BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH TRONG HỆ THỐNG
THỦY CANH KIỂU MAO DẪN TRÊN GIÁ THỂ MỤN
DỪA ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CÂY CẢI NGỌT (Brassica chinensis)

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Sinh viên thực hiện: ĐOÀN VĂN DUY
Niên khóa: 2004 - 2008

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH TRONG HỆ THỐNG
THỦY CANH KIỂU MAO DẪN TRÊN GIÁ THỂ MỤN
DỪA ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CÂY CẢI NGỌT (Brassica chinensis)

Hướng dẫn khoa học:

Sinh viên thực hiện:

ThS. NGUYỄN NGỌC TRÌ

ĐOÀN VĂN DUY

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/2009


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm tạ:
 Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí
Minh, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả Quý
Thầy Cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tại
trường.
 ThS. Nguyễn Ngọc Trì đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong
thời gian học và thực tập tại trường.
 Bạn Võ Văn San, Trần Khánh Nam, Dương Quốc Lâm, Nguyễn
Thái Lộc cùng toàn thể bạn bè lớp DH04SH đã giúp đỡ, chia sẻ kinh
nghiệm trong quá trình thực tập
 Con cảm ơn ba mẹ đã luôn động viên, khích lệ tinh thần con mỗi
khi con gặp khó khăn, trắc trở.
Sinh viên thực hiện:
Đoàn Văn Duy

iii



TÓM TẮT
Đoàn Văn Duy, trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, thực hiện đề
tài “Khảo sát ảnh hưởng của pH trong hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn
trên giá thể mụn dừa đến sinh trưởng phát triển cây cải ngọt (Brassica
chinensis)”
Đề tài nhằm tối ưu hóa môi trường dinh dưỡng trong việc trồng cải ngọt
(Brassica chinensis) trên giá thể mụn dừa đã qua xử lý trong hệ thống thủy
canh tự chế. Thí nghiệm được bố trí gồm bốn nghiệm thức, mỗi nghiệm thức
lập lại 3 lần. Các nghiệm thức được thực hiện khác nhau bằng cách trộn vào giá
thể mụn dừa những tỉ lệ vôi khác nhau nhằm gia tăng pH trong môi trường nuôi
trồng, còn nghiệm thức ĐC không có trộn vôi. Qua đó tìm ra mức độ pH thích
hợp cho việc thủy canh cải ngọt (Brassica chinensis) từ đó có sự quản lý môi
trường dinh dưỡng nuôi trồng thích hợp trong thủy canh ở qui mô lớn.
Từ kết quả thu được, các nghiệm thức đều cho năng suất tốt hơn đối chứng,
cho thấy với môi trường dinh dưỡng ban đầu do có pH thấp và giá thể mụn dừa
cũng có pH thấp nên trong khi sử dụng mụn dừa làm giá thể trong nuôi trồng
thủy canh cần quan tâm đến sự quản lý môi trường dinh dưỡng thích hợp trong
đó các yếu tố pH cần được khảo sát chặt chẽ.
Trong các nghiệm thức thì nghiệm thức 1 với tỉ lệ vôi được trộn là 0,5kg
vôi/ m3 mụn dừa (khoảng 12,5g vôi được trộn vào mỗi một ô nghiệm thức) cho
năng suất tốt hơn các nghiệm thức còn lại, còn nghiệm thức ĐC cho năng suất
thấp hơn các nghiệm thức còn lại.

iv


SUMMARY
Doan Van Duy, Department of Bio-Technology, Nong Lam University in

Ho Chi Minh City.
Research “Surveying the influence pH on growth and development of
Pakchoi (Brassica chinensis) on the capillary hydroponics system in
coconut coir”.
The content of research:
Surveying the influence pH of capillary hydroponics system on the process
grow Pakchoi (Brassica chinensis) in coconut coir.
Searching value appropriate of pH for capillary hydroponics system- grown
Pakchoi (Brassica chinensis) in coconut coir.
These experiments were laid out in randomized complete design (RCD)
with three replications. Realize three treatment with these different ratio of
mixture powdered lime and coconut coir, control treatment don’t have
powdered lime.
The results obtained from this study:
Results of the study indicated that the best treatment for growth of Pakchoi
on capillary hydroponics system is the treatment 1 (with 0,5kg powdered lime/
m3 coconut coir).

v


MỤC LỤC
TRANG
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................... iii
TÓM TẮT......................................................................................................... iv
SUMMARY ....................................................................................................... v
MỤC LỤC......................................................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................. ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG .............................................................................. x
Chương 1............................................................................................................ 1

MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Mục đích của đề tài ...................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu của đề tài ........................................................................................ 2
1.4. Giới hạn của đề tài ....................................................................................... 2
Chương 2............................................................................................................ 3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................. 3
2.1. Khái niệm về thủy canh ............................................................................... 3
2.2. Lịch sử phát triển ......................................................................................... 3
2.3. Các phương pháp thủy canh......................................................................... 4
2.3.1. Hệ thống thủy canh hồi lưu....................................................................... 4
2.3.2. Hệ thống thủy canh không hồi lưu............................................................ 6
2.4. Các loại giá thể dùng trong thủy canh (Srilanka Deparment of Agricuture,
2000) ................................................................................................................... 9
2.4.1. Giá thể phi hữu cơ................................................................................... 10

vi


2.4.2. Giá thể hữu cơ......................................................................................... 12
2.5. Chất dinh dưỡng và môi trường nuôi trồng thủy canh............................... 12
2.5.1. Thành phần một số khoáng chất trong nuôi trồng thủy canh.................. 12
2.5.2. Dung dịch dinh dưỡng trong nuôi trồng thủy canh................................. 15
2.6. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây
trồng thủy canh.................................................................................................. 19
2.6.1. Ảnh hưởng của nồng độ CO2 .................................................................. 19
2.6.2. Ảnh hưởng của độ thoáng khí đến sự hút chất dinh dưỡng .................... 20
2.6.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hút khoáng ........................................... 20
2.6.4. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự hút khoáng .......................................... 21
2.6.5. Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thủy canh ............................ 21

