Nghiên cứu lựa chọn một số loại giá thể và dung dịch dinh dưỡng thích hợp cho trồng rau thủy canh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THÚY NGA

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT SỐ LOẠI GIÁ THỂ VÀ DUNG DỊCH
DINH DƢỠNG THÍCH HỢP CHO TRỒNG RAU THỦY CANH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------------------------

NGUYỄN THÚY NGA

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT SỐ LOẠI GIÁ THỂ VÀ DUNG DỊCH
DINH DƢỠNG THÍCH HỢP CHO TRỒNG RAU THỦY CANH

Chuyên ngành: Khoa học Môi Trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Ngân Hà

Hà Nội – 2017

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình làm nghiên cứu, từ khi chọn đề tài, lên dàn ý đến bố trí thí
nghiệm tại nhà cũng như khi phân tích các chỉ tiêu tại phòng thí nghiệm, em đã nhận
được sự quan tâm tận tình của thầy, cô, gia đình, bạn bè.
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô, cán bộ trong
khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội
nói chung và các thầy, cô, anh, chị, bạn bè trong bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường
đất nói riêng cùng toàn thể thầy cô tham gia giảng dạy tại lớp Cao học Khoa học
Môi trường K22 đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện đề tài.
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính
trọng đến TS. Nguyễn Ngân Hà người đã tận tình trực tiếp hướng dẫn và tạo rất
nhiều điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới chị Phạm Thanh Tâm cùng tập thể cán bộ
Phòng phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Môi trường Việt Nam và tập thể cán
bộ Trung tâm vi sinh vật Công nghiệp – Viện Công nghiệp thực phẩm đã tạo điều
kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình làm luận văn này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện
cả về vật chất và tinh thần giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và
hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 1 năm 2018
Học viên
Nguyễn Thúy Nga


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................... 3

1.1. Phương pháp thủy canh .............................................................................. 3
1.1.1. Khái niệm thủy canh [16] ................................................................... 3
1.1.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh. ................................... 3
1.2. Tình hình nghiên cứu về phương pháp trồng rau thủy canh trên Thế giới
và ở Việt Nam ................................................................................................... 6
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về phương pháp trồng rau thủy canh trên Thế giới6
1.2.2.Tại Việt Nam ....................................................................................... 9
1.3.Dinh dưỡng trong thủy canh ..................................................................... 11
1.3.1. Nhu cầu và vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng ........................... 11
1.3.2. Dung dịch dinh dưỡng thủy canh ..................................................... 17
1.4. Giá thể trong nuôi trồng thủy canh........................................................... 17
1.5. Một số loại rau thường được trồng theo phương pháp thủy canh............ 20
1.6. Đặc điểm sinh học của cây cải xanh ........................................................ 20
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................... 23
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 23
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 23
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 23
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 23

2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 23
2.3 Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 24
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp ............................................. 24
2.3.3. Quy trình trồng rau cải xanh bằng phương pháp thủy canh tĩnh. .... 24
2.3.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm. ............................. 30


2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................... 31

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................... 32

3.1. Ảnh hưởng của các loại giá thể và dung dịch thủy canh khác nhau đến
sinh trưởng và năng suất của rau cải xanh ...................................................... 32
3.1.1. Một số tính chất của giá thể sử dụng để trồng thủy canh rau cải .... 32
3.1.2. Ảnh hưởng của các dung dịch dinh dưỡng và giá thể đến động thái
ra lá của cây cải xanh ................................................................................. 32
3.1.3. Ảnh hưởng của các dung dịch thủy canh và giá thể khác nhau đến
chiều cao cây cải xanh................................................................................ 35
3.1.4. Ảnh hưởng của các dung dịch và giá thể khác nhau đến năng suất
cải xanh ...................................................................................................... 37
3.2. Ảnh hưởng của các loại giá thể và dung dịch thủy canh khác nhau đến
chất lượng của rau cải xanh............................................................................ 39
3.3. Một số chỉ tiêu đánh giá mức độ an toàn của rau trồng trên các giá thể và
dung dịch thủy canh khác nhau ...................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 46
PHỤ LỤC .......................................................................................................... 52


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Nồng độ (ppm) các chất dinh dưỡng trong ...................................... 28
các dung dịch sử dụng ....................................................................................... 28
Bảng 2.2. Bảng kí hiệu và dung dịch dinh dưỡng sử dụng trong thí nghiệm .. 29
Bảng 3.1. Một số tính chất của giá thể .............................................................. 32
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của các dung dịch và giá thể đến sự ra lá của cây rau cải
xanh ................................................................................................................... 33
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến sự ra lá của rau cải xanh . 34
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của giá thể đến sự ra lá của rau cải xanh ....................... 35
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của các dung dịch và giá thể khác nhau đến chiều cao
của cây rau cải xanh .......................................................................................... 35
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến chiều cao của rau cải xanh37

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của giá thể đến chiều cao của rau cải xanh ................... 37
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của các dung dịch và giá thể khác nhau đến năng suất
cải xanh ............................................................................................................. 38
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến năng suất của rau cải xanh38
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của giá thể đến năng suất của rau cải xanh ................. 39
Bảng 3.11. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng rau ......................................... 40
Bảng 3.12. Một số chỉ tiêu đánh giá mức độ an toàn của rau cải xanh ........... 43


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
-

FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lương quốc tế

-

AVRDC: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á

-

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

- WHO (World Health Organization): Tổ chức y tế thế giới


MỞ ĐẦU
Rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hằng ngày của mỗi
gia đình từ nông thôn cho đến thành thị. Rau xanh cung cấp cho cơ thể nhiều muối
khoáng có tính kiềm, các vitamin, axit hữu cơ, chất xơ…có vai trò vô cùng quan
trọng đối với sự phát triển của cơ thể con người.

