Đồ án Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn

135 trang thiennha21 12/04/2022 4900

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_khao_sat_anh_huong_cua_cac_loai_gia_the_va_ty_le_phoi.pdf

Nội dung text: Đồ án Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC LOẠI GIÁ THỂ VÀ TỶ LỆ PHỐI TRỘN GIÁ THỂ LÊN KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG VÀ RA HOA CỦA CÂY DÃ YÊN THẢO (Petunia hybrida) TRONG HỆ THỐNG THỦY CANH MAO DẪN 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 Phương MSSV: 1151110273 Lớp: 11DSH03 TP. Hồ Chí Minh, 2015 i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề “Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn” 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 kì công trình nghiên cứ 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 Phương ii
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt 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 Môi trường và Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S 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 các bạn bè, gia đình 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 Phương iii
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục đích 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2 7. Kết quả đạt được 3 8. Kết cấu của đồ án 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 Giới thiệu sơ lược về thuỷ canh (Hydroponics) 4 1.1.1 Khái niệm 4 1.1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu 5 1.1.3 Thành tựu ứng dụng phương pháp thủy canh (hydroponics) 8 1.1.4 Chất dinh dưỡng – môi trường nuôi trồng thuỷ canh 10 1.1.5 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường 22 1.1.6 Một số giá thể hữu cơ thường được sử dụng 24 1.1.7 Chất lượng nước 25 1.1.8 Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh 26 1.1.9 Các loại hình thuỷ canh 26 1.1.10 Một số bệnh trong thủy canh 32 1.2 Giới thiệu chung về cây Dã yên thảo 33 1.2.1 Nguồn gốc và phân loại 34 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 40 2.1 Thời gian và địa điểm 40 2.2 Vật liệu 40 2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm 40 2.2.2 Hạt giống 40 2.2.3 Môi trường dinh dưỡng 40 iv
2.2.4 Giá thể 40 2.3 Phương pháp nghiên cứu 43 2.3.1 Chuẩn bị cây giống 43 2.3.2 Bố trí hệ thống thủy canh mao dẫn 43 2.4 Bố trí thí nghiệm 44 2.4.1 Thí nghiệm 1 44 2.4.2 Thí nghiệm 2 44 2.4.3 Thí nghiệm 3 45 2.4.4 Thí nghiệm 4 46 2.5 Các chỉ tiêu theo dõi 46 2.5.1 Theo dõi sự sinh trưởng 46 2.5.2 Theo dõi sự ra hoa 46 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 3.1 Thí nghiệm 1 47 3.1.1Sự sinh trưởng của cây 47 3.2.2Sự ra hoa 47 3.2 Thí nghiệm 2 54 3.2.1.Sự sinh trưởng của cây 54 3.2.2 Sự ra hoa 54 3.3 Thí nghiệm 3 61 3.3.1 Sự sinh trưởng của cây 61 3.3.2 Sự ra hoa 61 3.4 Thí nghiệm 4 68 3.4.1 Sự sinh trưởng của cây 68 3.4.2 Sự ra hoa 68 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 4.1 Kết luận 75 4.2 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 v
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình phát triển thủy canh ở một số nước. 9 Bảng 1.2. Vai trò của các chất khoáng thiết yếu đối với sự phát triển cây trồng, những dấu hiệu thiếu và dư thừa chất khoáng. 16 Bảng 2.1. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 44 Bảng 2.2. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 45 Bảng 2.3. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 45 Bảng 2.4. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 46 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 47 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 47 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 54 Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 54 Bảng 3.5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 61 vi
Bảng 3.6: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 61 Bảng 3.7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 68 Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 68 vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 49 Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 50 Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 50 Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 51 Biểu đồ 3.5. Đánh giá ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 51 Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 56 Biểu đồ 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 56 Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 57 Biểu đồ 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 57 Biểu đồ 3.10. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 58 Biểu đồ 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và mùn cưa lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 63 viii
Biểu đồ 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và mùn cưa lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 63 Biểu đồ 3.13. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và mùn cưa lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian 64 Biểu đồ 3.14. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và mùn cưa lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian 64 Biểu đồ 3.15. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 65 Biểu đồ 3.16. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và cát lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 70 Biểu đồ 3.17. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và cát lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 70 Biểu đồ 3.18. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và cát lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 71 Biểu đồ 3.19. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và cát lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 71 Biểu đồ 3.20. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 72 ix
Hình 1.1. Mô hình thủy canh ngâm rễ (root deeping technique) 26 Hình 1.2. Mô hình thủy canh nổi (floating technique) 27 Hình 1.3. Mô hình thủy canh mao dẫn (capillary action technique) 27 Hình 1.4. Mô hình thủy canh màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique) 28 Hình 1.5. Mô hình thủy canh dòng sâu (deep flow technique) 29 Hình 1.6. Mô hình thủy canh túi treo (hanging bag technique) 29 Hình 1.7. Mô hình thủy canh túi tăng trưởng (growing bag technique) 30 Hình 1.8. Mô hình thủy canh rãnh 30 Hình 1.9. Mô hình thủy canh chậu môi trường (pot technique) 31 Hình 1.10. Mô hình khí canh 32 Hình 1.11. Hoa Dã yên thảo 34 Hình 2.1. Xơ dừa COCOBI của công ty GINO 41 Hình 2.2. Trấu đã ủ sẵn 41 Hình 2.3. Cát đã làm sạch 42 Hình 2.4. Mùn cưa 42 Hình 2.5. Cây con hạt Dã yên thảo (Petunia hybrida) 43 Hình 3.1. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và sau 10 ngày. 52 Hình 3.2 Ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 20 ngày và sau 30 ngày 53 Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và 10 ngày. 59 Hình 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 20 ngày và 30 ngày. 60 x
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và phát triển của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và 10 ngày. 66 Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh theo thời gian. 67 Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và 10 ngày. 73 Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 20 ngày và 30 ngày. 74 xi
Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Nhu cầu chơi hoa, dùng hoa để tặng hay trang trí nhà cửa, sân vườn đang phổ biến ở hầu hết các đô thị, thành phố trong cả nước. Tuy nhiên, ở các thành phố, việc dành ra một khuôn đất để trồng hoa không hề đơn giản vì đây là những nơi “tấc đất, tấc vàng”. Một thực tế đặt ra là, khi mà chất lượng cuộc sống ngày càng gia tăng thì nhu cầu giải trí và thỏa mãn những sở thích cần được đáp ứng. Có nhiều giống hoa được du nhập vào nước ta, trong đó, Dã yên thảo (Petunia hybrida) là loài hoa đẹp, có nhiều màu sắc rực rỡ, mang lại vẻ đẹp ấm áp, thích hợp trang trí trong nhà, ban công hay sân vườn. Bên cạnh đó, đây là loài hoa có giá trị kinh tế cao, khi mà hầu hết Dã yên thảo (Petunia hybrida) cung cấp cho thị trường Thành phố Hồ Chí Minh được đưa về từ Đà Lạt, chỉ có một số ít được cung cấp bởi một số vườn ươm nhỏ lẻ ở Hóc Môn. Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh rằng phương pháp thủy canh mang lại lợi ích kinh tế cao, tiết kiệm diện tích đất, nguồn nước, nhân công, cung cấp các sản phẩm rau quả sạch. Trong các phương pháp thủy canh, kỹ thuật thủy canh mao dẫn tỏ ra thích hợp với các loài cây ra hoa. Trồng hoa bằng kỹ thuật thủy canh mao dẫn giúp tiết kiệm diện tích, có thể đặt chúng lên kệ hoăc treo lên tường, ban công, có tác dụng làm đẹp không gian sống lại không mất nhiều thời gian chăm sóc. Từ xa xưa, khi mà người dân sống ven biển thiếu đất canh tác, họ đã nghĩ ra cách trồng một số loại cây trên cát. Phương pháp thủy canh sử dụng nhiều loại giá thể như: xơ dừa, trấu, cát, mùn cưa, đây là một số loại giá thể dễ tìm, rẻ, khả năng mao dẫn cao và có khả năng tái sử dụng. Mặt khác, để đầu tư một hệ thống thủy canh hiện đại yêu cầu kỹ thuật và cần vốn lớn, cũng như thủy canh cũng còn khá xa lạ với người dân Việt Nam. Do đó để ứng dụng những lợi ích mà phương pháp thủy canh mang lại trong điều kiện nước ta, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn” 1
Đồ án tốt nghiệp 2. Mục đích Tìm ra loại giá thể hay tỷ lệ phối trộn giữa các loại giá thể mang lại hiệu quả cao trong viêc trồng hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) áp dụng kỹ thuật thủy canh mao dẫn. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: cây con Dã yên thảo (Petunia hybrida) 40 ngày tuổi được sử dụng làm giống để khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể đến sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) khi ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Phạm vi nghiên cứu: do giới hạn về thời gian, đề tài chỉ khảo sát ảnh hưởng của một số loại giá thể (mùn cưa, trấu, xơ dừa, cát) cũng như tỷ lệ phối trộn giữa chúng lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida). 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể: xơ dừa, trấu, mùn cưa, cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên, đơn yếu tố. Các nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Các số liệu thu được được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XV.I và chương trình MicroSoft Excel 2010®. 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học Đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giữa chúng lên khả năng sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia 2
