Nghiên cứu giá thể và phân bón cho xà lách trồng ở hệ thống bè nổi bấc đèn trên mặt nước tại thừa thiên huế

Hàm lượng axit hữu cơ, hàm lượng vitamin C, hàm lượng chất xơ, làmlượng diệp lục và dư lượng nitrat của cây xà lách ở các tổ hợp phân bón và giá thểkhác nhau trồng trên hệ thống bè nổi b

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện, các sốliệu sơ cấp, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được công bốtrong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn đều đã đượcchỉ rõ nguồn gốc

Huế, ngày 20 tháng 7 năm 2015

Tác giả luận văn

Lê Thị Thu Thảo

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi cònnhận được sự giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân Nhân đây, cho phép tôi được tỏlòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trong khoa Nông học trường đại họcNông Lâm Huế đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm trong toàn khóa học.Đặc biệt, tôi xin gởi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo TS Lê Như Cương

đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thựchiện đề tài cũng như việc hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, xin gởi lời cám ơn tới gia đình và bạn bè đã quan tâm giúp đỡ,động viên tôi trong suốt thời gian qua

Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian và kinh nghiệm thực tế nên khôngtránh khỏi những sai lầm và thiếu sót Kính mong nhận được sự giúp đỡ chân thànhcủa các thầy cô và bạn bè để luận văn này được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cám ơn

Huế, ngày 20 tháng 7 năm 2015

Học viên

Lê Thị Thu Thảo

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

BẢNG CHÚ GIẢI NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

4 Những điểm mới của đề tài 2

5 Phạm vi nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Giới thiệu chung về cây xà lách 3

1.1.1 Nguồn gốc 3

1.1.2 Phân loại 3

1.1.3 Đặc điểm thực vật học 4

1.1.4 Yêu cầu sinh thái của rau xà lách 4

1.1.5 Giá trị của cây xà lách 5

1.1.6 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xà lách trên Thế giới và Việt Nam 8

1.2 Tổng quan về phân bón cho xà lách 10

1.2.1 Các loại phân bón 10

1.2.2 Các nghiên cứu về phân bón cho xà lách 12

1.3 Tổng quan về giá thể cho cây xà lách 14

1.4 Tổng quan về hệ thống thủy canh 20

1.4.1 Khái niệm về thủy canh 20

1.4.2 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt 20

1.4.3 Lịch sử phát triển thủy canh 21

1.4.4 Phân loại hệ thống thủy canh 23

1.4.5 Hệ thống thủy canh bấc đèn sử dụng trong thí nghiệm 23

1.5 Tổng quan về các hệ thống trồng cây trên bề mặt nước 24

1.5.1 Giới thiệu về hệ thống bè nổi trồng cây trong thí nghiệm 24

1.5.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hệ thống bè nổi 25

1.6 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 26

1.6.1 Cơ sở khoa học của đề tài 26

1.6.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài 27

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 29

2.2 Nội dung nghiên cứu 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.1 Các công thức và phương pháp bố trí thí nghiệm 29

2.3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 30

2.4 Quy trình kĩ thuật trồng và chăm sóc 34

2.5 Phương pháp xử lí số liệu 35

2.6 Điều kiện khí hậu thời tiết 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Một số tính chất lý hóa của giá thể 38

3.2 Các chỉ tiêu về sinh trưởng của cây xà lách thí nghiệm 39

3.2.1 Ảnh hưởng của phân bón và giá thể đến chiều cao cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn 39

3.2.2 Ảnh hưởng của phân bón và giá thể đến số lá và chỉ số diện tích lá cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn 42

3.2.3 Ảnh hưởng của phân bón và giá thể đến đường kính tán cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn 47

3.3 Ảnh hưởng của phân bón và giá thể đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng

suất cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc 49

3.4 Một số chỉ tiêu về chất lượng rau 53

3.5 Ảnh hưởng của phân bón và giá thể đến tình hình sâu bệnh hại trên cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn 57

3.6 Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón và giá thể cho xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn 59

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

Kết luận 62

Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 68

BẢNG CHÚ GIẢI NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

AVRDC : Trung tâm nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á

KHCN&MT : Khoa học công nghệ và môi trường

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của xà lách trong 100g ăn được ở Mỹ, Ấn Độ và

Việt Nam 6

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng rau ở các châu lục trên thế giới năm 2013 8

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng rau ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2013 10

Bảng 2.1 Các công thức thí nghiệm 30

Bảng 2.2 Diễn biến khí hậu thời tiết vụ Xuân năm 2015 36

Bảng 3.1 Khối lượng riêng và khả năng chứa giữ nước của các loại giá thể 38

Bảng 3.2 Các đặc tính của các loại giá thể dùng trong thí nghiệm 39

Bảng 3.3.a Chiều cao cây xà lách sử dụng các loại phân bón và giá thể khác nhau tại các kỳ điều tra sau trồng (cm) 40

Bảng 3.3.b Chiều cao cây xà lách thí nghiệm ở tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau trên hệ thống bè nổi bấc đèn tại một số kỳ điều tra sau trồng (cm) 41

Bảng 3.4.a Số lá cây xà lách sử dụng các loại phân bón và giá thể khác nhau tại các kỳ điều tra sau trồng (lá/cây) 43

Bảng 3.4.b Số lá cây xà lách thí nghiệm ở tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau trên hệ thống bè nổi bấc đèn tại một số kỳ điều tra sau trồng (lá/cây) 44

Bảng 3.5.a Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá xà lách thí nghiệm với loại phân bón và giá thể khác nhau trổng ở hệ thống bè nổi bấc đèn 45

Bảng 3.5.b Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá xà lách thí nghiệm với các tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau trổng ở hệ thống bè nổi bấc đèn 46

Bảng 3.6.a.Đường kính tán cây xà lách sử dụng các loại phân bón và giá thể khác nhau tại các kỳ điều tra sau trồng (cm) 48

Bảng 3.6.b Đường kính tán cây xà lách thí nghiệm ở tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau trên hệ thống bè nổi bấc đèn tại một số kỳ điều tra sau trồng (cm) 49

Bảng 3.7.a Các yếu tố cấu thành năng suất cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấc đèn với các loại phân và giá thể khác nhau 50

viiiBảng 3.7.b Các yếu tố cấu thành năng suất cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổibấc đèn với các tổ hợp phân và giá thể khác nhau 51Bảng 3.8.a Hàm lượng axit hữu cơ, hàm lượng vitamin C, hàm lượng chất xơ, làmlượng diệp lục và dư lượng nitrat của cây xà lách ở các loại phân và giá thể khácnhau trồng trên hệ thống bè nổi bấc đèn 54Bảng 3.8.b Hàm lượng axit hữu cơ, hàm lượng vitamin C, hàm lượng chất xơ, làmlượng diệp lục và dư lượng nitrat của cây xà lách ở các tổ hợp phân bón và giá thểkhác nhau trồng trên hệ thống bè nổi bấc đèn 55Bảng 3.9.a.Tình hình sâu bệnh hại trên cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấcđèn ở các loại phân bón và giá thể khác nhau 58Bảng 3.9.b Tình hình sâu bệnh hại trên cây xà lách trồng bằng hệ thống bè nổi bấcđèn ở các tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau 59Bảng 3.10 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân và giá thể cho xà lách trồng trên

hệ thống bè nổi bấc đèn 61

DANH MỤC CÁC HÌNH VE

Hình 1.1 Sơ đồ mặt cắt ngang của hệ thống thủy canh bấc đèn 23

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống bè nổi bấc đèn 25

Hình 1.3 Hệ thống bè nổi ở Bangladesh 26

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 30

Hình 3.1 Năng suất thực thu xà lách ở các tổ hợp phân bón và giá thể khác nhau trồng trên hệ thống bè nổi bấc đèn 53

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rau là thực phẩm thiết yếu trong các bữa ăn hàng ngày của con người Trong

nhiều loại rau ăn tươi, xà lách (Lactuca sativar L.) là loại rau ăn lá có nhiều chất

dinh dưỡng như vitamin, protein, lipit, chất xơ, và các chất khoáng Xà lách cungcấp một lượng calo tương đối cao cho cơ thể con người Bên cạnh đó, xà lách cótác dụng giải nhiệt, kích thích tiêu hóa, trị ho, suy nhược thần kinh, táo bón, thấpkhớp Xà lách quyết định chất lượng hỗn hợp rau và tính ngon miệng nên đượcngười tiêu dùng ưa chuộng, khả năng tiêu thụ xà lách quanh năm rất lớn (Lê ThịKhánh, 2009) Thông thường xà lách được trồng trên đất, tuy nhiên việc trồng xàlách tại Thừa Thiên Huế trong mùa khô tương đối gặp khó khăn do không đủnguồn nước tưới cung cấp cho cây, dẫn đến sản lượng bị sụt giảm Việc đưa cây xàlách vào nghiên cứu trồng trên hệ thống tài nguyên mặt nước sẽ mở ra tiềm năngtăng sản lượng cây xà lách, đặc biệt là vào mùa khô để cung cấp cho thị trường

Tài nguyên mặt nước là một trong những loại tài nguyên tự nhiên phổ biếntại Việt Nam Loại tài nguyên này được định nghĩa là diện tích trên bề mặt nước có

ở các ao hồ, sông suối, hay là tại các vùng trũng bị ngập úng lâu ngày như khu vựcMiền Tây Nam bộ Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10 km trở lên,trong đó có 109 sông chính Toàn quốc có 16 lưu vực sông với diện tích lưu vựclớn hơn 2.500 km2, 10/16 lưu vực có diện tích trên 10.000 km2 Tổng diện tích cáclưu vực sông trên cả nước lên đến trên 1.167.000 km2, trong đó, phần lưu vực nằmngoài diện tích lãnh thổ chiếm đến 72% Tổng lượng nước mặt của các lưu vựcsông trên lãnh thổ Việt Nam khoảng 830 - 840 tỷ m3/năm (Báo cáo môi trườngquốc gia, 2012) Một điều quan trọng là nguồn tài nguyên này sẽ tăng lên cùng vớiquá trình biến đổi khí hậu toàn cầu Để tận dụng diện tích mặt nước trong trồng trọt

có nhiều kỹ thuật khác nhau như lựa chọn các đối tượng thực vật trôi nổi, thủy canhbấc đèn

Thủy canh bấc đèn là một trong những hệ thống thủy canh đơn giản Nguyên

lý của hệ thống này là sử dụng một loại vải bấc để thấm hút nước và và dinh dưỡng

từ thùng chứa lên cung cấp cho giá thể chứa trong khay đựng giá thể Cây sẽ được

trồng vào trong giá thể và hút trực tiếp nước, dinh dưỡng từ giá thể (Ferrarezi và cs., 2012) Hệ thống bè nổi bấc đèn được cải tiến dựa trên nguyên lý hoạt động của

hệ thống thủy canh bấc đèn gồm 2 phần: phần dưới là ống nước để giúp cho bè nổitrên mặt nước, phần trên là khay chậu để đựng giá thể trồng cây, đó có thể là thùngxốp, khay nhựa hoặc thau chậu; sợi bấc được nối từ khay chậu và thõng xuống

xinước để hút nước trực tiếp Việc canh tác trên hệ thống tài nguyên mặt nước khôngđơn giản như việc trồng trên đất Kỹ thuật này đòi hỏi phải sử dụng các loại giá thể

có khả năng giữ ẩm và thông thoáng khí đồng thời phải nhẹ để giảm trọng lực chokhung đỡ Bên cạnh đó, việc bón phân cho cây khi trồng trên mặt nước cũngthường tốn công hơn do đó đòi hỏi phải lựa chọn được loại phân bón thích hợpgiúp cây sinh trưởng phát triển tốt và đạt năng suất cao

Xuất phát từ vấn đề trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu giá thể và phân bón cho xà lách trồng ở hệ thống bè nổi bấc đèn trên mặt nước tại Thừa Thiên Huế”.