2.6.6. Ảnh hưởng của giá thể mụn dừa trong nuôi trồng thủy canh ................. 22
2.7. Ưu, nhược điểm và yêu cầu của kỹ thuật thủy canh .................................. 23
2.7.1. Ưu điểm của kỹ thuật thủy canh ............................................................. 23
2.7.2. Nhược điểm của kỹ thuật thủy canh ....................................................... 24
2.7.3. Yêu cầu của kỹ thuật thủy canh .............................................................. 24
2.8. Tình hình sản xuất thủy canh trên thế giới và ở Việt Nam........................ 25
2.8.1. Trên thế giới............................................................................................ 25
2.8.2. Tại Việt Nam........................................................................................... 25
Chương 3.......................................................................................................... 28
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................. 28
3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện ................................................................ 28
3.2. Vật liệu – môi trường dinh dưỡng – trang thiết bị..................................... 28
3.2.1. Vật liệu.................................................................................................... 28
3.2.2. Môi trường dinh dưỡng........................................................................... 29
vii


3.2.3. Trang thiết bị........................................................................................... 29
3.3. Chuẩn bị hệ thống thí nghiệm.................................................................... 29
3.4. Nội dung và phương pháp thí nghiệm ....................................................... 30
3.4.1. Nội dung thí nghệm ................................................................................ 30
3.4.2. Phương pháp thí nghiệm ......................................................................... 30
3.5. Thu thập số liệu và phương pháp xử lý số liệu .......................................... 31
3.5.1. Thu thập số liệu....................................................................................... 31
3.5.2. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................... 32
Chương 4.......................................................................................................... 33
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 33
4.1. Kết quả sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng trong quá trình nuôi
trồng. ................................................................................................................. 33
4.2 Kết quả sự thay đổi EC của môi trường dinh dưỡng trong quá trình nuôi

trồng. ................................................................................................................. 34
4.3 Kết quả sự thay đổi chiều cao cây, chiều dài lá, chiều rộng lá trong quá
trình nuôi trồng.................................................................................................. 35
4.4. Kết quả của các chỉ tiêu về trọng lượng lá sau thu hoạch (thu hoạch sau 25
ngày).................................................................................................................. 38
4.5 Kết quả của các chỉ tiêu rễ sau thu hoạch (thu hoạch sau 25 ngày)............ 39
Chương 5.......................................................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................................. 42
5.1 Kết luận ....................................................................................................... 42
5.2 Đề nghị........................................................................................................ 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 43
PHỤ LỤC

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
TRANG
Hình 2.1 Hệ thống màng mỏng dinh dưỡng NFT............................................... 5
Hình 2.2 Chi tiết cấu trúc kênh và mặt cắt ngang của kênh. .............................. 6
Hình 2.3 Hệ thống dòng chảy sâu DFT (Pipe System)....................................... 6
Hình 2.4 Hệ thống nhúng rễ................................................................................ 7
Hình 2.5 Mô hình kỹ thuật bè nổi. ...................................................................... 7
Hình 2.6 Mô hình kỹ thuật mao dẫn. .................................................................. 8
Hình 2.7 Mô hình kỹ thuật dùng chậu. ............................................................... 8
Hình 2.8 Hệ thống khí canh được phát triển bởi Jensen và Collins ................... 9
vào năm 1985 tại trường đại học Arizona........................................................... 9
Hình 2.9 Rockwool. .......................................................................................... 10
Hình 2.11 Giá thể Perlite được tạo từ đá. ......................................................... 11
Hình 2.14 Bảng huớng dẫn hiệu lực của chất dinh dưỡng ở những pH khác... 16

nhau (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000). ............................................. 16
Hình 3.1 Khung xốp phế phẩm của các thiết bị................................................ 28
Hình 3.2 Mô hình hệ thống thí nghiệm............................................................. 30

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
TRANG
Bảng 2.1 Một số giới hạn EC và TDS đối với một số loại cây trồng ............... 18
Bảng 2.2 Bảng so sánh đặc tính hóa học của xơ dừa và các hỗn hợp của than
bùn..................................................................................................................... 23
Bảng 3.1 Thành phần và nồng độ từng chất của công thức dinh dưỡng .......... 29
Bảng 4.1 Kết quả sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng trong quá trình
nuôi trồng .......................................................................................................... 33
Bảng 4.2 Kết quả sự thay đổi EC của môi trường dinh dưỡng trong quá trình
nuôi trồng .......................................................................................................... 34
Bảng 4.3 Kết quả của sự thay đổi chiều cao cây trong quá trình nuôi trồng .... 35
Bảng 4.4 Kết quả sự thay đổi chiều dài lá trong quá trình nuôi trồng.............. 36
Bảng 4.5 Kết quả sự thay đổi chiều rộng lá trong quá trình nuôi trồng ........... 37
Bảng 4.6 Kết quả của các chỉ tiêu trọng lượng lá sau thu hoạch ...................... 38
Bảng 4.7 Kết quả của các chỉ tiêu rễ (chiều dài rễ, trọng lượng tươi, trọng
lượng khô) sau thu hoạch.................................................................................. 39
Bảng 4.8 Chi phí đầu tư mô hình trồng rau cải nhà lưới diện tích 1.000m2 ..... 41