Đồ án tốt nghiệp hybrida) được trồng trong hệ thống thủy canh mao dẫn. Từ đó, tìm ra loại giá thể và tỷ lệ phối trộn giá thể thích hợp dùng trong hệ thống thủy canh mao dẫn, mang lại hiệu quả tốt nhất với cây Dã yên thảo (Petunia hybrida). Từ đó, áp dụng kỹ thuật này trồng cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) trên quy mô lớn để sản xuất hoa thương phẩm. Ý nghĩa thực tiễn Kỹ thuật thủy canh mao dẫn góp phần giải quyết bài toán về vấn đề đất đai, nguồn nước và ô nhiễm môi trường hiện nay. Thành công của đề tài sẽ mở ra mô hình trồng hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn có giá trị kinh tế và giá trị thẩm mỹ ở quy mô lớn. Đặc biệt có thể triển khai mô hình này ở các tỉnh miền trung nước ta, nơi mà diện tích đất trồng trọt ngày càng ít do hiện tượng cát biển xâm lấn. Qua đó, nâng cao thu nhập cho người dân và đáp ứng nhu cầu sử dụng hoa và cây cảnh ngày càng tăng của người dân hiện nay. 7. Kết quả đạt đƣợc Xác định được loại giá thể thích hợp cho sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) áp dụng hệ thống thủy canh thủy canh mao dẫn là xơ dừa. Xác định được tỷ lệ phối trộn thích hợp cho sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) áp dụng hệ thống thủy canh mao dẫn thủy canh mao dẫn là xơ dừa và trấu với tỷ lệ 100 : 0. Xác định tỷ lệ phôi trộn thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) áp dụng hệ thống thủy canh mao dẫn thủy canh mao dẫn là xơ dừa và mùn cưa với tỷ lệ 70 : 30. Xác định tỷ lệ phôi trộn thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) áp dụng hệ thống thủy canh mao dẫn thủy canh mao dẫn là xơ dừa và mùn cưa với tỷ lệ 30 : 70. 8. Kết cấu của đồ án Đồ án gồm những phần sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu 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 thuỷ canh (Hydroponics) 1.1.1 Khái niệm Theo tiếng Hy Lạp thì hydroponics (thủy canh) được ghép từ hai chữ hydro (nước) và ponos (lao động), là hình thức canh tác trên các giá thể không phải là đất (Srilanka Department of Agriculture, 2000). Thủy canh có thể sử dụng hay 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). Kỹ thuật thuỷ canh là một trong những nghề làm vườn hiện đại, chọn môi trường tự nhiên cần thiết cho cây phát triển, là chọn lựa sử dụng những chất thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây, tránh được sự phát triển của côn trùng, cỏ dại, bệnh tật từ đất. Lợi ích của kỹ thuật trồng thuỷ canh: - 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 xôi, 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. - 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 4
Đồ án tốt nghiệp 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. Hạn chế của kỹ thuật thuỷ canh: - 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. - 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. 1.1.2 Sơ lƣợc lịch sử nghiên cứu a. Trên thế giới Kỹ thuật thủy canh đã có từ lâu. Nhưng khoa học hiện đại về thủy canh thực tế đã xuất hiện vào khoảng năm 1936 khi những thử nghiệm của tiến sỹ W.E.Gericke ở trường đại học California được công bố. Ông đã trồng những loại cây trong nước, trong đó trồng cây cà chua trong 12 tháng có chiều cao 7,5 m, Gericke công bố khả năng thương mại của kỹ thuật thủy canh trong sản xuất nông nghiệp. Theo những tài liệu ghi chép bằng chữ tượng hình của người Ai Cập trong vài trăm năm trước Công nguyên, đã mô tả lại sự trồng cây trong nước. Kết quả nghiên cứu những niên đại gần đây cho thấy vườn treo Babilon nổi tiếng, những nông trại của người Aztec ở Mehico và 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 5
Đồ án tốt nghiệp dinh dưỡng” (nutriculture). Van Hemont là nhà khoa học đầu tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dưỡng thực vật. Bắt 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 đất trồng. Kết quả là trọng lượng đất trồng hầu như không thay đổi và ông đã kết luận là cây sinh trưởng nhờ nước (Sri Lanka Department of Agriculture, 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. 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 được gọi là dung dịch dinh dưỡng. 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 kém, 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 đối với sự tăng trưởng của thực vật, do đó đạt sản lượng cao hơn so với khi trồng trọt sử dụng đất (SriLanka 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 6
Đồ án tốt nghiệp 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, 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. Vào đầu những năm 1970, người Úc đã trồng xà lách và cà chua với qui 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). b. Tại Việt Nam Việc trồng cây ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh đã được biết đến từ khá lâu, nhưng chưa được nghiên cứu có hệ thống và được ứng dụng để trồng cây các loại cây cảnh, người ta thường ứng dụng kỹ thuật thủy canh trong việc trồng rau sạch. Từ năm 1993, GS.Lê Đình Lương – khoa Sinh Học ĐHQG Hà Nội phối hợp với viện nghiên cứu và phát triển Hồng Kông (R&D Hong Kong) đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thuỷ canh ở Việt Nam. Đến tháng 10/1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai được phát triển ở Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, Côn Đảo, sở khoa học một số tỉnh thành. Công ty Gold Garden and Gino, nhóm sinh viên ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.Hồ Chí Minh với phương pháp thuỷ canh một số loại rau thông dụng: cải xanh, xà lách, cải ngọt, phân viện công nghệ sau thu hoạch. Viện sinh học nhiệt đới cũng nghiên cứu và sản xuất. Nội dung chủ yếu là: - Thiết kế và phối hợp sản xuất thử các vật liệu dùng trồng thuỷ canh. - Nghiên cứu trồng các loại cây khác nhau, cấy truyền từ nuôi cấy mô vào hệ thống thuỷ canh trước khi đưa vào đất một số cây ăn quả khó trồng trực tiếp vào đất. - Triển khai thuỷ canh ở quy mô gia đình, thành thị và nông thôn. - Kết hợp thuỷ canh với dự án rau sạch ở thành phố. 7
Đồ án tốt nghiệp Từ tháng 9/2006, phương pháp trồng rau thuỷ canh được thử nghiệm tại Phân viện Sinh học Đà Lạt. Hệ thống này không cần công chăm sóc bởi hệ thống tự cung cấp nước tưới, chế độ dinh dưỡng cho rau hoàn toàn tự động. Sau khi trồng thành công rau xà lách bằng phương pháp thuỷ canh với môi trường dinh dưỡng thích hợp là 1/5 MS, Phân viện Sinh học Đà Lạt tiếp tục thử nghiệm trồng khoai tây và cũng cho kết quả tốt. Tại Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam, tiến sĩ Ngô Quang Vinh cùng nhóm nghiên cứu đã bước đầu thành công trong kỹ thuật trồng rau trên cát, bằng cách tạo một lớp giữ ẩm bằng rơm rạ ở dưới lớp cát của tầng canh tác nhằm hạn chế sự thoát hơi nước, nghiên cứu này hiện đang thí điểm tại xã Hòa Thắng, Hồng Phong, Bình Thuận và Hóc Môn thành phố Hồ Chí Minh (theoVn-Express). 1.1.3 Thành tựu ứng dụng phƣơng pháp thủy canh (hydroponics) a. Trên thế giới Vào những năm 1940, diện tích sản xuất bằng phương pháp thủy canh cho thương mại trên thế giới là khoảng 10 ha. Đầu 1970, diện tích này tăng lên 300 ha, 6000 ha vào 1980 và đạt 20,000 – 25,000 ha vào năm 2001 (Hanger, 1993). Trên thế giới một số nước áp dụng phương pháp thủy canh trong sản xuất là Hà Lan (10,000 ha), Tây Ban Nha (4000 ha), Canada (2000 ha), Nhật Bản (1000 ha), New Zealand (550 ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha), Italia (400 ha). (Hanger, 1993). Hà Lan: dẫn đầu thế giới về sản xuất thương mại một số loại rau quả bằng hệ thống thủy canh. Tổng diện tích sản xuất thủy canh là 10,000 ha, được xây dựng bởi 13,000 hộ gia đình, giải quyết việc làm cho 40,000 người (Netherlands Department of Environment, Food and Rural Affairs). Hầu hết các loại rau chính của Hà Lan như cà chua, ớt, dưa chuột được sản xuất để xuất khẩu, đặc biệt là hoa cắt cành như hoa hồng, cẩm chướng, gerbera, cúc. Hà Lan đã thành công lớn trong việc sản xuất rau tươi, hoa cung cấp trong nước và xuất khẩu bằng thủy canh trong nhà kính với giá thể là rockwool và một số loại giá thể khác được phổ biến rộng rãi nhằm khắc phục một số mầm bệnh từ đất, các vùng bị hóa mặn (Hanger, 1993). 8
Đồ án tốt nghiệp Tây Ban Nha: sản xuất thủy canh phát triển nhanh chóng đặc biệt là rau tươi. Diện tích nhà kính của Tây Ban Nha hiện nay khoảng 30,000 ha và dự kiến tăng khoảng 12% trong thời gian tới cho việc phát triển sản xuất bằng thủy canh (Ministry of Agriculture, Food and Fisheries Spain). Canada: diện tích cho canh tác thủy canh từ 10 ha năm 1987 đã tăng lên 2,000 ha năm 2001. Hệ thống sản xuất chủ yếu với các loại giá thể là rockwool, perlite và để sản xuất cà chua, dưa chuột, và ớt. Khoảng 50% cà chua và ớt, 25% dưa chuột được sản xuất bằng thủy canh để xuất khẩu sang Mỹ. Tại Canada hiện nay có khuynh hướng chuyển đổi dần canh tác truyền thống trên đất thành sản suất thủy canh trong nhà kính, gia tăng kích thước cũng như diện tích nhà kính cho phát triển thủy canh và hướng xuất khẩu các sản phẩm sang Mexico và Mỹ (Jensen và cộng sự, 1999). Bảng 1.1. Tình hình phát triển thủy canh ở một số nƣớc. Quốc Diện tích Hệ thống Cây Năm gia (ha) chính trồng Cà chua, 1987 3500 xà lách, dưa Hà Lan Rockwool 2001 10000 chuột, ớt, đậu, hoa cắt cành Cà chua, 1996 1000 Perlite, cát, Tây xà lách, dưa Ban Nha 2001 4000 rockwool chuột, ớt Perlite, mùn Cà chua, 1987 100 Canada cưa, rockwool, hệ xà lách, dưa 2001 2000 thống NFT chuột, ớt Cà chua, 1984 75 Nhiều loại Nam xà lách, dưa Phi 1996 420 giá thể chuột Cà chua, 1984 228 Perlite, cát, Mỹ xà lách, dưa 1999 400 hệ thống NFT chuột (Hanger,1993) 9
