Luận văn nghiên cứu quản lý dinh dưỡng đối với cây cà chua, dưa chuột thương phẩm trồng trong nhà plastic

luận văn

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-LÊ THỊ MINH LƯƠNG

NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ DINH DƯỠNG ðỐI VỚI CÂY CÀ CHUA DƯA CHUỘT THƯƠNG PHẨM

ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược công bố trong bất kỳ công trình nào khác Mọi thông tin ñược trích dẫn ñã ñược nêu rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Lê Thị Minh Lương

iii

LỜI CẢM ƠN

Có ựược kết quả ngày hôm nay tôi xin gửu lời cảm ơn chân thành ựến:

TS Cao Kỳ Sơn, người thầy ựã hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện ựề tài và hoàn chỉnh luận văn của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Ban đào tạo Sau ựại học Viện Khoa học Nông nghiệpViệt Nam Xin gửi lời cảm ơn ựến các thầy cô giáo là những người ựã trang

bị cho tôi kiến thức chuyên môn trong suốt quá trình học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám ựốc Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng, Phòng Nghiên cứu Các chế phẩm Nông hoá và Dinh dưỡng cây trồng, anh Phạm Ngọc Tuấn và những ựồng nghiệp trong nhóm nghiên cứu cùng gia ựình ựã tạo ựiều kiện thuận lợi giúp ựỡ tôi trong thời gian thực hiện

ựề tài

Hà Nội, ngày 19 tháng 11 năm 2008

Tác giả luận văn

Lê Thị Minh Lương

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI

1 Một số vấn ñề về canh tác cây trồng trong nhà kính nhà lưới 3

1.2 Mô hình Nông nghiệp Công nghệ cao trong nhà kính nhà lưới

4

2 Nghiên cứu về Nông nghiệp Công nghệ cao 8 2.1 Nghiên cứu về Nông nghiệp Công nghệ cao trên thế giới 8 2.2 Nghiên cứu Nông nghiệp Công nghệ cao trong nước 13

3.2 Yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh của cây dưa chuột 17 3.3 Yêu cầu về ñất trồng và dinh dưỡng 19

v

4.2 Yêu cầu về ngoại cảnh của cây cà chua 22

5 Rau an toàn (RAT) và các tiêu chuẩn chất lượng 26

Chương 2

VẬT LIỆU, NÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 3

3.1 ðiều kiện canh tác trong nhà plastic ñối với cây dưa chuột và cà chua thương phẩm

35

3.2 Kết quả xác ñịnh công thức pha chế dung dịch dinh dưỡng ñối với cây dưa chuột và cà chua

43

vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AVRDC Asian Vegetable Research Development Center

(Trung tâm nghiên cứu phát triển rau châu Á)

KLN Kim loại nặng

MT Môi trường

Nxb Nhà xuất bản

FAO Food and Agriculture Orangization

(Tổ chức Nông lương của Liên Hợp Quốc)

WHO World Health Organization

(Tổ chức Y tế Thế giới)

TCNN Tiêu chuẩn nông nghiệp

RAT Rau an toàn

PTNT Phát triển nông thôn

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Nồng ñộ các nguyên tố cơ bản trong dung dịch dinh dưỡng dùng

trong kỹ thuật thuỷ canh

8

1.2 Sản xuất cà chua ở Việt Nam (1997-2001) 22 1.3 Ngưỡng giới hạn dư lượng NO 3- trong rau 26 1.4 Dư lượng thuốc BVTV cho phép trong một số loại rau 27 1.5 Ngưỡng giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong rau tươi 28 1.6 Ngưỡng giới hạn VSV gây hại trong rau quả 29

3.4 Thành phần và hàm lượng các dung dịch dinh dưỡng gốc 44 3.5 ðặc tính của dung dịch dinh dưỡng tưới cho cây 45 3.6 Chế ñộ dinh dưỡng trong ngày qua các giai ñoạn sinh trưởng của

cây

45

3.8 Lượng dinh dưỡng cung cấp cho cây qua các giai ñoạn 47 3.9 Ảnh hưởng của dinh dưỡng ñến các yếu tố sinh trưởng của cây dưa

viii

3.19 Chế ñộ nước tưới qua các giai ñoạn sinh trưởng của cây 56 3.20 ðộ ẩm trong bầu giá thể ở các giai ñoạn 57

3.22 Ảnh hưởng của dinh dưỡng ñến sinh trưởng của cà chua 59 3.23 Ảnh hưởng của chế ñộ dinh dưỡng ñến năng suất cà chua 59

3.25 Tỷ lệ sâu , bệnh hại trên cây và quả cà chua 62 3.26 Hiệu quả kinh tế sử dụng dinh dưỡng 62 3.27 Ảnh hưởng của dinh dưỡng ñến chất lượng quả 63 3.28 Lượng dinh dưỡng cây hấp thu trong từng giai ñoạn 64 3.29 Lượng dinh dưỡng cây hấp thu trong toàn vụ, gam/bầu 65 3.30 Tỷ lệ lượng dinh dưỡng cây hấp thu trong từng giai ñoạn 65

DANH MỤC CÁC HÌNH

3.1 Diễn biến cường ñộ ánh sáng trong nhà lưới 35 3.2 Diễn biến nhiệt ñộ trong nhà lưới 37

3.4 Năng suất thực thu thí nghiệm dưa chuột 49 3.5 Hiệu quả kinh tế sử dụng dinh dưỡng ñối với dưa chuột 51 3.6 Hiệu suất sử dụng phân bón của cây dưa chuột 55 3.7 Năng suất thực thu thí nghiệm cà chua 60 3.8 Hiệu quả kinh tế sử dụng dinh dưỡng ñối với cà chua 63 3.9 Hiệu suất sử dụng phân bón cây cà chua 66

1

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài:

Hiện nay nhu cầu của xã hội về lương thực, thực phẩm ngày càng tăng, ñặc biệt là những sản phẩm có giá trị kinh tế cao và an toàn ñối với sức khoẻ con người Trong xu hướng hội nhập với thế giới, việc sản xuất các sản phẩm nông nghiệp nói chung và sản xuất rau nói riêng ñang phát triển theo hướng

an toàn, bền vững

Trong Nghị quyết số 6182/1999/Qð/TTG của Thủ tướng chính phủ phê duyệt “ðề án phát triển rau, quả và hoa cây cảnh ở thời kỳ 1999- 2010” ñã xác ñịnh mục tiêu phấn ñấu ñạt mức tiêu thụ bình quân ñầu người 85 kg rau/năm, kim ngạch xuất khẩu ñạt 960 triệu USD [8]

Một trong những hướng phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao ñối với cây trồng là canh tác trong ñiều kiện nhà kính, nhà lưới, ñể có thể cải thiện ñược các ñiều kiện thời tiết bất thuận, quản lý ñược dịch hại và tạo ra các sản phẩm nông nghiệp có năng suất cao, chất lượng tốt, ñảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Dưa chuột và cà chua là loại cây trồng phổ biến ở nhiều ñịa phương nhưng vẫn còn bị hạn chế về thời vụ, năng suất và ñặc biệt là an toàn sản phẩm Sản xuất với số lượng lớn, cung cấp sản phẩm trong thời gian dài, ñộ ñồng ñều cao, ñặc biệt là phải ñảm bảo chất lượng, an toàn cho con người là mục tiêu của các chuyên gia trong ngành sản xuất rau sạch

Với mục tiêu ñó chúng tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài:

“Nghiên cứu quản lý dinh dưỡng ñối với cây cà chua, dưa chuột thương phẩm trong nhà plastic”

2

2 Mục tiêu nghiên cứu

- đánh giá các ựiều kiện canh tác trong nhà plastic: ngoại cảnh (nhiệt

ựộ, cường ựộ ánh sáng, ựộ ẩm) và môi trường trồng cây (giá thể) ựối với cây dưa chuột và cà chua thương phẩm

- Tạo ựược dung dịch dinh dưỡng phù hợp ựối với cây dưa chuột và cà chua thương phẩm trồng trong nhà plastic theo hướng nông nghiệp công nghệ cao

- Thử nghiệm dung dịch dinh dưỡng trên cây dưa chuột và cà chua thương phẩm trồng trong nhà plastic

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

4 đối tượng và phạm vi nghiên cứu

đối tượng cây: cây cà chua và cây dưa chuột trồng trong nhà plastic Phạm vi nghiên cứu: dinh dưỡng khoáng, các nguyên tố ựa lượng N, P,

