hiệu quả của sự bổ sung thành phần hữu cơ vào giá thể thủy canh cây cà tím (solanum melongena)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN MINH TRUNG HIỆU QUẢ CỦA SỰ BỔ SUNG THÀNH PHẦN HỮU CƠ VÀO GIÁ THỂ THỦY CANH CÂY CÀ TÍM Solanum melongena Luận văn tố

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN MINH TRUNG

HIỆU QUẢ CỦA SỰ BỔ SUNG THÀNH PHẦN HỮU CƠ VÀO GIÁ THỂ THỦY CANH

CÂY CÀ TÍM (Solanum melongena)

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ RAU HOA QUẢ & CẢNH QUAN

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

CÂY CÀ TÍM (Solanum melongena)

MSSV: 3118324 Lớp: CNRHQ & CQ K37

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN SINH LÍ-SINH HÓA



Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Công nghệ rau hoa quả và Cảnh quan với đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA SỰ BỔ SUNG THÀNH PHẦN

HỮU CƠ VÀO GIÁ THỂ THỦY CANH

CÂY CÀ TÍM (Solanum melongena)

Do sinh viên Nguyễn Minh Trung thực hiện

Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét

Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

PGS TS Nguyễn Bảo Toàn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN SINH LÍ-SINH HÓA

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Công nghệ rau hoa quả và Cảnh quan với đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA SỰ BỔ SUNG THÀNH PHẦN

HỮU CƠ VÀO GIÁ THỂ THỦY CANH

CÂY CÀ TÍM (Solanum melongena)

Do sinh viên Nguyễn Minh Trung thực hiện và bảo vệ trước Hội đồng

Ý kiến của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

………

………

Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức: ………

………

DUYỆT KHOA Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Nguyễn Minh Trung

TIỂU SỬ CÁ NHÂN 

 Sơ lược lí lịch:

Họ và tên: Nguyễn Minh Trung Giới tính: Nam

Nơi sinh: Huyện Cầu Ngang, Tỉnh Trà Vinh

Họ tên cha: Nguyễn Văn Nam Sinh năm: 1970

Họ tên mẹ: Nguyễn Thị Sữa Sinh năm: 1970 Quê quán: Xã Hiệp Mỹ Tây, huyện Cầu Ngang, tỉnh Trà Vinh

 Quá trình học tập:

1998-2003: Trường Tiểu học Hiệp Mỹ C (nay là Tiểu học Hiệp Mỹ Tây B) 2003-2007: Trường THCS Hiệp Mỹ Tây

2007-2010: Trường THPT Cầu Ngang B

2011-2014: Trường Đại học Cần Thơ, nghành Công nghệ rau hoa quả và Cảnh quan, khóa 37, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng

Ngày…tháng…năm 2014 Người khai ký tên

Nguyễn Minh Trung

Thành kính ghi nhớ công ơn Thầy Nguyễn Bảo Toàn, người trực tiếp hướng dẫn

đề tài Trong quá trình làm luận văn Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi tốt nhất cho em cũng như giúp em tháo gỡ, giải quyết những vấn đề nảy sinh trong lúc làm luận văn

Cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Ây và Thầy Phạm Phước Nhẫn, cố vấn học tập quan tâm, dìu dắt động viên và giúp đỡ em

Cảm ơn Chú Toàn và chị Hạnh ở Trại Nghiên cứu và Thực nghiệm Nông nghiệp đã hỗ trợ, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều

Cảm ơn tất cả quý Thầy Cô Bộ môn Sinh lí - Sinh hóa, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng nói riêng và trường Đại học Cần Thơ nói chung đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu để từ đó em phát triển thêm vốn hiểu biết của mình và đó là hành trang cho em trong con đường tương lai sắp tới

Thành kính dâng lên Cha Mẹ đã không quản nhọc nhằn, cực khổ làm lụng vất

vã sớm hôm để nuôi con ăn học, và cũng là người dạy dỗ và nuôi dưỡng con khôn lớn, thành người Công ơn ấy con không bao giờ dám quên

Thân gửi về các bạn Công nghệ rau hoa quả và cảnh quan K37, cảm ơn các bạn Thanh Tú, Hữu Trường, Tấn Phát, Cẩm Thư, Nguyễn Trường Giang đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận văn

Cuối cùng, kính gởi đến cha mẹ, quý thầy cô và các bạn lời chúc sức khỏe, nhiều niềm vui và hạnh phúc

Xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Minh Trung

Nguyễn Minh Trung, 2014 “Hiệu quả của sự bổ sung thành phần hữu cơ vào giá thể

thủy canh cây cà tím (solanum melongena)” Luận văn tốt nghiệp ngành Công nghệ rau

hoa quả và Cảnh quan, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn PGS TS Nguyễn Bảo Toàn

