Đồ án Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ

93 trang thiennha21 12/04/2022 4150

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_anh_huong_cua_thanh_phan_moi_truong_len_su_sinh_truong.pdf

Nội dung text: Đồ án Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG CỦA CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.) TRONG HỆ THỐNG THỦY CANH NGÂM RỄ Ngành : Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học Giảng viên hướng dẫn : ThS. Phan Quốc Tâm Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hồng Anh MSSV: 1151110053 Lớp: 11DSH03 TP. Hồ Chí Minh, 2015
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ” là đề tài nghiên cứu do tôi trực tiếp thực hiện, dưới sự hướng dẫn của Th.S Phan Quốc Tâm. Tất cả các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án tốt nghiệp là khách quan và không sao chép số liệu của bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường và hội đồng về sự cam đoan này. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hồng Anh
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tố nghiệp này, em xin chân thành cảm Ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh cùng các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyên đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS. Phan Quốc Tâm đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như làm đồ án tốt nghiệp. Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn bè đã đồng hành và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2015. Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Anh .
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Nội dung nghiên cứu 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 7. Kết quả đạt được 3 8. Kết cấu của đề tài 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Giới thiệu sơ lược về hệ thống thủy canh 4 1.1.1. Khái niệm 4 1.1.2. Lịch sử phát triển và những thành tựu đạt được trong nuôi trồng thủy canh 4 1.1.3. Các phương pháp thủy canh 6 1.1.4. Môi trường trồng thủy canh 11 1.1.5. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường 14 1.1.6. Một số giá thể hữu cơ được sử dụng 16 1.1.7. Chất lượng nước 17 1.1.8. Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh 17 1.1.9. Một số bệnh trong hệ thống thủy canh 18 1.2. Giới thiệu về cải bẹ xanh 19 1.2.1. Nguồn gốc và phân bố 19 1.2.2. Phân loại 20 1.2.3. Đặc điểm hình thái 20 1.2.4. Giá trị của cải bẹ xanh 21 1.2.5. Điều kiện sinh thái của cải bẹ xanh 22 1.2.6. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây cải bẹ xanh 22 1.2.7. Đất và dinh dưỡng Error! Bookmark not defined. 1.2.8. Kỹ thuật trồng cải bẹ xanh 22 i
1.2.9. Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới và Việt Nam 25 1.3. Dinh dưỡng khoáng 29 1.3.1. Bản chất của quá trình hút khoáng 29 1.3.2. Vai trò của nguyên tố khoáng đối với thực vật 29 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 39 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 39 2.1.1. Thời gian nghiên cứu 39 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 39 2.2. Nguyên vật liệu thí nghiệm 39 2.2.1. Nguồn giống 39 2.2.2. Thiết bị và dụng cụ 39 2.3. Phương pháp 39 2.3.1. Chuẩn bị hệ thống thủy canh ngâm rễ 39 2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 40 2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Gieo hạt 42 2.3.4. Chỉ tiêu theo dõi 43 2.4. Thống kê và xử lý số liệu 43 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 44 3.2. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 54 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 4.1. Kết luận 63 4.2. Kiến nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 ii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Dung dịch dinh dưỡng do Knop khởi xướng vào năm 1892 11 Bảng 1.2. Dung dịch dinh dưỡng do Hoagland đề xuất 12 Bảng 1.3. Dịch dinh dưỡng thủy canh do Alan Cooper đề xuất 12 Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của cải bẹ xanh. 21 Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ MS thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 41 Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 42 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 44 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 54 iii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique) 6 Hình 1.2. Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) 7 Hình 1.3. Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) 7 Hình 1.4. Kỹ thuật nổi (floating technique) 8 Hình 1.5. Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) 8 Hình 1.6. Phương pháp khí canh (aeroponics) 9 Hình 1.7. Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) 9 Hình 1.8. Kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique) 10 Hình 1.9. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique) 10 Hình 1.10. Kỹ thuật chậu (pot technique) 11 Hình 1.11. Hình cải bẹ xanh 20 Hình 3.1. Bố trí cây con vào thùng xốp 41 Hình 3.2. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 47 Hình 3.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 48 Hình 3.4. Ảnh hưởng của thành phần môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 49 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50 Hình 3.6. So sánh ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50 Hình 3.7. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 57 iv
Hình 3.8. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 58 Hình 3.9. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 59 Hình 3.10. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 60 Hình 3.11. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 60 v
DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 45 Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng đường kính lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 46 Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 46 Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 46 Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 55 Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên đường kính cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56 Biểu đồ 3.7. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56 Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56 vi
Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Rau xanh là nguồn thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hằng ngày của con người. Với đặc điểm khí hậu đa dạng, miền Bắc có đầy đủ bốn mùa xuân hạ thu đông, miền Nam chỉ có hai mùa là mùa mưa và mùa khô, các sản phẩm rau của Việt Nam rất đa dạng, từ các loại rau nhiệt đới như rau muống, rau ngót, rau cải đến các loại rau xứ lạnh như su hào, bắp cải, cà rốt, Rau họ cải (Brassicaceae) gồm bắp cải, súp lơ, su hào, củ cải, các loại cải không cuống, là một trong những loài rau được trồng nhiều nhất ở Việt Nam, trong đó cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được trồng khá phổ biến do loài này có khả năng thích ứng rộng, hiệu quả kinh tế cao. Thành phần dinh dưỡng trong cải xanh khá cao: các vitamin A, B, C, D, K, carotene, albumin, acid nicotinic, Đây là một trong những loại rau mà các nhà dinh dưỡng khuyên mọi người nên dùng thường xuyên để bảo vệ sức khỏe và phòng chống bệnh tật. Vai trò của rau xanh nói chung và rau cải bẹ xanh nói riêng vô cùng quan trọng đối với sức khỏe của con người. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo hằng năm trên toàn thế giới có khoảng 2,7 triệu ca tử vong do ăn thiếu rau xanh (Lê Hồng Phúc, 2010). Ngày nay, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh chóng là hàng loạt các vấn đề được đặt ra để giải quyết nhu cầu ngày càng lớn của con người về sức khỏe, giáo dục, y tế, môi trường. Trong đó vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đang là chủ đề nổi cộm rất được xã hội quan tâm vì có liên quan đến sức khỏe cộng đồng. Trong giai đoạn năm 2000 – 2007 trên toàn quốc trung bình mỗi năm có 181 vụ ngộ độc với hơn 211 nghìn người mắc, trong đó có 48 trường hợp tử vong, tăng 61 trường hợp so với 5 năm trước (1994 – 1998) (Trung tâm Khuyến Nông Quốc Gia, 2010). Rau là thực phẩm thiết yếu cho mọi người nhưng trong thực tế rau là loại thực phẩm dễ bị ô nhiễm nhất so với các loại nông sản khác. Nguy cơ bị ngộ độc do ăn rau cao hơn các nông sản khác vì rau xanh được người tiêu dùng sử dụng ngay sau khi thu hoạch và rau còn được dùng ăn sống nên những yếu tố gây ô nhiễm trên rau dễ tác động làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người tiêu dùng. Nguyên nhân chủ yếu làm cho rau bị ô nhiễm thường là do: rau bị nhiễm kim loại nặng, dư lượng nitrate, các vi trùng và ký sinh trùng, 1
Đồ án tốt nghiệp dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Ngoài ra, việc sử dụng dư lượng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Chú trọng đến vệ sinh an toàn thực phẩm và kiểm soát dư lượng hóa chất trong rau quả là điều cần thiết đối với toàn xã hội, đồng thời là điểm mấu chốt trên con đường hội nhập vào thị trường rau quả thế giới của nông nghiệp Việt Nam. Chính vì vậy mà hiện nay nhiều quy trình sản xuất rau an toàn được đưa vào nghiên cứu và thử nghiệm ở Việt Nam. Nổi bật là phương pháp thủy canh với những ưu điểm: giải phóng sức lao động, cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao, không gây ô nhiễm môi trường, Với những yêu cầu thực tiễn đó chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng và của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)”. 2. Mục đích nghiên cứu Xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần môi trường lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được sử dụng là nguồn mẫu để nghiên cứu về ảnh hưởng của các thành phần môi trường dinh dưỡng lên sự sinh trưởng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. 4. Nội dung nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. Khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên và đơn yếu tố. Các nghiệm thức được lặp lại 5 lần, ghi nhận kết quả trung bình. Các số liệu thu thập được 2
Đồ án tốt nghiệp được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XV.I và chương trình MicroSoft Excel 2013®. 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Cung cấp các dữ liệu giúp hoàn thiện quy trình sản xuất rau cải bẹ xanh bằng phương pháp thủy canh ngâm rễ để bổ sung vào hệ thống các phương pháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậu miền Nam Việt Nam. Kết quả của quá trình nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoa học cơ sở như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh dưỡng khoáng Ý nghĩa thực tiễn: Giúp các doanh nghiệp, hộ gia đình chủ động sản xuất rau sạch bằng kỹ thuật thủy canh ngâm rễ, đáp ứng nhu cầu rau sạch đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm với năng suất cao trong thời gian ngắn và đồng thời làm giảm giá thành. 7. Kết quả đạt đƣợc Xác định được nồng độ MS1/10 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Xác định được nồng độ vitamin B1 (1g/l) thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). 8. Kết cấu của đề tài Đề tài bao gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Vật liệu và phương pháp Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị 3
