Nghiên cứu xác định giống và giá thể thích hợp nhằm tăng năng suất và chất lượng xà lách, cải xanh, cần tây trồng bằng cÔNG NGHỆ THUỶ CANH TUẦN HOÀN (NFT) TRONG NHÀ LƯỚI

Nghiên cứu xác định giống và giá thể thích hợp nhằm tăng năng suất và chất lượng xà lách, cải xanh, cần tây trồng bằng cÔNG NGHỆ THUỶ CANH TUẦN HOÀN (NFT) TRONG NHÀ LƯỚI

Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp i

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

-

Hoàng minh châu

NGHIấN CỨU XÁC ðỊNH GIỐNG VÀ GIÁ THỂ THÍCH HỢP NHẰM TĂNG NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG XÀ LÁCH, CẢI XANH, CẦN TÂY TRỒNG BẰNG CễNG NGHỆ THUỶ CANH

TUẦN HOÀN (NFT) TRONG NHÀ LƯỚI

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i

Lời cam ñoan

- Tôi xin cam ñoan rằng những số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc Tác giả Luận văn

Hoàng Minh Châu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii

LỜI CÁM ƠN

ðể hoàn thành bản luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi ñã nhận ñược

sự giúp ñỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè ñồng nghiệp và gia ñình Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Thị Minh Hằng người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và ñóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn Rau hoa quả - Khoa Nông học và Viện ñào tạo sau ðại học - Trường ñại học nông nghiệp Hà Nội ñã

có sự giúp ñỡ quý báu trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Tôi xin cảm ơn Lãnh ñạo Viện nghiên cứu rau quả, Bộ môn Rau và cây gia

vị - Viện Nghiên cứu Rau quả ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi ñược học tập

và thực hiện ñề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả ñồng nghiệp, bạn bè và người thân ñã luôn ñộng viên và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này Tác giả Luận văn

Hoàng Minh Châu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii

MUC LỤC Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn Error! Bookmark not defined MUC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x

PHẦN I MỞ ðẦU………1

1.1ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục tiêu của ñề tài: 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.4 Những ñóng góp mới 3

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1.Tình hình sản xuất rau trên thế giới và Việt Nam 4

2.1.1.Tình hình sản xuất rau trên thế giới 4

2.1.2.Tình hình sản xuất rau ở Việt nam 4

2.2 Nguồn gốc và yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh của cây cải xanh, xà lách và cần tây: 6 2.2.1 Cây cải xanh: 6

2.2.2 Cây xà lách: 7

2.2.3 Cây cần tây: 9

2.4 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh: 10

2.4.1 Khái niệm về kỹ thuật thuỷ canh 10

2.4.2.Công nghệ thuỷ canh ( hydroponics technology) 10

2.4.3 Ứng dụng của công nghệ thuỷ canh trong sản xuất nông nghiệp 11

2.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật trồng rau không dùng ñất trên thế giới 12

2.5.1 Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng 12

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv

2.5.2 Các hệ thống trồng cây không dùng ñất trên thế giới 14

So sánh giữa trồng rau trên ñất và trồng cây không dùng ñất 14

2.5.2 Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng 23

3.Tình hình nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh ở Việt nam 25

PHẦN III VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1.VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 27

3.1.1 Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn: 28

3.2 ðỊA ðIỂM NGHIỆN CỨU 29

3.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 29

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm: 31

3.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 31

3.4.3 Phương pháp xử lí số liệu 32

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

4.1 Xác ñịnh loại giá thể giữ cây trồng thuỷ canh thích hợp ñối với 3 loại rau ăn lá: Xà lách, cải xanh, cần tây 33

4.1.1: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của rau cải xanh Trang Nông trồng trên hệ thống NFT 33

4.1.2 Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng , phát triển, năng suất và chất lượng của rau xà lách xoăn Thái Lan trồng trên hệ thống NFT 37

4.1.3: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của rau cần tây Hai mũi tên ñỏ trồng trên hệ thống NFT 42

4.2 Xác ñịnh giống rau xà lách, cải xanh, cần tây thích hợp trồng bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn NFT 48

4.2.1 So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của các giống xà lách trồng bằng công nghệ NFT 48

4.2.2 So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất chất lượng của các giống cải xanh trồng bằng công nghệ NFT 56

4.2.3 So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất chất lượng của các giống cần tây trồng bằng công nghệ NFT 62

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v

4.3 Xây dựng mô hình kiểm chứng sản xuất cải xanh Trang Nông xà lách xoăn Thái lan, cần tây Hai mũi tên ñỏ bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn (NFT) 70

PHẦN V KẾT LUẬN 74

5.1 Kết luận: 74

5.2 ðề nghị: 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Tình hình sản xuất rau ở Việt Nam phân theo ñịa phương 5

Bảng 2.2: Sự thuận lợi của trồng rau không cần ñất và trồng rau trên ñất 15

Bảng 4.1 : Ảnh hưởng của giá thể ñến thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 33

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất của cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 34

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến chất lượng cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 35

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất của rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 39

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến chất lượng rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 40

Bảng 4.7 : Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến thời gian và một số chỉ tiêu sinh trưởng chủ yếu của rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 43

Bảng 4.8: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất của rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 45

Bảng 4.9: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây trồng ñến chất lượng rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 47

Bảng 4.10: Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng, màu sắc và hình thái chủ yếu của các giống xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 48

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi

Bảng 4.11: ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống xà lách trồng trên

hệ thống thuỷ canh NFT 49 Bảng 4.12: ðộng thái ra lá của các giống rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 50 Bảng 4.13: ðộng thái tăng trưởng ñường kính tán của các giống rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 51 Bảng 4.14: Năng suất của các giống rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT.53 Bảng 4.15: Chất lượng của các giống xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 55 Bảng: 4.16 : Thời gian sinh trưởng và phát triển rau cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 56 Bảng 4.17: ðộng thái tăng trưởng chiều cao của các giống cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 57 Bảng 4.18: ðộng thái ra lá của các giống rau cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 58 Bảng 4.19: ðộng thái tăng trưởng ñường kính tán của các giống rau ăn lá cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 59 Bảng 4.20: Năng suất của các giống rau ăn lá cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 60 Bảng 4.22 : Tình hình sinh trưởng và phát triển rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 62 Bảng 4.23: ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển chiều cao cao cây rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 63 Bảng : 4.24: ðộng thái ra lá các giống rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 65 Bảng: 4.25: ðộng thái tăng trưởng kính tán của rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 66 Bảng 4.26: Năng suất của các giống rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 67 Bảng : 4.28: Khả năng sinh trưởng và năng suất của các giống rau ăn lá trồng trên hệ thống thuỷ canh tuần hoàn NFT 70

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii

Bảng 4.29: Hiệu quả kinh tế của các giống ăn lá cải xanh, xà lách và cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT ( tính cho 100m 2) 71

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 35 Hình : 4.2.: Ảnh hưởng của giá thể ñến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 38 Hình :4.3: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất của rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 39 Hình 4.4: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 44 Hình 4.5 Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến năng suất của rau cần tây trồng trên

hệ thống thuỷ canh NFT 46 Hình 4.6: ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây các giống xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 50 Hình 4.7: ðộng thái ra lá của các giống rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 51 Hình 4.8: ðộng thái tăng trưởng ñường kính tán của các giống xà lách trồng trên

hệ thống thuỷ canh NFT 53 Hình 4 9 Năng suất thực thu của các giống rau xà lách trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 54 Hình 4.10 ðộng thái tăng trưởng chiều cao của các giống rau cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 57 Hình 4.11 ðộng thái ra lá của các giống rau cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 58 Hình 4.12 ðộng thái tăng trưởng ñường kính tán của các giống cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 59 Hình 4.13 Năng suất thực thu của các giống cải xanh trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 60