TÓM LƯỢC

Đề tài “Hiệu quả của sự bổ sung thành phần hữu cơ vào giá thể thủy canh cây cà

tím (solanum melongena)” được thực hiện nhằm xác định hiệu quả của các thành phần

chất hữu cơ bổ sung vào giá thể thủy canh thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cà tím Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân

tố, 5 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại 2 cây gồm 4 nghiệm thức: 1/ Đối chứng (16,2 dm3 mụn

xơ dừa) và tưới dinh dưỡng 2/ Bổ sung phân dơi (300 g/16,2 dm3 mụn xơ dừa) và tưới dinh dưỡng 3/ Bổ sung phân cá (20 ml đậm đặc/16,2 dm3 mụn xơ dừa) và tưới dinh dưỡng 4/ Bổ sung phân dơi (150 g/16,2 dm3 mụn xơ dừa) và tưới dinh dưỡng Công thức dinh dưỡng được sử dụng là thành phần đa lượng theo Jensen (1979) và thành phần vi lượng theo MS (1962) Qua kết quả nghiên cứu ở các nghiệm thức cho thấy sự

bổ sung phân dơi (300 g) cho hiệu quả tốt nhất, cao hơn các nghiệm thức khác về tất cả các chỉ tiêu như chiều cao, số hoa, kích thước trái và trọng lượng trái,…Bên cạnh đó, việc bổ sung phân cá hay bổ sung phân dơi giảm lượng đi một nửa (150 g) cũng làm cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, nhưng kém hơn bổ sung phân dơi (300 g) Tuy nhiên, so với đối chứng thì cả ba nghiệm thức bổ sung chất hữu cơ đều tốt hơn Điều

đó chứng tỏ chất hữu cơ góp phần không nhỏ vào sự sinh trưởng, phát triển của cây và làm tăng năng suất

Từ khóa: Thủy canh, cà tím (solanum melongena), phân dơi, phân cá, dinh

dưỡng Jensen, dinh dưỡng MS

MỤC LỤC

1.1 NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁICỦA CÂY CÀ TÍM 2

1.3.2 Sơ lược lịch sử phát triển thủy canh 4

1.3.3 Yêu cầu cơ bản của thủy canh 4 1.3.4 Ưu điểm và hạn chế của thủy canh 5

1.3.5.1 Pha chế dung dịch stock 6 1.3.5.2 Cách pha dung dịch dinh dưỡng, thành phần của dinh dưỡng 6 1.3.5.3 Sự tương tác của các nguyên tố trong dung dịch dinh dưỡng 6

DANH SÁCH BẢNG

1.1 Mức độ hòa tan của các loại dưỡng chất trong thủy canh 7 1.2 Thành phần chủ yếu của mụn xơ dừa (%) (Tandon và Roy, 2004) 8 1.3 Thành phần phân dơi (Sridhar và ctv., 2006) 9 2.1 Thành phần chất khoáng đa lượng trong môi trường dinh dưỡng

Jensen (1979)

14

2.2 Thành phần chất khoáng vi lượng trong môi trường dinh dưỡng

MS (Murashige and Skoog, 1962)

15

3.1 pH và EC của dung dịch dinh dưỡng ban đầu trước khi tưới 19 3.2 pH và EC của giá thể trồng ở cả 4 nghiệm thức 19 3.2 Nhiệt độ giá thể thủy canh cây cà tím ở thành phần hữu cơ khác

DANH SÁCH HÌNH

2.1 Phân cá Fish Emulsion đóng chai 1 lít 14

2.2 Cà tím được trồng trong thùng xốp sau 2 tuần thí nghiệm 16 3.1 Cà tím bị thiếu đạm vào tuần thứ 6 18 3.2 Diễn biến cường độ ánh sáng trong ngày trung bình

của thí nghiệm thủy canh cà tím 20 3.3 Diễn biến nhiệt độ trong ngày trung bình của thí

3.4 Chiều cao của cây cà tím ở các thành phần hữu cơ

khác nhau sau 6 tuần thí nghiệm 22 3.5 Cây cà tím ở các thành phần hữu cơ khác nhau sau

3.6 Kích thước lá của cây cà tím ở các thành phần hữu

cơ khác nhau sau 12 tuần thí nghiệm 24 3.7 Hoa của cây cà tím sau 7 tuần thí nghiệm 27 3.8 Kích thước trái của cây cà tím ở các thành phần hữu

MỞ ĐẦU

Cà tím là một loại cây rau ăn quả, có nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người Bên cạnh đó, cà tím còn mang lại giá trị kinh tế cao cho người nông dân Vì được trồng ngoài đồng ruộng nên việc bón phân không kiểm soát được và sử dụng nhiều thuốc bảo vệ thực vật nên sản phẩm đưa ra thị trường tiêu thụ còn dư lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép gây ảnh hưởng sức khỏe của người tiêu dùng, trường hợp nặng hơn là bị ngộ độc hoặc tử vong

Thủy canh là trồng cây trên giá thể trơ, không dùng đất nên có thể kiểm soát được toàn bộ hàm lượng dinh dưỡng cung cấp cho cây và các tác nhân gây bệnh từ đất Ngoài ra còn được trồng trong nhà kính tránh được sự xâm nhập của côn trùng hạn chế tối đa việc phun thuốc bảo vệ thực vật

Trong thủy canh có 2 dạng: thủy canh trong dung dịch dinh dưỡng và thủy canh trong giá thể trơ (mụn xơ dừa, chỉ xơ dừa, cát, sỏi,…) Do thủy canh sử dụng đơn thuần

là khoáng vô cơ nên có một số quan điểm mới lo ngại vì sử dụng toàn là hóa chất Cây đạt năng suất cao nhưng phẩm chất còn giới hạn do thiếu sự bổ sung các thành phần hữu cơ

