Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây cà chua trong nhà lưới tại gia lâm, hà nội

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH....................................................................... viii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ........................................................................... ix
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
1.1.

Phương thức trồng cây không dùng đất .......................................................... 4
Các loại hình trồng cây khơng đất .............................................................. 4

1.1.1.
1.1.1.1.

Thủy canh (Hydroponics)........................................................................ 5

1.1.1.2.

Giá thể .................................................................................................... 7
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng về trồng cây không đất ......................... 9

1.1.2.
1.1.2.1.

Cách thức trồng cây không đất ................................................................ 9

1.1.2.2.

Thủy canh ..............................................................................................11

1.1.2.3.

Giá thể trồng ..........................................................................................16

1.1.2.4.

Dinh dưỡng cho cây trồng ......................................................................20

1.2.

Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới và ở Việt Nam ................................22

1.2.1.

Giá trị của cây cà chua...............................................................................22

1.2.2.

Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của cây cà chua ...............24

1.2.3.

Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới.....................................................27

1.2.4.

Tình hình sản xuất cà chua ở Việt Nam .....................................................29

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................32
2.1.
2.1.1.

Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................32
Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................32

iii


2.1.2.

Địa điểm....................................................................................................33

2.1.3.

Thời gian ...................................................................................................33

2.2.

Nội dung.......................................................................................................33

2.3.

Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................34

2.3.1.

Bố trí thí nghiệm .......................................................................................34

2.3.2.

Quy trình và kỹ thuật canh tác ...................................................................35

2.3.2.1.

Thời vụ ..................................................................................................35

2.3.2.2.

Ươm cây trong bầu nhỏ ..........................................................................35

2.3.2.3.

Chuyển cây ra chậu lớn và sử dụng sỏi kỹ thuật .....................................35

2.3.2.4.

Chăm sóc ...............................................................................................36

2.3.2.5.

Thu hoạch ..............................................................................................36

2.3.2.6.

Xử lý gốm xốp .......................................................................................36

2.3.3.

Các chỉ tiêu phi thí nghiệm ........................................................................36

2.3.3.1.

Đặc tính của gốm xốp ............................................................................36

2.3.3.2.

Đặc điểm của phân viên nén ...................................................................38

2.3.3.3.

Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh ....................................................39

2.3.4.

Các chỉ tiêu nghiên cứu .............................................................................39

2.3.5.

Xử lý số liệu ..............................................................................................41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................42
3.1.

Các yếu tố phi thí nghiệm .............................................................................42

3.1.1.

Đặc tính của các loại giá thể gốm kỹ thuật.................................................42

3.1.1.1.

Gốm xốp Việt Nam ................................................................................42

3.1.1.2.

Gốm nung Trung Quốc ..........................................................................45

3.1.2.

Đặc điểm của các loại phân viên nén .........................................................46

3.1.3.

Các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm cà chua trong nhà lưới ở 2 vụ .........46

3.1.3.1.

Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến thí nghiệm vụ thu đơng 2014 ......48

3.1.3.2.

Các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm vụ xuân hè 2015 ..........................49

iv

3.2.

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh

trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và chất lượng của cây cà chua
trong nhà lưới .....................................................................................................53
3.2.1.

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến thời gian

sinh trưởng của cây cà chua ................................................................................53
3.2.2.

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh

trưởng và phát triển của cây cà chua ...................................................................56
3.2.3.

Khả năng chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy...........................................76

3.2.4.

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật phân viên nén đến năng suất

và các yếu tố cấu thành năng suất của cây cà chua..............................................81
3.2.5.

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chất

lượng quả cà chua trồng chậu trong nhà lưới ......................................................89

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................................91
1. Kết luận..............................................................................................................91
2. Đề nghị ..............................................................................................................92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................93

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng Phân tích thành phần dinh dưỡng trong 100g cà chua ....................23
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới trong những năm gần đây .........28
Bảng 1.3. Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2012........28
Bảng 1.4. Những quốc gia có sản lượng cà chua cao nhất thế giới năm 2012..........29
Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam trong những năm
gần đây...............................................................................................................30
Bảng 2.1. Nguồn gốc và thành phần các loại gốm thí nghiệm .................................32
Bảng 2.2. Tên các cơng thức thí nghiệm .................................................................34
Bảng 3.1. Đặc tính của các loại gốm xốp Việt Nam ................................................42
Bảng 3.2. Đặc tính của các loại phân viên nén thí nghiệm ......................................46
Bảng 3.3. Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm khơng khí trung bình 10 ngày ở vụ thu
đơng 2014 ..........................................................................................................48
Bảng 3.4. Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm khơng khí trung bình 7 ngày ở vụ xn
hè 2015 ..............................................................................................................50
Bảng 3.5. Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm khơng khí sau 21 NST ở vụ xn hè
2015 ...................................................................................................................51
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến thời
gian sinh trưởng, phát triển của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 ..................54
Bảng 3.7 . Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động
thái tăng trưởng chiều cao cây cà chua trong vụ thu đông 2014 ..........................57
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động

thái tăng trưởng chiều cao cây cà chua vụ xuân hè 2015.....................................58
Bảng 3.9 . Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động
thái tăng trưởng số lá trên thân chính cây cà chua trong vụ thu đông 2014 .........62
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động
thái ra lá trên thân chính cây cà chua vụ xuân hè 2015 .......................................63
vi


Bảng 3.11 . Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chỉ
số hàm lượng diệp lục (SPAD) của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 ............67
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chỉ số
SPAD của cây cà chua vụ xuân hè 2015 .............................................................68
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm
lượng chất khô của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 .....................................73
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm
lượng chất khô của cây cà chua lai .....................................................................75
Bảng 3.15. Tỷ lệ sâu bệnh và đổ gẫy trong thí nghiệm cà chua ở vụ thu đông 2014 78
Bảng 3.16. Tỷ lệ sâu bệnh trong thí nghiệm cà chua ở vụ xuân hè 2015 .................80
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến tỷ lệ
đậu quả ở 5 chùm hoa đầu tiên của cây cà chua trong vụ thu đông 2014.............82
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến các
yếu tố cấu thành năng suất của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 ...................84
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến năng
suất của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 ......................................................86
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến độ
Brix và hàm lượng chất khô trong quả cà chua ...................................................89

vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Sơ đồ 1.1. Các hình thức trồng cây khơng dùng đất ................................................. 5
Hình 2.1. Ảnh các loại gốm thí nghiệm ..................................................................33
Hình 2.2. Ảnh các loại phân viên nén thí nghiệm ....................................................33
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm............................................................................ 35
Hình 3.1. Ảnh hiển vi điện tử soi đường kính lỗ rỗng của các loại gốm Việt Nam. 43
Hình 3.2. Ảnh so sánh khả năng hút nước của gốm Việt Nam so với gốm Trung
Quốc..................................................................................................................... 45