x


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay với tình hình dân số thế giới ngày càng đông, thì kèm theo đó là hàng
loạt vấn đề đặt ra để giải quyết những nhu cầu ngày càng lớn của con người như về
y tế, sức khỏe, giáo dục, dinh dưỡng. Và một trong những vấn đề cần quan tâm đó là
việc đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm, dinh dưỡng ngày càng cao của con
người, điều này càng được chú ý mạnh hơn ở các nước đang phát triển và các nước
kém phát triển. Bên cạnh đó, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp và
quá trình đô thị hóa làm cho diện tích đất nông nghiệp giảm dần. Chất thải công
nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi
trường đất, nước, không khí làm ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp. Do đó
với phương pháp canh tác truyền thống và quá trình thâm canh quá mức đã làm cho
tình hình đất canh tác ngày càng bị xói mòn, bạc màu nên việc gia tăng sản lượng
nông nghiệp thực sự gặp nhiều khó khăn.
Ngoài ra, tình hình vệ sinh an toàn thực phẩm rau quả đang đi vào báo động,
những thông tin hàng ngày về ngộ độc thực phẩm mà một phần lớn sự việc này là có
nguồn gốc từ dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng… trên các loại rau, quả,
do đó cần có một phương pháp canh tác mới khác với các phương pháp canh tác
truyền thống, nhưng phương pháp này cần thể hiện được những ưu điểm về năng
suất, tiết kiệm chi phí, chất lượng dinh dưỡng cao và tránh khỏi những tình huống
xấu nhất về ngộ độc thực phẩm. Theo đánh giá của các chuyên viên, biện pháp kỹ
thuật lý tưởng nhất để có được thực phẩm tươi sạch là ứng dụng thủy canh
(Hydroponics) cho việc trồng những loại rau, quả thường dùng. Điều này càng tăng
tính hấp dẫn cho việc phát triển nông nghiệp có tính thích ứng với đô thị vì những
yếu tố kỹ thuật đầy thuyết phục so với các biện pháp kỹ thuật trồng trọt khác
Kỹ thuật thủy canh đã được nghiên cứu nhiều trên thế giới và cả trong nước. Ở
các nước có nền nông nghiệp tiên tiến như Nhật Bản, Hà Lan, Mỹ… thì thủy canh
được ứng dụng trong sản xuất rau sạch và kinh doanh hoa cảnh như cẩm chướng,
layơn và một số giống lan (SriLanka Department of Agriculture, 2000). Ở Việt Nam
1



thì việc nuôi trồng bằng kỹ thuật thủy canh đã biết từ khá lâu nhưng chưa được
nghiên cứu có hệ thống, những quy mô sản xuất công nghiệp vẫn còn hạn chế, chưa
có những nghiên cứu sâu đến các yếu tố trong môi trường dinh dưỡng nuôi trồng
làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng thủy canh như: nồng
độ CO2, nhiệt độ, pH, độ dẫn điện (EC). Nên tôi chọn đề tài “Khảo sát ảnh hưởng
của pH trong hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn trên giá thể mụn dừa đến sinh
trưởng phát triển cây cải ngọt (Brassica chinensis)”.
1.2. Mục đích của đề tài
Khảo sát ảnh hưởng của pH giá thể đến sự sinh trưởng và phát triển của cải ngọt
(Brassica chinensis).
1.3. Yêu cầu của đề tài
Khảo sát sự thay đổi của pH dung dịch nuôi trồng trong suốt quá trình nuôi trồng
thủy canh.
Khảo sát sự thay đổi độ dẫn điện EC (Electrical Conductivity) trong suốt quá
trình nuôi trồng thủy canh.
Tiến hành theo dõi các chỉ tiêu nông học để đánh giá sự sinh trưởng phát triển
của cây.
1.4. Giới hạn của đề tài
Đề tài chỉ áp dụng thử nghiệm trên giống cải ngọt.
Chưa đánh giá hàm lượng nitrat, kiểm tra vi sinh.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Khái niệm về thủy canh
Thủy canh hay Hydroponic có nguồn gốc từ Hy Lạp, được ghép từ hai chữ hydro
(nước) và ponos (thực hiện), là một kỹ thuật trồng cây trong những dung dịch dinh

