XÂY DỰNG QUY TRÌNH THUỶ CANH RAU TẦN Ô chrysanthemum coronarium L. THEO HƯỚNG AN TOÀN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THUỶ CANH RAU TẦN Ô chrysanthemum coronarium L. THEO HƯỚNG AN TOÀN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH NGUYỄN HỒNG ĐỨC XÂY DỰNG QUY TRÌNH THUỶ CANH RAU TẦN Ô chrysanthemum coronarium L. THEO HƯỚNG AN TOÀN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 102010 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH NGUYỄN HỒNG ĐỨC XÂY DỰNG QUY TRÌNH THUỶ CANH RAU TẦN Ô chrysanthemum coronarium L. THEO HƯỚNG AN TOÀN Chuyên ngành: Kỹ thuật Trồng trọt Mã số : 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Hướng dẫn Khoa học: TS. Võ Thái Dân Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 102010 3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỦY CANH RAU TẦN Ô THEO HƯỚNG AN TOÀN NGUYỄN HỒNG ĐỨC Hội đồng chấm luận văn: 1. Chủ tịch: PGS. TS. Trịnh Xuân Vũ Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM 2. Thư ký: TS. Phạm Thị Minh Tâm Đại học Nông Lâm TP. HCM 3. Phản biện 1: TS. Nguyễn Thị Quỳnh Thuận Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam 4. Phản biện 2: TS. Nguyễn Hữu Hổ Viện Sinh học Nhiệt Đới 5. Ủy viên: TS. Võ Thái Dân Đại học Nông Lâm TP. HCM ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH HIỆU TRƯỞNG 4 LÝ LỊCH CÁ NHÂN Tên tôi là Nguyễn Hồng Đức, sinh ngày 10 tháng 12 năm 1982 tại TP.HCM, con Ông Nguyễn Xuân Tiến và Bà Trần Thị Châu. Năm 2001, tốt nghiệp Phổ thông Trung học tại Trường Phổ thông Trung học Hùng Vương, TP.HCM. Năm 2005, tốt nghiệp Đại học ngành Nông học hệ chính quy tại Đại học Nông Lâm TP.HCM. Năm 2006, theo học lớp Cao học ngành Trồng Trọt tại Đại học Nông Lâm TP.HCM Địa chỉ liên lạc: 107 Phù Đổng Thiên Vương phường 11, Quận 5, TP.HCM Điện thoại: 0983.001.220 Email: hongduc.realgmail.com 5 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Ký tên Nguyễn Hồng Đức 6 CẢM TẠ Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn: TS Võ Thái Dân đã tận tâm hướng dẫn đề tài, cảm thông với những khó khăn của tôi và đưa ra những lời khuyên, hướng dẫn hết sức cần thiết giúp tôi thực hiện đề tài thành công. TS Ngô Quang Vinh, Trưởng phòng Kỹ thuật Canh tác, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, đã đồng ý cho tôi bố trí thí nghiệm tại dự án “Trồng rau sạch theo hướng công nghệ cao tại Bình Dương” của Viện, đồng thời đưa ra những góp ý quý giá, cho tôi lượng Fe chelate để thí nghiệm thành công và giúp đo lượng N và K sau thí nghiệm. Cán bộ nghiên cứu Ngô Minh Dũng, phòng Kỹ thuật Canh tác, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, đã giúp đỡ hết mình và chia sẻ kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu. Cán bộ nghiên cứu Ngô Xuân Chinh, phòng Kỹ thuật Canh tác, Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam, là anh bạn cùng lớp, đã rất nhiệt tình hỗ trợ và góp ý thiết thực. Mà nếu không có sự giúp đỡ của anh Dũng và anh Chinh, tôi không thể tiến hành được đề tài này. Công ty rau sạch Hồ Bửu và tập thể nhân viên của công ty đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện tốt đề tài. Gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, khích lệ và động viên tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Nguyễn Hồng Đức 7 TÓM TẮT Một giải pháp cho sản xuất rau an toàn trong điều kiện đất nông nghiệp không ngừng bị thu hẹp, khan hiếm lao động và nguồn nước tưới là sản xuất theo phương pháp thủy canh. Bốn thí nghiệm đã được tiến hành tại Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương từ tháng 122009 đến tháng 42010 nhằm xây dựng quy trình thủy canh rau tần ô an toàn. Thí nghiệm chọn giống và công thức dinh dưỡng thích hợp: Thí nghiệm 2 yếu tố, với yếu tố chính là giống (giống rau tần ô Trang Nông, Green Seed, Đại Địa, Chánh Phong) và yếu tố phụ là công thức dinh dưỡng (công thức dinh dưỡng của Hoagland Arnon, Morgan, Bradley Tabares, Faulkner), được bố trí theo kiểu lô phụ (Split Plot Design), 3 lần lặp lại, mật độ trồng là 56 câym2. Kết quả thí nghiệm cho thấy, giống Trang Nông và công thức dinh dưỡng Bradley Tabares cho năng suất tổng số là 663 gm2 và năng suất thương phẩm đạt 498 gm2, cao nhất so với các nghiệm thức khác. Thí nghiệm xác định liều lượng dinh dưỡng cung cấp theo từng giai đoạn sinh trưởng của tần ô: Kế thừa kết quả của thí nghiệm 1, sử dụng giống Trang Nông và công thức dinh dưỡng của Bradley và Tabares, áp dụng mật độ trồng 100 câym2. Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên (Ramdomized Complete Block Design), với 4 nghiệm thức là 4 liều lượng dinh dưỡng khác nhau, 3 lần lặp lại. Cung cấp 20% dinh dưỡng vào thời điểm 20 NSG, 25% dinh dưỡng vào thời điểm 25 NSG, 30% dinh dưỡng vào thời điểm 30 NSG, 25% dinh dưỡng vào thời điểm 35 NSG cho kết quả tốt nhất so với 3 liều lượng dinh dưỡng còn lại, năng suất tổng số đạt 1,4 kgm2 và năng suất thương phẩm đạt 1,05 kgm2. Thí nghiệm chọn mật độ thủy canh rau tần ô trong nhà lưới: Kế thừa kết quả thí nghiệm 1, 2. Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo Khối đầy đủ ngẫu nhiên (Randomized Complete Block Design), gồm 5 nghiệm thức là 5 mật độ khác nhau (100 câym2, 200 câym2, 300 câym2, 400 câym2 và 500 câym2), 3 lần lặp lại. Mật độ trồng 200 câym2 đã cho kết quả tốt nhất với năng suất tổng số đạt được 1,93 kgm2 và năng suất thương phẩm đạt 1,84 kgm2, lợi nhuận đạt 48.000 đm2 và tỷ suất lợi nhuận 399,96% (với giá bán rau tần ô sạch là 33.000 đkg). Thí nghiệm điều chỉnh N, P, K trong công thức dinh dưỡng để năng suất tối ưu: Kế thừa kết quả thí nghiệm 1, 2, mật độ trồng 100 câym2. Thí nghiệm 2 yếu tố, bố trí theo kiểu lô 8 phụ (Split Plot Design), gồm 15 nghiệm thức (3 mức PK và 5 mức N khác nhau), 3 lần lặp lại. Kết quả thí nghiệm cho thấy, nghiệm thức tăng 20% lượng đạm và giữ nguyên lượng P, K trong công thức dinh dưỡng đã cho năng suất cao nhất so với các nghiệm thức khác và cao hơn nghiệm thức đối chứng (không điều chỉnh N, P, K trong công thức dinh dưỡng). Năng suất tổng số đạt 1,35 kgm2, năng suất thương phẩm đạt 1,33 kgm2. Đồng thời, nghiệm thức này cũng cho hiệu quả kinh tế cao hơn hẳn so với các nghiệm thức còn lại, lợi nhuận là 