viii


DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cà chua qua các lần đo trong vụ thu
đông 2014 (cm/tuần) ..........................................................................................60
Biểu đồ 3.1. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cà chua qua các tuần đo trong vụ
xuân hè 2015 (cm/tuần) ......................................................................................60
Đồ thị 3.2. Tốc độ ra lá của cây cà chua qua các lần đo trong vụ thu đông 2014
(lá/tuần) ..............................................................................................................65
Biểu đồ 3.2. Tốc độ ra lá của cây cà chua qua các tuần đo trong vụ xuân hè 2015
(lá/tuần) ..............................................................................................................65
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm
lượng chất khô của thân cà chua (%) trong vụ thu đông 2014 .............................71
Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm
lượng chất khô của lá cà chua (%) trong vụ thu đông 2014 .................................71

ix


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AVRDC

Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau châu Á

BVTV

Bảo vệ thực vật

CT

Công thức

CV %

Sai số của thí nghiệm

GTQ

Gốm Trung Quốc

GVN1

Gốm Việt Nam loại 1

GVN2

Gốm Việt Nam loại 2

GVN3

Gốm Việt Nam loại 3

KL

Khối lượng

LSD0,05 – G

Giá trị sai khác giữa các công thức gốm ở độ tin cậy 95%

LSD0,05 – P

Giá trị sai khác giữa các cơng thức phân bón ở độ tin cậy 95%

LSD0,05 – P*G

Giá trị sai khác giữa các cơng thức phân bón và gốm ở độ tin cậy 95%

NSCT

Năng suất cá thể

NSLT

Năng suất lý thuyết

NST

Ngày sau trồng

NSTT

Năng suất thực thu

TB

Trung bình

TBG

Trung bình gốm

TBP

Trung bình phân bón

x


MỞ ĐẦU
1.

Đặt vấn đề
Tăng trưởng dân số toàn cầu và tình trạng mất diện tích đất nơng nghiệp đồng

nghĩa với nhu cầu lương thực sẽ ngày càng tăng lên trong tương lai. Để khắc phục
tình trạng trên, cơng nghệ trồng cây khơng cần đất đang được mở rộng nhanh chóng
xun suốt các quốc gia trên thế giới. Theo Michael và Heinrich (2008), trồng cây
khơng cần đất cho phép kiểm sốt các yếu tố sinh trưởng phát triển ứng dụng trong
sản xuất rau sạch, giảm bớt và rút ngắn thời gian xử lý nông sản sau thu hoạch.

Hiện nay, trái đất đang dần nóng lên do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu là
một mối đe dọa đối với lồi người. Biến đổi khí hậu làm ảnh hưởng tới mọi hoạt
động sống của con người cũng như mọi sinh vật khác. Trong đó, các hoạt động sản
xuất nơng nghiệp bị ảnh hưởng rất lớn như việc kiểm soát dịch hại, sự thay đổi các
loại giống cây trồng, ảnh hưởng của các điều kiện môi trường tới năng suất và chất
lượng nông sản, ... góp phần làm tăng nguy cơ về an ninh lương thực thế giới. Vì
thế, việc sản xuất cây trồng trong nhà kính/nhà lưới đã và đang góp phần kiểm soát
chặt chẽ những tác động xấu của các yếu tố môi trường, dịch hại, ... đến cây trồng.
Sự kết hợp giữa công nghệ trồng cây không cần đất và trồng cây trong nhà
kính/nhà lưới đang là hướng đi thương mại trong nhiều thập kỷ nay của các quốc gia
có nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Nhật Bản, Isarel,... Tuy nhiên, để
áp dụng hướng đi này đối với các quốc gia đang phát triển cũng gặp nhiều khó khăn
do sự địi hỏi cao về mặt trình độ kỹ thuật, quản lý và chi phí đầu vào. Dù vậy thì sự
kết hợp này cũng đã đạt được nhiều thành tựu lớn về tăng năng suất, nâng cao chất
lượng cũng như cải thiện giá thành nông sản.
Cà chua (Solanum lycopersicum L.) là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng
cao, nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho cơ thể như carotene, lycopene, vitamin C,
vitamin A, ... Ngoài những giá trị về dinh dưỡng, xét về mặt kinh tế, cà chua là cây
rau ăn quả quan trọng của nhiều vùng chuyên canh, cho hiệu quả kinh tế cao. Để sản
xuất cà chua với số lượng lớn, cung cấp sản phẩm trong thời gian dài cho nhu cầu
1


của thị trường, sản phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn cho người sử dụng là
mục tiêu hàng đầu. Bên cạnh đó việc áp dụng cơng nghệ trồng cây không đất như
trồng cây trong dung dịch, trồng cây trên giá thể, … đang được tiến hành và dần
phổ biến ở nước ta. Trong đó cơng nghệ trồng cây trên giá thể đang rất được chú ý.
Sự ra đời của một số mơ hình trồng rau trên giá thể áp dụng công nghệ tiên tiến
của các nước phát triển đã đem lại tia hy vọng mới cho người tiêu dùng. Tuy nhiên
sự mở rộng của mơ hình này đang gặp rất nhiều khó khăn do chi phí đầu tư ban

đầu rất lớn, giá thành sản phẩm cao hơn hẳn so với sản phẩm cùng loại trên thị
trường dẫn đến tình trạng rất khó tiếp cận cho người nơng dân cả về sản phẩm
cũng như tiến bộ kỹ thuật.
Hạt gốm xốp kỹ thuật là một loại giá thể có độ xốp tạo độ thơng thống, chứa
nước, giữ dinh dưỡng và cịn là mơi trường sinh trưởng thích hợp của các loại vi
sinh vật có ích cho bộ rễ cây trồng. Công nghệ trồng cây sử dụng các hạt gốm xốp
làm giá thể sẽ dễ dàng điều tiết độ ẩm đất, hàm lượng các chất dinh dưỡng, hạn chế
các loại sâu bệnh hại rễ và cỏ dại, làm cho cây sinh trưởng, phát triển tốt, nâng cao
chất lượng các nông sản. Wheatley et al. (2009) đã kết luận rằng giá thể hạt gốm kỹ
thuật tạo ra môi trường phù hợp cho cây trồng cạn sinh trưởng phát triển trong một
thời gian dài trong nhà kính. Đặc biệt, việc sử dụng hạt gốm xốp kỹ thuật kết hợp
với dung dịch dinh dưỡng hoặc phân viên nén, ... sẽ làm tăng hiệu quả của việc sử
dụng giá thể trồng. Mặt khác, công nghệ này có ưu thế dễ làm trên quy mơ nhỏ cấp
nơng hộ hoặc nhóm nơng hộ, phù hợp với việc trồng rau sạch và các loại cây trồng
quý hiếm khác phục vụ cho ngành nông nghiệp đô thị trong tương lai.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân
viên nén đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây cà chua trong nhà
lưới tại Gia Lâm – Hà Nội” được tiến hành nhằm góp phần giải quyết một số khó
khăn trong thực trạng sản xuất cà chua hiện nay cũng như hướng đến một nền nông
nghiệp hữu cơ trong tương lai.

