KHẢO SÁT HIỆU ỨNG OLIGOALGINATE BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ TRÊN CÂY RAU XÀ LÁCH LÔ LÔ NUÔI TRỒNG THỦY CANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHẢO SÁT HIỆU ỨNG OLIGOALGINATE
BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ
TRÊN CÂY RAU XÀ LÁCH LÔ LÔ
NUÔI TRỒNG THỦY CANH

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
ThS. TRẦN LỆ TRÚC HÀ
TS. LÊ QUANG LUÂN

SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN VĂN NGUYỄN
LỚP: 09CSH01

Năm 2012


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHẢO SÁT HIỆU ỨNG OLIGOALGINATE
BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ
TRÊN CÂY RAU XÀ LÁCH LÔ LÔ
NUÔI TRỒNG THỦY CANH

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
ThS. TRẦN LỆ TRÚC HÀ
TS. LÊ QUANG LUÂN

SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN VĂN NGUYỄN
LỚP: 09CSH01

Năm 2012

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

2

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

LỜI CẢM ƠN
Đến với trường Đại Học Nguyễn Tất Thành, trong môi trường học tập nghiêm
túc cùng với sư dạy dỗ tận tình của các thầy cô. Em đã góp nhặt được rất nhiều kiến
thức quý báo, nó như nguồn sức mạnh giúp em vững bước trên con đường sự nghiệp
sau này.
Ngôi trường với bao kỉ niệm vui buồn cùng bè bạn, có cả tiếng cô thầy sao mà ấp
áp quá… làm sao em quên. Thời gian 3 năm sao mà ngắn ngủi quá, thoáng cái đã trôi
qua mất rồi không thể quay lại nữa. Xin nhận ở em lời cảm ơn chân thành.
Cảm ơn các thầy cô, anh chị khoa Khoa Học Nông Nhiệp – Công Nghệ Sinh Học
Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành. Khoảng thời gian thực tập giúp em học hỏi được
rất nhiều kinh nghiệm làm việc thực tế.
Để hoàn thành luận văn này, dựa trên sự cố gắng rất nhiều của bản thân em,
nhưng không thể thiếu sự hổ trợ của các thầy cô, các anh chị tại đơn vị thực tập.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn:
Cô Trần Lệ Trúc Hà và thầy Lê Quan Luân đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em
thực hiện và hoàn thành tốt bài luận văn tốt nghiệp.
Các cô chú anh chị tại công ty Sài Gòn Thủy Canh đã tận tình chỉ bảo em trong
thời gian em thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn và gửi đến thầy cô và cô chú, anh chị ở công ty lời
chúc tốt đẹp cả trong cuộc sống và trong công tác!

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

i

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

TÓM LƯỢC
Đề tài “ Khảo sát hiệu ứng Oligoalginate bằng kĩ thuật bức xạ trên cây rau xà
lách lô lô nuôi trồng thủy canh”, được thực hiện từ 15/2 đến tháng 15/3 năm 2012, tại
Công ty Cổ phần Sài Gòn Thủy canh 290/198 Nơ Trang Long, Q. Bình Thạnh, Tp.
HCM, thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên có 7 nghiệm thức và được lặp lại 3
lần, nhằm tìm ra chế phẩm Oligoalginate có khối lượng phân tử tối ưu cho sự tăng
trưởng của rau trồng bằng phương pháp thủy canh.
Kết quả về sự tăng trưởng và phát triển của cây Cải bẹ xanh nhận được từ Bảng
4.4, Biểu đồ 4.1 và hình 4.1 cho thấy hiệu ứng của Aginate chiếu xạ lên sinh khối cây
xà lách lô lô đều tăng trong khoảng liều 25 đến 150 kGy. Tại liều xạ 75 đến 100 kGy
sinh khối cây xà lach lô lô tăng cao nhất, với sinh khối tươi tăng 40.8%, chiều cao cây
tăng từ 36,3 đến 24,9%, chiều dài rễ tăng từ 14.5 đến 13,7% so với đối chứng (SVĐC).
Nhiều nghiên cứu trước đây đã cho thấy khi xử lý Oligoalginate lên thực vật đã làm
tăng cường hàm lượng cũng như hoạt tính của nhiều enzyme trong cây và từ đó đã làm
tăng khả năng quang tổng hợp, khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng từ môi trường
dẫn đến làm gia tăng tốc độ sinh trưởng và phát triển của thực vật (Lê Quang Luân và
ctv, 1999).
Vậy Alginate chiếu xạ tại khoảng liều 75-100 kGy cho hiệu ứng tốt nhất đối với sự
tăng trưởng của cây Cải bẹ xanh.

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

ii

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn

Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................
TÓM LƯỢC..................................................................................................................
MỤC LỤC....................................................................................................................
DANH SÁCH BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ...........................................................................
DANH SÁCH HÌNH...................................................................................................
Chương 1: MỞ ĐẦU.....................................................................................................
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................................................................
2.1 SƠ LƯỢC VỀ XÀ LÁCH......................................................................................
2.1.1 Nguồn gốc và phân loại xà lách.....................................................................
2.1.2 Giá trị dinh dưỡng của xà lách.......................................................................
2.1.3 Đặc tính sinh học............................................................................................
2.2 ALGINATE.............................................................................................................
2.2.1 Lịch sử phát triển.........................................................................................
2.2.2 Khái niệm về Alginate..................................................................................
2.2.3 Công thức cấu tạo và tính chất của Alginate...............................................
2.2.4 Phương pháp tách chiết Alginate.................................................................
2.2.5 Ứng dụng của Alginate................................................................................
2.3 OLIGOALGINATE................................................................................................
2.3.1 Giới thiệu về Oligoalginate..........................................................................
2.3.2 Các phương pháp chế tạo Oligoalginate.....................................................
2.3.3 Ứng dụng của Oligoalginate......................................................................

