Danh gia hiệu quả của mo hinh khi canh aeroponic tren cay sam bố chinh va cay dinh lang

Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

PHẦN 1.
1.1.

Khí canh

1.1.1.

Lịch sử phát triển

TỔNG QUAN

Khí canh từ lâu đã được sử dụng như một công cụ nghiên cứu hình thái và sinh lý
rễ. Carter (1942) là người đầu tiên nghiên cứu trồng cây trong không khí và ông đã mô
tả phương pháp này để kiểm tra sự phát triển của rễ (Mbiyu et al., 2012). Năm 1944,
Klotz L. J. lần đầu tiên nghiên cứu bệnh rễ trên cây có múi bằng cách phun sương.
Năm 1957, Went đã tiến hành trồng những cây có múi, cà phê, táo, cà chua trong
điều kiện phun dinh dưỡng dạng sương và nhận thấy rễ phát triển rất thuận lợi và hoàn
toàn sạch bệnh. Sau đó ông đã đưa ra thuật ngữ “Khí canh” (aeroponics) để chỉ quá
trình sinh trưởng của bộ rễ trong không khí.
Đến năm 1970, khi công nghệ nhà kính đã phát triển các công ty đã bắt đầu
hướng tới việc ứng dụng công nghệ khí canh để nhân giống cây trồng phục vụ cho
mục đích thương mại.
Từ năm 1973 - 1974, hệ thống khí canh đã được phát triển tại phòng thí nghiệm
Foundation Cabot để nghiên cứu nốt sần trên đậu Hà Lan. Hầu hết các hệ thống khí
canh hiện tại là kết quả của một loạt các nghiên cứu thay đổi và cải tiến (Richard W.
Zobel et al., 1976).
Năm 1983, Richard J. Stoner ở đại học Colorado của Mỹ lần đầu tiên đưa ra và
ứng dụng phương pháp khí canh để nhân giống cây trồng bằng cách phun dinh dưỡng

kết hợp với chất kích thích ra rễ. Ông áp dụng hình thức phun vào rễ cây với số lần
phun ngắt quãng nhau và phun 20 lần trong một giờ (Richard J. Stoner, 1983). Kỹ
thuật này trở nên phổ biến hơn khi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA National Aeronautics and Space Administration) đặc biệt quan tâm và bắt đầu nghiên
cứu khí canh trong môi trường không trọng lực trên các tàu con thoi và trạm không
gian.
Năm 1985, Công ty Genesis Technology INC lần đầu tiên sản xuất, đưa ra thị
trường hệ thống khí canh "Genesis Growing System" quy mô lớn, là hệ thống khép

Trang 1


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

kín, tuần hoàn và được kiểm soát bằng vi xử lý để trồng cây phục vụ cho mục đích
thương mại.
Đến năm 2006, khí canh hiện đã được sử dụng trên toàn cầu. Ngày nay khí canh
đã dần trở nên phổ biến hơn với những ưu điểm tiện lợi và hiệu quả của chúng so với
các phương pháp canh tác truyền thống khác.
1.1.2.

Cơ sở khoa học

Theo Hoàng Minh Tấn và cộng sự (2000) thì nước là thành phần cấu tạo nên chất
keo nguyên sinh, chiếm hàm lượng lớn trong cây từ 80 - 95%. Mọi quá trình trao đổi
chất đều cần có sự tham gia của nước. Ngoài ra nước còn ảnh hưởng đến các quá trình
quang hợp như làm giảm nhiệt độ mặt lá, đóng mở khí khổng,... Tùy theo từng giai
đoạn phát triển của cây mà nhu cầu nước của cây nhiều hay ít.
Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng không kém. Cây
trồng để sinh trưởng và phát triển cần phải có các nguyên tố cơ bản là: C, H, O, N, P,

K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Cl. Trong 16 nguyên tố trên thì chỉ có 3
nguyên tố là C, H, O cây lấy chủ yếu từ khí cacbonic và nước, các nguyên tố còn lại
lấy từ đất là chính. Do đó cơ sở khoa học của phương pháp khí canh là dựa vào bản
chất của sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng chỉ phụ thuộc vào một số yếu tố
như nước, muối khoáng, ánh sáng, không khí... Mà không phụ thuộc vào môi trường
có cần đất hay không. Chính vì vậy mà trồng cây có thể không cần tới đất mà chỉ cần
cung cấp đủ các yếu tố trên.
Nguyên tắc cơ bản của hệ thống khí canh là phun một màn sương giàu dinh
dưỡng trực tiếp lên rễ hay củ. Việc phun sương thường được thực hiện gián đoạn vài
phút, để đảm bảo cho cây có đủ nước, chất dinh dưỡng và không khí. Do đó bí quyết
của khí canh là cung cấp đủ và đúng lúc cho cây trồng các chất dinh dưỡng cần thiết.
Phương pháp này làm tăng quá trình trao đổi chất của cây gấp mười lần so với trồng
trong đất.

Trang 2


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

1.1.3.

Ưu nhược điểm của công nghệ khí canh

1.1.3.1. Ưu điểm
 Môi trường hoàn toàn sạch bệnh, không cần dùng thuốc trừ bệnh, chu trình
khép kín từ trồng đến thu hoạch, tiết kiệm được nước và dinh dưỡng, cây sinh trưởng
nhanh và cho năng suất cao, điều khiển được môi trường nuôi trồng. Giảm chi phí về
nước 98%, giảm chi phí về phân bón 95%, giảm chi phí về thuốc bảo vệ thực vật 99%,
tăng năng suất cây trồng lên 45 - 75% (Nguyễn Thị Hương, 2007).