2


2.

Mục tiêu và yêu cầu

2.1.

Mục tiêu
­ Xác định các đặc tính của các loại giá thể gốm kỹ thuật như: pH, độ hút nước,

độ giữ nước, ...
­ Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén
đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cà chua trong nhà lưới.
­ Xác định loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén phù hợp với điều kiện
sản xuất cà chua trong nhà lưới.
2.2.

Yêu cầu
Tiến hành các thí nghiệm nhỏ để xác định các đặc tính của các loại giá thể

gốm kỹ thuật và phân viên nén. Đồng thời, tiến hành bố trí thí nghiệm nhà lưới và
chọn các chỉ tiêu để theo dõi và đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng
chống chịu sâu bệnh, năng suất và chất lượng của cây cà chua trồng trong nhà lưới ở
2 vụ (vụ thu đông 2014 và vụ xuân hè 2015).

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Phương thức trồng cây không dùng đất
Song song với lịch sử phát triển của con người thì lịch sử nơng nghiệp ngày

càng phát triển mạnh mẽ. Người nông dân đã rất quen thuộc với việc trồng cây bằng
kinh nghiệm trên chính mảnh đất cha truyền con nối của mình. Song do sự phát triển
quá mạnh mẽ của các ngành cơng nghiệp như điện tử, hóa chất,... và những hành vi

ứng xử của tiêu cực của lồi người đã và đang hủy diệt chính mơi trường sống trên
trái đất. Ngày nay, các phương tiện truyền thông thi nhau nói về biến đổi khí hậu, ơ
nhiễm mơi trường đất – nước – khơng khí,... Vậy nên, nền canh tác trên đất đã bộc
lộ nhiều nhược điểm. Để giải quyết những vấn đề trên, nơng nghiệp nói chung và
trồng trọt nói riêng đang dần bước đi trên con đường mới. Đó là con đường trồng
cây khơng dùng đất hay gọi cách khác là canh tác không đất.
Trồng cây không dùng đất là một phương thức nhân tạo nhằm cung cấp cho
cây chỗ dựa và nơi chứa chất dinh dưỡng và nước (Johnson, 1985). Phương pháp
này giúp đối mặt với những thách thức của biến đổi khí hậu cũng như trong việc
quản lý hệ thống sản xuất để sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên và
giảm thiểu bệnh suy dinh dưỡng (Amrita và Hirak, 2012).
1.1.1. Các loại hình trồng cây khơng đất
Trồng cây khơng dùng đất là thuật ngữ đề cập đến các kỹ thuật trồng thủy
canh và trồng trên giá thể sạch. Đây là một phương pháp nhân tạo trồng cây nhờ sử
dụng dung dịch dinh dưỡng khống mà khơng cần có đất. Thực vật trên cạn có thể
được phát triển khi rễ chỉ ở trong dung dịch dinh dưỡng khống hoặc trong mơi
trường trơ như perlite, sỏi đá, len khoáng.
Sơ đồ 1.1 là sự tổng hợp lại các hình thức trồng cây khơng dùng đất phổ biến
hầu hết ở các quốc gia trên thế giới. Nhìn sơ đồ trên, canh tác thủy canh và canh tác
trên giá thể là 2 hình thức chính của canh tác không đất.

4


(Tổng hợp theo Lane Greer và Steve Diver, 2000)
Sơ đồ 1.1: Các hình thức trồng cây khơng dùng đất
1.1.1.1.

Thủy canh (Hydroponics)

Phương pháp trồng cây không dùng đất đơn giản nhất và lâu đời nhất là sử
dụng một chậu nước có chứa các hóa chất vơ cơ hịa tan để cung cấp các chất dinh
dưỡng mà cây cần. Phương pháp này ban đầu được gọi là thủy canh (hydroponics)
bởi W. F. Gericke vào những năm 1930 (Johnson, 1985).
Singh và Singh (2012) phát biểu rằng thủy canh là kỹ thuật trồng cây trong
điều kiện khơng có đất với rễ ngập trong dung dịch dinh dưỡng. Sơ đồ 1.1 đã chỉ rõ
3 kỹ thuật trồng chính của hình thức trồng thủy canh như sau: kỹ thuật trồng bằng
dung dịch (liquid), kỹ thuật trồng cây kết hợp với nuôi trồng thủy sản (aquaponics)
và kỹ thuật trồng khí canh (aeroponics).
Một là, kỹ thuật trồng cây bằng dung dịch (Liquid) là một kỹ thuật trồng cây
rất phổ biến và lâu đời trên thế giới. Các hệ thống trong kỹ thuật này đều gồm các
phần chính như khay trồng chứa cây con, dung dịch dinh dưỡng và máy bơm điều
khiển. Chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng tối ưu của thực vật có thể được
cung cấp qua sự tiếp xúc trực tiếp giữa rễ và dung dịch dinh dưỡng hoặc gián tiếp
qua một phần giá thể.
5


Hai là, kỹ thuật trồng Aquaponics là một hệ thống sản xuất thực phẩm mà kết
hợp giữa nuôi trồng thủy sản (Aquaculture) như ốc, cá, tôm,... và thủy canh
(Hydroponics) trong một môi trường cộng sinh (theo Aquaponics wikipedia). Trong kỹ
thuật này, dinh dưỡng từ phân cá được dùng để bón cho cây trồng thủy canh.
Aquaponics rất có lợi cho cá bởi vì rễ cây và vi khuẩn vùng rễ được tìm thấy ở trong
nước đã lấy đi những dinh dưỡng (chất thải của cá, tảo, thức ăn đang phân hủy) trong
bể cá mà những chất đó được coi là những chất gây độc hại cho cá (Diver, 2006).
Ba là, trong kỹ thuật trồng thủy canh, Ellis et al. (1974) cho rằng kỹ thuật
trồng khí canh tương tự kỹ thuật trồng bằng dung dịch là cây được trồng bằng dung
dịch dinh dưỡng nhưng đòi hỏi kỹ thuật cao hơn ở chỗ dung dịch dinh dưỡng cung
cấp cho cây dưới dạng phun sương.
Kỹ thuật thủy canh đã và đang đem lại nhiều ưu điểm nổi bật như: Kiểm soát

