ẢNH HƯỞNG BỐN MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG THỦY CANH ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT VÀ DƯ LƯỢNG NITRAT CỦA CÂY CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG BỐN MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG
THỦY CANH ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT
VÀ DƯ LƯỢNG NITRAT CỦA CÂY
CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.)

Họ và tên sinh viên: HUỲNH THỊ KIM LÝ
Ngành: NÔNG HỌC
Niên khóa: 2009 – 2013

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2013


i

ẢNH HƯỞNG BỐN MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG
THỦY CANH ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT
VÀ DƯ LƯỢNG NITRAT CỦA CÂY
CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.)

Tác giả
HUỲNH THỊ KIM LÝ
Khóa luận được đề trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng ngành Kỹ sư nông nghiệp
Nông học

Giảng viên hướng dẫn

ThS. PHẠM HỮU NGUYÊN

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08/2013


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Cha mẹ cùng những người thân trong gia đình đã nuôi dạy và tạo điều kiện cho
tôi được học tập như ngày hôm nay.
Thầy Phạm Hữu Nguyên đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn giúp đỡ tôi hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp này.
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh và Ban
chủ nhiệm khoa Nông học tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành đề tài.
Quý Thầy cô trong khoa đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến
thức quý báo trong suốt thời gian học tâp tại trường.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn bè thân yêu đã động viên chia sẻ
cùng tôi những vui buồn trong thời gian qua cũng như hết lòng hỗ trợ giúp đỡ tôi trong
thời gian làm đề tài.

TP. HCM, tháng 8 năm 2013
Sinh viên thực hiên

Huỳnh Thị Kim Lý


iii

TÓM TẮT

Đề tài “Ảnh hưởng bốn môi trường dinh dưỡng thủy canh đến sinh trưởng,
năng suất và dư lượng nitrat của cây cải bẹ xanh (Brassica junceaL.) ” đã được tiến
hành tại Trại thực nghiệm Khoa Nông học, trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM, từ
tháng 04/2013 đến tháng 06/2013. Thí nghiệm đã được tiến hành trong 2 đợt, bố trí
theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, đơn yếu tố, 3 lần lặp lại, 4 nghiệm thức là bốn môi
trường dinh dưỡng thủy canh.
Nghiệm thức 1: Môi trường dinh dưỡng NQ
Nghiệm thức 2: Môi trường dinh dưỡng Ginne
Nghiệm thức 3: Môi trường dinh dưỡng Hoagland và Arnon
Nghiệm thức 4: Môi trường dinh dưỡng Sac
Kết quả: Trong 2 đợt thí nghiệm môi trường dinh dưỡng NQ và môi trường
dinh dưỡng Hoagland và Arnon có ảnh hưởng tốt nhất đến sinh trưởng và năng suất
của cây cải bẹ xanh và dư lượng nitrat thấp hơn ngưỡng cho phép. Tuy nhiên môi
trường dinh dưỡng Hoagland và Arnon có biểu hiện vàng lá. Như vậy môi trường dinh
dưỡng NQ là phù hợp nhất cho cây cải bẹ xanh.


iv

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... x
Chương 1MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................................. 1
1.2 Mục đích, yêu cầu và giới hạn đề tài ......................................................................... 2
1.2.1 Mục tiêu .................................................................................................................. 2
1.2.2 Yêu cầu ................................................................................................................... 2

1.2.3 Giới hạn đề tài ........................................................................................................ 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................. 3
2.1 Sơ lược về rau an toàn ............................................................................................... 3
2.1.1 Khái niệm về rau an toàn ........................................................................................ 3
2.1.2 Các yêu cầu chất lượng của rau an toàn ................................................................. 3
2.2 Giới thiệu về cây cải bẹ xanh .................................................................................... 7
2.3 Giới thiệu chung về thủy canh (Hydroponics) .......................................................... 7
2.3.1 Định nghĩa về thủy canh ......................................................................................... 7
2.3.2 Lịch sử của phương pháp thủy canh ....................................................................... 7
2.3.3 Các loại hình thủy canh .......................................................................................... 8
2.3.3.1 Hệ thống dạng bấc (Wick system) ...................................................................... 8
2.3.3.2 Hệ thống thủy canh (Water culture) .................................................................... 9
2.3.3.3 Hệ thống ngập và rút định kỳ (Ebb and Flow system) ...................................... 10
2.3.3.4 Hệ thống nhỏ giọt (Drip system) ....................................................................... 10
2.2.3.5 Kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT (Nutrient Film Technique) ............................ 11
2.3.3.6 Khí canh (Aeroponic) ........................................................................................ 12
2.3.3.7 Aquaponics ........................................................................................................ 12
2.3.4 Các loại giá thể dùng trong canh tác không dùng đất .......................................... 12
2.3.4.1 Giá thể hữu cơ ................................................................................................... 13
2.3.4.2 Giá thể phi hữu cơ ............................................................................................. 13
2.3.5 Ảnh hưởng của môi trường lên sự phát triển của cây trồng thủy canh ................ 15
2.3.5.1 Nhiệt độ và ẩm độ.............................................................................................. 15
2.3.5.2 CO2.................................................................................................................... 15
2.3.5.3 Độ thoáng khí (DO) ........................................................................................... 15
2.3.5.4 pH dung dịch ..................................................................................................... 16
2.3.5.5 Độ dẫn điện EC (Electical conductivity) ........................................................... 16


