Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua f1 giống estyva bằng công nghệ khí canh (tt)

Chương 2 VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.2.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp 2.2.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh: 41

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

HOÀNG THỊ NGA

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG

CÀ CHUA F1 GIỐNG ESTYVA BẰNG CÔNG NGHỆ KHÍ CANH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt

Mã số: 62 62 01 01

Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Quang Thạch GS.TS Trần Khắc Thi

HÀ NỘI - 2012

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này

là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Hoàng Thị Nga

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận án này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Thạch, GS.TS Trần Khắc Thi đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt, tạo mọi điều kiện thuận lợi và chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận án này Đặc biệt là GS.TS Nguyễn Quang Thạch người thầy kính mến đã đào tạo giúp đỡ tôi từ khi tôi còn là một sinh viên của Trường Đại học Nông nghiệp I cho tới tận hôm nay Một lần nữa xin được tỏ lòng biết ơn và kính trọng đến Thầy

Trong thời gian qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của Ban lãnh đạo Viện Sinh học nông nghiệp, đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án Cảm ơn các cán bộ nhân viên và các thế hệ sinh viên Viện Sinh học nông nghiệp đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Sinh lý thực vật, Viện Đào tạo Sau đại học, Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

® tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt mọi mục tiêu nghiên cứu, đặc biệt là GS.TS Hoàng Minh Tấn người đã giúp tôi chỉnh sửa để hoàn thành luận án này

Tôi rất biết ơn những người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh quan tâm, động viên khích lệ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tác giả

Hoàng Thị Nga

iii

MỤC LỤC

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

1.1.1 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua 5

1.1.2 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh 6

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua 15

1.2.1 Lịch sử phát triển của công nghệ khí canh 20

1.2.2 Ưu, nhược điểm của công nghệ khí canh 22

1.2.3 Ứng dụng của công nghệ khí canh trong nhân giống và sản

1.2.4 Những yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình nhân giống và

Chương 2 VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.2.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp

2.2.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh: 41

3.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm

3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 50

3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 52

3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân

giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ

3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng đến khả

năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 55

3.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dẫn điện (EC) dung dịch dinh

dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 chồi trên hệ

v

3.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng nhân giống cây

cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 58

3.1.7 Xác định số lần cắt chồi thích hợp khi nhân chồi cây cà chua

3.1.8 So sánh hệ số nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp

giâm chồi trên hệ thống khí canh với giá thể và thủy canh 64

3.1.9 Nghiên cứu tính toán giá thành nhân giống cây cà chua F1

bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 68

3.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh 68 3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát

triển và năng suất của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh 69

3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến

sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua trồng trên

3.2.3 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng,

phát triển và năng suất của cây cà chua F1 trồng trên hệ thống

3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dung dịch dinh dưỡng ban

đêm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua

3.2.5 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ (làm mát) dung dịch dinh

dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua F1 trồng trên hệ thống khí canh trong vụ Xuân Hè 87

3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ khí canh đến sinh

trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua F1 90

3.2.7 Đánh giá hiệu quả của việc trồng trọt cây cà chua F1 bằng

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 109

Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án 111

vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BER (Blossom - End Rot) rụng hoa, thối quả

KLTB Khối lượng trung bình

EC Electrical Conductivity (độ dẫn điện)

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua trên toàn thế giới qua

1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam (2004 - 2009) 17 2.1 Thành phần một số dung dịch dinh dưỡng 40 3.1 Ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ tới khả năng nhân chồi

của cây cà chua trên hệ thống khí canh 50 3.2 Ảnh hưởng của các dung dịch dinh dưỡng khác nhau đến khả

năng nhân chồi của cây cà chua trên hệ thống khí canh 52 3.3 Ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân chồi của cây cà

3.4 Ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng khác nhau đến hệ số

3.5 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến khả năng nhân

chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 57 3.6 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng nhân chồi cây cà chua

3.7 Sự sinh trưởng phát triển của cây cà chua trồng từ chồi cắt các

3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cà chua trồng từ hạt

3.9 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau tới hệ số nhân chồi

3.10 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau (giá thể, thủy canh, khí

canh) đến tỷ lệ sống, ra rễ và chất lượng rễ của chồi giâm cà chua 66

ix

3.11 Giá thành của cây giống nhân bằng công nghệ khí canh 68 3.12 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến chiều cao và số lá

cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 69 3.13 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sự ra hoa, đậu quả