K, nguyên liệu làm bầu: xơ dừa và tro núi lửa

3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA đỀ TÀI

1 Canh tác cây trồng trong nhà kắnh nhà lưới

1.1 Quan ựiểm chung về dinh dưỡng

Theo Vũ Hữu Yêm, 2004 [42] Lê Văn Tiềm, 2004 [39], Bùi đình Dinh, Bùi Huy Hiền, 2004 [9] và nhiều tác giả khác, sử dụng phân bón cho cây cần tuân theo các ựịnh luật như: ựịnh luạt trả lại (Boussingault, Deheran), ựịnh luật tối thiểu (J.V.Liebig), ựịnh luật bội thu (Mischerlich), ựịnh luật ưu tiên chất lượng sản phẩm, ựịnh luật tương tác giữa các nguyên tố dinh dưỡng

và việc bón phân cân ựối

Bón phân cân ựối ựược hiểu là cung cấp cho cây trồng các yếu tố dinh dưỡng thiết yếu với liều lượng ựúng, tỷ lệ thắch hợp, thời gian bón phân hợp

lý cho từng ựối tượng cây trồng, mùa vụ cụ thể ựảm bảo năng suất, chất lượng nông sản tốt và an toàn môi trường sinh thái [4]

Quản lý dinh dưỡng cây trồng tổng hợp phải dựa trên sự hiểu biết về ựất ựai: phân bố ựịa lý, hiện trạng và xu thế biến ựổi của ựộ phì nhiêu ựất, trong ựó việc phân tắch ựất ựể xác ựịnh các yếu tố hạn chế chắnh và hướng khắc phục là yêu cầu tiên quyết Nền tảng của quản lý dinh dưỡng cây trồng tổng hợp là sử dụng phân bón cân ựối, hợp lý

Dù canh tác trên ựất hay trên giá thể thì bộ rễ có nhiệm vụ thu nhận chất vô cơ hoặc hữu cơ từ dạng ion hoặc dạng liên kết, dạng ion như: nitơ N-

NO3 hoặc N-NH4, phốt pho dạng HPO42- hoặc H2PO4-, lưu huỳnh dạng sulphat, molipden dạng molipdat, cácbon dạng HCO3- và một phần là CO2, K,

Na, Mg Ngoài ra cây còn có thể hấp thu dinh dưỡng qua lá và các phần khác của cây Nhờ có khắ khổng, lá cây có thể hút khắ (CO2, O2) từ khắ quyển qua khắ khổng, chất dinh dưỡng ở dạng khắ như SO , NH , NO

4

Các chất khoáng do rễ cây hút từ ựất ựược chuyển hoá ở bộ rễ tạo thành một dòng ựi lên thân lá (các bộ phận trên mặt ựất), một dòng từ thân lá ựi xuống rễ, gồm các sản phẩm ựược ựồng hoá ở lá và cả các chất vô cơ ựược lá hấp thụ từ môi trường cũng như do sự phân giải các chất hữu cơ ở lá già tạo nên Dòng ựi xuống chủ yếu vào cơ quan dự trữ (hạt, củ, quả) và xuống bộ rễ Các chất hữu cơ chủ yếu ựược tổng hợp ở các bộ phận trên mặt ựất (thân, lá), các chất vô cơ một phần ựược hấp thụ từ khắ quyển qua lá, một phần do sự phân giải ở lá già ựược chuyển xuống bộ rễ ựể khử tiếp tục rồi lại tham gia ựể tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ ở rễ [13]

đề tài nghiên cứu liên quan ựến vấn ựề hấp thu dinh dưỡng của cây trồng trên giá thể trong nhà plastic

1.2 Mô hình Nông nghiệp Công nghệ cao trong nhà kắnh nhà lưới

1.2.1 Nhà kắnh nhà lưới ( nhà plastic)

Mô hình Nông nghiệp Công nghệ cao trong nhà kắnh nhà lưới thường ựược áp dụng ở thành phố hay ngoại ô thành phố Sử dụng mô hình này có thể

áp dụng ở những vùng sinh thái có ựiều kiện khắc nhiệt, ựất ựai cằn cỗi

Công nghệ trồng cây trong nhà kắnh, nay ựược gọi là nhà plastic do việc sử dụng mái lợp bằng màng polyethylen thay thế cho kắnh hay nhà lưới

Trên thế giới, công nghệ trồng cây trong nhà kắnh nhà lưới ựã ựược hoàn thiện với trình ựộ cao ựể canh tác rau hoa Các nhà kắnh nhà lưới với hệ thống ựiều khiển tự ựộng khá hiện ựại ựược áp dụng ở nhiều quốc gia như:

Hà Lan, Pháp, Bỉ, IxraelẦ ựã sản xuất lượng lớn rau và hoa phục vụ cho xuất khẩu Trong các nhà kắnh này, các khâu trong quy trình trồng trọt ựều ựược ựiều khiển tự ựộng theo lập trình sẵn trong máy vi tắnh như: chế ựộ chiếu sáng, nhiệt ựộ, nước tưới, bón phân, phun thuốc BVTVẦTại các nước châu

Á như Hàn Quốc, Trung Quốc, đài Loan có hệ thống nhà kắnh cây trồng phát

5

triển khá nhanh ðặc biệt ở Trung Quốc, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các khu NNCNC thì công nghệ trồng cây trong nhà kính, nhà plastic cũng phát triển Tuy nhiên, những mẫu nhà kính, nhà plastic và hệ thống ñiều khiển các yếu tố trong ñó cũng có sự thay ñổi nhất ñịnh cho phù hợp với ñiều kiện khí hậu của từng vùng, trong ñó hệ thống ñiều khiển có thể tự ñộng hoặc bán

tự ñộng Trong ñề tài ñã sử dụng mô hình nhà lưới bán tự ñộng.Với mô hình này ñã áp dụng phương thức thuỷ canh và cần tuân thủ theo quy trình sản xuất rau an toàn theo tiêu chuẩn NNCNC (hoặc GAP), áp dụng quy trình quản lý dịch hại tổng hợp ( IPM)

1.2.2 Kỹ thuật thuỷ canh

Thuỷ canh thường ñược ñịnh nghĩa như là: “trồng cây trong nước” Thực ra, việc cung cấp nước và dung dịch dinh dưỡng cho cây có thể ñược tiến hành trực tiếp qua tiếp xúc giữa rễ và dung dịch nhưng cũng có thể cung cấp gián tiếp qua giá thể trơ nên thuỷ canh có thể hiểu là “trồng cây không cần ñất”

a) Những yêu cầu của kỹ thuật thuỷ canh:

- Hoạt ñộng ñệm tốt của nước hay giá thể trơ ñược sử dụng

- Dung dịch dinh dưỡng hoặc hỗn hợp phân bón phải chứa tất cả các thành phần vi lượng và ña lượng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây

- Hoạt ñộng ñệm của dung dịch dinh dưỡng phải trong khoảng phù hợp

ñể hệ thống rễ hoặc giá thể trơ không bị ảnh hưởng

- Nhiệt ñộ và ñộ thoáng khí của giá thể trơ hoặc dung dịch dinh dưỡng phải phù hợp với hệ thống

b) Những thuận lợi và giới hạn của nuôi trồng thuỷ canh

* Thuận lợi:

- Không cần ñất, tiến hành ở nhiều ñịa hình, dưới thấp, trên cao,

6

trong các không gian mở hay không gian ñược bảo vệ Giảm chi phí lao ñộng, khống chế ñược chất lượng sản phẩm, có thể sản xuất trái mùa, giảm lượng nước thải, cho phép nuôi trồng hệ thống tự ñộng Góp phần giữ môi trường trong sạch

* Hạn chế:

- Cần có kỹ năng kiểm soát cao ñối với việc chuẩn bị dung dịch dinh dưỡng, duy trì pH và EC, ñiều chỉnh dinh dưỡng, duy trì thông khí, những ñiều kiện khác bên trong cấu trúc bảo vệ Chi phí ban ñầu cao Hệ thống nuôi trồng thuỷ canh xem như giới hạn ñối với các loại cây trồng có giá trị cao, cần nhiều diện tích Cần có năng lượng ñể hệ thống hoạt ñộng

c) Gíá thể trồng cây

Môi trường thích hợp trong phương pháp thuỷ canh phải có ñặc tính sau: Thành phần của nó phải thích hợp trong hệ thống rễ cây Môi trường ổn ñịnh, chắc chắn, có khả năng hấp thu và giữ ẩm, hơn nữa môi trường phải có

ñộ xốp ñể lưu thông không khí quanh hệ thống rễ và có ñặc tính thoát nước tốt, cuối cùng môi trường phải bảo vệ hệ thống rễ, chịu ñược sự khắc nhiệt của nhiệt ñộ

d) Những thiết bị dùng cho kỹ thuật thuỷ canh

- Máy bơm nước;

