nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy mô thí nghiệm

TÓM TẮT
Chăn nuôi là một trong những ngành có lƣợng nƣớc sử dụng khá nhiều,
nƣớc sau sử dụng sẽ đƣợc lƣu trữ trong hầm biogas và mới chỉ tận dụng đƣợc khí
đốt, nƣớc thải sau đó sẽ đƣợc thải ra ngoài môi trƣờng với nồng độ các chất ô nhiễm
còn cao. Khi tận dụng nguồn nƣớc thải sau hầm biogas để nuôi tảo vẫn còn một
hàm lƣợng dinh dƣỡng ở đầu ra. Vì vậy, có thể ứng dụng nƣớc thải sau nuôi tảo để
trồng rau thủy canh và trong đất.
Nghiên cứu đã cho thấy việc trồng rau thủy canh bằng dung dịch tảo tiết
kiệm nƣớc hơn là dung dịch thủy canh thông thƣờng. Mặc dù hàm lƣợng dinh
dƣỡng trong dung dịch tảo không nhiều bằng dung dịch thủy canh thông thƣờng
nhƣng vẫn có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu dinh dƣỡng của rau, rau vẫn phát triển
đƣợc. pH trong môi trƣờng tảo ảnh hƣởng đến khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của rau
nên cần kiểm soát. Cây trƣởng thành sẽ ít chịu ảnh hƣởng bởi sự thay đổi trong môi
trƣờng tảo hơn là cây con. Tốc độ phát triển của rau phụ thuộc vào khả năng hấp thụ
dinh dƣỡng của rau, nghiên cứu vẫn chƣa thực hiện tốt các điều kiện để rau có thể
hấp thụ tốt các dƣỡng chất trong dung dịch tảo nên tốc độ tăng trƣởng của rau chậm
hơn trong dung dịch thủy canh.
Nghiên cứu trồng rau trong môi trƣờng đất chỉ mới đi đến đánh giá tốc độ
tăng trƣởng của rau trồng trong đất đƣợc tƣới dung dịch tảo không chệnh lệch nhiều
so với rau chỉ đƣợc tƣới nƣớc sinh hoạt nhƣ rau trồng trong thủy canh.


ABSTRACTS
Water is used lots of in animal husbandry, piggery farm wastewater is only
stored in Biogas digester to treat organic matter and restore biogas, then it is
discharged in natural environment which still contents high organic matter
concentration. After using piggery farm wastewater to culture algae, it still has
amount of nutrients. So it can be used to grow vegetables in hydroponic and soil.
Research shows vegetables grown by hydroponic method with algae
solution saves water than with normal nutrients solution. Although nutrients
concentration in algar solution is less than nutrients concentration in nutrients

solution, it still can meet vegetables‟ demand. For optimal growth to take place, pH
must be consistently balanced over time to insure vegetables have what they need,
when they need it. Major plants suffer less from algae solution „s changes than
young plants. The conditions in algae solution wasn‟t well done, so plants‟ growth
in algae solution was slower than plants‟ growth in nutrients solution.
Research about growing vegetables in soil only shows plants‟ growth in
algae soil which is watered algae solution isn‟t much different from plants‟ growth
in soil which is watered water like in hydroponic.


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng
Giảng viên hƣớng dẫn

năm


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
………………………………………………………...…..
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng
Giảng viên phản biện

năm


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ................................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu..........................................................................................3
5. Đối tƣợng và giới hạn nghiên cứu............................................................................5
6. Ý nghĩa của đề tài .....................................................................................................5
7. Tính mới của nghiên cứu .........................................................................................5
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................................6
1.1. TỔNG QUAN VỀ VI TẢO SCENEDESMUS DIMORPHUS ............................6
1.1.1. Giới thiệu chung về vi tảo...............................................................................6
1.1.2. Vi tảo Scenedesmus dimorphus ......................................................................8
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TRỒNG CÂY ................................ 12
1.2.1 Phƣơng pháp thổ canh ...................................................................................12
1.2.2. Phƣơng pháp thủy canh ................................................................................15
1.3. CÁC LOẠI RAU.................................................................................................26
1.3.1. Rau muống ...................................................................................................26
1.3.2. Rau cải ..........................................................................................................27
1.3.3. Rau lang ........................................................................................................28
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ....................................................................31
1.4.1. Các nghiên cứu, ứng dụng trong nƣớc..........................................................31
1.4.2. Các nghiên cứu trên thế giới .........................................................................33
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........35
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................................35
2.1.1. Vi tảo Scenedesmus dimorphus ....................................................................35

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

i


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

2.1.2. Dung dịch thủy canh và đất dinh dƣỡng .......................................................36
2.1.3. Các loại rau trồng..........................................................................................37
2.2. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ..........................................................38
2.2.1. Chuẩn bị cây trồng và mô hình thí nghiệm ..................................................38
2.2.2. Trồng cây ......................................................................................................40
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...............................................................................42
2.3.1.Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hƣởng của dung dịch tảo trong trồng thủy canh
................................................................................................................................ 42
2.3.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hƣởng của dung dịch tảo trong trồng thổ canh
................................................................................................................................ 43
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................44
3.1. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG DUNG DỊCH TẢO TRONG TRỒNG
THỦY CANH ............................................................................................................44
3.1.1. Đánh giá ảnh hƣởng đối với lƣợng nƣớc các loại cây sử dụng ....................44
3.1.2. Đánh giá giá trị dinh dƣỡng trong các dung dịch cung cấp cho cây trồng ...46
3.1.3. Đánh giá tốc độ tăng trƣởng của các loại cây ...............................................54
3.2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG DUNG DỊCH TẢO TRONG TRỒNG
THỔ CANH ...............................................................................................................57
3.2.1. Đánh giá tốc độ tăng trƣởng của cây ...........................................................57
CHƢƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ..................................................................60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................63
Kết luận ......................................................................................................................63
Kiến nghị ....................................................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 65
PHỤ LỤC 1 HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM ......................................................................68
PHỤ LỤC 2 SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM ..........................................................................77
PHỤ LỤC 3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ LÀM THÍ NGHIỆM 101
ĐÍNH KÈM KẾT QUẢ ĐỊNH DANH VI TẢO SCENEDESMUS

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

ii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải chăn nuôi
TCN 678-2006:

Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc thải chăn nuôi

SMEWW:
Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater (Những phƣơng pháp tiêu chuẩn để kiểm tra nƣớc và nƣớc thải)
TN:

Tổng Nito

TP:

Tổng Photpho

TDS:

Tổng chất rắn hòa tan
THÍ NGHIỆM 1: TRỒNG RAU THỦY CANH

Ký hiệu
M
M1, M2, M3, M4, M5
M tb
MT
MT1, MT2, MT3, MT4, MT5
MT tb
C
C1, C2, C3, C4, C5
C tb
CT
CT1, CT2, CT3, CT4, CT5
CT tb
L
L1, L2, L3, L4, L5
L tb
LT
LT1, LT2, LT3, LT4, LT5
LT tb

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

Thí
nghiệm
Trồng
rau
muống

Trồng
rau cải

Trồng
rau lang

Loại mẫu
Đối chứng
Mẫu lặp
Mẫu trung bình
Đối chứng
Mẫu lặp
Mẫu trung bình
Đối chứng
Mẫu lặp
Mẫu trung bình
Đối chứng
Mẫu lặp
Mẫu trung bình
Đối chứng

Mẫu lặp
Mẫu trung bình
Đối chứng
Mẫu lặp
Mẫu trung bình

Loại dung
dịch trồng
Dung dịch
thủy canh

Nghiệm
thức
1
2

Dung dịch
tảo

3
4

Dung dịch
thủy canh

1
2

Dung dịch
tảo

3
4

Dung dịch
thủy canh

1
2

Dung dịch
tảo

3
4

iii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

THÍ NGHIỆM 2: TRỒNG RAU THỔ CANH
Ký hiệu
M‟
M‟1, M‟2, M‟3
MT‟
MT‟1, MT‟2, MT‟3
C‟

C‟1, C‟2, C‟3
CT‟
CT‟1, CT‟2, CT‟3

Thí
Loại mẫu
nghiệm
Trồng rau Đối chứng
muống
Mẫu lặp
Đối chứng
Mẫu lặp
Trồng rau Đối chứng
cải
Mẫu lặp
Đối chứng
Mẫu lặp

Loại dung
dịch tƣới
Nƣớc sinh
hoạt
Dung dịch
tảo
Nƣớc sinh
hoạt
Dung dịch
tảo

Nghiệm

thức
1
2
3
4
1
2
3
4

L‟
L‟1, L‟2, L‟3
LT‟
LT‟1, LT‟2, LT‟3

Trồng rau Đối chứng
lang
Mẫu lặp
Đối chứng
Mẫu lặp

Nƣớc sinh
hoạt
Dung dịch
tảo

1
2
3
4

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

iv


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Các thông số trong nƣớc thải đầu ra của hầm biogas tại khu vực nghiên cứu ở
Thừa Thiên Huế [2] .........................................................................................................................1
Bảng 2 Nồng độ Nito tổng và Photpho tổng trong nƣớc thải sau nuôi tảo[4] .................2
Bảng 3 Các phƣơng pháp phân tích mẫu dung dịch và đất ...................................................4
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của Scenedesmus [7] ............................................................10
Bảng 1.2 Thành phần vitamin trong Scenedesmus [7] .........................................................11
Bảng 1.3 Thành phần sinh khối khô của vi tảo Scenedesmus [7] .....................................11
Bảng 1.4 Thành phân các chất vô cơ [7] ..................................................................................12
Bảng 1.5 Giá trị pH cho từng loại cây [9] ...............................................................................13
Bảng 1.6 Khả năng hấp thụ dinh dƣỡng theo thang pH [8] ................................................14
Bảng 1.7 Công thức pha dinh dƣỡng của Hoagland .............................................................21
Bảng 1.8 Công thức pha dinh dƣỡng của Albert ...................................................................22
Bảng 2.1 Một vài thông số trong dung dịch tảo tại bể sau lắng [4] ..................................36
Bảng 2.2 Giá trị dinh dƣỡng trong đất sạch dinh dƣỡng Miền Tây. .................................37
Bảng 2.3 Vật dụng trong mô hình thí nghiệm ........................................................................39
Bảng 2.4 Bố trí mẫu trong trồng thủy canh và thổ canh cho 3 loại rau ...........................41
Bảng 2.5 Ngày thay dinh dƣỡng và phân tích mẫu ...............................................................42
Bảng 3.1. Thể tích nƣớc các loại rau hấp thụ trong 2 dung dịch .......................................45

Bảng 3.2 Hàm lƣợng các dinh dƣỡng ban đầu trong 2 dung dịch trồng cây ..................46
Bảng 3.3 Khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của từng loại cây .................................................53
Bảng 3.4 Lƣợng sinh khối tăng thêm trong chu kì phát triển .............................................59
Bảng 4.1 Thể tích dung dịch tiết kiệm đƣợc nếu sử dụng dung dịch tảo trồng thủy
canh ....................................................................................................................................................60
Bảng PL2.1 Thể tích dung dịch trồng rau muống .................................................................77
Bảng PL2.2 Thể tích dung dịch trồng rau cải .........................................................................77
Bảng PL2.3 Thể tích dung dịch trồng rau lang ......................................................................77
Bảng PL2.4 Hàm lƣợng Photphat trong dung dịch trồng rau muống...............................77
Bảng PL2.5 Hàm lƣợng Nitrat trong dung dịch trồng rau muống ....................................78
Bảng PL2.6 Hàm lƣợng Amoni trong dung dịch trồng rau muống ..................................78

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

v


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm
Bảng PL2.7 Hàm lƣợng Photphat trong dung dịch trồng rau lang....................................78

Bảng PL2.8 Hàm lƣợng Nitrat trong dung dịch trồng rau lang .........................................79
Bảng PL2.9 Hàm lƣợng Amoni trong dung dịch trồng rau lang .......................................79
Bảng PL2.10 Chiều cao cây rau muống trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc ....80
Bảng PL2.11 Số lá cây rau muống trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc .............81
Bảng PL2.12 Chiều cao cây rau cải trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc............82
Bảng PL2.13 Chiều cao cây rau lang trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc .........82
Bảng PL2.14 Số lá cây rau cải trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc .....................82

