Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây cà chua trong nhà lưới tại gia lâm, hà nội

Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và chất lượng của cây cà chua trong nhà lưới .... Ảnh hưởng của các

iii

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ ix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Phương thức trồng cây không dùng đất 4

1.1.1 Các loại hình trồng cây không đất 4

1.1.1.1 Thủy canh (Hydroponics) 5

1.1.1.2 Giá thể 7

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng về trồng cây không đất 9

1.1.2.1 Cách thức trồng cây không đất 9

1.1.2.2 Thủy canh 11

1.1.2.3 Giá thể trồng 16

1.1.2.4 Dinh dưỡng cho cây trồng 20

1.2 Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới và ở Việt Nam 22

1.2.1 Giá trị của cây cà chua 22

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của cây cà chua 24

1.2.3 Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới 27

1.2.4 Tình hình sản xuất cà chua ở Việt Nam 29

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 32

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 32

iv

2.1.2 Địa điểm 33

2.1.3 Thời gian 33

2.2 Nội dung 33

2.3 Phương pháp nghiên cứu 34

2.3.1 Bố trí thí nghiệm 34

2.3.2 Quy trình và kỹ thuật canh tác 35

2.3.2.1 Thời vụ 35

2.3.2.2 Ươm cây trong bầu nhỏ 35

2.3.2.3 Chuyển cây ra chậu lớn và sử dụng sỏi kỹ thuật 35

2.3.2.4 Chăm sóc 36

2.3.2.5 Thu hoạch 36

2.3.2.6 Xử lý gốm xốp 36

2.3.3 Các chỉ tiêu phi thí nghiệm 36

2.3.3.1 Đặc tính của gốm xốp 36

2.3.3.2 Đặc điểm của phân viên nén 38

2.3.3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh 39

2.3.4 Các chỉ tiêu nghiên cứu 39

2.3.5 Xử lý số liệu 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Các yếu tố phi thí nghiệm 42

3.1.1 Đặc tính của các loại giá thể gốm kỹ thuật 42

3.1.1.1 Gốm xốp Việt Nam 42

3.1.1.2 Gốm nung Trung Quốc 45

3.1.2 Đặc điểm của các loại phân viên nén 46

3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm cà chua trong nhà lưới ở 2 vụ 46

3.1.3.1 Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến thí nghiệm vụ thu đông 2014 48

3.1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm vụ xuân hè 2015 49

v

3.2 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và chất lượng của cây cà chua

trong nhà lưới 53

3.2.1 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến thời gian sinh trưởng của cây cà chua 53

3.2.2 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua 56

3.2.3 Khả năng chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy 76

3.2.4 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật phân viên nén đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây cà chua 81

3.2.5 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chất lượng quả cà chua trồng chậu trong nhà lưới 89

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 91

1 Kết luận 91

2 Đề nghị 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng Phân tích thành phần dinh dưỡng trong 100g cà chua 23

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới trong những năm gần đây 28

Bảng 1.3 Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2012 28

Bảng 1.4 Những quốc gia có sản lượng cà chua cao nhất thế giới năm 2012 29

Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam trong những năm gần đây 30

Bảng 2.1 Nguồn gốc và thành phần các loại gốm thí nghiệm 32

Bảng 2.2 Tên các công thức thí nghiệm 34

Bảng 3.1 Đặc tính của các loại gốm xốp Việt Nam 42

Bảng 3.2 Đặc tính của các loại phân viên nén thí nghiệm 46

Bảng 3.3 Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm không khí trung bình 10 ngày ở vụ thu đông 2014 48

Bảng 3.4 Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm không khí trung bình 7 ngày ở vụ xuân hè 2015 50

Bảng 3.5 Bảng theo dõi nhiệt độ và độ ẩm không khí sau 21 NST ở vụ xuân hè 2015 51

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến thời gian sinh trưởng, phát triển của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 54

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động thái tăng trưởng chiều cao cây cà chua trong vụ thu đông 2014 57

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động thái tăng trưởng chiều cao cây cà chua vụ xuân hè 2015 58

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động thái tăng trưởng số lá trên thân chính cây cà chua trong vụ thu đông 2014 62

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến động thái ra lá trên thân chính cây cà chua vụ xuân hè 2015 63

vii

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chỉ

số hàm lượng diệp lục (SPAD) của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 67Bảng 3.12 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến chỉ số SPAD của cây cà chua vụ xuân hè 2015 68Bảng 3.13 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm lượng chất khô của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 73Bảng 3.14 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm lượng chất khô của cây cà chua lai 75Bảng 3.15 Tỷ lệ sâu bệnh và đổ gẫy trong thí nghiệm cà chua ở vụ thu đông 2014 78Bảng 3.16 Tỷ lệ sâu bệnh trong thí nghiệm cà chua ở vụ xuân hè 2015 80Bảng 3.17 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến tỷ lệ đậu quả ở 5 chùm hoa đầu tiên của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 82Bảng 3.18 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến các yếu tố cấu thành năng suất của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 84Bảng 3.19 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến năng suất của cây cà chua trong vụ thu đông 2014 86Bảng 3.20 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến độ Brix và hàm lượng chất khô trong quả cà chua 89

viii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Sơ đồ 1.1 Các hình thức trồng cây không dùng đất 5

Hình 2.1 Ảnh các loại gốm thí nghiệm 33

Hình 2.2 Ảnh các loại phân viên nén thí nghiệm 33

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 35

Hình 3.1 Ảnh hiển vi điện tử soi đường kính lỗ rỗng của các loại gốm Việt Nam 43 Hình 3.2 Ảnh so sánh khả năng hút nước của gốm Việt Nam so với gốm Trung Quốc 45

ix

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cà chua qua các lần đo trong vụ thu đông 2014 (cm/tuần) 60 Biểu đồ 3.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cà chua qua các tuần đo trong vụ xuân hè 2015 (cm/tuần) 60

Đồ thị 3.2 Tốc độ ra lá của cây cà chua qua các lần đo trong vụ thu đông 2014 (lá/tuần) 65 Biểu đồ 3.2 Tốc độ ra lá của cây cà chua qua các tuần đo trong vụ xuân hè 2015 (lá/tuần) 65 Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm lượng chất khô của thân cà chua (%) trong vụ thu đông 2014 71 Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến hàm lượng chất khô của lá cà chua (%) trong vụ thu đông 2014 71

LSD0,05 – G Giá trị sai khác giữa các công thức gốm ở độ tin cậy 95%

LSD0,05 – P Giá trị sai khác giữa các công thức phân bón ở độ tin cậy 95%

LSD0,05 – P*G Giá trị sai khác giữa các công thức phân bón và gốm ở độ tin cậy 95%

Hiện nay, trái đất đang dần nóng lên do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu là một mối đe dọa đối với loài người Biến đổi khí hậu làm ảnh hưởng tới mọi hoạt động sống của con người cũng như mọi sinh vật khác Trong đó, các hoạt động sản xuất nông nghiệp bị ảnh hưởng rất lớn như việc kiểm soát dịch hại, sự thay đổi các loại giống cây trồng, ảnh hưởng của các điều kiện môi trường tới năng suất và chất lượng nông sản, góp phần làm tăng nguy cơ về an ninh lương thực thế giới Vì thế, việc sản xuất cây trồng trong nhà kính/nhà lưới đã và đang góp phần kiểm soát chặt chẽ những tác động xấu của các yếu tố môi trường, dịch hại, đến cây trồng

Sự kết hợp giữa công nghệ trồng cây không cần đất và trồng cây trong nhà kính/nhà lưới đang là hướng đi thương mại trong nhiều thập kỷ nay của các quốc gia

có nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Nhật Bản, Isarel, Tuy nhiên, để

áp dụng hướng đi này đối với các quốc gia đang phát triển cũng gặp nhiều khó khăn

do sự đòi hỏi cao về mặt trình độ kỹ thuật, quản lý và chi phí đầu vào Dù vậy thì sự kết hợp này cũng đã đạt được nhiều thành tựu lớn về tăng năng suất, nâng cao chất lượng cũng như cải thiện giá thành nông sản

Cà chua (Solanum lycopersicum L.) là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng

cao, nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho cơ thể như carotene, lycopene, vitamin C, vitamin A, Ngoài những giá trị về dinh dưỡng, xét về mặt kinh tế, cà chua là cây rau ăn quả quan trọng của nhiều vùng chuyên canh, cho hiệu quả kinh tế cao Để sản xuất cà chua với số lượng lớn, cung cấp sản phẩm trong thời gian dài cho nhu cầu

2

của thị trường, sản phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn cho người sử dụng là mục tiêu hàng đầu Bên cạnh đó việc áp dụng công nghệ trồng cây không đất như trồng cây trong dung dịch, trồng cây trên giá thể, … đang được tiến hành và dần phổ biến ở nước ta Trong đó công nghệ trồng cây trên giá thể đang rất được chú ý

Sự ra đời của một số mô hình trồng rau trên giá thể áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển đã đem lại tia hy vọng mới cho người tiêu dùng Tuy nhiên

sự mở rộng của mô hình này đang gặp rất nhiều khó khăn do chi phí đầu tư ban đầu rất lớn, giá thành sản phẩm cao hơn hẳn so với sản phẩm cùng loại trên thị trường dẫn đến tình trạng rất khó tiếp cận cho người nông dân cả về sản phẩm cũng như tiến bộ kỹ thuật