2.4 CÔNG NGHỆ NUÔI TRỒNG THỦY CANH....................................................
2.4.1 Khái niệm thủy canh..................................................................................
2.4.2 Lịch sử phát triển..........................................................................................
2.4.3 Những yêu cầu cơ bản của kỹ thuật thủy canh..........................................
2.4.4 Phân loại thủy canh...................................................................................
2.4.5 Ưu và nhược điểm trong sản xuất bằng phương pháp thủy canh...............
1.4.6 Dung dịch dinh dưỡng thủy canh...............................................................
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

iii

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP............................................................
3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM................................................................................
3.2 VẬT LIỆU ............................................................................................................
3.2.1 Giống.........................................................................................................
3.2.2 Giá thể.......................................................................................................
3.2.3 Oligolginate...............................................................................................
3.2.4 Dụng cụ thí nghiệm......................................................................................
3.3 KHẢO SÁT HIỆU ỨNG TĂNG TRƯỞNG CỦA RAU XÀ LÁCH LÔ
LÔ TRÊN OLIGOALGINATE BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH...............
3.3.1 Mục đích.................................................................................................

3.3.2 Bố trí thí nghiệm.....................................................................................
3.3.3 Cách tiến hành........................................................................................
Chương 4: KẾT QUẢ - BIỆN LUẬN........................................................................
HIỆU ỨNG TĂNG TRƯỞNG CỦA ALGINATE CHIẾU XẠ TRÊN CÂY
RAU XÀ LÁCH LÔ LÔTHEO LIỀU CHIẾU XẠ KHÁC NHAU..........................
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ......................................................................
5.1 KẾT LUẬN...........................................................................................................
5.2 ĐỀ NGHỊ...............................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

iv

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

DANH SÁCH BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
Bảng:
Trang
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau
lên chiều cao cây.........................................................................................................31
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau
lên sinh khối tươi.........................................................................................................32

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau
lên chiều dài rễ............................................................................................................33
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau
lên sự sinh trưởngvà phát triển cây rau Xà lách lô lô.................................................34
Biểu đồ:
Biểu đồ 4.1: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau
lên sự sinh trưởng và phát triển cây rau Xà lách lô lô................................................35

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

v

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1: Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT)......................................................13
Hình 2.2: Mô hình kỹ thuật dòng sâu............................................................................14
Hình 2.3: Kỹ thuật dòng sâu (DFT) theo kiểu zigzag...................................................15
Hình 2.4: Mô hình kỹ thuật ngâm rễ.............................................................................16
Hình 2.5: Mô hình kỹ thuật nổi.....................................................................................16
Hình 2.6: Mô hình kỹ thuật mao dẫn.............................................................................17
Hình 2.7: Mô hình kỹ thuật khí canh.............................................................................18

Hình 2.8: Mô hình kỹ thuật túi treo...............................................................................19
Hình 2.9: Mô hình kỹ thuật túi tăng trưởng..................................................................20
Hình 2.10: Mô hình kỹ thuật rãnh.................................................................................20
Hình 2.11: Mô hình kỹ thuật chậu.................................................................................21
Hình 3.1: Mô hình nuôi trồng thuỷ canh tĩnh sử dụng trong nghiên cứu.....................30
Hình 4.1: Sự sinh trưởng và phát triển của cây rau Xà lách lô lô sau
15 ngày (a) và sau 28 ngày (b).......................................................................................36

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

vi

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Chương 1: MỞ ĐẦU

Rau là nguồn thực phẩm quen thuộc và không thể thiếu trong các bữa ăn của
người Việt Nam. Rau cung cấp các vitamin, chất khoáng và chất xơ vốn rất có lợi cho
sức khỏe của con người.
Hiện nay hầu hết người sản xuất mới chỉ quan tâm đến năng suất và sản lượng
rau mà chưa quan tâm đúng mức đến chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm nên tình
trạng sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật không đúng lúc, đúng cách vẫn thường
xuyên xảy ra như: bón quá nhiều phân đạm vô cơ, bón phân muộn, sử dụng thuốc bảo

vệ thực vật ngoài danh mục trên các loại rau ăn lá và không bảo đảm thời gian cách ly
gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người tiêu dùng. Biểu hiện trước mắt khi sử
dụng rau kém chất lượng có thể là ngộ độc, rối loạn tiêu hóa, suy tim mạch có thể gây
tử vong, còn về lâu dài các chất độc hại tích luỹ trong cơ thể là nguy cơ phát sinh
nhiều bệnh hiểm nghèo như bệnh ung thư,...
Vì thế việc áp dụng mô hình thủy canh sản xuất rau an toàn là xu thế hiện nay
bởi vì phương pháp này có nhiều ưu điểm:
1. Không phụ thuộc vào đất.
2. Trồng được nhiều vụ, có thể trái vụ, không cần tưới.
3. Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại.
4. Năng suất cao hơn từ 25% đến 50%.
5. Sản phẩm hoàn toàn sạch đồng nhất.
6. Người gìa yếu, trẻ em có thể tham gia sản xuất có hiệu quả.
7. Không tích lũy chất độc, không gây ô nhiễm môi trường.
Mặt khác Oligoalginate đã được chứng minh như là một loại hoocmone mới đối
với cây trồng, chúng không chỉ có tác dụng tăng trưởng đối với thực vật mà còn có
khả năng kích thích gây tạo các kháng sinh thực vật hay còn gọi là phytoalexin giúp
cho cây trồng có khả năng kháng được sự xâm nhiễm đối với các vi sinh vật gây bệnh
(Nguyễn Quốc Hiến và ctv, 1997). Do đó loại Oligosacharide này được xem là chất
tăng trưởng thực vật có nguồn gốc tự nhiên, an toàn và hiệu quả, rất thích hợp cho
mục đích sản xuất rau sạch bằng phương pháp thủy canh.
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

1

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Từ những thông tin nêu trên, chúng tôi mạnh dạng thực hiện đề tài “Khảo sát
hiệu ứng Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ trên cây rau xà lách lô lô nuôi trồng thủy
canh”. Nhằm góp phần gia tăng hiệu quả trồng rau an toàn bằng phương pháp thủy
canh.

