Mục đích của nghiên cứu là sự khả thi khi thay thế rơm rạ khô làm giá thể và sử dụng nguồn nước thải giặt thay cho nguồn nước sạch trong hệ thống thủy canh động. Tiến hành mô hình thủy canh động với 2 loại rau (rau mầm và rau muống) khi thay nước cấp sạch bằng nước thải giặt rửa, nghiên cứu xác định được tính khả thi khi thay thế nguồn nước sử dụng trong hệ thống.
Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG RƠM RẠ KHÔ LÀM GIÁ THỂ TRỒNG THỦY CANH VÀ TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI GIẶT TRONG SINH HOẠT CUNG CẤP NƯỚC CHO HỆ THỐNG Nguyễn Thị Minh Phú*, Lâm Vĩnh Sơn Trường Đại học Công nghệ TP.HCM *Tác giả liên lạc: nguyenthiminhphu@gmail.com (Ngày nhận bài: 30/01/2018; Ngày duyệt đăng: 22/3/2018) TÓM TẮT Tận dụng nguồn phế liệu tái sử dụng nước mục tiêu ngành mơi trường Mục đích nghiên cứu khả thi thay rơm rạ khô làm giá thể sử dụng nguồn nước thải giặt thay cho nguồn nước hệ thống thủy canh động Tiến hành mơ hình thủy canh động với loại rau (rau mầm rau muống) thay nước cấp nước thải giặt rửa, nghiên cứu xác định tính khả thi thay nguồn nước sử dụng hệ thống Tiến hành sử dụng rơm rạ khô làm giá thể thay cho xơ dừa đất (2 loại giá thể phổ biến trồng thủy canh), từ kết luận tính khả thi cơng nghệ lẫn kinh tế sử dụng giá thể Tiến hành tỷ lệ phân tầng lẫn phối trộn rơm xơ dừa để tạo hỗn hợp giá thể tối ưu cho việc nhân rộng mơ hình thủy canh trồng rau hộ gia đình Cuối kết hợp tỷ lệ tối ưu sử dụng nước thải giặt cho mô hình Sau kết thúc thí nghiệm, rau mầm đạt chiều cao 15 cm rau muống 30 cm, tương đương với chiều cao rau thị trường Kết kiểm nghiệm tiêu Asen, Chì, E.Coli Samonella đạt QCVN 8-2 8-3 Thơng qua kết chứng minh tính khả thi việc sử dụng rơm rạ khô với nước thải giặt làm nguyên liệu cho hệ thống thủy canh động, góp phần việc hạn chế nhiễm mơi trường đồng thời mang lại lợi ích kinh tế cao Từ khóa: Nước thải giặt, rau mầm, rau muống, rơm khô, tái sử dụng, thủy canh động DRY STRAW, A NEW SUBSTRATES COMBINE WITH RECYCLING WASHING WATER FOR HYDROPONIC SYSTEM, COULD IT HAPPEN Nguyen Thi Minh Phu*, Lam Vinh Son Ho Chi Minh City University of Technology *Corresponding Author: nguyenthiminhphu@gmail.com ABSTRACT Take advantage of agricultural waste and reuse waste water is one of the objectives of the Environmental Science The purpose of this study is using dry straw as the substrate and washing waste water instead of supply water in the hydroponic system Conducting hydroponic model with vegetables (sprouts and swamp cabbage) when reusing washing waste water, research identified the feasibility of alternative water sources used in the system Conducted using dry straw as the substrate, this study can conclude the feasibility of the technology and economy when using this new substrate Conducted respectively stratified ratios and mixing between straw and coconut fiber to create mixed optimal substrate for replication hydroponic vegetable growing in the household Finally the combination of both new materials: substrate, dry straw and washing waste water, gives a expectating results After the end of the experiment, sprouts reach a height of more than 15 cm and 30 cm