BẰNG HỆ THỐNG THỦY CANH
VÀ TRÊN GIÁ THỂ

HÀ NỘI – 02/2023


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VÀ SỬ DỤNG ĐẠM HỮU CƠ
TRONG TRỒNG RAU BẰNG HỆ THỐNG THỦY CANH
VÀ TRÊN GIÁ THỂ

Giáo viên hƣớng dẫn

: GS.TS Nguyễn Quang Thạch

Sinh viên thực hiện

: Hồ Thị Liên

Lớp

: K64CNSHA

MSV

: 645681

HÀ NỘI – 02/2023


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan số liệu, hình ảnh, kết quả đƣợc trình bày trong luận văn
này là trung thực, khơng sao chép bất cứ tài liệu, cơng trình nghiên cứu của ngƣời
khác mà không chỉ rõ nguồn tham khảo.
Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trƣớc hội đồng và nhà
trƣờng.
Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2023
Sinh viên

HỒ THỊ LIÊN

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài “ Nghiên cứu xử lý và sử dụng đạm hữu cơ
trong trồng rau bằng hệ thống thủy canh và trên giá thể” em đ nhận đƣợc rất
nhiều sự gi p đ , t o điều kiện của tập thể l nh đ o Viện Sinh h c Nông nghiệp, H c
viện Nông nghiệp Việt Nam, đƣợc sự quan tâm, gi p đ và dìu dắt tận tình của các
Thầy Cơ giáo, c ng sự cố gắng và n lực của bản thân, em đ hoàn thành kh a luận tốt
nghiệp của mình.

Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh h c, H c
viện Nông nghiệp Việt Nam đ t o điều kiện và gi p đ em trong q trình thực hiện
khố luận tốt nghiệp.
Để hồn thành bài kh a luận này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy
GS.TS Nguyễn Quang Th ch ngƣời đ tận tình hƣớng dẫn và đ ng g p ý kiến quý
báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành bài kh a luận.
Em xin cảm ơn các b n c ng làm kh a luận đ gi p đ mình nhiều trong thời
gian tiến hành nghiên cứu vừa qua.
Một lần nữa em xin cảm ơn Thầy, Cơ và các b n rất nhiều.Trong suốt q
trình thực tập, bƣớc đầu đi vào thực tế, tìm hiểu nhiên cứu khoa h c, kiến thức của
em còn nhiều h n chế và b ng . Do vậy không tránh khỏi thiếu s t, em rất mong
nhận đƣợc những ý kiến đ ng g p quý báu của quý Thầy, Cô và các b n để kiến
thức của em đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Trân tr ng
Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2023

Hồ Thị Liên

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................vii
TÓM TẮT ............................................................................................................... viii

PHẦN 1: MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ................................................................................2
1.2.1. Mục đích ............................................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu..............................................................................................................2
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................... 3
2.1. Tổng quan về nông nghiệp hữu cơ .......................................................................3
2.1.1. Nơng nghiệp hữu cơ là gì? ................................................................................3
2.1.2. Lí do nên sản xuất nơng nghiệp hữu cơ ............................................................ 5
2.2. Giới thiệu khái quát về hệ thống thủy canh .........................................................8
2.2.1. Khái niệm ..........................................................................................................8
2.2.2. Lịch sử phát triển của kỹ thuật thủy canh .........................................................8
2.2.3. Phân lo i hệ thống thủy canh ............................................................................9
2.2.4. Ƣu, nhƣợc điểm của việc sử dụng phƣơng pháp thủy canh ............................11
2.2.5. Kết quả nghiên cứu về trồng rau thủy canh trong và ngoài nƣớc ...................12
2.3. Tổng quan về rau cải bẹ xanh và rau xà lách .....................................................16
2.3.1. Rau cải bẹ xanh ...............................................................................................16
2.3.2. Rau xà lách ......................................................................................................18
2.4. Cá .......................................................................................................................21
PHẦN III: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 23
3.1. Đôi tƣợng, vật liệu .............................................................................................23
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................23

iii


3.1.2. Vật liệu nghiên cứu .........................................................................................23
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu ......................................................23
3.2.1. Địa điểm: .........................................................................................................23
3.2.2. Thời gian tiến hành .........................................................................................23

3.3. Nội dung nghiên cứu và thiết kế thí nghiệm ......................................................24
3.3.1. Nội dung ..........................................................................................................24
3.3.2. Thiết kế thí nghiệm .........................................................................................24
3.3.4. Xử lí số liệu .....................................................................................................29
PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 30
4.1. Kết quả chế t o dung dịch hữu cơ từ xử lý ủ cá bằng phối trộn chế phẩm EM và
KMINA. ....................................................................................................................30
4.2. Kết quả nghiên cứu sử dụng dung dịch đ m cá trồng rau cải xanh và xà lách
trên hệ thống thủy canh .............................................................................................33
4.2.1. Kết quả sử dụng dung dịch đ m cá trồng rau cải xanh và xà lách trên hệ thống
thủy canh ...................................................................................................................33
4.2.2. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch đ m cá đến sinh trƣởng phát triển và năng
suất cải bẹ xanh và xà lách trồng trên hệ thống thủy canh........................................36
4.3. Kết quả nghiên cứu sử dụng dung dịch đ m cá trồng rau cải xanh và xà lách
trên giá thể .................................................................................................................39
4.3.1. Kết quả sử dụng một số dung dịch hữu cơ trồng rau cải xanh và xà lách trên
giá thể ........................................................................................................................39
4.3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch đ m cá đến sinh trƣởng phát triển và năng
suất cải bẹ xanh và xà lách trồng trên giá thể ...........................................................42
4.3.3. Ảnh hƣởng của bổ sung chất hữu cơ làm tăng phẩm chất rau cải xanh, xà lách
từ dung dịch đ m cá, trên giá thể. .............................................................................44
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ..................................................................... 47
5.1. Kết luận ..............................................................................................................47
5.2. Đề xuất ...............................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 48
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 52