dưỡng. Dung dịch này cung cấp tất cả những nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho sự
sinh trưởng của cây trong giá thể như sỏi, vermiculite, rockwool, than bùn, xơ
dừa…Thủy canh là hệ thống cây trồng giúp giảm những quan ngại gặp phải khi
trồng cây theo cách truyền thống (Srilanka Deparment of Agriculture, 2000).
2.2. Lịch sử phát triển
Kỹ thuật thủy canh đã được sử dụng từ nhiều thế kỉ trước ở Amazon, Babylon,
Ai Cập, Trung Quốc và Ấn Độ. Những người cổ xưa đã sử dụng phân bón hòa tan
để trồng dưa chuột, dưa hấu và những loại rau khác. Vườn treo Babylon và cánh
đồng nổi của người Aztec thật sự là những hệ thống tiền thân của thủy canh. Sau
này, khi những nhà sinh lý thực vật bắt đầu trồng cây trong những dung dịch dinh
dưỡng chuyên biệt nhằm mục đích thử nghiệm, họ đã đặt tên là “nutriculture” (nuôi
trồng trong dinh dưỡng). Những ứng dụng thực tế của nuôi trồng trong dinh dưỡng
được phát triển từ năm 1925 khi công nghiệp nhà kính bắt đầu để mắt đến những
ứng dụng này. Đất nhà lưới phải được thay thế để tránh những vướng mắc về cấu
trúc đất, sự màu mỡ của đất và mầm bệnh. Kết quả là những nhà nghiên cứu ngày
càng quan tâm đến tính ứng dụng tiềm tàng của nuôi cấy trong dinh dưỡng để thay
thế cách nuôi trồng trên đất truyền thống (Srilanka Deparment of Agriculture,
2000).
Năm 1929, Tiến sĩ William F. Gericke thuộc trường đại học California đã thành
công trong việc nuôi trồng dây cà chua cao 7,5m trong dung dịch dinh dưỡng. Ông
đặt tên hệ thống sản xuất mới này là “Hydroponics” (thủy canh). Từ “Hydroponics”
có nguồn gốc tiếng Hy Lạp nhằm phản ánh sự quan trọng của “Hydros” (nước) và
“Ponos” (thực hiện). Từ đó, phương pháp thủy canh đã vượt qua khuôn khổ phòng
3


thí nghiệm và đi vào nền nông nghiệp thực tiễn. Ban đầu thuật ngữ thủy canh nghĩa
là nuôi trồng trong dung dịch dinh dưỡng. Tuy nhiên, cây trồng trên những giá thể
rắn trơ có sử dụng dung dịch dinh dưỡng trong thủy canh cũng có ý nghĩa rộng lớn.
Từ 1950 đến 1960, ngoài hệ thống thủy canh có giá thể chủ yếu là mùn cưa thì đến

bây giờ người ta đã mở rộng dùng các loại giá thể khác như than bùn, rơm rạ, cát, và
rockwool là một dạng giá thể tương tự sợi thủy tinh. Từ 1980 đến 1990 có sự gia
tăng nhanh chóng diện tích canh tác bằng hình thức thủy canh cũng như những hỗ
trợ cho nghiên cứu và phát triển thủy canh, giá thể mới là perlite đã được phát triển
ở Scotland. Vào đầu những năm 1970, người Úc đã trồng xà lách và cà chua với qui
mô nhỏ bằng biện pháp thủy canh với kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT), đến đầu
1980 các nhà khoa học châu Âu đã thiết kế thêm hệ thống điều khiển cho hệ thống
thủy canh. Trong khoảng 1960 – 1970, Những nông trại thủy canh thương mại đã
được xây dựng và phát triển ở Abu Dhabi, Arizona, Bỉ, California, Đan Mạch, Đức,
Hà Lan, Iran, Ý, Nhật Bản, Nga và nhiều nước khác. Trong thập niên 80, nhiều
nông trại thủy canh được vi tính hóa và tự động hóa, đã được thành lập trên toàn thế
giới. Mô hình thủy canh tại nhà trở nên phổ biến trong những năm 90 (Srilanka
Deparment of Agricuture, 2000).
2.3. Các phương pháp thủy canh (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000)
Thuật ngữ thủy canh ban đầu để chỉ cách nuôi trồng trong dung dịch dinh dưỡng,
không dùng giá thể. Tuy nhiên sự sinh trưởng trong giá thể rắn sử dụng dung dịch
dinh dưỡng cũng được gọi là thủy canh, kỹ thuật này gọi là hệ thống kết hợp. Hiện
nay có rất nhiều hệ thống thủy canh và theo Srilanka Deparment of Agriculture
(2000), hệ thống thủy canh được phân làm 2 dạng chính: mô hình hồi lưu và mô
hình không hồi lưu.
2.3.1. Hệ thống thủy canh hồi lưu
Là hệ thống có dung dịch dinh dưỡng được bơm tuần hoàn từ một bình chứa có
lắp đặt các thiết bị điều chỉnh tự động các thông số của dung dịch dinh dưỡng để
đưa tới các bộ rễ nuôi cây, sau đó dung dịch được đưa trở lại bình chứa để điều
chỉnh lại các thông số.
Hệ thống này có hiệu quả kinh tế cao hơn các hệ thống thủy canh không hồi lưu,
ngoài ra chúng ta không cần phải cho thêm dung dịch dinh dưỡng vào hệ thống. Vì
4