Hạt gốm xốp kỹ thuật là một loại giá thể có độ xốp tạo độ thông thoáng, chứa nước, giữ dinh dưỡng và còn là môi trường sinh trưởng thích hợp của các loại vi sinh vật có ích cho bộ rễ cây trồng Công nghệ trồng cây sử dụng các hạt gốm xốp làm giá thể sẽ dễ dàng điều tiết độ ẩm đất, hàm lượng các chất dinh dưỡng, hạn chế các loại sâu bệnh hại rễ và cỏ dại, làm cho cây sinh trưởng, phát triển tốt, nâng cao

chất lượng các nông sản Wheatley et al (2009) đã kết luận rằng giá thể hạt gốm kỹ

thuật tạo ra môi trường phù hợp cho cây trồng cạn sinh trưởng phát triển trong một thời gian dài trong nhà kính Đặc biệt, việc sử dụng hạt gốm xốp kỹ thuật kết hợp với dung dịch dinh dưỡng hoặc phân viên nén, sẽ làm tăng hiệu quả của việc sử dụng giá thể trồng Mặt khác, công nghệ này có ưu thế dễ làm trên quy mô nhỏ cấp nông hộ hoặc nhóm nông hộ, phù hợp với việc trồng rau sạch và các loại cây trồng quý hiếm khác phục vụ cho ngành nông nghiệp đô thị trong tương lai

Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể gốm kỹ thuật và phân viên nén đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây cà chua trong nhà lưới tại Gia Lâm – Hà Nội” được tiến hành nhằm góp phần giải quyết một số khó

khăn trong thực trạng sản xuất cà chua hiện nay cũng như hướng đến một nền nông nghiệp hữu cơ trong tương lai

2 vụ (vụ thu đông 2014 và vụ xuân hè 2015)

lộ nhiều nhược điểm Để giải quyết những vấn đề trên, nông nghiệp nói chung và trồng trọt nói riêng đang dần bước đi trên con đường mới Đó là con đường trồng cây không dùng đất hay gọi cách khác là canh tác không đất

Trồng cây không dùng đất là một phương thức nhân tạo nhằm cung cấp cho cây chỗ dựa và nơi chứa chất dinh dưỡng và nước (Johnson, 1985) Phương pháp này giúp đối mặt với những thách thức của biến đổi khí hậu cũng như trong việc quản lý hệ thống sản xuất để sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên và giảm thiểu bệnh suy dinh dưỡng (Amrita và Hirak, 2012)

1.1.1 Các loại hình trồng cây không đất

Trồng cây không dùng đất là thuật ngữ đề cập đến các kỹ thuật trồng thủy canh và trồng trên giá thể sạch Đây là một phương pháp nhân tạo trồng cây nhờ sử dụng dung dịch dinh dưỡng khoáng mà không cần có đất Thực vật trên cạn có thể được phát triển khi rễ chỉ ở trong dung dịch dinh dưỡng khoáng hoặc trong môi trường trơ như perlite, sỏi đá, len khoáng

Sơ đồ 1.1 là sự tổng hợp lại các hình thức trồng cây không dùng đất phổ biến hầu hết ở các quốc gia trên thế giới Nhìn sơ đồ trên, canh tác thủy canh và canh tác

trên giá thể là 2 hình thức chính của canh tác không đất

5

(Tổng hợp theo Lane Greer và Steve Diver, 2000)

Sơ đồ 1.1: Các hình thức trồng cây không dùng đất 1.1.1.1 Thủy canh (Hydroponics)

Phương pháp trồng cây không dùng đất đơn giản nhất và lâu đời nhất là sử dụng một chậu nước có chứa các hóa chất vô cơ hòa tan để cung cấp các chất dinh dưỡng mà cây cần Phương pháp này ban đầu được gọi là thủy canh (hydroponics) bởi W F Gericke vào những năm 1930 (Johnson, 1985)

Singh và Singh (2012) phát biểu rằng thủy canh là kỹ thuật trồng cây trong điều kiện không có đất với rễ ngập trong dung dịch dinh dưỡng Sơ đồ 1.1 đã chỉ rõ

3 kỹ thuật trồng chính của hình thức trồng thủy canh như sau: kỹ thuật trồng bằng dung dịch (liquid), kỹ thuật trồng cây kết hợp với nuôi trồng thủy sản (aquaponics)

và kỹ thuật trồng khí canh (aeroponics)

Một là, kỹ thuật trồng cây bằng dung dịch (Liquid) là một kỹ thuật trồng cây rất phổ biến và lâu đời trên thế giới Các hệ thống trong kỹ thuật này đều gồm các phần chính như khay trồng chứa cây con, dung dịch dinh dưỡng và máy bơm điều khiển Chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng tối ưu của thực vật có thể được cung cấp qua sự tiếp xúc trực tiếp giữa rễ và dung dịch dinh dưỡng hoặc gián tiếp qua một phần giá thể

6

Hai là, kỹ thuật trồng Aquaponics là một hệ thống sản xuất thực phẩm mà kết hợp giữa nuôi trồng thủy sản (Aquaculture) như ốc, cá, tôm, và thủy canh (Hydroponics) trong một môi trường cộng sinh (theo Aquaponics wikipedia) Trong kỹ thuật này, dinh dưỡng từ phân cá được dùng để bón cho cây trồng thủy canh Aquaponics rất có lợi cho cá bởi vì rễ cây và vi khuẩn vùng rễ được tìm thấy ở trong nước đã lấy đi những dinh dưỡng (chất thải của cá, tảo, thức ăn đang phân hủy) trong

bể cá mà những chất đó được coi là những chất gây độc hại cho cá (Diver, 2006)

Ba là, trong kỹ thuật trồng thủy canh, Ellis et al (1974) cho rằng kỹ thuật

trồng khí canh tương tự kỹ thuật trồng bằng dung dịch là cây được trồng bằng dung dịch dinh dưỡng nhưng đòi hỏi kỹ thuật cao hơn ở chỗ dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây dưới dạng phun sương

Kỹ thuật thủy canh đã và đang đem lại nhiều ưu điểm nổi bật như: Kiểm soát dinh dưỡng và nước tưới tiêu cho cây; Tiết kiệm diện tích, tạo cảnh quan môi trường xanh sạch đẹp; Cho năng suất cây trồng rất cao, trồng được nhiều vụ liên tục trong năm; Sản phẩm sạch và an toàn, giàu chất dinh dưỡng, mẫu mã đẹp, đồng nhất và tươi ngon; Giải phóng lượng lớn sức lao động như làm đất, làm cỏ, phòng trừ sâu bệnh, xử lý sau thu hoạch, ; Góp phần giải quyết tình trạng thiếu đất sản xuất do quá trình đô thị hóa nhanh và sự tác động của biến đổi khí hậu; Có ý nghĩa về mặt giáo dục đối với con trẻ, tạo cho con người gần gủi với môi trường thiên nhiên, làm giảm stress cho người có cường độ làm việc cao, Bên cạnh đó, kỹ thuật thủy canh cũng tồn tại một số nhược điểm như: Vốn đầu tư ban đầu cao do chi phí về trang thiết bị; Đòi hỏi trình độ chuyên môn kỹ thuật cao và am hiểu rõ về sinh lý cây trồng, về hóa học và kỹ thuật trồng trọt; Sự lan truyền bệnh hại nhanh do trong không khí luôn có mầm bệnh,

Cho đến nay, thủy canh đã và đang phát triển mạnh ở các quốc gia phát triển

và bắt đầu phát triển ở các nước đang phát triển

7

1.1.1.2 Giá thể

Giá thể là môi trường rắn cho rễ cây đâm xuống mà không phải là đất Dinh dưỡng được cung cấp cho cây thông qua phân bón trộn trong giá thể và bón thúc Ngoài tác dụng làm giá đỡ thì giá thể còn có những chức năng khác như: có nhiều khoảng trống lớn để thúc đẩy trao đổi oxy cho quá trình hô hấp của rễ, khoảng trống nhỏ để giữ nước và dinh dưỡng khoáng được chuyển từ trong nước đến rễ cây Giá thể là một loại vật liệu sạch đã được các nước phát triển trên thế giới áp dụng nhiều năm nay, có ưu điểm thay thế đất trồng, quy trình sản xuất khép kín, kiểm soát được các yếu tố gây bệnh và lây truyền cho cây Qua nghiên cứu nhiều năm, người ta đã tìm ra nhiều loại giá thể có thể được sử dụng trồng cây và được phân loại thành 3 nhóm: giá thể trơ cứng, giá thể hữu cơ và giá thể dạng hỗn hợp

Về giá thể trơ cứng, trước đây giá thể chủ yếu được sử dụng là cát hoặc sỏi (là hai loại giá thể trơ điển hình, dễ kiếm, rẻ tiền, sử dụng hạt cát có độ lớn từ 0,1 - 0,2 mm và sỏi có độ lớn từ 1 - 5 cm) Tuy nhiên, ngày nay giá thể đã được thay đổi rất nhiều do cây cần cả oxi và dinh dưỡng tiếp xúc với rễ cây Giá thể lí tưởng là loại giá thể có khả năng giữ nước tương đương với độ thoáng khí mà những đặc điểm đó được quyết định bởi những khoảng trống (khe, kẽ) trong giá thể đó Thực tế cho thấy cát mịn có những khoảng trống rất nhỏ, không chứa được nhiều nước và oxi trong khi đó sỏi thô tạo ra những khoảng trống quá lớn, chứa nhiều không khí nhưng mất nước nhanh Do vậy, nhiều loại giá ra đời sau đã đang và sẽ khắc phục được những nhược điểm như hạt gốm (hay còn gọi là đất sét nung – được cấu thành từ đất sét và một số chất khác sau đó được tạo hình và nung ở nhiệt độ cao – có khả năng giữ ẩm tốt, độ thoáng tốt), những giá thể dạng bọt (có tính trơ hoá học như polystyrene xốp, bọt ureaformaldehyt, polyurethane, chất bọt có gốc Phenol ở dạng hạt), Rockwool (được làm từ nguyên liệu chính là đá Basalt và đá Dolomite phụ, sau khi được nung nóng với nhiệt độ cao làm cho đá Basalt và đá Dolomite tan chảy tạo thành những sợi khoáng), đều được ứng dụng nhiều trong thực tế và cho những kết quả bất ngờ Ngoài ra, các dạng giá thể trơ cứng khác như: Perlite (là dẫn xuất của