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ix

Hình 4.14 ðộng thái tăng trưởng chiều cao của các giống rau cần tây trồng trên

hệ thống thuỷ canh NFT 64 Hình 4.14 ðộng thái ra lá của các giống cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 66 Hình 4.16 Năng suất thực thu của các giống cần tây trồng trên hệ thống thuỷ canh NFT 68

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp x

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

NFT: Kỹ thuật thuỷ canh tuần hoàn

DFT: Kỹ thuật trồng thuỷ canh trong hệ thống nền nước sâu

GFR: Gravel flow technique

IPM: Quản lý dịch hại tổng hợp

EC: Tính dẫn diện

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 1

PHẦN I

MỞ ðẦU 1.1ðặt vấn ñề

Rau xanh là nhu cầu không thể thiếu trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của con người trên khắp hành tinh ðặc biệt khi lương thực và các thức ăn nhiều ñạm ñã ñược ñảm bảo thì yêu cầu về chất lượng, số lượng rau lại càng gia tăng như một nhân tố tích cực trong cân bằng dinh dưỡng và tăng sức ñề kháng cho

cơ thể kéo dài tuổi thọ Chính vì thế, rau xanh trở thành sản phẩm nông nghiệp

có giá trị kinh tế cao và có thị trường tiêu thụ rộng lớn ở cả trong và ngoài nước Sản xuất rau thường mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều so với những loại cây trồng khác (gấp 2 – 3 lần so với lúa)

Ở nước ta rau xanh ñược trồng trên ñất nông nghiệp tại 2 vùng chính: vùng rau tập trung chuyên canh ven thành phố, khu công nghiệp, và vùng rau vụ ñông luân canh với cây lương thực Tuy nhiên, sản xuất rau ở nước ta hiện nay ñang phải ñối mặt với nhiều nguy cơ như giảm dần diện tích ñất canh tác do quá trình

ñô thị hóa và công nghiệp hóa ñi kèm với sự gia tăng dân số dẫn ñến nguy cơ gây mất an toàn vệ sinh thực phẩm do ô nhiễm môi trường ngày càng tăng, quá lạm dụng phân hóa học, thuốc hóa học bảo vệ thực vật ðể giải quyết những hạn chế và ñáp ứng nhu cầu của người dân, trong những năm qua, ngành rau quả Việt Nam ñã và ñang nỗ lực cải tiến công nghệ nhằm mở rộng thời vụ, không ngừng nâng cao năng suất và chất lượng

ðể ñảm bảo ñủ lượng rau cho cư dân thành phố, nhiều nước ñã chọn giải pháp ứng dụng công nghệ cao ñể trồng rau quanh năm, kiểm soát an toàn thực phẩm Một trong những công nghệ có ưu thế hơn cả là thuỷ canh tuần hoàn NFT ( Nutrient Film Technique) Bằng công nghệ này có thể tăng sản lượng rau trên ñơn vị diện tích từ 7 – 10 lần, sản phẩm an toàn [6], tuy nhiên, mức ñầy tư ban

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 2

ñầu khá cao Ở Việt Nam công nghệ trồng rau tiên tiến (thuỷ canh, khí canh) ñã ñược áp dụng xong còn rất hạn chế, mới dừng lại ở mức ñộ thử nghiệm tại các

cơ sở nghiên cứu Phương pháp sản xuất thuỷ canh ñã áp dụng chủ yếu là thuỷ canh tĩnh Việc nghiên cứu ứng dụng thuỷ canh tuần hoàn cho sản xuất rau an toàn ở nước ta còn khá mới mẻ So với phương pháp thuỷ canh tĩnh thì phương pháp thuỷ canh tuần hoàn có nhiều ưu ñiểm hơn: bộ rễ của cây luôn ñược trao ñổi và cải thiện ôxi, do vậy rễ phát triển khoẻ hơn, cây rau sinh trưởng tốt, ít sâu bệnh hại, ñặc biệt là những bệnh về rễ Tuy nhiên những nghiên cứu về giá thể ở nước ta còn ít, ña số phải mua giá thể của nước ngoài với giá rất cao và không chủ ñộng, dẫn ñến hiệu quả kinh tế thấp

ðể góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng rau thuỷ canh tuầnn hoàn NFT và chuyển giao công nghệ cho sản xuất rau an toàn ở nước ta, chúng tôi

tiến hành ñề tài “Nghiên cứu xác ñịnh giống và giá thể thích hợp nhằm tăng năng suất và chất lượng xà lách, cải xanh, cần tây trồng bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn (NFT) trong nhà lưới.”

1.2 Mục tiêu của ñề tài:

Xác ñịnh một số thông số kỹ thuật chủ yếu (giá thể và giống thích ứng) nhằm góp phần xây dựng quy trình công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá (Xà lách, cải xanh, cần tây), bằng phương pháp thuỷ canh tuần hoàn NFT trong nhà lưới

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

ðề tài ñưa ra các thông số kỹ thuật làm cơ sở ñể xây dựng và hoàn thiện các quy trình sản xuất rau ăn lá bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn (NFT) trong ñiều kiện khí hậu miền bắc Việt Nam, ñồng thời thúc ñẩy các nghiên cứu ứng dụng công nghệ NFT vào sản xuất rau xanh ở nước ta

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

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Giúp các nhà sản xuất, các doanh nghiệp chủ ñộng sản xuất rau trong nhà lưới bằng công nghệ thuỷ canh tuần hoàn NFT nhằm nâng cao năng suất, chất lượng rau xanh, ñáp ứng nhu cầu rau an toàn quanh năm cho thị trường nội ñịa

và tiến tới xuất khẩu

1.4 Những ñóng góp mới

ðề tài ñã xác ñịnh ñược giá thể trồng rau và giống rau ăn lá thích hợp cho sản xuất trên hệ thống NFT trong ñiều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam, góp phần giới thiệu công nghệ mới này vào sản xuất rau ở nước ta

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 4

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1.Tình hình sản xuất rau trên thế giới và Việt Nam

2.1.1.Tình hình sản xuất rau trên thế giới

Theo thống kê của FAO ( 2008) cho biết: Năm 1980 toàn thế giới sản xuất ựược 375 triệu tấn rau, năm 1990 là 441 triệu tấn năm 1997 là 596,6 triêu tấn và năm

2001 ựã lên tới 678 triệu tấn Chỉ riêng cải cải bắp và cà chua sản lượng tương ứng là 50,7 triệu tấn và 88,2 triệu tấn với năng suất tương ứng 24,4 tấn/ha lượng tiêu thụ rau bình quân theo ựầu người là 110kg/người/năm Tuy nhiên trình ựộ phát triển nghề trồng rau của các nước không giống nhau, ở các nước phát triển Theo K.U Ah med và M.shajahan (1991) cho biết nếu tắnh sản lượng theo ựầu người ở các nước phát triển sản lượng cao hơn hẳn các nước ựang phát triển, các nước phát triển tỷ lệ cây rau so với cây lương thực là 2/1 trong khi ở các nước ựang phát triển là 1/2 Châu

Á có sản lượng hàng năm ựạt khoảng 400triệu tấn vói mức tăng trưởng 3% (khoảng

5 triệu tấn/ năm), mức tiêu dung rau của cauc nước Châu Á là 84kg/người /năm Trong số các nước ựang phát triển thì Trung Quốc có sản lượng cao nhất ựạt 70 triệu tấn/năm, Ấn độ ựứng thứ 2 với sản lượng rau hàng năm là 65 triệu tấn

Ngoài mức tăng về sản lượng hàng năm thắ chất lượng ngày càng ựược quan tâm Nhiều tiến bộ kỹ thuật ựược áp dụng ựể hạn chế các tồn dư trong sản phẩm rau ( hàm lượng NO3, dư lượng thuốc BVTV, hàm lượng kim loại nặngẦ

có hại cho sức khoẻ con người) Kỹ thuật trồng rau không dùng ựất, trồng trong dung dịch ( thuỷ canh , khắ canh, màng mỏng dinh dưỡng NFT), trồng cây trong ựiều kiện có che chắn ( nhà lưới nhà kắnhẦ) Sử dụng các loại thuốc BVTV an toàn cho ựất, bảo vệ môi trường

