KỸ THUẬT THỦY CANH DƯA CHUỘT

KỸ THUẬT THỦY CANH DƯA CHUỘT tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực...

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Bộ môn: CNSH trong sản xuất rau quả sạch

Giảng viên: TS Trần Thị Dung

DƯA CHUỘT

Nhóm thực hiện:

Lớp: 07SH2D

I.3 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt

I.4 Các thuận lợi và khó khăn của canh tác thủy canh

I.5 Xu hướng phát triển sản xuất thủy canh trên thế giới

I.6 Các mô hình thủy canh phổ biến

I.7 Thủy canh với việc sản xuất rau sạch

I.8 Chất dinh dưỡng - môi trường nuôi trồng thủy canh

I.9 Giá thể thường được dùng trong thủy canh

I.10 Tình hình sản xuất thủy canh

I.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng thủy canh.

Phần II Kỹ thuật thủy canh dưa leo

II.1 Nguồn gốc

II.2 Phân loại

II.3 Đặc điểm thực vật học

II.4 Yêu cầu sinh thái của dưa leo

II.5 Giá trị của dưa leo

II.6 Một số sâu bệnh hại dưa leo và cách phòng trừ sâu bệnh

II.7 Tình hình tiêu thụ dưa leo

II.8 Những vật liệu cần chuẩn bị để trồng dưa leo thủy canh

II.9 Dung dịch dinh dưỡng

II.10 Gieo hạt giống vào giá thể

II.11 Chuyển cây con trong giá thể vào dung dịch

II.12 Theo dõi và chăm sóc cây trồng.

II.13 Thu hoạch

Phần III Bàn luận

Tài liệu tham khảo

LỜI MỞ ĐẦU

Rau là một nguồn thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hằng ngày của mỗi chúng ta Trong mỗi bữa ăn của chúng ta thì rau đóng một vai trò rất quan trọng vì chúng cung cấp cho chúng ta một lượng lớn các chất dinh dưỡng như các loại vitamin A, C, B1, PP, calo, chất khoáng…

Rau cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong đời sống kinh tế của người dân Hàng năm, ngoài việc cung cấp cho thị trường trong nước thì rau của chúng ta cũng đã xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới thu về một lượng ngoại tệ rất lớn Việc phát triển rau ngoài những lợi ích trên thì nó còn có một vai trò rất quan trọng trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng

Mặc khác, hiện nay việc ngộ độc thực phẩm, rau chiếm tỉ lệ khá cao do dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn dư trong chúng, việc chạy theo lợi nhuận kinh tế…, đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.

Xuất phát từ những tầm quan trọng như vậy, việc tìm ra những kỹ thuật sản xuất rau sạch, an toàn, hiệu quả là vấn đề hết sức cần thiết và cấp bách, nhiều kỹ thuật sản xuất đã được áp dụng và đem lại hiệu quả kinh tế khá cao Một trong những kỹ thuật đó là việc sản xuất rau thủy canh.

Kỹ thuật thuỷ canh là một trong những kỹ thuật tiến bộ của ngành làm vườn hiện đại, gắn liền với hoạt động trồng cây trong nhà kính được bảo vệ Đó là

phương pháp trồng cây không dùng đất mà trồng trực tiếp trong dung dịch dinh dưỡng hoặc trong giá thể như cát, than bùn, vỏ xơ dừa, vermiculite perlite…Nó có thể giải quyết vấn đề rau sạch rất cấp thiết hiện nay.

Trong bài báo cáo này, chúng em sẽ trình bày những nét chính về kỹ thuật thủy canh và việc áp dụng kỹ thuật thủy canh vào sản xuất dưa leo.

I Tổng quan về thủy canh (Hydroponics)

I.1 Khái niệm

Thủy canh là kỹ thuật trồng

cây không dùng đất mà trồng

trực tiếp vào môi trường dinh

dưỡng hoặc giá thể mà không

phải là đất Các giá thể có thể là

cát, trấu, vỏ xơ dừa, than bùn,

vermiculite perlite…

Từ “hydroponics” được đề

xuất bởi W.F.Gericke vào năm

1936 để mô tả việc canh tác cây

trồng ăn được và làm cảnh trong

một dung dịch gồm nước và các

dinh dưỡng dạng hòa tan

I.2 Lịch sử phát triển

I.2.1 Trên thế giới

Thủy canh là một phương

pháp sản xuất tiên tiến nhằm cung cấp các loại rau và sản phẩm trồng trọt sạch và an toàn Thủy canh đã được nghiên cứu từ khá lâu trên thế giới

Các nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng đã bắt đầu từ hàng ngàn năm trước Tài liệu ghi chép việc canh tác cây trồng cạn không sử dụng đất được xuất bản đầu tiên năm 1627 bởi Francis Bacon Sau đó mô hình canh tác không cần đất được nghiên cứu rộng rãi

Năm 1699 Jond Woodward (người Anh) đã thí nghiệm trồng cây trong nước có chứa nhiều loại đất khác nhau Những năm 60 của thế kỉ 19 Sachs và Knop (Đức) đã sản xuất

ra các dung dịch để nuôi cây Trong những năm 30 của thế kỉ 20 TS.W.F.Gericke

(Califonia) đã phổ biến rộng rãi thủy canh ở Mỹ Những nông trại thủy canh di động đã cung cấp thực phẩm rau tươi cho lính Mỹ trong suốt thời gian chiến tranh quân sự tại Nam Thái Bình Dương