Đồ án tốt nghiệp b. Tại Việt Nam Ở nước ta gần đây vấn đề trồng cây trên giá thể đang được quan tâm. Một số loại giá thể sẵn có trong nước đã được sử dụng rộng rãi như trấu hun, mùn cưa, bã mía, xơ dừa, bọt núi lửa. Hai nguồn giá thể triển vọng nhất có thể sản xuất trên qui mô lớn ở nước ta là xơ dừa và bọt núi lửa. Tỉnh Bến Tre đã thành lập các công ty chế biến xơ dừa làm giá thể trồng cây và bước đầu xuất khẩu. Giá thể bọt núi lửa đã được Viện Di truyền Nông nghiệp sử dụng trong vườn ươm giống từ nuôi cấy mô (Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài cấp Nhà nước KC 04 – 19 giai đoạn 2001 – 2005) và đã chuyển giao vật liệu cho Công ty Giống cây trồng Hà Nội sử dụng làm giá thể trồng cây trong khu Nông nghiệp công nghệ cao Hà Nội đạt kết quả tốt. Với tỷ lệ phối chế phù hợp giữa xơ dừa và bọt núi lửa, cây cà chua, ớt, dưa chuột đã sinh trưởng, phát triển đạt năng suất cao (cà chua trên 200 tấn/ha/vụ; ớt ngọt 40 – 50 tấn/ha/vụ; dưa chuột 60 tấn/ha/vụ. 1.1.4 Chất dinh dƣỡng – môi trƣờng nuôi trồng thuỷ canh a. Chất dinh dƣỡng Những nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển thích hợp là O, H, C, S, Mg, Mn, Fe, Cu, Bo, Mo. Một số nguyên tố thì chỉ cần với số lượng rất ít, tuy nhiên một trong số các nguyên tố đó có thể trở thành một nhân tố giới hạn đối với sự lành mạnh của cây. Nhiều nguyên tố được tìm thấy trong các enzyme và co-enzyme (các chất này là nhân tố điều chỉnh các hoạt động sinh hoá), trong khi những chất khác thì quan trọng đối với sự tích trữ thức ăn. Sự thiếu hụt bất kỳ một nguyên tố nào đều thể hiện ra với những triệu chứng và đặc thù riêng, có thể cho ta biết là cây đang thiếu loại nguyên tố nào. Carbon và oxy được cung cấp bởi không khí ở dạng CO2. Mặc dù, tỷ lệ khí CO2 trong khí quyển thấp (0,03%) nhưng lượng này trong khí quyển cũng là rất lớn. Ngay cả khi thực vật đã tiêu thụ một lượng lớn, nhưng lượng này vẫn luôn được giữ không đổi. Khí CO2 xâm nhập vào cơ thể thực vật qua quang hợp hay hoà tan trong nước. - Oxy: O2 đóng vai trò quan trọng đối với sinh trưởng và phát triển của cây, do chức năng tham gia vào quá trình hô hấp. Chức năng sống có thể ngừng lại nếu như không có quá trình hô hấp. Cây hấp thụ O2 từ khí quyển qua lá và từ 10
Đồ án tốt nghiệp nước thông qua rễ. Thông thường thì không có vấn đề gì xảy ra khi hấp thụ O2 từ lá, nhưng khi hấp thụ qua rễ có thể giảm sút nhiều nếu như rễ mọc trong nước không được thoáng khí, hoặc ở giữa lớp cát mà không khí không vào được. - Hydro: cây hấp thụ H2 hầu hết là từ nước, thông qua quá trình thẩm thấu qua rễ. Nó rất quan trọng vì chất béo và carbonhydrat đều có thành phần chính là hydro, cùng với oxy và cacbon. Các nguyên tố đa lượng: hiện diện vài phần nghìn đến vài phần trăm (từ 0,001 – 0,01 g/gr trọng lượng khô). Bao gồm: N (1 – 3%), K (2 – 4%), Ca (1 – 2%), Mg (0,1 – 0,7%), S (0,1 – 0,6%), P (0,1 – 0,5%). Có thể xếp Cl, Ca, Si vào nhóm các nguyên tố đa lượng vì chúng có hàm lượng rất thay đổi tuỳ thuộc vào loài thực vật. - Nitrogen: là thành phần bắt buộc của protein chất đặc trưng cho sự sống. Nó có trong thành phần men, trong màng tế bào, trong diệp lục tố mang chức năng cấu trúc. Các hợp chất nitrogen còn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tham gia cấu tạo ADP và ATP (ADP và ATP là các chất cao phân tử, mang vai trò chất dự trữ). Nitrogen có ý nghĩa quan trọng nhất đối với đời sống thực vật. Nitrogen tồn tại dưới hai dạng: dạng khí nitrogen tự do trong khí quyển (N2) và dạng hợp chất nitrogen hữu cơ, vô cơ khác nhau. Nitrogen là yếu tố dinh dưỡng đóng góp rất quan trọng trong việc điều tiết quá trình sinh lý, trao đổi chất của cây. Nitrogen còn là thành phần của nhiều vitamin B1, B2, B6, PP, đóng vai trò là nhóm hoạt động của nhiều hệ enzyme oxy hoá khử, trong đó có sự tạo thành adenine (Adenine: một chất cần thiết trong cấu trúc của DNA). Nitrogen còn có tác động nhiều đến sự đồng hoá CO2, khi thiếu nitrogen cường độ đồng hóa CO2 giảm, làm giảm cường độ quang hợp. Khi cung cấp đầy đủ nitrogen cho cây làm quá trình tổng hợp auxin tăng lên. Nitrogen còn ảnh hưởng đến các chỉ tiêu hoá keo của chất sống như độ ưa nước, độ nhớt, từ đó ảnh hưởng đến cường độ quang hợp, hô hấp và các quá trình sinh lý trao đổi chất. Dạng sử dụng ure (NH4)2SO4, NH4NO3, Nếu cây trồng hấp thu nitrogen vượt quá nhu cầu thì thân sẽ mềm mỏng và khó hình thành hoa. Tuy nhiên, nếu không cung cấp đủ lượng cần thiết, cây sẽ bị 11
Đồ án tốt nghiệp cứng do thừa cellulose và lignin ở thành tế bào (lignin: chất kích thích sinh trưởng thực vật). Nitrogen là nguyên tố đa lượng duy nhất, mà cây trồng có thể hấp thu ở cả - + dạng anion và cation (ở dạng NO3 và NH4 ). Khi thiếu nitrogen thì thân lá, bộ rễ kém phát triển, lá có màu xanh nhạt, phiến lá mỏng, ảnh hưởng đến quang hợp nên sức khoẻ của cây giảm rõ rệt. - Phosphorus (P): P là thành phần quan trọng trong sự sinh trưởng, P cần thiết cho sự phân chia tế bào, sự tạo hoa và 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 lượng (ADP, ATP) tham gia quá trình phân giải hay tổng hợp các chất hữu cơ trong tế bào. Sau khi P xâm nhập vào thực vật dưới dạng các hợp chất vô cơ (P2O5, KH2PO4, ) theo con đường đồng hóa sơ cấp P bởi hệ rễ đã tham gia vào hầu hết các quá trình trao đổi chất của cây. P đóng vai trò quyết định sự biến đổi vật chất và năng lượng mà mối liên quan tương hỗ của các biến đổi đó quy định chiều hướng, cường độ, các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật và cuối cùng là năng suất của chúng. Khi thiếu P cây có biểu hiện rõ rệt về hình thái bên ngoài, là năng suất giảm. Đối với những cây họ hoà thảo (lúa) nếu thiếu P lá mềm yếu, sự sinh trưởng của rễ, sự đẻ nhánh, phân cành kém. Lá cây có màu xanh đậm do sự thay đổi tỷ lệ diệp lục tố a và diệp lục tố b. Ở những lá già thì đầu mút của lá và thân có màu đỏ, hàm lượng protein trong cây giảm, hàm lượng nitrogen hoà tan tăng. Đối với cây ăn quả thì tỷ lệ đậu quả kém, quả chín chậm, hàm lượng acid trong quả cao. Biểu hiện thiếu ở lá già trước. Ở môi trường có pH thấp (môi trường acid) nhiều Fe thì dễ bị thiếu P vì làm P ít linh động. Sự thiếu P thường đi đôi với sự thiếu nitrogen và có triệu chứng gần tương tự nhau vì P liên hệ đến sự biến dưỡng nitrgen. - Potassium (K): K làm gia tăng quá trình quang hợp và thúc đẩy sự vận chuyển carbohydrate từ phiến lá vào các cơ quan. K còn tác động rõ rệt đến trao đổi protein, lipid, đến quá trình hình thành các vitamin. 12
Đồ án tốt nghiệp K+ rất dễ xâm nhập vào tế bào, làm tăng tính thấm của thành tế bào đối với các chất khác, tăng quá trình thuỷ hoá, giảm độ nhớt, tăng lượng nước liên kết. K ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp các sắc tố trong lá, ảnh hưởng tích cực quá trình đẻ nhánh, hình thành bông và chất lượng hạt của các cây ngũ cốc. Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng K+ thì lại gây ảnh hưởng bất lợi cho việc hấp thu Mg2+. Nếu K+ quá cao cần phun Mg2+ trên lá. K+ giúp cho việc tăng tính chống chịu của cây với nhiệt độ thấp, khô hạn và bệnh tật. Khi thiếu K+ thì sự tích tụ amoniac cao gây độc hại cho cây, là biểu hiện ở lá có màu xanh sẫm, 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 K dưới dạng KCl, KHCO3, K2HPO4, KNO3, K2SO4, - Calcium (Ca): Ca+ là thành phần muối pectate của tế bào (pectate calcium) có ảnh hưởng trên tính thấm của màng. Trong tế bào, Ca2+ hiện diện ở không bào, mô già, ở lá già nhiều Ca2+ hơn lá non. Ca2+ cần cho sự xâm nhập của + - NH4 và NO3 vào rễ. Ca2+ là ion kém linh động nên màng tế bào thực vật hấp thu dễ dàng. Khi nồng độ Ca2+ trong môi trường cao thì Fe bị kết tủa cho nên các chất này giảm hoặc không di chuyển vào tế bào, kết quả là lá bị vàng (vì Fe là thành phần cấu tạo của diệp lục tố). Ca2+ còn là chất hoạt hoá của một số enzyme nhất là ATPase (enzyme phân cắt ATP, giải phóng năng lượng cho cơ thể). Ca+ cần với một khối 2+ 2+ lượng cho thân và rễ. Ca cũng cần cho sự hấp thụ N2. Ca không được hấp thu như những nguyên tố khác nên bất kỳ sự thiếu hụt nào cũng biểu hiện rất nhanh trên những lá non. Khi thiếu Ca2+, đặc biệt trong môi trường thuỷ canh thì rễ bị nhầy nhụa ngăn cản sự hấp thụ chất dinh dưỡng, cây ngừng phát triển và chết. Biểu hiện, ngọn chồi lá non thường bị xoắn, lá bị tua cháy bìa lá, thân cuống hoa bị gãy, sinh trưởng bị chết. Ca2+ còn là chất đối kháng của ion K+. 2+ Sử dụng Ca dưới dạng Ca(NO3)2, CaCl2, CaSO4, - Magnesium(Mg): là thành phần cấu trúc của diệp lục tố, có tác dụng sâu sắc và nhiều mặt đến quá trình quang hợp, phụ trợ cho nhiều enzyme đặc biệt 13
Đồ án tốt nghiệp ATPase liên quan trong biến dưỡng carbohydrat, sự tổng hợp acid nucleid, sự bắt cặp của ATP với các chất phản ứng. Khi thiếu Mg2+ lá bị vàng, quang hợp kém. Sử dụng Mg2+ dưới dạng MgSO4.H2O, MgO. - Nguyên tố vi lượng: các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Hàm lượng các nguyên tố này trong mô thực vật biến động trong khoảng một phần nghìn đến một trăm phần nghìn. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình oxy hoá khử, quang hợp, trao đổi nitrogen và carbohydrate của thực vật, tham gia vào các trung tâm hoạt tính của enzyme và vitamin, tăng tính chống chịu của cơ thể thực vật đối với các điều kiện môi trường bất lợi. Sự thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây ra nhiều bệnh và không hiếm những trường hợp cây bị chết ở tuổi cây non. Các nguyên tố như Cu, Bo, Zn và Mo cần thiết nhưng chỉ cần với lượng rất nhỏ. Những nguyên tố này có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây. - Kẽm (Zn): tham gia trong quá trình tổng hợp auxin, Zn2+ còn là chất hoạt hoá của nhiều enzyme dehydrogenase, có thể có vai trò trong quá trình tổng hợp protein. Zn2+ có tác dụng phối hợp với nhóm GA3, Zn2+ có liên quan đến sinh tổng hợp vitamin nhóm B1, B2, B6, B12. Zn2+ còn thúc đẩy sự vận 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 nucleid. Khi thiếu Zn2+ thì cường độ tổng hợp trytophan từ indol và xerin bị kìm hãm nên rễ không tạo được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu sắc tố bị huỷ hoại, lá kém phát triển dạng lá không bình thường. Sử dụng Zn2+ dưới dạng ZnSO4.7H2O. - Lưu huỳnh (S): giữ vai trò đệm trong tế bào. S là thành phần cấu trúc của cystein, methyonin, tạo cầu nối S-S trong cấu trúc bậc ba của protein. S còn là thành phần của một số enzyme. Thiếu S sự sinh tổng hợp protein giảm, cây bị hoàng hoá do không tổng hợp được diệp lục tố lá có màu xanh lục nhạt thỉnh thoảng có chỗ có màu đỏ, thường xuất hiện ở lá non, cây chậm lớn, năng suất, phẩm chất giảm. 14