Nhu cầu về rau xanh trên thị trường ngày càng tăng cao, người nông dân
không ngần ngại lạm sử dụng nhiều loại phân bón vô cơ, các chất kích thích tăng
trưởng, hóa chất bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu, diệt cỏ, ký sinh trùng…) với mong
muốn nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên hệ quả của việc
lạm dụng hóa chất nông nghiệp trong thời gian dài đã làm chất lượng môi trường
sản xuất đi xuống, nông sản không an toàn ảnh hường nghiêm trọng đến sức khỏe
người tiêu dùng, người sản xuất.
Ở Việt Nam, người dân cũng ngày càng nhận thức rõ hơn về các mối nguy
hại đó nên có những đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm.
Trong đó vấn đề sản xuất rau an toàn được người dân hết sức quan tâm.
Rau an toàn là rau cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
 Không chứa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật quá mức cho phép
 Không chứa lượng NO3- cao quá mức cho phép.
 Không có các vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh cho người.
 Không có tồn dư một số kim loại nặng như Hg, Pb, Cd …
Để sản xuất nông sản sạch nói chung và rau sạch nói riêng hiện nay trên thế
giới có nhiều giải pháp và thủy canh là một trong những phương pháp mang lại
hiệu quả cao. Thủy canh là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà trồng trực tiếp
vào dung dịch dinh dưỡng hoặc trồng trên các giá thể không phải đất. Các giá thể
có thể là cát, trấu, vỏ xơ dừa, than bùn, Vermiculite, Perlite...
Trồng cây trong dung dịch cũng là một giải pháp quan trọng và lý tưởng tạo
ra nông sản không những sạch mà còn cho năng suất cao, sản phẩm đồng nhất và
mang tính công nghệ cao. Ở Việt Nam nhiều nghiên cứu thử nghiệm trồng cây

1


theo phương pháp thủy canh đều cho ra các kết quả khả quan, tuy nhiên vì đây là
vấn đề mới mẻ nên còn nhiều tồn tại chưa được giải quyết như:
 Loại dung dịch và giá thể thích hợp cho từng loại cây trồng.

 Giống cây trồng và thời vụ thích hợp với sản xuất bằng phương pháp thủy
canh.
Xuất phát từ những tồn tại của kỹ thuật trồng cây trong dung dịch để sản xuất
rau an toàn và tìm ra công thức thích hợp nhất ở điều kiện Việt Nam mà tôi tiến
hành đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn loại giá thể và dung dịch dinh dưỡng thích
hợp cho trồng rau thủy canh”.
Mục tiêu nghiên cứu: Lựa chọn được dung dịch dinh dưỡng và giá thể phù
hợp cho trồng rau cải thủy canh.

2


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Phƣơng pháp thủy canh
1.1.1. Khái niệm thủy canh [16]
Theo PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Nguyên, Thủy canh (Hydroponics) là hình
thức canh tác trồng cây trong dung dịch, là kỹ thuật trồng cây không dùng đất. Cây
trồng được trồng trên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng cùng với các loại giá thể,
sử dụng dinh dưỡng hòa tan trong nước dưới dạng dung dịch. Tùy theo từng kỹ
thuật mà toàn bộ hoặc một phần bộ rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng.
Kỹ thuật thủy canh là một trong những kỹ thuật tiến bộ của nghề làm vườn
hiện đại. Trong đó, sử dụng những chất dinh dưỡng thích hợp, cần thiết cho sự
sinh trưởng và phát triển của cây trồng tránh được sự phát triển của cỏ dại, côn
trùng và bệnh tật lây nhiễm từ đất.
1.1.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh.
 Ưu điểm
- Không cần đất, chỉ cần không gian để đặt dụng cụ trồng thủy canh, do vậy
có thể triển khai ở những vùng đất cằn cỗi như hải đảo, vùng núi xa xôi cũng như
tại các hộ gia đình trên sân thượng, ban công.
- Có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, các loại dinh dưỡng được

cung cấp theo nhu cầu của từng loại rau, đồng thời có thể lại bỏ được các chất có
hại cho cây và không có các chất tồn dư của vụ trước.
- Tiết kiệm nước do cây sử dụng trực tiếp nước trong dụng cụ đựng dung
dịch, nước không bị thất thoát do ngấm vào đất và bốc hơi.
- Giảm chi phí nhân công do giảm một số khâu như: không phải làm đất,
không phải làm cỏ, không phải vun xới và không phải tưới nước.
- Dễ thanh trùng vì chỉ cần rửa bằng nước lã sạch.
- Không phải sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, không có vi sinh vật gây hại và
điều chỉnh được dinh dưỡng nên tạo ra sản phẩm rau an toàn đối với người sử
dụng.
- Trồng được rau trái vụ do điều khiển được các yếu tố môi trường tác động
như điều chỉnh được dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng.

3


- Nâng cao được năng suất và chất lượng rau do cung cấp đầy đủ các yêu cầu
dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng.
 Nhược điểm
- Cần nắm được những kiến thức và kĩ thuật trồng thủy canh cơ bản.
- Giá thành đầu tư và sản xuất cao dẫn đến giá thành sản phẩm cao, tiêu thụ
sản phẩm sẽ khó khăn.
- Trong khi đó, nước ta là nước nông nghiệp được ưu đãi của tự nhiên vào
chính vụ nên việc sản xuất rau theo phương pháp truyền thống rất dễ và giá thành
rẻ. Điều này làm cho việc cạnh tranh của rau thủy canh đối với rau trồng theo
phương pháp truyền thống rất khó khăn.
- Chưa có biện pháp nào cụ thể để phân biệt rau thủy canh và rau truyền
thống.
- Thời gian thu hồi vốn lâu đối với đầu tư hệ thống thủy canh tuần hoàn.
- Yêu cầu kỹ thuật cao: Khi sử dụng kỹ thuật thủy canh yêu cầu người thực

hiện phải có kiến thức về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuật trồng trọt cao
hơn vì tính đệm hóa trong dung dịch dinh dưỡng thấp hơn trong đất, nên việc sử
dụng quá liều một dinh dưỡng nào đó có thể gây hại hoặc thậm chí có thể dẫn đến
chết cây. Mỗi loại rau có yêu cầu về mặt dinh dưỡng khác nhau chính vì vậy việc
nghiên cứu từng loại dung dịch dinh dưỡng phù hợp với từng loại rau gặp nhiều
khó khăn, việc pha chế dung dịch dinh dưỡng cũng ngày càng khó khăn nên người
trồng rau phải mua dung dịch dinh dưỡng của người sản xuất với giá thành cao,
ảnh hưởng đến chi phí sản xuất vào giá thành sản phẩm.
- Lan truyền mầm bệnh: Canh tác thủy canh tuy đã giảm đáng kể nguồn bệnh
nhưng vấn đề bệnh cây trong kỹ thuật thủy canh vẫn xảy ra và thỉnh thoảng tổn
thất do bệnh gây ra còn lớn hơn nhiều so với cây địa canh vì trong không khí luôn
tồn tại mầm bệnh khi gặp điều kiện thuận lợi chúng sẽ sinh sôi nảy nở. Khi mầm
bệnh đã xuất hiện thì trong thời gian ngắn nó đã có mặt trên toàn hệ thống, đặc
biệt càng nhanh đối với các hệ thống kín hoặc dùng lại dinh dưỡng.
- Chỉ áp dụng được với các loại rau quả, hoa ngắn ngày