8

núi lửa chứa silic có khả năng tiêu nước, thông thoáng tốt, ổn định về tính chất vật

lý, có tính trơ hoá học Thành phần gồm 76,9% - Al, một phần nhôm được giải phóng ra ngoài làm pH giảm), Vermiculite (là vật liệu nhẹ, có tính kiềm, giữ nước tốt, thành phần gồm 9 chất như 38 – 46% SiO2, 10 – 16% Al2O3, 16 – 35% MgO, 6 – 13% Fe2O3, 1 – 5% CaO, 1 – 6% K2O, 1 – 3% TiO2, 8 – 16% H2O và 0,2 – 1,2% các chất khác),

Giá thể hữu cơ bao gồm nhiều loại, nhiều dạng khác nhau song chúng đều là sản phẩm từ cây trồng gồm năm loại phổ biến: than bùn, mùn cưa, vỏ cây, xơ dừa và trấu hun Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau do quá trình thuỷ phân yếm khí, bao gồm chất vô cơ 18 – 24%, chất hữu cơ 76 – 82%, giàu chất Humic và hợp chất bitumic ở mức trung bình Mùn cưa là phế phẩm trong sản xuất chế biến gỗ, thành phần chủ yếu là xenlulo dễ phân huỷ, có khả năng giữ ẩm tốt, độ thông thoáng khí thấp nên khi dùng cần trộn với cát để phân phối độ ẩm tốt hơn (không dùng mùn cưa từ các loại gỗ chứa nhiều tinh dầu, gỗ đã ngâm, gỗ tẩm thuốc bảo quả) Vỏ cây tươi, khô hoặc vỏ cây đã ủ đều được sử dụng làm giá thể, tuy nhiên vỏ cây tươi chứa tanin, giữ ẩm kém nên 2 - 3 tuần đầu cây sinh trưởng kém

Xơ dừa được lấy từ vỏ quả dừa, nghiền nhỏ, đóng thành bánh để khô, có khả năng giữ nước nhưng dễ gây úng do thành phần chủ yếu là xenlulo chiếm 80%, lignin chiếm 18% và các hợp chất khác (xơ dừa có chứa nhiều tanin nên khi sử dụng cần ngâm nước để hạn chế ảnh hưởng của tanin giúp cây phát triển tốt hơn) Và trấu hun

là vỏ của hạt thóc đem chất đống hun đến độ có thể diệt hết mầm bệnh, vỏ trấu đã đen nhưng chưa thành tro, thoát nước tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng, thành phần chứa kali, silicat và các muối khoáng vi lượng, Ngoài ra, xác thực vật và phân thải động vật đã ủ hoai cũng được xếp vào loại giá thể hữu cơ, vừa có thể trồng

cây và vừa có thể được sử dụng như phân bón lót cho cây trồng

Giá thể trơ cứng hoặc giá thể hữu cơ có thể dùng đơn lẻ hoặc trộn lại để tận dụng ưu điểm từng loại Cách trộn hay sự kết hợp giữa giá thể trơ cứng và giá thể hữu cơ theo các thành phần khác nhau, các tỷ lệ khác nhau, nhằm giúp cây trồng

9

sinh trưởng và phát triển tốt nhất đó còn được gọi là giá thể hỗn hợp Một số công thức phối trộn như than bùn – perlite, than bùn – vỏ cây – cát, than bùn – vermiculite, và một số giá thể phối trộn khác như hỗn hợp 40% mùn cưa đã mục + 40% phân vi sinh, rác thải hữu cơ hoai mục + 20% phân vi sinh Sông Gianh, hỗn hợp 1/2 đất bột + 1/2 trấu hun + 1kg phân hữu cơ vi sinh, …

Giá thể trồng có rất nhiều loại và đều là các vật liệu dễ kiếm trong tự nhiên tuy nhiên giá thể được tạo ra phải có độ thông thoáng và có khả năng giữ nước tốt

Để chọn ra từng loại giá thể phù hợp với từng loại cây trồng thì giá thể đó phải đảm bảo khả năng giữ nước, độ thông thoáng tốt, độ xốp, pH trung tính và ổn định, và CEC, bền, có khả năng tái sử dụng hoặc phân hủy an toàn cho môi trường,

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng về trồng cây không đất

1.1.2.1 Cách thức trồng cây không đất

Phương thức trồng cây không đất được thực hiện trong một hệ thống khép kín bao gồm 3 yếu tố quan trọng là nhà trồng, vật liệu trồng và cách chăm sóc

* Nhà trồng

Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng một số

nhà trồng rau an toàn theo kiểu công nghiệp như nhà lưới không có mái che, nhà lưới có mái che và nhà kính (dẫn theo Nguyễn Tất Cảnh và cs., 2008) Đối với nhà

lưới không có mái che, chi phí đầu tư ban đầu thấp rất thích hợp với người ít vốn nhưng lại không có khả năng tăng nhiệt vào mùa đông lạnh Còn nhà lưới có mái che thì chống được mưa bão, tránh dập nát rau và có thể bố trí thêm hệ thống thông gió để giảm nhiệt độ vào mùa nắng nóng nhưng không kiểm soát được nhiệt độ, độ ẩm, nếu trồng một số loại cây khó tính Trong khi, nhà kính được coi là loại nhà cao cấp nhất vì nó có khả năng chống côn trùng và tia cực tím, có thể trồng cây quanh năm đối với tất cả các loại cây trồng tuy nhiên chi phí xây lắp và điều hành loại nhà này rất tốn kém vì có hệ thống làm mát, hệ thống thông gió, hệ thống kiểm soát ánh sáng – nhiệt độ - độ ẩm – thành phần không khí,

10

Vì vậy, tùy thuộc và địa hình, điều kiện khí hậu, đất đai và kinh phí mà người

trồng quyết định lựa chọn loiaj nhà trồng nào là thích hợp nhất

* Vật liệu trồng

Vật liệu trồng cây không đất bao gồm hệ thống trồng thủy canh, khay trồng, chậu trồng, giống, phân bón, hệ thống thiết bị phụ trợ, Hệ thống trồng rau thủy canh được thiết kế đơn giản bao gồm khay hoặc ống trồng cây thông nhau (trên mỗi khay hoặc ống có lỗ trồng), hệ thống dẫn nước hồi lưu (ống dẫn nước, máy bơm), bể chứa dung dịch dinh dưỡng Để sản xuất rau trong nhà đạt năng suất và hiệu quả cao thì việc lựa chọn giống rau là rất quan trọng Bên cạnh đó, dinh dưỡng hay phân bón cho từng loại giống rau phải được cung cấp đầy đủ, liều lượng và cách bón phụ thuộc vào từng loại giống rau đó Hệ thống thiết bị phụ trợ đòi hỏi phải chính xác ở

một số khâu quan trọng như bộ phận lọc chống tắc, định lượng và hoà trộn lượng

nước tưới và phân bón theo một tỷ lệ nhất định, máy kiểm soát CEC, pH, …

Đặc biệt là việc lựa chọn loại khay chậu trồng như thế nào để cây rau sinh trưởng và phát triển tốt như cách trồng trực tiếp trên đất Như đã biết, nhiều gia đình sống trong các căn hộ tập thể, nhà chung cư, nên họ không thể có nhiều diện tích

để trồng rau, vì vậy việc trồng rau trong khay chậu rất được chú ý và ưa chuộng trên thế giới Khay chậu sử dụng cho trồng rau có thể khác nhau về kích thước, hình dạng và chất liệu Theo Meyer (2007), khay chậu trồng rau có thể làm từ bất cứ loại vật liệu nào và được chia ra làm hai loại Một là, loại xốp bao gồm khay chậu bằng đất nung hoặc đất sét, được sử dụng từ lâu, rất tốt cho rễ cây phát triển, có khả năng thoát nước nhanh nhưng hơi nặng Hai là, loại phi xốp bao gồm khay chậu bằng nhựa, hỗn hợp nhựa hoặc thuỷ tinh (có đặc điểm nhẹ, giữ ẩm lâu và có nhiều màu sắc để trang trí), khay chậu bằng gỗ (có khả năng cách ly với nhiệt độ môi trường nhưng phải thay thế nếu sử dụng lâu), khay chậu bằng đồ gốm tráng men (đẹp, bắt mắt nhưng không thông thoáng cho sự phát triển của rễ cây), khay chậu bằng kim loại (cách ly kém nên có thể rất nóng hoặc rất lạnh tuỳ theo thay đổi nhiệt

độ bên ngoài),

11

Các thí nghiệm cho thấy khay chậu dù làm bằng bất cứ vật liệu gì và kích cỡ bao nhiêu đều phải có lỗ thoát nước Lỗ thoát nước có thể ở mặt đáy hoặc ở mặt bên của khay chậu Theo nghiên cứu của trường đại học Ohio State thì phải có ít nhất bốn lỗ trong một khay chậu và dưới đáy của khay chậu nên bổ sung một lớp sỏi thô

dày 1 inch để dễ thoát nước

Tóm lại, tùy thuộc và mỗi loại cây trồng mà ta quyết định chọn giống nào, phân bón gì, khay chậu trồng như thế nào để phù hợp nhất với sự sinh trưởng và phát triển cây trồng