2.1.2.Tình hình sản xuất rau ở Việt nam

Việt Nam có vị trắ ựịa lý trải dài qua nhiều vĩ ựộ, khắ hậu nhiệt ựới gió mùa

và có một số vùng tiểu khắ hậu như SaPa, Tam đảo, đà LạtẦ, có ựiều kiện tự nhiên khá thuận lợi cho sản xuất rau quanh năm Việt Nam có thể trồng ựược trên 120 loại rau có nguồn gốc nhiệt ựới, á nhiệt ựới, ôn ựới và cùng với các tiến

bộ kỹ thuật mới về giống chống chịu có thể trồng các loại rau quanh năm ựáp ứng nhu cầu tiêu dùng và phục vụ chế biến xuất khẩu Sản xuất rau có xu hướng ngày càng mở rộng diện tắch và sản lượng tăng ựồng thuận

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 6

Trong ba năm trở lại ựây diện tắch, năng suất và sản lượng rau của cả nước ựã tăng dần Riêng miền Bắc diện tắch rau có xu hướng giảm đặc biệt vùng đồng bằng Sông Hồng diện tắch giảm do tốc ựộ ựô thị hoá tăng mạnh, nhưng về năng suất và sản lượng ựã tăng hàng năm do trình ựộ và kỹ thuật canh tác phát triển

2.2 Nguồn gốc và yêu cầu ựiều kiện ngoại cảnh của cây cải xanh, xà lách và cần tây:

2.2.1 Cây cải xanh:

Nguồn gốc:

Cải xanh có nguồn gốc từ Trung Quốc và ựã ựược trồng ở nước này từ thế kỷ thứ 5 sau công nguyên Nó ựược trồng rộng rãi ở miền Nam, miền Trung Trung Quốc và tại đài Loan Cải xanh ựược trồng khắp thế giới, từ Ấn độ miền Bắc Châu Phi trung tâm Châu Á, Châu Mỹ và Bắc Mỹ Nguồn gốc chắnh xác thì chưa ựược xác ựịnh rõ ràng

Cây cải xanh ( Brassica juncea L) thuộc họ thập tự Cruciferae theo tác giả

Trần Khắc Thi và c.s (2005) [23], cây cải xanh ựuợc gieo trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trồng phổ biến và tập trung ở các nước Châu Á, ựặc biệt là Trung Quốc

Yêu cầu ựiều kiện ngoại cảnh:

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 7

là 70 Ờ 80% kết hợp với ựộ ẩm không khắ cao sẽ giúp cho cây sinh trưởng và phát triển tốt

Là cây không ưa nhiều nước, nếu ựất quá ẩm kéo dài 3 Ờ 5 ngày sẽ làm cho

rễ cây bị nhiễm ựộc và phải sống trong ựiều kiện yếm khắ, không tốt cho quá trình phát triển của rễ

đất ựai:

Cây cải xanh sinh trưởng ựược trên nhiều loại ựất nhưng sinh trưởng tốt nhất trên nền ựất tơi xốp, thoát nước tốt, có ựộ mùn cao, pH 5,5 Ờ 7,0

2.2.2 Cây xà lách:

Cây xà lách (Lactuca sativa L) là lọai rau ăn sống quan trọng và phổ biến ở

nhiều nước, ựặc biệt ở vùng ôn ựới, có số lượng NST 2n = 18, ựược trồng với diện tắch lớn nhất trong các lọai rau ăn sống

Nguồn gốc:

Theo Ryder và Whitaker, xà lách có nguồn gốc từ địa Trung Hải ựược các nhà truyền ựạo, các thương nhân du nhập ra khắp thế giới Người ta ựã tìm thấy dấu hiệu tồn tại của xà lách vào khoảng 4.500 trước công nguyên qua các hình khắc trên mộ cổ ở Ai Cập, ựược gọi là xà lách Măng, giống như một loại xà lách mới ựược tìm thấy mới ựây Xà lách ựã dần phát triển sang các nước láng riềng và lan rộng ra tất cả các châu lục khác Theo một số tác giả ở Prosea, xà lách có nguồn gốc ở vùng Tiểu Á và Trung đông Loại rau này ựược biết ựến như là một loại thuốc, rất phổ biến ở Hy Lạp và La Mã Ở Tây Âu xà lách cuộn ựược biết từ thế kỷ 14, loại xà lách ăn lá còn ựược biết sớm hơn

Xà lách thuộc họ cúc và chi Luctuca, họ cúc: Compositae, dưới họ hoa thìa lìa Liguliforae Có rất nhiều loại xà lách hoang dại ựược sử dụng như nguồn

chống chịu sâu bệnh Xà lách có ựơn vị phân loại như sau:

Các loài xà lách: Hiện nay ựược phân ra làm 4 loài

- Luctuca sativa: loài thông dụng nhất, có nhiều dạng khác nhau, năng suất

cao, phẩm chất ngon ựược người dân ưa chuộng và ựược trồng rộng rãi ở nhiều nơi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 8

- Lactuca serroila: Loài này có hạt rất nhỏ, mầm hình thành ngay ở thân, lá

rộng tương ñối, nằm ngang, có thể có răng cưa ở mép lá hoặc bản lá có hình cánh hoa hồng

- Latuca saligna: gần giống với lọai hình trên về hình thái nhưng bản lá trải

ngang và có răng cưa

- Lactuca virosa: Có hạt to và phẳng, lá có màu xanh lục nhạt có cả dạng

hạt hai năm và hàng năm

Yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh:

ðối với xà lách lá là bộ phận sử dụng, lá có thể khác nhau, cuốn hay không cuốn, mép lá có răng hay không có răng cưa tuỳ giống nhưng cũng là cơ quan quang hợp và tích luỹ chất dinh dưỡng, nếu gặp ñiều kiện thuận lợi sẽ cho năng suất cao, chất lượng tốt

Nhiệt ñộ: Xà lách có nguồn gốc vùng ôn ñới ưa nhiệt ñộ thấp, tuy nhiên

trong quá trình trồng trọt, chọn lọc và thuần hoá, ngày nay cây xà lách có thể trồng ñược trên nhiều vùng khí hậu khác nhau như nhiệt ñới, cận nhiệt ñới Cây sinh trưởng phát triển tốt ở 8 – 250C, nhưng nhiệt ñộ thích hợp là 13 -160C Nhiệt ñộ ngày và ñêm rất quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của xà lách Nhiệt ñộ ngày/ñêm thích hợp là 20/180C Xà lách cuốn phát triển tốt ở nhiệt ñộ

15 – 200C, chịu ñược nhiệt ñộ 80C còn rau diếp phát triển ñược trong khoảng

10 – 270C

Ánh sáng: ðối với xà lách ánh sáng thích hợp là ánh sáng vùng cận nhiệt

ñới với cường ñộ khoảng 17.000 lux và thời gian chiếu sáng 16h/ngày sẽ cuốn bắp chặt hơn (ñối với xà lách cuốn) ðể xà lách ăn lá, sinh trưởng bình thường

và cho năng suất cao yêu cầu thời gian chiếu sáng 10 – 12 giờ/ ngày Cường ñộ ánh sáng thích hợp 17.000 lux sẽ ảnh hưởng tốt ñến quá trính tổng hợp chất hữu cơ, giúp cây tăng nhanh về sinh khối mà còn ảnh hưởng ñến sự hình thành

nụ hoa

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 9

Ẩm ñộ: Cũng như các loại rau nói chung, xà lách yêu cầu ẩm ñộ ñất cao

trong suốt thời kỳ sinh trưởng, do cây có bộ lá lớn, tốc ñộ thoát hơi nước từ bề mặt lá cao Ẩm ñộ ñất thích hợp trong khoảng 70 – 80% Tuy nhiên nếu mưa kéo dài hay ñất úng nước sẽ ảnh hưởng xấu ñến sinh trưởng và phát triển của xà lách

