Nuôi trồng thủy canh với cây được trồng trong chậu hoặc dòng chảy với hàm lượng oxy cao và nước có chứa chất dinh dưỡng. Trong thủy canh, rễ hấp thu muối nhờ vào lượng muối hòa tan trong nước, nước có thể giàu hàm lượng dinh dưỡng muối, dung dịch thủy canh với hàm lượng cân bằng thích hợp có thể được sử dụng. Chúng ta có thể thành lập công thức môi trường dinh dưỡng cho cây, giúp cho bạn giữ được hàm lượng dinh dưỡng cân bằng trong dung dịch dinh dưỡng của mình, và giúp cho bạn ngăn ngừa và xử lý vụ mùa khỏi tình trạng thiếu dinh dưỡng.
Dinh dưỡng không khoáng: a) Nước
Không có nước không có sự sống. Nước cung cấp cho cây hàm lượng hydro cần thiết cho sự chuyển hóa các hợp chất carbon hydrate cần thiết (đường), như là cung cấp môi trường chuyển hóa bên trong cho toàn bộ cây. Nước thì được hấp thu bằng rễ, mang chất dinh dưỡng vào trong cây dưới dạng ion và thoát ra ngoài qua lá dưới dạng hơi nước, làm mát lá và giúp cho việc vận chuyển nước lên trên. Chất lượng nước thì rất quan trọng trong thủy canh. Một cách lý tưởng, nước cất có thể được sử dụng trong thủy canh cơ bản. Nếu nước tốt hoặc nước ở thành phố, sự phân tích nước
sẽ được thực hiện bởi công ty cấp thoát nước đô thị địa phương bạn hoặc tại một phòng riêng. Nếu nước ở thành phố được sử dụng thì hàm lượng muối không được vượt quá 50ppm (50/1000). Hệ thống lọc nước, như là hệ thống thẩm thấu ngược, có ý nghĩa đối với việc cải thiện chất lượng nước của thành phố.
Nếu nước cứng được sử dụng, có thể tạo ra ion HCO3- cao quá mức cho phép. Khi hàm lượng HCO3- gia tăng, sẽ ảnh hưởng đến pH. pH phân phối độ acid hoặc độ kiềm của dung dịch.
b) CO2
Gần 50% trọng lượng khô của thực vật là carbon, phần lớn được lấy từ khí quyển. CO2 được thực vật hấp thụ vào bằng khí khổng, lông hút trên lá. Quá trình này được gọi là quang hợp, thực vật kết hợp CO2 với nước, sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa thành các dạng đường đơn. Hàm lượng nước và oxi dư thừa được thải ra ngoài thông qua quá trình này, và hầu hết hàm lượng đường tạo thành được tích lũy trong rễ, thân và trái cho các quá trình sau này.
Sự bổ sung CO2 có thể được sử dụng hiệu quả trong nhiều ứng dụng. Nếu tất cả các nhân tố môi trường ở mức tốt nhất như là cường độ ánh sáng mạnh, mức dinh dưỡng, nhiệt độ và độ ẩm, sự gia tăng CO2 có thể cung cấp vật liệu cần thiết để giúp cây (mọc sum sê) tươi tốt.
c) O2
Oxi là nhiên liệu cho cây sử dụng để cung cấp cho mô thực vật. Oxi tự do được đưa xuống rễ như là một phần của quá trình hô hấp. Trong suốt quá trình hô hấp, oxy kết hợp với hàm lượng đường dự trữ chuyển hóa thành nguồn năng lượng. Nguồn năng lượng này được sử dụng làm nhiên liệu cho sự chuyển hóa một dãy phản ứng hóa học cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. CO2 và hơi nước được thải ra ngoài khí quyển như là sản phẩm của sự hô hấp.