Đồ án tốt nghiệp - Sắt (Fe): có vai trò quan trọng trong phản ứng oxy hoá khử, là nhân của porphyrin, Fe tham gia trong chuỗi chuyển điện tử ở quang hợp. Fe còn xúc tác sự khử CO2 của OAA (oxaloacetic acid), succinic acid. Fe đóng vai trò kết hợp giữa enzyme và cơ chất để enzyme dễ dàng hoạt động. Sự thiếu hụt Fe nhanh chóng biểu hiện trên lá và sẽ ngăn chặn sự sinh trưởng và phát triển. Sự thiếu hụt Fe thường dẫn đến bệnh vàng lá trầm trọng, giảm lượng clorophin ở lá. Fe không hoạt động mạnh trong cây và tác động thiếu này sẽ biểu hiện màu vàng trên lá non. Lượng Fe giảm trong môi trường dung dịch dinh dưỡng khá nhanh so với những nguyên tố khác trong môi trường do: + Quá trình oxy hoá Fe bởi tia UV khi mà dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây dưới dạng tia phun sương. + Độ pH của dung dịch dinh dưỡng vượt quá mức 6,5. + Sự hấp thu của cây trồng cho sự sinh trưởng và phát triển. + Trở thành dạng không tan bởi một số cấu phần khác trong môi trường. Thiếu Fe thường bị vàng hoàn toàn và bị cháy sém ở ngọn và mép lá. Nếu môi trường nhiều Zn, Cu, P dẫn đến thiếu Fe. - Đồng (Cu): cũng là thành phần cấu tạo của nhiều enzyme xúc tác các phản ứng oxy hoá khử, can thiệp vào các phản ứng oxy hoá cần O2 phân tử. Thiếu Cu lá kém phát triển, lá màu xanh đậm, nếu thiếu nhiều dẫn đến chết một phần của lá. Cu còn tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường dinh dưỡng nước. - Sillic (Si): Si có hai hiệu quả đáng kể là chống lại sự tấn công của côn trùng , bệnh tật và chống lại tác dụng của kim loại. 15
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.2. Vai trò của các chất khoáng thiết yếu đối với sự phát triển cây trồng, những dấu hiệu thiếu và dƣ thừa chất khoáng. Chất Khoáng Dấu hiệu Dấu hiệu chủ yếu thiếu chất khoáng thừa chất khoáng Cây trồng rất khỏe, lá rậm có màu xanh sẫm, Cây mảnh khảnh, lá quả chín chậm. Nitrogen (nitrate, nhỏ và hơi vàng. Các Dễ bị mắc bệnh. Amoniac) phần của cây có thể có Dư NH3 có thể gây màu tía. hỏng rễ nếu vi khuẩn cố định đạm không thích hợp. Bất thường hấp thụ Cây phát triển chất độc. Potassium chậm, lá có đốm nâu. Sự thiếu mangan có Hoa ít và cây có nấm thể xảy ra Cây trồng nhỏ và xanh xẫm. Lá ở phía dưới Không độc. Có khả vàng và có màu hơi tía vì Phosphorus năng giảm lượng đồng phosphorus ra khỏi lá để và kẽm. phát triển lá mới, Lá quăn lại và rủ xuống Cây còi, lá nhăn. Các phần non chết và rụng hoa. Thiếu calcium Không có sự thay Calcium cây có thể có vết nâu trên đổi đặc biệt nào. hoa. Các vết này có thể phân rã (hoa thối rữa), đặc biệt thời tiết nóng. Lá non bị vàng và Phát triển chậm và Lưu huỳnh đổi thành màu tía ở các lá nhỏ 16
Đồ án tốt nghiệp Chất Khoáng Dấu hiệu Dấu hiệu chủ yếu thiếu chất khoáng thừa chất khoáng phần cơ bản của lá Hạn chế sự phát Rất hiếm. Thường triển các cành mới và thấy như các vết đen sau Sắt rụng hoa. Ban đầu màu khu phun chất dinh vàng ở giữa gân lá vá lá dưỡng có thể mất viền. Lá già quăn và xuất hiện màu vàng giữa các Magnesium Không được mô tả. gân lá. Chỉ các lá non còn màu xanh. Thân cây giòn và chậm phát triển. Thân Đầu lá bị vàng và Bo cây cà chua có thể bị khô quăn hoặc đôi khi bị nứt. Xuất hiện vàng lá ở Có khả năng giảm Manganese giữa các gân và các chồi. lượng sắt Đôi khi lá nhỏ bị Có khả năng giảm Kẽm gấp mép lượng sắt Lá nhỏ ngã màu Lá cà chua có thể Molypden vàng có màu vàng Có khả năng giảm Đồng Lá bị đốm vàng lượng sắt (Lê Văn Hoàng, 2008) 17
Đồ án tốt nghiệp b. Dung dịch dinh dƣỡng - Sự pha chế: trong thuỷ canh tất cả các chất cần thiết cung cấp cho cây đều được sử dụng dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hoà tan trong dung môi là nước. Nếu sử dụng các môi trường dinh dưỡng với dạng nước thì phải nắm rõ nguyên tắc pha chế để chúng không bị kết tủa làm mất tác dụng của hoá chất. Trong thuỷ canh, các muối khoáng sử dụng phải có độ hoà tan cao, tránh lẫn các tạp chất. Môi trường dinh dưỡng đạt yêu cầu cao khi có sự cân bằng về nồng độ ion khoáng sử dụng trong môi trường để đảm bảo độ pH ổn định trong khoảng từ 5,5 – 6,0, là độ pH mà đa số cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. - Độ pH: Trong môi trường dinh dưỡng, độ pH rất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Độ pH được tính dựa trên mức độ hoạt động của các nguyên tố khác nhau với cây trồng. pH dưới 5,5 thì khả năng hoạt động của P, K, Ca, Mg, Mo giảm đi rất nhanh, trên 6,5 thì Fe và Mn lại trở nên bất hoạt. Việc điều khiển pH của dung dịch rất quan trọng để ngăn chặn pH tăng lên quá cao sẽ gây ra tình trạng kết tủa của Ca3(PO4)2, gây nghẹt ống dẫn dung dịch và bám vào quanh bộ rễ của cây. Để ngăn chặn pH tăng cao có thể sử dụng H3PO4, HNO3 hoặc cũng có thể sử dụng NH3. Nếu pH xuống 5,5, KOH hay một số chất thích hợp khác có thể thêm vào dung dịch để tăng pH lên. Nếu pH quá cao, H3PO4 hay HNO3 có thể sử dụng. H3PO4 thường được sử dụng nhiều hơn, vì nó bổ sung thêm PO4 vào quá trình trồng trọt, và tăng thêm lượng khoáng chất cần thiết cho cây trồng. Sự sinh trưởng của cây là một trong những nhân tố làm cho môi trường trở nên có tính acid hơn, vì trong quá trình sống rễ giải phóng ra các acid hữu cơ và ion H+. Sự thay đổi pH trong dung dịch dinh dưỡng thường xảy ra khá nhanh, phụ thuộc vào độ lớn của hệ thống rễ và thể tích dinh dưỡng của một cây. Giá thể được sử dụng càng lâu thì các chất hữu cơ đọng lại trong đó càng nhiều và cần nhiều sự điều chỉnh cần thiết để đạt được pH như mong muốn. Trong thuỷ canh đa số các cây trồng thích hợp với môi trường hơi acid đến gần trung tính, pH tối ưu từ 5,5 – 6,0. Trong nuôi trồng thuỷ canh, pH được cân 18
Đồ án tốt nghiệp bằng bởi hoạt động của cây. Nếu pH tăng khi đó cây sẽ thải ra các muối acid, nếu pH giảm xuống thì cây sẽ thải ra các thành phần ion base, có thể làm giới hạn việc hấp thu các muối gốc acid, nên rễ cây không cần thiết hấp thu. Nhìn chung pH của môi trường nên kiểm tra thường xuyên khi trồng thuỷ canh có thể 2 – 3 lần/tuần, nên thực hiện các hình thức kiểm tra này vào thời điểm nhiệt độ giống nhau vì pH của môi trường có thể giao động theo ánh sáng và nhiệt độ vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng của thuỷ canh có thể do vi sinh vật gây ra. pH nội bào không chỉ phụ thuộc vào môi trường xung quanh mà vi sinh vật có thể kiểm soát được một phần do tiết các ion. pH trong tế bào không giống như môi trường ngoài, ngay trong nội tế bào cũng không đồng nhất. Những thí nghiệm nghiên cứu gần đây cho thấy: + pH của tế bào do pH của môi trường quyết định + pH tác động đến sự vận chuyển các chất dinh dưỡng qua màng tế bào. - Nhiệt độ: dao động nhiệt độ trong môi trường dinh dưỡng ở thuỷ canh không chỉ tác động đến pH mà còn ảnh hưởng đến độ hoà tan của các dưỡng chất. Nhiệt độ của nước thích hợp để hòa tan các chất khoáng là 20 – 22oC. - Bổ sung chất dinh dưỡng: hai yếu tố cần được xét để nghiên cứu dung dịch bổ sung là thành phần dung dịch và nồng độ dung dịch. Trong thời gian sinh trưởng và phát triển của cây, cây sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng theo nhu cầu đòi hỏi của chúng. Đối với các loại cây sinh trưởng tương đối dài thì việc bổ sung dinh dưỡng là rất cần thiết. Trong nghiên cứu, có thể dựa vào giá trị của độ dẫn điện (EC: electro- conductivity), sự phân huỷ các muối khoáng (TDS: toatl dissolved salts) hoặc nhân tố hoà tan (CF: conductivity factor) của các máy đo để điều chỉnh bổ sung dinh dưỡng vào môi trường thuỷ canh. - Độ dẫn điện (EC): để chỉ tính chất của môi trường có thể chuyển tải được dòng điện. Độ dẫn điện của một dung dịch là sự dẫn dung dịch này được đo giữa những điện cực có bề mặt là 1 cm2 ở khoảng cách 1 cm, đơn vị tính là ms/cm, hoặc được thể hiện đơn vị ppm (part per million) đối với những máy đo TDS. 19
Đồ án tốt nghiệp Chỉ số EC chỉ diễn tả tổng nồng độ ion hoà tan trong dung dịch, chứ không thể hiện được nồng độ của từng thành phần riêng biệt. Trong suốt quá trình tăng trưởng cây hấp thu khoáng chất mà chúng cần, do vậy duy trì EC ở một mức độ ổn định là rất quan trọng. Nếu dung dịch có chỉ số EC cao thì sự hấp thu nước của cây diễn ra nhanh hơn sự hấp thu khoáng chất, hậu quả là nồng độ dung dịch sẽ rất cao và gây độc cho cây, khi đó ta phải bổ sung thêm nước vào môi trường. Ngược lại, nếu EC thấp sẽ hấp thu khoáng chất nhanh hơn hấp thu nước và khi đó ta phải bổ sung thêm khóang chất vào dung dịch. - DO (dissolved oxigen): DO là đơn vị dùng đo hàm lượng oxy hoà tan trong 1 lít nước, đơn vị mg/l. Đo DO để biết được độ thoáng khí của môi trường dinh dưỡng. Chỉ số DO cao thuận lợi cho hoạt động hô hấp và biến dưỡng của hệ rễ. DO phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ mặn của dung dịch. c. Thành phần dung dịch (tỷ lệ chất dinh dƣỡng khoáng) Được xác định bởi các chất mà cây đòi hỏi. Việc phân tích phiến lá dựa trên nồng độ dinh dưỡng khoáng có trong mô lá, vì lá là nơi xảy ra quá trình quang hợp và do đó lượng enzyme là cao nhất. Nồng độ dinh dưỡng khoáng trung bình trong toàn cây thường ít hơn nồng độ trong lá, vì vậy một dung dịch bổ sung căn bản phải dựa trên nồng độ các chất có trong mô lá mà chúng sẽ cung cấp cho thân, hạt và trái. Thành phần dung dịch dinh dưỡng bổ sung thay đổi theo từng thời kỳ phát triển của cây nhằm ngăn cản sự tích luỹ dinh dưỡng khoáng trong dung dịch. Chu trình sống được chia thành 3 giai đoạn sau: - Giai đoạn đầu của sự phát triển cây - Giai đoạn phát triển: trong suốt giai đoạn phát triển thân và lá phát triển như nhau. - Giai đoạn trưởng thành: lá phát triển tối thiểu, chất dinh dưỡng được tập trung đưa vào trong hạt và trái. Sự phát triển của rễ chủ yếu ở giai đoạn đầu và ít quan trọng hơn ở giai đoạn sau. Trong suốt giai đoạn trưởng thành, rễ rất ít phát triển và gần như ngừng hẳn. 20
