1.3 .Dinh dưỡng trong thủy canh
1.6. Đặc điểm sinh học của cây cải xanh
Cây cải xanh tên khoa học Brassica juncea (L.) thuộc họ cải Brassicaceae.
Cây thảo hàng năm, cao 20 - 30cm hay hơn, rễ trụ ít phân nhánh. Lá mọc từ gốc hình trái xoan, tù, có cuống, rộng 60cm, lá có hơi cay, có răng cưa khơng đều, lá ở
thân tiêu giảm hơn, hoa vàng nhạt, xếp thành chum dạng ngù, hạt hình cầu màu đen.
Cải xanh có nguồn gốc từ miền nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, có nhiều ở vùng Trung Á, ở nước ta cây được trồng khắp cả nước, có thể trồng quanh năm trừ những tháng nóng và mưa nhiều.
Họ Cải tập trung trong khu vực ôn đới và có sự đa dạng về lồi lớn nhất tại khu vực ven Địa Trung Hải. Họ này chứa khoảng 338 - 350 chi và khoảng 3.700 loài.
Họ này bao gồm các loài cây thân thảo với chu kỳ sống là một, hai hay lâu năm. Cải xanh có tầm quan trọng kinh tế lớn, cung cấp nhiều loại rau về mùa đông trên khắp thế giới. Chúng bao gồm cải bông xanh, cải brussels, cải xoăn (tất cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brassica oleracea). Các loại cải khác của họ Brassicaceae cịn có cải dầu (gồm cải dầu Canola và các loại khác), cải canh.
* Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cải xanh - Nhiệt độ
Cải xanh ưa thích khí hậu ơn hịa, mát lạnh. Hầu hết các giống cải xanh đều sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 18oC - 22 o C. Hạt có thể nảy mầm ở 15 – 20oC, ở nhiệt độ 20 – 25oC, hạt nảy mầm thuận lợi.
- Nước
Nhìn chung các giống cải xanh có hệ rễ cạn, số lá trên cây nhiều và lớn vì vậy cây yêu cầu độ ẩm đất và độ ẩm khơng khí cao để sinh trưởng. Độ ẩm đất 80 - 85% độ ẩm khơng khí 80 - 90% có lợi cho sự sinh trưởng thân lá. Đất thiếu nước cây còi cọc, năng suất và chất lượng giảm, nếu thiếu nước nghiêm trọng làm cho cải xanh có vị đắng rau cứng ăn khơng ngon. Nếu đất quá ẩm ướt trong đất thiếu ơxy, cây sinh trưởng khó khăn, cây dễ bị sâu bệnh hại xâm nhiễm. Nếu trong cây nhiều nước sẽ giảm độ giịn và độ ngọt rau, khó vận chuyển.
- Ánh sáng
Các giống cải xanh ưa ánh sáng tán xạ, cường độ ánh sáng vừa phải có khả năng chịu bóng râm. Ánh sáng mạnh cùng với nhiệt độ khơng khí cao sẽ làm cho cây cằn cỗi dẫn đến năng suất và chất lượng giảm. Một số giống có thể qua giai đoạn ánh sáng trong điều kiện chiếu sáng ngắn.
- Đất và dinh dưỡng
Cải xanh có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất, nhưng tốt nhất nên gieo trồng trên đất màu mỡ tơi xốp, nhẹ, pH từ 5,5 -7.
Rau cải cải có thời gian sinh trưởng ngắn, lại cho năng suất cao nên yêu cầu nhiều phân bón. Đạm (N) rất cần cho cải xanh trong thời gian sinh trưởng.
Với lân và kali, cải xanh yêu cầu không nhiều như đối với đạm nhưng chúng giúp cho cây sinh trưởng cân đối và cải thiện chất lượng.
Như vậy những nội dung đã được nêu ra trong chương I:
- Trình bày các khái niệm cơ bản về phương pháp thủy canh. Nêu ra ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh.