Trong số đó trang trại lớn nhất nằm ở Chofu Nhật Bản Ngay tại Mỹ thủy canh được dùng rộng rãi cho mục đích sản xuất kinh doanh hoa như: Cẩm chướng, lay ơn, cúc Các

cơ sở trồng rau còn có ở Ý, Tây Ban Nha, Pháp, Đức và Thụy Điển Trong khi đó các vùng khô cằn như Vịnh Ả Rập, Israel, thủy canh được sử dụng phổ biến để trồng rau Ở các nước Châu Mỹ LaTinh rau sạch cũng là sản phẩm chính của thủy canh Hà Lan có hơn 3.600 ha cây trồng không cần đất, Nam Phi có khoảng 400ha

I.2.2 Ở Việt Nam

Ở trong nước việc trồng thủy canh được biết khá lâu nhưng chưa được nghiên cứu có

hệ thống và sử dụng để trồng các loại cây cảnh nhiều hơn

Từ năm 1993, GS Lê Đình Lương - Khoa sinh ĐHQG Hà Nội phối hợp với tổ chức nghiên cứu và triển khai Hongkong (D&D HongKong) đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học kĩ thuật và kinh tế xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thủy canh tại Việt Nam

Đến tháng 10 năm 1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai được phát triển ở Hà Nội,

TP Hồ Chí Minh, Côn Đảo, sở khoa học công nghệ và môi trường ở một số tỉnh thành.Những cơ sở trên đã tạo tiền đề cho thủy canh tại Việt Nam càng phát triển với nhiều

mô hình khác nhau từ quy mô hộ gia đình đến sản xuất đại trà

Huỳnh Ngọc Thịnh (2005) đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng thủy canh hồi lưu và không hồi lưu cho sản xuất rau xà lách (Lactuca sativa L.) và cải bẹ xanh (Brassica jancea L.)” nhằm mục đích lựa chọn hệ thống thủy canh hữu cơ cho canh tác nông nghiệp

đô thị và sản xuất trên diện tích nhỏ và vừa trong điều kiện không sử dụng nhà lưới, nhà kính trên hai đối tượng rau xà lách và cải bẹ xanh

Phạm Tấn Trường và Võ Thị Bạch Mai (2005) đã nuôi trồng thủy canh không hồi lưu trên cây con saintpaulia Mục tiêu của đề tài nghiên cứu là nhằm tìm hiểu môi trường dinh dưỡng khoáng và giá thể thích hợp cho nuôi trồng thủy canh không hồi lưu cây con saintpaulia

Trịnh Hải Thanh Bình (2007) với đề tài “Thiết lập hệ thống nuôi cấy thủy canh tự động” đã thành công trong việc nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động tuần hoàn trong việc nuôi trồng rau an toàn bằng phương pháp thủy canh Phân viện sinh học Đà Lạt đã ứng dụng công nghệ tự động này để trồng thử nghiệm dâu tây và một số cây thuốc có hợp chất sinh học

Và vừa qua, hai cơ quan khoa học tại Việt Nam là Phân viện Sinh học Đà Lạt và Trung tâm nghiên cứu Chuyển giao công nghệ và Phân tích tại Hà Nội thử nghiệm thành công hệ thống tự động hóa trong sản xuát rau thủy canh Đây là hướng tốt cho ngành canh tác rau xanh ở Việt Nam

Ở Hà Nội, Trung tâm nghiên cứu chuyển giao công nghệ và Phân tích cũng cho biết

đã thiết kế thành công hệ thống tự động hóa trong sản xuất rau thủy canh Đề tài tập trung giải quyết tự động hóa cho thủy canh, định lượng thức ăn cho một số loại cây, củ, quả, và điều khiển vi khí hậu như độ ẩm, nhiệt độ, cường độ bức xạ mặt trời để tạo ra một môi trường vi khí hậu và định lượng thức ăn một cách tối ưu

Nhìn chung, tình hình nghiên cứu thủy canh ở Việt Nam so với thế giới còn nhiều thua kém và còn nhiều mặt hạn chế Tuy nhiên, những thành tựu bước đầu đạt được cho

thấy hứa hẹn một tương lại đầy thành công trong công cuộc nghiên cứu và ứng dụng thủy canh trong canh tác trên toàn đất nước.