ðất và chất dinh dưỡng: Xà lách có bộ rễ chùm, ăn nông, không kén ñất, nhưng yêu cầu ñất tơi xốp, thoát nuớc tốt, pH 5,8 – 6,6; yêu cầu lượng dinh duỡng cao Sau trồng từ 30 – 40 ngày có thể thu hoạch ñược nên ñòi hỏi phân dễ tiêu

2.2.3 Cây cần tây:

Cây c ần tây: (Apium graveolens L), là một loài cây thuộc họ Hoa tán

Apiaceae ( Umbelliferae)

Nguồn gốc: Cần tây ñược cho là có nguồn gốc từ ðịa Trung Hải và ñã

ñược trồng cho mục ñích y tế 850 năm trước công nguyên Trong Hy Lạp cổ ñiển, nó ñược xem là một cây thánh thiện.Người ta cũng tìm thấy ở Miền Nam Thuỵ ðiển, các phân ñảo của Anh, Ai Cập, Algeria, Ấn ðộ, Trung Quốc, Newzealand, California và cực Nam của nam Mỹ Tuy nhiên người ta nghi ngờ

nó có nguồn gốc ở một trung tâm khác

Cần tây thuộc họ hoa tán Apiaceae, Chi: Apium, Loài: A graveolens

Cần tây ñã trồng nhiều ở Việt Nam ñể làm rau ăn, rất ngon khi rau cần tây xào với thịt bò và thường dùng kèm với món hủ tiếu Nam Vang ở miền Nam

VN Cần có 2 loại: có loại cần cao, lớn, mọc hoang ở ruộng lầy, các thung lũng, bìa rừng núi; mọc nhiều nhất ở các ruộng bậc thang, sình lầy ở Quảng Ngãi, Bình ðịnh v.v

Cây cần tây thích hợp trong khoảng nhiệt ñộ từ 15 – 200C vào ban ngày và ñêm lạnh, lá mỏng do ñó ưa trồng trên ñất giàu dinh dưỡng, tơi xốp, khả năng giữ nước tốt Cần tây không chịu ñược hạn và ñất chua, yêu cầu pH từ 5,8 – 6,5 [23] Về nhu cầu dinh dưỡng khoáng cần tây thuộc loại rau hút ít chất dinh

dưỡng [1]

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 10

2.4 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh:

2.4.1 Khái niệm về kỹ thuật thuỷ canh

Thuỷ canh (hydroponics) là hình thức canh tác không sử dụng ñất.Cây

trồng ñược trồng trên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hoà tan trong nước dưới dạng dung dịch và tuỳ theo từng kỹ thuật mà bộ rễ có thể ngâm trong nước hoặc treo lơ lửng trong môi trường không khí bão hoà dinh dưỡng trồng cây không sử dụng ñất ñã ñược ñề xuất từ lâu bởi các nhà khoa học như Knop, Kimusa… (trồng cây trong dung dịch) ( Hoàng Minh Tấn và Nguyễn Quang Thạch, 1994) [17 ],[18 ] Những năm gần ñây phương pháp này tiếp tục ñược nghiên cứu hoàn thiện và sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới

2.4.2.Công nghệ thuỷ canh ( hydroponics technology)

Công nghệ thuỷ canh ñã ñược phát triển hơn ba thế kỷ Các công bố ñầu tiên về công nghệ này xuất hiện từ những năm 1600 (Weir, 1991) Trong những năm 50,60 thế kỷ 20, hydroponics trở lên ñược quan tâm bởi sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất nhựa và nhà kính Các mô hình thuỷ canh dựa trên các loại giá thể như Sawdust, peat, straw, cát lần lượt ñược giới thiệu Quan trọng hơn cả là sự ra ñời của kỹ thuật phim dinh dưỡng (Nutrient Film Technique – NFT) và Rockool - một loại tấm kính sợi cách nhiệt (firberglass) (Caruthers, 1999) Các phát triển công nghệ khác trong những năm 1970 bao gồm cả hệ thống phun sương (Ein Gedi system) và một loạt các hệ thống tuần hoàn dung dịch dinh dưỡng ñược nghiên cứu bởi người Nhật ( Hanger, 1993) ðến những năm 80, 90 một loạt các cải tiến ñã ñược nghiên cứu ví dụ hệ thống

sử dụng perlite của Scotland áp dụng cho việc sản xuất dâu tây ba chiều nhằm tiết kiệm không gian nhà kính, có sự kết hợp giữa các hệ thống rockwool và NFT cùng các nghiên cứu nhằm tối thiểu hoá hoạt ñộng của môi trường bằng việc sử dụng tối thiểu lượng chất hoá học và sử dụng quản lý dịch hại tổng hợp IPM Các hệ thống thuỷ canh hiện ñại nhất ñã ñược phát triển trong ñó các khâu sản xuất từ trồng , thu hoạch ñến ñóng gói ñều ñược tự ñộng hoá, môi trường ñược hoàn toàn kiểm soát

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 11

Công nghệ thuỷ canh có thể ựược phát triển ngoài môi trường tự nhiên hoặc trong nhà kắnh Có hai hệ thống chắnh là hệ thống kắn và hệ thống mở (dinh dưỡng ựược tuần hoàn) (Seymour, 1993) Ngoài ra còn có thể phân lọai theo hai nhóm chắnh là hệ thống không dùng giá thể - Water based system gồm có hệ thống NFT, hệ thống nước hay Gericke System, sỏi hay GFR ( gravel flow Technique), khắ canh, và hệ thống sử dụng giá thể - media based system ( bao gồm hệ thống sử dụng giá thể vô cơ: Rockwool, cát, sỏi, perlite, pumice, clay

và vermiculite, giá thể hữu cơ: Sawdust, peat, xơ dừa, bark, foam, gỗ

2.4.3 Ứng dụng của công nghệ thuỷ canh trong sản xuất nông nghiệp

Ngành công nghiệp thuỷ canh thương mại của thế giới ựã tăng từ 4-5 lần trong 10 năm qua Diện tắch canh tác bằng hệ thống thuỷ canh trên thế giới tăng mạnh mẽ; trong những năm 1940 chỉ là 10 ha thì ựến những năm 1970 ựã mở rộng khoảng 300ha và những năm 80 ựã lên ựến 6,000ha (Donnan, 1989) Tắnh ựến năm 2001, diện tắch này ước khoảng 20,000 ựến 25,000 ha ựạt giá trị sản xuất khoảng 6-8 tỷ USD

Các nước sản xuất thương mại các sản phẩm từ công nghệ thuỷ canh lớn nhất là Hà Lan (10,000ha), Tây Ban Nha (4,000ha), Canada (2000ha), Nhật bản (1,000ha), New Zealand (550ha), Úc (500ha), Anh (460ha), Mỹ (400ha), và Ý (400ha) Những nước phát triển nhất về thuỷ canh ở Châu Á bao gồm Singapore, đài Loan, Nhật Bản, Trung Quốc, Hồng Kông, Hàn Quốc, Malaysia

Các cây trồng chủ yếu bằng hệ thống hydroponics là cây rau (cà chua, dưa chuột, ớt, cà, ựậu, xà lách, củ cải, hành lá); các lọai hoa cắt ( cúc, hồng, cẩm chướng, ựồng tiền); Cây ăn quả ( dâu tây, các lọai dưaẦ)

Ở Hà Lan, sản xuất bằng hydroponics chiếm khoảng 50% tổng giá trị sản lượng quả và rau sản xuất trong nước

Ở Canada hydroponic là phương pháp sản xuất rau phổ biến nhất trong nhà kắnh và chiếm khoảng 25% tổng sản lượng rau của cả nước