hệ thống có cơ chế tự điều chỉnh các thông số trong dung dịch dinh dưỡng như: độ
pH và độ dẫn điện (EC)… nhằm đưa các thông số đến giá trị thích hợp cho cây
trồng phát triển. Hệ thống này thích hợp với qui mô sản xuất lớn, tuy nhiên giá
thành sản xuất cao. Hiện nay hệ thống thủy canh hồi lưu gồm có 2 hệ thống chính
sau:
2.3.1.1. Kỹ thuật thủy canh màng mỏng dinh dưỡng NFT (Nutrient Film
Technique)
NFT được Doctor Allen Cooper phát triển vào giữa năm 1960 ở Anh. Một lớp
mỏng dinh dưỡng dày khoảng 0,5 mm chảy qua các kênh cho phép rễ cây tiếp xúc
ổn định với chất dinh dưỡng và lớp khí phía trên.
Các kênh được chế tạo từ những tấm dẻo, chiều dài tối đa của các kênh là 5 –
10m. Các cây con cùng với giá thể được đặt ở giữa 2 cạnh của kênh, và 2 cạnh được
bấm lại với nhau theo hình tam giác nhằm tránh sự thoát hơi nước. Giá thể hấp thu
dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây con và khi cây lớn lên, rễ cây còn dính lại
trong các kênh.
Dung dịch dinh dưỡng đuợc bơm tới đầu cao hơn của mỗi kênh và được chảy
xuống theo chiều nghiêng của kênh và làm ướt rễ. Tại đầu thấp hơn của kênh, dung
dịch dinh dưỡng được tập trung và chảy vào thùng dinh dưỡng để tái sử dụng.
Rãnh/ống chứa
dinh dưỡng

Ống dẫn PVC

Van
Cái rây lọc
Thùng chứa
Đồng hồ

Dinh dưỡng


chỉnh giờ

Dunh dịch
Bơm lặn

Dinh dưỡng

Hình 2.1 Hệ thống màng mỏng dinh dưỡng NFT (Nutrient Film Technique)
theo Srilanka Deparment of Agriculture, 2000.

5


Hình 2.2 Chi tiết cấu trúc kênh và mặt cắt ngang của kênh.

2.3.1.2. Kỹ thuật dòng chảy sâu DFT (Deep Flow Technique).
Là kỹ thuật thủy canh có nguyên tắc hoạt động tương tự như kỹ thuật NFT. Chất
dinh dưỡng được bơm từ thùng chứa dinh dưỡng lên các ống nhựa (đường kính 10
cm) và cây trồng được tiếp xúc với dòng dinh dưỡng trong các ống nhựa PVC. Tuy
nhiên mực dinh dưỡng trong các ống PVC sâu khoảng 2 - 3 cm.
Ống dẫn

Ống nhựa
PVC

dinh dưỡng

Ống phân phối
dinh dưỡng
Thùng chứa

Dinh dưỡng
Máy bơm
Hình 2.3 Hệ thống dòng chảy sâu DFT (Pipe System)
theo Srilanka Deparment of Agricuture, 2000.

2.3.2. Hệ thống thủy canh không hồi lưu
Là hệ thống có dung dịch dinh dưỡng đặt trong các thùng, hộp xốp hoặc các vật
liệu cách nhiệt khác được gọi là các thùng thủy canh. Dung dịch dinh dưỡng được
sử dụng một lần và nằm nguyên trong các thùng thủy canh từ lúc trồng cây cho đến
lúc thu hoạch. Hệ thống tương đối đơn giản, chi phí sản xuất không cao, thích hợp ở
các nước kém phát triển, và hiện nay kỹ thuật này đang triển khai ở nước ta. Tuy
nhiên độ pH và độ dẫn điện EC trong dung dịch dưỡng sẽ giảm dần. Do đó trong kỹ
thuật này đòi hỏi phải có chất dinh dưỡng điều chỉnh được pH và EC một cách thích

6


hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Hệ thống không hồi lưu gồm một số
kỹ thuật sau đây:
2.3.2.1. Kỹ thuật nhúng rễ (Root dipping technique)
Trong kĩ thuật này cây trồng được đặt trong những chậu nhỏ lấp đầy với một ít
giá thể. Chậu có thể được dìm xuống dung dịch dinh dưỡng 2 – 3cm. Một số rễ
được nhúng trong dinh dưỡng, số khác lơ lửng trong không khí phía trên, làm nhiệm
vụ hấp thụ không khí.
Chậu
Lỗ thông khí

Giá thể

Nắp đậy thùng

chứa vừa với
chậu

Rễ hút Oxi
Dung dịch
dinh dưỡng

Thùng chứa
dinh dưỡng

Hình 2.4 Hệ thống nhúng rễ (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000).

2.3.2.2. Kỹ thuật bè nổi (Root deeping technique)
Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển ra bên
ngoài chậu. Dung dịch dinh dưỡng được chứa trong các thùng chứa sâu khoảng 10
cm, các thùng này được lót mặt bên trong bằng các tấm nhựa màu đen. Chậu giá thể
chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3 cm, một số rễ của cây được ngâm trong
dung dịch.
Ống sục khí

Tấm Styrofoam nổi
trên dd dinh dưỡng

Dung dịch
dinh dưỡng
Hình 2.5 Mô hình kỹ thuật bè nổi (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000).

7



2.3.2.3. Kỹ thuật mao dẫn (Capillary action technique)
Mô hình sử dụng 2 loại chậu, một chậu dùng để trồng cây vào giá thể trơ, chậu
còn lại chứa dung dịch dinh dưỡng. Dung dịch dinh dưỡng được thấm vào các chậu
chứa giá thể thông qua hiện tượng mao dẫn. Để tăng khả năng mao dẫn thì giá thể
sử dụng các loại giá thể có tính mao dẫn cao như: bông gòn, tim đèn…

Chậu chứa có
lỗ ở đáy
Giá thể xốp
Dung dịch
dinh dưỡng
Hình 2.6 Mô hình kỹ thuật mao dẫn (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000).

2.3.2.4. Kỹ thuật dùng chậu (Pot technique)
Cây được trồng vào các chậu bằng đất hay plastic chứa giá thể, thể tích chậu và
giá thể tùy thuộc vào từng loại cây. Dung dịch dinh dưỡng được cung cấp cho cây
bằng hệ thống vòi tưới.