v

2.3.5.6 Chất lượng nước ................................................................................................ 17
2.4 Vai trò sinh lý của các nguyên tố khoáng đối với thực vật và một số môi trường
dinh dưỡng .....................................................................................................................17
2.4.1 Vai trò sinh lý của các nguyên tố khoáng đối với thực vật .................................. 17
2.5 Một số môi trường dinh dưỡng ............................................................................... 21
2.6 Tình hình trong nước ............................................................................................... 26
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 29
3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm............................................................................ 29
3.1.1 Thời gian............................................................................................................... 29
3.1.2 Địa điểm ............................................................................................................... 29
3.2 Điều kiện khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm ............................................ 29
3.3 Vật liệu thí nghiệm .................................................................................................. 30
3.3.1 Giống và vật liệu gieo hạt..................................................................................... 30
3.3.2 Các dụng cụ thí nghiệm khác ............................................................................... 30
3.3.3 Các môi trường dung dịch dinh dưỡng................................................................. 31
3.3.4 Cách pha và cách sử dụng môi trường dinh dưỡng .............................................. 32
Cách sử dụng dung dịch dinh dưỡng ............................................................................. 33
3.4 Phương pháp thí nghiệm.......................................................................................... 33
3.4.1 Bố trí thí nghiệm................................................................................................... 33
3.4.2 Quy mô thí nghiệm ............................................................................................... 35
3.5 Quy trình kỹ thuật .................................................................................................... 36
3.6 Phương pháp thu thập số liệu và các chỉ tiêu theo dõi ............................................ 36
3.6.1 Các chỉ tiêu về sinh trưởng ................................................................................... 36
3.6.2 Tình hình sâu bệnh hại ......................................................................................... 37
3.6.3 Các chỉ tiêu về năng suất ...................................................................................... 37
3.6.4 Chỉ tiêu EC và pH của dung dịch ......................................................................... 38
3.6.5 Lượng dung dịch dinh dưỡng dùng cho cây ......................................................... 39
3.6.6 Hiệu quả kinh tế.................................................................................................... 39
3. 7 Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................................... 39
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................... 40

4.1 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến động thái và tốc độ tăng trưởng
chiều cao của cây, số lá của cây cải bẹ xanh ................................................................. 40
4.1.1 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến động thái và tốc độ tăng trưởng
chiều cao của cây ........................................................................................................... 40


vi

4.1.2 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến động thái và tốc độ ra lá của cây
cải bẹ xanh ..................................................................................................................... 44
4.2 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng thủy canh đến tình hình sâu hại ............ 47
4.3 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến năng suất ........................................ 47
4.4 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến chỉ số EC........................................ 49
4.5 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến giá trị pH dung dịch ....................... 50
4.6 Ảnh hưởng của 4 môi trường dinh dưỡng đến nitrat tồn dư trong cây ................... 51
4.7 Lượng dung dịch dinh dưỡng tưới cho một ô nghiêm thức .................................... 52
4.8 Ảnh hưởng của 4 môi trường đến hiệu quả kinh tế ................................................. 53
Chương 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 55
5.1 Kết luận ................................................................................................................... 55
5.2 Đề nghị .................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 57
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 60
Phụ lục 2. Tổng chí phí đầu tư ...................................................................................... 61


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AĐ

Ẩm độ

BVTV

Bảo vệ thực vật

CCC

Chiều cao cây

CV

Coefficient of Variation
(Hệ số biến động)

ĐHQG

Đại học quốc gia

EC

Electrical conductivity
(Độ dẫn điện)

NĐ

Nhiệt độ

NS

Năng suất

NSG

Ngày sau gieo

NSLT

Năng suất lý thuyết

NST

Ngày sau trồng

NSTT

Năng suất thực thu

NT

Nghiệm thức

TB

Trung bình

TLTB/cây

Trọng lượng trung bình cây

WHO

World Health Organization
(Tổ chức y tế thế giới)