dinh dưỡng và nước tưới tiêu cho cây; Tiết kiệm diện tích, tạo cảnh quan môi trường
xanh sạch đẹp; Cho năng suất cây trồng rất cao, trồng được nhiều vụ liên tục trong
năm; Sản phẩm sạch và an toàn, giàu chất dinh dưỡng, mẫu mã đẹp, đồng nhất và
tươi ngon; Giải phóng lượng lớn sức lao động như làm đất, làm cỏ, phòng trừ sâu
bệnh, xử lý sau thu hoạch,...; Góp phần giải quyết tình trạng thiếu đất sản xuất do
q trình đơ thị hóa nhanh và sự tác động của biến đổi khí hậu; Có ý nghĩa về mặt
giáo dục đối với con trẻ, tạo cho con người gần gủi với môi trường thiên nhiên, làm
giảm stress cho người có cường độ làm việc cao,... Bên cạnh đó, kỹ thuật thủy canh
cũng tồn tại một số nhược điểm như: Vốn đầu tư ban đầu cao do chi phí về trang
thiết bị; Địi hỏi trình độ chun mơn kỹ thuật cao và am hiểu rõ về sinh lý cây
trồng, về hóa học và kỹ thuật trồng trọt; Sự lan truyền bệnh hại nhanh do trong
khơng khí ln có mầm bệnh, ...
Cho đến nay, thủy canh đã và đang phát triển mạnh ở các quốc gia phát triển
và bắt đầu phát triển ở các nước đang phát triển.

6


1.1.1.2.

Giá thể

Giá thể là môi trường rắn cho rễ cây đâm xuống mà không phải là đất. Dinh
dưỡng được cung cấp cho cây thơng qua phân bón trộn trong giá thể và bón thúc.
Ngồi tác dụng làm giá đỡ thì giá thể cịn có những chức năng khác như: có nhiều
khoảng trống lớn để thúc đẩy trao đổi oxy cho q trình hơ hấp của rễ, khoảng trống
nhỏ để giữ nước và dinh dưỡng khoáng được chuyển từ trong nước đến rễ cây. Giá
thể là một loại vật liệu sạch đã được các nước phát triển trên thế giới áp dụng nhiều
năm nay, có ưu điểm thay thế đất trồng, quy trình sản xuất khép kín, kiểm sốt được
các yếu tố gây bệnh và lây truyền cho cây. Qua nghiên cứu nhiều năm, người ta đã

tìm ra nhiều loại giá thể có thể được sử dụng trồng cây và được phân loại thành 3
nhóm: giá thể trơ cứng, giá thể hữu cơ và giá thể dạng hỗn hợp.
Về giá thể trơ cứng, trước đây giá thể chủ yếu được sử dụng là cát hoặc sỏi
(là hai loại giá thể trơ điển hình, dễ kiếm, rẻ tiền, sử dụng hạt cát có độ lớn từ 0,1 0,2 mm và sỏi có độ lớn từ 1 - 5 cm). Tuy nhiên, ngày nay giá thể đã được thay đổi
rất nhiều do cây cần cả oxi và dinh dưỡng tiếp xúc với rễ cây. Giá thể lí tưởng là loại
giá thể có khả năng giữ nước tương đương với độ thống khí mà những đặc điểm đó
được quyết định bởi những khoảng trống (khe, kẽ) trong giá thể đó. Thực tế cho
thấy cát mịn có những khoảng trống rất nhỏ, khơng chứa được nhiều nước và oxi
trong khi đó sỏi thơ tạo ra những khoảng trống q lớn, chứa nhiều khơng khí nhưng
mất nước nhanh. Do vậy, nhiều loại giá ra đời sau đã đang và sẽ khắc phục được
những nhược điểm như hạt gốm (hay còn gọi là đất sét nung – được cấu thành từ đất
sét và một số chất khác sau đó được tạo hình và nung ở nhiệt độ cao – có khả năng
giữ ẩm tốt, độ thống tốt), những giá thể dạng bọt (có tính trơ hố học như
polystyrene xốp, bọt ureaformaldehyt, polyurethane, chất bọt có gốc Phenol ở dạng
hạt), Rockwool (được làm từ nguyên liệu chính là đá Basalt và đá Dolomite phụ, sau
khi được nung nóng với nhiệt độ cao làm cho đá Basalt và đá Dolomite tan chảy tạo
thành những sợi khoáng),... đều được ứng dụng nhiều trong thực tế và cho những kết
quả bất ngờ. Ngoài ra, các dạng giá thể trơ cứng khác như: Perlite (là dẫn xuất của
7


núi lửa chứa silic có khả năng tiêu nước, thơng thống tốt, ổn định về tính chất vật
lý, có tính trơ hoá học. Thành phần gồm 76,9% - Al, một phần nhơm được giải
phóng ra ngồi làm pH giảm), Vermiculite (là vật liệu nhẹ, có tính kiềm, giữ nước
tốt, thành phần gồm 9 chất như 38 – 46% SiO2, 10 – 16% Al2O3, 16 – 35% MgO, 6
– 13% Fe2O3, 1 – 5% CaO, 1 – 6% K2O, 1 – 3% TiO2, 8 – 16% H2O và 0,2 – 1,2%
các chất khác), ...
Giá thể hữu cơ bao gồm nhiều loại, nhiều dạng khác nhau song chúng đều là
sản phẩm từ cây trồng gồm năm loại phổ biến: than bùn, mùn cưa, vỏ cây, xơ dừa và
trấu hun. Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau do q trình

thuỷ phân yếm khí, bao gồm chất vơ cơ 18 – 24%, chất hữu cơ 76 – 82%, giàu chất
Humic và hợp chất bitumic ở mức trung bình. Mùn cưa là phế phẩm trong sản xuất
chế biến gỗ, thành phần chủ yếu là xenlulo dễ phân huỷ, có khả năng giữ ẩm tốt, độ
thơng thống khí thấp nên khi dùng cần trộn với cát để phân phối độ ẩm tốt hơn
(không dùng mùn cưa từ các loại gỗ chứa nhiều tinh dầu, gỗ đã ngâm, gỗ tẩm thuốc
bảo quả). Vỏ cây tươi, khô hoặc vỏ cây đã ủ đều được sử dụng làm giá thể, tuy
nhiên vỏ cây tươi chứa tanin, giữ ẩm kém nên 2 - 3 tuần đầu cây sinh trưởng kém.
Xơ dừa được lấy từ vỏ quả dừa, nghiền nhỏ, đóng thành bánh để khơ, có khả năng
giữ nước nhưng dễ gây úng do thành phần chủ yếu là xenlulo chiếm 80%, lignin
chiếm 18% và các hợp chất khác (xơ dừa có chứa nhiều tanin nên khi sử dụng cần
ngâm nước để hạn chế ảnh hưởng của tanin giúp cây phát triển tốt hơn). Và trấu hun
là vỏ của hạt thóc đem chất đống hun đến độ có thể diệt hết mầm bệnh, vỏ trấu đã
đen nhưng chưa thành tro, thốt nước tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng, thành
phần chứa kali, silicat và các muối khống vi lượng,... Ngồi ra, xác thực vật và
phân thải động vật đã ủ hoai cũng được xếp vào loại giá thể hữu cơ, vừa có thể trồng
cây và vừa có thể được sử dụng như phân bón lót cho cây trồng.
Giá thể trơ cứng hoặc giá thể hữu cơ có thể dùng đơn lẻ hoặc trộn lại để tận
dụng ưu điểm từng loại. Cách trộn hay sự kết hợp giữa giá thể trơ cứng và giá thể
hữu cơ theo các thành phần khác nhau, các tỷ lệ khác nhau,... nhằm giúp cây trồng
8


