Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)

Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh (luận văn tiến sĩ)

HOÀNG THỊ NGA

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG

CÀ CHUA F1 GIỐNG ESTYVA BẰNG CÔNG NGHỆ KHÍ CANH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này

là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Hoàng Thị Nga

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận án này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Thạch, GS.TS Trần Khắc Thi đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt, tạo mọi điều kiện thuận lợi và chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận án này Đặc biệt là GS.TS Nguyễn Quang Thạch người thầy kính mến đã đào tạo giúp đỡ tôi từ khi tôi còn là một sinh viên của Trường Đại học Nông nghiệp I cho tới tận hôm nay Một lần nữa xin được tỏ lòng biết ơn và kính trọng đến Thầy

Trong thời gian qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của Ban lãnh đạo Viện Sinh học nông nghiệp, đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án Cảm ơn các cán bộ nhân viên và các thế hệ sinh viên Viện Sinh học nông nghiệp đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Sinh lý thực vật, Viện Đào tạo Sau đại học, Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

® tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt mọi mục tiêu nghiên cứu, đặc biệt là GS.TS Hoàng Minh Tấn người đã giúp tôi chỉnh sửa để hoàn thành luận án này

Tôi rất biết ơn những người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh quan tâm, động viên khích lệ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tác giả

Hoàng Thị Nga

1.1.1 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua 5 1.1.2 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh 6 1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua 15

1.2.1 Lịch sử phát triển của công nghệ khí canh 20 1.2.2 Ưu, nhược điểm của công nghệ khí canh 22 1.2.3 Ứng dụng của công nghệ khí canh trong nhân giống và sản

1.2.4 Những yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình nhân giống và

Chương 2 VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.2.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp

2.2.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh: 41

3.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm

3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 50 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 52 3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân

giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ

3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 55 3.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dẫn điện (EC) dung dịch dinh

dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 chồi trên hệ

3.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng nhân giống cây

cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 58 3.1.7 Xác định số lần cắt chồi thích hợp khi nhân chồi cây cà chua

3.1.8 So sánh hệ số nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp

giâm chồi trên hệ thống khí canh với giá thể và thủy canh 64 3.1.9 Nghiên cứu tính toán giá thành nhân giống cây cà chua F1

bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 68 3.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh 68 3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát

triển và năng suất của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh 69 3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến

sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua trồng trên

3.2.3 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng,

phát triển và năng suất của cây cà chua F1 trồng trên hệ thống

3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dung dịch dinh dưỡng ban

đêm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua

3.2.5 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ (làm mát) dung dịch dinh

dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua F1 trồng trên hệ thống khí canh trong vụ Xuân Hè 87 3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ khí canh đến sinh

trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua F1 90 3.2.7 Đánh giá hiệu quả của việc trồng trọt cây cà chua F1 bằng

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 109

Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án 111

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua trên toàn thế giới qua

1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam (2004 - 2009) 17

3.1 Ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ tới khả năng nhân chồi

3.2 Ảnh hưởng của các dung dịch dinh dưỡng khác nhau đến khả

năng nhân chồi của cây cà chua trên hệ thống khí canh 52 3.3 Ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân chồi của cây cà

3.4 Ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng khác nhau đến hệ số

3.5 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến khả năng nhân

chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 57 3.6 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng nhân chồi cây cà chua

3.7 Sự sinh trưởng phát triển của cây cà chua trồng từ chồi cắt các

3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cà chua trồng từ hạt

3.9 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau tới hệ số nhân chồi

3.10 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau (giá thể, thủy canh, khí

canh) đến tỷ lệ sống, ra rễ và chất lượng rễ của chồi giâm cà chua 66

3.11 Giá thành của cây giống nhân bằng công nghệ khí canh 68 3.12 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến chiều cao và số lá

cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 69 3.13 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sự ra hoa, đậu quả

3.14 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến chiều

cao và số lá cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 72 3.15 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến sự

ra hoa, đậu quả và năng suất của cà chua 74 3.16 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển

của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 77 3.17 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến các yếu tố cấu

3.18 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng vào ban đêm đến

sinh trưởng, phát triển của cây cà chua trồng trên hệ thống khí

3.19 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun ban đêm đến các yếu tố cấu

3.20 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh

trưởng, phát triển của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh 88 3.21 Ảnh hưởng của giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất của cây cà chua 89 3.22 Ảnh hưởng của các phương thức trồng khác nhau đến sinh

trưởng, phát triển của cây cà chua (sau trồng 14 tuần) 91 3.23 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt (địa canh, thủy canh, khí

canh) đến cường độ quang hợp, diện tích lá và tích lũy chất khô 93

3.24 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt đến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của cây cà chua 99 3.25 Chất lượng quả cà chua trên các phương thức trồng khác nhau 103 3.26 Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của cây cà chua trên các phương

3.27 Hiệu quả kinh tế của trồng cà chua F1 bằng kỹ thuật khí canh 106

3.2 Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng sử dụng trong khí canh tới

quá trình khai thác chồi của cây cà chua F1 53

3.3 Năng suất của cây cà chua trồng từ hạt và chồi cắt các lần khác nhau 63 3.4 Sự ra rễ của chồi trên các hệ thống trồng trọt khác nhau 67 3.5 Bộ rễ cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh trong vụ Đông có

3.6 Ảnh hưởng của EC dung dịch đến động thái tăng trưởng chiều

3.7 Ảnh hưởng của EC dung dịch đến động thái tăng trưởng chiều

3.8 Sự hình thành quả cà chua trồng vụ Đông trên hệ thống khí canh

có nồng độ dung dịch dinh dưỡng ( EC) khác nhau 82 3.9 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun đêm tới năng suất cây cà

3.10 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun đêm tới năng suất cây cà

3.11 Sự biến thiên nhiệt độ môi trường và nhiệt độ vùng rễ của các

công thức thí nghiệm ở các thời điểm khác nhau sau khi phun

3.12 Ảnh hưởng của việc làm giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng

đến năng suất của cây cà chua trong vụ Xuân Hè 89 3.13 Bộ rễ cây cà chua ở các phương thức trồng trọt khác nhau 92 3.14 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới cường

độ quang hợp của cây cà chua trồng trong vụ Đông 94 3.15 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới cường

3.16 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới chỉ số

3.17 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới chỉ số

3.18 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới khả

năng tích lũy chất khô của cây cà chua vụ Đông 97 3.19 Ảnh hưởng của phương thức trồng trọt khác nhau tới khả năng

tích lũy chất khô của cây cà chua vụ Xuân Hè 97 3.18 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau đến năng

3.19 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau đến năng

3.20 Một số hình ảnh cây cà chua trên các phương thức trồng trọt

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) là loại rau ăn quả có diện tích

và sản lượng lớn nhất trong các loại rau trồng hiện nay trên thế giới Quả cà chua, ngoài giá trị dinh dưỡng cao, được sử dụng để ăn tươi, nấu nướng, là nguyên liệu cho chế biến công nghiệp với hàng chục loại sản phẩm có giá trị kinh tế cao Sản xuất cà chua là ngành hàng rất được quan tâm phát triển ở Việt Nam, mang lại hiệu quả cao cho nông dân Nhu cầu tiêu dùng cà chua ngày càng tăng Cà chua là cây có tiềm năng năng suất hơn hẳn các cây trồng khác Năng suất cà chua liên tục tăng trong vòng 3- 4 thập kỷ lại đây do tỷ lệ sử dụng giống lai cao, đạt tới 81% diện tích trồng cà chua toàn thế giới vào năm 2008 (Hanson, 2009) [70] Ngoài ra, nhiều kỹ thuật canh tác tiên tiến và công nghệ cao cũng đã được áp dụng trên cây cà chua tại nhiều nước phát triển Phối hợp

cả 2 yếu tố này đã đưa năng suất cà chua trồng trong nhà kính tại Israel đạt mức kỷ lục: 600 tấn/ha (Trần Khắc Thi, 2011), [18] Ở nước ta, các mô hình nông nghiệp công nghệ cao được triển khai tại Hà Nội và Hải Phòng khoảng 10 năm trở lại đây luôn sử dụng cà chua như là một đối tượng quan trọng Năng suất cà chua trồng trong nhà phủ plastic bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt xấp xỉ 120 tấn/ha/vụ (Phạm Kim Thu, 2007), [20]

