Chương 1.TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1.4. Yêu cầu ngoại cảnh của cây cà chua
Cây cà chua có nguồn gốc ở vùng nóng khô Nam Mỹ. Trong quá trình sinh
trưởng phát triển cà chua ưa khí hậu ấm áp, ôn hòa. Tuy nhiên trong quá trình tiến hóa cà chua có khả năng thích nghi rộng với điều kiện khí hậu thời tiết [4], [18]
Cà chua sinh trưởng và phát triển bình thường trong phạm vi nhiệt độ 15-35C, thích hợp nhất 22-24C, nhiệt độ tối thấp là 10C và tối cao trên 35C. Trong chu kỳ sống của cây cà chua, ở mỗi giai đoạn sinh trưởng khác nhau thì yêu cầu nhiệt độ khác nhau.
Hạt nảy mầm tốt ở 25-30C, quả phát triển tốt ở nhiệt độ 20-22C, các sắc tố hình thành ở nhiệt độ 20C, quả chín ở nhiệt độ 24-30C, trên 35C các sắc tố bị phân giải [4]. [54].
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến quá trình phát triển của bộ rễ, khi nhiệt độ đất trên 39°C làm giảm sự phát triển của rễ, nếu nhiệt độ trên 44°C sẽ làm giảm sức hấp thu nước và dinh dưỡng của rễ. Trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, cà chua yêu cầu nhiệt độ từ 18- 24°C. Tuy nhiên nhiệt độ ban đêm quá thấp và nhiệt độ ban ngày quá cao đều gây hại cho cây. Cây cà chua sẽ ngừng sinh trưởng ở nhiệt độ trên 35°C và dưới 12°C, nếu nhiệt độ duy trì mức 10°C kéo dài sẽ làm cho cây chết [3]. Quá trình quang hợp của cà chua tăng khi nhiệt độ tối ưu 25-30°C, nếu trên 35°C sẽ làm giảm khả năng quang hợp [54].
Nhiệt độ là yếu tố ngoại cảnh không những ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng sinh dưỡng của cà chua mà còn đặc biệt ảnh hưởng đến sự ra hoa, đậu quả, quá trình hình thành năng suất và chất lượng của quả. Trong thời kỳ phân hoá mầm hoa, nhiệt độ ảnh hưởng đến vị trí chùm hoa đầu tiên, số chùm hoa/cây và số hoa/chùm.
Nhiệt độ chênh lệch giữa ngày và đêm 30/25°C (ngày/đêm) làm tăng số đốt dưới chùm hoa đầu [54]. Nhiệt độ dưới 10°C thì chùm hoa đầu thường ra ở lá thứ 6-7, nhiệt độ 15°C ra ở lá thứ 8 và nếu nhiệt độ 27°C là lá thứ 14. Cà chua phân hoá mầm hoa ở nhiệt độ 13°C cho hoa nhiều hơn ở nhiệt độ 18°C là 8 hoa/chùm, nhiệt độ 16°C có số hoa nhiều hơn 24°C là 4 hoa. Như vậy, nhiệt độ tăng cao thì số chùm hoa giảm [54].
Nhiệt độ ngày đêm ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của hoa, sự nở hoa cũng như quá trình thụ phấn, thụ tinh. Nhiệt độ ban ngày 30°C và 21°C về đêm có xu hướng làm giảm kích thước hoa cũng như khối lượng noãn, bao phấn, hạt phấn. Nhiệt độ càng cao càng làm giảm số lượng hạt phấn và sức sống hạt phấn dẫn đến khả năng đậu quả giảm. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình thụ phấn và đậu quả 18-20°C [54].
Quả cà chua phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 18-24°C, khi nhiệt độ trên 35°C ngăn cản sự phát triển của quả làm giảm kích thước quả. Nhiệt độ còn ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành sắc tố của quả, bởi vì quá trình sinh tổng hợp lycopen và caroten rất mẫn cảm với nhiệt. Nhiệt độ 12-30°C thích hợp hình thành lycopen và 10-38°C hình thành caroten. Do vậy nhiệt độ tối ưu để hình thành sắc tố quả là 18-24°C. Quả có màu đỏ tươi đến đỏ thẫm hấp dẫn thường ở nhiệt độ 24-28°C, do sự hình thành lycopen và caroten được hình thành dễ dàng. Khi nhiệt độ trên 40°C, quả thường giữ nguyên màu xanh vì nhiệt độ cao là phân huỷ chlorophyll do đó caroten và lycopen không được
hình thành. Nhiệt độ cao làm giảm sự hình thành pectin là nguyên nhân làm cho quả nhanh mềm [54].
1.1.4.2. Ánh sáng
Các giai đoạn phát triển của cây cà chua đều cần được chiếu sáng, với chế độ chiếu sáng 11-13 giờ [4]. Ánh sáng có ảnh hưởng tới mọi quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng nói chung và cây cà chua nói riêng. Ảnh hưởng của ánh sáng là tổng hợp sự ảnh hưởng của 3 thành phần: Thời gian chiếu sáng, cường độ chiếu sáng và chất lượng ánh sáng.