Bảng PL2.15 Số lá cây rau lang trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc ..................83
Bảng PL2.16 Cân nặng của cây rau cải và rau lang trong môi trƣờng đất và môi
trƣờng nƣớc ......................................................................................................................................83
Bảng PL2.17 Cân nặng của cây rau muống trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc
84

Bảng PL2.18 pH của mẫu dung dịch trồng rau muống ........................................................85
Bảng PL2.19 pH của mẫu dung dịch trồng rau lang .............................................................86
Bảng PL2.20 pH của mẫu dung dịch trồng rau cải ...............................................................87
Bảng PL2.21 TDS của mẫu dung dịch trồng rau muống .....................................................88
Bảng PL2.22 TDS của mẫu dung dịch trồng rau cải ............................................................89
Bảng PL2.23 TDS của mẫu dung dịch trồng rau lang ..........................................................90
Bảng PL2.24 Nhiệt độ của mẫu dung dịch trồng rau muống .............................................91
Bảng PL2.25 Nhiệt độ của mẫu dung dịch trồng rau cải .....................................................92
Bảng PL2.26 Nhiệt độ của mẫu dung dịch trồng rau lang ..................................................93
Bảng PL2.27 pH của mẫu đất trồng rau muống .....................................................................94
Bảng PL2.28 Độ ẩm của mẫu đất trồng rau muống ..............................................................95
Bảng PL2.29 pH của mẫu đất trồng rau cải ............................................................................96
Bảng PL2.30 Độ ẩm của mẫu đất trồng rau cải .....................................................................97
Bảng PL2.31 pH của mẫu đất trồng rau lang ..........................................................................98
Bảng PL2.32 Độ ẩm của mẫu đất trồng rau lang ...................................................................99
Bảng PL2.33 Theo dõi ánh sáng mặt trời ..............................................................................100
Bảng PL 3.1 Thông số kỹ thuật của máy HI 9812 – 5 đo pH, TDS, nhiệt độ trong
nƣớc..................................................................................................................................................101

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

vi

Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm
Bảng PL 3.2 Thông số kỹ thuật của máy Extech 401025 đo cƣờng độ ánh sáng .......102

Bảng PL 3.3 Thông số kỹ thuật máy chuẩn độ điện thế tự động SI Analytics
TitroLine® 5000 Titrator ...........................................................................................................102
Bảng PL 3.4 Thông số kỹ thuật máy chƣng cất đạm tự động UDK 149 .......................104

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

vii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Tảo Scenedesmus dimorphus. ........................................................................9
Hình 1.2 Chu kì sinh trƣởng của tảo. ............................................................................9
Hình 1.3 Hệ thống thủy canh dạng bấc. ......................................................................15
Hình 1.4 Hệ thống thủy canh tĩnh. ..............................................................................16
Hình 1.5 Hệ thống thủy canh hồi lƣu. .........................................................................16
Hình 1.6 Hệ thống thủy canh nhỏ giọt. .......................................................................17
Hình 1.7 Giá thể xơ dừa. ............................................................................................. 18
Hình 1.8 Giá thể perlite. .............................................................................................. 18
Hình 1.9 Giá thể đất sét. .............................................................................................. 18

Hình 1.10 Rọ nhựa trên thị trƣờng (trái) và rọ nhựa tự chế (phải).............................. 18
Hình 1.11 Thùng xốp đƣợc bọc nilon đen để tránh ánh sáng chiếu vào. ....................19
Hình 1.12 Dàn máng nhựa đƣợc sơn trắng (trái) và ống PVC đƣợc bọc cách nhiệt
(phải). ..........................................................................................................................19
Hình 1.13 Giá trị dinh dƣỡng đƣợc hấp thụ theo thang pH [3]. ..................................22
Hình 1.14 Rau muống trồng thủy canh. ......................................................................26
Hình 1.15 Rau cải trồng thủy canh. .............................................................................28
Hình 1.16 Cây rau lang................................................................................................ 30
Hình 1.17 Các loại rau lang. [17] ................................................................................31
Hình 2.1 Mô hình thí nghiệm nuôi tảo bằng nƣớc thải sau hầm biogas. ....................35
Hình 2.2 Tên thƣơng hiệu hóa chất pha sẵn dùng để trồng thủy canh (trái) và thành
phần dinh dƣỡng (phải). .............................................................................................. 36
Hình 2.3 Đất sạch dinh dƣỡng dùng để làm thí nghiệm..............................................37
Hình 2.4 Hạt rau muống đƣợc ngâm nƣớc nóng (trái) và ủ ẩm (phải)........................38
Hình 2.5 Hạt rau muống nứt nanh. ..............................................................................38
Hình 2.6 Rau muống sau 5 ngày. ................................................................................39
Hình 2.7 Ly nhựa đựng giá thể....................................................................................40
Hình 2.8 Mút xốp làm giá thể cho cây. .......................................................................40
Hình 2.9 Chai đựng dung dịch dinh dƣỡng. ................................................................ 40
Hình 2.10 Mô hình thủy canh hoàn chỉnh. ..................................................................40
Hình 2.11 Cây rau lang và rau muống đƣợc đặt ngoài cửa sổ. ...................................41

