Trang 1 So sánh hệ thống canh tác thủy canh và khí canh để sản xuất củ khoai tây cỡ nhỏTừ khóa bổ sung; trong nuôi cấy Vitro.. Những thuận lợi và vấn đề có thể xảy ra với hệthống khí can
So sánh hệ thống canh tác thủy canh khí canh để sản xuất củ khoai tây cỡ nhỏ Từ khóa bổ sung; ni cấy Vitro vi nhân giống, khoai tây giống, thu hoạch lặp lặp lại Bản tóm tắt Hai hệ thống canh tác khác khí canh thủy canh nhà kính so sánh trình sản xuất củ khoai tây cỡ nhỏ Cây trồng hệ thống khí canh cho thấy tăng trưởng sinh dưỡng tăng lên hình thành củ bị trì hỗn chu kỳ sinh dưỡng kéo dài khoảng bảy tháng sau cấy Vì vào năm 1999, hệ thống thủy canh đạt hai chu kỳ sản xuất có với Hệ thống khí canh Tuy nhiên so với tổng sản lượng thủy canh suất củ hệ thống khí canh cao gần 70% số lượng củ cao gấp lần Trọng lượng củ trung bình giảm 33% hệ thống khí canh Những thuận lợi vấn đề xảy với hệ thống khí canh để sản xuất củ mini thảo luận Giới thiệu Sản xuất khoai tây giống chủ yếu dựa vào củ siêu nhỏ in vitro sau sản xuất củ nhỏ hệ ex vitro (Ranalli 1997) Củ mini sản xuất sau thích nghi với khí hậu từ trồng với mật độ cao nhà kính luống (Wiersema et al 1987) thùng chứa (Jones, 1988) cách sử dụng hỗn hợp giá thể khác chí nuôi trồng thủy canh (Muro et al 1997) Lommen (1995) trình bày kỹ thuật sản xuất thay cho loại củ nhỏ sử dụng mật độ cao thu hoạch lặp lặp lại loại củ nhỏ không phá hoại cách nhấc cẩn thận khỏi hỗn hợp đất trồng lại sau thu hoạch Những kỹ thuật cho phép sản xuất loại củ nhỏ có kích thước lý tưởng số lượng củ tăng lên đáng kể tổng suất lại giảm Trong nghề làm vườn đại kỹ thuật sản xuất không cần đất khác Kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFL Cooper, 1979) khí canh (Peterson et al 1968) phát triển Kỹ thuật ni cấy khí canh thiết bị tùy chọn phương pháp nuôi cấy khơng cần đất mơi trường kiểm sốt tăng trưởng nhà kính Phương pháp bao gồm việc đặt Hệ thống rễ buồng tối cung cấp dung dịch nước chất dinh dưỡng khoáng thiết bị phun sương Kỹ thuật áp dụng thành cơng để sản xuất lồi trồng khác bao gồm rau diếp (Cho cộng sự, 1996; Gysi & von Allmen, 1997; He & Lee, 1998), cà chua (Biddinger cộng sự, 1998), dưa chuột (Park et al., 1997) loại cảnh hoa cúc (Molitor et al al., 1999) trạng nguyên (Scoggins & Mills, 1998) Mặc dù ngày có nhiều quan tâm đến phương pháp nuôi trồng không cần đất sản xuất trồng trọt thương mại có thông tin khoai tây Công việc trước cho thấy kết tốt với NFT sản xuất củ khoai tây (Wheeler et al 1990; Wan et al 1994) Tuy nhiên, hình thành củ mơi trường dinh dưỡng khơng có mơi trường rắn so với mơi trường xốp ( ví dụ đá trân châu vermiculite) Sự ức chế hình thành củ đá ngâm dung dịch hậu việc thiếu lực cản học (Vreugdenhil & Struik, 1989) Gần đây, hệ thống khí canh để