Nghiên cứu xác định nồng độ, giá thể thủy canh thích hợp cho rau ăn lá và so sánh sự sinh trưởng, phát triển một số loại rau trên các môi trường canh tác tại nghệ an

NGUYỄN THỊ HOA CÚC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ, GIÁ THỂ THUỶ CANH THÍCH HỢP CHO RAU ĂN LÁ VÀ SO SÁNH SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ RAU ĂN LÁ TRÊN CÁC MÔI TRƯỜNG CANH TÁC TẠI NGH

NGUYỄN THỊ HOA CÚC

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ, GIÁ THỂ THUỶ CANH THÍCH HỢP CHO RAU ĂN LÁ VÀ SO SÁNH SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ RAU ĂN LÁ TRÊN CÁC MÔI TRƯỜNG CANH TÁC

TẠI NGHỆ AN

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ NGÀNH NÔNG HỌC

NGHỆ AN, 2012

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ, GIÁ THỂ THUỶ CANH THÍCH HỢP CHO RAU ĂN LÁ VÀ SO SÁNH SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ RAU ĂN LÁ TRÊN CÁC MÔI TRƯỜNG CANH TÁC

NGHỆ AN, 2012

trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ để thực hiện luận văn này đã được cảm ơn

Nghệ An, tháng 5 năm 2012

Sinh viên

Nguyễn Thị Hoa Cúc

Ban chủ nhiệm khoa Nông Lâm Ngư, Trường Đại học Vinh, quý thầy cô trong

tổ bộ môn cây trồng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài này

ThS Nguyễn Thị Bích Thuỷ người đã định hướng, tận tình chỉ bảo, động viên giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp Chính

cô đã mang tôi cho tôi niền tin và lòng say mê tìm tòi cái mới trong nghiên cứu

Gia đình và những người thân của tôi, họ đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cả về vật chất lẫn tinh thân cho tôi Bạn bè gần xa đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong trong quá trình thực tập

Ngoài ra cũng xin gửi lời biết ơn chân thành đến tác giả của những cuốn sách, những thành viên trong diễn dàn rau sạch đã cho tôi rất nhiều lời khuyên và kinh nghiệm quý báu

Bằng tất cả tấm lòng tôi xin chân thành cảm ơn!

Nghệ An, tháng 5 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Thị Hoa Cúc

1.2.2 Yêu cầu 3

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 4

1.1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

1.2 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh 6

1.2.1 Khái niện về kỹ thuật thuỷ canh 6

1.2.2 Công nghệ thuỷ canh ( hydroponics technology) 6

1.2.3 Các hệ thống trồng cây không dùng đất trên thế giới 7

1.2.4 Các giá thể được sử dụng trong canh tác thuỷ canh 8

1.2.5 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt 11

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh trên thế giới và ở Việt Nam 11

1.3.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh trên thế giới 11

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh ở Việt nam 14

CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Vật liệu nghiên cứu 18

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 19

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 19

2.4.2 Các công thức và sơ đồ thí nghiệm 20

2.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 21

2.6 Quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc 22

2.6.1 Trồng cây theo phương pháp thuỷ canh 22

2.6.2 Trồng cây trên đất 24

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Thí nghiệm 1: Thử nghiệm nồng độ môi trường dung dịch thuỷ canh thích hợp cho rau xà lách ở Nghệ An 25

3.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái ra lá của rau xà lách 25

3.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái tăng trưởng chiều cao cây xà lách 27

3.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái tăng trưởng đường kính tán của cây xà lách 29

3.2 Thí nghiệm 2: Thử nghiệm các giá thể trồng trên môi trường thuỷ canh thích hợp cho rau xà lách 34

3.2.1 Ảnh hưởng của các giá thể đến động thái ra lá của rau xà lách 34

3.2.2 Ảnh hưởng của các giá thể tới động thái tăng trưởng chiều cao rau xà lách 36

3.2.3 Ảnh hưởng của các giá thể đến động thái tăng trưởng đường kính tán của xà lách 38

3.2.4 Ảnh hưởng của giá thể tới đến năng suất yếu tố cấu thành năng suất xà lách 40

3.3 Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của rau ăn lá trên 2 môi trường canh tác 42

3.3.1 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến động thái ra lá của rau ăn lá 42

3.3.2 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao của các rau ăn lá 45

3.3.3 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến năng suất của các loại rau ăn lá 48

3.3.4 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến sâu bệnh hại trên rau 50

3.4 Thí nghiệm 4: Bước đầu thử nghiệm rau xà lách trên môi trường thuỷ canh hồi lưu và so sánh với môi trường canh tác ở đất và thuỷ canh tĩnh 51

3.4.1 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng số lá xà lách 52

3.4.2 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao của cây lá xà lách 53

3.4.3 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến đường kính tán của cây lá xà lách Error! Bookmark not defined 3.4.4 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất rau xà lách 55

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59

4.1 Kết luận 59

4.2 Kiến nghị 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….……….60

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng.1.1 Tình hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh trên thế giới năm 2001 13 Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái ra lá của rau

xà lách 26 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái tăng trưởng chiều cao cây xà lách 28 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái tăng trưởng đường kính tán của cây xà lách 31 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của rau xà lách 33 34 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của các giá thể đến động thái ra lá của rau xà lách 35 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của các giá thể tới động thái tăng trưởng chiều cao rau xà lách 37 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của các giá thể đến động thái tăng trưởng đường kính tán của

xà lách 39 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của giá thể trồng tới năng xuất và các yếu tố cấu thành năng suất của rau xà lách 41 Bảng 3.9 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến động thái ra lá của rau ăn lá 43 Bảng 3.10 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao của các rau ăn lá 46 Bảng 3.11 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến năng suất của các loại rau ăn lá………50 Bảng 3.12 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến sâu bệnh hại trên rau cải 51 Bảng 3.13 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng số lá xà lách 52 Bảng 3.14 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao của cây

lá xà lách 54 Bảng 3.15 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến đường kính tán của cây lá xà lách

Error! Bookmark not defined

Bảng 3.16 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến năng suất và các yếu tố cấu

thành năng suất rau xà lách 56

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch thuỷ canh động thái ra lá 27

Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch tới động thái tăng trưởng chiều cao 29

Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch thuỷ canh tới động thái tăng trưởng đường kính tán 32

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh tới trung bình khối lượng của rau xà lách 34

Hình 3.5 Ảnh hưởng của các giá thể tới động thái tăng trưởng số lá 36

Hình 3.6 Ảnh hưởng của giá thể đến động thái tăng trưởng chiều cao 38

Hình 3.7 Ảnh hưởng của giá thể tới động thái tăng trưởng đường kính tán 40

Hình 3.8 Ảnh hưởng của giá thể thuỷ canh tới trung bình khối lượng của rau xà lách 41

Hình 3.9 Động thái tăng trưởng số lá của rau muống 44

Hình 3.10 Động thái tăng trưởng số lá của rau cải 44

Hình 3.11 Động thái tăng trưởng số lá rau mùng tơi 45

Hình 3.12 Động thái tăng trưởng chiều cao rau muống 47

Hình 3.13 Động thái tăng trưởng chiều cao rau mùng tơi 48

Hình 3.14 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến trung bình khối lượng của rau muống, rau cải, rau mùng tơi 50

Hình 3.15 Ảnh hưởng môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng số lá của xà lách 53

Hình 3.16.Ảnh hưởng các môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao xà lách 54

Hình 3.17 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến động thái tăng trưởng chiều cao xà lách Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Ảnh hưởng của môi trường canh tác đến năng suấ đến trung bình khối lượng của rau xà lách 57

