Nghiên cứu lựa chọn một số loại giá thể và dung dịch dinh dưỡng thích hợp cho trồng rau thủy canh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THÚY NGA NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT SỐ LOẠI GIÁ THỂ VÀ DUNG DỊCH DINH DƢỠNG THÍCH HỢP CHO TRỒNG RAU THỦY CANH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THÚY NGA NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT SỐ LOẠI GIÁ THỂ VÀ DUNG DỊCH DINH DƢỠNG THÍCH HỢP CHO TRỒNG RAU THỦY CANH Chuyên ngành: Khoa học Môi Trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngân Hà Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình làm nghiên cứu, từ chọn đề tài, lên dàn ý đến bố trí thí nghiệm nhà phân tích tiêu phịng thí nghiệm, em nhận quan tâm tận tình thầy, cơ, gia đình, bạn bè Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô, cán khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội nói chung thầy, cô, anh, chị, bạn bè môn Thổ nhưỡng Mơi trường đất nói riêng tồn thể thầy cô tham gia giảng dạy lớp Cao học Khoa học Môi trường K22 tạo điều kiện thuận lợi cho em trình thực đề tài Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến TS Nguyễn Ngân Hà người tận tình trực tiếp hướng dẫn tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho em suốt q trình thực hồn thành đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới chị Phạm Thanh Tâm tập thể cán Phịng phân tích Mơi trường – Viện Cơng nghệ Môi trường Việt Nam tập thể cán Trung tâm vi sinh vật Công nghiệp – Viện Công nghiệp thực phẩm tạo điều kiện tốt cho q trình làm luận văn Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè tạo điều kiện vật chất tinh thần giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Học viên Nguyễn Thúy Nga MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Phương pháp thủy canh 1.1.1 Khái niệm thủy canh [16] 1.1.2 Ưu, nhược điểm phương pháp thủy canh 1.2 Tình hình nghiên cứu phương pháp trồng rau thủy canh Thế giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình nghiên cứu phương pháp trồng rau thủy canh Thế giới6 1.2.2.Tại Việt Nam .9 1.3.Dinh dưỡng thủy canh 11 1.3.1 Nhu cầu vai trò nguyên tố dinh dưỡng 11 1.3.2 Dung dịch dinh dưỡng thủy canh 17 1.4 Giá thể nuôi trồng thủy canh 17 1.5 Một số loại rau thường trồng theo phương pháp thủy canh 20 1.6 Đặc điểm sinh học cải xanh 20 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 23 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 23 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 23 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 2.3 Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 24 2.3.3 Quy trình trồng rau cải xanh phương pháp thủy canh tĩnh 24 2.3.4 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 30 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu .31 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32 3.1 Ảnh hưởng loại giá thể dung dịch thủy canh khác đến sinh trưởng suất rau cải xanh 32 3.1.1 Một số tính chất giá thể sử dụng để trồng thủy canh rau cải 32 3.1.2 Ảnh hưởng dung dịch dinh dưỡng giá thể đến động thái cải xanh .32 3.1.3 Ảnh hưởng dung dịch thủy canh giá thể khác đến chiều cao cải xanh .35 3.1.4 Ảnh hưởng dung dịch giá thể khác đến suất cải xanh 37 3.2 Ảnh hưởng loại giá thể dung dịch thủy canh khác đến chất lượng rau cải xanh 39 3.3 Một số tiêu đánh giá mức độ an toàn rau trồng giá thể dung dịch thủy canh khác 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO .46 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Nồng độ (ppm) chất dinh dưỡng 28 dung dịch sử dụng 28 Bảng 2.2 Bảng kí hiệu dung dịch dinh dưỡng sử dụng thí nghiệm 29 Bảng 3.1 Một số tính chất giá thể 32 Bảng 3.2 Ảnh hưởng dung dịch giá thể đến rau cải xanh 33 Bảng 3.3 Ảnh hưởng dung dịch thủy canh đến rau cải xanh 34 Bảng 3.4 Ảnh hưởng giá thể đến rau cải xanh 35 Bảng 3.5 Ảnh hưởng dung dịch giá thể khác đến chiều cao rau cải xanh 35 Bảng 3.6 Ảnh hưởng dung dịch thủy canh đến chiều cao rau cải xanh37 Bảng 3.7 Ảnh hưởng giá thể đến chiều cao rau cải xanh 37 Bảng 3.8 Ảnh hưởng dung dịch giá