4


Bảng 1. 1. So sánh giữa trồng cây theo phƣơng pháp địa canh và
phƣơng pháp thủy canh
Phương pháp địa canh

Phương pháp thủy canh

Trong đất, vi sinh vật phân hủy các chất

Thức ăn cho cây là các muối vô

hữu cơ phức tạp thành các muối vô cơ có cơ mà cây có thể hấp thụ trực tiếp từ

những nguyên tố cơ bản mà cây trồng có thể dung dịch dinh dưỡng
hấp thụ như nitơ, phốt pho, kali … và các
nguyên tố vi lượng.
Đất trồng không thể cung cấp đủ dinh

Cây trồng có thể nhận đủ dinh

dưỡng trên mỗi diện tích cho hệ rễ có thể hấp dưỡng mọi lúc.
thu
Khó xác định và kiểm soát mức độ dinh

Giá trị pH và dinh dưỡng của môi

dưỡng, giá trị pH của môi trường đất để phù trường được chủ động điều chỉnh và
hợp với các loại cây trồng khác nhau. Có thể kiểm soát cho phù hợp với mỗi loại
điều chỉnh dinh dưỡng của đất bằng cách bón cây trồng khác nhau.
phân nhưng khó xác định được nhu cầu cần
thiết của cây trồng.
Đất trồng có thể là vật mang sinh vật gây
hại cho cây trồng

Các môi trường thủy canh là trơ,
sạch, không mang mầm bệnh gây hại

Đòi hỏi nhiều công chăm sóc: làm đất,

Thủy canh giúp tăng sinh trưởng

tưới tiêu, bón phân, diệt sâu bệnh …, cây và sản lượng cây trồng, giảm các
sinh trưởng chậm và cần nhiều không gian để bệnh gây hại và công chăm sóc.

sinh trưởng.
Nguồn: Tổng hợp [16, 51, 48]

5


1.2. Tình hình nghiên cứu về phƣơng pháp trồng rau thủy canh trên Thế
giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về phương pháp trồng rau thủy canh trên
Thế giới
 Lịch sử phát triển kỹ thuật thủy canh trên thế giới
Kỹ thuật thủy canh đã có từ lâu nhưng khoa học hiện đại về thủy canh thực tế
đã xuất hiện vào khoảng năm 1936 khi những thử nghiệm của tiến sỹ W.E.Gericke
ở trường đại học California được công bố. Ông đã trồng thành công một số loại
cây trong nước trong đó có cây cà chua trong 12 tháng có chiều cao 7,5m Gericke
công bố khả năng thương mại của ngành thủy canh và đặt tên cho nó là
“hydroponics” trong tiếng Hy Lạp là nước và “ponos” có nghĩa là lao động. Vì vậy
thủy canh hiểu theo nghĩa đen là làm việc với nước [16].
Vườn treo Babylon, vườn nổi ở Trung Quốc là một hình thức thủy canh. Nên
văn minh Aztec và người Hy Lạp cổ đại cũng đã áp dụng hình thức thủy canh.
Năm 1699, nhà khoa học Anh John Woodward đã thí nghiệm trồng cây trong
nước có chứa các loại đất khác nhau và kết luận rằng: “Chính các chất hòa tan
trong đất đã thúc đẩy sự phát triển của thực vật chứ không phải là đất”.
Nhiều thập kỉ sau đó các nhà khoa học đã phân tích thành phần cơ bản của
thực vật và khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng cho sự phát triển của cây bằng thực
nghiệm. Năm 1938, nhà dinh dưỡng thực vật Dennis R.Hoagland đã đưa ra công
thức dung dịch dinh dưỡng thủy canh mà ngày nay vẫn còn được sử dụng [16].
Những năm 30 của thế kỉ XX, W.E.Gericke đã phổ biến rộng rãi phương
pháp thủy canh ở nước Mỹ. Tuy nhiên, những ứng dụng trên quy mô lớn khi đó
còn rất ít, cho đến năm 1944 khi Mỹ sử dụng phương pháp thủy canh trồng rau

cung cấp cho quân đội ở vùng xa Đại Tây Dương và các nơi khác đã chứng minh:
mỗi vụ trồng ¼ ha rau xà lách có thể cung cấp cho 400 người sử dụng.
Sau chiến tranh thế giới thứ hai, sự phát triển của ngành thủy canh tương đối
chậm và chỉ đến cuối thập niên XX sự phát triển của nó mới bắt đầu bùng nổ.
Nguyên nhân chính giải thích cho sự bùng nổ này là do nhiều người cho rằng có
thể ứng dụng thủy canh thành công trong thương mại [16].

6


Tại Mỹ, thủy canh được ứng dụng rộng rãi cho mục đích sản xuất, kinh
doanh hoa: Cẩm chướng, Lay ơn, Cúc,…
Các cơ sở lớn trồng hoa lớn bằng thủy canh ở Ý, Tây Ban Nha, Pháp, Anh,
Đức và Thụy Điển.
Trong khi đó, ở những vùng khô cằn như Vịnh Ả rập, Israel thủy canh được
sử dụng phổ biến để trồng rau.
Ở Singapore, Liên doanh Aero green Technology là công ty đầu tiên ở Châu
Á áp dụng kỹ thuật thủy canh trồng rau trong dung dịch dinh dưỡng không cần
đất. Hàng năm Singapore tiêu thụ lượng rau trị giá 260 triệu USD.
Nhật Bản đẩy mạnh kỹ thuật thủy canh để sản xuất rau sạch. An toàn thực
phẩm là một trong những vấn đề mà người Nhật rất quan tâm, họ luôn lo nghĩ và
thận trọng đối với những phụ gia thực phẩm hay thuốc trừ sâu nông nghiệp. Hơn
nữa, do diện tích canh tác hạn hẹp nên chính phủ Nhật đặc biệt khuyến khích phát
triển phương pháp nông nghiệp thủy canh [16].
 Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng rau bằng kỹ thuật
thủy canh trên thế giới
Dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh được nghiên
cứu cùng với sự ra đời của kỹ thuật thủy canh. Sau khi các nhà khoa học xác định
được sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng sẽ không bình thường nếu thiếu 1
trong 16 nguyên tố hóa học sau: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo,