sản xuất khoai tây giống thiết lập thành công Hàn Quốc (Kang, 1996 a,b : Kim cộng 1997, 1999) điều kiện nhiệt đới cận nhiệt đới Theo kết thuận lợi mà Lommen (1995) thu Đối với việc thu hoạch lặp lặp lại xem xét đặc điểm ni cấy khí canh, kết hợp hai kỹ thuật dường đặc biệt hữu ích cho việc sản xuất củ nhỏ khoai tây Trong báo này, mô tả phương pháp sản xuất củ nhỏ phương pháp khí canh trình bày kết so sánh chương trình sản xuất truyền thống luống nhà kính sử dụng phương pháp thủy canh Nguyên liệu phương pháp Chuẩn bị Cây giống địa phương Nagore sản xuất in vitro theo Espinoza et al (1984) từ nút chép môi trường Murashige-Skoog tiêu chuẩn (Murashige & Skoog, 1962) Sau bước nhân giống cuối cùng, đốt nuôi cấy điều kiện không vô trùng giấy lọc ngâm với môi trường khơng có thạch đường để kích thích hình thành rễ Các nút rễ chuyển sau đến ngày sang khay chứa hỗn hợp 60% cỏ trắng 40% cỏ đen có bổ sung phân bón làm chất Cây làm thích nghi tuần điều kiện ẩm ướt có che phủ nhựa tái sinh ba tuần thành khoai tây nhỏ cao từ đến cm Nguyên liệu thực vật nguyên liệu ban đầu cho thử nghiệm Hai hệ thống canh tác (thủy canh nhà kính khí canh) thử nghiệm so sánh Hệ thống thủy canh Hai chu kỳ sản xuất thực năm 1999 gần Vitoria miền Bắc Tây Ban Nha Một từ ngày tháng đến ngày 29 tháng lần thứ hai từ ngày 15 tháng đến ngày 10 tháng 11 Nhiệt độ trì từ 18 đến 22 C hệ thống làm mát/sưởi ấm Cây phát triển điều kiện ánh sáng tự nhiên không cần cung cấp thêm ánh sáng Những khoai tây nhỏ trồng không rửa rễ vào luống nhà kính có chứa đá trân châu (Agroperl) Độ sâu chất khoảng 30 cm Mật độ trồng 10x10 cm Dung dịch dinh dưỡng (pH 6,5, EC=mS cm , NO - , SO -, H PO 4- , Cl - , Ca 2+ , Mg 2+ , NH + , Na + chất vi lượng) cung cấp cần thiết cách sử dụng tưới nhỏ giọt Phương pháp điều trị thuốc diệt nấm thuốc trừ sâu áp dụng thích hợp Sau 16 tuần, gần hoàn thành chu kỳ sinh dưỡng, bị tiêu hủy thuốc diệt cỏ tổng số (Paraquat) củ được thu hoạch tuần sau Bốn vùng đại diện pf Irn2 (100 cây) chọn luống nhà kính thu hoạch riêng Số lượng củ suất củ ghi lại cho lần lặp lại Ngay sau thu hoạch, khoai tây nhỏ trồng luống nhà kính Cây trồng điều kiện giống hệt thu hoạch mô tả trước Khí canh : Ni cấy khí canh thực nhà kính sáu thùng kín (cao 60 cm, rộng 45 cm, sâu 85 cm) có bảng điều khiển phía trước tháo rời để điều khiển thu hoạch Cây nhỏ thích nghi cv Nagore trồng vào ngày tháng cách cố định chúng lên hộp lưới nhựa đá trân châu sử dụng để bịt kín lưới Bằng cách này, tán nhỏ phát triển ánh sáng rễ, thân củ phát triển bóng tối hồn tồn thùng chứa Mật độ trồng 10x10 cm với tổng số 36 cây/thùng Nước yếu tố dinh dưỡng cung cấp dung dịch dinh dưỡng ni trồng thủy canh Với mục đích này, bốn vòi phun sương (4 1/h) nằm đáy thùng phun dung