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 12

Ở Nhật bản các sản phẩm từ hydroponics ñược trả tăng từ 20 – 30% so với các sản phẩm truyền thống do tính an toàn và không sử dụng thuốc hoá học

Ở Singapore, người ta ứng dụng công nghệ khí canh ñể trồng rau diếp; bắp cải; cà chua; xu hào và một số loại rau ôn ñới cung cấp cho nhu cầu rau tươi trong nước Dự tính trong vài năm tới lượng rau trồng bằng khí canh ở nước này

sẽ cung cấp thêm 20% nhu cầu tiêu dùng (Lê Tuấn Phước, 1996)

2.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật trồng rau không dùng ñất trên thế giới

2.5.1 Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

Sự quan trọng của dung dịch dinh dưỡng ñối với cây trồng ñã ñược Liebig

và Karl Sprengel, Wiegman và Polsof chỉ ra vào năm 1942 au ñó ñược Sarchs khẳng ñịnh lại trong khi nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh Ông cũng cho biết lông hút

có vai trò quan trọng ñối với việc hấp thụ chất dinh dưỡng [48] Theo Midmore [54] việc nghiên cứu dể hoàn thiện dung dịch dinh dưỡng cho một loại theo từng mùa vụ là tối cần thiết Theo tác giả các loại rau khác nhau có yêu cầu chế ñộ nước

và dinh dưỡng khác nhau Một nghiên cứu khác của Midmore ñề cập ñến vấn ñề nhiệt ñộ,ông cho rằng nhiệt ñộ thích hợp sẽ giúp các enzim hoạt ñộng tốt, nếu nhiệt

ñộ cao > 400C sẽ làm biến tính phần lớn enzym Dung dịch dinh dưỡng ñầu tiên ñể trồng cây do Knop sản xuất vào giữa thế kỷ 19 nó có thành phần ñơn giản chỉ gồm

6 loại muối vô cơ trong ñó chứa các nguyên tố ña lượng và trung lượng, không có các nguyên tố vi lượng Sau ñó có hàng loạt các dung dịch dinh dưỡng ñược ñề xuất từ những dung dịch ñơn giản nhất như dung dịch Hoaland – Amon chỉ gồm 4 hợp chất muối vô cơ cho ñến những dung dịch phức tạp gồm hàng chục loại muối

vô cơ khác nhau dung dịch của Amon, Olsen, Sínadze [6]

Các loại cây trồng khác nhau có yêu cầu về dinh dưỡng khác nhau, ñặc biệt

là Nitơ (N), phốt pho (P) và Kali (K) Wlises Ourny (1982) công bố rằng : Lượng nitơ còn lại trong các loại rau ăn quả thấp hơn so với các loại rau ăn lá (N= 140ppm), cây ăn quả (N = 80 - 90ppm)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 13

Theo Wood ward [58] cây trồng trong dung dịch thiếu sắt sau khi ra ñược 3-4 lá, lá cây có màu trắng Khi quan sát bằng kính hiển vi, các hạt diệp lục nằm ngoài nguyên sinh chất và sau khi thêm muối sắt hoà tan vào dung dịch thì lá xanh trở lại Theo Yu (1983) [64], Asao (1998) [32] thêm than hoạt tính vào dung dịch dinh dưỡng ñã làm tăng ñáng kể hàm lượng chất khô và năng suất quả

cà chua, dưa chuột Tác giả Ho và Adam [45] cho thấy năng suất cà chua trồng bằng thuỷ canh tăng nhiều so với ñịa canh và chất lượng cũng ñược cải thiện Carbonell và cộng sự (1994) [36] nhận xét có Asen trong dung dịch dinh dưỡng làm tăng sự hấp thụ Fe và giảm sự hấp thụ Bo, Cu, Mn, Zn Trong dung dịch thuỷ canh, pH là một số ño của nồng ñộ Ion H+, dựa vào pH ta có thể xác ñịnh

có tính kiềm hay axit Mỗi loại cây có một ngưỡng pH nhất ñịnh cho quá trình sinh trưởng Ngưỡng pH trung bình cho cây sinh trưởng phát triển trong phạm vi 6,0 ñến 7,5 Nếu pH quá thấp (4,5) hoặc quá cao (> 9) có thể gây hại trực tiếp ñến các rễ cây, Ngoài ra pH cao sẽ gây kết tủa Fe2+, Mn2+, PO43-, Ca2+, Mg2+ Nếu thiếu một trong các nguyên tố trên sẽ gây lên các triệu chứng thiếu chất cho cây và cây có thể chết Ngoài ra, một số nhà khoa học (Victo 1973; Sechwart 1968) ñã sử dụng nước mặn ñể làm dung dịch trồng cây Schwart ñã sử dụng nước mặn có 3000ppm muối tổng số ñể làm dung dịch trồng thử nghiệm và ông kết luận rằng năng suất cà chua và rau diếp giảm 10 – 15%, dưa chuột giảm 20 – 25% Nhưng ông cũng cho rằng nước mặn có một số ảnh hưởng khá thú vị ñến

vị ngọt của cà chua và dưa chuột so với trồng trong nước ngọt (Howard M.Resh, ph.D, 1991) [48]

Sử dụng các dạng ñạm và tỷ lệ khác nhau cũng ảnh hưởng nhiều ñến sinh trưởng, phát triển của cây trồng thuỷ canh Theo Sandoval và cs (1994 )[60] kết luận rằng năng suất chất khô và hạt lúa mì giảm khi sử dụng ñạm amon thay thế ñạm Nitrat Elia và cs (1997) [41] kết luận dung dịch trồng cà tím cần tỷ lệ

NH4+/NO3là 3/7 cho kết quả tốt nhất Theo He (1999) [45] thì ở vụ ñông khi tăng NO3 trong dung dịch dinh dưỡng không làm tăng sự hút NO3 của cây

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 14

2.5.2 Các hệ thống trồng cây không dùng ñất trên thế giới

Trồng cây không dùng ñất ñược hiểu một nghĩa rộng có thể miêu tả giống một phương pháp trồng cây mà nó không có sự tham gia của ñất tự nhiên hoặc các hợp chất ñặc biệt, thành phần phức tạp từ ñất

Một vài cái tên ñã ñược gọi cho kỹ thuật trồng cây không dùng ñất là ; Nutriculture, chemiculture, artificial growth, soiless gardening, aquiculture and tank farming Nhưng tên gọi phổ biến nhất và ñược hiểu rộng rãi của tất cả các phương pháp nói trên ñó là trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh Thuỷ canh

xuất phát từ kết hợp của hai từ theo tiếng Hy Lạp là hudor nghĩa là nước và ponos nghĩa là công việc lao ñộng trồng trọt

So sánh giữa trồng rau trên ñất và trồng cây không dùng ñất

ðất cung cấp cho cây 4 nhu cầu cơ bản, (1) cung cấp nước, (2) cung cấp dinh dưỡng cần thiết, (3) cung cấp oxy và (4) làm giá ñỡ cho hệ thống rễ của cây trồng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 17

Con ñường bất lợi của trồng cây không dùng ñất là ñầu tư ban ñầu cao và người trồng phải có kỹ năng tốt Người tiêu dùng không phân biệt ñâu là rau trồng trên ñất và ñâu là rau trồng không cần ñất Trồng rau không dùng ñất phụ thuộc vào kỹ năng người trồng một cách ñáng kể Giá cả ñầu tư và những kỹ thuật phức tạp của trồng rau không dùng ñất có thể khắc phục giảm giá trị ñầu tư

và kỹ thuật ñơn giản bởi ñã ñược sử dụng phương pháp trồng cây thuỷ canh mới

và sự phát triển của các loại vật liệu mới phục vụ cho việc trồng rau thủy canh Như vậy, những thuận lợi của trồng rau không dùng ñất ñã vượt qua lối canh tác trồng cây trên ñất và có thêm hiệu quả của việc ñiều chỉnh của dinh dưỡng, sẵn sàng cho năng suất cao chất lượng tốt ðặc biệt trên những vùng khó khăn của ñất trồng, khí hậu khắc nghiệt Hiệu quả của việc sử dụng hợp

lý hiệu quả của nước và dinh dưỡng và áp dụng những kỹ thuật mới vào sản xuất ñã làm tăng khối lượng sản phẩm của cây trồng cao trên ñơn vị diện tích