2 Mục đích của đề tài

Tìm ra được loại giá thể, công thức phân bón phù hợp cho cây xà lách làm

cơ sở xây dựng quy trình trồng xà lách trên hệ thống bè nổi bấc đèn tại Thừa ThiênHuế và các vùng có điều kiện tương đồng

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Đề tài góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu về ảnh hưởng của một số loại giáthể và phân bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây xà lách trồng trên hệthống bè nổi bấc đèn

- Góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo về hướngcanh tác bè nổi bấc đèn cho các đối tượng cây trồng khác ngoài cây xà lách

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài hoàn thành sẽ giúp sử dụng có hiệu quả tài nguyên mặt nước hiện naytại Thừa Thiên Huế để trồng rau xà lách và các loại cây trồng khác cung cấp cho thịtrường địa phương và có thể mở rộng đến các vùng có điều kiện tương tự

4 Những điểm mới của đề tài

- Xác định được loại giá thể và phân bón phù hợp cho việc trồng xà lách trênmặt nước bằng hệ thống bè nổi bấc đèn

- Góp phần xây dựng quy trình kỹ thuật cho việc trồng xà lách và các loạicây trồng khác trên mặt nước, đây là hướng canh tác mới có nhiều triển vọng trongtương lai

5 Phạm vi nghiên cứu

Địa điểm thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành trung tâm nghiên cứu đôthị xanh, phường Hương Sơ thành phố Huế từ tháng 1 năm 2015 – đến tháng 5năm 2015

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu chung về cây xà lách

1.1.1 Nguồn gốc

Tên xà lách (tên Việt Nam) xuất phát từ sự phát âm tiếng Salad trong tiếnganh, từ Salad dùng để chỉ một hỗn hợp rau ăn sống và họ dùng từ Lettuce để chỉcây xà lách Tuỳ theo dòng, loại, hình thức cuộn của lá hoặc đặc điểm hình dạng,thương hiệu, nhiều địa phương có những tên kèm theo như: xà lách búp, xà láchcuộn, xà lách Hải Phòng, xà lách Đại Địa, xà lách hai mũi tên đỏ

Theo Ryder và Whitaker xà lách có nguồn gốc từ Địa Trung Hải được cácnhà truyền đạo, các thương nhân du nhập khắp thế giới, người ta đã tìm thấy dấuhiệu tồn tại của xà lách vào khoảng 4500 năm TCN qua các hình khắc trên mộ cổ ở

Ai Cập, xà lách đã nhanh chóng du nhập vào các nước láng giềng và lan rộng ra tất

cả châu lục

1.1.2 Phân loại

Xà lách thuộc ho cúc, chi Lactuca, có số lượng NST 2n = 18, có nhiều loại

xà lách hoang dại được sử dụng như nguồn chống sâu bệnh Xà lách là thực vậtthượng đẳng, có đơn vị phân loại

Giống xà lách : Lactuca sativa L

Xà lách được phân thành 4 loài:

- Lactuca sativa: Là loài thông dụng nhất, có nhiều dạng khác nhau, năng

suất cao, ngon, được nhiều người ưa thích và được trồng rộng rãi nhiều nơi

- Lactuca serroila: loài này có hạt rất nhỏ, mầm hình thành ngay ở thân Lá

tương đối rộng, nằm ngang, có thể có răng cưa ở mép lá và bản lá giống hình cánhhoa hồng

- Lactuca saligna: gần giống loại hình trên về hình thái nhưng bản lá trải

ngang và có răng cưa

- Lactuca virosa: có hạt to và phẳng, lá có màu xanh lục nhạt có cả dạng hai năm và hằng năm Mỗi loài có 2n = 18 NST, Sativa L và Serriola L giao phấn tự nhiên với nhau và có thể được xếp cùng một loài giống nhau, Saligna L và Serriola L khác nhau rõ rệt.

1.1.3 Đặc điểm thực vật học

- Bộ rễ: Rễ xà lách thuộc loại rễ chùm, phân bố chủ yếu ở tầng đất 0 – 20

cm, tuy nhiên bộ rễ có thể nhìn thấy hai phần: Rễ cọc và rễ thẳng, khá phát triểnlàm nhiệm vụ giữ cây, bám vào đất được chắc ngoài ra còn làm nhiệm vụ hút nước

và dinh dưỡng nuôi cây Trên rễ cọc có rất nhiều rễ phụ giúp cây bám đất, hútnước, dinh dưỡng Nhìn chung xà lách có bộ rễ phát triển mạnh và nhanh

- Thân: Thân xà lách thuộc thân thảo, là nơi kết nối giữa thân và lá, chuyểnhóa chất khoáng do bộ rễ hút và chất hữu cơ do bộ lá tổng hợp nuôi cây Thân xàlách rất giòn, trên thân có dịch màu trắng sữa, thời gian đầu phát triển rất chậmnhưng giai đoạn sau khi cây đạt cao nhất về sinh khối trở nên thân phát triển rấtnhanh và bắt đầu ra hoa

- Lá: Xà lách có số lượng lá lớn, lá sắp xếp trên thân hình xoắn ốc, lúc dầumật độ lá rất dày, giai đoạn sau mật độ lá thưa dần, lá ngoài có màu xanh đến xanhđậm, lá trong xanh nhạt đến trắng ngà Các lá phía trong giòn, dầy, có chất dinhdưỡng cao Bề mặt lá không phẳng mà lồi lõm, gấp khúc do đặc tính di truyền, lálàm nhiệm vụ chủ yếu là tổng hợp các chất hữu cơ để nuôi cây

- Hoa: Chùm hoa dạng đầu có số lượng hoa rất lớn, các hoa nhỏ duy trì chặtchẽ với nhau trên một đế hoa, với 5 đài hoa, 4 nhị và 2 lá nõn Độ tự thụ phấn củahoa rất cao Hạt phấn và nõn luôn có độ hữu thụ rất cao

Công thức cấu tạo của hoa: K5C(5)A5G(5).

- Quả và hạt: Quả xà lách thuộc loại quả bế đặc trưng Hạt không có nội nhũ,hạt hơi dài và dẹt, màu vàng nâu, độ nảy mầm tương đối cao, đạt 80 – 90%

1.1.4 Yêu cầu sinh thái của rau xà lách

Đối với xà lách tùy giống mà có thể yêu cầu điều kiện ngoại cảnh khác nhau

và đều phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Yêu cầu về nhiệt độ: Xà lách có nguồn gốc vùng ôn đới, ưa nhiệt độ thấp,tuy nhiên trong quá trình trồng trọt, chọn lọc và thuần hóa, ngày nay cây xà lách có

xivthể trồng trên nhiều vùng khí hậu khác nhau như nhiệt đới, cận nhiệt đới…, nhiệt

độ phù hợp cho cây sinh trưởng và phát triển tốt nhất là 13 – 160C, nhiệt độ chênhlệch ngày và đêm rất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của xà lách Nhiệt

độ chênh lệch ngày và đêm thích hợp là 2 – 30C, xà lách cuốn phát triển tốt nhất ởnhiệt độ 15 – 200C, nhiệt độ tối thiểu là 80C

- Yêu cầu về độ ẩm: Cũng như các loại rau nói chung xà lách cần nhiều nước

để phát triển do có bộ lá lớn, tốc độ thoát hơi nước từ bề mặt lá cao Nếu thiếu nước lá

bị xanh, không cuốn, tích lũy chất đắng nhưng nếu mưa kéo dài hay đất úng nước sẽảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của xà lách Để đảm bảo nhu cầu nướccho sinh trưởng và phát triển tốt độ ẩm trong đất thích hợp nhất là 70 – 80%

- Yêu cầu về ánh sáng: Ánh sáng là yếu tố rất quan trọng cho sự sống củathực vật, đối với xà lách ánh sáng thích hợp là ánh sáng vùng cận nhiệt đới vớicường độ khoảng 17.000 lux Thời gian chiếu sáng 14 – 16 giờ sẽ hình thành bắpchắc hơn (đối với xà lách cuốn)

Để xà lách sinh trưởng bình thường và cho năng suất cao thì nhu cầu về thờigian chiếu sáng trong ngày là 10 – 12 giờ Cường độ ánh sáng không những ảnhhưởng đến quá trình tổng hợp các chất hữu cơ trong cây

- Yêu cầu dinh dưỡng và đất: Xà lách không kén đất, có thể sinh trưởng trênnhiều loại đất khác nhau Nhưng đất cho năng suất cao nhất vẫn là đất tơi xốp, giữnước, giữ phân tốt như đất thịt, đất thịt nhẹ, đất cát pha, pH từ 5,8 - 6,6 và yêu cầuthoát nước nhanh Xà lách là loại cây yêu cầu dinh dưỡng cao, phân hữu cơ có tácdụng rất lơn trong quá trình sinh trưởng, phân giải, cung cấp những yếu tố cần thiếtcho cây Sau trồng từ 30 – 40 ngày có thể thu hoạch được nên đòi hỏi phân dễ tiêu.Bón lót các loại phân hữu cơ chủ yếu (phân chuồng hoai mục, bánh dầu đậu phụng,đậu tương, phân cút) để làm tăng chất lượng, phân vô cơ thích hợp NPK để câyphát triển nhanh, tăng năng suất/đơn vị diện tích (Lê Thị Khánh, 2009)

1.1.5 Giá trị của cây xà lách

- Giá trị dinh dưỡng:

Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng trong rau xà lách ở Mỹ, Ấn Độ vàViệt nam được thể hiện ở bảng 1.1

Cây xà lách (Lactuca sativa L) là một loại rau ăn sống rất được ưa chuộng

trong mỗi bữa ăn hằng ngày Người phương Tây, vùng châu Âu, Nam Mỹ rất thích ăn

xà lách trong nhiều món ăn (trộn salad, món lẩu, súp ) Xà lách là loại rau có giá trịdinh dưỡng cao, rất giàu khoáng, giàu vitamin, protein, lipid, xơ, cacbua hydrat, vàvitamin C (tiền vitamin A: 1650 UI vitamin C: 10 mg/100 g phân tích), cacbuahydrat2,5 g, protein 2,1 g, khoáng 2,1 g (Ca, P, Na, S )

Đặc biệt trong rau còn chứa một số acid amin không thay thế (Thiamin 0,09mg/100g, riboflavin 0,13 mg/100g), một số loại enzym phân giải những loại thức ăn giàu

xà lách thuộc loại thân thảo có một loại dịch trắng như sữa có thể dùng làm thuốctrong y học.