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1. Hàm lƣợng dinh dƣ ng c trong 100g cải bẹ xanh …………………..…18
Bảng 3. 1. Cơng thức thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng tỷ lệ chế phẩm tới dung
dịch đ m cá ..…………………………………………………………………….............27
Bảng 4. 1. EC và pH dung dịch đ m cá ở các công thức phối trộn các tỷ lệ chế phẩm
EM và KMINA .........................................................................................................30
Bảng 4. 2. Nồng độ khí thải của dung dịch hữu cơ đ m cá sau 5 ngày ủ .................31
Bảng 4. 3. Thành phần dinh dƣ ng c trong dung dịch hữu cơ đ m cá ...................32
Bảng 4. 4. Ảnh hƣởng của các dung dịch dinh dƣ ng tới cải bẹ xanh trồng trên hệ
thống thủy canh .........................................................................................................34
Bảng 4. 5. Ảnh hƣởng của các dung dịch dinh dƣ ng tới rau xà lách trồng trên hệ
thống thủy canh .........................................................................................................35
Bảng 4. 6. Xác định nồng độ tối ƣu đ m cá tới cải bẹ xanh trồng trên hệ thống thuỷ
canh ...........................................................................................................................37
Bảng 4. 7. Xác định nồng độ tối ƣu đ m cá tới cải bẹ xanh trồng trên hệ thống thuỷ
canh ...........................................................................................................................38
Bảng 4. 8. Ảnh hƣởng của các dung dịch dinh dƣ ng tới rau cải bẹ xanh trồng trên
giá thể ........................................................................................................................39
Bảng 4. 9. Ảnh hƣởng của các dung dịch dinh dƣ ng tới rau xà lách trồng trên giá
thể ..............................................................................................................................41
Bảng 4. 10. Xác định nồng độ tôi ƣu đ m cá tới rau cải bẹ xanh trồng trên giá thể.42
Bảng 4. 11. Xác định nồng độ tối ƣu đ m cá tới xà lách trồng trên giá thể .............43
Bảng 4. 12. Xác định nồng độ bột rong biển Seaweed bổ sung vào dung dịch đ m
cá thích hợp gi p tăng năng suất cải bẹ xanh trồng trên giá thể ...............................44
Bảng 4. 13. Xác định nồng độ bột rong biển và humic acid thích hợp tăng hiệu quả
đ m cá ở xà lách trồng trên giá thể ...........................................................................45

v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2. 1. Tình hình nghiên cứu cơng nghệ thủy canh trên thế giới………..…….....13
Hình 4. 1. Chế t o dung dịch đ m cá ........................................................................33
Hình 4. 2. Rau cải bẹ xanh trồng trên hệ thống thủy canh bằng các dinh dƣ ng khác
nhau ...........................................................................................................................35
Hình 4. 3. Rau xà lách trồng trên hệ thống thủy canh bằng các dinh dƣ ng khác
nhau ...........................................................................................................................36
Hình 4. 4. Rau cải xanh trồng trên hệ thống thủy canh với các nồng độ đ m cá khác
nhau ...........................................................................................................................38
Hình 4. 5. Rau xà lách trồng trên hệ thống thủy canh với các nồng độ đ m cá khác
nhau ...........................................................................................................................39
Hình 4. 6. Rau cải xanh trồng trên giá thể với các nguồn dinh dƣ ng khác nhau ....40
Hình 4. 7. Rau xà lách trồng trên giá thể với các nguồn dinh dƣ ng khác nhau ......42
Hình 4. 8. Rau cải xanh trồng trên giá thể với các nơng độ đ m cá khác nhau ........43
Hình 4. 9. Rau xà lách trồng trên giá thể với các nồng độ đ m cá khác nhau ..........44
Hình 4. 10. Rau cải bẹ xanh trồng trên giá thể c bổ sung chất hữu cơ ..................45
Hình 4. 11. Rau xà lách trồng trên giá thể c bổ sung chất hữu cơ ..........................46

vi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

FAO

IFOAM
SPAD
AVRDC

EC

Food and Agriculture Organization
(Tổ chức nông nghiệp và lƣơng thực liên hợp quốc)
International Federation of Organic Agriculture Movements.
(Liên đồn Quốc tế các Phong trào Nơng nghiệp Hữu cơ)
Giá trị hàm lƣợng chất diệp lục của lá
Asian Vegetable Research and Development Center
(Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau châu Á)
Electrical conductivity
(Độ dẫn diện của dung dịch)

NNHC

Nông nghiệp hữu cơ

ĐC

Đối chứng

CT

Công thức

LSD0,05

Độ lệch chuẩn với mức ý nghĩa 5%

vii

TÓM TẮT
Nghiên cứu này đƣợc thực hiện bằng cách ủ cá với chế phẩm sinh h c để chiết
xuất dịch dinh dƣ ng sau đ đƣợc áp dụng để xác định nồng độ hiệu quả của dung
dịch trên cải bẹ xanh (Brassica juncea L.Czern.) và rau xà lách (Lactuca sativa L.)
trồng trong thủy canh và trên giá thể, c ng với đ là việc bổ sung một số chất hữu
cơ nhằm tăng hiệu quả của dung dịch. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo thể thức khối
hồn tồn ngẫu nhiên với 3 lần lặp l i, m i lần lặp l i 10 cá thể/nghiệm thức. Kết
quả cho thấy, dung dịch dinh dƣ ng hữu cơ chiết xuất từ cá c đầy đủ các nguyên tố
cần thiết cho cây trồng bao gồm Nts, P2O5ts, K2Ots, Ca, Mg, Cu, Mn, Fe, Zn. Theo
kết quả thí nghiệm cho thấy dung dịch đ m cá lý tƣởng đƣợc t o ra với tỷ lệ pha
trộn chế phẩm EM và KMINA là 100% KMINA. Dung dịch đ m cá c EC = 4,525
µS/cm, pH = 6,3 ph hợp trồng rau thủy canh. Hàm lƣợng các chất trong đ m cá: N
ts đ t 2,64 g/L, P2O5 ts đ t 4,34 g/L, K2O ts đ t 0,265 g/L, Cu đ t 0,32 mg/L, Mn
đ t 6,25 mg/L, Zn đ t 0,48 mg/L, Fe đ t 50,92 mg/L, hàm lƣợng các kim lo i nặng
ở dƣới mức cho phép (theo QCVN 03:2008/BTNMT về giới h n hàm lƣợng tổng số
của một số kim lo i nặng trong đất nông nghiệp).
Rau cải xanh và xà lách trồng bằng dung dịch hữu cơ đ m cá c các chỉ tiêu
gần nhƣ tƣơng đƣơng với rau trồng bằng dung dịch thủy canh vô cơ, đồng thời cho
năng suất cải xanh cao hơn khi trồng bằng các dung dịch hữu cơ khác. Khi trồng
thủy canh bằng dung dịch đ m cá ở nồng độ 2% năng suất cải xanh đ t 38,44 g/cây
(khoảng 77,7% khi trồng bằng dung dịch vô cơ), rau xà lách đ t 22,11 g (khoảng
75,5% dung dịch vô cơ). Và khi trồng trên giá thể cũng với nồng độ đ m cá 2%
năng suất cải xanh đ t 32,47 g/cây (khoảng 93% khi trồng bằng dung dịch vô cơ),
rau xà lách đ t 22,91 g (khoảng 94% so với dung dịch vô cơ) . Khi bổ sung thêm
0,1% dung dịch rong biển Seaweed vào dinh dƣ ng đ m cá, các chỉ tiêu đều c sự
thay đổi so với ban đầu, các chỉ số đều tăng từ 3% đến 6,5%.