Về thời gian chiếu sáng: Cây cà chua phản ứng không chặt với độ dài ngày nhưng chúng đều thông qua “Giai đoạn ánh sáng”. Giai đoạn này bắt đầu khi phân hóa mầm hoa và kết thúc khi phân hóa hạt phấn. Trong giai đoạn này, nếu ánh sáng yếu sẽ làm cho nhụy phát triển không bình thường, giảm khả năng tiếp nhận của hạt phấn [6].
Một số nghiên cứu khác cho rằng thời gian chiếu sáng và hàm lượng nitrat có ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ đậu quả, số lượng quả trên cây ở cà chua. Cụ thể, trong điều kiện ngày dài kết hợp bón đạm đủ yêu cầu thì số quả/cây tăng, nhưng nếu không bón đạm thì cây sẽ không ra hoa và đậu quả. Còn trong điều kiện ngày ngắn, không bón đạm sẽ làm giảm số quả/cây. Khi chiếu sáng 7 giờ và tăng lượng đạm sẽ làm giảm tỷ lệ đậu quả [5].
Do có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới nên cây cà chua có yêu cầu lớn về cường độ chiếu sáng. Cà chua sinh trưởng và phát triến thích hợp nhất ở cường độ ánh sáng 14.000-20.000 1ux. Tuy nhiên, cà chua vẫn sinh trưởng được với mức cường độ ánh sáng thấp nhất là 4000 lux. Điểm bão hoà ánh sáng của cây cà chua là 70.000 lux.
Điều đó chứng tỏ rằng cây cà chua là cây ưa ánh sáng mạnh. Ánh sáng đầy đủ cây con sinh trưởng tốt, ra hoa sớm, tỷ lệ đậu quả cao, năng suất cao và chất lượng quả tốt. Cây sinh trưởng trong điều kiện thiếu ánh sáng, làm cho cây yếu ớt, lá nhỏ, mỏng, lóng vươn dài, cây vống, ra hoa muộn, tỷ lệ đậu quả thấp và chất lượng kém [4].
Chất lượng ánh sáng cũng có ảnh hưởng tới các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây cà chua. Ánh sáng đỏ kích thích sự phát triển của lá, hạn chế chồi nách, thúc đẩy quá trình hình thành sắc tố lycopen và caroten. Ánh sáng lục làm tăng lượng chất khô. Chất lượng quả cũng bị chi phối lớn bởi chất lượng, thời gian và cường độ ánh sáng. Trong quá trình sản xuất, ánh sáng là yếu tố ngoại cảnh khó khống chế. Trong điều kiện thiếu ánh sáng, chúng ta có thể điều khiển sinh trưởng, phát triển của cây thông qua chế độ dinh dưỡng khoáng như cung cấp Kali và P2O5
cho cây ở giai đoạn phân hoá mầm hoa đến hình thành hoa thứ nhất nhằm hạn chế sự thui, rụng của hoa [4].
1.1.4.3. Nước và độ ẩm
Nước là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý cơ bản như:
Quang hợp, hô hấp, sinh trưởng và phát triển... Ở mỗi giai đoạn khác nhau thì nhu cầu nước cung cấp nhiều, ít khác nhau. Trong giai đoạn nẩy mầm của hạt, lượng nước cần cho hạt cà chua nẩy mầm từ 325-364% so với khối lượng bản thân, độ ẩm đất 70% thì hạt nẩy mầm tốt nhất [4]. Trong giai đoạn phát triển, độ ẩm thích hợp cho cây từ 70 đến 80%. Goxhy và Gerad (1971), cho rằng thời kỳ khủng hoảng nước tính từ khi ra hoa đến đậu quả. Ớ thời kỳ này nếu hạn vừa phải sẽ làm giảm năng suất nhưng tăng về chất lượng và rút ngắn thời gian chín. Nếu giai đoạn này thiếu nước sẽ gây ra hiện tượng thối đáy quả, quả bị rám do canxi bị giữ ở các bộ phận già và không được vận chuyển đến bộ phận non. Tuy nhiên nếu độ ẩm tăng đột ngột sẽ làm giảm chất lượng quả, dễ gây ra nứt quả [6].
Ngoài độ ẩm đất, sự sinh trưởng và phát triển của cây cà chua còn chịu ảnh hưởng trực tiếp của độ ẩm không khí. Cây cà chua yêu cầu độ ẩm không khí thấp trong quá trình sinh trưởng và phát triển, độ ẩm thích hợp 45-55%. Khi độ ẩm không khí
>90% cây phát triển mạnh nên khả năng nhiễm bệnh cao, đồng thời ảnh hưởng đến sự phát triển của hạt phấn, làm hạt phấn vỡ, làm giảm nồng độ đường trên núm nhụy, hoa không thụ phấn được sẽ rụng, tỷ lệ đậu quả thấp. Nhìn chung độ ẩm đất và độ ẩm không khí quá thấp hoặc quá cao đều ảnh hưởng không tốt đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua. Biểu hiện sự thiếu nước hoặc thừa nước đều làm cho cây héo. Khi mưa rào cây bị ngập nước, trong đất thiếu ôxy, thừa cacbonic làm cho rễ bị ngộ độc, sự hút nước của rễ bị ức chế, cây thiếu nước dẫn đến héo [4].