I.3 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt

Ngày nay thủy canh có một vai trò ngày càng cao trong sự phát triển của ngành nông nghiệp thế giới Sức ép của dân số, sự thay đổi khí hậu, sự xói mòn, sự phân phối nước không đều và sự ô nhiễm nguồn nước đó là tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến cách thức canh tác khác nhau

Thủy canh đã đáp ứng được đòi hỏi từ việc canh tác ngoài trời đến việc trồng trong nhà kính, đến việc sử dụng nguồn sáng trong việc sử dụng nguyên tử ngầm ở đại dương

đã cung cấp rau sạch cho phi hành đoàn Đây là một ngành khoa học cao được sử dụng tại những nước đang phát triển của thế giới thứ 3 cung cấp thức ăn cho những vùng khắc nghiệt, nguồn nước sạch không có

Tại Châu Úc điều kiện khi hậu khắc nghiệt và không thể tiên đoán được, đất trồng trọt

ít nên thủy canh được sử dụng để cung cấp những sản phẩm và hoa tươi cho thị trường và xuất khẩu, cung cấp thức ăn cho việc nuôi trồng trong suốt mùa đông và những vùng hạn hán tác động Trong tương lai thủy canh được thuyết phục nhiều hơn với sự khám phá vũ trụ

 Giải quyết số mùa vụ trong năm

 Trồng trọt ở những nơi khó khăn, khắc nghiệt

 Thay đổi cơ cấu cây trồng

 Tăng năng suất phẩm chất cây trồng

 Tạo cảnh quan môi trường

 Cung cấp sản phẩm trồng trọt sạch, an toàn nhất là vấn đề rau sạch

I.4 Các thuận lợi và khó khăn của canh tác thủy canh

I.4.1 Thuận lợi

Thủy canh là một trong những kĩ thuật tiên tiến của nghề làm vườn hiện đại Người tiêu dùng đã tin tưởng hơn với những cây trồng bằng phương pháp thủy canh, vì những

ưu điểm của kĩ thuật hiện đại này:

 Không cần đất chỉ cần không gian để đặt hộp, có thể trồng ở những nơi như hải đảo, miền núi xa xôi, cũng có thể trồng ở những nơi như sân thượng, balcon

 Không phải làm đất, không có cỏ dại, không cần tưới nước

 Trồng được nhiều vụ có thể trồng trái vụ

 Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và các hóa chất độc hại khác

 Năng suất cao vì có thể trồng liên tục

 Sản phẩm hoàn toàn sạch, đồng nhất giàu dinh dưỡng và tươi ngon

 Không tích lũy chất độc, không gây ô nhiễm môi trường

 Không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già, trẻ em đều có thể tham gia

I.4.2 Khó khăn

Bên cạnh những lợi ích của mô hình canh tác theo hướng sử dụng dung dịch dinh dưỡng còn có những giới hạn nhất định.

Đầu tiên là chi phí đầu tư ban đầu cho mô hình khá cao dẫn đến không mang lại hiệu quả kinh tế so với canh tác truyền thống kết hợp với việc kiểm soát điều kiện môi trường tốt (Delaney, 2000) Hơn nữa, thủy canh đòi hỏi người trồng có kinh nghiệm và kiến thức trong việc chuẩn bị dinh dưỡng, nhận biết và điều chỉnh kịp thời việc thiếu hụt dinh dưỡng, duy trì điều kiện canh tác ổn định Bên cạnh đó, thủy canh cũng hạn chế về số đối tượng áp dụng đặc biệt là các cây trồng thân gỗ (lâu năm) và rau ăn củ Và nếu áp dụng

mô hình tự động hóa trong thủy canh đòi hỏi nhu cầu về năng lượng cao cho việc vận hành máy móc

Do đó, việc canh tác thủy canh ở Việt Nam hiện nay vẫn chỉ áp dụng ở quy mô nhỏ và phục vụ cho mục đích nghiên cứu là chủ yếu

I.5 Xu hướng phát triển sản xuất thủy canh trên thế giới

Do những khó khăn nhất định của phương pháp thủy canh nên xu hướng phát triển của sản xuất nông nghiệp theo hướng thủy canh cũng có những đặc điểm riêng:

 Chủ yếu các nước phát triển mới áp dụng mô hình sản xuất nông nghiệp bằng phương pháp thủy canh với quy mô lớn như Hà Lan, Úc, Canada, Mỹ…Do nhu cầu an toàn của người tiêu dùng tại các quốc gia phát triển đòi hỏi các sản phẩm sạch dù giá cao nên sản lượng các sản phẩm thủy canh gia tăng nhanh nhất là các loại rau

 Các vùng, lãnh thổ thuộc khu vực bán khô hạn và khô hạn cũng phát triển các mô hình thủy canh trong sản xuất nông nghiệp do nhu cầu về nước tưới rất hạn chế Các khu vực này thường cải tiến hệ thống tưới để mang lại hiệu quả tối đa

 Do chi phí đầu tư ban đầu của các mô hình thủy canh cao hơn so với canh tác truyền thống do đó nhu cầu đòi hỏi cải tiến hệ thống nhà kính với chi phí thấp, thời gian sử dụng dài Hơn nữa, khi áp dụng tự động hóa trong các mô hình thủy canh nhằm giảm công lao động làm gia tăng sử dụng các nguồn năng lượng nhân tạo để phục vụ Do đó cần phát triển các nguồn năng lượng thay thế rẻ hơn và sạch hơn như năng lượng mặt trời hay các nguồn năng lượng trong tự nhiên khác

I.6 Các mô hình thủy canh phổ biến

Thủy canh (hydroponics) ban đầu được hiểu là trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng Tuy nhiên, hiện nay đã phát triển thêm nhiều phương pháp khác nhưng đều dựa trên quy tắc ban đầu như cây được trồng trên các giá thể trơ (không có dinh dưỡng) rồi được cung cấp dinh dưỡng qua hệ thống tưới liên tục Do đó, thủy canh hiện nay được hiểu là

phương pháp cung cấp dung dịch dinh dưỡng cho cây thông qua bộ rễ

Thủy canh có thể được chia thành 3 nhóm chính như sau:

I.6.1 Thủy canh không hồi lưu (hệ thống mở)

I.6.1.1 Phương pháp nhúng ngập rễ

Đây là một trong những phương pháp thủy canh không hồi lưu Cây con được trồng trong những chậu nhựa được đặt lên các bảng bằng xốp, gỗ sao cho vừa khít với chậu nhằm hạn chế sự bốc thoát hơi nước Thùng chứa dung dịch dinh dưỡng được làm sao cho vừa với bảng trồng cây Dung dịch dinh dưỡng được cho vào khoảng 2/3 thùng chứa

để tạo sự thông thoáng cho rễ

Trong quá trình trồng, mực nước trong thùng chứa sẽ giảm dần làm gia tăng nồng độ các ion trong dung dịch dinh dưỡng dẫn đến ức chế sinh trưởng của cây Do đó, cần thay thế dung dịch dinh dưỡng khi quan sát thấy mực nước trong thùng chưa hạ xuống quá thấp

I.6.1.2 Phương pháp thả nổi

Phương pháp này tương tự như nhúng ngập rễ tuy nhiên không cần tạo khoảng trống giữa các bảng giữ cây mà để cây nổi trực tiếp trên mặt dung dịch dinh dưỡng Dung dịch dinh dưỡng được bổ sung hoặc thay mới khi mực nước hạ thấp Phương pháp này cần sử dụng bộ phận tạo không khí bên trong dung dịch

I.6.1.3 Phương pháp mao dẫn

Cây con được trồng vào các chậu nhựa có khoét lỗ dưới đáy và giá thể với kích thước khác nhau tùy thuộc vào độ lớn của cây Các chậu nhựa đặt lên các đĩa hơi trũng, hoặc đặt trên các máng cạn chứa dung dịch dinh dưỡng Phương pháp này phù hợp với các cây cảnh trồng trong nhà Cây hút nước và dinh dưỡng nhờ hiện tượng mao dẫn

I.6.2 Thủy canh hồi lưu (hệ thống kín)

I.6.2.1 Phương pháp màng dinh dưỡng (NFT- nutrient film technique)

Kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT được xem là phương pháp thủy canh truyền thống vì trong mô hình, rễ cây tiếp xúc trực tiếp dung dịch dinh dưỡng mà không cần giá thể Một lớp mỏng (0.5mm) dung dịch dinh dưỡng được cho chảy liên tục trong các kênh trồng Các kênh trồng thường được làm từ các vật liệu mềm dẻo, 2 mép xếp thành mái nhằm hạn chế sự bốc thoát hơi nước Cây con được cố định ở giữa 2 mép

Chiều dài mỗi kênh trồng tối đa là 5-10m tùy thuộc vào điều kiện thực tế và được đặt trên một khung thoải Dung dịch dinh dưỡng được bơm từ thùng chứa lên bên trên dốc và dung dịch chảy theo chiều trọng lực đến cuối kênh và trở lại thùng chứa

Trên thực tế, việc duy trì một lớp dinh dưỡng mỏng xuyên suốt rất khó thực hiện do

đó có nhiều biến thể từ phương pháp này nhằm hạn chế các yêu cầu kỹ thuật cao

I.6.2.2 Phương pháp dòng chảy - hệ thống ống (DFT – Deep flow technique)

Đây được xem là một biến thể phổ biến của phương pháp NFT nhưng các kênh được thay thế bằng các hệ thống ống PVC đường kính 10cm Trên các ống có khoét các lỗ để vừa chậu lưới nhựa Cây con được cho vào các chậu đặt trên các ống PVC, bên trong có chứa một ít giá thể để giữ cây đứng

Các ống PVC có thể được xếp trên các giàn sắt hay gỗ nằm ngang hoặc bố trí theo kiểu zig zag để tận dụng không gian hoặc bố trí theo kiểu bậc thang để tận dụng ánh sáng.

I.6.3 Phương pháp khí canh

Trong phương pháp khí canh, cây trồng

được đặt vào các hốc vừa các chậu và rễ cây

lơ lửng trong không khí bên dưới các tấm

Styrofoam Các tấm Styrofoam thường được

hàn thành hình ki, chóp nhọn để tận dụng

không gian hay hình khối chữ nhật kín để

tránh ánh sáng lọt giúp rễ phát triển cũng

như hạn chế sự sinh trưởng của tảo

Dinh dưỡng được cung cấp qua hệ thống

phun sương bên trong các tấm Styrofoam

nơi rễ cây tập trung

Phương pháp khí canh thường áp dụng cho các loại cây dễ tổn thương bộ lá như rau

ăn lá và để sản xuất thực phẩm sạch phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu

I.7 Thủy canh với việc sản xuất rau sạch

Việc ngộ độc thực phẩm với thuốc trừ sâu hay hóa chất bảo vệ thực vật chiếm tỉ lệ cao Tuy ngộ độc không gây nguy hiểm tức thời nhưng gây ảnh hưởng lâu dài có thể gây ung thư

Ở các vùng sản xuất rau, việc sử dụng thuốc trừ sâu rất phổ biến, kể cả các loại thuốc

bị cấm: lân, chlor, carbanate…Các loại thuốc trừ sâu độc hại thường phun lên rau với nồng độ gấp 10-20 lần, có khi 50 lần, thậm chí có nơi trước khi thu hoạch 1-3 ngày vẫn phun thuốc, nhiều lái buôn nhúng rau, đậu vòa dung dịch Azodrin để rau, đậu có màu xanh láng khi mang ra chợ bán

Vậy, thế nào là rau sạch?