- Giá trị kinh tế:

Xà lách chiếm vị trí khá quan trọng trong cơ cấu cây trồng thực phẩm nói chung

và các loại rau nói riêng Trong các loại rau xà lách chiếm vị trí khá lớn nên chiếm vịtrí khá cao trong cơ cấu cây rau các loại, với khoảng thời gian sinh trưởng đến thuhoạch ngắn, xà lách thường được trồng gối vụ, trồng xen giữa hai vụ cây lương thựcnhư ngô, khoai, sắn nhờ vậy nó góp phần tăng thu nhập cho người dân, tạo thêm việclàm cho người lao động ở khu vực nông thôn Xà lách còn giúp đất được luân canh vớigiai đoạn ngắn để đất có thời gian tiêu hủy chất hữu cơ và phục hồi dinh dưỡng đất vớiloại cây trồng chính vụ tiếp theo

- Giá trị dược liệu:

Trong rau xà lách có chứa Lactucarium là chất có hoạt tính sinh học cao, tácđộng đến thần kinh, làm giảm đau và gây ngủ, có tác dụng giải nhiệt, kích thích tiêuhóa, suy nhược tâm thần, táo bón, thấp khớp Người mắc chứng hồi hộp, lo âu, khóngủ nên ăn rau xà lách đều trong các bữa ăn

Từ cây xà lách, có thể chiết ra một loại dịch nhựa, chế thành xi rô hoặc để khôlàm thành viên thuốc chữa bệnh Theo tài liệu nghiên cứu của Viện ung thư Mỹ, rau xàlách còn có tác dụng củng cố thành mạch, hạn chế lượng cholestoron trong máu, ăn rau

xà lách có thể ngăn chặn một số bệnh ung thư (Lê Thị Khánh, 2009)

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng rau ở các châu lục trên thế giới năm 2013

xviiiTheo số liệu thống kê gần đây nhất của tổ chức FAO, năm 2012 trên toàn thếgiới có 19,21 triệu ha được sử dụng để trồng rau với năng suất 14,34 tấn/ha và sảnlượng 275,38 triệu tấn Năm 2013 trên toàn thế giới có 19,79 triệu ha được sử dụng

để trồng rau với năng suất trung bình là 14,16 tấn/ha và sản lượng 280.31 triệu tấn

Từ năm 2005 đến 2013 diện tích sản xuất rau của thế giới tăng từ 16,30 triệu hanăm 2005 đến 19,79 năm 2013

Qua bảng cho thấy rằng diện tích và sản lượng rau ở châu Á là lớn nhấtnhưng năng suất thì châu Âu là lớn nhất Trong năm 2013, diện tích trồng rau trêntoàn thế giới là 19,79 triệu ha với sản lượng 280,31 triệu tấn, năng suất bình quânđạt 14,16 tấn/ha Từ năm 2005 đến năm 2013, diện tích trồng rau trên thế giới có

xu hướng tăng và năng suất và sản lượng cũng tăng

1.1.6.2 Ở Việt Nam

Nghề trồng rau nước ta ra đời từ rất sớm, đa dạng, phong phú và có diện tíchlớn nhưng phát triển chưa theo yêu cầu của thị trường, quy trình canh tác chưathống nhất, nhiều giống rau còn sử dụng giống cũ Mặc dù việc sản xuất rau phân

bố đều trong cả nước vì gần 80% dân số nước ta sống ở nông thôn và miền núinhưng việc sản xuất manh mún, nhỏ lẻ, không đáp ứng được nhu cầu thị trường

về chất lượng, kích thước, hình dáng, mẫu mã và năng suất thấp, đa số các loạirau không đủ tiêu chuẩn xuất khẩu và làm nguyên liệu cho ngành công nghiệpchế biến

Ở nước ta hiện nay, rau xanh được sản xuất và tiêu dùng rất phổ biến vàngày càng gia tăng Ở xung quanh hầu hết các thành phố lớn đều hình thành cácvùng chuyên canh rau để cung cấp cho dân cư đô thị, ước tính có khoảng 113 nghìn

ha tương ứng khoảng 40% diện tích và 48% sản lượng rau toàn quốc Tuy nhiên, dochịu ảnh hưởng của một nền nông nghiệp tự túc trong nhiều thế kỷ, nên nghànhtrồng rau còn có một khoảng cách rất xa so với tiềm năng tự nhiên và trình độ canhtác Những năm gần đây, mức độ phát triển vẫn chưa theo kịp các nghành kháctrong sản xuất nông nghiệp

Cho đến nay cả nước có hơn 70 loài thực vật sử dụng làm rau hoặc chế biếnthành rau Riêng rau trồng có hơn 30 loài trong đó có 15 loài chủ lực, trong số này

có hơn 80% rau ăn lá

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng rau ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2013

Số liệu bảng cho thấy trong những năm gần đây diện tích trồng rau của nước

ta tăng lên rõ rệt Năm 2000 cả nước trồng được 452.900 ha, năm 2006 là 536.914

ha, tăng 84,014 ha Năm 2010 diện tích trồng rau của nước ta tăng kỷ lục, đạt751.892 ha, tăng 298.992 ha so với năm 2000, tăng 214.978 ha so với năm 2006.Tuy nhiên 3 năm trở lại đây diện tích trồng rau của nước ta biến động thất thường,năm 2011 cả nước trồng được 361.524 ha, giảm mạnh 390.368 ha so với năm 2010,tuy nhiên năm 2012 diện tích rau tăng trở lại lên 733.204 ha đến năm 2013 diệntích trồng rau lại giảm còn 425.927 ha

Về năng suất rau của nước ta có xu hướng biến động Năm 2000 năng suất rauchỉ đạt 124,36 tạ/ha, năm 2006 đạt 118,83 tạ/ha và năm 2010 năng suất rau đạt caonhất là 166,25 tạ/ha Giai đoạn 2010-2013 năng suất rau có biến động nhưng khônglớn, năm 2008 có năng suất rau thấp nhất là 117,06 tạ/ha

Sản lượng rau của nước ta tăng lên đáng kể qua các giai đoạn Năm 2000 cả nước thuđược 5.632.264,4 tấn, năm 2006 là 6.380.149,1 tấn tăng 747.884,7 tấn so với năm

2000 Năm 2013 sản lượng rau của nước ta cao nhất đạt 12.500.531,0 tấn; tăng6.868.266,6 tấn so với năm 2000

1.2 Tổng quan về phân bón cho xà lách

1.2.1 Các loại phân bón

Phân bón là những vật liệu có thể là các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ đượcbón vào đất để bổ sung cho cây những chất dinh dưỡng mà đất không cung cấp đủ

xxnhằm giúp chúng sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao (Hoàng Thị TháiHòa, 2010).

Phân bón là một trong những yếu tố quan trọng góp phần quyết định năngsuất, chất lượng của cây trồng nói chung và của các loại rau nói riêng Từ lâu cácnhà nghiên cứu về nông nghiệp đã tập trung công sức nghiên cứu về các loại phânbón cho cây trồng

- Phân hóa học

Phân hóa học là các sản phẩm được sản xuất từ công nghệ khai khoáng vàcông nghệ hóa học ở dạng vô cơ hoặc hữu cơ, nhằm cung cấp các yếu tố phân bónchính (N, P, K) và các yếu tố phân bón thứ yếu (Ca, Mg, S) cho cây trồng

- Phân bón hữu cơ

Phân hữu cơ chủ yếu là phân chuồng, phân xanh, phụ phẩm trong chăn nuôi,trồng trọt được sử dụng để làm phân bón cho cây trồng

Phân hữu cơ có ưu điểm là có tương đối đầy đủ các chất dinh dưỡng đalượng, trung lượng, vi lượng và các loại vi sinh vật Nhược điểm của phân hữu cơ

là có thành phần dinh dưỡng không cân đối, tốn công vận chuyển và sử dụng, dễgây ô nhiễm môi trường nếu chế biến và sử dụng không đúng kỹ thuật (NguyễnXuân Trường, 2000)

Phân hữu cơ sử dụng để trồng rau hiện nay được dùng chủ yếu dưới dạngphân chuồng hoai mục để bón lót và phân ngâm để tưới bón thúc Phân ngâm làhỗn hợp của phân chuồng, khô dầu, các loại phân vi sinh, xác bã động thực vật được ngâm ở các bể kín cho đến khi hoai mục thì pha một phần phân ngâm với 3phần nước để tưới cho cây Giai đoạn đầu 10-15 ngày tưới một lần, giai đọan sau15-20 ngày tưới một lần Khi tưới xong cần chú ý tưới nhẹ nước trên thân lá để rửasạch lá tránh phân dính làm cháy lá

- Phân vi sinh

Trong thiên nhiên có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải các chấthữu cơ, cố định đạm, công phá các chất khó tiêu trở thành dễ tiêu

Phân vi sinh là các chế phẩm có chứa vi sinh vật sống có ích như: vi sinh vật

cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật phân giải kali, các loại vi sinh vậtkháng sinh Các vi sinh vật này được chọn từ các chủng vi sinh vật có trong tựnhiên được nuôi cấy và đóng gói cùng với các chất phụ gia làm môi trường đểchúng tồn tại trong một thời gian nhất định Các chất phụ gia này thường có sẵn

xxitrong tự nhiên hoặc các chất phối trộn (thường dùng than bùn được xử lý bổ sungcác chất dinh dưỡng và tiệt trùng trước khi trộn với dung dịch chứa vi sinh vật cóích) Số lượng vi sinh vật trong phân thường phải đạt trên 10+6/g thì mới đảm bảotiêu chuẩn và có hiệu quả khi bón cho cây.

