Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của thành phần môi trường đến sự sinh trưởng và của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần môi trường lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Mời các bạn cùng tham khảo.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CẢI BẸ XANH

(Brassica juncea L.) TRONG HỆ THỐNG THỦY

CANH NGÂM RỄ

TP Hồ Chí Minh, 2015

Tôi xin cam đoan đề tài “Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự

sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm

rễ” là đề tài nghiên cứu do tôi trực tiếp thực hiện, dưới sự hướng dẫn của Th.S Phan Quốc Tâm Tất cả các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án tốt nghiệp là khách quan và không sao chép số liệu của bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước

đây

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường và hội đồng về sự cam

đoan này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hồng Anh

Để hoàn thành đồ án tố nghiệp này, em xin chân thành cảm Ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh cùng các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyên đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS Phan Quốc Tâm

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như làm đồ án tốt nghiệp

Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn bè đã đồng hành và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Anh

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

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

7 Kết quả đạt được 3

8 Kết cấu của đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Giới thiệu sơ lược về hệ thống thủy canh 4

1.1.1 Khái niệm 4

1.1.2 Lịch sử phát triển và những thành tựu đạt được trong nuôi trồng thủy canh 4

1.1.3 Các phương pháp thủy canh 6

1.1.4 Môi trường trồng thủy canh 11

1.1.5 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường 14

1.1.6 Một số giá thể hữu cơ được sử dụng 16

1.1.7 Chất lượng nước 17

1.1.8 Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh 17

1.1.9 Một số bệnh trong hệ thống thủy canh 18

1.2 Giới thiệu về cải bẹ xanh 19

1.2.1 Nguồn gốc và phân bố 19

1.2.2 Phân loại 20

1.2.3 Đặc điểm hình thái 20

1.2.4 Giá trị của cải bẹ xanh 21

1.2.5 Điều kiện sinh thái của cải bẹ xanh 22

1.2.6 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây cải bẹ xanh 22

1.2.7 Đất và dinh dưỡng Error! Bookmark not defined. 1.2.8 Kỹ thuật trồng cải bẹ xanh 22

1.3 Dinh dưỡng khoáng 29

1.3.1 Bản chất của quá trình hút khoáng 29

1.3.2 Vai trò của nguyên tố khoáng đối với thực vật 29

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 39

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 39

2.1.1 Thời gian nghiên cứu 39

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 39

2.2 Nguyên vật liệu thí nghiệm 39

2.2.1 Nguồn giống 39

2.2.2 Thiết bị và dụng cụ 39

2.3 Phương pháp 39

2.3.1 Chuẩn bị hệ thống thủy canh ngâm rễ 39

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 40

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Gieo hạt 42

2.3.4 Chỉ tiêu theo dõi 43

2.4 Thống kê và xử lý số liệu 43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44

3.1 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 44

3.2 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 54

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

4.1 Kết luận 63

4.2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

Bảng 1.1 Dung dịch dinh dưỡng do Knop khởi xướng vào năm 1892 11

Bảng 1.2 Dung dịch dinh dưỡng do Hoagland đề xuất 12

Bảng 1.3 Dịch dinh dưỡng thủy canh do Alan Cooper đề xuất 12

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng của cải bẹ xanh 21

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ MS thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 41

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 42

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 44

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 54

Hình 1.1 Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique) 6

Hình 1.2 Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) 7

Hình 1.3 Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) 7

Hình 1.4 Kỹ thuật nổi (floating technique) 8

Hình 1.5 Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) 8

Hình 1.6 Phương pháp khí canh (aeroponics) 9

Hình 1.7 Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) 9

Hình 1.8 Kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique) 10

Hình 1.9 Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique) 10

Hình 1.10 Kỹ thuật chậu (pot technique) 11

Hình 1.11 Hình cải bẹ xanh 20

Hình 3.1 Bố trí cây con vào thùng xốp 41

Hình 3.2 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 47

Hình 3.3 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 48

Hình 3.4 Ảnh hưởng của thành phần môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 49

Hình 3.5 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50

Hình 3.6 So sánh ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 50

Hình 3.7 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 57

canh ngâm rễ 58Hình 3.9 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh

trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trong hệ thống thủy

canh ngâm rễ 59Hình 3.10 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự

sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy

canh ngâm rễ 60Hình 3.11 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự

sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm

rễ 60

Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh

trưởng chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ

thống thủy canh ngâm rễ 45Biểu đồ 3.2 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh

trưởng đường kính lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ

thống thủy canh ngâm rễ 46Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên số lá

cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh

ngâm rễ 46Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh

trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống

thủy canh ngâm rễ 46Biểu đồ 3.5 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên chiều

dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 55

Biểu đồ 3.6 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên đường

kính cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56

Biểu đồ 3.7 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên số

lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ 56

Biểu đồ 3.8 Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm

rễ 56

(Brassica juncea L.) được trồng khá phổ biến do loài này có khả năng thích ứng

rộng, hiệu quả kinh tế cao Thành phần dinh dưỡng trong cải xanh khá cao: các vitamin A, B, C, D, K, carotene, albumin, acid nicotinic,… Đây là một trong những loại rau mà các nhà dinh dưỡng khuyên mọi người nên dùng thường xuyên để bảo vệ sức khỏe và phòng chống bệnh tật Vai trò của rau xanh nói chung và rau cải bẹ xanh nói riêng vô cùng quan trọng đối với sức khỏe của con người Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo hằng năm trên toàn thế giới có khoảng 2,7 triệu ca tử vong do ăn thiếu rau xanh (Lê Hồng Phúc, 2010)

Ngày nay, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh chóng là hàng loạt các vấn

đề được đặt ra để giải quyết nhu cầu ngày càng lớn của con người về sức khỏe, giáo dục, y tế, môi trường Trong đó vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đang là chủ đề nổi cộm rất được xã hội quan tâm vì có liên quan đến sức khỏe cộng đồng Trong giai đoạn năm 2000 – 2007 trên toàn quốc trung bình mỗi năm có

181 vụ ngộ độc với hơn 211 nghìn người mắc, trong đó có 48 trường hợp tử vong, tăng 61 trường hợp so với 5 năm trước (1994 – 1998) (Trung tâm Khuyến Nông Quốc Gia, 2010) Rau là thực phẩm thiết yếu cho mọi người nhưng trong thực tế rau là loại thực phẩm dễ bị ô nhiễm nhất so với các loại nông sản khác Nguy cơ bị ngộ độc do ăn rau cao hơn các nông sản khác vì rau xanh được người tiêu dùng sử dụng ngay sau khi thu hoạch và rau còn được dùng ăn sống nên những yếu tố gây ô nhiễm trên rau dễ tác động làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người tiêu dùng Nguyên nhân chủ yếu làm cho rau bị ô nhiễm thường

là do: rau bị nhiễm kim loại nặng, dư lượng nitrate, các vi trùng và ký sinh trùng,

dư lượng thuốc bảo vệ thực vật Ngoài ra, việc sử dụng dư lượng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ô nhiễm đất nghiêm trọng

Chú trọng đến vệ sinh an toàn thực phẩm và kiểm soát dư lượng hóa chất trong rau quả là điều cần thiết đối với toàn xã hội, đồng thời là điểm mấu chốt trên con đường hội nhập vào thị trường rau quả thế giới của nông nghiệp Việt Nam Chính vì vậy mà hiện nay nhiều quy trình sản xuất rau an toàn được đưa vào nghiên cứu và thử nghiệm ở Việt Nam Nổi bật là phương pháp thủy canh với những ưu điểm: giải phóng sức lao động, cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao, không gây ô nhiễm môi trường,…

Với những yêu cầu thực tiễn đó chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng và của cải bẹ xanh

(Brassica juncea L.)”

2 Mục đích nghiên cứu

Xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần môi trường lên khả năng

sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) Cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được sử dụng là nguồn mẫu để nghiên cứu về ảnh

hưởng của các thành phần môi trường dinh dưỡng lên sự sinh trưởng trong hệ

thống thủy canh ngâm rễ

4 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự

sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh

ngâm rễ

Khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự

sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh

ngâm rễ

5 Phương pháp nghiên cứu

Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên và đơn yếu tố Các nghiệm thức được lặp lại 5 lần, ghi nhận kết quả trung bình Các số liệu thu thập được

được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XV.I và chương trình MicroSoft Excel 2013®

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học:

Cung cấp các dữ liệu giúp hoàn thiện quy trình sản xuất rau cải bẹ xanh bằng phương pháp thủy canh ngâm rễ để bổ sung vào hệ thống các phương pháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậu miền Nam Việt Nam Kết quả của quá trình nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoa học cơ sở như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh

Xác định được nồng độ MS1/10 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát

triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)

Xác định được nồng độ vitamin B1 (1g/l) thích hợp nhất cho sự sinh trưởng

và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)

8 Kết cấu của đề tài

Đề tài bao gồm các chương sau:

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 2: Vật liệu và phương pháp

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu sơ lược về hệ thống thủy canh

1.1.1 Khái niệm

Theo tiếng Hy Lạp thì hydroponics (thủy canh), được gh p từ hai chữ hydro (nước) và ponics (lao động), là hình thức trên các giá thể không phải đất (Sri Lanka Department of griculture, 2000) Thủy canh có thể sử dụng hoặc không

sử dụng giá thể, cây trồng được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nước cho cây

sinh trưởng và phát triển (Jensen, 1999; Hanger, 1993)

