DANH SÁCH CÁC HÌNH
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1. Thời gian va địa điểm nghiên cứu
Thời gian thực hiện đề tài: tháng 03 - 07/2023.
Địa điểm bố trí thí nghiệm: Vườn rau thủy canh BotanicFarm, đường Đỗ Văn Giàu, phường 7, thành phố Tân An, Tỉnh Long An.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là xà lách, giống Batavia xanh. Xà lách Batavia xanh (16 lô xanh) có sức sinh trưởng va phát triển rat tốt ở cả vùng khí hậu lạnh và nóng, phù hợp cho cả thé canh và thủy canh, có thé trồng trong nha màng hoặc ngoài trời, dé canh tác và chăm sóc, đễ đóng gói sản phẩm sau khi thu hoạch (Theo Công ty TNHH Rijk Zwaan Việt Nam). Hiện nay, loại xà lách này được sử dụng rất rộng rãi và đa dạng
trong nhiêu món ăn hiện đại và truyện thông.
Đặc điểm hình thái của giống xà lách này là thân chắc, có dạng đối xứng tỏa tròn, lá to, màu xanh bóng, viền răng cưa nhuyễn và đồng đều tạo hình dáng đẹp.
Xà lách Batavia xanh được chọn làm đối tượng trong nghiên cứu này là vì chúng có những ưu thé về năng suất vượt trội, chất lượng ngon được nhiều người ưa dùng hơn so với các giống nội địa hiện nay. Cây phát triển nhanh, cho thu hoạch sớm (khoảng 45 - 48 ngày). Số lá trên cây nhiều hơn những giống khác, tiềm năng cho năng suất cao.
Kha năng chịu nhiệt tốt, chậm trổ ngồng, chống chịu tốt với bệnh cháy viền lá, trồng rất tốt trên hệ thống thủy canh (Công ty TNHH Rijk Zwaan Việt Nam, 2016).
19
3.3. Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu dùng trong thí nghiệm bao gồm:
Hạt giống xà lách Batavia xanh, được cung cấp bởi Công ty TNHH Rijk Zwaan Việt Nam. Hạt giống được bọc một lớp men có tác dụng bảo về hạt giống khỏi sâu bệnh tấn công và cung cấp dưỡng chất cho hạt nảy mầm.
Dinh dưỡng thủy canh gồm hai thành phần, phần A và phần B được pha với nhau
theo tỉ lệ 1:1.
Dinh dưỡng từ đơn vị chuyển giao công nghệ (Dinh dưỡng DD1), dang bột, gồm phần A và phần B, được phối trộn từ nhiều thành phần dinh dưỡng khác nhau, trong đó, hai thành chính là Calctum Nitrate (Ca(NO3)2) va Magnesium Sulfate (MgSOa) lần lượt có xuất xứ từ Israel và An Độ. Thành phan: không xác định.
Dinh dưỡng có sẵn trên thị trường (Dinh dưỡng DD2), dạng dung dịch pha sẵn, xuất xứ Việt Nam. Thành phần gồm:
Phan A: Tổng Nitrogen (N): 2,00% gồm 1,40% Nitrat Nitrogen và 0,06%
Ammoniacal Nitrogen; Soluble Potassium (K20): 4,00%; Available Phosphate (P2Os):
3,00%; Magnesium (Mg): 0,32%; các nguyên tố vi lượng khác: 0,03% (Mn, Cu, Zn, B);
Mo: 50 ppm. Calcium (Ca) 4,40%; Soluble Potasstum (K20) 3,06%.
Phan B: Tổng Nitrogen (N): 4,00 %; Nitrat Nitrogen: 4,00%; Calcium (Ca): 5,20%;
Chelax Fe: 0,06%.
Giá thể xơ dừa.
Rọ trồng cây ® 70 x 105 mm (Hình 3.2) và ống thủy canh PVC hình chữ nhật 150 x 75 mm (Công ty Cổ phần Thủy Canh Miền Nam).
Thiết bị đo chỉ số TDS - pH - Nhiệt độ (HI98318, Hanna).
Bộ điều khiển công nghệ IoT (Công ty Nông nghiệp Số AgriConnect).
Hệ thống nhà màng tại vườn rau thuỷ canh Botanic Farm.
Ngoài ra, còn có các vật liệu khác như: Dây dẫn điện, may bơm công suất 28 W, thùng chứa dung tích 100 1, khay ươm cây con, ống nhựa PVC, van nối PVC,,...