3.14 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến chiều

cao và số lá cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 72 3.15 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến sự

ra hoa, đậu quả và năng suất của cà chua 74 3.16 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển

của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 77 3.17 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của cà chua 79 3.18 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng vào ban đêm đến

sinh trưởng, phát triển của cây cà chua trồng trên hệ thống khí

3.19 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun ban đêm đến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của cà chua 84 3.20 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh

trưởng, phát triển của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh 88 3.21 Ảnh hưởng của giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất của cây cà chua 89 3.22 Ảnh hưởng của các phương thức trồng khác nhau đến sinh

trưởng, phát triển của cây cà chua (sau trồng 14 tuần) 91 3.23 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt (địa canh, thủy canh, khí

canh) đến cường độ quang hợp, diện tích lá và tích lũy chất khô 93

3.24 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt đến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của cây cà chua 99 3.25 Chất lượng quả cà chua trên các phương thức trồng khác nhau 103 3.26 Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của cây cà chua trên các phương

3.27 Hiệu quả kinh tế của trồng cà chua F1 bằng kỹ thuật khí canh 106

xi

DANH MỤC HÌNH

2.2 Các dạng thiết bị khí canh tự thiết kế của Viện sinh học Nông nghiệp 39 2.3 Bộ khí canh có hệ thống làm mát dung dịch 39 3.1 Ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ tới hệ số nhân chồi cây

3.2 Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng sử dụng trong khí canh tới

quá trình khai thác chồi của cây cà chua F1 53

3.3 Năng suất của cây cà chua trồng từ hạt và chồi cắt các lần khác nhau 63 3.4 Sự ra rễ của chồi trên các hệ thống trồng trọt khác nhau 67 3.5 Bộ rễ cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh trong vụ Đông có

3.6 Ảnh hưởng của EC dung dịch đến động thái tăng trưởng chiều

3.7 Ảnh hưởng của EC dung dịch đến động thái tăng trưởng chiều

3.8 Sự hình thành quả cà chua trồng vụ Đông trên hệ thống khí canh

có nồng độ dung dịch dinh dưỡng ( EC) khác nhau 82 3.9 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun đêm tới năng suất cây cà

3.10 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun đêm tới năng suất cây cà

3.11 Sự biến thiên nhiệt độ môi trường và nhiệt độ vùng rễ của các

công thức thí nghiệm ở các thời điểm khác nhau sau khi phun

3.12 Ảnh hưởng của việc làm giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng

đến năng suất của cây cà chua trong vụ Xuân Hè 89 3.13 Bộ rễ cây cà chua ở các phương thức trồng trọt khác nhau 92 3.14 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới cường

độ quang hợp của cây cà chua trồng trong vụ Đông 94 3.15 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới cường

độ quang hợp của cây cà chua vụ Xuân Hè 94 3.16 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới chỉ số

3.17 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới chỉ số

diện tích lá của cây cà chua vụ Xuân Hè 96 3.18 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau tới khả

năng tích lũy chất khô của cây cà chua vụ Đông 97 3.19 Ảnh hưởng của phương thức trồng trọt khác nhau tới khả năng

tích lũy chất khô của cây cà chua vụ Xuân Hè 97 3.18 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau đến năng

3.19 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt khác nhau đến năng

3.20 Một số hình ảnh cây cà chua trên các phương thức trồng trọt

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) là loại rau ăn quả có diện tích

và sản lượng lớn nhất trong các loại rau trồng hiện nay trên thế giới Quả cà chua, ngoài giá trị dinh dưỡng cao, được sử dụng để ăn tươi, nấu nướng, là nguyên liệu cho chế biến công nghiệp với hàng chục loại sản phẩm có giá trị kinh tế cao Sản xuất cà chua là ngành hàng rất được quan tâm phát triển ở Việt Nam, mang lại hiệu quả cao cho nông dân Nhu cầu tiêu dùng cà chua ngày càng tăng Cà chua là cây có tiềm năng năng suất hơn hẳn các cây trồng khác Năng suất cà chua liên tục tăng trong vòng 3- 4 thập kỷ lại đây do tỷ lệ sử dụng giống lai cao, đạt tới 81% diện tích trồng cà chua toàn thế giới vào năm 2008 (Hanson, 2009) [70] Ngoài ra, nhiều kỹ thuật canh tác tiên tiến và công nghệ cao cũng đã được áp dụng trên cây cà chua tại nhiều nước phát triển Phối hợp

cả 2 yếu tố này đã đưa năng suất cà chua trồng trong nhà kính tại Israel đạt mức kỷ lục: 600 tấn/ha (Trần Khắc Thi, 2011), [18] Ở nước ta, các mô hình nông nghiệp công nghệ cao được triển khai tại Hà Nội và Hải Phòng khoảng 10 năm trở lại đây luôn sử dụng cà chua như là một đối tượng quan trọng Năng suất cà chua trồng trong nhà phủ plastic bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt xấp xỉ 120 tấn/ha/vụ (Phạm Kim Thu, 2007), [20]