B, Cl; hàng loạt các dung dịch dinh dưỡng để nuôi trồng thủy canh được các nhà
khoa học đưa ra. Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên được sử dụng để nuôi cấy là của
nhà sinh lý thực vật Knop (từ giữa thế kỷ 19). Dung dịch Knop có đặc điểm là
thành phần rất đơn giản, chỉ gồm 6 muối vô cơ, trong đó chứa các nguyên tố đa và
trung lượng nhưng không chứa các nguyên tố vi lượng. Do vậy, khả năng sinh
trưởng của cây trồng trong dung dịch này không được tốt. Sau dung dịch Knop là
các dung dịch dinh dưỡng phổ biến để nuôi trồng thực vật bậc cao. Từ những dung
dịch dinh dưỡng đơn giản như: Hoagland – Amon chỉ gổm 4 hợp chất muối vô cơ
cho đến những dung dịch phức tạp gồm hàng chục loại muối vô cơ khác nhau như
dung dịch của Arnon, của Olsen và của Sinsadze … [11]; một số dung dịch gần
đây thường được sử dụng như dung dịch của FAO, của Đài Loan…

7


Các nhà khoa học đã nghiên cứu các dung dịch dinh dưỡng cho một số loài
cây trồng như: dung dịch để trồng lúa của Axan, dung dịch để trồng củ cải đường
của Belouxov, dung dịch để trồng cà chua của Kitxon, dung dịch để trồng chè của
Khan và Xcurea, dung dịch để trồng táo của Mori… [11], dung dịch của Winsor
(1973) để trồng cà chua [18].
Larsen đã pha chế dung dịch bằng cách cải tiến dung dịch của Stainer, có
thành phần dinh dưỡng thấp hơn nhiều nhưng rất phù hợp cho cà chua trồng trong
nhà kính; nó là cơ sở cho nhiều loại dung dịch sau này [52].
Carbonell và cộng sự (1994) nhận xét: có Asen trong dung dịch dinh dưỡng
làm tăng sự hấp thụ Fe và giảm hấp thụ Bo, Cu, Mn, Zn [48]. Trong dung dịch
thủy canh, pH là một số đo của nồng độ ion H+, dựa vào pH ta có thể xác định
được dung dịch tính kiềm hay axit. Mỗi loại cây có một ngưỡng pH nhất định cho
quá trình sinh trưởng. Ngưỡng pH trung bình cho cây sinh trưởng và phát triển
trong khoảng từ 6,0 đến 7,5. Nếu pH quá thấp (< 4,5) hoặc quá cao (> 9) có thể
gây hại trực tiếp cho rễ cây, pH cao sẽ gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO43-, Ca2+, Mg2+.

Nếu thiếu một trong các nguyên tố trên sẽ gây lên các triệu chứng thiếu chất cho
cây và cây có thể chết.
Độ dẫn điện (EC) của dung dịch có ảnh hưởng đến năng suất của xà lách.
Theo Freigin (1991) thì ngưỡng EC tới hạn có thể gây hạn chế sinh trưởng của xà
lách ở nồng độ 5 và 10mM KNO3 là 5dS/m và năng suất giảm 6,5% trên mỗi đơn
vị EC tăng trên ngưỡng. Huet (1994) kết luận năng suất của xà lách cao nhất ở EC
= 1,6 dS/m [50]…
Ngoài ra, còn có rất nhiều các nghiên cứu khác trên thế giới về dung dịch
dinh dưỡng trong thủy canh như: Maruo và cộng sự nghiên cứu phương thức khả
thi để kiểm soát tỷ lệ hút nước của rau trồng trên lèn đá và màng mỏng dinh dưỡng
[53]; Hohjo và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng nitơ, nồng độ sinh
dưỡng và nồng độ canxi đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng cà chua bằng
màng mỏng dinh dưỡng [49]; Pardossi và cộng sự nghiên cứu kiểm soát dinh
dưỡng khoáng của dưa trồng bằng màng mỏng dinh dưỡng.
Từ năm 1966 đến năm 2012 đã có trên 500 sáng chế về kỹ thuật trồng cây
thủy canh. Nhật Bản là nước dẫn đầu với khoảng 260 sáng chế, chiếm 47%. Theo

8


sau đó là Hàn Quốc với

103 sáng chế chiếm 19%, Mỹ với 46 sáng chế chiếm

9%… [60]
1.2.2.

Tại Việt Nam

 Lịch sử phát triển kỹ thuật thủy canh ở Việt Nam [55] [56]