sinh trưởng và phát triển tốt nhất đó cịn được gọi là giá thể hỗn hợp. Một số công
thức phối trộn như than bùn – perlite, than bùn – vỏ cây – cát, than bùn –
vermiculite,... và một số giá thể phối trộn khác như hỗn hợp 40% mùn cưa đã mục +
40% phân vi sinh, rác thải hữu cơ hoai mục + 20% phân vi sinh Sông Gianh, hỗn
hợp 1/2 đất bột + 1/2 trấu hun + 1kg phân hữu cơ vi sinh, …
Giá thể trồng có rất nhiều loại và đều là các vật liệu dễ kiếm trong tự nhiên
tuy nhiên giá thể được tạo ra phải có độ thơng thống và có khả năng giữ nước tốt.
Để chọn ra từng loại giá thể phù hợp với từng loại cây trồng thì giá thể đó phải đảm

bảo khả năng giữ nước, độ thơng thống tốt, độ xốp, pH trung tính và ổn định, và
CEC, bền, có khả năng tái sử dụng hoặc phân hủy an tồn cho mơi trường, ...
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng về trồng cây không đất
1.1.2.1.

Cách thức trồng cây không đất

Phương thức trồng cây không đất được thực hiện trong một hệ thống khép
kín bao gồm 3 yếu tố quan trọng là nhà trồng, vật liệu trồng và cách chăm sóc.
*

Nhà trồng
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng một số

nhà trồng rau an toàn theo kiểu cơng nghiệp như nhà lưới khơng có mái che, nhà
lưới có mái che và nhà kính (dẫn theo Nguyễn Tất Cảnh và cs., 2008). Đối với nhà
lưới khơng có mái che, chi phí đầu tư ban đầu thấp rất thích hợp với người ít vốn
nhưng lại khơng có khả năng tăng nhiệt vào mùa đơng lạnh. Cịn nhà lưới có mái
che thì chống được mưa bão, tránh dập nát rau và có thể bố trí thêm hệ thống thơng
gió để giảm nhiệt độ vào mùa nắng nóng nhưng khơng kiểm soát được nhiệt độ, độ
ẩm,... nếu trồng một số loại cây khó tính. Trong khi, nhà kính được coi là loại nhà
cao cấp nhất vì nó có khả năng chống cơn trùng và tia cực tím, có thể trồng cây
quanh năm đối với tất cả các loại cây trồng tuy nhiên chi phí xây lắp và điều hành
loại nhà này rất tốn kém vì có hệ thống làm mát, hệ thống thơng gió, hệ thống kiểm
sốt ánh sáng – nhiệt độ - độ ẩm – thành phần khơng khí,...

9


Vì vậy, tùy thuộc và địa hình, điều kiện khí hậu, đất đai và kinh phí mà người

trồng quyết định lựa chọn loiaj nhà trồng nào là thích hợp nhất.
*

Vật liệu trồng
Vật liệu trồng cây không đất bao gồm hệ thống trồng thủy canh, khay trồng,

chậu trồng, giống, phân bón, hệ thống thiết bị phụ trợ,... Hệ thống trồng rau thủy
canh được thiết kế đơn giản bao gồm khay hoặc ống trồng cây thơng nhau (trên mỗi
khay hoặc ống có lỗ trồng), hệ thống dẫn nước hồi lưu (ống dẫn nước, máy bơm), bể
chứa dung dịch dinh dưỡng. Để sản xuất rau trong nhà đạt năng suất và hiệu quả cao
thì việc lựa chọn giống rau là rất quan trọng. Bên cạnh đó, dinh dưỡng hay phân bón
cho từng loại giống rau phải được cung cấp đầy đủ, liều lượng và cách bón phụ
thuộc vào từng loại giống rau đó. Hệ thống thiết bị phụ trợ địi hỏi phải chính xác ở
một số khâu quan trọng như bộ phận lọc chống tắc, định lượng và hoà trộn lượng
nước tưới và phân bón theo một tỷ lệ nhất định, máy kiểm soát CEC, pH, …
Đặc biệt là việc lựa chọn loại khay chậu trồng như thế nào để cây rau sinh
trưởng và phát triển tốt như cách trồng trực tiếp trên đất. Như đã biết, nhiều gia đình
sống trong các căn hộ tập thể, nhà chung cư,... nên họ không thể có nhiều diện tích
để trồng rau, vì vậy việc trồng rau trong khay chậu rất được chú ý và ưa chuộng trên
thế giới. Khay chậu sử dụng cho trồng rau có thể khác nhau về kích thước,
hình dạng và chất liệu. Theo Meyer (2007), khay chậu trồng rau có thể làm từ bất cứ
loại vật liệu nào và được chia ra làm hai loại. Một là, loại xốp bao gồm khay chậu
bằng đất nung hoặc đất sét, được sử dụng từ lâu, rất tốt cho rễ cây phát triển, có khả
năng thoát nước nhanh nhưng hơi nặng. Hai là, loại phi xốp bao gồm khay chậu
bằng nhựa, hỗn hợp nhựa hoặc thuỷ tinh (có đặc điểm nhẹ, giữ ẩm lâu và có nhiều
màu sắc để trang trí), khay chậu bằng gỗ (có khả năng cách ly với nhiệt độ mơi
trường nhưng phải thay thế nếu sử dụng lâu), khay chậu bằng đồ gốm tráng men
(đẹp, bắt mắt nhưng không thông thoáng cho sự phát triển của rễ cây), khay chậu
bằng kim loại (cách ly kém nên có thể rất nóng hoặc rất lạnh tuỳ theo thay đổi nhiệt
độ bên ngoài),...