33.100 đm2 và tỷ suất lợi nhuận đạt 304,05%. QUY TRÌNH THỦY CANH RAU TẦN Ô Phòng trừ sâu bệnh: 1. Cây con sạch bệnh 2. Dùng giá thể sạch, nước sạch 3. Theo dõi thường xuyên 4. Dùng bẫy dính 5. Giữ vệ sinh trong nhà lưới 6. Dinh dưỡng cân đối 7. Dùng thuốc BVTV (khi cần thiết) Giai đoạn vườn ươm (020 NSG) Giai đoạn thủy canh (2040 NSG) Thu hoạch (40 NSG): cắt sát gốc, rửa sạch Vĩ xốp xếp thành đống ủ cho hạt nảy mầm vào vĩ xốp Thả nổi các vĩ xốp cây con tần ô vào bể thủy canh Áp dụng liều lượng: 20 NSG: 20% lượng dinh dưỡngcâyvụ 25 NSG: 25% lượng dinh dưỡngcâyvụ 30 NSG: 30% lượng dinh dưỡngcâyvụ 35 NSG: 25% lượng dinh dưỡngcâyvụ Gieo hạt giống tần ô Trang Nông vào vĩ xốp Dùng công thức Bradley và Tabares đã được điều chỉnh Tưới nước 23 lầnngày Bón NPK 202020 (5g8 lít nước, 4 ngàylần) Cây con có 2 lá thật, cao khoảng 6 cm, không bệnh Luôn đảm bảo pH = 5,86,5 và EC = 1,5 Mật độ trồng 200 câym2 9 SUMMARY A solution to producing safe vegetables in the current agriculture condition (cultivated area decreased, lack of water and labour for agriculture production) is hydroponics. Thus, four studies were carried out at Thủ Dầu Một town, Bình Dương province from December 2009 to April 2010 in order to establish the procedure to produce safe edible chrysanthemum hydroponically. Experiment 1: Select edible chrysanthemum variety and hydroponic nutrition formula. Two factor experiment was arranged in Split Plot Design with three replications, density 56 plants.m2. The main plots were four varieties: Trang Nong, Green Seed, Dai Dia, Chanh Phong. The subplots included four nutrition formulas: Hoagland Arnon, Morgan, Bradley Tabares, Faulkner. The results showed that the application of Trang Nang variety and Bradley Tabares’ formula had highest yield with 663 g.m2. Experiment 2: Select the nutrition amount for edible chrysanthemum according to each its growth period. From the results of the experiment 1; density 100 plants.m2, experiment 2 was arranged in Ramdomized Complete Block Design, with three replications. Four treatments of the nutrition supplement for the plant. The results showed that the application 20% of the nutrient amount at 20 days after sowing, 25% of the nutrient amount at 25 days after sowing, 30% of the nutrient amount at 30 days after sowing and 25% of the nutrient amount at 35 days after sowing had best performance with yield 1.4 kg.m2. Experiment 3: Select density of growing edible chrysanthemum hydroponically in the greenhouse. From the results of experiment 1 and 2, experiment 3 was conducted in Randomized Complete Block Design with three replications, 5 density treatments (100 plants.m2, 200 plants.m2, 300 plants.m2, 400 plants.m2 and 500 plants.m2). The results showed that the application of density 200 plant.m2 gave highest yield with 1.93 kg.m2, profit reached 48,000 VND.m2 and the rate of return reached 399.96% (with the price 33,000 VND.kg 1). 10 Experiment 4: Adjust the amount of N, P, K in the nutrition formula to get the optimum yield. From the results of experiment 1 and 2, the twofactor experiment was arranged in Split Plot Design, with three replications. The main plots were three levels of Phosphorus and Potassium amount. The subplots included five levels of Nitrogen amount. The results showed that the application of increase in 20% of the N amount and no change in the P, K amount in the nutrition formula had the highest yield with 1.35 kg.m2 and best profit with 33,100 VND.m2, the rate of return reached 304.05%. 11 MỤC LỤC CHƯƠNG Trang Trang tựa Trang Chuẩn Y……………………………………………………………………… i Lý Lịch Cá Nhân…………………………………………………………………… ii Lời Cam đoan………………………………………………………………………iii Cảm tạ………………………………………………………………………………iv Tóm tắt………………………………………………………………………………v Chữ viết tắt……………………………………………………………………….. xii Danh sách các bảng ....…………………………………………………………… xiii Danh sách các hình………………………………………………………………. xvi 1. MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề……………………………………………………………………………. 1 1.2 Mục tiêu……………………………………………………………………………… 2 1.3 Yêu cầu của đề tài……………………………………………………………………. 2 1.4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài……………………………………………………….. 2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về rau tần ô ……………………………………………………………..3 2.1.1 Kỹ thuật trồng …………………………………………………………………...3 2.1.2 Phòng trừ sâu bệnh ………………………………………………………………4 2.2 Sơ lược về thuỷ canh ………………………………………………………………5 2.3 Nhu cầu dinh dưỡng của cây rau trong thuỷ canh …………………………………..7 2.4 Tình hình nghiên cứu thủy canh trong và ngoài nước ……………………………...11 2.4.1 Tình hình sản xuất, nghiên cứu trồng rau thủy canh trong nhà kính trên thế giới...11 2.4.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất rau thủy canh trong nhà lưới tại Việt Nam……13 2.4.3 Thủy canh và những vấn đề còn tồn tại, cần nghiên cứu… ………………………15 2.5 Quy định chung về rau an toàn……………………………………………………... 17 2.5.1 Khái niệm về rau an toàn…………………………………………………………. 17 2.5.2 Quy trình sản xuất rau an toàn tại Việt Nam (VietGAP)……………………… …18 12 2.5.3 Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm rau an toàn ……………………………….19 2.6 Tình hình sản xuất rau trong nước và trên thế giới………………………………….19 2.6.1 Tình hình sản xuất rau trong nước………………………………………………... 19 2.6.2 Tình hình sản xuất rau trên thế giới………………………………………………. 