3.5.1. Bố trí thí nghiệm
- Hạt giống được ngâm nước ấm pha với tỷ lệ 3 sôi : 2 lạnh (~ 54oC). Gieo hạt vào khay nhựa có trấu hun ẩm và chọn các cây đồng đều về kích thước đã ra lá thật sau đó đưa cây vào hệ thống thủy canh.
- Thí nghiệm được thực hiện trên hệ thống thủy canh tĩnh và thủy canh tuần hoàn đặt trong nhà màng.
- Thí nghiệm được thực hiện trên các giàn thủy canh tuần hoàn đặt trong phòng. Nhiệt độ phòng duy trì ở mức 26O C ± 0,2O C và độ ẩm ổn định 65-75%.
- Toàn bộ nghiên cứu gồm 07 thí nghiệm, việc bố trí cụ thể các công thức của từng thí nghiệm như dưới đây:
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu xác định dung dịch dinh dưỡng thích hợp trồng
rau mè Hàn Quốc và rau mùi tàu cao sản thủy canh.
Thí nghiệm được bố trí trên hệ thống thủy canh tĩnh trong nhà màng.
* Với rau mè Hàn Quốc: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu
nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại trên 3 thùng xốp, mỗi thùng xốp 4 cây. Thí nghiệm được tiến hành vào vụ thu đông (tháng 9/2016 - tháng 11/2016).
* Với rau mùi tàu cao sản: Bố trí tương tự, nhưng mỗi thùng 40 cây. Thí
nghiệm được tiến hành vào vụ thu đông (tháng 10/2016 – tháng 1/2017). Công thức thí nghiệm:
CT1: Dung dịch dinh dưỡng SH1 CT2: Dung dịch dinh dưỡng SH3 CT3: Dung dịch dinh dưỡng SH5
Dung dịch dinh dưỡng thích hợp nhất sẽ được sử dụng để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định mức EC thích hợp trồng rau mè Hàn
Quốc và rau mùi tàu cao sản thủy canh.
Thí nghiệm được bố trí trên hệ thống thủy canh tĩnh trong nhà màng.
* Với rau mè Hàn Quốc: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu
nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại trên 3 thùng xốp, mỗi thùng xốp 4 cây. Sử dụng nền môi trường dung dịch dinh dưỡng thích hợp nhất của thí nghiệm 1. Thí nghiệm được tiến hành vào vụ đông xuân (tháng 11/2016 – tháng 1/2017).
* Với rau mùi tàu cao sản: Bố trí tương tự, nhưng mỗi thùng 40 cây. Thí
nghiệm được tiến hành vào vụ đông xuân (tháng 12/2017 – tháng 3/2017). Công thức thí nghiệm:
CT1: EC 1000 µS/cm CT2: EC 1500 µS/cm CT3: EC 2000 µS/cm
Mức EC thích hợp nhất được chọn để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu xác định mật độ thích hợp trồng rau mè Hàn
Quốc và rau mùi tàu cao sản thủy canh.
Thí nghiệm được bố trí trên hệ thống thủy canh tĩnh trong nhà lưới.
* Với rau mè Hàn Quốc: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc lại. Sử dụng nền môi trường dung dịch dinh dưỡng và mức EC thích hợp ở thí nghiệm 1 và 2. Thí nghiệm được tiến hành vào vụ xuân hè (tháng 3/2017 – tháng 5/2017).
Công thức thí nghiệm:
- CT1: Mật độ 3 cây/thùng (tương đương với 18 cây/m2) - CT2: Mật độ 4 cây/thùng (tương đương với 24 cây/m2) - CT3: Mật độ 5 cây/thùng (tương đương với 30 cây/m2) * Với rau mùi tàu cao sản:
Bố trí tương tự, nhưng với mật độ từng công thức như sau: CT1: Mật độ 40 cây/thùng (tương đương với 240 cây/m2)
CT2: Mật độ 45 cây/thùng (tương đương với 270 cây/m2) CT3: Mật độ 50 cây/thùng (tương đương với 300 cây/m2)
Thí nghiệm được tiến hành vào vụ xuân hè (tháng 3/2017 – tháng 6/2017)
Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng đèn LED
đến sinh trưởng phát triển và năng suất của rau mè Hàn Quốc trồng trong nhà bằng phương pháp thủy canh tuần hoàn.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại, trên hệ thống giàn thủy canh tuần hoàn đặt trong phòng, có các giàn ánh sáng đèn LED khác nhau có cùng cường độ chiếu sáng 165 µM/m2/s, quang chu kỳ chiếu sáng là 12giờ sáng/12 giờ tối. Thí nghiệm được tiến hành vào vụ hè (tháng 4/2017 – tháng 6/2017 ).