Hiện nay, Việt Nam có một quy định chung về rau sạch mà tạm thời sử dụng tiêu chuẩn về dư lượng tối đa thuốc trừ sâu trên rau quả của FAO (Food Agriculture

Organization) và WHO (World Health Organization) “Rau an toàn là rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật không vượt mức cho phép dư lượng các độc tố và vi sinh vật có hại tới sức khỏe con người ở mức tối thiểu cho phép”

Dư lượng nitrat, kim loại nặng, nông dược và mức độ nhiễm vi khuẩn, ký sinh trùng

có hại có lẽ quan trọng nhất xác nhận mức độ sạch cho mặt hàng “rau sạch”

Hiện nay, sản xuất rau sạch được tiến hành theo các mô hình công nghệ khác nhau như: thủy canh cách ly, nhà lưới cách ly, canh tác hữu cơ…và sản xuất trên đồng ruộng

Tuy nhiên, với mọi mô hình, các vấn đề then chốt vẫn là chế độ phân bón, nước tưới, quy trình sử dụng nông dược và các biện pháp nông dược khác nhau để bảo vệ thực vật.Công dụng nhà lưới, nhà kính kết hợp với quy trình canh tác thủy canh cho phép cách ly một phần với môi trường sâu bệnh bên ngoài, giảm tối đa lượng nông dược Vì vậy, cho sản phẩm “rau sạch”.

Sản xuất rau sạch trên qui mô đại trà mức đầu tư thấp, giá thành hạ để có rau sạch cho hàng triệu người tiêu dùng thuộc mọi tầng lớp trong xã hội Sẽ có ý nghỉa rất lớn về dịch

tễ y tế xã hội và môi trường

I.8 Chất dinh dưỡng - môi trường nuôi trồng thủy canh

I.8.1 Chất dinh dưỡng

Những nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển thích hợp nhất là C, H, O,N, S, Mg, Fe, Cu, Zn, Bo, Mo Một số nguyên tố chỉ cần với một lượng rất ít, tuy nhiêm trong các nguyên tố đó có thể trở thành một nhân tố giới hạn đối với sự lành mạnh của cây Nhiều nguyên tố được tìm thấy trong các enzyme và coenzymes (là nhân tố điều chỉnh trong các hoạt động sinh hóa) Sự thiếu hụt bất kỳ một nguyên tố nào đều thể hiện

ra với những triệu chứng và đặc thù riêng, có thể cho ta biết là cây thiếu loại nguyên tố nào

Carbon và oxy được cung cấp bởi không khí ở dạng CO2 Mặc dù tỉ lệ khí CO2 trong khí quyển thấp (0.03%), ngay cả khi thực vật đã tiêu thụ một lượn lớn thì tỉ lệ này vẫn không thay đổi

Oxy đóng vai trò quan trọng đối với sinh trưởng và phát triển của cây, tham gia vào quá trình hô hấp Cây hấp thụ O2 từ khí quyển qua lá, và từ nước thông qua rễ

Hydro cũng rất quan trọng vì chất béo và carbohydrat ddeuf có thành phần chính là H, cùng với O và C Cây háp thụ H2 hầu hết từ nước, thông qua quá trình thẩm thấu ở rễ Những nhà thủy canh học sẽ nhanh chóng nhận thấy tầm quan trọng của H2 khi đo độ pH của dung dịch dinh dưỡng Nó phải ở trong phạm vi cho phép, những giá trị này được xác định tùy theo nhu cầu của từng loại cây trồng

I.8.2 Dung dịch dinh dưỡng.

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 gì đối với cây Trong thủy canh, tất cả các chất cần thiết cho cây trồng đuêù được sử dụng dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hòa tan trong dung môi là nước.Nếu sử dụng các môi trường dinh dưỡng dưới dạng nước thì phải nắm rõ nguyên tắc pha chế để chúng không bị kết tủa làm mất tác dụng của hóa chất

 Ca và P nằm gần nhau thì bị kết tủa

 Fe phải được pha riêng

Trong thủy canh, các muối khoáng sử dụng phải có độ hòa tan cao, tránh lẫn các tạp chất môi trường dinh dưỡng đạt yêu cầu cao khi có sự cân bằng về nồng độ ion khoáng

sử dụng trong môi trường để đảm bảo độ pH ổn định trong khoảng 5.5-6.0 (là khoảng pH

mà đa số cây trồng phát triển tốt)

Một số dung dịch dinh dưỡng thường được sử dụng trong canh tác thủy canh:

 Môi trường MS – Murashige & Skoog

 Môi trường Knop

 Môi trường Helrigell

 Môi trường NQ2

I.8.3 Độ pH

Trong môi trường dinh dưỡng, pH rất quan trọng cho sự phát triển của cây Việc điều khiển pH của dung dịch rất quan trọng để ngăn chặn pH tăng lên quá cao, gây ra tình trạng kết tủa của Ca3(PO4)2, gây ghẹt ống dẫn dung dịch và bám quanh bộ rễ của cây

pH của môi trường nên được kiểm tra thường xuyên, 2-3 lần/tuần Nên thực hiện kiểm tra vào cùng thời điểm trong ngày (thời điểm có nhiệt độ giống nhau) vì pH của môi trường

có thể dao động theo ánh sáng và nhiệt độ vào các thời điểm khác nhau trong ngày Hoạt động quang hợp mạnh vào ban ngày là nguyên nhân làm pH tăng, khi trời tối hoạt động

hô hấp của cây tăng là nguyên nhân làm pH hạ xuống

I.8.4 Nhiệt độ

Dao động về nhiệt độ trong môi trường dinh dưỡng ở thủy canh không chỉ tác động đến pH mà còn ảnh hưởng đến độ hòa tan của dưỡng chất Nhiệt độ thích hợp trong khoảng 22oC-25oC

I.9 Giá thể thường được dùng trong thủy canh

Trong mô hình canh tác thủy canh, các giá thể trơ được sử dụng như là chất nền cho việc gieo hạt và giúp cây đứng vững khi phát triển Giá thể được cho là tối ưu trong canh tác thủy canh khi duy trì được cân bằng giữa không khí và nước, đảm bảo sự thông

thoáng cho bộ rễ cây phát triển tốt cũng như cung cấp đầy đủ nước và dung dịch dinh dưỡng cho rễ hấp thu Khả năng duy trì tỷ lệ nước/không khí của giá thể phụ thuộc vào lượng và hình dạng các tế khổng được tạo ra bởi các khe hở giữa các hạt hay sợi của giá thể Ngoài ra, giá thể trồng không mang các mầm bệnh tiềm ẩn cho cây trồng và tốt nhất

là khử trùng các giá thể trước khi đưa vào trồng cây

Tự bản thân từng loại giá thể không đáp ứng tất cả các yếu tố tối ưu cho cây trồng phát triển bình thường Chẳng hạn như cát, sỏi tạo độ thông thoáng tốt nhưng khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém Bên cạnh đó, hạt sét nung lại có khả năng giữ nước và dinh dưỡng rất tốt nhưng khả năng thoát nước kém đôi khi làm cây bị ngộ độc Do đó, người

ta thường phối trộn các giá thể với các đặc tính bổ trợ nhau để đáp ứng các điều kiện cần thiết cho cây trồng phát triển bình thường

Giá thể trồng có thể được chia thành 4 loại:

 Giá thể vô cơ có nguồn gốc tự nhiên: sỏi, cát

 Giá thể hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên: tro trấu, mạc cưa, bụi xơ dừa,…

 Giá thể vô cơ có nguồn gốc nhân tạo: rockwool, đá perlite,…

 Giá thể hữu cơ có nguồn gốc nhân tạo: polyphenol, polyether, polyvinyl,…

Cát và sỏi là 2 loại giá thể được sử dụng đầu tiên trong phương pháp bán thủy canh Tuy nhiên cả hai giá thể trên đều không có khả năng giữ nước và tạo độ thông thoáng tốt.Hiện nay nhiều giá thể mới đã được nghiên cứu và áp dụng trong canh tác thủy canh Đặc biệt, người ta thường sử dụng các phế phẩm nông nghiệp (bụi xơ dừa, tro trấu, mạc cưa,…) làm chất nền do chi phí đầu tư không cao

I.9.1 Bụi xơ dừa (Coconut Coir)

Bụi xơ dừa có tên thương mại là

Cocopeat, Coco-tek hay Ultrapeat Bụi xơ

dừa được coi là đại diện điển hình cho giá

thể trồng hữu cơ cho các loại cây trồng, do

khả năng giữ nước cũng như tạo sự thông

thoáng tốt Bụi xơ dừa là chế phẩm trong

việc tách xơ dừa ra khỏi vỏ để phục vụ cho

công nghiệp Sau khi được đánh tơi và tiệt

trùng, bụi xơ dừa có thể hạn chế tối đa các

mầm bệnh vùng rễ cho cây trồng Hơn nữa,

bụi xơ dừa rất thuận tiện trong việc đóng

gói để vận chuyển, khả năng làm khô

nhanh và hút ẩm nhanh của bụi xơ dừa

được thường xuyên sử dụng làm giá thể trồng cây

Các thuộc tính vật lý và hóa học của bụi xơ dừa thay đổi phụ thuộc vào nguồn gốc Bụi xơ dừa thường được phối trộn với các vật liệu khác để trồng cây thay thế đất trồng truyền thống Ở Việt Nam, do nằm trong vùng nhiệt đới, nên sản lượng bụi xơ dừa rất lớn Đây là nguồn nguyên liệu phổ biến, giá rẻ phù hợp cho sử dụng sản xuất nông nghiệp quy mô lớn