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

viii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy

mô thí nghiệm

Hình 3.1. Biểu đồ lƣợng nƣớc tiêu thụ theo giai đoạn phát triển của các loại rau. .....44
Hình 3.2 Mối quan hệ giữa pH và khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của rau muống. .....48
Hình 3.3 Mối quan hệ giữa pH và khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của rau lang. .........51
Hình 3.4 Diễn biến tăng trƣởng chiều cao của các loại cây. .......................................54
Hình 3.5 Diễn biến tăng trƣởng số lƣợng lá của các loại cây. ...................................56
Hình 3.6 Diễn biến tăng trƣởng chiều cao của các loại cây. .......................................57
Hình 3.7 Diễn biến tăng trƣởng số lƣợng lá của các loại cây. ....................................58
Hình PL1.1 Máy đo cƣờng độ ánh sáng (trái) và máy đo pH, TDS, nhiệt độ của dung
dịch (phải)....................................................................................................................68
Hình PL1.2 Dụng cụ đo pH và độ ẩm của đất............................................................. 68
Hình PL1.3 Máy phá mẫu làm tổng Nito. ...................................................................69
Hình PL1.4 Máy chƣng cất và máy chuẩn độ dùng phân tích tổng Nito và Amoni. ..69
Hình PL1.5 Cây rau muống trồng ở lần thí nghiệm đầu tiên (trái) và sau 2 tháng cây
phát triển (phải). ..........................................................................................................70
Hình PL1.6 Cây rau dền và rau muống trồng thí nghiệm lần 2. .................................70
Hình PL1.7 Cây rau cải bị nấm bệnh. .........................................................................70
Hình PL1.8 Lá rau lang bị bọ cánh cứng ăn lá. ...........................................................71
Hình PL1.9 Đặt cây ngoài cửa sổ. ...............................................................................71
Hình PL1.10 Cây sau 10 ngày (trái) và sau 19 ngày (phải). .......................................72
Hình PL1.11 Rau cải trong dung dịch thủy canh (hàng ngoài) và rau cải trong dung
dịch tảo (hàng trong). ..................................................................................................73
Hình PL1.12 Rau muống trong dung dịch thủy canh (hàng trái) và rau muống trong
dung dịch tảo (hàng phải). ...........................................................................................73
Hình PL1.13 Rau lang trong dung dịch thủy canh (hàng ngoài) và rau lang trong
dung dịch tảo (hàng trong). .........................................................................................74
Hình PL1.14 Toàn bộ số rau thu hoạch đƣợc.............................................................. 74
Hình PL1.15 Rễ cây rau muống trong dung dịch thủy canh (phải) trắng hơn rễ cây
trong dung dịch tảo (trái). ............................................................................................ 75

Hình PL 1.16 Rễ cây rau lang trong dung dịch thủy canh (trái) trắng và nhiều hơn rễ
cây rau lang trong dung dịch tảo (phải).......................................................................76

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

ix


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nƣớc sạch là một trong những yếu tố không thể thiếu đối với sự sống trên Trái
Đất. Ngoài vai trò điều hòa khí hậu, nƣớc còn đƣợc sử dụng nhiều trong các lĩnh vực
công nghiệp, nông nghiệp và mọi sinh hoạt của con ngƣời. Nhƣng cũng chính vì hoạt
động sống và sản xuất của con ngƣời đã làm nguồn nƣớc ngày càng bị ô nhiễm.
Xét riêng về lĩnh vực chăn nuôi heo trong nông nghiệp, năm 2013, trong tổng số
30 trang trại đƣợc chọn nghiên cứu tại xã Gia Kiệm, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai
thì bình quân mỗi ngày mỗi trang trại sử dụng 6.975 lít nƣớc (hay gần 7 m3/ngày/trang
trại); có 65% trại heo lƣu trữ hỗn hợp chất thải lỏng (nƣớc tiểu và nƣớc rửa chuồng)
trong hệ thống biogas, sau đó thì thải trực tiếp ra ngoài môi trƣờng hoặc đem trồng cây
và 35% trại heo lƣu trữ hỗn hợp này trong các hồ chứa nằm cạnh khu chuồng trại[1].
Một nghiên cứu khác ở huyện Văn Giang, tỉnh Hƣng Yên cho thấy trong 42 trang trại
đƣợc khảo sát chỉ có 10% các trang trại sử dụng nƣớc sau biogas để tƣới cây, 30%
trang trại sử dụng để làm thức ăn cho cá, còn lại 60 % trang trại là thải bỏ trực tiếp ra
ngoài ao, kênh nƣớc tự nhiên xung quanh trang trại [3]. Dựa vào các số liệu trên, có
thể thấy chăn nuôi heo là một trong những ngành tiêu thụ lƣợng nƣớc khá lớn nhƣng

lƣợng nƣớc này sau khi xử lý trong hầm biogas lại thƣờng thải trực tiếp ra môi trƣờng
mà chƣa đƣợc khai thác để tận dụng nguồn dinh dƣỡng có sẵn trong nƣớc, điều này
vừa làm lãng phí nguồn nƣớc vừa gây ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải sau hầm
biogas vẫn còn hàm lƣợng Amoni, Nito tổng và Photpho tổng khá cao (bảng 1).
Bảng 1 Các thông số trong nƣớc thải đầu ra của hầm biogas tại khu vực nghiên
cứu ở Thừa Thiên Huế [2]
TCN 678 – 2006
(cột B)

259 ± 74

QCVN 62MT:2016/BTNMT
(cột B)
-

mg/L

536 ± 89

150

150

mg/L

318 ± 84

-

20

Thông
số

Đơn
vị

Giá trị
trung bình

Amoni
Tổng
Nito
Tổng
Photpho

mg/L

5

Để xử lý nƣớc bị ô nhiễm cần áp dụng những phƣơng pháp phù hợp với yêu cầu
và điều kiện cụ thể của từng đối tƣợng, trong đó phải tính đến hiệu quả chi phí. Hiện
nay, việc ứng dụng biện pháp sinh học để làm sạch môi trƣờng nói chung cũng nhƣ xử
lý nƣớc thải nói riêng đã và đang đƣợc quan tâm đặc biệt, bởi tính hiệu quả về mặt chi
phí cũng nhƣ cách thức vận hành dễ dàng của phƣơng pháp này. Một trong những
SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

1

Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

phƣơng pháp sinh học đang đƣợc chú ý đến là dùng tảo để xử lý nƣớc thải. Tảo sẽ làm
giảm nồng độ các chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải nhờ cơ chế hấp thụ Nito và Photpho
của chúng để sinh trƣởng và phát triển.
Bảng 2 Nồng độ Nito tổng và Photpho tổng trong nƣớc thải sau nuôi tảo[4]
Mật độ tế bào
tảo (tb/ml)

Thời gian lƣu
(ngày)