Phân vi sinh hiện nay dùng để bón cho các loại rau chủ yếu là phân vi sinhchứa các loại vi sinh vật như Bacillus megtherium phosphaticum để phân giải chấthữu cơ và phân giải lân khó tiêu thành lân dễ tiêu trong đất, giúp cây có thể sửdụng được Phân lân vi sinh có thể dùng ngâm ủ với các loại phân khác để bón thúchoặc bón lót cho cây Phân lân vi sinh không chỉ giúp cây hấp thụ được lân mà còn

có thể giúp cây sử dụng các yếu tố dinh dưỡng khác tốt hơn Do đó khi bón phân visinh thì phải cung cấp đầy đủ các thành phần dinh dưỡng khác cho cây (Võ MinhKha, 1996)

1.2.2 Các nghiên cứu về phân bón cho xà lách

Xà lách không kén đất, có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau.Nhưng đất cho năng suất cao nhất vẫn là đất tơi xốp, giữ nước, giữ phân tốt như đấtthịt, đất thịt nhẹ, đất cát pha, pH từ 5,8 – 6,6 và yêu cầu thoát nước nhanh Xà lách

là loại cây yêu cầu dinh dưỡng cao, phân hữu cơ có tác dụng rất lơn trong quá trìnhsinh trưởng, phân giải, cung cấp những yếu tố cần thiết cho cây Sau trồng từ 30-40ngày có thể thu hoạch được nên đòi hỏi phân dễ tiêu Bón lót các loại phân hữu cơchủ yếu (phân chuồng hoai mục, bánh dầu đậu phụng, đậu tương, phân cút) để làmtăng chất lượng, phân vô cơ thích hợp để cây phát triển nhanh, tăng năng suất/đơn

vị diện tích (Lê Thị Khánh, 2009)

Ở thời kỳ hạt nảy mầm, cây sống nhờ chất dự trữ trong hạt và không cần lấydinh dưỡng từ đất Đến thời kỳ cây con, nhu cầu dinh dưỡng của cây không cao, vàrất nhạy cảm với thành phần trong dung dịch đất Nếu trong dung dịch đất không

đủ hoặc nồng độ các chất dinh dưỡng quá cao có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng

và phát triển của cây Việc bón lót và xử lý hạt giống bằng phân vi lượng và đalượng giúp tăng cường sự tăng trưởng rễ cây con và làm gia tăng năng suất sau này.Tuy nhiên, nếu bón lót nhiều hay bón lót trong trường hợp thiếu nước có thể đưađến kết quả ngược lại

Vào cuối thời kỳ thành lập cơ quan tích lũy chất dinh dưỡng hay cuối thời kỳphát triển quả ở tất cả các loại rau nhu cầu lấy dinh dưỡng từ đất giảm nhanh

Ở rau lượng NPK lấy đi từ đất để tạo năng suất biến thiên từ 100 – 200 kg/hacho các loại rau như xà lách, cải rađi, dưa leo và từ 200 - 400 kg/ha cho cải bắp

xxiisớm, cải bông, cà chua, hành tây và 400 – 700 kg/ha cho các loại rau dài ngày nhưcải bắp muộn, củ dền

Tuỳ thuộc vào đất, loại rau, thời gian sinh trưởng và công thức trồng mà tiếnhành bón với những lượng phân khác nhau.Nói chung trong điều kiện bình thường,

số lượng phân tối thiểu bón cho một ha rau là 10 tấn phân chuồng, 40 – 50 kg N, 20– 25 kg P2O5 và 15 – 20 kg K2O

Theo Mai Văn Quyền (1995), công thức phân bón dùng cho các lọai rau như sau:Đối với các lọai rau ăn quả, bón 20 – 30 tấn phân chuồng, 46 – 49 kg N, 54 –

72 kg P2O5 , 150 kg K2O và 1000 kg bánh dầu/ha

Đối với các loại rau ăn lá, bón 115 – 138 kg N, 54 kg P2O5, 60 – 69 kg K2O/ha.Theo Trần Thị Ba (1998), lượng phân dùng bón cho 1.000 m2 xà lách làkhoảng 2 tấn phân chuồng hoai (phân heo gà đã ủ hoai), 4 kg urê và 4 kg KCl Sửdụng thêm các loại phân bón qua lá để tăng cường sức sinh trưởng của cây

Theo Trung tâm Khuyến nông Lâm Đồng khuyến cáo, lượng phân dùng đểbón cho xà lách tại Lâm Đồng là (tính cho 1000m): 100 – 150 kg vôi, 3–4 kg phânchuồng được ủ hoai mục, 50 kg phân nitrophotka, 300 kg phân hữu cơ vi sinh (hoặc

70 – 100 kg Dynamic) Lượng phân trên tương đương khỏang 85 – 120 kg N, 85–

100 kg P2O5 và 100–120 kg K2O/ha

Theo trung tâm khuyến nông Hồ Chí Minh khuyến cáo, lượng phân bón cho

xà lách theo VietGap, lượng phân tính cho 1ha: Phân chuồng hoai: 1,5 – 2 tấn hoặc

250 – 300 kg phân hữu cơ của các nhà máy; phân Urê: 10 kg; phân lân: 15 kg; phânKali; 5 kg; bón lót: toàn bộ phân hữu cơ, phân lân và 1/3 phân đạm + 1/2 lượngphân kali.Phân được bón vào đất và trộn đều, tưới ẩm trước khi trồng Bón thúc:Lần 1: Lúc 5 - 7 ngày sau trồng hòa urê loãng tưới bằng thùng ô doa tưới cho câylúc chiều mát Lần 2: Vào lúc 12 – 15 ngày sau trồng Bón lượng phân urê và kalicòn lại

Theo Đoàn Thị Hồng Cam (2010), lượng phân bón thích hợp để bón cho cây

xà lách trồng trong nhà màng tại Bảo Lộc, Lâm Đồng là 60 kgN  60 kg P2O5 – 20

kg K2O

Theo Lê Quang Quý (2013), nghiên cứu khả năng thay thế phân đạm vô cơbằng phân hữu cơ sinh học Sông Hương trên cây xà lách trong vụ Xuân năm 2013,tại phường Tây Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế kết luận rằng với lượng phân 1333 tấn/ha, có thể giảm 1/3 lượng đạm mà vẫn cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao

xxiiiTheo Cao Thị Làn (2011), đối với cây rau xà lách giá thể thích hợp nhất choviệc sản xuất xà lách là hỗn hợp giá thể than bùn và Dasa X2 theo tỷ lệ 2:1 Lượngphân thích hợp nhất để bón cho cây xà lách sinh trưởng tốt, năng suất cao, chấtlượng tốt là 100 kg N – 100 kg P2O5 – 75 kg K2O cho một ha Sử dụng phân hữu

cơ NPK Realstrong cho năng suất và chất lượng rau xà lách cao nhất Bón phân chocây xà lách theo phương pháp bón thúc 2 lần vào giai đọan 5 ngày sau trồng và 12ngày sau trồng là thích hợp nhất Nên bón thúc cho cây xà lách vào giai đọan 5 và

12 ngày sau trồng

Như vậy lượng phân dùng để bón cho rau xà lách biến động như sau: 85 –

120 kg N, 100 – 140 kg P2O5, 100 – 120 kg K2O/ha

1.3 Tổng quan về giá thể cho cây xà lách

Mối quan tâm an toàn thực phẩm tại Việt Nam hiện nay trên rau là về hàmlượng nitrate, dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng trong rau Trồng rau trên giáthể sạch là một trong những giải pháp có thể ngăn chặn sâu, bệnh hại từđất và khống chế hiệu quả các chất gây ô nhiễm từ đất như kim loại nặng

Trên thế giới các loại giá thể trồng sạch đã được nghiên cứu và sử dụngtrong sản xuất đại trà với nhiều loại cây trồng khác nhau Việc sử dụng các loại giáthể trồng sạch thay thế đất đã dần đáp ứng được nhu cầu thực tiễn, giúp cho nhữngnơi không có đất cũng có thể sản xuất ra những sản phẩm nông nghiệp đáp ứng nhucầu của cuộc sống hàng ngày

Qua nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đất chỉ đóng vai trò như là một giá thể,cây có thể sinh trưởng phát triển bình thường nếu cung cấp đủ dinh dưỡng nhưnước, chất khoáng, CO2, ánh sáng… mà không cần đất Do đó chúng ta có thể trồngcây trong điều kiện không dùng đất mà chỉ cần có giá thể như trấu hun, vụn xơ dừa

Trong phương pháp thủy canh, giá thể được xem như là đất tạo thành từ những hỗnhợp của các vật liệu, nhằm giữ nước, tạo độ thoáng cho sự phát triển của cây, hỗnhợp này được dùng đơn lẻ hoặc trộn lại để tận dụng ưu điểm từng loại Hệ thốngcàng dùng ít giá thể, vận hành càng dễ dàng và càng đỡ tốn kém (Lê ĐìnhLương,1995)

Như đã biết, cây trồng cần cả oxi và dinh dưỡng tiếp xúc với rễ cây Giá thể

lý tưởng là loại có khả năng giữ nước tương đương với độ thoáng khí Khả nănggiữ nước và độ thoáng khí của giá thể được quyết định bởi những khoảng trốngtrong nó Trong cát mịn có những khoảng trống rất nhỏ không chứa được nhiềunước và oxi Ngược lại, sỏi thô tạo những khoảng trống quá lớn, nhiều không khínhưng mất nước nhanh

Do đó, giá thể lý tưởng cho trồng cây phải có những đặc điểm sau: có hàmlượng mùn, hàm lượng vi sinh vật cao, khả năng giữ ẩm tốt như độ thoáng khí, có

pH trung tính và khả năng ổn định pH, thấm nước dễ dàng, bền và có khả năng tái

sử dụng hoặc phân hủy an toàn cho môi trường và cuối cùng là các loại giá thể phảirẻ, nhẹ và thông dụng

 Đặc tính vật lý của giá thể

Đối với tính chất vật lý của giá thể, chất hữu cơ và mùn có tác dụng làm tăng

độ xốp, điều hoà chế độ nước tưới và chế độ nhiệt, giúp ổn định kết cấu các thànhphần trong giá thể Những tính chất vật lý luôn có tác động tích cực đến tính chấthoá học trong giá thể, ví dụ như các chất hữu cơ và mùn làm tăng khả năng hấp phụ

và trao đổi ion làm cho giá thể có khả năng chịu nước, chịu phân cao, tăng tính đệmcho giá thể, đảm bảo các phản ứng hoá học và ôxy hoá khử xảy ra bình thường, tạođiều kiện cho cây phát triển tốt (Nguyễn Như Hà, 2005)