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu sơ lƣợc về hệ thống thủy canh 1.1.1. Khái niệm Theo tiếng Hy Lạp thì hydroponics (thủy canh), được gh p từ hai chữ hydro (nước) và ponics (lao động), là hình thức trên các giá thể không phải đất (Sri Lanka Department of griculture, 2000). Thủy canh có thể sử dụng hoặc không sử dụng giá thể, cây trồng được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nước cho cây sinh trưởng và phát triển (Jensen, 1999; Hanger, 1993). 1.1.2. Lịch sử phát t iển và những thành tựu đạt đƣợc trong nuôi trồng thủy canh Thủy canh đã được ứng dụng trong nghề làm vườn từ xa xưa. Vườn treo abylon nổi tiếng, những nông trại nổi tiếng của người ztec ở Mexico cũng như của nười Trung Quốc là những ví dụ về trồng trọt thủy canh thời kỳ ban đầu (Sri Lanka Department of Agriculture, 2000). Khoảng từ thế kỷ thứ XVI, các nhà sinh lý thực vật bắt đầu trồng các loại cây trên những môi trường dinh dưỡng đặc biệt vì mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là “nuôi cấy dinh dưỡng” (nutriculture). Van Hemont là nhà khoa học đầu tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dưỡng thực vật. ắt đầu thí nghiệm, ông đã cân cành liễu và đất dùng để trồng cành liễu đó. Trong quá trình trồng, ông tưới nước thường xuyên đến khi cành liễu lớn thành cây liễu. Kết thúc thí nghiệm ông cân lại cây liễu và dất trồng. Kết quả là trọng lượng đất trồng hầu như không đổi và ông đã kết luận là cây sinh trưởng nhờ nước (Sri Lanka Department of griculture, 2000). Từ đó các nhà khoa học đã có khái niệm về thủy canh và nó được công bố lần đầu tiên vào những năm 1600 (Weir, 1991). Năm 1699, John Woodward đã thí nghiệm trồng cây trong nước có chứa các loại chất khác nhau. Năm 1857, Sachs đã trồng cây trong một dung dịch có thành phần các chất dinh dưỡng xác định và đã tính được các nguyên tố khoáng mà cây cần cho sự sống của nó. Dung dịch này có thành phần hóa học xác định và từ đó gọi là dung dịch dinh dưỡng. Cũng từ đó phương pháp trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng được sử dụng rộng rãi, cải tiến dần và trở thành phương pháp cơ bản trong nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng thực vật. 4
Đồ án tốt nghiệp Cho đến 1865, Nobbe đã trồng cây bằng phương pháp dòng chảy, với đặc điểm nổi bật là dung dịch dinh dưỡng luôn chảy qua các chậu trồng cây với số lượng nhất định giúp cho pH và nồng độ các chất dinh dưỡng luôn ổn định. Mãi đến năm 1925, các nhà nghiên cứu mới thật sự chú ý đến kỹ thuật này do công nghệ nhà kính gặp nhiều vấn đề khó khăn, đặc biệt là đối với môi trường đất. Một số hạn chế đáng kể của đất đối với sự tăng trưởng của cây là sự hiện diện của một số sinh vật gây bệnh và các loại giun tròn ký sinh, độ thoáng của đất không thích hợp, thoát nước k m, là nơi trú ẩn của nhiều mầm bệnh nguy hiểm đối với cây. Hơn nữa việc canh tác liên tục làm thoái hóa đất, không đủ thời gian để các vi sinh vật tái làm giàu đất, hay bổ sung quá nhiều phân bón hoá học cho đất trong thời gian dài dễ làm trơ và thoái hóa đất. Tình trạng này dẫn đến chất lượng và sản lượng cây đều giảm. Thủy canh cung cấp những điều kiện tối thích hợp đối với sự tăng trưởng của thực vật, do đó đạt sản lượng cao hơn so với khi trồng trọt sử dụng đất (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000). Năm 1929, tiến sĩ William Goricke ở Đại học Califonia đã thành công trong việc nuôi một cây cà chua vô hạn dài đến 7,5 m trong dung dịch dinh dưỡng, và ông gọi hệ thống sản xuất mới này là hệ thống thủy canh (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000). Vào những năm 40 của thế kỷ XX diện tích trồng rau bằng kỹ thuật thủy canh đạt khoảng 10 ha ở các đảo để cung cấp rau xanh cho quân đội. Từ 1950 đến 1960, ngoài hệ thống thủy canh có giá thể chủ yếu là mùn cưa người ta đã mở rộng dùng các loại giá thể khác như than bùn, rơm rạ, cát, sợi thủy tinh (fiber grass) và rockwool là một dạng giá thể tương tự sợi thủy tinh. Cùng với sự ra đời của các loại giá thể mới là các kỹ thuật như kỹ thuật màng dinh dưỡng vào thập niên 70 (Carruthers, 1999), kỹ thuật dòng sâu với hệ thống tuần hoàn dinh dưỡng của người Nhật (Hanger, 1993). Từ 1980 đến 1990 có sự gia tăng nhanh chóng diện tích canh tác bằng hình thức thủy canh cũng như những hỗ trợ cho nghiên cứu và phát triển thủy canh, giá thể mới là perlite đã được phát triển ở Scotland. 5
Đồ án tốt nghiệp Vào đầu những năm 1970, người Úc đã trồng xà lách và cà chua với quy mô nhỏ bằng biện pháp thủy canh với kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT), đến đầu 1980 các nhà khoa học châu Âu đã thiết kế thêm hệ thống điều khiển cho hệ thống thủy canh (Hanger, 1993). 1.1.3. Các phƣơng pháp thủy canh a. Thủy canh dịch lỏng Trong kỹ thuật này hoàn toàn không dùng giá thể, phần lớn rễ tiếp xúc với không khí và dịch dinh dưỡng. Tuy nhiên trong một số trường hợp cần giá thể với một lượng rất ít chứa trong các chậu có đục lỗ. Thủy canh dịch lỏng có tuần hoàn Còn gọi là hệ thống đóng, nghĩa là dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ và dịch thừa được thu lại và tái sử dụng. - Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique): Hình 1.1. Kỹ thuật màng mỏng dinh dƣỡng (NFT – nutrient film technique) Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi. Dòng dung dịch dinh dưỡng được bơm từ một bể chứa chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng, dòng dung dịch này ổn định, chảy qua rễ của cây và hồi lưu trở lại bể chứa. Kỹ thuật này không dùng giá thể (chỉ dùng chậu nhỏ để làm giá đỡ cho cây hoặc chậu chứa rockwool hoặc perlite với một lượng nhỏ làm giá thể cây). Với hệ thống này, dung dịch tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dưỡng. Hệ thống này sử dụng phổ biến cho trồng cà chua, và các loại cây cỏ, thảo mộc. 6
Đồ án tốt nghiệp - Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique): Hình 1.2. Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) Trong hệ thống này, dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC (polyvinylclorua) và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu nhỏ có đục lỗ chứa giá thể là mút xốp, hoặc các loại giá thể khác tùy điều kiện từng nơi. Thủy canh dịch lỏng không tuần hoàn Dịch dinh dưỡng được cung cấp cho cây sử dụng một lần và được thay thế hoặc bổ sung định kỳ. Phương pháp này dung dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ được sử dụng một lần. - Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique): Hình 1.3. Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3 cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn. 7
Đồ án tốt nghiệp - Kỹ thuật nổi (floating technique): Hình 1.4. Kỹ thuật nổi (floating technique) Cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo. - Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique): Hình 1.5. Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) Trong kỹ thuật này, người ta dùng hai loại chậu. Một chậu dùng để trồng cây bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dưỡng, dịch này được mao dẫn lên chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn như: tim đèn, bông gòn 8
Đồ án tốt nghiệp b. Phƣơng pháp khí canh (aeroponics) Hình 1.6. Phƣơng pháp khí canh (ae oponics) Cây trồng được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm xốp này. Các tấm này được xếp thành các hộp kín để ngăn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn sự tăng trưởng của tảo, nấm. Dung dịch dinh dưỡng được phun vào rễ dưới dạng sương mù, mỗi lần phun kéo dài khoảng vài giây, cứ mỗi 2 – 3 phút lại phun một lần. Làm như vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí. Cây hấp thu chất dinh dưỡng và nước từ lớp dung dịch bám vào rễ. c. Thủy canh có sử dụng giá thể rắn Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và giá thể rắn để cây phát triển bên trên, rễ cây nằm hoàn toàn trong giá thể, hệ thống này có thể đóng hay mở. Kỹ thuật này thích hợp cho các loại rau quả có kích thước lớn như cà chua, bầu bí, Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique): Hình 1.7. Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) 9
Đồ án tốt nghiệp Cây được cho vào các lỗ bên của các túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ dừa) đã xử lý UV, túi dài khoảng 1 m, có dạng hình trụ, ngoài trắng, trong đen, dày, làm bằng polyethylene. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi treo cung cấp cho túi bằng một máy phun nước (micro sprinkler) gắn bên cạnh đỉnh túi treo, từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique): Hình 1.8. Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique) Cây giống được đưa vào trồng trong các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể (thường là bột xơ dừa đã khử trùng) đặt nằm ngang, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1 – 1,5 m, cao khoảng 6 cm rộng khoảng 18 cm, dưới mỗi túi có khe nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique): Hình 1.9. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique) 10
Đồ án tốt nghiệp Trồng cây vào rãnh chứa giá thể là bột xơ dừa cũ, cát, sỏi, rêu, vermiculite, mạt cưa, được phân cách với đất bằng vật liệu không thấm nước thường là tấm polyethylene. Dung dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua hệ thống tưới nhỏ giọt hay thủ công truyền thống. Ở đáy rãnh, có một ống với đường kính 2,5 cm có đục lổ để thoát nước. Kỹ thuật chậu (pot technique): Hình 1.10. Kỹ thuật chậu (pot technique) Cây trồng vào các chậu bằng đất sét hay (plastic) chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bằng một hệ thống vòi tưới. 1.1.4. Môi t ƣờng trồng thủy canh Một số môi trường thường được dùng trong trồng cây thủy canh Dung dịch dinh dƣỡng do Knop khởi xƣớng vào năm 1892: Bảng 1.1. Dung dịch dinh dƣỡng do Knop khởi xƣớng vào năm 1892 Chất dinh dƣỡng Khối lƣợng (g/l) KNO3 0,2 Ca(NO3)2 0,8 KH2PO4 0,2 MgSO4.7H2O 0,2 FePO4 0,1 11
Đồ án tốt nghiệp Dung dịch dinh dƣỡng do Hoagland đề xuất: Bảng 1.2. Dung dịch dinh dƣỡng do Hoagland đề xuất Chất dinh dƣỡng Khối lƣợng (g/l) NH4H2PO4 0,4 KNO3 2,4 Ca(NO3)2 1,6 MgSO4 0,8 Fe-chelate 0,1 B(OH)3 0,023 MnCl2 0,0045 CuCl2 0,0003 ZnCl2 0,0015 (NH4)6Mo7O24 0,0001 Dịch dinh dƣỡng thủy canh do Alan Coope đề xuất: Bảng 1.3. Dịch dinh dƣỡng thủy canh do Alan Coope đề xuất Chất dinh dƣỡng Khối lƣợng (g/l) KH2PO4 0,263 Ca(NO3)2 1,003 KNO3 0,583 MgSO4 0,513 Sắt EDTA 0,079 MnSO4 0,0061 H3BO3 0,0017 CuSO4 0,00039 ZnSO4 0,00044 Amoni molipden 0,00037 12
Đồ án tốt nghiệp 1.1.5. Ƣu và nhƣợc điểm của kỹ thuật trồng thủy canh Ƣu điểm Có khả năng thích nghi dễ dàng với các điều kiện trồng khác nhau. Do đặc tính không cần đất, chỉ cần không gian để đặt hệ thống. Do đó ta có thể tiến hành trồng ở nhiều vị trí, địa hình khác nhau như hải đảo, vùng núi xa sôi, hay trên tầng thượng, ban công, hiên nhà, sau nhà, Giải phóng một lượng sức lao động. Do không phải làm đất, cày bừa, nhổ cỏ, tưới nước, Việc chuẩn bị cho hệ thống trồng thuỷ canh không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già, trẻ em, người khuyết tật đều có thể tham gia hiệu quả. Năng suất cao. Vì có thể trồng nhiều vụ trong năm, ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng trái mùa như phương pháp trồng thông thường. Ngoài ra thuỷ canh còn cho phép trồng liên tục, trồng gối đầu (có thể chuẩn bị cây giống cho vụ sau khi đang trồng vụ hiện tại) nên năng suất tổng cộng trong năm cao gấp nhiều lần so với trồng thông thường. Hệ thống nhà lưới giúp hạn chế hầu như tối đa sâu bệnh gây hại thông thường trong mùa trái vụ. Sản phẩm hoàn toàn sạch, phẩm chất cao. Do chủ động hoàn toàn về chất dinh dưỡng cung cấp cho rau nên chất lượng rau đạt mức gần như tối ưu, cho phẩm chất rau tươi ngon, nhiều dinh dưỡng. Ngoài ra, phương pháp thuỷ canh được trồng chủ yếu trong hệ thống nhà lưới, nhà kính nên tránh được các tác nhân gây bệnh được sinh ra bởi côn trùng sâu bọ. Vì vậy, ở đây hầu như rất ít sử dụng thuốc trừ sâu và hoá chất độc hại khác, không tích luỹ chất độc, không gây ô nhiễm môi trường. Một khuynh hướng khác đang được các nhà vườn chuyên trồng thuỷ canh rau ưu ái lựa chọn, là việc sử dụng các thuốc trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc, sinh học, vi sinh, Đây là các loại thuốc có tính thân thiện với môi trường, ít gây độc với con người, đặc biệt là khả năng phân huỷ khá nhanh, nên ít để lại dư lượng trong sản phẩm. Nhƣợc điểm Chi phí đầu tư cho hệ thống cao. Hiện nay thuỷ canh chỉ mới có thể áp dụng hiệu quả cho các loại cây rau quả, hoa ngắn ngày. 13