- Tổng quan một số cơng trình nghiên cứu về phương pháp thủy canh, về dung dịch dinh dưỡng trong thủy canh, giá thể trong thủy canh trong nước và trên thế giới.
- Vai trò của các nguyên tố vi lượng, đa lượng cần thiết cho cây trồng trong dung dịch thủy canh.
- Đặc điểm, thành phần, tính chất cơ bản của dung dịch dinh dưỡng dùng trong kỹ thuật thủy canh
- Một số loại rau cơ bản thường được trồng theo phương pháp thủy canh. - Đặc điểm sinh học của rau cải xanh được trồng trong thí nghiệm của đề tài.
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Rau cải xanh (Brassica juncea L.): Hạt giống cải xanh Hồng Mai của cơng ty giống cây trồng Trang Nông.
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu
Giá thể trồng rau thủy canh: 3 loại giá thể.
+ Cát thạch anh (TA) mua sẵn ở cửa hàng vật liệu lọc nước sau đó vo, rửa sạch bụi bẩn bằng nước sạch.
+ Mụn xơ dừa (XD): Mua ở trên thị trường và là sản phẩm được cung cấp bởi Công ty TNHH Giống cây trồng Phú Nông.
+ Hỗn hợp trấu tươi – mụn xơ dừa trộn theo tỷ lệ 1:1 (HH) : Trấu tươi được xử lý trước bằng cách ngâm trong nước 3 ngày (thay nước 1 lần/ngày), sau đó để ráo nước cho khô rồi mới trộn với mụn xơ dừa.
- Các dung dịch dinh dưỡng cho thủy canh:
+ 1 dung dịch dinh dưỡng pha theo công thức Hoagland và Amon
+ 2 dung dịch dinh dưỡng bán sẵn trên thị trường: TC – Mobi, Hydro Greens
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu:
Rau cải xanh được trồng theo phương pháp thủy canh tĩnh quy mô hộ gia đình tại Số nhà 74b ngách 99.158 Định Cơng Hạ, Định Cơng, Hồng Mai
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh dưỡng và giá thể khác nhau tới sinh trưởng và năng suất rau cải xanh.
- Đánh giá ảnh hưởng của các loại dung dịch dinh dưỡng và giá thể khác nhau tới chất lượng rau cải xanh.
- Lựa chọn dung dịch dinh dưỡng thích hợp và giá thể thích hợp để trồng rau cải xanh an toàn theo phương pháp thủy canh.
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp
Các tài liệu thứ cấp phục vụ cho nghiên cứu được thu thập từ sách, các bài báo khoa học, báo cáo chuyên đề, đề tài nghiên cứu khoa học, các quy định, hướng dẫn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
2.3.2. Phương pháp theo dõi thí nghiệm
Trong q trình trồng cây thí nghiệm tiến hành theo dõi một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây trồng như: số lá, chiều cao của tất cả các cây vào ngày thứ 10, ngày thứ 20, ngày thứ 30, ngày thứ 38 sau khi trồng (ngày thu hoạch).
- Năng suất thực thu: Được cân trực tiếp sau khi thu hoạch, cân phần ăn được của cây rau (bỏ rễ) bằng cân có độ chính xác 2 chữ số.
2.3.3. Quy trình trồng rau cải xanh bằng phương pháp thủy canh tĩnh.
Tiến hành bố trí thí nghiệm trồng rau cải xanh thủy canh tại nhà với 3 loại dung dịch dinh dưỡng khác nhau và 3 loại giá thể khác nhau (9 cơng thức thí nghiệm) . Với mỗi loại dung dịch dinh dưỡng lặp lại thí nghiệm 3 lần trong điều kiện hồn cảnh và chăm sóc như nhau.
* Chuẩn bị dụng cụ, vật liệu:
A, Bộ dụng cụ thùng xốp thủy canh
- Sử dụng bộ thùng xốp gồm 27 thùng có dung tích 15 lit, kích thước 50 x 40 x 15 cm.