Khác với các giống cà chua lai F1 trồng ngoài đồng ruộng, các giống F1 chuyên dụng trồng trong nhà có mái che đòi hỏi một số tiêu chuẩn riêng: sinh trưởng vô hạn (chiều dài thân chính đạt tới 15-20 mét); ít phân nhánh, có khả năng tự thụ phấn, thụ tinh cao, đậu quả được cả trong điều kiện nhiệt độ cao (30-350C) và cường độ ánh sáng thấp (dưới 3000 lux), có tiềm năng năng suất cao (≥ 5kg/cây), thời gian sinh trưởng 180 - 300 ngày Việc lai tạo và sản xuất hạt giống nhóm cà chua này rất công phu nên giá thành hạt giống rất cao (trung bình 3000 - 5000 đồng/hạt nhập từ Hà Lan hoặc Israel) Giá thành

hạt giống cao là một trong những hạn chế khả năng mở rộng các mô hình sản xuất cà chua công nghệ cao tại các vùng ven đô, khu công nghiệp hiện nay (Trần Khắc Thi, 2011), [18]

Đã có nhiều công trình nhân giống vô tính cây cà chua bằng phương pháp giâm chồi và điển hình là công trình của Stoner (1989), [132] Tác giả đã chứng minh khả năng nhân giống cà chua bằng giâm chồi trên hệ thống khí canh Tuy nhiên chưa có những công bố ứng dụng kết quả nghiên cứu này ở quy mô sản xuất Gần đây ở Việt Nam, đề tài cấp nhà nước: “ Nghiên cứu làm chủ công nghệ và xây dựng mô hình công nghiệp sinh học sản xuất giống khoai tây, rau và hoa sạch bệnh.”, thuộc chương trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KC.04 đã nghiên cứu khả năng nhân giống cây khoai tây cấy mô, cây dâu tây, một số cây hoa bằng kỹ thuật giâm chồi trên hệ thống khí canh đạt hệ số nhân rất cao (Nguyễn Quang Thạch & cs, 2010), [12]

Việc phát triển trồng trọt cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao là một xu hướng tất yếu đã và đang được triển khai mạnh mẽ ở nhiều vùng trồng rau, hoa của Việt Nam Các công nghệ trồng cà chua thủy canh tĩnh, thủy canh tuần hoàn đã được nghiên cứu và triển khai rất mạnh trên thế giới cũng như ở Việt Nam (Hồ Hữu An, 2005) [1], (Trần Khắc Thi, 2011), [18], (Phạm Kim Thu, 2007), [20] (Cook and Calvin, 2007), [48] Tuy nhiên các nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật trồng cây cà chua bằng công nghệ khí canh hầu như chưa được nghiên cứu Việc nghiên cứu xác định kỹ thuật trồng cây cà chua bằng công nghệ khí canh sẽ là những đóng góp mới mẻ cả về mặt khoa học và thực tiễn

Đáp ứng yêu cầu bức xúc của thực tiễn sản xuất về nguồn cây giống cũng như sự phát triển kỹ thuật trồng cà chua bằng công nghệ mới rất triển

vọng - công nghệ khí canh, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh”

3

2 Mục tiêu của đề tài

Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kỹ thuật cơ bản (dung dịch dinh dưỡng, độ pH, độ EC dung dịch, nhiệt độ dung dịch, thời gian phun, thời gian nghỉ ban ngày, thời gian nghỉ ban đêm …) đến khả năng nhân giống bằng giâm chồi và trồng cà chua thương phẩm trên hệ thống khí canh để đề xuất hướng ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất cà chua lai F1- giống Estyva tại Việt Nam Đưa công nghệ khí canh áp dụng hiệu quả trong sản xuất cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học mới

có giá trị về ảnh hưởng của một số yếu tố kỹ thuật đến khả năng nhân giống bằng chồi và sinh trưởng, phát triển, năng suất của cà chua thương phẩm giống Estyva trồng trên hệ thống khí canh

Kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu và giảng dạy về công nghệ khí canh cho các cây trồng khác ở Việt Nam

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất kỹ thuật nhân giống cà chua bằng giâm chồi trên hệ thống khí canh phục vụ nhu cầu cây giống cà chua chuyên dụng trồng trong nhà có mái che với giá thành giảm chỉ bằng 1/4 - 1/5 so với hạt giống nhập nội

- Xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết để xây dựng quy trình trồng cà chua lai F1 bằng kỹ thuật khí canh trong nhà có mái che cho hiệu quả kinh tế cao

4 Những đóng góp mới của luận án

- Là công trình đầu tiên và có hệ thống ở nước ta về cơ sở khoa học và các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc nhân giống vô tính bằng giâm chồi và trồng cà chua bằng công nghệ khí canh