for swamp cabbage, equivalent to the height of the market vegetables Test results on the objectives of Arsenic, Lead, E.Coli and Salmonella are 10 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 reaching the limits Through the results have demonstrated the feasibility of using dry straw with sewage washing raw materials for continuous-flow hydroponic system, contributing in limiting environmental pollution and bring economic benefits Keywords: Dry straw, continuous-flow hydroponics, reuse, sprouts, swamp cabbage, washing waste water GIỚI THIỆU Đề tài nghiên cứu mức độ khả thi sử dụng rơm làm giá thể thủy canh nước thải giặt sinh hoạt làm nguồn nước cung cấp cho hệ thống nhu cầu sử dụng nước phụ thuộc vào giai đoạn phát triển Phương pháp cụ thể Phương pháp kế thừa: biên hội, tổng hợp tài liệu liên quan làm sở luận cho đề tài, nghiên cứu nước lĩnh vực khoa học trồng kỹ thuật thủy canh Phương pháp thực nghiệm: bố trí lơ thí nghiệm nhằm khảo sát hiệu xử lý nước thải, giá thể tỷ lệ phối trộn giá thể cho suất chất lượng rau muống cao Phương pháp phân tích mẫu: áp dụng kỹ thuật phân tích thực vật để đánh giá tiêu chất lượng rau sử dụng loại giá thể khác mẫu nước thải với nước Phương pháp phân tích, tính tốn, đối chiếu, xử lý số liệu đồ thị Excel NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Xác định khả phát triển rau mầm giá thể rơm khô tưới nước cấp sinh hoạt thí nghiệm gieo trồng thực tiễn Tìm tỷ lệ phối trộng tối ưu giá thể rơm khô với giá thể truyền thống xơ dừa thí nghiệm gieo trồng thực tiễn Xác định khả năng phát triển rau mầm giá thể truyền thống xơ dừa tưới nước thải giặt rửa sinh hoạt thí nghiệm gieo trồng thực tiễn Xác định khả năng phát triển rau mầm giá thể tối ưu tìm tưới nước thải giặt rửa sinh hoạt NGUYÊN VẬT LIỆU thí nghiệm gieo trồng thực tiễn Nguyên liệu Rơm rạ khô lấy từ nơi Huế, Quảng Ngãi, Bình Định, Bến Tre Hóc Mơn Xơ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU dừa lấy từ Bến Tre Nghiên cứu sử Phương pháp lý luận Từ xưa người ta thấy vai trò dụng nước thải giặt từ bột giặt OMO nước đời sống sinh vật nói chung Hạt giống rau mầm rau muống với nhãn người nói riêng “khơng có nước hiệu Hapi Green Hộp dinh dưỡng hiệu TC khơng có sống” Nước mơi trường – MOBI Công ty Cổ phẩn Ni Việt vận chuyển chất tham gia vào Vật liệu q trình oxy hóa để tạo chất khử mang bơm hồi lưu AP4500, ống PVC ∅90 dài lượng lớn dùng để khử CO2 1m khoang lỗ ∅60, 56 ly nhựa cao thể thực vật Bên cạnh nước cịn ảnh 100mm rộng đáy 55mm rộng miệng hưởng lớn đến quang hợp cungc làm 65mm, thành đáy có xẻ rãnh rộng 3mm cao giảm nhiệt độ lá, thân, cành,… Tuy nhiên, 20mm thùng chứa 20l 11 Chuyên san Phát triển Khoa học Cơng nghệ số (1), 2018 Hình Bảng vẽ 3D vật liệu thực nghiên cứu QUY TRÌNH THỰC HIỆN Hình Quy trình thực nghiên cứu KẾT QUẢ Để đánh giá ảnh hưởng giá thể việc tận dụng nước thải sinh hoạt đến khả sinh trưởng phát triển rau, thí nghiệm thực tiễn quan sát đo đạc thông số chiều cao cây, số tượng ảnh hưởng đến hình thái suốt thời gian tiến hành thí nghiệm Sau thu hoạch lứa đầu tiên, tiến hành nhổ số đại diện cách nhổ khơng cho đứt rễ, sau rửa rễ nước Rau muống rau mầm sau nhổ để nước, đo