Nguyên tố đa lượng a) Nitơ
Nitơ là một chất cấu tạo nên khung RNA của quá trình sinh dưỡng. Nitơ kích thích lá và thân phát triển. Sự thừa nitơ dẫn đến thiếu kali. Quá nhiều nitơ có thể ảnh hưởng đến cây, rối loạn quá trình sản xuất nhựa cây làm cây ra ít hoa và ít trái. Nitơ là
nguyên tố linh động. Vì vậy, thiếu nitơ sẽ biểu hiện đầu tiên ở lá và xuất hiện những triệu chứng sau:
1. Thiếu nitơ là nguyên nhân cây kém phát triển và màu xanh của lá chuyển sang màu vàng xám. Những là già sẽ trở nên vàng úa từ khi nitơ đã được chuyển sang cho lá non.
2. Bộ lá bắt đầu trở nên vàng (bệnh vàng héo).
3. Quá trình hóa nâu bắt đầu xuất hiện trên chóp và mép lá.
4. Quá trình sinh dưỡng diễn ra chậm chạp, gây hậu quả ức chế sinh trưởng thực vật.
b) Photpho
Photpho kích thích sự hình thành và phát triển rễ sớm và được thực vật hấp thu dưới dạng PO4. Photpho đấy nhanh quá trình chín và kích thích tạo hạt. Photpho là nguyên tố không linh động và bị ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ. Nhiệt độ lạnh sẽ cản trở quá trình hấp thu photpho của cây. Nồng độ photpho cao là nguyên nhân gây ngộ độc photpho ở hầu hết các loại thực vật. Đặc biệt nếu sắt và canxi là không đúng chuẩn hoặc nếu nitrat được duy trì ở mức độ thấp. Quá nhiều photpho cũng sẽ ảnh hưởng đến chức năng thông thường của các nguyên tố khác như là sắt, mangan và kẽm, dẫn đến màu vàng giữa mạch dẫn của những lá non, với những lá thậm chí bị đổi màu và rụng đi.
Thiếu photpho dẫn đến những dấu hiệu sau: 1. Cây phát triển chậm, cành nhỏ và lá nhỏ. 2. Lá của một vài cây trở nên tím đỏ.
3. Màu xanh tối với chóp lá bị biến màu.
4. Sự trưởng thành bị chậm lại và quá trình tạo trái ít đi. c) Kali
Kali được cây hấp thu dưới dạng ion K+. Hàm lượng kali cao cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein và các quá trình tạo quả, nhưng nếu quá nhiều kali sẽ gây nên tình trạng thiếu canxi hoặc magie.
Kali cũng là một nguyên tố linh động, dấu hiệu thiếu kali trước tiên sẽ xuất hiện trên những lá già như sau:
2. Cành yếu.
3. Lá có xu hướng quăn lại. d) Canxi
Canxi được cây hấp thu dưới dạng ion Ca2+ và rất cần thiết cho quá trình hình thành và cấu tạo của tế bào. Dưới những điều kiện lý tưởng hầu hết thực vật có thể hấp thu một lượng rất thấp canxi, thấp hơn nhiều so với hàm lượng hiện hữu của nó trong đất hoặc trong môi trường thủy canh; nhưng hàm lượng thấp như vậy sẽ dẫn đến sự bất lợi trong điều kiện acid, nhôm, mangan hoặc là natri cao.
Hàm lượng canxi cao được bổ sung trong hầu hết các dung dịch nuôi cấy nhằm loại trừ những yếu tố nói trên.
Canxi là một nguyên tố không linh động, do đó dấu hiệu của sự thiếu hụt xảy ra trước hết là ở những lá non:
1. Đỉnh sinh trưởng trở nên vàng và chết đen. 2. Lá trở nên xanh đậm bất bình thường. 3. Lá non bị biến dạng.
4. Chồi và hoa bị rụng sớm.
5. Chóp rễ chết và xuất hiện những cái vết màu đen. e) Magie
Cây hấp thụ magie dưới dạng ion Mg2+ và nó là nguyên tố trung tâm của sắc tố chlorophyll, cần thiết cho quá trình quang tổng hợp và những quá trình sinh trưởng khác.