Đồ án tốt nghiệp Sâu hại và dịch bệnh có thể lây lan một cách nhanh chóng. Do công nghệ thuỷ canh cây trồng chưa được nghiên cứu, chuyển đổi phù hợp với điều kiện Việt Nam, nên hiện nay giá thành sản xuất còn khá cao. Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên các loại sâu bệnh hại cây trồng phát triển mạnh. Mùa mưa bão cũng là vấn đề lớn đối với việc bảo vệ cây trồng thuỷ canh. 1.1.6. Ảnh hƣởng của các yếu tố môi t ƣờng a. Ảnh hƣởng của nồng độ CO2 CO2 cùng H2O tham gia tổng hợp chất hữu cơ. Thành phần CO2 trong khí quyển tương đối ổn định khoảng 0.03% thể tích CO2 trong nước dạng hoà tan ở 0oC là 0,5 cm3/l, 24oC là 0,2 cm3/l. Khi hàm lượng CO2 cao hơn ngưỡng thì một phần CO2 trở thành hoạt hoá và kết hợp với carbonat chuyển thành dạng bicarbonat hoà tan làm tăng độ cứng của nước. Khi hàm lượng CO2 trong nước tăng lên ít thì làm tăng quá trình quang hợp, nhưng lại ảnh hưởng lớn đến hô hấp của rễ. Carbonat không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là chất đệm giữ nồng độ ion H+ trong môi trường nước ở gần giá trị trung tính. b. Ảnh hƣởng của sự thoáng khí đến sự hút chất dinh dƣỡng Nguồn O2 trong nước là do O2 khuếch tán từ không khí (nhờ gió) sự chuyển động của nước. Tuy nhiên lượng O2 trong nước luôn không cao, O2 thường bị mất do nhiều nguyên nhân: - Do tảo, động vật phù du hô hấp. - Do quá trình oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ trong nước. - Nguồn O2 do tảo quang hợp thải ra là ổn định và quan trọng nhất cho nước. Trong nước sinh vật lấy O2 khó nhưng thải CO2 rất dễ dàng. Các nghiên cứu cho thấy sự hút khoáng đạt mức cao nhất ở môi trường có nồng độ O2 từ 2 – 3%. Khi nồng độ O2 thấp hơn 2% thì tốc độ hút khoáng giảm. Nhưng nếu tăng nồng độ O2 từ 3 – 100% thì tốc độ hút khoáng cũng không thay đổi. 14
Đồ án tốt nghiệp Ảnh hưởng của nồng độ CO2, N2, H2S và pH môi trường: Sự tích luỹ N2, H2S và các khí khác trong đất úng ngập có tác động ức chế hoạt động hút khoáng của hệ rễ. c. Ảnh hƣởng của sự ngập úng đối với hệ rễ Sự thiếu oxy trong vùng rễ xảy ra khi đất thoát nước k m sau cơn mưa hoặc sau khi tưới gây giảm tăng trưởng và giảm năng suất ở cây trên cạn. Mặc dù mọi thực vật bậc cao cần có nước tự do, nhưng nếu quá nhiều nước trong môi trường rễ cây trên cạn có thể bị tổn hại thậm chí gây chết vì nó ngăn cản sự trao đổi di chuyển của oxy và các khí khác, giữa đất và khí quyển. d. Ảnh hƣởng của nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của thực vật trong quang hợp, hô hấp, các phản ứng biến dưỡng trên sự dinh dưỡng nước, khoáng, sự thoát hơi nước và chuyển nhựa. e. Ảnh hƣởng của ánh sáng Ánh sáng ảnh hưởng mạnh đến sự hút khoáng. Ánh sáng còn ảnh hưởng + 2+ 2+ 2+ đến khả năng hấp thu NH4 , SO4 tăng mạnh, trong khi đó sự hấp thu Ca , Mg ít thay đổi. Nhìn chung tác động của ánh sáng liên quan đến quá trình quang hợp, trao đổi nước và tính thẩm thấu của chất nguyên sinh. f. Ảnh hƣởng của nồng độ và tỷ lệ các nguyên tố khoáng ở môi t ƣờng đến sự hút khoáng Tỷ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng ảnh hưởng đến cường độ hút khoáng. Người ta thấy có ba hình thức tương quan giữa các ion: Đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau. g. Ảnh hƣởng của các giá thể nuôi trồng thuỷ canh Giá thể để trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải là chỗ dựa cho hệ thống rễ, tạo điều kiện cho rễ mọc dài ra để tìm nước và chất dinh dưỡng và phải là phương tiện cung cấp O2, nước và dinh dưỡng cho sự sinh trưởng phát triển của cây; không chứa các chất độc hại tới môi trường dinh dưỡng và độ pH của môi trường. 15
Đồ án tốt nghiệp 1.1.7. Một số giá thể hữu cơ đƣợc sử dụng - Than bùn: là chất tốt nhất trong các giá thể hữu cơ có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng cao hơn các loại giá thể hữu cơ khác. Than bùn có chứa nhiều khoáng như: N, P, K, Ca, Mg và một số nguyên tố vi lượng. Trong thuỷ canh thường dùng để trồng các loại cây cho quả như: cà chua, dưa leo, ớt tây, dâu tây, Cần thanh trùng than bùn trước khi sử dụng. - Mùn cưa: mùn cưa, cát và hỗn hợp hai loại vật liệu đó đã được sử dụng có kết quả để sản xuất dưa chuột. Một hỗn hợp có 25% cát giúp phân bổ độ ẩm đồng đều hơn so với khi chỉ dùng mùn cưa. Tuy nhiên cần lưu ý khi sử dụng vì có một số mùn cưa khi còn tươi có chứa độc tố gây ảnh hưởng đến môi trường dinh dưỡng. - Cát: cát là một trong những giá thể rẻ nhất có thể sử dụng. Tuy nhiên, cần phải kiểm tra để chắc chắn rằng nó không bị ô nhiễm bởi đất và nó thích hợp khi trồng thuỷ canh. Cát không nên quá nhỏ cũng không nên quá thô, kích thích hạt thay đổi tốt nhất từ 0,1 – 1,00 mm, với mức độ trung bình từ 0,25 – 0,50 mm. Cát có nguồn gốc từ biển, cần phải loại bỏ hoàn toàn muối. Vỏ sò nhỏ phần lớn chứa đá vôi và nếu bỏ trong dung dịch nó sẽ làm cho pH tăng lên. Độ kiềm tăng giữ chặt Fe lại trong dung dịch, gây hiện tượng thiếu hụt Fe cho cây. - Sỏi: Cũng giống như cát, hạt sỏi không chứa đá vôi, do đó không gây ảnh hưởng đến độ pH. Sử dụng sỏi có nhiều thuận lợi, vấn đề giữ nước có thể giảm đến mức tối thiểu bằng cách sử dụng hỗn hợp gồm 40% perlite và 60% sỏi về thể tích. - Vỏ cây, xơ dừa: là loại vật liệu tương đối rẻ tiền, có khả năng chống phân huỷ do vi khuẩn cao. Khi dùng vỏ cây và xơ dừa cần phải cho dòng nước chảy chậm để lôi cuốn hợp chất tanin có trong vỏ cây và xơ dừa. - Scoria (xỉ nham thạch): Đây là loại đá trên bề mặt núi lửa, có khả năng giữ nước rất tốt. Scoria có một số tính chất lý tưởng để làm giá thể như: + So với các giá thể khác nó có tỷ trọng nhẹ hơn, khoảng 600 - 1000 kg/m3. + Vì hình thành nơi có nhiệt độ rất cao nên nó trơ, khô, có nhiều kích thước khác nhau. 16
Đồ án tốt nghiệp + Rất xốp, có nhiều lỗ khí và túi khí. + Khả năng giữ nước khoảng 250 - 350 kg/m3. + Cách nhiệt tốt, không dẫn nhiệt từ thành nhựa của chậu vào giá thể. - Vermiculite: permiculite là một loại magnesium – nhôm silicate ngậm nước dưới dạng tinh thể dẹt. Sau khi được xử lý, vermiculite là một vật liệu nhẹ có tỷ trọng trung bình khoảng 80 kg/m3. Đôi khi nó phải ứng kiềm do sự có mặt của đá vôi magnesium trong quặng nguyên thuỷ. Có khả năng trao đổi lẫn khả năng giữ nước cao. Tuy nhiên, sau một thời gian kéo dài, cấu trúc của vermiculite có chiều hướng thoái hoá và vật liệu chuyên hoá về mặt vật lý để trở lại trạng thái ban đầu tạo thành. - Perlite: perlite là một dẫn xuất của đá núi lửa chứa silic. Vật liệu có khoảng 2 – 5 % ẩm, và sau khi nghiền và gia nhiệt tới vào khoảng 1000oC, sẽ nở ra, tạo thành một vật liệu có tỷ trọng nhẹ theo thể tích 130 – 180 kg/m3. Vật liệu có một cấu trúc chặt chẽ, khả năng giữ nước tốt, có tính ổn định vật lý, và đối với phần lớn các sử dụng có tính trơ hoá học. Tuy nhiên, nó chứa 6,9 % nhôm và một phần nhôm có thể giải phóng trong dung dịch pH thấp gây ra những hậu quả bất lợi cho sự sinh trưởng của cây. 1.1.8. Chất lƣợng nƣớc Chất lượng nước thích hợp cho con người sử dụng thì sẽ thích hợp cho việc nuôi trồng thuỷ canh. Nước máy hay nước giếng thông thường có chứa một 2+ 2+ 2+ + lượng đáng kể Ca và Mg được gọi là nước cứng. SO4 và Na thường làm tăng tính dẫn điện. Trước khi trồng thuỷ canh với một quy mô lớn thì ta cần phải biết thành phần các chất khoáng có trong nước sử dụng. 1.1.9. Ảnh hƣởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh Nấm là loại bệnh nghiêm trọng gặp phải trong hệ thống thuỷ canh, rất hiếm khi thấy bệnh, khi tất cả các phần trong hệ thống được giữ gìn sạch sẽ. Các nhà nghiên cứu bệnh lý học thực vật cho rằng điều kiện vệ sinh như một phương thức điều khiển tốt nhất. 17
Đồ án tốt nghiệp Nếu nồng độ Mn2+ bị thiếu hụt sẽ làm cây dễ bị nhiễm nấm. Do đó cần tăng lượng Mn cao hơn mức cần thiết của cây để giảm thiểu sự phát triển của nấm bệnh. Co cũng có khả năng giảm sự phát triển của vi khuẩn nhưng nếu tăng lượng Co sẽ gây độc cho cây, Mn và Zn ít gây độc hơn. 1.1.10. Một số bệnh trong hệ thống thủy canh a. Bệnh rễ Vấn đề sinh lý cơ bản của bệnh rễ: bệnh rễ rất ít khi được nói đến trong kỹ thuật thủy canh, tuy nhiên so với kỹ thuật trồng trong đất thì bệnh rễ trong kỹ thuật trồng trong dung dịch lại có được sự quan tâm nhiều hơn bởi trong kỹ thuật này rễ luôn được giám sát chặt chẽ. Một số căn bệnh rễ phát sinh từ quá trình già cỗi tự nhiên và sau đó là do quá trình phân hủy vật chất cặn đọng bởi vi sinh vật. Nơi thường mắc bệnh: người ta thấy có sự liên quan rất rõ giữa bệnh rễ và thời kỳ phát triển của cây. Nhận thấy bệnh rễ trong kỹ thuật màng dinh dưỡng xuất phát từ các cây khẳng khiu già cỗi mà không phải từ các cây ban đầu gieo từ các hạt mầm khỏe, triệu chứng rễ chết luôn bắt đầu từ nơi rễ bị tổn thương và chính từ đó chỉ cầc một mầm bệnh yếu cũng có thể dẫn đến nặng hơn. Do vậy, nếu công tác quản lý và kỹ thuật tốt thì có thể loại bỏ hoàn toàn vấn đề này. b. Nấm bệnh trong hệ thống thủy canh Nấm bệnh gây hại trong hệ thống thủy canh chủ yếu là các chủng vi sinh vật Phytophthora và Pythium. Việc loại trừ các vi sinh vật này rất khó khăn do một số hóa chất diệt nấm tỏ ra hạn chế hiệu quả bệnh rễ, ngoài ra do việc xác định nồng độ thuốc để phù hợp với cây trồng không gây độc cho cây trồng rất khó xác định, phạm vi sử dụng các chất hóa học bảo vệ cây trồng nói chung là quá ít nên việc điều chế các chất hóa học để đảm bảo cho quá trình thử nghiệm rất tốn kém. c. Vi khuẩn trong hệ thống thủy canh Căn bệnh vi khuẩn gây ra trong cây trồng thường là vấn đề nguy hiểm hơn so với do nấm, gần như là không kiểm soát được chúng bằng cách bổ sung thêm các chất hóa học vào dung dịch dinh dưỡng. Vi khuẩn chủ yếu là nhóm Pseudomonas gây bệnh héo và giảm năng suất sản lượng. Để hạn chế vi khuẩn 18
Đồ án tốt nghiệp người ta thường dùng phức sắt chelat trong dung dịch dinh dưỡng là Fe-EDDHA, phức chất Fe khá bền, tác động đến căng bệnh ít hơn là Fe-DTPA. 1.2. Giới thiệu về cải bẹ xanh 1.2.1. Nguồn gốc và phân bố Họ cải (Brassicaceae), còn gọi là họ Thập tự (Cruciferae), là một họ thực vật có hoa. Các loại cây trồng trong họ này gần như đều có chứa chữ “cải” trong tên gọi. Họ này chứa một số loài có tầm quan trọng kinh tế lớn, cung cấp nhiều loại rau về mùa đông trên khắp thế giới. Chúng bao gồm cải bắp, cải bông xanh, súp lơ, cải brussels, cải xoăn (tất cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brassica oleracea), cải làn, cải củ Thụy Điển, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su hào. Các thành viên được biết đến nhiều khác của họ Brassicaceae còn có cải dầu (gồm cải dầu Canola và các loại khác), mù tạt, cải ngựa, cải canh, mù tạt Nhật, xà lách và cải xoong. Thành viên được nghiên cứu nhiều và kỹ nhất của họ Cải là sinh vật mẫu Arabidopsis thaliana. Họ này trước đây được gọi là Cruciferae ("thập tự"), do bốn cánh hoa trên hoa của chúng trông tương tự như hình thập tự. Nhiều nhà thực vật học vẫn còn gọi các thành viên của họ này là các loài "hoa thập tự". Theo điều 18.5 của ICBN (Quy tắc St Louis) thì Cruciferae được coi là tên gọi hợp lệ và vì thế nó là tên gọi khác của họ Cải được chấp nhận. Tên gọi Brassicaceae có nguồn gốc từ chi điển hình của họ là chi Brassica. Quan hệ gần gũi giữa họ Brassicaceae và họ Bạch hoa (Capparaceae), một phần là do các thành viên trong cả hai nhóm này đều sản sinh ra các hợp chất glucosinolat (dầu cải). Nghiên cứu gần đây (Hall và cộng sự, 2002) cho rằng Capparaceae theo định nghĩa truyền thống là cận ngành trong tương quan với họ Brassicaceae, với chi Cleome và một số chi họ hàng khác là có quan hệ họ hàng gần gũi với họ rassicaceae hơn là so với các chi còn lại trong họ Capparaceae. Hệ thống APG II vì thế đã trộn cả hai họ này thành một họ lớn dưới tên gọi Brassicaceae. Các hệ thống phân loại khác vẫn tiếp tục công nhận họ Capparaceae nhưng với định nghĩa chặt chẽ hơn, hoặc là đưa cả chi Cleome và các họ hàng gần của nó vào trong họ Brassicaceae hoặc là công nhận chúng như 19