* Cách chăm sóc

Mỗi loại giống rau khác nhau sẽ có các quy trình kỹ thuật trồng khác nhau Hiện nay có nhiều quy trình kỹ thuật trồng cho từng loại cây rau do các nhà khoa học đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, tại nhiều địa phương khác nhau trên nhiều loại giá thể và phân bón khác nhau Do đó, người trồng có thể tham khảo và lựa chọn quy trình kỹ thuật trồng nào thích hợp và

dễ thực hiện nhất để đem lại năng suất cao và chất lượng tốt nhất

1.1.2.2 Thủy canh

Trồng cây không dùng đất bắt nguồn từ vùng Amazon, Babylon, Ai Cập, Trung Quốc và Ấn Độ Từ năm 1929 William Frederick Gericke bắt đầu tìm hiểu và đến năm 1937 đã thử nghiệm thành công trên cây cà chua Và thuật ngữ mới "Thủy canh–Hydroponics" ra đời Từ năm 1930 hàng loạt các cơ sở trồng rau bằng phương pháp thủy canh ra đời và không ngừng phát triển Năm 1940 diện tích trồng rau bằng phương pháp thủy canh khoảng 10 ha, năm 1970 là 300 ha, năm 1980 lên đến 6000

ha và năm 2001 là 20.000 – 25.000 ha (Vũ Quang Sáng và cs., 2007)

Cùng với các nghiên cứu khác, Dennis R Hoagland và Daniel I Arnon đã đưa ra rất nhiều công thức dinh dưỡng được biết như là dung dịch Hoagland Những cải tiến trong công thức dinh dưỡng của Hoagland vẫn được dùng cho tới ngày nay

12

Vào những năm 1960 Allen Cooper của Anh đã phát triển công nghệ dinh dưỡng màng mỏng (NFT) Tiếp đó, The Land Pavilion ở Walt Disney World's EPCOT Center được mở ra năm 1982 nổi bật với các tính năng đa dạng của công nghệ thủy canh

Năm 1989 ở Ashby Massachuchet (Mỹ) có cơ sở Hydrohavert sản xuất rau quanh năm với diện tích 3400 m2, trong đó có 69% diện tích trồng rau diếp, 13% trồng cải xoong Năm 1991 Bắc Âu có 4000 ha rau trồng trong dung dịch, trong đó

Hà Lan là nước dẫn đầu về sản xuất rau bằng công nghệ thủy canh với 13000 ha, chiếm 50% giá trị sản xuất rau quả với các loại rau quả như ớt, cà chua, dưa chuột Năm 1994 ở Mỹ có khảng 220 ha rau trồng trong nhà kính trong đó có 75% trồng không dùng đất và trong dung dịch chủ yếu là cà chua, dưa chuột, ớt, rau diếp (Lê Đình Lương, 1995) Canada đã phát triển và mở rộng diện tích tích trồng rau thủy canh từ 100 ha (năm 1987) đến 2000 ha (năm 2001) với công nghệ Rockwool, perlite và NFT cho sản xuất cà chua, dưa chuột và ớt Hơn 50% sản lượng cà chua

và ớt, 25% dưa chuột được sản xuất bằng công nghệ thủy canh và xuất khẩu sang

Mỹ Tại Anh, người ra xây dựng hệ thống trồng cây trên màng mỏng dinh dưỡng (NFT) chuyên sản xuất cà chua với diện tích 8,1 ha Ở Nhật Bản, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được sử dụng chủ yếu để trồng rau với năng suất cà chua đạt từ 130 – 140 tấn/ha/năm, dưa leo đạt 250 tấn/ha/năm, và nhiều loại rau ăn lá và rau cao cấp Tại Đài Loan, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được sử dụng rộng rãi để trồng các loại rau, chủ yếu là sử dụng hệ thống trồng cây không tuần hoàn của AVRDC Hiện nay, ở Úc năng suất cà chua trồng thủy canh trong nhà kính đạt từ

400 – 500 tấn/ha, ở Israel năng suất cà chua đạt tới 600 tấn/ha (Lê Sĩ Lợi, 2011)

Năm 1994, Carbonell et al đã nhận xét: có asen trong dung dịch dinh dưỡng

làm tăng sự hấp thu Fe và giảm hấp thu B, Cu, Mn, Zn, và pH ảnh hưởng lớn đến sự hấp thu dinh dưỡng của cây trồng vì nếu pH quá thấp (<4.5) hoặc quá cao (>9) có thể gây hại trực tiếp đến rễ cây, pH cao gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO43-, Ca2+, Mg2+(Vũ Quang Sáng và cs., 2007) Nghiên cứu về bệnh trong kỹ thuật thủy canh,

13

Stanghellini và Rasmussen (1994) đã kết luận: bệnh ở rễ là một trong những hạn chế đến sinh trưởng và năng suất đối với bất cứ loại cây trồng nào chủ yếu là do virus, vi khuẩn và nấm phá rễ (như Pythium, Phytophthora, Plasmopara và Olpidium) (dẫn theo Lê Sĩ Lợi, 2011)

Nhìn chung, từ năm 1966 đến nay đã có trên 500 sáng chế về kỹ thuật trồng cây thủy canh, trong đó Nhật Bản là nước dẫn đầu với khoảng 260 sáng chế (chiếm 47%), Hàn Quốc với 103 sáng chế (chiếm 19%), Mỹ với 46 sáng chế (chiếm 9%),

… (Bích Diệp, 2012) Ngày nay, trên thế giới rau chủ yếu được trồng theo hình thức thuỷ canh với quy mô công nghiệp hiện đại như Mỹ, Canada, Nga, Israel, Ấn Độ, Australia, … chủ yếu được áp dụng trên cà chua, rau diếp, dâu tây, ớt ngọt, … và một số loại rau ăn lá có hàm lượng dinh dưỡng cao

Ở Việt Nam, theo các báo cáo cho thấy thuỷ canh đã có mặt 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, phạm vi ứng dụng hẹp chỉ ở quy mô hộ gia đình (tự cung tự cấp)

Kỹ thuật trồng rau bằng phương pháp thủy canh mới được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng từ năm 1993 chủ yếu thực hiện ở các trường đại học, các Viện nghiên cứu Từ năm 1995 phương pháp thủy canh tĩnh của AVRDC được du nhập vào Việt Nam để sản xuất rau an toàn, nhiều nghiên cứu đã được triển khai và khẳng định trồng rau thủy canh cho năng suất, chất lượng cao hơn (Lê Sĩ Lợi, 2011) Năm

1997, trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ trồng rau thủy canh để phù hợp với điều kiện của nước ta (Bích Diệp, 2012)

Việc áp dụng thủy canh chưa được triển khai đại trà do kinh phí đầu tư ban đầu lớn, đầu ra cho sản phẩm chưa ổn định và gặp nhiều khó khăn với người sản xuất nông nghiệp do chưa có đủ trình độ để sản xuất hiệu quả Ban đầu các nghiên cứu tập trung về dung dịch dinh dưỡng thủy canh nhằm chủ động về nguồn dinh dưỡng (Lê Sĩ Lợi, 2011) Năm 1996, Nguyễn Khắc Thái Sơn tiến hành thử nghiệm 8 loại dung dịch (4 loại dung dịch nhập khẩu là dung dịch Loan, dung dịch FAO, dung

14

dịch Knop, dung dịch I Mai và 4 loại dung dịch cải tiến từ 4 loại dung dịch trên) trên cải xanh và cà chua Kết quả cho thấy 4 loại dung dịch cải tiến đều cho năng suất cải xanh thấp hơn dung dịch của Đài Loan, tuy nhiên, với cà chua thì ngược lại cho sinh trưởng và năng suất cao hơn dung dịch của Đài Loan, đặc biệt là dung dịch Knop cải tiến bằng cách bổ dung thêm vi lượng và sắt của Đài Loan đã cho năng suất cà chua đạt 5,69 kg/m2, tăng 82,37% so với dung dịch nhập từ Đài Loan Năm 1998, Nguyễn Thị Dần đã khảo nghiệm và kết luận dung dịch thủy canh Thăng Long của công ty phân bón Sông Gianh cho năng suất và chất lượng rau tương đương với dung dịch của Đài Loan, đặc biệt ớt ngọt trong trong dung dịch này có năng suất tăng 72,8% so với dung dịch Đài Loan, giá thành thấp hơn 46,5% do giá dinh dưỡng chỉ bằng 1/3 giá dung dịch nhập từ Đài Loan Cùng năm 1998, Nguyễn Quang Thạch và cs đã tự pha chế 2 dung dịch dinh dưỡng (NC1 và NC2) để trồng thử một số loại rau ăn lá đã cho kết quả cả 2 dung dịch NC1 và NC2 đều cho năng suất rau đạt từ 70 – 90%, chất lượng tương đương nhưng giá chỉ bằng 1/3 so với dung dịch nhập từ AVRDC Năm

1999, Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch đã nghiên cứu ảnh hưởng của một

số dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng của xà lách vụ đông và đã kết luận: có thể

tự pha chế dung dịch dinh dưỡng để trồng một số loại rau mà không cần phải điều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng Trồng cây trong dung dịch tự pha có năng suất và chất lượng tương đương, giá thành thấp hơn 57 – 60% so với trồng cây trong dung dịch nhập từ AVRDC Năm 2000, Vũ Quang Sáng đã nghiên cứu cải tiến dung dịch FAO và Knop bằng cách bổ sung thêm một số nguyên tố vi lượng để trồng 2 giống

cà chua VR2 và XH2 Kết quả cho thấy hoàn toàn chủ động pha chế được dung dịch

mà không cần điều chỉnh pH và chỉ cần bổ sung dung dịch khi cây ra hoa Cà chua sinh trưởng và phát triển mạnh, năng suất cao, chất lượng tốt, giá thành hạ hơn so với dung dịch nhập từ AVRDC Những kết quả nghiên cứu ban đầu về việc sản xuất rau thủy canh cho thấy thời gian của mỗi vụ rất ngắn nên số vụ trong năm tăng nhiều hơn Ví dụ rau muống, rau cải có thể làm 20 – 24 vụ/năm, năng suất mỗi vụ 2,5 – 3kg/m2, tương đương với 50 – 72 kg/m2/năm hay 500 – 720 tấn/ha/năm, trong khi