viii

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Rau xanh là một lo i thƣc phẩm thiết yếu, luôn xuất hiện trong bữa cơm của
m i gia đình. Rau gi p bổ sung vitamin và các khoáng chất cần thiết gi p cơ thể
khỏe m nh. Rau xanh mang l i nhiều lợi ích khơng ngờ nhƣ: Tăng cƣờng thị lực,
điều hịa huyết áp, h trợ tiêu h a, ngăn ngừa bệnh về tim m ch,... Chính vì vậy
lƣợng rau tiêu thụ m i ngày là rất lớn, c ng với đ rau cũng trở thành một mặt hàng
c giá trị kinh tế cao và thị trƣờng tiêu thụ rộng lớn. Hiện nay, nhiều nƣớc trên thế
giới trồng rau với diện tích lớn, ở các nƣớc đang phát triển tỷ lệ rau so với cây
lƣơng thực là 2/1, còn ở các nƣớc đang phát triển tỷ lệ này là 1/2 (Thống kê của
FAO, 2011).
Tuy nhiên sản xuất rau đang gặp nhiều vấn đề về mất an toàn vệ sinh thực
phẩm và cân bằng sinh h c trong hệ sinh thái đồng ruộng do l m dụng quá mức
phân b n h a h c, gây ảnh hƣởng trực tiếp tới sức khỏe ngƣời tiêu d ng và môi
trƣờng. Sự phổ biến của thực phẩm đƣợc trồng hữu cơ đang tăng lên từng ngày do
những lợi ích về dinh dƣ ng và sức khỏe của ch ng.
Thủy canh hữu cơ là một hệ thống canh tác thủy canh dựa trên các khái niệm
nông nghiệp hữu cơ không sử dụng các đầu vào tổng hợp nhƣ phân b n hoặc thuốc
trừ sâu. Trong thủy canh hữu cơ, các dung dịch dinh dƣ ng c nguồn gốc từ thực
vật và động vật hữu cơ hoặc các chất đƣợc khai thác tự nhiên. Nhƣng việc sử dụng
đ ng và hiệu quả hệ thống thủy canh trong sản xuất không phải một vấn đề đơn
giản. Đối với các nƣớc c diện tích đất nơng nghiệp lớn, ngƣời sản xuất sử dụng
phƣơng thức canh tác trên đất chiếm đa số. Vậy liệu việc áp dụng đ m hữu cơ mới
cho đất nông nghệp c hiệu quả? Để kiểm tra hiệu quả, việc thử nghiệm sản phẩm
trên giá thể c độ tƣơng thích là một việc cần thiết.
Cá là lo i thực phẩm c nguồn gốc động vật với hàm lƣợng dinh dƣ ng cao.
Đ m hữu cơ từ cá đƣợc sản xuất nhờ các vi sinh vật c trong chế phẩm. Ch ng gi p
phân hủy cá t o ra các chất dinh dƣ ng cũng nhƣ làm mất đi m i hôi thối. Việc sản
xuất dung dịch đ m hữu cơ từ cá không chỉ cung cấp các chất cần thiết cho sự phát
triển của cây trồng mà cịn giải quyết đƣợc vấn đề an tồn thực phẩm và ô nhiễm

1


đất. Hơn nữa, việc ứng dụng thành công dinh dƣ ng hữu cơ từ trên các đối tƣợng và
hình thức canh tác khác nhau g p phần t o sự đa d ng trong sản xuất rau n i riêng
và nông nghiệp n i chung. Theo Ph m Tiến Dũng và cộng sự (2012, 2013), trong
nghiên cứu sản xuất rau và l a hữu cơ, dung dịch dinh dƣ ng hữu cơ đƣợc sử dụng
qua lá chiết xuất từ động thực vật và dung dịch này đ đƣợc chứng minh là c hiệu
quả trên cây trồng.
Xuất phát từ các yếu tố trên, tơi tiến hành thí nghiệm “Nghiên cứu xử lý và
sử dụng đạm hữu cơ trong trồng rau bằng hệ thống thủy canh và trên giá thể”.
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý ủ cá nhằm chế t o thành công
dung dịch hữu cơ và ứng dụng dung dịch hữu cơ chế t o đƣợc trong trồng rau
cải xanh và xà lách trên hệ thống thủy canh hồi lƣu và trên giá thể.
1.2.2. Yêu cầu
- Xác định đƣợc tỷ lệ phối trộn các chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu xử lý ủ
cá t o dung dịch hữu cơ trồng rau.
- Xác định nồng độ dung dịch đ m cá trồng rau cải bẹ xanh và xà lách trên hệ
thống thủy canh và trên giá thể.
- Xác định hiệu quả bổ sung chất hữu cơ vào dung dịch đ m cá khi trồng rau
cải xanh và xà lách trên giá thể.

2


PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về nông nghiệp hữu cơ
2.1.1. Nơng nghiệp hữu cơ là gì?

Đối với IFOAM (2002), h cho rằng :
"Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống sản xuất duy trì sức khỏe của đất, hệ
sinh thái và con ngƣời. N dựa vào các quá trình sinh thái, đa d ng sinh h c và chu
trình thích nghi với điều kiện địa phƣơng, thay vì sử dụng các yếu tố đầu vào c tác
động bất lợi. Nông nghiệp hữu cơ kết hợp truyền thống, đổi mới và khoa h c. để
mang l i lợi ích cho môi trƣờng chung và th c đẩy các mối quan hệ công bằng và
chất lƣợng cuộc sống tốt cho tất cả những ngƣời liên quan‖.
Nông nghiệp hữu cơ bao gồm các hệ thống sản xuất nông nghiệp theo hƣớng
c lợi cho môi trƣờng tự nhiên, x hội và đảm bảo tính an tồn của nơng sản cũng
nhƣ hiệu quả kinh tế của sản xuất. Nông nghiệp hữu cơ khai thác tổng hợp tất cả các
yếu tố tự nhiên sẵn c của khu vực sản xuất.
• Coi độ phì sẵn c của đất là yếu tố cơ bản của hệ thống trồng tr t.
• Sử dụng các nguồn gen, giống cây trồng/vật ni địa phƣơng là chính để
phát huy tính thích nghi, thích hợp và ổn định của nơng nghiệp bền vững.
• Khai thác hợp lý nguồn nƣớc, thời vụ gieo trồng và các nguồn phân hữu cơ.
Nông nghiệp hữu cơ h n chế tối đa việc sử dụng các h a chất gây độc h i cho cây
trồng, vật nuôi và môi trƣờng sống nhƣ các lo i phân h a h c, thuốc trừ sâu, thuốc
trừ cỏ, thuốc kích thích sinh trƣởng, tăng tr ng, h a chất d ng để bảo quản, chế biến
nông sản, v.v... Sản phẩm nông nghiệp hữu cơ c chất lƣợng gần giống với sản
phẩm của thiên nhiên, an toàn cho sức khỏe con ngƣời, m i vị thơm ngon.
- Nguyên tắc nơng nghiệp hữu cơ
• Ngun tắc sức khỏe Nơng nghiệp cần duy trì và tăng cƣờng sức khỏe của
đất, thực vật, động vật, con ngƣời và hành tinh là một và khơng thể chia cắt.
• Ngun tắc của sinh thái h c nông nghiệp nên dựa trên các hệ thống và chu
kỳ sinh thái sống, làm việc với ch ng, mơ phỏng ch ng và gi p duy trì ch ng.