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật gây hại ................ 4
Bảng 2.2 Mức giới hạn tối đa cho phép của dư lượng thuốc bảo vệ
thực vật (BVTV) .................................................................................................... 4
Bảng 2.3 Mức giới hạn tối đa cho phép của hàm
lượng NO3- (quy định cho rau) ............................................................................... 5
Bảng 2.4 Mức giới hạn tối đa cho phép của hàm lượng kim loại nặng ................. 6
Bảng 2.5 Dãy nồng độ giới hạn của các nguyên tố dinh dưỡng trong
đa số các công thức dinh dưỡng thủy canh............................................................. 20
Bảng 2.6 Thành phần dinh dưỡng cho 3 giai đoạn sinh trưởng của cây................ 25
Bảng 3.1 Các yếu tố khí hậu trong thời gian thí nghiệm ....................................... 29
Bảng 3.2 Phân nhóm các hóa chất pha dung dịch mẹ của
các môi trường dinh dưỡng .................................................................................... 31
Bảng 3.3 Thành phần dinh dưỡng của 4 môi trường thủy canh ............................ 32
Bảng 3.4 Nồng độ các nguyên tố trong môi trường dinh dưỡng ........................... 33
Bảng 3.5 Quy trình kỹ thuật canh tác trong thí nghiệm ......................................... 36
Bảng 4.1 Trung bình chiều cao cây của các nghiệm thức...................................... 41
Bảng 4.2 Trung bình số lá ở các nghiệm thức ...................................................... 44
Bảng 4.3 Các chỉ tiêu năng suất ............................................................................ 48
Bảng 4.4 Chỉ số EC dung dịch (mS.cm-1) ............................................................. 49
Bảng 4.5 Giá trị pH dung dịch .............................................................................. 50
Bảng 4.6 Hàm lượng NO3- trong cải bẹ xanh

sau thu hoạch (mg/kg rau tươi) ............................................................................... 51
Bảng 4.7 Lượng dung dịch dinh dưỡng tưới cho
một ô nghiệm thức (0,54 m2) .................................................................................. 52
Bảng 4.8 Lợi nhuận giữa các môi trường .............................................................. 53


ix

Bảng 7.1 Chí phí vật tư nông nghiệp, vật liệu thí nghiệm và công
lao động cho thí nghiệm 10.000 m2 ........................................................................ 60
Bảng 7.2 Chi phí đầu tư hóa chất cho môi trường Ginne tính trên 10.000 m2 ...... 61
Bảng 7.3 Chi phí đầu tư hóa chất cho môi trường NQ tính trên 10.000 m2 .......... 61
Bảng 7.4 Chi phí đầu tư hóa chất cho môi trường dinh dưỡng Hoagland và
Arnon tính trên 10.000 m2 ...................................................................................... 62
Bảng 7.5 Chi phí đầu tư hóa chất cho môi trường dinh dưỡng
Sac tính trên 10.000 m2........................................................................................... 62


x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Hệ thống dạng bấc (Simple Hydro, 2008) .............................................. 9
Hình 2.2 Hệ thống thủy canh (Simple Hydro, 2008) ............................................. 9
Hình 2.3 Hệ thống ngập và rút định kỳ (Simple Hydro, 2008) ............................. 10
Hình 2.4 Hệ thống nhỏ giọt (Simple Hydro, 2008) ............................................... 10
Hình 2.5 Kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT (Simple Hydro, 2008) ........................ 11
Hình 2.6 Hệ thống khí canh (Simple Hydro, 2008) .............................................. 12
Hình 3.1 Các dụng cụ thí nghiệm .......................................................................... 34
Hình 3.2 Toàn cảnh khu thí nghiệm ...................................................................... 30
Hình 3.3 Mô hình hệ thống thủy canh tĩnh ............................................................ 34

Hình 3.4 Sơ đồ lấy mẫu ......................................................................................... 35
Hình 4.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cải bẹ xanh
giữa các nghiệm thức – đợt 1 ................................................................................. 42
Hình 4.2 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cải bẹ xanh
giữa các nghiệm thức – đợt 2 ................................................................................. 43
Hình 4.3 Tốc độ ra lá cây cải bẹ xanh giữa các nghiệm thức đợt 1 ....................... 46
Hình 4.4 Tốc độ ra lá cây cải bẹ xanh giữa các nghiệm thức đợt 2 ....................... 46
Hình 7.1 Vườn ươm cây ........................................................................................ 59
Hình 7.2 Sâu tơ (Plutella xylostella)...................................................................... 59
Hình 7.3 Môi trường dinh dưỡng NQ .................................................................... 59
Hình 7.4 Môi trường dinh dưỡng Ginne ................................................................ 59
Hình 7.5 Môi trường dinh dưỡng Hoagland và Arnon .......................................... 60
Hình 7.6 Môi trường dinh dưỡng Sac .................................................................... 60


1

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Rau quả có giá trị dinh dưỡng đặc biệt quan trọng trong đời sống con người.
Qua các nghiên cứu khoa học cho thấy, trong rau xanh các thành phần dinh dưỡng
thiết yếu như: protein, lipit, gluxit, vitamin, khoáng chất, chất vi lượng, vì thế rau xanh
là loại thực phẩm không thể thiếu được trong bữa ăn hằng ngày. Ngoài giá trị dinh
dưỡng cần thiết cho sự phát triển cơ thể, rau quả còn là nguồn thực phẩm quan trọng
trên thị trường tiêu thụ trong nước và xuất khẩu mang lại lợi nhuận lớn cho người sản
xuất, góp phần nâng cao nguồn thu nhập cho nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp và quá trình đô thị
hóa làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng giảm đi, với chất thải công nông
nghiệp, chất thải sinh hoạt, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng cho sản xuất nông

