Thủy canh là kĩ thuật trồng cây không dùng đất, cây được trồng trực tiếp trong dung dịch dinh dưỡng Vũ Quang Sáng và ctv, 2007.. Vũ Quang Sáng, 2007 Hình 2.1 Hệ thống trồng cây không dùn
Trang 1B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
Tp H ồ Chí Minh, tháng 07/2012
Trang 2KH ẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG VÀ MẬT ĐỘ ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT RAU CẢI NGỌT TRỒNG THEO
PHƯƠNG THỨC THỦY CANH KIỂU MAO DẪN
Tác giả
NGUY ỄN THỊ LỆ HẰNG
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Nông học
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
ThS PH ẠM HỮU NGUYÊN ThS NGUY ỄN KINH LONG
Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2012
Trang 3L ỜI CẢM ƠN
Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Cha mẹ cùng những người thân trong gia đình đã nuôi dạy, động viên và tạo
mọi điều kiện cho con học tập để có được ngày hôm nay
Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh cùng Ban chủ nhiệm khoa Nông Học
Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường
Thầy Phạm Hữu Nguyên đã trực tiếp hướng dẫn, giảng dạy và hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này
Tất cả anh chị em, bạn bè và tập thể lớp DH08NH đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và quá trình thực hiện đề tài
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!
TP HCM, tháng 7 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Lệ Hằng
Trang 4TÓM T ẮT
Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của giống và mật độ đến sinh trưởng, năng suất
rau c ải ngọt trồng theo phương thức thủy canh kiểu mao dẫn” đã được tiến hành tại
Trại thực nghiệm Khoa Nông học, trường ĐH Nông Lâm TP HCM, thời gian từ 04/2012 đến 06/2012 Thí nghiệm đã được tiến hành trong 02 đợt, bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên hai yếu tố, 03 lần lặp lại với 03 giống (Trang Nông, Samurai 98,
thức còn lại, năng suất thực thu đạt 15,1 tấn.ha-1
với lợi nhuận 147.582.550 đồng/ha, hàm lượng nitrat nằm trong ngưỡng cho phép (682,3 mg/kg rau tươi), cây chắc khỏe ít
bị sâu bệnh hại, có tính bắt mắt tốt phù hợp thị hiếu người tiêu dùng
Thí nghiệm đợt 2: Điều kiện thời tiết không thuận lợi đã làm giảm khả năng sinh trưởng của cây cải ngọt từ đó năng suất thực thu cũng giảm theo, năng suất thực thu của các nghiệm thức trong thí nghiệm đợt 2 thấp hơn so với đợt 1 Trọng lượng trung bình cây của nghiệm thức cải ngọt giống Trang Nông trồng ở mật độ 100 cây/m2
đạt cao nhất (5,0 g/cây), năng suất thực thu 3,4 tấn.ha-1
, hàm lượng nitrat nằm trong ngưỡng cho phép (312,1 mg/kg rau tươi) và không mang lại lợi nhuận
Tóm lại, qua hai đợt thí nghiệm cho thấy giống cải ngọt Trang Nông trồng ở mật độ 100 cây/m2 là tốt nhất
Trang 5M ỤC LỤC
Trang
TRANG TỰA i
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ix
DANH MỤC CÁC HÌNH xi
Chương 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu đề tài 2
1.3 Yêu cầu 2
1.4 Phạm vi nghiên cứu 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 Sơ lược về rau an toàn 3
2.1.1 Khái niệm rau an toàn 3
2.1.2 Nguyên nhân rau chưa an toàn và các quy định cho rau an toàn 3
2.1.2.1 Vi sinh gây bệnh cho người và động vật 3
2.1.2.2 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 3
2.1.2.3 Dư lượng nitrat (NO3 − ) 4
2.1.2.4 Kim loại nặng 5
2.2 Giới thiệu về cây cải ngọt 6
2.2.1 Nguồn gốc và sự phân bố 7
2.2.2 Giá trị sử dụng 7
2.2.3 Đặc điểm thực vật học 7
2.2.4 Một số giống cải ngọt hiện nay 7
2.3 Trồng cây không dùng đất (soilless culture) 8
2.3.1 Khái niệm trồng cây không dùng đất 8
2.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của kĩ thuật trồng cây không dùng đất 9
2.3.2.1 Ưu điểm 9
Trang 62.3.2.2 Nhược điểm 9
2.3.3 Lịch sử phát triển của phương pháp trồng cây không dùng đất 10
2.3.4 Phân loại hệ thống canh tác không dùng đất 11
2.3.4.1 Hệ thống dạng bấc (Wick system) 11
2.3.4.2 Hệ thống trồng cây trong nước (Water culture) 12
2.3.4.3 Hệ thống ngập và rút định kỳ (ebb & flow) 12
2.3.4.4 Nhỏ giọt (Drip system) 13
2.3.4.5 Kỹ thuật “Màng dinh dưỡng” (Nutrient Film Technique) 13
2.3.4.6 Khí canh (Aeroponic) 14
2.3.4.7 Aquaponics 15
2.3.5 Các loại giá thể dùng trong canh tác không dùng đất 15
2.3.5.1 Xơ dừa 15
2.3.5.2 Mùn cưa 16
2.3.5.3 Than bùn 16
2.3.5.4 Vỏ cây 16
2.3.5.5 Trấu hun 16
2.3.5.6 Perlite 16
2.3.5.7 Rockwool 17
2.3.5.8 Verticulite 17
2.3.5.9 Cát, sỏi 18
2.3.6 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến cây trồng không dùng đất 18
2.3.6.1 Nhiệt độ và ẩm độ 18
2.3.6.2 CO2 và O2 18
2.3.6.3 Ánh sáng 19
2.3.6.4 Dinh dưỡng 19
2.3.6.5 pH 20
2.3.6.6 Độ dẫn điện EC (Electrical Conductivity) 21
2.3.7 Một số công thức dinh dưỡng dùng trong thủy canh 22
2.3.7.1 Dung dịch Knop 22
2.3.7.2 Dung dịch Steiner 22
2.3.7.3 Dung dịch Hoagland 22
2.3.7.4 Arnon Dung dịch FAO 23
Trang 72.3.7.5 Dung dịch Alten 22
2.3.8 Tình hình sản xuất và nghiên cứu về canh tác cây trồng không dùng đất trên thế giới và Việt Nam 23
2.3.8.1 Trên thế giới 23
2.3.8.2 Ở Việt Nam 25
Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 28
3.1.1 Thời gian 28
3.1.2 Địa điểm 28
3.2 Điều kiện khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm 28
3.3 Vật liệu thí nghiệm 28
3.3.1 Mô hình khung xốp 28
3.3.2 Giống cải ngọt 29
3.3.3 Dung dịch dinh dưỡng 30
3.3.4 Dụng cụ, trang thiết bị khác 30
3.4 Phương pháp thí nghiệm 31
3.4.1 Bố trí thí nghiệm 31
3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu và các chỉ tiêu theo dõi 32
3.4.2.1 Các chỉ tiêu sinh trưởng 32
3.4.2.2 Các chỉ tiêu về năng suất 33
3.4.2.3 Chỉ số EC và pH của dung dịch 33
3.4.2.4 Lượng dung dịch dinh dưỡng dùng cho cây 33
3.4.2.5 Sâu bệnh hại 33
3.4.2.6 Phân tích hàm lượng nitrat trong cây 33
3.4.2.7 Đánh giá cảm quan rau cải ngọt 33
3.4.2.8 Hiệu quả kinh tế 33
3.4.3 Quy trình kĩ thuật trồng thí nghiệm 34
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
4.1 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến các chỉ tiêu sinh trưởng của cây cải ngọt 35
4.1.1 Thời gian nảy mầm và tỉ lệ nảy mầm 35
4.1.2 Chiều cao cây và số lá khi trồng 36
4.1.3 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến động thái tăng trưởng chiều cao cây 37
Trang 84.1.4 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 40
4.1.5 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến động thái ra lá 42
4.1.6 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến tốc độ ra lá 45
4.2 Ảnh hưởng của giống và mật độ đến các chỉ tiêu năng suất 47
4.3 Chỉ số EC của dung dịch 50
4.4 pH của dung dịch 52
4.5 Lượng dung dịch dinh dưỡng tưới cho 1 ô nghiệm thức 54
4.6 Tình hình sâu bệnh hại 55