3


• Nguyên tắc công bằng nông nghiệp nên xây dựng dựa trên các mối quan hệ

đảm bảo sự công bằng liên quan đến môi trƣờng chung và các cơ hội sống
• Ngun tắc chăm s c nơng nghiệp hữu cơ cần đƣợc quản lý một cách c
trách nhiệm để bảo vệ sức khỏe và h nh ph c của các thế hệ hiện t i và tƣơng lai và
môi trƣờng.
- Nguyên tắc nông nghiệp hữu cơ cho sản xuất và chế biến (IFOAM 2002):
• Sản xuất đủ số lƣợng thực phẩm chất lƣợng cao, chất xơ và các sản phẩm khác.
• Làm việc tƣơng thích với các chu kỳ tự nhiên và hệ thống sống thông qua
đất, thực vật và động vật trong tồn bộ hệ thống sản xuất.
• Nhận ra tác động x hội và sinh thái rộng lớn hơn và trong hệ thống sản xuất
và chế biến hữu cơ.
• Duy trì và tăng độ phì và ho t động sinh h c lâu dài của đất bằng các phƣơng
pháp văn h a, sinh h c và cơ h c thích nghi t i địa phƣơng, trái ngƣợc với sự phụ
thuộc vào đầu vào.
• Duy trì và khuyến khích đa d ng sinh h c nông nghiệp và tự nhiên trong
trang tr i và bao quanh thông qua việc sử dụng các hệ thống sản xuất bền vững và
bảo vệ môi trƣờng sống thực vật và động vật hoang d .
• Duy trì và bảo tồn sự đa d ng di truyền thông qua việc ch ý đến quản lý tài
nguyên di truyền t i trang tr i.
• Th c đẩy việc sử dụng c trách nhiệm và bảo tồn nƣớc và tất cả sự sống trong
đ .
• Sử dụng, càng nhiều càng tốt, tài nguyên tái t o trong các hệ thống sản xuất
và chế biến và tránh ô nhiễm và chất thải.
• Th c đẩy sản xuất và phân phối địa phƣơng và khu vực.
• T o sự cân bằng hài hòa giữa sản xuất cây trồng và chăn ni.
• Cung cấp các điều kiện sống đƣợc cho phép động vật thể hiện các khía c nh
cơ bản của hành vi bẩm sinh của ch ng.
• Sử dụng các vật liệu đ ng g i c thể phân hủy sinh h c, c thể tái chế và tái chế.
• Cung cấp cho tất cả m i ngƣời tham gia vào canh tác hữu cơ và chế biến với
chất lƣợng cuộc sống đáp ứng nhu cầu cơ bản của h , trong một mơi trƣờng làm
việc an tồn, an toàn và lành m nh.

4


• H trợ việc thành lập toàn bộ chu i sản xuất, chế biến và phân phối, vừa c
trách nhiệm x hội vừa c trách nhiệm về mặt sinh thái.
• Nhận ra tầm quan tr ng của, và bảo vệ và h c hỏi từ kiến thức bản địa và hệ
thống canh tác truyền thống.
2.1.2. Lí do nên sản xuất nông nghiệp hữu cơ
So với phƣơng thức sản xuất nông nghiêp truyền thống, nông nghiệp hữu cơ
mang đến nhiều giải pháp tối ƣu hơn về vấn đề canh tác, an tồn thực phẩm cũng
nhƣ ơ nhiễm mơi trƣờng.
Một số điểm vƣợt trội của nông nghiệp hữu cơ so với nông nghệp truyền
thống:
- Sử dụng các phƣơng pháp không d ng chất h a h c
- C khả năng canh tác lâu dài
- Không gây những bệnh tật do đột biến gen
- Đem l i lợi nhuận cao
- Không gây mất cân bằng sinh thái
- Khơng chứa hoặc chứa rất ít dƣ lƣợng chất bảo vệ thực vật
- Không gây ô nhiễm đất và nguồn nƣớc ngầm
- Nông dân c thu nhập tốt hơn nhờ canh tác hữu cơ
2.1.3. Tình hình sản xuất rau hữu cơ trên thế giới và Việt Nam
2.1.3.1. Tình hình sản xuất rau hữu cơ trên thế giới
Theo tác giả George Boyhan và ctv, ở Mỹ, sản xuất hữu cơ là một trong
những bộ phận phát triển nhanh nhất trong nơng nghiệp của Mỹ. Ƣớc tính gia tăng
khoảng 20% m i năm trong 10 năm qua. Nhƣng n vẫn còn c sản lƣợng thấp hơn
1% trong tổng số sản lƣợng nông nghiệp của Mỹ. Tiểu bang Georgia đ sản xuất
rau hữu cơ với mức thấp so với nhiều tiểu bang khác, ƣớc tính khoảng 1.000 mẫu
Anh (1 mẫu Anh khoảng 0,4 hecta) so với trên 190.000 mẫu Anh tổng số diện tích
riêng sản xuất rau. Mặc d việc sản xuất hữu cơ của Georgia là nhỏ, nhƣng n c

tiếng vang tích cực và tiếp tục phát triển t o sự quan tâm và lôi cuốn m nh.
Về việc chứng nhận sản phẩm hữu cơ, cũng theo các tác giả George Boyhan
và ctv thì việc chứng nhận hữu cơ không yêu cầu, song, việc sử dụng từ ―hữu cơ‖
c giới h n cho việc cung cấp chứng chỉ đối với ngƣời sản xuất hữu cơ. Sự miễn
5


cấp chứng chỉ theo luật này chỉ dành cho những ngƣời sản xuất tiêu thụ kém hơn
5.000 USD m i năm.
Những ngƣời sản xuất và áp dụng các phƣơng pháp hữu cơ nhƣng không
muốn cấp chứng chỉ c thể sử dụng các từ nhƣ: hoàn toàn tự nhiên, thân thiện với
môi trƣờng, bền vững, v.v… nhƣng lo i trừ việc sử dụng từ ―hữu cơ‖.
Đối với pháp luật về hữu cơ của EU hiện nay thì EU đặt ra cho sản xuất cây
trồng, vật nuôi, chế biến thực phẩm và thức ăn gia s c đ t tiêu chuẩn đƣợc dán nh n
mác là sản phẩm hữu cơ. Tuân thủ với luật pháp hữu cơ của EU bắt buộc cho tất cả
các sản phẩm mang biểu tƣợng (logo) hữu cơ của EU. Đồng thời để truy tìm tung
tích các sản phẩm hữu cơ, tên hoặc số mật m của bộ phận cấp giấy chứng chỉ mà
đ chứng nhận ngƣời sản xuất hữu cơ cũng phải đƣợc ghi trên nh n.
Nhằm đơn giản nhận ra thực phẩm hữu cơ trong các cửa hàng, luật lệ nh n
mác mới sẽ đƣợc áp dụng từ ngày 1 tháng 7 năm 2010 với sự bắt buộc sử dụng logo
hữu cơ của EU trên tất cả thực phẩm hữu cơ đƣợc sản xuất ở EU trƣớc khi đ ng g i.
Nguồn gốc của các thành phần nông tr i đƣợc chỉ thị c ng với logo và số mật m
của bộ phận chứng chỉ phải đi c ng nh n mác.
Mặt khác, ngƣời ta c thể tìm thấy các tiêu chuẩn hữu cơ riêng trong các
nƣớc thành viên của EU. Hầu hết các tiêu chuẩn này c logo hữu cơ riêng của
ch ng. Song, tất cả hầu nhƣ hài hòa với luật pháp về thực phẩm hữu cơ của EU.ứng
chỉ phải đi c ng nh n mác.
2.1.3.2. Tình hình sản xuất rau hữu cơ tại Việt Nam
Nông nghiệp hữu cơ Việt Nam đang trên đƣờng xây dựng và phát triển. Các
mơ hình đƣợc xây dựng c ng với các dự án đầu tƣ tập trung thí điểm ngày càng