nghiệp. Phương pháp canh tác truyền thống thâm canh cao, lạm dụng phân bón và
thuốc bảo vệ thực vật quá nhiều làm cho đất đai bị thoái hóa, hệ sinh vật bị phá hoại,
dịch hại phát triển, tồn dư nhiều chất độc gây hại cho môi trường và sức khỏe con
người.
Hiện nay phương thức thủy canh, trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng không
cần đất với nhiều ưu điểm đang được nghiên cứu và phổ biến rộng rãi. Thủy canh ở
các nước tiên tiến đã được áp dụng rất hiệu quả, hiên đạị và thẩm mỹ trong trang trí
nhà cửa, sản xuất. Các nhà khoa học Việt Nam đang nghiên cứu và phát triển ở nước
ta. Thủy canh là lĩnh vực khá rộng nên để chọn loại hình áp dụng và dung dịch dinh
dưỡng thích hợp với loại cây trồng thủy canh là điều cần phải cân nhắc kỹ để không
những phù hợp với chuyên môn người lao động mà còn phù hợp với kinh tế. Vì vậy tôi
thực hiện đề tài “Ảnh hưởng bốn môi trường dinh dưỡng thủy canh đến sinh
trưởng, năng suất và dư lượng Nitrat của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)”.


2

1.2 Mục đích, yêu cầu và giới hạn đề tài
1.2.1 Mục tiêu
Xác định môi trường dinh dưỡng thích hợp để trồng cây cải bẹ xanh trên mô
hình thủy canh tĩnh nhằm đáp ứng nhu cầu rau an toàn của người tiêu dùng.
1.2.2 Yêu cầu
- Theo dõi một số đặc tính sinh trưởng của cây như chiều cao, số lá và ghi nhận
tình hình sâu bệnh hại.
- Tính các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây cải bẹ xanh ở từng
nghiệm thức.
- Đánh giá hàm lượng nitrat trong rau.
- Sơ bộ hiệu quả kinh tế khi áp dụng bốn môi trường dinh dưỡng.
1.2.3 Giới hạn đề tài
Do thời gian ngắn và quy mô diện tích nhỏ nên thí nghiệm chỉ thực hiện trên

giống cải bẹ xanh cao sản của công ty Tropica, trồng tại nhà lưới tại Trại Thực
Nghiệm Khoa Nông học, Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM.


3

Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về rau an toàn
2.1.1 Khái niệm về rau an toàn
Những sản phẩm rau tươi (bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoa quả
có chất lượng đúng như đặt tính giống của nó, hàm lượng các hoá chất độc và mức độ
nhiễm các sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, bảo đảm an toàn cho
người tiêu dùng và môi trường, thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm,
gọi tắt là "rau an toàn" (Cục trồng trọt, 2008).
2.1.2 Các yêu cầu chất lượng của rau an toàn
 Chỉ tiêu về nội chất:
Chỉ tiêu nội chất được quy định cho rau tươi bao gồm:
Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật.
Hàm lượng nitrat (NO3-).
Hàm lượng một số kim loại nặng chủ yếu: Cu, Pb, Hg, Cd, As,...


Tiêu chuẩn vi sinh vật gây bệnh
Mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh (E. coli, Samonella ...) và kí sinh trùng

đường ruột (trứng giun đũa Ascaris)
Tất cả các chi tiêu trong sản phẩm của từng loại rau phải được dưới mức cho
phép theo tiêu chuẩn của Tổ chức Quốc tế FAO/WHO hoặc của một số nước tiên tiến:
Nga, Mỹ ... hoặc tiêu chuẩn VietGAP của Việt Nam

Việc sử dụng nước phân tươi hay các nguồn nước đã ô nhiễm tưới cho rau đã
trở thành tập quán canh tác của một số vùng rau, là một trong những nguyên nhân làm


4

rau không sạch. Sử dụng rau gia vị nhất là rau thơm và rau ăn sống là hình thức truyền
tải trứng giun và các yếu tố gây bệnh đường ruột khác vào cơ thể người.
Bảng 2.1 Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật gây hại

STT

Vi sinh vật gây hại

Mức giới hạn tối

(quy định cho rau, quả)

Phương pháp

đa cho phép

thử*

(CFU/g **)

1

Salmonella

0

TCVN 4829:2005

2

Coliforms

200

TCVN 4883:1993
TCVN 6848:2007

3

Escherichia coli

10

TCVN 6846:2007

(Cục trồng trọt – Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2008)
Ghi chú: * Có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ chính xác tương đương.
** Tính trên 25 g đối với Salmonella.
 Tiêu chuẩn về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
Bảng 2.2 Mức giới hạn tối đa cho phép của dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
Dư lượng thuốc BVTV

STT

Mức giới hạn tối

Phương pháp

đa cho phép

thử*

Theo Quyết định

1

Những hóa chất có trong Quyết định

46/2007/QĐ –

46/2007/QĐ – BYT ngày 19/12/2007 của

BYT ngày

Bộ Y tế

19/12/2007 của
Bộ Y tế

Những hóa chất không có trong Quyết định
2

46/2007/QĐ – BYT ngày 19/12/2007 của
Bộ Y tế

Theo TCVN
hoặc ISO,
CODEX tương
ứng

Theo CODEX
hoặc ASEAN

(Cục trồng trọt – Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2008)
Ghi chú: * Có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ chính xác tương đương.