23 CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm …………………………………………………..25 3.2 Vật liệu nghiên cứu …………………………………………………………………25 3.2.1 Giống thí nghiệm ………………………………………………………………….25 3.2.2 Phân bón, hoá chất ………………………………………………………………...26 3.2.3 Giá thể gieo hạt …………………………………………………………………...27 3.2.4 Trang thiết bị ……………………………………………………………………...27 3.3 Điều kiện vi khí hậu trong nhà lưới trong suốt quá trình làm thí nghiệm …………..28 3.4 Chất lượng nước dùng sản xuất rau ………………………………………………...29 3.5 Phương pháp thí nghiệm ……………………………………………………………29 3.5.1 Mô tả hệ thống thuỷ canh rau tần ô trong nhà lưới ……………………………….29 3.5.2 Quy trình kỹ thuật trồng rau tần ô bằng hệ thống thuỷ canh trong nhà lưới ……...31 3.5.3 Nội dung thí nghiệm ……………………………………………………………...32 3.5.4 Thí nghiệm 1: Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng và giống rau tần ô ………………33 3.5.5 Thí nghiệm 2: Xác định lượng dinh dưỡng thích hợp theo từng giai đoạn sinh trưởng của tần ô. ………………………………………………………………….36 3.5.6 Thí nghiệm 3: Lựa chọn mật độ trồng rau tần ô trong nhà lưới ………………….39 3.5.7 Thí nghiệm 4: Điều chỉnh lượng N, P, K cho tối ưu trong công thức dinh dưỡng..40 3.6 Xử lý số liệu ………………………………………………………………………41 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm 1: Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng và giống rau tần ô ………………...42 4.1.1 Sinh trưởng của tần ô ……………………………………………………………..42 4.1.2 Tình hình sâu bệnh trên tần ô ……………………………………………………..50 4.1.3 Năng suất thực thu của tần ô ……………………………………………………50 4.1.4 Đánh giá chất lượng tần ô bằng cảm quan ………………………………………..52 4.1.5 Hiệu quả kinh tế …………………………………………………………………..53 4.2 Thí nghiệm 2: Xác định lượng dinh dưỡng thích hợp theo từng giai đoạn sinh trưởng của tần ô………………………………………………………………………… 54 13 4.2.1 Sinh trưởng của tần ô ……………………………………………………………..54 4.2.2 Tình hình sâu bệnh trên tần ô ……………………………………………………..57 4.2.3 Sinh khối và năng suất thực thu của tần ô ………………………………………...58 4.2.4 Đánh giá chất lượng tần ô bằng cảm quan ………………………………………..59 4.2.5 Hiệu quả kinh tế …………………………………………………………………..59 4.3 Thí nghiệm 3: Lựa chọn mật độ thủy canh rau tần ô trong nhà lưới ……………….60 4.3.1 Sinh trưởng của tần ô ……………………………………………………………..60 4.3.2 Tình hình sâu bệnh trên tần ô ……………………………………………………..63 4.3.3 Năng suất thực thu của tần ô ……………………………………………………...64 4.3.4 Đánh giá chất lượng tần ô bằng cảm quan ………………………………………..65 4.3.5 Hiệu quả kinh tế …………………………………………………………………..65 4.4 Thí nghiệm 4: Điều chỉnh lượng N, P, K cho tối ưu trong công thức dinh dưỡng …66 4.4.1 Sinh trưởng của tần ô ……………………………………………………………..66 4.4.2 Tình hình sâu bệnh trên tần ô ……………………………………………………..72 4.4.3 Năng suất thực thu của tần ô ……………………………………………………73 4.4.4 Đánh giá chất lượng rau tần ô bằng cảm quan ……………………………………75 4.4.5 Hiệu quả kinh tế …………………………………………………………………..76 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận ……………………………………………………………………………78 5.2 Đề nghị ……………………………………………………………………………78 Tóm tắt quy trình thủy canh rau tần ô theo hướng an toàn …………………………….79 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm ……………………………………………84 Số liệu thí nghiệm 1 ……………………………………………………………………89 Hiệu quả kinh tế của thí nghiệm 1 ……………………………………………………...95 Số liệu thí nghiệm 2 …………………………………………………………………….96 Hiệu quả kinh tế của thí nghiệm 2 …………………………………………………….99 Số liệu thí nghiệm 3 …………………………………………………………………..99 Hiệu quả kinh tế của thí nghiệm 3 …………………………………………………….103 Số liệu thí nghiệm 4 …………………………………………………………………...103 Hiệu quả kinh tế của thí nghiệm 4 …………………………………………………….109 14 Bảng Kiểm tra đánh giá theo tiêu chuẩn VietGAP ……………………………………111 Danh mục thuốc BVTV dự kiến dùng trong nhà lưới khi cần thiết …………………...116 Tiêu chuẩn rau an toàn ………………………………………………………………...119 15 CHỮ VIẾT TẮT ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á BVTV Bảo vệ Thực vật EC độ dẫn điện (Electrical Conductivity) FAO Tổ chức Lương nông Thế giới IFPRI Viện Nghiên cứu Chính sách Thực phẩm Quốc tế K Kali mScm millisiemenscentimét (đơn vị đo chỉ số EC) N Đạm NSG Ngày sau gieo P Lân ppm phần triệu TP. HCM Thành phố Hồ Chí Minh 16 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1 Hàm lượng trung bình của các dinh dưỡng khoáng trong chất khô của cây để cây sinh trưởng đầy đủ………………………………………………………... 8 Bảng 2.2 Hàm lượng các nguyên tố thiết yếu bên trong thực vật bậc cao……………….. 9 Bảng 2.3 Dãy nồng độ của các nguyên tố dinh dưỡng trong đa số các công thức dinh dưỡng thuỷ canh…………………………………………………………………….11 Bảng 2.4 Diện tích và sản lượng rau ở Việt Nam (1980 – 2005)………………………. 20 Bảng 2.5 Dân số, diện tích, sản lượng, khối lượng xuất khẩunhập khẩu và giá trị của cây rau Việt từ 19952005………………………………………………… 21 Bảng 2.6 Sản xuất rau ở Việt Nam 20002005 (ngàn tấn)……………………………… 22 Bảng 2.7 Diện tích sản xuất, năng suất rau ở Việt Nam theo từng vùng……………….. 23 Bảng 2.8 Xu hướng thương mại thế giới cho nhóm nông sản chính (đơn vị: %)………. 24 Bảng 3.1 Điều kiện vi khí hậu trong nhà lưới trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm 1 (151220092512010) ………………………………………………….. 29 Bảng 3.2 Kết quả phân tích nước tại nơi thí nghiệm (Thủ Dầu Một, Bình Dương)……. 29 Bảng 3.3 Công thức dinh dưỡng của Hoagland và Arnon, Morgan, Tabares, Faulkner... 34 Bảng 4.1 Chiều cao thân của tần ô (cm) trong các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………. 43 Bảng 4.2 Số lácây của tần ô của các nghiệm thức sử dụng giống tần ô và công thức dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………….. 45 Bảng 4.3 Số nhánh cấp I của tần ô trong các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………….. 47 Bảng 4.4 Sinh khối tươi của tần ô (gcây) trong các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau ở giai đoạn 40 NSG………………………………. 48 Bảng 4.5 Thành phần sâu hại, giai đoạn xuất hiện và mức độ gây hại trên rau tần ô ở các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau…………... 50 Bảng 4.6 Năng suất tổng số và năng suất thương phẩm ở các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau……………………………………………... 51 17 Bảng 4.7 Lượng dinh dưỡng tiêu thụcâyvụ (ml) của các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau……………………………………………… 52 Bảng 4.8 Đánh giá chất lượng rau tần ô ở các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau bằng cảm quan……………………………………. 52 Bảng 4.9 Hiệu quả kinh tế của thủy canh rau tần ô của các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau (tính trên diện tích 1 m2)…………………... 53 Bảng 4.10 Chiều cao thân (cm) của tần ô ở các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………………... 55 Bảng 4.11 Số lácây của các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………………………………….. 56 Bảng 4.12 Số nhánh cấp I của tần ô trong các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………………... 57 Bảng 4.13 Giai đoạn xuất hiện và mức độ gây hại của dế trên rau tần ô ở các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau…………………………………………. 