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 SƠ LƯỢC VỀ XÀ LÁCH
2.1.1 Nguồn gốc và phân loại xà lách
Xà lách vốn rất quen mắt với chúng ta ngày nay đã khởi đầu bằng một “thân phận
buồn” vì bị người đời xem như những đám cỏ dại ở khu vực Địa Trung Hải. Thế rồi xà
lách có được vị trí đường hoàng ở trong đĩa thức ăn của con người cách nay khoảng
4.500 năm.
Xà lách cũng đã hiện diện tự hào trong những bức họa ở những lăng mộ cổ Ai Cập.
Xà lách đã được các học giả Hi Lạp phân thành nhiều loại khác nhau. Nhà thám hiểm
Christopher Columbus đã giới thiệu xà lách đến “thế giới mới” (châu Mỹ). Từ đó xà
lách được trồng ở châu lục này. Đến hôm nay xà lách được xem là “đại sứ” của… rau
cải, hiện diện khắp nơi trên thế giới. Hiện tại có khoảng sáu loại xà lách khác nhau.
Xà lách là thực vật bậc cao có đơn vị phân loại như sau:
-

Ngành hạt kín: Angiosprematophy

-

Lớp hại lá mầm: Dicotyledoneae

-

Dưới lớp cúc: Asteridae

-

Bộ cúc: Asteraies

-

Họ cúc: Composetae

-

Tên tiếng anh: Salad

-

Tên khoa học của xà lách: Lactura sativa car capital L.

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng của xà lách
Xà lách được sử dụng làm rau sống quan trọng, sử dụng phổ biến ở vùng ôn đới
trước đây. Tuy nhiên ngày nay nó cũng có vai trò lớn trong hỗn hợp rau ở vùng nhiệt
đới. Rau xà lách có giá trị dinh dưỡng cao. Trước hết nó cung cấp chất tươi, chất xơ
cho cơ thể để cân bằng và tiêu thụ lượng đạm, mỡ từ thịt cá trong thức ăn. Phần lớn
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

2

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

các loại thực phẩm được nấu chín vì vậy enzim, vitamin không còn nhiều, chỉ duy nhất
rau xà lách luôn luôn được dung tươi sống với số lượng lớn trong mỗi bữa ăn. Vì vậy
xà lách là nguồn vitamin chủ yếu trong mỗi bữa ăn.
Xà lách chứa nhiều vitamin A, C , chất khoáng: kali, canxi, sắt có vai trò chữa một
số bệnh. Theo viện nghiên cưu ung thư ở Mỹ thực phẩm chứa nhiều vitamin A, C như
xà lách có khả năng ngăn chặn một số dạng ung thư.
2.1.3 Đặc tính sinh học
Cây xà lách là cây ưa nhiệt độ thấp, sinh trưởng thích hợp nhất ở nhiệt độ 15-20 0C
với xà lách cuộn, xà lách không cuộn có thể chịu nhiệt độ cao tới 25 0C, không kén đất,
chỉ cần thoát nước. Bộ rễ tương đối phát triển. Thời gian sinh trưởng khoảng 45-55
ngày.
2.2 ALGINATE
2.2.1 Lịch sử phát triển
Alginic axit được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881). Năm 1975, Booth đã
viết về lịch sử công nghiệp Alginate dựa theo các kết quả nghiên cứu của Stanford.
Thernley đã tiến hành tách chiết Alginate thô ở Orkey vào năm 1923 và bắt đầu hình
thành công nghệ sản xuất Alginate dùng cho đồ hộp rau quả. Sau đó công ty đã đặt tên
là Kelp Products Corp và đến năm 1929 được tái thành lập có tên là công ty Kelco
(Kelco Company). Tại Anh, Alginate được sản xuất mạnh mẽ và sớm nhất vào những
năm 1934 – 1939. Còn ở Na Uy, Alginate được sản xuất sau chiến tranh thế giới thứ
II. Đến năm 1981 sản xuất Alginate lan sang nhiều nước trên thế giới, đã có 17 nhà

máy ở 9 nước khác nhau sản xuất Alginate (Na Uy, Pháp, Nhật, Mỹ, Canada, Tây Ban
Nha, Chilê, Liên Xô cũ, Ấn Độ). Hai công ty sản xuất Alginate lớn nhất thế giới là
Kelco Company ở Mỹ và Công ty công nghiệp sản xuất Alginate ở UK, với sản lượng
70% mức sản lượng của thế giới. Tiếp theo là đến công ty ProTan A/S của Na Uy, và
các công ty của Nhật, Pháp. Sản xuất Alginate ở Trung Quốc tăng trong những năm
gần đây, sản lượng trung bình khoảng 7.000 – 8.000 tấn/năm.
2.2.2 Khái niệm về Alginate
Trong rong Nâu (Sagassum) có chứa một hợp chất quan trọng là Alginic.
Alginic là polysaccharide có tính axit, loại axit này rất khó hòa tan. Từ Alginic sẽ
thông qua các phản ứng với kiềm tạo nên một số hợp chất từ Alginic. Sau khi tạo muối
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