5

Căn cứ thực tế tình hình sử dụng thuốc BVTV tại cơ sở sản xuất để xác định
những hóa chất có nguy cơ gây ô nhiễm cao cần phân tích.
Nhìn chung do sự lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật trong quá trình canh tác của
người nông dân dẫn đến việc sản phẩm của người nông dân sau khi thu hoạch còn dư
lượng thuốc bảo vệ thực vật khá cao gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của
người sử dụng.
 Dư lượng nitrat (NO3-)
Bảng 2.3 Mức giới hạn tối đa cho phép của hàm lượng NO3- (quy định cho rau)

STT

Hàm lượng nitrat NO3(quy định cho rau)

Mức giới hạn tối
đa cho phép

(mg/kg)

1

Xà lách

1.500

2

Rau gia vị

600

3

Bắp cải, Su hào, Suplơ, Củ, Cải, Tỏi

500

4

Hành lá, Bầu bí, Ớt cay, Cà tím

400

5

Ngô rau

300

6

Khoai tây, Cà rốt

250

7

Đậu ăn quả, Măng tây, Ớt ngọt

200

8

Cà chua, Dưa leo

150

9

Dưa bở

90

10

Hành tây

80

11

Dưa hấu

60

Phương pháp
thử*
TCVN 5247: 1990

(Cục trồng trọt – Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2008)
Ghi chú: * có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ chính xác tương đương.
Lạm dụng phân đạm vô cơ trong sản xuất rau, bón phân đạm quá liều, bón phân
không cân đối dẫn đến dư lượng nitrat tăng lên trong rau và nước.


6

 Tồn dư kim loại nặng
Bảng 2.4 Mức giới hạn tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng

STT

Hàm lượng kim loại nặng(quy định
cho rau, quả, chè)

1

Arsen (As)

2

Chì (Pb)

Mức giới hạn tối
đa cho phép
(mg/kg)
1,0

Phương pháp
thử*
TCVN 7601:2007
TCVN 5367:1991

-

Cải bắp, rau ăn lá

0,3

-

Quả, rau khác

0,1

-

Chè

2,0

3

Thủy ngân (Hg)

4

Cadimi (Cd)

0,05

TCVN 7602:2007

TCVN 7604:2007
TCVN 7603:2007

-

Rau ăn lá, rau thơm, nấm

0,1

-

Rau ăn thân, rau ăn củ, khoai

0,2

tây
-

Rau khác và quả

0,05

-

Chè

1,0
(Cục trồng trọt – Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2008)

Ghi chú: * có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ chính xác tương đương.
Kim loại nặng đi vào nguồn nước qua nước thải công nghiệp, nước thải sinh
hoạt, do quá trình sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật… Kim loại nặng không tự
phân hủy được sẽ tích tụ dần trong đất, trong thực vật và đến động vật thông qua dây
chuyền thức ăn. Những chất động này sẽ tích lũy dần và gây nguy hiểm đến sức khỏe.
 Chỉ tiêu về hình thái
Sản phẩm được thu hoạch đúng lúc, đúng yêu cầu từng loại rau (đúng độ già kỹ
thuật hay thương phẩm); không dập nát, hư thối, không lẫn tạp chất, sâu bệnh.


7

2.2 Giới thiệu về cây cải bẹ xanh
Cây cải bẹ xanh có tên khoa học: Brassica juncea L. và thuộc họ thập tự:
Crucifereae. Sinh trưởng mạnh, cây có lá màu xanh sang, mép lá có răng cưa, tán lá

gọn, không có vị đắng, ít xơ, ăn ngọt. Chống chịu sâu bệnh khá, chịu nhiệt, chịu mưa,
thu hoạch sau 30 - 35 ngày gieo giống hoặc 21 - 25 ngày sau khi cấy.
Cải bẹ xanh là loại rau lợi tiểu dùng để ăn sống, nấu canh, ăn lẩu, muối dưa. Hạt
cải có hình dạng, tính chất và công dụng như hạt mù tạc đen của châu Âu. Người ta
cũng ép hạt lấy dầu (tỷ lệ 20 %), chế mù tạc, làm gia vị và dùng trong công nghiệp.
Trong y học Đông Phương, người ta cho biết hạt cải xanh có vị cay đắng, tính
ấm, có tác dụng thông tiểu, an thần, tiêu hóa đờm thấp, giảm đau.
Ngoài ra, cải bẹ xanh có thể được trồng để loại bỏ các kim loại nặng trong đất
như chì, do cải có khả năng hấp thu kim loại nặng vào thân sau đó người ta sẽ tiêu hủy
số cải này.
2.3 Giới thiệu chung về thủy canh (Hydroponics)
2.3.1 Định nghĩa về thủy canh
Năm 1936 WF. Gericke đã sử dụng từ “Hydroponics” để diễn tả việc trồng cây
ăn được và cây trang trí. Từ “Hydroponics” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “Hydro”
nghĩa là nước và “Ponos” nghĩa là laođộng. Trong phương pháp canh tác này, cây
trồng được cung cấp chất dinh dưỡng thiết yếu cho sự tăng trưởng bởi một dung dịch
dinh dưỡng là nước và nguyên tố cần thiết (Keith Roberto, 2003).
Trồng cây trong dung dịch là kỹ thuật trồng cây không dùng đất, cây được trồng
trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007).
2.3.2 Lịch sử của phương pháp thủy canh
Trồng cây trong dung dịch được Boyle nghiên cứu đầu tiên năm 1666, ông
trồng cây trong những lọ chỉ có nước mà vẫn sống. Sau đó (1699) John Woodwald đã
trồng cây bạc hà trong nước có độ tinh khiết khác nhau và ông có nhận xét: Cây trồng
trong nước tự nhiên (không tinh khiết) sinh trưởng tốt hơn trong nước tinh khiết (nước