2.5.1.1 Hệ thống thuỷ canh

Trồng cây bằng thuỷ canh là một trong những phương pháp dễ nhất của phương pháp trồng cây không dùng ñất, sử dụng hai mục ñích là thí nghiệm và thương mại cây trồng Trồng cây trong nước rễ cây lơ lửng trong dinh dưỡng hoà tan, trong lúc ñó các ñiểm chống ñỡ trung gian cho cây ở tầng giá thể trơ Nơi vị trí dinh dưỡng hoà tan như một phần của giá ñỡ Vai trò ñứng ñầu của phương pháp trồng cây trong nước là phương pháp thuỷ canh NFT ( Nutrient Film Technique) Công việc trồng cây trong dung dịch thuỷ canh NFT ñã gặt hái ñược thành công bởi nhà khoa học người Anh tên là Allen Cooper vào năm 1965[11 ] Ở hệ thống NFT rễ cây lơ lửng ở trong máng dinh dưỡng hoặc trong rãnh, ống nơi mà dinh dưỡng hoà tan liên tục tuần hoàn Máng hoặc ống chứa rễ cây ñặt trên hệ thống có ñộ dốc ( Thường là 1%) Vậy dinh dưỡng hoà tan có thể chảy từ cao xuống thấp do trọng lực rễ cây hút nước và dinh dưỡng từ mảng mỏng dinh dưỡng ðộ sâu của màng mỏng dinh dưỡng không quá 1cm Lợi thế

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 18

của hệ thống NFT là sự lắp ñặt dễ dàng ñơn giản với giá thành thấp cân xứng với vật liệu và xây dựng.Bởi vì màng dinh dưỡng rất mỏng, nhiệt ñộ của vùng rễ

có thể không ổn ñịnh với sự thay ñổi lớn của nhiệt ñộ và không khí bên ngoài Nếu nhiệt ñộ quá cao hoặc quá thấp, rễ cây sẽ bị thương Hơn nữa nếu những ñiểm nhỏ của rẽ bị tổn thương trong thời gian dài, cây trồng sẽ gặp sự nguy hiểm và chết Từ khi Allen Cooper giới thiệu hệ thống NFT ñầu tiên của ông, nó nhanh chóng phát triển cùng với sự phát triển thương mại của NFT trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 19

Sơ ñồ 1: Hệ thống và phương pháp trồng rau không dùng ñất

Thuỷ canh tuần hoàn NFT

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 20

Sơñồ hệ thống NFT của Al en Coope ’s

Hệ thống trồng cây trên ống là dạng cải biên của hệ thống NFT Nguyên lý cấu tạo của hệ thống này tương tự hệ thống NFT Dinh dưỡng hoà tan ñược bơm qua hệ thống ống nhựa (PVC) có ñường kính 4 inch và ñược bao bọc bởi một màng lilông ñen Ống nhựa PVC ñược cắt ñôi và ñược phủ nilông ñen ở trên mặt nắp ñể ngăn cản ánh sáng chiếu vào Các lỗ ñược khoét ở mặt trên ñỉnh của màng nilông nơi mà ñặt hạt giống nẩy mầm lên từ các cục hình khối sau ñó dinh dưỡng hoà tan chảy vào phần dưới ñáy của ống nhựa PVC Trong thời gian lớn lên của cây trồng ñến lúc sau khi thu hoạch thì màng nilông và bộ phận rễ cây trồng ñược bỏ ñi Ống ñược rửa sạch và tẩy khử trùng lại và bọc nilông, sẵn sàng cho lứa mới

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 21

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 22

2.5.1.2 Trồng cây trên giá thể

Rất nhiều loại giá thể (Thể nền) có thể sử dụng trong phương pháp trồng rau không cần ñất, ví dụ như: Sỏi, cát, than bùn, mùn cưa,xơ dừa, sợi gỗ, khoáng bón cây, len ñá… Tất cả các loại giá thể vô cơ và hữu cơ hoặc giá thể trộn giữa chúng ñã thành công trong việc sử dụng cho kỹ thuật trồng cây không cần ñất

Sự lựa chọn giá thể ñã xác ñịnh rõ bởi lợi ích, giá thành, chất lượng và kiểu của phương pháp trồng cây không cần ñất ñể sử dụng Tính chất vật lý và hoá học sẵn có của giá thể phù hợp với sự phát triển của rễ Giá thể không chứa bất cứ một kim loại nặng ñộc hại nào Nếu có, thì chúng phải ñược xử lý trước khi gieo trồng Giá thể trơ cần có khả năng cứng rắn ổn ñịnh ,bền lâu trong thời gian dài Sỏi và cát ñược sử dụng làm giá thể sớm nhất Cách trồng trọt sử dụng Rockwool nhanh chóng phát triển vào năm 1970 và 1980 Ở ðan Mạch ñã ñược

sử dụng Rockwool ñể trồng trọt ñầu tiên vào năm 1969 Rockwool bao gồm có

ñá vôi và than ñá và ñược nấu chảy ở nhiệt ñộ 16000C và ñược kéo thành các sợi Các sợi này ñược dệt thành khối, thành miếng Tất cả những nơi sản xuất, thương mại, sử dụng miếng , khối Rockwool dưới sự kiểm soát của “ Grodan”

Ở Anh diện tích trồng cây sử dụng Rockwool là 3500ha [12 ] Vào năm 2004, khoảng 70% diện tích trồng cây không dung ñất Khuyết ñiểm lớn nhất của Rockwool sau khi sử dụng rất khó bỏ ñi Rockwool làm từ ñá ở nhịêt ñộ 16000C

Nó không ñược ñốt cháy hoặc làm mục ra Ở Anh sau khi sử dụng Rockwool thì rác thải của nó ñược nghiền nhỏ ra và rắc ra cánh ñồng Ngày nay sử dụng giá thể hữu cơ chở nên phổ biến cho phương pháp trồng cây không dùng ñất Trước khi sử dụng giá thể hữu cơ ñược lấy mẫu ñiển hình và phát hiện những nguyên

tố và thành phần chứa ñựng trong giá thể Kiểm tra biết ñược những chất cơ bản ñược sử dụng cho cây trồng và lượng dinh dưỡng hoà tan có trong giá thể ñể chúng ta có thể quản lý tốt nhất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 23

2.5.2 Một số nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

2.5.2.1 Dinh dưỡng cây trồng

ðất cung cấp cho cây 4 nhu cầu cơ bản, (1) cung cấp nước, (2) cung cấp dinh dưỡng cần thiết, (3) cung cấp oxy và (4) là làm giá ñỡ cho hệ thống rễ của cây trồng Cây trồng không ñược nuôi lớn từ ñất nhưng cây hút các khoáng chất

ẩn trong ñất Mục ñích của nông nghiệp thuỷ canh làm cho những khoáng chất sẵn sàng cung cấp trực tiếp cho cây trồng thông qua môi trường nước