thể khác đến suất cải xanh 38 Bảng 3.9 Ảnh hưởng dung dịch thủy canh đến suất rau cải xanh38 Bảng 3.10 Ảnh hưởng giá thể đến suất rau cải xanh 39 Bảng 3.11 Một số tiêu đánh giá chất lượng rau 40 Bảng 3.12 Một số tiêu đánh giá mức độ an toàn rau cải xanh 43 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT - FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lương quốc tế - AVRDC: Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Rau Châu Á - TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam - WHO (World Health Organization): Tổ chức y tế giới MỞ ĐẦU Rau xanh loại thực phẩm thiếu bữa ăn ngày gia đình từ nơng thơn thành thị Rau xanh cung cấp cho thể nhiều muối khống có tính kiềm, vitamin, axit hữu cơ, chất xơ…có vai trị vơ quan trọng phát triển thể người Nhu cầu rau xanh thị trường ngày tăng cao, người nông dân không ngần ngại lạm sử dụng nhiều loại phân bón vơ cơ, chất kích thích tăng trưởng, hóa chất bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu, diệt cỏ, ký sinh trùng…) với mong muốn nâng cao suất, đem lại hiệu kinh tế cao Tuy nhiên hệ việc lạm dụng hóa chất nông nghiệp thời gian dài làm chất lượng môi trường sản xuất xuống, nông sản không an toàn ảnh hường nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng, người sản xuất Ở Việt Nam, người dân ngày nhận thức rõ mối nguy hại nên có địi hỏi ngày cao chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm Trong vấn đề sản xuất rau an tồn người dân quan tâm Rau an toàn rau cần phải đảm bảo yêu cầu sau:  Không chứa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật mức cho phép -  Không chứa lượng NO3 cao q mức cho phép  Khơng có vi khuẩn ký sinh trùng gây bệnh cho người  Không có tồn dư số kim loại nặng Hg, Pb, Cd … Để sản xuất nơng sản nói chung rau nói riêng giới có nhiều giải pháp thủy canh phương pháp mang lại hiệu cao Thủy canh kỹ thuật trồng không dùng đất mà trồng trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng trồng giá thể đất Các giá thể cát, trấu, vỏ xơ dừa, than bùn, Vermiculite, Perlite Trồng dung dịch giải pháp quan trọng lý tưởng tạo nơng sản khơng mà cịn cho suất cao, sản phẩm đồng mang tính cơng nghệ cao Ở Việt Nam nhiều nghiên cứu thử nghiệm trồng theo phương pháp thủy canh cho kết khả quan, nhiên vấn đề mẻ nên nhiều tồn chưa giải như:  Loại dung dịch giá thể thích hợp cho loại trồng  Giống trồng thời vụ thích hợp với sản xuất phương pháp thủy canh Xuất phát từ tồn kỹ thuật trồng dung dịch để sản xuất rau an tồn tìm cơng thức thích hợp điều kiện Việt Nam mà tơi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn loại giá thể dung dịch dinh dưỡng thích hợp cho trồng rau thủy canh” Mục tiêu nghiên cứu: Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng giá thể phù hợp cho trồng rau cải thủy canh CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Phƣơng pháp thủy canh 1.1.1 Khái niệm thủy canh [16] Theo PGS.TSKH Nguyễn Xuân Nguyên, Thủy canh (Hydroponics) hình thức canh tác trồng dung dịch, kỹ thuật trồng không dùng đất Cây trồng trồng dung dịch dinh dưỡng với loại giá thể, sử dụng dinh dưỡng hòa tan nước dạng dung dịch Tùy theo kỹ thuật mà toàn phần rễ ngâm dung dịch dinh dưỡng Kỹ thuật thủy canh kỹ thuật tiến nghề làm vườn đại Trong đó, sử dụng chất dinh dưỡng thích hợp, cần thiết cho sinh trưởng phát triển trồng tránh phát triển cỏ dại, côn trùng bệnh tật lây nhiễm từ đất 1.1.2 Ưu, nhược điểm phương pháp thủy canh  - Ưu điểm Không cần đất, cần không gian để đặt dụng cụ trồng thủy canh, triển khai vùng đất cằn cỗi hải đảo, vùng núi xa xơi hộ gia đình sân thượng, ban cơng - Có thể chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, loại dinh dưỡng cung cấp theo nhu cầu loại rau, đồng thời lại bỏ chất có hại cho khơng có chất tồn dư vụ trước - Tiết kiệm nước sử dụng trực tiếp nước dụng cụ đựng dung dịch, nước khơng bị thất ngấm vào đất bốc - Giảm chi phí nhân cơng giảm số khâu như: làm đất, làm cỏ, vun xới tưới nước - Dễ trùng cần rửa nước lã - Không phải sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, khơng có vi sinh vật gây hại