Đồ án tốt nghiệp một họ riêng dưới tên gọi Cleomaceae. Trên website của APG, truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2007 thì PG tách chúng thành 3 họ riêng biệt. Họ cải tập trung trong khu vực ôn đới và có sự đa dạng về loài 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. Các thành viên trong họ chủ yếu có các lá mọc so le (ít khi mọc đối). Phần lớn các loài chia sẻ một bộ các hợp chất glucosinolat có mùi hăng đặc trưng thường gắn liền với các loại rau cải. Trong khi một số thành viên trong họ có các hạt với hàm lượng acid erucic lớn, làm cho chúng trở thành không an toàn khi ăn nhiều, nhưng tất cả các thành viên của họ này đều là ăn được. Cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) thuộc họ Brassicaceae theo tác giả Trần Khắc Thi và cộng sự 2005, cải bẹ xanh được gieo trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trồng phổ biến và tập trung ở các nước Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc. Hiện nay chưa xác định được chính xác nguồn gốc của cải bẹ xanh, tuy nhiên nhiều tác giả nhất trí cho rằng trung tâm đa dạng của cải xanh là ở Trung Á. 1.2.2 Phân loại Tên khoa học : Brassica juncea Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Brassicales Họ : Brassicaceae Chi : Brassica Loài : B. juncea L. 1.2.3. Đặc điểm hình thái Hình 1.11. Hình cải bẹ xanh Cải bẹ xanh (Brassica juncea) có thân to, nhỏ khác nhau, lá có màu xanh đậm hoặc xanh nõn lá chuối. Cải bẹ xanh (Brassica juncea) thuộc rễ chùm, phân nhánh. Bộ rễ ăn nông trên tầng đất màu, tập trung nhiều nhất ở tầng đất 0 – 20 cm. Lá cải mọc đơn, không có lá kèm. Những lá dưới thường tập trung, bẹ lá to, 20
Đồ án tốt nghiệp lá rất lớn. Bộ lá khá phát triển, lá to nhưng mỏng nên chịu hạn kém và dễ bị sâu bệnh phá hại. Hoa cải có dạng chùm, không có lá bắc. Hoa nhỏ, màu vàng nhạt. Đài hoa và tràng hoa đều, xếp xen kẽ nhau. Có 6 nhị trong đó 2 nhị ngoài có chỉ nhị ngắn hơn 4 cái trong. ộ nhị gồm 2 noãn dính bầu trên, một ô về sau có một vách ngăn giả chia bầu thành 2 ô, mỗi ô có 2 hoặc nhiều noãn. Quả thuộc loại quả giác, hạt có phôi lớn và cong, nghèo nội nhũ (Lê Thị Khánh, 2008). 1.2.4. Giá trị của cải bẹ xanh Giá trị dinh dưỡng: trong 100 g cải bẹ xanh. Bảng 1.1. Giá trị dinh dƣỡng của cải bẹ xanh. Giá trị dinh dƣỡng 100 g Calo (kcal) 27 Lipid 0,4g Cholesterol 0 mg Natri 20 mg Kali 384 mg Carbohydrat 4,7 g Protein 2,9 g Vitamin A 3,024 IU Canxi 115 mg Vitamin D 0 IU Vitamin B12 0 µg Vitamin C 70 mg Sắt 1,6 mg Vitamin B6 0,2 mg Magie 32 mg Theo Đông y Việt Nam, cải bẹ xanh có vị cay, tính ôn, có tác dụng giải cảm hàn, thông đàm, lợi khí, Riêng hạt cải bẹ xanh, có vị cay, tính nhiệt, không độc, trị được các chứng phong hàn, ho đờm, hen, đau họng, tê dại, mụn nhọt, 21
Đồ án tốt nghiệp 1.2.5. Điều kiện sinh thái của cải bẹ xanh Theo tác giả Trần Khắc Thi và cộng sự (2005) cải bẹ xanh có khả năng chịu đựng cao với khí hậu nóng ẩm. Trong mùa đông cải bẹ xanh sinh trưởng nhanh và năng suất cao, cải bẹ xanh là cây cho khối lượng thân lá lớn, tuy nhiên bộ rễ của cải bẹ xanh nhỏ, ăn nông, cây sinh trưởng ngắn ngày do đó rất cần nước và yêu cầu được giữ ẩm thường xuyên trong suốt quá trình sinh trưởng. Cải bẹ xanh yêu cầu đất có độ pH từ 5,5 – 6,5, đất giàu mùn và thoát nước nhanh. Về các nguyên tố khoáng cải bẹ xanh cần nhiều N, K hơn là P. 1.2.6. Ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây cải bẹ xanh Ánh sáng Trong quang hợp, cây hấp thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Quang hợp trữ năng lượng dạng hóa học để hô hấp diễn ra và giải phóng năng lượng cho mọi hoạt động của tế bào nhờ sự oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành hợp chất đơn giản hơn. Cải bẹ xanh có nguồn gốc ôn đới nên yêu cầu ánh sáng thích hợp với thời gian chiếu sáng ngày dài từ 11 – 12 giờ/ngày, cường độ ánh sáng yếu. Nhiệt độ Cây sinh trưởng và phát triển tốt trong nhiệt độ giới hạn. Nhiệt độ cho sinh trưởng và phát triển là từ 25 – 30oC. nhiệt độ quá cao hay quá thấp sẽ làm cây phát triển bất thường và làm giảm sản lượng. Độ ẩm Cải bẹ xanh là cây thích nghi tố với điều kiện khí hậu của Việt Nam. Lượng nước trong cây rất cao chiếm từ 75 – 95% do đó cải cần nhiều nước để sinh trưởng và phát triển, độ ẩm đất thích hợp là 70 – 80%. Tuy nhiên, nếu mưa k o dài hay đất úng nước cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Lê Thị Khánh, 2008). 1.2.7. Kỹ thuật trồng cải bẹ xanh a. Thời vụ Cải bẹ xanh có thể trồng được quanh năm nhưng trong vụ Đông xuân có năng suất cao hơn. Nếu trồng trong vụ Hè phải có giàn che nắng, hệ thống nước tưới đẩy đủ. 22
Đồ án tốt nghiệp b. Đất trồng Có thể trồng cải bẹ xanh trên nhiều loại đất khác nhau, nhưng đất phải tơi xốp, nhiều mùn dễ thoát nước trong mùa mưa và chủ động tưới tiêu trong mùa khô. c. Sản xuất cây con - Vật liệu làm bầu: sử dụng khay ươm, lá chuối, lá mía hoặc bao nylon để làm bầu. Đất vô bầu theo tỷ lệ 1/3 đất mịn, xốp + 1/3 phân chuồng + 1/3 (tro + lân), trong đó 70% tro + 30% lân. - Để tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt ta tiến hành ngâm ủ tron thời gian 24h, hạt nứt nanh đem gieo vào bầu (2 hạt/bầu). - Lượng bầu cần cho 1 sào 500 m2 khoảng 8000 bầu. - Tưới nước: trong thời kỳ cây con vào mùa khô phải có giàn che nắng và tưới đủ nước, vào mùa mưa phải che mưa và tiêu úng để tạo điều kiện cho cây sinh trưởng phát triển tốt. - Bón phân: cây có 2 lá thật (8 – 9 NSG) tiến hành nhổ cỏ trong bầu ươm kết hợp phun phân NPK (16:16:8) pha loãng theo tỷ lệ 0,25% (1kg NPK/400 lít nước). - Phòng trừ sâu bệnh: trong thời kỳ cây con thường xuất hiện bọ nhảy, bệnh chết cây con, các loại sâu ăn lá, - Bọ nhảy: phun trừ bằng Actara, Supracid, kết hợp với xử lý bằng Regel để tiêu diệt triệt để sâu non trong đất ngay từ giai đoạn vườn ươm. - Để phòng bệnh chết cây con: phun đồng đỏ định kỳ 7 ngày/lần. - Sâu ăn lá: dùng Selecron để phun. - Sau gieo khoảng 10 – 12 ngày (Khi cây có 2 – 3 lá thật đem cấy ra ruộng sản xuất). Tiến hành nhổ cỏ trong vườn ươm trước khi trồng ra ruộng sản xuất. d. Trồng, chăm sóc ngoài uộng sản xuất: - Chuẩn bị đất trồng: đất cần được cày (nếu vào mùa khô cần được phơi ải trước khi lên liếp từ 8 – 10 ngày), dọn sạch cỏ dại và tàn dư cây trồng vụ trước, bừa kỹ và san bằng mặt luống trước khi làm liếp, nên xử lý đất trước khi gieo trồng bằng cách bón vôi từ 25 – 30 kg/sào. 23
Đồ án tốt nghiệp - Nếu trồng trong mùa khô tiến hành làm giàn che nắng, hệ thống tưới trước khi lên liếp, phủ bạt để trồng. - Lên liếp: rộng 0,8 m, cao 10 – 15 cm, (mùa mưa: 20 cm), khoảng cách giữa 2 liếp 20 cm, đất mặt luống tơi xốp, bằng phẳng, không gồ ghề để dễ phủ bạt và đục lỗ. - Phủ bạt: dùng bạt kích cỡ 90 cm, kéo thật căng, dùng ghim tre ghim thật chặt, đục lỗ, đục lỗ theo khoảng c x c: 20 cm, h x h: 30 cm, sâu 6 – 8 cm. - Bón lót: lượng phân bón lót cho 1 sào (500 m2): phân chuồng hoai 1000 kg; super lân 3 kg; lân vi sinh 10 kg; bánh dầu 30 kg; potassium 2 kg; urea 2 kg, các loại phân được trộn đều rãi trên liếp. - Nếu không có phân chuồng thay bằng phân hữu cơ Humix 200 kg/sào. - Trồng: cây có 2 – 3 lá thật đem ra cấy, nên cấy vào lúc chiều mát. Đặt bầu cây con xuống lỗ đã đục sẵn tránh làm vỡ bầu ươm, sau đó dùng đất mịn, xốp bỏ vào cho đầy hốc. Cấy xong phun nước để cây chặt gốc. - Lưu ý: 10% lượng bầu dự trữ để trồng dặm (800 bầu/sào). e. Trồng dặm, bón thúc, chăm sóc: - Trồng dặm: 2 – 3 NST kiểm tra ruộng rau, nếu thấy bị chết đem cây dự trữ ở vườn ươm ra dặm, dặm vào lúc chiều mát, dặm xong phải phun nước ngay. - Bón thúc: thúc 1: 2 – 4 NST dùng phân urea hoà nước tưới 1kg/100 lít nước/sào. Tưới xong tưới lại bằng nước sạch. - Thúc 2: sau lần 1 từ 10 – 12 ngày 4 kg urea, 3 kg potassium bón theo hốc (dùng tay moi hốc nhỏ cách gốc 2 cm, bỏ phân vào và lấp đất lại) hoặc hòa nước để phun hoặc tưới vào gốc. - Làm cỏ: khi cải được 5 – 6 lá thật, tiến hành làm cỏ, bón phân đợt 2. - Chú ý: tùy tình hình sinh trưởng của cây có thể tăng hoặc giảm lượng phân cho phù hợp từ 6 – 8 kg urea, 5 – 7 kg potassium. Tuyệt đối ngưng sử dụng phân bón trước khi thu hoạch từ 8 – 10 ngày. - Tưới nước: tưới đủ nước để cây sinh trưởng phát triển tốt, mùa khô nên tưới phun 2 lần/ngày (sáng sớm và chiều mát). f. Phòng trừ sâu bệnh: Đối với sâu: 24
Đồ án tốt nghiệp Đối với sâu khoang, rầy mềm: có thể dùng các loại thuốc nhóm III như Selecron. Đối với sâu tơ: dùng thuốc vi sinh như T, T ,V-BT, Delfin, Có thể dùng các loại thuốc vi sinh luân phiên với các loại thuốc hoá học có gốc khác nhau và dễ phân huỷ như: Rotenone, Neembond, Sâu xanh da láng kháng thuốc hoá học: nên dùng thuốc virus hiệu MNPV- SE và có thể luân phiên với các loại thuốc thảo mộc nêu trên. Đối với các loại bệnh: Bệnh thối bẹ, thối nhũn, sử dụng Moceren, Validacin, Ridomyl, chế phẩm Phytoxin – VS. g. Thu hoạch, bảo quản: - Thu hoạch: 35 – 40 NST bắt đầu thu hoạch, khi thu dùng dao cắt sát gốc, tránh dập nát. Chú ý ngưng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón trước khi thu hoạch từ ít nhất 10 ngày. - Bảo quản: bảo quản cẩn thận, tránh để sản phẩm bị dập nát và bụi bặm bám vào, nên đóng gói trước khi vận chuyển, phải đảm bảo tươi, sạch trước khi đưa ra thị trường. 1.2.8. Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới và Việt Nam Hiện nay các nghiên cứu về cây rau đã được nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giới quan tâm, nhiều đề tài đã được ứng dụng thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị tham khảo cao. Tuy nhiên đối với rau cải bẹ xanh đặc biệt là các đề tài nghiên cứu về giống, mật độ, phân bón, thuốc trừ sâu sinh học trên cải bẹ xanh theo hướng an toàn chưa nhiều. Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới Khehra và Singh (1980) đã nghiên cứu 29 kiểu gen của Brassica napus L. đã cho biết có sự khác biệt đáng kể về sản lượng, chiều cao (dẫn theo Fathy và Ahmed, 2009). Theo Richardson (2012) khi tiến hành đánh giá 5 loại rau xanh gồm: cải xanh, cải xoăn đỏ Nga, cải đỏ, cải đỏ Thụy Sĩ, cải vàng Thụy Sĩ, kết quả cho thấy giống cải xoăn đỏ Nga nổi bật nhất trong 5 loại rau xanh. Sự khác nhau đáng kể 25
Đồ án tốt nghiệp giữa năng suất 5 loại rau ăn lá có thể là do đặc điểm sinh trưởng khác nhau của các giống. Reddy và Avikumar (1997) nhận thấy giống cải GM-2 (145 cm) có chiều cao cây cao hơn giống TM-21 (125 cm). Yadav và cộng sự (1994) tiến hành thí nghiệm ở Kanpur và cho rằng chiều cao cây đạt được ở giống Vaibhav (167 cm) cao hơn so với giống Varuna (158 cm) (Venkaraddi, 2008). Weerakoon và Soonartne (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ tới sinh trưởng và năng suất của các giống cải bẹ xanh: AC501, 515, 580, 790, 1099, 1811, 2122, 5088, 7788 và 8831 đã nhận thấy các giống AC580, AC5088, C7788 đạt năng suất cao hơn các giống khác trong vụ Maha và C7788 đạt năng suất cao nhất trong vụ Yaha. Giống đóng vai trò có ý nghĩa trong dư lượng nitrate. Nồng độ nitrate trong mô được chứng minh là khác nhau giữa các loài và giữa các giống cùng loài. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu khác, nồng độ nitrate trong 2 giống rau bina trồng với phân bón hữu cơ không khác nhau đáng kể (Haly, 2010). Trong một nghiên cứu tương tự, không có sự khác biệt nồng độ nitrate trong mô ở 3 giống rau diếp được trồng ở phân bón tổng hợp và phân hữu cơ (Stopes và cộng sự, 1989; Haly, 2010). Trong so sánh các loại rau mr và Hadidi (2000) đã nhận xét ảnh hưởng của giống không có ý nghĩa với nitrate và nitrite chứa trong rau (Maryam Boroujerdnia và cộng sự, 2007). Tuy nhiên, theo Maryam Boroujerdnia và cộng sự (2007) có sự sai khác đáng kể về lượng nitrate giữa các giống rau. Giống có vai trò quan trọng và quyết định tới dư lượng nitrate qua nhiều nghiên cứu. Ngoài việc lựa chọn giống có năng suất và phẩm chất tốt, tính kháng sâu bệnh đặc biệt là tính kháng rệp trên các giống rau cải cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Muhammad Asalam và cộng sự (2005) khi nghiên cứu tính kháng rệp trên 10 giống cải Canola (Brassica napus L.) đã nhận thấy không có giống nào miễn hoàn toàn với sự phá hoại của rệp (Brevicoryne brassicae L.). Trong số các giống 26
Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu, giống KS75 có số lượng rệp tương đối thấp (30,7 con/10 cm cụm hoa) và do đó được coi là tương đối kháng rệp so với các giống khác. Theo NeSmith (1998) ảnh hưởng của mật độ đối với năng suất kinh tế, chất lượng không cùng một hướng. Khi mật độ cây trồng tăng, năng suất sinh học trên 1 đơn vị diện tích tăng đến một giới hạn nào đó, sau đó khi mật độ tăng nữa thì năng suất sẽ tương đương hoặc thấp hơn. Theo nghiên cứu của Champiri và Bagheri (2013) trên các giống cải (Brassica napus L.) với các khoảng cách 15 cm, 25 cm, 35 cm cho biết khoảng cách 15 cm cải cho năng suất cao nhất. Meitei và cộng sự (2001) đã cho rằng khoảng cách 25 x 25 cm thì cải xanh có chiều cao lớn hơn các công thức khác 48,4 cm và nhấn mạnh khoảng cách 25 cm x 25 cm có chỉ số diện tích lá cao hơn ở 30, 50, 65 ngày sau cấy lần lượt là 1,74, 1,86, 2,25 (Venkaraddi, 2008) Theo WangZHao – Hui (2004) trong một giới hạn nhất định năng suất rau tăng tỷ lệ thuận với lượng phân đạm. Tuy nhiên, hàm lượng nitrat trong rau cũng tăng theo lượng phân đạm bón hay nói cách khác bón phân đạm cho cây là nguyên nhân chính làm tăng hàm lượng nitrat trong rau. Theo Maereka và cộng sự (2007) khi nghiên cứu 4 mức đạm 0 kg N, 34,5 kg N, 69 kg N và 103,5 kg N/ha trên giống cải xanh đã nhận thấy kích thước và năng suất lá tăng lên khi tăng liều lượng đạm trong cả 2 vụ. Mức đạm từ 34,5 - 103,5 kg N/ha làm tăng số lá khi thu hoạch so với đối chứng. Nitrate trong lá cũng tăng từ 0,42 mg/kg ở đối chứng đến 0,575 mg/kg đối với lượng bón 103,5 kg N/ha. Vị đắng cũng tăng lên với việc bón nhiều phân đạm. Theo Butt và cộng sự (1994) nấm Metarhizium anisoplia và Beauveria basiana với nồng độ 1010 bào tử/ml có tác dụng diệt côn trùng hại rau họ thập tự và ong mật sau 5 ngày, tuy nhiên hiệu lực trừ sâu của nấm không cao. Vi sinh vật đối kháng được nghiên cứu nhiều để phòng chống vật gây bệnh cây là nấm đối kháng Trichoderma. Theo Schwarz (1992) khi sử dụng Trichoderma, năng suất cà rốt có thể tăng 13,6 – 16,6%, dưa chuột tăng từ 18,3 – 22,3%, cải bắp tăng 20%, củ cải đường tăng 30%. Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh tại Việt Nam 27
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Chung (2012) đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ thủy canh tuần hoàn để sản xuất rau ăn lá trái vụ trong hai năm từ năm 2007 – 2008 với 4 loài rau (11 giống xà lách, 3 giống rau cải, 3 giống cần tây và 3 giống rau muống). Kết quả thu được các giống rau phù hợp trồng trái vụ trong dung dịch thủy canh tuần hoàn trong đó có 2 giống cải xanh BM và Tosakan. Các rau ăn lá này khi trồng trái vụ bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Nguyễn Thanh Hải (2009) cho rằng ở các mật độ rau cải khác nhau thì cho khối lượng cây và năng suất khác nhau. Trong đó, mật độ 15 x 20 cm cho năng suất lý thuyết và năng suất thực tế đạt cao nhất, lần lượt là 41,6 tấn/ha và 37,5 tấn/ha; tiếp đó là mật độ 20 x 20 cm đạt 38,7 tấn/ha và 33,4 tấn/ha. Nguyễn Phi Hùng và cộng sự (2008) khi nghiên cứu về mật độ trên giống Cải Mèo Sơn La với khoảng cách trồng 25 x 25 cm, 30 x 25 cm, 30 x 30 cm cho thấy năng suất thực thu đạt cao nhất ở công thức 30 x 30 cm, thấp nhất là công thức 25 x 25 cm. Trần Khắc Thi và cộng sự (2009) khuyến cáo nên cấy khoảng cách 20 x 30 cm, đảm bảo mật độ trồng từ 16 – 17 ngàn cây/ha. Nguyễn Xuân Giao (2010) khuyến cáo mật độ trồng cây cách cây đối với cải xanh là 20 – 30 cm, đảm bảo mật độ 80 -100 nghìn cây/ha. ùi Quang Xuân và ùi Đình Dinh (1999) khi nghiên cứu sử dụng hợp lý phân bón cho rau đã cho rằng việc bón quá liều lượng, bón quá muộn gây tích - lũy NO3 trong rau thương phẩm. Trong các loại rau, rau ăn lá có hàm lượng - NO3 trong rau cao nhất vì vậy cần chú ý đến liều lượng bón và thời kỳ bón. Lê Văn Tán, Lê Khắc Huy và cộng sự (1998) cho thấy: khi tăng lượng phân - đạm bón sẽ dẫn đến tăng tích lũy NO3 trong rau. Điều đáng chú ý ở đây là nếu bón dưới mức 160 kg N/ha đối với bắp cải và dưới 80 kg N/ha đối với cải xanh - thì lượng NO3 trong cải bắp dưới 430 mg/kg tươi (mức cho phép 500 mg/kg). Các kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Bùi Quang Xuân (1999). Theo Phạm Bình Quyền (1988) các chế phẩm sinh học và thảo mộc được đánh giá là có hiệu lực đối một số loại sâu hại trên cây đậu ăn quả. Chế phẩm Defil WG, Dipel 3,2 WP, Xentari 35 WDG dùng để phòng trừ sâu đục quả đậu. 28
Đồ án tốt nghiệp Chế phẩm Vertimex 1,8 EC dùng để phòng trừ sâu đục lá có hiệu lực cao. Chế phẩm thảo mộc Artoxid có hiệu lực cao với rệp đậu màu đen. 1.3. Dinh dƣỡng khoáng Nghiên cứu sinh lý dinh dưỡng thực vật cho thấy là cây có thể phát triển tốt hoàn toàn dựa vào hút chất khoáng. Mặc dù có thể hút được một số chất hữu cơ đơn giản, việc cung cấp trực tiếp chất hữu cơ cho cây là không bắt buộc. Nếu có cung cấp chất hữu cơ (phân hữu cơ) thì các chất này cũng cần phải khoáng hóa thì cây mới sử dụng được. Việc bón phân hữu cơ cho đất trồng là cực kỳ quan trọng trong nông nghiệp để tăng độ phì nhiêu, tạo cấu tượng cho đất, tăng sức giữ ẩm của đất. Nhưng không có tác dụng cung cấp trực tiếp các chất dinh dưỡng mà cây có thể hút được. Vì vậy người ta hầu như không dùng phân hữu cơ trong thủy canh trên thế giới. Trong cơ thể thực vật chứa nhiều nguyên tố khoáng có trong bảng tuần hoàn. Tuy nhiên chỉ có 16 nguyên tố C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo là những nguyên tố khoáng thiết yếu đối với sự sinh trưởng, phát triển của mọi loài cây, chỉ cần thiếu một trong số chúng thì cây trồng không thể hoàn thành chu kỳ sống của mình. 1.3.1 Bản chất của quá trình hút khoáng - Giai đoạn đầu: khi lông hút của rễ tiếp xúc với dung dịch khoáng trong môi trường, các ion khoáng đi qua các lỗ siêu hiển vi của vỏ tế bào và bị hút bám trên bề mặt của chất nguyên sinh. - Giai đoạn hai: giai đoạn này các chất được hấp phụ trên bề mặt của nguyên sinh chất được chuyển vào trong rễ. 1.3.2 Vai trò của nguyên tố khoáng đối với thực vật Cho đến năm 2011 loài người đã biết được 118 nguyên tố hóa học. Trong đó có 94 nguyên tố tồn tại trong tự nhiên và 24 nguyên tố được tổng hợp nhân tạo. Trong cây người ta tìm thấy trên 60 nguyên tố hóa học tồn tại, khoảng 25 nguyên tố có vai trò quan trọng đối với cấu tạo, dinh dưỡng và sinh lý đối với cây trồng được gọi là các nguyên tố thiết yếu. Số các nguyên tố trong cây còn lại không rõ chức năng, có thể chúng xuất hiện theo sự ngẫu nhiên, không giúp ích cho cây và đôi khi còn gây hại. 29
Đồ án tốt nghiệp Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố có vai trò sinh lý rõ ràng và thiếu nó cây không thể hoàn tất chu kỳ sống bình thường của mình (Arnon and Stout 1939). Khi cây được cung cấp đầy đủ các nguyên tố thiết yếu và ánh sáng, nước, CO2 chúng có thể tổng hợp toàn bộ các hợp chất cần thiết cho sự sinh trưởng bình thường. Trong các nguyên tố thiết yếu cho cây được chia làm ba nhóm: a. Nhóm các nguyên tố đa lƣợng Là những nguyên tố chiếm tỷ lệ % chất khô khá lớn trong cây, từ 1% trở lên. Trong cây có 6 nguyên tố đa lượng là: carbon (C) chiếm khoảng 45%, oxy (O) khoảng 42%, hydro (H) khoảng 6,5%, nitrogen (N) khoảng 1,5%, phosphorus (P) khoảng 1 %, potassium (K) khoảng 3 %. Trong đó 3 nguyên tố C, O, H được cung cấp từ nước và không khí nên không được gọi là nguyên tố khoáng và 3 nguyên tố N, P, K được cây hấp thụ từ đất với khối lượng lớn nên được gọi là khoáng đa lượng. Vai trò của carbon (C) Carbon được cây hút dạng CO2 trong không khí qua khí khổng của lá nên không được xếp vào nguyên tố khoáng. Nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời và nước C được đồng hóa tạo thành carbohydrate, thành phần chủ yếu trong cấu trúc và dự trữ của cây. Trong điều kiện canh tác bình thường không thiếu CO2 - nguồn cung cấp cacbon. Vai trò của oxy (O) Oxy được sử dụng trong cây chủ yếu từ quang phân ly nước. Ngoài ra trong quá trình đồng hóa CO2 oxy được giải phóng và tái sử dụng trong một số cho trình sinh học. Giống như carbon, oxy không được xếp vào nguyên tố khoáng. Oxy là thành phần cấu trúc của carbohydrate và tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa trong cây. Trong điều kiện bình thường cây không thiếu oxy. Vai trò của hydro (H) 30
Đồ án tốt nghiệp Hydro được sử dụng trong cây chủ yếu qua quá trình quang phân ly nước. Giống như oxy và carbon, hydro không được xếp vào nguyên tố khoáng. Hydro là thành phần của nước trong cây và thành phần của carbohydrate, của mọi chất hữu cơ. Vai trò của nitrogen (N) Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây trồng. N là thành phần của protein, diệp lục tố. Nó tham gia vào cấu trúc của tế bào và trong nhiều quá trình biến dưỡng. N được xếp vào nguyên tố khoáng. Nitơ có trong thành phần của các acid nucleic. Ngoài chức năng duy trì và truyền thông tin di truyền, acid nucleic đóng vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp protein, sự phân chia và sự sinh trưởng của tế bào. Nitơ có ý nghĩa quan trọng nhất đối với đời sống thực vật. N tồn tại dưới hai dạng: dạng tự do trong khí quyển (N2) và dạng hợp chất. N là yếu tố dinh dưỡng đóng góp rất quan trọng trong việc điều tiết quá trình sinh lý, trao đổi chất của cây. Nitơ là thành phần của nhiều vitamin: B1, B2, B6, PP. Nitơ còn tác động nhiều mặt đến sự đồng hóa CO2, khi thiếu N cường độ đồng hóa CO2 giảm làm giảm cường độ quang hợp. Khi cung cấp đầy đủ N cho cây làm tổng hợp auxin tăng lên. Nitơ tham gia vào thành phần của phytochrome có nhiệm vụ điều chỉnh quá trình sinh trưởng, phát triển của cây như phản ứng quang chu kỳ, sự nảy mầm, tính hướng quang. Cây rất nhạy cảm với N. Nitrogen có tác dụng hai mặt đến năng suất cây trồng, thừa hay thiếu N đều có hại. Thiếu N cây tăng trưởng kém, lá có màu xanh nhạt hay vàng, đâm tược kém; triệu chứng thiếu xuất hiện đầu tiên ở lá già. Cây thừa N sẽ có lá màu xanh đậm, dày, bóng, đậu trái kém và xảy ra tình + - + trạng thiếu calcium. Bón N tốt nhất có tỷ lệ NH4 /NO3 là 1/1, bón nhiều NH4 có thể làm lá cong vẹo. Bón phosphorus nhiều ngăn cản hấp thụ N. Bón potassium và N theo tỷ lệ 1/1 là tốt nhất cho sự hấp thụ N. 31
Đồ án tốt nghiệp Ngoài ra sự dư thừa N trong sản phẩm cây trồng (đặc biệt là rau xanh) còn - gây tác hại lớn tới sức khỏe con người. Nếu N dư thừa ở dạng NO3 thì khi vào dạ dày, chúng sẽ vào ruột non và mạch máu, sẽ chuyển hemoglobin (của máu) thành dạng met-hemoglobin, làm mất khả năng vận chuyển oxy của tế bào. Còn - nếu ở dạng NO2 chúng sẽ kết hợp với axit amin thứ cấp tạo thành chất Nitrosamine - là một chất gây ung thư rất mạnh. Dạng sử dụng: (NH2)2CO, (NH4)2SO4, NH4NO3. Vai trò của phosphorus (P) Phosphorus có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng. P có trong thành phần của nhân tế bào, cần thiết cho sự phân chia tế bào, sự tạo hoa và ra trái, sự phát triển của rễ, P có liên quan lớn đến sự tổng hợp đường, tinh bột vì P là thành phần của các hợp chất cao năng tham gia vào các quá trình phân giải hay tổng hợp các chất hữu cơ trong tế bào. Phosphorus tham gia vào thành phần các enzyme, các protein, tham gia vào quá trình tổng hợp các amino acid. Phosphorus kích thích sự phát triển bộ rễ, làm rễ ăn sâu vào trong đất và lan rộng ra chung quanh làm cho cây hút được nhiều chất dinh dưỡng, tạo điều kiện cho cây chống chịu hạn và ít đổ ngã. Kích thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều. Phosphorus làm tăng đặc tính chống chịu của cây đối với các yếu tố không thuận lợi, chống rét, chống hạn, chịu độ chua của đất, chống một số loại sâu bệnh hại, Khi thiếu P, lá cây ban đầu có màu xanh đậm, sau chuyển màu vàng, hiện tượng này bắt đầu từ các lá phía dưới trước, và từ mép lá vào trong. Sự thiếu P thường đi đôi với sự thiếu N và có triệu chứng gần tương tự nhau vì P liên hệ đến sự biến nhưỡng N. Thừa P không có biểu hiện gây hại như thừa N vì P thuộc loại nguyên tố linh động, nó có khả năng vận chuyển từ cơ quan già sang cơ quan còn non. Dạng sử dụng: P2O5, KH2PO4. Vai trò của potassium (K) 32