Axit Nitric (HNO3) được sử dụng nhằm mục đích cân bằng pH dung dịch dinh dưỡng thủy canh, các chế phẩm như Nano Bạc - Đồng (Công ty Cô phần HLC Hà Nộ)), BT - Meta và Trichoderma (thành phan: Trichoderma spp. 1 x 108 CFU/g va Bacillus
20
subtilis 1 x 108 CFU/g) (Công ty TNHH Điền Trang) cũng được dùng đề ngăn ngừa nam
và sâu bệnh gây hại cho xả lách.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Bồ trí thí nghiệm
3.4.1.1. Thiết kế và lắp đặt giàn thủy canh
Mỗi nghiệm thức được bố trí trên một giàn thủy canh, gồm 3 ống thủy canh (Hình 3.3), chiều rộng của hệ thống là 0,55 m, chiều dai của hệ thống bằng chiều dài ống thủy canh là 5 m. Như vậy. tong diện tích của mỗi nghiệm thức là 2,75 m°.
Mỗi ống thủy canh gồm 21 lỗ, tương ứng với 63 cây trên mỗi hệ thống thủy canh.
Các lỗ có đường kính 4 cm dé đặt ro trồng cây, khoảng cách tính từ tâm của 2 lỗ trên cùng một ống là 24 cm và của 2 lỗ cùng một hàng trên hai ống khác nhau là 20 em.
Giàn thủy canh NFT gồm 3 ống thủy canh, đặt trên giá đỡ có độ đốc 1%. Cuối các ống thủy canh được bố trí thùng nhựa dé chứa dung dich dinh dưỡng. Một máy bơm dùng dé bơm dinh dưỡng từ bé chứa đến đầu ống, sau đó dòng dinh dưỡng chảy trong ống được hồi lưu về thùng chứa nhờ độ dốc thiết kế sẵn. Máy bơm được kết nối với tủ điện của hệ thống IoT và được hẹn giờ hoạt động vào 3 khung giờ trong ngày từ 1 - 2
giờ, từ 5 - 18 giờ và 23 giờ và theo chu kỳ bơm 10 phút, nghỉ 5 phút.
21
Hình 3.3. Giàn thủy canh NFT. (a) Phan dau giàn; (b) Phan cuối giàn.
Giàn thủy canh Kratky cải tiến gồm 3 ống thủy canh, đặt trên giá đỡ bằng phẳng.
Hai đầu ống được bít kín một nửa dé giữ dung dịch dinh dưỡng thủy canh, nửa còn lại dé hở nhằm tăng thông thoáng khí bên trong ống, giúp rễ cây có được nguồn không khí bên ngoài dé hô hấp. Hệ thống Kratky cải tiến trong thí nghiệm không sử dụng điện
năng.
3.4.1.2. Bố trí nghiệm thức
Nội dung 1: Đánh giá sinh trưởng và năng suất của xà lách được trồng theo kỹ thuật NFT và Kratky cải tiến trong nhà màng ứng dụng công nghệ IoT.
Nghiệm thức 1: Xà lách trồng theo kỹ thuật NFT.
Nghiệm thức 2: Xà lách trồng theo kỹ thuật Kratky cải tiến.
Thí nghiệm gồm có 2 nghiệm thức, trong đó xà lách được trồng theo kỹ thuật Kratky cải tiến là nghiệm thức cần khảo sát còn xà lách được trồng theo kỹ thuật NFT là nghiệm thức đối chứng. Cả hai nghiệm thức này đều sử dụng nguồn dinh dưỡng DDI với nồng độ là 1000 ppm và pH = 6,2. Dinh dưỡng được bồ sung sau 3 - 4 ngày.
Nội dung 2: Đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng khác nhau đến sinh trưởng và năng suất xà lách được trồng theo kỹ thuật Kratky cải tiến trong nhà
mang ứng dụng công nghệ IoT.
Nghiệm thức 1: Xà lách trồng bằng dinh duéng DD1. Dinh dưỡng DDI có dạng bột, là nguồn đinh dưỡng đang được sử dụng.
22
Nghiệm thực 2: Xà lách trồng bằng dinh dưỡng DD2. Dinh dưỡng DD2 dạng dung dịch, là nguồn dinh dưỡng trên thị trường.
Thí nghiệm gồm có 2 nghiệm thức, trong đó xà lách được trồng bằng nguồn dinh dưỡng DD2 là nghiệm thức cần khảo sát và xà lách được trồng bằng nguồn dinh dưỡng DDI là nghiệm thức đối chứng, nghiệm thực này cũng chính là nghiệm thức 2 của thí nghiệm 1. Ca hai nghiệm thức này đều trồng theo kỹ thuật Kratky cải tiến. Các nguồn dinh dưỡng được sử dụng với nồng độ 1000 ppm và pH = 6,2. Dinh dưỡng được bồ sung sau mỗi 3 - 4 ngay.