dịch dinh dưỡng 10 phút lần giây vào phần bên hộp để giữ ẩm cho rễ Dung dịch dinh dưỡng dư tái chế Hình Tơi trình bày thiết bị khí canh Với trồng Vì đạt đến độ cao đáng kể q trình phát triển nên cần phải đóng cọc dây ruy băng Các phương pháp xử lý kiểm dịch thực vật tương tự áp dụng hệ thống thủy canh Củ thu hoạch nhiều lần tổng cộng lần (Bảng l) Tiêu chí thu hoạch phải loại bỏ tất củ có chiều dài lớn 15 đến 20 mm Ở lần thu hoạch cuối cùng, tất củ lớn mm xem xét Vụ thu hoạch vào ngày tháng củ đủ kích thước có Khoảng thời gian thu hoạch khoảng tháng sau rút ngắn lại tăng sản lượng phát triển củ (Bảng l) Số lượng củ tổng sản lượng ghi nhận lần hộp Sau lần thu hoạch, cố định lại lưới cao su thấp khoảng đến cm, phép st010n hình thành củ Xử lý liệu phân tích thống kê Phân tích phương sai thực SAS, Proc GI™M (Viện SAS, 1989) Kết Cây khoai tây luống nhà kính đạt chiều cao cuối từ 90 đến 110 cm hệ thống khí canh đạt tổng chiều cao ISO tới 180 cm Sự tăng trưởng sinh dưỡng thực vật hệ thống khí canh quan sát thấy hệ thống rễ chiều dài thân (dữ liệu không hiển thị) Cũng dự kiến, luống hoàn thành chu kỳ sinh học khoảng bốn tháng sau cấy khí canh tiếp tục phát triển hình thành chồi từ chồi bên Đôi quan sát thấy tăng trưởng thứ cấp, đơi dẫn đến hình thành thân với củ bổ sung Cây trồng mơi trường khí canh kết thúc chu kỳ khoảng bảy tháng sau cấy Hình.1 Hệ thống khí canh: A) thùng chứa khí canh rỗng có vịi phun sương ống nối, B) thích nghi phát triển hệ thống khí canh, C) khoai tây phát triển đầy đủ, D) thu củ nhỏ Kết thông số suất đo thể Bảng l Tổng cộng có 4,9 củ thu hai chu kỳ với thủy canh Tổng sản lượng đạt khoảng 65,3 g/cây trọng lượng củ trung bình tương ứng 13,3 g Trọng lượng tương ứng với cấp độ 40—45 mm tính cv Nagore có củ dài Với số hình thức từ 1,8 đến 2,2 (dài/rộng) Trong chu kỳ sản xuất suất cao với số lượng củ giảm nhẹ thu củ lớn đáng kể Mặc dù thuộc hệ thống thủy canh trồng trước hai tháng, q trình hình thành củ phát triển củ Hệ thống khí canh bị trì hỗn thấy Bảng 1, ba ngày thu hoạch Sự phát triển phận không ban đầu ưa chuộng Sản lượng vụ thu hoạch liên tiếp tăng lên trình phát triển giảm già Sau giai đoạn đầu hình thành củ chậm , số lượng củ tạo lớn Tổng sản lượng đạt đỉnh cao số lượng củ có kích thước nhỏ tăng lên sau tháng phát triển (ngày thu hoạch thứ ) Tổng sản lượng củ thu 109,9 g, trung bình có 12,4 củ với trọng lượng củ trung bình 8,9 g (loại 30—35 mm) So sánh với lần thu hoạch hệ thống thủy canh số lượng củ tổng sản lượng cao gấp ba đến bốn lần Để so sánh hai hệ thống coi năm khoảng thời gian làm việc hiệu Do đó, số lượng củ sản lượng tổng hợp hai chu kỳ sản xuất hệ thống thủy canh so sánh với tổng số củ suất hệ thống khí canh phương pháp phân tích phương sai, Ảnh hưởng