Khác với các giống cà chua lai F1 trồng ngoài đồng ruộng, các giống F1 chuyên dụng trồng trong nhà có mái che đòi hỏi một số tiêu chuẩn riêng: sinh trưởng vô hạn (chiều dài thân chính đạt tới 15-20 mét); ít phân nhánh, có khả năng tự thụ phấn, thụ tinh cao, đậu quả được cả trong điều kiện nhiệt độ cao (30-350C) và cường độ ánh sáng thấp (dưới 3000 lux), có tiềm năng năng suất cao (≥ 5kg/cây), thời gian sinh trưởng 180 - 300 ngày Việc lai tạo và sản xuất hạt giống nhóm cà chua này rất công phu nên giá thành hạt giống rất cao (trung bình 3000 - 5000 đồng/hạt nhập từ Hà Lan hoặc Israel) Giá thành

hạt giống cao là một trong những hạn chế khả năng mở rộng các mô hình sản xuất cà chua công nghệ cao tại các vùng ven đô, khu công nghiệp hiện nay (Trần Khắc Thi, 2011), [18]

Đã có nhiều công trình nhân giống vô tính cây cà chua bằng phương pháp giâm chồi và điển hình là công trình của Stoner (1989), [132] Tác giả đã chứng minh khả năng nhân giống cà chua bằng giâm chồi trên hệ thống khí canh Tuy nhiên chưa có những công bố ứng dụng kết quả nghiên cứu này ở quy mô sản xuất Gần đây ở Việt Nam, đề tài cấp nhà nước: “ Nghiên cứu làm chủ công nghệ và xây dựng mô hình công nghiệp sinh học sản xuất giống khoai tây, rau và hoa sạch bệnh.”, thuộc chương trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KC.04 đã nghiên cứu khả năng nhân giống cây khoai tây cấy mô, cây dâu tây, một số cây hoa bằng kỹ thuật giâm chồi trên hệ thống khí canh đạt hệ số nhân rất cao (Nguyễn Quang Thạch & cs, 2010), [12]

Việc phát triển trồng trọt cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao là một xu hướng tất yếu đã và đang được triển khai mạnh mẽ ở nhiều vùng trồng rau, hoa của Việt Nam Các công nghệ trồng cà chua thủy canh tĩnh, thủy canh tuần hoàn đã được nghiên cứu và triển khai rất mạnh trên thế giới cũng như ở Việt Nam (Hồ Hữu An, 2005) [1], (Trần Khắc Thi, 2011), [18], (Phạm Kim Thu, 2007), [20] (Cook and Calvin, 2007), [48] Tuy nhiên các nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật trồng cây cà chua bằng công nghệ khí canh hầu như chưa được nghiên cứu Việc nghiên cứu xác định kỹ thuật trồng cây cà chua bằng công nghệ khí canh sẽ là những đóng góp mới mẻ cả về mặt khoa học và thực tiễn

Đáp ứng yêu cầu bức xúc của thực tiễn sản xuất về nguồn cây giống cũng như sự phát triển kỹ thuật trồng cà chua bằng công nghệ mới rất triển

vọng - công nghệ khí canh, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật

nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh”

2 Mục tiêu của đề tài

Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kỹ thuật cơ bản (dung dịch dinh dưỡng, độ pH, độ EC dung dịch, nhiệt độ dung dịch, thời gian phun, thời gian nghỉ ban ngày, thời gian nghỉ ban đêm …) đến khả năng nhân giống bằng giâm chồi và trồng cà chua thương phẩm trên hệ thống khí canh để đề xuất hướng ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất cà chua lai F1- giống Estyva tại Việt Nam Đưa công nghệ khí canh áp dụng hiệu quả trong sản xuất cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học mới

có giá trị về ảnh hưởng của một số yếu tố kỹ thuật đến khả năng nhân giống bằng chồi và sinh trưởng, phát triển, năng suất của cà chua thương phẩm giống Estyva trồng trên hệ thống khí canh

Kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu và giảng dạy về công nghệ khí canh cho các cây trồng khác ở Việt Nam

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất kỹ thuật nhân giống cà chua bằng giâm chồi trên hệ thống khí canh phục vụ nhu cầu cây giống cà chua chuyên dụng trồng trong nhà có mái che với giá thành giảm chỉ bằng 1/4 - 1/5 so với hạt giống nhập nội

- Xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết để xây dựng quy trình trồng cà chua lai F1 bằng kỹ thuật khí canh trong nhà có mái che cho hiệu quả kinh tế cao

4 Những đóng góp mới của luận án

- Là công trình đầu tiên và có hệ thống ở nước ta về cơ sở khoa học và các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc nhân giống vô tính bằng giâm chồi và trồng cà chua bằng công nghệ khí canh

- Đã xác định vai trò của việc hạ thấp nhiệt độ trong dung dịch dinh dưỡng của hệ thống khí canh cho việc trồng cà chua vụ Xuân Hè ở Đồng bằng Bắc bộ bằng công nghệ khí canh

5 Giới hạn của đề tài

- Địa điểm nghiên cứu: Đề tài được thực hiện tại Viện Sinh học Nông nghiệp Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

- Thời gian nghiên cứu: từ 2008 - 2011

- Chỉ tập chung trên giống cà chua lai F1(Estyva) chuyên dụng để trồng trong nhà có mái che

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu chung về cây cà chua

1.1.1 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua

Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, trong điều kiện trồng trên đồng ruộng, rễ cà chua có thể phát triển rộng tới 1,3 m và sâu tới 1m Với khối lượng rễ lớn như vậy, cà chua được xếp vào nhóm cây chịu hạn (Tạ Thu Cúc & cs, 2007), [4]

Lá cà chua đa số thuộc dạng lá kép, các lá chét có răng cưa, có nhiều dạng khác nhau: dạng chân chim, dạng lá khoai tây, dạng lá ớt…Tùy thuộc vào giống mà lá cà chua có màu sắc và kích thước khác nhau

Hoa cà chua được mọc thành chùm Có 3 dạng chùm hoa: dạng đơn giản, dạng trung gian và dạng phức tạp Số lượng hoa/chùm, số chùm hoa/cây rất khác nhau ở các giống Số chùm hoa/cây dao động từ 4- 20 chùm, số hoa/ chùm dao động từ 2- 26 hoa Hoa đính dưới bầu, đài hoa màu vàng, số đài và

số cánh hoa tương ứng nhau từ 5- 9 Hoa lưỡng tính, nhị đực liên kết với nhau thành bao hình nón, bao quanh nhụy cái

Quả thuộc dạng quả mọng có 2, 3 hay nhiều ngăn hạt Hình dạng và màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống Ngoài ra màu sắc quả chín còn phụ

thuộc vào nhiệt độ, hàm lượng caroten và lycopen Ở nhiệt độ 30oC trở lên, sự

tổng hợp lycopen bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp β caroten không mẫn

cảm với tác động của nhiệt độ, vì thế ở mùa nóng khi chín quả có màu vàng

hoặc đỏ vàng (Krumbein et al., 2006), [95] Khối lượng quả cà chua dao động

rất lớn từ 3- 200 g phụ thuộc vào giống (thậm chí có quả đạt tới 500g) (Jaime and Nuez, 2008), [83]

1.1.2 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh

1.1.2.1 Yêu cầu đối với ánh sáng

Cà chua thuộc cây ưa sáng, cây con trong vườn ươm nếu đủ ánh sáng (5000 lux) sẽ cho chất lượng tốt, cây cứng, bộ lá to, khỏe, sớm được trồng Ngoài ra, ánh sáng tốt, cường độ quang hợp tăng cây ra hoa đậu quả sớm hơn, chất lượng sản phẩm cao hơn (Trần Khắc Thi, 1999), [13] Cường độ ánh sáng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng, phát triển của cây cà chua Điểm bão hòa ánh sáng của cà chua là 70,000 lux (là cây trồng cần nhiều ánh sáng chỉ sau cây dưa hấu) Cường độ ánh sáng thấp làm chậm quá trình sinh trưởng và cản trở quá trình ra hoa Cường độ ánh sáng thấp làm vòi nhụy vươn dài và tạo nên những hạt phấn không có sức sống, khả năng thụ phấn kém Ánh sáng đầy đủ thì việc thụ phấn thuận lợi, dẫn đến sự phát triển bình thường của quả, quả đồng đều, năng suất tăng Khi cà chua bị che bóng, năng

suất giảm và quả thường bị dị hình (Mandal et al., 1989), [101]

1.1.2.2 Yêu cầu với nhiệt độ

Trong các yếu tố ngoại cảnh tác động đến quá trình sinh trưởng phát triển của cà chua như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm không khí, đất đai, vi sinh vật…thì nhiệt độ được coi là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cà chua, đặc biệt là cà chua trồng trong điều kiện nhiệt độ nóng ẩm Cà chua ưa khí hậu ấm áp, khả năng thích nghi rộng, chịu được nhiệt độ cao nhưng mẫn cảm với rét Cà chua sinh trưởng bình thường trong nhiệt độ 15 - 350C, nhiệt độ thích hợp 22 - 240C Quá trình quang hợp của lá cà chua tăng khi nhiệt độ 25- 300C, nhiệt độ > 350C quá trình quang hợp sẽ giảm mạnh