3

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

sẽ làm thay đổi tính hòa tan của hợp chất tự nhiên này và do đó nó có nhiều công dụng
hơn.
Alginate Natri là muối của Alginic với Natri, khi cho Alginic tương tác với
kiềm hóa trị I như NaOH, Na2CO3 hoặc Na2HPO4, Na2SO3, v.v.
Alginate Canxi là muối của Alginic với Ca ++ khi cho Alginic tương tác với
CaCl2, CaCO3, Ca(OH)2, v.v.
Alginate amonium là muối của Alginic với NH4+ khi cho Alginic tương tác với

NH4OH hoặc kiềm amonium khác.
2.2.3 Công thức cấu tạo và tính chất của Alginate
 Công thức cấu tạo
Alginic thuộc polysaccharide nhưng chứa nhóm cacboxyl (–COOH) trong phân
tử cho nên thường gọi là axit Alginic hay polysaccharide có tính axit.
Theo Niwa (1940) cho rằng đơn vị cấu trúc của Alginic là Uronic có công thức
phân tử là (C24H30O23)n. Chapman thì cho rằng Alginic là dạng trùng hợp mất nước của
D – Manuronic có công thức (C5H9O5COOH)n và công thức hóa học tương đương của
Alginic là (C6H8O6)n. Hai thuyết tương tự nhau, n = 80/83 do vậy có sự trùng hợp rất
lớn.
Theo các tài liệu sinh hóa học gần đây mô tả cấu tạo của Alginic gồm các axit
D – Manuronic liên kết với L – Guluronic bằng liên kết 1–4 mạch thẳng không phân
nhánh:

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

4

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Alginic là polymer gồm nhiều axit Manuronic và Guluronic tạo mạch thẳng
không phân nhánh có thể liên kết theo hình phẳng như sau:
Trong phân tử Alginic, số lượng M và G không theo tỷ lệ 1/1. Đồng thời tỷ lệ

này sẽ khác nhau ở các loại rong và vùng địa lý khác nhau. Người ta rất quan tâm đến
tỷ lệ M/G, bởi lẽ nó là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tạo gel của Alginic.
Các phân tử M, G có thể hình thành block M, block G hoặc block MG. Chiều
dài của các block đã được các nhà nghiên cứu Alginic trên thế giới xác định, trong đó:
- G block có chiều dài là: 8,7 A0
- M block có chiều dài là: 10,3 A0, MG block có chiều dài là: 9,5A0
Manuronic và Guluronic là hai đồng phân của nhau. Hiện nay nhiều quan điểm
cho rằng tỷ lệ giữa hai loại axit Manuronic và Guluronic không tuân theo 1/1 mà tùy
theo loại rong, vị trí địa lý và môi trường rong sinh sống.
Trong cây rong Alginic luôn tồn tại dưới dạng muối với Ca, hoặc Mg bền vững,
trong đó dạng muối chủ yếu được tìm thấy chủ yếu là với Ca.

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

5

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Từ đó người ta có thể khai thác công thức phân tử polymer là:
((C5H7O4COOH)2Ca)n.
 Tính chất
Alginic là axit hữu cơ yếu, không màu, không mùi, không tan trong các dung
môi hữu cơ và nước, nhưng Alginic hút nước trương nở, nó có thể hút được lượng

nước từ 10 đến 20 lần khối lượng khô của nó.
Alginic hòa tan trong dung dịch kiềm hóa trị I và tạo dung dịch muối kiềm có
độ nhớt cao. Chẳng hạn Alginic hòa tan trong dung dịch hydroxit Natri và tạo thành
dung dịch Alginate Natri có độ nhớt cao.
Khi cho axit mạnh tác dụng với muối kiềm thì Alginic được tách ra kết tủa nổi
lên bề mặt dung dịch.
Tính chất này rất quan trọng được ứng dụng vào qui trình chiết xuất Alginic.
Muối Alginate kim loại hóa trị II (Alginate Canxi, Alginate Magiê, v.v.): không
hòa tan trong nước, tùy theo kim loại mà có màu sắc khác nhau. Khi muối ẩm thì dẻo
dễ uốn hình, khi khô rất cứng, rất khó thấm nước, nhờ có tính chất này mà Alginate có
rất nhiều công dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Bột Alginate rất dễ bị giảm độ nhớt nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp.
Độ nhớt của dung dịch Alginate 5% sẽ bị giảm đi một nửa ngay cả khi bảo quản ở
nhiệt độ 30oC ± 2oC trong thời gian từ 5 đến 10 ngày. Có thể dùng các chất bảo quản
như:
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

6

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Axit Benzoic, axit Socbit, axit Dehydro Acetic cho các Alginate dùng cho thực
phẩm. Còn nếu Alginate dùng cho kỹ thuật thì có thể dùng Formaldehyt hoặc