Đồ án tốt nghiệp Potassium có vai trò chủ yếu trong việc chuyển hoá năng lượng trong quá trình đồng hoá các chất trong cây, làm tăng quá trình quang hợp và thúc đẩy sự vận chuyển glucid từ phiến lá vào các cơ quan. Potassium làm tăng khả năng chống chịu của cây đối với các tác động không thuận lợi từ bên ngoài, làm cho cây ra nhiều nhánh, phân cành nhiều, lá ra nhiều. Potassium làm cho cây cứng chắc, ít đổ ngã, tăng cường khả năng chịu úng, chịu hạn, chịu rét. Potassium làm tăng phẩm chất nông sản và góp phần làm tăng năng suất cho cây. Potassium làm tăng lượng đường trong quả làm cho màu sắc quả đẹp tươi, hương vị quả thơm và làm tăng khả năng bảo quản quả. Kali làm tăng chất bột trong củ khoai, làm tăng lượng đường trong mía. Potassium cần thiết cho mọi loại cây trồng, nhưng quan trọng nhất đối với nhóm cây chứa nhiều đường hay tinh bột như lúa, ngô, mía, khoai tây, Bón K sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng N và P. Khi thiếu K thì sự tích tụ ammoniac cao gây độc hại cho cây, lá biểu hiện màu xanh dương thẫm, đọt bị cháy hay có những đốm màu nâu, có khi lá cuốn lại thường xuất hiện ở lá già trước. Các triệu chứng khác như chồi cằn cỗi, cây chết, không trổ hoa, rễ kém phát triển, lóng ngắn. Sử dụng Potassium dưới dạng: KCl, KHCO3, K2HPO4, KNO3, K2SO4. b. Nhóm các nguyên tố t ung lƣợng Đây là các chất dinh dưỡng khoáng thiết yếu mà cây trồng cần ở mức trung bình bao gồm: lưu huỳnh (S), calcium (Ca), magnesium (Mg) và silic (Si). Mặc dù số lượng yêu cầu không lớn như NPK nhưng các chất trung lượng (canxi, magie, lưu huỳnh và silic) là những chất có vai trò vô cùng thiết yếu đối với cây trồng. Nhóm các nguyên tố trung lượng tồn tại trong cây với tỷ lệ thấp hơn, chỉ khoảng 1/1000 đến 1/100. Vai trò của Magnesium (Mg) Magnesium tham gia vào hạt nhân trung tâm của phân tử diệp lục nên có vai trò tích cực trong quang hợp của cây. 33
Đồ án tốt nghiệp Mg và N là 2 nguyên tố dinh dưỡng duy nhất trong đất tham gia cấu tạo nên chlorophyll (diệp lục), mà nhờ có nó cây trồng mới quang hợp, tạo nên tất cả các vật chất khác cấu tạo nên sự sống. Trong cây, Mg chủ yếu tham gia vào thành phần diệp lục, ngoài ra còn thấy trong thành phần hạt. Magnesium cũng giúp tăng cường đồng hóa lân, tăng cường hô hấp và hoạt hóa nhiều hệ thống men trong cây. Magnesium được cây hấp thụ ở dạng Mg2+, là cấu trúc của diệp lục tố giúp lá có màu xanh. Chất Mg rất dễ bị rửa trôi khi đất có nhiều cát. Trong cây, Mg di động từ lá già đến lá non. Thiếu Mg cây sinh trưởng kém, lá già có màu vàng, màu đồng hoặc màu đỏ ở phần thịt lá nhưng gân lá vẫn còn xanh, bìa lá có thể bị cong xuống hoặc dủm lên với những nếp nhăn nheo. Cây thừa Mg sẽ ít hấp thụ Ca, lá già có những đốm bị hoại tử, những gân nhỏ của lá già này có thể chuyển sang màu nâu. Magnesium thường bị thiếu trong cây vì chất này rất dễ bị rửa trôi. Bón phân vôi Dolomite hoặc phun phân MgCl2 lên lá cũng giúp cây khắc phục được triệu chứng thiếu Mg. Sử dụng Magnesium dưới dạng: MgSO4.H2O, MgO. Vai trò của calcium (Ca) Canxi là thành phần muối pectat của tế bào (pectat calcium) có ảnh hưởng trên tính thẩm thấu của màng. Trong tế bào, Ca hiện diện ở dạng không bào, mô, ở lá già nhiều Ca2+ hơn ở lá non. Calcium là ion k m năng động nên màng tế bào thực vật hấp thu dễ dàng. Khi nồng độ Ca2+ cao trong môi trường thì Fe sẽ kết tủa cho nên các chất này giảm hoặc không di chuyển vào trong tế bào, kết quả lá bị vàng (vì Fe là thành phần cấu tạo của diệp lục tố). Calcium còn là chất hoạt hóa của vài enzyme, nhất là ATPase. Khi thiếu Ca2+, đặc biệt trong môi trường thủy canh thì rễ sẽ bị nhầy nhụa, dẫn đến sự hấp thu chất dinh dưỡng bị trở ngại, cây ngừng sinh trưởng, phát triển và chết. biểu 34
Đồ án tốt nghiệp hiện thiếu ở ngọn chồi lá non thường bị xoắn, lá bị tua, cháy bìa lá, than cuống hoa gãy. 2+ Sử dụng Ca dưới dạng: Ca(NO3)2, CaCl2, CaSO4. Vai trò của lƣu huỳnh (S) Lưu huỳnh tham gia vào 2 trong số 21 amino acid trong thành phần protein. Giúp hình thành các men và vitamin. Tăng cường nốt sần cố định đạm trong cây họ đậu. Giúp tăng năng suất cây trồng lấy hạt. Rất cần thiết trong quá trình hình thành diệp lục mặc dù không có trong thành phần diệp lục. Tham gia vào thành phần một số chất hữu cơ hình thành nên mùi của tỏi, hành và mù tạt. Chất lưu huỳnh không di động trong cây. Hầu hết đất ở Đ SCL có rất nhiều lưu huỳnh ở dạng hữu dụng, cây trồng không bị thiếu dưỡng chất này. Vai trò của Silic (Si) Các loài cây trồng thuộc họ hòa thảo cũng tích lũy một hàm lượng silic trong các mô của nó và khi được bổ sung thêm silic thì có sự tăng cường sinh trưởng phát triển. Silic tạo nên các phức hợp với polyphenol để hình thành những hợp chất với lignin tăng cường độ cứng của thành tế bào. Cây thiếu silic thường rất dễ đổ và nhiễm bệnh nấm. Silic thường được tích lũy ở dạng hydrat hóa, vô định hình (SiO2.nH2O) trong các màng lưới nội chất, thành tế bào và các khoảng không giữa tế bào. c. Nhóm các nguyên tố vi lƣợng Vai trò của Bo (B) Bo có vai trò trong sự kéo dài tế bào, trong sự tổng hợp axit nucleic, trong phản ứng của hoocmon và chức năng của membran (Shelp, 1993). Triệu chứng thiếu hụt Bo có nhiều biểu hiện khác nhau phụ thuộc vào loài, tuổi của cây. Điển hình là các điểm chết đen ở lá non và chồi đỉnh và tác hại này thể hiện ở các lá non và phần dưới của phiến lá, thân bị cứng. Mất ưu thế ngọn làm cho cây phân cành nhiều, các chồi ngọn của các cành cũng bị hại và do sự phân chia tế bào bị kìm hãm. Cấu trúc của quả, rễ củ và củ thường dị dạng hoặc bị thối do các mô bên trong bị hỏng. Vai trò của Mangan (Mn) 35
Đồ án tốt nghiệp Ion Mn2+ hoạt hóa nhiều enzyme trong tế bào thực vật, đặc biệt là các enzyme dehrogenase, decacboxilase trong chu trình Kreb đều được hoạt hóa bởi mangan. Chức năng rõ rệt nhất của mangan là trong phản ứng quang phân ly nước của quang hợp. Triệu chứng thiếu hụt mangan điển hình là sự mất màu của các gân và sự xuất hiện các điểm chết nhỏ. Sự mất màu có thể xảy ra ở lá già, lá non hoặc tuy thuộc loài cây và tốc độ sinh trưởng. Vai trò của Kẽm (Zn) Kẽm tham gia trong quá trình tổng hợp auxin vì có liên quan đến hàm lượng tryptophan aminoacid, tiền sinh của quá trình sinh tổng hợp NAA. Kẽm còn là chất họat hóa của nhiều dehydrogenase, có thể có vai trò trong sự tổng hợp protein. Kẽm còn có tác dụng phối hợp với nhóm GA3, có liên quan đến quá trình sinh tổng hợp viamin nhóm B1, B2, B6, B12. Ngoài ra, còn ảnh hưởng tốt đến độ bền của diệp lục tố, tác dụng đến sự tổng hợp carotenoid. Kẽm còn thúc đẩy sự vân chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ quan dự trữ, tăng khả năng giữ nước, độ ngậm nước của mô do làm tăng quá trình tổng hợp các cao phân tử ưa nước như protein, acid nucleic. Khi thiếu Zn thì cường độ tổng hợp như tryptophan từ indol và xerin bị kìm hãm nên rễ không tạo được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu, sắc tố bị hủy hoại, lá kém phát triển, dạng lá không bình thường, lóng ngắn. Sử dụng Zn dưới dạng: ZnSO4.7H2O. Vai trò của Đồng (Cu) Đồng thường được liên kết với các enzyme oxy hóa khử. Triệu chứng đầu tiên của sự thiếu đồng là lá bị chuyển sang màu xanh đen và có mặt các điểm hoại thư. Điểm hoại thư xuất hiện trước hết ở đỉnh lá non sau lan xuống dưới dọc theo mép lá. Lá có thể biến dạng khi thiếu đồng, nếu thiếu nghiệm trọng thì lá có thể bị rụng. Vai trò của Molypdenum (Mo) Ion molybdenum (Mo4+ đến Mo6+) là thành phần của một số enzyme như nitrate reductase và nitrogenase. Enzyme nitrate reductase xúc tác cho phản ứng 36
Đồ án tốt nghiệp khử nitrate thành nitrite trong quá trình đồng hóa chúng ở tế bào thực vật, enzyme nitrogenase biến đổi khí nitrogen thành amonium trong các vi sinh vật cố định nitrogen. Dấu hiệu đầu tiên của sự thiếu hụt molybdenum là sự mất màu giữa các gân lá và các điểm hoại thư ở lá già. Thiếu hụt molybdenum có thể gây ra sự thiếu hụt nitơ nếu nguồn nitơ cung cấp chủ yếu là nitrate hoặc trên cây trồng phụ thuộc chủ yếu vào nguồn nitrogen cố định bởi vi sinh vật cộng sinh. Cây đòi hỏi lượng molybdenum rất thấp. Sự bổ sung một lượng nhỏ molybdenum trên đất thiếu cũng đã gây ra hiệu quả rất cao. Vai trò của sắt (Fe) Sắt là cấu tử của nhiều enzyme có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển điện tử (các phản ứng oxy hóa khử) như các cytocrom. Trong quá trình vận chuyển điện tử, sắt được oxy hóa từ Fe2+ thành Fe3+. Ở Đ SCL đa số là đất chua nên không thiếu sắt, trái lại sắt là chất gây độc cho cây trồng trên đất phèn. Vai trò của niken (Ni) Cho đến nay chỉ phát hiện được enzym urease ở thực vật thượng đẳng là enzyme có chứa niken. Các vi sinh vật cố định nitơ có nhu cầu về niken cho các enzyme tham gia vào quá trình tạo khí hyđro trong quá trình cố định đạm. Sự thiếu hụt niken làm cây tích lũy urea trong lá dẫn đến làm chết các ngọn lá. Biểu hiện thiếu hụt niken đối với cây chỉ xảy ra khi cây trồng trên những loại đất đặc biệt rất thiếu niken bởi vì nhu cầu về niken của cây là rất thấp. Vai trò của chloros (Cl) Chloros có mặt trong cây ở dạng ion Cl -. Clo được sử dụng cho các phản ứng quang phân ly nước của quang hợp. Ngoài ra, chloros còn cần thiết cho sự phân chia tế bào ở lá và rễ. Cây thiếu chloros sẽ gây héo ngọn lá và tiếp sau là làm cho toàn lá bị mất mầu và chết. Sinh trưởng của lá bị kìm hãm, lá thường có mầu đồng sáng. Rễ bị ngắn, dày lên ở phía đầu rễ. Hầu hết các cây hấp thụ lượng chloros cao hơn so với nhu cầu của mình. Vai trò của sodium (Na) 37
Đồ án tốt nghiệp Hầu hết các loài thực vật C4 và C M đều cần natri. Ở các cây này, sodium cần cho sự tái tạo phosphoenolpyruvat – chất đầu tiên của phản ứng cacboxyl hóa ở cây C4 và CAM. Khi thiếu natri thì những cây này bị mất màu và bị hoại tử hoặc mất khả năng ra hoa. Nhiều loài cây C3 cũng sinh trưởng tốt khi có mặt ion Na+. Sodium kích thích sinh trưởng qua việc tăng cường sự giãn tế bào và có thể thay thế phần nào potassium như một chất tan có hoạt tính thẩm thấu. Vai trò của cobalt (Co) Cobalt là cần thiết để cố định đạm trong cây họ đậu. Nhu cầu về cobalt cao hơn rất nhiều để cố định đạm hơn so với ammonium dinh dưỡng. Thiếu hụt có thể dẫn đến các triệu chứng thiếu hụt nitrogen. Trong điều kiện canh tác thâm canh như hiện nay, cả các chất đa, trung và vi lượng đều phải được bón bổ sung bằng phân bón gốc hoặc phân bón qua lá. 38
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 2.1.1 Thời gian nghiên cứu Các thí nghiệm được tiến hành từ 25/ 05/ 2015 đến 18/ 08/ 2015. 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu Thí nghiệm được thực hiện tại 90 Liên Khu 1-6, P. Bình Trị Đông, Q. ình Tân, TP.HCM. 2.2 Nguyên vật liệu thí nghiệm 2.2.1 Nguồn giống Hạt giống cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được mua tại Công ty Trang Nông, 2E – 2F Lê Quang Sung, Quận 6, Thành phố Hồ Chí Minh. 2.2.2 Thiết bị và dụng cụ Ống đong dung tích 1000 ml. ình định mức 25 ml, 50 ml, 100 ml. Cốc thủy tinh 50 – 1000 ml. Đũa thủy tinh Pipette Cân phân tích (Orbital Germany) Máy đo pH Tủ lạnh để bảo quản hóa chất Máy nước cất (Branstead USA) 2.3. Phƣơng pháp 2.3.1. Chuẩn bị hệ thống thủy canh ngâm rễ - Chuẩn bị hộp xốp: hộp xốp 38 x 24 x 18 cm (dung tích: 4 lít) bên trong được lót nylon tối màu để đựng dung dịch. - Khoan lỗ: khoan lỗ có đường kính tương đương miệng rọ trên nắp hộp xốp, mỗi nắp hộp xốp khoan 5 lỗ. - Chuẩn bị rọ gieo hạt: dùng xơ dừa nhồi vào rọ, đặt rọ vào các lỗ đã khoan trên nắp thùng xốp. - Khung sắt cố định máng thủy canh. 39