Đồ án tốt nghiệp d. Nồng độ ion trong dung dịch Bổ sung dung dịch được xác định bởi tỷ lệ thoát hơi nước. Sự thoát hơi nước quyết định tỷ lệ tiêu thụ nước, sự phát triển quyết định tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng (sự vận chuyển khoáng từ dung dịch sang cây). Ước lượng sự thoát hơi nước đối với sự phát triển của cây trong môi trường thuỷ canh là 300 – 400 kg nước/1 kg sinh khối khô. Tỷ lệ chính xác phụ thuộc vào độ ẩm không khí, độ ẩm không khí thấp sẽ làm tăng sự thoát hơi nước nhưng không tăng sự phát triển. Lượng CO2 cao làm đóng khẩu và tăng quá trình quang hợp, chính vì vậy sự thoát hơi nước đến một tỷ lệ nào đó sẽ giảm xuống còn 200 kg nước/1 kg sinh khối khô. Hiểu biết về tỷ lệ này sẽ rất có lợi trong việc quyết định nồng độ tương ứng cho dung dịch bổ sung. Tổng nồng độ ion có thể duy trì bằng cách điều chỉnh tính dẫn điện của dung dịch. Nếu tính dẫn điện gia tăng, cần làm loãng dung dịch bổ sung, nhưng thành phần chất dinh dưỡng vẫn giữ nguyên. Tính dẫn điện không thay đổi nhanh cho nên chỉ cần theo dõi vài lần trong tuần. Sự vận chuyển của dinh dưỡng khoáng trong dung dịch: các dinh dưỡng khoáng thiết yếu có thể đặt theo 3 nhóm sau dựa trên cách mà chúng bị loại ra khỏi môi trường dinh dưỡng (do cây hấp thụ): - Nhóm 1: NO3, NH4, P, K, Mn các chất này được hấp thụ một cách chủ động nhờ rễ và bị loại khỏi môi trường trong vài giờ. - Nhóm 2: Mg, S, Fe, Zn, Cu, Mo, C các chất này được hấp thu ở mức trung bình và bị loại khỏi môi trường nhanh hơn nước. - Nhóm 3: Ca, B các chất này được hấp thu một cách thụ động và thường tích luỹ trong dung dịch. Một trong những khó khăn trong việc theo dõi và điều chỉnh từng loại ion là nồng độ nhóm 1 phải được giữ ở mức thấp nhất nhằm ngăn cản sự tích luỹ chất độc trong mô thực vật. Tuy nhiên, nồng độ thấp thì rất khó theo dõi và điều chỉnh. Nếu nồng độ chất dinh dưỡng cao thì điều này cho thấy cây cần thêm nước, do đó cần thêm nước vào môi trường. Khi nồng độ chất dinh dưỡng giảm hơn mức cho phép thì cây cần bổ sung dưỡng chất nhiều hơn nước. Việc bổ sung muối khoáng hay nước còn phụ thuộc 21
Đồ án tốt nghiệp vào mùa vụ gieo trồng. Nếu chỉ bổ sung nước mà không chú ý đến bổ sung khoáng chất thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm có thể làm giảm hương vị của rau quả. Trong đa số các loại cây thì nồng độ tổng cộng của các chất dinh dưỡng trong khoảng từ 500 – 2000 ppm để không làm ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào. Tuy nhiên ở một số loại như cà chua, dâu tây cần nồng độ môi trường dinh dưỡng cao khoảng 3500 ppm, hoặc nồng độ dinh dưỡng có giá trị thấp như cải, xà lách xoong và giá trị trung bình như dưa chuột. Tuỳ thuộc vào giai đoạn tăng trưởng và phát triển của cây, cho nên việc thêm vào dung dịch bổ sung theo một tần số nhất định là điều không cần thiết. Các chất dinh dưỡng được hấp thu nhanh chóng sẽ dễ dàng biến đổi trong mô thực vật, có nghĩa là cây có khả năng dự trữ dinh dưỡng ở rễ, thân, lá và sẽ nhanh chóng biến đổi cho nhu cầu cần thiết của cây. 1.1.5 Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng 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 carbonate chuyển thành dạng bicarbonate 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. Carbonate không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là chất đệm giữ nồng độ ion hydro 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. 22
Đồ án tốt nghiệp - 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. 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 kém 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 đến + 2+ 2+ 2+ 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 trƣờng đến sự hút khoáng Tỷ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng với cường độ hút khoáng, người ta thấy có ba hình thức tương quan giữa các ion là đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau. 23
Đồ án tốt nghiệp 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. 1.1.6 Một số giá thể hữu cơ thƣờng 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. 24
Đồ án tốt nghiệp - 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. + 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 magiê – 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 magiê 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 liêu 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. 1.1.7 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. 25
Đồ án tốt nghiệp 1.1.8 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 diều khiển tốt nhất. Nếu lượng Mn 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. 1.1.9 Các loại hình thuỷ canh a. Hệ thống thuỷ canh không hồi lƣu Còn được gọi là hệ thống mở, dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ sử dụng một lần. Khi nồng độ, pH hay độ dẫn điện thay đổi, thì dịch sẽ thay đổi. - Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) Cây được trồng trong chậu có giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển được ra bên ngoài chậu. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch 2 – 3 cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc với không khí nhiều hơn. Hình 1.1. Mô hình thủy canh ngâm rễ (root deeping technique) - Kỹ thuật nổi (floating technique) Cây được trồng trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo. 26
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2. Mô hình thủy canh nổi (floating technique) - Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) Có hai loại chậu được sử dụng trong kỹ thuật này. Cây được trồng trong các chậu chứa giá thể, dung dịch dinh dưỡng chứa trong một chậu chứa bên dưới được mao dẫn lên tới chậu chứa cây ở trên thông qua dây dẫn. Hình 1.3. Mô hình thủy canh mao dẫn (capillary action technique) b. Hệ thống thuỷ canh hồi lƣu Còn được gọi là hệ thống đóng, dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ cây và dịch dư được thu nhận, làm đầy và tái sử dụng. 27
Đồ án tốt nghiệp - 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 và 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. Hình 1.4. Mô hình thủy canh màng mỏng dinh dƣỡng (NFT – nutrient film technique) - Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) Dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu chứa giá thể có đục lỗ. Hệ thống sắp xếp theo hình ziczac tận dụng được không gian nuôi cấy, thể hiện thế mạnh của thuỷ canh. 28
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.5. Mô hình thủy canh dòng sâu (deep flow technique) c. Hệ thống thuỷ canh có sử dụng giá thể Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và các giá thể rắn để cây phát triển bên trên, hệ thống có thể là đóng hoặc mở. - Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) Cây giống được cho vào các lỗ của các túi treo chứa các giá thể trơ, dài khoảng 1 m, có dạng hình trụ, đã xử lý UV, làm bằng polyethylen. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. Hình 1.6. Mô hình thủy canh túi treo (hanging bag technique) 29
Đồ án tốt nghiệp - Kỹ thuật túi tăng trƣởng (growing bag technique) Cây giống được trồng vào các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1 – 1,5 m, cao khoảng 6 cm và rộng khoảng 18 cm dưới mỗi bên túi có khe nứt nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. Hình 1.7. Mô hình thủy canh túi tăng trƣởng (growing bag technique) - Kỹ thuật rãnh Trồng cây vào các rãnh chứa giá thể được phân vách với đất bằng vật liệu không thấm nước. Dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua một hệ thống tưới nhỏ giọt hay tưới thủ công. Ở đáy rãnh một đường ống với đường kính 2,5 cm có lỗ để thoát dịch dinh dưỡng thừa. Hình 1.8. Mô hình thủy canh rãnh - Kỹ thuật chậu môi trƣờng (pot technique) Cây được trồng vào các chậu chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bởi một hệ thống vòi tưới. 30
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.9. Mô hình thủy canh chậu môi trƣờng (pot technique) d. Hệ thống khí canh Cây trồng thực vật được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm này. Các tấm này được xếp thành dạng hộp kính để ngăn chặn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn chặn sự tăng trưởng của tảo và nấm. Dịch dinh dưỡng được phun ở dạng sương, mỗi lần phun kéo dài vài giây, 2 – 3 phút 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 dính vào rễ. Phần dung dịch dinh dưỡng thừa sau khi sử dụng được thu lại, lọc và bổ sung để tiếp tục sử dụng. Do không cần thường xuyên có lớp nước đầy nên trọng lượng của toàn bộ hệ thống khí canh tương đối nhẹ, dễ bố trí trên nóc nhà hoặc sân thượng ở trong thành phố. Thuận lợi lớn của kỹ thuật này là tận dụng không gian tối đa. Kỹ thuật này có mật độ cây trồng cao gấp đôi so với các kỹ thuật khác. Một ứng dụng ưu thế của kỹ thuật này là tạo ra cây sạch đất từ các mẫu cắt để xuất khẩu. 31
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.10. Mô hình khí canh 1.1.10 Một số bệnh trong 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 thuạt trồng trong dung dịch lại có được sự quan tâmnhiều 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 thƣờng 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 32
Đồ án tốt nghiệp 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 them 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 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 chung về cây Dã yên thảo 33