 Giảm bớt công lao động do không phải cày xới đất và làm sạch cỏ dại trong quá
trình canh tác.
 Không sử dụng đất nên cây hạn chế được các bệnh do vi sinh vật trong đất gây
ra do đó cây trồng có độ sạch cao và sạch bệnh.
 Không phải tưới nước, dễ thanh trùng và kiểm soát dịch bệnh.
 Do không phụ thuộc vào thời tiết nên có thể chủ động thời vụ và kế hoạch sản
xuất.
 Có thể ứng dụng sản xuất gieo ươm cây giống sạch bệnh trong các nhà kính,
nhà lưới hiện đại.
 Thúc đẩy trình độ sản xuất nông nghiệp phát triển theo hướng nông nghiệp

công nghệ cao.
1.1.3.2. Nhược điểm
 Chi phí năng lượng cao, phụ thuộc nhiều vào nguồn điện.
 Chi phí đầu tư cho các thiết bị hệ thống cao là nguyên nhân cản trở các nước
nghèo triển khai thực hiện công nghệ này.
 Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao về công nghệ sản xuất cũng như việc phải hiểu
biết đầy đủ về đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
 Dễ lây lan mầm bệnh, khi mầm bệnh đã xuất hiện thì dung dịch dinh dưỡng sẽ
là tác nhân dẫn truyền do đó trong thời gian ngắn chúng sẽ lan truyền và có mặt ở toàn
bộ hệ thống. Vậy nên nguồn dung dịch yêu cầu phải đảm bảo sạch và an toàn.
Trang 3


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

 Khó thực hiện đối với những cây sinh trưởng dài ngày và có bộ rễ lớn.
1.1.4.

Tình hình nghiên cứu và ứng dụng

Công nghệ này được xem như là bước đột phá trong lĩnh vực nghiên cứu sản
xuất giống cây trồng. Đây sẽ là phương pháp nhân giống vô tính quan trọng của thế kỷ
21. Hằng năm các loại cây trồng đã được nghiên cứu nhân giống và thương mại hóa
bằng phương pháp trên, công nghệ này rất hiệu quả với những cây khả năng ra rễ kém
(Trương Thị Lành, 2009), đồng thời cho phép nhân được nhiều loại cây trồng, chu kỳ
nhân giống nhanh hơn, gấp 30 lần so với kỹ thuật truyền thống (Nguyễn Quang Thạch
và cộng sự, 2010).
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Hệ thống khí canh đã được áp dụng tại một số nước: New Zealand, Brazil, Ba
Lan, Israel,.. một số nước thuộc khu vực Châu Á như: Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật
Bản... đã áp dụng sản xuất giống khoai tây sạch bệnh và cho năng suất cao. Hiện nay,
công nghệ khí canh đang được thử nghiệm ở một số nước Châu Phi để sản xuất khoai
tây củ nhỏ (Mbiyu et al., 2012). Ngoài ra công nghệ này còn được áp dụng trên một số
loại rau ngắn ngày ở quy mô công nghiệp, không những vậy người ta còn chế tạo ra
mô hình khí canh thu nhỏ có thể áp dụng tại mỗi hộ gia đình để trồng rau nhưng vẫn
cho năng suất và chất lượng cao.
1.1.4.2. Một số hướng nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khí canh tại Việt
Nam.
 Nhân giống và sản xuất củ giống khoai tây:
Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (2010) là những người đầu tiên nghiên cứu ứng
dụng công nghệ khí canh để sản xuất giống khoai tây năng suất đạt 835 - 1016 củ/m2
(khoảng 50 củ/cây trên giống Diamant), sản xuất củ giống khoai tây minituber cho
năng suất cao (>50 củ/cây) và sạch bệnh đã được Trung tâm Khảo Kiểm nghiệm
giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia kiểm tra đánh giá và công nhận.
 Nhân giống và sản xuất rau:
Theo nghiên cứu của Phạm Ngọc Sơn (2006) việc ứng dụng công nghệ khí canh
để gieo ươm cây cải xanh và xà lách cho thấy nhiều ưu thế hơn: cây sinh trưởng và
Trang 4

Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

phát triển tốt hơn so với cây gieo ươm truyền thống trên giá thể thường và dễ dàng
thích ứng với các điều kiện ngoài sản xuất. Ngoài ra Viện Sinh học Nông nghiệp, Đại
học Nông nghiệp Hà Nội đã sử dụng công nghệ khí canh trồng các loại rau ở quy mô
công nghiệp với thời gian sinh trưởng ngắn hơn. Không chỉ dừng lại ở những loại rau
ngắn ngày mà những loại rau ăn quả như cà chua, ớt, dưa leo... cũng được áp dụng để
nhân giống với hệ số nhân giống cao, góp phần giảm giá thành cây giống và tăng hiệu
quả kinh tế.
 Nhân giống và sản xuất sinh khối rễ cây dược liệu:
Nghiên cứu trong nước hiện nay trên đối tượng dược liệu còn khá ít. Nguyễn
Xuân Hương (2013) đã tiến hành nghiên cứu nhân giống vô tính cây húng chanh Ấn
Độ (Coleus forskohlii) bằng cách giâm ngọn trong hệ thống khí canh cho hệ số nhân
giống cao, cây con sinh trưởng tốt và đồng đều. Từ kết quả cho thấy có thể áp dụng
phương pháp nhân giống này trên cây dược liệu thân thảo.
Năm 2014, Lại Đức Lưu và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu “Sản xuất sinh khối
rễ cây hoàng liên gai làm nguồn dược liệu cho sản xuất berberin bằng công nghệ khí
canh” cho thấy cây sinh trưởng nhanh và lượng sinh khối rễ thu được cao gấp 3,43 lần
so với cây trồng địa canh. Thực tế cây hoàng liên gai là cây thân gỗ trong tự nhiên sinh
trưởng rất chậm, điều này chứng minh rằng công nghệ khí canh có nhiều ưu thế vượt
trội hơn so với các phương pháp khác.
Đối với cây dược liệu hiện nay chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu thử nghiệm
chưa thực sự được ứng dụng để sản xuất ở quy mô lớn như ở rau, cà chua, ớt, khoai
tây... Với nhu cầu dược liệu ngày càng cao kết hợp với công nghệ trồng trọt mới mang
nhiều tính ưu việt là cơ sở quan trọng trong việc phát triển sản xuất sinh khối cây dược
liệu quý bằng công nghệ khí canh trên quy mô lớn.
1.2.