Trong thực tế sản xuất, nông dân thường sử dụng nhiều loại phân hữu cơ (như phân cá, phân trâu bò, phân dơi,…) ủ để bón cho cây trồng Trong đó phân cá, phân dơi

có thành phần khoáng phong phú và thường được sử dụng nhiều Việc sử dụng kết hợp phân cá, phân dơi bổ sung vào giá thể thủy canh cho cây cà tím chưa có trong báo cáo khoa học nào công bố Chính vì vậy, đề tài “Hiệu quả của sự bổ sung thành phần hữu

cơ vào giá thể thủy canh cây cà tím (solanum melongena)” được thực hiện nhằm xác

định hiệu quả của các thành phần chất hữu cơ bổ sung thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cà tím

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CỦA CÂY CÀ TÍM

1.1.2.2 Lá

Lá cà tím to, đơn giản, chia thùy và mặt dưới nhiều gai Lá mọc so le nhau, mỗi nách lá thường có một chồi Tùy thuộc vào vị trí mà chồi có khả năng sinh trưởng và phát triển khác nhau Chức năng chính của lá là quang hợp, tổng hợp carbohydrate cần thiết cho các hoạt động sinh lý, sinh hóa của cây Vì vậy để cây phát triển tốt cần chăm sóc bộ lá khỏe mạnh (Mai Thị Phương Anh, 1999)

1.1.2.3 Rễ

Rễ cà tím thuộc rễ cọc, nhưng do phương thức cấy chuyền (ươm cây con trong khay sau đó đem ra trồng, trong quá trình nhổ cây con từ khay đem trồng làm cho hệ thống rễ của cà tím bị đứt một phần) nên rễ cọc biến đổi thành hệ rễ gần giống với rễ chùm, giống như rễ cà chua và ớt (Mai Thị Phương Anh, 1999) Bộ rễ cà tím rất khỏe,

ăn sâu vào đất do đó trong canh tác nên chọn đất tốt, tơi xốp để thuận lợi cho sự phát triển của bộ rễ (Trần Khắc Thi và Nguyễn Công Hoan, 2005)

1.1.2.4 Hoa

Hoa cà to có màu tím sặc sỡ, hoa thuộc loại lưỡng tính, bao phấn nở cùng một lúc với sự tiếp nhận của nhụy do vậy đảm bảo khả năng tự thụ, mặc dù có thể bị giao

phấn nhờ côn trùng Hoa thường được nở từ 7-11 giờ sáng và sự thụ phấn thường xảy

ra từ 9-10 giờ, việc nở hoa và tung phấn tùy thuộc vào độ chiếu sáng ngày dài, nhiệt độ

và ẩm độ (Mai Thị Phương Anh, 1999)

1.2 YÊU CẦU NGOẠI CẢNH

1.2.1 Khí hậu

Cây cà tím là cây ưa nhiệt độ cao, thích hợp trồng vụ hè Nhiệt độ cho hạt nảy mầm tốt nhất là 25 – 300C Cây sinh trưởng và phát triển tốt ở 20 – 300C (Nguyễn Mạnh Chinh và Phạm Anh Cường, 2007) Theo Mai Thị Phương Anh (1999), khi nhiệt

độ ở mức 150C thì cây ngừng sinh trưởng Nhiệt độ thấp ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng ra hoa và đậu trái cà tím Cà tím là loại cây ưa sáng mạnh, ít phản ứng với thời gian chiếu sáng nên có thể ra hoa và đậu trái quanh năm

Cà tím có bộ rễ khỏe, ăn sâu nhưng do bộ lá lớn, tiêu hao nước nhiều nên cần đủ

độ ẩm cho đất để cây phát triển tốt Ẩm độ đất tốt nhất khoảng 80% thì cây sinh trưởng tốt đậu trái nhiều (Nguyễn Mạnh Chinh và Phạm Anh Cường, 2007)

1.2.2 Đất và dinh dưỡng

Theo Mai Thị Phương Anh (1999), cây cà tím rất dễ trồng, không kén đất, có thể trồng trên đất thịt nặng đến cát pha Nhưng do thời gian sinh trưởng tương đối dài nên cần đất tốt giàu chất hữu cơ, thoát nước tốt, độ pH thích hợp trồng cà tím là 5,5 – 6,0

Theo Nguyễn Đăng Nghĩa và ctv (2005), cây cà tím cần nhiều chất dinh dưỡng,

nhất là đạm, lân và kali Đạm và lân giúp cây phát triển về thân lá và hình thành mầm hoa, tăng kích thước quả, kali giúp quá trình hình thành trái thuận lợi, tăng chất lượng trái và khả năng chống bệnh Ngoài các nguyên tố đa lượng, các nguyên tố trung lượng

và vi lượng cũng rất cần thiết cho hoạt động sống của cây như: Ca, Mg, Bo,… Biểu hiện thiếu dinh dưỡng thường ít thấy trên cây cà tím Vậy dinh dưỡng khoáng rất cần cho cây, góp phần làm tăng năng suất và phẩm chất cho cây (Mai Thị Phương Anh, 1999)

1.3 THỦY CANH

1.3.1 Định nghĩa thủy canh

Thủy canh (Hyroponic culture) hay canh tác cây trồng không cần đất (soilless culture) là một công nghệ trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng được cung cấp đầy đủ những nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng của cây ở mức độ tối hảo Thủy canh đầu tiên là cây được trồng trong dung dịch dinh dưỡng, nhưng sau này người ta cần thêm các giá thể trơ như sỏi, than bùn, mùn cưa, chỉ xơ dừa,…Cũng cải thiện cách trồng này rất nhiều Các chất trơ này có tác dụng hỗ trợ về mặt cơ học cho

hệ thống rễ cây trồng (Nguyễn Bảo Toàn, 2010)