Những dấu hiệu thiếu Mg bao gồm: 1. Lá già xuất hiện màu vàng. 2. Lá bị khô.
3. Mép lá bị quăn lên. f) Lưu huỳnh
Lưu huỳnh được cây hấp thu dưới dạng SO4, và là thành phần chính của acid amin, cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein. Nguyên tố này cũng ảnh hưởng mạnh đến mùi của thực vật. Lưu huỳnh là một nguyên tố không linh động.
Dấu hiệu thiếu lưu huỳnh giống với các dấu hiệu khi thiếu nitơ trừ khi những dấu hiệu xuất hiện sớm ở những lá non như:
1. Lá mới trở nên xanh nhạt hoặc vàng nhạt. 2. Cây trở nên nhỏ và khẳng khiu.
3. Sinh trưởng chậm dẫn đến quá trình trưởng thành chậm. Nguyên tố vi lượng
a) Sắt
Sắt là một nguyên tố cần thiết cho sự hình thành sắt tố chlorophyll và vận chuyển oxi. Thiếu sắt gây nên hiện tượng vàng lá trong khi gân lá màu xanh. Những lá non sẽ bị ảnh hưởng trước tiên. Thừa canxi là nguyên nhân gây hiện tượng thiếu sắt.
b) Mangan
Mn là chất xúc tác cho nhiều ezyme và rất quan trọng cho sự hình thành chlorophyll. Sự thiếu hụt Mn gây ra những triệu chứng khác nhau ở những loại thực vật khác nhau, nhưng phổ biến là làm cho lá bị vàng trong khi gân lá màu xanh. Những đốm trắng hoặc xám có thể xuất hiện trên lá. Những lá già bị tác động đầu tiên. Thừa Mn là nguyên nhân gây thiếu hụt sắt và có thể là nguyên nhân gây ra những hiện tượng như là thiếu hụt Mn.
c) Boron
B là nguyên tố cần thiết cho sự vận chuyển đường, cho sự sinh sản và lấy nước vào trong tế bào. Nó có nhiệm vụ giữ cho canxi ở dạng hòa tan.
Sự thiếu hụt B là nguyên nhân làm biến dạng và chết đỉnh sinh trưởng, vết lõm ở thân và làm biến dạng quả. Lá thường bị cháy và xoắn và đốm bị mất màu.
Những lá non bị ảnh hưởng trước tiên. Thừa B là nguyên nhân gây cháy mép lá tương tự như là thiếu kali và magie.
d) Kẽm
Kẽm là nguyên tố cần thiết cho sự tổng hợp protein và ảnh hưởng đến kích thích và sự trưởng thành của thực vật. Thiếu hụt kẽm là nguyên nhân cho lá bị vàng giữa những đường gân, thường thì với những màu tía và những đốm màu tía hoặc chết bắt đầu với những lá già. Những lá khép lại, nhỏ và biến dạng, trái giảm. Thừa kẽm có thể là nguyên nhân gây thiếu hụt sắt.
e) Đồng
Đồng là nguyên tố cần thiết cho sự tổng hợp protein và là nguyên tố quan trọng cho sự sinh sản. Thừa đồng là nguyên nhân làm cho lá hơi xanh và có thể xuất
hiện tượng cây bị héo hoặc chết. Những đỉnh lá non có thể bị vàng ở mép. Đỉnh sinh trưởng có thể dạng hình hoa hồng. Thừa đồng có thể là nguyên nhân gây thiếu hụt sắt.
f) Molybdenum
Là nguyên tố đặc biệt cho nitrate enzyme và cho sự hình thành nốt rễ ở cây họ đậu.
Sự thiếu hụt molybdenum là nguyên nhân gây những đốm vàng và những đốm chết ở trên cây. Ở một vài loại thực vật đỉnh sinh trưởng bị biến dạng hoặc bị chết. Chloryll có thể tác động đến sự biến đổi carbonhydrate và sự quang hợp. Thiếu hụt chloryll là nguyên nhân làm rễ ngắn và héo rũ. Thừa chloryll là nguyên nhân làm cho mép lá bị cháy tương tự như là sự thiếu hụt kali.
Tất cả các thành phần dinh dưỡng cần thiết được cung cấp cho cây ở dạng dung dịch, chứa muối và phân bón tan trong nước. Dung dịch dinh dưỡng dùng cho thủy canh phải đáp ứng những điều kiện sau:
− Độ pH: giá trị pH tối thích nằm trong khoảng 5.8-6.5.
− Độ dẫn điện: giá trị độ dẫn điện (Ec) tốt nhất nằm trong khoảng 1.5-2.5 ds/m.
− Tính tương hợp của các thành phần dinh dưỡng: tránh các loại có công thức pha chế dung dịch có chứa nhiều tạp chất như cát, đất sét hay bùn. Cũng cần phải tránh các công thức pha chế có chứa các muối không hòa tan hoặc hòa tan kém, hay có chứa các chất tương tác với nhau tạo ra chất không tan.
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM
Thí nghiệm được thực hiện từ ngày 15 tháng 12 năm 2012 đến ngày 15 tháng 3 năm 2012, tại Công ty Cổ phần Sài Gòn Thủy Canh 290/198 Nơ Trang Long, Q. Bình Thạnh, Tp. HCM.
3.2 VẬT LIỆU 3.2.1 Giống 3.2.1 Giống
Giống rau dùng trong nghiên cứu rau Xà lách lô lô (Latuca sativa Var. Capitta
3.2.2 Giá thể
Giá thể dùng trong nghiên cứu là xơ dừa đã được xử lý do Công ty cổ phần Sài Gòn Thủy Canh cung cấp.
3.2.3 Oligolginate
Oligoalginate chế tạo ở các liều chiếu xạ khác nhau dùng trong các thí nghiệm do Phòng Sinh Học, Trung Tâm Hạt Nhân Tp. Hồ Chí Minh cung cấp.
3.2.4 Dụng cụ thí nghiệm
• Ống đong các loại 10 ml, 50 ml, 100 ml, 250 ml. • Thùng xốp có kích thước 50 cm x 40 cm x 10 cm.
• Giỏ trồng cây thủy canh có đường kính đáy 3,5 cm, đường kính miệng giỏ 6,5 cm, chiều cao 6 cm.
• Becher các loại 50 ml, 100 ml, 250 ml, 500 ml, 1000 ml. • Pipet các loại 1 ml, 5 ml, 10 ml, 50 ml.
• Bình tam giác 100 ml, 200 ml, 500 ml. • Phễu thủy tinh.
• Cân điện tử OHAUS (độ chính xác 0,00001 g). • Các dụng cụ thí nghiệm khác.
3.3 KHẢO SÁT HIỆU ỨNG TĂNG TRƯỞNG CỦA RAU XÀ LÁCH LÔ LÔTRÊN OLIGOALGINATE BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH TRÊN OLIGOALGINATE BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH
3.3.1 Mục đích:
Nhằm tìm ra chế phẩm Oligoalginate có khối lượng phân tử tối ưu cho sự tăng trưởng của rau xà lách lô lô trồng bằng phương pháp thủy canh.
3.3.2 Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Có 7 nghiệm thức và được lặp lại 3 lần như sau:
• Môi trường dinh dưỡng không bổ sung Alginate (ĐC). • Môi trường dinh dưỡng bổ sung Alginate không chiếu xạ. • Môi trường dinh dưỡng bổ sung Oligoalginate chiếu xạ 25 kGy. • Môi trường dinh dưỡng bổ sung Oligoalginate chiếu xạ 50 kGy. • Môi trường dinh dưỡng bổ sung Oligoalginate chiếu xạ 75 kGy.
• Môi trường dinh dưỡng bổ sung Oligoalginate chiếu xạ 100 kGy. • Môi trường dinh dưỡng bổ sung Oligoalginate chiếu xạ 150 kGy.