- Máy cài ñặt thời gian và cảm biến oxy;

- Các ống PVC;

- Máy ño pH và EC;

- Quạt gió;

- Máy ño hàm lượng dinh dưỡng

e) Tạo dung dịch dinh dưỡng

Quản lý hệ thống trồng rau sạch ñòi hỏi sự hiểu biết ñáng kể về dinh dưỡng thực vật và sự phát triển của cây trồng Ngoài ra kiểm soát dinh dưỡng

Dư lượng muối còn có thể ảnh hưởng lớn ñến hệ thống, ñặc biệt là hệ thống tuần hoàn kín, nước thải có dư lượng muối không ñược phép thải vào môi trường, làm hạn chế sự phát triển của bộ rễ và làm bộ rễ kém phát triển

Vì lý do ñó các muối như natri nitrat hoặc kali clorua ñược xem là các nguồn

N và K ít có giá trị, không nằm trong các công thức dinh dưỡng khi trồng thuỷ canh trên nền các chất xơ khoáng hoặc trong các hệ thống kỹ thuật màng dinh dưỡng (Wilson, 1978 và Richardson, 1981) [21]

Các nguồn dinh dưỡng chủ yếu hay ñược ưa dùng gồm kali nitrat, canxi nitrat, magie sunfat và kali hoặc amoni ñihyñrophosphat Các nguyên tố vi lượng như: mangan, ñồng, kẽm ñược cung cấp từ các sunfat và molipñen ở dạng amoni hoặc natri molipñat Bo ñược cung cấp ở dạng axit boric hoặc natri borat, một lượng nhỏ natri do muối này cung cấp như nguyên tố vi lượng

có thể không tính ñến

Hầu hết cây trồng phát triển tốt ở pH 5,0-6,5 Trong hệ thống thuỷ canh pH phụ thuộc vào dinh dưỡng sử dụng hàng ngày.Giá trị pH không ñược thấp dưới 4 và ñó là mức thấp nhất ( Huett and Menary 1980) Mặt khác pH cao trên 7 sẽ gây kết tủa một số chất dinh dưỡng [45]

Dung dịch dinh dưỡng ñược ñiều chế dưới dạng ñậm ñặc, sau ñó ñược

8

pha loãng theo tỷ lệ phù hợp ñể tưới hàng ngày

Bảng 1.1 Nồng ñộ các nguyên tố cơ bản trong dung dịch dinh dưỡng

dùng trong kỹ thuật thuỷ canh (mg/l)

2 Nghiên cứu về Nông nghiệp Công nghệ cao

2.1 Nghiên cứu về Nông nghiệp Công nghệ cao trên thế giới

Theo Uỷ ban Kinh tế châu Á - Thái Bình Dương: “ Công nghệ cao là tổng hợp các kiến thức, kỹ năng, các bí quyết, các phương tiện kỹ thuật, phương pháp ñược dùng ñể chuyển hoá các nguồn lực sử dụng trong sản xuất hoặc dịch vụ công nghiệp, dịch vụ quản lý”

Theo các nhà khoa học Trung Quốc, khu Nông nghiệp Công nghệ cao gồm 5 chức năng lớn:

- Là khu trình diễn, vườn thực nghiệm nông nghiệp hiện ñại hoá, là

- Có thể thu hút một khối lượng sức lao ñộng lớn của nông thôn, làm cho nông thôn thành thị hoá, nông dân ñược công nhân hoá

- Thích ứng với các chức năng kinh doanh ñể các lĩnh vực từ trồng trọt, lâm nghiệp chăn nuôi, nuôi trồng chế biến, khoa học công nghiệp, thương mại sản xuất, cung ứng tiêu thụ ñược thống nhất Làm cho sản xuất nông nghiệp thực hiện ñược khoa học hóa, thâm canh hoá và trở thành ñầu tàu của việc phát triển nông nghiệp kỹ thuật cao

- Góp phần nâng cao tố chất văn hoá của người nông dân, làm cho họ ñược trang bị văn hoá tri thức [41]

Nông nghiệp công nghệ cao trên thế giới ñã áp dụng tất cả các thành tựu khoa học công nghệ như:

- Công nghệ sinh học tạo giống và nhân giống bằng công nghệ gen, công nghệ enzim, công nghệ nuôi cấy mô, công nghệ lai giống

- Công nghệ sinh học bảo vệ thực vật bằng công nghệ chuyển gen tạo giống kháng, công nghệ tăng sức ñề kháng, công nghệ sử dụng ñấu tranh sinh học

- Công nghệ dinh dưỡng cây trồng nhờ hiểu biết về dinh dưỡng khoáng, dinh dưỡng khí bổ sung CO2 vào môi trường, phổ, cường ñộ và thời gian chiếu sáng

- Công nghệ vật liệu sử dụng các nhà màng che nắng, mưa, giữ ẩm, có giá thành hạ và bền lâu, màng lọc quang phổ ánh sáng; công nghệ giảm nhiệt, giảm tia cực tím, giá thể không ñất

10

- Công nghệ tin học ựược sử dụng trong lĩnh vực tự ựộng hoá và chương trình hoá sinh trưởng, phát triển ra hoa, ựậu quả, sinh lý sinh hóa của rau hoa trong bảo quản tạo ra năng suất và chất lượng cao

- Công nghệ bảo quản sau thu hoạch bằng các thiết bị hiện ựại như bảo quản lạnh, bảo quản trong khắ quyển ựiều chỉnh, bảo quản bằng chiếu xạ, bảo quản trong môi trường áp suất thấp Công nghệ quản lý thông tin qua việc tổ chức sản xuất hợp lý trên cơ sở khai thác tối ưu lợi thế về khắ hậu, thời tiết và vật liệu ựể phục vụ cho thương mại hoá sản phẩm

Từ những năm giữa thế kỷ XX, các nước phát triển ựã quan tâm ựến việc xây dựng các khu nông nghiệp công nghệ cao nhằm thúc ựẩy sáng tạo công nghệ giúp cho kinh tế phát triển

đầu năm 80 tại Hoa Kỳ ựã có hơn 100 khu khoa học công nghệ Ở Anh Quốc ựến năm 1988 ựã có 38 khu vườn khoa học công nghệ với sự tham gia của hơn 800 doanh nghiệp Phần Lan ựến năm 1996 có 9 khu khoa học NNCNC Phần lớn các khu này ựều phân bố tại nơi tập trung các trường ựại học, Viện nghiên cứu

Tắnh ựến giữa thập kỷ 80, Ixrael ựã xây dựng 10 khu NNCNC ựầu tiên, yêu cầu xuất phát ựiểm cao về tự ựộng hoá và tri thức hoá Tại châu Á, tiêu biểu là các nước thuộc khu vực đông Á như Trung Quốc, đài Loan, Thái LanẦ đặc biệt, từ những năm 90, Trung Quốc ựã rất chú trọng phát triển các khu NNCNC, ựã hình thành hơn 405 khu NNCNC, trong ựó có 1 khu NNCNC cấp quốc gia, 42 khu cấp tỉnh và 362 khu cấp thành phố [41]

Trên thế giới có hơn 400 khu Công nghệ cao như: Ộ Khu Công Nghệ đại Tây DươngỢ của Pháp,Ộ Vườn khoa hoc JiaoỢ của Anh, Ộ Thành phố khoa học công nghệ ở XibêriỢ của Nga, Ộ Vườn nghiên cứu đại đứcỢ của Hàn QuốcỢ, Ộ Thung lũng BắcỢ của Canada, Ộđại địa cẩm TúỢ ở Bắc Kinh, Ộkhu công nghệ cao Tôn KiềuỢ ở Thượng Hải [26]

11

Sản xuất của các khu NNCNC ñạt năng suất kỷ lục Ví dụ như Ixrael năng suất cà chua ñạt 250 -300 tấn /ha, bưởi ñạt 100 -150 tấn/ha, hoa cắt cành 1.5 triệu cành/ha ñã tạo ra giá trị sản lượng bình quân 12.000 – 15.000 USD/ha/năm Riêng ở Trung Quốc ñạt giá trị sản lượng bình quân 40.000 – 50.0000 USD/ha/năm gấp 40 -50 lần so với các mô hình trước ñó [41] Chính

vì vậy, sản xuất nông nghiệp theo hướng ứng dụng công nghệ cao và sự phát triển các khu NNCNC ñã và ñang trở thành mẫu hình cho nền nông nghiệp tri thức thế kỷ XXI

Nghiên cứu về công nghệ cao trong canh tác và ñiều khiển cây trồng bao gồm rất nhiều vấn ñề Một trong những vấn ñề quan trọng ñó là nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng

ðầu Thế kỷ 19 với Học thuyết phân bón của Lebig ñã mở ra cho nghiên cứu khoa học nguyên lý dinh dưỡng thực vật Thế kỷ 19 cũng ñược xem như

là thế kỷ hoàn thành về cơ bản lý luận dinh dưỡng của cây trồng, nền tảng cho

sự tiến bộ nhảy vọt của kỹ nghệ phân hoá học và cũng làm tiền ñề cho những bước nhảy vọt về năng suất cây trồng và vật nuôi của nhiều nước trên thế giới Những công trình nghiên cứu Timiriazev, những phát hiện của Paulin

và Knop về môi trường nhân tạo, những phát triển của Guedroitz về dung tích hấp thu và trao ñổi ion, những phát hiện của Maze và Gabriel Bertrand về nguyên tố vi lượng làm dinh dưỡng thực vật phong phú thêm Bằng sự phát triển kỹ thuật trồng cây không dùng ñất những thành tựu của thế kỷ 19 càng ñược khẳng ñịnh [12]

Dung dịch dinh dưỡng ñầu tiên do Knop pha chế vào giữa thế kỷ 19 lúc ñầu chỉ gồm 6 loại muối vô cơ, trong ñó có các nguyên tố ña lượng và trung lượng nhưng không có vi lượng Sau ñó rất nhiều loaị dinh dưỡng ñược ñề xuất như dung dịch của Amon, Olsen, Sinsadze…

Theo Yu ( 1973) [53], Asao( 1998) [43] ñưa than hoạt tính vào dung

12

dịch dinh dưỡng làm tăng ựáng kể hàm lượng chất khô và năng suất cà chua, dưa chuột Tác giả Ho và Adam cho thấy năng suất cà chua trồng bằng thuỷ canh tăng hơn nhiều so với ựịa canh và chất lượng cũng ựược cải thiện [49]

Tại đài Loan kỹ thuật trồng cây trong dung dịch ựược áp dụng rộng rãi

và thường trồng các loại rau, dưa Ở ựây chủ yếu sử dụng hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn của AVRDC Theo Imai(1986) ớt ngọt, cà chua trồng bằng hệ thống này cho quả rất to và dưa chuột có thể trồng tốt trong mùa hè [51]

Carbonell và cộng sự ( 1994) [44] qua các nghiên cứu của mình có nhận xét có Asen trong dung dịch dinh dưỡng ựã làm giảm sưc hấp thụ Bo,

Cu, Mn, Zn Mỗi lọai cây có ngưỡng pH nhất ựịnh, nếu pH quá thấp hoặc quá cao có thể gây hại trực tiếp ựến hệ rễ, ngoài ra nếu pH cao sẽ gây kết tủa các muối Fe2+, Mn2+, PO43, Ca2+, Mg2+ Nếu thiếu một trong những nguyên tố trên gây nên những triệu chứng thiếu chất cho cây

Sử dụng các dạng ựạm, các tỷ lệ khác nhau cũng ảnh hưởng nhiều ựến sinh trưởng, phát triển của cây trồng thuỷ canh Elia và cs ( 1997) khẳng ựịnh dung dịch trồng cà tắm cần tỷ lệ NH4+/NO3- là 3/7 cho kết quả tốt nhất [47] Theo He( 1999) cho rằng ở vụ đông khi tăng NO3- trong dung dịch dinh dưỡng thì không làm tăng sự hút NO3- của cây [48]

Silic ựược thừa nhận như là một yếu tố quan trọng cần cho sự phát triển của cây lúa và một số cây ngũ cốc, nhưng kết quả gần ựây cho thấy có lẽ Silic chỉ quan trọng trong giai ựoạn ra hoa ( Ma và cộng sự viên, 1998) Si có hai hiệu quả ựáng kể sau ựây [20]

Chống lại sự tấn công của côn trùng và bệnh tật ( Cherif và cs, 1994; Winslow, 1992 Samuels, 1991)

Chống lại tác dụng của kim loại ( Vlamis và Williams, 1967; Baylis và

cs, 1994)

13

Vì thế việc thêm Si ( khoảng 0,1 mM) vào dung dịch thuỷ canh cho các cây

là cần thiết

2.2 Nghiên cứu Nông nghiệp Công nghệ cao trong nước

Nông nghiệp Công nghệ cao là nền nông nghiệp ựược áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất, bao gồm: công nghiệp hoá nông nghiệp ( cơ giới hoá các khâu của quá trình sản xuất) và tự ựộng hoá, công nghệ thông tin, công nghệ vật liệu mới, công nghệ sinh học và các giống cây trồng vật nuôi

có năng suất và chất lượng cao, ựạt hiệu quả kinh tế cao trên một ựơn vị diện tắch, phát triển bền vững trên cơ sở canh tác hữu cơ và công nghệ sau thu hoạch ( theo Vụ Khoa Học Công nghệ - Bộ Nông nghiệp và PTNT)

Kỹ thuật thuỷ canh là tiến bộ ựược Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau châu Á (AVRDC) nghiên cứu và chuyển giao Từ ựầu năm 1993, GS Lê đình Lương (Trường đại học Quốc gia Hà Nội) phối hợp với tổ chức R&D Hồng Kông tiến hành nghiên cứu toàn diện về các yếu tố kinh tế, kỹ thuật ựể

áp dụng trong ựiều kiện Việt Nam

Năm 2005, trường đại học Nông nghiệp Hà Nội tiến hành ựề tài cấp Nhà nước do PGS.TS Hồ Hữu An làm chủ nhiệm Các tác giả ựã tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm thành công công nghệ sản xuất rau an toàn không dùng ựất Các thiết bị, kỹ thuật ở ựây cũng bắt nguồn từ nước ngoài nhưng ựã

có nhiều cải cách làm giảm giá thành trong sản xuất [1]

Vụ Xuân - Hè năm 2004, Hồ Hữu An, Nguyễn Văn Phúc ựã tiến hành thắ nghiệm ựầu tiên về các loại giá thể khác nhau ảnh hưởng ựến cà chua trồng bằng công nghệ không dùng ựất, kết quả cho thấy các loại giá thể hầu như không ảnh hưởng ựến kết quả thắ nghiệm Các tác giả cũng chọn ựược giống quả bi là Rubi, nhóm quả lớn là TN 129, P375 cho năng suất khá cao thắch ứng với kỹ thuật trồng mới này [22] Trong vụ xuân hè 2004, Hồ Hữu

An và cộng sự cũng thành công trên cây xà lách trong dung dịch, nhiều giống

Công ty Giống cây trồng Hà Nội trước ñây là khu Kỹ thuật Rau Quả

Hà Nội, cũng xây dựng khu công nghệ cao rau quả với số vốn 24 tỷ ñồng Với diện tích khoảng 7,5 ha nhà lưới công nghệ cao, hệ thồng tưới nhỏ giọt, các công nghệ nhập hoàn toàn từ Ixraen Các quy trình kỹ thuật từ pha chế dung dịch dinh dưỡng, chế ñộ tưới, ñiều chỉnh ánh sáng, nhiệt ñộ pH, EC, … ñều ñược tự ñộng hoá Nơi ñây áp dụng trồng chủ yếu các cây cà chua, dưa chuột,

ớt

Một số cơ sở như Viện Di truyền Nông Nghiệp, Viện Nghiên cứu Rau Quả Trung Ương, Xí nghiệp Dinh dưỡng Thăng Long - Hà Nội, trường Trung cấp Nông Nghiệp - Hà Nội, Trung tâm Giống cây trồng Phú Thọ … cũng ñang triển khai nghiên cứu, sản xuất RAT theo công nghệ này

Hải Phòng xây dựng khu CNC ñể sản xuất RAT theo kiểu công nghiệp, tại ñây ñã xây dựng khoảng 7000m2 nhà kính hiện ñại nhập hoàn toàn từ Ixraen trồng cà chua, dưa chuột, xà lách Tại khu CNC này Phạm Ngọc Sơn ( 2006) tiến hành nghiên cứu rau cải, xà lách trồng bằng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh Tác giả kết luận rằng cây con của cải xanh và xà lách trong hai phương pháp trồng này có khả năng thích ứng nhanh, cây con sớm xuất vườn [29]

Năm 2002, Bắc Ninh triển khai dự án “Áp dụng vào sản xuất rau, hoa chất lượng cao theo phương pháp công nghiệp”, ñầu tư lắp ñạt nhiều trang

Công ty Hasfarm ựã mở ựầu sản xuất NNCNC ở nước ta từ năm 1994 ựến nay Công ty sản xuất hoa bằng công nghệ cao trên diện tắch 35 ha, trong