nhiều.
Về sản xuất, giống nhƣ nhiều nƣớc khác trên thế giới, nông dân nƣớc ta đƣợc
hiểu là đ biết canh tác hữu cơ theo cách truyền thống từ hàng nghìn năm nay,
nhƣng sản xuất NNHC theo khái niệm hiện t i của Hiệp hội NNHC Quốc tế
(IFOAM) thì cịn rất mới mẻ. NNHC theo khái niệm của IFOAM thực ra mới chỉ
đƣợc bắt đầu ởViệt Nam vào cuối những năm 1990 với một vài sáng kiến, chủ yếu
tập trung vào việc khai thác các sản phẩm tự nhiên, chẳng h n nhƣ các lo i gia vị và
tinh dầu thực vật, để xuất khẩu sang một số nƣớc châu Âu.
6


Theo số liệu IFOAM công bố năm 2012 (FiLB và IFOAM, 2012), năm 2010
Việt Nam c 19.272 ha sản xuất NNHC đƣợc chứng nhận (tƣơng đƣơng 0,19% tổng
diện tích canh tác), cộng với 11.650 ha mặt nƣớc nuôi trồng thủy sản hữu cơ/ sinh
thái và 2.565 ha rừng nguyên sinh để khai thác các sản phẩm hữu cơ tự nhiên. Báo
cáo của FiBL-IFOAM không nêu tổng giá trị xuất khẩu các sản phẩm hữu cơ của
Việt Nam, nhƣng theo báo cáo của Hiệp Hội NNHC Việt Nam thì ƣớc đ t khoảng
12 – 14 triệu USD. Các sản phẩm hữu cơ đang đƣợc xuất khẩu là chè, tôm, g o,
quế, hồi, tinh dầu, tuy nhiên số lƣợng còn rất h n chế.
Về chất lƣợng, hiện nƣớc ta vẫn chƣa c hệ thống các tiêu chuẩn quốc gia và
khung pháp lý cho sản xuất, chứng nhận và giám sát chất lƣợng sản phẩm NNHC.
Đầu năm 2007, Bộ NN – PTNT ban hành Tiêu chuẩn ngành số 10 TCN602-2006
cho các sản phẩm hữu cơ t i Việt Nam, nhƣng tiêu chuẩn này còn rất chung chung,
đồng thời kể từ đ đến nay vẫn chƣa c hƣớng dẫn cụ thể cho việc cấp chứng nhận
hữu cơ, để làm cơ sở cho các đơn vị sản xuất, chế biến và các đối tƣợng quan tâm
khác thực hiện. Hiện cả nƣớc c 13 tổ chức là các nh m nông dân sản xuất và các
doanh nghiệp đƣợc các tổ chức quốc tế chứng nhận đ t chuẩn để xuất khẩu sản
phẩm hữu cơ sang các nƣớc châu Âu, Mỹ… Theo Cục Trồng tr t (2013), BộNN PTNT đang tiến hành xây dựng qui chuẩn mới cho sản phẩm NNHC đƣợc sản xuất
t i Việt Nam, dựa theo tiêu chuẩn quốc tế IFOAM. Dự kiến, cuối năm 2013 đầu
2014, qui chuẩn này sẽ đƣợc ban hành. BộNN – PTNT cũng đ c kế ho ch thiết

lập một hệ thống giám sát và cấp chứng chỉ chất lƣợng cho sản phẩm NNHC đ t
chuẩn, tuy nhiên lộ trình thời gian và bƣớc đi cho việc thực hiện kế ho ch này vẫn
chƣa đƣợc xác định. Một số công ty tƣ nhân nhƣ Qualiservice, gần đây đ cố gắng
năng cao năng lực dịch vụ để h trợ nông dân đƣợc cấp chứng chỉ chất lƣợng (theo
hƣớng ―hữu cơ‖ hoặc ―ViệtGAP‖) cho sản phẩm trồng tr t và thủy sản đ t chuẩn.
Chính phủ Việt Nam ln ủng hộ m nh mẽ các n lực phát triển một nền nông
nghiệp bền vững và thân thiện môi trƣờng, nâng cao năng suất và sức c nh tranh
của sản phẩm nông nghiệp, trong đ c NNHC. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các chính
sách cụ thể về định hƣớng chiến lƣợc và kế ho ch hành động quốc gia, để thực sự
th c đẩy sản xuất NNHC phát triển. Gần đây đ xuất hiện một số tín hiệu tốt về sự
ủng hộ của Nhà nƣớc cho NNHC, cuối năm 2011 Chính phủ cho phép thành lập
7


Hiệp hội NNHC Việt Nam và từ đầu năm 2012 Hiệp hội bắt đầu đi vào ho t động.
Đầu năm 2012, Thủ tƣớng Chính phủ đ ban hành quyết định số 01/2012/QDTTg
về một số chính sách h trợ việc áp dụng Quy trình thực hành sản xuất nơng nghiệp
tốt trong nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản, trong đ c NNHC. Gần đây, Bộ NN
& PTNT khẳng định sự h trợ c phần m nh mẽ hơn đối với NNHC, thơng qua việc
phê duyệt Chƣơng trình khung nghiên cứu khoa h c và công nghệ ngành Nông
nghiệp và PTNT giai đo n 2013-2020, trong đ c NNHC. Các cơ quan nhà nƣớc
c liên quan đến lĩnh vực NNHC gồm: Bộ Nông nghiệp và PTNT, Bộ Khoa h c –
Công nghệ, Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Bộ Giáo dục và Đào t o… Hầu hết các
viện và cơ sở nghiên cứu quan tâm đến NNHC đều trực thuộc Bộ NN & PTNT, với
chức năng nhiệm vụ liên quan đến đối tƣợng cây trồng, vật nuôi và thủy sản, gồm
Viện Khoa h c Nông nghiệp Việt Nam (VAAS) và các viện/ trung tâm nghiên cứu
trực thuộc, Viện Chăn nuôi, các Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản (RIA1,
RIA2, RIA3…) và các trƣờng đ i h c nông nghiệp.
2.2. Giới thiệu khái quát về hệ thống thủy canh
2.2.1. Khái niệm