1.3.2 Sơ lược lịch sử phát triển thủy canh

Thủy canh (Hydroponic, soiless culture) là kĩ thuật canh tác cây trồng trong dung dịch dinh dưỡng (nước chứa các khoáng cần thiết cho cây trồng) có hoặc không

có giá thể nâng đỡ bộ rễ Các dinh dưỡng được cung cấp tối hảo cho cây trồng Các giá thể thường dùng trong thủy canh là cát, đá, sỏi, than bùn, xơ dừa, mùn cưa, sợi tự nhiên hay tổng hợp (Dickson, 2004; Quinn, 2004)

Trong lịch sử, loài người đã biết trồng cây bằng kĩ thuật thủy canh từ rất sớm Vườn treo Babylon, vườn nổi Azectecs (Mêxicô) là những điển hình đầu tiên của trồng cây trong dung dịch Thủy canh được sử dụng đầu tiên cho mục đích thí nghiệm, để nghiên cứu hiệu quả của các loại dinh dưỡng dùng cho cây trồng

Năm 1937, thuật ngữ “Hydroponic” được sử dụng lần đầu tiên bởi William Frederick Gericke (trường Đại học California), nghĩa là trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng Năm 1938, hai nhà dinh dưỡng cây trồng là Dennis R Hoagland và Deniel I Arnon đã viết bản tin về phương pháp trồng thủy canh và sau đó phát triển nhiều công thức cho dung dịch dinh dưỡng khoáng Năm 1950, các mô tả hệ thống về các dung dịch dinh dưỡng được hai ông trình bày một cách hệ thống (Sonneveld and Voogt, 2009)

Năm 1860, Julius lập được công thức pha chế dinh dưỡng trong nước giúp cây hấp thụ dễ dàng, đây được xem là gốc của kĩ thuật trồng trong dung dịch dinh dưỡng Trong thời gian này, hai nhà khoa học người Đức là Sachs (1860) và Knop (1861) cũng

đề xuất trồng cây trong dung dịch nước có chứa chất khoáng mà cây cần

Ở Việt Nam, Lê Đình Lương phối hợp với tổ chức Nghiên cứu và Triển khai Hồng Kông đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh Khoa học Xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thủy canh năm 1993 Năm 1999, I Mai và Midmore (Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á) đã chuyển giao kĩ thuật trồng thủy canh cho nước ta (Võ Thị Bạch Mai, 2003)

1.3.3 Yêu cầu cơ bản của thủy canh

Đất tự nhiên duy trì chế độ nhiệt độ và độ thoáng khí thích hợp cho sự sinh trưởng của rễ Khi đất trở nên nghèo, sự sinh trưởng cây trồng và năng suất suy giảm

do độ thoáng khí và nhiệt độ không thích hợp Cây trồng không thể phát triển tốt khi điều kiện thoát nước kém Vì vậy trong tự nhiên, đất tự điều chỉnh để cung cấp những điều kiện thích hợp cho sự sinh trưởng của cây trồng Các điều kiện như thế đó được gọi là hoạt động đệm của đất Trong môi trường tự nhiên, sự duy trì độ acid hoặc kiềm (pH) và độ dẫn điện (EC) trong phạm vi thích hợp cho hệ thống rễ của cây trồng được đất tự điều chỉnh gọi là hoạt động đệm để giúp cây sinh trưởng bình thường Vì vậy trong hệ thống thủy canh, yêu cầu này phải được duy trì một cách nhân tạo

Dung dịch dinh dưỡng sử dụng phải chứa tất cả những nguyên tố vi lượng và đa lượng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây

Hoạt động đệm của dung dịch dinh dưỡng phải nằm trong phạm vi thích hợp để

hệ thống rễ cây hay giá thể không bị ảnh hưởng đến

Nhiệt độ và độ thoáng khí của dung dịch dinh dưỡng phải thích hợp cho hệ thống rễ cây trồng (Nguyễn Bảo Toàn, 2010)

1.3.4 Ưu điểm và hạn chế của thủy canh

Kỹ thuật thủy canh tuy không phải là phương pháp hoàn hảo nhưng các thuận lợi mà thủy canh mang lại về lao động, môi trường, sử dụng nước, năng suất và quản lý bệnh và côn trùng nhiều hơn so với bất lợi (Quinn, 2004) Theo Võ Thị Bạch Mai

(2003), Crearser (2006) và Trần Thị Ba và ctv (2008), kỹ thuật thủy canh có các ưu

điểm và hạn chế sau:

1.3.4.1 Ưu điểm

-Sản xuất được rau sạch ở những nơi thiếu đất canh tác hoặc đất nhiễm độc, nhiễm mặn cũng như tại gia đình

-Tiết kiệm công lao động

-Kiểm soát được môi trường canh tác nên ít sử dụng thuốc bảo vệ thực vật -Năng suất cao, có thể trồng trái vụ và nhiều vụ trong năm

1.3.4.2 Hạn Chế

-Nguồn nước pha dung dịch dinh dưỡng phải sạch, thỏa mãn các yêu cầu về độ phèn, độ mặn