57 Bảng 4.14 Sinh khối tươi (gcây) và năng suất của tần ô (kgm2) ở các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau…………………………………………. 59 Bảng 4.15 Hiệu quả kinh tế của các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau (tính trên 1 m2)……………………………………………………………….. 59 Bảng 4.16 Chiều cao thân của tần ô (cm) trong các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………………………………….. 61 Bảng 4.17 Số lácây của tần ô trong các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau vào các giai đoạn sinh trưởng…………………………………………………………… 61 Bảng 4.18 Số nhánh của tần ô trong các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………………………………………… 62 Bảng 4.19 Giai đoạn xuất hiện và mức độ gây hại của dế trên rau tần ô ở các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau…………………………………………………………. 63 Bảng 4.20 Sinh khối tươi (gcây) và năng suất của tần ô (kgm2) trong các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau……………………………………………. 64 Bảng 4.21 Đánh giá chất lượng rau tần ô ở các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau bằng cảm quan……………………………………………………………….. 65 Bảng 4.22 Hiệu quả kinh tế của các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau………………………………………………………………………………... 66 18 Bảng 4.23 Chiều cao thân của tần ô (cm) ở các nghiệm thức N, P, K khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………………………………………………. 67 Bảng 4.24 Số lácây của tần ô ở các nghiệm thức N, P, K khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng………………………………………………………………………………. 69 Bảng 4.25 Số nhánh cấp I của tần ô ở các nghiệm thức N, P, K khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………………………………………………. 70 Bảng 4.26 Sinh khối của tần ô (gcây) ở các nghiệm thức N, P, K khác nhau…………. 71 Bảng 4.27 Giai đoạn xuất hiện và mức độ gây hại của dế trên tần ô của các nghiệm thức……………………………………………………………………............................ 72 Bảng 4.28 Năng suất tổng số và năng suất thương phẩm của các nghiệm thức N, P, K khác nhau……………………………………………………………………….. 73 Bảng 4.29 Lượng dinh dưỡng N và K hấp thucâyvụ ở các nghiệm thức N, P, K khác nhau………………………………………………………………………………... 74 Bảng 4.30 Đánh giá chất lượng tần ô của các nghiệm thức N, P, K khác nhau bằng cảm quan…………………………………………………………………………... 75 Bảng 4.31 Kết quả phân tích mẫu rau sau thu hoạch của nghiệm thức N4PK1 ………….76 Bảng 4.32 Hiệu quả kinh tế của các nghiệm thức N, P, K khác nhau…………………... 77 Bảng 5.1 Công thức dinh dưỡng Bradley và Tabares đã được điều chỉnh ()………….. 80 19 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 3.1 Giống rau tần ô Trang Nông…………………………………………………. 25 Hình 3.2 Giống rau tần ô Green Seeds………………………………………………… 26 Hình 3.3 Giống rau tần ô Đại Địa……………………………………………………… 26 Hình 3.4 Giống rau tần ô Chánh Phong……………………………………………….. 26 Hình 3.5 Nhà lưới có bể thuỷ canh bên trong………………………………………….. 28 Hình 3.6 Hệ thống thuỷ canh nổi………………………………………………………. 30 Hình 3.7 Bồn chứa dung dịch thuỷ canh ở ngoài nhà lưới…………………………….. 30 Hình 3.8 Sơ đồ nội dung thí nghiệm…………………………………………………… 32 Hình 3.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1.................................................................................. 33 Hình 3.10 Bể thuỷ canh được ngăn thành các ô thí nghiệm 1 m2 ……………………...35 Hình 3.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2................................................................................ 38 Hình 3.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3................................................................................ 39 Hình 3.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4................................................................................ 41 Biểu đồ 4.1 Tỷ lệ cây phát triển kém và tỷ lệ cây chết ở các nghiệm thức sử dụng giống tần ô và công thức dinh dưỡng khác nhau vào giai đoạn 40 NSG………………. 49 Biểu đồ 4.2 Tỷ lệ bệnh héo xanh do vi khuẩn ở các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau………………………………………………………………….. 58 Biểu đồ 4.3 Tỷ lệ bệnh héo xanh do vi khuẩn của các nghiệm thức có mật độ trồng khác nhau………………………………………………………………………………. 63 Biểu đồ 4.4 Tỷ lệ bệnh héo xanh do vi khuẩn của các nghiệm thức N, P, K khác nhau 72 Hình 7.1 Bố trí thí nghiệm 1: các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau…………………………………………………………………...84 Hình 7.2 Một số nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau ở giai đoạn 30 NSG…………………………………………………………………….. 85 Hình 7.3 Sinh khối của các nghiệm thức sử dụng giống và công thức dinh dưỡng khác nhau………………………………………………………………………………. 85 Hình 7.4 Các nghiệm thức sử dụng liều lượng dinh dưỡng khác nhau ở thời điểm 20 thu hoạch……………………………………………………………………………….. 86 Hình 7.5 Các nghiệm thức có mật độ thủy canh khác nhau ở thời điểm thu hoạch…… 87 Hình 7.6 Sinh khối của các nghiệm thức có mật độ thủy canh khác nhau…………….. 87 Hình 7.7 Các nghiệm thức N, P, K khác nhau ở thời điểm thu hoạch………………… 88 21 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Rau là một nguồn thực phẩm không thể thiếu trong khẩu phần ăn của mỗi người và cũng là loại thực phẩm không thể thay thế được. Rau chiếm vị trí quan trọng trong dinh dưỡng của cơ thể, là loại thức ăn để bảo vệ cơ thể. Ngoài việc cung cấp cho cơ thể nhiều chất dinh dưỡng cần thiết như các loại vitamin, các loại khoáng chất cần thiết, sinh tố và một phần nhỏ chất đạm, rau còn cung cấp chất xơ để kích thích hoạt động của nhu mô ruột, giúp cho việc tiêu hoá thức ăn dễ dàng. Theo FAO (2008), nhu cầu về rau của người Việt Nam ngày càng được cải thiện và có khuynh hướng tăng dần: năm 1975 là 50,2 kgngườinăm, năm 1985 là 52,7 kgngườinăm, năm 1986 là 54 kgngườinăm, năm 2004 là 87,6 kgngườinăm, năm 2005 là 85,4 kgngườinăm. Theo số liệu điều tra năm 1998, tổng số rau tiêu thụ bình quânngườinăm ở Đông Nam Bộ là 77 kg, ở thành phố Hồ Chí Minh là 107 kg (IFPRI, 2002). Rau còn là loại cây trồng có hiệu quả kinh tế cao, đồng thời cũng là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Khi đời sống của người dân ngày càng nâng cao, nhu cầu tiêu dùng về chủng loại rau cũng phong phú, đa dạng về số lượng, tốt về chất lượng và phải đảm bảo an toàn đối với sức khoẻ con người. Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, nhất là nguy cơ tiềm ẩn từ khả năng tồn đọng dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, tích luỹ kim loại nặng, hàm lượng nitrate trong rau vượt ngưỡng cho phép trên rau ăn lá vẫn luôn là mối bận tâm hàng đầu của người tiêu dùng, các nhà nghiên cứu và người sản xuất. Chính vì vậy, việc áp dụng các công nghệ trồng rau an toàn, chất lượng cao luôn được khuyến khích. Mặt khác, hiện nay diện tích đất nông nghiệp không ngừng bị thu hẹp, sự khan hiếm lao động và nguồn nước phục vụ cho nông nghiệp, sự tích luỹ kim loại nặng trong đất, đất nông nghiệp sau thời gian dài dùng phân hoá học làm đất trở nên chai cứng. Tất cả những điều này làm cho hoạt động sản xuất nông nghiệp ngày càng khó khăn hơn. Phương thức thuỷ canh, trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng mà không cần đất, với nhiều ưu điểm nên có thể giải quyết tốt các vấn đề trên, chẳng hạn như: (1) chỉ sử dụng 110 lượng nước tưới so với trồng ngoài đất; (2) dinh dưỡng được cung cấp đầy đủ và tối ưu cho cây; (3) hạn chế dịch hại, đặc biệt những dịch hại có nguồn gốc từ đất; rút ngắn 22 thời gian sinh trưởng của cây; (4) hạn chế hoặc không dùng thuốc bảo vệ thực vật; (4) không tốn công lao động làm cỏ, chuẩn bị đất; (5) có thể trồng liên tục; (6) đặc biệt là cho năng suất gấp 210 lần với chất lượng tốt hơn và an toàn hơn so với phương thức trồng trong đất (Jeffrey, 2005). Sản xuất rau bằng phương pháp thủy canh cần xây dựng quy trình canh tác cụ thể cho từng loại rau Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Xây dựng quy trình thuỷ canh rau tần ô theo hướng an toàn”. 1.2 Mục đích Xây dựng quy trình thuỷ canh rau tần ô theo hướng an toàn, gồm: Lựa chọn công thức dinh dưỡng thủy canh và giống tần ô thích hợp trồng trong nhà lưới, cho năng suất cao, đạt hiệu quả kinh tế. Lựa chọn mật độ trồng rau tần ô thích hợp trong nhà lưới. Xác định lượng dinh dưỡng thích hợp theo từng giai đoạn sinh trưởng của tần ô để đạt năng suất cao. Điều chỉnh dinh dưỡng N, P, K trong công thức dinh dưỡng thuỷ canh để tần ô đạt năng suất tối ưu. 1.3 Yêu cầu Theo dõi một số đặc tính sinh trưởng của cây như chiều cao cây, số lá, số nhánh. Tính năng suất thực tế của rau tần ô thuỷ canh trong nhà lưới. Theo dõi tình hình sâu bệnh hại. Xác định lượng dinh dưỡng cung cấpcây cho cả vụ Theo dõi điều kiện vi khí hậu trong nhà lưới: nhiệt độ, ẩm độ, cường độ ánh sáng, bốc thoát hơi nước. Đánh giá chất lượng theo cảm quan về rau tần ô thuỷ canh trong nhà lưới Đánh giá hiệu quả kinh tế của thuỷ canh rau tần ô an toàn. 1.4 Phạm vi nghiên cứu Chỉ tiến hành thí nghiệm trên các giống rau tần ô 23 Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về rau tần ô Tên khoa học: Chrysanthemum coronarium L. Tên tiếng Anh: Garland Chrysanthemum Họ: Asteraceae Ngoài ra, một số tên khác của rau tần ô ở các nước là Edible Chrysanthemum, Cooking Chrysanthemum, Crown daisy (ở Mỹ); Shigiku, Shungiku, Kikuna, Japanese greens (ở Nhật); Tong Ho (Choy), Tung Ho, Tong Hao (ở Trung Quốc và các cộng đồng người Hoa); Tang Ho, Chong Ho, Kor Tongho, Thung Ho, Ssukgat (Hàn Quốc), Chrysanthemum Greens, Chop Suey Greens, Khee kwai, Gulchini (ở Ấn Độ), antimonio, mirabeles. Tần ô (miền Bắc còn gọi là cải cúc) là loại thân thảo rậm lá, một trong số ít cây hàng niên trong chi (genus) của nó, có những chiếc hoa vàng gắn trên chùm nụ hoa, toả thành tia, có mùi thơm. Là cây bản địa ở Châu Âu và Bắc Á, cây trong vườn lâu đời của Châu Âu nhưng ngày nay nó là loại rau quan trọng ở Châu Á và các cộng đồng người Châu Á ở các nước phương Tây. Có 2 loại tần ô chính: tần ô lá nhỏ lá nhỏ dạng thuỳ có răng cưa sâu, sinh trưởng nhanh hơn và tần ô lá rộng lá lớn hơn, dày hơn có răng cưa ít hơn, tròn hơn nhưng thường chịu lạnh kém và có mùi ít thơm hơn loại tần ô lá nhỏ. Tần ô vừa là cây thuốc, vừa là cây rau. Lá và thân cây con mộng nước, có mùi vị riêng biệt, dễ chịu, không hăng nhưng có vị hăng hơn khi cây lớn. Lá và thân cây con có thể ăn sống hoặc xào, nấu canh. Khi cây có dấu hiệu ra hoa hoặc ra hoa, lá và thân trở nên đắng, có xơ. Tần ô ưa khí hậu mát mẻ, yêu cầu nhiệt độ từ 18240C. Một số giống có thể chịu đựng dưới 00C. Dưới 120C và trên 290C, cây mọc chậm và yếu ớt. Cây sinh trưởng tốt và mạnh khoẻ trong thời tiết ấm áp. Tuy nhiên, có một số giống có thể thích ứng nhiệt độ cao 30 350C (theo Oriental Vegetable Seeds). 2.1.1 Kỹ thuật trồng Rau tần ô có bộ rễ ăn nông nên đất trồng tơi xốp, thoát nước tốt, nhiều mùn. Không trồng trên chân đất úng thấp, sét nặng, pH = 66,5. Nhạy cảm với sương giá, cần ánh sáng 24 tốt. Mật độ trồng: 15x12 cm. Bón lót 1520 tấn phân chuồng hoai, 150160 kg N, 2030 kg P2O5 và 1520 kg K2O (theo Trung tâm Unesco Phổ biến Kiến thức Văn hóa Cộng đồng, 2005). Thời gian thu hoạch: 3035 NSG, cây cao khoảng 20 cm, tương đối non và mềm. Rau hái xong cần làm lạnh càng nhanh càng tốt trước khi đóng gói kín bằng bao nhựa để tránh mất nước và bị khô khi trữ (Salunkhe và Kadam, 1998). 2.1.2 Phòng trừ sâu bệnh Theo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển vùng, các sâu bệnh hại chính trên tần ô gồm: Sâu xanh: sâu non ăn lá, nụ hoa. Sâu trưởng thành hoạt động về đêm, ban ngày ẩn nấp vào lá cây. Biện pháp phòng trừ: luân canh; dùng bẫy bả chua ngọt để dụ sâu trưởng thành vào ban đêm, ngắt ổ trứng, bắt sâu non; sử dụng thuốc: Pegasus 500 SC nồng độ 0,070,1%, Ancol 20EC nồng độ 0,10,15%, Supracide 40ND nồng độ 0,10,15% (liều lượng 11,5 lítha), Decis 2,5EC nồng độ 0,3%, Ofatox 400EC nồng độ 0,10,15% (liều lượng 11,5 lítha). Sâu khoang: sống thành từng đám dưới lá, ăn lớp biểu bì của lá. Biện pháp phòng trừ: biện pháp thủ công áp dụng như đối với sâu xanh; sử dụng thuốc: Padan 958 nồng độ 0,1%, Polytrin 400EC nồng độ 0,070,1%, Sumicidin 0,10,15% hoặc có thể dùng chế phẩm BT bột thấm nước với liều lượng 1 kgha. Bệnh đốm đen (Black spot): Lúc đầu trên bề mặt lá xuất hiện những chấm nâu đen, sau chuyển thành màu đen, từ mép lá lan vào trong phiến lá. Vết có hình tròn, hình bán nguyệt hoặc hình bất định không đều. Do nấm Curvularia gây nên. Nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển từ 22260C, ẩm độ > 85%. Nấm