hệ thống canh tác có ý nghĩa tất thông số suất phân tích ( Bảng I) So với tổng sản lượng thủy canh, suất củ Hệ thống khí canh cao gần 70% số lượng củ cao 2,5 lần Tuy nhiên, trọng lượng củ trung bình hệ thống khí canh lại thấp 33% Nghiên cứu trước cho thấy hành vi sau thu hoạch củ dường giống hai hệ thống sản xuất (dữ liệu chưa công bố) Củ trồng khí canh cho thấy số lượng đậu lăng mở tăng lên điều kiện độ ẩm cao hệ thống Tuy nhiên bảo quản điều kiện thích hợp khơng tìm thấy khác biệt mặt bảo quản (% củ thối: tốc độ cường độ nảy mầm) Khi trồng nhà kính Hoặc ngồi đồng, khơng có khác biệt rõ ràng phát triển suất củ quan sát so với củ giống thủy canh (kết không hiển thị) Cuộc thảo luận Các hệ thống canh tác không cần đất thường sử dụng trồng trọt có nhiều ưu điểm so với sản xuất đất Thủy canh dẫn đến suất cao (Resh, 1978; FAO 1990) Gysi & von Allmen (1997) nhận thấy cà chua trồng NFT khí canh có suất cao so với trồng đất Trong thí nghiệm trước đây, Hệ thống thủy canh tỏ thuận tiện Hệ thống nhân giống truyền thống sử dụng hỗn hợp cát đậu phân khoáng (dữ liệu chưa công bố) Những phát xác nhận phát Muro et al (1997), người tăng suất số lượng củ phương pháp thủy canh Hơn nữa, phương pháp thủy canh cho chất lượng cao sớm từ tuần đến tháng (Morard 1995) tránh số mầm bệnh đất đặc tính vật lý hóa học khơng phù hợp đất, đồng thời tối ưu hóa suất trồng cách tăng cường khả sử dụng nước khoáng chất mơi trường rễ Tuy nhiên, kỹ thuật khí canh Tối ưu hóa việc thơng khí cho rễ chắn yếu tố dẫn đến tăng suất so với hệ thống thủy canh cổ điển (Soffer & Burger 1988) Cho cộng (1996) quan sát thấy cà chua bi tăng trưởng suất tăng lên phương pháp khí canh so với phương pháp thủy canh cổ điển Trong nghiên cứu Sự tăng trưởng sinh dưỡng khoai tây tăng lên trình hình thành củ bị chậm lại quan sát thấy hệ thống khí canh so với thủy canh, điều nguồn cung cấp nitơ không giới hạn hệ thống khí canh Kang cộng (1996a) trình bày quan sát tương tự nguồn cung cấp N tăng lên dung dịch dinh dưỡng khoai tây trồng phương pháp khí canh Hơn nữa, Vreugdenhil & Struik (1989) phát khởi đầu củ cần phải ngừng phát triển thân cây, điều liên quan đến trình tổng hợp ethylene Sự chậm trễ trình tạo củ quan sát thấy mơi trường st010n không tạo áp lực học (Lugt et al 1964) Điều xảy môi trường ni cấy khí canh, nơi rễ phát triển khơng khí mà khơng có lực cản học Hơn nữa, chiều dài bia tăng lên thu nghiên cứu ủng hộ giả thuyết Những quan sát trước cho thấy bóng tối tuyệt đối cần thiết cho hình thành củ mặt khác, với lượng ánh sáng tối thiểu thân phát triển nhỏ bị tẩy trắng không xảy hình thành củ Tuy nhiên, việc nhổ tay sau lần thu hoạch cần thiết để tăng cường hình thành thân Với củ Hành vi tương tự quan sát thấy thử nghiệm thu hoạch lặp lặp