ựó 28,8 ha nhà plastic với nhân công gần 400 người, sản xuất trung bình 80.000 bông hoa cúc các loại, 60% sản phẩm hoa xuất khẩu ựạt doanh thu 7,1 triệu USD ( năm 2003) [26]

Mô hình trồng RAT trong nhà lưới bằng hệ thống tưới nhỏ giọt hoàn toàn tự ựộng của ông Nguyễn Văn Bẩy tỉnh Bình Dương là mô hình ựầu tiên của tỉnh này Theo ông Bẩy các giống cà chua trồng tốt là TN 148, TN 155 của Công ty Trang Nông, T 3000 của Công ty xanh và một số giống nước ngoài, thì sản xuất 1 kg cà chua hết 2500 ự, thu lãi trên 600 triêu ựồng/ha, sau

2 năm có thể thu hồi vốn ( VTV2- đài truyền hình Việt Nam, 2008) [38]

Nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng cho nhà kắnh nhà lưới ở nước ta

là vấn ựề quan tâm của các nhà khoa học

Nguyễn Khắc Thái Sơn ( 2005) khi nghiên cứu Ộ Cải tiến một số dung dịch dinh dưỡng ựể trồng cải xanh và cà chua bằng kỹ thuật thuỷ canhỢ ựã nhận xét dung dịch dinh dưỡng đài Loan nhập nội luôn tỏ ra ưu việt với quá trình sinh trưởng của cây trồng kể cả rau cải xanh Có 4 trong 7 dung dịch tự pha cho năng suất cà chua cao hơn dung dịch đài Loan Xếp thứ tự từ cao xuống thấp: Knôp ct Ờ đài Loan ct Ờ FAO Ờ FAO ct [25]

Nghiên cứu ảnh hưởng của ựồng ựến sự sinh trưởng và phát triển của

cà chua, Lê đức và cs cho thấy với phương thức xử lý ựồng khác nhau ựều

16

cho năng suất cà chua cao hơn so với ựối chứng Ngâm hạt giống trước khi gieo với CuSO4 0,02% và phun dung dịch CuSO4 0,005% vào thời kỳ vườn ươm hay ra hoa ựều làm cho năng suất cây trồng tăng [11]

Vũ Quang Sáng và Phạm Ngọc Thạch (1999) khi nghiên cứu ỘẢnh hưởng của một số dung dịch dinh dưỡng khác nhau ựến sinh trưởng, phát triển và năng suất của rau khoai lang, xà lách vụ thu ựông 1997Ợ nhận xét:

Có thể chủ ựộng tự pha chế dung dịch mà không phải ựiều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng Trồng cây trong dung dịch tự pha chế cho năng suất chất lượng tương ựương so với dung dịch nhập của ADVDC mà gắá thành hạ hơn

57 Ờ 60% [23] Vũ Quang Sáng ( 2000) nghiên cứu cải tiến dung dịch của FAO, Knop bằng cách bổ sung vi lượng ựối với cà chua trồng thuỷ canh cho thấy: Có thể chủ ựộng pha chế dung dịch trồng cà chua mà không cần ựiều chỉnh pH, chỉ cần bổ sung dung dịch dinh dưỡng khi ra hoa Năng suất, chất lượng quả cà chua khi trồng trong 2 loại dung dịch này tốt, giá thành sản xuất

hạ hơn so với sử dụng dung dịch của AVRDC [24]

Bùi Quang Xuân, Nguyễn đình Hùng khi nghiên cứu Ộ Tạo dung dịch dinh dưỡng ựể thử nghiệm sản xuất rau bằng phương pháp thuỷ canhỢ ựưa ra hai loại dung dịch dinh dưỡng H2 và H4 có giá tri pH khá ổn ựịnh, trồng rau dài ngày dung dịch không có hiện tượng kết tủa, pH biến ựộng không ựáng

kể, có hiệu lực cao ựối với sinh trưởng và năng suất khi trồng rau bằng thuỷ canh tĩnh [30]

Cao Kỳ Sơn và cs khi nghiên cứu dinh dưỡng cho cây cà chua và dưa chuột trồng trên nền giá thể có tỷ lệ theo thêt tắch: 4 /10 tro núi lửa + 6/10 xơ dừa tại khu Công nghệ cao Hà Nội cho thấy công thức tốt nhất có tỷ lệ và hàm lượng dinh dưỡng 158 kg N, 75kg P2O5, 300 kg K2O cho năng suất dưa chuột giống Sao Xanh ựạt 82,59 tấn/ha Với cà chua Bi tỷ lệ dinh dưỡng 400

kg N, 150kg P2O5, 800 kg K2O cho năng suất 73,06 tấn/ha [27]

17

3 Cây dưa chuột

3.1 Sản xuất dưa chuột ở Việt Nam

Cây dưa chuột ( Cucumis sativus L) thuộc họ Bầu bí và là một loại rau

truyền thống Cây dưa chuột ñược khoa học xác nhận có nguồn gốc ở Việt Nam, tồn tại ở nước ta hàng nghìn năm nay Trong quá trình giao lưu buôn bán dưa chuột nó ñược trồng phổ biến ở Trung Quốc và từ ñây ñược phát triển sang Nhật Bản và châu Âu hình thành dạng dưa chuột quả dài, gai trắng, mầu xanh ñậm Nhóm thứ hai mang ñặc trưng của vùng nguyên sản ñược phát triển sang lục ñịa Ấn ðộ hơn 2000 năm trước Hiện nay dưa chuột ñược trồng khắp nơi, từ xích ñạo ñến 63o vĩ bắc [7]

Thành phần hoá học quả dưa chuột: Nước 95%, protit: 0,88g%, xenlulo: 0,7g%, tro 0,5g%, Ca 23mg%, P 27mg%, Fe 15mg%, các vitamin A, B1, B2, PP

và C Trong 100 g quả dưa chuột tươi cung cấp cho cơ thể 16 calo [15]

3.2 Yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh của cây dưa chuột

ðiều kiện môi trường tác ñộng ñến sinh trưởng của cây dưa chuột, bao gồm: khí hậu (ánh sáng, nhiệt ñộ, ñộ ẩm), thổ nhưỡng, yếu tố sinh vật và tác ñộng của con người Về mặt sinh lý học cây dưa chuột phản ứng mạnh với tác ñộng của ñiều kiện ngoại cảnh

* Nhịêt ñộ:

Dưa chuột cũng như các cây trong họ bầu bí rất mẫn cảm với sương giá ñặc biệt là nhiệt ñộ thấp [10] Dưa chuột thuộc nhóm cây ưa nhiệt, yếu cầu khí hậu ấm áp và khô giáo ñể sinh trưởng phát triển Nhiệt ñộ thích hợp cho cây dưa chuột sinh trưởng phát triển từ 25-300C Nhiệt ñộ cao hơn sẽ làm cho cây ngừng sinh trưởng và nếu kéo dài nhiệt ñộ từ 35-40oC thì cây sẽ chế [33] Nhiệt ñộ thích hợp cho dưa chuột phát triển là 21oC (70oF) ban ngày,

19oC (66oF) vào ban ñêm [50]

18

Nhiệt ñộ có ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian ra hoa của cây Nhiệt ñộ thích hợp cho cây ra hoa cái ở ngày thứ 26 sau khi cây nẩy mầm Nhiệt ñộ càng thấp thời gian càng kéo dài Tổng tích ôn từ lúc hạt nẩy mầm ñến thu quả ñầu tiên ở các giống ñịa phương là 900oC, ñến kết thúc là 1650oC [33]

Nhiệt ñộ thích hợp cho sự nẩy mầm của hạt phấn 17 - 24 oC, nhiệt ñộ quá cao, hay quá thấp so với ngưỡng nhiệt ñộ này ñều làm giảm sức sống hạt phấn, ñó chính là nguyên nhân gây giảm năng suất [35]

* Ánh sáng:

Dưa chuột thuộc nhóm cây ưa sáng ngày ngắn, ñộ dài chiếu sáng thích hợp cho cây sinh trưởng phát dục là 10-12 giờ/ngày Phản ứng của dưa chuột ñối với ánh sáng không phụ thuộc vào giống và thời vụ gieo trồng Cường ñộ ánh sáng thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng phát triển, giúp cho cây tăng hiệu suất quang hợp, tăng năng suất chất lượng quả và giút ngắn thời gian lớn của quả trong khoảng 15000-17000 lux [31] [33]