Đồ án tốt nghiệp 1.2.1 Nguồn gốc và phân loại Giới : Thực vật Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Solanales Họ : Solanaceae Chi : Petunia Loài : Petunia hybrida Hình 1.11. Hoa Dã yên thảo Dã yên thảo có nguồn gốc từ Nam Mỹ, hiện nay Dã yên thảo đã có mặt ở khắp mọi nơi với hàng trăm giống lai. a. Đặc điểm hình thái, sinh học Dã yên thảo là cây sống hằng năm, cây cao từ 15 – 30 cm. Thân có lông mịn bao quanh, phân nhánh từ các lá nách thật, một nách có thể phân nhiều nhánh. Lá đơn, mọc đối hay luân phiên, mặt trên và dưới lá có phủ một lớp lông mịn. Lá hình oval, mềm mại, mép nguyên không có rang cưa. Hoa cô độc, mọc trên cọng dài 2 – 3 cm, đài hoa cao từ 1 – 2,5 cm. Hoa lưỡng tính gồm 5 tiểu nhụy gắn ở phần dưới ống vành. Nang hủy phân thành 2 mảnh, hạt nhiều và rất nhỏ. Hoa Dã yên thảo nguyên thủy có hình phễu, tuy nhiên sự lai tạo đã cho nhiều dạng hoa khác nhau như: hoa cánh đơn, hoa cánh kép với mép có viền và gợn sóng, mép dúng hình cung nhọn ở giữa. Màu sắc hoa có thể thay đổi từ tía đến trắng, tía đến đỏ, đỏ đến cam, tím đến tím nhạt. Đặc biệt nhiều loại Dã yên thảo trắng thuần khiết hay xanh nhạt pha hơi đỏ (màu hoa oải hương) có mùi thơm dịu dàng. Dã yên thảo là cây nhất niên, nở hoa vào mùa hè. Dã yên thảo ưa sáng, sẽ trở nên mảnh khảnh và ít hoa nếu trồng trong tối. Cây thích hợp với điều kiện độ ẩm vừa phải, có thể sống trong điều kiện hơi khô nhưng không thích ứng với điều kiện ngập úng. Cây thích hợp với khí hậu nóng và ẩm, không chịu được nhiệt độ quá lạnh hay quá nóng. Dã yên thảo trồng được trên hầu hết các loại đất, nhưng tốt nhất là đất màu mỡ, đất có pH từ 6,0 – 7,0. Bấm đọt để kích thích cây đâm nhánh tạo độ rũ cho cây, nếu cây ốm yếu hay sau khi cho hoa rộ thì cũng nên tỉa lá bớt để cây phục hồi lại. Dã yên thảo thường bị chết vì úng nước, vì vậy cần 34
Đồ án tốt nghiệp tưới nước đúng liều lượng, không tưới nước lên lá và nụ tránh làm thối lá và nụ, cải thiện điều kiện vệ sinh và duy trì ẩm độ thích hợp. Ngoài ra, Dã yên thảo thường bị héo rũ do nấm, bị thối nhũn do vi khuẩn cũng như sâu, sên, rệp cắn phá. Một số bệnh virus cũng ảnh hưởng nhiều đến cây như làm biến dạng lá, cây chậm phát triển, hoa không có màu và hình dạng thay đổi, thân tàn lụi liên tục, thối đỉnh, lá có những sọc xanh sáng, bị lốm đốm và héo, có khi kết dính thành cụm. b. Các loại Dã yên thảo - Grandifloras: hoa lớn, nhiều hoa có đường kính đến 12,5 cm, gồm cả dạng hoa đơn hoặc hoa kép. Một vài giống hoa đơn có cánh gợn sóng hoặc viền, thân leo, có xu hướng lan rộng ra xung quanh. Do hoa lớn, nhiều và thường úp xuống nên dễ bị thối trong thời tiết nóng và ẩm, nếu muốn trồng loại này thì phải chăm sóc kĩ. Những giống hoa Grandifloras phổ biến: Supercascade, Super magric, Ultra, Storm và Falcon. - Multifloras: hoa nhỏ, đường kính khoảng 5 – 7,5 cm, nhiều hoa, gồm cả dạng hoa đơn và hoa kép. Multiflora sống mạnh mẽ, chịu được nhiệt độ cao lẫn sương giá, kháng được bệnh thối cánh hoa. Những dạng hoa Multifloras đẹp như: Carpet, Primetime, Heavenly Lavender. - Floribundas: đây là loại trung gian giữa Grandifloras, Multifloras. Nhóm này trổ hoa nhiều như Multifloras và kích thước hoa trung bình. Một số dạng hoa phổ biến: Celebrity, Madness, Double Madness. - Millifloras: cây nhỏ, dạng bụi rậm rạp, cho nhiều hoa có đường kính từ 2,5 – 3,5 cm. Chúng thích hợp để trồng trên các ụ đất hoặc trong giỏ treo. Fantasy là một dạng trong nhóm này. - Spreading Petunias: loại này phát triển chậm nhưng có thể trải rộng ra từ 0,9 – 1,2 m. Hoa có nhiều màu sắc, thích hợp để trồng ở bồn hoa cửa sổ hoặc trong các giỏ treo. Spreading Petunias chịu được khô hạn và rất dễ trồng. Phổ biến nhất trong nhóm này là “Purple Wave”. Ngoài ra trong nhóm này còn có “Wave” và “Laura Bush”. c. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến sự ra hoa ngoài tự nhiên 35
Đồ án tốt nghiệp Trong suốt cuộc đời mình, cơ thể thực vật chịu nhiều biến đổi đặc trưng cho từng giai đoạn khác nhau của vòng đời. Ở thực vật có hoa, sự chuẩn bị và thực hiện quá trình sinh sản, sự hình thành và phát triển của quả và hạt là những giai đoạn chủ yếu của sự phát triển. Hoa được thành lập từ chồi ngọn hay chồi nách qua 3 giai đoạn chính: chuyển tiếp ra hoa, tượng hoa, tăng trưởng và nở hoa. + Sự chuyển tiếp ra hoa: gây nên những biến đổi sâu sắc của mô phân sinh ngọn, từ mô phân sinh dinh dưỡng thành mô phân sinh tiền hoa. Tại giai đoạn này có sự tăng mạnh hoạt tính biến dưỡng (tổng hợp RNA, ribosome, protein), sự kéo dài lóng thân do hoạt động mạnh của vùng ngọn của mô phân sinh tiền hoa. + Sự tượng hoa: tức sự sinh cơ quan hoa (bầu noãn, bao phấn, cánh hoa, đài hoa), xảy ra 2 – 3 ngày sau giai đoạn chuyển tiếp ra hoa. Sự phát triển của các sơ khởi hoa xảy ra nhanh chóng, làm chồi phồng lên thành nụ hoa. + Sự tăng trưởng và nở hoa: khi sự tượng hoa hoàn thành, nụ hoa có thể tiếp tục tăng trưởng và nở (đối với cây nhất niên).Tuy nhiên, nụ hoa có thể vào trạng thái ngủ (nụ hoa Lilas được tạo vào cuối hè nhưng hoa chỉ nở vào mùa xuân nhờ nhiệt độ lạnh của mùa đông gỡ trạng thái ngủ). Quá trình hình thành hoa tưởng chừng là một giai đoạn tất yếu trong cuộc đời của thực vật nhưng thật sự đây là một giai đoạn rất phức tạp. Đã có nhiều nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng lên sự hình thành hoa, cơ chế tác động của chúng lên cơ thể thực vật nhưng cho đến nay chưa có một quy luật nào chắc chắn và tuyệt đối. Dựa vào những nghiên cứu trước đây thì có một số yếu tố nổi bật sau đây ảnh hưởng lên sự ra hoa của thực vật. - Độ tuổi Sự ra hoa là bước chuyển quan trọng trong đời sống thực vật. Để một chồi dinh dưỡng trở thành sinh sản, thực vật cần phải đạt tới trạng thái phát triển tối thiểu hay trưởng thành ra hoa. Trạng thái này có thể rất sớm như ở Arachis (phát thể hoa thành lập ở nách tử diệp), khoảng 13 lóng ở cà chua, 5 – 7 năm ở các cây ăn trái, khoảng 50 năm ở cây sồi và lên đến 100 năm đối với cây tre - Yếu tố môi trƣờng 36
Đồ án tốt nghiệp + Dinh dƣỡng Mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát triển thực vật có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Nhiều loại thực vật ra hoa phụ thuộc vào dinh dưỡng được cung cấp, giai đoạn ra hoa không nhất thiết đòi hỏi dinh dưỡng nhiều mà chủ yếu là cần sự cân đối, đặc biệt là tỉ lệ carbon/nitrogen (C/N). Thông thường, dinh dưỡng giàu đạm kích thích sự phát triển sinh dưỡng, dinh dưỡng giàu carbon kích thích sự hình thành hoa. Do đó, cần có tỉ lệ C/N cao vừa phải sẽ kích thích sự ra hoa, nếu tỉ lệ này thấp thì sự phát triển sinh dưỡng cao, nếu quá thấp hoặc quá cao thì lại ức chế sự sinh trưởng của thực vật. + Nhiệt độ Nhiệt độ môi trường cũng ảnh hưởng đến sự ra hoa trong đó có nhiệt độ thực tại và tổng tích hàn. Nhiệt độ thực tại: mỗi thực vật thường có một nhiệt độ thích hợp để ra hoa. Tổng tích hàn: một số thực vật không phụ thuộc vào nhiệt độ thực tại mà phụ thuộc vào tổng nhiệt độ tích luỹ được trong suốt giai đoạn sinh trưởng. Khi đạt được một tổng nhiệt độ thích hợp thì trổ hoa. + Hiện tƣợng xuân hóa (sự thọ hàn) Hiện tượng xuân hoá ở thực vật là hiện tượng thực vật ra hoa đáp ứng lại nhiệt độ lạnh (thực vật chỉ ra hoa sau khi đã trải qua giai đoạn nhiệt độ lạnh) đặc biệt là thực vật ôn đới. + Quang kỳ Quang kỳ được định nghĩa như độ dài chiếu sáng tới hạn trong ngày có khả năng điều kiển các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây, có thể kích thích hoặc ức chế các quá trình khác nhau, phụ thuộc vào các loài khác nhau. Ở cây gai dầu (Cannabis), chúng có khả năng ra hoa nếu giai đoạn chiếu sáng được rút ngắn, với thí nghiệm này Tournois (1912) lần đầu tiên chứng minh sự phụ thuộc của thực vật vào quang kỳ. Tuỳ theo phản ứng đối với độ dài sáng tới hạn trong ngày đối với sự ra hoa mà người ta phân chia thực vật thành 3 nhóm chính: 37
Đồ án tốt nghiệp Cây bất định: có thể ra hoa không phụ thuộc vào độ dài chiếu sáng miễn là giai đoạn sáng đủ cho quang hợp (tối thiểu dinh dưỡng). Trong nhóm này có: cà chua, đậu Hà Lan, bắp, Cây ngày ngắn: bao gồm những cây mà chúng chỉ ra hoa khi độ dài chiếu sáng trong ngày ngắn hơn độ dài sáng tới hạn, giai đoạn tối không được gián đoạn và giai đoạn sáng phải trên tối thiểu dinh dưỡng. Các cây như đậu nành, tía tô, Maryland Manmoth, thuộc nhóm này. Cây ngày dài: bao gồm những cây mà chúng chỉ ra hoa khi độ dài chiếu sáng trong ngày dài hơn độ dài sáng tới hạn. Tuy nhiên có nhiều loài không phụ thuộc quá chặt chẽ vào quang kỳ: trong quang kỳ thích hợp chúng ra hoa nhanh chóng, trong quang kỳ không thích hợp chúng vẫn ra hoa nhưng chậm hơn. Đó là các cây thích ngày ngắn (vài thứ cúc, Cosmos, Euphorbia) hay các cây thích ngày dài (lúa mì, lúa mạch đen mùa xuân, Nigella). Hiếm hơn, vài loài có thể ra hoa trong bóng tối liên tục như huệ hương (Jacinthe) từ giò, khoai tây từ chồi trên củ. Một số cây có đồng thời hai giới hạn (một trên, một dưới) đó là các cây ngày ngắn – ngày dài, ngày dài – ngày ngắn. Kích thích quang kỳ được nhận bởi phytochrom. Phytochrom phân bố rộng rãi trong lá, các chồi đang tăng trưởng, vùng dưới ngọn, vùng mô phân sinh và các cơ quan dự trữ: củ, giò, hạt. Vào năm 1865, Sachs phát hiện ra rằng những cái lá cây để ngoài sáng sản xuất ra những chất hình thành hoa, chúng hiện diện ở hàm lượng rất nhỏ nhưng đóng vai trò tiên phong trong sự ra hoa. Đến năm 1936, Chailakhyan nhận thấy ở cây ngày ngắn Xanthium: chỉ cần đặt một lá trong ngày ngắn (che tối), phần còn lại trong ngày dài, cây có thể ra hoa những vị trí khác nhau. Vậy, lá là nơi nhận cảm ứng còn chồi là nơi phản ứng ra hoa. Do đó, phải có sự vận chuyển kích thích từ lá tới chồi. Kích thích ấy có bản chất là hormone và Chailakhyan gọi là “florigen” – hormone tạo hoa. Vậy bản chất của florigen là gì? Cơ chế tác động của nó ra sao? Các câu hỏi được đặt ra kích thích các nhà khoa học tìm hiểu về florigen. Thí nghiệm ghép cành (Linvol et al., 1962; Zeevaart, 1976) cho thấy florigen có thể dẫn truyền trong libe và thay thế được giữa các loài thực vật khác nhau, các loại thực vật có quang kỳ khác nhau (cây ngày dài, cây ngày ngắn, cây 38