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rau xanh – một trong những loại thực phẩm cần thiết và không thể thiếu trong mỗi bữa ăn; với khả năng cung cấp nhiều chất dinh dưỡng như các loại vitamin A, B, C, riboflavin, tamin, chất xơ và các chất khoáng như: Ca, Fe giúp cân bằng dinh dưỡng cho cơ thể, hạn chế các bệnh về tim mạch, bệnh bèo phì, tiểu đường [1]… Một số loại rau được xem như loại thực phẩm chức năng, được sử dụng như dược liệu quý giúp tăng cường sức khoẻ và ngăn ngừa bệnh tật Chính vì thế rau xanh là sản phẩm nông nghiệp có thị trường tiêu thụ cao kể cả trong nước

và noài nước Sản xuất rau mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn 2-3 lần so với trồng lúa (Hoàng Minh Châu, 2010) [4]

Với nhu cầu cấp thiết như vậy, rau xanh được trồng khắp mọi nơi, từ vùng tập trung đến nơi không tập trung; từ nông thôn đến cả thành phố; từ bãi đất trống hay trên cả tầng thượng rau được tận dụng mọi nơi, mọi lúc để trồng Có thể nói người dân thành phố cũng phải trồng rau không phải để tiết kiệm tiền mà người ta

lo về sức khoẻ cho bản thân hơn bởi mức độ nghiêm trọng của tồn dư thuốc hoá học trong chính sản phẩm “không thể thiếu được” trong mỗi bữa ăn Người trồng rau đã bất chấp tất cả, kể cả đầu độc con người đã sử dụng các chất kích thích, thuốc trừ sâu, sử dụng với lượng phân bón lớn, canh tác trên các thửa đất nhiễm bẩn tạo ra các bó rau tươi mơn mỡn, bóng loáng rất đẹp mắt miễn là có lợi nhuận tối đa, không để ý đến trách nhiệm với xã hội, cộng đồng Đây chính là mối nguy hại nghiêm trọng đến sức khoẻ của người tiêu dùng, một câu hỏi nan giải, khó khăn đang cần xã hội giải quyết

Những người sống ở nông thôn, họ luôn có những mảnh vườn nhỏ giành riêng để trồng rau an toàn dùng cho gia đình Vậy còn với những người sống ở thành phố? Với diện tích chật hẹp, họ có thể tự sản xuất được rau xanh cho bữa ăn của gia đình mình không? Điều đó là hoàn toàn có thể thực hiện được, nếu áp dụng các tiến bộ khoa học Một trong những phương pháp đó là nghiên cứu kỹ

thuật trồng cây trong dung dịch khoáng hay còn gọi là kỹ thuật thủy canh

Kỹ thuật thuỷ canh (Hydroponic) là một trong những kỹ thuật canh tác tiến

bộ của nền nông nghiệp hiện đại Đó là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà trồng trực tiếp trong dung dịch dinh dưỡng hoặc trong giá thể như cát, than bùn,

xơ dừa, vermiculite perlite [13],[15],…Áp dụng kỹ thuật thủy canh có thể trồng được rau, quả ở những nơi không có đất như ngoài hải đảo, trên ban công sân thượng, hay những nơi đất đai bị ô nhiễm phóng xạ, hóa chất (gần bệnh viện, khu công nghiệp ) trong các hộ gia đình Do đó, sẽ tăng được số mùa vụ trong năm, tăng năng suất và chất lượng của rau sản phẩm có chất lượng cao hơn và an toàn hơn

Trên thế giới chủ yếu rau xanh được trồng theo hình thức thuỷ canh với quy

mô công nghiệp hiện đại Các giá thể được gắn trên tấm xốp thả trên bể nước vừa

gấp 3-4 lần so với canh tác trên đất [19]

Khác với thế giới, theo các báo cáo có thể thấy thuỷ canh đã có mặt tại Việt Nam từ lâu, đã có các quy trình sản xuất rau bằng thuỷ canh hay cũng được chuyển giao công nghệ cho nhiều nơi, nhưng khai thác thế mạnh của nó chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu hoặc mạnh hơn chút nữa là trồng ở quy mô hộ gia đình Người ta trồng rau bằng thuỷ canh chỉ dừng lại ở mức là tự cung tự cấp, chưa nghĩ đến việc đầu tư trên diện rộng bởi kinh phí cũng như kỹ thuật Tuy chỉ ở mức độ như vậy, nhưng phương pháp pha dung dịch, các giá thể sử dụng cho thuỷ canh hay kỹ thuật canh tác trên môi trường thuỷ canh dường như rất mới mẻ với người dân, thậm chí chưa nghe và nghĩ đến bao giờ

Với mong muốn giúp những người trồng rau có sản phẩm an toàn, xa hơn chút nữa là góp một phần nhỏ nghiên cứu của mình để ứng dụng cho tất cả người dân thành phố ai cũng có thể tận dụng những khoảng trồng ít ỏi để trồng thuỷ canh

phục vụ cho gia đình ở Nghệ an, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên

cứu xác định nồng độ, giá thể thuỷ canh thích hợp cho rau ăn lá và so sánh sự sinh trưởng, phát triển một số loại rau trên các môi trường canh tác”

1.2 Mục đích yêu cầu của đề tài 1.2.1 Mục đích

- Xác định các thông số kỹ thuật (nồng độ dung dịch, giá thể) nhằm góp phần xây dựng quy trình ra ăn lá bằng phương pháp thuỷ canh

- Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của một số loại rau ăn lá ở các môi trường canh tác khác nhau để đưa ra khuyến cáo cho người dân thành phố khi sử dụng môi trường thuỷ canh

1.2.2 Yêu cầu

- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của đối tượng thử nghiệm trên các nồng độ dung dịch khác nhau

- Xác định giá thể phù hợp trong sản xuất rau ăn lá bằng phương pháp thủy canh

- So sánh năng suất của các rau ăn lá trên các môi trường canh tác khác nhau

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài đưa ra các thông số kỹ thuật làm cơ sở để xây dựng và hoàn thiện quy trình sản xuất rau ăn lá bằng công nghệ thuỷ canh trong điều kiện khí hậu ở Nghệ an, đồng thời thúc đẩy công nghệ trồng rau thuỷ canh vào sản xuất rau ở nước ta

Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo sử dụng trong học tập và nghiên cứu tại cơ sở đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực nông nghiệp

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Giúp các nhà trồng rau chủ động sản xuất rau bằng công nghệ thuỷ canh nhằm tận dụng diện tích sử dụng và nâng cao năng suất và chất lượng rau an toàn quanh năm cho gia đình và cộng đồng