8

cất) và cây sinh trưởng tốt nhất khi trồng trong nước đục (dung dịch đất). Weigmam
(1771 – 1853), Polstoff (1781 – 1844), Boussingault (1802 – 1887) là những người

trồng cây trên các giá thể trơ (cát, sỏi…) và dùng dung dịch dinh dưỡng để tưới cho
cây (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007).
Knốp là người đầu tiên của thế kỷ 19 đã đưa ra dung dịch dinh dưỡng (gọi là
dung dịch dinh dưỡng Knốp) để trồng cây trong dung dịch.
Các dung dich dinh dưỡng đưa ra ngày càng hoàng thiện hơn, pH ít thay đổi
trong quá trình sinh trưởng phát triển của cây nên thuận lợi cho việc sử dụng. Tuy
nhiên, để cây để cây có thể hút được các nguyên tố dinh dưỡng và nước trong dung
dịch thì rễ cây cần phải hô hấp. Vì vậy cần phải cung cấp oxy liên tục cho rễ cây trong
suốt quá trình ngập trong dung dịch. Vì vấn đề đó, hệ thống trồng cây trong dung dịch
liên tục được cải tiến từ hệ thống trồng trong dung dịch sâu của Gerick (1930) đến hệ
thống trồng cây trong dung dịch sâu hoàn toàn của Kyowa và Kobuta (1977 – 1983).
Sau đó là kỹ thuật màng mỏng dung dịch, (NFT – Nutrient Film Technique), kỹ thuật
khí canh (Aeroponic) (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007). Tuy nhiên, các hệ thống trên đều
rất phức tạp và khó triển khai do đầu tư chi phí ban đầu khá cao. Hơn nữa trồng cây
trong hệ thống tuần hoàn thì có thể dễ lây lan nguồn bệnh một cách nhanh chóng. Hiện
nay, hệ thống cải tiến tối ưu là hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn
của Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (Asian Vegetable Research and
Devlopedment Center – AVRDC) do Hideo Imai và David J. Mimore nghiên cứu và
hoàn thiện. Hệ thống này trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn mà vẫn đảm bảo
độ pH của dung dịch ổn định.
2.3.3 Các loại hình thủy canh
2.3.3.1 Hệ thống dạng bấc (Wick system)
Hệ thống dạng bấc là loại đơn giản nhất của hệ thống thủy canh. Hệ thống này
có thể sử dụng nhiều loại giá thể khác nhau. Perlite, vermiculite, pro - mix và xơ dừa
là những loại phổ biến.


9

Hình 2.1 Hệ thống dạng bấc (Simple Hydro, 2008).

Hệ thống này hoạt động dựa vào hoạt động của ống dẫn để chuyển dung dịch
dinh dưỡng trong bể chứa đến giá thể. Sau khi các dung dịch dinh dưỡng được sử
dụng, nó được thu hồi và tái sử dụng hoặc thải bỏ.
2.3.3.2 Hệ thống thủy canh (Water culture)

Hình 2.2 Hệ thống thủy canh (Simple Hydro, 2008)
Hệ thống thủy canh là hệ thống đơn giản nhất của tất cả các hệ thống thủy canh.
Các bệ giữ cây thường làm bằng Styrofoam và đặt nổi ngay trên dung dịch dinh
dưỡng. Cây được trồng trong các rọ có chứa đầy giá thể. Các rọ được giữ trong bệ và
thực sự chìm ngập trong dung dịch dinh dưỡng. Các loại cây nhỏ hoặc cành giâm với
rễ ngắn thả trong dung dịch dinh dưỡng. Một máy bơm khí vào dung dịch. Đục một
cái lỗ trên bệ để dễ dàng kiểm tra máy bơm, rễ và dung dịch.