Chậu chứa
giá thể
Ống phân phối
dinh dưỡng

Ống cung cấp
dinh dưỡng

Hình 2.7 Mô hình kỹ thuật dùng chậu (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000).

2.3.2.5. Khí canh (Aeroponic technique)
Khí canh là một hệ thống thủy canh cải tiến khi rễ cây không được nhúng trực

tiếp vào dung dịch dinh dưỡng mà phải qua hệ thống bơm phun định kỳ. Trong kỹ
thuật này các cây trồng được trồng trong thùng cách nhiệt, chúng được treo lơ lửng
8


trong thùng và dung dịch dinh dưỡng được phun định kỳ dưới dạng sương mù vào
những thời gian nhất định trong suốt quá trình trồng cây. Dung dịch dinh dưỡng
thừa sau khi sử dụng được thu lại, lọc, bổ sung thêm khoáng chất để tiếp tục sử
dụng. Do không cần có một lớp nước nên trọng lượng của hệ thống tương đối nhẹ.
Ngoài ra do cây được treo lơ lửng, không sử dụng đất hay các loại giá thể nên môi
trường có độ sạch cao, ít có mầm bệnh và chúng được duy trì trong điều kiện sống
độc lập nên nếu một cây nhiễm bệnh thì có thể chuyển nó ra hệ thống mà không gây
ảnh hưởng đến các cây khác.
Styrofoam pannel

Túi nhựa

Sương dinh dưỡng

Hình 2.8 Hệ thống khí canh được phát triển bởi Jensen và Collins
vào năm 1985 tại trường đại học Arizona.

2.4. Các loại giá thể dùng trong thủy canh (Srilanka Deparment of Agricuture,
2000)
Giá thể để trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải là chỗ dựa cho hệ
thống rễ, phải tạo điều kiện cho rễ mọc dài ra để tìm nước và chất dinh dưỡng và
phải là phương tiện cung cấp O2, nước và dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát
triển của cây. 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, vốn, kỹ thuật, đặc điểm loại cây

muốn trồng mà ta có thể chọn các loại giá thể thích hợp cho sản xuất. Hiện nay có
nhiều giá thể dùng trong thủy canh nhưng có phân thành 2 nhóm chính: giá thể hữu
cơ và giá thể phi hữu cơ.

9


2.4.1. Giá thể phi hữu cơ
2.4.1.1. Rockwool
Là giá thể được dùng phổ biến trong các hệ thống thủy canh hiện nay. Theo
Greenhouse Production News (2004), Rockwool
làm từ đá nóng chảy được xe thành những khối sợi
và phiến mỏng. Rockwool có cấu trúc đặc biệt, khi
thấm nước thì có sự cân bằng nước và oxi bên
trong, thích hợp cho rễ phát triển. Rockwool phù
hợp với cây trồng đủ mọi kích cỡ, nhỏ như hạt
giống hoặc lớn như cây trưởng thành.
Hình 2.9 Rockwool.

2.4.1.2. Đất sét nung
Là những viên đất sét có kích thước trong
khoảng 1 – 18 mm, được nung nóng ở nhiệt độ
cao, có tính trơ. Là giá thể nhân tạo rất tốt cho sự
phát triển của cây. Trên mỗi hạt đất sét có rất
nhiều các lỗ khí nhỏ, nên giá thể này rất thoáng.
Nó thích hợp với những hệ thống tưới thường
xuyên. Bởi trên hạt đất sét nung không có nhiều
không gian giữ nước và muối, nên nếu hệ thống
Hình 2.10 Đất sét nung.


không phù hợp thì nó rất dễ bị khô.

Mặc dù có giá thành cao, nhưng chúng là một trong những loại giá thể có thể tái
sử dụng nhiều lần. Sau khi thu hoạch, loại bỏ rễ cũ và dinh dưỡng bằng cách rửa,
nung hoặc dùng H2O2.
2.4.1.3. Perlite
Là nham thạch ở các núi lửa khi bị nung ở nhiệt độ rất cao làm chúng nở xốp, có
trọng lượng nhẹ, tạo độ thoáng khí cao. Thường được dùng trộn chung với đất và
các giá thể khác để tăng độ xốp

10


Hình 2.11 Giá thể Perlite được tạo từ đá.

2.4.1.4. Vermiculite
Vermiculite sử dụng tương tự với perlite,
vermiculite được tạo thành tự sự nở phồng khi
nung nóng của một loại đá khoáng. Vì
vermiculite giữ nước cao và có tính mao dẫn
tốt trong hệ thống thủy canh nên độ thoáng
khí không cao, nên người ta thường trộn
chung vermiculite và perlite khi sử dụng.
Hình 2.12 Vermiculite.

2.4.1.5. Cát
Cát là loại giá thể thủy canh sử dụng sớm nhất, là vật liệu làm giá thể thủy canh
rẻ tiền sẳn có ở nước ta đặc biệt là vùng duyên hải ven biển, thuận lợi cho phát triển
thủy canh không hồi lưu dịch dinh dưỡng. Nhưng ngày nay người ta ít dùng do nặng
và giữ nước kém. Cát sử dụng lâu ngày có xu hướng nén chặt, làm giảm lượng oxi

tiếp xúc với rễ. Do vậy, tốt nhất là dùng cát hạt lớn. Mặt khác có thể trộn cát với các
loại giá thể khác để giữ nước tốt hơn và nhẹ hơn.
2.4.1.6. Sỏi
Sỏi là loại giá thể tương đối rẻ tiền, dễ làm sạch, giữ nước kém, thoát nước tốt.
Tuy nhiên nó rất nặng, trước khi sử dụng phải rửa sạch, nếu hệ thống cung cấp nước
không liên tục thì rễ có thể bị khô. Thích hợp trong các hệ thống thủy canh tưới nhỏ
giọt liên tục hay hệ thống NFT.