Cây sâm bố chính

1.2.1.

Vị trí phân loại

Giới:

Plantae

Ngành:

Magnoliophyta

Lớp:

Magnoliopsida
Trang 5


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

Bộ:

Malvales

Họ:

Malvaceae

Chi:

Abelmoschus

Loài:

Abelmoschus sagittifolius

Tên khoa học:

Abelmoschus sagittifolius (Kurz) Merr.

Tên tiếng Việt:

Sâm bố chính, thổ hào, nhân sâm Phú Yên,…

Hình 1.1 Hình thái cây sâm bố chính

(Nguồn: )
1.2.2.

Đặc điểm hình thái

Sâm bố chính thuộc loại cây thảo cao 50 cm, thân và lá có lông. Rễ phát triển
thành củ. Lá mọc so le có cuống dài, mép khía có răng. Lá ở gốc hình bầu dục không
xẻ, lá giữa và lá ngọn xẻ 5 thùy hình dải. Hoa màu vàng, đỏ, hồng, tím, mọc riêng lẻ ở
nách lá. Quả hình trứng nhọn, khi chín nứt thành 5 mảnh, vỏ phủ lông ở cả mặt trong
lẫn mặt ngoài. Hạt có hình thận, màu nâu (Institute of Materia Medica HaNoi, 1990).

1.2.3.

Đặc điểm sinh thái

Mọc rải rác trong rừng thưa, ven rừng, nơi ẩm, ở độ cao tới 900m, ra hoa từ
tháng 3 - 7. Cây ưa sáng hay chịu bóng nhẹ, khi trưởng thành có thể mọc xen với nhiều
loài cây cỏ thấp, ưa đất cát pha hay thịt nhẹ, đất phù sa hay bồi tụ nhẹ.
1.2.4.

Phân bố

Sâm bố chính có ở Trung Quốc, Campuchia, Thái Lan. Ở Việt Nam phân bố ở
Ninh Bình, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Trị, Khánh Hòa, Kon Tum, Gia Lai, Lâm Đồng,
Ninh Thuận, Bình Phước, Đồng Nai.
Trang 6


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

1.2.5.

Thành phần hoá học

Theo Trần Công Luận và cộng sự (2001), rễ cây sâm bố chính trồng ở Bạc Liêu
chứa phytosterol, coumarin, acid béo, acid hữu cơ, đường khử và hợp chất uronic.
Hàm lượng lipid là 3,96%. Lipid gồm acid myrisric, acid palmitic, acid stearic, acid
oleic, acid linoleic, acid linolenic. Hàm lượng protein là 1,26%. Các acid amin gồm 11
chất, trong đó có histidin, arginin, threonin, alanin, prolin, tyrosin, valin, phenylalanin
và leucin. Hàm lượng tinh bột là 15,14% và chất nhầy (D-glucose và L-rhamnose) là

18,92%. Ngoài ra, còn có 13 nguyên tố: Na, Ca, Mg, Al, So Fe, V, Mn, Ti, Mo, Cu, Zr
và P.
Theo Đào Thị Vui và cộng sự (2007), từ phân đoạn cloroform của dịch chiết rễ
củ sâm bố chính, nhóm nghiên cứu đã phân lập được 5 chất và bằng các phương pháp
phân tích trên phổ có so sánh đối chiếu với các tài liệu tham khảo đã xác định được 5
chất đó là ventricosin A (4(15), 7(11)-eudesmadien-8-on), 4(15)-eudesmen-11-ol,
tagitinin A, β-sitosterol (stigmast-5-en-3β-ol) và β-sitosterol-3-O-glucopyranosid.
Theo Nguyễn Thị Thu Hương và cộng sự (2006), những nghiên cứu về hóa thực
vật trên sâm bố chính ở Lộc Ninh cho thấy có sự hiện diện của các saponin triterpen
được xem là nhóm hợp chất có tác dụng quyết định những dược lý điển hình của các
cây thuốc họ nhân sâm.
1.2.6.

Tác dụng dược lý

Công năng, chủ trị: Bổ khí, ích huyết, sinh tân dịch, trị ho, trừ đờm, cơ thể suy
nhược, hư lao, kém ăn, kém ngủ, thần kinh suy nhược, hoa mắt, chóng mặt, đau dạ
dày, tiêu chảy, ho, viêm họng, viêm phế quản (Bộ Y tế, 2009).
1.3.