10

Hệ thống này là sự lựa chọn tốt cho rau diếp cá, rất ít loại cây khác tốt hơn rau
diếp cá khi trồng trong hệ thống này.
Trở ngại lớn nhất của hệ thống này là không hoạt động tốt khi trồng các loại
cây có kích thước lớn hay cây dài ngày.
2.3.3.3 Hệ thống ngập và rút định kỳ (Ebb and Flow system)
Hệ thống thủy canh không cần bảo trì thường xuyên và dễ dàng sử dụng. Dung
dịch dinh dưỡng bơm định kỳ vào khay trồng và bơm từ phía dưới lên. Không khí
nghèo oxy từ từ ra khỏi dung dịch dinh dưỡng khi bơm dung dịch vào. Khi dung dịch
đạt mức nhất định, một đường ống sẽ dẫn dung dịch từ khay về lại hồ chứa. Tắt máy
bơm, khay trồng sẽ thoát nước và kéo theo không khí giàu oxy tiếp xúc với rễ. Chu kỳ
này được lặp đi lặp lại vài giờ một ngày (Van Patten, 2004).

Hình 2.3 Hệ thống ngập và rút định kỳ (Simple Hydro, 2008)
2.3.3.4 Hệ thống nhỏ giọt (Drip system)

Hình 2.4 Hệ thống nhỏ giọt (Simple Hydro, 2008)


11

Hệ thống nhỏ giọt có thể là hệ thống thủy canh được sử dụng rộng rãi nhất trên
thế giới. Dung dịch dinh dưỡng được nhỏ trực tiếp lên gốc của mỗi cây bởi những
đường ống nhỏ giọt.
Trong hệ thống nhỏ giọt hồi lưu, dung dịch dinh dưỡng dư chảy xuống sẽ được
thu hồi trong bể để tái sử dụng. Hệ thống không hồi lưu không thu lại những nước dư
chảy xuống. Hệ thống không hồi lưu yêu cầu ít sự bảo dưỡng do dung dịch dinh dưỡng
dùng dư không tái sử dụng vào bồn chứa, do đó nồng độ dinh dưỡng và pH của dung
dịch dinh dưỡng không thay đổi. Điều này có nghĩa là bạn có thể đổ đầy bồn bằng
dung dịch dinh dưỡng đã chỉnh pH. Hệ thống hồi lưu có thể có những thay đổi lớn về
pH và nồng độ dinh dưỡng đòi hỏi phải kiểm tra và điều chỉnh định kỳ.
2.2.3.5 Kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT (Nutrient Film Technique)

Hình 2.5 Kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT (Simple Hydro, 2008)
NFT là một kỹ thuật thủy canh trong đó một dòng nước có chứa tất cả các chất
dinh dưỡng hòa tan cần thiết cho sự phát triển của thực vật được tái lưu thông qua rễ
trần của cây trồng trong một rãnh kín. Ưu điểm chính của hệ thống NFT hơn những kỹ
thuật thủy cách khác là rễ cây tiếp xúc với nguồn cung cấp đầy đủ oxy, nước và chất
dinh dưỡng. Nhược điểm của nó là dễ bị ảnh hưởng khi mất điện hay bơm không hoạt
động. Rễ khô rất nhanh khi dòng chảy chất dinh dưỡng bị ngưng lại. Nhưng nhìn
chung nó là một kỹ thuật mang lại hiệu quả cao.


12

2.3.3.6 Khí canh (Aeroponic)
Khí canh là hệ thống thủy canh dạng công nghệ cao nhất không dùng giá thể.
Rễ được treo trong khay tối không có giá thể và được phun sương bằng dung dịch dinh
dưỡng giàu oxy cách thường xuyên. Ẩm độ trong khay tối gần 100%. Rễ có thể hấp
thu chất dinh dưỡng trong khay tối. Hầu như việc rễ tiếp xúc với oxy và hấp thụ chất
dinh dưỡng là không giới hạn. Do không có giá thể giữ nước và không khí, rễ phơi
trực tiếp ra không khí nên khi máy bơm không hoạt động thì rễ sẽ khô nhanh chóng và
ảnh hưởng đến cây trồng (Van Patten, 2004).

Hình 2.6 Hệ thống khí canh (Simple Hydro, 2008)
2.3.3.7 Aquaponics
Aquaponics là sự kết hợp giữa nuôi trồng thủy sản và thủy canh. Nguồn thức ăn
dư thừa của cá cho là nguồn cung cấp cho cây trồng và ngược lại. Sự kết hợp này
mang lại sản phẩm hữu cơ không hóa chất và thân thiện với môi trường.
2.3.4 Các loại giá thể dùng trong canh tác không dùng đất
Hiện nay, trong thủy canh có rất nhiều loại giá thể bao gồm giá thể hữu cơ và
giá thể phi hữu cơ, tuy nhiên mỗi giá thể có một đặc điểm riêng như: khả năng giữ
nước, độ thông thoáng, khối lượng riêng, thời gian sử dụng, có hoặc không có khả
năng tái sử dụng. Tùy đặc điểm, điều kiện tự nhiên của từng vùng, điều kiện, cây trồng
mà ta có thể chọn loại giá thể phù hợp. Hiện nay, có hai nhóm giá thể được sử dụng là
giá thể hữu cơ và giá thể phi hữu cơ.