11


2.4.2. Giá thể hữu cơ
2.4.2.1. Rêu
Rêu là giá thể tự nhiên, và là thành phần chính trong hỗn hợp giá thể thủy canh.
Rêu có dạng sợi dài, có khả năng giữ nước tốt và thoáng khí. Chính những đặc tính
như vậy nên rêu là thành phần chính trong hầu hết các hỗn hợp giá thể thủy canh và
rất dễ kiếm. Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của giá thể rêu là nó phân hủy liên tục
và rơi bụi, có thể làm nghẽn máy bơm hoặc hệ thống tưới nhỏ giọt.
2.4.2.2. 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 thông thoáng cao. Thích hợp cho kỹ thuật
rãnh, kỹ thuật túi treo. Nhược điểm của mùn cưa là
rất dễ phân hủy, nên có thể sinh ra một số chất
không mong muốn. Ngoài ra, mùn cưa có tính giữ
ẩm cao nên tránh tình trạng tưới nhiều nước.
Hình 2.13 Mùn cưa.

2.4.2.3. Mụn dừa
Là phế phẩm từ chế biến xơ dừa, khi vỏ dừa được đập nát làm mất đi cấu trúc

ban đầu và tách ra thành sợi nhỏ, những bột mịn phế liệu được dùng làm giá thể. Giá
thể loại này có đặc điểm là giữ nước tốt, độ thoáng cao, rẻ, phổ biến. Tuy nhiên, khi
sử dụng trong các hệ thống có hồi lưu dòng dinh dưỡng thì 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.
2.5. Chất dinh dưỡng và môi trường nuôi trồng thủy canh
2.5.1. Thành phần một số khoáng chất trong nuôi trồng thủy canh
Carbon (C), hydro (H), oxy (O), nitơ (N), phospho (P), kali (K), canxi (Ca),
manhê (Mg), sulphur (S), sắt (Fe), clo (Cl), boron (B), mangan (Mn), đồng (Cu),
kẽm (Zn), mo (Mo), và niken (Ni) (Srilanka Deparment of Agricuture, 2000). Một
số nguyên tố thì chỉ cần với một số lượng rất ít, tuy nhiên khi sử dụng cần chú ý dến
12


nồng độ thích hợp của các nguyên tố trong thành phần của dung dịch dinh dưỡng, vì
khi sử dụng không đúng nồng dộ thích hợp thì một số nguyên tố sẽ có thể trở thành
nhân tố giới hạn đối với sự phát triển của cây trồng thủy canh.
Mỗi một khoáng chất đều đóng vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng và phát
triển của cây. Một số chất có thể đóng vai trò là nhân tố điều chỉnh các hoạt động
sinh hóa, trong khi những chất khác thì quan trọng đối với sự tích lũy thức ăn. Sự
thiếu hụt bất kỳ một nguyên tố nào đều thể hiện ra những triệu chứng và đặc thù
riêng có thể cho ta biết là cây thiếu loại nguyên tố nào (Võ Thị Bạch Mai, 2003).
Dựa vào hàm lượng hiện diện trong cây có thể chia các nguyên tố thành 2 loại như
sau:
2.5.1.1. Nguyên tố đa lượng
Hiện diện vài phần nghìn cho đến vài phần trăm (10-3-10-2 g/gr trọng lượng khô).
Bao gồm: N: 1 – 3 %; K: 2 – 4 %; Ca: 1 – 2 %; Mg: 0,1 - 0,7 %; S: 0,1 - 0,6 %; P:
0,1 - 0,5 %
Các nguyên tố C, H, O hầu hết được cung cấp bởi không khí, nên ít được xem
xét đến. Còn các nguyên tố đa lượng khác được cung cấp từ môi trường dinh dưỡng

nên cần chú ý đến hàm lượng cần thiết bổ sung cho cây. Các nguyên tố đa lượng có
vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, các nguyên tố
đa lượng tham gia hầu hết vào chức năng sinh trưởng, phát triển của thực vật ngoài
ra các nguyên tố đa lượng là thành phần cấu tạo của sự sống như:
+ Nitơ là thành phần bắt buộc của protit, có trong thành phần các men, trong
diệp lục tố. Nitơ còn là thành phần của nhiều vitamin B1, B2… được cung cấp ở
dạng urê, (NH4)2SO4, NH4NO3
+ Photpho (P) là thành phần quan trọng trong sự sinh trưởng, cần thiết cho sự
phân chia tế bào, sự tạo hoa và trái, sự phát triển của rễ… được cung cấp ở dạng
KH2PO4…
+ Kali (K) có vai trò làm tăng quá trình quang hợp và thúc đẩy sự vận chuyển
gluxit từ phiến lá đến các cơ quan. Kali còn tác động đến trao đổi protit, lipit, đến sự
hình thành các vitamin và có vai trò trong việc duy trì chất lượng quả. Được sử dụng
dưới dạng KCl, KHCO3, KNO3

