BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỊU MẶN VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ BỔ SUNG DINH DƯỠNG PHÙ HỢP CHO SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CÀ CHUA
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Vật liệu
+ Tỉnh Tiền Giang bao gồm bốn xã là Tân Bình, Tân Thuận Bình, Bình Phục Nhứt và Quơn Long của huyện Chợ Gạo
Tỉnh Vĩnh Long gồm hai xã Trung Ngãi và Trung Hiệp thuộc huyện Vũng Liêm, góp phần vào sự phát triển đa dạng của vùng đồng bằng sông Mekong Trong khi đó, tỉnh Bến Tre bao gồm ba xã Thạnh Hải, Thạnh Phong và Giao Thanh của huyện Thạnh Phú, nổi bật với đặc trưng nông nghiệp và cảnh quan sông nước phong phú.
Địa điểm thực hiện dự án gồm nhà lưới tại Cơ sở 3 - Bình Dương, thuộc khoa Công nghệ sinh học của Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, cùng với xã Tân Ngãi của thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long, nhằm đảm bảo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu và phát triển hệ thống nông nghiệp công nghệ cao ở địa phương.
− Thời gian thực hiện: từ tháng 9/2017 đến tháng 3/2021
+ Phiếu điều tra bao gồm các câu hỏi được soạn sẵn (phụ lục)
Hạt giống cà chua Savior của công ty Syngenta là giống cà chua F1 có thân sinh trưởng hữu hạn, chịu nhiệt tốt và phù hợp để trồng trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt Thời gian thu hoạch của giống cà chua này là khoảng từ 65 đến 70 ngày sau khi trồng, mang lại năng suất cao và ổn định.
+ Hạt giống cà Gai leo có nguồn gốc từ Công ty Nông nghiệp Công nghệ cao Thăng Long, thôn Miếu Môn, huyện Trương Mỹ, Hà Nội
Cây cà chua và cà Gai leo được trồng trong bầu nhựa có kích thước 25 × 25 × 30 cm (chiều dài × chiều rộng × chiều cao) Giá thể trồng gồm hỗn hợp đã pha trộn theo tỷ lệ 1 xơ dừa : 1 tro trấu : 1 phân trùn : 1 phân bò, bổ sung nấm Tricoderma để thúc đẩy sự phát triển của cây Việc sử dụng phương pháp trồng này giúp cây phát triển khỏe mạnh, nâng cao năng suất và khả năng kháng bệnh.
+ CaO, MgO: nguồn gốc của Mỹ
+ CaSO4, K2SO4, SiO2, K2SiO3:nguồn gốc của Trung Quốc
+ Nguồn nước sông dùng để tưới cho mô hình được thu thập từ xã Tân Ngãi, thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long
Nhà lưới dùng để thí nghiệm là dạng nhà lưới kính, giúp kiểm soát tốt điều kiện ánh sáng và độ ẩm Cường độ ánh sáng trung bình đo được vào buổi trưa là khoảng 60.000 ± 500 lux, đảm bảo môi trường lý tưởng cho các nghiên cứu Độ ẩm duy trì ổn định ở mức 60 ± 5%, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thử nghiệm và nghiên cứu.
Phương pháp
2.2.1 Nội dung 1 Điều tra hiện trạng canh tác cây trồng ở vùng bị nước mặn xâm nhập của huyện Chợ Gạo, tỉnh Tiền Giang; huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long và huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Mục đích của khảo sát là để điều tra và ghi nhận hiện trạng ruộng, vườn bị ảnh hưởng do nước mặn xâm nhập tại các hộ nông dân ở ba tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long và Bến Tre Đây nhằm đánh giá tình hình canh tác các giống cây trồng như trái cây, rau quả trong vùng và đề xuất các giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cải thiện kỹ thuật canh tác phù hợp Các giải pháp này nhằm giúp người nông dân tăng thu nhập trong mùa nước mặn xâm nhập hàng năm.
Trong quá trình nghiên cứu, phương pháp điều tra được thực hiện bằng cách chọn một huyện điển hình bị ảnh hưởng bởi nước mặn xâm nhập tại mỗi tỉnh Tiếp theo, tiến hành điều tra ngẫu nhiên 30 hộ dân trong huyện dưới sự hướng dẫn của cán bộ địa phương, nhằm thu thập dữ liệu chính xác về tác động của hiện tượng này đến đất canh tác và đời sống cộng đồng.