3.4.1.3. Thiết lập điều kiện hoạt động cho các thiết bị trong nhà màng bằng công
nghệ IoT
Các thí nghiệm được tiến hành trong nhà màng có lắp đặt hệ thống quạt đảo khí, hệ thống phun sương và màng cắt nắng, tất cả hoạt động tự động dưới sự điều khiến và kiểm soát của công nghệ IoT, điều này giúp cho nhiệt độ trong nhà màng không vượt
quá 33°C.
Hinh 3.4. Nhà mang ứng dung công nghệ IoT.
Các thiết bị như quạt đảo khí, hệ thống phun sương, màng cắt nắng được cài đặt hoạt động tự động theo điều kiện thời gian và điều kiện cảm biến nhiệt độ.
Điều kiện thời gian: hoạt động từ 8 giờ đến 15 giờ.
Điều kiện cảm biến nhiệt độ: Đối với quạt đảo khí, khi nhiệt độ trong nhà mang trên 33°C thì quạt chạy và đưới 33°C thì quạt ngưng chạy. Đối với hệ thống phun sương, khi nhiệt độ trong nha mang trên 35°C thì hệ thống phun sương bật, mỗi lần bật sẽ phun
23
3 giây và nghỉ 5 phút, khi nhiệt độ trong nhà màng dưới 33°C thì hệ thống sẽ tắt. Đối với màng cắt nắng, khi nhiệt độ trong nhà màng trên 35°C thì màng kéo ra và khi nhiệt
độ trong nhà màng dưới 33°C thì màng kéo vảo.
@ Home > Xà lách Thủy canh > Sensor node EB3 # Control
Radiations Air
BRIGHTNESS : TEMPERATURE HUMIDITY
10.445 ux HIẾN 34,7 ‹ 6 c› -.
Temperature graph Wetness graph
ON nHool =S nen dot
35
a =
Hình 3.5. Dữ liệu khí hậu trong nhà rau trên hệ thống IoT.
Khi nhiệt độ trong nhà màng vượt ngưỡng cho phép, cảm biến nhiệt độ (Hình 3.6) trong nhà rau sẽ thu nhận dữ liệu và truyền dit liệu về trung tâm xử lý nhờ wifi và công nghệ điện toán đám mây đề thực hiện phân tích, lưu trữ và xử lý. Tín hiệu sau khi được xử lý sẽ truyền đến nhà rau, điều khiển các thiết bị (gồm quạt đảo khí, hệ thống phun
Sương và mái cắt nắng) hoạt động, theo cách mà chúng đã được cài đặt sẵn. Sau khi
nhiệt độ hạ xuống dưới ngưỡng các thiết bị trong nhà rau cũng tự động tắt.
24
3.4.2. Quy trình thực hiện
Quy trình ươm cây trong các thí nghiệm được thực hiện như sau: Trộn đều 20 kg xơ dừa với với 0,4 kg chế phẩm Trichoderma, sau đó cho giá thé vào các ro trồng, xếp vào khay, mỗi khay chứa được 48 rọ giá thể. Dùng một que tre đường kính 0,5 em để tạo lỗ gieo hạt. Lỗ gieo hạt có độ sâu khoảng 1 em, với độ sâu này hạt có tỉ lệ nảy mam cao, vì lỗ sâu hon dé làm hạt bị thối hoặc mầm không vươn ra khỏi giá thé, lỗ cạn hơn sẽ làm hat dé bị rửa trôi khi tưới âm và gốc cây sau này bị nông dé đồ ngã. Các khay sau khi gieo hạt xong sẽ được tưới âm và dé tối trong vòng 24 giờ. Sau 24 giờ, đưa các khay ra khu vực vườn ươm và bồ sung dung dịch dinh đưỡng vào khay.
Cây con ở khu vực vườn ươm được chăm sóc và tầm soát sâu bệnh vào mỗi buôi sáng, cây con bị sâu bệnh hoặc nhiễm nam sé bị loại bỏ ra khỏi khay dé tránh lây lan mam bệnh. Ngoài ra, dé phòng ngừa vi khuẩn, nam và sâu hai, dung dịch Nano bạc - đồng và chế phâm BT được pha riêng lẻ và phun theo định kỳ (cách 15 ngày một lần đối với mỗi chê phẩm).
Cây con sau 24 ngày tuổi sẽ chuyên lên giàn thủy canh để tiếp tục tăng trưởng.
Trên giàn thủy canh, cây cũng được chăm sóc và tầm soát địch bệnh thường xuyên.