 Đặc tính giữ ẩm và thông thoáng khí

Giá thể là nơi cung cấp cho rễ cả nước và không khí Những khoảng trốngtrong giá thể với những kích thước khác nhau cho phép một giá thể có thể thể hiệnhai khả năng giữ ẩm và thông thoáng khí cùng một lúc Sau khi tưới, nước lấp đầynhững lỗ lớn trong khoảng không rồi bị hút xuống đáy chậu.Có hai loại nước tồntại trong giá thể: loại sử dụng được ngay và một loại không sử dụng được Loại sửdụng được liên kết yếu ớt với các thành phần trong giá thể và được hấp thụ bởi rễcây Loại không sử dụng được liên kết chặt với bề mặt hạt trong giá thể nên rễ câykhông hút được Khi cây sử dụng hết lượng nước sử dụng được cây sẽ bị héo do đótrong quá trình lựa chọn giá thể cần lựa chọn những giá thể có khả năng giữ ẩm vàthông khí tốt (John và Harold, 1999)

Thí nghiệm về khả năng giữ ẩm John và Harold (1999) thấy rằng trồng trongchậu giữ được nhiều nước hơn và cần sự thông thoáng khí nhiều hơn.Không nên nén những giá thể vào trong chậu vì khoảng không sẽ giảm và tỷ lệnước không sử dụng được lại tăng lên Trong điều kiện không đủ lượng nước tướicho cây cần sử dụng những giá thể có độ giữ ẩm cao hoặc phối trộn vào giá thể cáchạt giữ ẩm

Trong quá trình nghiên cứu John và Harold (1999) đã thử nghiệm trên 3 loạigiá thể hỗn hợp đất, cát, than bùn với tỷ lệ 1 : 1 : 1 ; than bùn, vecmiculite với tỷ lệ

1 : 1 và vỏ ngũ cốc, cát, than bùn tỷ lệ 3 : 1 :1 thấy rằng khả năng giữ nước của hỗnhợp than bùn + vecmiculite là tốt nhất, kế đó là hỗn hợp vỏ ngũ cốc + cát + thanbùn và kém nhất là hỗn hợp đất + cát + than bùn Nhưng khi xét tính thông thoángkhí thì hai hỗn hợp giá thể than bùn + vecmiculite và vỏ ngũ cốc + cát + than bùn

xxvtương đương nhau, riêng hỗn hợp giá thể đất + cát + than bùn là kém nhất trong 3loại giá thể thử nghiệm

 Khả năng trao đổi cation

Các loại giá thể như đất đen, vecmiculite và các loại vỏ ngủ cốc nhiễm điện

âm có thể hút những ion dương trong nước (cường độ trao đổi cation - CEC) CECcàng lớn các ion dinh dưỡng được giữ lại càng nhiều.Đa số các chất dinh dưỡngcung cấp cho cây trồng là cation như: NH+

4, K+, Ca++, Mg++, Zn++, Cu ++, Mn++ và

Fe++ và những ion mang điện âm gồm: H2 PO4 -, NO3- , SO4-, Cl-, các ion nàythường được cung cấp với lượng hạn chế Những thành phần giá thể có chỉ sốCEC cao gồm đất, đất đen, vermiculite và những thành phần có chỉ số CEC thấpgồm perlite, cát , styrofoam…(John và Harold, 1999)

pH ảnh hưởng nhiều đến chất dinh dưỡng có sẵn trong đất mà cây trồng sửdụng được Độ pH duy trì từ 1 đến 14, pH = 7 là môi trường trung tính, pH >7 làmôi trường kiềm, pH dưới 7 là môi trường acid pH của giá thể thay đổi tuỳ theothành phần có trong giá thể Khuyến cáo sử dụng những giá thể không phải là đất

có pH khoảng 5,5 – 6,0 và những giá thể là đất (trên 25% đất ) pH từ 6,2 – 6,8.Ngoài ra giá trị độ pH sẽ thay đổi tuỳ theo thời gian, loại phân bón và pH của nướctưới Nếu như pH có độ phèn cao thì cần cải thiện bằng cách bón thêm vôi và đất(John và Harold, 1999)

 Khối lượng riêng

Một số giá thể như mùn xơ dừa, khi khô có khối lượng rất nhẹ nhưng do cókhả năng hấp thụ một lượng lớn nước vì vậy rất nặng khi được tưới ẩm Khối lượngriêng của giá thể là một trong những chỉ tiêu đáng quan tâm khi chọn mua giá thể.Trong hệ thống trồng sạch đa số giá thể sử dụng cần có khối lượng riêng thấp từ0,1- 0,8 kg/dm3 Ngoài ra những giỏ treo trong nhà kính cần có khối lượng riêngthấp để giảm trọng lực của khung nhà kính, trong khi những giá thể trồng cây trênluống có thể có khối lượng riêng lớn hơn để giữ luống không bị lật (John vàHarold, 1999)

 Các cách thức phối trộn giá thể

Nhiệm vụ của giá thể là làm giá đỡ cho cây, cung cấp ẩm độ, độ thoáng đồngthời cung cấp dinh dưỡng và cải thiện độ pH để thích hợp với từng đối tượng câytrồng Theo John và Harold (1999), để tăng hiệu quả sử dụng nên phối trộn các loạigiá thể với nhau Trước đây người ta dùng các loại vỏ cây, mùn cưa, và vỏ bàotrong quá trình chế biến gỗ được dùng trực tiếp để làm giá thể nhưng hiệu quảkhông cao do mùn cưa bị phân huỷ quá nhanh Ngày nay thay vì sử dụng trực tiếp

xxvingười ta phối trộn và xử lý trước khi sử dụng nên độ giữ ẩm tăng lên, độ thông khítốt, CEC cao (Cole and Newll, 1996)

Theo Burger và cộng sự (1997), một số chất hữu cơ được bổ sung vào hỗnhợp giá thể thường hay sử dụng như giấy vụn, trấu, rơm sau khi trồng nấm, phângia cầm, cỏ khô.Khi phối trộn vào các chất liệu đó tiếp tục phân huỷ và cung cấpchất dinh dưỡng hữu ích cho cây trồng

Mùn dừa là phế phẩm trong quá trình sản xuất chỉ xơ dừa xuất khẩu, sợi vàbụi thải ra được xử lý làm khô và ép thành khối, khối mùn dừa phải được loạichát(tanin) trước khi sử dụng (John và Harold, 1999) Ở nước ta dùng loại phếphẩm này xử lí loại bỏ chất chát, xay nhỏ, thêm các chất khoáng hữu cơ, vi lượng

sẽ tạo ra loại giá thể có độ tơi xốp cao, thông thoáng khí rất thích hợp với việctrồng hoa, trồng rau trong nhà kính mà không cần đất

Khi dùng xơ dừa để làm giá thể có thể sử dụng một mình hoặc phối trộn vớithan bùn, tro trấu, đất mùn theo tỷ lệ thể tích 1:2:1:1, để trồng rau hoặc trồng cáccây hoa ngắn ngày như trồng hoa chuông trong thời kỳ con non và khi chuyển ratrồng chậu thì sử dụng hỗn hợp xơ dừa, cát sạch theo tỷ lệ 3:1 Qua phân tích tínhchất nông hóa cho thấy loại giá thể này có khả năng giữ ẩm và thông thoáng khícao, có pH từ 6,5 – 7, có trọng lượng riêng thấp, tính ổn định cao (John vàHarold,1999)

 Các loại giá thể

Giá thể phi hữu cơ

- Diatomit: Là loại giá thể lấy từ hóa thạch của tảo đã tồn tại cách đây hàng triệu

năm chứa khoảng 87 – 90% silic.Loại giá thể này ít được sử dụng trong thuỷ canh

- Đất sét nung (expand clay): Là những viên đất sét có kích thước nhỏ, tròn

được nung nóng ở nhiệt độ cao, có tính trơ, bên trong có nhiều lỗ nhỏ nên tạo nêntạo được độ thoáng khí và giữ dịch dinh dưỡng khá tốt cho cây, thích hợp cho hệthống thủy canh, có thể tái sử dụng nhiều lần

- Rockwool: Là giá thể được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống thủy

canh hiện nay.Chúng được làm từ đá bazan nung ở nhiệt độ cao và phun ép thànhnhững sợi nhỏ giống như len Từ rockwool có thể tạo nhiều hình dạng khác nhaunhư: khối vuông, hạt, tấm, cụm xốp phồng lên giống như len

- Perlite: Là nham thạch từ các núi lửa khi bị nung ở nhiệt độ rất cao làm

chúng nở xốp và có trọng lượng nhẹ giống như bông thủy tinh, tạo được độ thoángkhí cao.Perlit cũng có thể tạo ra với khối lượng lớn trong công nghiệp.Chúng được

sử dụng rất phổ biến trong thủy canh hoặc trộn trong đất để làm tăng độ xốp củađất Vì vậy perlite thường dùng trộn chung với các loại giá thể khác

- Vermiculite: Giống như perlite, vermiculite là một loại khoáng bị nung ở

nhiệt độ cao cho đến khi giãn nở cực đại và lúc đó chúng nhẹ và xốp.Vermiculitegiữ nước cao hơn perlite và có tính mao dẫn tốt trong hệ thống thủy canh Tuy nhiên,khả năng giữ nước tốt nên độ thoáng khí không cao, nên vật liệu này có thể được dùngtrộn chung với perlite theo tỉ lệ 1:1 trong các hệ thống thủy canh (Ito, 1999)

- Cát: Trơ về mặt hóa học nên hạn chế đáng kể các mầm bệnh (vi khuẩn,

tuyến trùng) và sâu hại từ đất, có tính mao dẫn tốt, độ thoáng khí cao thuận lợi cho

rễ phát triển Cát là vật liệu làm giá thể thủy canh rẻ tiền sẳn có ở nước ta đặc biệt

là vùng duyên hải ven biển, thuận lợi cho phát triển thủy canh không hồilưu dịch dinh dưỡng Nhược điểm của cát là cần khử trùng trước khi sử dụng, khảnăng giữ nước kém nên trong quá trình thủy canh cần trộn với một số chất giữ nước

để khắc phục nhược điểm này

- Sỏi: Sỏi là loại giá thể này rẻ, dễ làm sạch, giữ nước kém, thoát nước

tốt.Tuy nhiên nó rất nặng, trước khi sử dụng phải rửa sạch, nếu hệ thống cungcấp nước không liên tục thì rễ có thể bị khô Thích hợp trong các hệ thống thủycanh tưới nhỏ giọt liên tục hay hệ thống NFT

Giá thể hữu cơ:

Các giá thể hữu cơ đều có chung nhược điểm là thời gian sử dụng ngắn và cóthể là nơi trú ẩn của nhiều mầm bệnh tiềm ẩn

- Vụn xơ dừa: Là phế phẩm từ chế biến xơ dừa, khi vỏ dừa được đập nát làm

mất đi cấu trúc ban đầu và tách ra thành sợi nhỏ, những bột mịn phế liệu được dùnglàm giá thể.Giá thể loại này có đặc điểm là giữ nước tốt, độ thoáng cao, rẻ, phổbiến Khả năng chứa nước và khí có thể gấp 300 lần so với đất