Năm 2006, phương pháp trồng rau thủy canh được thử nghiệm tại Phân viện sinh học Đà Lạt do TS Dương Tấn Nhựt chủ trì Sau khi trồng thành công rau xà lách bằng phương pháp thủy canh, Phân viện sinh học Đà Lạt tiếp tục trồng khoai tây và cũng cho kết quả tốt Một số mô hình ứng dụng và chuyển giao công nghệ trồng rau thủy canh trong thời gian gần đây Năm 2012, tại các kỳ hội chợ Techmart

ở Hải Phòng, Hà Nội, TP.HCM, … trung tâm Đào tao, Tư vấn và Chuyển giao công nghệ, Viện KHCNVN phối hợp với công ty Sài Gòn Thủy canh đã giới thiệu công nghệ thủy canh hoàn toàn “xanh, sạch” trên cây cà chua, dưa leo, xà lách, … và đã nhận được sự chào đón và chấp nhận của nhiều người dân trong cả nước Năm 2013 diễn ra với nhiều thành công trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất rau thủy canh như mô hình trồng rau thủy canh hồi lưu và thủy canh tĩnh của anh Nguyễn Văn Cao

ở xã Hành Trung, huyện Nghĩa Hành đang được nhiều hộ gia đình ở thành phố Quảng Ngãi áp dụng và xem như một giải pháp sản xuất rau sạch "thông minh” cho gia đình; Chuyển giao 10 hệ thống rau thủy canh cho chiến sĩ biên phòng xã đảo Thạnh An nhằm mục đích chủ động nguồn rau xanh cho các chiến sĩ biên phòng hải đảo trong điều kiện trồng khắc nghiệt nơi biển đảo do Hội doanh nghiệp Quận 9 và Tổng công ty Nông nghiệp Sài Gòn tài trợ

Những con số và dẫn chứng trên đã chứng tỏ sự lớn mạnh của thủy canh trong hơn 80 năm qua và cho thấy tiềm năng phát triển rộng rãi hơn trong tương lai

16

1.1.2.3 Giá thể trồng

Hiện nay, ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, đất trồng trọt ngày càng khan hiếm, việc đô thị hoá diễn ra nhanh chóng dẫn đến nhu cầu sử dụng các mặt hàng nông nghiệp giá trị cao như cây hoa, cây cảnh được trồng bằng các giá thể sạch (không sử dụng đất) đang ngày một tăng Và công nghệ trồng cây không đất được

xem như là một giải pháp hiệu quả cho vấn đề này (Liu et al., 2009) nhờ khả năng

sử dụng nước tiết kiệm cho nên sản xuất cây trồng bằng giá thể còn giúp phát triển sản xuất nông nghiệp ở các vùng khó khăn như xa mạc, đất cát ven biển, các vùng

khô hạn, …(Weimin Zhu et al., 2013)

Trên thế giới hiện nay tồn tại một số biện pháp canh tác và trồng cây không đất khác nhau như: thuỷ canh, khí canh và giá thể sử dụng kết hợp với dung dịch dinh dưỡng Phương pháp thuỷ canh và khí canh được xem là phù hợp với việc sản xuất rau Các loại giá thể được sử dụng rất đa dạng từ các nguồn giá thể hữu cơ như than bùn, mùn cưa, vỏ cây, trấu hun…và từ nguồn giá thể trơ cứng như cát, sỏi, perlite, bột xốp, đá chân châu, vải sợi Theo Kasit và Patana (2012), trồng cây bằng giá thể được xác định phù hợp với việc sản xuất cây rau lấy quả (cà chua, dưa chuột…), cây hoa (hoa lan, hoa hồng môn, hoa ly…) và cây cảnh

Theo Karen et al (2001) cho rằng giá thể dùng để trồng cây trong khay chậu

cần cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây và cần thoáng khí, thoát nước tốt và nhẹ nên tốt nhất là sử dụng giá thể hỗn hợp Giá thể hỗn hợp được làm từ rêu than bùn, khoáng chất, cát thô hoặc các sản phẩm từ cây gỗ Khoáng chất giữ được nước và dinh dưỡng lâu và giữ cho giá thể luôn ẩm Theo Meyer (2007) có thể sử dụng các loại giá thể có ưu điểm nhẹ, giữ nước và thoáng khí, rất tốt cho sự tăng trưởng của cây Theo Masstalerz (1997) cho biết ở Hoa Kỳ thường sử dụng công thức giá thể với thành phần gồm mùn sét + mùn cát sét + mùn cát có tỷ lệ phối trộn 1:2:2, hay 1:1:1 hay 1:2:0 dùng làm bầu cho cây con và cho tỷ lệ sống cao và sinh trưởng phát triển tốt (Zhu, 1995) Tại Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau châu Á (AVRDC) khi nghiên cứu về giá thể gieo ươm cây con đã đi đến kết luận việc phối trộn than

17

bùn và chất khoáng phù hợp nhất cho sinh trưởng phát triển của cây con Trồng cây trên giá thể sạch đã giúp các nước nhiệt đới sản xuất được các mặt hàng rau chất lượng cao như rau diếp, rau chân vịt, trong nhà lưới mà trước đây chúng chỉ có thể nhập khẩu từ các nước ôn đới với giá thành cao (Kasit và Patana, 2012) Thực tế, ở các nước phát triển việc sản xuất cây trồng bằng giá thể cho năng suất cao hơn và rút ngắn thời gian sinh trưởng Do dinh dưỡng và pH được kiểm soát tốt nên việc sản xuất rau, hoa và cây cảnh thương mại đã nâng cao được chất lượng sản phẩm rõ rệt

Công nghệ trồng cây không cần đất đang là hướng đi thương mại trong nhiều thập kỷ nay của các quốc gia có nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Nhật Bản, Isarel, Tuy nhiên, để áp dụng hướng đi này đối với các quốc gia đang phát triển cũng gặp nhiều khó khăn do sự đòi hỏi cao về mặt trình độ kỹ thuật, quản

lý và chi phí đầu vào (Mattas et al., 2000) Dù vậy thì công nghệ này cũng đã đạt

được nhiều thành tựu lớn về tăng năng suất, nâng cao chất lượng cũng như cải thiện giá thành nông sản

Để có thể phục vụ sản xuất hàng hoá với quy mô lớn, hạt gốm xốp được sản xuất nhân tạo từ đất sét là giải pháp phù hợp nhất và đang sử dụng nhiều tại Châu

Âu, Nhật Bản và Trung Quốc (Liu et al., 2009) Sử dụng các hạt gốm xốp hay hạt

gốm kỹ thuật để làm giá thể trồng hoa, cây nội thất hiện được áp dụng tại nhiều nước nông nghiệp tiên tiến trên thế giới như Hà Lan, Đức, Hoa kỳ …, các nước châu

Á như Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung quốc Công nghệ này sử dụng các hạt gốm xốp để trồng cây trong chậu, làm giá thể trồng các loại hoa, cây cảnh và một số loại cây rau Các hạt gốm xốp này có tác dụng thông thoáng, chứa nước, ngậm phân, thậm chí còn là môi trường sinh trưởng cho các loại vi khuẩn hữu ích cho bộ rễ cây Nhờ không dùng đất, sẽ dễ dàng điều tiết độ ẩm, hàm lượng các chất dinh dưỡng, hạn chế các loại sâu bệnh, côn trùng hại bộ rễ, làm cho cây sinh trưởng, phát triển tốt, chất lượng các sản phẩm nông nghiệp được nâng cao

Ở Việt Nam, công nghệ sản xuất cây không dùng đất đã được đưa vào sử dụng trong nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm tại một số đơn vị Trường Học Viện

18

Nông nghiệp Việt Nam là một trong các cơ quan đầu tiên nghiên cứu và sử dụng hệ thống khí canh trong sản xuất giống khoai tây sạch bệnh (Nguyễn Quang Thạch, 2009) và việc sử dụng giá thể trong nhà lưới để sản xuất rau, cà chua và dưa chuột năng suất cao chất lượng tốt (Hồ Hữu An, 2003) và sản xuất rau thuỷ canh (Nguyễn Quốc Vọng, 2009) Cùng với các nghiên cứu của các nhà khoa học, trong khoảng 5 năm gần đây công nghệ thủy canh và sử dụng giá thể trồng cây được rất nhiều các công ty nông nghiệp công nghệ cao tại Đà Lạt, Thành phố Hồ Chi Minh, Hà Nội áp dụng trong các lĩnh vực trồng, sản xuất các loại rau sạch, cây trồng quý hiếm có giá trị kinh tế cao

Sau nhiều năm nghiên cứu, Tiến sĩ Lê Thị Khánh của trường Đại học Nông Lâm Huế đã trồng thử nghiệm rau sạch trên giá thể thành công Đây là mô hình trồng rau sạch đầu tiên tại Thừa Thiên Huế nói riêng và miền Trung nói chung, mở

ra nhiều hướng phát triển mới cho nông nghiệp Hiện nay, Tiến sĩ Lê Thị Khánh đã thành công trong việc tạo ra giá thể bằng trấu hun, mùn cưa, vỏ lạc ủ, đầu tôm ủ, rơm sau khi đã trồng nấm Đây là những nguyên liệu sẵn có, dễ làm, không mất tiền mua, lại giải quyết được vấn đề vệ sinh môi trường Điều đặc biệt giá thể sau thời gian nuôi rau sạch (khoảng 3 - 4 năm) trong nhà lưới, có thể dùng vào việc bón phân cho cây cảnh (dẫn theo Nguyễn Thái Hà, 2010)

Bên cạnh đó, Trung tâm nghiên cứu phân bón và dinh dưỡng cây trồng trực thuộc Viện Thổ nhưỡng Nông hoá cũng nghiên cứu, thử nghiệm và xây dựng nhiều

mô hình trên diện rộng thành công Gần đây, Trung tâm khuyến cáo người nông dân

sử dụng giá thể GT05 (là loại giá thể có hàm lượng chất hữu cơ (OM) và dinh dưỡng cao: 44% chất hữu cơ (OM), 1,2% đạm (N), 0,8% lân (P2O5), 0,7% kali (K2O) và các dinh dưỡng trung và vi lượng cần thiết khác cho cây trồng, có độ tơi xốp, thoáng khí, nhẹ, sạch nguồn bệnh, không có tuyến trùng, hút và giữ ẩm tốt) (Vũ Quang Sáng và Nguyễn Quang Thạch, 1999) Dòng sản phẩm đất Multi của Công ty TNHH Nguyên Nông Gino đã được xử lý bằng công nghệ sinh học, thích hợp khí hậu Việt Nam để trồng trong khay, chậu, máng, bồn hay luống Thành phần chính của hệ

19

Multi là giá thể hữu cơ từ bụi xơ dừa, phân trùn quế, rong biển, hệ vi sinh vật hữu ích, bánh dầu lên men, là nguồn hữu cơ lâu dài, thân thiện môi trường, không chất độc và vi sinh vật gây hại; hoàn toàn không có đất thật, không dùng phân hoá học, thuốc trừ sâu bệnh hoá học (dẫn theo Nguyễn Thái Hà, 2010)

Theo Tạ Thu Cúc và cs (2000) ở những vùng có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt và đối với những giống rau quý hiếm có thể gieo cây con trong vườn ươm Giá thể làm bầu gồm đất bột đã phơi ải, đập nhỏ, sạch cỏ dại chiếm 1/3 khối lượng ruột bầu, 1/3 xỉ than và 1/3 phân chuồng hoai mục trộn đều, cứ 10kg ruột bầu (chất bồi dưỡng cây giống) trộn thêm 0,5kg supe lân để xúc tiến quá trình hình thành và sinh trưởng của rễ Nếu gieo hạt vào khay thì độ dày của chất bồi dưỡng tuỳ theo loại cây trồng, trung bình từ 5 – 7 cm

Nghiên cứu về giá thể trồng rau sạch, Trường Đại học An Giang đã thực hiện

đề tài “Nghiên cứu một số giá thể trồng cải mầm thích hợp và cho hiệu quả kinh tế cao” vào năm 2005 với 4 loại giá thể rẻ tiền và có sẵn tại tỉnh An Giang là trấu, tro trấu, đất hỗn hợp trong các trường hợp có sử dụng và không sử dụng bổ sung phân

cá, dinh dưỡng thủy canh rau châu Á (Hà Nội), dinh dưỡng MS (Murashge Skoog)

tự pha chế Thí nghiệm đã cho thấy sử dụng phân cá với giá thể tro trấu + trấu cho lợi nhuận cao 23.616 đồng/kg Từ đó có thể thấy việc trồng cải mầm bằng giá thể là khá đơn giản, dễ thực hiện, giá thể trồng rất dồi dào và luôn có sẵn, chi phí đầu tư thấp, hiệu quả kinh tế khá cao

Cho đến nay mặc dù đã thành công trong công nghệ thuỷ canh và khí canh, nhưng các công trình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng hạt gốm kỹ thuật trong sản xuất cây trồng ở Việt Nam nói chung và Học Viện Nông nghiệp Việt Nam nói riêng còn hạn chế, có rất ít các nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này Để chủ động nguồn cung cấp và tạo sản phẩm công nghệ mới của Việt Nam, từ năm 2011 nhóm nghiên cứu Học Viện Nông nghiệp Việt Nam kết hợp với Viện Vật Lý-Viện hàm lâm khoa học công nghệ Việt Nam đã tiến hành các nghiên cứu, tìm hiểu bí quyết và bước đầu sản xuất thành công hạt gốm xốp kỹ thuật trên quy mô phòng thí nghiệm

20

Công nghệ sản xuất gốm xốp kỹ thuật được tạo ra từ các vật liệu đơn giản, sẵn có và

rẻ tiền như đất sét, trấu và các phụ phẩm khác làm giúp giảm giá thành sản xuất so với nhập khẩu đến 30 – 40% Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy có thể sử dụng hạt gốm tạo ra trong nước để thay thế các loại sỏi gốm kỹ thuật nhập từ nước ngoài

Năm 2011, TS Phạm Minh Phượng và cs đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu sử dụng gốm kỹ thuật trong sản xuất hoa, cây cảnh” Nhóm tác giả đã sử dụng 2 loại

gốm kỹ thuật do Việt Nam sản xuất và gốm kỹ thuật của Trung quốc và Đức làm giá thể trồng thủy canh cây saphia trong chậu, kết quả thí nghiệm cho thấy 1 mẫu gốm

kỹ thuật của Việt Nam sản xuất có thể kết hợp với kỹ thuật để trồng cây Sapia Những thành công bước đầu này kết hợp với kinh nghiệm và khả năng nghiên cứu

sử dụng dinh dưỡng trong sản xuất cây trồng không đất trước đây của trường Học Viện Nông nghiệp Việt Nam cho thấy có nhiều khả năng thành công trong việc chế tạo, sử dụng hạt gốm kỹ thuật tại Việt Nam phục vụ sản xuất hàng hoá nông nghiệp công nghệ cao trong tương lai

Nhìn chung, song song với sự phát triển của thủy canh là sự phát triển không ngừng về các loại giá thể trồng

1.1.2.4 Dinh dưỡng cho cây trồng

Trồng cây không đất dù ở dạng thủy canh hay giá thể thì việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng là điều rất quan trọng và cần thiết

Theo các nhà khoa học của trường Đại học Maryland (Hoa Kỳ), việc bón phân cho cây trồng trong khay chậu với liều lượng bao nhiêu và cách bón như thế nào phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: loại phân, nhu cầu của cây, loại giá thể, loại khay chậu, … Từng giai đoạn sinh trưởng của cây rau sẽ có yêu cầu về chế độ dinh dưỡng khác nhau như giai đoạn nảy mầm cây sống nhờ vào năng lượng dự trữ trong hạt nên nhu cầu dinh dưỡng của cây trong giai đoạn này không cao, tiếp theo là giai đoạn phát triển thân – lá – rễ thì sự hấp thu dinh dưỡng trong đất tăng lên từng ngày, đến cuối thời kỳ sinh trưởng thì nhu cầu dinh dưỡng ở tất cả các loại rau giảm mạnh Mặt khác, do thời gian sinh trưởng của từng loại cây rau khác nhau nên liều lượng

21

bón, số lần bón và loại phân bón cũng sẽ khác nhau Đối với cây rau, phân bón dạng dung dịch hoặc dạng bột được sử dụng nhiều và hiệu quả vì dinh dưỡng được cung cấp nhanh chóng và trực tiếp qua lá và rễ

Theo nhiều nguồn tài liệu thì phân bón được chia theo nhiều cách khác nhau Theo Ho và Adam (2001), thì phân bón cho cây trồng được chia làm 2

loại bao gồm phân chậm tan và phân dễ tan Theo Karen et al (2001), hai loại

phân bón trên đều cần thiết cho cây trồng trong khay chậu bởi vì hầu hết các loại giá thể đều không chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cho cây rau sinh trưởng

và phát triển tốt nhất Một số loại phân có thể sử dụng được giới thiệu bởi một

số tác giả như phân chậm tan Osmocote (tỷ lệ 14-14-14, 10-10-10 hay 13), phân dễ tan Peter (20-20-20) và Miracle Gro (15-30-15) Theo Guzman và

13-13-Sanchez (1987) và George et al (2003), phân chậm tan nên được sử dụng ngay

từ đầu khi phối trộn giá thể và phân dễ tan nên được sử dụng khi cây bắt đầu sinh trưởng

Theo Lawrence và Neverell (1950), 1m3 hỗn hợp giá thể ở Anh bổ sung 1,5kg đá vôi nghiền và 3kg supephotphat 20% P2O5 khi gieo hạt và để trồng cây là 1,5kg đá vôi nghiền + 8,5kg phân bazơ + 12kg phân N-P-K dạng 5-10-10 Theo Bunt (1965), công thức hỗn hợp bầu gieo hạt (tính theo thể tích) là 1 than bùn rêu nước + 1 cát bổ sung 2,4kg đá vôi nghiền + 0,6kg supephotphat 20% + 285g KNOP3, còn công thức hỗn hợp bầu trồng cây là 3 than bùn rêu nước + 1 cát thì bổ sung 1,8kg đá vôi nghiền + 1,5kg supephotphat 20% + 40g KNOP3 + 1,2g NH4NO3 Theo Beverly và Guzman (1985), lượng đạm bón cho cây rau diếp lên đến 50kg N đối với thời vụ thích hợp, nhưng không được bón quá nhiều vì dư thừa đạm có thể

làm giảm chất lượng cũng như độ cứng của sản phẩm Theo George et al (2003),

hỗn hợp làm bầu cho bắp cải, cải xanh và dưa chuột cứ mỗi 1kg hỗn hợp giá thể cho cây con sinh trưởng, phát triển tốt được bổ sung 1g N + 4g P2O5 + 1g K2O và có thể trộn thêm 0,5kg supe lân cho 10 kg hỗn hợp giá thể nhằm xúc tiến quá trình hình thành và phát triển của hệ rễ

22

Ở Việt Nam, kỹ thuật trồng cây không đất là phương pháp mới đưa vào nước ta khoảng hơn 10 năm gần đây, nhưng có rất ít các nghiên cứu về dinh dưỡng cho cây trồng Ngô Thị Hạnh (1997) Viện Rau Quả Hà Nội đưa ra công thức phối trộn giá thể cho gieo cải bao trong khay gồm đất + cát + phân chuồng + trấu hun theo tỷ lệ 3:1:1:1 và lượng NPK là 500g sunphat amon, 500g supe photphat và 170g clorua kali trong 1 tấn giá thể Theo Tạ Thu Cúc và cs (2000) cứ 10 kg giá thể gieo hạt rau trộn thêm 0,5 kg supe lân để xúc tác quá trình hình thành và sinh trưởng của rễ Nguyễn Thị Mỹ Hạnh và Lê Hữu Phan (2001) cho biết trong nhà lưới có mái che, cứ 100 kg đất than bùn thì trộn 10 kg vôi bột, 10 kg supe lân và 6

kg N-P-K con cò (13-8-12) và ủ 1 – 2 tháng rồi đem vào khay để gieo hạt

1.2 Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Giá trị của cây cà chua

Cà chua (Solanum lycopersicum L.) là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng

cao, được sử dụng rộng rãi trên thế giới hơn 150 năm nay Theo Tạ Thu Cúc (2005) trong quả chín có nhiều chất dinh dưỡng như: đường, vitamin A, vitamin C và các chất khoáng quan trọng như Ca, Fe, P, K, Mg,

Theo Edwad C Tigchelear (1989) thì thành phần hóa học trong quả cà chua chín gồm nước chiếm 94 – 95% và vật chất còn lại chiếm 5 – 6% (trong đó đường – fructosa, glucosa, sucrosa – 55%, chất không hòa tan trong rượu – protein, xenlulose, pectin, pictin và polysacarit – 21%, axit hữu cơ – xitric, malic, galacturonic, pyrrolidonk cacboxylic – 12%, chất vô cơ – 7% và các chất khác – carotenoit, axit ascorlic, amino axit, – 5% (dẫn theo Tạ Thu Cúc, 2005)

Bảng 1.1 cho thấy trong quả cà chua có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng có lợi

cho sức khỏe con người như carotene, lycopene, vitamin và kali Theo Evangelia et

al. (2005), cà chua là nguồn nhiều Lycopen và tiêu thụ cà chua có thể làm giảm nguy cơ ung thư vú, ung thư đầu và cổ, có thể chống lại rất mạnh các bệnh thoái hóa

thần kinh Còn theo Shidfar et al (2011), uống nước sốt cà chua xay nhuyễn là giúp

* 1mg = 3330 I.U (Nguồn Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau châu Á, 1972)

Ngoài giá trị dinh dưỡng cao, cà chua còn là loại cây trồng có giá trị kinh tế cao được trồng rộng rãi trên thế giới Ở Việt Nam, theo số liệu điều tra của phòng kinh tế thị trường – Viện nghiên cứu Rau Quả cho biết sản xuất cà chua hàng năm ở khu vực Đồng bằng sông Hồng cho thu nhập bình quân 42 - 68,4 triệu đồng/ha/vụ, lãi thuần đạt 15 – 26 triệu đồng, cao hơn nhiều so với trồng lúa Trồng lúa chỉ giải quyết 230 – 250 công lao động, trong đó trồng cà chua giải quyết được 1100 – 1200 công lao động Cà chua được tiêu thụ với số lượng lớn là do quả cà chua có thể sử dụng cho ăn tươi, nấu chín cho bữa ăn hàng ngày của mỗi gia đình Đồng thời, quả

cà chua còn là nguyên liệu trong công nghiệp chế biến thực phẩm Từ cà chua người

ta có thể chế biến ra nhiều loại sản phẩm khác nhau như: Cà chua đóng hộp nguyên quả, nước cà chua cô đặc, tương cà chua, mứt cà chua, là những mặt hàng xuất khẩu rất lớn của nhiều nước trên thế giới (Đoàn Xuân Cảnh, 2013) Ví dụ như Đài Loan hằng năm xuất khẩu cà chua tươi với tổng trị giá là 952.000 USD và 48.000 USD cà chua chế biến, mỗi ha có thể đem lại thu nhập rất cao cho người nông dân

từ 4.000 – 5.000 USD (Nguyễn Xuân Hiền và cs., 2003) Ở Mỹ hàng năm tổng giá

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của cây cà chua

Trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, cây cà chua chịu rất nhiều tác động của các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, đất đai, dinh dưỡng, …

* Nhiệt độ

Nhiệt độ có tầm quan trọng và ảnh hưởng lớn trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây cà chua từ nảy mầm, tăng trưởng chiều cao cây, ra hoa, đậu quả đến năng suất, mẫu mã và chất lượng quả

Cà chua là cây ưa khí hậu mát, nhiệt độ thích hợp từ 22 – 270C, nhiệt độ tối thích ban ngày từ 18 – 270C, ban đêm từ 12 – 150C Theo tác giả Tạ Thu Cúc thì cà chua chịu được nhiệt độ cao (>350C) nhưng mẫn cảm với nhiệt độ thấp (<150C) Swiader và cs (1992) cho rằng nhiệt độ ban ngày hạ thấp xuống 10-120C sẽ làm cho cây ngừng sinh trưởng, rụng nụ, rụng hoa và thậm chí làm cho cây chết nếu nhiệt độ

ở 100C kéo dài Tuy nhiên, trong chu kỳ sống của cây cà chua tùy thuộc vào từng thời kỳ sinh trưởng, phát triển khác nhau mà chúng yêu cầu nhiệt độ khác nhau Hạt

cà chua có thể nảy mầm ở nhiệt độ 150C – 180C, nảy mầm mạnh ở nhiệt độ 25 –

300C (Chu Thị Thơm và cs., 2005) Trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, cà chua yêu cầu nhiệt độ trung bình ngày từ 18 – 240C Tạ Thu Cúc và cs (2000) cho rằng

cà chua ra hoa trong điều kiện nhiệt độ từ 20-250C và đậu quả trong khoảng 15 –

200C (ban đêm) và 250C (ban ngày) Kết quả nghiên cứu của Calvert (1959) và Tiwari (1993) cho thấy nhiệt độ càng cao thì số hoa trên chùm càng giảm Trong thời kỳ quả chín, nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành các sắc tố quả, chủ yếu là lycopen và caroten Tạ Thu Cúc và cs (2000) cho biết nhiệt độ thích

* Ánh sáng

Theo Kallo (1993), thời gian chiếu sáng ở vùng nhiệt đới ảnh hưởng không quan trọng đến năng suất cà chua mà yếu tố cường độ ánh sáng là yếu tố chính Ánh sáng với cường độ cao làm tăng tốc độ sinh trưởng của cây và diện tích lá Cường độ ánh sáng thấp sẽ làm vươn dài vòi nhụy, gây khó khăn cho sự thụ phấn

và giảm khả năng thụ tinh Ánh sáng đầy đủ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thụ phấn, thụ tinh giúp quả được phát triển bình thường, tạo ra sự đồng đều và cho năng suất cao Tác giả Tạ Thu Cúc và cs (2000) cho biết cường độ ánh sáng thích hợp cho cà chua sinh trưởng phát triển từ 4.000 – 10.000 lux Ánh sáng đỏ làm tăng tốc độ phát triển của lá, ngăn chặn sự phát triển chồi bên, thúc đẩy quá trình

tạo Lycopen và Caroten, ánh sáng màu lục làm tăng khối lượng chất khô mạnh

nhất (Kallo, 1993)

Như vậy, chất lượng ánh sáng ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Tuy nhiên, chất lượng quả cà chua bị ảnh hưởng nhiều bởi chất lượng, thời gian và cường độ ánh sáng do đó việc bố trí mật độ hợp lý sẽ giúp cây sử dụng ánh sáng hiệu quả hơn

Chế độ nước trong cây cà chua là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến cường độ

của quang hợp, hô hấp, tốc độ sinh trưởng và phát triển Theo Kuo et al (1998) trong suốt

quá trình sinh trưởng phát triển, cây cà chua cần được tưới một lượng nước tương đương lượng mưa từ 460 – 500 mm Nhu cầu sử dụng nước của cà chua khác nhau tuỳ từng giai đoạn sinh trưởng và có xu hướng ban đầu cần ít, về sau cần nhiều hơn Hạt cà chua cần lượng nước từ 325 – 364% so với khối lượng hạt để nẩy mầm, khi độ ẩm đất là 70% thì tỷ

kém, hạt phấn bị trương nở, hoa cà chua không được thụ phấn sẽ bị rụng (Kuo et al.,

1998) Theo Tạ Thu Cúc (2006), ẩm độ không khí trên 65% thì cây dễ dàng bị nhiễm bệnh hại

Việt Nam có điều kiện khí hậu nóng ẩm với ẩm độ không khí cao nên cà chua

dễ bị nhiễm nhiều loại bệnh hại Đây là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm cho năng suất và chất lượng cà chua chưa cao

* Đất và chế độ dinh dưỡng

Cà chua có thể trồng được trên nhiều loại đất như đất cát pha, đất thịt nhẹ, đất hơi chua (pH = 4,3), đất hơi kiềm (pH = 8,7), tuy nhiên, theo Kuo (1998) thì thích hợp nhất là đất thịt nhẹ có pH từ 5,5 đến 6,5 Trên đất có độ pH <5, cây cà chua dễ mắc bệnh héo xanh (Tạ Thu Cúc, 2006) Thêm nữa, cà chua yêu cầu chế độ luân canh rất nghiêm ngặt, không được trồng cà chua trên đất mà cây trồng trước là cây

họ cà, nhất là cây khoai tây

Cà chua là cây thân lá sinh trưởng mạnh, khả năng ra hoa quả rất lớn, vì vậy

để đảm bảo năng suất và chất lượng quả thì việc cung cấp đầy đủ và cân đối các chất dinh dưỡng là yếu tố có tính chất quyết định Như nhiều loại cây trồng khác, cây cà chua cần ít nhất 12 nguyên tố dinh dưỡng là đạm (N), lân (P), kali (K), lưu huỳnh (S), magiê (Mg), Bo (B), sắt (Fe), mangan (Mn), đồng (Cu), kẽm (Zn), molipden (Mo) và canxi (Ca) (Nguyễn Thanh Minh, 2004) Trong đó cà chua sử dụng nhiều nhất là kali, đạm, sau đó mới đến lân và canxi (Tạ Thu Cúc và cs., 2000) Các nguyên tố trung lượng và vi lượng cũng cần thiết cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây (Trần Khắc Thi và Trần Ngọc Hùng, 2003) Để đạt sản lượng 50

27

tấn/ha thì cây cà chua cần hút từ đất 479 kg nguyên tố dinh dưỡng, trong đó khoảng 73% tập trung vào cho quả và 27% tập trung vào cho thân lá (Tạ Thu Cúc, 2005) Để tạo 1 tấn quả thì cây cà chua cần 3,8 kg N, 6 kg P2O5 và 7,9 kg K2O (dẫn

theo Kiều Thị Thư, 1998) Theo Kuo et al (1998), đối với cà chua giống vô hạn nên

bón với mức 180 kg N, 80 kg P2O5 và 180 kg K2O còn đối với cà chua giống hữu hạn thì lượng bón tương ứng là 120:80:150 Theo nghiên cứu của Trần Khắc Thi và Trần Ngọc Hùng (2003), trong điều kiện Việt Nam để sản xuất cà chua an toàn thì lượng phân bón cho 1 ha cà chua là 25 tấn phân chuồng, 150 kg N, 90 kg P2O5 và

150 kg K2O

Cà chua nếu được bón phân thích hợp sẽ nâng cao sản lượng và chất lượng quả Tác giả Tạ Thu Cúc cho rằng việc phối hợp một tỷ lệ và khối lượng hợp lý giữa phân hữu cơ và phân vô cơ là điều kiện quan trọng để đảm bảo năng suất và chất lượng cà chua Vậy nên, để cho cây cà chua sinh trưởng mạnh, đạt năng suất cao, và chất lượng tốt thì chúng ta cần phải hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng của nó và khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất trồng

1.2.3 Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới

Cà chua có lịch sử phát triển tương đối muộn so với những cây trồng khác song nó được phát triển ở hầu hết các quốc gia trên thế giới do sự khả năng thích ứng rộng, hiệu quả kinh tế và giá tri sử dụng cao Sự gia tăng nhanh chóng về diện tích, năng suất và sản lượng của cà chua đã khẳng định vị trí quan trọng của nó trong sản xuất và tiêu thụ

Số liệu được trình bày trong Bảng 1.2 cho thấy từ năm 2000 đến năm 2012 sau 12 năm diện tích cà chua thế giới tăng gấp 1,23 lần (trung bình hàng năm tăng 898.456 ha), trong khi đó năng suất cà chua có sự biến động qua các năm song không lớn và tăng khá chậm Cụ thể, từ năm 2001 đến 2009 năng suất cà chua tăng liên tục sau 9 năm tăng 6,073 tấn/ha nhưng chững lại

từ năm 2009 đến 2012 chỉ dao động ở mức khoảng 33,5 tấn/ha Tuy nhiên cây cà chua vẫn là cây trồng quan trọng trong nền nông nghiệp

Bảng 1.3 Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2012 Tên châu lục Diện tích (ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (tấn)

29

Năm 2009, trên thế giới khoảng 150 triệu tấn cà chua đã được sản xuất ra (theo Wikipedia – cà chua) Trung Quốc là nước sản xuất cà chua lớn nhất chiếm khoảng một phần tư sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Ấn Độ và Hoa Kỳ (Faostat, 2012) California có sản phẩm chế biến chiếm 90% lượng sản xuất ở Mỹ và 35% lượng sản xuất trên thế giới (theo Wikipedia – cà chua)

Bảng 1.4 Những quốc gia có sản lượng cà chua cao nhất thế giới năm 2012

đó giá trị nhập khẩu cà chua trên thế giới là 4.899.322,99 nghìn USD và giá trị xuất khẩu 4.982.024,16 nghìn USD (dẫn theo Nguyễn Thị Mão, 2009)

1.2.4 Tình hình sản xuất cà chua ở Việt Nam

Ở Việt Nam, lịch sử phát triển cà chua so với thế giới còn rất mới mẻ, khoảng hơn 100 năm nhưng nay đã được trồng quanh năm rộng rãi khắp các tỉnh thành cả nước và trở thành một loại rau phổ biến Sự gia tăng về diện tích, năng suất và sản lượng cà chua đã cho thấy sự phát triển mạnh mẽ vượt trội ở Bảng 1.5

Từ năm 1996 đến 2001, diện tích, năng suất và sản lượng cà chua đều đạt thấp nhưng có chiều hướng tăng lên qua các năm Năm 2001, diện tích trồng cà chua tăng thêm 10.325 ha (tương đương tốc độ tăng xấp xỉ 2,4 lần) so với năm 1996 Tuy

30

nhiên, năng suất không ổn định song sản lượng vẫn tăng do diện tích tăng nhanh Từ năm 2001 đến 2008, diện tích và năng suất cà chua đều tăng hơn so với các năm trước, do đó mà sản lượng cà chua cũng tăng theo Năm 2008, diện tích tăng gấp 1,39 lần, năng suất tăng gấp 1,37 lần và sản lượng tăng gấp 1,91 lần so với năm

2001 Đến năm 2009, diện tích trồng cà chua giảm xuống còn 20.540 ha nhưng năng suất tăng lên 241 tạ/ha, vì thế mà sản lượng cũng bị ảnh hưởng chỉ đạt mức 494.332 tấn Đến nay thì diện tích trồng cà chua ngày càng mở rộng vì giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế của cây cà chua cao so với nhiều cây trồng khác Theo số liệu thống

kê năm 2013, năm 2012 diện tích trồng cà chua cả nước đạt 23.917,8 ha, tăng 11,3% so với năm 2010 (21.178,2 ha) với năng suất trung bình 252,6 – 257,9 tạ/ha và cho sản lượng đạt 616.890,6 tấn (Đoàn Xuân Cảnh, 2012)

Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam trong những

năm gần đây Năm Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

Sản xuất rau ở Việt Nam nói chung đều được trồng tập trung theo từng vùng, do

đó mà sản xuất cà chua nói riêng được trồng nhiều nhất ở Lâm Đồng, Hà Nội, Hải Phòng

và Hưng Yên Thị trường tiêu thụ cà chua chủ yếu tập trung ở các tỉnh thành lớn như

Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, với 88% số hộ tiêu thụ, khối lượng cà chua bình quân

31

là 6 kg/người/năm tương đương với giá trị là 11.000đ/năm Đồng thời tham khảo Bảng 1.6, ta thấy khối lượng nhập khẩu cà chua của Việt Nam ở mức rất cao vào 10.761 tấn năm 2005, trong khi đó khối lượng cà chua xuất khẩu ở mức rất thấp chỉ dưới 200 tấn (cao nhất năm 2003 là 163 tấn, thấp nhất năm 2005 là 8 tấn) Những điều này chứng tỏ tiềm năng sản xuất cà chua ở Việt Nam đang còn rất rộng mở ở phía trước Tuy nhiên, diện tích trồng cà chua thì rất khó mở rộng do cơ cấu cây trồng, trong khi năng suất cà chua trong nước ở mức trung bình năm 2012 là 25,53 tấn/ha bằng 75,8% năng suất thế giới cùng năm (33,68 tấn/ha) Vì vậy, để tăng sản lượng cà chua của Việt Nam thì yếu tố giống được đặt lên hàng đầu Nhờ đó mà hàng loạt các giống cà chua mới, năng suất cao, phẩm chất tốt đã, đang và sẽ ra đời

để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường

32

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu

* Giống cà chua lai BM199 là giống cà chua lai F1 do công ty Seminis của Mỹ sản xuất Giống BM199 là gống chịu nhiệt từ 20 – 30°C được công ty giống rau Bình Minh nhập khẩu và phân phối độc quyền BM199 là giống hữu hạn, có thời gian thu hoạch kéo dài, năng suất đạt 65 – 70 tấn/ha cho hiệu quả kinh tế cao, quả rắn chắc dễ vận chuyển và chống chịu sâu bệnh tốt

* Gốm xốp kỹ thật gồm có 4 loại được ký hiệu từ G1 – G4

Bảng 2.1 Nguồn gốc và thành phần các loại gốm thí nghiệm

Karamzit + silica vô định hình + các nguyên

tố vi lượng + 5g canxi nano/10kg gốm G1

Karamzit + silica vô định hình + các nguyên

tố vi lượng + 10g canxi nano/10kg gốm G2

Karamzit + silica vô định hình + các nguyên

tố vi lượng khác + 15g canxi nano/10 kg gốm

4 (Gốm Trung GTQ

Quốc)

Trung Quốc Hạt gốm xốp của Trung Quốc (Đối chứng) G4

* Phân viên nén gồm có 3 loại được ký hiệu từ P1 – P3:

­ P1: Phân viên nén HUA1 (tỷ lệ N/P/K là 20/8/15)

­ P2: Phân viên nén HUA2 (tỷ lệ N/P/K là 23/10/12)

­ P3: Phân viên nén HUA3 (tỷ lệ N/P/K là 15/5/22)