1.1.2 Lịch sử phát t iển và những thành tựu đạt được trong nuôi trồng thủy canh

Thủy canh đã được ứng dụng trong nghề làm vườn từ xa xưa Vườn treo abylon nổi tiếng, những nông trại nổi tiếng của người ztec ở Mexico cũng như của nười Trung Quốc là những ví dụ về trồng trọt thủy canh thời kỳ ban đầu (Sri Lanka Department of Agriculture, 2000) Khoảng từ thế kỷ thứ XVI, các nhà sinh lý thực vật bắt đầu trồng các loại cây trên những môi trường dinh dưỡng đặc biệt vì mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là “nuôi cấy dinh dưỡng” (nutriculture) Van Hemont là nhà khoa học đầu tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dưỡng thực vật ắt đầu thí nghiệm, ông đã cân cành liễu và đất dùng để trồng cành liễu

đó Trong quá trình trồng, ông tưới nước thường xuyên đến khi cành liễu lớn thành cây liễu Kết thúc thí nghiệm ông cân lại cây liễu và dất trồng Kết quả là trọng lượng đất trồng hầu như không đổi và ông đã kết luận là cây sinh trưởng nhờ nước (Sri Lanka Department of griculture, 2000) Từ đó các nhà khoa học

đã có khái niệm về thủy canh và nó được công bố lần đầu tiên vào những năm

1600 (Weir, 1991)

Năm 1699, John Woodward đã thí nghiệm trồng cây trong nước có chứa các loại chất khác nhau Năm 1857, Sachs đã trồng cây trong một dung dịch có thành phần các chất dinh dưỡng xác định và đã tính được các nguyên tố khoáng

mà cây cần cho sự sống của nó Dung dịch này có thành phần hóa học xác định

và từ đó gọi là dung dịch dinh dưỡng Cũng từ đó phương pháp trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng được sử dụng rộng rãi, cải tiến dần và trở thành phương pháp cơ bản trong nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng thực vật

Cho đến 1865, Nobbe đã trồng cây bằng phương pháp dòng chảy, với đặc điểm nổi bật là dung dịch dinh dưỡng luôn chảy qua các chậu trồng cây với số lượng nhất định giúp cho pH và nồng độ các chất dinh dưỡng luôn ổn định Mãi đến năm 1925, các nhà nghiên cứu mới thật sự chú ý đến kỹ thuật này do công nghệ nhà kính gặp nhiều vấn đề khó khăn, đặc biệt là đối với môi trường đất Một số hạn chế đáng kể của đất đối với sự tăng trưởng của cây là sự hiện diện của một số sinh vật gây bệnh và các loại giun tròn ký sinh, độ thoáng của đất không thích hợp, thoát nước k m, là nơi trú ẩn của nhiều mầm bệnh nguy hiểm đối với cây Hơn nữa việc canh tác liên tục làm thoái hóa đất, không đủ thời gian để các vi sinh vật tái làm giàu đất, hay bổ sung quá nhiều phân bón hoá học cho đất trong thời gian dài dễ làm trơ và thoái hóa đất Tình trạng này dẫn đến chất lượng và sản lượng cây đều giảm

Thủy canh cung cấp những điều kiện tối thích hợp đối với sự tăng trưởng của thực vật, do đó đạt sản lượng cao hơn so với khi trồng trọt sử dụng đất (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000)

Năm 1929, tiến sĩ William Goricke ở Đại học Califonia đã thành công trong việc nuôi một cây cà chua vô hạn dài đến 7,5 m trong dung dịch dinh dưỡng, và ông gọi hệ thống sản xuất mới này là hệ thống thủy canh (Sri Lanka Department

of Ariculture, 2000) Vào những năm 40 của thế kỷ XX diện tích trồng rau bằng

kỹ thuật thủy canh đạt khoảng 10 ha ở các đảo để cung cấp rau xanh cho quân đội

Từ 1950 đến 1960, ngoài hệ thống thủy canh có giá thể chủ yếu là mùn cưa người ta đã mở rộng dùng các loại giá thể khác như than bùn, rơm rạ, cát, sợi thủy tinh (fiber grass) và rockwool là một dạng giá thể tương tự sợi thủy tinh Cùng với sự ra đời của các loại giá thể mới là các kỹ thuật như kỹ thuật màng dinh dưỡng vào thập niên 70 (Carruthers, 1999), kỹ thuật dòng sâu với hệ thống tuần hoàn dinh dưỡng của người Nhật (Hanger, 1993) Từ 1980 đến 1990

có sự gia tăng nhanh chóng diện tích canh tác bằng hình thức thủy canh cũng như những hỗ trợ cho nghiên cứu và phát triển thủy canh, giá thể mới là perlite đã được phát triển ở Scotland