10


Các thí nghiệm cho thấy khay chậu dù làm bằng bất cứ vật liệu gì và kích cỡ
bao nhiêu đều phải có lỗ thốt nước. Lỗ thốt nước có thể ở mặt đáy hoặc ở mặt bên
của khay chậu. Theo nghiên cứu của trường đại học Ohio State thì phải có ít nhất
bốn lỗ trong một khay chậu và dưới đáy của khay chậu nên bổ sung một lớp sỏi thơ
dày 1 inch để dễ thốt nước.
Tóm lại, tùy thuộc và mỗi loại cây trồng mà ta quyết định chọn giống nào, phân
bón gì, khay chậu trồng như thế nào để phù hợp nhất với sự sinh trưởng và phát triển
cây trồng.
*

Cách chăm sóc
Mỗi loại giống rau khác nhau sẽ có các quy trình kỹ thuật trồng khác nhau.

Hiện nay có nhiều quy trình kỹ thuật trồng cho từng loại cây rau do các nhà khoa
học đã nghiên cứu và thử nghiệm thành cơng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, tại
nhiều địa phương khác nhau trên nhiều loại giá thể và phân bón khác nhau. Do đó,
người trồng có thể tham khảo và lựa chọn quy trình kỹ thuật trồng nào thích hợp và
dễ thực hiện nhất để đem lại năng suất cao và chất lượng tốt nhất.
1.1.2.2.

Thủy canh

Trồng cây không dùng đất bắt nguồn từ vùng Amazon, Babylon, Ai Cập,
Trung Quốc và Ấn Độ. Từ năm 1929 William Frederick Gericke bắt đầu tìm hiểu và
đến năm 1937 đã thử nghiệm thành công trên cây cà chua. Và thuật ngữ mới "Thủy
canh–Hydroponics" ra đời. Từ năm 1930 hàng loạt các cơ sở trồng rau bằng phương
pháp thủy canh ra đời và khơng ngừng phát triển. Năm 1940 diện tích trồng rau bằng

phương pháp thủy canh khoảng 10 ha, năm 1970 là 300 ha, năm 1980 lên đến 6000
ha và năm 2001 là 20.000 – 25.000 ha (Vũ Quang Sáng và cs., 2007).
Cùng với các nghiên cứu khác, Dennis R. Hoagland và Daniel I. Arnon đã
đưa ra rất nhiều công thức dinh dưỡng được biết như là dung dịch Hoagland.
Những cải tiến trong công thức dinh dưỡng của Hoagland vẫn được dùng cho tới
ngày nay.

11


Vào những năm 1960 Allen Cooper của Anh đã phát triển cơng nghệ dinh dưỡng
màng mỏng (NFT). Tiếp đó, The Land Pavilion ở Walt Disney World's EPCOT
Center được mở ra năm 1982 nổi bật với các tính năng đa dạng của cơng nghệ
thủy canh.
Năm 1989 ở Ashby Massachuchet (Mỹ) có cơ sở Hydrohavert sản xuất rau
quanh năm với diện tích 3400 m2, trong đó có 69% diện tích trồng rau diếp, 13%
trồng cải xoong. Năm 1991 Bắc Âu có 4000 ha rau trồng trong dung dịch, trong đó
Hà Lan là nước dẫn đầu về sản xuất rau bằng công nghệ thủy canh với 13000 ha,
chiếm 50% giá trị sản xuất rau quả với các loại rau quả như ớt, cà chua, dưa chuột.
Năm 1994 ở Mỹ có khảng 220 ha rau trồng trong nhà kính trong đó có 75% trồng
khơng dùng đất và trong dung dịch chủ yếu là cà chua, dưa chuột, ớt, rau diếp (Lê
Đình Lương, 1995). Canada đã phát triển và mở rộng diện tích 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, dưa chuột và ớt. Hơn 50% sản lượng cà chua
và ớt, 25% dưa chuột được sản xuất bằng công nghệ thủy canh và xuất khẩu sang
Mỹ. Tại Anh, người ra xây dựng hệ thống trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng
(NFT) chuyên sản xuất cà chua với diện tích 8,1 ha. Ở Nhật Bản, kỹ thuật trồng cây
trong dung dịch được sử dụng chủ yếu để trồng rau với năng suất cà chua đạt từ 130
– 140 tấn/ha/năm, dưa leo đạt 250 tấn/ha/năm,... và nhiều loại rau ăn lá và rau cao
cấp. Tại Đài Loan, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được sử dụng rộng rãi để

trồng các loại rau, chủ yếu là sử dụng hệ thống trồng cây khơng tuần hồn của
AVRDC. Hiện nay, ở Úc năng suất cà chua trồng thủy canh trong nhà kính đạt từ
400 – 500 tấn/ha, ở Israel năng suất cà chua đạt tới 600 tấn/ha (Lê Sĩ Lợi, 2011).
Năm 1994, Carbonell et al. đã nhận xét: có asen trong dung dịch dinh dưỡng
làm tăng sự hấp thu Fe và giảm hấp thu B, Cu, Mn, Zn, và pH ảnh hưởng lớn đến sự
hấp thu dinh dưỡng của cây trồng vì nếu pH quá thấp (<4.5) hoặc quá cao (>9) có
thể gây hại trực tiếp đến rễ cây, pH cao gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO43-, Ca2+, Mg2+
(Vũ Quang Sáng và cs., 2007). Nghiên cứu về bệnh trong kỹ thuật thủy canh,
12


Stanghellini và Rasmussen (1994) đã kết luận: bệnh ở rễ là một trong những hạn chế
đến sinh trưởng và năng suất đối với bất cứ loại cây trồng nào chủ yếu là do virus, vi
khuẩn và nấm phá rễ (như Pythium, Phytophthora, Plasmopara và Olpidium) (dẫn
theo Lê Sĩ Lợi, 2011).
Nhìn chung, từ năm 1966 đến nay đã có trên 500 sáng chế về kỹ thuật trồng
cây thủy canh, trong đó Nhật Bản là nước dẫn đầu với khoảng 260 sáng chế (chiếm
47%), Hàn Quốc với 103 sáng chế (chiếm 19%), Mỹ với 46 sáng chế (chiếm 9%),
… (Bích Diệp, 2012). Ngày nay, trên thế giới rau chủ yếu được trồng theo hình thức
thuỷ canh với quy mơ cơng nghiệp hiện đại như Mỹ, Canada, Nga, Israel, Ấn Độ,
Australia, … chủ yếu được áp dụng trên cà chua, rau diếp, dâu tây, ớt ngọt, … và
một số loại rau ăn lá có hàm lượng dinh dưỡng cao.
Ở Việt Nam, theo các báo cáo cho thấy thuỷ canh đã có mặt từ lâu, đã có các
quy trình sản xuất rau bằng thuỷ canh hay cũng được chuyển giao công nghệ cho
nhiều nơi, nhưng khai thác thế mạnh của nó chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu,
phạm vi ứng dụng hẹp chỉ ở quy mơ hộ gia đình (tự cung tự cấp).
Kỹ thuật trồng rau bằng phương pháp thủy canh mới được đưa vào nghiên
cứu và ứng dụng từ năm 1993 chủ yếu thực hiện ở các trường đại học, các Viện
nghiên cứu. Từ năm 1995 phương pháp thủy canh tĩnh của AVRDC được du nhập
vào Việt Nam để sản xuất rau an toàn, nhiều nghiên cứu đã được triển khai và khẳng