Đồ án tốt nghiệp bất định). Điểm khác biệt chính giữa cây ngày ngắn và cây ngày dài là tuỳ vào thời gian chiếu sáng mà florigen được sản xuất hay không. Dường như cũng có một chất tồn tại và di chuyển ở nhiều cây ngày dài đặt trong điều kiện ngày ngắn, nó có khả năng triệt tiêu sự ra hoa. Nó được gọi là antiflorigen – chất cản trở ra hoa. Hoa có thể hình thành hay không phụ thuộc chính vào nồng độ của hai chất trên (Lang, 1984). Những cố gắng đi tìm bản chất của florigen vẫn chưa thành công. Gần đây, với tiến bộ về phương pháp phân tích với độ nhạy cao có thể phát hiện sự hiện diện của những hợp chất ở những nồng độ rất nhỏ đã mở ra hy vọng tìm ra florigen. Kết quả cho thấy, ngoại trừ đường, trong libe còn chứa những phân tử nhỏ, peptide, protein (Fisher et al., 1992; Marentes và Grusak, 1998; Xoconostle Cazares et al., 1999; Kehr et al., 1999), và acid nucleic (Kühn et al., 1997; RuizMedrano et al., 1999). Vì vậy florigen có thể là một peptide, 1 protein, 1 nucleic acid, hay 1 phân tử nhỏ. Chỉ có những phân tích về thành phần của nhựa libe một cách tỉ mỉ mới có thể trả lời chính xác thành phần tự nhiên của florigen là gì. Cho đến nay florigen vẫn là một bí ẩn của sinh lý thực vật. Bên cạnh việc giải thích cơ chế ra hoa bằng florigen còn có thuyết “đồng hồ cát” và thuyết “đồng hồ sinh học”. Hai thuyết này xuất hiện khi người ta phát hiện ra phytochrom có thể chuyển đổi qua lại giữa 2 dạng: dạng bất hoạt (Pr, không cản trở sự ra hoa) sang dạng hoạt động (Pfr, cản trở sự ra hoa) dưới ánh sáng đỏ xa và ngược lại dưới ánh sáng đỏ Pfr chuyển thành Pr. Tuy nhiên, hai thuyết này không thuyết phục bởi chưa giải thích được một số trường hợp. Gần đây, xuất hiện một quan niệm mới về sự ra hoa của thực vật. Quan niệm này cho rằng sự ra hoa được kiểm soát bởi nhiều yếu tố môi trường cùng một lúc, các yếu tố này được thực vật cảm nhận trực tiếp hoặc gián tiếp: lá cảm nhận sự thay đổi của quang kỳ, nhiệt độ bởi cả cơ thể thực vật (riêng sự thọ hàn chủ yếu được cảm nhận bởi ngọn chồi), nước bởi hệ thống rễ, yếu tố này có thể làm thay đổi ngưỡng tác dụng của yếu tố khác. Thực vật tiếp nhận các yếu tố và đáp ứng theo một cách riêng, trong điều kiện thích hợp sẽ ra hoa đồng loạt, đảm bảo cho sự giao phối cùng loài. 39
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1 Thời gian và địa điểm Các thí nghiệm được tiến hành từ 30/03/2015 đến 30/07/2015 tại số 90 Liên Khu 1 – 6, phường Bình Trị Đông, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh. 2.2 Vật liệu 2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm - Chậu đựng môi trường: chiều cao 15cm, đường kính 8,5 cm, chất liệu nhựa trong. - Chậu đựng giá thể: chiều cao 9 cm, đường kính đáy 7 cm, đường kính mặt 10cm, chất liệu nhựa đục. - Vỉ xốp loại 84 lỗ - Ống đong - Đũa khuấy - Đất ươm giống - Bình xịt - Kệ - Thước đo - Giấy báo 2.2.2 Hạt giống Hạt giống Dã yên thảo (Petunia hybrida) nhập khẩu của công ty Hạt Giống Hoa Việt Nam. 2.2.3 Môi trƣờng dinh dƣỡng Môi trường dinh dưỡng pha theo công thức Knop khởi xướng vào năm 1892. 2.2.4 Giá thể Giá thể ươm hạt: giá thể trồng hoa bao gồm có sơ dừa + trấu hun tỉ lệ 1:1. Giá thể trồng cây: - Xơ dừa: dùng loại xơ dừa đã qua xử lý COCOBI của công ty GINO. 40
Đồ án tốt nghiệp Hình 2.1. Xơ dừa COCOBI của công ty GINO - Trấu: Loại đã ủ sẵn. Hình 2.2. Trấu đã ủ sẵn 41
Đồ án tốt nghiệp - Cát: rửa sạch và phơi khô. Hình 2.3. Cát đã làm sạch - Mùn cưa: chọn loại mùn cưa không phải của những cây có dầu vì có thể gây độc cho cây thủy canh. Hình 2.4. Mùn cƣa 42
Đồ án tốt nghiệp 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Chuẩn bị cây giống Cho hạt Dã yên thảo (Petunia hybrida) bọc trong tấm vải sáng màu ngâm nước ấm ở 40oC trong 3h, sau đó cho từng hạt vào các lỗ trong vỉ ươm, mỗi lỗ một hạt, không lấp đất lên hạt. Đặt vỉ xốp lên kệ, xung quang được che chắn bằng lưới. Mỗi ngày tưới 2 lần bằng bình xịt phun sương sao cho vừa đủ ẩm vào buổi sáng và buổi chiều mát. Sau 5 – 7 ngày hạt nảy mầm. Sau khoảng 35 – 40 ngày, cây con cao khoảng 7 – 8 cm, có từ 8 đến 12 lá. Ta đem cây con trồng vào các chậu giá thể của hệ thống thủy canh mao dẫn. Hình 2.5. Cây con hạt Dã yên thảo (Petunia hybrida) 2.3.2 Bố trí hệ thống thủy canh mao dẫn Hệ thống thủy canh mao dẫn gồm chậu đựng môi trường ở bên dưới, chậu đựng giá thể có gắn dây bấc ở bên trên. Chậu đựng môi trường: được quấn báo xung quanh, tránh để môi trường dinh dưỡng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời làm môi trường dinh dưỡng có rêu xanh, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường. Pha môi trường dinh dưỡng theo công thức của Knop. Cho vào mỗi chậu đựng môi trường 350 ml môi trường dinh dưỡng. 43
Đồ án tốt nghiệp Chậu đựng giá thể: cho dây bấc vào lỗ dưới chậu đựng giá thể, bên trong chậu đựng giá thể theo từng thí nghiệm, không nén giá thể quá chặt. Mỗi chậu trồng một cây Dã yên thảo (Petunia hybrida). Sau mỗi 10 ngày ghi nhận kết quả một lần, sau khi ghi nhận kết quả thay môi trường trong chậu. 2.4 Bố trí thí nghiệm 2.4.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Bảng 2.1. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Dung dịch thủy canh Giá thể thức A (đối 0 Tưới nước Đất chứng) Môi trường dinh A Trấu 1 dưỡng Môi trường dinh A Xơ dừa 2 dưỡng Môi trường dinh A Mùn cưa 3 dưỡng Môi trường dinh A Cát a dưỡng Từ kết quả thí nghiệm, ta xác định được loại giá thể thích hợp cho cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) sinh trưởng và ra hoa. 2.4.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 44
Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.2. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Tỷ lệ phối Giá thể thức trộn B (đối 0 Xơ dừa/trấu 100 : 0 chứng) B1 Xơ dừa/trấu 70 : 30 B2 Xơ dừa/trấu 50 : 50 B3 Xơ dừa/trấu 30 : 70 B4 Xơ dừa/trấu 0 : 100 Từ kết quả thí nghiệm, ta xác định được tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu thích hợp cho cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) sinh trưởng và ra hoa. 2.4.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và phát triển của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) bằng phương pháp thủy canh mao dẫn. Bảng 2.3. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cƣa lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Tỷ lệ phối Nghiệm thức Giá thể trộn C (đối Xơ dừa/ mùn 0 100 : 0 chứng) cưa Xơ dừa/ mùn C 70 : 30 1 cưa Xơ dừa/ mùn C 50 : 50 2 cưa Xơ dừa/ mùn C 30 : 70 3 cưa Xơ dừa/ mùn C4 0 : 100 cưa Từ kết quả thí nghiệm, ta xác định được tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa thích hợp giúp cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) tăng trưởng và ra hoa. 45
Đồ án tốt nghiệp 2.4.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Bảng 2.4. Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Tỷ lệ phối Nghiệm thức Giá thể trộn D (đối 0 Xơ dừa/ cát 100 : 0 chứng) D1 Xơ dừa/ cát 70 : 30 D2 Xơ dừa/ cát 50 : 50 D3 Xơ dừa/ cát 30 : 70 D4 Xơ dừa/ cát 0 : 100 Từ kết quả thí nghiệm, ta xác định được tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và cát thích hợp cho cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) sinh trưởng và ra hoa. 2.5 Các chỉ tiêu theo dõi 2.5.1 Theo dõi sự sinh trƣởng - Chiều cao cây (cm): đo từ gốc cây đến đỉnh ngọn. - Số lá (lá/cây): đếm tổng số lá đã thấy rõ cuống lá trên cây. Chiều cao và số lá được ghi nhận mỗi 10 ngày trong vòng 30 ngày. 2.5.2 Theo dõi sự ra hoa - Số nụ (nụ/cây): là tổng số nụ trên 1 cây - Số hoa (hoa/cây): là tổng số hoa trên 1 cây. 2.5.3 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. 46
Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự sinh trưởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 3.1.1 Sự sinh trƣởng của cây Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự sinh trƣởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Chiều cao cây (cm) Số lá ( lá/cây) thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày ab a a ab a ab A0 9,17 12,6 20,03 13,33 17,33 26,33 a a a a a a A1 8,80 13,4 16,43 12,0 18,0 24,33 b c b b b c A2 10,7 19,1 30,03 15,33 26,33 47,67 a bc a a ab a A3 7,97 17,0 17,67 11,33 21,67 25,67 a ab a b a b A4 8,83 13,9 17,83 13,0 20,33 34,67 Ghi chú: 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). 3.2.2 Sự ra hoa Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Số nụ/cây Số hoa/cây thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày a a ab A0 - 1,0 3,67 - - 0,67 a a ab A1 - 0,67 3,0 - - 0,67 b b b A2 - 3,33 6,67 - - 1,33 47
Đồ án tốt nghiệp a ab b A3 - 0,33 5,0 - - 0 a a b A4 - 1,0 3,33 - - 1,0 Ghi chú: 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). Để đánh giá ảnh hưởng của các loại giá thể lên khả năng sing trưởng và phát triển của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn, chúng tôi tiến hành xác định các chỉ tiêu liên quan đến sinh trưởng là chiều cao cây và số lá; bên cạnh đó cũng xác định các chỉ tiêu ra hoa là số nụ/cây và số hoa/cây. Chiều cao cây và số lá là hai chỉ tiêu sinh trưởng quan trọng khi đánh giá mức độ sinh trưởng. Hai yếu tố này thể hiện khả năng sinh trưởng của cây trồng. Sau khi trồng Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn trên các giá thể khác nhau như: trấu, xơ dừa, mùn cưa, cát, sử dụng đối chứng là đất, dựa vào các bảng 3.1 và bảng 3.2 ta thấy: Các cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) sau 10 ngày trồng có chiều cao cây và số lá không chênh lệch nhau nhiều và có kết quả gần với đối chứng, đây là thời kỳ bộ rễ cây con đang thích nghi với môi trường sống mới, khả năng quang hợp của lá và hút khoáng của rễ còn yếu. Tuy nhiên, ở nghiệm thức A2, sử dụng giá thể xơ dừa, chiều cao cây và số lá có cao hơn so với các nghiệm thức khác với kết quả lần lượt là: 10,7 cm/cây và 15,33 lá/cây. Tại nghiệm thức A2 cây cao hơn, lá nhiều và xanh tốt. Sau 20 ngày trồng ta thấy, ngoài sự gia tăng về chiều cao cây và số lá thì đã thấy xuất hiện các chồi, đặc biệt là sự xuất hiện của nụ hoa. Nghiệm thức A2 tỏ ra có ưu thế vượt trội khi mà số nụ ở nghiệm thức này là 3,33 nụ/cây, các chỉ tiêu về chiều cao cây và số lá cũng vượt lên dẫn đầu so với các nghiêm thức khác với kết quả là: 19,1 cm/cây và 26,33 lá/cây. Nghiệm thức A3 sử dụng giá thể mùn cưa cũng cho kết quả tốt với 17,0 cm/cây và 21,67 lá/cây. Đến ngày thứ 30, các cây đã có nhiều nụ và xuất hiện hoa. Số nụ tăng nhanh chóng từ 0,33 nụ/cây lên đến 5,0 nụ/cây ở nghiệm thức A4 sử dụng giá thể mùn 48