Vào đầu những năm 1970, người Úc đã trồng xà lách và cà chua với quy

mô nhỏ bằng biện pháp thủy canh với kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT), đến đầu

1980 các nhà khoa học châu Âu đã thiết kế thêm hệ thống điều khiển cho hệ

thống thủy canh (Hanger, 1993)

1.1.3 Các phương pháp thủy canh

a Thủy canh dịch lỏng

Trong kỹ thuật này hoàn toàn không dùng giá thể, phần lớn rễ tiếp xúc với không khí và dịch dinh dưỡng Tuy nhiên trong một số trường hợp cần giá thể

với một lượng rất ít chứa trong các chậu có đục lỗ

Thủy canh dịch lỏng có tuần hoàn

Còn gọi là hệ thống đóng, nghĩa là dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống

rễ và dịch thừa được thu lại và tái sử dụng

- Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique):

Hình 1.1 Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique)

Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi Dòng dung dịch dinh dưỡng được bơm từ một bể chứa chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng, dòng dung dịch này ổn định, chảy qua rễ của cây và hồi lưu trở lại bể chứa Kỹ thuật này không dùng giá thể (chỉ dùng chậu nhỏ để làm giá đỡ cho cây hoặc chậu chứa rockwool hoặc perlite với một lượng nhỏ làm giá thể cây) Với

hệ thống này, dung dịch tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dưỡng

Hệ thống này sử dụng phổ biến cho trồng cà chua, và các loại cây cỏ, thảo mộc

- Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique):

Hình 1.2 Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique)

Trong hệ thống này, dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC (polyvinylclorua) và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu nhỏ có đục

lỗ chứa giá thể là mút xốp, hoặc các loại giá thể khác tùy điều kiện từng nơi

Thủy canh dịch lỏng không tuần hoàn

Dịch dinh dưỡng được cung cấp cho cây sử dụng một lần và được thay thế hoặc bổ sung định kỳ Phương pháp này dung dịch dinh dưỡng không tuần hoàn

mà chỉ được sử dụng một lần

- Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique):

Hình 1.3 Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique)

Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3 cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn

- Kỹ thuật nổi (floating technique):

Hình 1.4 Kỹ thuật nổi (floating technique)

Cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo

- Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique):

Hình 1.5 Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique)

Trong kỹ thuật này, người ta dùng hai loại chậu Một chậu dùng để trồng cây bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dưỡng, dịch này được mao dẫn lên chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn như: tim đèn, bông gòn…

b Phương pháp khí canh (aeroponics)

Hình 1.6 Phương pháp khí canh (ae oponics)

Cây trồng được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm xốp này Các tấm này được xếp thành các hộp kín để ngăn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn sự tăng trưởng của tảo, nấm Dung dịch dinh dưỡng được phun vào rễ dưới dạng sương mù, mỗi lần phun kéo dài khoảng vài giây, cứ mỗi 2 – 3 phút lại phun một lần Làm như vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí Cây hấp thu chất dinh dưỡng và nước từ lớp dung dịch bám vào rễ

c Thủy canh có sử dụng giá thể rắn

Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và giá thể rắn để cây phát triển bên trên, rễ cây nằm hoàn toàn trong giá thể, hệ thống này có thể đóng hay mở Kỹ thuật này thích hợp cho các loại rau quả có kích thước lớn như cà chua, bầu bí,…

Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique):

Hình 1.7 Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique)

Cây được cho vào các lỗ bên của các túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ dừa) đã xử lý UV, túi dài khoảng 1 m, có dạng hình trụ, ngoài trắng, trong đen, dày, làm bằng polyethylene Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi treo cung cấp cho túi bằng một máy phun nước (micro sprinkler) gắn bên cạnh đỉnh túi treo, từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây

Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique):

Hình 1.8 Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique)

Cây giống được đưa vào trồng trong các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể (thường là bột xơ dừa đã khử trùng) đặt nằm ngang, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1 – 1,5 m, cao khoảng 6 cm rộng khoảng 18 cm, dưới mỗi túi có khe nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi

Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique):

Hình 1.9 Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique)

Trồng cây vào rãnh chứa giá thể là bột xơ dừa cũ, cát, sỏi, rêu, vermiculite, mạt cưa,… được phân cách với đất bằng vật liệu không thấm nước thường là tấm polyethylene Dung dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua hệ thống tưới nhỏ giọt hay thủ công truyền thống Ở đáy rãnh, có một ống với đường kính 2,5 cm có đục lổ để thoát nước

Kỹ thuật chậu (pot technique):

Hình 1.10 Kỹ thuật chậu (pot technique)

Cây trồng vào các chậu bằng đất sét hay (plastic) chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bằng một hệ thống vòi tưới