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 1.1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Trong nuôi trồng thuỷ canh, thành phần dinh dưỡng là nhân tố đầu tiên và quan trọng nhất quyết định sự thành công hay thất bại Thành phần dinh dưỡng cung cấp cho môi trường thuỷ canh phụ thuộc và nhiều yếu tố như loại cây trồng,

mùa vụ, điều kiện khí hậu thời tiết của địa phương và phương pháp nuôi trồng

Trong các nhân tố trên thì loại cây trồng là nhân tố quan trọng nhất quyết định

thành phần và hàm lượng của các loại dinh dưỡng trong môi trường thuỷ canh

Qua nghiên cứu người ta nhận thấy, cây trồng trong suốt quá trình sống của mình cần 18 nguyên tố đa lượng, trung lượng và vi lượng lấy từ đất, nước, không khí Chúng là C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mn, Mg, Ni, Cu, Zn, B, Mo, Cl, Ni Một

số nguyên tố cần với liều lượng rất ít nhưng lại trở thành nhân tố giới hạn đối với

sự phát triển của cây trồng Nhiều nguyên tố được tìm thấy trong các enzym và enzym, một số nguyên tố khác lại đóng vai trò trong tích lũy dinh dưỡng Sự thiếu hụt hay thừa bất kì một nguyên tố nào cũng đều ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng [3], [7]

co-Để cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất và phẩm chất cao thì việc cung cấp đầy đủ và hợp lý các yếu tố cần thiết được coi là điều kiện quan trọng nhất Cây trồng có thể nhận các nguyên tố này từ nhiều môi trường khác nhau như môi trường đất, môi trường nước hoặc không khí Vì vậy việc trồng trọt không chỉ được giới hạn trong môi trường đất mà còn có thể tiến hành trong môi trường nước (thuỷ canh) hoặc trong môi trường không khí (khí canh) Miễn là chúng ta cung cấp đầy đủ các nguyên tố mà cây trồng cần

Đối với môi trường đất, khi trồng cây chúng ta gặp một số khó khăn đó là: không biết được trong đất thiếu hay thừa chất gì để bổ sung, do đó thành phần và hàm lượng dinh dưỡng thường không thỏa mãn được nhu cầu của cây trồng, kết

quả là cây trồng không phát huy được hết tiềm năng năng suất tối đa của mình Bên cạnh đó, đất còn là môi trường chứa rất nhiều các chất độc, các kim loại nặng cũng như các mầm mống sâu bệnh gây ảnh hưởng tới cây trồng, dẫn đến chất lượng sản phẩm thường không đạt được tiêu chuẩn rau an toàn cho phép

Vì vậy việc áp dụng kỹ thuật thủy canh trong trồng trọt sẽ giúp chúng ta nâng cao được năng suất cây trồng, nâng cao số mùa vụ Bên cạnh đó, kỹ thuật này còn giúp giảm được tồn dư các chất độc hại trong cây trồng như các kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật, từ đó nâng cao được chất lượng sản phẩm

1.1.2 Cơ sở thực tiễn

Nghệ An là một trong những địa phương có thị trường tiêu thụ lớn trong đó rau ăn lá chiếm 50% tổng các loại rau Tuy nhiên, sản xuất cây rau phục vụ đáp ứng nhu cầu còn gặp nhiều khó khăn, do điều kiện thời tiết khắc nghiệt, mùa hè nắng gắt, mùa đông mưa nhiều, có nhiều vùng thường xuyên bị ngập úng, sâu bệnh phá hại, do đó năng suất thấp Đồng thời trong sản phẩm thường tồn tại dư lượng của các loại chất độc do cây lấy từ đất, nước gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng Để giải quyết vấn đề này thì việc nghiên cứu để trồng thủy

canh cho cây rau là việc làm hết sức cần thiết

Hiện nay, trên thế giới có nhiều tác giả đã đưa ra nhiều công thức để pha dinh dưỡng cho việc trồng thuỷ canh các loại cây khác nhau Một số nồng độ chuẩn đã được sản xuất thành sản phẩm bán trên thị trường Tuy nhiên, các loại cây trồng ở các vùng khác nhau thì yêu cầu của chúng đối với dinh dưỡng cũng có

sự khác nhau, để cây trồng phát triển tốt đạt hiệu quả tối đa thì cần nồng độ dung

dịch thuỷ canh phù hợp

Bên cạnh nồng độ dung dịch thì giá thể đỡ cây cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng Tất cả các giá thể vô cơ, hữu cơ hoặc giá thể trộn đều được sử dụng cho kỹ thuật trồng cây không cần đất Sự lựa chọn giá thể

đã xác định rõ bởi lợi ích, giá thành, chất lượng

Vì vậy, việc thử nghiệm, nghiên cứu để xác định nồng độ và lựa chọn giá thể thích ứng của một số cây trồng trong điều kiện khí hậu cụ thể của điạ phương

là việc cần thiết, góp phần đưa kỹ thuật thủy canh từng bước đi vào thực tế

1.2 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh 1.2.1 Khái niện về kỹ thuật thuỷ canh

Thuỷ canh (hydroponics) là hình thức canh tác không dùng đất Cây trồng được trồng trên hoặc trồng trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hoà tan trong nước dưới dạng dung dịch và tuy theo từng kỹ thuật mà bộ rễ có thể ngâm trong nước hoặc treo lơ lửng trong môi trường không khí bão hoà dung dịch Trồng cây không cần đất đã được đề xuất từ lâu bởi các nhà khoa học như Knop, kimusa… ( trồng cây trong dung dịch) [Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch, 1994] [17], [18]

1.2.2 Công nghệ thuỷ canh ( hydroponics technology)

Công nghệ thuỷ canh đã được phát triển hơn ba thế kỷ Các công bố đầu tiên về công nghệ này xuất hiện từ những năm 1600 (weir, 1991) [10] Trong những năm 50, 60 thế kỷ 20, hydroponics trở nên được quan tâm bởi sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất nhựa và nhà kính [4] Các mô hình lần lượt được giới thiệu, sự kiện quan trọng của công nghệ này là sự ra đời của kỷ thuật phim dinh dưỡng NFT và Rockool – một loại tấm kính sợi cách nhiệt Từ đó các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu công nghệ thuỷ canh khác như hệ thống phun sương

và một loạt hệ thống tuần hoàn được nghiên cứu bởi người nhật năm 1970 Đến những năm 80, 90 một loạt các cải tiến đã được nghiên cứu ví dụ hệ thống sử dụng perlite của scotland áp dụng cho việc sản xuất dâu tây ba chiều nhằm tiết kiệm không gian nhà kính Các hệ thống thuỷ canh hiện đại nhất đã được phát triển trong đó các khâu sản xuất từ trồng, thu hoạch và đóng gói đều được tự động hoá, môi trường được hoàn toàn kiểu soát

1.2.3 Các hệ thống trồng cây không dùng đất trên thế giới

Các hệ thống thủy canh phổ biến và được sử dụng rộng rãi là:

Hệ thống thuỷ canh hồi lưu: Là hệ thống có dung dịch dinh dưỡng bơm tuần hoàn

từ một bình chứa có lắp đặt thiết bị điều chỉnh tự động các thông số của dung dịch

để đưa tới các bộ rễ cây, sau đó quay lại bình chứa để điều chỉnh các thông số Hệ

thống này có hiệu quả kinh tế cao hơn, không đòi hỏi chất dinh dưỡng có cơ chế tự

điều chỉnh độ axit, thích hợp với quy mô sản xuất lớn ở những nơi có nguồn điện

Kỹ thuật thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng NFT: Dạng các hệ thống trồng thuỷ

canh được phát triển cao nhất ngày nay là kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – Nutrien Film Technique) được Doctor Allen Cooper phát triển vào những năm 1960

ở Anh Nó là một biến thể của dòng chảy sâu Nó cũng là dạng thuỷ canh hấp dẫn nhất đối với cộng đồng do tính chất và dáng vẻ bên ngoài của nó

Chất dinh dưỡng được cho vào các ống trồng (growtube) nơi mà các rễ rút

nó lên Phần dư rút xuống do trọng lực trở lại bể chứa Màng mỏng dinh dưỡng cho phép các rễ có tiếp xúc ổn định với chất dinh dưỡng và lớp khí phía trên cùng lúc

Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu: Là hệ thống có dung dịch dinh dưỡng đặt trong

hộp xốp hoặc các vật chứa cách nhiệt khác, dung dịch nằm nguyên trong hộp chứa

từ lúc trồng cây đến khi thu hoạch

Hệ thống này thích hợp với quy mô gia đình ở các nước kém phát triển, đòi hỏi phải có chất dinh dưỡng tự điều chỉnh được độ axit (pH) của dung dịch

Kỹ thuật thuỷ canh đơn giản hiện đang triển khai tại nước ta là loại này

Khí canh: Đây là hệ thống thuỷ canh cải tiến khi rễ cây không được trực

tiếp nhúng vào dung dịch dinh dưỡng mà phải qua hệ thống bơm phun định kỳ, nhờ

vậy tiết kiệm được dinh dưỡng và bộ rễ được thở tối đa Trong kỹ thuật này các cây

được trồng trong một thùng cách nhiệt, chỉ chứa sương mù và hơi nước Sương mù (chất dinh dưỡng) được phun định kỳ vào những thời gian nhật định trong suốt quá trình trồng cây Cây trồng được treo lơ lững trong thùng, chúng được duy trì trong điều kiện độc lập Vì không sử dụng đất hay môi trường tổng hợp (giá thể) nên môi

trường có độ sạch cao, cây sạch bệnh Dung dịch dinh dưỡng thừa sau khi sử dụng

được thu lại, lọc, bổ sung để được tiếp tục sử dụng

Về nguyên tắc hệ thống này có hiệu quả kinh tế rất cao, hoàn toàn có thể ứng dụng để làm giảm giá thành cây giống trong công nghệ sinh học thực vật Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Sigopor, trong hệ thống khí canh nhiệt ở vùng rễ

sinh trưởng nhanh hơn trong đất thường hay trong hệ thống thuỷ canh không hồi

trồng cây trái vụ [15, tr.44- 55], [14, tr.33- 41]

1.2.4 Các giá thể được sử dụng trong canh tác 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

triển của cây

Các giá thể sử dụng trong thuỷ canh phải đản bảo rằng chúng không gây ra phản ứng với các chất có trong dung dịch dinh dưỡng, cũng không chứa các chất

có hại cho cây trồng và nhất thiết là phải thoáng khí và không gây úng ngập cho rễ (các giá thể càng trơ càng tốt)

Việc lựa chọn một gía thể nào đó phụ thuộc cần chú ý các yếu tố bao gồm: giá tiền, hiệu quả, cân nặng, tỷ lệ xốp, khả năng chống lại sự phân huỷ, tính trơ, khả năng giữ nước, tính đồng đều và bền vững, có độ vô trùng cao, bền và có khả năng tái sử dụng được Giá thể cần đảm bảo không chứa chất gây độc có thể ảnh hưởng độc hại ảnh hưởng tới môi trường dinh dưỡng và cả độ pH của môi trường Đản bảo các phản ứng hoá học và oxy hoá diễn ra bình thường

Đặc tính về khả năng hút nhiệt là một tính quan trọng Giá thể có màu đen thường bị nóng nhanh hơn khi phơi ngoài sáng, làm cho nhiệt độ tăng lên ở xung quanh rễ Gây ảnh hưởng cho sự phát triển của cây

Khối lượng riêng của giá thể là chỉ tiêu đáng quan tâm khi chọn mua giá thể Theo nghiên cứu của John và harold (1999) yêu cầu khi lựa chọn giá thể trong

Các giá thể thường được sử dụng như:

- Giá thể trơ cứng:

+ Cát sỏi : Đây là giá thể trơ điển hình và thường được sử dụng Trồng cây trên gia thể cát sỏi có ưu điểm dễ tìm kiếm, rẻ tiền Nhưng nhược điểm khi dùng giá thể này là khó tiêu nước và độ thoáng khí kém

Yêu cầu: phải rửa sạch, thanh trùng và sấy khô trước khi đem trồng khi sử dụng Dùng cát có độ lớn 0,1 mm – 0,2 mm và sỏi có độ lớn từ 1- 5 cm

+ Perlite:

Perlite là một dẫn xuất của đá núi lửa chứa silic 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

+ Scoria (xỉ nham thạch):

Đây là một loại đá trên bề mặt núi lửa, có khả năng giữ nước rất tốt Scoria

có một số tính chất lý tưởng để để làm giá thể So với sỏi và cát nó nhẹ hơn Vật liệu trơ, khô, có nhiều kích thước khác nhau Rất xốp, có nhiều lỗ khí và túi khí

thành nhựa của vỏ chậu vào giá thể

+ Vermiculite:

Vermiculite 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

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

- Giá thể hữu cơ:

+ Mùn cưa:

Là chế phẩm của sản xuất chế biến gỗ, nó là một giá thể hữu cơ có khả năng giữ nước tốt Tuy nhiên các sản phẩm khác nhau cho sản phẩm mùn cưa khác nhau và không phải sản phẩm mùn cưa của loại gỗ nào cũng thích hợp như nhau với cây trồng Có loại mùn cưa độc, đặc biệt là các mùn cưa của các loại gỗ có chứa nhiều dầu, gỗ đã ngâm tẩm thuốc bảo quản

+ Trấu hun:

Là mảnh vỏ thóc đem chất đống và hun đến một độ mà vỏ trấu đen nhưng chưa thành tro Trấu hun là giá thể hữu cơ tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng Trấu hun là giá thể phổ biến trong nông nghiệp sẵn có ở Việt Nam Đây là một trong những giá thể mang lại hiệu quả kinh tế cao

+ Vỏ cây, xơ dừa:

Đây là vật liệu tương đối rẻ tiền, có khả năng chống phân huỷ do vi khuẩn cao Phần lớn các nghiên cứu dùng vỏ cây hoặc xơ dừa, cần phải cho dòng nước chảy chậm để lôi cuốn hợp chất tanin có trong vỏ cây và xơ dừa

+ Than bùn:

Đây 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 Thông thường trong nuôi trồng

thuỷ canh, than bùn được dùng để nuôi trồng các loại cây cho quả như: cà chua,

dưa leo, ớt tây, dâu tây…

Than bùn cần thanh trùng trước khi sử dụng

1.2.5 Vai trò của thủy canh trong trồng trọt

Thủy canh là một tiến bộ của ngành nông nghiệp hiện đại Nó là lựa chọn tối ưu với điều kiện chập hẹp về không gian, ô nhiễm về môi trường như hiện nay Nguyên nhân chủ yếu là do sức ép của việc bùng nổ dân số trên thế giới và công nghiệp hóa

Thủy canh đã đáp ứng được nhiều đòi hỏi khác nhau từ việc canh tác ngoài trời đến trồng trong nhà kính Nó được áp dụng cho các nước đã và đang phát triển

để cung cấp thức ăn cho các vùng có điều kiện khắc nghiệt, thiếu nguồn nước Cung cấp thêm một chút thảm thực vật cho thành phố

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh trên thế giới

Theo các tài liệu ghi chép bằng chữ tượng hình của người Ai Cập thì việc trồng cây ruộng nước đã có từ vài trăm năm trước Công nguyên Sự nghiên cứu trong những niên đại gần đây nhất cho thấy vườn treo Babilon và vườn nổi Kashmir và tại Aztec Indians của Mexico… còn có dấu tích của việc trồng cây trên bè trong những hồ cạn Hiện tại vẫn còn nhiều bè trồng cây được tìm thấy ở gần thành phố Mêxico [15], [21]