2.2.2 Nội dung 2 Khảo sát khả năng chịu mặn của cà chua Savior Ảnh hưởng của Ca,
K, Si đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Savior trong điều kiện mặn nhân tạo
Nội dung 2 gồm 3 thí nghiệm Mỗi thí nghiệm đều được bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên
+ Hạt giống sau khi mua được ngâm trong nước pha theo tỉ lệ 2 sôi : 3 lạnh trong
Sau khi ngâm hạt giống trong 6 giờ, tiến hành ủ trong bông gòn ẩm để hạt nảy mầm (Hình 2.1) Khi hạt đã nảy mầm, gieo chúng vào khay ươm chứa giá thể xơ dừa (Hình 2.2) Sau khoảng 10 ngày, cây con có lá thật (lá chia thùy) sẽ phát triển và được chuyển sang bầu lớn để tiếp tục phát triển Khi cây cao khoảng 15 cm, tiến hành quấn dây để giữ cây không bị đổ ngã, đảm bảo sự phát triển vững chắc (Hình 2.4).
+ Cây con trồng được 20 ngày sẽ bắt đầu tưới mặn ở 2 giai đoạn: giai đoạn 1 từ
Sau 20 đến 35 ngày trồng, cây bắt đầu phát triển giai đoạn 2 từ ngày thứ 40 đến trước khi thu hoạch trái (khoảng 55 ngày sau khi trồng) Trong giai đoạn này, thực hiện tưới nước muối với các nồng độ phù hợp theo từng nghiệm thức, mỗi ngày tưới mặn 500 mL cho mỗi cây nhằm tăng cường sức đề kháng và thúc đẩy sự phát triển của cây.
2.2.2.1 Thí nghiệm 1 Ảnh hưởng của độ mặn đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Savior
Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới, có 04 nghiệm thức, 05 lần lặp lại, 04 nồng độ muối NaCl tăng dần từ 0 (đối chứng), 2, 4 đến 6‰; 10 cây/lặp lại (Hình 2.3)
Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy chỉ tiêu:
Các chỉ tiêu sinh trưởng và sinh lý của cây:
− Chiều cao cây (cm): dùng thước dây, đo dọc thân chính từ gốc lên đến đỉnh sinh trưởng của cây khi thu hoạch
− Đường kính thân (mm): dùng thước kẹp, đo ở vị trí cách gốc 15 cm khi thu hoạch
− Diện tích lá (cm 2 ): sử dụng phần mềm đo diện tích lá LIA32
− Chiều dài rễ (cm): dùng thước dây, đo vào thời điểm thu hoạch, đo từ gốc rễ đến chóp rễ dài nhất
− Khối lượng tươi của rễ (g): cân toàn bộ phần rễ vào thời điểm thu hoạch
Hàm lượng diệp lục tố a+b (mg/g) trong lá trước khi cây ra hoa được xác định bằng phương pháp Wintermans và De Mots (1965), đã được mô tả bởi Nguyễn Duy Minh và Nguyễn Như Khanh (1982) Phương pháp này giúp đo lường chính xác hàm lượng diệp lục trong lá, góp phần đánh giá sức khỏe và khả năng quang hợp của cây trồng Hàm lượng diệp lục tố này được tính toán theo công thức đặc trưng, hỗ trợ trong phân tích sinh học và nghiên cứu phát triển cây trồng.
Trong đó: A là hàm lượng diệp lục trong mẫu lá tươi (mg/g)
V: thể tích dịch sắc tố (ml), P: trọng lượng mẫu
C (Chla+b): nồng độ diệp lục có trong dịch chiết (mg/L) được xác định bằng máy đo quang phổ và được tính theo công thức:
Hàm lượng prolin trong lỏi trước khi ra hoa được xác định bằng phương pháp phản ứng màu với thuốc thử ninhydrin sau khi ly trích bằng dung dịch ethanol 96% Đo độ hấp thụ quang (OD) tại bước sóng 520 nm bằng máy quang phổ UV-2602 của Mỹ, sau đó so sánh với đường chuẩn prolin để xác định hàm lượng chính xác.