-Mầm bệnh sẽ lây lan nhanh chóng trong hệ thống khi xuất hiện

-Đầu tư ban đầu lớn, giá thành cao và yêu cầu phải có kĩ thuật

1.3.5 Dung dịch dinh dưỡng

Dung dịch dinh dưỡng là yếu tố quan trọng bậc nhất quyết định sự thành công

hay thất bại của hệ thống thủy canh (Trần Thị Ba và ctv., 2008) Trong thủy canh, các

chất cung cấp cho cây phải ở dạng hòa tan trong môi trường nước và không tương tác

với nhau tạo ra các chất tủa hạn chế khả năng hấp thụ của cây Công thức phối chế các chất thích hợp sẽ góp phần quan trọng quyết định sự thành công của kĩ thuật thủy canh (Võ Thị Bạch Mai, 2003)

1.3.5.1 Pha chế dung dịch Stock

Theo Nguyễn Thị Diễm Chi (2009), trong hệ thống thủy canh, dinh dưỡng được cung cấp một cách liên tục thông qua máy bơm, hệ thống nhỏ giọt,…Do đó, thông thường các chất dinh dưỡng được pha dưới dạng dung dịch mẹ (stock) Tuy nhiên, khi pha dung dịch stock thì khả năng kết tủa của các chất là rất cao Để hạn chế sự kết tủa, các chất có tương tác với nhau được pha riêng trong các dung dịch riêng biệt Thông thường người ta pha ba dung dịch stock:

-Stock 1: Toàn bộ muối canxi, ½ lượng muối phosphate và sắt chelate -Stock 2: Các muối đa lượng và trung lượng còn lại, ½ lượng muối phosphate còn lại

-Stock 3: Các nguyên tố vi lượng còn lại (không có sắt)

1.3.5.2 Cách pha dung dịch dinh dưỡng, thành phần của dinh dưỡng

Theo Phan Thị Bé Thơ (2012), phương pháp pha trộn dung dịch thủy canh tùy thuộc vào số lượng và loại phân được dùng Thường có ba cách pha như sau:

-Nồng độ đơn: 1 lít dung dịch chứa nồng độ tối ưu các chất cho sự sinh trưởng của cây

-Nồng độ đôi: 1 lít dung dịch với gấp đôi hóa chất ở nồng độ đơn

-Một nửa nồng độ: 1 lít dung dịch với ½ khối lượng các chất ở nồng độ đơn

Vào mùa đông, ngày ít nắng lượng nước bốc hơi tương đối nhỏ nên nồng độ đôi được sử dụng để tưới cho cây Vào mùa hè, ngày nhiều nắng lượng nước bốc hơi và hấp thu tương đối lớn nên ½ hoặc ⅓ nồng độ được sử dụng tưới cho cây Nồng độ và thành phần dinh dưỡng trong dung dịch còn tùy thuộc rất lớn vào giai đoạn sinh trưởng khác nhau của từng loại cây trồng nhất định Ngoài ra, khi tính toán nồng độ dung dịch thủy canh cũng cần xem xét một số khía cạnh sau đây:

-Khả năng tương tác (kết tủa) của các chất khi pha trộn chung

-pH của dung dịch sau khi pha

1.3.5.3 Sự tương tác của các nguyên tố trong dung dịch dinh dưỡng

Sự tương tác giữa các nguyên tố dinh dưỡng xảy ra khi cung cấp một nguyên tố dinh dưỡng sẽ ảnh hưởng đến sự hấp thụ, hỗ trợ, hoặc chức năng của một số nguyên tố khác Sự tương tác giữa các nguyên tố có thể dẫn đến thiếu hoặc gây độc và có thể thay đổi sự sinh trưởng của cây trồng (Bảng 1.1) Do sự tương tác này tạo ra các hợp chất

kết tủa hoặc những phức chất mà cây trồng không hấp thụ được (Nguyễn Thị Diễm Chi, 2009)

Bảng 1.1 Mức độ hòa tan của các loại dưỡng chất trong thủy canh Các chất hòa tan AN AS CAN MAP SOP MOP

1.3.5.4 Quản lí dinh dưỡng

Hai yếu tố quan trọng trong việc quản lí dung dịch dinh dưỡng là pH và EC

pH là thước đo tính acid hay kiềm trong phạm vi 1 - 14 đơn vị Theo Quinn (2004), pH dung dịch nằm trong khoảng acid nhẹ 5,8 - 6,5 sẽ thích hợp cho các loại cây Ngoài ra tỉ lệ của NO3- và NH4+ cũng ảnh hưởng đến độ pH của dung dịch, việc hấp thu ion NO3- của tế bào thực vật dẫn đến sự đẩy ion vào chất nền, làm tăng độ pH Mặt khác, NH4+ được hấp thu thì sẽ có sự bày tiết ion H+ từ rễ, làm giảm pH trong dung dịch Hơn nữa, nếu thấy pH tăng khi đó cây sẽ thải ra các muối acid vào môi trường, đó là nguyên nhân làm cho chất độc trong môi trường tăng lên và làm hạn chế

sự dẫn nước, nếu pH giảm xuống thì cây sẽ thải ra các thành phần ion bazơ, có thể làm giới hạn việc hấp thụ các muối gốc acid Sự hấp thu các anion và cation khác cũng ảnh hưởng đến độ pH của môi trường (Dương Tấn Nhựt, 2010) Khi pH dung dịch tăng cao hơn cần phải hiệu chỉnh bằng cách thêm acid citric hay acid phosphoric để pH càng gần mức tối hảo càng tốt (Nguyễn Bảo Toàn, 2010)