Việc nuôi trồng thủy canh được biết khá lâu, nhưng chưa được nghiên cứu có
hệ thống và được sử dụng để trồng các loại cây cảnh nhiều hơn.
Từ năm 1993, GS.Lê Đình Lương – khoa Sinh học, ĐHQG Hà Nội phối hợp
với viện nghiên cứu và phát triển Hồng Kông (R&D Hong Kong) đã tiến hành
nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học kỹ thuật và kinh tế xã hội cho việc
chuyển giao công nghệ và phát triển thủy canh tại Việt Nam.
Đến tháng 10 năm 1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai mô hình thủy
canh được phát triển ở Hà Nội, TP. HCM, Côn Đảo, Sở khoa học công nghệ và
môi trường ở một số tỉnh thành. Công ty Golden Garden & Gino, nhóm sinh viên
Đại học Khoa học Tự nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh đã ứng dụng thành công
phương pháp thủy canh với vài loại rau thông dụng, cải xanh, cải ngọt, xà lách…
Phân viện công nghệ sau thu hoạch, Viện Sinh học nhiệt đới cũng đã có
những nghiên cứu và sản xuất theo phương pháp thủy canh. Nội dung chủ yếu là:
- Thiết kế và phối hợp sản xuất các nguyên liệu dùng cho thủy canh.
- Nghiên cứu trồng các lọai cây khác nhau, cấy truyền từ nuôi cấy mô vào hệ
- Thủy canh trước khi đưa vào đất một số cây ăn quả khó trồng trực tiếp vào đất.
- Triển khai thủy canh ở quy mô gia đình, thành thị và nông thôn. Kết hợp
thủy canh với dự án rau sạch của thành phố.
Từ tháng 9/2006, phương pháp trồng rau thủy canh được thử nghiệm tại
Phân viện Sinh học Đà Lạt. Hệ thống này không cần công chăm sốc bởi hệ thống
nước tưới, chế độ dinh dưỡng cho rau hoàn toàn tự động. Sau khi thành công rau
xà lách bằng phương pháp thủy canh, Phân viện Sinh học Đà Lạt tiếp tục trồng thử
nghiệm khoai tây và cũng cho kết quả tốt.
Hiện nay, nước ta đang dần dần ứng dụng những thành tựu của kỹ thuật
thủy canh thế giới vào ngành nông nghiệp. Tại các hôi chợ công nghệ ở Tp. HCM,
Hải Phòng những thành công bước đầu của cây cà chua, xà lách, dưa leo... trồng
theo kĩ thuật thủy canh đã được giới thiệu. Dưa chuột trồng theo cách truyền thống

9

được 2 vụ/năm, trồng theo kĩ thuật thủy canh được 4 vụ/năm. Xà lách thủy canh
có thể trồng quanh năm còn với đất chỉ 2 vụ/năm. Thành tựu này đã được Bộ
Khoa học và Công nghệ tạo điều kiện thuận lợi để chuyển giao cho các cơ sở trồng
rau sạch. Ở khu vực phía Nam Tp. HCM đi tiên phong trong ứng dụng kỹ thuật
thủy canh vào nông nghiệp đô thị. Dự án khu nông nghiệp công nghệ cao do Tổng
Công ty Nông Nghiệp Sài Gòn xây dựng xong tại huyện Củ Chi. Công nghệ thủy
canh là 1 trong 5 loại hình công nghệ được áp dụng tại khu nông nghiệp công nghệ
cao này [58].
 Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trồng cây bằng kỹ thuật
thủy canh ở Việt Nam
Việc pha chế dung dịch dinh dưỡng vừa đảm bảo đủ chất dinh dưỡng vừa tạo
điều kiện cho sự phát triển tốt nhất của cây không phải là một việc dễ dàng.
Ở Việt Nam, khi thủy canh bắt đầu được nghiên cứu thì dung dịch dinh
dưỡng chủ yếu được nhập từ Đài Loan. Để chủ động về dinh dưỡng đã có một số
tác giả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng để trổng cây bằng phương pháp thủy
canh như: Công ty Phân bón sông Gianh đã pha chế được dung dịch dinh dưỡng
thủy canh Thăng Long để trồng một số loại rau ăn lá và ăn quả. Nguyễn Thị Dần
(1998), đã khảo nghiệm dung dịch này và kết luận dung dịch dinh dưỡng Thăng
Long không thua kém gì so với dung dịch dinh dưỡng của Đài Loan đối với rau ăn
lá, hoa và quả về năng suất và chất lượng. Đặc biệt, ớt ngọt trồng bằng dung dịch
này có năng suất cao hơn 72,8% và giá thành dung dịch cũng thấp hơn 46,3% so
với dung dịch Đài Loan [2].
Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn và Nguyễn Quang Thạch đã sử dụng 8
loại dung dịch trong đó có 4 loại được sử dụng nguyên bản là dung dịch nhập từ
Đài Loan (đối chứng), dung dịch FAO, dung dịch Knop, dung dịch I Mai và 4
dung dịch được cải tiến từ 4 dung dịch nguyên bản trên. Qua theo dõi ảnh hưởng
của chúng tới sự sinh trưởng và phát triển của rau cải và quá trình sinh trưởng,
phát triển, năng suất của cà chua cho thấy: Tất cả 7 dung dịch tự pha chế và cải
tiến đầu cho năng suất cải xanh thấp hơn, trong đó dung dịch FAO cho năng suất

cải xanh cao nhất đạt 76,8% so với dung dịch nhập từ Đài Loan. Tuy nhiên, đối
với quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cà chua thì có tới 4 trong 7

10


dung dịch tự pha chế và cải tiến cho năng suất cao hơn; đặc biệt là dung dịch
Knop cải tiến bằng cách bổ sung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng
suất đạt 5,69 kg/m2 vượt 82,37% so với sử dụng dung dịch nhập từ Đài Loan [23].
Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (1998) đã tự pha chế 2 dung dịch dinh
dưỡng (NC1 và NC2) để trồng thử nghiệm một số loại rau ăn lá và kế quả là: Cả 2
dung dịch tự chủ động pha chế này đều cho sản phẩm rau xà lách và rau cải có
chất lượng tương đương, năng suất đạt từ 70 – 90% so với cùng loại rau trồng
bằng dung dịch nhập từ AVRDC, nhưng giá thành dung dịch tự chế chỉ bằng 1/3
nên giá rau giảm từ 20 – 27% so với dung dịch dinh dưỡng nhập từ AVRDC.
Vũ Quang Sáng (2000), đã nghiên cứu cải tiến dung dịch FAO và Knop bằng
cách bổ sung vi lượng đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất của cà chua
VR2 và XH2 kết luận: Chủ động được việc pha chế dung dịch FAO và Knop cộng
với vi lượng để trồng cà chua bằng phương pháp thủy canh, không cần điều chỉnh
pH mà chỉ cần bổ sung dung dịch dinh dưỡng khi cây ra hoa. Năng suất cà chất
lượng cà chua trồng trên 2 dung dịch này tốt và giá thành hạ hơn so với sử dụng
dung dịch dinh dưỡng nhập từ AVRDC [20].
1.3. Dinh dƣỡng trong thủy canh
1.3.1.