Cây đinh lăng

1.3.1.

Vị trí phân loại

Giới:

Plantae

Ngành:

Magnoliophyta

Lớp:

Magnoliopsida

Bộ:

Apiales

Họ:

Araliaceae
Trang 7


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

Chi:

Polyscias

Loài:

Polyscias fruticosa

Tên khoa học:

Polyscias fruticosa (L.) Harms

Tên tiếng Việt:

đinh lăng lá nhỏ, gỏi cá…

Hình 1.2 Hình thái cây đinh lăng

(Nguồn: )
1.3.2.

Đặc điểm hình thái

Đinh lăng thuộc loại cây gỗ nhỏ, cao 0,8 - 2,0 m, thân nhẵn, không có gai. Lá kép
lông chim 3 lần, dài 20 - 40 cm. Lá chét có cuống nhỏ dài 3 - 10 mm, phiến lá chét có
răng cưa không đều, lá có mùi thơm. Cụm hoa hình thùy ngắn, dài 7 - 18 cm gồm
nhiều tán mang nhiều hoa nhỏ. Tràng 5, nhị 5 với chỉ nhị gầy, bầu hạ 2 ngăn có màu
trắng nhạt. Quả dẹt, dài 3 - 4 mm, dày 1 mm (Đỗ Tất Lợi, 2004). Cây ra hoa từ tháng 4
đến tháng 7.
1.3.3.

Đặc điểm sinh thái

Đinh lăng là loại cây chịu hạn, không ưa đọng nước, phát triển tốt ở vùng đất pha
cát, tơi xốp, có độ ẩm trung bình. Bên ngoài đinh lăng trồng bằng cách giâm cành và
có thể trồng được cả bốn mùa nhưng tốt nhất là giữa xuân.

Trang 8

Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

1.3.4.

Phân bố

Cây đinh lăng có nguồn gốc từ vùng đảo Polynésie (Thái Bình Dương), hiện nay
được trồng phổ biến ở Malaysia, Indonesia, Campuchia, Lào,... Chi Polyscias này có
gần 100 loài trên thế giới phân bố rải rác ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, nhiều nhất
là vùng đảo Thái Bình Dương. Ở Việt Nam, hiện có hơn 10 loài đinh lăng, loài được
sử dụng để làm thuốc phổ biến nhất là Polyscias fruticosa.
1.3.5.

Thành phần hóa học

Trong rễ đinh lăng có glycoside, alkaloid, vitamin (B 1, B2, B6, C), các phytostrol
và 20 loại acid amin, trong đó có các acid amin không thay thế (lysin, methionin,
triptophan, cystein). Có 5 hợp chất polyacetilen trong lá đinh lăng được phân lập trong
đó có panaxynol, panaxydol và heptadecaien-diyn-diol là những chất có trong nhân
sâm (Trần Công Luận, 1991).
1.3.6.

Tác dụng dược lý

Đây là loài có tác dụng dược lý giống nhân sâm.
Lá chữa cảm sốt, mụn nhọt sưng tấy, dị ứng mẩn ngứa. Thân và cành chữa thấp
khớp đau lưng. Rễ dùng làm thuốc bổ tăng lực, chữa cơ thể suy nhược, gầy yếu mệt
mỏi, tiêu hóa kém, phụ nữ sau sinh ít sữa, chữa ho ra máu, đau tử cung, kiết lỵ, thuốc

lợi tiểu, chống độc. Dịch chiết rễ có tác dụng tăng lực, làm thuốc bổ giúp tăng cân, làm
tăng hiệu quả điều trị của cloroquin trong bệnh sốt rét thực nghiệm trên động vật, tăng
co bóp tử cung và tăng tiết niệu. Ngoài ra còn có tác dụng an thần. Nước sắc đinh lăng
có tác dụng đối kháng với trùng roi, amip cấp.

Trang 9


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

PHẦN 2.
2.1.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Vật liệu

Cây sâm bố chính 1 tháng tuổi sau khi gieo từ hạt trên môi trường đất trong điều
kiện tự nhiên.
Cây đinh lăng giâm cành khoảng 2 tháng với chiều dài thân từ 13 - 14 cm.
2.1.1.

Các bước tiến hành lắp đặt mô hình khí canh.

 Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị
Bảng 2.1: Bảng dụng cụ và thiết bị của mô hình khí canh.
STT

Tên

Quy cách

Số lượng

1

Giá đỡ 2 tầng

Cái

1

2

Thùng nhựa

Cái

1

3

Thùng xốp

Thùng

3

4

Ống nhựa PVC

Mét

2

5

Béc phun sương

Cái

6

6

Dây máy phun sương

Mét

1

Chiều dài: 3 (m)

7

Túi lọc

Cái

1

Chất liệu: vải

8

Ly nhựa

Cái

30

9

Rọ nhựa thủy canh

Cái

30

10

Ổ điện

Cái

1

11

Phích điện

Cái

1

12

Dây điện

Mét

3

13

Xơ dừa

Kg

0,5

14

Keo silicone

Chai

1

15

Keo dán ống nước

Tuýp

1

Tuýp 25 (g)

Máy

1

Hiệu SACOMEA

A.