EC (độ dẫn điện): Độ dẫn điện biểu thị nồng độ của các ion hòa tan của dung dịch Theo Nguyễn Bảo Toàn (2010), chỉ số EC lý tưởng cho thủy canh là 1,5 - 2,5 dS/m Nếu EC cao hơn ngưỡng thích hợp, cần thêm nước vào để trung hòa, nếu thấp hơn thì cần thêm dinh dưỡng để tăng EC Dung dịch nên thay 2 tuần một lần để đảm bảo nguồn dinh dưỡng cung cấp cho cây

1.3.6 Giá thể

Theo Kauffmam (2005), để nâng đỡ cây trong hệ thống thủy canh phải có các chất trơ như xơ thực vật, sợi thủy tinh, sỏi được dùng làm giá thể cho cây bám vào Kết cấu của giá thể nên có lỗ hỏng để đảm bảo hảm lượng oxi cần thiết cho bộ rễ

Các giá thể thường dùng gồm có: khoáng thạch anh (Perlite, Rockwool), khoáng – Sawdust, cỏ khô – hay rơm – Straw, cát sông (hạt mịn) và cát biển (hạt to) cũng được dùng phối trộn với vải vụn

Sở Khoa học và Công Nghệ tỉnh Tiền Giang (2006), cho biết trường Đại học Nông lâm Huế đã trồng thử nghiệm rau sạch trên giá thể hữu cơ (mụn xơ dừa) thành công, nhưng chi phí khá cao 3 triệu đồng/vụ (250 m2)

Đặc biệt, mụn xơ dừa được dùng làm giá thể và chất độn rất phổ biến ở vùng đồng bằng Sông Cửu Long Bảng 1.2 cho thấy thành phần và tỉ lệ một số chất có trong mụn xơ dừa:

Bảng 1.2 Thành phần chủ yếu của mụn xơ dừa (%) (Tandon and Roy, 2004)

1.3.7 Phân hữu cơ

Phân hữu cơ là tên gọi chung cho các loại phân được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như: các dư thừa thực vật, phân chuồng, phân rác, phân xanh (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999)

Mặc dù nền công nghiệp hóa học trên thế giới ngày càng phát triển, phân hữu cơ vẫn là nguồn phân quý, không những làm tăng năng suất cây trồng mà còn có khả năng làm tăng hiệu lực của phân hóa học, cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu của đất, vì trong quá trình phân giải hữu cơ có thể làm tăng khả năng hòa tan của các chất khó tan, việc hình thành các phức hữu cơ – vô cơ cũng có thể làm giảm khả năng di động của một số nguyên tố khoáng làm hạn chế khả năng đồng hóa kim loại nặng của cây và ngăn chặn được sự rửa trôi Phân hữu cơ ảnh hưởng đến tuần hoàn nước trong đất, làm cho nước ngấm vào thuận lợi hơn, khả năng giữ nước của đất cao hơn, việc bốc hơi mặt đất ít đi

nhờ vậy tiết kiệm được nước tưới (Vũ Hữu Yêm và ctv., 2001)

Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999), nước phân chuồng chứa rất nhiều urea, acid uric, acid hippune, acid benzoic, rất nhiều loại muppis acetate, cacbonat, oxalate, phosphate, sulfat và một số chất kích thích sự phát triển của bộ rễ Trong phân chuồng đôi khi cũng có vài thể kháng sinh như: penixilin, aureomyxin và nhiều loại vi sinh vật, trong đó vi sinh vật thủy phân xenlulo như: cytophaga, cellvibrio, thermophiles chiếm

Theo Smith (1999), tưới nhỏ giọt là phương pháp tưới hiệu quả được ứng dụng nhiều nơi, cung cấp dòng chảy chậm Những lỗ hổng rất nhỏ được gắn với hệ thống, cho phép một lượng nước nhỏ chảy thành dòng nước nhỏ (nhỏ giọt) chảy chậm trong thời gian dài

- Hạn chế phát triển cỏ dại

- Kiểm soát được dịch bệnh

- Tiết kiệm thời gian lao động

- Có thể kết hợp cung cấp dinh dưỡng dạng dung dịch

Hạn chế:

Theo Shock (1999), tưới nhỏ giọt có những hạn chế sau:

- Chi phí đầu tư cao

- Ống nhựa có thể bị rò rĩ hay bị bịt kín bởi rong rêu

1.3.9 Sản xuất trong nhà lưới, nhà kính

 Tình hình sản xuất và một số kết quả nghiên cứu

Việc trồng rau trong nhà lưới đã được thực hiện từ lâu ở nhiều nước trên thế giới để đối phó với điều kiện thời tiết khắc nghiệt như mưa to, gió lớn, tuyết lạnh, sương giá, dịch hại Hiện nay các nước có công nghệ sản xuất rau sạch như Singapore, Nhật Bản, New Zealand, Úc, Hồng Kông sản xuất rau sạch trong môi trường sạch kết hợp cách ly bằng nhà lưới đã cho phép giảm lượng nông dược, phân bón hóa học đến mức thấp và cho sản phẩm khá sạch Tuy nhiên trong quy trình công nghệ này với đầu tư khá lớn chủ yếu phục vụ cho bộ phận có thu nhập cao trong xã hội (Trần Khắc Thi, 1999)