- Bên trong thùng xốp được phủ một tấm nilon đen bao bọc phía bên trong thùng xốp để tránh rò rỉ dung dịch dinh dưỡng và hạn chế ánh sáng chiếu vào dung dịch. Độ sâu của thùng 15 cm đảm bảo cung cấp đủ dung dịch dinh dưỡng cho cây và không gian bên trên dung dịch để rễ hô hấp.
- Trên nắp thùng tiến hành khoan 6 lỗ có đường kính bằng nhau sao cho vừa đủ lọt ly nhựa chứa cây trồng và giá thể, khoảng cách giữa các lỗ khoan đều nhau.
B, Khung:
Địa điểm bố trí thí nghiệm tại ban cơng tầng 5 có mái che, nên khơng phải làm mái che và cũng không cần kê quá cao bởi không bị tác động của nhiệt độ nền lên dung dịch. Dùng kệ cao 50 cm để đặt các hộp xốp thí nghiệm.
Dùng nilon che chắn chỗ có nhiều gió tránh để gió to, gió hanh khô làm táp lá. C. Ly nhựa:
Sử dụng những ly nhựa dùng 1 lần có đường kính đáy là 5cm để trồng cây. Đục các lỗ nhỏ ở đáy và thành phía dưới của ly để rễ có thể đâm ra và hút chất dinh dưỡng.
D. Giá thể, hạt giống
- Giá thể: Mụn xơ dừa (XD), Hỗn hợp trấu tươi – mụn xơ dừa (đã qua xử lý) tỷ lệ 1:1 (HH), Cát thạch anh (TA).
- Hạt giống: Giống cải xanh (cải mơ) Hồng Mai của cơng ty giống cây trồng Trang Nông.
Ươm cây con
+ Ngâm hạt giống 6 giờ trong nước ấm (khoảng 40o C), ủ trong vải màn qua một đêm, sau đó lựa chọn các hạt giống nảy đều để đem gieo trên nền giá thể để đảm bảo tỷ lệ nẩy mầm cao nhất.
+ Chọn các hạt giống nảy mầm to, đều. Cho khoảng 6,7 hạt vào ly nhựa đã khoan lỗ và bỏ giá thể vào. Lưu ý, ly nhựa chỉ bỏ ¾ giá thể vào phần cịn lại sau khi tra hạt giống vào ta phủ 1 lớp giá thể cùng loại mỏng lên.
+ Ngày thứ 6 khi cây đạt chiều cao hơn 5cm và có 2 lá thật ta tỉa bớt các cây con kém phát triển. Để lại 1 ly nhựa 3 cây con.
+ Tiếp đó cho giá thể vào ly nhựa ấn nhẹ cho giá thể chặt và đầy ly để giá thể giữ cây tốt hơn.
+ Chuyển các cây giống vào dung dịch dinh dưỡng vào thùng xốp đã bọc nilon đen và nắp đã khoan lỗ.
Pha dung dịch dinh dưỡng gốc:
A, Pha chế các loại dung dịch dinh dưỡng sử dụng trong thí nghiệm:
- Dung dịch pha theo công thức Hoagland và Amon:
Dung dịch này được D. R. Hoagland tại Trường đại học California điều chế ra từ những hợp chất sẵn có và cung cấp chất dinh dưỡng đa lượng và dưỡng chất
vi lượng cần thiết cho sự tăng trưởng cây. Dung dịch gồm 11 loại hóa chất, pha
BÌNH A:
1. Ca(NO3)2·4H2O: 54,280 g pha vào 1 lít nước. Như vậy cần pha 7398 g chất này với 135 lit nước sạch.
BÌNH B: Pha chung 8 chất theo trọng lượng bảng dưới vào 1 lít nước
Hóa chất Khối lượng g/ 1 lit Khối lượng g/135 lit
2. MgSO4·7H2O 24,60 3321 3. KH2PO4 6,80 918 4. KNO3 25,25 3408 5. H3BO3 1,43 193 6. MnCl2·4H2O 0,91 122,85 7. ZnSO4·7H2O 0,11 14,85 8. Na2MoO4·2H2O 0,045 6,075 9. CuSO4·5H2O 0,045 6,075
BÌNH C: Có 2 chất, pha xong sẽ được Sắt liên kết với gốc hữu cơ (Fe-
EDTA). Dung dịch mang màu trà.