ðộ dài và cường ñộ ánh sáng không phải là chỉ tiêu duy nhất ñặc trưng cho ảnh hưởng của ánh sáng ñến hoạt ñộng sống của cây Công trình nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy chiếu sáng bổ sung tia hồng ngoại lên cây sẽ kích thích sự phát triển của cây ngày dài và ức chế cây ngày ngắn Ngược lại, tia cực tím có bước sóng ngắn lại kích thích sự phát triển của cây ngày ngắn

và ức chế cây ngày dài [17]

Trong ñiều kiện thiếu ánh sáng cây sinh trưởng phát triển kém, ra hoa cái muộn, mầu sắc hoa nhạt, vàng úa, hoa cái dễ bị rụng, năng suất quả thấp, chất lượng quả giảm, hương vị kém [7] Nghiên cứu về phản ứng ánh sáng của dưa chuột với ñộ dài ngày thì giống ñịa phương Quế Võ - Việt Nam là giống phản ứng ngày ngắn ñiển hình [34]

Mức ñộ phản ứng của cây với thời gian chiếu sáng trong quá trình phát

19

sinh cũng khác nhau Thí nghiệm ñã kết luận rằng dưa chuột ở tuổi 20-25 ngày sau khi nẩy mầm có phản ứng thuận với ñộ dài chiếu sáng dưới 12 giờ [35] Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của tác giả về phản ứng của dưa chuột ở giai ñoạn cây con có mức ñộ mẫn cảm hơn cây lớn [52]

* ðộ ẩm:

Dưa chuột là loại cây chịu hạn, chịu úng kém Trong thân cây nước chiếm 91,3%, trong quả có chứa tới 93-95% nước, bộ lá dưa chuột to, hệ số thoát hơi nước lớn nên dưa chuột yêu cầu ñộ ẩm cao, là cây ñứng ñầu về nước trong họ bầu bí, ñộ ẩm thích hợp cho cây dưa chuột là 85-90%, ñộ ẩm không khí : 90-95% Trong giai ñoạn ra quả phải giữ ẩm thường xuyên từ 90-100%

ñộ ẩm ñồng ruộng Dưa chuột kém chịu hạn, nếu thiếu nước cây không những sinh trưởng kém mà còn tích luỹ chất cucurbitancin gây ñắng trong quả Chất này thường tập trung nhiều ở phần cuối thân và dưới lớp vỏ cây Khi thiếu nước nghiêm trọng sẽ xuất hiện quả dị hình, quả bị ñắng và cây dễ bị nhiễm virus Thời kỳ cây ra hoa, tạo quả yêu cầu lượng nước cao nhất Hạt nẩy mầm, yêu cầu lượng nước bằng 50% khối lượng hạt [2]

3.3 Yêu cầu về ñất trồng và dinh dưỡng

Dưa chuột là cây trồng có nguồn gốc từ vùng nhiệt ñới ẩm, thích nghi với các loại ñất có dinh dưỡng ñầy ñủ trên bề mặt của lớp rừng nhiệt ñới ðất trồng thích hợp là ñất có thành phần cơ giới nhẹ như: ñất pha cát, ñất thịt nhẹ,

ñộ pH thích hợp là 5,5-6,5 Nồng ñộ trung bình của các nguyên tố khoáng trong dịch bào ñể cây cho năng suất cao là: 2500-3500 mg nitơ /kg, photpho từ 150-225, kali: 4500-6000, magiê: 300-400, clo: gần 200, so sánh với các cây trồng khác thì nồng ñộ dịch bào bình thường của dưa chuột cao hơn cả [36]

Về mặt thực vật học, dưa chuột có thời gian sinh trưởng ngắn, bộ rễ kém phát triển, phần thân lá trên mặt ñất lớn, tốc ñộ hình thành cơ quan sinh

20

dưỡng cao do ñó khi ñược trồng, dưa chuột ñòi hỏi cung cấp dinh dưỡng nhiều ðể có 1 tấn sản phẩm dưa chuột lấy ñi từ ñất khoảng 0,8-1,36 kg ñạm, 0,27-0,9kg P2O5 và 1,36-2,3 kg K2O Dưa chuột sử dụng kali có hiệu quả nhất, sau ñó ñến ñạm cuối cùng là lân, khi bón 60kg ñam, 60kg kali, 60kg lân thì dưa chuột sử dụng 92% ñạm, 335 lân, 100% kali [2] Bên cạnh các nguyên tố ña lượng thì các nguyến tố vi lượng ñóng vai trò hết sức quan trọng Khi bổ sung các nguyên tố vi lượng vào dung dịch phân ña lượng bón cho cây sẽ thu ñược quả có chất lượng cao, ñặc biệt trộn hạt dưa với phân vi lượng trước sẽ làm tăng năng suất từ 50-60 tạ/ha [12] Dưa chuột không chịu ñựơc nồng ñộ phân cao nhưng lại phản ứng rõ rệt với hiện tượng thiếu dinh dưỡng, phân hữu cơ có tác dụng tăng năng suất dưa chuột [35]

Kali và lân có vai trò quan trọng trong việc tạo quả có chất lượng, còn ñạm làm mầu quả ñẹp Ở thời kỳ ñầu của sự sinh trưởng cây dưa chuột cần nhiều ñạm và lân Ở giai ñoạn cuối cây không cần nhiều ñạm, nếu giảm cung cấp ñạm làm thu hoạch tăng ñáng kể [7] [31]

ðể có 30 tấn quả/ha, cây dưa chuột lấy ñi từ ñất 50 kg N /ha; 40 kg

P2O5/ha; 80 kg K2O /ha (theo AVRDC 1990) [37] ðể ñạt năng suất 15 tấn/ha, cây dưa chuột lấy ñi từ ñất 47 kg N/ha; 13 kg P2O5/ha; 65 kg K2O/ha [46] Tính trung bình ñể tạo một tấn quả, cây dưa chuột lấy ñi từ ñất 2,16 kg N/ha; 1,18 kg P2O5/ha; 3,22 kg K2O/ha

Cũng theo IFA, 1992, ñể ñạt năng suất 300 tấn /ha trong nhà kính, cây dưa chuột lấy ñi từ ñất 450-500 kg N/ha, 200-250 kg P2O5/ha, 800-1000 kg

K2O/ha, 130 kg MgO/ha, 300 kg CaO/ha [46] Tính trung bình ñể tạo ra một tấn quả cây dưa chuột cần 1,5-1,67 kgN/ha; 0,67- 0,83 kg P2O5/ha; 2,67- 3,33 kgK2O/ha ðể ñạt năng suất hơn 100 tấn quả/ha, cây dưa chuột cần trung bình 158kg N/ha; 75 kg P2O5/ha; 300 kg K2o/ha ñể ñạt năng suất hơn 100 tấn quả/ha, cây dưa chuột cần trung bình 158kg N/ha; 75 kg P2O5/ha; 300 kg

21

K2O/ha

4 Cây cà chua

4.1 Sản xuất cà chua ở Việt Nam

Cà chua có tên khoa học là Lycopersicum esculentum Mill thuộc họ Cà ( Salanaceae) Cà chua có nguồn gốc ở Peru nhưng ựược thuần hoá ở Mehicô

Năm 1518 ựược trồng ở Tây Ban Nha, năm 1554 cà chua bắt ựầu ựược trồng tại Ý, người Anh bắt ựầu trồng cà chua vào năm 1590 đến năm 1863 người châu Âu ựã tạo ra ựược 23 giống cà chua đến cuối thế kỷ XIX tăng lên thành mấy trăm loài Giữa thế kỷ XIX, cà chua mới ựược trồng ở châu Âu và sau ựó ựược trồng phổ biến ở nước Mỹ Awliwington là người Mỹ ựầu tiên chọn lọc

và lai tạo giống cà chua Từ năm 1870-1893, ông ựã tạo ra ựược 13 dòng cà chua tốt nhất Có 2 dạng cây cà chua: dạng sinh trưởng vô hạn, cây tăng trưởng chiều cao không hạn chế, cành lá nhiều ra hoa quả rải rác và dạng sinh trưởng hữu hạn cành lá ắt, ra hoa quả tập trung hơn Hiện nay phần lớn dạng

cà chua sử dụng trong sản xuất là dạng cà chua hữu hạn do ưu ựiểm ra quả và chắn tập trung đối với nhà vườn và nhà kắnh trồng các giống sinh trưởng vô hạn [16] [40]

Ở Việt Nam cà chua ựược trồng khoảng trên 100 năm nay, diện tắch trồng hàng năm biến ựộng từ 12 Ờ 13 ngàn ha

Ở vùng Gia Lâm - Hà Nội tổng giá trị sản xuất thu từ cà chua là 27.409.000 ự/ha, lãi 15.087.000 ự/ha ( Bùi Thị Gia, 2000) Cà chua ựược trồng chủ yếu ở vùng ựồng bằng sông Hồng và trung du Bắc bộ Ở Miền Nam

có đà Lạt nơi sản xuất cà chua cho năng suất cao song trong cả nước chưa có vùng sản xuất lớn [6]