 Hiện trạng trồng rau trong nhà lưới ở nước ta

Hiện nay mô hình nhà lưới của công nghệ trồng rau không cần đất đang được nghiên cứu và xây dựng Công nghệ này mở ra hướng sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn và có thể thay thế các loại rau vẫn nhập khẩu cung cấp cho các siệu thị, khách sạn, nhà hàng

Tại Đà Lạt, hiện nay có 8 hợp tác xã chủ yếu hoạt động nghề rau Ngoài ra còn có hàng chục hộ gia đình đầu tư nhà kính, nhà lưới sản xuất rau theo quy trình mới, ít sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật và phân hóa học Trong 9 tháng đầu năm 2004, các hợp tác xã này đã xuất khẩu 2000 tấn rau các loại Tuy nhiên, các hợp tác xã này mới thành lập trong vòng 2 năm qua, còn trong quá trình định hình sản xuất Hiện này có hợp tác xã Phước Thành được cấp chứng nhận an toàn rau sạch (Phạm Bá Phong và Nguyễn Bá Hùng, 2004)

Mô hình trồng rau bằng công nghệ nhà lưới, nhà kính ở Bình Bảng là công nghệ hiện đại lần đầu tiên được ứng dụng tại miền Bắc Toàn bộ khu vực được xây bằng các khung nhà lưới và được chăm sóc đặc biệt theo quy trình kỹ thuật tiên tiến, áp dụng phương pháp tưới tự động với từng loại cây Đặc biệt,nhà lưới được thiết kế bằng khung sắt cấu tạo bởi hai lớp Lớp trên dùng màng biến quang IZOZAI có tác dụng tránh mưa, hạn chế tia tử ngoại và lớp chồng diêm tránh hiệu ứng của lồng kính Lớp dưới là lớp đen phản quang có thể dùng để kéo vào hoặc ra giúp điều chỉnh cường độ ánh sáng phù hợp với từng thời kì sinh trưởng của cây

Với Thị Xã Tam Kỳ, một số mô hình trồng rau của huyện Cần Giuộc (Long An) đã biết tự tạo nhà lưới cây che đơn giản để trồng xà lách xoong từ năm 1992 và nay đã lan rộng ra, nhà lưới được đầu tư chắc chắn, cột bê tông, xà sắt và ngoài xà lách xoong, còn trồng nhiều loại rau ăn lá khác vào vụ nghịch Đến nay, toàn huyện đã có 250 nhà lưới, với diện tích mỗi nhà từ 1000-2500 m2 Cần Giuộc đang trở thành vùng rau chuyên canh rộng lớn cung cấp cho TP HCM

 Các mô hình nhà lưới

Ở nước ta, với điều kiện khí hậu ôn hòa, không có bão lớn, một số mô hình nhà lưới thích hợp đã được thiết kế với phương châm đơn giản, giá thành thấp mà hiệu quả không thấp hơn các kiểu khác Hiện nay có hai loại nhà lưới: loại kính có lưới ngăn hoàn toàn cả phái trên mái và xung quanh; loại hở lưới không che hoàn toàn mà hở toàn phần hay bán phần xung quanh Tùy theo mục đích và điều kiện cụ thể mà lựa chọn phù hợp Về chi phí đầu tư 1000 m2 nhà lưới hiện nay vào khoảng 7 - 8 triệu đồng, nếu thêm hệ thống tưới phun mưa vào khoảng 10 – 11 triệu

 Ưu điểm của nhà lưới

Việc trồng rau trong nhà lưới có một số lợi điểm là do hệ thống tưới bao quanh nên cản trở được côn trùng xâm nhập, phá hoại dẫn đến việc giảm tối đa sử dụng thuốc trừ sâu Việc trồng rau ăn lá rất thích hợp với điều kiện nhà lưới do thời gian sinh trưởng ngắn, hệ số quay vòng nhanh, chăm sóc bón phân đầy đủ nên năng suất cao Về mùa mưa do có lưới che nên khi mưa xuống, lưới sẽ cản trở tốc độ rơi của mưa, rau ít bị rách lá, nổ lá (Dương Hoa Xô, 2004)

Nhờ các loại thiết kế khác nhau nên cây trồng trong nhà lưới được bảo vệ chống lại mọi thời tiết bất lợi như nắng, mưa, gió, bão, sương, lạnh Vì vậy có thể tổ chức quanh năm, trái vụ, theo kế hoạch và nhu cầu thị trường Trong nhà lưới cây sinh trưởng và phát triển mạnh, thu hoạch sớm hơn bên ngoài từ 15 – 20% và nhờ cải tiến kỹ thuật, kỹ xảo canh tác, làm cho năng suất tăng từ 20 – 30% so với bên ngoài (Charless, 1997) Đặc biệt, trong không gian được khống chết và kiểm soát có điều kiện thực hiện tốt các biện pháp kỹ thuật khác nhau làm cho rau trở nên sạch – an toàn, đạt dưới ngưỡng cho phép của tiêu chuẩn quốc tế về dư lượng thuốc trừ sâu, hàm lượng nitrate, hàm lượng kim loại nặng và không có vi sinh vật gây bệnh, rau quả tăng phẩm chất mẩu mã đẹp, không có vết sâu hại màu sắc tươi thắm, phẩm chất ngon và ổn định, nên giá sản phẩm trồng trong nhà lưới luôn cao hơn so với bên ngoài