điều chỉnh dinh dưỡng nên tạo sản phẩm rau an toàn người sử dụng - Trồng rau trái vụ điều khiển yếu tố môi trường tác động điều chỉnh dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng 46 11 Nguyễn Ngân Hà, Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thúy Nga (2016), Nghiên cứu khả sử dụng số loại giá thể để sản xuất rau mầm củ cải trắng an toàn, chất lượng cao theo quy mơ hộ gia đình Tạp chí Khoa Học, ĐHQG Hà Nội, Tập 32, Số 1, 2016, 413-418 12 Nguyễn Thúy Hà (2010), Ảnh hưởng số môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển rau cải xanh trồng kỹ thuật thủy canh, Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ 85/9/2, 151-154 13 Nguyễn Văn Hiển cs (1994), “Sự tích lũy nitrat rau cải biện pháp khắc phục”, Kết nghiên cứu khoa học rau - 14 Trần Khắc Hiệp, Lê Văn Thiện, Nguyễn Đình Đáp (2008), Trồng rau thủy canh, Tạp chí Khoa học Đất Việt Nam, số 29, trang 66-68 15 Lê Đình Lương (1995), “Thuỷ canh R&D Hydroponics”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 18 16 gia Võ Thị Bạch Mai (2003), Thủy canh trồng, NXB Đại học quốc 17 sạch, Nguyễn Xuân Nguyên (2004), Kỹ thuật thủy canh sản xuất rau Vũ Quang Sáng Nguyễn Quang Thạch (1999), “Ảnh hưởng số dung dịch dinh dưỡng khác đến sinh trưởng, phát triển suất rau khoai lang, xà lách vụ Thu - Đông 1997”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Rau hoa quả, 19 Vũ Quang Sáng (2000), “Nghiên cứu ảnh hưởng số dung dịch dinh dưỡng khác đến sinh trưởng phát triển xuất giống cà chua VR2 XH2”, Tạp trí nơng nghiệp cơng nghiệp thực phẩm(7), tr.323-325 20 Vũ Quang Sáng, Nguyễn Quang Thạch (1999), “Ảnh hưởng số dung dịch khác đến sinh trưởng, phát triển suất rau khoai lang, xà lách trồng vụ thu đơng 1997”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật rau, hoa, quả, Viện nghiên cứu Rau Quả, số 1, tháng 3/1999, tr.26-28 47 21 Phạm Ngọc Sơn (2006), “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh, khí canh sản xuất rau cải xanh, xà lách Hải Phịng”, Luận văn thạc sỹ nơng nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 22 Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996), “Nghiên cứu ảnh hưởng số loại dung dịch khác đến sinh trưởng, phát triển số rau, kỹ thuật thuỷ canh”, Luận văn thạc sỹ nông nghiệp, Trường Đại học Nơng lâm Thái 23 Giáo Hồng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch, Trần Văn Phẩm (2000), trình sinh lý thực vật, Nxb Nơng nghiệp Hà Nội 24 Hồng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch (1994), Giáo trình sinh lý thực vật (dùng cho cao học), Nxb Nông nghiệp Hà Nội 25 Đỗ Thị Trường (2009), “Thử nghiệm ảnh hưởng số môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng suất phẩm chất rau cải xanh kĩ thuật thủy canh Đà Nẵng”, Tạp chí khoa học công nghê Đại học Đà Nẵng, số 5(34) 26 Nguyễn Quang Thạch, Lê Đình Lương (1995), “Khuyến nơng sử dụng thuỷ canh gia đình ngồi hải đảo”, Báo nơng nghiệp, ngày 15/8/1995 27 Hồng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch (1994), Giáo trình sinh lý thực vật (dùng cho cao học), Nxb Nông nghiệp Hà Nội 28 Trần Khắc Thi (2001), Nghiên cứu số giải pháp công nghệ để phát triển rau an toàn, Đề tài cấp nhà nước, Viện nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội 29 Trần Khắc Thi (2007), Nghiên cứu chế tạo giá thể phục vụ sản xuất giống rau, hoa rau, hoa thương phẩm chất lượng cao, Đề tài khoa học công nghệ cấp Thành phố 2006-2007, Viện nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm, Hà Nội 30 Phạm Thị Kim Thu Đặng Thị Vân (1997), Báo cáo kết nghiên cứu hồn thiện quy trình sản xuất giống chuối Invitro, Viện nghiên cứu Rau Quả Gia Lâm Hà Nội 48 31 Trung tâm thông tin Nông nghiệp CNTP (1992), “Trồng trọt không dùng đất nghề làm vườn”, Tài liệu trồng trọt bảo vệ thực vật FAO 101 (ấn hành với thoả thuận tổ chức lương thực nông nghiệp Liên hợp quốc) 32 Trịnh Xuân Vũ cs (1976), “Giáo trình sinh lý thực vật” (dùng trường đại học nông nghiệp) 33 Trung tâm thông tin, Bộ Nông nghiệp công nghiệp thực phẩm (1992), Trồng trọt không dùng đất nghề làm vườn, Tài liệu trồng trọt bảo