Giới hạn nhiệt độ tối thấp và tối cao là 100C và 350C Hạt nảy mầm tốt nhất ở 25 - 300C, nhiệt độ đất thích hợp 290C, trong giới hạn nhiệt độ 15,5 -

300C, nhiệt độ càng cao hạt nảy mầm càng nhanh Nhiệt độ quá cao sẽ làm

chậm sự nảy mầm của hạt, hạt dễ mất sức sống, mầm bị biến dạng Điều kiện thích hợp cho hình thành và phân hoá mầm hoa: nhiệt độ ban ngày 20 -

250C, nhiệt độ ban đêm 13 - 150C, độ ẩm đất 60 - 70% Khi ở nhiệt độ 200C thì hoa to, tỷ lệ ra hoa cao, hoa ít bị rụng Khi nhiệt độ thấp dưới 130C và cao trên 350C hạt phấn bị ức chế, gây ra hiện tượng thụ phấn không đầy đủ, quả bị nhăn nheo, dị hình Nhiệt độ thích hợp cho hạt phấn phát triển 21 -

240C Quả sinh trưởng tốt ở 20 - 220C, sắc tố hình thành ở nhiệt độ 200C, quả chín ở nhiệt độ 24 - 300C, trên 350C các sắc tố bị phân giải (Tạ Thu Cúc

& cs, 2007), [4]

Theo Kuo & cs (1998), [96] nhiệt độ đất có ảnh hưởng đến quá trình phát triển của hệ thống rễ, nhiệt độ đất cao trên 390C sẽ làm giảm quá trình lan tỏa của hệ thống rễ, nhiệt độ trên 440C bất lợi cho sự phát triển của bộ rễ, cản trở quá trình hấp thu nước và dinh dưỡng

Nhiệt độ ngày và đêm đều ảnh hưởng đến sinh trưởng sinh dưỡng của cây: nhiệt độ ngày thích hợp cho cây sinh trưởng từ 20- 250C.. Nhiệt độ đêm thích hợp từ 15-180C, khi nhiệt độ trên 350C cây ngừng sinh trưởng, và ở nhiệt độ 100Ctrong một thời gian dài cây sẽ chết Ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, nhiệt độ ngày đêm xấp xỉ 250C sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ra lá và sinh trưởng của lá Tốc độ sinh trưởng của thân, chồi và rễ đạt cao hơn khi nhiệt độ ngày từ 26- 300C và đêm từ 18- 220C Điều này liên quan đến việc duy trì cân bằng quá trình quang hợp và hô hấp trong cây (Hurd and Graves, 1984), [80]

Nhiệt độ không những ảnh hưởng trực tiếp tới sinh trưởng dinh dưỡng

mà còn ảnh hưởng rất lớn tới sự ra hoa đậu quả, năng suất, chất lượng cà chua

(Polenta et al., 2006), [115] Ở thời kỳ phân hóa mầm hoa, nhiệt độ không khí

ảnh hưởng đến vị trí của chùm hoa đầu tiên Cùng với nhiệt độ không khí, nhiệt độ đất có ảnh hưởng đến số lượng hoa/chùm Nhiệt độ không khí trên

30/250C (ngày/đêm) làm tăng số lượng đốt dưới chùm hoa thứ nhất Nhiệt độ không khí lớn hơn 30/250C (ngày/đêm) cùng với nhiệt độ đất trên 210C làm giảm số hoa trên chùm

Sự phân hóa mầm hoa ở 130C cho số hoa trên chùm nhiều hơn ở 180C, ở

140C có số hoa trên chùm nhiều hơn ở 200C (Tiwari and Choudhury, 1993), [138]

Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh hưởng trực tiếp tới sự nở hoa cũng như quá trình thụ phấn thụ tinh Nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt tới sự phát triển của hoa, khi nhiệt độ (ngày/đêm) trên 30/240C làm giảm kích thước hoa, khối lượng noãn và bao phấn Nhiệt độ cao làm giảm số lượng hạt phấn, giảm sức sống của hạt phấn và của noãn Tỷ lệ đậu quả cao ở nhiệt độ tối ưu là 18- 200C Nhiệt độ ngày vượt 380C trong vòng 5- 9 ngày trước hoặc sau khi hoa nở 1- 3 ngày, nhiệt độ đêm vượt 270C trong vòng vài ngày trước và sau khi hoa nở đều làm giảm sức sống hạt phấn, đó chính là nguyên nhân làm giảm năng suất Quả cà chua phát triển thuận lợi ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ trên 350C ngăn cản sự phát triển của quả và làm giảm kích thước của quả rõ rệt (Hurd and

Graves, 1985), [81] (Kuo et al., 1998), [96]

Bên cạnh đó, nhiệt độ còn ảnh hưởng tới các chất điều hòa sinh trưởng

có trong cây Sau khi đậu quả, quả lớn lên nhờ sự phân chia và sự phát triển của các tế bào phôi Hoạt động này được thúc đẩy bởi một số hooc môn sinh trưởng hình thành ngay trong khi thụ tinh và hình thành hạt Nếu nhiệt độ cao xảy ra vào thời điểm 2- 3 ngày sau khi nở hoa gây cản trở quá trình thụ tinh, auxin không thể hình thành được và quả non sẽ không lớn mà rụng đi

Sự hình thành màu sắc quả cũng chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, bởi

quá trình sinh tổng hợp caroten rất mẫn cảm với nhiệt độ Phạm vi nhiệt độ thích hợp để phân hủy chlorophyll là 35- 400C, để hình thành lycopen là 12-

300C và hình thành caroten là 10- 380C Do vậy, nhiệt độ tối ưu để hình thành sắc tố là 18- 260C Quả có màu đỏ, màu da cam đậm ở 24- 260C do có sự hình

thành lycopen và caroten dễ dàng Nhưng khi nhiệt độ 30- 360C quả có màu vàng là do lycopen không được hình thành Khi nhiệt độ lớn hơn 400C quả giữ

nguyên màu xanh bởi vì caroten và lycopen không được hình thành Nhiệt độ

cao trong quá trình phát triển của quả cũng làm giảm quá trình hình thành

pectin, là nguyên nhân làm cho quả nhanh mềm hơn (Brandt et al., 2006), [37]

Nhiệt độ và ẩm độ cao còn là nguyên nhân tạo điều kiện thuận lợi cho một số bệnh phát triển Bệnh héo rũ Fusarium phát triển mạnh ở nhiệt độ đất

280C, bệnh đốm nâu (Cladosporium fulvum Cooke) phát sinh ở điều kiện

nhiệt độ 25- 300C và độ ẩm không khí 85- 90%, bệnh sương mai do nấm

Phytophthora infestans phát sinh phát triển vào thời điểm nhiệt độ thấp dưới

220C, bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum) phát sinh phát triển

ở nhiệt độ trên 200C (Poulton et al., 2001), [116]

1.1.2.3 Yêu cầu với độ ẩm

Nhiều tài liệu cho thấy độ ẩm đất thích hợp cho cà chua là 60- 65% và độ

ẩm không khí là 70- 80% Khi đất quá khô hay quá ẩm đều ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cà chua Biểu hiện của thiếu hay thừa nước đều làm cho cây bị héo Khi ruộng bị ngập nước, trong đất thiếu oxy, thừa khí cacbonic làm cho rễ cà chua bị độc dẫn đến cây héo Khi thiếu nước quả cà chua

chậm lớn và thường xảy ra hiện tượng khô đáy quả (An et al., 2005), [30]

Độ ẩm không khí quá cao (> 90%) dễ làm cho hạt phấn bị trương nứt, hoa

cà chua không thụ phấn được sẽ rụng Tuy nhiên, điều kiện gió khô cũng thường

làm tăng tỷ lệ rụng hoa (Tạ Thu Cúc & cs, 2007), [4] (Dumas et al., 2003), [56]

1.1.2.4 Yêu cầu đối với dinh dưỡng khoáng

Cũng như các cây trồng khác, cà chua cần ít nhất 20 nguyên tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng phát triển bình thường của nó

Nitơ (N) có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh trưởng sinh dưỡng và năng suất quả hơn tất cả các yếu tố dinh dưỡng khác N có tác dụng thúc đẩy

sự sinh trưởng, nở hoa, đậu quả của cà chua nhưng lại kéo dài thời gian chín

và làm giảm kích thước quả Khi thiếu N cùng với điều kiện nhiệt độ cao sẽ làm cho tỷ lệ rụng hoa tăng Khi lượng N quá dư thừa làm giảm kích thước quả, kéo dài thời gian chín, giảm khả năng chống chịu với rất nhiều loại bệnh

và tăng tỷ lệ quả thối Do vậy, việc bón N thích hợp sẽ làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm (màu sắc, khẩu vị và hàm lượng axit trong quả) (Trần Khắc Thi, 1999), [13] (Tạ Thu Cúc, 2006), [3] (Anonymous, 2009), [33]