Đồ án tốt nghiệp - Thùng xốp 38 x 24 x 18 cm được lót nylon tối màu bên trong thùng. - Tấm trồng: nắp đậy thùng xốp khoan lỗ vừa với rọ trồng. - Giá thể: xơ dừa được cung cấp bởi Công ty TNHH GiNo, 146/6A Võ Thị Sáu, Quận 3, Tp. Hồ Chí Minh. - Dung dịch dinh dưỡng Murashige và Skoog (1962) được bảo quản trong tủ lạnh. - Sử dụng lưới che để chắn côn trùng và ngăn không cho nước mưa làm loãng dung dịch dinh dưỡng. - Chuẩn bị cây con: ngâm hạt giống 4 tiếng trong nước ấm trước khi gieo, sau đó cho giá thể vào rọ. Gieo hạt vào ly: 5 – 10 hạt vào mỗi rọ, phủ lớp mỏng giá thể lên phía trên hạt đã gieo. Tưới phun nước hằng ngày cho đến khi cây được 5 – 6 ngày tuồi, bén rể, có một hai lá non và có khả năng hút nước. 2.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thành phần khoáng t ong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Môi trường Murashige & Skoog (1962) được coi như là một môi trường cơ bản, giàu dinh dưỡng, được sử dụng phổ biến trong phương pháp nuôi trồng thủy canh. Tuy nhiên, nhu cầu dinh dưỡng của mỗi một loài cây trồng là khác nhau về cả liều lượng và tỷ lệ các chất dinh dưỡng . Việc xác định nhu cầu các dinh dưỡng của cây trồng có vai trò quyết định đến năng suất và chất lượng nông sản sẽ thu hoạch. Ngoài ra, việc sử dụng thành phần các chất dinh dưỡng thích hợp với nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng còn góp phần vào việc giảm chi phí đầu tư trong sản xuất nông nghiệp. Do đó thí nghiệm trên được thực hiện để tìm ra thành phần khoáng thích hợp cần thiết cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Chọn những cây con thích hợp có kích thước tương tự nhau, di chuyển các rọ cây con xếp tương ứng các lỗ trên năp thùng xốp (5 rọ/thùng). 40
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.1. Bố trí cây con vào thùng xốp Tiến hành pha loãng môi trường dinh dưỡng và cho vào các thùng xốp đã được đánh dấu để phân biệt. - Pha dung dịch dinh dưỡng theo từ tỷ lệ nồng độ Nghiệm thức 1: Môi trường nước cất (đối chứng) Nghiệm thức 2: Môi trường MS Nghiệm thức 3: Môi trường MS1/2 (1/2 môi trường MS + 1/2 nước cất) Nghiệm thức 4: Môi trường MS1/4 (1/4 môi trường MS + 3/4 nước cất) Nghiệm thức 5: Môi trường MS1/8 (1/8 môi trường MS + 7/8 nước cất) Nghiệm thức 6: Môi trường MS1/10 (1/10 môi trường MS + 9/10 nước) - Đổ dung dịch đã pha vào khay trồng đến 2/3 chiều cao khay trồng, (ngập rọ từ 2-3 cm) - Cho tấm trồng vào khay trồng. Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ NT Thành phần môi trường A0 Nước cất A1 MS A2 MS1/2 A3 MS1/4 A4 MS1/8 A5 MS1/10 41
Đồ án tốt nghiệp Từ kết quả của thí nghiệm này xác định thành phần khoáng trong môi trường MS thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. 2.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Từ lâu chúng ta đã biết đến vitamin B1 giúp cây trồng sinh trưởng tốt. Việc xác định nồng độ Vitamin B1 thích hợp bổ sung vào môi trường MS1/10 là cần thiết có vai trò đối với năng suất và chất lượng nông sản sẽ thu hoạch. Ngoài ra, việc sử dụng vitamin B1 với nồng độ thích hợp với nhu cầu của cây trồng còn góp phần vào việc giảm chi phí đầu tư trong sản xuất nông nghiệp. Do đó thí nghiệm trên được thực hiện để xác định nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). - Chọn những cây con thích hợp có kích thước tương tự nhau, di chuyển các rọ cây con xếp tương ứng các lỗ trên năp thùng xốp (5 rọ/thùng). - Pha dung dịch dinh dưỡng theo tỷ lệ nồng độ cho kết quả tốt nhất ở thí nghiệm 1, sau đó bổ sung thêm vitamin B1 theo từng tỷ lệ. Nghiệm thức 1: Môi trường cho hiệu quả tốt nhất ở TN1 (MS1/10) Nghiệm thức 2: Môi trường MS1/10 bổ sung 0,5 g/l Nghiệm thức 3: Môi trường MS1/10 bổ sung 1,0 g/l Nghiệm thức 4: Môi trường MS1/10 bổ sung 1,5 g/l Nghiệm thức 5: Môi trường MS1/10 bổ sung 2,0 g/l Nghiệm thức 6: Môi trường MS1/10 bổ sung 2,5 g/l Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 thích hợp cho sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ NT Thành phần môi trường B1(g/l) B0 MS1/10 0 B1 MS1/10 0.5 B2 MS1/10 1.0 B3 MS1/10 1.5 B4 MS1/10 2.0 B5 MS1/10 2.5 42
Đồ án tốt nghiệp Từ kết quả của thí nghiệm này xác định nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. Lƣu ý: - Khoảng 3 – 4 ngày/1 lần mờ nắp khay, khuấy đều dung dịch để sục khí giúp cây tăng trưởng nhanh hơn - Quan sát mực dung dịch dinh dưỡng trong khay để châm (thông thường khoảng 7 – 10 ngày thì châm thêm dinh dưỡng 1 lần đến ngập rọ từ 2 – 3 cm như cũ. 2.3.4. Chỉ tiêu theo dõi Trong suốt quá trình thực hiện, theo dõi và ghi nhận kết quả 4 lần trong một khoảng thời gian nhất định (5 ngày) về các chỉ tiêu của các nghiệm thức: - Chiều dài lá: đo lá dài nhất trong một cây từ gốc đến đỉnh lá. - Đường kính lá: đo lá có chiều rộng lá ở chỗ lớn nhất của lá to nhất trong một cây. - Số lá: đếm số lá của từng cây một. - Ở lần đo cuối cùng đo các chỉ tiêu: - Chiều cao cây: đo từ gốc cây đến đỉnh của lá dài nhất trong một cây. - Chiều dài tán cây: đo chiều dài tán cây có chiều dài lớn nhất trong một cây. - Chiều dài rễ: đo chiều dài rễ từ gốc cây đến rễ dài nhất. - Số lượng lá: đếm số lượng lá của từng cây một. - Trọng lượng cây: cân cây tươi sau khi loại bỏ rễ và rửa sạch xơ dừa. 2.4. Thống kê và xử lý số liệu Xử lý số liệu thu được bằng phần mềm MicroSoft Excel® 2013 và phần mềm Statgraphic centurion. Tất cả các số liệu sau khi thu thập ứng với từng chỉ tiêu theo dõi, được thống kê và biểu diễn dưới dạng các số liệu giá trị trung bình cùng kí tự a, b, không có sự khác biệt về mặt thống kê. Các mẫu tự khác nhau (a,b, ) chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,05. 43
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Nghiệm Thời gian Chỉ tiêu thức 5 ngày 10 ngày 15 ngày 20 ngày A0 8,86a 9,9a 11,14a 12,68a A1 9,94ab 13,32bc 17,94bc 19.88bc ab c bc b Chiều dài A2 10,16 13,72 17,1 18,32 lá A3 10,78bc 12,18b 15,78b 17,88b A4 9,44ab 13,58c 16,06bc 20,12bc A5 12,08c 14,43c 18,24c 21,24c A0 3,08a 3,52a 3,69a 4,26a A1 3,12a 4,1ab 5,58bc 6,3b a ab bc b Đƣờng A2 3,1 4,02 6,42 6,2 kính lá A3 3,66a 4,4b 5,26ab 5,78b A4 3,5a 4,46b 5,58bc 6,66bc A5 4,54b 5,3c 6,68c 7,54c A0 4,4a 5,4b 5,8a 5,2a A1 4,6a 5,4b 6,6ab 6,6bc A2 5,0ab 5,4b 7,0b 6,6bc Số lá A3 5,0ab 4,4a 5,6a 5,8ab A4 5,4bc 5,6bc 6,6ab 6,6bc A5 5,8c 6,2c 7,0b 7,0c A0 - - - 14,22b Trọng A1 - - - 12,96b lƣợng tƣơi A2 - - - 9,36ab 44
Đồ án tốt nghiệp A3 - - - 11,4b A4 - - - 19,8c A5 - - - 5,48a Trong cùng một cột, các giá trị trung bình có kí tự theo sau giống nhau không có sự khác biệt về mặt thống kê (P > 0,05). 25 20 A0 15 A1 A2 10 A3 Chiều dài lá dài Chiều 5 A4 A5 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo Biểu đồ 3.1. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 8 7 6 A0 5 A1 4 A2 3 A3 Đƣờng kính kính lá Đƣờng A4 2 A5 1 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo 45
Đồ án tốt nghiệp Biểu đồ 3.2. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng đƣờng kính lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 8 7 6 A0 5 A1 4 A2 Số lá Số 3 A3 2 A4 1 A5 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo Biểu đồ 3.3. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50 45 40 35 30 Chiều cao cây 25 Chiều dài tán 20 Chiều dài rễ 15 Số lá 10 Trọng lượng 5 0 MS MS1/2 MS1/4 MS1/8 MS1/10 NC Thành phần khoáng t ong môi t ƣờng MS Biểu đồ 3.4. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 46
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.2. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 47
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 48
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.4. Ảnh hƣởng của thành phần môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 49
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.5. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Hình 3.6. So sánh ảnh hƣởng của thành phần khoáng trong môi t ƣờng MS lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50
Đồ án tốt nghiệp Chiều dài lá, đường kính lá, số lá và trọng lượng lá là những chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá mức độ sinh trưởng của cây cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ sau khi theo dõi và ghi nhận kết quả. - Sau 5 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.), các cây cải có sự tăng chậm về chiều dài lá, đường kính lá và số lá. Vì đây là cây con nên chưa thích nghi tốt với sự thay đổi môi trường mới. + Nghiệm thức A0: chiều dài lá và đường kính lá phát triển chậm không lớn bằng các cây ở nghiệm thức khác. + Nghiệm thức A1, A2, A3, A4, A5: cây có sự tăng chậm về chiều dài lá và lá có màu xanh đậm hơn so với đối chứng và không chênh lệch nhau nhiều. - Sau 10 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ, các cây cải bẹ xanh sự tăng nhanh về chiều cao, đường kính lá và số lá. + Nghiệm thức A0: cây có lá không lớn bằng các cây ở nghiệm thức khác ngắn, mảnh và úa vàng. Nghiệm thức A1, A2, A3, A4, A5: cây có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá, số lá và lá có màu xanh đậm hơn so với đối chứng. Nghiệm thức A1, A2, A3, cho lá cây mảnh và mép lá bị cuốn do ảnh hưởng của việc dư các chất khoáng. Nghiệm thức A4, A5 cho cây có lá xanh, dài, đường kính lá lớn, số lá nhiều hơn và thân cây mập mạp hơn so với các nghiệm thức A1, A2, A3. - Sau 15 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.), các cây cải bẹ xanh có chiều dài lá, đường kính lá và số lá có sự tăng nhanh về chiều cao, đường kính lá và số lá. + Nghiệm thức A0: cây cho lá có sự tăng về chiều dài lá, lá mảnh và úa vàng. Do thiếu chất dinh dưỡng dẫn đến không cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho cây làm cây sinh trưởng chậm và quang hợp yếu. + Nghiệm thức A1, A2, A3, A4, A5: cây có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá và lá có màu xanh đậm hơn so với đối chứng . Nghiệm thức A1, A2, A3 cho lá cây dài, mảnh và mép lá bị cuốn do ảnh hưởng của việc dư các 51
Đồ án tốt nghiệp chất khoáng. Nghiệm thức A4, 5 cho cây có lá xanh, dài, đường kính lá lớn không bị cuốn và thân cây mập mạp hơn so với các nghiệm thức A1, A2, A3. - Sau 20 ngày, sự tăng trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) ở các nghiệm thức khác nhau rất rõ ràng. - Ở nghiệm thức A0 cho cây ngắn, nhỏ, lá vàng úa, số lá ít, tán cây hẹp trung bình nhất do không cung cấp đủ dinh dưỡng cần thiết cho cây nên sự sinh trưởng và khả năng quang hợp kém. Do đó cây có trọng lượng nhỏ nhất và chiều dài rễ lớn nhất. - Ở nghiệm thức A1, A2, A3, A4 cây có màu xanh sậm, lá dài, mảnh, mép lá bị cuốn, tán lá lớn hơn ở 2 nghiệm thức A1 và nhỏ hơn ở nghiệm thức A3 và A4. Số lá ở các nghiệm thức trên tương đối nhiều. Do được cung cấp bởi môi trường giàu dinh dưỡng nên chiều dài rễ ngắn và trọng lượng cây do ảnh hưởng của dư lượng chất khoáng nên có trọng lượng nhỏ. - Nghiệm thức A5 cho kết quả tốt nhất với cây lớn, lá dài, đường kính lớn, số lá nhiều, lá xanh, tán lá rộng, trọng lượng lớn gấp 3,6 lần so với nghiệm thức A0 và gấp hơn 1,5 lần so với các nghiệm thức còn lại . Do đó ta xác định được nghiệm thức A5 với thành phần khoáng MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.). - Dinh dưỡng khoáng là yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng của thực vật. cây trồng sẽ sinh trưởng tốt trong điều kiện dinh dưỡng thích hợp. một nồng độ quá cao hay quá thấp sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh lý diễn ra bên trong thực vật và có thể biểu hiện ra hình thái bên ngoài. Thiếu một nguyên tố thiết yếu có thể gây ra những rối loạn biến nhưỡng, dẫn đến những triệu chứng thiếu dinh dưỡng đặc trưng. - Theo Benton Jones (2004), nồng độ nitrogen cao trong môi trường dinh dưỡng, cây có triệu chứng thừa đạm: cây rất yếu, dễ ngã đỏ, năng suất giảm; nếu thiếu nitrogen cây có triệu chứng thiếu đạm: thân và bộ rễ kém phát triển, lá vàng, phiến lá mỏng và làm giảm năng suất. Ở nghiệm thức 1, 2, 3 tương ứng với các môi trường dinh dưỡng: MS, MS1/2, MS1/4, lá mảnh, dài, yếu do nồng độ nitrogen cao trong môi trường dinh dưỡng gây triệu chúng thừa đạm. Ở nghiệm thức 0 tương ứng với môi trường nước cất cho cây lá mỏng, ngắn, lá 52
Đồ án tốt nghiệp vàng do triệu chúng thiếu đạm. Và ở nghiệm thức 5 tương ứng với môi trường MS1/10 cho kết quả đo chiều dài lá, đường kính lá và số lá cao hơn các nghiệm thức còn lại do được cung cấp đầy đủ và cân đối nitrogen. - Theo Horchani Faouzi và cộng sự (2010), khi nitrogen được cung cấp đầy đủ thì cường độ quang hợp tăng, cây trồng tăng cường hấp thu dinh dưỡng và làm thay đổi các chỉ số trong dung dịch dinh dưỡng. Thể hiện trên các nghiệm thức A0 cho kết quả tán lá hẹp, đường kính lá nhỏ nhất và trọng lượng nhẹ nhất do cường độ quang hợp thấp, trọng lượng nhỏ do hấp thu dinh dưỡng yếu, nghiệm thức A cho kết quả tán cây to nhất, đường kính lá lớn nhất và trọng lượng lớn nhất 53