Pentaclorophenol để bảo quản.
Khác với agar khi giảm nhiệt độ thì dung dịch Alginate cũng không đông lại,
ngay cả khi làm lạnh và tan giá thì độ nhớt và bề ngoài cũng không thay đổi.
Khả năng gắn với các kim loại bằng liên kết tĩnh điện: Alginic có khả năng gắn
với các ion kim loại tạo ra các loại muối khác nhau. Khả năng này tùy thuộc vào số
lượng D – Manuronic và L – Guluronic trên phân tử Alginate. Theo kết quả nghiên
cứu của các chuyên gia Trung Quốc, khả năng tạo liên kết với các ion kim loại của
Alginic giàu M từ rong Laminaria digitata theo chiêu giảm dần theo sơ đồ sau:
Pb > Cu > Ba > Sr >Ca > Co > Ni > Zn > Mn > Mg
Còn đối với Alginic giàu G từ rong Laminaria hyperbora giảm dân theo thứ tự
các kim loại sau:
Pb > Cu > Ba > Sr >Cd > Ca > Co, Ni, Zn, Mn > Mg
Cơ chế của phản ứng gắn kim loại trên phân tử Alginate chủ yếu ở nhóm
Cacboxyl ngoài ra một số nhóm –OH (Hydroxyl) trên polymer cũng có vai trò trong
liên kết với ion kim loại.
Propyleneglycol Alginate (PGA) với 80 đến 85% nhóm COOH được ester hóa
có tác dụng nhỏ nhất đối với ion Canxi, do đó hợp chất này được dùng trong công
nghiệp sữa. PGA giảm tính hòa tan khi pH môi trường < 4, pH = 2 thì PGA kết tủa.
2.2.4 Phương pháp tách chiết Alginate
Alginate được tách chiết từ rong Nâu bằng dung dịch kiềm NaOH. Alginate
được chiết xuất bằng phương pháp này thường bị cắt mạch trong quá trình chiết.
2.2.5 Ứng dụng của Alginate
Các sản phẩm của Alginate được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công
nghiệp như: ngành dệt 50%, thực phẩm 30%, giấy 6%, que hàn 5%, y dược phẩm 5%,
công nghệ sinh học và các lĩnh vực khác 4%. Alginate là một phụ gia không thể thiếu
được trong kỹ thuật in màu trên vải. Trong công nghiệp thực phẩm thường đòi hỏi loại
Alginate phải có khả năng tạo gel và tạo nhũ cao, ví dụ để chế biến Surimi giả trứng cá
Caviar người ta thường phải sử dụng loại Alginate có tỷ lệ M/G ≤ 1,0.
2.3 OLIGOALGINATE
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà

TS. Lê Quang Luân

7

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

2.3.1 Giới thiệu về Oligoalginate
Nếu như Alginate được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghệ thực
phẩm, công nghệ dược phẩm và mĩ phẩm thì Oligoalginate lại được ứng dụng rộng rãi
hơn nhiều, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học.
Năm 1992, Akiyamo và ctv đã thông báo rằng Oligoalginate có tính chất rất quí
là thúc đẩy tăng trưởng vi khuẩn Bifidobactiria loại vi khuẩn hiện diện trong đường
ruột cần cho quá trình tiêu hóa ở người và động vật. Oligo của quá trình này tác giả
cũng cho thấy rằng Alginate có khối lượng phân tử khoảng 49 đến 400 Da khi bổ sung
vào môi trường nuôi cấy hàng loạt các vi khuẩn Bifidobacteria (B. aldolescentis, B.
bifidum, B. beeve và B. longcion) thì hiệu ứng thúc đẩy tăng trưởng của chúng so với
trước là không đáng kể, trong khi đó các Oligoalginate có khối lượng phân tử trung
bình khoảng 2000 Da chế tạo từ Alginate nói trên bằng phương pháp thủy phân bởi
enzyme Alginatelyase với nồng độ từ 0,04 đến 0,4 % lại có hiệu ứng cao hơn nhiều.
Mặt khác nhiều công trình nghiên cứu tác dụng của Oligoalginate cũng đã cho thấy
Oligoalginate còn có tác dụng như là một tín hiệu hóa học để kích thích các quá trình
sinh tổng hợp phytoalexin. Ngoài ra trong nuôi cấy mô Oligoalginate có hiệu ứng thúc
đẩy sinh trưởng và làm tăng sinh khối, gia tăng tốc độ phân bào ở một số loại tảo, thúc
đẩy quá trình nảy mầm hạt giống và phát triển rễ, thân, lá của một số loài cây.

Như vậy Oligoalginate là một loại Oligosaccaride không chỉ thể hiện hiệu ứng
tăng trưởng rất tốt đối với nhiều loại thực vật mà còn có tác dụng tạo cho cây có khả
năng kháng lại sự xâm nhiễm của một số vi sinh vật gây bệnh. Điều đáng chú ý là
Oligoalginate có tính an toàn cao đối với người, gia súc, gia cầm và môi trường. Do
đó, việc chế tạo ra chế phẩm nông dược có nguồn gốc từ Oligosaccaride nói chung và
Oligoalginate nói riêng là rất thiết thực cho nhu cầu sản xuất rau quả và nông phẩm
sạch và phát triển môi trường bền vững ở nước ta và trên thế giới.
2.3.2 Các phương pháp chế tạo Oligoalginate
a) Phương pháp hoá học
Trong phương pháp này Oligoalginate được chế tạo thông qua các tác nhân hoá
học oxi hóa mạnh như H2O2, HCl, v.v. Hiệu suất cắt mạch của Alginate trong hệ phản
ứng chủ yếu phụ thuộc nồng độ của các chất phản ứng, thời gian phản ứng và nhiệt độ.

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

8

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Mặc dù phương pháp này có những thuận lợi nhất định nhưng lại gặp phải một
số hạn chế như sau:
• Phải sử dụng các chất oxi hóa mạnh.
• Khó kiểm soát được quy trình cắt mạch.