0,8.106tb/ml

11

Chỉ
tiêu
TN
TP

Đầu vào
(mg/L)
218
72

Đầu ra

(mg/L)
56
24

Dựa vào bảng 2, có thể thấy đầu ra của nƣớc thải sau mô hình nuôi tảo – mô hình
sử dụng nƣớc thải chăn nuôi heo sau hầm biogas để nuôi tảo vẫn còn một hàm lƣợng
Nito và Photpho. Ta có thể dùng dung dịch tảo này để làm dung dịch dinh dƣỡng với
mục đích nuôi cây trồng. Biện pháp sinh học này vừa tận thu một lƣợng lớn sinh khối
tảo đầu ra thay vì thải vào môi trƣờng, vừa làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong
nƣớc, vừa tạo thêm nguồn thực phẩm sạch, không có hóa chất bảo vệ thực vật hay
phân bón hóa học, khi mà vấn đề thực phẩm bẩn đang là mối lo ngại hiện nay.
Vì vậy, dựa trên những giá trị dinh dƣỡng có trong nƣớc thải sau nuôi tảo để
chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng
rau thủy canh và trong đất quy mô thí nghiệm” nhằm nghiên cứu về tính khả thi
trong việc ứng dụng dung dịch tảo để trồng rau.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu đề tài là sử dụng dung dịch tảo sau mô hình nuôi tảo để trồng rau dựa
trên phƣơng pháp thủy canh tĩnh và thổ canh nhằm đánh giá tiềm năng tái sử dụng
chúng trong nông nghiệp.
Mục tiêu cụ thể:
-

Đánh giá khả năng thích ứng của từng loại rau với môi trƣờng tảo;

-

Đánh giá khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của các loại rau trong nƣớc;

-

Đánh giá tốc độ tăng trƣởng giữa các loại rau trong 2 môi trƣờng đất và nƣớc;

-

Đề xuất mô hình thủy canh thích hợp với quy mô lớn.

3. Nội dung nghiên cứu
-

Bố trí thí nghiệm trồng rau theo phƣơng pháp thủy canh tĩnh và thổ canh;

-

Đánh giá mức độ hấp thụ nƣớc của các loại rau trồng trong 2 dung dịch;

-

So sánh giá trị dinh dƣỡng có trong dung dịch thủy canh và dung dịch tảo;

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

2


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

-

So sánh khả năng hấp thụ dinh dƣỡng của các loại rau trồng theo phƣơng pháp
thủy canh;

-

So sánh sự phát triển giữa rau trồng trong dung dịch thủy canh và dung dịch
tảo;

-

So sánh sự phát triển giữa rau trồng trong đất đƣợc tƣới nƣớc sinh hoạt và đất
đƣợc tƣới dung dịch tảo;

-

Đề xuất giải pháp về tiềm năng ứng dụng dung dịch tảo.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
-

Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu: Tham khảo các tài liệu trong và ngoài nƣớc
có liên quan đến nƣớc thải chăn nuôi heo và tảo để xem xét về hàm lƣợng dinh
dƣỡng có thể cung cấp cho cây; tài liệu liên quan lĩnh vực thủy canh và thổ
canh để làm cơ sở cho việc bố trí thí nghiệm; tìm hiểu các loại rau có khả năng
sinh trƣởng và phát triển trong hai môi trƣờng đất và nƣớc.

-

Phƣơng pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tham khảo kinh nghiệm chuyên

môn trong lĩnh vực trồng cây thủy canh và thổ canh để thiết kế mô hình thích
hợp và đảm bảo duy trì các yếu tố ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của cây.

-

Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm:

-

+

Lập kế hoạch xây dựng và phác thảo mô hình thủy canh và thổ canh: 1
tuần;

+

Chuẩn bị mô hình trồng rau: 21/08 – 27/08 (1 tuần);

+

Chuẩn bị rau trồng: 21/08 – 10/09 (3 tuần);

+

Trồng thử trong môi trƣờng thủy canh, không test mẫu: 11/09 – 08/10 (4
tuần);

+

Tiến hành thí nghiệm lần 1: 09/10 – 12/11 (5 tuần) – thất bại vì đi sai

hƣớng phân tích;

+

Tiến hành thí nghiệm lần 2: 13/11 – 19/11 (1 tuần) – thất bại vì rau
không sống;

+

Tiến hành thí nghiệm lần 3: 20/11 – 17/12 (4 tuần).

Phƣơng pháp đo đạc, lấy và phân tích mẫu:
+ Phƣơng pháp đo tại hiện trƣờng: Sử dụng các máy đo nhanh để đo các
thông số hiện trƣờng nhƣ pH, TDS, nhiệt độ của dung dịch, pH và độ ẩm

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

3


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

của đất, cƣờng độ ánh sáng…; pH của dung dịch dinh dƣỡng đƣợc hiệu
chỉnh về 6,2 mỗi khi > 7,0 bằng H2SO4 0,1N.
+ Phƣơng pháp đo chiều cao của rau: đo từ thân phía trên rễ tới đỉnh lá cao
nhất theo phƣơng thẳng đứng;
+ Phƣơng pháp đếm số lƣợng lá trên cây: đếm tất cả các lá trên cây, trừ lá

mới nứt lên;
+ Phƣơng pháp cân trọng lƣợng cây: cân tƣơi, không sấy
+ Phƣơng pháp lấy mẫu: mẫu đất đƣợc lấy theo nguyên tắc đƣờng chéo [5],
mẫu nƣớc đƣợc lắc đều trƣớc khi lấy phân tích;
+ Phƣơng pháp phân tích mẫu: mẫu nƣớc trƣớc khi phân tích đƣợc lọc
bằng giấy lọc.
Bảng 3 Các phƣơng pháp phân tích mẫu dung dịch và đất
Mẫu

Thông số
Photphat

SMEWW 4500-P D.2012

Nitrat

TCVN 6180:1996 (ISO 7890 -3:1998) : Chất
lƣợng nƣớc – Xác định Nitrat – Phƣơng pháp
trắc phổ dùng axitsunfosalixilic

DUNG
Amoni
DỊCH

ĐẤT

Tên phƣơng pháp

SMEWW 4500 – NH3 B&C.2012

Tổng Photpho

SMEWW 4500-P D.2012

Tổng Nito

TCVN 6638:2000 (ISO10048:1991): Chất
lƣợng nƣớc – Xác định Nitơ - Vô cơ hóa xúc
tác sau khi khử bằng hợp kim Devarda

Độ ẩm và hệ số
khô kiệt

TCVN 4048:2011: Chất lƣợng đất – Phƣơng
pháp xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt

Tổng Photpho

TCVN 8940:2011: Chất lƣợng đất – Xác định
Photpho tổng số - Phƣơng pháp so màu

Tổng Nito

TCVN 5815:2001: Phân hỗn hợp NPK –
Phƣơng pháp thử

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

4

Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

-

Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu: tiến hành phân tích, tính toán và trình
bàycác giá trị của thông số bằng phần mềm excel.