Chỉ có 16 nguyên tố cần thiết tác ñộng quyết ñịnh ñến sinh trưởng phát triển của cây trồng Chúng là các yếu tố ña lượng, trung lượng và vi lượng Những nguyên tố ña lượng và trung lượng là các nguyên tố carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), Nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), Calcium (Ca), magnesium ( Mg), và sulfur (S) Các nguyên tố vi lượng ion (Fe), Manganese (Mn), boron (B), zinc (Zn), copper (Cu), molybdenum (Mo), and chlorine (Cl) Mặc dù cây trồng sinh trưởng phát triển tốt phụ thuộc vào 16 nguyên tố cần thiết, ngòai ra còn cần một số nguyên tố ñặc biệt nào ñó Bình thường cây trồng vẫn sử dụng nước và khoáng chất cần thiết từ ñất Trong hệ thống trồng cây không dùng ñất cây trồng vẫn phải hút nước và khoáng chất Bởi vậy, các chức năng sinh lý học của cây trồng không khác giữa cây trồng trên ñất và trồng thuỷ canh Trồng trên ñất tất cả các chất khoáng vô cơ và hữu cơ hợp thành cần phải tách rời các nguyên tố hoá học trước khi sẵn sàng cung cấp cho cây trồng Những nguyên tố bám chặt vào ñất một lượng nhỏ và sẽ biến ñổi hoà tan trong ñất nơi mà cây trồng hút dinh dưỡng Trồng cây thuỷ canh rễ của cây trồng ẩm ướt cùng với dinh dưỡng hoà tan chứa trong thành phần các nguyên tố dinh dưỡng Sự hút các khoáng chất dinh dưỡng của cây trồng cũng tương tự nhau

2.5.2.2 Công thức dinh dưỡng

Hàng trăm công thức khác nhau ñã ñược hình thành và sử dụng trồng thuỷ canh trong thời gian dài Chưa thể nói ñựơc công thức nào tốt nhất Bởi vì các ñiều kiện là chưa giống nhau Công thức tối thích nhất sẽ phụ thuốc vào các thay ñổi sau:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 24

- Giống và các loại cây

- Giai ñoạn sinh trưởng của cây

- Mùa trong năm

- Thời tiết ( nhiệt ñộ, cường ñộ ánh sáng, số giờ chiếu sáng)

Các loại cây khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau Ví dụ, xà lách và các loại rau ăn lá khác có thể ñược cung cấp tỷ lệ Nitơ cao hơn cà chua hoặc dưa chuột [14 ] Trong khi ñó cà chua và dưa chuột yêu cầu tỷ lệ phốt pho, canxi và kali cao hơn rau ăn lá Ulises Durany (1982) cho rằng lượng nitơ cần cho các loại rau ăn quả thấp hơn ñối với các loaị rau ăn lá ðối vơi xà lách, lượng kali tương ñối thích hợp cho việc cuốn bắp và do ñó tạo ra trọng lượng bắp cao hơn Các công thức dinh dưỡng thường ñược tạo nên từ một vài chuẩn mực khác nhau ñựơc sử dụng cho các giai ñoạn sinh trưởng khác nhau của cây Những chuẩn mực này chỉ áp dụng với các yếu tố ña lượng, các yếu tố vi lượng ñược giữ giống nhau cho các chuẩn mực Ví dụ các công thức ñặc biệt cho cà chua chỉ chứa 3 mức: A, B và C A chiếm sấp xỉ 1/3 của C và B sấp xỉ 2/3 của C A ñược

sư dụng cho cây con từ giai ñoạn lá thật ñầu tiên ñến khi chúng ñạt tiêu chuẩn chiều cao 14 – 16 inches ñến 24 inches cao.khi quả ñầu tiên ñạt ñường kính khoảng 1/4 – 1/2 inches thì sử dụng C Xà lách chỉ sử dụng công thức A và B A chiếm một nửa của mức ñộ B Mức A ñựợc sử dụng cho ñến khi cây ñược 3 tuần tuổi và mức B ñược sử dụng sau ñó

2.5.2.3 Acidity và Alkalinity (PH)

Giá trị pH là chỉ số ño lường của tính axit hoặc tính kiềm Nó sẽ xác ñịnh khả năng có sẵn của các yếu tố khác nhau cho cây Hầu hết các cây thích hợp mức pH giữa 6.0 và 6.5 cho quá trình hấp thụ dinh dưỡng tối ưu pH của dung dịch dinh dưỡng có thể ñược ñiều chỉnh bằng cách thêm Acidity và Alkalinity trong các trường hợp yêu cầu giảm hoặc tăng pH Các dung dịch hoặc là Natri hoặc caxi hydroxide (NaOH, KOH) là các chất kiềm thích ứng cho việc làm tăng

pH Các dung dịch acid (H2SO4, H3PO4), thường ñược sử dụng ñể làm giảm pH Thiết bị ño pH ñược sử dụng ñể giám sát, kiểm tra pH của dung dịch dinh dưỡng

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 25

pH của các dung dịch mới ựựơc chế ra thường trong giới hạn thắch hợp ựây là một trong những mục ựich của hầu hết các công thức dung dịch dinh dưỡng pH của dung dịch dinh dưỡng cân bằng sẽ không biến ựổi lớn trong khi sử dụng Mặc dù việc kiếm tra dung dịch dinh dưỡng hàng ngày ựược khuyến cáo, nhưng ựiều chỉnh pH hàng ngày thì không cần thiết

2.5.2.4 Tắnh dẫn ựiện EC ( Elctrical Conductivity)

Tắnh dẫn ựiện khác nhau không chỉ ựối với sự tập chung của các muối có mặt, mà còn ựối với các hợp chất hoá học của dung dịch dinh dưỡng Một số phần chứa muối hiện tại dẫn ựiện tốt hơn các loại khác Cây chọn tỷ lệ dinh dưỡng hấp thu theo yêu cầu từ các tỉ lệ khác nhau lớn trong dung dịch dinh dưỡng Dựa vào kiến thức này mà dinh dưỡng thắch hợp cho bất cứ loại cây nào

có thể ựược phát triển và tỉ lệ dinh dưỡng của các cây ựó ựựơc ựiều chỉnh ựến mức tối thắch bằng cách sử dụng EC của dung dịch dinh dưỡng Steiner (1980) chỉ ra rằng nếu các tỷ lệ hấp thụ dinh dưỡng cho một cây trồng cụ thể dưới các ựiều kiện tạo ra ựược biết, các ion có thể ựược cung cấp liên tục ựến dung dịch trong các tỉ lệ tác ựộng qua lại, ựựơc kiểm soát bởi thiết bị ựo tắnh dẫn ựiện Tắnh dẫn ựiện thường ựựơc thể hiện bằng (ms/cm) có phạm vi thắch ứng 2,00 ựến 4,00 Chúng ta có thể ựiều chỉnh EC theo các lọai cây khác nhau và các ựiều kiện khác nhau Nhìn chung, các giá trị thấp (1,5 Ờ 2,5) thắch hợp cho các cây rau ăn lá như xà lách, 2,0 ựến 3,0 thắch hợp cho cây dưa chuột, trong khi các giá trị cao hơn (2,5 Ờ 3,5) tốt hơn cho cà chua Trong vụ đông hoặc trong ựiều kiện thiếu ánh sáng EC cao hơn thì tốt hơn

3.Tình hình nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh ở Việt nam

Ở Việt Nam giai ựoạn trước 1995, phương pháp trồng cây trong dung dịch chủ yếu ựựơc sử dụng tại các trường đại học, các Viện nghiên cứu ựể nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng và cây trồng Từ 1995 với sự hợp tác của công ty RD Hong Kong và trung tâm nghiên cứu phát triển Rau Châu Á (AVRDC), phương pháp thuỷ canh tĩnh của AVRDC ựược du nhập vào Việt Nam với mục ựắch dùng ựể sản xuất rau an toàn Các tác giả Lê đình Lương, Nguyễn Quang Thạch