13

2.3.4.1 Giá thể hữu cơ


Xơ dừa

Là chế phẩm chế biến từ xơ dừa, là những sợi nhỏ, những bột mịn phế liệu
dùng làm giá thể. Giá thể loại này có đặc điểm giữ nước tốt, độ thoáng cao, rẻ nên
được dùng phổ biến. Tuy nhiên khi sử dụng trong hệ thống có hồi lưu dòng dinh
dưỡng thì có hạn chế vì chúng giữ nước nhiều, nhưng sử dụng trong các hệ thống
không hồi lưu thì rất tốt vì không cần phải tưới nước liên tục.


Mùn cưa

Là phế phẩm của các quá trình chế biến gỗ, loại giá thể này rẻ, dễ kiếm, khả
năng giữ nước tốt, tạo độ ẩm, độ thoáng cao. Thích hợp cho kỹ thuật rãnh, kỹ thuật túi
treo. Tuy nhiên, các loại gỗ khác nhau có sản phẩm mùn cưa khác nhau và không phải
sản phẩm mùn cưa của loại gỗ nào cũng thích hợp với cây trồng.


Rơm rạ, bã mía

Loại giá thể này rất rẻ, và phổ biến ở nước ta, độ thông thoáng tốt, giữ nước tốt.
2.3.4.2 Giá thể phi hữu cơ


Đất sét nung (expand clay)

Là những viên đất sét có kích thước nhỏ, tròn được nung nóng ở nhiệt độ cao,
có tính trơ, bên trong có nhiều lỗ nhỏ nên tạo được độ thoáng khí và giữ được dịch
dinh dưỡng tốt cho cây, thích hợp cho hệ thống thủy canh và có thể tái sử dụng.


Rockwool

Rockwool có trọng lượng nhẹ, các sợi sắp xếp ngang dọc xen nhau trong khối
vuông, có thể thấm hoặc không thấm nước (George F.VanPatten, 2004).
Theo Keith Roberto (2003), rockwool được hình thành từ việc nung chảy đá
thành các sợi dài, có khả năng hấp thụ và thoát nước tốt nên sử dụng rộng rãi để làm
giá thể cho hạt giống và ươm ra rễ cành cắt. Lợi ích trước mắt của rockwool là không
sinh ra các tác nhân gây bệnh và bắt cứ điều gì khác làm ảnh hưởng tới hệ thống thủy
canh.


14

Nhiều nhà kính lớn trên thế giới đã sử dụng những tấm rockwool để nâng cao
chất lượng cây trồng và họ thường tái sử dụng nhiều lần bằng cách khử trùng chúng
giữa các mùa vụ trồng. Tuy nhiên người ta hạn chế sử dụng rockwool trong thủy canh
vì việc sản xuất chúng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe
người công nhân.


Perlite

Perlite là dẫn xuất của núi đá lửa chứa silic, ở nhiệt độ 10000C. Perlite tiêu
nước, thông thoáng tốt và có tính ổn định về tính chất vật lý, tính trơ hóa học với hầu
hết các mục đích sử dụng. Chứa 76,9% nhôm, do một phần lượng nhôm này giải
phóng ra ngoài làm giảm độ pH nên người ta thường sử dụng perlite cùng với các giá
thể khác (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007).
Theo George F.Van patten (2004), perlite giữ nước và chất dinh dưỡng trên bề
mặt vì thế phãi hòa trộn chúng với các chất nền khác để tăng tính thoát nước và thoáng
khí.
Bên cạnh đó hạn chế chính của perlite là trọng lượng nhẹ nên rất dễ bị rửa trôi,
dễ bị tuông ra khỏi hệ thống thủy canh khi nước dâng cao hoặc có gió mạnh và mưa

nếu nằm ngoài trời (Keith Roberto, 2003).


Vermiculite

Giống như perlite, vermiculite là một loại khoáng bị nung ở nhiệt độ cao cho
đến khi giãn nở cực đại và lúc đó chúng nhẹ và xốp. Vermiculite giữ nước tốt hơn
perlite và có tính mao dẫn tốt trong hệ thống thủy canh. Một sự pha trộn 1:1 của
Vermiculite và Perlite là một phương tiện rất phổ biến cho các hệ thống nhỏ giọt kiểu
thủy canh cũng như các hệ thống thủy canh động. Vermiculite là không tốn kém,
nhược điểm chính của nó là giữ lại quá nhiều nước có thể gây nghẹt rễ của thực vật
nếu được sử dụng thẳng.


Cát, sỏi

Đây là loại giá thể trơ điển hình và thường được sử dụng trong các hệ thống
mở. Trồng cây trên giá thể cát có lợi là dễ tìm kiếm, rẻ tiền nhưng phải thanh trùng khi
sử dụng. Dùng cát có độ hạt lớn từ 0,1 mm – 2,0 mm và sỏi có độ lớn từ 1 cm – 5 cm,