tồn tại trong đất và lan truyền qua các hoạt động khác của con người. Phòng trừ: Làm vệ sinh xung quanh vườn, tránh đọng nước lại trên lá; nên tưới nước vào buổi sáng; năng vặt bỏ lá già, lá bị bệnh. Dùng các loại thuốc hóa học: Anvil 2 SC nồng độ 0,050,1%; Topsin nồng độ 0,050,1%; Maneb BTN nồng độ 0,10,3%. Bệnh gỉ sắt: Mặt trên lá xuất hiện những chấm nhỏ, nổi màu vàng da cam hoặc màu gỉ sắt, về sau các vết này có màu vàng nâu, hơi đỏ. Bệnh hại mặt dưới lá, chồi non, cuống lá, đôi khi hại cả thân cây làm cho thân teo tóp lại. Nếu không chữa kịp thời bệnh lan rộng cả mặt lá, làm cho cây cháy lá, lá vàng, rụng sớm. 25 Nguyên nhân gây bệnh: Do nấm Puccinia Chrysanthemi gây ra. Bào tử nấm lan truyền trong không khí, trên tàn dư gây bệnh còn sót lại, gặp điều kiện ẩm độ cao nhiệt độ thích hợp (18210C), bệnh phát triển mạnh. Phòng trừ: Thu dọn tàn dư lá bệnh đem đốt. Làm vệ sinh vườn cây, tạo độ thông thoáng, bón phân cân đối cho cây cứng, khỏe mạnh. Phun thuốc phòng trừ: Bavistin nồng độ 0,120,2%; Zineb BTN nồng độ 0,10,3%; TopsinM 70NP nồng độ 0,050,1%. Bệnh héo xanh vi khuẩn: là bệnh rất phổ biến ở vùng nhiệt đới ẩm. Nó tồn tại lâu trong đất, lan truyền theo nước tưới xâm nhập vào cây qua các vết thương và di chuyển vào trong bó mạch. Bệnh thường xảy ra vào lúc cây đang tăng trưởng, làm lá non bị héo trước vào buổi trưa, nắng. Khi điều kiện khí hậu thuận lợi, triệu chứng héo cả cây diễn ra rất nhanh sau 12 ngày và cây héo hoàn toàn khi lá cây vẫn còn xanh. Nếu bệnh diễn biến chậm, rễ bất định xuất hiện nhiều trên thân. Chẻ dọc thân thấy mô mạch phần thân dưới và rễ hóa nâu. Cắt ngang thân, rễ cây bị bệnh nhúng vào nước sẽ thấy dòng vi khuẩn trắng đục trào ra từ mạch dẫn có dạng dịch nhầy. Nguyên nhân: Bệnh do loại vi khuẩn pseudomonas solanacearum gây ra. Phòng trừ: chưa có thuốc hóa học phòng trị đặc hiệu. Chỉ có thể dùng các biện pháp hạn chế: làm thủy lợi tốt, bón nhiều phân hữu cơ, tủ đất cho cây và tránh làm rễ bị tổn thương khi chăm sóc cây. Nhổ bỏ ngay cây bị bệnh, diệt trừ cỏ dại và phòng trừ môi giới truyền bệnh như rệp, bọ rầy. Chọn cây giống sạch bệnh, tránh sát thương cơ giới. Một loại thuốc kháng sinh có thể làm hạn chế sự phát sinh, phát triển của bệnh này là Streptomixin phun ở nồng độ 100150ppm. 2.2 Sơ lược về thuỷ canh Từ “thuỷ canh” (hydroponics) được W.F. Gericke (Mỹ) đặt ra vào năm 1936 để diễn tả trồng cây trong dung dịch nước và dinh dưỡng hoà tan. Nghĩa đơn giản của nó xuất phát từ tiếng Hy Lạp “Hydro” có nghĩa là nước, và “Ponos” có nghĩa là lao động (Jones, 2005). Trong phương thức canh tác này, cây trồng được cung cấp dung dịch chứa các chất dinh dưỡng yêu cầu cho sự phát triển của cây. Thực sự đây là một thành tựu kỳ diệu của khoa học hiện đại, vườn thuỷ canh hiện nay có thể sản xuất trái cây, rau, ngũ cốc, thảo mộc và hoa dồi dào ở những nơi mà trước đây chưa bao giờ trồng trọt được. Vườn thuỷ canh trồng các loại cây khoẻ mạnh nhất với năng suất và hàm lượng vitamin cao nhất, nhờ các dung dịch dinh dưỡng cân bằng và môi trường trồng hoàn hảo. Các phương thức thuỷ canh hiện đại cung cấp thực phẩm cho hàng triệu người trên thế giới, 26 cung cấp nông sản có chất lượng vượt trội, ngay cả khi trái mùa. NASA (National Aeronautics and Space Administration) cũng đã thiết kế phương thức thuỷ canh hiện đại để sử dụng ngoài không gian (Roberto, 2003). Thuỷ canh dường như là một phát minh gần đây, nhưng thực tế, lịch sử thuỷ canh đã có từ buổi bình minh của trồng trọt. Các nhà khoa học đã bắt đầu các thí nghiệm trồng cây trong nước để xác định các nguyên tố cấu tạo cây từ rất sớm, khoảng 1600 năm sau Công Nguyên. Ngoài ra, những ghi chép lịch sử đã cho thấy cây được trồng trong hỗn hợp không đất, gồm cát và sỏi sớm hơn nhiều so với các thí nghiệm trên. Các khu vườn treo của Babylon và các khu vườn nổi Aztecs của người Mêxicô là hai ví dụ về làm vườn theo phương thức thuỷ canh thưở ban đầu. Các nhà sử học đã tìm thấy chữ viết tượng hình của người Ai Cập mô tả trồng cây trong nước được ghi chép từ vài ngàn năm trước Công Nguyên. Dung dịch dinh dưỡng dùng trong thuỷ canh chứa các loại muối dinh dưỡng có trong tự nhiên. Thuỷ canh là tạo ra và duy trì một dung dịch dinh dưỡng cân bằng một cách hoàn hảo cho cây trồng. Phần lớn các hệ thống thuỷ canh chứa dung dịch dinh dưỡng trong hệ thống khép kín, điều này giúp tránh khỏi sự bốc hơi nước và thải dinh dưỡng ra môi trường như chảy tràn dinh dưỡng hoặc đất được bón phân. Phương pháp bảo tồn này đối với quản lý nước làm cho thuỷ canh trở thành sự lựa chọn trong những vùng bị ảnh hưởng bởi hạn hán trên khắp thế giới, do đó, nó nhanh chóng được biết đến như là “khu vườn thân thiện với trái đất” (Brian, 2003). Cây trồng bằng thuỷ canh nhìn chung khoẻ mạnh hơn so với cây trồng trong đất, do chúng nhận được lượng dinh dưỡng cân bằng gần như hoàn hảo và hiếm khi tiếp xúc với những dịch hại phát sinh từ đất. Các hệ thống thuỷ canh siêu hiệu quả bảo tồn nước và dinh dưỡng bằng cách ngăn sự bốc hơi nước và chảy tràn. Những vùng khô cằn, hiếm hoi nước giờ có thể trồng được bằng cách sử dụng biện pháp thuỷ canh. Vì các hệ thống thuỷ canh cung cấp nước và dinh dưỡng trực tiếp đến cây, nên cây có thể được trồng gần nhau hơn mà không cạnh tranh dinh dưỡng lẫn nhau, và các cây khoẻ mạnh hơn cũng góp phần cho năng suất cao hơn. Bằng cách trồng trong một môi trường sạch, dưới những điều kiện lý tưởng, thuỷ canh tiết kiệm chi phí chuẩn bị đất, thuốc trừ sâu, thuốc trừ nấm và những tổn thất do hạn hán và lũ lụt. Khi cây trồng trong đất ở điều kiện tự nhiên, chúng dùng hết lượng năng lượng khổng lồ để phát triển hệ thống rễ nhằm tìm kiếm nước và dinh dưỡng. Khi trồng thuỷ canh, rễ của chúng được ngâm hoặc được phun trực tiếp lượng dinh dưỡng hoà tan trong nước. Vì chúng không còn cần tìm kiếm thức ăn nữa, phần lớn năng lượng 27 của chúng có thể được chuyển gián tiếp vào việc sản xuất bộ lá, hoa, quả và rau. Cây trồng thuỷ canh khoẻ mạnh hơn vì ngoài việc nhận được dinh dưỡng cân bằng tốt, rất ít năng lượng được sử dụng để tìm kiếm nước và dinh dưỡng. Do đó, sản phẩm thuỷ canh thường lớn hơn, ngon hơn và chứa nhiều dinh dưỡng hơn sản phẩm được thu hoạch từ cây