1.1.4 Môi t ường trồng thủy canh

Một số môi trường thường được dùng trong trồng cây thủy canh

Dung dịch dinh dưỡng do Knop khởi xướng vào năm 1892:

Bảng 1.1 Dung dịch dinh dưỡng do Knop khởi xướng vào năm 1892

Dung dịch dinh dƣỡng do Hoagland đề xuất:

Bảng 1.2 Dung dịch dinh dƣỡng do Hoagland đề xuất

Dịch dinh dƣỡng thủy canh do Alan Coope đề xuất:

Bảng 1.3 Dịch dinh dƣỡng thủy canh do Alan Coope đề xuất

1.1.5 Ƣu và nhƣợc điểm của kỹ thuật trồng thủy canh

Ƣu điểm

Có khả năng thích nghi dễ dàng với các điều kiện trồng khác nhau Do đặc tính không cần đất, chỉ cần không gian để đặt hệ thống Do đó ta có thể tiến hành trồng ở nhiều vị trí, địa hình khác nhau như hải đảo, vùng núi xa sôi, hay trên tầng thượng, ban công, hiên nhà, sau nhà,…

Giải phóng một lượng sức lao động Do không phải làm đất, cày bừa, nhổ

cỏ, tưới nước,… Việc chuẩn bị cho hệ thống trồng thuỷ canh không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già, trẻ em, người khuyết tật đều có thể tham gia hiệu quả

Năng suất cao Vì có thể trồng nhiều vụ trong năm, ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng trái mùa như phương pháp trồng thông thường Ngoài ra thuỷ canh còn cho phép trồng liên tục, trồng gối đầu (có thể chuẩn bị cây giống cho vụ sau khi đang trồng vụ hiện tại) nên năng suất tổng cộng trong năm cao gấp nhiều lần so với trồng thông thường Hệ thống nhà lưới giúp hạn chế hầu như tối đa sâu bệnh gây hại thông thường trong mùa trái vụ

Sản phẩm hoàn toàn sạch, phẩm chất cao Do chủ động hoàn toàn về chất dinh dưỡng cung cấp cho rau nên chất lượng rau đạt mức gần như tối ưu, cho phẩm chất rau tươi ngon, nhiều dinh dưỡng Ngoài ra, phương pháp thuỷ canh được trồng chủ yếu trong hệ thống nhà lưới, nhà kính nên tránh được các tác nhân gây bệnh được sinh ra bởi côn trùng sâu bọ Vì vậy, ở đây hầu như rất ít sử dụng thuốc trừ sâu và hoá chất độc hại khác, không tích luỹ chất độc, không gây

ô nhiễm môi trường Một khuynh hướng khác đang được các nhà vườn chuyên trồng thuỷ canh rau ưu ái lựa chọn, là việc sử dụng các thuốc trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc, sinh học, vi sinh,… Đây là các loại thuốc có tính thân thiện với môi trường, ít gây độc với con người, đặc biệt là khả năng phân huỷ khá nhanh,

nên ít để lại dư lượng trong sản phẩm

Nhƣợc điểm

Chi phí đầu tư cho hệ thống cao

Hiện nay thuỷ canh chỉ mới có thể áp dụng hiệu quả cho các loại cây rau quả, hoa ngắn ngày

Sâu hại và dịch bệnh có thể lây lan một cách nhanh chóng

Do công nghệ thuỷ canh cây trồng chưa được nghiên cứu, chuyển đổi phù hợp với điều kiện Việt Nam, nên hiện nay giá thành sản xuất còn khá cao

Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên các loại sâu bệnh hại cây trồng phát triển mạnh Mùa mưa bão cũng là vấn đề lớn đối với việc bảo vệ cây trồng thuỷ canh

1.1.6 Ảnh hưởng của các yếu tố môi t ường

CO2 cùng H2O tham gia tổng hợp chất hữu cơ Thành phần CO2 trong khí quyển tương đối ổn định khoảng 0.03% thể tích CO2 trong nước dạng hoà tan ở

0oC là 0,5 cm3/l, 24oC là 0,2 cm3/l

Khi hàm lượng CO2 cao hơn ngưỡng thì một phần CO2 trở thành hoạt hoá

và kết hợp với carbonat chuyển thành dạng bicarbonat hoà tan làm tăng độ cứng của nước Khi hàm lượng CO2 trong nước tăng lên ít thì làm tăng quá trình quang hợp, nhưng lại ảnh hưởng lớn đến hô hấp của rễ Carbonat không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là chất đệm giữ nồng độ ion H+

trong môi trường nước ở gần giá trị trung tính

b Ảnh hưởng của sự thoáng khí đến sự hút chất dinh dưỡng

Nguồn O2 trong nước là do O2 khuếch tán từ không khí (nhờ gió) sự chuyển động của nước Tuy nhiên lượng O2 trong nước luôn không cao, O2 thường bị

mất do nhiều nguyên nhân:

- Do tảo, động vật phù du hô hấp

- Do quá trình oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ trong nước

- Nguồn O2 do tảo quang hợp thải ra là ổn định và quan trọng nhất cho nước Trong nước sinh vật lấy O2 khó nhưng thải CO2 rất dễ dàng

Các nghiên cứu cho thấy sự hút khoáng đạt mức cao nhất ở môi trường có nồng độ O2 từ 2 – 3% Khi nồng độ O2 thấp hơn 2% thì tốc độ hút khoáng giảm Nhưng nếu tăng nồng độ O2 từ 3 – 100% thì tốc độ hút khoáng cũng không thay đổi

Ảnh hưởng của nồng độ CO2, N2, H2S và pH môi trường: Sự tích luỹ N2,

H2S và các khí khác trong đất úng ngập có tác động ức chế hoạt động hút khoáng của hệ rễ

c Ảnh hưởng của sự ngập úng đối với hệ rễ

Sự thiếu oxy trong vùng rễ xảy ra khi đất thoát nước k m sau cơn mưa hoặc sau khi tưới gây giảm tăng trưởng và giảm năng suất ở cây trên cạn

Mặc dù mọi thực vật bậc cao cần có nước tự do, nhưng nếu quá nhiều nước trong môi trường rễ cây trên cạn có thể bị tổn hại thậm chí gây chết vì nó ngăn cản sự trao đổi di chuyển của oxy và các khí khác, giữa đất và khí quyển

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của thực vật trong quang hợp, hô hấp, các phản ứng biến dưỡng trên sự dinh dưỡng nước, khoáng, sự thoát hơi nước và chuyển nhựa

e Ảnh hưởng của ánh sáng

Ánh sáng ảnh hưởng mạnh đến sự hút khoáng Ánh sáng còn ảnh hưởng đến khả năng hấp thu NH4

+, SO4 2+

tăng mạnh, trong khi đó sự hấp thu Ca2+, Mg2+

ít thay đổi Nhìn chung tác động của ánh sáng liên quan đến quá trình quang hợp, trao đổi nước và tính thẩm thấu của chất nguyên sinh

f Ảnh hưởng của nồng độ và tỷ lệ các nguyên tố khoáng ở môi t ường đến sự hút khoáng

Tỷ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng ảnh hưởng đến cường độ hút khoáng Người ta thấy có ba hình thức tương quan giữa các ion: Đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau

g Ảnh hưởng của các giá thể nuôi trồng thuỷ canh

Giá thể để trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải là chỗ dựa cho

hệ thống rễ, tạo điều kiện cho rễ mọc dài ra để tìm nước và chất dinh dưỡng và phải là phương tiện cung cấp O2, nước và dinh dưỡng cho sự sinh trưởng phát triển của cây; không chứa các chất độc hại tới môi trường dinh dưỡng và độ pH của môi trường

1.1.7 Một số giá thể hữu cơ đƣợc sử dụng

- Than bùn: là chất tốt nhất trong các giá thể hữu cơ có khả năng giữ nước

và chất dinh dưỡng cao hơn các loại giá thể hữu cơ khác Than bùn có chứa nhiều khoáng như: N, P, K, Ca, Mg và một số nguyên tố vi lượng Trong thuỷ canh thường dùng để trồng các loại cây cho quả như: cà chua, dưa leo, ớt tây, dâu

tây,… Cần thanh trùng than bùn trước khi sử dụng

- Mùn cưa: mùn cưa, cát và hỗn hợp hai loại vật liệu đó đã được sử dụng

có kết quả để sản xuất dưa chuột Một hỗn hợp có 25% cát giúp phân bổ độ ẩm đồng đều hơn so với khi chỉ dùng mùn cưa Tuy nhiên cần lưu ý khi sử dụng vì

có một số mùn cưa khi còn tươi có chứa độc tố gây ảnh hưởng đến môi trường dinh dưỡng

- Cát: cát là một trong những giá thể rẻ nhất có thể sử dụng Tuy nhiên, cần phải kiểm tra để chắc chắn rằng nó không bị ô nhiễm bởi đất và nó thích hợp khi trồng thuỷ canh Cát không nên quá nhỏ cũng không nên quá thô, kích thích hạt thay đổi tốt nhất từ 0,1 – 1,00 mm, với mức độ trung bình từ 0,25 – 0,50 mm Cát có nguồn gốc từ biển, cần phải loại bỏ hoàn toàn muối Vỏ sò nhỏ phần lớn chứa đá vôi và nếu bỏ trong dung dịch nó sẽ làm cho pH tăng lên Độ kiềm tăng giữ chặt Fe lại trong dung dịch, gây hiện tượng thiếu hụt Fe cho cây