Tuy nhiên, khi sử dụng trong các hệ thống có hồi lưu dòng dinh dưỡng thìhạn chế vì chúng giữ nước nhiều, nhưng sử dụng trong các hệ thống không hồi lưuthì rất tốt vì không cần phải tưới nước liên tục.Trước khi sử dụng người ta cũngngâm nước để xơ dừa mất đi chất chát và muối.Tại Hà Lan người ta trộn 50% bụi

xơ dừa và 50% đất sét nung cho kết quả rất tốt (Ito, 1999)

- Mùn cưa: Là phế phẩm của các quá trình chế biến gỗ, loại giá thể này

rẻ, dễ kiếm, khả năng giữ nước tốt, tạo độ ẩm, độ thông thoáng cao thích hợpcho kỹ thuật rảnh, kỹ thuật túi treo

- Rơm rạ, bã mía: Loại giá thể này rất rẻ, và phổ biến ở nước ta, độ thông

thoáng, giữ nước tốt

Sử dụng các vật liệu hữu cơ tự nhiên làm giá thể trồng cây được ứng dụngrộng rãi trên thế giới, đặc biệt là các phụ phẩm nông nghiệp Mỗi địa phươngthường có các loại phụ phẩm nông nghiệp khác nhau như xơ dừa, vỏ quả cà phê, bãmía, vỏ trấu, vỏ đậu đỗ…trong đó xơ dừa là vật liệu được sử dụng rộng rải ở nhiềunước trên thế giới Tại Việt Nam, những năm gần đây, xơ dừa đã và đang được sửdụng làm giá thể trồng cây trong hệ thống nhà lưới nhà kính Nhiều công ty đã sửdụng xơ dừa để sản xuất các loại giá thể để ươm cây, giá thể sản xuất rau mầm, giáthể trồng rau công nghệ cao như công ty đất sạch Dasa, công ty Gino, công

ty Mê Kông Giá thành của các loại giá thể chế biến sẵn này còn cao vì vậy gây trởngại về vốn đầu tư ban đầu cho người nông dân, để giảm chi phí đầu tư và lợi dụngcác nguồn vật liệu khác có sẵn tại địa phương người ta thường phối hợp xơ dừa vớicác loại vật liệu khác để tạo thành một giá thể trồng thích hợp cho từng địa phương

Năm 2001, M.A.I.DAY Anada và W.M.K.B W Ahundenya nghiên cứu ảnhhưởng của các hệ thống thủy canh và giá thể khác nhau đến sự phát triển của xà lách

đã tìm ra giá thể xơ dừa phối trộn với trấu hun rất thích hợp cho việc trồng xà lách

Kết quả nghiên cứu của Jiang, Qing Hai ( 2004) cho thấy để cây sinh trưởng,phát triển tốt khi phối chế các vật liệu nuôi cấy cần chú ý các điều kiện cơ bản baogồm các tính chất:

- Tính chất vật lý, chủ yếu là mức độ tơi xốp, thông thoáng khí, khả nănghấp thu, khả năng hút nước và độ dày của vật liệu

- Tính chất hoá học, chủ yếu là độ chua (trị số pH) và mức độ hút dinhdưỡng Nếu vật liệu có khả năng hấp thu giữ các ion dinh dưỡng khó bị nước rửatrôi mới có thể giải phóng dinh dưỡng cung cấp cho cây, giá thể trồng cây (hoặc vậtliệu nuôi cấy) có chất lượng trao đổi ion khá cao có thể tích nhiều dinh dưỡng Nếulượng trao đổi ion thấp chỉ tích được một ít dinh dưỡng thì cần phải thường xuyênbón phân Đồng thời, lượng trao đổi ion cao còn có thể hạn chế tốc độ biến đổi trị

số pH

- Tính chất kinh tế, chủ yếu là mức độ hữu hiệu của vật liệu nuôi cây có thể

sử dụng lại, dễ lấy, tiện cho việc trộn, sạch sẽ, không mùi, giá cả rẻ

Các vật liệu trồng hoa và cây cảnh thường dùng là : đất, lá mục, đất rác, thanbùn, gạch vụn, mùn cưa, cỏ cây, sỏi…phần lớn các giá thể trồng cây phải phối trộn

2 – 3 vật liệu khác nhau

Năm 2011, Paul K Wahome nghiên cứu ảnh hưởng của các hệ thống thủycanh khác nhau và giá thể trồng trên sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng của

xxixhoa cắt cành Gypsophila đã tìm ra mùn cưa là giá thể trồng thích hợp nhất trong baloại giá thể mùn cưa, cát sông và vermiculite.

1.4 Tổng quan về hệ thống thủy canh

1.4.1 Khái niệm về thủy canh

Thuỷ canh (Hydroponics) là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà trồngtrực 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

Kỹ thuật thủy canh là một trong những nghề làm vườn hiện đại Chọn lựamôi trường tự nhiên cần thiết cho cây phát triển là chọn sử dụng những chất thíchhợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây, tránh được sự phát triển của côntrùng, cỏ dại và các bệnh tật từ đất (Nguyễn Quang Thạch, 1995)

1.4.2 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt

Thủy canh là một giải pháp tốt hiện nay trong điều kiện đất đai đang bị thuhẹp và chịu nhiều tác động xấu do biến đổi khí hậu, bùng nổ dân số và ô nhiễm doquá trình công nghiệp hóa ở các quốc gia

Hệ thống thủy canh hiện nay không chỉ đáp ứng được các yêu cầu của nôngnghiệp hiện đại mà nó còn đáp ứng được các nhược điểm mà hình thức canh táctruyền thống (trồng trên đất) gặp phải như: tốn diện tích, tốn công lao động, khảnăng bị sâu bệnh phá hoại lớn, phải dùng thuốc bảo vệ thực vật, và không trồngđược ở các vùng có điều kiện canh tác khó khăn…

Thủy canh có một số ưu, nhược điểm hơn so với canh tác truyền thống như sau:

 Ưu điểm

- Không cần diện tích đất nhiều, tận dụng được không gian

- Trồng được những vùng có điều kiện canh tác khó khăn như vùng sâu,vùng xa, hải đảo hay sa mạc…

- Tận dụng được lao động kể cả người già và trẻ em vì không nặng nhọc

- Không tốn công chăm sóc như nhổ cỏ, bón phân

- Không phải dùng thuốc bảo vệ thực vật nên rất an toàn và bảo vệ môi trường

- Không tồn tại các chất độc hại do kiểm soát được các chất cung cấp cho cây

- Năng suất cao do trồng được nhiều vụ, trồng được trái vụ

 Nhược điểm

- Giá thành cao do đầu tư ban đầu lớn Điều này rất khó mở rộng sản xuất vìđiều kiện kinh tế của người dân còn nhiều khó khăn nên không có điều kiện đầu tưcho sản xuất Mặt khác giá thành cao nên tiêu thụ khó khăn

- Yêu cầu kỹ thuật cao: Khi sử dụng kỹ thuật thủy canh yêu cầu người trồngphải có kiến thức về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuật trồng trọt cao hơn vìtính đệm hóa trong dung dịch dinh dưỡng thấp hơn trong đất nên việc sử dụng quáliều một chất dinh dưỡng nào đó có thể gây hại cho cây, thậm chí dẫn đến chết(FAO, 1992) Mặt khác mỗi loại rau yêu cầu một chế độ dinh dưỡng khác nhaunên việc pha chế dinh dưỡng phù hợp với từng loại thì không đơn giản

- Sự lan truyền bệnh nhanh: Mặc dù đã hạn chế được nhiều sâu bệnh hạinhưng trong không khí luôn có mầm bệnh, khi xuất hiện thì một thời gian ngắnchúng có mặt trên toàn bộ hệ thống, đặc biệt là hệ thống thủy canh tuần hoàn(Midmore D.J, 1993) Mặt khác ẩm độ cao, nhiệt độ ổn định trong hệ thống là điềukiện thuật lợi cho sự phát triển cuả bệnh cây Cây trồng trong hệ thống thủy canhthường tiếp xúc với ánh sáng tán xạ nên mô cơ giới kém phát triển, cây mềm yếu, hàmlượng nước cao nên dễ xuất hiện vết thương tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập

- Đòi hỏi nguồn nước đảm bảo tiêu chuẩn nhất định: Theo Midmore thì độmặn trong nước cần được xem xét kỹ khi sử dụng cho trồng rau thủy canh, tốt nhất

là nhỏ hơn 2.500 ppm (Midmore D.J và cs., 1995)

1.4.3 Lịch sử phát triển thủy canh

Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch đã có từ lâu đời, ở đầu thế kỷ thứ XVII.Boyle đã tiến hành cho cây vào trong lọ nước, ông thấy cây vẫn sinh trưởng và pháttriển bình thường từ đó ông kết luận sự tăng trưởng của cây là do hấp thụ nước vàchuyển hóa nước thành những chất của thực vật (Brown, G Krelle & M, 2003).Đến năm 1699, John Wood Word đã trồng bạc hà trong nước có độ tinh khiết khácnhau Kết quả là trong nước đục cây sinh trưởng tốt hơn nước cất, ông cho rằng sinhtrưởng của cây là do cây lấy các chất từ đất, cây sinh trưởng trong nước chứa đất tốthơn là cây sinh trưởng trong nước không chứa đất

Đến thế kỷ thứ XIX, Snachs (1860) và Knob (1861) đã đề xuất phương pháptrồng cây trong dung dịch khi phát hiện 16 nguyên tố cơ bản: C, H, O, N, P, K, Ca,

Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl Trong 16 nguyên tố trên nếu thiếu một nguyên

tố thì cây không thể hoàn thiện chu kỳ sinh trưởng và phát triển của mình, 7 nguyên

tố cây cần với lượng thấp nên được gọi là nguyên tố vi lượng, các nguyên tố còn lại

là nguyên tố đa lượng Các nguyên tố C, H, O cây lấy chủ yếu từ nước (H2O) vàkhông khí (CO2), còn lại các nguyên tố cây phải lấy từ đất Như vậy con người hoàntoàn có thể trồng cây trong dung dịch có đầy đủ các chất dinh dưỡng trên mà khôngcần dùng đất (Lê Đình Lương, 1995)

Từ dung dịch của Knop, cho đến nay đã có hàng loạt dung dịch trồng câyđược nghiên cứu và đề xuất Yêu cầu chính của hệ thống cây trồng trong dung dịch

là làm sao để cung cấp dinh dưỡng thường xuyên cho cây trồng vừa đảm bảo được

O2 cung cấp cho rễ cây Có rất nhiều mô hình trồng cây trong dung dịch ra đời, từ

hệ thống trồng trong dung dịch nước sâu của Gericke (1930), cho tới hệ thống trồngtrong dung dịch nước sâu có tuần hoàn của Kioga, Kubota (1977) và gần đây nhất

là kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT) Tuy nhiên các hệ thống này đều khóphát triển do phức tạp đầu tư trang thiết bị quá cao mặt khác sử dụng dung dịchtuần hoàn dễ lây lan mầm bệnh (Nguyễn Xuân Nguyên, 2004)

