Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thuỷ canh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH CHUNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ

BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH CHUNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ

BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt

Mã số: 62.62.01.01

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS.TS. Nguyễn Khắc Thái Sơn

2. GS.TS. Trần Khắc Thi

Thái Nguyên – 2012

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là

hoàn toàn trung thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ công

trình nào khác. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ

nguồn gốc.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS. Nguyễn Minh Chung

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản

xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thuỷ canh”, Tôi đã

nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh đạo, các nhà

khoa học, cán bộ, chuyên viên, nghiên cứu viên Bộ môn Rau và Cây Gia vị;

tập thể Ban Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Rau Quả; tập thể Ban Giám đốc Đại

học Thái Nguyên, Ban Đào tạo Sau Đại học Đại học Thái Nguyên; tập thể cán

bộ, giảng viên Phòng Quản lý Đào tạo Sau Đại học, Khoa Trồng trọt, giảng

viên, cán bộ các phòng, ban chức năng, Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông

lâm – Đại học Thái nguyên. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp

đỡ đó.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Khắc Thái Sơn

và GS.TS. Trần Khắc Thi – những thầy giáo trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo

cho Tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn thạc sỹ Nguyễn Thị

An, thạc sỹ Hoàng Minh Châu cán bộ Viện Nghiên cứu Rau Quả đã giúp đỡ

Tôi trong việc thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của Tôi đang công tác

tại Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh, Ban Tổ chức Trung ương Đảng,

Đảng ủy Khối các cơ quan Trung ương và gia đình, bạn bè đã động viên,

khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ Tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn

thành luận án này.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NCS. Nguyễn Minh Chung

iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan......................................................................................................i

Lời cảm ơn.........................................................................................................ii

Mục lục.............................................................................................................iii

Danh mục chữ viết tắt ......................................................................................xi

Danh mục các bảng .........................................................................................xii

Danh mục đồ thị, sơ đồ ...................................................................................xv

MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ...............................................................................1

2. Mục đích của đề tài....................................................................................................3

3. Ý nghĩa của đề tài..........................................................................................3

3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................3

3.2. Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................3

4. Những đóng góp mới của đề tài....................................................................3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................4

1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................4

1.1.1. Lí luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng ...........................4

1.1.2. Vai trò của rau xanh ..................................................................... 5

1.1.3. Giá trị của rau xanh..........................................................................5

1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH .........................7

1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới......................7

1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam.......................8

1.2.3. Tình hình sản xuất rau an toàn trái vụ ở Việt Nam ......................10

1.3. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT THỦY CANH .................13

1.3.1. Khái niệm về thủy canh ................................................................13

1.3.2. Lịch sử phát triển của kĩ thuật thủy canh......................................13

1.3.3. Phân loại các hệ thống thủy canh .................................................15

iv

1.3.4. Ưu điểm, nhược điểm và triển vọng của kĩ thuật thủy canh

trong sản xuất rau ..........................................................................16

1.3.4.1. Ưu điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau......................................................................16

1.3.4.2. Nhược điểm của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau......................................................................16

1.3.4.3. Triển vọng của ứng dụng kĩ thuật thủy canh

vào sản xuất rau................................................................18

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT

THỦY CANH.................................................................................................19

1.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

trên thế giới ....................................................................................19

1.4.1.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

để trồng cây bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới..............19

1.4.1.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh trên thế giới ..................................23

1.4.1.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong kĩ thuật

thủy canh trên thế giới ..............................................................26

1.4.1.4. Tình hình phát triển kĩ thuật thủy canh trên thế giới.........28

1.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật thủy canh

ở Việt Nam ....................................................................................31

1.4.2.1. Kết quả nghiên cứu về dung dịch dưỡng để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam.................................31

1.4.2.2. Kết quả nghiên cứu về dụng cụ và giá thể để trồng cây

bằng kĩ thuật thủy anh ở Việt Nam....................................33

1.4.2.3. Kết quả nghiên cứu về sâu bệnh hại trong trồng cây

bằng kĩ thuật thủy canh ở Việt Nam .................................38

v

1.4.2.4. Kết quả nghiên cứu sản xuất rau ăn lá trái vụ

bằng công nghệ thủy canh ở Việt Nam.........................................39

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU...............................................................................................42

2.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................42

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................42

2.1.2. Vật liệu nghiên cứu.........................................................................44

2.1.2.1. Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn ...........................................44