4.7 Phân tích hàm lượng nitrat trong cây 55
4.8 Đánh giá cảm quan rau 55
4.9 Hiệu quả kinh tế 56
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59
5.1 Kết luận 59
5.2 Đề nghị 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
PHỤ LỤC 62
Trang 9DANH M ỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EC Electrical conductivity
CV Coefficient of Variation NSG Ngày sau gieo NST Ngày sau trồng
TN Trang Nông
Sa Samurai 98 S4 Số 4 CCC Chiều cao cây TLTBC Trọng lượng trung bình cây NSOTN Năng suất ô thí nghiệm NSLT Năng suất lý thuyết TBG Trung bình giống TBMĐ Trung bình mật độ
Trang 10DANH M ỤC CÁC BẢNG
Trang
B ảng 2.1 Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật 3
B ảng 2.2 Mức giới hạn tối đa cho phép dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 4
B ảng 2.3 Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat cho rau 5
B ảng 2.4 Mức giới hạn tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng 6
B ảng 2.5 Tình hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh trên thế giới năm 2001 24
B ảng 3.1 Các yếu tố khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm 28
B ảng 3.2 Thành phần môi trường dinh dưỡng NQ (g/1.000 lít dung dịch) 30
B ảng 3.3 Quy trình kĩ thuật thí nghiệm đợt 1 và 2 34
B ảng 4.1 Thời gian nảy mầm và tỉ lệ nảy mầm của các giống cải ngọt đợt 1 và 2 35
B ảng 4.2 Chiều cao cây (cm) và số lá (lá) 0 NST đợt 1 và 2 36
B ảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây đợt 1 (cm) 38
B ảng 4.4 Động thái tăng trưởng chiều cao cây đợt 2 (cm) 39
B ảng 4.5 Động thái ra lá đợt 1 (lá) 43
B ảng 4.6 Động thái ra lá đợt 2 (lá) 44
B ảng 4.7 Các chỉ tiêu năng suất đợt 1 48
B ảng 4.8 Các chỉ tiêu năng suất đợt 2 49
B ảng 4.9 Chỉ số EC của dung dịch đợt 1 (mS.cm-1 ) 51
B ảng 4.10 Chỉ số EC của dung dịch đợt 2 (mS.cm-1 ) 52
B ảng 4.11 pH của dung dịch đợt 1 53
B ảng 4.12 pH của dung dịch đợt 2 53
B ảng 4.13 Lượng dung dịch dinh dưỡng tưới cho 1 ô nghiệm thức đợt 1 và 2 (lít/m2 ) 55
B ảng 4.14 Kết quả phân tích nitrat trong rau đợt 1 và 2 (mg/kg rau tươi) 55
B ảng 4.15 Bảng đánh giá cảm quan rau 56
B ảng 4.16 Tổng thu, tổng chi và lợi nhuận thu được trong đợt 1và 2 57
B ảng 7.1 Bảng chi phí đầu tư cho thí nghiệm 63
B ảng 7.2 Bảng giá hóa chất môi trường dinh dưỡng NQ 62
B ảng 7.3 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây đợt 1 (cm/ngày) 64
B ảng 7.4 Tốc độ ra lá đợt 1 (lá/ngày) 64
Trang 11B ảng 7.5 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây đợt 2 (cm/ngày) 64
B ảng 7.6 Tốc độ ra lá đợt 2 (lá/ngày) 65
Trang 12DANH M ỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Hệ thống trồng cây không dùng đất 8
Hình 2.2 Hệ thống dạng bấc (SimPly Hydro, 2008) 11
Hình 2.3 Hệ thống trồng cây trong nước (SimPly Hydro, 2008) 12
Hình 2.4 Hệ thống ngập rút định kỳ (SimPly Hydro, 2008) 12
Hình 2.5 Hệ thống nhỏ giọt (SimPly Hydro, 2008) 13
Hình 2.6 Màng dinh dưỡng (SimPly Hydro, 2008) 14
Hình 2.7 Khí canh (SimPly Hydro, 2008) 15
Hình 2.8 Khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây trồng ở các mức pH khác nhau 21
Hình 3.1 Mô hình hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn 29
Hình 3.2 Một số dụng cụ dùng cho thí nghiệm 31
Hình 4.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây đợt 1 40
Hình 4.2 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây đợt 2 41
Hình 4.3 Tốc độ ra lá đợt 1 45
Hình 4.4 Tốc độ ra lá đợt 2 46
Hình 7.1 Cây cải ngọt giai đoạn vườn ươm 66
Hình 7.2 Cây cải ngọt 3NST 66
Hình 7.3 Cây cải ngọt 6 NST 67
Hình 7.4 Cây cải ngọt 9 NST 67
Hình 7.5 Cây cải ngọt 12 NST 68
Hình 7.6 Cây cải ngọt 15 NST 68
Hình 7.7 Cây cải ngọt 18 NST 69
Hình 7.8 Sâu tơ 68
Hình 7.9 Sâu ăn tạp 69
Trang 13Chương 1
1.1 Đặt vấn đề
Trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, sản xuất rau chiếm một vị trí quan
trọng, mang lại hiệu quả kinh tế cao Rau là loại thực phẩm cần thiết trong đời sống hàng ngày và không thể thay thế vì nó có vị trí quan trọng đối với sức khỏe con người Rau không những cung cấp cho cơ thể những chất quan trọng như: protein, lipit, vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ, chất thơm…mà còn có khối lượng chất xơ lớn có tác dụng nhuận tràng và tăng khả năng tiêu hóa Đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao thì yêu cầu về chủng loại rau phải phong phú, đa dạng, đủ về số lượng, đảm
bảo về chất lượng và an toàn đối với sức khỏe của con người
Nhu cầu tiêu dùng rau của con người ngày càng tăng nhưng quá trình đô thị hóa
diễn ra nhanh chóng làm diện tích đất nông nghiệp không ngừng bị thu hẹp, nguồn nước bị hạn chế, phương thức canh tác truyền thống của người dân làm cho đất và nguồn nước bị ô nhiễm và thoái hóa nặng Tất cả những điều đó làm hoạt động sản
xuất rau ngày càng trở nên khó khăn Vì vậy hiện nay nước ta đã triển khai thực hiện
một số phương pháp sản xuất rau an toàn, trồng rau trong điều kiện có thiết bị che
chắn để hạn chế sâu bệnh hại, cỏ dại và áp dụng nhiều kĩ thuật công nghệ hiện đại để phù hợp với xu thế phát triển của xã hội Trong đó, trồng rau theo phương pháp thủy canh trong nhà lưới với nhiều ưu điểm đã được ứng dụng ở nước ta và mang lại hiệu
Trang 14Xuất phát từ mục tiêu đó đề tài: “Khảo sát ảnh hưởng của giống và mật độ
đến sinh trưởng, năng suất rau cải ngọt trồng theo phương thức thủy canh kiểu mao d ẫn” được thực hiện
1.2 M ục tiêu đề tài
Xác định được giống và mật độ trồng thích hợp để trồng rau cải ngọt theo phương thức thủy canh trong điều kiện nhà lưới nhằm cung cấp sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng
1.3 Yêu c ầu
- Theo dõi các chỉ tiêu về sinh trưởng, năng suất của cây cải ngọt ứng với các
giống và các khoảng cách trồng khác nhau
- Đo EC, pH trong suốt chu kì sinh trưởng và tính lượng dung dịch dinh dưỡng
cần tưới cho cây
- Phân tích hàm lượng nitrat trong cây cải khi thu hoạch
- Đánh hiệu quả kinh tế ở các nghiệm thức thí nghiệm
1.4 Ph ạm vi nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian, diện tích trồng nên thí nghiệm chỉ thực hiện với 03 giống cải ngọt tại nhà lưới Trại thực nghiệm Khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh
Trang 15Chương 2
2.1 Sơ lược về rau an toàn
2.1.1 Khái ni ệm rau an toàn
Rau, quả an toàn là sản phẩm rau, quả tươi được sản xuất, sơ chế phù hợp với các quy định về đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm có trong VietGap (quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau, quả tươi an toàn tại Việt Nam) hoặc các tiêu chuẩn GAP khác tương đương VietGap và mẫu điển hình đạt chỉ tiêu vệ sinh an toàn
thực phẩm (Nguyễn Trí Ngọc và ctv, 2008)
2.1.2 Nguyên nhân rau chưa an toàn và các quy định cho rau an toàn