Hệ thống cây trong dung dịch không tuần hoàn của trung tâm nghiên cứu rauchâu Á (AVRDC) được áp dụng khá rộng rãi, nhất là các nước đang phát triển bởi

vì chi phí thấp, kỹ thuật đơn giản mà cây vẫn sinh trưởng phát triển tốt và cho năngsuất cao

Kỹ thuật thủy canh có nhiều ưu điểm nổi bật, đây là một kỹ thuật trồng câykhông cần đất, không phải cày bừa và không có cỏ dại, do đó không mất chi phíbảo vệ thực vật Với kỹ thuật này chúng ta có thể chủ động thời vụ và có thể trồngquanh năm, luân canh liên tục trên một diện tích có thể tăng năng suất cây trồng(cao hơn từ 20 – 50%), sử dụng hiệu quả lao động và thời gian Sản phẩm hoàntoàn sạch, chất lượng cao do chủ động được các chất dinh dưỡng cho cây húttrong từng thời kỳ Kỹ thuật này cho phép sản xuất nông nghiệp trên quy môcông nghiệp

Tuy nhiên thủy canh cũng có một số nhược điểm như đầu tư cơ bản lớn, giáthành sản phẩm cao hơn trồng đất Muốn sử dụng được kỹ thuật thủy canh thì laođộng phải có trình độ kỹ thuật, cây thủy canh yêu cầu chặt chẽ về chế độ dinhdưỡng, pH nên phải thường xuyên kiểm tra và thay đổi dinh dưỡng cho phù hợp.Trồng cây trong dung dịch nên khả năng lan truyền bệnh rất nhanh, đặc biệt là hệthống cây trồng trong dung dịch tuần hoàn, do đó phải làm tốt công tác khử trùngdụng cụ và dung dịch

1.4.4 Phân loại hệ thống thủy canh

Căn cứ vào đặc điểm dung dịch dinh dưỡng có thể chia hệ thống thủy canhlàm 2 loại (FAO, 1992):

- Hệ thống thủy canh tĩnh: dung dịch dinh dưỡng không chuyển động trongquá trình trồng cây Rễ cây được nhúng một phần hay hoàn toàn trong dung dịchdinh dưỡng Hệ thống này có ưu điểm là chi phí đầu tư thấp vì không cần hệ thốnglàm chuyển động dung dịch nhưng hạn chế là thường thiếu oxy và pH thường giảmgây ngộ độc cho cây

- Hệ thống thủy canh động: Dung dịch có chuyển động trong quá trình trồngcây Hệ thống này chi phí cao hơn nhưng rễ cây không bị thiếu oxy Các hệ thốngthủy canh dược hoạt động trên nguyên lý thủy triều, sục khí và tưới nhỏ giọt Hệthống này được chia làm 2 loại:

+ Hệ thống thủy canh mở: Dung dịch dinh dưỡng không có sự tuần hoàn trởlại, gây lãng phí dung dịch

+ Hệ thống thủy canh kín: Dung dịch dinh dưỡng có sự tuần hoàn trở lại nhờ

hệ thống bơm hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa

1.4.5 Hệ thống thủy canh bấc đèn sử dụng trong thí nghiệm

Thủy canh bấc đèn (wick system) là một trong những hệ thống thủy canhđơn giản đã được nghiên cứu và sử dụng từ nhiều năm trước đây Nguyên lý của hệthống này là sử dụng một loại vải bấc để thấm hút nước và và dinh dưỡng từ thùngchứa lên cung cấp cho giá thể chứa trong khay đựng giá thể Cây sẽ được trồng vào

trong giá thể và hút trực tiếp nước, dinh dưỡng từ giá thể (Ferrarezi và cs., 2012)

Có 4 thành phần chính trong một hệ thống bấc đèn: khay trồng, thùng chứa,bấc và hệ thống sục khí

Hình 1.1 Sơ đồ mặt cắt ngang của hệ thống thủy canh bấc đèn

- Khay trồng

Các khay trồng trong một hệ thống bấc đèn khác với hệ thống thủy canhkhác ở chỗ nó không sử dụng các chậu để giữ giá thể trồng Giá thể trồng được đổlên toàn bộ khay trồng, cây giống được trồng trực tiếp lên khay Các loại giá thể tốtnhất được sử dụng trong hệ thống này sẽ không tiêu hao quá nhanh và sử dụng hệthống bấc hiệu quả nhất Vermiculite, perlite và hỗn hợp giá thể không dùng đất lànhững lựa chọn tốt; chúng có khả năng thấm hút tốt nhưng không trở nên ẩm ướtnhư đất

- Bộ phận thùng chứa

Thùng chứa cũng tương tự như bất kỳ các hệ thống khác Nó là một thùngđựng dinh dưỡng và nước được đặt phía dưới khay trồng Nước trong thùng chứaphải được thay mới mỗi tuần hoặc lâu hơn

- Hệ thống sục khí

Hệ thống sục khí phổ biến nhất là một bơm và đá thông khí Đá thông khígiống như đá trong hồ cảnh, được đặt trong nước và kết nối với một máy bơmkhông khí bên ngoài các thùng chứa Máy bơm đẩy không khí qua đá đó, thổi rabong bóng nhỏ để phân phổi oxy qua nước

- Hệ thống bấc

Các thùng chứa được kết nối với hai hoặc nhiều bấc Các bấc sử dụng maodẫn để vận chuyển dung dịch dinh dưỡng vào giá thể và rễ của cây Loại bấc dễnhất để dùng là sợi dây thừng nhưng sau một thời gian nó có thể dễ bị nấm mốc hoặc

bị thối Nếu có kế hoạch sử dụng hệ thống trong một thời gian dài thì phải kiểm tradây bấc định kỳ Ngoài ra dây nilon cũng rất hiệu quả và không mốc hay thối

Các bấc được chèn vào khay trồng thông qua các lỗ nhỏ Chúng ta có thểthêm một miếng cao su kết nối giữa phần bấc và khay trồng hoặc chắc chắn rằngcác lỗ nhỏ hơn một chút so với các bấc để ngăn chặn bấc cứ giá thể nào rớt xuốngthùng chứa

Số lượng bấc dùng phụ thuộc vào một số yếu tố: tổng kích thước của hệthống, số lượng cây được trồng, lượng giá thể và vật liệu dùng làm bấc Mộtnguyên tắc nhỏ là sử dụng một bấc cho một cây, và chắc chắn rằng mũi của bấcđược đặt gần rễ cây

1.5 Tổng quan về các hệ thống trồng cây trên bề mặt nước

1.5.1 Giới thiệu về hệ thống bè nổi trồng cây trong thí nghiệm

Việc nghiên cứu cải tiến hệ thống thủy canh bấc đèn thành những bè nổitrồng cây đặt trên các hệ thống tài nguyên mặt nước với sợi bấc thõng xuống đểhút trực tiếp nước từ dưới lên cung cấp cho giá thể và cây trồng sẽ là một tiềm

xxxivnăng lớn cho việc khai thác nguồn tài nguyên mặt nước phục vụ cho việc sảnxuất lương thực.

Hệ thống thủy canh bè nổi bấc đèn được lắp ghép gồm 2 phần: phần dưới làống nước để giúp cho bè nổi trên mặt nước, phần trên là khay chậu để đựng giá thểtrồng cây, đó có thể là thùng xốp, khay nhựa hoặc thau chậu; sợi bấc được nối từkhay chậu và thõng xuống nước để hút nước trực tiếp

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống bè nổi bấc đèn

1.5.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hệ thống bè nổi

Hệ thống canh tác bè nổi đã được chứng minh là một hình thức sản xuất câytrồng thành công ở nhiều khu vực đầm lầy trên thế giới

Ở hồ Mặt Trăng thuộc thung lũng của Mexico và thủ đô Aztec củaTenochtitlan, người ta tin rằng hệ thống canh tác bè nổi hay còn gọi là hệ thốngChinampas đã được phát minh ra ở thành phố cổ điển của EraTeotihuacan gần haingàn năm trước đây Chinampas giống như một hòn đảo nhân tạo được xây dựng từlau sậy với bùn ở đáy hồ và được neo giữ bằng cây liễu được trồng xung quanh chu

vi của nó Việc trồng trọt và canh tác đều được thực hiện bằng tay trên hệ thốngChinampas (Chris R.Landon, 1993)

Ở hồ Inle của Myanmar, vườn nổi được làm từ cây lục bình (Eichhornia crassipes), một cây thủy sinh lâu năm phát triển rất nhanh ở vùng nước ấm và

nông Hệ thống này, được biết tại địa phương như ye-chan, liên quan đến việc trồnghàng trăm hecta "hòn đảo nổi" sản xuất đủ cà chua và các loại rau khác để thúc đẩykinh tế của khu vực

Ở hồ Tonle Sap của Campuchia, con người ở đây không có đất để trồng trọt

do đó họ đã thực hành hệ thống canh tác bè nổi

xxxvỞ các hồ nước ngọt và vùng đầm lầy ở Bangladesh, rau hoa và cây con đượctrồng bằng kĩ thuật canh tác bè nổi mà không cần dùng đến hệ thống tưới tiêu hayphân bón hóa học.Cho đến nay, không có nhiều tài liệu về hệ thống canh tác bè nổiđược công bố mặc dù tài liệu về thủy canh được đề cập nhiều trong nghiên cứu.

Các khu vực phía nam, tây nam và dọc bờ biển của Bangladesh hằng nămthường xuyên bị ngập nước trong một thời gian dài, đặc biệt vào thời điểm có giómùa Con người ở những khu vực này phải đối mặt với tình trạng ngập chìm trongnước qua nhiều thế hệ (Md Altaf Hossain) Ở Bangladesh khoảng 8000 hecta đất

bị ngập chìm trong nước Nếu như mực nước biển tăng lên vì biến đổi khí hậu thìcàng nhiều khu vực ở Bangladesh sẽ chịu ngập nước và càng có nhiều đất nôngnghiệp không thể canh tác được (BARC, 1991) Tawhidul Islam and Peter Atkinsnghiên cứu về hình thức canh tác bè nổi, thực hành nông nghiệp bền vững ở khuvực đầm lầy ở Bangladesh Theo Tawhidul Islam and Peter Atkins, hệ thống bè nổiđược làm bằng cây lục bình, một số loại tảo, rơm rạ, thảo mộc hoặc tồn dư thực vậtđược kết nối lại thành các bè nhờ các thân tre nứa

Hình 1.3 Hệ thống bè nổi ở Bangladesh

Theo Chowdhury (2004), hệ thống canh tác bè nổi là một phương pháp tránhđược sự xâm nhập mặn bởi vì nó đem lại cơ hội mới cho việc sử dụng các kiến thức

và kĩ thuật bản địa mà có thể đáp ứng tốt với điều kiện môi trường địa phương

1.6 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài

1.6.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Qua nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đất chỉ đóng vai trò như là một giá thể,cây có thể sinh trưởng phát triển bình thường nếu cung cấp đủ dinh dưỡng như

xxxvinước, chất khoáng, CO2, ánh sáng… mà không cần đất Do đó chúng ta có thể trồngcây trong điều kiện không dùng đất mà chỉ cần có giá thể như trấu hun, vụn xơ dừa.