- Sỏi: Cũng giống như cát, hạt sỏi không chứa đá vôi, do đó không gây ảnh hưởng đến độ pH Sử dụng sỏi có nhiều thuận lợi, vấn đề giữ nước có thể giảm đến mức tối thiểu bằng cách sử dụng hỗn hợp gồm 40% perlite và 60% sỏi

về thể tích

- Vỏ cây, xơ dừa: là loại vật liệu tương đối rẻ tiền, có khả năng chống phân huỷ do vi khuẩn cao Khi dùng vỏ cây và xơ dừa cần phải cho dòng nước chảy chậm để lôi cuốn hợp chất tanin có trong vỏ cây và xơ dừa

- Scoria (xỉ nham thạch): Đây là loại đá trên bề mặt núi lửa, có khả năng giữ nước rất tốt Scoria có một số tính chất lý tưởng để làm giá thể như:

+ So với các giá thể khác nó có tỷ trọng nhẹ hơn, khoảng 600 - 1000 kg/m3

+ Vì hình thành nơi có nhiệt độ rất cao nên nó trơ, khô, có nhiều kích thước khác nhau

+ Rất xốp, có nhiều lỗ khí và túi khí

+ Khả năng giữ nước khoảng 250 - 350 kg/m3

+ Cách nhiệt tốt, không dẫn nhiệt từ thành nhựa của chậu vào giá thể

- Vermiculite: permiculite là một loại magnesium – nhôm silicate ngậm nước dưới dạng tinh thể dẹt Sau khi được xử lý, vermiculite là một vật liệu nhẹ

có tỷ trọng trung bình khoảng 80 kg/m3 Đôi khi nó phải ứng kiềm do sự có mặt của đá vôi magnesium trong quặng nguyên thuỷ Có khả năng trao đổi lẫn khả năng giữ nước cao Tuy nhiên, sau một thời gian kéo dài, cấu trúc của vermiculite có chiều hướng thoái hoá và vật liệu chuyên hoá về mặt vật lý để trở lại trạng thái ban đầu tạo thành

- Perlite: perlite là một dẫn xuất của đá núi lửa chứa silic Vật liệu có khoảng 2 – 5 % ẩm, và sau khi nghiền và gia nhiệt tới vào khoảng 1000oC, sẽ nở

ra, tạo thành một vật liệu có tỷ trọng nhẹ theo thể tích 130 – 180 kg/m3 Vật liệu

có một cấu trúc chặt chẽ, khả năng giữ nước tốt, có tính ổn định vật lý, và đối với phần lớn các sử dụng có tính trơ hoá học Tuy nhiên, nó chứa 6,9 % nhôm và một phần nhôm có thể giải phóng trong dung dịch pH thấp gây ra những hậu quả bất lợi cho sự sinh trưởng của cây

1.1.8 Chất lượng nước

Chất lượng nước thích hợp cho con người sử dụng thì sẽ thích hợp cho việc nuôi trồng thuỷ canh Nước máy hay nước giếng thông thường có chứa một lượng đáng kể Ca2+

và Mg2+ được gọi là nước cứng SO4

1.1.9 Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh

Nấm là loại bệnh nghiêm trọng gặp phải trong hệ thống thuỷ canh, rất hiếm khi thấy bệnh, khi tất cả các phần trong hệ thống được giữ gìn sạch sẽ Các nhà nghiên cứu bệnh lý học thực vật cho rằng điều kiện vệ sinh như một phương thức điều khiển tốt nhất

Nếu nồng độ Mn2+ bị thiếu hụt sẽ làm cây dễ bị nhiễm nấm Do đó cần tăng lượng Mn cao hơn mức cần thiết của cây để giảm thiểu sự phát triển của nấm bệnh

Co cũng có khả năng giảm sự phát triển của vi khuẩn nhưng nếu tăng lượng

Co sẽ gây độc cho cây, Mn và Zn ít gây độc hơn

1.1.10 Một số bệnh trong hệ thống thủy canh

a Bệnh rễ

Vấn đề sinh lý cơ bản của bệnh rễ: bệnh rễ rất ít khi được nói đến trong kỹ

thuật thủy canh, tuy nhiên so với kỹ thuật trồng trong đất thì bệnh rễ trong kỹ thuật trồng trong dung dịch lại có được sự quan tâm nhiều hơn bởi trong kỹ thuật này rễ luôn được giám sát chặt chẽ Một số căn bệnh rễ phát sinh từ quá trình già cỗi tự nhiên và sau đó là do quá trình phân hủy vật chất cặn đọng bởi vi sinh vật Nơi thường mắc bệnh: người ta thấy có sự liên quan rất rõ giữa bệnh rễ và thời kỳ phát triển của cây Nhận thấy bệnh rễ trong kỹ thuật màng dinh dưỡng xuất phát từ các cây khẳng khiu già cỗi mà không phải từ các cây ban đầu gieo từ các hạt mầm khỏe, triệu chứng rễ chết luôn bắt đầu từ nơi rễ bị tổn thương và chính từ đó chỉ cầc một mầm bệnh yếu cũng có thể dẫn đến nặng hơn Do vậy, nếu công tác quản lý và kỹ thuật tốt thì có thể loại bỏ hoàn toàn vấn đề này