I.9.2 Trấu

Đây cũng là vật liệu từ phế phẩm nông

nghiệp, được thải ra từ quá trình chà xát lúa

lấy gạo Do Việt Nam là nước nông nghiệp

lúa nước nên sản lượng vỏ trấu thải ra là rất

lớn Vỏ trấu có nhiều hình dạng khác nhau

tùy thuộc vào quá trình xay xát và độ ẩm của

hạt lúa trước khi tách vỏ Trên thị trường có 2

dạng của vỏ trấu là trấu tươi và trấu hun

(được đốt cháy đen) Trấu hun thường phối

trộn với các cơ chất khác và sử dụng thay thế

đất trồng cho cây cảnh hoặc dùng để bón lót

cho cây trồng Trấu tươi thường được sử dụng

tạo độ thông thoáng cho các chất nền trồng cây do đặc tính ít giữ nước và chất dinh

dưỡng, pH gần trung tính, trọng lượng riêng thấp Tỉ lệ phối trộn vào các cơ chất khác tùy thuộc vào điều kiện canh tác và cơ chất phối trộn

I.9.3 Đá Perlite

Được tạo ra từ nung nóng nham

thạch núi lửa, đá Perlite rất nhẹ, xốp

nên có khả năng tạo sự thông thoáng

rất tốt Do đó, đá Perlite thường

được sử dụng làm chất động để tạo

sự thông thoáng cho đất trồng hoặc

các giá thể phối trộn

I.9.4 LECA – Lightweight

Expanded Clay Aggregate

Đây là một dạng đất sét nung ở nhiệt độ cao,

hình dạng viên nhỏ, có tính trơ Cấu trúc bên trong

xốp, nhiều lỗ như tổ ong nên tạo sự thông thoáng

cũng như giữ chất dinh dưỡng rất tốt, thích hợp

cho các mô hình thủy canh và có thể tái sử dụng

nhiều lần Do được nung ở nhiệt độ cao nên LECA

là loại giá thể sạch

I.9.5 Rockwool

Là giá thể được sử dụng rất phổ biến trong

canh tác thủy canh ở các nước trên thế giới, chúng

được làm từ đá bazan nung ở nhiệt độ cao và kéo

thành sợi, đóng gói dưới dạng khối nén Ngoài ra rockwool còn được sản xuất dưới dạng khối vuông nhỏ, hạt, …

I.10 Tình hình sản xuất thủy canh

Từ những thập niên 60-70, thủy canh đã được các trang trại các quốc gia phát triển áp dụng vào sản xuất nông nghiệp thương mại và phổ biến rộng rãi ở những năm thập kỷ 80 với tổng diện tích trên thế giới vào khoảng 5.000-6.000ha Đến những năm đầu thế kỷ 21, diện tích canh tác thủy canh đã tăng lên rất nhiều, vào khoảng 20.000-25.000 ha (2001).Các quốc gia có diện tích sản xuất thủy canh lớn điển hình như Hà Lan, đây là một trong các quốc gia có diện tích lớn (10.000 ha, 2001) và kỹ thuật canh tác thủy canh tiên tiến nhất trên thế giới Ban đầu, hà Lan tập trung sản xuất các loại rau ăn lá và ăn quả, đặc biệt là cà chua cho năng suất cao và tăng thời gian thu hoạch đối với giống cà chua

vô hạn Ngày nay, quốc gia này phát triển sang các loại hoa cắt cành có giá trị cao như tulip, lily, cẩm chướng cho năng suất cao hơn so với canh tác truyền thống

Ngoài ra, các quốc gia khác cũng có diện tích canh tác lớn như Tây Ban Nha (4.000 ha), Canada (2.000 ha), Pháp (1.000 ha), Úc (500 ha) cũng có kỹ thuật canh tác thủy canh rất phát triển và mở rộng ra nhiều đối tượng cây trồng

Tại các nước đang phát triển cụ thể ở Việt Nam điều kiện nghiên cứu cũng như sản xuất rau, quả bằng canh tác thủy canh vẫn còn nhiều hạn chế, hiện chỉ có thể sản xuất ở quy mô hộ gia đình, quy mô nhỏ vừa Tuy nhiên, xu hướng trong tương lại thủy canh sẽ ngày càng được đầu tư nghiên cứu đúng mực và đưa vào sản xuất trên quy mô lớn nhằm giải quyết những nhu cầu thiết yếu của người Việt Nam

I.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng thủy canh.

Hệ thống carbonat không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là chất đệm để giữ nồng độ ion H+ trong môi trường nước ở gần với giá trị trung bình

I.11.2 Ảnh hưởng của độ thoáng khí đến sự hút chất dinh dưỡng.

Khi hô hấp hiếu khí, 50% vật chất oxy hóa được chuyển thành năng lượng, trong khi

đó hô hấp kị khí chỉ 3% vật chất chuyển thành năng lượng Trong đất và nước, việc hấp thu O2 khó, nó phụ thuộc vào cấu trúc của đất, chế độ canh tác, hệ vi sinh vật…Nguồn O2

trong nước là do O2 khuếch tán từ không khí (rất chậm và rất ít) Sự hút chất khoáng đạt mức cao nhất ở môi trường có nồng độ O2 từ 2-3% Khi nồng độ O2 dưới 2% tốc độ hút khoáng giảm, nhưng nếu tăng nồng độ O2 từ 3-100% thì tốc độ hút khoáng cũng không thay đổi

I.11.3 Ảnh hưởng của sự ngập úng đối với hệ rễ.