 Những hạn chế của nhà lưới

Do muốn giảm giá thành nhà lưới, từ năm 2003, hơn 30 nhà lưới được đầu tư đã bộc lộ nhược điểm…nhà lưới mau hư hỏng, khung sắt mau rỉ sét, lưới mau hỏng (rách, thủng), kể cả khi chưa tới thời hạn bảo hành Một số nhà lưới không có khả năng ngăn chặn các loại côn trùng có kích thước nhỏ như bù lạch, rầy mềm, nhện đỏ,… (Dương Hoa Xô, 2004)

Một số loại rau ăn quả cần có sự thụ phấn của côn trùng nếu trồng trong nhà lưới sẽ giảm cơ hội tiếp xúc của côn trùng với cây trồng làm giảm khả năng thụ phấn của rau quả Các chủng loại rau khác nhau đòi hỏi thiết kế nhà lưới khác nhau và phù hợp cho nên rất khó áp dụng cho nhiều đối tượng với một kiểu thiết kế Vào buổi trưa nhiệt độ nhà lưới thường tăng cao hơn so với bên ngoài Do đó cần có biện pháp tưới phun sương để làm giảm sức nóng trong nhà (Lê Văn Thắng, 2001)

1.3.10 Lý do để thay thế đất bằng môi trường nhân tạo

Đất có độ mặn cao, đất kém không khí, mầm bệnh trong đất (đặc biệt là tuyến trùng), thiếu đất canh tác, kiểm soát được phân bón và nước tưới Sản phẩm đạt được năng suất cao và phẩm chất ngon (Dickson, 2004)

Dinh dưỡng được cung cấp thường xuyên, giảm đi việc mất dinh dưỡng và dinh dưỡng đầy đủ hơn cho cây, hiệu quả trồng trọt có thể tăng gấp 10 lần, hệ thống tự động cung cấp nước và dinh dưỡng nên hiệu quả sử dụng nước tăng gấp đôi so với trồng trong đất Nhưng giá tiền đầu tư cao, phải nâng cao trình độ kỹ thuật quản lý, cần có dụng cụ đo phân tích (Papadopoulos, 1991)

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 PHƯƠNG TIỆN

2.1.1 Địa điểm và thời gian

- Thời gian: từ tháng 12/2013 đến tháng 04/2014

- Địa điểm: Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhà lưới có mái che nylon và

xung quanh có lưới che chống côn trùng tại Trại Nghiên cứu và Thực nghiệm Nông nghiệp, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ (ĐHCT)

2.1.2 Phương tiện thí nghiệm

- Vật liệu: Giống Cà tím (Cà Tím cao sản F1 Nông Trường) được gieo tại Trại Nghiên

cứu và Thực nghiệm Nông nghiệp trái có màu tím, sau 15 ngày kể từ khi gieo hạt thì cây có số lá trung bình từ 4 - 5 lá, chiều cao trung bình từ 3,7 - 4,2 cm, chiều dài phiến

lá trung bình từ 3,3 - 3,59 cm, chiều ngang phiến lá trung bình từ 2,27 - 2,44 cm

- Giá thể: mụn xơ dừa

- Phân hữu cơ: Phân dơi và phân cá (Fish Emulsion, 1 lít)

 Phân cá: Fish Emulsion là loại phân bón lá được sản xuất tại công ty UAS of the

America - Mỹ, độc quyền nhập khẩu đóng chai và phân phối bởi Công ty TNHH

Thương mại và DL Phú Hảo

 Soluble Potassium (K2O): 2%

Super fish là chế phẩm tinh khiết đậm đặc, được chế xuất từ cá mòi nguyên con bằng con đường thủy phân lấy từ vùng biển lạnh Menhaden của Hoa Kỳ

Hình 2.1 Phân cá Fish Emulsion đóng chai 1 lít

- Thiết bị: máy đo pH, EC, máy đo cường độ ánh sáng, nhiệt kế,…

- Dụng cụ: Ống nhựa dẽo PVC Ø13, thùng nhựa thể tích 180 lít, thùng mốp (36x30x20 cm), máy bơm, đầu tưới nhỏ giọt và các dụng cụ cần thiết khác

- Hóa chất: các loại hóa chất đa lượng và vi lượng dùng để pha môi trường dinh dưỡng: môi trường dinh dưỡng Jensen (1979) và môi trường dinh dưỡng MS (1962), (Bảng 2.1

và Bảng 2.2) Các khoáng đa lượng ở môi trường dinh dưỡng gồm MgSO4, KNO3,

KH2PO4 được pha chung chứa trong các can nhựa (stock x 100, pH 5,5) Các khoáng vi lượng ở môi trường dinh dưỡng gồm toàn bộ khoáng vi lượng Bảng 2.2 và Ca(NO3)2, FeNa EDTA được pha chung (stock x 1000, pH 5,63) Nước máy dùng pha môi trường

có độ pH 7,4 ± 0,2 ; Hóa chất dùng để điều chỉnh độ pH gồm HCl 0,1 N và NaOH 0,1N; Vôi (CaNO3) dùng để xử lí giá thể

Bảng 2.1 Thành phần chất khoáng đa lượng trong môi trường dinh dưỡng Jensen (1979)

Đa lượng Công thức g/l Stock x 100 lít(g/l)

Monopotassium

phosphate

Nguồn: Jensen (1979) trích trong Witmer and Honma (1979)