Thủy canh là một kỹ thuật trồng cây trong dung dịch dinh dƣ ng (phân b n c
chứa nƣớc) c hoặc không sử dụng giá thể trơ (cát, sỏi, vermiculite, len đá, đá trân
châu, rêu than b n, xơ dừa hoặc m n cƣa) để h trợ cơ h c (Sharma và cộng sự,
2018). Maharana và Koul (2011) đ định nghĩa thủy canh là một kỹ thuật trồng cây
trong điều kiện không c đất với rễ của ch ng đƣợc ngâm trong dung dịch dinh
dƣ ng. Theo Savaas (2017), thủy canh c thể đƣợc định nghĩa ngắn g n là trồng
cây không cần đất. Vì vậy, rõ ràng là trong thủy canh, cây đƣợc trồng mà không cần
đất và ch ng lấy chất dinh dƣ ng từ dung dịch dinh dƣ ng đƣợc thêm vào nƣớc.
2.2.2. Lịch sử phát triển của kỹ thuật thủy canh
Lịch sử đ ghi nhận rằng cây đƣợc trồng trong h n hợp không c đất chỉ gồm
cát và sỏi đ xuất hiện từ rất lâu, vƣờn treo Babylon, vƣờn nổi Aztec Mexico là
những minh chứng điển hình của vƣờn thủy canh. Các nhà sử h c đ phát hiện ở Ai
Cập những chữ tƣợng hình mơ tả việc trồng cây trong nƣớc đƣợc để l i khoảng vài
ngàn năm trƣớc công nguyên.

8


Vant Hemont là nhà khoa h c đầu tiên thí nghiệm về dinh dƣ ng thực vật.
Bắt đầu thí nghiệm, ông đ cân cành liễu và đất d ng để trồng cành liễu đ . Trong
q trình trồng, ơng tƣới nƣớc thƣờng xuyên đến khi cành liễu lớn thành cây liễu .
Kết th c thí nghiệm, ơng cân l i cây liễu và đất trồng. Kết quả là tr ng lƣợng đất
trồng hầu nhƣ không thay đổi và ông kết luận là cây sinh trƣởng nhờ nƣớc (Sri
Lanka Department of Agriculture, 2000). Từ đ các nhà khoa h c đ c khái niệm
về thủy canh và n đƣợc công bố lần đầu tiên vào những năm 1600 (Weir, 1991).
Năm 1699, John Woodward đ thí nghiệm cây trồng trong nƣớc c chứa các lo i
chất khác nhau.
Vào năm 1937, nhà khoa h c W.F. Gericke là ngƣời đầu tiên sử dụng thuật
ngữ ―Hydroponics‖ nhằm mơ tả hình thức canh tác trong dung dịch nƣớc đ hòa tan
các chất dinh dƣ ng. Với phƣơng pháp canh tác này, cây trồng đƣợc cung cấp

những chất dinh dƣ ng cần thiết cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây. Năm
1957, Sachs đ trồng cây trong một dung dịch chứa các chất dinh dƣ ng xác định
và đ tính đƣợc ngun tố khống mà cây cần cho sự sống của n . Dung dịch này
c thành phần h a h c xác định và từ đ đƣợc g i là dung dịch dinh dƣ ng.
Trong chiến tranh thế giới thứ II, thủy canh đƣợc quân đội Hoa Kỳ sử dụng
trên một số quần đảo Tây Thái Bình Dƣơng để cung cấp rau s ch tƣơi cho quân đội
mà đất đ bị ô nhiễm do chiến tranh (Eastwood, 1947).
Từ thập niên 80, kỹ thuật thủy canh đ đƣợc ứng dụng để sản xuất rau quả
(Elliott, 1989) và hoa (Fynn và Endres, 1994) c giá trị thƣơng m i đáng kể.
Với sự mở rộng của sức m nh khoa h c, không c tổ chức nào tốt hơn NASA
đ chứng tỏ một cách khách quan tính ƣu việt của phƣơng pháp thủy canh. Nhiều
ngƣời hiện nay tin rằng canh tác bằng phƣơng pháp thủy canh là "tƣơng lai" của nền
nông nghiệp hiện đ i.
2.2.3. Phân loại hệ thống thủy canh
2.2.3.1. Hệ thống thủy canh hồi lƣu
Là hệ thống c dung dịch dinh dƣ ng bơm tuần hồn từ một bình chứa c lắp
đặt thiết bị điều chỉnh tự động các thông số của dung dịch để đƣa tới các bộ rễ của
cây, sau đ quay trở l i bình chứa để điều chỉnh các thơng số.

9


D ng các hệ thống thủy canh đƣợc phát triển cao nhất ngày nay là kỹ thuật
màng phủ dinh dƣ ng (NFT – Nutrient Film Technique) đƣợc Tiến sĩAllen Cooper
phát triển vào những năm 1960 ở Anh.
Chất dinh dƣ ng đƣợc cung cấp qua hệ thống các ống trồng (growtube) nơi
mà các rễ h t n lên.
Phần dƣ thừa trở l i bể chứa do tr ng lực, một lớp màng mỏng dinh dƣ ng
cho phép các rễ c tiếp x c ổn định với chất dinh dƣ ng và lớp khí phía trên c ng
l c.

2.2.3.2 Hệ thống thủy canh không hồi lƣu
Là hệ thống c dung dịch dinh dƣ ng đựng trong hộp xốp hoặc các vật chứa
cách nhiệt khác, dung dịch nằm nguyên trong hộp chứa từ l c trồng cây đến khi thu
ho ch.
Hệ thống này thích hợp với quy mơ gia đình, địi hỏi phải bổ sung định kì
chất dinh dƣ ng và điều chỉnh độ pH của dung dịch. Đối với những cây c thời gian
sinh trƣởng ngắn (3-4 tuần) thì quá trình trồng không cần bổ sung dung dịch nhƣ xà
lách, cải xanh….
Đây là hệ thống đơn giản nhất trong tất cả lo i hình thủy canh. Hệ thống phải
đảm bảo đƣợc những điều kiên tối thiểu sau:
- Cây đƣợc giữ an toàn nhƣng không đƣợc quá chặt.
- Rễ phải đƣợc thả vào trong dung dịch dinh dƣ ng.
- Một phần của rễ phải đƣợc nằm trong khơng khí.
2.2.3.3. Hệ thống khí canh.
Đây là hệ thống khí canh cải tiến khi rễ cây không đƣợc trực tiếp nh ng vào
dung dịch dinh dƣ ng mà phải qua hệ thống phun bơm định kỳ, nhờ vậy tiết kiệm
đƣợc dung dịch dinh dƣ ng và bộ rễ đƣợc thở tối đa.
Trong kỹ thuật này các cây đƣợc trồng trong một th ng cách nhiệt, chỉ chứa
sƣơng m và hơi nƣớc. Sƣơng m ( chất dinh dƣ ng) đƣợc phun định kỳ vào những
thời gian nhật định trong suốt quá trình trồng cây. Cây trồng đƣợc treo lơ lửng trong
th ng, ch ng đƣợc duy trì trong điều kiện sống độc lập, vì khơng sử dụng đất hay
môi trƣờng tổng hợp (giá thể) nên môi trƣờng c độ s ch cao, cây s ch bệnh. Nếu