trồng trong đất. Để tạo nơi nâng đỡ cho cây trồng như vai trò đất, giá thể sạch, vô trùng như cát, sỏi, đá, sơ dừa hoặc rockwool (hoặc kết hợp các loại này) được sử dụng. Trong trường hợp khí canh (aeroponics), không có giá thể, người ta dùng rổ và thậm chí là dây để treo cây lơ lửng (Roberto, 2003). Ưu điểm của thuỷ canh là: Thực hiện được ở nơi không có đất trồng trọt; Tiết kiệm nước, 1 cây xà lách ngoài đồng cần 150 galon, trong nhà kính chỉ cần 1 galon (Steve, 2008). Để sản xuất ra cùng 1 lượng sản phẩm, lượng nước trồng thủy canh chỉ bằng 5% lượng nước dùng trồng ngoài đồng; Tiết kiệm phân vì việc pha và cung cấp dinh dưỡng hoàn toàn dựa vào nhu cầu của cây, không bị tổn thất như trồng trên đất (phân thấm mất đi, cây dùng không hết, đất giữ lại phân); Hoàn toàn không phải phòng trừ cỏ; Hạn chế được nhiều loại sâu bệnh, tuyến trùng, vốn cư ngụ và xâm nhập từ đất vào cây trồng; Năng suất và hiệu suất sử dụng mặt bằng cao (trung bình 1 ha cà chua đạt 300 tấn, bằng sản lượng trồng trên 510 ha đất) tại Mỹ, nông trại Eurofresh, lớn nhất thế giới, với 102,4 ha nhà kính thủy canh, năm 2005 sản xuất ra 56.250 tấn cà chua (năng suất 549,3 tấnha). Sản phẩm khá đồng đều, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm, an toàn cho môi trường và người sản xuất cao. Sản xuất có tính công nghiệp cao, có thể trồng liên tục trên một diện tích. Tuy nhiên, thuỷ canh cũng có nhược điểm như: Đầu tư ban đầu cao, tốn điện, nguồn nước phải tốt, nhất là chất lượng nước, người sản xuất phải có trình độ và kinh nghiệm, yêu cầu tổ chức quản lý nghiêm ngặt. Rủi ro cao, nhất là vệ sinh không tốt làm nhiễm bệnh (Kenyon, 1992). 2.3 Nhu cầu dinh dưỡng của cây rau trong thuỷ canh Hàm lượng của các nguyên tố thiết yếu trong cây được trình bày ở Bảng 2.1 (sử dụng số liệu của Epstein, 1972). Gần đây hơn, Ames và Johnson (1986) đã liệt kê hàm lượng các nguyên tố chính tìm thấy trong thực vật bậc cao (Bảng 2.2). Đạm (N): Hàm lượng đạm chiếm từ 25% trọng lượng chất khô trong lá cây đủ đạm. Hàm lượng đạm tối ưu sẽ thay đổi theo từng loài cây. Nhìn chung, hàm lượng đạm trong cây chiếm tỷ lệ chất khô cao nhất trong suốt các giai đoạn đầu sinh trưởng và sau đó giảm dần theo độ tuổi của cây. Cây hấp thu 2 dạng đạm: NO3 và NH4 +. Hầu hết các công thức 28 dung dịch dinh dưỡng có nồng độ đạm dao động từ 100200 ppm, nếu NH4 + có trong công thức dinh dưỡng, thì tỷ số NO3 NH4 + nên bằng 3 hoặc 4. Nguồn cung cấp đạm cho cây: Calcium nitrate (phổ biến nhất), Kali nitrate, acid nitric, ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium mono hoặc dihydrogen phosphate. Bảng 2.1 Hàm lượng trung bình của các dinh dưỡng khoáng trong chất khô của cây để cây sinh trưởng đầy đủ Nguyên tố Trọng lượng chất khô (μmolg) mgkg (ppm) % Molybdenum (Mo) 0,001 0,1 Đồng (Cu) 0,1 6 Kẽm (Zn) 0,3 20 Mangan (Mn) 1 50 Sắt (Fe) 2 100 Bo (B) 2 20 Clo (Cl) 3 100 Lưu huỳnh (S) 30 0,1 Phosphore (P) 60 0,2 Magie (Mg) 80 0,2 Canxi (Ca) 125 0,5 Kali (K) 250 1,0 Đạm (N) 1000 1,5 Nguồn: Epstein, 1972 (Jones trích dẫn, 2005). Lân (P): Hàm lượng lân trong lá dao động từ 0,20,5% chất khô. Hàm lượng lân trong cây con thường khá cao (0,51%) nhưng giảm từ từ theo độ tuổi của cây. Cũng như đạm, tổng lượng lân hấp thu gia tăng cho đến giai đoạn đậu quả và sau đó giảm xuống đột ngột. Hàm lượng lân trong hầu hết các công thức dinh dưỡng từ 3050 ppm, mặc dù ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy nên giảm lượng lân xuống còn 1020 ppm. Trong hệ thống thuỷ canh có dung dịch dinh dưỡng chảy liên tục, hàm lượng lân 12 ppm là đủ cho cây. Cây hấp thu 2 dạng lân: HPO4 2 và H2PO4 . Các nguồn cung cấp lân là Ammonium monohoặc dihydrogen phosphate, acid phosphoric, kali phosphate. Kali (K): Hàm lượng K dao động từ 1,253% chất khô của cây. Các loại cây cho quả như cà chua, dưa leo, ớt yêu cầu lượng K cao hơn so với cây trồng khác. Cũng giống như đạm và lân, nồng độ K trong cây ban đầu cao (> 5%), sau đó giảm dần theo độ tuổi cây. 29 Nồng độ K trong đa số các công thức dinh dưỡng là khoảng 200 ppm. Nguồn cung cấp K là Kali nitrate, Kali sulfate. Bảng 2.2 Hàm lượng các nguyên tố thiết yếu bên trong thực vật bậc cao Nguyên tố Hàm lượng trong chất khô ppm % Đa lượng Carbon (C) 450.000 45 Oxi (O) 450.000 45 Hydro (H) 60.000 6 Đạm (N) 15.000 1,5 Kali (K) 10.000 1,0 Canxi (Ca) 5.000 0,5 Magie (Mg) 2.000 0,2 Phosphore (P) 2.000 0,2 Lưu huỳnh (S) 1.000 0,1 Vi lượng Clo (Cl) 100 0,01 Sắt (Fe) 100 0,01 Mangan (Mn) 50 0,005 Bo (B) 20 0,002 Kẽm (Zn) 20 0,002 Đồng (Cu) 6 0,0006 Molybdenum (Mo) 0,1 0,00001 Nguồn: Ames và Johnson (1986) (Jones trích dẫn, 2005) Canxi (Ca): Hàm lượng Ca trong lá từ 0,53% trọng lượng chất khô tuỳ thuộc vào loại cây. Theo Wallace (1971), nhu cầu Ca của cây rất thấp (khoảng 0,08%), tương tự như nhu cầu các nguyên tố vi lượng, cây cần nồng độ Ca cao hơn để giải độc sự hiện diện của các Cation khác như Mn, Cu và Zn. Nồng độ Ca trong đa số các dung dịch dinh dưỡng là khoảng 200 ppm. Nguồn cung cấp Ca là Calcium Nitrate, Calcium Sulfate. Magie (Mg): Hàm lượng Mg trong lá chiếm 0,20,5% trọng lượng chất khô. Sự thiếu hụt Mg trong cây trồng thuỷ canh có thể bằng với lượng thiếu hụt N do hậu quả mất cân đối giữa các cation chính yếu Ca2+, K+ và NH4 +. Một số loại cây nhạy cảm hơn so với các 30 cây khác, sự nhạy cảm này thay đổi theo giai đoạn sinh trưởng và điều kiện môi trường. Nồng độ Mg trong đa số các công thức dinh dưỡng là khoảng 50 ppm, một số loại cây trồng yêu cầu lượng Mg cao hơn như cà chua, dưa leo. Nguồn cung cấp Mg là magnesium sulfate, trong nước cũng có hàm lượng Mg. Lưu huỳnh (S): Hàm lượng trong lá chiếm 0,150,5% trọng lượng chất khô của cây. Nồng độ S trong các công thức dinh dưỡng là khoảng 50 ppm. S tồn tại trong dung dịch ở dạng SO4 2. Nguồn cung cấp S là muối sulfate của Mg, K và NH4. Bo (B): Hàm lượng B trong mô lá từ 1050 ppm trọng lượng chất khô. Nồng độ B trong đa số các công thức dinh dưỡng là khoảng 0,3 ppm. Nguồn cung cấp B phổ biến là acid Boric. Clo (Cl): Hàm lượng Cl trong lá dao động từ 20 ppm chất khô cho đến 0,15%. Vượt ngưỡng 1% là quá thừa đối với đa số cây trồng. Vì Cl là chất nhiễm bẩn phổ biến trong nước và các muối dùng trong dung dịch