chiều dài thân (loại bỏ sai số thô 12 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 bạo) đem phân tích độ ẩm, khối lượng rau muống rau mầm giá thể xơ khô,… Hình xác định khả phát triển dừa tưới nước thải giặt Rau mầm 15.2 15.5 13.5 11.5 9.5 7.5 5.5 3.5 1.5 -0.5 Nghiệm thức nghiên cứu 5.6 1.5 0.2 Nghiệm thức đối chứng 12 Rau muống Chiều cao rau (Cm) 27.9 28 23.1 24 nghiệm thức nghiên cứu 19.8 20 16.1 13.4 16 12 8.7 25 nghiệm thức so sánh 2.9 5.1 0 0.5 12 15 18 21 Ngày gieo trồng 25 28 31 Hình Đồ thị biểu diễn tăng trưởng chiều cao theo ngày sử dụng nước giặt nước thải giặt TN1 Bảng Bảng tổng hợp tiêu chất lượng rau muống, rau mầm sau thu hoạch TN1 Gieo đến Mọc Năng suất Chiều dài Độ ẩm nảy mầm thật lý thuyết rễ (cm) (%) (ngày) (ngày) (kg/m2) đến đến 87.5 Rau mầm nước giặt đến 8.5 đến 10 86.2 Rau mầm nước cấp Rau muống nước từ đến từ đến đến đến 6.5 89 giặt Rau muống nước từ đến từ đến đến 11 đến 87.2 cấp Qua bảng thống kê cho thấy rau trồng nước nước thải giặt phát triển gần tương đối rau mầm, rau muốn tưới nước thải giặt phát triển mạnh Từ ta dùng trực tiếp nước thải giặt cho hệ thống thủy canh động nói riêng trồng nói chung mà khơng cần xử lý sơ nguồn nước Nếu nhân rộng áp dụng vào hộ gia đình, khu tập thể, nhà hàng khách sạn,… góp phần tiết kiệm nguồn nước sạch, giảm thiểu nguồn nước thải, cung cấp rau cho gia đình cộng đồng 13 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 Chiều cao rau (Cm) Hình Rau mầm rau muống trồng nước thải giặt với giá thể xơ dừa Xác định khả phát triển rau muống rau mầm giá thể xơ dừa giá thể rơm khô cắt nhỏ Rau mầm 16 14 12 10 15.9 0.3 rau mầm đối chứng 2.2 Ngày gieo trồng Rau muống Chiều cao rau (Cm) 26 22 18 14 10 -2 rau mầm nghiên cứu 12 25.8 23.4 24.2 18.5 14.4 8.3 0.3 2.1 10 rau muống nghiên cứu rau muống đối chứng 4.9 12 15 18 Ngày gieo trồng 21 25 28 31 Hình Đồ thị biểu diễn tăng trưởng chiều cao theo ngày sử dụng giá thể xơ dừa rơm khô tưới nước TN2 Bảng Bảng tổng hợp số tiêu chất lượng rau muống rau mầm sau thu hoạch TN2 Năng Gieo đến Mọc Chiều Khối Độ suất lý nảy mầm thật dài rễ lượng ẩm thuyết (ngày) (ngày) (cm) (g) (%) (kg/m2) đến đến đến 87 Rau mầm xơ dừa 8.5 đến Rau mầm rơm đến đến 86 10 khô Rau muống xơ từ đến từ đến đến đến 10 đến 6.5 90 dừa Rau muống rơm từ đến từ đến đến 11 đến 12 đến 88 khô 14 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 Hình Rau mầm rau muống trồng giá thể rơm khô Qua bảng thống kê cho thấy rau trồng Xác định cách tỷ lệ giá thể xơ dừa - rơm giá thể rơm khô phát triển tương khô phù hợp đương Thời gian nảy mầm xơ Với mục tiêu xác định khả phát triển dừa rơm khơ đến ngày thu tốt rau mầm rau muống hoạch chiều cao thân, trọng lượng trồng giá thể phối trộn truyền trồng xơ dừa thua so với thống nghiên cứu Nhóm thực rơm khơ Từ cho thấy, ta tận dụng gieo trồng theo kiểu phối trộn đơn giản rơm khô để làm giá thể thủy canh thay có phổ biến phối trộn trộn lẫn vật liệu truyên thống trước rơm với xơ dừa theo thể tích 1:1, 1:2, 2:1 Khi áp dụng biện pháp này, ta không phối trộn theo kiểu phân tầng gồm nâng cao suất trồng tầng theo thứ tự từ lên rơm – xơ, xơ thủy cành mà cịn giảm thiểu – rơm (mỗi tầng dày 3cm), tầng