-

Phƣơng pháp so sánh: So sánh giá trị dinh dƣỡng cung cấp cho cây trong dung
dịch thủy canh và dung dịch tảo, so sánh tốc độ tăng trƣởng của các loại cây
trong 2 môi trƣờng đất và nƣớc

-

Phƣơng pháp kế thừa: kế thừa kết quả nghiên cứu [4] về giá trị các thông số
dinh dƣỡng của nƣớc thải sau nuôi tảo để xem xét việc ứng dụng cho mục đích
trồng cây thủy canh.

5. Đối tƣợng và giới hạn nghiên cứu
-

Dung dịch tảo Scenedesmus thu hoạch từ mô hình xử lý nƣớc thải chăn nuôi với
quy mô phòng thí nghiệm;

-

Rau muống, rau cải và rau lang.

-

Môi trƣờng nuôi thủy canh và môi trƣờng đất.

6. Ý nghĩa của đề tài
-

Thu hồi đƣợc nguồn sinh khối tảo sau khi xử lý nƣớc thải phục vụ cho sản xuất
nông nghiệp;

-

Giảm hàm lƣợng các thông số ô nhiễm (Nito và Photpho) trong nƣớc thải nhờ
xử lý kết hợp giữa biện pháp sinh học và trồng cây trƣớc khi thải ra môi trƣờng;

-

Cung cấp đƣợc nguồn thực phẩm sạch, không có hóa chất.

7. Tính mới của nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng dung dịch tảo thu hoạch từ mô hình xử lý nƣớc thải chăn
nuôi làm dung dịch dinh dƣỡng cung cấp cho cây sẽ có thể thay thế dung dịch thủy
canh trên thị trƣờng. Điều này mở ra một hƣớng đi mới trong việctái sử dụng nƣớc thải
trong ngành nông nghiệp.

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

5


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ VI TẢO SCENEDESMUS DIMORPHUS
1.1.1. Giới thiệu chung về vi tảo
a. Khái niệm
Vi tảo là tất cả các loại tảo có kích thƣớc hiển vi, tức là phải sử dụng kính hiển vi
mới có thể quan sát thấy chúng. Trong số khoảng 50.000 loài tảo trên thế giới thì vi tảo
chiếm đến khoảng 2/3.
b. Phân loại
Theo Peter Pancik, vi tảo chủ yếu thuộc về các chi trong các ngành sau đây:
-

Ngành Tảo lục (Chlorophyta): Các chi Closterium, Coelastrum,
Dyctyosphaerium, Scenedesmus, Pediastrum, Staurastrum, Dunaliella,
Chlamydomonas, Haematococcus, Tetraselmis, Chlorella…

-

Ngành Tảo lông roi lệch (Heterokontophyta): Các chi Melosira, Asterionella,
Cymatopleurra, Somphonema, Fragilaria, Stephanodiscus, Navicula,
Malomonas, Dinobryon, Peridinium, Isochrysis, Chaetoceros, Phaeodactylum,
Skeletonema, Nitzschia…

-

Ngành Tảo mắt (Euglenophyta): Các chi Phacus, Trachelomonas, Ceratium...

-

Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta): Các chi Porphyridium, Rhodella...

c. Hình thái
Các loại tảo có hình thái cơ thể rất đa dạng. Có thể chia thành 8 kiểu hình thái
nhƣ sau [6]
1) Kiểu Monad: Tảo đơn bào, sống đơn độc hay thành tập đoàn, chuyển động
nhờ lông roi;
2) Kiểu Pamella: Tảo đơn bào, không có lông roi, cùng sống chung trong bọc
chất keo thành tập đoàn dạng khối có hình dạng nhất định hoặc không. Các tế bào
trong tập đoàn không có liên hệ phụ thuộc nhau;
3) Kiểu Hạt: Tảo đơn bào, không có lông roi, sống đơn độc;
4) Kiểu Tập đoàn: Các tế bào sống thành tập đoàn và giữa các tế bào có liên hệ
với nhau nhờ tiếp xúc trực tiếp hay thông qua các sợi sinh chất;
5) Kiểu Sợi: Cấu tạo thành tản đa bào do tế bào chỉ phân đôi theo cùng một mặt
phẳng ngang, sợi có phân nhánh hoặc không;
SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

6


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy

mô thí nghiệm

6) Kiểu Bản: Tản đa bào hình lá do tế bào sinh trƣởng ở đỉnh hay ở gốc phân đôi
theo các mặt phẳng cả ngang lẫn dọc. Bản cấu tạo bởi một hay nhiều lớp tế bào.
7) Kiểu Ống: Tản là một ống chứa nhiều nhân, có dạng sợi phân nhánh hay dạng
cây có thân, lá và rễ giả. Các tế bào thông với nhau vì tuy phân chia nhƣng không hình
thành vách ngăn;
8) Kiểu Cây: Tản dạng sợi hay dạng bản phân nhánh, hoặc có dạng thân lá rễ giả.
Thƣờng mang cơ quan sinh sản có mức độ phân hóa cao.
d. Cấu tạo[6]
Tế bào của tảo có nhiều đặc điểm chung của các sinh vật có nhân thật.
Thành tế bào của tảo cấu tạo bởi polysaccharide. Thành tế bào gồm các sợi
cellulose liên kết thành bộ xƣơng nhằm bảo vệ và duy trì hình dạng ổn định cho tế bào.
Một số tảo có mannan hay xylan thay thế cho cellulose. Ngoài ra còn có phần vô định
hình tạo nên chất nền của thành tế bào. Nhiều tảo đơn bào thành tế bào chỉ là chất
nguyên sinh đậm đặc hay chu chất. Thành tế bào của Tảo silic cấu tạo bởi chất silic.
Một số tảo có lớp muối oxit sắt calcium carbonat bên ngoài thành tế bào.
Tế bào của nhiều tảo vận động đƣợc là nhờ lông roi. Roi cấu tạo bởi 9 cặp vi ống
bao quanh 2 vi ống ở giữa và đƣợc bao bọc bởi màng sinh chất. Hai vi ống giữa xuất
phát từ đĩa gốc và thể gốc.
Màng sinh chất cũng giống nhƣ ở các sinh vật khác. Trong tế bào chất có nhiều
bào quan khác nhau. Sắc lạp của tảo có cấu tạo nhƣ ở thực vật, gồm hai lớp màng bao
bọc, bên trong có chất nền cùng với hệ thống các túi dẹt. Các túi dẹt xếp chồng lên
nhau tạo thành loại cấu trúc giống nhƣ grana ở thực vật. Trên màng của túi dẹt có
nhiều chất diệp lục (Chlorophyll) và các enzim tham gia vào quá trình quang hợp.
Ngoài chất diệp lục (a,b,c,d) còn có thể có các sắc tố carotenoid, phổ biến nhất là bcaroten. Trong chất nền của sắc lạp còn có ADN dạng vòng và ribôsom. Đôi khi sắc
lạp có một vùng đậm đặc protein liên kết với các sản phẩm dự trữ tạo thành một cấu
trúc gọi là nhân tinh bột hay nhân protein (Pyranoid). Sắc lạp còn có chứa các giọt
lipid nhỏ nằm giữa các túi dẹt. Ty thể của tảo cũng tƣơng tự nhƣ ty thể của các sinh vật
khác. Đó là bào quan có hai lớp màng bao bọc, màng ngoài trơn nhẵn còn màng trong