13


+ Canxi (Ca) là thành phần muối pectat của tế bào có ảnh hưởng đến tính thấm
của màng, Ca cần cho sự thâm nhập của NH4+ và NO3- vào rễ, sử dụng Ca2+ dưới
dạng Ca(NO3)2, CaCl2, CaSO4
+ Manhê (Mg) là thành phần cấu trúc của diệp lục tố, có tác dụng nhiều mặt đến
quá trình quang hợp, phụ trợ cho nhiều enzyme. Được sử dụng dưới dạng MgSO4.
H2O, MgO…
Tóm lại các nguyên tố đa lượng tham gia hầu hết vào chức năng sinh trưởng và
phát triển của thực vật và là thành phần cấu tạo của sự sống. Trong quá trình sinh
trưởng và phát triển cây hút thu dinh dưỡng nên việc bổ sung dinh dưỡng cho cây
trồng thủy canh là điều cần chú ý đến khi trồng cây với kỹ thuật thủy canh.
2.5.1.2. Nguyên tố vi lượng
Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Hàm

lượng các nguyên tố trong mô thực vật biến động trong khoảng một phần nghìn đến
một trăm phần nghìn. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình oxy hóa khử,
quang hợp, trao đổi nitơ và gluxit của thực vật, tham gia vào các trung tâm hoạt tính
của enzyme và vitamin, tăng tính chống chịu của cơ thể thực vật đối với các điều
kiện môi trường bất lợi. Sự thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây ra nhiều
bệnh và thường làm cho cây chết ở tuổi còn non.
Các nguyên tố như Cu, B, Zn, và Mo cần thiết nhưng chỉ cần với lượng khá nhỏ.
Những nguyên tố này có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây như:
+ Zn tham gia vào quá trình tổng hợp Auxin, là chất hoạt hóa nhiều enzyme
dehydrogenaza có thể có vai trò trong sự tổng hợp protein, liên quan đến tổng hợp
protein… được sử dụng dưới dạng ZnSO4. 7H2O
+ Fe có vai trò quan trọng trong phản ứng oxy hóa khử, Fe tham gia trong quá
trình vận chuyển điện tử ở quang hợp…được sử dụng dưới dạng FeSO4. 7H2O hay
Fe- EDTA…
Ngoài ra còn nhiều nguyên tố vi lượng khác tham gia vào quá trình sinh trưởng
và phát triển của cây trồng. Nhất là cây trồng thủy canh thì việc pha chế và bổ sung
vào môi trường dinh dưỡng cần chú ý đến thành phần dung dịch và nồng độ dung
dịch. Trong thời gian sinh trưởng và phát triển của cây, cây sẽ sử dụng các chất dinh

14


dưỡng theo nhu cầu đòi hỏi của chúng. Đặc biệt đối với các loại cây có thời gian
sinh trưởng tương đối dài thì việc bổ sung dinh dưỡng là rất cần thiết.
2.5.2. Dung dịch dinh dưỡng trong nuôi trồng thủy canh
2.5.2.1. Sự pha chế dung dịch dinh dưỡng
Trong thủy canh tất cả các chất cần thiết cung cấp cho cây đều được sử dụng
dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hòa tan trong dung môi là nước. Bản thân
nước cung cấp cho cây cũng có chứa một vài chất khoáng hòa tan có ích cho cây.
Các chất khoáng được sử dụng trong môi trường bắt buộc phải được hòa tan hoàn

toàn trong nước, nếu thêm bất kỳ chất nào mà không tan được trong nước thì không
có tác dụng đối với cây.
Điều đáng chú ý là nếu sử dụng các môi trường dinh dưỡng với dạng nước thì
phải nắm rõ nguyên tắc pha chế để chúng không bị kết tủa làm mất tác dụng của hóa
chất. Ví dụ: Ca và P nằm gần nhau thì kết tủa, Fe thì phải được pha riêng. Trong
thủy canh, các muối khoáng sử dụng phải có độ hòa tan cao, tránh lẫn tạp chất. Môi
trường dinh dưỡng đạt yêu cầu cao về sự cân bằng nồng độ ion khoáng sử dụng
trong môi trường để đảm bảo độ pH ổn định và thích hợp cho cây trồng sinh truởng
và phát triển tốt.
Sự thành công hay thất bại cùa thủy canh phụ thuộc vào xử lý chất dinh dưỡng,
điều này có thể đạt được tùy thuộc vào độ pH, nhiệt độ và độ dẫn điện (EC) của môi
trường. Nhiều công thức dinh dưỡng được công bố và sử dụng thành công cho nhiều
đối tượng cây trồng như cải xà lách, cải ngọt, nho và các loại hoa.
2.5.2.2. Độ pH
Độ pH được hiểu theo nghĩa đơn giản là một số đo chỉ số axit hoặc bazơ trong
khoảng từ 1 – 14. Môi trường trung tính có pH = 7, môi trường axit có pH < 7, môi
trường bazơ có pH > 7. Trong môi trường dinh dưỡng thì độ pH rất quan trọng cho
sự sinh trưởng và phát triển của cây. Việc xác định pH trong môi trường dinh dưỡng
có thể bằng giấy đo pH hoặc pH kế.
Độ pH được tính dựa trên mức hoạt động của các nguyên tố khác nhau với cây
trồng. Dưới 5,5 thì khả năng hoạt động của P, K, Ca, Mg, và Mo giảm đi rất nhanh,
trên 6,5 thì Fe và Mn trở nên bất hoạt.
15