Các nghiên cứu liên quan đến những tác động của nguồn N với cây cà chua đã cho thấy: cà chua nhạy cảm với các nguồn cung cấp của N là NH4+ (Kirkby and Knight, 1977), [91] (Ganmore and Kafkafi, 1980), [63] (Magalhães

and Wilcox, 1983), [100] (Dong et al., 2004), [55] (Olympios, 2006), [113]

Nhiều nghiên cứu gần đây cũng đã khẳng định điều này Việc sử dụng NH4+như nguồn N duy nhất hoặc chủ yếu trong trồng trọt cà chua trong dung dịch đã

dẫn đến suy giảm tăng trưởng và năng suất (Siddiqi et al., 2002), [124] Akl &

cs (2003), [27] đã quan sát thấy sự hạn chế của cả hai yếu tố là sinh trưởng và năng suất quả cà chua khi tỷ lệ NH4+ /N tổng số trong dung dịch dinh dưỡng cao hơn 0,1 và tốc độ tăng trưởng của cà chua giảm rõ rệt khi tỷ lệ NH4+ trong dung dịch vào khoảng 0,15- 0,25/ tổng lượng N cung cấp cho cây liên quan với độ

pH thấp (<5) Như vậy, mức thấp nhất của NH4+/N tổng số, làm suy giảm sự sinh trưởng và năng suất của cà chua, chủ yếu quyết định bởi tác động của pH vùng rễ Cùng với chất lượng quả giảm thì khi cung cấp lượng NH4+/N trội còn làm tăng tỷ lệ rụng hoa thối quả (BER), một hiện tượng thường được cho là

thiếu canxi (Akl et al., 2003), [27] (Heeb et al., 2005a, 2005b), [74], [75] (Kirkby and Mengel, 1967), [90] (Siddiqi et al., 2002), [124] Tương tác giữa

nồng độ dinh dưỡng và dạng N đã được nghiên cứu bởi Ben-Oliel & cs (2004), [35] đã cho thấy rằng việc bổ sung 1 mM NH4+ đến 7 mM NO3- vào dung dịch dinh dưỡng có tác dụng cải thiện năng suất của cà chua

Tan & cs, (2000b), [135] đã sử dụng phân 15N để trồng cà chua thủy

canh và thấy rằng sự hấp thu, đồng hóa của urê là thấp ở giai đoạn cây con, nhưng tăng đến mức gần như tương tự với NO3-/N trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Kutuk & cs (2004), [97] cho rằng urê có thể được sử dụng như một nguồn N trong trồng cà chua không cần đất, cung cấp cho cây ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Hàm lượng N trước khi hình thành chùm hoa đầu tiên

là cực kỳ quan trọng trong việc xác định năng suất Cà chua trồng trong thủy canh có thể lấy 80-110mgN/cây/ngày (Morgan, 2006), [105]

Photpho (P) có tác dụng giúp cho bộ rễ phát triển mạnh, làm tăng khả năng hút nước và dinh dưỡng của rễ, ngoài ra P còn ảnh hưởng đến sự phát

triển của hoa, chất lượng quả và đẩy nhanh quá trình chín (Nandel et al.,

1993), [107] Lượng P cao khi bón cho cà chua có tác dụng cải thiện độc tính gây ra bởi coban (Chatterjee, 2002), [44]

Các giống cà chua mới, các giống lai có tốc độ tăng trưởng rất cao do

đó cần cung cấp đầy đủ P để phát triển tối ưu và đạt năng suất cao nhất Tốc

độ tăng trưởng của cà chua tăng lên rõ rệt cùng với sự tăng của nồng độ P trong cây Kết quả từ nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng cung cấp P qua lá cho cây cà chua trồng trong nhà kính làm tăng hàm lượng của chất diệp lục, P, kali, magie và sắt trong lá, thúc đẩy sự chín, tăng năng suất và chất lượng của quả (Chapagain and Wiesman, 2004), [43] Thiếu P ở mức độ nhẹ ít làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng, nhưng nếu thiếu hụt ở mức độ nặng sẽ làm hàm

lượng N trong lá, hàm lượng cytokinin và cường độ quang hợp giảm ( Groot et

al., 2002), [66] Sự sinh trưởng của bộ rễ thường phản ứng với điều kiện bất thuận của môi trường như sự thiếu hụt P hoặc L- Glutamate Bón lượng P cao ít khi gây hiện tượng ngộ độc cho cây cà chua vì độ hòa tan của phân lân trong đất thấp Tuy nhiên, với việc trồng cây không cần đất, sự xuất hiện của ngộ độc

do P là có thể, vì P dư thừa trong dung dịch không di động Hàm lượng P chiếm 1% khối lượng khô là mức giữa đầy đủ và gây độc Mức độ độc hại của

P trong lá cà chua cũng có thể gây nên bởi sự thiếu hụt kẽm (Kaya and Higgs,

2001, 2002), [88], [89] Chất lượng quả cà chua đạt cao nhất khi bón lượng P rất cao Một lượng lớn P cần thiết cho sự hình thành hạt

Kali (K): là yếu tố quan trọng đối với sự trao đổi chất, sự phát triển của hoa và quả cà chua (Anna, 2009), [32] K ảnh hưởng tới kích thước và chất lượng quả, làm giảm tỷ lệ quả dị dạng Ngoài ra nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc và hương vị của cà chua

Thiếu K làm giảm độ chắc quả và hàm lượng các chất dinh dưỡng Yêu cầu K của cây cà chua cao khi có sự tăng trưởng nhanh của cây kết hợp với sự tăng khối lượng quả (Chapagain and Wiesman, 2004), [43] (Haiprakasa and Subramanian, 1991), [71] Hệ thống rễ của cây cà chua rất nhạy cảm với khả năng hấp thu K và các nguyên tố khoáng trong đất (Chen and Gabelman,

2000), [45] (Muholland et al., 2001), [106]

Theo Mulholland & cs (2001), [106] độ ẩm không khí có thể hạn chế đáng kể hàm lượng K trong các lá non ở gần chồi đỉnh, trong điều kiện đó tỷ lệ hình thành quả ở chùm hoa thứ nhất và năng suất giảm đáng kể Khi cà chua được trồng trong điều kiện mà lượng K cung cấp không đầy đủ thì natri có thể thay thế một phần cho K Sự tăng trưởng của cây cà chua trồng trong điều kiện thiếu hụt K (0,5 mM K+) bị giảm mạnh so với khi cung cấp đầy đủ K Tỷ lệ thối lá cà chua giảm khi sử dụng K2SO4 bón cho cà chua (Ehsan et al., 2010), [59] Giai đoạn đầu cây cần lượng K cao tương đương với N (từ nảy mầm đến hình thành quả) sau đó lượng K tăng theo sự lớn của quả trong khi đó lượng N lại giảm K+ chiếm ưu thế trong quả cà chua là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến

các chỉ tiêu chất lượng quả như: axít, mùi vị, hình dạng, màu sắc (Morales et

al., 2003), [104]

1.1.2.5 Dinh dưỡng và chất lượng quả cà chua

Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc điểm khách quan

đo lường chất lượng, đặc điểm chủ quan cảm giác, giai đoạn chín, giống

(Auerswald et al., 1999), [34] (Helyes et al., 2006), [76] (Luthria et al., 2006), [99] (Schnitzler et al., 2002), [121] Mối quan tâm về chất lượng sản phẩm

ngày càng trở nên quan trọng trên toàn thế giới

Cung cấp đủ K sẽ làm tăng hàm lượng vitamin C trong quả cà chua

(Akhtar et al., 2003), [26] (Davies and Winsor, 1967), [52] (Davies and Hobson, 1981), [53] (Kaviani et al., 2006), [87] qua đó cải thiện chất lượng

cảm giác Theo Ehsan & cs (2010), [59] hàm lượng P trong thịt quả cà chua tăng lên khi bón K Cung cấp K ở mức độ thấp cho cây cà chua trồng trong dung dịch

có liên quan đến hiện tượng rụng hoa và quả non (Adams, 2002), [24] Theo Hartz & cs (2005), [72] tăng cường bón phân K sẽ cải thiện màu sắc của quả, giảm tỷ lệ vàng lá và các rối loạn màu sắc khác Hàm lượng đường trong quả cà

chua đạt cao nhất khi bón 150 kg K/ha (Karlberg et al., 2006), [85]