theo thứ lượng rơm bị đốt bỏ đồng ruộng gây ô tự từ lên rơm xơ rơm, xơ rơm xơ nhiễm đất khơng khí (mỗi tầng dày 4.5cm) Rau mầm 16.1 16.5 Tỷ lệ 1-1 11.5 6.6 6.5 1.5 -3.5 Tỷ lệ 2-1 2.6 Tỷ lệ 1-2 NTĐC 12 A Rau muống 26.5 22.1 21.5 24 26.1 18.3 Tỷ lệ 1-1 Tỷ lệ 2-1 Tỷ lệ 1-2 NTĐC 14.8 16.5 11.5 8.6 6.5 1.5 -3.5 1.3 3.2 10.4 5.3 12 15 18 21 25 28 31 B Hình Đồ thị thể tăng trưởng loại rau theo tỷ lệ phối trộn 15 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 Qua đồ thị ta thấy phát triển rau muống rau mầm giá thể trộn lẫn rơm khô xơ dừa theo tỷ lệ 1:2 cho phát triển tối ưu Chiều cao nghiên cứu chênh lệch so với đối chứng khoảng từ đến 2cm Ta lý A giải đơn giản cho việc phát triển có chênh lệch rơm khơ chứa nhiều khơng khí so với xơ dừa lại giữ nước giữ ẩm xơ dừa Tỷ lệ 1:1 2:1 có nhiều khơng khí giá thể tỷ lệ 1:2 lại độ ẩm B C D Hình Rau mầm trồng với tỷ lệ 1:2 (A) tỷ lệ 2:1 (B) – Rau muống trồng với tỷ lệ 1:1 (C) tỷ lệ 2:1 (D) Tỷ lệ phân tầng Rau mầm 17.9 18 13 Xơ - Rơm Rơm - Xơ Rơm - Xơ - Rơm Xơ - Rơm - Xơ NTĐC 7.4 4.4 2.4 -2 12 A Rau muống 30 25.8 29.9 22 25 Xơ - Rơm 19 20 12.5 15 7.2 10 28 Rơm - Xơ 14.4 Rơm - Xơ - Rơm 8.7 Xơ - Rơm - Xơ 1.3 NTĐC 12 15 18 21 25 28 31 B Hình Đồ thị thể tăng trưởng loại rau theo vị trí phân tầng giá thể khác Qua đồ thị ta thấy phát triển phân tầng rơm khô xơ dừa theo thứ tự rau muống rau mầm giá thể từ lên xơ rơm xơ cho phát triển 16 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 tối ưu Chiều cao nghiên cứu chênh lệch so với đối chứng khoảng từ đến 5cm Ta lý giải cho việc phát triển có chênh lệch hạt giống chứa tầng rơm có khơng khí nhiều, A độ ẩm khơng nhiều lớp xơ dừa bổ sung Từ đó, ta rút kết luận phân tầng xơ rơm xơ cho phát triển tốt giá thể tối ưu để thực cho thí nghiệm B C D Hình Rau muống trồng với giá thể: rơm-xơ (A); xơ-rơm (B); rơm-xơ-rơm (C) xơ-rơm-xơ (D) A B C D Hình Rau mầm trồng giá thể: rơm – xơ (A); xơ-rơm (B); rơm-xơ-rơm (C) xơ-rơm-xơ (D) Xác định khả phát triển rau muống rau mầm giá thể phân tầng rơm xơ rơm cung cấp nước nước thải giặt Chiều cao rau (Cm) Rau mầm 16 14 12 10 16 rau mầm nghiên cứu 6.3 rau mầm đối chứng 2.2 0.9 Ngày gieo trồng 17 12 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 Chiều cao rau (Cm) Rau muống 28.5 25.5 22.5 19.5 16.5 13.5 10.5 7.5 4.5 1.5 -1.5 28.1 25 25.8 19.9 rau muống nghiên cứu 16.5 11.6 rau muống đối chứng 9.6 6.4 1.3 3.2 12 15 18 Ngày gieo trồng 21 25 28 31 Hình 10 Đồ thị biểu diễn tăng trưởng chiều cao theo ngày sử dụng giá thể tầng xơ rơm xơ cung cấp nước nước thải giặt TN4 Bảng Bảng tổng hợp số tiêu chất lượng rau muống rau mầm sau thu hoạch TN4 Năng Gieo đến Mọc Chiều Khối Độ suất lý nảy mầm thật ẩm dài rễ lượng thuyết (cm) (g) (ngày) (ngày) (%) (kg/m2) đến đến đến 87 Rau mầm xơ dừa 8.5 đến đến đến 86 Rau mầm rơm khô 10 từ đến đến đến đến 6.5 90 Rau muống xơ dừa từ đến 4 10 từ đến đến đến Rau muống rơm từ đến đến 88 11 12 khô Qua bảng thống kê đồ thị cho thấy rau trồng giá thể phân tầng xơ – rơm – xơ tưới nước thải giặt cho suất cao tưới nước cấp Nguyên nhân đưa phân tích thành phần nước thải giặt có hàm lượng N, P cao nên cho phát triển mạnh Từ đây, ta nhân rộng mơ hình xem kết cuối