Năm 1699, John Woodward (Anh) đã thí nghiệm trồng rau trong dung dịch Những năm 60 của thế kỷ 19, Sachs và Knop (Đức) đã sản xuất ra dung dịch để nuôi cây Trong những năm 30 của thế kỷ 20, Tiến sĩ W.F.Gericke (California) đã phổ biến rộng rãi thuỷ canh ở nước Mỹ cung cấp thực phẩm rau tươi cho lính Mỹ suốt thời gian chiến tranh tại Nam Thái Bình Dương [17] Trong số đó trong trại rộng nhất rộng 22 hecta ở chufu Nhật Bản Ngay tại Mỹ thủy canh được dùng rộng rãi cho mục đích sán xuất kinh doanh Hầu hết công nghệ trồng cây thuỷ canh chủ yếu phục vụ cho việc sản xuẩt rau sạch trên quy mô lớn như ở liên doanh Aero green Technology (Singapore) cung cấp 900 kg rau sạch mỗi ngày; Hà Lan có

3600 hecta trồng cây không cần đất; Nam Phi có 400 hecta…Tuy nhiên, ở các nước tiên tiến, người ta cũng áp dụmg công nghệ này cho việc sản xuất một số loại hoa như cẩm chướng, layơn, cúc…để kinh doanh [15]

Trong khi đó ở các vùng khô cằn như Vịnh Ả Rập, Israel thủy canh được sử dụng rất phổ biến để trồng rau Nhật Bản đấy mạnh kỹ thuật thủy canh để sản xuất rau sạch an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề mà người Nhật rất quan tâm, họ luôn lo ngại và rất thận trọng đối với những phụ gia thực phẩm hay thuốc trừ sâu nông nghiệp Hơn nữa vì diện tích đất canh tác quá hẹp nên chính phủ Nhật rất khuyến khích và trợ giúp kiểu trồng này, rau sạch sản xuất bằng phương pháp này giá đắt hơn 30% so với rau trồng ở môi trường bên ngoài nhưng người tiêu dùng vẫn chấp nhận [2]

Kỹ thuật hydroponics của tập đoàn Eurofresh ở bang Arizona được xem là

có quy mô lớn nhất nước Mỹ Năm 1995, trang trại rộng 110 hecta này sản xuất hơn 90.000 tấn cà chua Ở bang Ohio, nóc bệnh viện Toledo được tận dụng để trồng trên 90 kg rau cải trong những chiếc xô chứa mụn dừa gồm cà chua, ớt, đậu xanh và các loại rau có lá phục vụ bệnh nhân và tặng cho bếp ăn từ thiện kế bên Trong khi đó, các trường học ở New York đang tham gia chương trình do Đại học Cornell chủ trì, theo đó học sinh trồng rau xà lách búp trên sân thượng của trường

và bán lại cho chuỗi siêu thị Gristedes [20]

Hiện nay công nghệ trồng cây không dùng đất đã được phát triển rộng rãi trên toàn thế giới, từ đơn giản cho đến tính vi phức tạp, từ sản xuất nhỏ lẻ cho đến sản xuất công nghiệp

* Tình hình ứng dụng thủy canh cho các một số đối tượng rau ăn trên Thế giới

Đầu tiên phải khẳng định đối tượng rau ăn lá là đối tưởng được lựa chọn nhiều để trồng theo phương pháp thuỷ canh trên thế giới Các sản phẩm nay thường được sử dụng trực tiếp nên đòi hỏi về an toàn cao Bên cạnh đó các đối tượng tuy là cây ngắn ngay nhưng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện mùa vụ, nhu cầu thường xuyên chính đây là vấn đế được các nhà nghiên cứu quan tâm

Ứng dụng trồng nhiều nhất là đối tượng rau xà lách lá một loại rau xanh ăn

lá được rất nhiều nước trên thế giới, đạt biệt là nước Mỹ sử dụng Ứng dụng thuỷ canh trồng rau xà lách được tiến sĩ P.A Schippers ứng dụng đã thành lập cơ sở HYDRO-HARVEST năm 1980, với mục đích sản xuất rau xà lách quanh năm

phục vụ thị trường Boston Tổng diện tích trồng rau được che phủ nilong là 3400

hoa cắt cành và dùng vào mục đích thí nghiệm [21]

Ở Anh năm 1977, một xí nghiệp do L.Dingeman sáng lập để sản xuất rau

xà lách liên tục, với quy mô 4 hecta và sản xuất khoảng 8 triệu cây rau xà lách mỗi năm vào năm 1982 Cũng tại Anh một hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng đặt biệt trồng xà lách trong máng bê tông được áp dụng nhiều năm, hệ thống này được Lauder mô tả và thiết kế (1997) Người ta trồng rau xà lách trong nhà kính với diện tích 4 hecta, hàng năm sản xuất được 8 triệu cây hiệu quả cao, bảo vệ được diện tích trồng trọt mà không phải dùng cơ khí [15]

Một hệ thống sản xuất rau xà lách nữa do Wittaken Agri-Systems (California-Mỹ) thiết lập (năm 1982-1983) Với quy mô 0,3 hecta dành cho sản xuất rau xà lách Hệ thống cơ khí hóa trồng rau xà lách liên tục đã được áp dụng trong nông nghiệp ở California, được mô tả trong tài liệu của Roger, rau xà lách được trồng trong các cốc nhựa có chứa dung dịch dinh dưỡng tuần hoàn Somis đã thực hiện thí nghiệm hệ thống này với diện tích 0,3 ha để trồng rau xà lách [5], [9]

Bảng1.1 Tình hình sản xuất bằng công nghệ thủy canh trên thế giới năm 2001

Nước Diện tích

củ, đậu, hoa cúc, hoa hồng, cẩm chướng…

đậu, hoa cúc hoa hồng, cẩm chướng

Thụy điểm 550 Cà chua, dưa leo, rau diếp, ớt xanh, rau cải

hấu, bó xôi, rau diếp, dâu tây, đậu, hoa các loại

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh ở Việt nam

Phương pháp trồng rau thủy canh từ lâu đã được nhiều quốc gia có nền nông nghiệp công nghệ cao ứng dụng rộng rãi Tuy nhiên, ở nước ta mô hình này vẫn còn mới, xa lạ đối với người dân

Giai đoạn trước 1995, phương pháp trồng cây trong dung dịch chỉ được biết tới tại các trường đại học, các viện nghiên cứu để nghiên cứu Năm 1993, Giáo

sư Lê Đình Lương – Khoa sinh Đại Học Quốc gia Hà Nội phối hợp với tổ chức nghiên cứu và triển khai Hồng Kông (R &D Hongkong) tiến hành nghiên cứu toàn diễn khía cạnh khoa học kỹ thuật và kinh tế xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển tại Việt Nam [11]

Từ năm 1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai, phát triển ở Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Côn Đảo, Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường ở một số tỉnh thành [10]

Các tác giả Lê Đình Lương, Nguyễn Quang Thạch (1995); Võ thị Oanh (1996); Nguyễn Khác Thái Sơn (1996); Nguyễn Thị Lý Anh (1998); Vũ Quang Sáng (2000); Nguyễn Thị Hồng Lam (1996); Dương Tấn Dật (2006); Nguyễn Văn Quy đã nguyên cứu và phát triển kỹ thuật này Các nghiên cứu bao gồm các nội dung xác định đối tượng rau trồng phù hợp, xây dựng các loại dung dịch phù hợp, ảnh hưởng của mật độ thời vụ tới năng suất và phẩm chất rau trồng [4]