Chỉ tắnh riêng năm 1994, đà lạt ựã xuất khẩu 4000 tấn rau sang thị trường khu vực châu Á Sau năm 1995, ngành trồng trọt mở rộng theo hướng

mở rộng diện tắch, năng suất chất lượng, người sản xuất ựã tiếp cận sản xuất

22

theo hướng công nghệ cao Nguồn vốn ñầu tư trong giai ñoạn 1998-2005 ước tính ñược 50 tỷ ñồng, giai ñoạn 2005-2010 là 100 tỷ Dự kiến ñến năm 2010 diện tích trồng rau hoa 18-20 nghìn ha, sản lượng 500 nghìn tấn, trong ñó rau sạch chiếm khoảng 50% ( Nguyễn Văn Liết, 2005) [18]

Bảng 1.2 Sản xuất cà chua ở Việt Nam (1997-2001) Năm Diện tích, ha Năng suất, tạ/ha Sản lượng, tấn

Cà chua có nguồn gốc ở vùng nhiệt ñới khô, thuộc nhóm cây ưa nhiệt

ñộ ôn hoà Nhiệt ñộ ảnh hưởng suốt trong quá trình sinh trưởng phát triển : từ nẩy mầm, tăng trưởng cây, nở hoa, ñậu quả, hình thành hạt và năng suất thương phẩm Cà chua sinh trưởng phát triển thuận lợi ở 200C ñến 270C Nhiệt ñộ trên 300 kéo dài, kết hợp với khô hạn ñất, khô không khí sẽ dẫn ñến quá trình ñồng hoá, giảm hàm lượng chất khô trong quả và làm năng suất giảm sút nghiêm trọng, nhiệt ñộ trên 35 oC làm cây ngừng sinh trưởng [2]

Các tế bào phôi và hạt phấn sẽ bị huỷ hoại khi nhiệt ñộ ban ngày trên

38oC Trong vài ngày trước hoặc sau thời gian thụ phấn nếu nhiệt ñộ quá

21oC, khả năng ñậu quả giảm [16]

Trong thời kỳ quả chín, nhiệt ñộ và ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn ñến

sự hình thành các sắc tố của quả, chủ yếu là licopen v à caroten Licopen là

23

sắc tố mầu ñỏ, ñược hình thành trong ñiều kiện nhiệt ñộ khoảng 20oC do vậy trong vụ hè quả thường mầu vàng Nhiệt ñộ tốt nhất cho quả chín là 22oC, ban ñêm trên 13 oC, ban ngày 24-30oC, ñộ ẩm 80-85% [2]

* Ánh sáng:

Cà chua là cây trồng phản ứng không chặt chẽ với ñộ dài ngày Vì vậy nhiều giống cà ñược trồng có thể ra hoa trong ñiều kiện thời gian chiếu sáng dài hoặc ngắn

ðiều kiện chiếu sáng mạnh tại trung tâm phát sinh ñã làm cho cây cà chua có yêu cầu lớn ñối với cường ñộ ánh sáng Cường ñộ ánh sáng thấp nhất cho cà chua sinh trưởng phát triển là 4000 lux Somos( 1971) ñã chứng minh rằng ñể cho cây cà chua sinh trưởng bình thường, ra hoa, kết quả thì cần chế

ñộ chiếu sáng với cường ñộ thấp hơn 10.000 lux Một số tác giả khác cho rằng cường ñộ ánh sáng thích hợp nhất cho cây cà chua là 14.000-20.000 lux Chứng tỏ cà chua là cây ưa ánh sáng mạnh [6]

* Nước tưới:

Chế ñộ nước trong cây là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng ñến cường

ñộ của các quá trình sinh lý cơ bản: quang hợp, hô hấp, sinh trưởng và phát triển Cà chua là cây tương ñối chịu hạn, nhưng yêu cầu về nước nhiều vì khối lượng thân lá trên mặt ñất lớn, ñồng thời hình thành nhiều quả trong thời gian ngắn Theo tính toán của các nhà khoa học thì ñể ñạt năng suất 50 tấn /ha cần tới 6000m3 nước [2] Yêu cầu nước ở cà chua nhiều nhất là thời kỳ ra quả, nếu thiếu nước lá cà chua bị xoăn lại, do ñó quang hợp sẽ bị yếu ñi ðộ ẩm ñất thuận lợi cho cà chua là 60-70%, ñộ ẩm tương ñối của không khí là 55-65%, nếu ñộ ẩm không khí quá cao ở thời kỳ nở hoa sẽ làm cho ống phấn bị trương, bao phấn nứt, thụ tinh, thụ phấn sẽ gặp khó khăn, hoa hay bị rụng ðộ

ẩm quá cao trước khi cây nở hoa ñã dẫn ñến sinh trưởng dinh dưỡng quá

24

mạnh, ức chế sinh trưởng sinh thực ðộ ẩm không khí cao là ñiều kiện thuận lợi cho các bệnh do nấm phát triển

4.3 Yêu cầu về ñất và dinh dưỡng

Cà chua ưa trồng trên ñất thoát nước khá với ñộ chua trung tính, pH = 6,0-7,0 Cây cà chua mẫn cảm với phân hữu cơ và phân khoáng, sử dụng phân bón thích hợp sẽ nâng cao sản lượng và chất lượng quả

Trong các nguyên tố dinh dưỡng cà chua sử dụng nhiều nhất là kaly, ñạm, thứ ñến là lân và canxi Muốn bón phân khoáng thích hợp cho cà chua cần chú ý ñến ñộ phì của ñất và tình trạng cây, phân khoáng dùng ñể bón lót

và bón thúc cho cây Tỷ lệ bón các nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu phụ thuộc vào tuổi cây, giống và ñiều kiện cây trồng

ðạm: Cà chua yêu cầu ñạm nhiều vào thời kỳ ra hoa và kết quả ðạm là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng duy trì sự sinh trưởng, hình thành các bộ phận sinh dưỡng của cây Trong ñiều kiện có chế ñộ chiếu sáng tốt, bón nhiều ñạm làm cho cây sinh trưởng khoẻ, mập, có triển vọng cho thu hoạch cao

Lân: Là một trong những thành phần chủ yếu của tế bào và mô cây Tác dụng của lân là xúc tiến quả lớn nhanh trong ñiều kiện cung cấp ñạm ñầy ñủ Thời kỳ ñầu sinh trưởng cây cà chua rất mẫn cảm với thiếu lân trong ñất, do vậy giai ñoạn ñầu cần phải bón lân cho cây ở dạng dễ tiêu ñể xúc tiến việc ra

rễ, ñồng thời tăng khả năng hút nước và chất dinh dưỡng Cây ñược bón lân ñầy ñủ sẽ nở hoa và chín sớm hơn, chất lượng quả sẽ tốt hơn vì lân tăng cường hoạt ñộng của xitokinin Thiếu lân cây ñồng hoá ñạm yếu, do vậy khi thiếu lân cây có biểu hiện thiếu ñạm, lá có mầu xanh tối và thân có mầu nâu tím, khi trồng cà chua cần chú ý bón ñầy ñủ lân dễ tiêu, hiệu lực của lân tốt khi bón ñầy ñủ ñạm

Kali: Cần thiết cho quá trình ñồng hoá CO2 ñể tạo thành gluxit, ñồng

25

thời hạn chế sự phát triển của các loại bệnh hại Kali còn giúp cho các tế bào cứng cáp làm tăng khả năng cất giữ và vận chuyển, có vai trò quan trọng trong việc hình thành mầu sắc, tăng lượng caroten và giảm lượng clorophin Khi thiếu kali, cây ngừng sinh trưởng, mép lá có vết mầu nâu vàng, sau ñó cuộn lại và chết Bón kali cần kết hợp với việc bón ñầy ñủ các nguyên tố dinh dưỡng khác

Canxi: Vai trò chính của canxi là ñiều chỉnh ñộ pH của ñất, thúc ñẩy hút các chất dinh dưỡng khác Canxi làm cho cây cứng cáp tránh ñổ Thiếu canxi cây bị héo, ñỉnh sinh trưởng bị chết, lá có các ñốm mầu vàng xám, sau

ñó héo và rụng Thiếu canxi ở giai ñoạn quả lớn, gây hiện tượng thối ñỉnh hàng loạt Ngược lại khi ñất quá nhiều canxi thì lá có mầu vàng và quả nhỏ