dinh dưỡng nên nguyên tố này thường không cho thêm trong công thức dinh dưỡng. Khi sử dụng các muối có Cl như Kali Clorua hoặc Calcium chloride cần lưu ý để không thêm quá nhiều Cl vào trong dung dịch dinh dưỡng. Nếu nồng độ Cl trong dung dịch cao, nó sẽ ức chế sự hấp thu các anion khác cho cây, đặc biệt là NO3 . Đồng (Cu): Hàm lượng Cu trong mô lá từ 210 ppm trong chất khô của cây. Đối với nhiều loại cây, ngưỡng Cu giữa thiếu và gây độc là khá hẹp. Ngưỡng gây độc khi trong mô lá hàm lượng Cu dư thừa là 15 ppm. Nồng độ Cu trong các công thức dinh dưỡng từ 0,0010,01 ppm. Nguồn cung cấp Cu là đồng sulfate. Sắt (Fe): Hàm lượng Fe trong mô lá đối với đa số các cây trồng từ 50100 ppm trọng lượng chất khô. Nồng độ Fe trong dung dịch dinh dưỡng phải duy trì khoảng 23 ppm để ngăn ngừa thiếu Fe. Phần lớn các công thức dinh dưỡng thường sử dụng dạng chelate của Fe. Nguồn cung cấp Fe phổ biến là FeEDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic acid). Mangan (Mn): Hàm lượng Mn trong mô lá từ 20100 ppm trọng lượng chất khô. Nồng độ Mn trong công thức dinh dưỡng là 0,5 ppm. Nguồn cung cấp Mn chủ yếu là Mangan sulfate. Molybdenum (Mo): Hàm lượng Mo trong mô lá thấp hơn 0,5 ppm trọng lượng chất khô. Nồng độ Mo trong dung dịch dinh dưỡng là 0,05 ppm. Muối ammonium molybdate là nguồn cung cấp Mo trong dung dịch. 31 Kẽm (Zn): Hàm lượng Zn trong mô lá khoảng 2050 ppm trọng lượng chất khô. Nồng độ Zn trong công thức dinh dưỡng là 0,05 ppm. Nguồn cung cấp Zn là kẽm sulfate (Jones, 2005). Dãy nồng độ của các nguyên tố dinh dưỡng trong đa số các công thức dinh dưỡng thuỷ canh được trình bày ở Bảng 2.3. Bảng 2.3 Dãy nồng độ của các nguyên tố dinh dưỡng trong đa số các công thức dinh dưỡng thuỷ canh Nguyên tố dinh dưỡng Dạng cây hấp thu (dạng ion) Dãy nồng độ dinh dưỡng (ppm) Đa lượng Đạm (N) Lân (P) Kali (K) Canxi (Ca) Magie (Mg) Lưu huỳnh (S) NO3 , NH4 + HPO4 2, H2PO4 K+ Ca2+ Mg2+ SO4 2 100200 3050 100200 200300 3080 70150 Vi lượng Bo (B) Đồng (Cu) Sắt (Fe) Mangan (Mn) Molybđen (Mo) Kẽm (Zn) BO3 3 Cu2+ Fe2+, Fe3+ Mn2+ MoO4 Zn2+ 0,3 0,010,1 212 0,52,0 0,05 0,050,5 Nguồn: Jones, 2005. 2.4 Tình hình nghiên cứu thủy canh trong và ngoài nước 2.4.1 Tình hình sản xuất, nghiên cứu trồng rau thủy canh trong nhà kính trên thế giới Khoảng năm 30 sau Công nguyên, nhà kính được một vị Hoàng đế La Mã cho làm để trồng dưa leo. Lúc đó chưa có kính, người ta dùng những mảnh thô sơ để che chắn. Năm 1599, Jules Charles, một nhà thực vật học người Pháp, xây dựng một nhà kính thật sự tại Leiden, Hà Lan, để trồng cây thuốc. Sau đó, nhà kính bắt đầu lan ra châu Âu. Năm 1619, Soloman de Caus đã xây nhà kính tại Heidelburg để trồng cam, mái nhà đã có thể di động để che vào mùa lạnh. Vào những năm của thế kỷ 17, đã có các thí nghiệm về việc dùng vách bằng kính và dùng nhiệt sưởi ấm nhà kính. Ở Mỹ, nhà kính đầu tiên được ghi nhận là của Andrew Faneuil, một nhà buôn, dùng nó để trồng cây ăn quả. Sau đó, George Washington, người giàu có nhất nước Mỹ, đã cho làm nhà để trồng dứa, đãi khách. Năm 1825, nhà kính bắt đầu trở nên phổ biến. Và cho đến nay, nhà kính đã được xây dựng và sử dụng nhiều nơi trên thế giới (Mason, 2005). 32 Trong thời kỳ đầu, nhà kính chủ yếu để chống lạnh, giúp trồng được cây trong mùa Đông nhưng đến nay nhà kính được coi là phương tiện bảo vệ cây không chỉ với thời tiết lạnh mà với mưa, gió và đặc biệt là phòng tránh sâu bệnh. Hiện nay, nhà kính là nơi hội tụ của khá nhiều thành tựu khoa học về giống cây trồng, môi trường, dinh dưỡng, tưới nước, sinh học bảo vệ thực vật, vật liệu mới và công nghệ vi tính. Do vậy, nó đã vượt qua chức năng bảo vệ mà đạt tới chức năng khai thác tiềm năng cây trồng. Tại Nhật, một cây cà chua trồng trong nhà kính, cung cấp thêm ánh sáng, người ta đã khai thác được ở nó 10.000 quả (Tiwari, 2003). Hiện nay đã có hơn 50 nước dùng nhà kính, với thời điểm có số liệu khác nhau ở mỗi nước, cho thấy 20 nước có nhiều nhà kính đã có trên 131.400 ha, trong đó Nhật đứng đầu với 42.000 ha (1985), kế đến là Tây Ban Nha với 23.000 ha (1990), Ý 20.000 ha (1972). Một nguồn tài liệu khác của Germing (Tiwari trích dẫn) cho thấy Trung Quốc phát triển sau nhưng đã có diện tích đáng kể 13.130 ha. Năm 1600, một người Bỉ phát hiện rằng có thể trồng cây không cần đất và ông đã trồng được một cây liễu nặng gần 80 kg mà chỉ dùng nước. Năm 1627, Fracis Bacon xuất bản cuốn sách đầu tiên nói về trồng cây không dùng đất. Sau năm 1699, thủy canh bắt đầu phát triển. Dung dịch dinh dưỡng dùng cho thủy canh được nghiên cứu và phát triển vào những năm 1800, trong đó hoàn thiện nhất là dung dịch của các nhà thực vật học người Đức Julius von Sachs va Wilhelm Knop tạo ra và hiện nay vẫn dùng (theo Hydroponic Association Inc., 1993). Thủy canh ban đầu được các nhà khoa học dùng làm công cụ nghiên cứu dinh dưỡng vô cơ của cây trồng, cho đến những năm 1930 nó bắt đầu được áp dụng vào sản xuất thương phẩm, đầu tiên là ở Mỹ. Những năm 1940, quân đội Mỹ trồng rau thủy canh để sử dụng tại Nhật. Từ năm 19501960, thủy canh phát triển không đáng kể, các vật liệu plastic bắt đầu được dùng vào thủy canh, có các nghiên cứu đưa thủy canh vào nhà kính. Năm 1970, có nhiều thay đổi lớn: nhiều hệ thống thủy canh áp dụng cho sản xuất thương phẩm. Tại Anh, xuất hiện hệ thống NFT (Nutrition Film Technique), toàn bộ bộ rễ cây trồng chìm trong dòng chảy dung dịch dinh dưỡng. Tại Đan Mạch và Hà Lan, hệ thống thủy canh với giá thể rockwool được dùng nhiều. Tại Israel có hệ thống trồng trong khay, rễ không ngập hoàn toàn trong nước. Nhật Bản sử dụng nhiều hệ thống cho cây nổi, rễ ngập sâu trong dung dịch chảy tuần hoàn. Giai đoạn này nhà kính phát triển mạnh, tại Hà Lan bắt đầu áp dụng máy tính vào thủy canh. Những năm 1980, phát triển rộng trên thế giới. Giá thể pertile, kết hợp tưới nhỏ giọt áp dụng tại Scotland. Việc luân canh để trồng 33 liên tục được đề xuất. Xuất hiện một số loại giá thể mới; xuất hiện hình thức trồng xà lách theo băng chuyển, trong đó từ trồng đến thu hoạch, đóng gói tập trung tại một cơ sở. Thủy canh được giới thiệu vào chương trình nghiên cứu không gian. Năm 1990 tiếp

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	6,08 MB