Nhìn chung các kết quả nghiên cứu đều khẳng định có thể ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh vào sản xuất rau an toàn ở Việt Nam cho năng suất cao hơn và chất lượng tốt hơn Tuy nhiên phạm vi ứng dụng còn nhỏ hẹp chủ yếu dùng cho các hộ gia đình mang tính sản xuất nhỏ lẻ không thể công nghiệp hoá Khắc phục nhược điểm này đề tài cấp đề tài cấp nhà nước K07 -20 “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị phù hợp để sản xuất rau an toàn không dùng đất kiều công nghiệp đạt năng suất chất lượng và hiểu quả cao” do PGS.TS Hồ Hữu An( 2005) làm chủ nhiệm đã xây dựng được mô hình sản xuất rau công nghiệp có ứng dụng kỹ thuật cao [10]

Tuy nhiên việc nhân rộng mô hình trong sản xuất còn đang được xem xét

về mặt hiệu quả kinh tế Đáng chú ý, các tác giả ở trường đại học nông nghiệp 1

đã đề xuất và ứng dụng thuỷ canh theo nhiều hướng khác nhau : ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh vào nuôi cấy mô của Nguyễn Quang Thạch và các cộng sự như Nguyễn Thị Nhẫn (1995); Nguyễn Khắc Thái Sơn (2000, 2002) đã nghiên cứu thành công cho nhiều đối tượng như dứa, chuối, khoai tây, mía và một số loại hoa và cho nhận xét kỹ thuật trồng cây trong dung dịch là một trong những bước không thể thiếu của kỹ thuật sau nuôi cấy mô Áp dụng kỹ thuật này ra cây sẽ cho tỷ lệ sống cao, rút ngắn giai đoạn ươm cây Đặc biệt với sự thành công của các tác giả Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn thị Lý Anh (2004) về sản xuất giống khoai tây sạch bệnh đã giúp cho thuỷ canh phát triển rộng rãi và đưa vào sản xuất

Hiện nay, việc nuôi trồng cây trong nước cũng đã được nhiều người chú ý đến Diễn đàn rau sạch Việt Nam đã được nhiều độc giả tìm đọc và cùng nhau trao đổi kiến thức, về cách pha hóa chất, quy trình kỹ thuật trồng và môi trường Nhiều thành quả đạt được cũng đã được nhiều bạn đăng tải lên diễn đàn Hầu hết là các loại rau xà lách, rau muốn, rau dền, cà chua, dưa leo…

Theo Báo Nông nghiệp, hiện nay ở các thành phố, đặc biệt là thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng… nhiều sở Khoa học - Công nghệ cùng Viện Nghiên cứu Rau quả, các trường đại học đã nghiên cứu, ứng dụng công nghệ sản xuất rau không cần đất Kỹ thuật đã được chuyển giao nhiều hộ gia đình trong thành phố và các vùng lân cận

- Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau tại Nghệ An

Nhìn chung trong những năm gần đây sản lượng rau ở Nghệ An có sự tăng trưởng khá mạnh và tương đối ổn định, theo điều tra cho thấy sự tăng lên về sản lượng rau ở Nghệ An chủ yếu là do mở rộng về quy mô sản xuất Năng suất rau của tỉnh còn ở mức thấp so với bình quân chung cả nước

Theo điều tra Ths.Phạm Hùng Cường của viện ASIMCV năm 2010 được biết Nghệ An sản lượng rau tăng qua các năm nhưng chủ yếu đạt được nhờ kế hoạch mở rộng diện tích rau ở các huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nam Đàn và các vùng ven đô của thành phố vinh Xét về kỷ thuật là do mức độ đầu tư và áp dụng các biện pháp kỹ thuật vẫn chưa cao và hiệu quả còn thấp

Nghệ An là tỉnh có tiền năng phát triển kinh tế đã thu hút nhiều vốn đầu tư cho quá trình sản xuất Nhiều công ty, khách sạn mọc lên, nhiều trường đại học, cao đẳng, trung cấp… được mở rộng thị trường tiêu thụ lớn Nhưng vấn đề về rau

an toàn, rau sạch vẫn chưa được đầu tư thích đáng Các vùng sản xuất rau an toàn

chủ yếu tập trung tại các địa phương có điều kiện thuận lợi để trồng rau và gần nơi tiêu thụ

- Ứng dụng thuỷ canh tại Nghệ An

Ngày nay, dưới sức ép của dân số và sự thay đổi khí hậu, sự xói mòn đất,

sự ô nhiễm và phân bố nguồn nước không đồng đều…thì thuỷ canh có vai trò ngày

càng cao và tương lai sẽ là phương thức trồng chủ yếu trong nền nông nghiệp thế giới Một lĩnh vực mới mẽ và chưa được nghiên cứu nhiều ở nước ta, thường chỉ được thử nghiệm với quy mô nhỏ Nghệ An tuy đã có sự chú ý về phương pháp trồng cây này nhưng chỉ mới ở dạng thử nghiệm Nghiên cứu thuỷ canh được biết đầu tiên ở Nghệ An là các đề tài tốt nghiệp: “Thử nghiệm trồng hoa Hồng môn tại Nghệ An trong các môi trường dinh dưỡng bằng phương pháp thuỷ canh” của các sinh viên khoá 46 nông học – Đại Học vinh dưới sự dẫn dắt của thầy giáo thạc sỹ Trương Xuân Sinh; những đề cương của viện nghiên cứu bắc trung bộ đang trong giai đoạn phê chuẩn

Một trong những bước tiến hướng tới nông nghiệp hiện đại Chính vì vậy, ngoài mục đích làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, học hỏi thêm những

kinh nghiệm mới, tôi chọn đề tài “Thuỷ canh” còn với mục đích tiếp cận gần hơn

với một phương pháp trồng cây hiện đại trên thế giới nhưng lại chưa phát triển mạnh ở Việt Nam nói chung và Nghệ An nói riêng

CHƯƠNG 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

Đề tài tiến hành trên 4 loại cây bao gồm:

Dạng cây cuốn trung bình, tán cây tròn, hình ovan, lá màu xanh nhạt, có vị ngọt, ăn giòn

Giống cải xanh sinh trưởng khoẻ, lá hơi tròn,cọng cứng

có màu trắng xanh, có thể trồng nhiều vụ

Cây thân thảo sống lâu năm,

có rễ ở các đốt mặt thân, thân rộng, không lông, lá hình tam giác đầu mũi tên

(basella.albal)

Công ty TINH TM – sản xuất hạt giống H&V

Cây thân thảo leo, có dây cuốn, lá mọc so le, phiến lá nguyên mỏng nước, có vị chua tính mát

- Dung dịch dinh dưỡng: Thí nghiệm sử dụng môi trường dinh dưỡng Knop do

viện công nghệ sinh học nông nghiệp – Trường Đại học Nông Nghiệp

- Giá thể: xơ dừa, trấu hun, giấy dai

- Hệ thống thuỷ canh:

Hệ thống mà chúng tôi sử dụng trong phòng thí nghiệm là hệ thống thuỷ canh tĩnh và hệ thống thuỷ canh hồi lưu dạng tầng Hệ thống được che nắng che mua bởi bạt và lưới đen, xung quang có lưới bảo vệ

+ Hệ thống thuỷ canh tĩnh: bao gồm thùng xốp và nilong đen để lót trong

Hệ thống được sử dụng trong thí nghiệm 1,2 và thí nghiệm 3

+ Hệ thống thuỷ canh hồi lưu: Sử dụng để so sánh trong các môi trường ở thí nghiệm 4 Hệ thống bao gồm thùng chứa dung dịch, hệ thống đường ống PVC, máy bơn tuần hoàn

- Cốc nhựa: ly ống nước 1 lần dùng để đựng giá thể được nhập từ thành phố Hồ

Chí Minh có kích thước 10 x 6 cm có bán nhiều trên Metro

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu

- Địa điểm thí nghiệm: Tại gia đình (Quyến - Thuần) Xóm19 - xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An