10. FeSO4. 7H20: 2,780g pha vào 450ml nước sôi, dung dịch như trà đá loãng. (834 g/135 lit nước).
11. Na-EDTA. 2H20: 3,730 g pha vào 450ml nước sôi, dung dịch trong vắt. (1119 g/135 lit nước)
B, Dung dịch thủy canh TC – Mobi:
TC-MOBI là sản phẩm dinh dưỡng dạng bột dùng để pha thành dung dịch thủy canh. Sản phẩm dinh dưỡng thuỷ canh TC-Mobi được chuyển giao từ Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Sinh học Nhiệt đới.
- Thành phần chính dinh dưỡng pha dung dịch thuỷ canh dạng bột TC- MOBI:
+ Đa lượng: N - P2O5 - K2O: 15-4-18%.
+ Vi lượng: 250ppm B, 250ppm Mn, 28ppm Zn, 12ppm Cu, 7ppm Mo, 120ppm Fe.
- Cách pha: Pha 20g TC-MOBI với 10 lít nước. Khi cần bổ sung dung dịch cho cây trong giai đoạn phát triển thì pha với tỷ lệ cao hơn (25g TC – Mobi với 10
lít nước). Như vậy, để đủ dung dịch dinh dưỡng cho 9 thùng xốp thì cần cân chính xác 270 gam bột TC – MOBI pha trong 135 lit nước sạch, khuấy đều, sau đó chia đều vào 9 thùng xốp đã bọc nilon đen, mỗi thùng xốp rót vào 15 lit dung dịch.
+ Khơng sử dụng các loại thuốc trừ sâu bệnh, các loại hố chất phân bón khác (chỉ sử dụng duy nhất thuỷ canh TC-MOBI trong cả quá trình trồng và chăm sóc).
C, Dung dịch thủy canh Hydro Greens:
Hydro Greens thích hợp cho trồng thủy canh rau ăn lá Thành phần:
+ Dung dịch gốc A: Tổng Nitơ (N) 4,64% (N-NO3- 4,32%, N – NH4+ 0,32%) - Canxi (Ca) 4,40% - Kali (K2O) 3,06%
+ Dung dịch gốc B: Tổng Nitơ (N) 1,77% (N-NO3- 1,17%, N – NH4+ 0,60%), Kali (K2O) 3,94%, Phốt pho (P2O5) 3,05%, Mg 0,32%, Chelax Fe 0,02% và các nguyên tố vi lượng khác 0,03% (Mn, Cu, Zn, Mo, B).
Cách pha:
+ Pha 3ml Hydro Greens dung dịch A với 3ml Hydro Greens dung dịch B trong một lít nước. Sử dụng vạch chia ml trong nắp chai.
+ Đong 405 ml Hydro Greens dung dịch A và 405 ml Hydro Greens dung dịch B với 135 lit nước sạch. Khuấy đều rồi chia đều cho 9 thùng xốp, mỗi thùng được rót 15 lit dung dịch đã pha.
+ Lưu ý lắc đều trước khi sử dụng, tránh đổ trực tiếp dung dịch A vào dung dịch B
Bảng 2.1: Nồng độ (ppm) các chất dinh dƣỡng trong các dung dịch sử dụng
Nguyên tố CT Hoagland -
Amon CT TC - Mobi CT Hydro Greens
N 224 210 210 K 235 223 225 P 62 50 52 Mg 24 - 12 Ca 160 - 150 S 31 - 64 Fe 1-3 1,2 - B 0,27 0,25 0,2 Cl 1,77 - - Mn 0,11 0,25 0,2 Zn 0,23 0,28 0,2 Cu 0,03 0,012 0,02 Mo 0,05 0,07 0,1 Ni 0,03 - - Si 28 - - Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được bố trí với 3 loại dung dịch dinh dưỡng (DD1, DD2, DD3) và 3 loại giá thể (XD, HH, TA). Mỗi cơng thức thí nghiệm được lặp lại 3 lần (3 hộp xốp) với điều kiện hồn cảnh và chăm sóc như nhau. Như vậy, tổng cộng sẽ có 9 cơng thức thí nghiệm với 27 thùng xốp để trồng .