Ngược lại với K nếu tăng cung cấp Nitơ cho cà chua ở trên ngưỡng được coi là tối ưu cho sản xuất cà chua trong nhà kính có thể làm giảm chất lượng quả do giảm hàm lượng đường (Davies and Winsor,1967), [52] Theo Parisi & cs (2006), [114] khi bón cho cà chua lượng là 250 kg N /ha làm giảm một số chỉ tiêu chất lượng quả như: pH, hàm lượng chất rắn hòa tan, glucose và fructose Cung cấp một phần của nitơ ở dạng NH4+ có thể cải thiện chất lượng

quả (hàm lượng đường và axit hữu cơ) so với chỉ có NO3- (Flores et al., 2003), [62] (Kirby and Knight, 1977), [91] (Navarro et al., 2005), [109] Theo Heeb &

cs (2005b) ,[75] cung cấp kết hợp các dạng nitơ sẽ cải thiện hương vị quả

Với P: dường như các dạng của P bón vào đất trồng cà chua không làm ảnh hưởng đến tổng lượng chất khô, pH, độ chua hay màu sắc đặc trưng của

quả (Oke et al., 2005), [111]

Canxi (Ca): Ảnh hưởng đến các rối loạn sinh lý của cây mà chủ yếu là hiện tượng BER Tăng cường cung cấp canxi sẽ làm giảm rối loạn sinh lý (Amor

and Marcelis, 2006), [29] (Hamer, 2003), [67] (Hao and Papadopoulos,

2003; 2004), [68], [69] (Sato et al., 2006), [119] (Taylor et al., 2004), [136]

Theo Huang và Snapp (2004a, 2004b), [78], [79] hàng tuần phun dung dịch dinh dưỡng chứa 50 mM CaCl2 cho cánh đồng trồng cà chua sẽ làm giảm tỷ

lệ nứt quả

Bo (B) là yếu tố vi lượng ảnh hưởng chủ yếu đến chất lượng của quả cà

chua (Alhendawi et al., 2005), [28] (Davis et al., 2003), [54] Theo Huang và

Snapp (2004a), [78] liên tục phun B lên lá cà chua sẽ làm giảm tỷ lệ những rối loạn trong quả Cung cấp B ở nồng độ thấp làm giảm độ cứng của quả cà chua (Smit and Combrink, 2005), [125]

Sự gia tăng độ dinh dưỡng trong môi trường rễ sẽ cải thiện chất lượng

của quả cà chua (Auerswald et al., 1999), [34] (Grassmann and Woitke, 2006), [65] (Kraus et al., 2006), [93] (Savvas and Adamidis, 2000), [120]

Ảnh hưởng của nồng độ dinh dưỡng đến chất lượng của cà chua chủ yếu là tăng hàm lượng chất khô, đường trong quả (Ehret and Ho 1986b), [57]

(Gough and Hobson, 1990), [64] (Krauss et al., 2006), [93] (Sonneveld and Voogt, 1990), [127] (Sonneveld and Burg, 1991), [128] (Tabatabaei et al.,

2004), [134] Nồng độ dinh dưỡng cao làm tăng các chất rắn hòa tan tổng số

trong quả cà chua (Cramer et al., 2001), [49] Theo Cuartero and Muñoz

(1999), [50] Cuartero & cs, (2006), [51] độ săn chắc của quả cà chua tăng cùng với sự tăng của nồng độ dinh dưỡng ở vùng rễ Tuy nhiên theo Krauss &

cs (2006), [93]: độ săn chắc của quả cà chua giảm bởi nồng độ muối tăng Theo Cuartero và Muñoz (1999), [50] sự rắn chắc của quả cà chua giảm chỉ ở mức độ nồng độ dinh dưỡng vượt quá 10 dS /m ở vùng rễ Mavrogianopoulos

& cs (2002), [102] cho rằng việc giảm vận chuyển nước vào quả cà chua dưới điều kiện nồng độ dung dịch dinh dưỡng cao do điều chỉnh áp suất thẩm thấu của toàn bộ cây

Màu đỏ của quả tăng lên và đời sống của cây kéo dài hơn bởi nồng độ dung dịch dinh dưỡng tăng lên (Sonneveld and Burg, 1991), [128] trong khi

tỷ lệ mắc các rối loạn chín sinh lý, bệnh vàng đốm và nứt quả đều giảm xuống

(Mulholland et al., 2001), [106] (Sonneveld and Welles, 1988), [127] (Sonneveld and Burg, 1990), [128] (Chrétien et al., 2000), [46] Tăng nồng độ

dung dịch dinh dưỡng sẽ làm tăng hàm lượng vitamin C, lycopene, và

β-carotene trong quả (Javanmardi and Kubota, 2006), [84] (Krauss et al., 2006), [93] (Olympios et al., 2003), [112] (Schwar et al., 2001), [123] (Wu and

Kubota, 2008), [145] Tuy nhiên, nồng độ dung dịch dinh dưỡng cao sẽ làm hạn chế khối lượng trung bình của quả cà chua (Andriolo, 2005), [31]

(Chrétien et al., 2000), [46] (Krauss et al., 2006), [93] và tăng tỷ lệ BER (Ehret et al., 2002), [58] (Schwarz et al., 2001), [123] (Sonneveld and Burg, 1991), [129] (Ieperen, 1996), [82] (Willumsen et al., 1996), [143]

Nồng độ dinh dưỡng tương ứng với một độ dẫn điện (EC) = 2,6 dS /m

cung cấp cho cây cà chua là thích hợp (Li et al., 2001), [98] (Wu et al., 2004,

2008), [144], [145] EC dung dịch từ 3,5-3,7 dS/ m ở vùng rễ làm tăng chất

lượng quả (Kreij et al., 1999), [94] (Santamaria et al., 2004), [118]

(Ieperen,1996), [82]

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua

1.1.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới

Cà chua là loại cây rau quan trọng thứ hai trên thế giới, chỉ đứng sau cây khoai tây, được phân bố hầu như khắp các nước trên thế giới Đó là một loại cây rau ăn quả dễ trồng và có giá trị dinh dưỡng cao, hàng năm trên thế giới trồng khoảng 3,7 triệu ha cà chua cho sản lượng khoảng trên 120 triệu tấn [148] Tình hình sản xuất cà chua của thế giới được tổng hợp ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua trên toàn thế giới

và sản lượng tương ứng 31 644 040 tấn (năm 2005), Ấn Độ là nước tăng nhanh cả về diện tích (300%) và năng suất (54%) so với năm trước Châu Á chính là nơi trồng cà chua nhiều nhất trên thế giới ví dụ: Trung Quốc: 1.255.100 ha, Ấn Độ: 350.000 ha, Philippine: 165.000 ha, Thái Lan: 12.000

ha, Việt Nam: 20 - 24.000 ha… Trong vùng nhiệt đới, Trung Quốc và Ấn Độ

là hai nước dẫn đầu về diện tích và sản lượng cà chua còn Nhật Bản và Đài Loan là hai nước luôn dẫn đầu về năng suất

Từ năm 2003 đến năm 2007 khối lượng xuất khẩu cà chua trên toàn thế giới tăng 30% Mexico là nước đứng đầu trong xuất khẩu cà chua, chiếm một nửa sản lượng xuất khẩu của thế giới Năm 2003 khối lượng xuất khẩu của

Mexico đạt 903.384 tấn chiếm 50% khối lượng xuất khẩu trên toàn thế giới, còn năm 2007 khối lượng đạt 1,1 triệu tấn

1.1.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua ở Việt Nam

Cà chua được trồng ở hầu hết các tỉnh thành trên cả nước Diện tích trồng cà chua hàng năm vào khoảng 20.000-24.000 ha với năng suất trung bình

là 20 tấn/ha (Trần Khắc Thi, 2005), [15] Cho đến nay cà chua ở nước ta sản xuất ra gần như chỉ để tiêu thụ tại chỗ mà vẫn chưa thể xuất khẩu do sản xuất chưa nhiều, mẫu mã, chất lượng cà chua nói chung chưa cao

Theo số liệu của Tổng Cục thống kê thì diện tích, năng suất và sản lượng

cà chua của nước ta qua một số năm như sau:

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam

Nguồn: Tổng cục thống kê năm 2010 , [20]

Năm 2009 với sản lượng đạt 494.332 tấn quả đã đảm bảo cho bình quân đầu người 5,5 kg/người/năm bằng xấp xỉ 30% so với trung bình toàn thế giới (18,5 kg/người/năm) So với năng suất trung bình của toàn thế giới thì năng suất

cà chua ở Việt Nam đã đạt mức tương đương Tuy nhiên so với các nước trong khu vực năng suất cà chua của nước ta là khá cao (Trần Khắc Thi, 2011), [18]