Các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất cây và hàm lượng các chất hòa tan trong trái cà chua Savior:
− Tổng số trái trên cây: đếm toàn bộ trái trên cây
− Đường kính trái (cm): đo đường kính ở phần lớn nhất của trái, tính trung bình của 20 trái ở mỗi lần lặp lại khi thu hoạch
Độ dày thịt trái được đo từ vỏ đến chỗ tiếp xúc ngăn hạt tại phần lớn nhất của trái, đảm bảo độ chính xác trong khảo giá Quá trình đo này thực hiện trung bình của 20 trái khác nhau mỗi lần thu hoạch để có số liệu đáng tin cậy Việc xác định chính xác độ dày thịt trái giúp đánh giá chất lượng và năng suất của quả một cách hiệu quả Các kết quả này hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quy trình thu hoạch và nâng cao giá trị sản phẩm trái cây.
− Khối lượng trái (g): cân 20 trái trên mỗi lần lặp lại sau thu hoạch rồi tính trung bình
− Năng suất cây (kg/cây): cân toàn bộ trái trên cây sau khi thu hoạch
− Độ Brix (%): bằng cách cắt trái rồi vắt lấy dịch, nhỏ lên Brix kế (máy của Nhật sản xuất) và đọc kết quả
− Thời gian bảo quản trái (ngày): Trái sau khi thu hoạch đem đi bảo quản lạnh ở 10 -
12 o C, theo dõi và ghi nhận thời gian bảo quản cho từng nghiệm thức
− Xác định nồng độ muối NaCl đã làm giảm sinh trưởng của cây cà chua Savior để sử dụng làm nền cho thí nghiệm tiếp theo
2.2.2.2 Thí nghiệm 2 Ảnh hưởng của Ca, K, Si riêng lẻ đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Savior trong điều kiện mặn nhân tạo tạo
− Thí nghiệm có 08 nghiệm thức, 05 lần lặp lại, 04 cây/lặp lại
− Các nghiệm thức, phương pháp tưới mặn và áp dụng dinh dưỡng được thể hiện trong bảng 2.1
Bảng 2.1 Các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 và phương pháp xử lý
Stt Nghiệm thức Phương pháp xử lý
1 0‰ NaCl (Đối chứng) − Tưới nền NaCl ở nồng độ là 4‰từ kết quả của thí nghiệm 1
Sau khi cây con trồng được 20 ngày, bắt đầu tưới mặn qua hai giai đoạn: giai đoạn 1 từ ngày 20 đến 35 sau trồng, và giai đoạn 2 từ ngày 40 đến trước ngày thu hoạch trái (khoảng 55 ngày sau trồng) Mỗi ngày, thực hiện tưới mặn 01 lần, sử dụng 500 mL nước muối cho mỗi cây để đảm bảo cây phát triển tốt.
Các chất dinh dưỡng được xử lý qua 3 lần, mỗi lần cách nhau 10 ngày để đảm bảo hiệu quả tối ưu Lần phun đầu tiên được thực hiện khi cây mới 20 ngày tuổi, vào buổi sáng, kết hợp phun thật đều để ướt toàn bộ bề mặt lá, giúp cây hấp thụ dưỡng chất tốt hơn Các lần tiếp theo sẽ được tiến hành theo lịch trình đều đặn nhằm duy trì sự phát triển của cây một cách tối ưu.
Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy chỉ tiêu: tương tự thí nghiệm 1
Trong cùng một loại hóa chất, liều lượng được sử dụng mang lại hiệu quả tốt hơn sẽ được chọn vào thí nghiệm kết hợp tiếp theo
2.2.2.3 Thí nghiệm 3 Ảnh hưởng của Ca, K, Si kết hợp đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Savior trong điều kiện mặn nhân tạo
− Thí nghiệm có 05 nghiệm thức, 04 lần lặp lại, 04 cây/lần lặp lại
− Các nghiệm thức, phương pháp tưới mặn và áp dụng dinh dưỡng được thể hiện trong bảng 2.2
− Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy chỉ tiêu: tương tự thí nghiệm 1
Bảng 2.2 Các nghiệm thức trong thí nghiệm 3 và phương pháp xử lý
Stt Nghiệm thức Phương pháp xử lý
1 0‰ NaCl (ĐC) Tương tự như ở thí nghiệm 2
3 4‰ NaCl + 600 mg/L CaSO4 + 10 mg/L K2SO4
4 4‰ NaCl + 600 mg/L CaSO4 + 100 mg/L SiO2
5 ‰ NaCl + 10 mg/L K2SO4 + 100 mg/L SiO2
2.2.3 Nội dung 3 Khảo sát khả năng chịu mặn của cây cà Gai leo Ảnh hưởng của Ca,
Mg, K, Si đến sinh trưởng và phát triển của cây trong điều kiện mặn nhân tạo
Nội dung 3 gồm 3 thí nghiệm Mỗi thí nghiệm đều được bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên
+ Hạt giống cà Gai leo được xử lý với nước ấm trước khi gieo trong khay nhựa chuyên dụng
Khi hạt giống đã nảy mầm và cây mầm đạt 20 ngày tuổi, bước tiếp theo là chuyển chúng vào bầu đất đã chuẩn bị sẵn để phát triển tốt hơn Trong quá trình trồng, cần tưới nước đều đặn vào buổi sáng mỗi ngày để đảm bảo độ ẩm và thúc đẩy sự sinh trưởng của cây Đây là giai đoạn quan trọng giúp cây mầm phát triển mạnh mẽ và đạt năng suất cao trong quá trình chăm sóc.