Phương pháp pha và bổ sung dinh dưỡng cho cây được thực hiện như sau: Dinh dưỡng được pha bằng cách hòa tan phần A và phần B với tỉ lệ 1:1 với nước và điều chỉnh nồng độ (TDS) đạt 850 ppm đối với dinh dưỡng cho cây con và 1000 ppm đối với dinh dưỡng cho cây sau 24 ngày tuổi, dùng dung dich HNO; dé điều chỉnh pH dinh dưỡng là 6,2. Đối với giai đoạn cây con, dung dịch dinh dưỡng được cho vào khay với
mực dinh dưỡng cao khoảng 2 cm, sau 5 - 6 ngày dinh dưỡng trong khay cạn đi, dinh
dưỡng mới sẽ được cho thêm vào khay sao cho bằng với mực dinh dưỡng lúc ban đầu.
Ở giai đoạn cây được chuyền sang trồng trên giàn thủy canh (sau 24 ngày tuổi), dung dịch đinh dưỡng được cho day vào thùng chứa dinh dưỡng đối với giàn thủy canh NFT va cho vào các ông thủy canh với mực dinh dưỡng cao khoảng 2,5 em đối với giàn thủy canh Kratky cải tiến. Sau 3 - 4 ngày, dinh dưỡng trong thùng chứa của giàn thủy canh NFT cạn đi (mực dinh dưỡng thấp hơn đầu hút nước của máy bơm đặt bên trong thùng chứa), dinh đưỡng mới sẽ được thêm day vào thùng, đồng thời dinh dưỡng trong các ống thủy canh trên giàn thủy canh Kratky cải tiến cũng được bổ sung sao cho bang với mực dinh dưỡng lúc ban dau.
25
Các chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao cây, đường kính tán) được thu thập trên từng nghiệm thức ngay từ lúc bắt đầu chuyền sang trồng trên giàn thủy canh và sau 8 ngày ghi nhận một lần cho đến khi thu hoạch (số liệu sẽ được thu thập ở các thời điểm 24 ngày tuôi, 32 ngày tuổi, 40 ngày tuổi và 48 ngày tuổi). Các chỉ tiêu về năng suất như trọng lượng trung bình của xà lách và năng suất thực thu (NSTT), năng suất thương mại
(NSTM) được thu thập và tính toán sau khi kết thúc mỗi đợt thí nghiệm.
Dé phù hợp với thời gian thực hiện đề tài, thí nghiệm được bố trí 3 lần lặp lại tương ứng với 3 đợt. Quy trình cụ thé là: sau 24 ngày, cây con của đợt thứ nhất chuyển sang trồng trên giàn thủy canh, cây con cho đợt thứ hai bắt đầu được ươm. Sau 48 ngày, xà lách của đợt thứ nhất đến ngày thu hoạch, cây con của đợt thứ 2 chuyền sang trồng trên giàn thủy canh (vừa đủ 24 ngày tuổi), đồng thời bắt đầu ươm cây con cho đợt thứ 3.
Theo quy trình này, thay vì mất 144 ngày (48 ngày/đợt) đề hoàn thành thí nghiệm thì có thê rút ngắn thời gian còn 96 ngày.
3.4.3. Các chỉ tiêu theo dõi và thu thập số liệu Các chỉ tiêu về sinh trưởng:
Chiều cao cây (cm): được đo từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất trên cây.
Đường kính tán (cm): Do khoảng cách 2 điểm xa nhất trên cây di qua tâm của cây.
Các chỉ tiêu về năng suất:
Khối lượng cây (g): cân trực tiếp sau khi thu hoạch (tính cả giá thé và ro).
Trọng lượng cây trung bình (g/cây): tong khối lượng của các cây thu được (tính cả giá thê và rọ) của mỗi nghiệm thức chia cho số cây của mỗi nghiệm thức.
Năng suất thực thu - NSTT (kg/m?): tong khối lượng của các cây thu được (tính cả giá thé và ro) trên mỗi nghiệm thức chia cho diện tích của mỗi nghiệm thức (2,75 m2).
Năng suất thương mại - NSTM (kg/m?): tổng khối lượng của các cây thu được sau đóng gói trên mỗi nghiệm thức chia cho diện tích của mỗi nghiệm thức (2,75 m”). Sau khi thu hoạch, xà lách sẽ được loại bỏ các lá già, ta, bị sâu và cắt bỏ giá thé chỉ giữ lại một phan giá thể quanh gốc dé giữ cho rau tươi sau đó được đóng gói vào túi nilon. Tất
cả xa lách của moi nghiệm thức sau khi đóng gói sẽ được đem di cân.
3.4.4. Xử lý số liệu
Số liệu được xử lý thông qua phương pháp Phân tích phương sai một yếu tố (One- way ANOVA) bang phần mềm Minitab.16 và phần mềm Microsoft Excel 2016.
26