2.1.2.2. Giá thể và rọ nhựa..............................................................45

2.1.2.3. Dung dịch dinh dưỡng .......................................................45

2.1.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................46

2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU.........................................46

2.2.1. Thời gian nghiên cứu .....................................................................46

2.2.2. Địa điểm nghiên cứu......................................................................46

2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ....................................................................47

2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu xác định loại rau ăn lá thích hợp

trồng trái vụ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn.......................47

2.3.2. Nội dung 2: Xác định loại dung dịch dinh dưỡng thích hợp

để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá............................47

2.3.3. Nội dung 3: Xác định loại giá thể giữ cây thích hợp

để trồng thủy canh đối với một số loại rau ăn lá............................47

2.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu chọn loại ống dẫn dung dịch

trong hệ thống thủy canh tuần hoàn...............................................47

2.3.5. Nội dung 5: Xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất

một số loại rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh.................47

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................47

2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.......................................................47

vi

Thí nghiệm 1: So sánh giống xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. ..............................................47

Thí nghiệm 2: So sánh giống cải ngọt trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. ...............................................48

Thí nghiệm 3: So sánh giống cần tây trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. ...............................................48

Thí nghiệm 4: So sánh giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn. ...............................................49

Thí nghiệm 5: Xác định dung dịch thủy canh tuần hoàn thích hợp

đối với một số loại rau ăn lá .............................................................49

Thí nghiệm 6: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cải xanh. .......50

Thí nghiệm 7: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau xà lách. .........50

Thí nghiệm 8: Xác định giá thể giữ cây thích hợp với rau cần tây..............50

Thí nghiệm 9: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau xà lách....50

Thí nghiệm 10: Xác định loại ống dẫn dung dịch thích hợp với rau cải xanh.....51

Mô hình 1: sản xuất thăm dò tại Hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội,

Đông Anh, Hà Nội.............................................................................51

Mô hình 2: sản xuất tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội.....51

2.4.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi ........................51

2.4.2.1. Nhóm các chỉ tiêu về sinh trưởng .........................................51

2.4.2.2. Nhóm chỉ tiêu về chất lượng rau...........................................52

2.4.2.3. Nhóm các chỉ tiêu về sâu bệnh..............................................53

2.4.2.4. Phương pháp hạch toán kinh tế.............................................53

2.4.3. Phương pháp xử lí số liệu...............................................................54

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................55

3.1. XÁC ĐỊNH LOẠI RAU ĂN LÁ THÍCH HỢP TRỒNG

TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ THỦY CANH TUẦN HOÀN...................55

vii

3.1.1. Xác định giống xà lách thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............................................55

3.1.1.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................. 55

3.1.1.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................. 56

3.1.2. Xác định giống cải xanh thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.............................................58

3.1.2.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................. 58

3.1.2.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................. 58

3.1.3. Xác định giống cần tây thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn..............................................60

3.1.3.1. Thời gian từng gian đoạn sinh trưởng

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................ 60

3.1.3.2. Tình hình sinh trưởng và năng suất

của các giống cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................ 60

3.1.4. Xác định giống rau muống thích hợp trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn..............................................62

3.1.4.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng

viii

của các giống rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn............................................................62

3.1.4.2. Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .................................62

3.1.4.3. Năng suất thực thu của các giống rau muống

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.............63

3.1.5. Chất lượng và mức độ an toàn vệ sinh thực phẩm

của các giống xà lách, cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn .......................................................................... 65

3.1.5.1. Một số chỉ tiêu về chất lượng của xà lách và cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .......................... 65

3.1.5.2. Hàm lượng nitrate và một số kim loại nặng trong xà lách,

cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........... 66

3.2. XÁC ĐỊNH LOẠI DUNG DỊCH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ...................68

3.2.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến tình hình

sinh trưởng các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn .......................................................................68

3.2.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ....69

3.2.3. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate

và một số một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.............................71

3.3. XÁC ĐỊNH LOẠI GIÁ THỂ GIỮ CÂY THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG THỦY CANH TRÁI VỤ ĐỐI

VỚI MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ ................................................................... 74

3.3.1. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,

ix

phát triển, năng suất và chất lượng rau cải xanh trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............................................74

3.3.2. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng, phát triển,

năng suất và chất lượng rau xà lách trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn..................................................................................77

3.3.3. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng,

phát triển, năng suất và chất lượng rau cần tây trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn..............................................80

3.4. LỰA CHỌN LOẠI ỐNG DẪN DUNG DỊCH THÍCH HỢP

ĐỂ TRỒNG RAU BẰNG CÔNG NGHỆ

THỦY CANH TUẦN HOÀN.........................................................................82

3.4.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,

phát triển và năng suất của rau xà lách ...........................................83

3.4.1.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến tình hình

sinh trưởng của rau xà lách.............................................................83

3.4.1.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau xà lách...................................................................................................85

3.4.1.3. Hiệu quả kinh tế của rau xà lách trồng trên các loại

ống dẫn dung dịch...........................................................................86

3.4.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sự sinh trưởng,

phát triển và năng suất rau cải xanh................................................87

3.4.2.1. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến sinh trưởng

của rau cải xanh .................................................................87

3.4.2.2. Ảnh hưởng của loại ống dẫn dung dịch đến năng suất

rau cải xanh........................................................................88

3.4.2.3. Hiệu quả kinh tế của rau cải xanh trồng

trên các loại ống dẫn dung dịch .........................................89

x

3.5. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT

MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ TRÁI VỤ BẰNG CÔNG NGHỆ

THỦY CANH TUẦN HOÀN.........................................................................90

3.5.1. Kết quả xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất

rau ăn lá trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

tại hợp tác xã Ba Chữ, Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội ....................91

3.5.2. Kết quả xây dựng mô hình sản xuất rau ăn lá trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn

tại Viện Nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội ..........................93

3.5.3. Tình hình sâu bệnh hại trên các chủng loại rau ăn lá

trồng trái vụ trên hệ thống thủy canh tuần hoàn ...........................96

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................................98

1. Kết luận .......................................................................................................98

2. Đề nghị ........................................................................................................98

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

xi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

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

- ĐB: Đồng bằng

- NFT (Nutrient Film Technique): Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng

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

-WHO (World Health Organization): Tổ chức Y tế Thế giới.

- CT: Công thức

- TN: Thí nghiệm

- VTMC: Vitamin C

- ĐK tán: Đường kính tán

- KL: Khối lượng

- NSLT: Năng suất lý thuyết

- NSTT: Năng suất thực thu.

- Đ/c: Đối chứng

- VN: Việt Nam

- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

- KLN: Kim loại nặng

- ĐHNN: Đại học nông nghiệp

- VRQ: Viện Rau Quả

xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống xà lách

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........................55

Bảng 3.2. Một số chỉ tiêu sinh trưởng chính và năng suất của các giống

xà lách trồng trái vụ giai đoạn sinh trưởng của các giống cải xanh

trồng trái vụ bằng công bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ......56

Bảng 3.3. Thời gian từng nghệ thủy canh tuần hoàn......................................58

Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của các giống

cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ........59

Bảng 3.5. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống cần tây

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn........................60

Bảng 3.6. Một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của các giống

cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ..........61

Bảng 3.7. Thời gian từng giai đoạn sinh trưởng của các giống

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn......62

Bảng 3.8. Chiều cao của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ............................................63

Bảng 3.9. Năng suất thực thu của các giống rau muống trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.............................................63

Bảng 3.10. Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống xà lách và cải xanh

trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .......................65

Bảng 3.11. Hàm lượng NO3 và một số kim loại nặng trong xà lách

và cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn....67

Bảng 3.12. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao

và số lá các loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.......................................................................69

Bảng 3.13. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến chiều cao

xiii

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn......69

Bảng 3.14. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

một số loại rau trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.......................................................................70

Bảng 3.15. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến năng suất

rau muống trồng trái vụ bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn .....71

Bảng 3.16. Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến hàm lượng nitrate

và một số kim loại nặng trong xà lách, cải xanh trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.................................................72

Bảng 3.17. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng

và năng suất rau cải xanh trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn.. ........................................75

Bảng 3.18. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến chất lượng

rau cải xanh trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.....................................................................76

Bảng 3.19. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến sinh trưởng

và năng suất rau xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ..........................................77

Bảng 3.20. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến các chỉ tiêu

về chất lượng rau xà lách trồng trái vụ

bằng công nghệ thủy canh tuần hoàn ..........................................79

Bảng 3.21. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến các chỉ tiêu sinh trưởng

của rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.....................................................................80

Bảng 3.22. Ảnh hưởng của loại giá thể giữ cây đến chất lượng

rau cần tây trồng trái vụ bằng công nghệ

thủy canh tuần hoàn.....................................................................82