2.2.3.1 Thí nghiệm 4 Ảnh hưởng của độ mặn đến sinh trưởng và phát triển của cây cà
Thí nghiệm với 04 nghiệm thức là 04 nồng độ muối NaCl tăng dần từ 0 (đối chứng), 2,
Trong quá trình nghiên cứu, tỷ lệ mặn từ 4 đến 6‰ được sử dụng, với mỗi lần lặp lại gồm 05 cây để đảm bảo độ chính xác (Hình 2.5) Việc xử lý bắt đầu khi cây con đạt 20 ngày tuổi, tức là sau 20 ngày trồng cây con vào các bầu đất, thời điểm này sẽ tiến hành gây mặn nhân tạo để đánh giá khả năng chịu hạn của cây.
Pha nước muối ở các nồng độ phù hợp với từng nghiệm thức để đạt hiệu quả tối ưu Phương pháp tưới dung dịch nước muối được thực hiện hai lần mỗi ngày với liều lượng 250 mL mỗi lần cho mỗi bầu đất Thời gian tưới liên tục trong vòng 30 ngày giúp cải thiện tình trạng của cây trồng một cách hiệu quả.
Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy chỉ tiêu:
− Mẫu ở giai đoạn trước khi cây ra hoa (50 ngày sau trồng) được sử dụng để đo các chỉ tiêu sinh trưởng, hàm lượng prolin và diệp lục tố a+b
− Chiều cao cây (cm): dùng thước cuộn đo từ mặt đất đến đầu mút của nhánh cấp một dài nhất
− Số nhánh cấp 1/cây (nhánh): số nhánh được hình thành từ thân chính của cây
− Diện tích lá: sử dụng phần mềm đo diện tích lá LIA32 (phần mềm xác định kích thước thông qua hình ảnh)
− Khối lượng rễ (g/cây): cân khối lượng tươi của phần rễ cây khi thu hoạch
Khối lượng khô của cây (g/cây) được xác định bằng cách cân toàn bộ cây, bao gồm cả phần thân và phần rễ, sau khi thu hoạch Cây được sấy khô ở nhiệt độ 80°C cho đến khi khối lượng không còn thay đổi, giúp xác định chính xác lượng chất khô trong cây Phương pháp này đảm bảo đo lường chính xác, phù hợp với các tiêu chuẩn nghiên cứu và thực hành nông nghiệp.
− Hàm lượng prolin (àg/g): tương tự như phương phỏp ở thớ nghiệm 1
− Hàm lượng diệp lục tố a+b (mg/g) trong lá trước khi cây ra hoa được tiến hành tương tự như ở thí nghiệm 1
− Xác định nồng độ muối NaCl đã làm giảm sinh trưởng của cây cà Gai leo để sử dụng làm nền cho thí nghiệm tiếp theo
2.2.3.2 Thí nghiệm 5 Ảnh hưởng của Ca, K, Si riêng lẻ đến sinh trưởng và phát triển của cây cà Gai leo trong điều kiện mặn nhân tạo
Trong nghiên cứu này, thí nghiệm được thực hiện với 10 nghiệm thức theo bảng số liệu 2.3, each được lặp lại 5 lần với 5 cây trồng mỗi lần, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả (Hình 2.5) Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy số liệu được thực hiện tương tự như trong thí nghiệm 4, giúp đảm bảo tính nhất quán và so sánh kết quả hiệu quả.
Cùng một loại hóa chất, liều lượng được sử dụng mang lại hiệu quả tốt hơn sẽ được chọn vào thí nghiệm kết hợp tiếp theo
Bảng 2.3 Các nghiệm thức trong thí nghiệm 5 và phương pháp xử lý
STT Nghiệm thức Phương pháp xử lý