Những tỉnh có diện tích trồng cà chua lớn (trên 500 ha) đều là những nơi có năng suất cà chua khá cao (> 200 tạ/ha) Đứng đầu cả nước về diện tích

trồng cũng như sản lượng cà chua năm 2008 là tỉnh Lâm Đồng với diện tích 4.638 ha chiếm 18,7% diện tích trồng cà chua của cả nước và sản lượng đạt 184.390 tấn chiếm 34,4% sản lượng cà chua cả nước Nam Định và Hải Phòng là 2 tỉnh dẫn đầu về diện tích trồng và sản lượng cà chua năm 2008 ở vùng đồng bằng sông Hồng với diện tích trồng tương ứng là: 2.076 ha, 1.153

ha và đạt sản lượng cà chua tương ứng là: 42.959 tấn, 36.941 tấn Như vậy khả năng thâm canh phụ thuộc nhiều vào mức độ chuyên canh trong sản xuất (Trần Khắc Thi, 2011), [18]

Theo Trần Khắc Thi (2002), [14] sản xuất cà chua ở nước ta có một số tồn tại chủ yếu: chưa có bộ giống tốt cho từng vùng trồng, đặc biệt là giống cho

vụ Thu Đông, sản phẩm chủ yếu tập trung vào vụ Đông Xuân (hơn 70%) từ tháng 12 đến tháng 4, còn hơn một nửa thời gian trong năm trong tình trạng thiếu

cà chua Đầu tư cho sản xuất còn thấp, nhất là phân hữu cơ và thuốc bảo vệ thực vật Chưa có quy trình canh tác và giống thích hợp cho từng vùng Việc sản xuất còn manh mún, chưa có sản phẩm hàng hóa lớn cho chế biến công nghiệp Quá trình canh tác thu hái diễn ra hoàn toàn thủ công (Trần Khắc Thi, 2005), [16]

Tuy nhiên so với các nước trong khu vực, sản xuất cà chua ở Việt Nam

có lợi thế rõ rệt do khí hậu thời tiết, đất đai của nước ta, đặc biệt là các tỉnh phía Bắc phù hợp cho sinh trưởng phát triển của cây cà chua nếu được đầu tư tốt sẽ làm cho năng suất cà chua rất cao Diện tích cho phát triển cà chua còn rất lớn vì trồng trong vụ Đông, không ảnh hưởng đến 2 vụ lúa nhưng sản phẩm lại là trái vụ so với Trung Quốc, nước có khối lượng cà chua lớn nhất thế giới (20 triệu tấn/năm) Các vùng trồng cà chua đều có nguồn lao động lớn, nông dân có kinh nghiệm canh tác nên nếu có thị trường sẽ thu hút được nhiều lao động do giá nhân công rẻ nên giá thành có khả năng cạnh tranh cao Chính vì vậy có thể nói triển vọng phát triển cà chua ở nước ta là rất lớn (Trần Khắc Thi, 2011), [18]

Giống: Trước những năm 1990, chủ yếu là giống địa phương thích hợp

với điều kiện canh tác và tiêu thụ từng nơi Nhìn chung gần đây nhiều giống mới đã được chọn lọc, đưa vào sản xuất với năng suất với chất lượng đã được cải thiện: Miền Bắc có các giống, Hồng Lan, P375, H18, MV1, vv… miền Nam

có giống 5901386, VL 2100, Red Crown, Đặc biệt có những giống trái vụ: T12, RaMuna, KBT4, 386, Red Crown (Dương Kim Thoa và Trần Khắc Thi 2007), [19] Theo kết quả điều tra của Phạm Hồng Quảng & cs (2005), [7] cả nước ta có 115 giống cà chua được gieo trồng trong đó có 22 giống chủ lực,

10 giống có diện tích gieo trồng lớn nhất trên cả nước đứng đầu là M368 tiếp đến là giống cà chua Pháp, VL2000, TN002, các giống cà chua Mỹ, Ba lan, Red Crow, T42, VL2910 và giống của các công ty Trang Nông

Kỹ thuật canh tác: Ở các vùng có lịch sử trồng cà chua lâu đời thì kỹ

thuật canh tác cà chua của nông dân là khá cao như: Hà Nội, Hải Phòng, Hà Bắc (cũ), Hải Hưng (cũ), Hà Tây (cũ), Lâm Đồng Còn tại các vùng rau xa trung tâm thì người dân thiếu kinh nghiệm, các biện pháp canh tác còn nhiều lạc hậu Điều này dẫn đến sự chênh lệch về năng suất và chất lượng của cà chua Nhìn chung, về kỹ thuật thì hiện nay còn có những khó khăn trong việc: phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại và điều kiện môi trường khắc nghiệt

Phát triển các giống lai F1: Việc sử dụng các giống lai F1 đã tăng

đáng kể trong những năm gần đây, đặc biệt những giống dùng cho ăn tươi và các giống dùng sản suất trong vườn nhà Các giống lai thường thể hiện những khác biệt lớn về năng suất so với các giống thuần, biểu hiện qua tính chín sớm, độ đồng đều, đặc biệt là thích ứng tốt trong những điều kiện môi trường không thuận lợi Mặc dù vậy, quá trình chọn tạo giống ưu thế lai đòi hỏi nhiều thời gian, chi phí sản xuất hạt giống đắt đỏ và cần nhiều lao động có kỹ năng nên giá thành hạt giống lai thường cao hơn 2,5 - 5 lần so với giống thường

Các giống lai thương mại đầu tiên chỉ xuất hiện trên thị trường vào giữa thế kỷ 20, mặc dù giá trị và lợi ích của chúng đã được công nhận từ những năm

đầu của thế kỷ Ưu thế lai được tìm thấy trong các tính trạng liên quan đến năng suất và tính thích ứng với điều kiện bất lợi như: chiều cao cây, tính chín sớm, năng suất, tính kháng sâu bệnh, tính đồng đều và khả năng chịu lạnh, chịu nhiệt, chịu mặn [147], [152] Ưu thế lai cũng đã được tìm thấy đối với các đặc điểm liên quan đến chất lượng quả, độ dày vỏ, độ Brix và hàm lượng axit

ascorbic (Akhilesh and Gulshan, 2004), [25] (Carbonell et al., 2006), [39]

Hiện nay, gần như tất cả các giống cà chua có mặt trên thị trường là các giống lai F1 kể cả giống cho ăn tươi và chế biến Một bước tiến quan trọng đối với các giống cà chua chế biến là sự thay thế các giống thuần bằng các giống lai F1 Sử dụng các giống lai F1 giúp tăng năng suất cà chua của Hoa

Kỳ và Israel lên khoảng 27-38% trong vòng 20 năm Đây là một trong những thành tựu quan trọng nhất mà các nhà chọn tạo giống đạt được trong thời gian qua (Dẫn theo Trần Khắc Thi, 2011), [17]

mù, hộp được che kín sao cho rễ nằm trong hộp được phun định kỳ vài phút một lần Với hệ thống này không phải dùng giá thể , dinh dưỡng được phun trực tiếp đến rễ, oxy được cung cấp đầy đủ

Hoạt động của hệ thống khí canh dựa trên nguyên tắc: dung dịch dinh dưỡng được phun trực tiếp vào hệ thống rễ của cây trồng dưới dạng sương mù theo chế độ ngắt quãng (Hason, 1980), [70] (Soffer and Burger, 1998), [126]

1.2.1.2 Lịch sử phát triển của công nghệ khí canh

Công nghệ khí canh được Hoagland và Arnon ở Trường Đại học Califorlia tiến hành đầu tiên vào năm 1938 Bằng kỹ thuật này họ đã điều khiển cho cây ra rễ và sinh trưởng hoàn toàn trong dung dịch dinh dưỡng Tuy nhiên, do những điều kiện kỹ thuật phức tạp (thông khí, kiểm soát hấp thu dinh dưỡng, pH của dung dịch ), công nghệ này có nhiều nhược điểm nên không được ứng dụng

Năm 1942, Carter [40] nghiên cứu việc trồng cây trong môi trường không khí và ông đã mô tả hệ thống trồng cây trong hơi nước để thuận tiện cho việc kiểm tra rễ

Năm 1944, Klotz [92] là người đầu tiên thực hiện phun mù cho cam quýt trong một nghiên cứu đơn giản của ông về những bệnh ở rễ cam quýt

Tiếp nối các công trình của Klotz , nhiều tác giả khác đã tiến hành nghiên cứu trên cây có múi, cà phê, táo, cà chua và phát hiện sự ra rễ của chúng rất thuận lợi và sạch bệnh khi trồng trong điều kiện phun mù dinh dưỡng cho bộ phận dưới mặt đất Went là người đầu tiên đặt tên cho quá trình trồng cây trong không khí là “ aeroponic”, ông đã trồng cà chua với rễ lơ lửng trong không khí và áp dụng phun mù dinh dưỡng (màng sương dinh dưỡng) cho rễ cây