Đồ án tốt nghiệp cưa. Ở các nghiệm thức còn lại số nụ tăng khoảng 2 – 3 lần. Số nụ xuất hiện nhiều nhất vẫn ở nghiệm thức A2 với 6,67 nụ/cây. Ngoài ra nghiệm thức A2 có chiều cao cây, số lá cao nhất và đặc biệt là số hoa nở nhiều nhất 1,33 hoa/cây. Điều này có thể được giải thích do giai đoạn từ 20 đến 30 ngày trồng trong hệ thống thủy canh mao dẫn, bộ rễ của cây Dã yên thảo đã thích nghi tốt và phát triển mạnh. Bên cạnh đó, khi trồng trong giá thể xơ dừa, cây được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng 1 cách cân đối, giá thể xơ dừa có độ xốp và thoáng khi tốt hơn nên bộ rẽ phát triển mạnh, số lá nhiều, có nhiều nụ và hoa. Như vậy qua thí nghiệm 1, ta thấy, khi trồng cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) trong hệ thống thủy canh mao dẫn sử dụng 4 loại giá thể là trấu, xơ dừa, mùn cưa, cát có sử dụng đối chứng là đất thì xơ dừa thích hợp cho cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) sinh trưởng và ra hoa. Giá thể xơ dừa có độ thoáng khí cao, giữ ẩm tốt, có khả năng phân hủy, đây là các yếu tố thuận lợi cho cây sinh trưởng và phát triển tốt. Kết quả này tương tự với kết quả của Trần Thế Mai và cộng sự (2012). Theo Hoài Nam (2015), giá thể trấu có tỷ trọng thấp, khả năng giữ nước kém và độn xốp cao, điều này ngăn cản bộ rễ của cây bám sâu hút nước và chất dinh dưỡng. Điều này thể hiện ở các chỉ tiêu sinh trưởng của nghiệm thức sử dụng giá thể trấu luôn thấp hơn các nghiệm thức còn lại. 35 30 25 A0 20 A1 15 A2 chiều cao cây chiều cao 10 A3 A4 5 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.1. Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 49
Đồ án tốt nghiệp 60 50 40 A0 30 A1 số lá/cây số A2 20 A3 10 A4 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.2. Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 8 7 6 5 A0 4 A1 số nụ/cây số 3 A2 A3 2 A4 1 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.3. Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 50
Đồ án tốt nghiệp 1.4 1.2 1 A0 0.8 A1 0.6 A2 số hoa/cây số 0.4 A3 0.2 A4 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.4. Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 60 50 40 chiều cao cây 30 số lá/cây số nụ/cây 20 số hoa/cây 10 0 A0 A1 A2 A3 A4 Đất Trấu Xơ dừa Mùn cưa Cát Biểu đồ 3.5. Đánh giá ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 51
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.1. Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và sau 10 ngày. 52
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.2 Ảnh hƣởng của các loại giá thể lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 20 ngày và sau 30 ngày. 53
Đồ án tốt nghiệp 3.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trưởng và phát triển của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 3.2.1. Sự sinh trƣởng của cây Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trƣởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Chiều cao cây (cm) Số lá ( lá/cây) thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày b b b b a b B0 9,47 14,7 20,03 13,33 22,0 47,67 a a a a a a B1 8,53 9,37 17,67 10,67 13,67 25,67 a a a a a a B2 8,23 10,37 12,57 11,0 15,0 20,33 a a a a a a B3 8,37 10,0 11,87 10,33 14,67 16,67 a a a a a a B4 8,43 10,73 13,6 11,0 15,33 21,33 Ghi chú: 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). 3.2.2 Sự ra hoa Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Số nụ/cây Số hoa/cây thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày c b b B0 - 2,0 6,67 - - 1,33 b a b B1 - 1,0 2,0 - - 1,0 a a a B2 - 0 2,23 - - 0 54
Đồ án tốt nghiệp a a a B3 - 0 1,67 - - 0 a b a B4 - 0 6,0 - - 0 Ghi chú: 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). Nhìn vào bảng 3.3 ta có thể thấy được sau 10 ngày đầu tiên các chỉ tiêu chiều cao cây và số lá không có sự khác biệt nhiều. Nghiệm thức đối chứng là xơ dừa cho kết quả cao nhất là 9,47 cm/cây và 13,33 cm/cây. Tỷ lệ phối trộn xơ dừa: trấu là 70 : 30 cho chiều cao xếp thứ 2 là 8,53 cm/cây. Tỷ lệ phối trộn 50 : 50 và 0 : 100 cho số lá xếp thứ 2 là 11 lá/cây. Đến ngày thứ 20, nhìn vào cả 2 bảng 3.3 và bảng 3.4, nghiệm thức đối chứng vẫn dẫn đầu về chiều cao cây, số lá, và xuất hiện nụ nhiều nhất với kết quả lần lượt là: 14,7 cm/cây, 22,0 lá/cây và 2,0 nụ/cây. Ở các nghiệm thức còn lại các chỉ tiêu sinh trưởng không có nhiều khác biệt. Nghiệm thức B1 cho số nụ xếp thứ 2 là 1,0 nụ/cây. Ở ngày thứ 30, nghiệm thức đối chứng vẫ cho kết quả tốt nhất ở cả 4 chỉ tiêu là chiều cao cây, số lá, số nụ và số hoa. Bảng 3.4 còn cho thấy nghiệm thức B1 có số hoa nở là 1,0 hoa/cây, trong khi đó nghiệm thức B4 chưa có hoa nở nhưng có số nụ khá nhiều 6,0 nụ/cây. Như vậy, qua thí nghiệm 2 ta chưa thấy được tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu thích hợp hơn chỉ dùng giá thể xơ dừa, kết quả này khác so với kết quả của Nguyễn Thái Hà (2010) khi dùng trấu hun . Có thể giải thích hiện tượng này do trấu tươi có khả năng giữ nước kém, độ xốp cao với xơ dừa với nên ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và ra hoa của cây, bên cạnh đó, cấu trúc của giá thể xơ dừa vừa thoáng lại vẫn chặt chẽ hơn so với trấu, qua đó giúp câu đứng vững và hút các chất dinh dưỡng dễ dàng. 55
Đồ án tốt nghiệp 35 30 25 B0 20 B1 15 B2 chiều cao cây chiều cao 10 B3 5 B4 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.6. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên chiều cao cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 60 50 40 B0 B1 30 B2 số lá/cây số 20 B3 B4 10 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.7. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số lá cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 56
Đồ án tốt nghiệp 8 7 6 5 B0 4 B1 số nụ/cây số 3 B2 B3 2 B4 1 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.8. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số nụ cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 3 2.5 2 B0 1.5 B1 số hoa/cây số B2 1 B3 0.5 B4 0 10 ngày 20 ngày 30 ngày ngày lấy kết quả Biểu đồ 3.9. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giữa xơ dừa và trấu lên số hoa cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn theo thời gian. 57
Đồ án tốt nghiệp 60 50 40 chiều cao cây 30 số lá/cây 20 số nụ/cây số hoa/cây 10 0 B0 B1 B2 B3 B4 100 : 0 70 : 30 50 : 50 30 : 70 100 : 0 Biểu đồ 3.10. Đánh giá ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 58
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 0 ngày và 10 ngày. 59
Đồ án tốt nghiệp Hình 3.4. Ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và trấu lên sự sinh trƣởng và ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn sau 20 ngày và 30 ngày. 60
Đồ án tốt nghiệp 3.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cưa lên sự sinh trưởng và phát triển của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. 3.3.1 Sự sinh trƣởng của cây Bảng 3.5: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cƣa lên sự sinh trƣởng của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Chiều cao cây (cm) Số lá ( lá/cây) thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày b bc bc d ab a C0 10,0 12,6 18,93 14,67 16,67 26,33 a c c ab b b C1 8,97 14,23 20,6 11,33 20,33 34,67 a ab a a a a C2 8,87 11,0 14,4 10,33 14,67 21,33 a a abc ab a a C3 8,37 10,73 17,67 11,33 14,67 25,67 a c ab bc sb a C4 8,57 13,9 16,43 13,0 18,0 24,33 Ghi chú: 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). 3.3.2 Sự ra hoa Bảng 3.6: Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn giá thể giữa xơ dừa và mùn cƣa lên sự ra hoa của cây hoa Dã yên thảo (Petunia hybrida) ứng dụng hệ thống thủy canh mao dẫn. Nghiệm Số nụ/cây Số hoa/cây thức 10 ngày 20 ngày 30 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày a a a B0 - 0,67 2,67 - - 0,33 b b b B1 - 2,33 5,33 - - 1,67 a a a B2 - 0,33 2,0 - - 0,33 a a a B3 - 1,0 3,0 - - 0 a a a B4 - 1,0 3,0 - - 0,67 61
Đồ án tốt nghiệp Ghi chú: 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). Dựa vào bảng 3.5 ta thấy, 10 ngày đầu tiên sau trồng thủy canh Dã yên thảo (Petunia hybrida), các nghiệm thức phối trộn cho kết quả chiều cao cây gần sát với nghiệm thức đối chứng. Ở chỉ tiêu số lá, nghiệm thức đối chứng cho kết quả vượt trội hơn hẳn là 14, 67 lá/cây, theo sát phía sau là nghiệm thức C4 sử dụng giá thể mùn cưa với 13,0 lá/cây. Ở ngày thứ 20, có sự thay đổi rõ rệt, nghiệm thức C1 sử dụng giá thể có tỷ lệ phối trộn xơ dừa và mùn cưa là 70 : 30, dẫn đầu về số lá và chiều cao cây có các kết quả là 14,23 cm/cây và 20,33 lá/cây. Các nghiệm thức còn lại có số lá từ 10,73 – 13,9 lá/cây. Tiếp tục nhìn vào bảng 3.6, nghiệm thức C1 cũng dẫn đầu về số nụ là 2,33 nụ/cây. Các nghiệm thức C3 và C4 có 1,0 nụ/cây. Vào ngày thứ 30, chiều cao cây lớn nhất là 20,6 cm/cây, số lá nghiều nhất là 34,67 lá/cây, số nụ nhiều nhất là 5,33 nụ/cây và số hoa nở nhiều nhất là 1,67 hoa/cây vẫn thuộc về nghiệm thức C1. Kết quả thu được từ nghiệm thức C1 cao hơn so với nghiệm thức đối chứng và các nghiệm thức phối trộn còn lại. Như vậy, tỷ lệ phối trộn xơ dừa và mùn cưa thích hợp là 70 : 30, tỷ lệ này giúp cây Dã yên thảo (Petunia hybrida) sinh trưởng và ra hoa trong hệ thống thủy canh tốt hơn so với chỉ sử dụng xơ dừa hay phối trộn các tỷ lệ khác. Ở thí nghiệm 1, ta thấy các chỉ tiêu sinh trưởng và ra hoa của nghiệm thức sử dụng mùn cưa cho kết quả khá tốt, đặc biệt là ở các chỉ tiêu ra hoa, giống với kết quả thu được từ nghiệm thức C4. Mùn cưa có khả năng giữ nước tốt hơn so với xơ dừa, khi phối trộn với tỷ lệ 30 : 70 sẽ giúp giá thể phối trộn có khả năng giữ nước tốt hơn. 62