Đồ án tốt nghiệp 3.2 Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Nghiệm Thời gian Chỉ tiêu thức 5 ngày 10 ngày 15 ngày 20 ngày B0 8,82bc 10,58a 17,44ab 20,38a B1 7,64a 12,34bc 18,5bc 23,68bc c c c c B2 9,24 13,28 19,82 24,7 Chiều dài B3 7,9ab 12,26b 18,3bc 22,18abc lá B4 7,84a 11,68b 16,92ab 20,82ab B5 8,06ab 12,18b 16,36a 20,36a B0 2,7abc 3,36a 4,72ab 7,22a B1 2,3a 3,98bc 5,02bc 8,58bc c bc d c B2 2,96 4,28 6,48 8,82 Đƣờng B3 2,62abc 4,42c 5,74cd 8,14abc kính lá B4 2,84bc 3,84ab 4,62ab 7,54ab B5 2,44ab 3,82ab 4,1a 7,08a B0 4,8a 6,0ab 7,4bc 7,0a B1 5,2ab 6,4b 7,0abc 7,2a B2 5,8b 6,8b 8,0c 8,4b ab ab ab a Số lá B3 5,2 6,2 6,6 7,0 B4 4,4a 5,2a 6,4ab 6,4a B5 4,8a 5,2a 6,0a 6,2a B0 - - - 23,94a B1 - - - 22,84a Trọng b lƣợng tƣơi B2 - - - 29,54 B3 - - - 23,28a 54
Đồ án tốt nghiệp B4 - - - 23,32a B5 - - - 23,28a Trong cùng một cột, các giá trị trung bình có kí tự theo sau giống nhau không có sự khác biệt về mặt thống kê (P > 0,05). 30 25 20 B0 B1 15 B2 10 B3 Chiều dài lá dài Chiều B4 5 B5 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo Biểu đồ 3.5. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 10 9 8 7 B0 6 B1 5 B2 4 B3 3 Đƣờng kính lá kính Đƣờng 2 B4 1 B5 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo 55
Đồ án tốt nghiệp Biểu đồ 3.6. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên đƣờng kính cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 9 8 7 6 B0 5 B1 B2 Số lá Số 4 3 B3 2 B4 1 B5 0 Ngày 5 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày đo Biểu đồ 3.7. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 45 40 35 30 Chiều cao cây 25 Chiều dài tán 20 Chiều dài rễ 15 Số lá 10 Trọng lượng 5 0 ĐC 0.5 1 1.5 2 2.5 Nồng độ vitamin B1 (g/l) bổ sung vào môi t ƣờng Biểu đồ 3.8. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.7. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 57
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.8. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 58
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.9. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 59
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.10. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Hình 3.11. Ảnh hƣởng của vitamin B1 bổ sung vào môi t ƣờng MS1/10 lên sự sinh t ƣởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 60
Đồ án tốt nghiệp Chiều dài lá, đường kính lá và số là là những chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá mức độ sinh trưởng của cây cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ sau khi theo dõi và ghi nhận kết quả. - Sau 5 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.) các cây có sự tăng chậm về chiều dài lá, đường kính lá và số lá và không có sự chênh lệch nhiều với nhau và với với nghiệm thức đối chứng. Vì đây là cây con nên chưa thích nghi tốt với sự thay đổi môi trường mới. - Sau 10 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.), các cây cải sự tăng nhanh về chiều cao, đường kính lá và số lá. + Nghiệm thức B0, B1, B2, B3, B4: cây có có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá và số lá. + Nghiệm thức B5: cây có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá, số lá và lá có màu xanh. Tuy nhiên sự sinh trưởng của cây ở nghiệm thức B5 không tốt bằng so với nghiệm thức đối chứng do ảnh hưởng của sự dư thừa vitamin B1. - Sau 15 ngày trồng cải bẹ xanh (Brassica Juncea L), các cây cải có chiều dài lá, đường kính lá và số lá có sự tăng nhanh về chiều cao, đường kính lá và số lá. + Nghiệm thức B0, B1, B3, B4, B5: cây có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá và lá có màu xanh . Nghiệm thức B1, B2, B3 cho lá cây dài, đường kính lớn, số lượng lá nhiều và tán lá rộng. Nghiệm thức B5 cho cây có kết quả không tốt bằng các nghiệm thức còn lại do ảnh hưởng của dư lượng vitamin B1. + Nghiệm thức B2: cho cây có sự tăng nhanh về chiều dài lá, đường kính lá lớn, thân cây mập mạp và tán lá lớn nhất. - Sau 20 ngày, sự tăng trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) ở các nghiệm thức khác nhau rất rõ ràng. - Ở nghiệm thức B1, B2, B3, B4 cây có màu xanh sậm, lá dài, to, tán lá lớn . Do được cung cấp bởi môi trường giàu dinh dưỡng nên chiều dài rễ ngắn và trọng lượng cây nhỏ do ảnh hưởng của dư lượng chất khoáng. - Nghiệm thức B2 cho kết quả tốt nhất với cây lớn, lá dài, đường kính lớn, số lá nhiều, lá xanh, tán lá rộng và trọng lượng cây lớn nhất và lớn hơn ít nhất 5,6 61
Đồ án tốt nghiệp g so với các nghiệm thức còn lại. Do đó ta xác định được nghiệm thức B2 với thành phần vitamin B1 (1 g/l) thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica Juncea L.). 62
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận Thủy canh là phương pháp canh tác đơn giản, dễ thực hiện, cho năng suất cao. Do đó cần được phổ biến rộng rãi, tăng diện tích trồng thủy canh để cải thiện nền nông nghiệp ở Việt Nam và phục vụ đời sống người dân. Cây cải bẹ xanh trong nuôi trồng thủy canh có môi trường pH thích hợp là 5,5 – 6,5. dựa vào điều kiện ngoại cảnh tác động mà ta chọn điều kiện trồng tốt nhất để thu được kết quả cao. Thành phần khoáng MS1/10 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Nồng độ vitamin B1 (1 g/l) bổ sung vào môi trường MS 1/10 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). 4.2. Kiến nghị - Khảo sát trồng thủy canh cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trên nhiều giá thể khác nhau. - Khảo sát trồng thủy canh cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trên các hệ thống thủy canh khác nhau. 63
Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]. Ngô Hồng Bình, Tô Thị Thu Hà, Nguyễn Thị Liên Hương, Đặng Hiệp Hòa (2011). Kết quả nghiên cứu và chọn tạo giống cải làn 8RA02 phục vụ ăn tươi. Báo cáo khoa học. Viện nghiên cứu rau quả, trang18. [2]. Lê Thanh Bồn (2012). Dinh dưỡng khoáng của cây trồng. Giáo trình dùng cho nghiên cứu sinh ngành trồng trọt. Trường Đại học Nông Lâm Huế, trang 6. [3]. Nguyễn Mạnh Chinh (2011). Sổ tay trồng rau an toàn. Nhà xuất bản nông nghiệp. Tp. Hồ Chí Minh 2011, trang 155. [4]. Nguyễn Minh Chung (2012). Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thủy canh. Luận án tiến sĩ. Trường Đại Học Thái Nguyên, trang 103. [5]. Phạm Văn Chương, Gordon Rogers, Phạm Hùng Cương (2008). Mối liên kết giữa nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ sản phẩm đảm bảo sản phẩm rau quả an toàn chất lượng cao cho người tiêu dùng. Viện khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ. Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam. [6]. Tạ Thu Cúc (2005). Giáo trình kỹ thuật trồng rau. Nhà xuất bản Hà Nội (2005), trang 305. [7]. Phạm Minh Cương và cộng sự (2005). Nghiên cứu một số biện pháp canh tác hợp lý cho vùng chuyên canh sản xuất rau an toàn. Tạp chí NN&PTNT, (3/2005) [8].Vũ Thị Đào (1999). Đánh giá tồn dư Nitrat và một số kim loại nặng trong rau vùng Hà Nội và bước đầu tìm hiểu ảnh hưởng của bùn thải đến sự tích lũy của chúng. Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp. Trường Đại học Nông Nghiệp I, Hà Nội, trang 97. [9]. Nguyễn Xuân Giao (2010). Kỹ thuật sản xuất rau sạch, rau an toàn theo tiêu chuẩn VIETGAP. Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ, trang 23 – 58. [10]. Phan Thị Thu Hằng (2008). Nghiên cứu hàm lượng nitrat và kim loại nặng trong đất, nước, rau và một số biện pháp nhằm hạn chế sự tích lũy của chúng trong rau tại Thái Nguyên. Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp. Đại học Thái nguyên, trang 146. 64
Đồ án tốt nghiệp [11]. Nguyễn Thị Hai (2011). Thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và giải pháp để phát triển bền vững cho sản xuất rau ở Việt Nam. Kỷ yếu hội nghị khoa học Môi trường và Công nghệ sinh học năm 2011. Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM. Khoa môi trường và công nghệ sinh học. [12]. Nguyễn Thanh Hải (2009). Tính thích ứng của một số loại rau ở vùng Bắc Trung Bộ. Tạp chí Thông tin và khoa học công nghệ Nghệ An, số 3/2009. [13]. Đặng Thu Hòa (2002). Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón, độ ô nhiễm - của đất trồng và nước tưới tới mức độ tích lũy NO3 và kim loại nặng (Pb, Cd) trong một số loại rau. Luận Văn Thạc sỹ. Đại học Nông nghiệp I, trang 83. [14]. Nguyễn Phi Hùng, Lê Thị Yên, Phạm Thị Xuyến (2008). Nghiên cứu tuyển chọn và phát triển một số giống rau cải cho vùng núi phía Bắc. Tạp chí Khoa học và Công nghệ nông nghiệp Việt Nam, số 1/2008. [15]. Lê Thị Khánh (2008).Giáo trình Cây rau. Đại học Huế. [16]. Bùi Thị Khuyên, Hubert Debon, Tô Thị Thu Hà (2002). Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất và chất lượng rau cải ngọt, xây dựng đường cong hòa loãng đạm tới hạn cho rau cải ngọt. Kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ về rau quả giai đoạn 2000 – 2002. Nhà xuất bản nông nghiệp, trang 218 – 225. [17]. Cao Thị Làn (2011). Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất xà lách, dưa leo, cà chua sạch trên giá thể trong nhà che phủ tại Đà Lạt. Trường Đại học Đà Lạt, trang 92. [18]. Nguyễn Cẩm Long, Nguyễn Minh Hiếu, Trần Đăng Hòa, (2012). Khảo nghiệm một số giống cải xanh (Brasica juncea L.) phục vụ sản xuất rau tại Quảng Bình. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 3/2012, trang 141 – 146. [19]. Châu Hữu Hiền Phillippe, Nguyễn Tôn Tạo, Nguyễn Quang Thạch (2001). Báo cáo dự án tiền khả thi về sản xuất rau an toàn cho thành phố Hà Nội. Sở Nông nghiệp và phát triển Nông thôn Hà Nội. [20]. Lê Hồng Phúc (2010). Cây và đời sống. Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội, trang 128. [21]. Hoàng Đức Phương (2000). Kỹ thuật làm vườn. Nhà xuất bản nông nghiệp 65
Đồ án tốt nghiệp [22]. Phạm Bình Quyền (1988). Phòng trừ côn trùng gây bằng các yếu tố sinh học. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. trang 55. [23]. Lê Văn Tán, Lê Khắc Huy, Lê Văn Luận (1998). Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến lượng nitrat trong một số loại rau. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Mã số B96 – 08 – 10. [24]. Phạm Minh Tâm (2001). Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân có đạm đến năng suất và sự biến động hàm lượng nitrat trong cải bẹ xanh và trong đất, Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp. Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. [25]. Nguyễn Đình Thi, Lê Thị Quyên (2011). Nghiên cứu xác định liều lượng đạm, lân và kali hợp lý cho cải xanh (Brassica juncea) trồng trong điều kiện có lưới che tại thành phố Huế. Tạp chí khoa học, Đại học Huế, số 64, trang 149 – 158. [26]. Trần Khắc Thi, Nguyễn Công Hoan (2007). Kỹ thuật trồng rau sạch an toàn và chế biến rau xuất khẩu.Nhà xuất bản Hà Nội 2007, trang 199. [27]. Trần Khắc Thi, Tô Thị Thu Hà, Nguyễn Thu Hiền, Phạm Mỹ Linh, Lê Thị Tình (2009). Rau ăn lá và hoa. Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ 2009, trang 7 – 136. [28]. Trần Khắc Thi (2011). Kỹ thuật trồng rau an toàn. Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội 2011, trang 5 – 81. [29]. Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2006). Phân vi lượng với cây trồng. Nhà xuất bản Lao động, trang 28 – 29. [30]. Trung tâm Khuyến Nông Tp. Hồ Chí Minh (2009). Cẩm nang trồng rau ăn lá an toàn, trang 42. [31]. Bùi Quang Xuân, ùi Đình Dinh (1999). Sử dụng hợp lý đất, phân bón trong sản xuất rau an toàn và quanh năm cho vùng ngoại ô Hà Nội. Hội thảo lần 2 Nông nghiệp ngoại thành với vấn đề quy hoạch đô thị. Tài liệu nƣớc ngoài [32]. Butt và cộng sự (1994). Pathogenicity of the Entomogenous fungi, Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana against crucifer pests and the honey bee. Biocontrol Science and Technology, Vol.4, issue 2, pp. 207 – 214. 66