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 26

(1995); Võ Kim Oanh (1996); Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996); Nguyễn Thị Lý Anh (1998); (Vũ Quang Sáng 2000); Nguyễn Thị Hồng Lam, 1996)Ầ ựã nghiên cứu ứng dụng và phát triển kỹ thuật này Các nghiên cứu bao gồm các nội dung: Xác ựịnh ựối tượng rau trồng thắch hợp, xác ựịnh các loại dung dịch phù hợp, ảnh hưởng của mật ựộ thời vụ ựến năng suất vào phẩm chất rau trồng Nhìn chung các kết quả nghiên cứu ựều khẳng ựịnh ựều có thể ứng dụng kỹ thuật này vào việc sản xuất rau an toàn ở Việt Nam cho năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng kỹ thuật này còn nhỏ hẹp, chủ yếu dùng cho các hộ gia ựình mang tắnh sản xuất nhỏ lẻ, không thể công nghiệp hoá Khắc phục nhược ựiểm này, ựề tài cấp nhà nước KC.07 Ờ 20 Ộ Nghiên cứu công nghệ

và thiết bị phù hợp ựể sản xuẩt rau an toàn không dùng ựất kiểu công nghiệp ựạt năng suất chất lượng và hiệu quả caoỢ do PGS.TS Hồ Hữu An (2005) làm chủ nhiệm ựã xây dựng ựược mô hình sản xuất rau công nghiệp có ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh Tuy nhiên việc nhân rộng mô hình này trong sản xuất còn ựang ựựơc xem xét về mặt hiệu quả kinh tế đáng chú ý, các tác giả ở trường đHNNI

ựã ựề xuất và ựi theo một hướng ứng dụng khác của kỹ thuật này ựó là ứng dụng

kỹ thuật thuỷ canh như một kỹ thuật chủ yếu phục vụ ra cây nuôi cấy mô Các công trình nghiên cứu theo hướng này của Nguyễn Quang Thạch và các cộng sự; Nguyễn Thị Nhẫn (1995); Nguyễn Khắc Thái Sơn (2000; 2002)ựã nghiên cứu thành công việc ra cây nuôi cấy mô cho nhiều ựối tượng cây như dứa; chuối; khoai tây; mắa; một số loại hoa và cho nhận xét kỹ thuật trồng cây trong dung dịch là một bước không thể thiếu của kỹ thuật sau nuôi cấy mô Ra cây bằng kỹ thuật này cho tỷ lệ sống cao, rút ngắn giai ựoạn vườn ươm ở hầu hết các cây thắ nghiệm đặc biệt gần ựây các tác giả Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường; Nguyễn Thị Lý Anh (2004) ựã hoàn thiện kỹ thuật này và ựưa vào quy trình sản xuất giống khoai tây sạch bệnh bắt nguồn từ nuôi cấy mô ựược

Bộ Nông nghiệp cho áp dụng rộng rãi và ựưa vào quy trình sản xuất

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 27

PHẦN III VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1.VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Giống rau:

đề tài ựược tiến hành trên 3 loại cây là cải xanh, xà lách, cần tây

Là giống cải xanh sinh trưởng khoẻ lá hơi tròn,cọng cứng màu trắng xanh, có thể trồng nhiều vụ trong năm

Trung quốc

sinh trưởng trung bình

Hai mũi tên ựỏ

Công ty đông Tây

Là giống cải xanh sinh trưởng khoẻ lá hơi tròn cọng màu trắng xanh

Trang Nông

Công ty Trang Nông

Là giống xà lách xoăn chiụ nhiệt, lá màu xanh, mép lá có răng cưa, cây sinh trưởng khoẻ

Pháp

Công ty Thương mại Xanh

Là giống xà lách xoăn tắm , lá có màu tắm nhạt, cây sinh trưởng khoẻ

xoăn Thái lan

Công ty TNHH đại địa

Là giống có nguồn gốc Thái Lan

Là loại xà lách xoăn lá màu xanh có thể trồng nhiều vụ trong năm

Dún HN313

giòn, trồng ựược nhiều vụ trong năm

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 28

Trang Nông

Công ty Trang Nông

Lá có màu xanh sáng, cây sinh trưởng khoẻ

Pháp

Công ty Thương mại Xanh

Là giống có xuất xứ từ Pháp Cây sinh trưởng khoẻ, kháng bệnh thối nhũn cao, chịu ựược ựiều kiện khắ hậu khắc nghiệt tại Việt Nam, có thể trồng quanh năm

Cây có ựộ ựồng ựều cao, năng suất cao, cọng trung bình, thân lá có màu xanh ựẹp

và không bị ngả màu vàng

Hai mũi tên ựỏ

Công ty đông Tây

Cây sinh trưởng khoẻ, lá màu xanh, cọng cứng, khả năng chịu nhiệt cao, năng suất cao, ổn ựịnh

Trung Quốc

vàng, cọng cứng, khả năng chịu nhiệt cao, năng suất cao, ổn ựịnh

Giá thể:

Giá thể gốc của Viện Nông hoá Thổ nhưỡng, bao gồm các thành phần chắnh là trấu hun và vụn xơ dừa

Dung dịch dinh dưỡng :

Sử dụng dung dịch dinh dưỡng củaViện nghiên cứu Rau quả:

*Dung dịch A: Amonium Nitrate, Calcium Nitrate, Iron EDTA

*Dung d ịch B: Ammonium Photsphate, Potassium Photsphate, Photassium

Nitrate, Magnesium Sulphate, Zinc Sulphate, Boric Acid, Mangan Sulphate, Coppper Sulphate, Ammonium Molybdate

3.1.1 Hệ thống thuỷ canh tuần hoàn:

Gồm các ống nhựa (ống cấp, thoát nước) ựường kắnh 110mm, dài 24m; ựặt trên giá sắt chắc chắn, cao 80cm Các ống nhựa ựược ựục sẵn các lỗ 6.5cm, cách nhau 15cm ựể ựưa cây vào ựó Các ống ựặt cách nhau 10- 12cm, nghiêng về phắa bể thu, ựộ dốc 10 so với mặt ựất Ở ựầu cấp các ống có hệ thống cung cấp

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 29

dung dịch dinh dưỡng ñược ñiều chỉnh lượng và tốc ñộ bởi khoá ñiều

chỉnh Dung dịch ñựng trong téc nhựa, ñặt cao hơn ống dẫn dung dịch 0,7m

Cho dung dịch chảy qua các ống nhựa rồi vào bể chứa Khi dung dịch trong téc chảy hết 2/3 thì van phao ñóng bơm 2 chiều ñẩy dung dịch từ bể thu ngược lại

bể cấp Cứ như thế, dung dịch chảy tuần hoàn trong suốt thời gian sinh trưởng của cây Cây con ñược ươm trong rọ nhựa có ñường kính 6,5cm cao 10cm, 3cây /1rọ khi ñược 2- 3 lá thật ñưa vào hệ thống thuỷ canh tuần hoàn

3.2 ðỊA ðIỂM NGHIỆN CỨU

* ðịa ñiểm, ñề tài ñược thực hiện tại nhà lưới của Bộ môn Rau và cây gia

vị - Viện Nghiên cứu Rau quả - Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội

* Thời gian từ tháng 6/2009 – 10/2010

3.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

Nội dung 1: Xác ñịnh loại giá thể giữ cây trồng thuỷ canh thích hợp ñối với

3 lo ại rau ăn lá: Xà lách, cải xanh, cần tây

Nội dung ñựơc tiến hành với 7 loại giá thể khác nhau với 3 thí nghiệm trên

3 loại rau ăn lá: Xà lách, cải xanh, cần tây

Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng, phát triển,

năng suất và chất lượng của rau cải xanh Trang Nông trồng trên hệ thống NFT

Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng, phát triển,

năng suất và chất lượng của rau xà lách Trang Nông trồng trên hệ thống NFT

Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của giá thể ñỡ cây ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của rau cần tây Hai mũi tên ñỏ trồng trên hệ thống NFT

Các công thức thí nghiệm:

CT1: Giá thể gốc - Giá thể của Viện Nông Hoá thổ nhưỡng ( ð/C)

CT2: Giá thể trấu hun

CT3: Giá thể vụn xơ dừa

CT4: 50% giá thể gốc + 50% trấu hun

CT5: 50% giá thể gốc + 50% vụn xơ dừa

CT6: 50% trấu hun + 50% vụn xơ dừa