2.1.2.1 Vi sinh gây b ệnh cho người và động vật
Các tập quán dùng phân tươi, nước rửa chuồng, nước thải sinh hoạt chưa xử lý làm cho rau nhiễm kí sinh trùng (giun, sán) và vi sinh vật gây hại (Tạ Thu Cúc, 2005)
Quy định về mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật được thể hiện
ở bảng 2.1
B ảng 2.1 Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật
STT
Vi sinh vật gây hại
(quy định cho rau, quả)
Mức giới hạn tối đa cho
2.1.2.2 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
Do trình độ hiểu biết của người sản xuất còn hạn chế, họ đã quá lạm dụng thuốc
bảo vệ thực vật trong sản xuất rau dẫn đến dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong các bộ
phận cây rau vượt quá ngưỡng cho phép Hậu quả làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và động vật, gây ngộ độc thức ăn dẫn đến tử vong Mặt khác, sử dụng thuốc
Trang 16bảo vệ thực vật không chính xác và khoa học đã phá vỡ quần thể tự nhiên, nhiều loài thiên địch sâu hại bị tiêu diệt bởi thuốc bảo vệ thực vật (Tạ Thu Cúc, 2005)
Quy định về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên rau được thể hiện ở bảng 2.2
B ảng 2.2 Mức giới hạn tối đa cho phép dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
STT Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
(quy định cho rau, quả, chè)
Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/kg)
Phương pháp thử*
Theo TCVN
hoặc ISO, CODEX tương ứng
2.1.2.3 Dư lượng nitrat (NO 3
−
)
Theo Tạ Thu Cúc (2005), quá trình khử nitrat được thực hiện chủ yếu tại hệ rễ
thực vật, do nhiều nguyên nhân quá trình này không được thực hiện một cách triệt để làm cho nitrat và sản phẩm của nó (NO2
Những yếu tố gây trở ngại cho quá trình khử nitrat hóa có thể điều chỉnh bằng nhiều biện pháp:
+ Phân bón: đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến dư lượng nitrat tăng cao trong
sản phẩm Bón phân ở độ sâu 15 – 20 cm, trộn đều với đất, chia bón thúc làm nhiều
lần sẽ thuận lợi cho quá trình nitrat hóa
+ Điều kiện thời tiết khí hậu cũng ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa: nhiệt độ dao động quá lớn, thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn, ánh sáng yếu sẽ làm tăng nitrat trong cây
+ Đất đai: gieo trồng trên đất nhẹ, tơi xốp thì sẽ làm giảm dư lượng nitrat trong cây
Trang 17+ Độ ẩm thừa hoặc thiếu đều ảnh hưởng không tốt đến quá trình nitrat hóa + Giống: chủng loại khác nhau thì sự tích tụ dư lượng nitrat trong cây cũng khác nhau Điều này chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của giống
+ Diện tích dinh dưỡng: khi tăng khoảng cách cây, khoảng cách hàng, giảm mật
độ gieo trồng trên đơn vị diện tích sẽ hạn chế sự tích tụ dư lượng nitrat trong cây
+ Phương pháp thu hoạch: muối độc hại thường tích tụ nhiều ở gốc cây, khi thu
hoạch cần phải cắt cao, cắt xa gốc thì dư lượng nitrat sẽ ít hơn
+ Phương pháp bảo quản và chế biến: bảo quản và chế biến ở nhiệt độ 00
C –
10C dư lượng nitrat giảm đi 30 – 67 % so với thời gian đầu bảo quản
+ Vệ sinh thực phẩm và kĩ thuật nấu nướng: rau rửa sạch trước khi chế biến,
thức ăn nấu nướng bằng áp suất cao thì dư lượng nitrat giảm 3 lần
Quy định về mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat trong một số loại rau được thể hiện ở bảng 2.3
B ảng 2.3 Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat cho rau
STT
Hàm lượng nitrat NO3
−
(quy định cho rau)
Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/kg) Phương pháp thử*
Kim loại nặng đi vào nguồn nước qua nước thải công nghiệp, nước thải sinh
hoạt, trong quá trình ăn mòn các đường ống dẫn nước sinh hoạt Kim loại còn có trong phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, quá trình đốt chất dầu mỡ và luyện kim Kim loại
Trang 18nặng không tự phân hủy được nên sẽ tích tụ dần qua dây chuyền thức ăn thực vật động
vật dưới biển Khi con người và các sinh vật khác ăn những thức ăn này sẽ tích lũy dần trong cơ thể gây ra bệnh nguy hiểm đến tính mạng
Quy định mức giới hạn tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng cho rau,
quả, chè được thể hiện ở bảng 2.4
B ảng 2.4 Mức giới hạn tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng
STT
Hàm lượng kim loại nặng
(quy định cho rau, quả, chè)
Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/kg) Phương pháp thử*
TCVN 7601 : 2007 TCVN 5367 : 1991
Ghi chú: Căn cứ thực tế tình hình sử dụng thuốc BVTV tại cơ sở sản xuất để xác định
những hóa chất có nguy cơ gây ô nhiễm cao cần phân tích
* Có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ chính xác tương đương ** Tính trên 25 g đối với Salmonella
2.2 Gi ới thiệu về cây cải ngọt
Tên khoa học: Brassica interfloria
Họ thập tự: Crucifereae
Tên tiếng Anh: Pack-choy
Trang 192.2.1 Ngu ồn gốc và sự phân bố
Cải ngọt được gieo trồng nhiều nơi trên thế giới nhưng phổ biến và tập trung ở các nước Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc Cải ngọt có khả năng chịu đựng cao với khí hậu nóng ẩm Trong mùa lạnh cải ngọt sinh trưởng nhanh và cho năng suất cao trên đất giàu mùn, thoát nước tốt (Nguyễn Xuân Giao, 2009 )
2.2.2 Giá tr ị sử dụng
Theo Đông y cải ngọt có tính ôn, có công dụng thông lợi trường vị làm đỡ tức ngực, tiêu thực hạ khí, có thể chữa các chứng ho, táo bón ăn nhiều giúp cho việc phòng ngừa bệnh trĩ và ung thư ruột kết Ngoài ra còn chống suy nhược thần kinh, giảm đau nhức, phòng chống các bệnh ung thư, tim mạch và nhiều bệnh khác
Trong 100 g cải ngọt có chứa: 1,1 g protein; 0,2 g lipid; 2,1 g carbohydrat; 61
mg canxi; 37 mg photpho; 0,5 mg sắt; 0,01 mg caroten; 0,02 mg thiamin (B1); 0,04 mg ribopalavin (B2); 0,3 mg niaxin (B3); 20 mg acid ascorbic (C)
2.2.3 Đặc điểm thực vật học
Là cây hàng năm, thân thẳng, cao 20 – 30 cm không phân nhánh, lá hình oval
có màu xanh nhạt hoặc xanh thẫm Cây bắt đầu có hoa khi có 7 – 8 lá, rễ chùm ăn nông trên tầng đất màu Trồng quanh năm, vụ chính là đông xuân, thời gian sinh trưởng 35 – 45 ngày
Cải ngọt được trồng trên nhiều loại đất từ đất cát nhẹ đến đất sét pha nhưng ưa loại đất màu mỡ và thoát nước tốt, không chịu được đất hạn hoặc ngập nước Ở những nơi thoát nước không tốt thì nên trồng trên luống, pH đất phù hợp từ 6,0 – 7,0 Cải ngọt thường bị một số sâu bệnh như: bọ nhảy, sâu khoang, sâu tơ, sâu xanh, ruồi đục
lá, bệnh thối nhũn vi khuẩn, bệnh chết cây con…
2.2.4 M ột số giống cải ngọt ở Việt Nam
+ Cải ngọt Tosakan (Công ty liên doanh hạt giống Đông Tây): cây khỏe, độ đồng đều cao, không phân nhánh, lâu trổ ngồng Thân gọn, cây có dạng bắp, nặng ký, không xơ Khả năng chống chịu bệnh thối nhũn cao