B.
15

Ghi chú

Dụng cụ
Kích thước:
1,3x0,3x2,0 (m)
Dung tích 30 lit
Kích thước:
0,7x0,5x0,5 (m)

Ø 21 mm

Thiết bị
Máy phun sương

Trang 10


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

PT - 02
16

Timer điện tử điều chỉnh

Cái

theo giây

1

Hiệu CN01 - xuất
xứ Trung Quốc

 Bước 2: Chuẩn bị dung dịch khí canh.
Dung dịch khí canh sử dụng là môi trường dinh dưỡng MS (Murashige and
Skoog 1962) không chứa các vitamin. Chuẩn bị 50 lit dung dịch dinh dưỡng MS.
 Bước 3: Lắp đặt mô hình.
Dùng ly nhựa và rọ nhựa thủy canh làm giá đỡ cố định cho cây đinh lăng và cây

sâm bố chính. Khoét lỗ trên nắp các thùng xốp sao cho vừa với các ly nhựa và rọ nhựa
thủy canh. Khoảng cách các lỗ bằng nhau và phân bố đều trên nắp thùng.
Cố định các béc phun sương vào hai cạnh bên trong thùng xốp. Mỗi thùng xốp sẽ
bố trí hai béc phun sao cho hướng phun không tác động trực tiếp lên rễ nhưng rễ vẫn
tiếp xúc được với dinh dưỡng. Sau đó cố định và bố trí các thùng xốp trên giá đỡ hợp
lý sao cho các cây được chiếu sáng đầy đủ.
Phía dưới đáy thùng khoét lỗ để đặt ống nhựa PVC dẫn dung dịch hồi lưu về
thùng chứa. Dùng keo silicone để trám kín những vị trí tiếp nối giữa thùng xốp và ống
nhựa tránh trường hợp dung dịch chảy ra ngoài.
Dung dịch trước khi chảy về thùng chứa dịch hồi lưu sẽ được loại bỏ cặn bẩn
bằng túi lọc để hạn chế trường hợp béc phun bị tắc. Túi lọc được gắn trên ống nhựa
dẫn dung dịch hồi lưu về thùng chứa.
Lắp đặt timer điều chỉnh thời gian hoạt động của máy phun sương cứ 10 phút
máy sẽ phun sương trong vòng 15 giây.

Trang 11


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

1

4
2

5

3

Chú thích:
Timer điều chỉnh thời gian
Máy bơm
Thùng chứa dung dịch
Thùng xốp
Các ống dẫn dung dịch hồi lưu.

2
1

4

Hình 2.1 Mô hình khí canh
Trang 12

3


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)



Nguyên lý hoạt động

Timer (1) được cài đặt với chế độ 10 phút phun 15 giây, cứ 10 phút máy bơm (2)
sẽ hoạt động. Dưới áp suất của máy bơm dung dịch dinh dưỡng được hút từ thùng
chứa (3) và phun dưới dạng sương trong 15 giây thông qua các béc đặt trong thùng
xốp (4). Sau đó dung dịch hồi lưu về thùng chứa (3) thông qua các ống dẫn (5).
 Bước 4: Kiểm tra sự hoạt động của mô hình thông qua việc khảo sát tỷ lệ sống

của cây cương hoa thảo (Peperomia pellucida) sau 30 ngày trồng trong khí canh.
Vật liệu: 30 cây cương hoa thảo cao khoảng 5 - 6 cm.
Sau 30 ngày khảo sát thì cho thấy tỷ lệ sống của cây cương hoa thảo là 100%
Hình thái của cây: lá xanh, thân cứng và rễ phát triển bình thường. Sau khoảng từ 12 14 ngày bắt đầu xuất hiện các rễ mới, cây phát triển bình thường, không có hiện tượng
bị úng nước. Qua kết quả khảo sát trên cho thấy mô hình khí canh hoạt động bình
thường, dung dịch dinh dưỡng MS không chứa vitamin được phun dưới dạng sương
với chế độ phun l5 giây nghỉ 10 phút phù hợp để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

A

2 cm
2 cm

B

2 cm

Hình 2.2 Cương hoa thảo trước và sau khí canh 30 ngày
A. Trước khí canh; B. Sau khí canh

Trang 13


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

2.1.2. Các bước tiến hành đối với cây sâm bố chính và cây đinh lăng.
 Cách tiến hành đối với cây sâm bố chính.
Bước 1: Hạt sâm bố chính đang ở trạng thái ngủ được xử lý bằng cách ngâm hạt
trong nước ấm khoảng 45oC trong vòng 3 tiếng.

Bước 2: Gieo hạt đã xử lý vào giá thể thông thường.
Bước 3: Sau 30 ngày gieo hạt, cây con có chiều cao 4 - 5 cm được lấy ra khỏi giá
thể ươm rửa sạch đất phần rễ, đưa vào trong từng giá đỡ cố định cây và lắp vào m ô
hình khí canh.
 Cách tiến hành đối với cây đinh lăng.
Cây con có chiều cao 13 – 14 cm được rửa sạch bộ rễ và đưa vào trong từng giá
đỡ cố định cây và lắp vào mô hình khí canh
2.2.

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1.

Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ sống của cây sâm bố chính trồng trong

mô hình khí canh.
Mục đích: Khảo sát tỷ lệ sống của cây sâm bố chính khi đưa vào trồng thử
nghiệm trong khí canh. Từ đó đánh giá sự phù hợp của mô hình khí canh đối với cây
dược liệu thân thảo.

Trang 14


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

Vật liệu: Cây sâm bố chính 1 tháng tuổi.
Chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ sống (%).
2.2.2.

Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ sống của cây đinh lăng trồng trong mô

hình khí canh.
Mục đích: Khảo sát tỷ lệ sống của cây đinh lăng khi đưa vào trồng thử nghiệm
trong khí canh. Từ đó đánh giá sự phù hợp của mô hình khí canh đối với cây dược liệu
thân gỗ.
Vật liệu: Cây đinh lăng giâm cành khoảng 2 tháng.
Chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ sống (%).
2.2.3.

Thí nghiệm 3: Khảo sát sự sinh trưởng rễ cây sâm bố chính và cây

đinh lăng trồng trong mô hình khí canh và địa canh.
 Mục đích: Khảo sát khả năng sinh trưởng của rễ cây sâm bố chính và cây đinh
lăng trồng trong khí canh so với cây trồng địa canh.
 Vật liệu: Cây sâm bố chính và cây đinh lăng.
Bảng 2.2: Bố trí nghiệm thức khảo sát chiều dài rễ cây sâm bố chính và cây đinh lăng
trồng trong mô hình khí canh.
Nghiệm thức

Phương pháp

1

Địa canh

2

Khí canh

Chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ rễ tăng thêm (%) và hình thái rễ.

2.3.

Điều kiện thí nghiệm và xử lý số liệu.

Điều kiện thí nghiệm ngoài vườn ươm, nhiệt độ 27 - 350C, độ ẩm 60 - 70%.
Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại mỗi
lần 5 cây. Quan sát trong 30 ngày. Các số liệu thí nghiệm được phân tích thống kê
bằng phần mềm Statgraphics Centurion XV.I.

Trang 15


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

2.4.

Nơi thực hiện đề tài.

2.5.

Thời gian thực hiện đề tài

Đề tài thực hiện từ tháng 10/2016 đến tháng 12/2016.

Trang 16

Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

PHẦN 3.
3.1.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ sống của cây sâm bố chính trồng trong

mô hình khí canh.
Kết quả thí nghiệm sau 30 ngày khí canh đối với cây sâm bố chính cho thấy tỷ lệ
sống của cây là 0%. Ban đầu thân và lá bị héo khô sau đó rễ bị úng và cây chết.
Cây sâm bố chính 1 tháng tuổi, bộ rễ chưa hoàn thiện, hệ lông hút còn non yếu
nên khả năng hấp thu dinh dưỡng hạn chế không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng ngày
càng nhiều của cây.
Chế độ phun 10 phút phun 15 giây chưa phù hợp với cây sâm bố chính. Theo Vũ
Văn Vụ và cộng sự (2012) nước được hấp thụ qua rễ thông qua sự thoát hơi nước ở lá
làm động lực cho sự hút nước liên tục từ bên ngoài vào rễ. Do đó với thời gian phun
không hợp lý, khoảng cách giữa các lần phun quá lâu làm lượng hơi nước trong không
khí thấp, độ ẩm giảm, lượng nước rễ hấp thu không đủ để cung cấp cho cây trong khi
lượng nước bốc hơi ở lá lại quá nhanh làm cây bị mất nước lá và thân bị héo. Trong
khi rễ vẫn hấp thụ nước nhưng lại không thể thoát hơi dẫn đến hiện tượng ứ đọng nước
làm rễ bị úng.
Ngoài ra hàm lượng thành phần dinh dưỡng chưa phù hợp với cây. Theo cơ chế
khuếch tán thẩm thấu, nước sẽ vận chuyển từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có
nồng độ chất tan cao (Vũ Văn Vụ và cộng sự, 2012), do đó khi hàm lượng dinh dưỡng
bên ngoài cao hơn tế bào rễ làm thay đổi áp suất thẩm thấu và làm giảm sự hút nước
của rễ.

Trang 17


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ sống cây đinh lăng trồng trong mô hình khí
canh.

2 cm

A

2 cm

B
Hình 3.1 Cây sâm trước và sau khi khí canh 30 ngày
A. Trước khí canh; B. Sau khí canh

Kết quả thí nghiệm sau 30 ngày khí canh đối với cây đinh lăng cho thấy tỷ lệ
sống của cây là 46,67%. Đối với đinh lăng thuộc cây thân gỗ và được nhân giống bằng
cách chiết từ cây mẹ nên cấu trúc của cây có phần hoàn thiện hơn. Nhưng vì rễ mọc ra
từ phần cắt của cành nên có phần yếu hơn so với rễ mọc từ hạt, bên cạnh đó quá trình
lấy cây con ra khỏi bầu ươm và làm sạch đất để đưa vào mô hình đã làm tổn thương rễ.
Đồng thời thay đổi môi trường sống nên khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của rễ bị
hạn chế vì vậy ban đầu cây cần thời gian để thích nghi những cây không qua được giai
đoạn thích nghi lá héo, cây bắt đầu úng ở phần rễ và chết. Vì hàm lượng dinh dưỡng
tương đối phù hợp với cây đinh lăng, rễ cây có khả năng hấp thụ dinh dưỡng nên khi
qua giai đoạn thích nghi cây bắt đầu ra rễ mới và phát triển nhanh.

Trang 18


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

2 cm

2 cm
C

D

Hình 3.1 Cây đinh lăng trước và sau khi khí canh 30 ngày
C. Trước khí canh; D. Sau khí canh
3.3.