Sự tích lũy N2, H2S và các khí khác trong đất úng ngập có tác động ức chế hoạt động hút khoáng của hệ rễ Mặc dù mọi thực vật bậc cao cần có nước tự do nhưng nếu quá nhiều nước trong môi trường, rễ cây trên cạn có thể bị tổn hại thậm chí gây chết vì nó ngăn cản sự trao đổi khí di chuyển của oxy và các khí khác, giữa đất và khí quyển Tuy nhiên, những loài ưa nước hoặc những cây đặc trưng cho môi trường đất ngập nước có cấu tạo rễ đặc biệt và có khác biệt cơ bản về sinh hóa học để có thể phát triển tốt ở môi trường ngập nước

Ở những loài thực vật chịu nước, rễ có những tế bào có vách thứ cấp hóa mộc, hóa sube xuất hiện cách đỉnh sinh trưởng rễ vài mm, nhờ đó mà rễ giữ được O2, ngăn không cho O2 khuếch tán ra ngoài (vì trong đất ở môi trường kị khí có thế oxit khử thấp) Ngược lại, ở một số cây nhất là vùng đất phèn, có sự thoát O2 từ rễ ra môi trường, điều này có tác dụng khử độc đối với những hợp chất khử và duy trì một căn cầu oxit hóa Sự oxit hóa Fe2+ thành Fe3+ ở bề mặt rễ và trong vách tế bào có thể tạo ra những kết tụ hydroxit feric trong vùng biểu bì và có chức năng như là nơi thu dọn các kim loại đó

Hiểu biết sự khác biệt này có thể khai thác qua con đường sinh học phân tử chọn giống cây trồng, phát triển nuôi trồng những thực vật mà nó có thể chịu được những thời gian thiếu O2 lâu hơn

I.11.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hút khoáng

Nhiệt độ ảnh hưởng đến quang chu kỳ, nếu nhiệt độ tăng từ 15.5-21.1oC thì độ dài của quang chu kỳ cũng tăng lên Nhiệt độ cao thường làm giảm khả năng đậu quả Khi nhiệt

độ tăng ở một giới hạn hẹp đã làm tăng sự hút các chất dinh dưỡng Nhiệt độ đã ảnh hưởng chủ yếu lên quá trình trao đổi chất, lên quá trình liên kết giữa các phân tử trong chất nguyên sinh với các nguyên tố khoáng

I.11.5 Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự hút khoáng

Ánh sáng ảnh hưởng mạnh đến sự hút khoáng, anhe hưởng mạnh đến khả năng hấp thu NH4-, SO42-, trong khi đó sự hấp thu Ca và Mg ít thay đổi Nhìn chung, tác động của ánh sáng liên quan đến quá trình quang hợp, trao đổi nước và tính thẩm thấu của chất nguyên sinh

I.11.6 Ảnh hưởng của nồng độ và tỉ lệ các nguyên tố khoáng ở môi trường ngoài

đến sự hút khoáng.

Tỉ lệ ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng với cường độ hút khoáng, người ta thấy có 3 hình thức tương quan giữa các ion: đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau

Hiện tượng đối kháng ion là hình thức tương quan phổ biến đối với các cation Quan

hệ đối kháng thể hiện rõ ở các cặp sau:

 Mg2+ và K+, Na+, Ca2+, Mn2+, NH4+

 K+ và NH4 , Mn2+, Pb2+

 Ca2+ và Li+, Na+, NH4 , Fe2+, Mg2+

Hiện tượng đối kháng giữa các anion theo thứ tự sau: Cl- > I- > Br

-Một số căp đối kháng ion như: Cl-, NO3-, PO42-

I.11.7 Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thủy canh

Nấm là loại bệnh nghiêm trọng mà chúng ta gặp phải trong hệ thống này, rất hiếm khi thấy bệnh khi tất cả các phần trong hệ thống được giữ sạch sẽ Các điều kiện vệ sinh là một phương thức điều khiển bệnh lý thực vật tốt nhất

Nếu lượng Mn bị thiếu hụt sẽ làm cây dễ bị nhiễm nấm Co cũng có khả năng đàn áp sựu phát triển của vi khuẩn nhưng nếu tăng lượng Co sẽ gây độc tố cho cây Mn và Zn cũng có khả năng này nhưng ít gây độc hơn Để giảm thiểu sự phát triển của nấm bệnh cần tăng lượng Mn cao hơn mức tối thiểu cần cho cây phát triển

I.11.8 Ảnh hưởng của các giá thể nuôi trồng thủy canh

Giá thể trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải là chỗ dựa cho hệ thống rễ, 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

Có nhiều vật liệu thích hợp có thể sử dụng làm giá thể trong thủy canh Việc lựa chọn một giá thể nào đó phụ thuộc vào ảnh hưởng của các yếu tố bao gồm giá tiền, hiệu quả, cân nặng, tỉ lệ xốp, khả năng chống lại sự phân hủy, tính trơ, khả năng giữ nước, tính đồng đều và bền vững, có độ vô trùng cao, bền và có khả năng tái sử dụng được Giá thể phải không chứa các vật liệu gây độc có thể ảnh hưởng độc hại tới môi trường dinh dưỡng, và cả độ pH của môi trường Rễ cây phải dễ dàng tách ra khỏi giá thể trồng