1.1.4.4. Đất trồng và chất dinh dưỡng
Cà chua là cây trồng thích nghi rộng, không kén đất nên có thể trồng ở nhiều loại đất khác nhau. Tuy nhiên, cây cà chua thích hợp nhất là trồng trên đất thịt nhẹ, cát pha, phù sa ven sông, giàu mùn, tơi xốp, tưới tiêu thuận lợi, độ pH từ 5,5-7,5, tốt nhất từ 6,5-6,8. Cây cà chua thường phát triển tốt trên nền đất được bố trí cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý.
Không trồng cà chua trên đất mà cây trồng trước là cây họ cà và đất có nguồn bệnh nguy hiểm đến cây cà chua [20].
Cà chua cần ít nhất 12 nguyên tố dinh dưỡng đó là N, K, P, Ca, S, Mg, Bo, Fe, Cu, Zn và molipđen. Cây cà chua được trồng trong các điều kiện sinh thái khác nhau, nền đất khác nhau nhưng lượng các chất N, P, K mà cây lấy đi từ đất theo xu hướng chung là K>N>P [18]. Hệ số sử dụng phân bón của cà chua đối với N khá cao (60%), đối với kali cũng tương tự (50-60%), đối với lân rất thấp không quá 15-20%. Đểtạo 1 tấn quả cà chua cần 3,8 kg N, 0,6 kg P2O5 và 7,9 kg K2O [19]. Theo nguyên cứu của Trần Khắc Thi và cộng sự (1999) cho thấy: Ở điều kiện Việt Nam lượng phân bón cho 1 ha cà chua: 25 tấn phân chuồng + 150 kg N + 90 kg P2O5 + 150 kg K2O.
Bảng 1.2. Thành phần khoáng chất trong cây cà chua trưởng thành
Bộ phận
Nguyên tố dinh dưỡng (g/cây)
N P K Ca Mg
Lá 3,77 0,75 5,58 8,56 0,57
Cuống lá 0,68 0,17 4,07 1,89 0,34
Cuống quả và hoa 0,22 0,04 0,37 0,14 0,03
Quả 8,55 1,82 17,70 0,58 0,62
Thân 0,87 0,25 2,34 0,90 0,19
Rễ 0,06 0,01 0,08 0,05 0,01
Tổng số (g/cây) 14,09 3,04 29,41 12,12 1,76
Hấp thụ dinh
dưỡng/1 tấn quả 2,1 0,45 4,38 1,08 0,26
Khi sản lượng đạt 50 tấn, cà chua hút từ đất 479kg nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu. Trong đó khoảng 73% tập trung vào quả và 27% vào thân lá. Đối với cà chua vô hạn nên bón cho 1 ha với mức 180kg N, 80kg P2O5 và 180 kg K2O; với cà chua hữu hạn thì lượng bón tương ứng 120kg N, 80kg P2O5 và 150 kg K2O [20].
Bảng 1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của cà chua ở các mức năng suất khác nhau Năng suất
(tấn/ha)
Nguyên tố dinh dưỡng (kg/ha)
N P K Mg Ca
5 14,5 2,0 20,0 2,25 11,75
10 29,0 4,0 40,0 4,50 23,50
25 72,5 10,0 100,0 11,25 58,75
100 290,0 40,0 400,0 45,00 235,00
200 580,0 80,0 800,0 90,00 470,00 (Tạ Thu Cúc, 1985) Ngoài những nguyên tố khoáng cần thiết: Đạm, lân và kali, các nguyên tố vi lượng có tác dụng quan trọng đối với sự phát triển của cây, đặc biệt là góp phần cải tiến chất lượng quả. Cà chua phản ứng tốt đối với các nguyên tố vi lượng B, Mn, Zn, Mo,...
Canxi (Ca) chiếm 1,4-3,6% khối lượng chất khô, là thành phần của màng tế bào, giúp màng tế bào duy trì tính thấm, điều hòa độ bazơ tạo điều kiện để cây trồng hấp thụ các nguyên tố khác. Việc sử dụng Canxi mất cân đối có thể làm rối loạn sinh lý và quá trình chín của quả. Thiếu Canxi quả bị khô lõm và khô rám rất đặc trưng gây thối đỉnh quả. Magie (Mg) chiếm 0,3-0,8% khối lượng chất khô, có trong thành phần của diệp lục, thiếu Mg sẽ ảnh hưởng đến quang hợp. Ngoài ra, còn một số các nguyên tố vi lượng cũng quan trọng, cần thiết khác như Bo, kẽm (Zn), mangan (Mn) ….