ăn sâu vào phía trong chất nền và tạo thành những mào trên đó mang nhiều loại enzim
hô hấp. Chất nền của ty thể có chứa ADN và ribosôm. Tế bào của tảo cũng có thể
Golgi nhƣ ở tế bào nhiều sinh vật khác. Đó là các túi dẹp xếp hầu nhƣ song song với
nhau và có hình vòng cung, phía lồi gọi là mặt trans còn phía lõm gọi là mặt cis.Thể
Golgi ở tảo làm nhiệm vụ tổng hợp và tiết ra polysaccharide. Tế bào chất của tảo có
chứa ribosom và các giọt lipid. Một số tảo di động có các nhóm hạt lipid màu vàng
SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

7


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

cam cấu tạo nên các điểm mắt. Chất dự trữ trong tế bào thuộc về nhiều dạng khác
nhau: tinh bột ở Tảo lục, floridean ở Tảo đỏ, laminarian ở Tảo nâu, leucosin ở Tảo roi
Prymnesiophyta,fructosan ở Tảo lục Acetabularia...Tảo có không bào co rút giúp cho
việc duy trì nƣớc trong tế bào và loại bỏ chất thải ra khỏi tế bào.
Nhân tế bào ở tảo cũng không khác mấy so với các tế bào nhân thực khác nhƣng
hầu hết là nhân đơn bội. Tảo silic và các pha bào tử thể ở Tảo nâu, Tảo lục và một số
Tảo đỏ có nhân lƣỡng bội. Nhân có màng kép bao bọc, trong nhân có AND.
e. Vai trò của vi tảo trong tự nhiên và trong đời sống
Tảo nói chung và vi tảo nói riêng có vai trò quan trọng trong tự nhiên và trong
đời sống nhân loại. Trong các thủy vực nƣớc ngọt, tảo cung cấp oxi và hầu hết thức ăn
sơ cấp cho cá và các động vật thủy sinh khác. Tảo góp phần bảo vệ môi trƣờng nuôi
thủy sản bằng cách tiêu thụ bớt lƣợng muối khoáng dƣ thừa. Canh tác biển là nhằm
trồng và thu hoạch các tảo sinh khối lớn và có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao. Nhiều tảo
biển còn khai thác để sản xuất thạch, alginate, sản phẩm giàu iod...Nhiều tảo đơn bào

đƣợc nuôi trồng công nghiệp để tạo ra những nguồn thức ăn cho ngành nuôi tôm hay
thuốc bổ trợ giàu protein , vitamin và vi khoáng dùng cho ngƣời. Một số vi tảo đƣợc
dùng để sản xuất carotenoid, astaxanthin, các acid béo không bão hòa... Tảo silic tạo ra
các mỏ diatomid, đó là loại nguyên liệu xốp, nhẹ, mịn đƣợc dùng trong nhiều ngành
công nghiệp [6].
1.1.2. Vi tảo Scenedesmus dimorphus
a. Phân loại tảo
Trong hệ thống phân loại, vi tảo Scenedesmus dimorphus thuộc vị trí sau:
Giới: Plantae
Ngành: Chlorophyta
Lớp: Cholorophycea
Bộ: Chlorococcales
Họ: Scenedesmaceae
Chi: Scenedesmus
Loài: Scenedesmus dimorphus [1].

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

8


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

b. Hình dạng và cấu tạo
Scenedesmus dimorphus thuộc nhóm Tảo lục, tế bào màu xanh lá, đa bào thƣờng
có 2, 4, 8 tế bào, đôi khi lên đến 16 - 32 tế bào, rất ít tế bào duy nhất. Các tế bào
thƣờng có hình elip hẹp, đầu tế bào hơi nhọn, xếp thẳng thành hàng hoặc so le với

sƣờn dính sát nhau, có roi hoặc không roi. Mỗi tế bào dài từ 5 - 27 µm và rộng từ 2 14 µm [2].

Hình 1.1 Tảo Scenedesmus dimorphus.
c. Phương thức sinh sản
Scenedesmus sinh sản bằng phƣơng thức sinh sản sinh dƣỡng, phân cắt tế bào.
Trong điều kiện lý tƣởng, từ tế bào mẹ, chúng phân cắt thành những tế bào riêng lẻ và
phát triển độc lập. Scenedesmus là cơ thể dị dƣỡng, có khả năng sử dụng các chất hữu
cơ (một số đƣờng đơn và acetate) làm nguồn cacbon [7].
d. Chu kì sinh trưởng của tảo

Hình 1.2 Chu kì sinh trƣởng của tảo.