+ Cải ngọt Trang Nông (Công ty TNHH và TM Trang Nông): sinh trưởng, phát triển mạnh và kháng bệnh tốt Cây lớn đẹp, lá màu xanh mướt, bẹ hơi dẹp, màu xanh vừa, ăn ngon ngọt Năng suất 25 – 30 tấn.ha-1
Trang 20
+ Cải ngọt Suka 12 (Công ty TNHH An Phú Nông): cây sinh trưởng và phát triển mạnh, lá xanh mướt, bẹ to, xanh nhạt, nặng ký Trồng quanh năm, ngắn ngày, năng suất 25 – 30 tấn.ha-1
+ Cải ngọt Số 4 (Công ty giống cây trồng Miền Nam): sinh trưởng mạnh, chống chịu bệnh tốt với điều kiện bất lợi Lá to, cọng nhỏ, màu xanh vàng, ngon ngọt, ít nhiễm bệnh thối nhũn Năng suất 25 – 30 tấn.ha-1, thu hoạch 20 – 25 ngày sau cấy
+ Cải ngọt Samurai 98 (Công ty TNHH hạt giống Tân Lộc Phát): cây sinh trưởng to khỏe, thân to, phiến lá lớn Ít sâu bệnh, trồng được quanh năm Thu hoạch 25 – 30 ngày sau gieo
+ Giống cải ngọt MN02 (Công ty cổ phần Miền Nam): Sinh trưởng mạnh, chống chịu sâu bệnh tốt Lá màu xanh mướt, dày, bẹ hơi dẹp Năng suất 20 – 30 tấn.ha-1
2.3 Tr ồng cây không dùng đất (soilless culture)
2.3.1 Khái ni ệm trồng cây không dùng đất
Trồng cây trong dung dịch có tên khoa học là hydroponics Từ hydroponics bắt nguồn từ tiếng Hy lạp với gốc “Hydro” (nước) và “ponics” (công việc) Ở Việt Nam còn gọi thuật ngữ trồng cây trong dung dịch là “thủy canh” Thủy canh là kĩ thuật trồng cây không dùng đất, cây được trồng trực tiếp trong dung dịch dinh dưỡng (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
(Vũ Quang Sáng, 2007)
Hình 2.1 Hệ thống trồng cây không dùng đất
Trồng cây không dùng đất
Khí canh Trồng cây trong nước Trồng cây trên giá thể
Hydroponic (thủy canh) Trồng cây trên giá thể hữu
cơ tự nhiên
Trang 212.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của kĩ thuật trồng cây không dùng đất
- Giảm bớt yêu cầu về lao động
- Dễ tưới nước Đây là ưu thế chính của kĩ thuật trồng cây không dùng đất so với các phương thức sản xuất rau khác trên đất Nước được cung cấp kịp thời, đầy đủ
và đồng đều
- Dễ thanh trùng Đối với đất việc khử trùng loại bỏ tác nhân gây bệnh là vô cùng khó khăn đối với sản xuất nông nghiệp Nhưng trong các hệ thống trồng cây không dùng đất thì việc này rất đơn giản chỉ cần rửa bằng formaldehyd loãng rồi tráng lại bằng nước sạch hay thay các tấm polythrene trong lòng máng là bảo đảm an toàn
- Nâng cao năng suất cây trồng, so với trồng đất có thể tăng từ 25 – 500 % chủ yếu do tăng vụ Tận dụng được không gian và tiết kiệm nước tưới
Theo Hồ Hữu An (2007), trồng cây không dùng đất có rất nhiều ưu điểm như rau không bị ô nhiễm các kim loại nặng vốn có trong đất hay các hóa chất độc hại, vi sinh vật có hại Mặt khác, quản lý được nguồn phân bón giúp rau không bị nhiễm các độc tố như nitrat nên có thể nói sản phẩm gần như sạch tuyệt đối Thêm vào đó, cây
trồng được bảo vệ bằng lớp nhà kính nên trong quá trình trồng không sử dụng tới các
loại thuốc hóa học để phòng trừ sâu bệnh (Agriviet.com)
Trang 22- Chi phí đầu tư ban đầu lớn, giá thành cao Đây cũng chính là nguyên nhân cản trở việc triển khai kĩ thuật thủy canh đặc biệt đối với các nước nghèo
- Đòi hỏi nguồn nước sạch
- Sự lan truyền bệnh nhanh trong thời gian ngắn và càng nhanh hơn với hệ thống kín hoặc dùng lại dung dịch dinh dưỡng
2.3.3 L ịch sử phát triển của phương pháp trồng cây không dùng đất
Thủy canh (hydroponic) là phương pháp trồng cây chủ yếu của các phương
thức canh tác không sử dụng đất Trồng cây trong dung dịch được Boyle nghiên cứu đầu tiên năm 1996, ông trồng cây trong những lọ nước mà cây vẫn sống
Sau đó năm (1699) John Woodwald đã trồng cây bạc hà trong nước có độ tinh khuyết khác nhau và ông có nhận xét: Cây trồng trong nước tự nhiên (không tinh khuyết) sinh trưởng tốt hơn trong nước tinh khuyết (nước cất) và cây sinh trưởng tốt
nhất khi trồng trong nước đục (dung dịch đất) Weigmam (1771 – 1853), Polstoff (1781 – 1844), Boussingault (1802 – 1887) là những người trồng cây trên các giá thể trơ (cát, sỏi,…) và dùng dung dịch dinh dưỡng để tưới cho cây
Knop là người đầu tiên giữa thế kỷ 19 đưa ra dung dịch dinh dưỡng (gọi là dung dịch Knop) để trồng cây trong dung dịch, đến nay đã có hàng loạt dung dịch
trồng cây được nghiên cứu và đề xuất như: FAO, dung dịch Imai, dung dịch AVRDC,…Các dung dịch dinh dưỡng đề xuất ngày càng hoàn thiện hơn, pH ít thay đổi trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây nên rất thuận lợi cho việc sử dụng Tuy vậy, để cây có thể hút được các nguyên tố dinh dưỡng và nước trong dung dịch thì
rễ cây cần hô hấp
Như thế, muốn trồng cây trong dung dịch phải cung cấp liên tục oxy cho rễ cây
ngập trong dung dịch Chính vì lẽ đó mà hàng loạt các hệ thống cây trồng trong dung
dịch được nghiên cứu và đề xuất đều phải đảm bảo vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây vừa được cải tiến từ hệ thống trồng trong dung dịch sâu của Gerick (1930) đến hệ
thống trồng cây trong dung dịch sâu hoàn toàn của Kyowa và Kobuta (1977 – 1983)
Sau đó là kĩ thuật màng mỏng dung dịch (NFT – Nutrient Film Technique), kĩ thuật khí canh (aeroponic) Tiếp theo, người ta dùng các hệ thống có chi phí tương đối
thấp (các giá thể nhân tạo, trơ như len đá – Rock wood) hay các kiểu trồng cây tiên
tiến trong dung dịch không có giá thể rắn
Trang 23Tuy nhiên, các hệ thống kể trên đều phức tạp và khó triển khai do đầu tư ban đầu khá cao cho hệ thống bơm tuần hoàn dung dịch để đảm bảo cung cấp đủ oxi cho rễ cây và chỉnh pH kịp thời cũng như hàm lượng các chất trong dung dịch Hơn nữa, khi
trồng cây trong điều kiện dòng nước chảy tuần hoàn thì khả năng lây lan bệnh rất nhanh chóng nếu trong hệ thống xuất hiện chỉ một cây bệnh
Có thể nói, hệ thống cải tiến tối ưu hiện nay là hệ thống trồng cây trong dung
dịch không tuần hoàn của Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (Asian Vegetable Research and Development Center – AVRDC) do Hideo Imai và David
J Mimore nghiên cứu và hoàn thiện Hệ thống thủy canh này là hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn và đơn giản không cần bộ sục khí hoặc hồi lưu dung
dịch dinh dưỡng mà vẫn đảm bảo pH của dung dịch ổn định Hệ thống này của AVRDC đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới để sản xuất rau an toàn
2.3.4 Phân lo ại hệ thống canh tác không dùng đất
2.3.4.1 H ệ thống dạng bấc (Wick system)
Đây là loại đơn giản nhất của hệ thống thủy canh, dinh dưỡng được hút vào môi trường thông qua cái bấc Nhưng lượng dinh dưỡng bấc hút lên không đủ cung cấp cho cây khi cây lớn Các loại giá thể dùng phổ biến cho hệ thống này là perlite, vermiculite, pro- mix và sợi xơ dừa
Hình 2.2 Hệ thống dạng bấc (SimPly Hydro, 2008) Theo George F.Van Patten (2004), hệ thống này dựa trên hoạt động của tim dây Dinh dưỡng từ hồ chứa được hấp thụ bởi tim dây rồi vận chuyển đến giá thể và rễ cây hấp thu Hệ thống này dễ thiết lập, không tốn kém, không cần máy bơm và các bộ
