Thử nghiệm trồng cải thìa theo phương pháp thủy canh hồi lưu tại Tam Kỳ

Giới thiệu đặc điểm sinh học và giá trị dinh dưỡng của cây cải thìa 1. Nguồn gốc

Trước đây ở nước ta đã có giống Cải Trung Kiên, Cải Nhật tân và Hà Nội; từ năm 1965-1966, ta nhập các giống của Trung Quốc như Cải trắng Hồ Nam, Cải trắng lá vàng, Cải trắng lá thẫm, Cải trắng tai ngựa, Cải trắng Trạm Giang. Folate có nhiều trong cải thìa có vai trò trong quá trình tổng hợp và phục hồi các DNA, giúp ngăn ngừa sự hình thành các tế bào ung thư từ sự đột biến ở DNA, là nguồn cung cấp dồi dào chất Beta carotene - hợp chất chống ôxy hóa , giúp bảo vệ các tế bào khỏi tác hại do các gốc tự do gây ra.

Giới thiệu về thủy canh 1. Khái niệm thủy canh

- Mô hình thủy canh hồi lưu cải tiến được thiết kế từ vải bố được thiết kế bao gồm 3 modul: modul phân phối dinh dưỡng bao gồm bơm và các ống PVC được phân phối nhằm dẫn truyền dịch dinh dưỡng phân phối vào modul túi bố, modul khung cố định bao gồm các thanh (bằng sắt, gỗ, tre.) để cố định hệ thống theo trục đứng. - Kỹ thuật túi treo: Cây giống được cho vào các lỗ bên trên của các túi treo chứa các giá thể trơ (thường là xơ dừa), dài khoảng 1m, có dạng hình trụ, ngoài trắng trong đen, đã xử lý UV dày, làm bằng polyethylene. - Kỹ thuật túi tăng trưởng: cây giống được trồng vào các túi nhựa tổng hợp chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1-1,5m, cao khoảng 6m, rộng khoảng 18cm, dưới mỗi bên túi có khe nứt nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi.

- Thiếu kẽm thì cường độ tổng hợp trypthophan từ indol và xerin bị kìm hãm nên rễ không tạo được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu do sắc tố bị hủy hoại, lá kém phát triển, hình dạng lá không bình thường, lóng ngắn. Là những viên đất sét có kích thước nhỏ, tròn được nung nóng ở nhiệt độ cao, có tính trơ, bên trong có nhiều lỗ nhỏ nên tạo được độ thoáng khí và giữ dịch dinh dưỡng khá tốt cho cây, thích hợp cho hệ thống thủy canh, có thể tái sử dụng nhiều lần [16].

Sơ lược về lịch sử nghiên cứu

- Khi nghiên cứu về tỉ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên hệ giữa chúng với cường độ hút khoáng, người ta thấy có 3 hình thức tương quan giữa các ion: đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau. Năm 1944 khi Mỹ sử dụng phương pháp thủy canh trồng rau cung cấp cho quân đội ở vùng xa Đại Tây Dương và các nơi khác đã chứng minh: mỗi vụ trồng ẳ ha rau xà lỏch cú thể cung cấp cho 400 người sử dụng. - Từ năm 1993, GS.Lê Đình Lương – khoa Sinh học ĐHQG Hà Nội phối hợp với viện nghiên cứu và phát triển Hồng Kông (R&D Hong Kong) đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học kỹ thuật và kinh tế xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thủy canh tại Việt Nam.

- Đến tháng 10 năm 1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai mô hình thủy canh được phát triển ở Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Côn Đảo, Sở khoa học công nghệ và môi trường ở một số tỉnh thành. Công ty Golden Garden & Gino, nhóm sinh viên Đại học Khoa học Tự nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh đã ứng dụng thành công phương pháp thủy canh với vài loại rau thông dụng, cải xanh, cải ngọt, xà lách… [16].

Phương pháp nghiên cứu

+ Dựng khung hệ thống: Dùng sắt lỗ V4 và thanh sắt V3 0,8m dựng thành 2 hình tam giác,6 thanh dài 1,3m nằm ngang cách đều nhau, song song và cân đối nối 2 khung hình tam giác lại tạo thành hệ thống giàn chữ A. + Chuẩn bị ống nhựa PVC: Khoan lỗ trên ống nhựa đường kính 6cm, các lỗ cách đều nhau 10cm, 2 bên miệng ống được bịt lại bằng các chụp ống có lỗ để nối hai ống lại với nhau bằng co nối. + Lắp hệ thống: Đặt cố định ống nhựa trên các thanh sắt V3 1,3m ngang bằng dây thép, lắp các co nối với các lỗ chụp của các ống nhựa để dẫn truyền chất dinh dưỡng.Sử dụng keo để nối các khớp để ngăn sự rò rỉ chất dinh dưỡng và đảm bảo độ bền của hệ thống.

- Đặt cốc nhựa đã được trồng cây con trước đó vào các lỗ trên ống nhựa của giàn, chưa cho chạy dung dịch dinh dưỡng ngay mà chỉ tiến hành phun nước sạch dạng sương liên tục để tạo ẩm. - Dịch dinh dưỡng được bơm lên vào ống cao nhất, sau đó dịch chảy xuống các ống phía dưới qua các đường ống nối với nhau đến ống cuối cùng thì lượng dịch dư chảy về thùng chứa dung dịch ban đầu.

Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của cây cải thìa (Brassica rapa chinensis)

Dựa vào bảng 3.1 và biểu đồ 3.1 ta thấy: Vào ngày thứ 7, chiều cao trung bình của cải thìa trong dung dịch cao hơn trồng ngoài đất là 0,45cm.Vào ngày thứ 14, chiều cao trung bình của cải trong dung dịch cao hơn so với ngoài đất là 0,84cm. Chẳng hạn N2 là thành phần bắt buộc của sự sống, cây được cung cấp đủ N2 (chủ yếu dưới dạng (NH4)2SO4, NH4NO3) sẽ tăng tổng hợp Auxin, N2 còn ảnh hưởng đến chỉ tiêu hóa keo của chất sống dẫn đến ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất. Do thời gian này, cây đã thích nghi tốt với dung dịch thủy canh nên cây hấp thụ tốt các chất dinh dưỡng trong dung dịch, quá trình trao đổi chất tăng lên tạo ra nhiều chất dinh dưỡng giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt từ đó số lá cũng nhiều hơn so với cải trồng ngoài đất.

Trong dung dịch có các nguyên tố như Mg ảnh hưởng đến quang hợp, tăng tích lũy chất dinh dưỡng, tác động đến hoạt động enzim trong quá trình trao đổi chất làm tăng khả năng hút nước hay Zn giúp phát triển bộ rễ hấp thu nhiều chất dinh dưỡng, N2 giúp thân lá phát triển tốt… Từ đó giúp trọng lượng tươi tăng theo. Tương tự như với trọng lượng tươi, trong dung dịch có các nguyên tố đa lượng và vi lượng cần thiết giúp tăng quá trình quang hợp, vận chuyển các chất hữu cơ, tạo thuận lợi cho hoạt động trao đổi chất và phản ứng sinh hóa xảy ra (Mg, Zn, Fe, N2, Cu, Ca…).

Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến các chỉ tiêu sinh lý của cây cải thìa (Brassica rapa chinensis)

Ví dụ Mg là thành phần cấu trúc của diệp lục, Fe có vai trò quan trọng trong phản ứng oxy hóa khử và vận chuyển điện tử, Zn giúp tăng cường độ tổng hợp tryptophan giúp tăng sắc tố lá. Ngoài ra Mn, Zn có trong dung dịch là 2 nguyên tố cần thiết tham gia hỗ trợ hình thành diệp lục của lá, thành phần các enzim quang hợp nên ảnh hưởng tích cực đến cường độ quang hợp. Khoảng thời gian trồng cây, thời tiết hơi âm u, mây nhiều dẫn đến ánh sáng không nhiều cho cây quang hợp, tuy nhiên trong dung dịch thủy canh có đầy đủ những nguyên tố đa lượng, vi lượng cần thiết đến sự quang hợp, do đó hiệu quả quang hợp của cây cải trồng trong dung dịch sẽ cao hơn so với ngoài đất.

Trong dung dịch thủy canh có Zn giúp thúc đẩy sự vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ quan dự trữ, từ đó tăng khả năng giữu nước và độ ngậm nước của mô. Ngoài ra, Cu có trong dung dịch còn giúp ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường dinh dưỡng nước, giúp rễ hấp thu chất dinh dưỡng và nước hiệu quả hơn.

Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến năng suất và phẩm chất cây cải thìa (Brassica rapa chinensis)

Dựa vào bảng và biểu đồ trên ta thấy được khi thu hoạch, năng suất cải thìa trồng trong dung dịch cao hơn hẳn so với ngoài đất, cụ thể là nhiều hơn1,7kg (33,33%). Mặt khác nhờ sự hồi lưu giúp cho việc lưu thông không khí, khuấy đảo môi trường nước giúp cây dễ trao đổi khí và dễ dàng hấp thụ O2, H2… Cây ở ngoài đất còn phụ thuộc nhiều yếu tố khác như thời tiết, khí hậu, đủ chất dinh dưỡng hay không, còn đối với thủy canh ta có thể chủ động được nhiều hơn. Ngoài ra việc chăm sóc cải với mô hình thủy canh cũng khá dễ và chủ động hơn so với ngoài đất, nhất là việc phòng trừ sâu bệnh hại, với thủy canh ta có thể dễ phát hiện và tiêu diệt thủ công ngay lúc đó.

Mùa trồng cây là vào lúc giao mùa (tháng 12-tháng 2), thời gian trồng tương đối nhiều (40 ngày) mà thời tiết và khí hậu lúc này lại tạo điều kiện thuận lợi cho sâu, rệp sinh sôi phát triển mạnh. Mặt khác cải trồng ngoài đất khi có sâu bệnh hại ta khó phát hiện và xử lí thủ công hơn (áp dụng với rau sạch, không phu thuốc), ngược lại cải trồng theo phương pháp thủy canh nên không tiếp xúc với đất, chăm sóc chủ động hơn dẫn đến ít bị sâu bệnh hoặc có ta cũng dễ phát hiện được và tiêu diệt bằng cách thủ công ngay khi vừa.

Đánh giá ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh hồi lưu 1. Ưu điểm

Tóm lại trồng cây theo phương pháp thủy canh giúp sản phẩm thu được sản phẩm hoàn toàn an toàn, ít sâu bệnh hại. - Cần có nơi bố trí thí nghiệm, đảm bảo điều kiện để cây phát triển tốt nhất. - Cần pha chế đúng tỉ lệ hàm lượng dinh dưỡng của các chất trong dung dịch, pha chế đúng quy trình và có thiết bị đo phải có độ chính xác cao.