Trong phương pháp thủy canh, giá thể được xem như là đất tạo thành từ những hỗnhợp của các vật liệu, nhằm giữ nước, tạo độ thoáng cho sự phát triển của cây, hỗnhợp này được dùng đơn lẻ hoặc trộn lại để tận dụng ưu điểm từng loại Hệ thốngcàng dùng ít giá thể, vận hành càng dễ dàng và càng đỡ tốn kém

Như đã biết, cây trồng cần cả oxi và dinh dưỡng tiếp xúc với rễ cây Giá thể

lý tưởng là loại có khả năng giữ nước tương đương với độ thoáng khí Khả nănggiữ nước và độ thoáng khí của giá thể được quyết định bởi những khoảng trốngtrong nó Trong cát mịn có những khoảng trống rất nhỏ không chứa được nhiềunước và oxi Ngược lại, sỏi thô tạo những khoảng trống quá lớn, nhiều không khínhưng mất nước nhanh

Do đó, giá thể lý tưởng cho trồng cây phải có những đặc điểm sau: có hàmlượng mùn, hàm lượng vi sinh vật cao, khả năng giữ ẩm tốt như độ thoáng khí, có

pH trung tính và khả năng ổn định pH, thấm nước dễ dàng, bền và có khả năng tái

sử dụng hoặc phân hủy an toàn cho môi trường và cuối cùng là các loại giá thể phảirẻ, nhẹ và thông dụng

Phân bón là yếu tố quan trọng hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp Aicũng biết việc bón phân có tác dụng to lớn trong việc làm tăng năng suất cây trồng,cải tạo, bảo vệ và bồi dưỡng đất Phân bón có nhiều loại gồm phân hữu cơ (các loạiphân có nguồn gôc hữu cơ như phân chuồng, phân xanh, phân rác), phân hóa học (sảnxuất từ công nghệ hóa học), phân vi sinh vật (các chế phẩm chứa vi sinh vật sống cóích) và phân sinh hóa (các chất điều hòa sinh trưởng và các loại phân bón lá)

1.6.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài

Biến đổi khí hậu đã và đang tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống vàmôi trường trên phạm vi toàn thế giới: đến 2080 sản lượng ngũ cốc có thể giảm 2 -4%, giá sẽ tăng 13 - 45%, tỷ lệ dân số bị ảnh hưởng của nạn đói chiếm 36-50%;mực nước biển dâng cao gây ngập lụt, gây nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng đếnnông nghiệp, và gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế xã hộitrong tương lai

Ở Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăngkhoảng 0,70C, mực nước biển đã dâng khoảng 20 cm Hiện tượng El-Nino, La-Ninangày càng tác động mạnh mẽ đến Việt Nam BĐKH thực sự đã làm cho các thiêntai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt.Theo tính toán, nhiệt độ trung bình

ở Việt Nam có thể tăng lên 3oC và mực nước biển có thể dâng 1 m vào năm 2100

xxxviiNếu mực nước biển dâng 1 m, khoảng 40 nghìn km2 đồng bằng ven biển Việt Nam

sẽ bị ngập hàng năm, trong đó 90% diện tích thuộc các tỉnh Đồng bằng sông CửuLong bị ngập hầu như hoàn toàn (Bộ TNMT, 2003)

Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới (2007), Việt Nam là một trong nămnước sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH và nước biển dâng, trong đó vùngđồng bằng sông Hồng và sông Mê Công bị ngập chìm nặng nhất Nếu mực nướcbiển dâng 1m sẽ có khoảng 10% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất đối vớiGDP khoảng 10% Nếu nước biển dâng 3 m sẽ có khoảng 25% dân số bị ảnh hưởngtrực tiếp và tổn thất đối với GDP lên tới 25%

Tài nguyên mặt nước là một trong những loại tài nguyên tự nhiên phổ biếntại Việt Nam, loại tài nguyên này được định nghĩa là diện tích trên bề mặt nước có

ở các ao hồ, sông suối, hay là tại các vùng trũng bị ngập úng lâu ngày như khu vựcMiền Tây Nam bộ Một điều quan trọng là nguồn tài nguyên này sẽ tăng lên cùngvới quá trình Biến đổi khí hậu toàn cầu.Vì vậy, việc nghiên cứu tìm cách khai thácnguồn tài nguyên này để phục vụ cho việc trồng các loại cây rau hay lương thực sẽ

có ý nghĩa hết sức to lớn trong việc tạo kế sinh nhai cho người dân tại các vùngtrũng, đảm bảo an toàn lương thực nhằm ứng phó và thích ứng với quá trình biếnđổi khí hậu toàn cầu

Việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật như loại giá thể sử dụng, loại dinhdưỡng phối trộn và liều lượng bón… sẽ góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuậtcanh tác mới này, đưa kỹ thuật canh tác này trở thành hình thức canh tác chính tạicác vùng trũng hoặc những vùng có nhiều nguồn tài nguyên mặt nước với năngsuất và chất lượng cây trồng không thua kém gì việc canh tác cây trồng tại nhữngvùng đất màu mỡ

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Giống xà lách: Nghiên cứu được tiến hành trên giống xà lách mỡ, là loại xàlách được trồng phổ biến tại TT Huế

- Mô hình trồng: Thí nghiệm được tiến hành trồng trên hệ thống thủy canhbấc đèn, được thiết kế để nổi trên mặt nước

- Loại giá thể: Thí nghiệm được tiến hành trên các loại giá thể gồm: mụndừa, trấu hun, đất thịt nhẹ

- Loại phân bón: Phân khoáng NPK, phân NPK hữu cơ Realstrong, phân hữu

cơ Sông Hương

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Địa điểm thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành trung tâm nghiên cứu đôthị xanh, phường Hương Sơ thành phố Huế

- Thời gian thí nghiệm: 15/01/2015 –15/05/2015

2.2 Nội dung nghiên cứu

Xuất phát từ mục tiêu của đề tài, chúng tôi tiến hành nghiên cứu những nộidung sau:

- Nghiên cứu một số tính chất lý hóa tính của các loại giá thể sử dụng trongthí nghiệm

- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất cây xà lách trồngtrên hệ thống bè nổi tại các công thức sử dụng giá thể và phân bón khác nhau

- Nghiên cứu chất lượng và khả năng chống chịu của cây xà lách trồng trên

hệ thống bè nổi tại các công thức sử dụng giá thể và phân bón khác nhau

- Đánh giá hiệu quả kinh tế của cây xà lách trồng trên hệ thống bè nổi tại cáccông thức sử dụng giá thể và phân bón khác nhau

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Các công thức và phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm gồm 2 nhân tố được bố trí theo kiểu ô lớn - ô nhỏ (split-plot) với

3 lần nhắc lại, phân bón được bố trí là ô lớn với 3 công thức, giá thể bố trí ở ô nhỏvới 5 công thức

Các công thức được mã hóa ở bảng dưới đây:

Bảng 2.1 Các công thức thí nghiệm

Giá thể

Loại phânPhân NPK hữu

cơ Realstrong(P1)

Phân khoángNPK(P2)

Phân hữu cơ Sông Hương(P3)

Xơ dừa+ trấu hun+ đất thịt nhẹ tỉ

Ô lớn thí nghiệm gồm 5 thùng khác nhau được bố trí trên một bè nổi

Tổng số thùng thí nghiệm là: 45 chậu

Bảo vệG1

P1

G4

P1

G2P1

G3P1

G5P1

G1P2

G5P2

G3P2

G2P2

G4P2

G4P3

G5P3

G2P3

G1P3

G3P3G3

P2

G4

P2

G1P2

G5P2

G2P2

G1P3

G5P3

G3P3

G2P3

G4P3

G5P1

G4P1

G1P1

G2P1

G3P1G4

P3

G2

P3

G3P3

G5P3

G1P3

G4P1

G2P1

G5P1

G1P1

G3P1

G1P2

G2P2

G3P2

G4P2

G5P2Bảo vệ

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2.3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

- Các chỉ tiêu về giá thể

+ Xác định pHH2O (độ chua hiện tại) của các loại giá thể

Đo lượng H+ tự do trong dung dịch giá thể, sử dụng máy đo pH để xác định+ Xác định khả năng chứa và giữ nước của các loại giá thể

+ Xác định tỷ trọng của của các loại giá thể bằng phương pháp Picnomet

+ Xác định dung trọng của đất bằng phương pháp ống trụ kim loại

+ Xác định độ xốp: Sau khi xác định được dung trọng và tỷ trọng chúng taxác định độ xốp qua nghiệm thức sau:

* Các chỉ tiêu về sinh trưởng của cây:

+ Theo dõi chiều cao cây (cm): Tiến hành đo chiều cao cây từ mặt đất tựnhiên đến mút lá cao nhất

+ Theo dõi số lá (lá): Số lá xác định từ lúc cây 3 lá thật, dùng sơn đỏ để đánh dấu.+ Theo dõi đường kính tán cây (cm): Tiến hành đo đường kính tán tại điểmcây có đường kính tán lớn nhất, dụng cụ đo là thước chia cm

Các chỉ tiêu về chiều cao, số lá và đường kính tán được theo dõi 5 ngày/lần.+ Xác định diện tích lá (dm2/cây) :

Cắt toàn bộ lá cây cần đo diện tích lá cân được P1g Dùng khoan lá có bản xácđịnh (r), khoan n miếng lá (sẽ có diện tích là: 3,14 ¿ n ¿ r2) rồi đem cân được P2g

Diện tích lá cây cần đo (S) là : S =

P1×n×3 , 14×r2

P2 (dm2/cây),trong đó 3,14 là số π, r là bán kính ống khoan (dm)

+ Xác định chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) :

Công thức tính: LAI = Số cây/m2 đất trồng ¿ Diện tích lá/cây (m2lá/m2đất)

+ Khối lượng tươi và khối lượng khô của xà lách

Khối lượng tươi xà lách (g/cây)