nghiên cứu Hình 11 Rau mầm rau muống sau thu hoạch với tỷ lệ giá thể tối ưu 18 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (1), 2018 KẾT LUẬN Qua theo dõi đánh giá tình hình sinh trưởng, phát triển suất, chất lượng rau mầm rau muống với kiểu giá thể khác nhau, người thực đề tài rút số kết luận sơ sau: Hiệu phát triển rau với nước thải giặt cao, rau muống phát triển so với rau mầm Từ ta rút kết luận, nước thải giặt sử dụng trực tiếp vào tưới trồng, đặc biệt rau Nước thải giặt gia đình khơng có tích trữ chất độc hại kim loại nặng hàm lượng xút rau xanh Thí nghiệm cho ta thấy khả thay giá thể xơ dừa giá thể rơm khô thủy canh Ta so sánh từ chiều cao rau đến khối lượng rau khơng có khác biệt Tuy xơ dừa cho mầm sớm đến ngày thu hoạch rơm khơ loại cho có chiều cao cân nặng lớn Từ ta tận dụng lượng rơm lớn để gieo trồng thủy canh Đặc biệt giá thể rơm dễ tìm rẻ phế phẩm nông nghiệp Sự phát triển rau phụ thuộc nhiều yếu tố dinh dưỡng, pH, nhiệt độ, nồng độ O2 hòa tan, giá thể, nghiên cứu tìm giá thể tối ưu cách pha trộn giá thể đơn giản giá thể tầng xơ rơm xơ Giá thể phát triển mạnh lý giải sơ sau: tầng xơ lọc sơ nước thải giặt, giữ nước tốt cung cung nước cho tầng rơm phía Tầng rơm rỗng nhiều chứa nhiều oxy cung cấp cho rễ non Tầng xơ phía trên, khơ ướt nên dễ cho khơng khí vào, tạp môi trường ẩm cho hạt nảy mầm Thí nghiệm coi đích đến nghiên cứu phối hợp giá thể tối ưu tìm với nước tưới nước thải giặt Theo số liệu tổng hợp ta thấy nước thải giá thể tối ưu tìm phối hợp với cho suất cao Thậm chí cịn phát triển mạnh hàm lượng N, P có nước thải cao Lúc N, P nước thải hấp thụ nhờ tầng xơ dừa phía tạo độ ẩm thích hợp hòa ta nước dễ hấp thụ, cá giá thể đơn xơ dừa rơm không tạo khoảng trống lớn không tạo độ ẩm thích hợp để hấp thụ N, P TÀI LIỆU THAM KHẢO CAO THỊ LÀN (2001) Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất xà lách, dưa leo, cà chua giá thể nhà che phủ thành phố Đà Lạt Đề tài Khoa học Công Nghệ cấp Bộ, Trường Đại học Đà Lạt HỒ HỮU AN Nghiên cứu công nghệ trồng rau không cần đất Đề tài khoa học cấp Nhà Nước KC.07.20, 2005, Trường Đại học Nơng nghiệp chủ trì NGUYỄN MINH CHUNG (2011) Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất số loại rau ăn trái vụ phương pháp thủy canh Luận văn Tiến sĩ, Trường Đại học Thái Nguyên NGUYỄN THỊ HẰNG Nghiên cứu tận dụng bã mía làm giá thể trồng rau muống cơng nghệ thủy canh tĩnh TP.HCM Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghệ TP.HCM THÁI VĂN NAM VÀ VŨ HẢI YẾN (2009) Bài giảng thực hành độc học môi trường Trường Đại học Công nghệ TP.HCM 19 ... water GIỚI THIỆU Đề tài nghiên cứu mức độ khả thi sử dụng rơm làm giá thể thủy canh nước thải giặt sinh hoạt làm nguồn nước cung cấp cho hệ thống nhu cầu sử dụng nước phụ thuộc vào giai đoạn phát... thể, nghiên cứu tìm giá thể tối ưu cách pha trộn giá thể đơn giản giá thể tầng xơ rơm xơ Giá thể phát triển mạnh lý giải sơ sau: tầng xơ lọc sơ nước thải giặt, giữ nước tốt cung cung nước cho. .. xơ rơm xơ cho phát triển tốt giá thể tối ưu để thực cho thí nghiệm B C D Hình Rau muống trồng với giá thể: rơm- xơ (A); xơ -rơm (B); rơm- xơ -rơm (C) xơ -rơm- xơ (D) A B C D Hình Rau mầm trồng giá thể: