Đặt vấn đề Ở Việt Nam, hiện nay kinh tế ngày càng phát triển, việc quan tâm đến sức khỏe của con người nói chung và van dé ăn uống nói riêng cũng ngày càng được xem trọng hơn. Tuy nhiên, hiện nay, tình hình vệ sinh an toàn thực phẩm đi vào tình trạng đáng báo động, vấn đề về rau sạch hiện nay đang là một vấn đề rất cấp thiết của xã hội. Theo tính toán của nhiều nhà dinh dưỡng học, cơ thể muốn hoạt động bình thường cần cung cấp 2.500 kcal mỗi ngày, trong đó phải có 250 - 300 gam rau (tương đương với 7,5 - 8 kg/thang hay 90 - 108 kg/năm). Trong đó, xa lách là loại rau quen thuộc, chứa nhiều dưỡng chất tốt cho sức khỏe, là loại rau ăn sống chính trong bữa ăn của các gia đình tại Việt Nam.
Tuy nhiên, còn nhiều nguồn cung cấp xà lách trên thị trường không đảm bảo về tuân thủ quy trình kỹ thuật, lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật, kích thích sinh trưởng, phân bón hóa học. Nguồn rau xà lách sạch từ các phương pháp canh tác truyền thống và canh tác hữu cơ không đáp ứng đủ nhu cầu hiện tại. Do vậy, thủy canh là giải pháp tôi ưu dé gia tăng sản lượng xà lách cung cấp cho thị trường. Ưu điểm của trồng cây bằng phương pháp thủy canh trong nhà màng chính là ít chịu ảnh hưởng của các điều kiện thời tiết và dịch bệnh.
Có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây. Tiết kiệm nước nhờ hạn chế thất thoát nước ngắm vào đất hoặc bốc hơi. Giảm chi phí nhân công lao động ở một số khâu như làm dat, làm cỏ, vun xới và tưới nước. Hạn chế sự tan công của côn trùng và dịch bệnh.
từ đó hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, tạo ra sản phẩm rau an toan. Theo Chu Duc Hoàng (2017), đối với rau xà lách được trồng bởi quy trình công nghệ trồng rau thuỷ canh, các chỉ số về dư lượng thuốc bảo vệ thực vat, tồn dư NOa, ham lượng kim loại nặng và mức độ nhiễm của các vi sinh vật gây bệnh (E. coli) đều ở ngưỡng cho phép và đạt tiêu chuẩn VietGap cũng như TCVN. Xà lách là loại cây ôn đới nên tại các vùng có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, xà lách thường có năng suất thấp do điều kiện khí hậu không phù hợp.
Tại Việt Nam cũng như các nước có khí hậu nhiệt đới, xà lách thủy canh chủ yêu được trồng bằng kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT). Tuy nhiên, kỹ thuật NFT van còn tồn tại một số hạn chế như: phụ thuộc vào điện năng, dễ lây lan dịch bệnh, dé bị tắc nghẽn, chi phí lắp đặt và vận hành cao (Mohammed, 2018). Do đó, cần một phương pháp hoặc mô hình canh tác phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới, vừa tiết kiệm chi phí, tiết kiệm điện năng, dễ dàng vận hành và kiểm soát tốt dịch bệnh trên cây trồng. Kỹ thuật Kratky ra đời bởi Tiến sĩ Bernard Kratky vào năm 2009, đã mở ra một kỹ thuật thủy canh mới dé trồng xà lách một cách đơn giản và tiết kiệm chỉ phí hơn.
Kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi với các mô hình canh tác vừa và nhỏ. Tại Việt nam, kỹ thuật Kratky đã được tiến để phù hợp với việc trong xà lách ở quy mô trang trại, nhằm tạo ra mô hình trồng xà lách thủy canh có chi phí sản xuất thấp hơn các mô hình áp dụng kỹ thuật NFT, phù hợp với điều kiện khí hậu của các vùng nóng tại Việt Nam, đặc biệt là góp phần vào công cuộc tiết kiệm năng lượng quốc gia. Chính vì vậy đề tài: “Khảo sát sự sinh trưởng và năng suất của rau xà lách trồng theo kỹ thuật thủy canh Kratky cải tiến trong nhà mang ứng dụng công nghệ IoT” được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của mô hình trồng xà lách theo kỹ thuật thủy canh Kratky cải tiến trong nhà màng có lắp đặt các thiết bị hoạt động tự động nhờ công nghệ IoT. Từ đó, đem mô hình này ứng dụng vào sản xuất xà lách thủy canh góp phần nâng cao năng suât và sản lượng xà lách ở các vùng có khí hậu nóng tại Việt Nam.
Mục tiêu của dé tài Xác định hiệu quả của mô hình trồng xà lách theo kỹ thuật thủy canh Kratky cải tiến trong nhà màng ứng dụng công nghệ IoT nhằm mở rộng việc ứng dụng mô hình này trong trồng xà lách thủy canh ở quy mô trang trại, góp phần nâng cao năng suất và sản lượng xà lách ở các vùng nóng tại Việt Nam. Xác định mô hình trồng xà lách theo kỹ thuật thủy canh Kratky cải tiến liệu có phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng của đơn vị chuyền giao công nghệ cung cấp không, nhằm tìm ra nguồn dinh dưỡng thay thé dé giảm chi phí sản xuất, giảm phụ thuộc và rủi ro cho nhà đầu tư. Nội dung thực hiện Đánh giá sinh trưởng và năng suất của xà lách được trồng theo kỹ thuật NFT và Kratky cải tiến trong nha màng ứng dụng công nghệ IoT. Đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng và năng suất xà lách được trồng theo kỹ thuật Kratky cải tiến trong nhà màng ứng dụng công nghệ IoT.
TONG QUAN TÀI LIEU 2. Tổng quan về phương pháp thủy canh Ngày nay, quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, làm giảm diện tích đất canh tác, các phương pháp canh tác truyền thống không những không đáp ứng đủ nhu cầu lương thực, thực phâm cho toàn bộ dân số trên thé giới mà còn gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường. Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, dan số thế giới hiện tai gần 8,1 tỉ người và dự kiến sẽ đạt 9,7 tỉ người vào năm 2050. Dân số ngày một gia tăng, dé đáp ứng nhu cau lương thực, thực phẩm một cách bền vững, các phương pháp canh tác cần phải thay đổi và phát triển nhiều hơn.
Các phương pháp canh tác không dùng dat đang được quan tâm và được xem là một lựa chọn thay thé dé trồng cây lương thực và hoa màu. Nông nghiệp không dùng đất bao gồm thủy canh (Hydroponics), nuôi trồng thủy sản kết hợp thủy canh (Aquaponics), khí canh (Aeroponics) và trồng trên giá thé. Trong số các mô hình này, thủy canh là phổ biến nhất. Nhiều loại cây trồng thương mại và đặc sản được trồng bằng phương pháp thủy canh bao gồm rau ăn lá, cà chua, dưa chuột, ớt, dâu tây,.
Kỹ thuật thuỷ canh là kỹ thuật canh tác không dùng đất, cây được trồng trên giá thé hap thụ trực tiếp dinh dưỡng từ bề chứa sử dụng dinh dưỡng dưới dạng hoa tan và tuỳ theo từng kỹ thuật mà ngâm toàn bộ hoặc một phần dinh dưỡng trong dung dịch (Chử Đức Hoàng và ctv, 2017) Thủy canh là một phương pháp canh tác nông nghiệp bền vững, mang lại lợi nhuận cao, thân thiện với môi trường mà không cần sử dụng đất. Đây là ngành nông nghiệp phát triển nhanh nhất, nhanh chóng đạt được sự phổ biến, và có thể thống trị sản xuất lương thực trong tương lai (Moaed, 2021). Trồng rau bằng phương pháp thủy canh đã trở nên phô biến ở nhiều nước tiên tiến trên thé giới, những năm gan đây nước ta cũng có nhiều trang trại thủy canh xuất hiện nhằm giải quyết van nạn về rau không an toàn, ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu và gia tăng dân số, trong đó rau xà lách được trồng nhiều nhất, chủ yêu dùng ăn tươi (Trần Thị Ba và ctv, 2008). Thủy canh có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp canh tác truyền thống trên đất, trong đó, có những ưu điểm phải kê đến như: Thủy canh dang trở nên phô biến vì đây là một phương pháp trồng sạch, tương đối dé trồng.
Thủy canh trong nhà mảng hạn chế nguy cơ lây nhiễm bệnh từ đất, côn trùng hoặc sâu bệnh cho cây trồng, do đó làm giảm hoặc loại bỏ việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật. Bên cạnh đó, cây trồng sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cần ít thời gian sinh trưởng hơn so với cây trồng ngoài đồng do không có trở ngại cơ học nao đối với rễ và toàn bộ chất dinh dưỡng đều có sẵn cho cây trồng. Kỹ thuật này rất hữu ích cho các khu vực có khí hậu đặc biệt (nóng, lạnh, sa mạc,. Cây trồng trong hệ thống thủy canh ít chịu ảnh hưởng của thời tiết nên có thé canh tác quanh năm và trồng được trái vụ.
Hơn nữa, các hệ thống thủy canh trong các trang trại được vận hành tự động, góp phần làm giảm nhân công lao động, loại bỏ một số khâu trong phương pháp canh tác truyền thống như làm dat, làm cỏ, phun thuốc, tưới nước. Thủy canh sử dụng hiệu quả nguồn nước, tiết kiệm một lượng lớn nước vì không cần tưới, không xảy ra tình trạng ngập úng như trên đồng ruộng. Vấn đề sâu bệnh có thể được kiểm soát dé dàng đồng thời cỏ dai hầu như không tồn tại. Có thé thu được năng suất cao hơn đo số lượng cây trên một đơn vị diện tích cao hơn so với nông nghiệp truyền thống (thổ canh).
Vi vậy, thủy canh hiện đang là giải pháp tôi ưu nhất dé khắc phục tinh trạng thiếu hut lương thực, thực phẩm và nước sạch trên toàn cầu, đồng thời có thé tạo ra những sản phẩm đảm bảo dinh dưỡng, chất lượng cao trong bất kỳ điều kiện khí hậu nào. Mặc dù thủy canh dang là phương pháp canh tác phố biến và hiệu quả nhưng phương pháp này vẫn còn tồn tại một số hạn chế như yêu cầu về kiến thức và kỹ thuật chuyên môn cao và chỉ phí đầu tư cao hơn so với các phương pháp canh tác truyền thống. Tình hình trồng rau thủy canh trên thế giới Vào những năm 40 của thế kỷ XX, diện tích thủy canh trên thế giới chỉ khoảng 10 ha. Sau 40 năm, diện tích này đã lên đến 6.
Vào năm 2001, các quốc gia có diện tích trồng thủy canh lớn là Hà Lan (10.000 ha), Tây Ban Nha (4.000 ha), Nhật Bản (1.000 ha), New Zealand (550 ha), Úc (hơn 500 ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha) và Ý (400 ha) (Huỳnh Ngọc Thịnh, 2009). Các sáng chế liên quan đến thủy canh của các quốc gia phan nao thé hiện mức độ quan tâm của quốc gia đó đối với phương pháp thủy canh, số lượng bằng sáng chế của từng quốc được thê hiện của thê ở Hình 2. 300 - mg Nhat Ban 250 w Han Quéc OAustraha 150 3 @ Canada abuc 100+ @Anh Trung Quốc 50 hoa 0 mis:raol Hình 2. Số lượng sáng chế về thủy canh của các quốc gia trên thế giới.