định trồng rau thủy canh cho năng suất, chất lượng cao hơn (Lê Sĩ Lợi, 2011). Năm
1997, trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ
trồng rau thủy canh để phù hợp với điều kiện của nước ta (Bích Diệp, 2012).
Việc áp dụng thủy canh chưa được triển khai đại trà do kinh phí đầu tư ban
đầu lớn, đầu ra cho sản phẩm chưa ổn định và gặp nhiều khó khăn với người sản
xuất nơng nghiệp do chưa có đủ trình độ để sản xuất hiệu quả. Ban đầu các nghiên
cứu tập trung về dung dịch dinh dưỡng thủy canh nhằm chủ động về nguồn dinh
dưỡng (Lê Sĩ Lợi, 2011). Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn tiến hành thử nghiệm 8
loại dung dịch (4 loại dung dịch nhập khẩu là dung dịch Loan, dung dịch FAO, dung
13


dịch Knop, dung dịch I Mai và 4 loại dung dịch cải tiến từ 4 loại dung dịch trên) trên
cải xanh và cà chua. Kết quả cho thấy 4 loại dung dịch cải tiến đều cho năng suất cải
xanh thấp hơn dung dịch của Đài Loan, tuy nhiên, với cà chua thì ngược lại cho sinh
trưởng và năng suất cao hơn dung dịch của Đài Loan, đặc biệt là dung dịch Knop cải
tiến bằng cách bổ dung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng suất cà chua
đạt 5,69 kg/m2, tăng 82,37% so với dung dịch nhập từ Đài Loan. Năm 1998, Nguyễn
Thị Dần đã khảo nghiệm và kết luận dung dịch thủy canh Thăng Long của cơng ty
phân bón Sơng Gianh cho năng suất và chất lượng rau tương đương với dung dịch
của Đài Loan, đặc biệt ớt ngọt trong trong dung dịch này có năng suất tăng 72,8% so
với dung dịch Đài Loan, giá thành thấp hơn 46,5% do giá dinh dưỡng chỉ bằng 1/3
giá dung dịch nhập từ Đài Loan. Cùng năm 1998, Nguyễn Quang Thạch và cs. đã tự
pha chế 2 dung dịch dinh dưỡng (NC1 và NC2) để trồng thử một số loại rau ăn lá đã
cho kết quả cả 2 dung dịch NC1 và NC2 đều cho năng suất rau đạt từ 70 – 90%, chất
lượng tương đương nhưng giá chỉ bằng 1/3 so với dung dịch nhập từ AVRDC. Năm
1999, Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch đã nghiên cứu ảnh hưởng của một
số dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng của xà lách vụ đông và đã kết luận: có thể
tự pha chế dung dịch dinh dưỡng để trồng một số loại rau mà không cần phải điều
chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng. Trồng cây trong dung dịch tự pha có năng suất và

chất lượng tương đương, giá thành thấp hơn 57 – 60% so với trồng cây trong dung
dịch nhập từ AVRDC. Năm 2000, Vũ Quang Sáng đã nghiên cứu cải tiến dung dịch
FAO và Knop bằng cách bổ sung thêm một số nguyên tố vi lượng để trồng 2 giống
cà chua VR2 và XH2. Kết quả cho thấy hoàn toàn chủ động pha chế được dung dịch
mà không cần điều chỉnh pH và chỉ cần bổ sung dung dịch khi cây ra hoa. Cà chua
sinh trưởng và phát triển mạnh, năng suất cao, chất lượng tốt, giá thành hạ hơn so
với dung dịch nhập từ AVRDC. Những kết quả nghiên cứu ban đầu về việc sản xuất
rau thủy canh cho thấy thời gian của mỗi vụ rất ngắn nên số vụ trong năm tăng nhiều
hơn. Ví dụ rau muống, rau cải có thể làm 20 – 24 vụ/năm, năng suất mỗi vụ 2,5 –
3kg/m2, tương đương với 50 – 72 kg/m2/năm hay 500 – 720 tấn/ha/năm, trong khi
14


trồng ngoài nhà cao lắm được 9 vụ x 30 tấn/ha/vụ = 270 tấn/ha/năm (Ngô Quang
Vinh, 2013).
Năm 2005, Hồ Hữu An cho biết "Xét nghiệm của Bộ Khoa học và Công nghệ
cho thấy trồng rau không cần đất đạt 100% tiêu chuẩn. Hàm lượng kim loại như:
chì, asen, đồng, thủy ngân trong rau hầu hết chưa đến 10% tiêu chuẩn cho phép". Và
ông đã mang công nghệ trồng rau không cần đất giới thiệu tại các hội chợ Techmart
Hải Phòng, Nghệ An, TP. HCM, … và bước đầu thu được kết quả khả quan.
Năm 2006, phương pháp trồng rau thủy canh được thử nghiệm tại Phân viện
sinh học Đà Lạt do TS Dương Tấn Nhựt chủ trì. Sau khi trồng thành công rau xà
lách bằng phương pháp thủy canh, Phân viện sinh học Đà Lạt tiếp tục trồng khoai
tây và cũng cho kết quả tốt. Một số mơ hình ứng dụng và chuyển giao công nghệ
trồng rau thủy canh trong thời gian gần đây. Năm 2012, tại các kỳ hội chợ Techmart
ở Hải Phòng, Hà Nội, TP.HCM, … trung tâm Đào tao, Tư vấn và Chuyển giao công
nghệ, Viện KHCNVN phối hợp với cơng ty Sài Gịn Thủy canh đã giới thiệu cơng
nghệ thủy canh hồn tồn “xanh, sạch” trên cây cà chua, dưa leo, xà lách, … và đã
nhận được sự chào đón và chấp nhận của nhiều người dân trong cả nước. Năm 2013
diễn ra với nhiều thành công trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất rau thủy canh

như mơ hình trồng rau thủy canh hồi lưu và thủy canh tĩnh của anh Nguyễn Văn Cao
ở xã Hành Trung, huyện Nghĩa Hành đang được nhiều hộ gia đình ở thành phố
Quảng Ngãi áp dụng và xem như một giải pháp sản xuất rau sạch "thông minh” cho
gia đình; Chuyển giao 10 hệ thống rau thủy canh cho chiến sĩ biên phịng xã đảo
Thạnh An nhằm mục đích chủ động nguồn rau xanh cho các chiến sĩ biên phòng hải
đảo trong điều kiện trồng khắc nghiệt nơi biển đảo do Hội doanh nghiệp Quận 9 và
Tổng công ty Nơng nghiệp Sài Gịn tài trợ.
Những con số và dẫn chứng trên đã chứng tỏ sự lớn mạnh của thủy canh
trong hơn 80 năm qua và cho thấy tiềm năng phát triển rộng rãi hơn trong tương lai.