Công thức thí nghiệm:
- CT1: Tổ hợp ánh sáng đỏ (Red 660nm), xanh lam (Blue 450nm) với tỉ lệ R660/B450 = 80/20)
- CT2: Tổ hợp ánh sáng vàng: đỏ 660nm (R660), xanh lam 450nm (B450), xanh lá cây 550nm (G550) với tỉ lệ R660/B450/G550= 57/17/26
- CT3: Tổ hợp ánh sáng trắng với tỉ lệ R660/B450/G550 = 32/35/33
Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đèn LED
R660/B450 = 80/20 đến sinh trưởng phát triển và năng suất của rau mè Hàn Quốc trồng trong nhà bằng phương pháp thủy canh tuần hoàn.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại, trên hệ thống giàn thủy canh tuần hoàn đặt trong phòng. Chế độ chiếu sáng gồm 4 công thức đèn LED (R660/B450 = 80/20) (là tổ hợp ánh sáng tốt nhất đã xác định được) với các cường độ khác nhau. Thí nghiệm được bố trí vào vụ hè thu (tháng 5/2017 – tháng 7/2017 ). Công thức thí nghiệm: - CT1: 13μM/m2/s - CT2: 117μM/m2/s - CT3: 165μM/m2/s - CT4: 214μM/m2/s
Thí nghiệm 6: Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sự
Gia Lâm Hà Nội.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại, trên hệ thống giàn thủy canh tuần hoàn đặt trong nhà màng với ánh sáng tự nhiên. Thí nghiệm gồm 4 công thức:
- CT1: Vụ xuân trồng 1/4 – 10/5 - CT2: Vụ hè trồng 1/6 -10/7 - CT3: Vụ thu trồng 15/9 – 25/10 - CT4: Vụ đông trồng 15/12 – 24/1
Thời gian chiếu sáng trong ngày của giai đoạn trồng vụ xuân là 12 giờ 20 phút – 13 giờ 04 phút; Vụ hè là 13 giờ18 phút – 13 giờ 20 phút; Vụ Thu là 12 giờ 18 phút đến 11 giờ 29 phút; Vụ đông là 10 giờ 48 phút đến 11 giờ 02 phút. (Căn cứ vào độ dài ngày ở vĩ độ 21, được trình bày ở phụ lục 2).
Thí nghiệm 7: Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của thời gian chiếu
sáng bằng đèn LED đến sự sinh trưởng và ra hoa của cây rau mè Hàn Quốc trồng thủy canh trong nhà.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại, trên hệ thống giàn thủy canh tuần hoàn đặt trong nhà. Giàn cây được chiếu sáng bởi đèn LED trắng với tỉ lệ R660/B450/G550 = 32/35/33 có cùng cường độ 165μM/m2/s. Hệ thống đèn được cài đặt hoàn toàn tự động, theo 3 công thức:
- CT1: Quang chu kỳ ngày ngắn - chiếu sáng 11giờ (từ 7 giờ đến 18 giờ) - CT2: Quang chu kỳ ngày dài - chiếu sáng liên tục 14 giờ (từ 7 giờ đến 21 giờ)
- CT3: Chiếu sáng quang gián đoạn - chiếu liên tục 10 giờ (từ 7 giờ đến 17 giờ) sau đó chiếu ngắt quãng giữa đêm từ 0 giờ đến 1 giờ (tổng thời gian chiếu sáng 11 giờ).
Các công thức chiếu sáng như trên được chiếu sáng liên tục trong 40 ngày. Thí nghiệm được bố trí vào vụ đông xuân (tháng 12/2016 – tháng 2/2017). 3.5.2. Theo dõi các chỉ tiêu
3.5.2.1. Chỉ tiêu sinh trưởng
- Chiều cao cây (cm): Dùng thước thẳng đo từ cổ rễ đến chóp lá cao nhất của cây, đo 7 ngày/lần.
- Số lá/cây (lá): Số lá được đếm từ lá mầm, đo 7 ngày/lần. Số lá/cây được tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.
- Chỉ số SPAD: dùng máy đo chỉ số SPAD-502 Plus (chỉ số diệp lục).
- Diện tích lá (Leaf Area Index – LAI) (m2 lá/m2 trồng): đo bằng thiết bị đo diện tích lá cầm tay CI-202, đo diện tích lá thu được khi thu hoạch.
+ Với rau mè Hàn Quốc: Diện tích lá (m2 lá/m2 trồng) = Diện tích lá trung bình của 2 cây ngẫu nhiên trên mỗi thùng x số cây/m2.
+ Với rau mùi tàu cao sản: Diện tích lá (m2 lá/m2 trồng) = Diện tích lá trung bình của 10 cây ngẫu nhiên trên mỗi thùng x số cây/m2.