10


một cây trồng bị nhiễm bệnh thì c thể di chuyển n ra khỏi hệ thống một cách dễ
dàng mà không ảnh hƣởng đến cây khác.
Dung dịch dinh dƣ ng thừa sau khi sử dụng đƣợc thu l i, l c, bổ sung để tiếp
tục sử dụng. Do không cần thƣờng xuyên c một lớp nƣớc dầy nên tr ng lƣợng của

tồn hệ thống tƣơng đối nhẹ, dễ bố trí trên n c nhà hoặc sân thƣợng ở các thành
phố.
Về nguyên tắc hệ thống này c hiệu quả kinh tế cao, hoàn toàn c thể ứng
dụng để giảm giá thành cây giống. Hệ thống này thích hợp cho quy mơ sản suất rau,
hoa thƣơng phẩm, c thể trồng cây trái vụ.
2.2.4. Ƣu, nhƣợc điểm của việc sử dụng phƣơng pháp thủy canh
2.2.4.1. Ƣu điểm
- Chủ động điều chỉnh dinh dƣ ng cho cây trồng thông qua việc cung cấp
các chất cần thiết cho từng giai đo n trong quá trình sinh trƣởng, phát triển theo
yêu cầu của cây. C thể lo i bỏ các chất gây h i cho cây và không c các chất
tồn dƣ từ vụ trƣớc.
- Giảm bớt công lao động do không phải làm đất, xới xáo và làm s ch cỏ
d i trong quá trình canh tác.
- Không phải tƣới nƣớc, tiết kiệm nƣớc do cây sử đụng trực tiếp nƣớc
trong dụng cụ đựng dung dịch nên nƣớc khơng bị thất thốt do nhấm vào đất
hoặc bốc hơi.
- Dễ thanh tr ng và kiểm soát dịch bệnh.
- H n chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và điều chỉnh đƣợc hàm lƣợng
dinh dƣ ng nên t o ra sản phẩm rất an toàn đối với ngƣời sử dụng.
- Nâng cao năng suất, chất lƣợng cây trồng do kiểm soát đƣợc các chất
dinh dƣ ng cây trồng hấp thụ. Theo Lê Đình Lƣơng (1995) năng suất cây trồng
trong dung dịch c thể cao hơn so với cây trồng ngoài đất từ 25-500% do c thể
đƣợc trồng liên lục.
- Chủ động đƣợc thời vụ và kế ho ch sản xuất. Trồng đƣợc rau trái vụ do
c thể điều khiển đƣợc các yếu tố môi trƣờng.
- Th c đẩy trình độ sản xuất nơng nghiệp ngày một phát triển theo hƣớng
nông nghiệp công nghệ cao.
2.2.4.2. Nhƣợc điểm
11

- Giá thành cao do đầu tƣ ban đầu lớn nên tiêu thụ kh khăn. Điều này rất
kh mở rộng sản xuất vì điều kiện kinh tế của ngƣời dân còn nhiều kh khăn,
đặc biệt là với các nƣớc nghèo kh c điều kiện để triển khai thực hiện công
nghệ này, đồng thời ngƣời tiêu d ng ở những nƣớc này cũng ít c cơ hội sử
dụng cũng nhƣ tiếp cận với các sản phẩm nông nghiệp công nghệ cao.
- u cầu trình độ kĩ thuật cao về cơng nghệ sản xuất cũng nhƣ việc phải
hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh vật, h a h c của cây trồng, phân b n, h a
chất…vì tính đệm h a trong dung dịch dinh dƣ ng thấp hơn trong đất nên việc
sử dụng quá liều một chất dinh dƣ ng nào đ c thể gây h i cho cây, thậm chí
dẫn đến chết (FAO, 1992). Mặt khác m i lo i rau yêu cầu một chế độ dinh
dƣ ng khác nhau nên việc pha chế dinh dƣ ng ph hợp với từng lo i rau không
đơn giản.
- Sự lan truyền bệnh nhanh: Mặc d đ h n chế đƣợc nhiều sâu bệnh h i
nhƣng trong khơng khí ln c mầm bệnh. Khi mầm bệnh đ xuất hiện thì trong
thời gian ngắn ch ng sẽ lan truyền và c mặt ở tồn bộ hệ thống. Đặc biệt trong
các hệ thống kín dung dịch tuần hoàn (Midmore D.J, 1993, dẫn theo Ph m
Ng c Sơn, 2005). Mặt khác độ ẩm cao, nhiệt độ ổn định trong hệ thống là điều
kiện thuận lợi cho sự phát triển của bệnh cây. Cây trồng trong hệ thống thủy
canh thƣờng tiếp x c với ánh sáng tán x nên mô cơ giới kém phát triển, cây
mềm yếu, hàm lƣợng nƣớc cao nên dễ xuất hiện vết thƣơng t o điều kiện cho vi
sinh vật xâm nhập (Nguyễn Khắc Thái Sơn, 1996).
- Đòi hỏi nguồn nƣớc phải đƣợc đảm bảo những tiêu chuẩn nhất định
2.2.5 Kết quả nghiên cứu về trồng rau thủy canh trong và ngoài nƣớc
2.2.5.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới
Từ năm 1966 đến 2012 đ c trên 500 sáng chế về kỹ thuật trồng cây thủy
canh. Nhật Bản là nƣớc vƣợt lên dẫn đầu với khoảng 260 sáng chế, chiếm 47%.
Theo sau đ là Hàn Quốc với 103 sáng chế chiếm 19%, Mỹ với 46 sáng chế chiếm
9%… (Mô hình ứng dụng và hệ thống sản xuất Rau thủy canh , 2012)

12


Hình 2. 1. Tình hình nghiên cứu cơng nghệ thủy canh trên thế giới
(Tính theo số lƣợng bằng sáng chế từ năm 1966 đến 2012)
(Nguồn: Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam)

Sau khi hệ thống thủy canh trong nƣớc sâu của Gericke đƣợc đề xuất năm
1930, hàng lo t các cơ sở trồng cây thƣơng m i đ ra đời và không ngừng phát
triển. Năm 1940 diện tích trồng rau bằng phƣơng pháp thủy canh khoảng 10 ha,
năm 1970 là 300 ha, năm 1980 lên đến 6000 ha và năm 2001 là 20000-25000 ha
(Vũ Quang Sáng và cs, 2007).
Cơ sở trồng cây thủy canh của Mỹ trƣớc kia đ sử dụng kĩ thuật trồng cây trên
giá thể trơ c dung dịch dinh dƣ ng hồi lƣu để sản xuất rau xanh. Năm 1994, ở Mỹ
c khoảng 220 ha rau trồng trong nhà kính, trong đ c 75% trồng không d ng đất
và trồng trong dung dịch. Các lo i rau trồng trong dung dịch c cà chua, dƣa chuột,
rau diếp, ớt… Khi chính thức đi vào sản xuất từ m a xuân năm 2016, trang tr i
trồng rau của AeroFarms (Mỹ) trở thành trang tr i thẳng đứng lớn nhất thế giới, với
250 lo i thảo mộc và rau xanh. M i năm, AeroFarms thu ho ch 30 vụ và sản xuất
900 tấn rau lá xanh, trong khi một trang tr i ngồi trời thơng thƣờng ở New York
chỉ c thể sản xuất tối đa ba vụ m a rau diếp nếu thời tiết tốt. AeroFarms sử dụng ít
hơn 95% nƣớc và 50% phân b n so với trang tr i trồng rau truyền thống. Tất cả cây
trồng đều sinh trƣởng mà không cần thuốc trừ sâu, bởi ch ng đƣợc bảo vệ khỏi sâu
13


bệnh khi phát triển trong nhà kho. Trang tr i thẳng đứng trong nhà kho hứa hẹn
cung cấp lƣợng rau xanh tƣơi ngon khổng lồ cho cƣ dân địa phƣơng và c thể dễ
dàng vận chuyển đến những thành phố lân cận .
Năm 1991 Bắc Âu c 4000ha rau trồng trong dung dịch (Lê Đình Lƣơng,