Nhu cầu và vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng

Có tất cả 16 nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của các loại
cây trồng bao gồm: cacbon (C), hydro (H), oxi (O), nitơ (N), kali (K), photpho (P),
lưu huỳnh (S), canxi (Ca), magie (Mg), sắt (Fe), bo (B), mangan (Mn), đồng (Cu),

kẽm (Zn), molypden (Mo) và clo (Cl). Trong đó, các nguyên tố C, H, O được cung
cấp đầy đủ cho cây trồng từ không khí (CO2 và O2) và nước (H2O). Các nguyên tố
còn lại được gọi là nguyên tố dinh dưỡng hay nguyên tố khoáng cần thiết cho cây.
Một lượng rất nhỏ các nguyên tố này có thể được cây hút từ giá thể (như K, N,
Ca…) hoặc từ nước tưới (như Ca, Mg…) còn lại hầu hết chúng được cung cấp bởi
người trồng qua dung dịch dinh dưỡng [5].
Các nguyên tố dinh dưỡng có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây
trồng. Sự thiếu hụt hoặc dư thừa bất kì một nguyên tố nào đều ảnh hưởng xấu đến
sự phát triển năng suất cũng như chất lượng của cây trồng [5].
Vai trò của một số nguyên tố dinh dưỡng [11]

11


 Nguyên tố thiết yếu
- Oxi (O)
O đóng một vai trò quan trọng đối với sinh trưởng và phát triển của cây, do
chức năng tham gia vào quá trình hô hấp. Chức năng sống có thể bị ngừng lại nếu
như không có quá trình hô hấp. Cây hấp thụ O2 từ khí quyển, qua lá, và từ nước
thông qua rễ.
- Hiđro (H)
Cây hấp thụ H hầu hết là từ nước, thông qua quá trình thẩm thấu ở rễ. Nó rất
quan trọng vì chất béo và cacbohyđrat đều có thành phần chính là H, cùng với O
và C. Những nhà thủy canh học sẽ nhanh chóng nhận thấy tầm quan trọng của H,
khi đo độ pH của dung dịch dinh dưỡng. Nó phải ở trong phạm vi cho phép, những
giá trị này được xác định tùy theo nhu cầu của từng loại cây trồng. Tính axit của
môi trường tùy thuộc vào nồng độ ion H+, còn tính kiềm tùy thuộc vào nồng độ
ion OH-.
 Nguyên tố đa lƣợng, trung lƣợng.
Hiện diện vài phần nghìn đến vài phần trăm bao gồm: N (1- 3%), K (2- 4%),

Ca (1- 2%), Mg (0,1- 0,7%), S (0,1- 0,6%), P (0,1- 0,5%). Có thể xếp Cl, Na, Si
vào nhóm nguyên tố đa lượng vì chúng có hàm lượng rất thay đổi tùy thuộc vào
loài thực vật.
- Nitơ (N)
N là thành phần bắt buộc của protit chất đặc trưng cho sự sống. Nó có trong
thành phần men, trong màng tế bào, trong diệp lục tố mang chức năng cấu trúc.
Các hợp chất nitơ còn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tham gia cấu tạo ADP và
ATP.
N có ý nghĩa quan trọng nhất đối với đời sống thực vật. N là yếu tố dinh
dưỡng đóng góp rất quan trọng trong việc điều tiết quá trình sinh lý, trao đổi chất
của cây. N còn là thành phần của nhiều vitamin B1, B2, B6, PP... đóng vai trò là
nhóm hoạt động của nhiều hệ enzim oxi hóa khử. N còn có tác động nhiều mặt đến
sự đồng hóa CO2, khi thiếu nitơ cường độ đồng hóa CO2 giảm làm giảm cường độ
quang hợp.

12


Khi cung cấp đầy đủ N cho cây làm tổng hợp auxin tăng lên (Phạm Đình
Thái, 1980). N còn ảnh hưởng đến các chỉ tiêu hóa keo của chất sống như độ ưa
nước, độ nhớt... từ đó ảnh hưởng đến cường độ quang hợp, hô hấp và các quá trình
sinh lý trao đổi chất. Nếu cũng cấp thiếu hay thừa N thì đều ảnh hưởng xấu đến
quá trình sinh trưởng phát triển và năng suất của cây trồng.
- Photpho (P)
P là thành phần quan trọng trong sự sinh trưởng, P cần thiết cho sự phân chia
tế bào, sự tạo hoa và trái, sự phát triển của rễ.
P có liên quan lớn đến sự tổng hợp đường, tinh bột vì P là thành phần của
các hợp chất cao năng tham gia vào các quá trình phân giải hay tổng hợp các chất
hữu cơ trong tế bào. Sau khi P xâm nhập vào thực vật dưới dạng các hợp chất vô
cơ (P2O5, KH2PO4…) theo con đường đồng hóa sơ cấp P bởi hệ rễ đã tham gia vào

hầu hết các quá trình trao đổi chất của cây.
- Kali (K)
K làm gia tăng quá trình quang hợp và thúc đẩy sự vận chuyển gluxit từ
phiến lá vào các cơ quan. K còn tác động rõ rệt đến trao đổi protit, lipit, đến quá
trình hình thành các vitamin. K rất dễ xâm nhập vào tế bào, làm tăng tính thấm của
thành tế bào đối với các chất khác, tăng quá trình thủy hóa, giảm độ nhớt, tăng
hàm lượng nước liên kết.
K ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp các sắc tố trong lá, ảnh hưởng tích
cực quá trình đẻ nhánh, hình thành bông và chất lượng hạt của các cây ngũ cốc. K
rất cần thiết cho sự sinh trưởng và nó đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì
chất lượng quả.
Nguồn K được sử dụng nhiều là hợp chất KNO3, mặc dù K2SO4 đôi khi vẫn
được sử dụng nhưng chỉ với mục đích là làm giảm nồng độ của N. K giúp cho việc
tăng tính chống chịu của cây với nhiệt độ thấp, khô hạn và bệnh.
- Canxi (Ca)
Ca là thành phần muối pectat của tế bào có ảnh hưởng trên tính thấm của
màng. Ca có là chất hoạt hóa của vài enzim nhất là ATPase. Ca cần với một khối
lượng lớn cho thân và rễ. Ca cũng cần cho sự hút N.