- Khối lượng lá tươi (g/cây) = Năng suất thực thu/số cây.
- Năng suất lý thuyết (NSLT) (g/m2) = Khối lượng trung bình của 2 cây ngẫu nhiên (đối với rau mè Hàn Quốc) và 10 cây ngẫu nhiên (đối với rau mùi tàu cao sản) trên mỗi thùng x số cây/m2.
- Năng suất thực thu (NSTT) (g/m2): Cân khối lượng thực tế của thùng thí nghiệm khi thu hoạch, rồi quy đổi ra trên đơn vị diện tích m2.
3.5.2.2. Chỉ tiêu rau an toàn
- Hàm lượng Nitrat (NO3-): phân tích tại Bộ môn KNCL Rau quả - Viện Nghiên cứu Rau Quả; Phòng thí nghiệm trọng điểm về An toàn thực phẩm và môi trường (Vilas 809) – Trung tâm đào tạo tư vấn và chuyển giao công nghệ - Viện Hàn Lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam.
- Hàm lượng kim loại nặng: Pb, As, Hg và Cd: Phân tích tại Phòng thí nghiệm (Vilas 839) – Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ khoa học và công nghệ; Bộ môn KNCL Rau quả - Viện Nghiên cứu Rau Quả.
- Vi sinh vật gây bệnh (Salmonella sp.; E. Coli, Coliforms) và trứng giun: được phân tích tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ sinh học Thú y – Khoa Thú y – Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
3.5.3. Xử lý số liệu
Số liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và phần mềm SAS 9.1. Sự sai khác giữa các giá trị trung bình của các thông số được đánh giá theo phân tích ANOVA ở mức P < 5%.
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. KẾT QUẢ
4.1.1. Nghiên cứu xác định dung dịch dinh dưỡng thích hợp trồng rau mè Hàn Quốc và rau mùi tàu cao sản thủy canh Hàn Quốc và rau mùi tàu cao sản thủy canh
Dung dịch dinh dưỡng là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với sinh trưởng và phát triển của cây rau trồng thủy canh. Dung dịch này chứa các nguyên tố đa lượng và vi lượng cần thiết cho sự tồn tại, sinh trưởng và năng suất của cây rau. Các loài cây khác nhau có những yêu cầu khác nhau về dinh dưỡng. Việc tìm ra loại dinh dưỡng phù hợp nhất đối với một loại cây nhất định sẽ đảm bảo hiệu quả sản xuất đạt cao nhất. Chính vì thế, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xác định dung dịch dinh dưỡng thủy canh đến sinh trưởng phát triển và năng suất của rau mè Hàn Quốc và rau mùi tàu cao sản.
Với rau mè Hàn Quốc thủy canh
Lá là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp tạo ra sinh khối cho cây, nhờ sinh khối này mà cây lớn lên, tích lũy vật chất hữu cơ cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Chỉ tiêu chiều cao cũng là chỉ tiêu để đánh giá khả năng phát triển của cây trồng trong từng giai đoạn Theo dõi động thái ra lá và tăng trưởng chiều cao của cây mè Hàn Quốc khi trồng trong các dung dịch khác nhau giúp chúng tôi đánh giá được khả năng sinh trưởng qua các giai đoạn sinh trưởng của cây.
Hình 4.1. Động thái ra lá của rau mè Hàn Quốc trồng bằng các dung dịch khác nhau
Hình 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao của rau mè Hàn Quốc trồng bằng các dung dịch khác nhau
Quan sát hình 4.1 và 4.2 ta thấy rõ hơn về ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng của cây mè Hàn Quốc. Các công thức được thể hiện rõ sau 35 ngày sau trồng, đường biểu diễn tăng trưởng số lá và chiều cao ở các công thức tách nhau từ sau 14 ngày sau trồng. Ở công thức 3, từ 21 ngày sau trồng trở đi, ra nhiều lá hơn, nhưng đến 28 ngày sau trồng công thức 2 lại vượt trội hơn hẳn 2 công thức còn lại cả về số lá và chiều cao cây đều được tách biệt rõ rệt. Tăng trưởng mạnh nhất là công thức 2 và công thức 1 tăng trưởng chậm nhất.
Ngoài các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao, số lá, diện tích lá, chỉ số SPAD thì năng suất cũng là kết quả cuối cùng để đánh giá toàn bộ quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, là điều mà tất cả người sản xuất mong muốn. Kết quả thu được từ các dung dịch dinh dưỡng khác nhau thông qua các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của rau mè Hàn Quốc được trình bày ở bảng 4.1.