Đến năm 1970, với công nghệ nhà kính phát triển, các công ty hướng tới việc ứng dụng công nghệ khí canh để nhân giống cây trồng phục vụ mục đích thương mại

Công nghệ khí canh thực sự được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên tại trường đại học Pia của Italya bởi Tiến sĩ Franco Massantini Hệ thống này bao gồm các ống phun dung dịch đặt trong các thùng xốp nuôi cây (Schorr and Stoner, 1985), [122] Tiếp nối công trình này, các nhà khoa học Israel đã cải tiến và cho ra đời hệ thống Ein Geidi System (EGS), hệ thống này có sự

kết hợp giữa kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng- NFT (Nutrient Film Technique) và kỹ thuật khí canh: rễ cây vẫn nhúng trong dung dịch dinh dưỡng nhưng được làm hảo khí thường xuyên Tiếp sau đó hàng loạt các hệ thống tương tự được ra đời như hệ thống Rainforest của Hoa Kỳ, hệ thống Schwalbach của Úc, hệ thống Aero-Gro System (AGS) được xem là hệ thống cải tiến gần nhất có sử dụng thêm kỹ thuật siêu âm để tạo các thể bụi dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây Kỹ thuật này được các nhà nghiên cứu Singapore tiếp tục phát triển thành thiết bị Aero Green Technology được cấp bằng phát minh của mạng lưới nông nghiệp đô thị Liên hợp quốc vào năm 2000 (Nguyễn Quang Thạch, 2006), [9]

Năm 1998, Richard Stoner ở đại học Colorado Mỹ lần đầu tiên đã đưa ra

và áp dụng thành công công nghệ khí canh để nhân giống cấy trồng bằng cách sử dụng việc phun dinh dưỡng kèm chất kích thích ra rễ theo chế độ ngắt quãng cho phần gốc của cành giâm trong các hộp nhân giống 20 lần/giờ (Stoner and Clawson, 1998), [133]

Stoner được coi là cha đẻ của khí canh thương mại Hệ thống khí canh của Stoner đang được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển cũng như tại các trường đại học nông nghiệp hàng đầu trên toàn thế giới

1.2.2 Ưu, nhược điểm của công nghệ khí canh

1.2.2.2 Nhược điểm của hệ thống khí canh

Đầu tư ban đầu lớn có thể dẫn đến giá thành sản phẩm cao Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao về công nghệ sản xuất cũng như việc phải hiểu biết đầy

đủ về đặc tính sinh vật, hóa học của cây trồng, phân bón, hóa chất… cho cây Nguồn nước đưa vào phải đảm bảo những tiêu chuẩn nhất định và trước khi đưa vào canh tác cần phải khử trùng cẩn thận Hệ thống này cần phải có nguồn điện liên tục (Nguyễn Quang Thạch, 2006), [10]

1.2.3 Ứng dụng của công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất

nông sản

1.2.3.1 Công nghệ khí canh trong nhân nhanh giống cây trồng và sản xuất

nông sản trên thế giới

Khí canh được coi là cuộc cách mạng trong nhân giống cây trồng (nhân giống từ cắt đoạn) Rất nhiều loại cây trồng trước đây được coi là khó khăn, hoặc không thể nhân giống từ cắt đoạn thì giờ đây đã có thể được nhân rộng theo cánh rất đơn giản Đây là một lợi ích lớn cho các nhà vườn trong sự nỗ lực để nhân giống những cây gỗ cứng hoặc xương rồng - mà thông thường với những loại cây này phải nhân bằng hạt (NASA, 2009), [108]

Hiện nay khí canh đã vượt qua phần lớn thủy canh và nuôi cấy mô là phương tiện để nhân nhanh các loài thực vật Với hệ thống khí canh được thiết lập, bất kỳ người làm vườn nào cũng có thể nhân giống thực vật Do tự động hóa của hầu hết các bộ phận của quá trình, cây trồng có thể được nhân bản và phát triển lên hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn cây từ một cây mẹ ban đầu Trong một thời gian ngắn, nhân giống đã trở thành dễ dàng hơn vì cây trồng trên hệ thống khí canh bắt đầu phát triển rễ nhanh hơn và sạch hơn thông qua một môi trường giàu chất dinh dưỡng, hàm lượng oxy cao và ẩm ướt (Adam, 1998), [23]

Công nghệ khí canh đã được Stonner liên tục nghiên cứu hoàn thiện và

cho phép ra đời một công nghệ mới gọi là công nghệ RPB (Rapid Propagation Biotechnology) Công nghệ này được xem như là bước đột phá trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất giống vô tính cây trồng Các nhà nhân giống in vitro gọi kỹ thuật này là thế hệ mới của công nghệ nhân giống và cho rằng đây sẽ là phương pháp nhân giống vô tính cây trồng quan trọng của thế kỷ 21 Kỹ thuật này có thể thay thế phương pháp nhân giống bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào

do có lắp đặt hệ thống lọc khử trùng dung dịch và không khí buồng trồng Toàn bộ các khâu điều khiển pH, EC, nhiệt độ của dung dịch và đều được tự động hóa nhờ các phần mềm chuyên dụng Công nghệ này là sự phối hợp giữa công nghệ sinh học, công nghệ tin học, công nghệ vật liệu mới và công nghệ tự động hóa Công nghệ này cho phép nhân được nhiều loại cây trồng, chu kỳ nhân giống nhanh hơn, nhiều hơn, công suất tăng 30 lần so với kỹ thuật truyền thống, loại bỏ khâu khử trùng (môi trường, mẫu vật) rất phức tạp trong nuôi cấy mô, tiết kiệm lao động, vật liệu, giảm giá thành Có thể nêu ví

dụ việc ứng dụng công nghệ này trong sản xuất củ giống khoai tây: công nghệ

“Quantum Tubers biotechnology” là công nghệ có tính cách mạng, hoàn toàn, mới mẻ trong lĩnh vực sản xuất giống khoai tây Công nghệ này cho phép sản xuất hoàn toàn chủ động trên diện tích nhỏ được một lượng khổng lồ củ giống khoai tây chất lượng cao, số lượng củ giống có thể tăng từ 600% - 1400% so với phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô và trồng trong nhà màn Công suất của hệ thống này lớn hơn bất kể một hệ thống sản xuất giống nào hiện có Hiện nay việc nhân giống cây khoai tây chủ yếu sử dụng hệ thống khí canh (Farran and Mingo Castel, 2006), [61]

Hàng trăm loài cây trồng đã được nghiên cứu nhân giống và thương mại hóa thành công bằng phương pháp trên Công nghệ này cũng rất hiệu quả đối với những cây có khả năng ra rễ kém Hiện nay trên toàn cầu đã có trên

1500 cơ sở lắp đặt và sử dụng thiết bị RPB kể trên để nhân giống cây trồng đặc biệt là khoai tây chủ yếu là ở các cơ sở hợp tác với Hoa Kỳ

Một số công ty sinh học của Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Úc, Canada, …đã thông báo xây dựng thành công hệ thống sản xuất công nghiệp khoai tây giống với năng xuất tăng 5-10 lần so với các quy trình thông thường Các công ty này đã xây dựng các xí nghiệp công nghiệp sản xuất chủ động củ giống với công suất rất cao (5-10 triệu củ/năm)

Ở Singapore, người ta đã sử dụng kỹ thuật khí canh để trồng cây rau diếp, bắp cải, cà chua, xu hào và một số loại rau ôn đới cung cấp cho nhu cầu rau trong nước Cây rau diếp trồng bằng phương pháp này sẽ cho thu hoạch sau 25 - 30 ngày kể từ khi gieo hạt (trong điều kiện bình thường thì cần từ 45-

60 ngày) Rau ôn đới sản xuất ở Singapore trước đây rất khó khăn, nay trở nên dễ dàng hơn với kĩ thuật mới này Có nhiều loại rau ôn đới từ lúc gieo hạt tới lúc thu hoạch mất 100 ngày thì trồng bằng khí canh chỉ mất 45 - 50 ngày Đến năm 1997, lượng rau trồng trong khí canh ở Singapore cung cấp thêm 20% nhu cầu tiêu dùng trong nước (Nguyễn Quang Thạch, 2006), [9]

Tại Nhật Bản từ những năm 1983 - 1984 trồng rau an toàn với công nghệ không dùng đất tăng khoảng 500 ha, năng suất cà chua đạt 130 - 140 tấn/ha, dưa leo 250 tấn/ha và xà lách 700 tấn/ha