Bảng 2.2. Bảng kí hiệu và dung dịch dinh dƣỡng sử dụng trong thí nghiệm
Kí hiệu Tên dung dịch
DD1 Dung dịch của Hoagland – Amon
DD2 Dung dich TC – Mobi
DD3 Dung dịch Hydro Green
Bảng 2.3. Bảng cơng thức bố trí thí nghiệm STT CTTN Dung dịch dinh dưỡng Giá Thể KH Rau 1 CT1.1 DD1 TA R1.1 2 CT1.2 DD1 XD R1.2 3 CT1.3 DD1 HH R1.3 4 CT2.1 DD2 TA R2.1 5 CT2.2 DD2 XD R2.2 6 CT2.3 DD2 HH R2.3 7 CT3.1 DD3 TA R3.1 8 CT3.2 DD3 XD R3.2 9 CT3.3 DD3 HH R3.3
+ Khuấy đều dung dịch dinh dưỡng, kiểm tra pH của dung dịch và rót đều vào các thùng xốp dung tích 15 lít đã bọc sẵn nilon đen. Thể tích dung dịch phải đảm bảo chỉ khoảng 1/3 ly nhựa ngập trong nước, phần cịn lại là khơng khí cho rễ hơ hấp.
+ Cho các ly cây giống đạt tiêu chuẩn có 2 lá thật và cao khoảng 5cm vào các thùng xốp đã bọc nilon đên, khoan lỗ và có dung dịch dinh dưỡng.
- Cứ 3 ngày cần tiến hành cung cấp oxy vào dung dịch để đảm bảo đủ oxy cho rễ hô hấp bằng cách dùng que khuấy đều dung dịch.
-Theo dõi thường xuyên mực nước trong thùng xốp, bổ sung thêm dinh dưỡng khi mức dung dịch thấp hơn bộ rễ.
- 3 ngày trước khi thu hoạch chỉ bổ sung nước vào thùng xốp để tránh dư lượng hóa chất trong sản phẩm.
- Ghi nhận các kết quả thu được:
+ Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng: Thời gian từ khi gieo hạt đến khi có đủ 2 lá thật là 5 ngày. Thời gian này không cần bổ sung dinh dưỡng mà chỉ tưới ngày 2 lần bằng nước sạch.
+ Thời gian cây sống trong dung dịch dinh dưỡng là 33 ngày. + Tổng thời gian của thí nghiệm là 38 ngày.
- Các chỉ tiêu theo dõi:
Nhóm các chỉ tiêu về sinh trưởng:
+ Số lá/cây: Đếm 10 ngày một lần số lá trên mỗi cây. Số lá/cây được tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.
+ Chiều cao cây (cm): Đo 10 ngày 1 lần, dùng thước nhựa 50cm đo từ gốc (sát mặt giá thể) đến vót lá cao nhất. Chiều cao cây được tính bằng số liệu trung bình của các cây theo dõi.
+ Năng suất thực thu (g/hộp): Cân khối lượng thực tế của rau thu hoạch được (phần ăn được) ở trên mỗi hộp của cùng một cơng thức, lấy giá trị trung bình rồi quy đổi ra kg/m2.
- Kiểm nghiệm một số chỉ tiêu của các mẫu rau quả để đảm bảo sản phẩm an tồn
2.3.4. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm.
Sử dụng mẫu đã thu được từ việc bố trí thực nghiệm để tiến hành phân tích trong phịng thí nghiệm một số chỉ tiêu sau:
- pH của giá thể xác định theo TCVN 5979:2007