lại Of Lornmen (1995) Ai trồng lại sâu sau vụ thu hoạch trước Số lượng củ suất hệ thống thủy canh thuận lợi nằm phạm vi mong đợi So sánh với kết thu Muro et al (1997), sản xuất xét theo số lượng củ suất trọng lượng củ trung bình cao hơn, mật độ cao sử dụng nghiên cứu Tuy nhiên, với hệ thống khí canh để sản xuất củ mini Với việc thu hoạch lặp lặp lại, chúng tơi tăng suất đặc biệt số lượng củ có hai chu kỳ sản xuất năm Với phương pháp thủy canh (Bảng I) Điều sẵn có chất dinh dưỡng cải thiện chủ yếu canxi, cần thiết cho trình hình thành củ st010n (Balamani cộng sự, 1986), việc loại bỏ củ lớn chiếm ưu Điều cho phép hình thành củ phát triển củ có (Lommen, 1995) Hơn nữa, số lượng củ có mối tương quan thuận với diện tích số lượng củ non (Kahn cộng 1983), điều phương pháp ni cấy khí canh, nơi khoai tây cho thấy khả sinh trưởng sinh dưỡng cao Sử dụng hệ thống thu hoạch lặp lặp lại Lommen (1995) thu tới 3500 củ có kích thước nhỏ mm) sử dụng mật độ cao lên tới plantOm2 Tuy nhiên điều kiện khí hậu nơng nghiệp địa phương chúng tơi địi hỏi củ nhỏ lớn để đạt suất chấp nhận trồng đất nặng cánh đồng địa phương Điều đặc biệt quan trọng điều kiện thời tiết khơ khơng có nước tưới Hơn so sánh với Lommen (1995) tổng sản lượng củ tăng lên hệ thống khí canh chúng tơi tránh tượng hư hại rễ nâng lên trồng lại Hành vi sau thu hoạch tương tự củ từ hai hệ thống sản xuất phù hợp Với kết Kim et al (1999), người không tìm thấy khác biệt đặc tính sinh trưởng hình thành củ củ giống thu từ khí canh so với củ giống bình thường Kỹ thuật thu hoạch khí canh thuận tiện và thu hoạch lặp lặp lại mang lại khả thu củ có kích thước mong muốn Tuy nhiên, nhiều khía cạnh kỹ thuật phải nghiên cứu để tối ưu hóa hệ thống Ví dụ, chúng bao gồm nghiên cứu dung dịch dinh dưỡng thích hợp, mật độ trồng, số vụ thu hoạch khoảng thời gian thu hoạch, tất tương tác có yếu tố sản xuất Về khoảng thời gian thu hoạch Kim et al (1997) nhận thấy suất cao thu với khoảng thời gian ngắn 10 ngày Hơn Kim (1999) cải thiện suất cách tăng cường độ ánh sáng làm giàu C02 Các khía cạnh khác cần xem xét bao gồm khả tự động hóa Đại diện cho quy trình sử dụng nhiều lao động chi phí hệ thống chúng tơi Ví dụ việc trồng thu hoạch thủ công nhổ bỏ sau lần thu hoạch Hơn nữa, để giới thiệu hệ thống khí canh cho sản xuất củ mini quy mô lớn, việc đánh giá kinh tế cần thiết phương pháp ni cấy khơng cần đất đặc biệt khí canh bộc lộ số nhược điểm sản xuất công nghiệp: thiếu khả đệm nước hóa chất phải bù đắp Hệ thống an ninh (báo động máy bơm) chi phí sở hạ tầng cao cơng nghệ cao tổ chức chuyên biệt người trồng trọt Các kết trình bày dẫn đến kết luận khí canh hệ thống thích hợp để sản xuất củ khoai tây cỡ nhỏ điều kiện khí hậu ơn đới giống vùng nhiệt đới (Kang cộng 1996a)