Thí nghiệm 3: Khảo sát sự sinh trưởng của rễ cây sâm bố chính và

cây đinh lăng trồng trong mô hình khí canh so với trồng địa canh.
Từ kết quả của thí nghiệm 2 cho thấy cây sâm bố chính không phù hợp khi trồng
trong mô hình khí canh, do đó thí nghiệm khảo sát sự sinh trưởng của rễ chỉ thực hiện
trên cây đinh lăng.
Sau 30 ngày quan sát kết quả được thể hiện ở bảng 3.3.
Bảng 3.1: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của rễ cây đinh lăng trồng trong mô hình
khí canh so với trồng địa canh
Nghiệ
m thức

Phương pháp

Tỷ lệ chiều dài rễ
tăng thêm (%)

Hình thái

1

Địa canh

36,63 ± 3,40a

Rễ vàng sẫm, hơi xoăn, mọc thưa

2

Khí canh

45,12 ± 4,23b

Rễ vàng nhạt, thẳng, mọc dày

Các chữ cái a, b thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức tin cậy P = 0,05 trong phép thử LSD.

Sự sinh trưởng của rễ trong mô hình khí canh và địa canh có thể đánh giá phương
pháp nào tốt hơn trong việc thu nhận sinh khối rễ cây dược liệu. Qua bảng số liệu 3.3
Trang 19


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus

sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

kết quả thí nghiệm sau 30 ngày trồng cây đinh lăng trong mô hình khí canh và địa canh
cho thấy tỷ lệ rễ tăng thêm của đinh lăng trong mô hình khí canh cao hơn so với địa
canh 8,49%. Quan sát hình thái rễ ta có thể thấy rễ trong khí canh phát triển hơn trong
địa canh.
Địa canh vốn là môi trường sinh sống của cây nên trong môi trường địa canh cây
phát triển bình thường không mất khoảng thời gian thích nghi, tuy nhiên rễ của cây
phát triển chậm do sự cản trở về mặt không gian nên rễ xoăn và nhỏ, sau khoảng thời
gian 30 ngày lượng rễ cây tạo thêm không nhiều. Hơn nữa dinh dưỡng trong đất không
đầy đủ và ở dạng không hòa tan nên cây khó hấp thụ đồng thời tồn tại nhiều vi sinh vật
gây bệnh ảnh hưởng đến rễ và ức chế sự sinh trưởng của cây.
Khí canh không phải là môi trường phát triển trước đó của đinh lăng nên khi đưa
vào khí canh cây cần thời gian thích nghi với môi trường mới. Trong giai đoạn thích
nghi rễ đinh lăng không phát triển thêm, một số rễ không thích nghi được bị úng, thối,
nhưng sau khi qua giai đoạn thích nghi khoảng 12 - 14 ngày đinh lăng bắt đầu sinh
trưởng, xuất hiện nhiều rễ mới. Với điều kiện dung dịch dinh dưỡng phun dưới dạng
sương cung cấp đầy đủ các khoáng chất cần thiết nên rễ phát triển nhiều, thẳng, không
bị cản trở nên rễ tăng nhanh về chiều dài và không bị xoăn như trong môi trường địa
canh.
Từ kết quả thực nghiệm ta thấy trong môi trường khí canh tốt hơn cho việc phát
triển của rễ và đem lại hiệu quả cao hơn cho việc trồng và thu nhận sinh khối rễ đinh
lăng. Qua đó thấy được tiềm năng của phương này khi áp dụng sản xuất thực tế, mở ra
một hướng mới cho cây đinh lăng nói riêng và hướng dược liệu nói chung. Kết quả
này phù hợp với nghiên cứu của Lại Đức Lưu và cộng sự (2014) “Sản xuất sinh khối
rễ cây hoàng liên gai làm nguồn dược liệu cho sản xuất berberin bằng công nghệ khí
canh” hiệu quả của khí canh đem lại cao hơn.

Trang 20

Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

2 cm
A1

B1

2 cm
A2

2 2 cm
cm

B2

2 cm

Hình 3.3 Cây đinh lăng trước, sau khi địa canh và khí canh 30 ngày
A1. Cây trước khi trồng bằng địa canh; A2. Cây sau 30 ngày trồng bằng địa canh;
B1. Cây trước khi trồng khí canh; B2. Cây sau 30 ngày trồng bằng khí canh.

Trang 21


Đánh giá hiệu quả của mô hình khí canh (aeroponics) trên cây sâm bố chính (Abelmoschus
sagittifolius (Kurz) Merr) và cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms)

PHẦN 4.

4.1.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

Cây sâm bố chính 1 tháng tuổi không phù hợp với điều kiện khí canh trong môi
trường dinh dưỡng MS không bổ sung các thành phần hữu cơ, chế độ 10 phút phun 15
giây.
Cây đinh lăng phù hợp với điều kiện khí canh trong môi trường dinh dưỡng MS
không bổ sung các thành phần hữu cơ, chế độ 10 phút phun 15 giây.
Qua kết quả thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 ta thấy địa canh phù hợp với cây đinh
lăng hơn vì tỷ lệ sống của cây cao hơn. Tuy nhiên với những cây còn sống trong khí
canh sự sinh trưởng của rễ tốt hơn so với địa canh. Từ đó cho thấy phương pháp này
nếu được cải thiện các yếu tố cần thiết một cách tốt hơn sẽ đem lại tiềm năng trong
việc trồng và thu nhận rễ của cây dược liệu.
4.2.

Kiến nghị

 Chọn mẫu có độ tuổi phù hợp cấu trúc các cơ quan đã được hoàn thiện.