1995). Hà Lan là nƣớc dẫn đầu về sản xuất rau bằng công nghệ thủy canh với 13000
ha, chiếm 50% giá trị sản xuất rau quả với các lo i rau quả nhƣ ớt, cà chua, dƣa
chuột. Pháp, Anh, Italia, Đài Loan, m i nƣớc c hàng trăm ha cây trồng trong dung
dịch.
Canada đ phát triển và mở rộng diện tích trồng rau thủy canh từ 100 ha (năm
1987) đến 2000 ha (năm 2001) với công nghệ Rockwool, perlite và NFT cho sản
xuất cà chua, dƣa chuột và ớt. Hơn 50% sản lƣợng cà chua và ớt, 25% dƣa chuột
đƣợc sản xuất bằng công nghệ thủy canh và đƣợc xuất khẩu sang Mỹ (Mơ hình ứng
dụng và hệ thống sản xuất Rau thủy canh, 2012).
T i Nhật Bản, kĩ thuật trồng cây trong dung dịch đƣợc sử dụng chủ yếu để
trồng rau, năng suất cà chua đ t từ 130 - 140 tấn/ha/năm, dƣa leo đ t 250
tấn/ha/năm,…Hiện nay ở Nhật ngoài các hệ thống thủy canh cây cà chua, dƣa leo,
dâu tây,…còn sử dụng các hệ thống trồng cây khác nhƣ hệ thống khí xanh, kĩ thuật
trồng cây trên màng mỏng dinh dƣ ng NFT máng trƣợt trồng các lo i rau ăn lá và
rau cao cấp. Hệ thống này cây gieo ƣơm ở vị trí này nhƣng khi thu ho ch l i ở vị trí
khác, hiệu suất sử dụng diện tích mặt bằng trong các nhà kính, nhà lƣới rất
cao(Trồng tr t không d ng đất trong nghề làm vƣờn, 1992).
T i Đài Loan kĩ thuật trồng cây trong dung dịch đƣợc ứng dụng rộng r i và
phổ biến để trồng các lo i rau và các lo i dƣa. Chủ yếu là sử dụng hệ thống trồng
cây trong dung dịch không tuần hoàn của AVRDC. Theo tác giả Hideo Imai (1986)
(dẫn theo Ph m Ng c Sơn, 2005) cho biết ớt ng t, cà chua khi đƣợc trồng trong hệ
thống của AVRDC cho quả to và dƣa chuột c thể trồng đƣợc trong dung dịch ở
m a hè.
Theo Tiến sĩ Nguyễn Quốc V ng (2005) Việt Kiều Austraylia cho biết, cà
chua trồng trong nhà kính khơng d ng đất ở Austraylia đ t năng suất từ 250 – 500
tấn/ha/năm. T y theo giống gieo trồng vô h n hay hữu h n, giống cà chua vô h n c
thể dài đến 20m cho thu ho ch 10 tháng liên tục.
14

Ngồi các nƣớc trên cịn c các quốc gia khác sử dụng hệ thống canh tác
không cần đất nhƣ New Zealand, Nam Phi, Trung Quốc, Brazil, Ba Lan, Israel…
2.2.5.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam
Ở Việt Nam, kĩ thuật này mới đƣợc đƣa vào nghiên cứu và ứng dụng từ năm
1993 nhờ sự hợp tác giữa Đ i h c quốc gia Hà Nội với tổ chức R&D Hong Kong
(Hong Kong Reseach and Development) đ đề xuất việc nghiên cứu chuyển giao kĩ
thuật thủy canh vào nƣớc ta. Tháng 4 năm 1995, các thử nghiệm đầu tiên trên một
số lo i rau, cây trồng c qía trị kinh tế cao, và cơ quan đƣợc giao tiến hành thử
nghiệm là H c viện Nông nghiệp Việt Nam. Từ đ việc nghiên cứu ứng dụng
phƣơng pháp thủy canh cũng đƣợc nhiều cơ sở nghiên cứu và sản xuất tiến hành
(Mơ hình ứng dụng và hệ thống sản xuất Rau thủy canh , 2012).
Ở Hà Nội, công ty phân b n sông Gianh đ sản xuất dung dịch dinh dƣ ng
thủy canh Thăng Long. Tác giả Nguyễn Thị Dần (1988) đ khảo nghiệm dung dịch
này và kết luận rằng dung dịch dinh dƣ ng Thăng Long không thua kém so với
dung dịch dinh dƣ ng của Đài Loan đối với các lo i rau ăn lá, hoa và ăn quả. Đặc
biệt, ớt ng t trồng trong dung dịch này cho năng suất cao hơn 72,8% so với trồng
trong dung dịch Đài Loan. Giá thành rau trồng trong dung dịch này thấp hơn 46,3%
do giá dung dịch dinh dƣ ng chỉ bằng 1/3 giá nhập từ Đài Loan.
Cũng trong thời gian này, một số nghiên cứu kĩ thuật trồng cây trong dung
dịch đối với cây rau chủ yếu tập trung vào cải tiến dụng cụ trồng cho ph hợp với
điều kiện trong nƣớc và thử nghiệm các dung dịch dinh dƣ ng tự pha chế. Các tác
giả Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Th ch (1999);Vũ Quang Sáng (2000); Võ
Kim Oanh (1996)… đ nghiên cứu và phát triển kĩ thuật này. Các nghiên cứu về các
nội dung: Xác định đối tƣợng rau thích hợp, dung dịch cải tiến, xác định ảnh hƣởng
của mật độ thời vụ thích hợp…Nhìn chung các kết quả nghiên cứu đều khẳng định
c thể ứng dụng kĩ thuật thủy canh và sản xuất rau an toàn ở Việt Nam cho năng
suất cao và phẩm chất tốt.
Nguyễn Minh Chung (2012) đ tiến hành nghiên cứu ứng dụng cơng
nghệ thủy canh tuần hồn để sản xuất rau ăn lá trái vụ trong hai năm từ năm
2007 - 2008 với 4 loài rau. Kết quả thu đƣợc các rau ăn lá này khi trồng trái vụ

bằng kĩ thuật thủy canh đ t tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Cả 3 lo i
15