Đề tài được tiến hành từ tháng 11/2011 đến 04/ 2012

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Xác định nồng độ môi trường dung dịch thuỷ canh thích hợp cho cây rau xà lách với điều kiện Nghệ An

- Xác định giá thể thích hợp cho rau xà lách trên môi trường thuỷ canh

- Ứng dụng nồng độ và giá thể thuỷ canh cây rau xà lách để thử nghiệm trên các loại rau ăn lá và đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của chúng trên các môi trường canh tác khác nhau

- Thử nghiệm rau xà lách trên môi trường thuỷ canh hồi lưu và so sánh năng suất với 2 môi trường canh tác khác

2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Tất cả các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD – Randomized Complete Block Design) bao gồm 4 công thức, 3 lần lặp lại Diện tích mỗi ô thí nghiệm trồng thuỷ canh tĩnh 1 thùng xốp, diễn tích mỗi

2.4.2 Các công thức và sơ đồ thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Thử nghiệm nồng độ môi trường dung dịch thuỷ canh

thích hợp cho rau xà lách ở Nghệ An

- Công thức thí nghiệm 1 như sau:

Thí nghiệm 2: Xác định giá thể giữ cây trồng thuỷ canh thích hợp đối

Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của rau ăn

lá trên 2 môi trường canh tác

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn toàn trên 3 giống rau với 2 môi trường canh tác bao gồm 3 công thức, 3 lần lặp lại

Thí nghiệm 4: Bước đầu thử nghiệm rau xà lách trên môi trường thuỷ canh hồi lưu và so sánh với 2 môi trường canh tác khác

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn toàn trên

ra xà lách với 3 môi trường canh tác bao gồm 3 công thức, 3 lần lặp lại

2.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

- Phương pháp chọn cây theo dõi: Mỗi một lần nhắc lại của công thức ở tất

cả các thí nghiệm, chọn 5 cây theo nguyên tắc chọn ngẫu nhiên, dùng bút xoá và dây, cọc để đánh dấu để theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, 7 ngày theo dõi 1 lần Theo dõi vào buổi chiều mát, lúc này cây sẽ ở trạng thái tự nhiên

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Chiều cao cây (cm): Tiến hành đo chiều cao cây từ cổ rễ đến mút lá cao nhất Dùng thước nhựa chia vạch đến mm

+ Theo dõi động thái ra lá (lá): Số lá được xác định từ lúc cây 2 lá thật

+ Theo dõi đường kính tán cây (cm): Tiến hành đo hai đường kính vuông góc của tán cây lấy giá trị trung bình tại mỗi thới điểm đo

+ Theo dõi tình hình sâu bệnh hại: Tiến hành theo dõi tình hình sâu bệnh hại hàng ngày, và áp dụng các biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp như: vệ sinh tàn dư,

Cân toàn bộ khối lượng rau xà lách, rau muống, rau mùng tơi, rau cải bằng cân điển tử trên các ô thí nghiệm ( sau khi đã cắt bỏ phần gốc và lá hư hỏng)

2.6 Quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc 2.6.1 Trồng cây theo phương pháp thuỷ canh

- Chuẩn bị vật liệu thủy canh: giống cây, dung dịch, các dụng cụ cần thiết

+ Xử lý giá thể:

trấu

Giấy dai Giá thể xơ dừa: đập thớ lấy sợi cần ngâm với nước vôi để giảm bớt lượng Tamin trong xơ dừa ngâm khoảng 3-7 ngày rau đó rửa sạch và phơi khô

+ Chuẩn bị thùng xốp, ống PVC, và rọ nhựa:

Thùng xốp được cắt đạt kích thước 60 x 40 x 15 cm (dung tích bên trong 15 lít) có tác dụng dựng dung dịch và giảm mức chênh lệch nhiệt độ Bên trong thùng xốp được bọc ni lông đen để tránh dung dịch không bị rò rĩ ra ngoài đồng thời tạo môi trường thuận lợi để rễ phát triển Nắp thùng được đục 6 lỗ, kích thước lỗ vừa bằng rọ nhựa để trồng 6 cây mỗi thùng Sau đó xếp thùng xốp theo vị trí đã định sẵn, sau đó đổ đầy nước vào để 1 ngày để kiểm tra có bị rò rĩ nước trước khi pha dung dịch con

Ống PVC được cắt từng đoạn ngắn dài 1 m gắn 2 đầu Dùng khoan để đục

lỗ, kích thước lỗ vừa bằng rõ Mỗi đoạn ống đục 6 lỗ, khoảng cách gữa các lỗ là 15

cm Mép 2 đầu mỗi đoạn ống ta khoan các lỗ nhỏ để nước lưu thông (chú ý: lỗ thoát nước cao hơn mực nước cây cần khi nước được bơn vào nhiều thì sẽ tràn qua lỗ đi ra)

Rọ nhựa là loại ly nhựa tiện lợi, ta đục nhiều lỗ trên rọ để cho rễ dài ra tiếp xúc với dinh dưỡng

+ Pha dung dịch con để trồng: Lấy xilanh đong dung dịch mẹ theo tỷ lệ

nhất định, sau đó đổ vào thùng xốp đã có đầy nước Vừa đổ vừa lấy đũa khuấy đều cho tan hết

+ Xử lí hạt giống: Hạt giống sau khi mang về, được ngâm trong thuốc tím

diệt nấm trong 4 giờ Đêm ủ hạt trong khăn vải ẩm trong 10 giờ, khi hạt đã nứt nanh đem gieo hạt trên đất đã chuẩn bi sẵn Chăm sóc, kiểm tra côn trùng gây hại, ốc sên khi cây được 2- 3 lá thật thì đem trồng

+ Cho cây giống vào giá thể: Cây giống sau khi được 2-3 lá thật đưa vào

trong rọ nhựa có chứa giá thể Giá thể bao gồm :50% xơ dừa sạch + 50% trấu hun; giấy dai quấn quanh gốc Sau khi trồng xong chuyển rọ nhựa đặt vào lỗ trên thùng xốp, trên ống PVC đã chuẩn bị Cây con sau khi trồng được tưới phun mưa bằng bình xịt giữ ẩm trong 2 ngày đầu

Chú ý lúc mới đưa cây con vào giá thể chỉ cho nước trong thùng xốp ngập khoảng 2/3 rọ nhựa để cây con không bi ngập úng, vì lúc này bộ rễ bị tổn thương

+ Chăm sóc sau trồng:

Sau khi cho cây vào, thường xuyên kiểm tra mức nước trong thùng, nếu thấy mực nước xuống thấp hơn 1/3 đáy rọ nhựa thì phải thêm nước vào Không nên cho nước đầy thùng vì rễ sẽ không hút được oxy dùng đũa khuấy để tăng lượng oxy Những ngày đầu phải dùng bình phun sương giữ ẩm cho cây, vì lúc này bộ lá chưa hồi phục, và thời tiết lúc trưa sẽ bị nắng nóng Theo dõi thường xuyên trong quá trình lớn lên của cây [8]

2.6.2 Trồng cây trên đất

+ Chuẩn bị đất

Đối tượng thí nghiện là các loại rau ăn lá ngắn ngày, có bộ rễ chùm, ăn nông, vì vậy yêu cầu đất tơi xốp, thoát nước tốt

Xử lý đất bằng vôi (1kg/sào) trước khi trồng để diết các mầm bệnh gây hại

+ Chuẩn bị cây trồng, khoảng cách trồng: như trồng thuỷ canh

+ Bón phân: ( tính theo 1 sào bắc bộ)