Khảo sát sự sinh trưởng của cây sâm bố chính và cây đinh lăng trong các môi

trường với hàm lượng dinh dưỡng khác như: Knop, dung dịch dinh dưỡng thủy canh
Hydroumat, Groteck-Canada…
 Khảo sát chế độ phun dinh dưỡng tới sự phát triển và tạo sinh khối rễ của cây
đinh lăng.
 Khảo sát chế độ bổ sung dinh dưỡng định kỳ trong quá trình thực hiện phương

pháp khí canh.
 Khảo sát điều kiện về nhiệt độ, ánh sáng đến sự phát triển của cây đinh lăng.
 Xác định hàm lượng alkaloid và saponin trong cây đinh lăng tạo ra từ cây trồng
khí canh và địa canh.

Trang 22


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt



1. Nguyễn Thị Thu Hương, Trần Thái Thảo, Lương Kim Bích, Trần Đình Hợp,
Trần Công Luận (2006). Một số tác dụng dược lý của sâm bố chính và thập tử
harmand thu hái ở Lộc Ninh (Bình Phước). Nghiên cứu phát triển dược liệu và đông
dược Việt Nam, trung tâm Sâm và Dược liệu Tp. Hồ Chí Minh - Viện Dược Liệu. 271278.
2. Nguyễn Thị Hương (2007). Nghiên cứu ứng dụng công nghệ khí canh trong
nhân giống cây khoai tây. Luận văn thạc sĩ nông nghiệp, Trường Đại học Nông
Nghiệp Hà Nội.
3. Nguyễn Xuân Hương (2013). Nghiên cứu nhân giống vô tính cây húng chanh
Ấn Độ (Coleus forskohlii) bằng kỹ thuật nuôi cấy mô và phương pháp giâm ngọn
trong hệ thống khí canh. Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học, Trường Đại học Nông
nghiệp Hà Nội.
4. Trương Thị Lành (2009). Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật khí canh trong nhân
giống và trồng trọt cây cà chua F1. Luận văn thạc sĩ nông nghiệp, Trường Đại học
Nông Nghiệp Hà Nội.
5. Đỗ Tất Lợi (2004). Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. Nhà xuất bản Y
Học, Hà Nội.
6. Trần Công Luận, Bùi Trần Minh Phương. Khảo sát thành phần hóa học của rễ

cây Sâm Bố Chính (Hibiscus sagittifolius Kurz. Malvaceae) trồng ở Bạc Liêu. Công
trình nghiên cứu khoa học (1987-2000) - Viện Dược Liệu. 439-441.
7. Trần Công Luận (1996). Phân lập và xác định cấu trúc hợp chất polyacetylen
trong lá đinh lăng (Polyscias fruticosa L. Hamrs, Araliaceae). Tạp chí Dược liệu. Số 1:
3 - 4.
8. Lại Đức Lưu, Đỗ Thị Thu Hà, Vũ Thị Hằng, Hoàng Thị Giang, Nguyễn Thị
Thuỷ, Nguyễn Quang Thạch (2014). Sản xuất sinh khối rễ cây hoàng liên gai làm
nguồn dược liệu cho sản xuất berberin bằng công nghệ khí canh. Tạp chí Khoa học và
Phát triển. Tập 12, số 8: 1266 - 1273.
Trang 23


9. Phạm Ngọc Sơn (2006). Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thủy canh và khí canh
trong sản xuất cây rau cải xanh, xà lách ở Hải Phòng. Luận văn thạc sĩ nông nghiệp,
Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội.
10. Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2000). Giáo trình
sinh lý thực vật. Nxb Nông nghiệp – Hà nội.
11. Bộ Y tế (2009). Dược điển Việt Nam IV. NXB Y học, 877 - 878.
12. Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Thị Lý Anh, Nguyễn Thị
Hương, Lại Đức Lưu (2010). Bước đầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ khí canh
trong nhân nhanh giống cây khoai tây cấy mô. Viện Sinh học Nông nghiệp - Đại học
Nông nghiệp I Hà Nội.
13. Đào Thị Vui, Nguyễn Thượng Dong, Nguyễn Trọng Thông, Đặng Vũ Lương.
Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ củ cây sâm báo Thanh Hóa họ
Bông – Malvaceae. Tạp chí Dược liệu. Số 5/2007: 135 - 138.
14. Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn (2012). Sinh lý học thực vật. Nxb
Giáo Dục Việt Nam.
 Tài liệu Tiếng Anh
15. Carter WA (1942). A method of growing plants in water vapor to facilitate of
roots. Phytopathology, 732: 623 - 625.

16. Klotz L. J. (1944). A simplified method of growing plants with roots in nutrient
vapors, Phytopathology, 34: 507 - 508.
17. Mbiyu, J. Muthoni, J. Kabira1, G. Elmar, C. Muchira, P. Pwaipwai, J. Ngaruiya,
S. Otieno and J. Onditi (2012). Use of aeroponics technique for potato (Solanum
tuberosum) minitubers production in Kenya. Journal of Horticulture and Forestry,
4(11): 172 - 177.
18. Richard J. Stoner (1983). Aeroponics versus bed and hydroponics propagation.
Florists, 173(4477).
19. Richard W. Zobel, Peter Del Tredici and John G. Torrey (1976). Method for
Growing Plants Aeroponically. Plant Physiol, 57: 344-346.

Trang 24


20. Went (1957). The experiment control of plant growth. Ronald press. New York.
21. World Health Organization Regional Office for the Western Pacific Manali
(1990). Medicinal plant in Viet Nam. Institute of Materia Medica HaNoi.

 Tài liệu web
22. />23. />
Trang 25