phận dịch chuyển khác Điều quan trọng là chọn được giá thể cho cây đứng vững, không làm giảm không khí hữu dụng từ đó giảm tốc độ hấp thu dinh dưỡng của cây
Trang 242.3.4.2 H ệ thống trồng cây trong nước (Water culture)
Đây là hệ thống đơn giản trong hệ thống thủy canh Các giá thể dùng để cố định cây được làm nổi lên bề mặt dinh dưỡng Có máy bơm để cung cấp không khí cho dinh dưỡng đồng thời cung cấp oxi cho bộ rễ của cây Hệ thống này thích hợp cho các
loại rau ăn lá không thích hợp cho cây có kích thước lớn hoặc thời gian sinh trưởng dài ngày
Hình 2.3 Hệ thống trồng cây trong nước (SimPly Hydro, 2008)
Ưu điểm của hệ thống này là thiết kế đơn giản, không cần bộ máy đếm thời gian, mang lại hiệu quả và cây phát triển liên tục (George F.Van Patten, 2004)
2.3.4.3 H ệ thống ngập và rút định kỳ (ebb & flow)
Hệ thống ngập và rút định kỳ hoạt động bằng cách làm cho cây trồng ngập tạm thời trong dung dịch dinh dưỡng sau đó rút ngược trở lại dung dịch này vào bồn chứa Hoạt động này được thực hiện với một cái bơm đặt chìm trong bể gắn với bộ đếm giờ
Bộ đếm giờ được cài đặt để xác định thời gian dung dịch dinh dưỡng được bơm vào và thoát ra khỏi khay trồng Chu kỳ ngập – rút có thể được điều chỉnh nhiều lần trong ngày tùy thuộc vào kích thước và loại thực vật, nhiệt độ, độ ẩm
Hình 2.4 Hệ thống ngập rút định kỳ (SimPly Hydro, 2008)
Trang 25Nhược điểm của phương pháp này là phải lựa chọn các loại giá thể phù hợp (sỏi, perlite), dễ bị hư khi mất điện, hư máy bơm và đồng hồ hẹn giờ Rễ bị khô nhanh khi chu kỳ nước bị hư (Simply hydro, 2008)
2.3.4.4 Nh ỏ giọt (Drip system)
Là hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, hoạt động đơn giản, đồng
hồ điều khiển máy bơm hút dung dịch dinh dưỡng đi theo ống dẫn và nhỏ vào gốc cây Dinh dưỡng dư thừa sẽ chảy về thùng chứa Hệ thống hồi lưu cho phép bộ máy đếm
thời gian không cần điều khiển chính xác chu kỳ nước Hệ thống không hồi lưu yêu
cầu bộ đếm thời gian phải điều khiển chính xác chu kỳ nước
Hệ thống không hồi lưu đòi hỏi bảo trì ít hơn do dinh dưỡng thừa không trở lại
bồn chứa, nồng độ dinh dưỡng và pH hồ chứa không thay đổi Từ đó chúng ta có thể điều chỉnh độ pH, dinh dưỡng của bồn chứa
Hình 2.5 Hệ thống nhỏ giọt (SimPly Hydro, 2008)
2.3.4.5 K ỹ thuật “Màng dinh dưỡng” (Nutrient Film Technique)
NFT được đi đầu bởi nhà khoa học Allen Cooper tại Viện nghiên cứu cây trồng nhà kính ở Anh Hệ thống được thiết kế kiểu chữ V ngược với cây trồng bên trên và nguồn dinh dưỡng chạy bên dưới (Keith Roberto, 2003)
Theo Tạ Thu Cúc (2005), kĩ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT) là một hệ
thống mới về trồng nước hoặc dung dịch đặc trưng bởi chỉ dùng một dòng dung dịch
rất nông chảy ở đáy máng hoặc rãnh Rễ cây tạo thành một lớp nệm mỏng ở đáy máng, theo hệ rễ hai chiều thay vì hệ rễ ba chiều thông thường Mục đích của lớp dung dịch chính là xếp cây trên dung dịchvà chỉ cho rễ nhúng vào dung dịch
Những đặc điểm cơ bản của hệ thống NFT:
- Một bể hứng chứa dung dịch dinh dưỡng loãng
Trang 26- Những máng song song trong đó cây sinh trưởng được đặt trên mặt dốc của dòng dung dịch chảy xuống
- Một ống hứng (hồi lưu) để các máng tháo dịch vào đó và dẫn dung dịch vào
lại bể hứng
- Một máy bơm tiếp dung dịch dinh dưỡng ở đầu cao của máng
- Hệ thống theo dõi và kiểm tra để giữ cho nồng độ dinh dưỡng, độ pH và mức nước
Một ưu điểm nổi bật của màng mỏng dinh dưỡng là cho phép điều chỉnh lượng nitơ phù hợp trong dung dịch dinh dưỡng để hàm lượng nitrat trong rau không vượt
mức cho phép
Hình 2.6 Màng dinh dưỡng (SimPly Hydro, 2008) Theo George F.Van Patten (2004), rễ cây hấp thu gần như toàn bộ oxi và dinh dưỡng cần thiết và phát triển cực nhanh nếu được điều chỉnh hợp lý Tuy nhiên NFT
có khả năng đệm kém, khi không có giá thể thì rễ phải được tưới dinh dưỡng thường xuyên và gây chết cây nếu hệ thống bơm bị tắc nghẽn hay hư
2.3.4.6 Khí canh (Aeroponic)
Đây là phương pháp sử dụng công nghệ cao nhất trong các phương pháp thủy canh Hệ thống không sử dụng giá thể và mang lại hiệu suất cao nhất có thể Rễ cây được đưa vào phòng tối mà ở đó chúng được phun sương nguồn dinh dưỡng và lượng oxi đầy đủ với khoảng thời gian định kỳ
Độ ẩm trong phòng là 100 %, rễ cây có tiềm năng hấp thụ tối đa dinh dưỡng trong sự hiện diện của không khí Hệ thống khí canh này không có giá thể nên khi máy bơm bị hư rễ cây bị khô nhanh và cây chết Nguồn dinh dưỡng được tái sử dụng
Trang 27Phương pháp trồng theo hệ thống khí canh cần đầu tư lớn và khó thực hiện được trên những loại cây có thời gian sinh trưởng dài ngày và có bộ rễ lớn như cà chua, dưa chuột…
Hình 2.7 Khí canh (SimPly Hydro, 2008) 2.3.4.7 Aquaponics
Aquaponics là sự kết hợp giữa nuôi trồng thủy sản và thủy canh Nguồn thức ăn
dư thừa của cá cho là nguồn cung cấp cho cây trồng và ngược lại Sự kết hợp này mang lại sản phẩm hữu cơ không hóa chất và thân thiện với môi trường
2.3.5 Các lo ại giá thể dùng trong canh tác không dùng đất
Một giá thể tốt có các tiêu chuẩn như: đảm bảo được ẩm độ, là chất đệm pH qua
thời gian, hồi ẩm dễ dàng trong trường hợp bị khô nước, có thể tái sử dụng hoặc tự phân hủy sinh học, dễ tìm và không tốn kém, trọng lượng nhẹ và dễ làm trong cũng
như ngoài nhà (Keith Roberto, 2003)
Theo Keith Roberto (2003), xơ dừa được cắt nhuyễn và khử trùng bằng hơi nước thì rễ cây không những phát triển tốt mà còn chống chịu được bệnh tật và nấm Bên cạnh đó, xơ dừa được tái sử dụng tiết kiệm được chi phí cho người sử dụng Hình thức xơ dừa được sử dụng phổ biến là nén thành bánh khô và yêu cầu phải ngâm trong nước trước khi sử dụng
Trang 282.3.5 2 Mùn cưa
Là phế phẩm trong sản xuất chế biến gỗ, dùng làm giá thể hữu cơ có khả năng giữ ẩm tốt Nếu mùn cưa trộn thêm cát để trồng cây sẽ tốt hơn là dùng riêng mùn cưa bởi hỗn hợp phối trộn này phân bố độ ẩm tốt hơn Tuy nhiên, các loại gỗ khác nhau có sản phẩm mùn cưa khác nhau và không phải sản phẩm mùn cưa của loại gỗ nào cũng thích hợp như nhau đối với cây trồng Có mùn cưa độc với cây, đặc biệt sử dụng mùn cưa từ gỗ đã ngâm, tẩm thuốc bảo quản Ở nhiều nước trên thế giới mùn cưa được sử dụng rộng rãi để trồng cà chua, dưa chuột, xà lách, và các loại rau ăn lá, ăn quả khác (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
2.3.5.3 Than bùn
Than bùn là một phần phân hủy của thảm thực vật được khai thác từ các vùng
rộng lớn, lạnh, đầm lầy và pH = 3 – 5 (George F.Van Patten, 2004)
Than bùn là giá thể hữu cơ tốt đối với cây trồng và thường được sử dụng với hệ thống trồng cây trong túi Giá thành của giá thể này khá cao nhưng sau mỗi vụ, phơi khô than bùn, làm vụn và tái sử dụng (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