• Phải tách chiết và tinh chế.
• Chi phí cao do các quá trình tách chiết.
• Gây ô nhiễm môi trường.
b) Phương pháp sinh học
Ta có thể cắt mạch Alginate bằng cách thuỷ phân bởi enzyme Alginatelyase.
Hiệu suất phản ứng phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng, thời gian và nhiệt
độ của phản ứng.
Cũng giống như phương pháp hóa học, phương pháp sinh học cũng có một số
những hạn chế nhất định sau đây:
• Cần phải có 1 hệ đệm, xúc tác thích hợp cho việc cắt mạch.
• Khó kiểm soát quá trình cắt.
• Phải tinh chế được sản phẩm sau khi cắt mạch.
• Phải sử dụng enzyme đặc hiệu.
• Sử dụng năng lượng nhiều.
• Chi phí cao.
c) Phương pháp bức xạ
Đây là phương pháp hữu hiệu và có nhiều ưu điểm. Bằng cách sử dụng bức xạ
ion hóa là tia gamma, tia siêu âm hay chùm điện tử gia tốc, v.v. ,Alginate sẽ bị cắt
mạch dưới tác dụng của bức xạ.
Kỹ thuật bức xạ là sử dụng bức xạ làm nguồn năng lượng trong các quá trình
công nghiệp.
Kỹ thuật bức xạ hiện tại chủ yếu sử dụng nguồn bức xạ gamma (γ) phát ra từ
đồng vị Co – 60 và bức xạ điện tử phát ra các máy gia tốc điện tử (electron beam –
EB). Theo số liệu năm 1996, toàn thế giới có hơn 180 nguồn chiếu xạ gamma Co – 60
và khoảng 700-800 máy gia tốc điện từ hoạt động phục vụ cho mục đích ứng dụng
công nghiệp, trong đó bao gồm các ứng dụng trong lĩnh vực sinh học.
Ưu điểm:
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

9

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

• Tiết kiệm năng lượng, không gian và nguyên liệu.
• Độ tin cậy cao (quá trình được kiểm tra một cách hữu hiệu).
• Sản phẩm có chất lượng cao, dễ dàng tạo ra sản phẩm mới.
• Đáp ứng nhu cầu bảo vệ môi trường.
• Hiệu quả kinh tế cao.
Các nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả của công nghệ bức xạ trong nông nghiệp:
• Chiếu xạ thực phẩm, khử trùng mĩ phẩm và bào bì cho thực phẩm.
• Chiếu xạ nước thải.
• Biến tính ghép, khâu mạch chế tạo vật liệu tổng hợp sinh học và vật liệu
có hoạt tính sinh học, chế phẩm dược phẩm, hormon thải chậm.
• Lưu hóa bức xạ lastic cao su thiên nhiên.
• Chiếu xạ gây bất dục côn trùng, kích thích đột biến.
• Biến tính gia tăng chất lượng vải, da thuộc.
• Xử lý polymer tự nhiên làm chất tăng trưởng và bảo vệ thực vật.
2.3.3 Ứng dụng của Oligoalginate
Nhiều công trình nghiên cứu tác dụng của Oligoalginate đối với cây trồng đã
cho thấy Oligoalginate còn có tác dụng như là một tín hiệu hóa học để kích thích các
quá trình sinh tổng hợp phytoalexin. Ngoài ra trong nuôi cấy mô, Oligoalginate có
hiệu ứng thúc đẩy tăng trưởng và làm tăng sinh khối, gia tăng tốc độ phân bào ở một
số loại vi tảo, thúc đẩy quá trình nảy mầm hạt giống, phát triển rễ, thân và lá của một

số loài cây.
Như vậy Oligialginate là loại Oligosacaride không chỉ thể hiện hiệu ứng tăng
trưởng rất tốt đối với nhiều loại thực vật mà còn có khả năng tạo cho cây khả năng
kháng bệnh. Oligoalginate được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp, y học
và công nghệ sinh học.
2.4 CÔNG NGHỆ NUÔI TRỒNG THỦY CANH
2.4.1 Khái niệm thủy canh
Theo tiếng Hy Lạp thì hydroponics (thủy canh), được ghép từ hai chữ hydro
(nước) và ponos (lao động), là hình thức canh tác trên các giá thể không phải là đất
(Sri Lanka Department of Agriculture, 2000). Thủy canh có thể sử dụng hoặc không
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

10

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

sử dụng giá thể, cây trồng được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nước cho cây sinh
trưởng và phát triển (Jensen, 1999; Hanger, 1993).
2.4.2 Lịch sử phát triển
Thủy canh đã được thực hiện từ nhiều thế kỉ trước ở vùng Amazon, Babylon,
Ai Cập, Trung Quốc và Ấn Độ. Người xưa đã sử dụng phân bón hòa tan để trồng dưa
chuột, dưa hấu và nhiều loại rau củ khác ở các lòng sông đầy cát. Sau đó, các nhà sinh
lý thực vật bắt đầu trồng các loại cây trên những môi trường dinh dưỡng đặc biệt vì

mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là nuôi cấy dinh dưỡng (nutriculture).
Những ứng dụng thực nghiệm của “nuôi cấy dinh dưỡng” bắt đầu được chú ý
vào năm 1925, khi kỹ thuật nhà kính đặt ra nhiều vấn đề cần được quan tâm đặc biệt.
Đất trong nhà kính phải được thay thế thường xuyên để khắc phục các vấn đề về cấu
trúc đất, phân bón và sâu bọ. Kết quả là các nhà nghiên cứu bắt đầu quan tâm đến ưu
thế của nuôi cấy dinh dưỡng so với nuôi cấy trong đất theo kiểu truyền thống.
Thuật ngữ thủy canh (hydroponics) lần đầu tiên được Gericke (1937) giới thiệu
để mô tả tất cả các phương pháp nuôi trồng thực vật trong môi trường lỏng cho mục
đích thương mại. Gericke (1929) cũng là người đầu tiên khảo sát, phát triển một
phương pháp nuôi trồng thực vật trong nước (dịch dinh dưỡng) khả thi về mặt kinh tế
cho mục đích thương mại.
Ngoài Gericke, nhiều nhà khoa học khác cũng đã đưa ra nhiều kỹ thuật và
phương pháp nuôi trồng thực vật không cần đất (Soiless culture) trên qui mô thương
mại trong thập niên 1930 (Lauria, 1931; Eaton, 1936; Withorow và Biebel, 1936;
Mllard và Stoughton, 1939; Amon và Hoagland, 1940). Mặc dù các tiêu chuẩn khoa
học công nghệ thời kỳ đó đã có thể đáp ứng với việc trồng trọt không cần đất, song họ
vẫn không thể thành công khi tính về hiệu quả kinh tế. Tuy kết quả khảo sát trên qui
mô thương mại chưa khả quan, nhưng thủy canh vẫn thu hút được rất nhiều sự quan
tâm. Ý tưởng trồng các loại cây có sức sống tốt, sản xuất rau quả, trái cây và hoa
không cần đất hấp dẫn với nhiều người. Do đó, bên cạnh những người canh tác chuyên
nghiệp, nhiều nhà vườn nghiệp dư cũng cố gắng trồng nhiều loại cây khác nhau trong
hệ thống thủy canh.
Trong và ngay sau thế chiến thứ II, thủy canh được quân đội Hoa kỳ sử dụng
khá rộng rãi để trồng rau quả ở một số nơi mà đất bị nhiễm độc do chiến tranh. Trong
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

11

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn

Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

suốt hai thập niên 1950 và 1960, diện tích canh tác thủy canh trên toàn thế giới vẫn
chưa có ý nghĩa quan trọng và những nghiên cứu về chúng còn rất ít. Tuy nhiên, một
số tài liệu có liên quan đến thành phần dịch dinh dưỡng cho hệ thống thủy canh đã
được xuất bản từ giai đoạn này (Jacobson, 1951; Steiner, 1961; 1966 và Hewitt, 1966).
Đến cuối thập niên 1960, mối quan tâm về áp dụng thủy canh trong qui mô thương
mại tăng lên, thể hiện rõ ở khối liên hiệp Anh, Hà Lan và các quốc gia Scandinavie.
Đến năm 1975, Cooper đưa ra kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT – nutrient film
technique), là kỹ thuật thủy canh đầu tiên được sử dụng trên qui mô lớn.
Trong tương lai, kỹ thuật thủy canh sẽ được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh
vực sản xuất thương mại. Mặc dù là một phương pháp còn rất mới mẻ, mới chỉ cơ bản
được áp dụng cho sản xuất thương mại khoảng 40 năm, song thủy canh đã cho thấy
tiềm năng phát triển cực kỳ to lớn của nó. Do không sử dụng đất khi trồng nên kỹ
thuật thủy canh có thể thích hợp với nhiều điều kiện khác nhau, từ vùng hải đảo đến
cao nguyên, từ vùng khô hạn đến vùng ẩm ướt. Điều này cho thấy tính hiệu quả và khả
năng phổ biến của kỹ thuật thủy canh là rất cao.
2.4.3 Những yêu cầu cơ bản của kỹ thuật thủy canh
• Giá thể trơ được sử dụng.
• Dịch dinh dưỡng hoặc hỗn hợp phân bón phải chứa tất cả các thành phần vi
lượng và đa lượng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây.
• pH của dịch dinh dưỡng phải trong khoảng phù hợp để hệ thống rễ hoặc giá
thể trơ không bị ảnh hưởng.
• Nhiệt độ và độ thoáng khí của giá thể trơ hoặc dịch dinh dưỡng phải phù
hợp với hệ thống.

2.4.4 Phân loại thủy canh
 Kỹ thuật thủy canh dịch lỏng
a) Phương pháp hồi lưu (hệ thống đóng)
• Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng:

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

12

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng là một hệ thống thủy canh mà rễ cây được
tiếp xúc trực tiếp với chất dinh dưỡng. Màng mỏng (0,5 mm) cho dinh dưỡng chảy
xuyên qua các kênh dẫn. Các kênh dẫn được làm bằng vật liệu dẻo. Hạt giống cùng
với môi trường phát triển được đặt ở trung tâm của ống và ở mép của hạt giống được
kẹp vào màng mỏng để ngăn cản sự bốc hơi và ngăn không cho ánh sáng lọt qua. Môi
trường cần cho sự phát triển hấp thu chất dinh dưỡng cung cấp cho cây. Khi cây sinh
trưởng và phát triển, bộ rễ của cây sẽ vươn ra khỏi giá thể để lấy chất dinh dưỡng từ
kênh dẫn để cung cấp cho cây. Chiều dài tối đa của kênh dẫn là từ 5 – 10 m và được
đặt nghiêng 3,81 cm đến 4,5 cm so với mặt phẳng nằm ngang. Dung dịch dinh dưỡng
được bơm lên cao hơn kênh dẫn và chảy xuồng bằng trọng lực đồng thời làm ướt chân
rễ.

Hình 2.1: Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT)
Ở phía thấp hơn của kênh dẫn, dinh dưỡng được thu thập và chảy vào bể chứa
dinh dưỡng. Dung dịch này được kiểm tra nồng độ muối trước khi tái sử dụng. Để cây
phát triển tốt hơn, cần thay dung dịch dinh dưỡng hàng tuần để có dung dịch sạch,
đảm bảo các tiêu chuẩn cho cây phát triển.
Tốc độ dòng chảy của dung dịch dinh dưỡng khoảng 2 – 3 lít/phút và chảy dọc
suốt chiều dài của kênh dẫn. Yêu cầu cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho sự phát triển
chiều cao của cây là một trong những vấn đề cần chú ý của kỹ thuật này.
Việc khó khăn chính của kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng là màng rất mỏng.
Do đó, rất dễ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân khác nhau.
• Kỹ thuật dòng sâu:
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

13

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Kỹ thuật dòng sâu là một hệ thống thủy canh. Ở độ sâu 2 – 3 cm, dung dịch
dinh dưỡng chảy xuyên qua ống nhựa PVC có đường kính 10 cm đến những túi lưới
nhựa có chứa cây được gắn vào trong ống nhựa. Túi nhựa chứa vật liệu trồng cây và
phần dưới cùng của chúng tiếp xúc với dịch dinh dưỡng chảy vào ống nhựa. Ống nhựa
PVC được sắp xếp trên mặt phẳng hoặc theo dạng zigzag, điều đó còn tùy thuộc vào
sự phát triển của cây trồng trong ống nhựa.