13


Lượng Ca thấp cũng ảnh hưởng đến kích thước của trái. Khi thiếu Ca đặc
biệt trong môi trường thủy canh thì rễ sẽ bị nhầy nhụa làm sự hấp thu chất dinh
dưỡng sẽ bị trở ngại, cây ngừng sinh trưởng phát triển và chết. Biểu hiện thiếu Ca
ở chồi lá non thường bị xoắn, lá bị tua cháy bìa lá, thân cuốn hay gãy, sinh trưởng
kém, cây có thể bị chết.
Ca2+ được sử dụng dưới dạng Ca(NO3)2, CaCl2, CaSO4…
- Magiê (Mg)
Mg là thành phần cấu trúc của diệp lục tố, có tác dụng sâu sắc và nhiều mặt

đến quá trình quang hợp, phụ trợ cho nhiều enzim đặc biệt là ATPase liên quan
trong biến dưỡng cacbohydrat, sự tổng hợp axit nucleic, sự bắt cặp của ATP với
các chất phản ứng.
Khi thiếu Mg lá bị vàng, quang hợp kém dẫn đến năng suất giảm. Mg được
sử dụng dưới dạng MgSO4.H2O, MgO.
- Lưu huỳnh (S)
Giữ vai trò đệm trong tế bào (trao đổi anion với các tế bào). S là thành phần
cấu trúc của cystein, methyonin, tạo cầu nối S - S (đisunfua) tạo cấu trúc bậc 3 của
protein. S còn là thành phần của vài enzim.
Thiếu S sự sinh tổng hợp protein giảm, cây bị hoàng hóa do không tổng hợp
được diệp lục tố lá có màu lục nhạt thỉnh thoảng có một phần lá bị đỏ, thường xuất
hiện ở lá non, cây chậm lớn, năng suất, phẩm chất giảm.
Sử dụng lưu huỳnh dưới dạng MgSO4.7H2O, FeSO4, (NH4)2SO4.
 Nguyên tố vi lƣợng
Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Hàm
lượng các nguyên tố này trong mô thực vật biến động trong khoảng một phần
nghìn đến một trăm phần nghìn. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào các quá
trình oxi hóa khử, quang hợp, trao đổi nitơ và gluxit của thực vật, tham gia vào các
trung tâm hoạt tính của các enzim và vitamin, tăng tính chống chịu của cơ thể thực
vật đối với điều kiện môi trường bất lợi. Sự thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có
thể gây ra nhiều bệnh và không hiếm những trường hợp cây chết ở tuổi cây non.
Các nguyên tố như Cu, B, Zn, và Mo cần thiết nhưng chỉ cần với lượng rất nhỏ.
Những nguyên tố này có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây.

14


- Kẽm (Zn)
Tham gia trong quá trình tổng hợp auxin, vì Zn có liên quan đến hàm lượng
trithophan aminoaxit, tiền thân của quá trình sinh tổng hợp NAA (axit naphtyl

axetic). Zn còn là chất hoạt hóa của nhiều enzim dehydrogenaza, có thể có vai trò
trong sự tổng hợp protein.
Zn có tác dụng phối hợp với GA3. Zn có liên quan đến sinh tổng hợp vitamin
nhóm B1, B2, B6, B12. Ngoài ra còn ảnh hưởng tốt đến độ bền của diệp lục tố, tác
dụng tốt đến tổng hợp carotenoit.
Zn còn thúc đẩy sự vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ
quan dự trữ, tăng khả năng giữ nước, độ ngâm nước của mô do làm tăng quá trình
tổng hợp các cao phân tử ưa nước như protein, axit nucleic. Khi thiếu Zn thì
cường độ tổng hợp trythophan từ indon và xerin bị kìm hãm nên rễ không tạo
được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu sắc tố bị hủy hoại, lá kém phát triển, dạng
lá không bình thường lóng ngắn.
Sử dụng kẽm dưới dạng ZnSO4.7H2O.
- Sắt (Fe)
Có vai trò quan trọng trong phản ứng oxi hóa khử, là nhân của poocphyrin Fe
tham dự trong chuyển điện tử ở quang hợp.
Fe còn xúc tác sự khử CO2 của OAA (axit oxaloaxetic), axit succinic. Fe
đóng vai trò kết hợp giữa enzim và đài chất để enzim dễ hoạt động.
Bệnh thiếu Fe rất dễ xảy ra khi môi trường nhiều Ca hoặc pH môi trường quá
kiềm vì Fe bị kết tủa dưới dạng hydrat Fe là ion bất động trong thực vật, nên khó
chuẩn đoán trong phần non. Sự thiếu hụt nhanh chóng biểu hiện ở trên lá và sẽ
ngăn chặn sự sinh trưởng và phát triển. Sự thiếu hụt sắt thường dẫn đến bệnh vàng
lá trầm trọng, và trong điều kiện yếu như thế sẽ làm giảm lượng clorophin ở lá. Sắt
không hoạt động mạnh trong cây và tác dụng thiếu này sẽ biểu hiện màu vàng trên
những lá non.Cần phải điều khiển chặt chẽ độ pH cần thiết để đảm bảo sự ổn định
Fe trong dung dịch dinh dưỡng. Lượng Fe hòa tan giảm nhanh chóng trong môi
trường nếu pH vượt quá 6.5.
Sử dung Fe ở dạng chelat sắt là tốt nhất hoặc FeSO4.7H2O hay Fe-EDTA

15

- Đồng (Cu)
Gần giống vai trò của Fe, Cu là thành phần cấu trúc của nhiều enzim xúc tác
các phản ứng hóa khử, can thiệp vào các phản ứng oxy hóa cần oxi phân tử.
Thiếu Cu lá kém phát triển, lá màu xanh đậm, nếu thiếu nhiều dẫn đến chết
một phần của lá.
Trong môi trường nuôi trồng thủy canh việc sử dụng Cu trong môi trường
còn có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường dinh
dưỡng nước.
Sử dụng Cu dưới dạng CuSO4. 5H2O.
- Mangan (Mn)
Ảnh hưởng của Mn đối với cây trồng khá giống Fe, ngoại trừ bệnh vàng lá
không xuất hiện ở các lá non, như trong trường hợp của Fe. Có sự ảnh hưởng lẫn
nhau giữa hàm lượng khác nhau giữa Fe và Mn. Cần cân đối lượng Mn và Fe là
không đổi trong giới hạn để cây trồng phát triển tốt nhất.
Bảng 1. 2. Thành phần dinh dƣỡng trung bình đƣợc sử dụng trong các
công thức thủy canh (ppm)
Thành phần

Giới hạn

Giá trị trung bình sử dụng

N (dạng NO3-)

70 – 300

200

N (dạng NH4+)

0 – 31

25

K

200 – 400

250

P

30 – 90

40

Ca

150 – 400

160

S

60 – 330

70

Fe

0,5 – 5

4

Mg

25 – 75

50

Bo

0,1 – 1

0,2

Mn

0,1 – 1

0,7

Zn

0,02 – 0,2

0,05

Mo

0,01 – 0.1

0,04

Cu

0,02 – 0,2

0,07
Nguồn: [16]

16


1.3.2.