2.3.5.4 V ỏ cây
Vỏ cây tươi, khô hoặc đã ủ đều được sử dụng làm giá thể trồng cây Vỏ cây cũng chứa chất độc, tuy ở mức độ khác nhau tùy theo từng loại cây và chất độc này sẽ cản trở sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng và làm giảm năng suất Vỏ cây có chứa tannin và giữ ẩm kém nên thời gian đầu cây sinh trưởng kém, sau đó sinh trưởng sinh trưởng phát triển tốt do tannin đã phân hủy (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
2.3.5.5 Tr ấu hun
Trấu hun là mảnh vỏ lúa đem chất đống và hun đến nhiệt độ mà có thể diệt hết mầm mống bệnh, vỏ trấu đã đen nhưng chưa thành tro Trấu hun là giá thể hữu cơ, thoát nước tốt thích hợp với nhiều loại cây trồng Trong trấu hun chứa một lượng kali
có tính kiềm, có thể tái sử dụng Trấu hun là loại phế phẩm phổ biến trong nông nghiệp, sẵn có ở Việt Nam (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
2.3.5.6 Perlite
Perlite là dẫn xuất của núi đá lửa chứa silic, ở nhiệt độ 1.0000
C Perlite tiêu nước, thông thoáng tốt và có tính ổn định về tính chất vật lý, tính trơ hóa học với hầu hết các mục đích sử dụng Chứa 76,9 % nhôm, do một phần lượng nhôm này giải
Trang 29phóng ra ngoài làm giảm độ pH nên người ta thường sử dụng perlite cùng với các giá thể khác (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
Theo George F.Van Patten (2004), perlite giữ nước và chất dinh dưỡng trên bề mặt vì thế phải hòa trộn chúng với các chất nền khác để tăng tính thoát nước và thoáng khí
Bên cạnh đó hạn chế chính của perlite là trọng lượng nhẹ nên rất dễ bị rửa trôi,
dễ bị tuôn ra khỏi hệ thống thủy canh khi nước dâng cao hoặc có gió mạnh và mưa nếu nằm ngoài trời (Keith Roberto, 2003)
Nhiều nhà kính lớn trên thế giới đã sử dụng những tấm rockwool để nâng cao chất lượng cây trồng và họ thường tái sử dụng nhiều lần bằng cách khử trùng chúng giữa các mùa vụ trồng Tuy nhiên người ta hạn chế sử dụng rookwool trong thủy canh
vì việc sản xuất chúng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe người công nhân
2.3.5.8 Verticulite
Vermiculite là một loại magiê – nhôm silicate ngậm nước dạng tinh thể dẹt Sau khi được xử lý, vermiculite là một vật liệu nhẹ có tỷ trọng trung bình khoảng 80 kg/m3 Đôi khi nó phải ứng kiềm do sự có mặt của đá vôi magiê trong quặng nguyên thuỷ Vermiculite có khả năng trao đổi và khả năng giữ nước cao Tuy nhiên, sau một thời gian dài, cấu trúc của nó có chiều hướng thoái hoá và vật liệu chuyên hoá về mặt vật lý để trở lại trạng thái ban đầu tạo thành
Là loại đá được xử lý và nung chảy bởi nhiệt độ Nó giữ nước, dinh dưỡng, không khí và có ba loại: tốt, trung bình và thô Sử dụng “tốt” để nhân rộng ra và cải tạo “xấu” (George F.Van Patten, 2004)
Trang 302.3.5.9 Cát, s ỏi
Cát, sỏi là một trong những giá thể rẻ tiền, dễ tìm kiếm nhưng phải thanh trùng khi sử dụng Nếu hạt càng nhỏ cát càng mịn khả năng tiêu nước càng khó, độ thoáng khí càng thấp nên cây sinh trưởng kém Dùng cát có độ lớn từ 0,1 – 0,2 mm và sỏi có
độ lớn từ 1 – 5 cm, rửa sạch, khử trùng, sấy khô rồi đưa vào các chậu, thùng xốp để trồng cây (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
2.3.6 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến cây trồng không dùng đất
2.3.6.1 Nhi ệt độ và ẩm độ
Theo George F.Van Patten (2004), nhiệt độ và ẩm độ tương quan nghịch với nhau, ẩm độ tăng nhanh khi nhiệt độ ở buổi tối và ẩm độ không khí giảm khi nhiệt độ tăng Một nhiệt kế chính xác là điều cần thiết cần có trong khu vườn, nhiệt kế kiểm tra nhiệt độ không khí xung quanh cả ngày lẫn đêm và nhiệt độ của bể chứa dinh dưỡng Nhiệt độ ban ngày thích hợp từ 70 – 800
F (21,1 – 26,70C), nhiệt độ ban đêm thích hợp
từ 55 – 600
F (12,8 – 15,50C) và nhiệt độ dinh dưỡng thích hợp là 55 – 600
F Ẩm độ tương đối 50 % là thích hợp nhất đối với khu vườn
Một số thiết bị hỗ trợ cho nhiệt độ và ẩm độ như:
+ Nhiệt độ: máy quạt thông hơi, nhiệt độ được thiết lập ở 750
F (23,80C), nếu trên 750F thì quạt mở
+ Ẩm độ: cũng cần máy quạt, ẩm độ được cài đặt cả ngày lẫn đêm Ẩm độ thích
hợp cho cây rau là 70 % và 50 % đối với cây hoa Quạt mở khi ẩm độ tăng hơn ẩm độ mong muốn
2.3.6.2 CO 2 và O 2
Theo Jeff Winterborne (2005), thành phần tạo chất khô quan trọng trong cây là
90 % C, H và O nhưng phần lớn là C, nó được tích lũy trong cây thông qua CO2 hữu
dụng trong không khí Đó là khí không màu, không mùi, dễ cháy trong không khí Cây
trồng phát triển nhanh có thể sử dụng tới 0,15 % (1.500 ppm) Khi gia tăng lượng CO2
nhiều cây trồng tăng trưởng nhanh hơn và to lớn hơn Cây trồng tăng trưởng chậm khi
CO2 dưới mức 0,02 % Nhiều nhà khoa học chứng minh rằng năng lượng cây trồng cao có thể lấy đi 1.200 – 1.500 ppm và nhiều trường hợp ở mức 1.750 ppm
Cây trồng sử dụng rất nhiều O2, chứa xấp xỉ 45 % oxi nguyên tử trong cây khô Cây thải O2 trong quá trình quang hợp và lấy O2 qua lá trong chu trình tối Cây trồng
Trang 31chỉ có thể phát triển tốt nếu rễ đầy đủ O2, năng suất tỉ lệ thuận với sự tăng trưởng của
rễ cây Rễ cây dù ngày hay đêm đều không tạo ra O2 mà việc này chỉ được thực hiện ở
lá cây
Nồng độ O2 trong khí quyển là 21 %, nếu giảm nồng độ xuống dưới 5 % thì cây chuyển sang hô hấp yếm khí Nếu duy trì tình trạng này lâu cây sẽ chết Vì vậy cần tránh tình trạng hô hấp yếm khí cho cây bằng các biện pháp cung cấp O2 cho rễ cây hô
hấp như làm đất, vun luống, làm cỏ, sục bùn…(Hoàng Minh Tấn và ctv, 2004)
Ánh sáng xanh kích thích các hormon tăng trưởng và ức chế sự ngủ nghỉ, thúc đẩy sự tăng trưởng của lá cây Bên cạnh đó giữ cho cây nhỏ gọn và giảm thiểu khoảng cách giữa các lóng Ánh sáng xanh đậm là yêu cầu của sự tăng trưởng, phản ánh sự
xuất hiện màu xanh ở cây Ánh sáng đỏ hỗ trợ sự nảy mầm của hạt giống, giúp hình thành sắc tố và sự ra hoa của cây Bên cạnh đó ánh sáng đỏ còn kích thích sự ngủ nghỉ của cây (Keith Roberto, 2003)
2.3.6.4 Dinh dưỡng
Theo Hoàng Minh Tấn và ctv (2004), khi phân tích thành phần hóa học của
thực vật, người ta phát hiện ra có đến 60 nguyên tố có trong thành phần của cây Đó là các nguyên tố có vai trò sinh lý rất quan trọng và cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của cây mà nếu thiếu cây không thể hoàn thành chu kì sống của mình
+ N: tham gia vào quá trình hình thành các amino acid, cấu trúc khung, proteins, chlorophyl, nucleic acids, enzyms điều hòa các phản ứng sinh hóa Thiếu N cây sinh trưởng kém, diệp lục không hình thành, lá vàng, đẻ nhánh và phân cành kém
Thừa N cây yếu, dễ đổ ngã và giảm năng suất
+ P: tham gia vào thành phần acid nucleic, photpholipit, ADP, ATP, enzyms
Thừa P không ảnh hưởng tới cây trồng, thiếu P ban đầu lá có màu xanh đậm sau đó chuyển sang vàng