Farran và Mingo Castel (2006), [61] khi so sánh công nghệ khí canh trong sản xuất giống khoai tây ở Trung Quốc với phương pháp sản xuất truyền thống cho thấy khí canh có hiệu quả tốt hơn nhiều lần, bằng phương pháp khí canh có thể thu được 1800 - 2000 củ/m2

Theo Trần Khắc Thi & cs (2008), [17] cà chua trồng trong nhà kính bằng kỹ thuật trồng cây không dùng đất ở Australia đạt năng suất từ 250 - 500 tấn/ha/năm Tuỳ theo giống gieo trồng vô hạn hay hữu hạn, giống cà chua vô hạn có thể cao 20m cho thu hoạch 10 tháng liên tục

1.2.4.2 Công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất nông sản ở Việt Nam

Hiện nay, giữa Việt Nam và thế giới còn có khoảng cách khá xa về

khoa học công nghệ trong nhân giống vô tính cây trồng Trong nước, mặc dù nhiều đơn vị đã đầu tư nghiên cứu nhân giống cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô kinh điển, hay gần đây đã có một số nghiên cứu ứng dụng các công nghệ nhân giống hiện đại như: công nghệ Bioreactor, công nghệ hạt nhân tạo và công nghệ quang tự dưỡng nhưng khả năng triển khai trong sản xuất của các công nghệ này còn rất hạn chế do phải đầu tư ban đầu quá cao

mà không tạo được số lượng lớn sản phẩm với giá cạnh tranh Trong khi đó, trên thế giới đã nghiên cứu thành công và ứng dụng rất hiệu quả phương pháp nhân giống cây trồng bằng khí canh với sự điều khiển hoàn toàn chủ động quá trình sinh trưởng, phát triển và hình thành sản phẩm Điều đó cho phép tạo khối lượng sản phẩm cực lớn trên một đơn vị diện tích sử dụng, ví dụ như: hệ thống Technituber của công ty Technico (Úc), hệ thống của hãng Dokagen (Nga) cho phép nhân giống khoai tây với năng suất 1000củ/m2/vụ Hệ thống RPB (Rapid Propagation Biotechnology) của Hoa Kỳ cho phép thay thế hệ thống nuôi cấy mô thông dụng và nhân nhanh hàng trăm loại cây khác nhau với hệ số nhân và chất lượng cây giống cao gấp 5-10 lần so với nuôi cấy in vitro (Nguyễn Quang Thạch & cs, 2006), [9] Tuy nhiên để thiết lập và làm chủ hoàn toàn được hệ thống RPB đòi hỏi đầu tư rất lớn Trong hoàn cảnh

Việt Nam khi du nhập công nghệ này cần có sự chọn lựa sáng suốt

Hiện nay để phát triển và nâng cao hiệu quả của ngành sản xuất nông nghiệp ở nước ta có hai việc cần tập trung là: 1/ Đa dạng hóa các giống loại hình sản phẩm và biện pháp nhân giống hiện đại; 2/ Các biện pháp khả thi đảm bảo chất lượng giống (không nhiễm và lan truyền các loại sâu bệnh chính của từng loại), trong đó có việc cấp chứng chỉ sạch bệnh cho các cơ sở làm giống) Nhưng hiện trong cả nước chưa có một mô hình khoa học công nghệ nào đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu nêu ở trên Việc sản xuất giống cây trồng mới chỉ quan tâm đến số lượng, hoàn toàn thả nổi trong lĩnh vực kiểm

tra chất lượng giống cũng như những vần đề liên quan đến luật bản quyền tác giả Trong tình trạng như thế không thể nói đến việc xuất khẩu giống và sản phẩm một cách bền vững (Nguyễn Quang Thạch & cs, 2006), [9]

Với công nghệ khí canh, ở nước ta kỹ thuật này hoàn toàn mới mẻ, cũng mới chỉ đi vào nghiên cứu thực nghiệm trên một số đối tượng rau ăn lá,

ăn củ (khoai tây) Tuy nhiên cũng có một số thí nghiệm đã đem lại kết quả khả quan: Năm 2005 tại Trung tâm phát triển nông lâm công nghệ cao Hải Phòng đã triển khai nghiên cứu thực nghiệm gieo ươm giống cây con cà chua, dưa chuột trồng trong nhà kính Bằng kỹ thuật gieo ươm khí canh và gieo ươm trên giá thể của Đài Loan Kết quả cho thấy trong 2 loại cây cà chua giống FA 189 và dưa chuột Samir thì cà chua gieo bằng kỹ thuật khí canh cho

tỷ lệ nảy mầm đạt 98%, thân cây mập, bộ rễ khoẻ cây sinh trưởng phát triển khoẻ hơn rất nhiều biện pháp gieo ươm trên giá thể trồng cây của Đài Loan, rút ngắn được thời gian trong vườn ươm từ 5 - 7 ngày Khi tiến hành các thí nghiệm gieo ươm giống cây con cây cải thảo, súp lơ xanh, cải bắp bằng kỹ thuật khí canh chỉ cần tra một hạt chắc trên một lỗ cũng cho tỷ lệ nảy mầm đạt

từ 95% trở lên, cây giống có bộ rễ tốt, sinh trưởng đồng đều khi đem ra trồng sản xuất cây hoàn toàn không phải qua giai đoạn hồi xanh

Trên đối tượng rau ăn lá: cây cải xanh và cây xà lách cho thấy khi gieo ươm bằng phương thức khí canh cây con có khả năng sinh trưởng nhanh về chiều cao thân lá, cho năng suất cao, rút ngắn thời gian trong vườn ươm so với khi gieo trên nền đất

Nguyễn Quang Thạch & cs (2006), [10] đã tiến hành nghiên cứu áp dụng phương pháp khí canh trong nhân giống khoai tây và nhiều cây trồng khác Đặc biệt trên cây khoai tây đã đạt được bước đột phá với hệ số nhân vượt trội (10- 13 lần/tháng, năng suất củ mini đạt 40- 60 củ/cây), năng suất củ thu được dao động 835-1016 củ/m2 (tùy thuộc vào từng giống) Cây trồng từ

củ giống tạo ra cho năng suất tăng trên 30% so với đối chứng (củ giống sản

xuất bằng phương pháp thông thường), giá thành củ giống xác nhận chỉ bằng 70% so với nhập nội

Có thể sử dụng kỹ thuật khí canh để nhân giống cây cẩm chướng trong

vụ hè (tháng 7, tháng 8) với hệ số nhân giống đạt từ 2,21- 3,07 chồi/cây mẹ Cây cẩm chướng trồng trên hệ thống khí canh sinh trưởng, phát triển và cho chất lượng hoa cao hơn so với cây trồng địa canh Tỷ lệ hoa loại 1 cao hơn 6,66% với giống vàng; 7,45% với giống đỏ, thời gian cắm lọ dài hơn 2-3 ngày

so với trồng trên địa canh (Nguyễn Thị Lý Anh & cs, 2010), [2]

1.2.4 Những yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình nhân giống và trồng

trọt bằng công nghệ khí canh

1.2.4.1 Ảnh hưởng của dinh dưỡng

Về kỹ thuật trồng cây trong hệ thống thủy canh, khí canh thì dung dịch dinh dưỡng tiếp xúc trực tiếp với rễ nên thành phần dung dịch dinh dưỡng bị thay đổi nhanh chóng Một điều rất quan trọng là những người áp dụng kỹ thuật thuỷ, khí canh cần phải có những hiểu biết tối thiểu về nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng và hoá chất để có thể pha dung dịch và quản lý dung dịch dinh dưỡng đảm bảo cho cây sinh trưởng, phát triển tốt

Cây cần 16 nguyên tố thiết yếu cho sự sinh trưởng phát triển: đa lượng: N,

P, K, Ca, Mg, S, vi lượng: Mn, Fe, B, Cu, Zn, Si, Cl lấy từ dung dịch đất; còn lại

C, H, O lấy từ không khí Một số cây còn đòi hỏi Co và Na (Adam, 1989), [22]

Sự quan trọng của dung dịch dinh dưỡng đối với cây trồng đã được Liebig chỉ ra vào năm 1942 sau đó được Sarchs khẳng định lại trong nghiên cứu kỹ thuật khí canh Các loại rau khác nhau có yêu cầu chế độ nước và dinh dưỡng khác nhau (Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch, 1999), [8] Dung dịch dinh dưỡng đầu tiên để trồng cây do Knop đề xuất vào giữa thế kỷ 19 có thành phần đơn giản chỉ gồm 6 loại muối vô cơ trong đó chứa các nguyên tố

đa lượng và trung lượng, không có nguyên tố vi lượng Sau đó có hàng loạt