Rau sinh trưởng trong thời gian ngắn nên yêu cầu dinh dưỡng cao và đòi hỏi phân dễ tiêu Bón lót các loại phân hữu cơ chủ yếu( phân chuồng hoai mục ), bón thúc phân vô cơ để năng suất và chất lượng trên đơn vị diện tích

Bón lót: phân chuồng hoai mục 700 kg, phân lân 3 kg

Bón thúc:

Lần 1: Hoà urê loãng nồng độ 1% (1g/1 lít) tưới vào 7 ngày sau trồng Lần 2 và lần 3: Nên dùng phân bón lá ( cách nhau 5-7 ngày)

+ Chăm sóc sau khi trồng: Thời gian bố trí thí nghiệm có sương muối và

nắng lớn nên thời gian đầu yêu cầu chăn sóc thường xuyên, ngày tưới nước 2 lần vào buổi sáng sớn và lúc chiều mát để đản bảo độ ẩm cho cây Giai đoạn sau ngày tưới 1 lần Thường xuyên theo dõi để phát hiện sâu bệnh xử lý kịp thời và nhỏ cỏ cho cây [1], [12]

2.7 Phương pháp xử lý số liệu

- Tất cả số liệu được xử lí theo phương pháp thống kê sinh học bằng phần mềm Excel và phần mềm IRRISTAT trên máy tính

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thí nghiệm 1: Thử nghiệm nồng độ môi trường dung dịch thuỷ canh thích hợp cho rau xà lách ở Nghệ An

3.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái ra lá của rau xà lách

Đối với cây trồng, lá là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp thực hiện chức năng tổng hợp chất hữu cơ, thông qua năng lượng ánh sáng mặt trời và dinh dưỡng môi trường Số lá trên cây nhiều hay ít phản ánh tình trạng sinh trưởng và phát triển của cây Số lá trên cây không những do đặc tính di truyền quyến định, mà nó cũng bị ảnh hưởng rất lớn của các yếu tố khác Nồng độ dung dịch môi trường dinh đưỡng là yếu tố tác động trực tiếp đến sự sinh trưởng phát triển của cây Trong quá trình sống của cây thì dinh dưỡng khoáng do bộ rễ hấp thu giúp cây tổng hợp đến 5% vật chất khô so với trọng lượng của cả cơ thể Sự phát triển của

số lá trên cây, diện tích lá, khả năng tích lũy chất dinh dưỡng của mỗi lá có liên quan chặt chẽ đến năng suất cuối cùng của cây Theo dõi động thái ra lá của cây giúp chúng tôi đánh giá được khả năng sinh trưởng của cây Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dinh dưỡng môi trường dinh dưỡng đến số lá xà lách qua các công thức thí nghiệm được thể hiện qua bảng 3.1

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái ra lá

Ghi chú: Các giá trị trong cột có cùng chữ cái không sai khác ở mức ý nghĩa 0,05

Nhìn vào số liệu bảng 3.1 ta thấy:

- Giai đoạn từ 7 ngày sau trồng: Do cây mới đem vào trồng đang trong giai đoạn hồi xanh, rễ cây chưa phát triển nên nồng độ của dung dịch chưa thể hiện rõ

ở qua các công thức Công thức có số lá lớn nhất (3,63 lá) là CT 3 Số lá thấp nhất (3,07 lá) là CT 1 Số lá trên thân của các công thức không có sự sai khác đáng kể

- Giai đoạn 14 ngày sau trồng: Số lá trên thân ở lần đo này lớn hơn lần đo trước Công thức II, III ( 5,07 lá; 4,93 lá) có số lá lớn hơn 2 công thức còn lại (CT1: 4,53 lá; CT4: 4,6 lá)

- Giai đoạn 21 ngày trồng: giai đoạn rễ cây phát triển dài ra tiếp xúc được với dung dịch Số lá trên thân biến động từ 4,53 lá ở lần đo trước tới 6,87 lá ở lần

đo này, CT I, IV có số lá ít nhất (6,53 lá; 6,40 lá) Số lá CT3 lớn nhất (6,87 lá)

- Giai đoạn 28 ngày: giai đoạn có số lá phát triển lớn nhất, rễ phát triển tiếp xúc trực tiếp lấy dinh dưỡng Nồng độ phù hợp thì số lá trên cây tăng mạnh Số lá lớn nhất (12,86 lá) với nồng độ pha 10 ml dinh dịch/ 1 lít nước nước Nồng độ 8ml

dung dịch/ 1 lít nước thì có số lá thấp nhất: 10,6 lá Các công thức đã có sự sai khác đánh kể

- Ở giai đoạn thu hoạch: mức độ ảnh hưởng của nồng độ dinh dịch được thể hiện rõ Chúng tôi thấy rằng công thức III có số lá trên thân cao hơn so với các công thức còn lại và có số lá cao nhất 17 lá Công thức I có số lá trên thân thấp nhất 14,66 lá

Số lá của cây lúc thu hoạch được sắp sếp như sau: I < IV < II < III

Như vậy qua thí nghiệm, chúng tôi thấy rằng với nồng độ 10 ml dung dịch pha với 1 lít nước là nồng độ phù hợp nhất để trồng rau xà lách ở Nghệ An Ảnh hưởng của các nồng độ dung dịch tới chỉ tiêu tăng trưởng số lá của rau xà lách được thể hiện ở hình sau:

Hình 3.1 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch thuỷ canh động thái ra lá của rau xà

năng suất của một giống Mặt khác nó cũng có ảnh hưởng đến khả năng tổng hợp

và tích lũy chất hữu cơ trong cây

Có nhiều yếu tố tác động đến sự tăng trưởng chiều cao của cây như điều kiện ngoại cảnh, mùa vụ, chế độ dinh dưỡng, đất đai, biện pháp kĩ thuật canh tác

và đặc tính di truyền của giống Chiều cao cây là một chỉ tiêu quan trọng trong lai tạo, chọn lọc và khảo nghiệm giống Đối với xà lách chiều cao cây được tính từ gốc đến mút lá cao nhất, nó có sự tương quan chặt chẽ đến sự phát triển của bộ lá

Qua quá trình nghiên cứu và xử lý số liệu về sự tăng trưởng chiều cao cây của xà lách từ các công thức thí nghiệm, chúng tôi thu được kết quả ở bảng sau:

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thuỷ canh đến động thái tăng

trưởng chiều cao rau xà lách

phát triển mạnh Rễ nhiều hơn, số lá tăng rõ rệt Chiều cao cây sau 2 lần đo cho ta thấy chúng biến động lớn từ 5,19 cm- 12,96 cm Số đo lớn nhất là CT2: 12,96 cm;

số đo thấp nhất CT1: 11,47 cm Chiều cao tăng đồng thời lá trên cây ở giai đoạn này cũng tăng nên lượng chất hữu cơ được tổng hợp lớn nhất

+ Giai đoạn 28 ngày đến 35 ngày: Cây phát triển chậm hơn Biến động từ (11,47 cm – 13,48 cm) Chiều cao lớn nhất là CT3: 13,48 cm Chiều cao thấp nhất

Đường kính tán cây là biểu hiện về sự phát triển mạnh hay yếu của bộ lá trên cây Liên quan đến mật độ và sự quang hợp Nếu đường kính tán cây lớn thì khả năng nhận ánh sáng thuận lợi làm tăng quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu

cơ của cây Đối với xà lách là rau ăn lá nên lá là bộ phận quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của cây Cây có bộ lá phát triển tốt và cân đối thì đường kính tán cây lớn