Hình 2.2: Mô hình kỹ thuật dòng sâu
Hệ thống zigzag có khả năng tận dụng được không gian nhưng cho năng suất
thấp. Hệ thống một mặt phẳng vừa cho cây phát triển về chiều cao vừa rút ngắn thời
gian canh tác.
Cây trồng được thiết lập trong các túi nhựa có lưới và được đặt tập trung vào
các lỗ trong ống nhựa PVC. Xơ dừa hoặc các mùn bã cellulose hoặc trộn chung cả hai
thứ lại có thể được sử dụng như là vật liệu trồng cây để làm đầy các túi lưới. Những
chỗ trống nhỏ của miếng lưới được xem như là một lớp trung gian trong túi để ngăn
ngừa vật liệu trồng cây bị rơi vào dung dịch dinh dưỡng. Những giỏ nhựa nhỏ có lỗ
nhỏ ở phía dưới đáy và bên hông có thể được sử dụng thay cho các túi lưới nhựa.
Khi dung dịch tái sử dụng chảy vào trong bể chứa thì dung dịch dinh dưỡng
này được thông khí. Ống nhựa PVC buộc phải có độ dốc khoảng 3,3 cm đến 3,5 cm để
GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

14

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

thuận lợi cho các dòng dinh dưỡng chảy. Lớp sơn của ống nhựa PVC có màu trắng
giúp làm giảm độ nóng của dung dịch dinh dưỡng. Hệ thống này có thể được thiết kế
trong không gian mở hoặc trong sự bảo vệ cấu trúc như là một phần của CEA.

Ống dẫn
Ống
dẫndưỡng
dinh dưỡng
dinh
Ống PVC

Bơm
Ống dẫn dung dịch
đổ vào máng hứng

Bể chứa

Hình 2.3: Kỹ thuật dòng sâu (DFT) theo kiểu zigzag
b) Phương pháp không hồi lưu
Gồm có kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique), kỹ thuật nổi (floating
technique), kỹ thuật mao dẫn (cappillary action technique).
Phương pháp không tuần hoàn này thì dung dịch dinh dưỡng không được tuần
hoàn để tái sử dụng mà chỉ sử dụng một lần. Khi nồng độ dinh dưỡng giảm hoặc pH
hoặc EC thay đổi, nó được thay thế bằng dung dịch mới.
• Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique):
Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rể phát triển ra bên
ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng. Chậu giá thể
chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3cm, một số rễ của cây được ngâm trong
dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn

Khe hở

Chậu cây

Tấm chắn làm
bằng xốp

Giá thể
Rễ hấp thu khí
Rễ ngâm trong

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
dinh dưỡng
TS. Lê Quang Luân

15

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Bể chứa
Môi trường dinh dưỡng
DDDDDDdưỡng

Hình 2.4: Mô hình kỹ thuật ngâm rễ
• Kỹ thuật nổi (floating technique):
Cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh
dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo.
Làm thoáng

khí

Tấm chắn làm
bằng xốp

Chậu cây

Môi trường
dinh dưỡng

Bể chứa

Hình 2.5: Mô hình kỹ thuật nổi
• Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique):
Trong kỹ thuật này, người ta dùng hai loại chậu. Một chậu dùng để trồng cây
bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dưỡng, dịch này được mao dẫn lên
chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn như: tim đèn, bông gòn, v.v.

Hình 2.6: Mô hình kỹ thuật mao dẫn
c) Phương pháp khí canh (aeroponics)

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

16

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn


Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

Khoa Khoa Học Nông Nghiệp
Công Nghệ Sinh Học

Cây trồng được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong
không khí dưới các tấm xốp này. Các tấm này được xếp thành các hộp kín để ngăn sự
xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn sự tăng
trưởng của tảo, nấm. Dung dịch dinh dưỡng được phun vào rễ dưới dạng sương mù,
mỗi lần phun kéo dài khoảng vài giây, cứ mỗi 2 – 3 phút lại phun một lần. Làm như
vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí. Cây hấp thu chất
dinh dưỡng và nước từ lớp dung dịch bám vào rễ.

Hình 2.7: Mô hình kỹ thuật khí canh
 Thủy canh có sử dụng giá thể rắn
Gồm có kỹ thuật túi treo (hanging bag technique), kỹ thuật túi tăng trưởng
(growing bag technique), kỹ thuật rãnh (trench or trough technique) và kỹ thuật chậu
môi trường (post technique).
a) Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique):
Cây được cho vào các lỗ bên của các túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ
dừa) đã xử lý UV, túi dài khoảng 1m, có dạng hình trụ, ngoài trắng, trong đen, dày,
làm bằng polyethylene. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi treo cung cấp
cho túi bằng một máy phun nước (micro sprinkler) gắn bên cạnh đỉnh túi treo, từ đó
dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây.

GVHD: ThS. Trần Lệ Trúc Hà
TS. Lê Quang Luân

17

SVTH: Nguyễn Văn Nguyễn