Bảng 4.1. Kết quả một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của rau mè Hàn Quốc thủy canh trồng ở điều kiện dinh dưỡng khác nhau (35 NST) mè Hàn Quốc thủy canh trồng ở điều kiện dinh dưỡng khác nhau (35 NST) Công thức (lá/cây) Số lá LAI (m
2 lá /m2 trồng) Chỉ số SPAD Chiều cao cây (cm) Khối lượng lá tươi (g/cây) NSLT (g lá/m2) NSTT g lá/m2 % CT1 (SH1) 21,00c 11,55b 29,38b 34,76c 20,64b 544,32 495,27b 105,00 CT2 (SH3) 26,89a 15,09a 35,08a 43,33a 24,39a 646,56 585,33a 124,10 CT3 (SH5) 23,06b 10,89c 32,78a 37,35b 19,39b 512,40 471,67b 100,00 CV% 2,67 0,91 3,15 1,60 2,85 - 2,68 - LSD0,05 1,43 0,26 2,32 1,84 1,39 - 31,49 -
Những trị số trong cùng 1 cột có cùng 1 chữ cái là không có sự sai khác ở mức sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa 5% theo phần mềm SAS 9.1.
Hình 4.3. Năng suất thực thu của rau mè Hàn Quốc thủy canh trồng bằng các dung dịch dinh dưỡng khác nhau
Kết quả nghiên cứu ở bảng 4.1 và hình 4.3 cho thấy cây trồng sinh trưởng và phát triển khác nhau rõ rệt khi trồng trong dung dịch dinh dưỡng khác nhau.
Dung dịch SH3 (CT2) làm tăng cường sinh trưởng của cây mạnh nhất so với dung dịch SH1 (CT1) và SH5 (CT3). Cây trồng trong các dung dịch khác nhau có các chỉ tiêu về số lá, chiều cao cây tăng dần theo thứ tự SH3 > SH5 > SH1. Chỉ số diện tích lá của cây trồng trong dung dịch SH3 cũng cao gấp 1,3 lần so với dung dịch SH1 và gấp 1,4 lần so với dung dịch SH5. Chưa tìm thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng diệp lục (chỉ số SPAD) ở các công thức được trồng bằng các dung dịch khác nhau.
Đặc biệt cây trồng ở dung dịch SH3 cho khối lượng lá tươi/cây hơn hẳn các công thức khác, dẫn đến năng suất thực thu (tính theo g lá/m2) cũng cao gấp 124,1% so với công thức trồng trong dung dịch SH5 và cao hơn gấp 118,2% so với công thức trồng trong dung dịch SH1. Với 2 công thức trồng trong dung dịch SH1 và SH5 chưa tìm thấy sự khác biệt đáng kể về năng suất lí thuyết cũng như năng suất thực thu.
Kết quả về số lá/cây, diện tích lá, chỉ số SPAD, chiều cao cây, khối lượng lá tươi cũng như năng suất của rau mè Hàn Quốc trồng bằng dung dịch dinh dưỡng SH3 hoàn toàn có ý nghĩa về mặt thống kê.
Hình 4.4. Ảnh hưởng của 3 dung dịch dinh dưỡng tới cây rau mè Hàn Quốc trồng thủy canh (28 NST)
Với rau mùi tàu cao sản thủy canh
Cây mùi tàu cao sản là một loại rau gia vị ăn lá, chiều cao của cây chủ yếu được hình thành từ lá và bẹ lá, do đó số lá và chiều cao cây là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình sinh trưởng phát triển của cây. Theo dõi động thái ra lá và tăng trưởng chiều cao cây của cây rau mùi tàu cao sản khi trồng trong các dung dịch dinh dưỡng khác nhau được thể hiện ở hình 4.5 và 4.6 dưới đây
Hình 4.5. Động thái ra lá của rau mùi tàu cao sản khi trồng bằng dung dịch khác nhau
Hình 4.6. Động thái tăng trưởng chiều cao của rau mùi tàu cao sản trồng bằng dung dịch khác nhau
Qua hình 4.5 và 4.6 có thể nhận thấy, tính quy luật của quá trình tăng trưởng về số lá và chiều cao cây của rau mùi tàu cao sản trồng thủy canh là tương tự nhau. Tốc độ ra lá cũng như chiều cao cây của rau mùi tàu cao sản trồng trong các dung dịch khác nhau tăng trưởng ổn định, đường biểu diễn tăng trưởng ở các công thức tách nhau rõ nét từ 14 ngày sau trồng trở đi. Tăng trưởng mạnh nhất là dung dịch SH5 và tăng trưởng chậm ở dung dịch SH1.
Bảng 4.2. Kết quả một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của rau mùi tàu cao sản thủy canh trồng ở điều kiện dinh dưỡng khác nhau (28 NST)
Công thức Số lá (lá/cây) LAI (m2 lá /m2