Các thí nghiệm trên rau được trồng theo phương pháp thủy canh tĩnh có mô hình được mô tả ở Hình 3.1.
Hình 3.1: Mô hình nuôi trồng thuỷ canh tĩnh sử dụng trong nghiên cứu
3.3.3 Cách tiến hành:
1. Chuẩn bị 14 thùng xốp và 14 nắp được khóet 9 lỗ như Hình 2.1.
2. Cây rau sau khi chuyển vào chậu được 10 ngày sẽ được đem trồng trên thùng xốp có chứa môi trường dinh dưỡng bổ sung Alginate được chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau với nồng độ 75 ppm.
3. Bổ sung dinh dưỡng 1 lần sau 14 ngày với hàm lượng là 50% so với lần đầu 4. Châm thêm nước 5 ngày/lần.
5. Thí nghiệm được thực hiện trong 28 ngày.
Các chỉ tiêu được xác định sau 28 ngày nuôi trồng bao gồm: • Sinh khối tươi (cân trọng lượng thân và rễ).
• Chiều cao cây (xác định bằng thước có độ chính xác đến milimét). • Chiều dài rễ cây (xác định bằng thước có độ chính xác đến milimét).
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
HIỆU ỨNG TĂNG TRƯỞNG CỦA ALGINATE CHIẾU XẠ TRÊN CÂY RAU THEO LIỀU CHIẾU XẠ KHÁC NHAU
Oligoalginate đã được chứng minh là một loại hoạt chất có hiệu ứng sinh học đối với thực vật (Akiyamo, 1992 và Lê Quang Luân, 1999). Tuy nhiên mức độ của hiệu ứng mà hoạt chất này tạo nên đối với cây trồng đã được chứng minh là phụ thuộc rất lớn vào khối lượng phân tử của chúng hay nói cách khác là số lượng các đơn phân của các Oligomer trong phân tử. Nhằm xác định liều xạ có hiệu ứng tối ưu trên sự tăng trưởng của cây rau trong nuôi trồng thủy canh, chúng tôi bổ sung Oligoalginate đã chế tạo bằng phương pháp bức xạ với các liều xạ khác nhau từ 0 đến 150kGy vào dung dịch trồng rau thủy canh với nồng độ 75 ppm. Kết quả thu được trên cây rau xà lách lô lô biểu thị tại các bảng, biểu đồ và hình dưới đây.
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên chiều cao cây Chiều cao cây (cm)
Liều xạ Lần lặp lại Trung
bình SVĐC (%) (kGy) 1 2 3 Đối chứng 30 30 100,0 30,8 100,0 0 33 32,5 113,0 34,8 113,0 25 36 40 124,3 38,3 124,3 50 41,5 38 128,1 39,5 128,1 75 41,5 38 130,3 40,2 130,3 100 38 39,5 128,1 39,5 128,1 150 38 38,5 124,9 38,5 124,9
Sự ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở liều lượng từ 0 kGy đến 150 kGy lên chiều cao cây xà lách lô lô nhanh hơn so với đối chứng. Chiều cao của cây tăng dần từ 0 kGy cho tới 75 kGy và giảm dần từ 75 kGy đến 150 kGy. Ở liều lượng 75 kGy chiều cao của cây đạt giá trị trung bình cao nhất 40,2cm (130,3% so với đối chứng).
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên sinh khối tươi Sinh khối tươi (g/cây)
Liều xạ Lần lặp lại Trung bình SVĐC (%) (kGy) 1 2 3 Đối chứng 57,79 59,57 63,88 60,4 100,0 0 57,79 73,02 67,28 66,0 105,2 25 74,33 65 62,53 67,3 107,6 50 70,33 75 59,25 68,2 111,1 75 83,88 89,105 94,33 89,1 136,3 100 73,88 83,88 94,33 84,0 140,8 150 72,12 73,88 71,57 72,5 118,9
Sự ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở liều lượng từ 0 kGy đến 150 kGy lên