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

9


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

Sự sinh trƣởng của tảo đƣợc diễn tả bằng sự phân chia tế bào. Với chế độ dinh
dƣỡng thích hợp và điều kiện sinh lý học thuận lợi, quá trính sinh trƣởng của tảo trải
qua các pha sau :
1. Pha chậm: Tảo sinh trƣởng chậm, mật độ tế bào tăng ít do phải thích nghi dần với
môi trƣờng sống mới.
2. Pha tăng trƣởng: tế bào phân chia rất nhanh và liên tục.Tốc độ tăng trƣởng trong
giai đoạn này tùy thuộc vào kích thƣớc tế bào, cƣờng độ ánh sáng, nhiệt độ.
3. Pha tăng trƣởng chậm: Khi có một vài nhân tố xuất hiện nhƣ sự giảm sút của yếu

tố dinh dƣỡng nào đó, tỷ lệ cung cấp oxy và cacbonic, sự thay đổi pH, sự hạn chế
ánh sáng, sự xuất hiện các yếu tố ngăn cản sự phân chia các tế bào do một chất độc
nào đó...thì quá trình sinh trƣởng của tảo bị ức chế.
4. Pha ổn định: Mật độ tế bào tƣơng đối ổn định, không thay đổi do các yếu tố hạn
chế và tốc độ sinh trƣởng ở trạng thái cân bằng.
5. Pha suy tàn: Khi các chất dinh dƣỡng trở nên cạn kiệt không đủ cung cấp cho sự
sinh trƣởng, tảo sẽ bị suy tàn.
e. Đặc điểm sinh lý và sinh hóa
-

Nhờ có hoạt tính hydrogenase nên khi đƣợc chiếu sáng, Scenedesmus sẽ giải
phóng H2 và khử CO2 bằng H2, H2S hoặc chất cho H+ khác. Trong tối, chúng
tạo ra H2O và CO2 nhờ sử dụng các chất hữu cơ, oxy hóa H2 bằng O2 hoặc dùng
H2 để khử NO2 hoặc NO3- [7];

-

Thiếu N, P, Fe sẽ gây ra sự hình thành carotenoid thứ cấp;

-

Tảo thải ra protease và amylase ngoại bào làm hoá lỏng gelatin và thuỷ phân
tinh bột;

-

Scenedesmus có tính chống chịu muối thấp.

f. Các loại thành phần
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của Scenedesmus [7]

Thành phần (%P khô) Giá trị
Protein
Lipid
Glucid
Chất xơ

50 - 56
12 - 40
10 - 17
3 - 12

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

Thành phần (%P khô)

Giá trị

Tro
Độ ẩm
Acidnucleic

6 - 10
5-7
4-7

10


Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

Các chủng Scenedesmus nuôi trồng ở diện tích rộng có năng suất cao với hàm
lƣợng protein khoảng 50 – 56% trọng lƣợng khô và đƣợc coi là nguồn protein đơn bào
đáng chú ý. Các Scenedesmus khá giàu vitamin, đặc biệt là các vitamin tan trong nƣớc.
Bảng 1.2 Thành phần vitamin trong Scenedesmus [7]
Vitamin

Scenedesmus

Vitamin

Scenedesmus

Thiamine B1

3,19

Cobalamine B12

0,07

Riboflavine B2

7,34

Tocopherol

26,30

Niaciamide

13,10

Biotine

0,04

Acidfolic

0,15

Acidascorbie

38,00

Acidpantothenic

2,20

Β-carotene

45,58

Carotenoid tổng số

394,65

Bảng 1.3 Thành phần sinh khối khô của vi tảo Scenedesmus [7]

Các thành phần

g/g sinh khối

Các thành phần

g/g sinh khối

Protein

21,57 ± 1,70

Cặn dầu

1,50 ± 0,09

Cacbonhyrat

21,15 ± 1,15

Độ ẩm

5,90 ± 0,7

Tổng chlorophyll

0,40 ± 0,01

Tro

21,05 ± 0,41

Acid nucleic

0,296 ± 0,06

Trong tảo Scenedesmus có chứa một số chất vô cơ nhƣ Natri, Kali, Canxi, Magiê,
Sắt, Kẽm và Đồng. Trong đó, Canxi chiếm tỷ lệ sinh khối cao nhất với 1208,90
mg/100 g sinh khối, tiếp đến là Magiê với 400,60 mg/100 g sinh khối và Đồng đƣợc
tìm thấy là ít nhất với 0,3065 mg/100 g sinh khối. Thành phần chất vô cơ trong sinh
khối tảo Scenedesmus đƣợc thể hiện cụ thể trong bảng 1.4.

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

11


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu sử dụng nước thải sau nuôi tảo Scenedesmus trong trồng rau thủy canh và trong đất quy
mô thí nghiệm

Bảng 1.4 Thành phân các chất vô cơ [7]
Thành phần chất vô cơ

mg/100g sinh khối

Na

111,60 ± 1,06

K

92,30 ± 0,23

Ca

1208,90 ± 2,08

Mg

400,60 ± 0,46

Fe

96,85 ± 0,58

Zn

5,74 ± 0,75

Cu

0,3065 ± 0,0050

1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TRỒNG CÂY
1.2.1 Phƣơng pháp thổ canh
a. Trồng thổ canh là gì?
Trồng cây bằng đất là phƣơng pháp trồng truyền thống, nguyên thuỷ, sử dụng đất
làm giá thể cũng nhƣ cung cấp chất dinh dƣỡng qua phân bón vào đất.

b. Yếu tố ảnh hưởng
b1. Ánh sáng
Đƣợc nói rõ ở phần phƣơng pháp thủy canh.
b2. Độ ẩm
Cây trồng sống và phát triển nhờ chất dinh dƣỡng trong đất và đƣợc nƣớc hoà tan
rồi đƣa lên cây qua hệ thống rễ. Nƣớc giúp cho cây trồng thực hiện các quá trình vận
chuyển các khoáng chất trong đất giúp thực hiện quá trình quang hợp, hình thành sinh
khối. Trong bản thân cây trồng, nƣớc chiếm một tỷlệ lớn, từ 60% đến 90% trọng
lƣợng. Độ ẩm thích hợp cho cây là 70 – 85% [8].
Tuy nhiên, tổng lƣợng nƣớc mà cây trồng hút lên hằng ngày chủ yếu là để thoát
ra ngoài ở dạng thoát hơi qua lá, nƣớc chỉ giữ lại cho bản thân cấu trúc của cây trồng
chỉ chừng 0,5 – 1,0%. Có 4 nguyên nhân khiến cây trồng phải hút nhiều nƣớc để cân
bằng cho lƣợng thoát hơi từ lá và thân [8]:

SVTH: Lê Thị Minh Hương
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Vân Hà

12