15


1.1.2.3.

Giá thể trồng

Hiện nay, ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, đất trồng trọt ngày càng khan
hiếm, việc đơ thị hố diễn ra nhanh chóng dẫn đến nhu cầu sử dụng các mặt hàng
nông nghiệp giá trị cao như cây hoa, cây cảnh được trồng bằng các giá thể sạch
(không sử dụng đất) đang ngày một tăng. Và công nghệ trồng cây không đất được
xem như là một giải pháp hiệu quả cho vấn đề này (Liu et al., 2009) nhờ khả năng
sử dụng nước tiết kiệm cho nên sản xuất cây trồng bằng giá thể còn giúp phát triển
sản xuất nơng nghiệp ở các vùng khó khăn như xa mạc, đất cát ven biển, các vùng
khô hạn, …(Weimin Zhu et al., 2013).
Trên thế giới hiện nay tồn tại một số biện pháp canh tác và trồng cây khơng
đất khác nhau như: thuỷ canh, khí canh và giá thể sử dụng kết hợp với dung dịch
dinh dưỡng. Phương pháp thuỷ canh và khí canh được xem là phù hợp với việc sản
xuất rau. Các loại giá thể được sử dụng rất đa dạng từ các nguồn giá thể hữu cơ như
than bùn, mùn cưa, vỏ cây, trấu hun…và từ nguồn giá thể trơ cứng như cát, sỏi,

perlite, bột xốp, đá chân châu, vải sợi. Theo Kasit và Patana (2012), trồng cây bằng
giá thể được xác định phù hợp với việc sản xuất cây rau lấy quả (cà chua, dưa
chuột…), cây hoa (hoa lan, hoa hồng môn, hoa ly…) và cây cảnh.
Theo Karen et al. (2001) cho rằng giá thể dùng để trồng cây trong khay chậu
cần cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây và cần thống khí, thoát nước tốt và nhẹ
nên tốt nhất là sử dụng giá thể hỗn hợp. Giá thể hỗn hợp được làm từ rêu than bùn,
khống chất, cát thơ hoặc các sản phẩm từ cây gỗ. Khoáng chất giữ được nước và
dinh dưỡng lâu và giữ cho giá thể luôn ẩm. Theo Meyer (2007) có thể sử dụng các
loại giá thể có ưu điểm nhẹ, giữ nước và thống khí, rất tốt cho sự tăng trưởng của
cây. Theo Masstalerz (1997) cho biết ở Hoa Kỳ thường sử dụng công thức giá thể
với thành phần gồm mùn sét + mùn cát sét + mùn cát có tỷ lệ phối trộn 1:2:2, hay
1:1:1 hay 1:2:0 dùng làm bầu cho cây con và cho tỷ lệ sống cao và sinh trưởng phát
triển tốt (Zhu, 1995). Tại Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau châu Á (AVRDC)
khi nghiên cứu về giá thể gieo ươm cây con đã đi đến kết luận việc phối trộn than
16


bùn và chất khoáng phù hợp nhất cho sinh trưởng phát triển của cây con. Trồng cây
trên giá thể sạch đã giúp các nước nhiệt đới sản xuất được các mặt hàng rau chất
lượng cao như rau diếp, rau chân vịt,... trong nhà lưới mà trước đây chúng chỉ có thể
nhập khẩu từ các nước ôn đới với giá thành cao (Kasit và Patana, 2012). Thực tế, ở
các nước phát triển việc sản xuất cây trồng bằng giá thể cho năng suất cao hơn và rút
ngắn thời gian sinh trưởng. Do dinh dưỡng và pH được kiểm soát tốt nên việc sản
xuất rau, hoa và cây cảnh thương mại đã nâng cao được chất lượng sản phẩm rõ rệt.
Công nghệ trồng cây không cần đất đang là hướng đi thương mại trong nhiều
thập kỷ nay của các quốc gia có nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như: Mỹ,
Nhật Bản, Isarel,...Tuy nhiên, để áp dụng hướng đi này đối với các quốc gia đang
phát triển cũng gặp nhiều khó khăn do sự địi hỏi cao về mặt trình độ kỹ thuật, quản
lý và chi phí đầu vào (Mattas et al., 2000). Dù vậy thì cơng nghệ này cũng đã đạt
được nhiều thành tựu lớn về tăng năng suất, nâng cao chất lượng cũng như cải thiện

giá thành nông sản.
Để có thể phục vụ sản xuất hàng hố với quy mô lớn, hạt gốm xốp được sản
xuất nhân tạo từ đất sét là giải pháp phù hợp nhất và đang sử dụng nhiều tại Châu
Âu, Nhật Bản và Trung Quốc (Liu et al., 2009). Sử dụng các hạt gốm xốp hay hạt
gốm kỹ thuật để làm giá thể trồng hoa, cây nội thất hiện được áp dụng tại nhiều
nước nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như Hà Lan, Đức, Hoa kỳ …, các nước châu
Á như Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung quốc. Công nghệ này sử dụng các hạt gốm
xốp để trồng cây trong chậu, làm giá thể trồng các loại hoa, cây cảnh và một số loại
cây rau. Các hạt gốm xốp này có tác dụng thơng thống, chứa nước, ngậm phân,
thậm chí cịn là mơi trường sinh trưởng cho các loại vi khuẩn hữu ích cho bộ rễ cây.
Nhờ không dùng đất, sẽ dễ dàng điều tiết độ ẩm, hàm lượng các chất dinh dưỡng,
hạn chế các loại sâu bệnh, côn trùng hại bộ rễ, làm cho cây sinh trưởng, phát triển
tốt, chất lượng các sản phẩm nông nghiệp được nâng cao.
Ở Việt Nam, công nghệ sản xuất cây không dùng đất đã được đưa vào sử
dụng trong nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm tại một số đơn vị. Trường Học Viện
17