Dung dịch dinh dưỡng thủy canh

Trong hệ thống thủy canh, tất cả các thành phần dinh dưỡng cần thiết được
cung cấp cho cây ở dạng dung dịch, chứa muối khoáng và phân bón tan trong
nước.
Phương pháp thủy canh cho phép người canh tác kiểm soát các thành phần
cần thiết bằng cách điều chỉnh hay thay đổi dung dịch dinh dưỡng cho phù hợp với
từng giai đoạn phát triển của cây trồng và cung cấp cho chúng với một lượng cân
bằng. Các chất dinh dưỡng hiện diện ở dạng ion trong dung dịch thủy canh, cây
trồng không cần phải tìm kiếm hay cạnh tranh với các sinh vật khác như khi trồng
trong đất. Do đó, việc tối ưu hóa điều kiện dinh dưỡng của hệ thống thủy canh
cũng dễ hơn nhiều so với đất.
Dung dịch dinh dưỡng dùng cho dung dịch thủy canh phải đáp ứng những

điều kiện sau [11]:
- Độ pH: Giá trị pH tối thích nằm trong khoảng 5,8 – 6,5. Giá trị pH càng
lệch ra khỏi khoảng này thì càng ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống thủy canh, pH
trên 7,5 sẽ làm giảm khả năng hấp thu sắt và có thể gây ra hiện tượng úa vàng
thân, pH dưới 6,0 sẽ làm giảm mạnh khả năng hòa tan axit photphoric, ion canxi
và mangan. Có thể sử dụng các chất đệm hóa họa để giữ ổn định giá trị pH.
- Độ dẫn điện EC cũng như tổng khối lượng chất rắn hòa tan (TDS) diễn tả
tổng nồng độ ion hòa tan trong dung dịch, chứ không thể hiện được nồng độ của
từng thành phần riêng biệt. Trong suốt quá trình tăng trưởng cây hấp thụ khoáng
chất mà chúng cần, do vậy việc duy trì giá trị EC và TDS ở một mức ổn định là rất
quan trọng. Nếu dung dịch có chỉ số EC (hoặc TDS) cao thì hấp thu nước của cây
diễn ra nhanh hơn sự hấp thu khoáng, hậu quả là nồng độ các chất dinh dưỡng rất
cao và gây ngộ độc cho cây. Khi đó ta cần bổ sung thêm nước vào môi trường.
Ngược lại, nếu chỉ số EC (hoặc TDS) thấp thì cây hấp thu chất khoáng nhanh hơn
hấp thu nước và khi đó chúng ta phải bổ sung thêm chất khoáng vào dung dịch.
1.4. Giá thể trong nuôi trồng thủy canh.
Giá thể trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải có chỗ dựa cho hệ
thống rễ, tạo điều kiện cho rễ mọc dài ra để tìm nước và chất dinh dưỡng cho sự
sinh trưởng và phát triển của cây.

17


Có nhiều vật liệu thích hợp có thể sử dụng làm giá thể trong thuỷ canh. Việc
lựa chọn một giá thể nào đó phụ thuộc vào các yếu tố bao gồm giá tiền, hiệu quả,
cân nặng, tỉ lệ xốp, tính đồng đều và bền vững, tính vô trùng cao, bền và có khả
năng tái sử dụng được. Giá thể phải không chứa các vật thể gây độc có thể gây ảnh
hưởng tới môi trường dinh dưỡng và độ pH của môi trường.
Có nhiều vật liệu thích hợp có thể sử dụng làm giá thể trong thuỷ canh. Việc
lựa chọn một giá thể nào đó phụ thuộc vào các yếu tố bao gồm giá tiền, hiệu quả,

cân nặng, tỉ lệ xốp, tính đồng đều và bền vững, tính vô trùng cao, bền và có khả
năng tái sử dụng được. Giá thể phải không chứa các vật thể gây độc có thể gây ảnh
hưởng tới môi trường dinh dưỡng và độ pH của môi trường.
Hơn nữa trong phương pháp trồng thủy canh, hệ thống càng dùng ít giá thể,
vận hành càng dễ dàng và càng đỡ tốn kém, vì vậy giá thể được giảm thiểu đáng
kể. Tuy nhiên, không vì vậy vai trò của giá thể bị tiêu giảm theo mức lượng sử
dụng. Như đã biết, hạt ở dạng tiềm sinh cũng như cây chuẩn bị ra rễ chứa rất nhiều
chất dinh dưỡng dự trữ nhưng với hàm lượng nước thấp ( 12% - 14%), giới hạn
quá trình vận chuyển và biến dưỡng, do đó cây trồng được nuôi dưỡng trong dung
dịch dinh dưỡng và giá thể tốt sẽ giúp quá trình phát triển trở nên hoàn thiện hơn.
 Các đặc điểm của giá thể
Một giá thể lý tưởng cho cây trồng là loại có khả năng giữ nước tương đương với
độ thoáng khí, và có các đặc điểm sau:
-

Có khả năng giữ ẩm, hút ẩm nhanh, thấm nước dễ dàng

-

Có khả năng giữ độ thoáng khí

-

Có pH trung bình và khả năng ổn định pH

-

Có khả năng tái sử dụng hoặc phân hủy an toàn cho môi trường

-

Có khả năng tạo các lỗ gieo hạt, trồng cây

-

Giá thể phải nhẹ, rẻ và thông dụng

-

Sạch bệnh, không có nguồn nấm bệnh lây nhiễm ( bởi nó đóng vai trò như
một hệ thống dẫn nước và dinh dưỡng đến bộ rễ).
 Một số giá thể được sử dụng trong trồng thủy canh [6][11]
- Than bùn: Đây là chất tốt nhất trong các giá thể hữu cơ có khả năng giữ

nước và chất dinh dưỡng cao hơn các loại giá thể hữu cơ khác. Than bùn có chứa

18