Cà chua còn yêu cầu các nguyên tố vi lượng: Bo, mangan là các nguyên

tố quan trọng nhất, ñặc biệt Bo có vai trò quan trọng trong việc hạn chế hiện tượng rụng nụ, rụng hoa, quả Thiếu Bo, bộ lá sẽ kém phát triển, chồi ñỉnh rễ

bị thối, quả biến dạng Vì vậy, sử dụng hợp lý phân vi lượng sẽ nâng cao năng suất và chất lượng cà chua [2]

ðể có năng suất 24 tấn quả/ha, cây cà chua lấy ñi từ ñất 117 kg/ha N; 46 kg/ha P2O5; 319 kg/ha K2O; 43 kg/ha MgO; 129 kg/ha CaO; ñể có 40 tấn quả/ha, cây cà chua lấy ñi từ ñất 110 kg/ha N; 30 kg/ha P2O5; 150 kg/ha K2O (theo AVRDC 1990) [37] Theo IFA, 1992 ñể ñạt năng suất 40-50 tấn/ha cây lấy từ ñất 100-150 kg N/ha, 20-40 kg P2O5, 150-300 kg K2O/ha, 20-30 kg MgO/ha [46] ðể ñạt 125-150 tấn qủa/ha cây cà chua lấy ñi 900-1100 kg K2O, 450-550 kg N, 80-110 P2O5, 120-140 kg MgO kg [50] ðể ñạt năng suất hơn

100 tấn quả /ha cây cà chua cần trung bình 40 kg N/ha, 150 kg P2O5/ha, 800

kg K2O /ha

26

5 Rau an toàn (RAT) và các tiêu chuẩn chất lượng

Bảng 1.3 Ngưỡng giới hạn dư lượng NO 3 - trong rau (mg/kg tươi)

27

Bảng 1.4 Dư lượng thuốc BVTV cho phép trong một số loại rau,

(mg/kg)

Loại rau Thuốc BVTV

Ăn lá Ăn quả Ăn củ

Thời gian cách ly (ngày)

Dimethoat 50 EC( Bi 58) 0,1 0,5-1,0 0,5-1 7-10 Carbaril 80 WP(Sevin 85 WP) 1,0-1,5 1,0-1,5 - 7

28

Quy ñịnh về rau sạch (rau an toàn): Theo “ Quy ñịnh tạm thời về sản xuất rau an toàn” của Bộ Nông nghiệp và PTNT, 1998, khái niệm về rau an toàn là : “ Những sản phẩm rau tươi ( bao gồm tất cả các loại rau ăn thân, lá,

củ, hoa, quả) có chất lượng ñúng như ñặc tính giống của nó, hàm lượng các hoá chất ñộc và mức ñộ ô nhiễm các vi sinh vật gây hại ở mức tiêu chuẩn cho phép, ñảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và môi trường thì ñược coi là rau ñảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm gọi tắt là rau an toàn”

Bảng 1.5 Ngưỡng giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong rau tươi

Nguồn: Tuyển tập TCNN Việt Nam, số 4/1998, tập 1, Bộ Nông nghiệp và PTNT

Rau an toàn phải ñảm bảo các yêu cầu về chất lượng như sau:

Chỉ tiêu về hình thái: sản phẩm ñược thu hoạch ñúng lúc, ñúng với yêu cầu của từng loại rau, không dập nát, héo úa, hư thối, không lẫn tạp chất, sâu bệnh và có bao gói thích hợp

Chỉ tiêu về an toàn: Hàm lượng NO3-, dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV), kim loại nặng (KLN) dưới ngưỡng cho phép theo tiêu chuẩn của FAO, WHO và của Việt Nam và không có vi sinh vật (VSV) gây hại

29

Bảng 1.6 Ngưỡng giới hạn VSV gây hại trong rau quả

(theo quy ñịnh của Việt Nam)

Salmonella( không ñược có/25 g rau) 0

E.Coli, S aureus, Cl.perfringens Giới hạn bởi GAP

Nguồn:Tuyển tập TCNN Việt Nam, số 4/1998, tập 1, Bộ Nông nghiệp và PTNT

Một số chỉ tiêu ñộ an toàn theo quy ñịnh của FAO, WHO, và của Việt Nam (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 1998 [5])

30

Chương 2 VẬT LIỆU, NÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 địa ựiểm và thời gian nghiên cứu

Thắ nghiệm ựược tiến hành trong nhà plastic của Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng - Viện Thổ nhưỡng Nông hoá trên diện tắch nhà lưới 300 m2, phương pháp tưới nhỏ giọt

Thời gian thực hiện ựề tài: Từ năm 2007 ựến năm 2008

Thời gian tiến hành các thắ nghiệm:

+ Cà chua: Từ ngày 14/9/2007 ựến ngày 2/2/2008

+ Dưa chuột: Từ ngày 13/9/2007 ựến ngày 7/12/2007

2.2 Vật liệu nghiên cứu

- Tro núi lửa;

- Xơ dừa;

- Túi bầu pôlyme kắch thước 30cm x 30 cm;

- Hệ thống tưới nhỏ giọt: bình chứa, bộ lọc, ống tưới có các lỗ nhỏ giọt cách nhau 30cm

- Giống thắ nghiệm:

+ Dưa chuột: giống Sao Xanh do Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm cung cấp

+ Cà chua bi: giống Thuý Hồng nhập của đài Loan

2.3 Nội dung nghiên cứu

- đánh giá ảnh hưởng của các ựiều kiện canh tác trong nhà lưới: ngoại cảnh (nhiệt ựộ, cường ựộ ánh sáng, ựộ ẩm) và môi trường trồng cây (giá thể trồng cây) ựối với cây dưa chuột, cà chua thương phẩm qua từng giai ựoạn sinh trưởng và phát triển

- Xác ựịnh công thức pha chế các loại hỗn hợp dinh dưỡng phù hợp với

31

từng giai ựoạn sinh trưởng và phát triển của cây

- đánh giá hiệu lực và hiệu quả kinh tế sử dụng dung dịch dinh dưỡng ựối với cây dưa chuột và cà chua trồng trong nhà plastic

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu trong phòng

2.4.1.1 Phương pháp pha chế các dung dịch dinh dưỡng:

Dung dịch dinh dưỡng ựược pha chế dưới dạng ựậm ựặc (gọi là dung dịch gốc) Từ dung dịch gốc pha chế thành các dung dịch tưới hàng ngày Dung dịch gốc ựể pha tưới cho cây: ở giai ựoạn từ trồng ựến ra hoa, tưới chung cho cả 4 công thức thắ nghiệm, ký hiệu là P Giai ựoạn từ ra hoa ựến kết thúc thu hoạch, dung dịch dinh dưỡng tưới cho cây ở công thức 1 ký hiệu

là P1, ở công thức 2 ký hiệu là P2, ở công thức 3 ký hiệu là P3, ở công thức 4

2.4.1.2 Phương pháp phân tắch:

Phân tắch giá thể trước thắ nghiệm các chỉ tiêu: N, P2O5, K2O (tổng số)

Phân tắch dung dịch dinh dưỡng các chỉ tiêu: N, P2O5, K2O (tổng số),

pH, ựộ dẫn ựiện (EC)

Phân tắch cây ở 3 giai ựoạn: N, P2O5, K2O (tổng số)

Phân tắch ựược tiến hành theo các phương pháp có trong "Sổ tay phân

32

tích ðất, Nước, Phân bón, Cây trồng" do Viện Thổ nhưỡng Nông hoá làm

chủ biên, NXB Nông nghiệp, 1998 Cụ thể:

K20 tổng số: Công phá mẫu bằng H2SO4+HCLO4 xác ñịnh K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa

K20 dễ tiêu: Chiết K bằng amonaxetat 1M (pH =7,0), xác ñịnh K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa

EC dung dịch dinh dưỡng: ño trực tiếp bằng máy ño dẫn ñiện (conductivity meter)

2.4.2 Nghiên cứu trong nhà plastic

a) Công thức thí nghiệm:

- Cây dưa chuột: ñơn vị (gam/bầu)

CT1: 42 N + 21 P2O5 + 42 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 0,5:1)

CT2: 42 N + 21 P2O5 + 67 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 0,5:1,6) CT3: 42 N + 42 P2O5 + 67 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 1:1,6)

CT4: 42 N + 42 P2O5 + 84 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 1: 2)

- Cây cà chua: ñơn vị (gam/bầu)

CT1: 70 N + 35 P2O5 + 70 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 0,5:1)

CT2: 70 N + 35 P2O5 + 112 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 0,5:1,6) CT3: 70 N + 70 P2O5 + 112 K2O (tỷ lệ N:P2O5 = 1: 1:1,6)