Trang 32+ K: hoạt hóa các enzyms trong tổng hợp tinh bột, ATP, quang hợp, khử nitrat, chuyển vị đường trong hạt, quả, củ và làm tăng khả năng chống chịu của cây Thiếu K
lá ngắn, hẹp, xuất hiện các chấm đỏ và héo rũ Thừa K không gây độc cho cây nhưng
cản trở việc hấp thu Mg, Ca
+ Ca: có tác dụng trung hòa độ chua của đất thuận lợi cho sự sinh trưởng của rễ cây và hoạt động của vi sinh vật…Thiếu Ca mô phân sinh ngừng phân chia, sinh trưởng bị ức chế, rễ ngắn, hóa nhầy và chết
+ Mg: quyết định hoạt động quang hợp của cây, tham gia hình thành tế bào và protein…Thiếu Mg lá vàng do thiếu diệp lục, sự ra hoa chậm lại
+ Fe: vai trò quan trọng là hoạt hóa các enzyms Thiếu Fe cây mất màu xanh chuyển sang màu vàng và trắng Khi trồng cây trong dung dịch, pH thường bị giảm và
Fe bị kết tủa nên gây ra hiện tượng thiếu Fe
+ Mn: ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, hô hấp và dinh dưỡng N của cây
trồng Thiếu Mn lá xuất hiện các vết hoại tử, có thể khô và chết
+ Cu: giúp hoạt hóa nhiều enzym oxi hóa khử Thiếu Cu cây thường chảy gôm trên cây ăn quả, mất màu xanh ở ngọn lá
+ Zn: tham gia hoạt hóa 70 enzyms liên quan đến quá trình trao đổi chất và hoạt động sinh lý Thiếu Zn rối loạn trao đổi auxin sinh trưởng bị ức chế, sinh trưởng chậm,
lá biến dạng, ngắn
+ Mo: làm tăng khả năng cố định đạm, tổng hợp vitamin C và hình thành diệp
lục Thiếu Mo ức chế dinh dưỡng đạm của cây trồng, Mo là nguyên tố vi lượng chủ đạo và không thể thiếu
2.3.6.5 pH
Theo Keith Roberto (2003), pH dung dịch là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hút chất dinh dưỡng của cây trồng Một vài chất dinh dưỡng cây sẽ không hấp thu được nếu pH dung dịch thay đổi, độ pH tốt nhất cho cây là từ 6 đến 6,5 Nếu
pH cao sẽ làm giảm khả năng hấp thu Fe, Mn, Bo, Cu, Zn, P ngược lại nếu pH thấp sẽ làm giảm khả năng hấp thu K, S, Ca, Mg, P
Trang 33(Keith Roberto, 2003)
Hình 2.8 Khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây trồng ở các mức pH khác nhau Theo George F.Van Patten (2004), pH thấp thì các muối acid ràng buộc các chất dinh dưỡng hóa học và rễ cây không hấp thụ được chúng Khi pH cao, nước và dinh dưỡng trở nên không hữu dụng, các muối độc hại tích tụ cũng hạn chế rễ hấp thu nước Hầu hết các cây trồng thủy canh đều phát triển tốt với vùng pH từ 5,5 – 6,5 Nếu
pH trên 7,0 hoặc dưới 5,5 thì nhiều chất dinh dưỡng cây không hấp thu nhanh Có thể mua dung dịch điều chỉnh pH lên cao hay xuống thấp theo mong muốn
2.3.6.6 Độ dẫn điện EC (Electrical Conductivity)
EC là số đo của phần muối hòa tan trong dung dịch dinh dưỡng thủy canh, là
một nhân tố dẫn điện Giá trị của EC cho biết chỉ số của chất dinh dưỡng có mặt trong dung dịch mà chúng hấp thu bởi rễ cây Chỉ số EC phản ánh cây trồng hút bao nhiêu
chất dinh dưỡng và từ đó ta điều chỉnh EC thích hợp cho cây trồng sinh trưởng, phát triển thuận lợi nhất Theo khuyến cáo của những nhà chuyên môn thì giá trị EC thích
hợp cho hầu hết các loại cây trồng là 0,5 – 2,5 mS.cm-1 (Vũ Quang Sáng và ctv, 2007)
Trang 34Với mẫu kiểm tra EC dung dịch trong giá thể trồng cao hơn EC dung dịch ở bể
chứa (vì có lượng muối đáng kể tích tụ), thì ta cân bằng nó bằng cách pha loãng và xả triệt để dung dịch với nước sạch rồi thay dung dịch mới Khi thêm dung dịch vào EC tăng lên theo tỉ lệ tương ứng, tổng lượng dinh dưỡng biến động từ 500 – 2.000 ppm
Hầu hết các loại cây trồng thích hợp trong vùng 800 – 1.200 ppm (George F.Van Patten, 2004)
2.3.7 M ột số công thức dinh dưỡng dùng trong thủy canh
Vũ Quang Sáng và ctv (2007), ngày nay người ta sử dụng nhiều loại dung dịch khác nhau, tùy theo từng loại cây sử dụng dung dịch cho thích hợp Tuy nhiên mỗi dung dịch dinh dưỡng trồng cây thì các muối khoáng đều được lựa chọn sao cho có
một tỉ lệ thích hợp giữa các nguyên tố trong dung dịch và tránh hiện tượng đối kháng ion Tất cả các dung dịch đều có một nồng độ nhất định theo % hay mol hay g/lít
2.3.7.1 Dung d ịch Knop
Đây là dung dịch dinh dưỡng đầu tiên do nhà sinh lý thực vật Knop sản xuất vào giữa thế kỉ 19 Loại dung dịch này đơn giản chỉ gồm 6 loại muối vô cơ, trong đó
có chứa các nguyên tố vi lượng
2.3.7.3 Dung d ịch Hoagland - Arnon
Ca(NO3)2không ngậm nước 0,82045 g/l KH2PO4 0,13609 g/l
Trang 35Ca(H2PO4) không ngậm nước 0,117 g/l CaSO4.2H2O 0,861 g/l
(pH: 6 – 7,2 trồng ngô và các cây khác)
2.3.8 Tình hình s ản xuất và nghiên cứu về canh tác cây trồng không dùng đất trên
th ế giới và Việt Nam
2.3.8.1 Trên th ế giới
Sau khi khi hệ thống trồng cây không dùng đất của Gerick ra đời (1930), nhiều nước trên thế giới đã đi sâu vào nghiên cứu và triển khai ứng dụng kĩ thuật này trên quy mô sản xuất thương mại, đặc biệt là các nước phát triển Các hệ thống trồng không dùng đất luôn luôn được cải tiến phù hợp với điều kiện kinh tế của từng quốc gia trên
thế giới
Sau chiến tranh thế giới thứ 2, để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, Mỹ đã xây dựng một cơ sở sản xuất rau ở Nhật Bản trong đó 2 ha trồng rau ăn quả và rau ăn
lá bằng kỹ thuật thủy canh để cung cấp rau quả tươi, an toàn cho quân đội Mỹ Mỹ đã
sử dụng phương pháp này để trồng nhiều các loại hoa như layon, cúc, cẩm chướng…
Trang 36B ảng 2.5 Tình hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh trên thế giới năm 2001
Cà chua, dưa leo, ớt xanh, rau diếp, dâu tây, cải
củ, đậu, hoa cúc, hoa hồng, cẩm chướng,
Tây Ban Nha 4.000 Cà chua, dưa leo, ớt xanh và rau diếp
Cà rốt, cà chua, hành, dưa leo, rau diếp, dâu tây, đậu, hoa cúc, hoa hồng và cẩm chướng
Thụy Điển 550 Cà chua, ớt xanh, dưa leo, rau diếp và rau cải
Cà rốt, cà chua, hành lá, hành tây, dưa leo, dưa hấu, bó xôi, rau diếp, dâu tây, đậu và hoa các loại
(Lê Quang Luân, 2009) Các vùng sa mạc có khí hậu khắc nghiệt nên phần lớn rau được trồng trong nhà kính theo công nghệ trồng cây không dùng đất cho năng suất cao hơn nhiều so với
trồng ngoài đồng
Đặc biệt các nước đã đang ứng dụng để ươm cây con giống trong nhà lưới, nhà kính trước khi đem trồng ngoài đồng ruộng mang lại hiệu quả kinh tế cao vì chủ động được giống, thời vụ và chất lượng cây giống nên tốt nên cho năng suất cao Ví dụ ở
Mỹ người ta ươm cây giống thuốc lá trong khay nổi, giá thể trong khay thường là than bùn trộn lẫn với các than thực vật, perlite để sản xuất hàng triệu cây giống thuốc lá có
chất lượng cao trước khi đem trồng ra ngoài đồng ruộng
Trang 372.3.8.2 Ở Việt Nam
Theo Vũ Quang Sáng và ctv (2007), ở Việt Nam phương pháp này còn mới mẻ nhưng đang dần dần ứng dụng nhiều trong sản xuất nông nghiệp và sẽ phát triển mạnh trong tương lai
Trung tâm rau quả Hà Nội có khu nhà kính áp dụng kĩ thuật trồng cây không dùng đất với các trang thiết bị hiện đại nhất đã đi vào hoạt động (10.000 m2