vệ thực vật – FAO 101, , tr 12, 16-18, 122, 129-150 Tài liệu nƣớc 34 A Sao T, Umeyama M, Ohta K, Hosoki T (1998), “Decrease of yiele of cucumber bynon-renewal of the nutrient hydrponics sodium and its reversal by supplementation of activated charcoal” Journal of the Janpannes socity for horticulcultural science, p.99-105 35 Cabonell Barrachina A., Burlo Carbonell F., Mataix Beneyto J (1994), “Effect of arsenite on the concentrations of micro-nutrients in tomato plant grown in hydroponic culture”, Journal of plant nutrition (USA), 17(11), pp 1887 – 1900 40 36 D.J Midmore (1993), Hydroponics Growing crops without soil 37 on D.J Midmore, Wu Deng Lin and J.S Tsay (1993), Recent research 38 D.J Midmore (1994) “Simple Hydroponics for food security” 39 Douglas, J.S (1990), "Advanced guide to hydroponics" Hideo Imai (1996) “AVRDC Non-circeulating Hydroponics system”, hydro farm horticultural products 41 Hohjo M., Kuwata C., Yoshikawa K., Ito T (1995), Effects of nitrogen form, nutrient concentration and Ca concentration on the growth, yield and fruit quality in NFT- Tomato plants, Acta Horticulture Home 42 Huet D.O (1994), Growth, nutrient – uptake and tipburn severity of hydroponics lettuce in response to electrical – conductivity and K- Ca ration in solution, Australian journal or agricultural research 49 43 Elia E, Conversa G Serio F and Santamaria (1997), “Response of egg + - th plant to NH4 , NO3 ration”, Proceedings of the International congress on Soiless culture, ISOSC, Nether land 44 Mississippi State Univesity Extension Service, Greenhouse Tomato Handbook (2010), Coordinated Access to the Research and Extension System 45 Maruo T., Ito T., Shinohara Y (1994), Feasible method for measuring water uptake rates of vegetables in rockwool and NFT culture , Acta Horticulture Home 50 MỘT SỐ TRANG WEB THAM KHẢO 50 46 http://thaprauxanh.com 47 http://thuviengiaoan.vn 48 http://www.khoahoc.com.vn 49 https://thuycanhgiavien.com.vn http://text.xemtailieu.com/tai-lieu/pha-che-dung-dich-dinh-duong-de-trong- rau-sach-bang-phuong-phap-thuy-canh-tinh-151792.html 51 http://trongraubancong.vn/cac-loai-cay-trong-bang-phuong-phap-thuy- canh-tai-nha/ 52 http://www.vast.ac.vn/ung-dung-va-trien-khai/ung-dung/1294-mo-hi-nh-u- ng-du-ng-va-he-tho-ng-sa-n-xua-t-rau-thuy-canh 53 http://timtailieu.vn/tai-lieu/cong-nghe-thuy-canh-vi-thuy-canh-va-thuy- canh-in-vitro-san-xuat-sach-32540/ 54 http://www.dualuoivuongtron.com/news/detail/anh-huong-luong-nitrat- (no3)-trong-rau-cu-qua-toi-suc-khoe-con-nguoi 170.html 55 http://hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/an-toan-hoa-chat/232- kim-loai-nang-va-anh-huong-cua-no-doi-voi-con-nguoi.html 56 http://afamily.vn/mot-so-vi-khuan-co-loi-va-hai-cho-co-the-con-nguoi- 20131020100450285.chn 51 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Các thang, tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng đất/giá thể/rau 1.1 Bảng phân loại độ chua đất dựa vào pHKCl Phân loại pHKCl (Nguồn: Viện thổ nhưỡng nông hóa, 2005) 1.2 Mức giới hạn tối đa cho phép số hóa chất gây hại sản phẩm rau, quả, chè (Ban hành theo Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) TT A Kim loại nặng (mg/kg tươ B Hàm lượng nitrat NO3 52 10 11 C Vi sinh vật gây hại (CFU/ga 53 Ươm giống Cây ngày trước cho vào dung dịch 54 Hạt giống sau ngâm ủ qua đêm nảy mầm Bố trí thí nghiệm 55 Rau sau cho vào dung dịch 10 ngày 56 ... thức thích hợp điều kiện Việt Nam mà tiến hành đề tài: ? ?Nghiên cứu lựa chọn loại giá thể dung dịch dinh dưỡng thích hợp cho trồng rau thủy canh? ?? Mục tiêu nghiên cứu: Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng. .. trưởng suất rau cải xanh - Đánh giá ảnh hưởng loại dung dịch dinh dưỡng giá thể khác tới chất lượng rau cải xanh - Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng thích hợp giá thể thích hợp để trồng rau cải xanh... lách, rau diếp thích hợp phát triển môi trường thủy canh Những loại rau trồng thủy canh cho suất cao so với trồng đất Những loại rau thích hợp trồng thủy canh loại rau cho bữa ăn cịn có nhiều loại