) Trung tâm công nghệ Kiến An (Hải Phòng) cũng xây dựng 8.000 m2 nhà lưới tiên tiến để sản xuất rau an toàn theo công nghệ này Các quy trình kĩ thuật từ nước tưới, bón phân, điều chỉnh nhiệt độ, ánh sáng, ẩm độ, không khí, pH, EC của dung dịch dinh dưỡng đều được tự động hóa Các thiết bị công nghệ cũng như quy trình kĩ thuật này được nhập trọn gói từ Isarel Hiện nay các cơ sở này đang sản xuất cà chua, dưa chuột, dưa xanh, ớt ngọt, xà lách, rau cải, hoa hồng
Tại trường Đại học Nông Nghiệp 1 Hà Nội có 600 m2 nhà lưới do dự án KC.07.02 đầu tư để nghiên cứu và sản xuất rau an toàn theo công nghệ trồng cây không dùng đất Tại đây nghiên cứu và sản xuất rau ăn lá và rau ăn quả như súp lơ xanh, dưa chuột, cà chua, xà lách và bước đầu thu được kết quả khả quan
Xí nghiệp dinh dưỡng Thăng Long (thuộc chi nhánh Công ty phân bón Sông Gianh) đã áp dụng kỹ thuật trồng thủy canh của AVRDC với diện tích 4.000 m2
, trong tương lai là 18.000 m2 để sản xuất rau an toàn các loại với mục đích thương mại
Trường trung cấp Nông nghiệp Hà Nội, trung tâm giống cây trồng Phú Thọ cũng đã xây dựng hàng trăm m2 nhà lưới để sản xuất rau an toàn bằng kỹ thuật trồng thủy canh Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã tiến hành nghiên cứu và đưa ra dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho các loại rau trồng thủy canh Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu trồng cỏ ngọt và các loại rau khác trong dung dịch mạng lại hiệu quả cao
Bộ môn sinh lý thực vật, Viện Sinh học Nông nghiệp đã nhiều năm nghiên cứu, cải tiến công nghệ trồng thủy canh để giảm giá thành và thu được kết quả tốt, ứng dụng chuyển giao kỹ thuật cho nhiều cơ sở sản xuất, các hộ gia đình trong thành phố…và đặc biệt công nghệ trồng cây không dùng đất được áp dụng rất thành công ở giai đoạn sau nuôi cấy mô (in vitro), tỷ lệ sống cao và sinh trưởng tốt hơn rất nhiều so với trồng trên các giá thể khác
Trang 38Bên cạnh đó, tác giả Nguyễn Ngọc Trì (Trường ĐH Nông lâm TP HCM) đã thiết lập môi trường dinh dưỡng NQ dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của rau ăn lá Kết
quả thí nghiệm của Nguyễn Thị Thúy Nga (2008) cho thấy: môi trường dinh dưỡng
NQ có ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng, phát triển cây cải ngọt hơn các nghiệm thức còn
lại Trọng lượng trung bình cây đạt cao nhất (85,6 g), năng suất ô thí nghiệm đạt cao
nhất (4,0 kg), năng suất thực thu cao nhất 3.333,3 kg/1.000m2
Bùi Thị Thanh Thẻ (2008), kết quả đạt được sau khi tiến hành thí nghiệm cho
thấy: môi trường dinh dưỡng thích hợp cho trồng cây cải bẹ xanh trên hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn là môi trường NQ, cây phát triển tốt đạt chiều cao trung bình 44,2
cm, số lá trung bình 13,6 lá/cây và năng suất 40,8 tấn.ha-1 Tương tự, Ngô Thị Kiều Tiên (2011) đã tiến hành thí nghiệm dinh dưỡng trên rau xà lách, kết quả cho thấy môi trường dinh dưỡng NQ cho năng suất cao 27,8 tấn.ha-1 đem lại lợi nhuận 404.871.600 đồng và hàm lượng nitrat nằm trong ngưỡng cho phép về rau an toàn (459,18 mg/kg)
Năm 2010, Nguyễn Hồng Đức đã nghiên cứu trồng thủy canh trên cây rau tần ô
tại tỉnh Bình Dương, kết quả cho thấy: giống tần ô Trang Nông và sử dụng công thức dinh dưỡng Bradley và Tabares cho năng suất tổng số 663 g/m2, năng suất thương
), phẩm chất tốt Thí nghiệm 2, mật độ
trồng giống cải ngọt Trang Nông phù hợp là 100 cây/m2
, cho năng suất 20,1 tấn.ha-1
và
tỉ lệ thương phẩm cao (89 %) Đồng thời tác giả Nguyễn Văn Sang (2011), đã tiến hành thí nghiệm giống và mật độ trồng cây xà lách trên môi trường dinh dưỡng Morgan Kết quả thí nghiệm đã chọn được giống xà lách Tropica năng suất 20 tấn.ha-1
đạt tỉ lệ thương phẩm 89 % và mật độ trồng cây xà lách thích hợp trên môi trường dinh dưỡng Morgan là 100 cây/m2
Năm 2011, Nguyễn Đình Tuân đã hoàn thiện quy trình thủy canh rau cải bó xôi trong nhà lưới tại tỉnh Bình Dương Kết quả cho thấy nghiệm thức sử dụng giống NH thiên rau và công thức dinh dưỡng Morgan cho năng suất thương phẩm và hiệu quả kinh tế cao nhất (2,81 kg/m2 và 9.834 đồng/m2
) Mật độ 100 cây/m2 và lượng dinh
Trang 39dưỡng cung cấp cho từng thời điểm sinh trưởng của cây theo tỉ lệ 15% (20 NST); 25% (25 NST); 35% (30 NST) và 25% (35 NST) là thích hợp cho cải bó xôi trồng thủy canh, đạt năng suất thương phẩm và hiệu quả kinh tế cao nhất (3,09 kg/m2
và 12.548 đồng/m2
)
Nguyễn Văn Hùng (2011), đã tiến hành xây dựng quy trình thủy canh rau
muống trong điều kiện nhà lưới tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Kết quả cho thấy mật độ
361 cây/m2 và công thức dinh dưỡng Faulker cho năng suất thương phẩm 2,6 kg/m2
cao nhất so với các nghiệm thức còn lại
Hiện nay, trồng cây thủy canh đang phát triển mạnh tại Việt Nam , không chỉ trên rau ăn lá, quả mà còn trên hoa và cây kiểng Một số nghiên cứu đã xây dựng hoàn thiện quy trình trồng thủy canh đối với rau ăn lá như rau muống, cải bó xôi, tần ô
nhằm mang lại năng suất cũng như hiệu quả kinh tế cao cho người trồng Nhiều thí nghiệm nghiên cứu về môi trường dinh dưỡng thủy canh rau ăn lá đã được thực hiện thành công, tuy nhiên các nghiên cứu về giống và mật độ rau ăn lá còn hạn chế Vì vậy
cần tiến hành nhiều nghiên cứu về giống và mật độ trồng rau ăn lá để góp phần xây
dựng quy trình trồng thủy canh rau ăn lá nói chung và rau cải ngọt nói riêng trong điều
kiện nhà lưới
Trang 40Chương 3
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Th ời gian và địa điểm nghiên cứu
3.1.1 Th ời gian
Thí nghiệm đã được tiến hành trong 2 đợt:
+ Thí nghiệm đợt 1: được tiến hành từ 04/04/2012 – 07/05/2012
+ Thí nghiệm đợt 2: được tiến hành từ 06/05/2012 – 09/06/2012
3.1.2 Địa điểm
Thí nghiệm đã được tiến hành tại nhà lưới trại thực nghiệm khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh
3.2 Điều kiện khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm
B ảng 3.1 Các yếu tố khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm
Tháng
Nhiệt độ trung bình (0C)
Lượng mưa trung bình (mm)
Độ ẩm trung bình (%)
(Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ, 2012)
Bảng 3.1 cho thấy: trong thí nghiệm đợt 2 nhiệt độ thấp hơn đợt 1 nhưng vẫn thích hợp đối với cây cải ngọt Tuy nhiên, lượng mưa trung bình và độ ẩm cao hơn,
tổng số giờ nắng lại ít hơn không thuận lợi cho sự sinh trưởng, phát triển của cây cải
ngọt
3.3 V ật liệu thí nghiệm
3.3.1 Mô hình khung x ốp
Mô hình hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn (Hình 3.1) bao gồm:
+ Khung xốp: kích thước dài * rộng * cao: 1 * 1 * 0,1 m
+ Thanh xốp dày 5 cm, dài 1 m làm giá đỡ cho giá thể và dung dịch