b Nấm bệnh trong hệ thống thủy canh

Nấm bệnh gây hại trong hệ thống thủy canh chủ yếu là các chủng vi sinh

vật Phytophthora và Pythium Việc loại trừ các vi sinh vật này rất khó khăn do

một số hóa chất diệt nấm tỏ ra hạn chế hiệu quả bệnh rễ, ngoài ra do việc xác định nồng độ thuốc để phù hợp với cây trồng không gây độc cho cây trồng rất khó xác định, phạm vi sử dụng các chất hóa học bảo vệ cây trồng nói chung là quá ít nên việc điều chế các chất hóa học để đảm bảo cho quá trình thử nghiệm rất tốn kém

c Vi khuẩn trong hệ thống thủy canh

Căn bệnh vi khuẩn gây ra trong cây trồng thường là vấn đề nguy hiểm hơn

so với do nấm, gần như là không kiểm soát được chúng bằng cách bổ sung thêm các chất hóa học vào dung dịch dinh dưỡng Vi khuẩn chủ yếu là nhóm Pseudomonas gây bệnh héo và giảm năng suất sản lượng Để hạn chế vi khuẩn

người ta thường dùng phức sắt chelat trong dung dịch dinh dưỡng là Fe-EDDHA, phức chất Fe khá bền, tác động đến căng bệnh ít hơn là Fe-DTPA

1.2 Giới thiệu về cải bẹ xanh

1.2.1 Nguồn gốc và phân bố

Họ cải (Brassicaceae), còn gọi là họ Thập tự (Cruciferae), là một họ thực vật có hoa Các loại cây trồng trong họ này gần như đều có chứa chữ “cải” trong tên gọi

Họ này chứa một số loài có tầm quan trọng kinh tế lớn, cung cấp nhiều loại rau về mùa đông trên khắp thế giới Chúng bao gồm cải bắp, cải bông xanh, súp

lơ, cải brussels, cải xoăn (tất cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brassica oleracea), cải làn, cải củ Thụy Điển, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su

hào Các thành viên được biết đến nhiều khác của họ Brassicaceae còn có cải dầu (gồm cải dầu Canola và các loại khác), mù tạt, cải ngựa, cải canh, mù tạt Nhật, xà lách và cải xoong Thành viên được nghiên cứu nhiều và kỹ nhất của họ

Cải là sinh vật mẫu Arabidopsis thaliana

Họ này trước đây được gọi là Cruciferae ("thập tự"), do bốn cánh hoa trên hoa của chúng trông tương tự như hình thập tự Nhiều nhà thực vật học vẫn còn gọi các thành viên của họ này là các loài "hoa thập tự" Theo điều 18.5 của ICBN (Quy tắc St Louis) thì Cruciferae được coi là tên gọi hợp lệ và vì thế

nó là tên gọi khác của họ Cải được chấp nhận Tên gọi Brassicaceae có nguồn gốc từ chi điển hình của họ là chi Brassica

Quan hệ gần gũi giữa họ Brassicaceae và họ Bạch hoa (Capparaceae), một phần là do các thành viên trong cả hai nhóm này đều sản sinh ra các hợp chất glucosinolat (dầu cải) Nghiên cứu gần đây (Hall và cộng sự, 2002) cho rằng Capparaceae theo định nghĩa truyền thống là cận ngành trong tương quan với họ

Brassicaceae, với chi Cleome và một số chi họ hàng khác là có quan hệ họ hàng

gần gũi với họ rassicaceae hơn là so với các chi còn lại trong họ Capparaceae Hệ thống APG II vì thế đã trộn cả hai họ này thành một họ lớn dưới tên gọi Brassicaceae Các hệ thống phân loại khác vẫn tiếp tục công nhận họ

Capparaceae nhưng với định nghĩa chặt chẽ hơn, hoặc là đưa cả chi Cleome và

các họ hàng gần của nó vào trong họ Brassicaceae hoặc là công nhận chúng như

một họ riêng dưới tên gọi Cleomaceae Trên website của APG, truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2007 thì PG tách chúng thành 3 họ riêng biệt

Họ cải tập trung trong khu vực ôn đới và có sự đa dạng về loài lớn nhất tại khu vực ven Địa Trung Hải Họ này chứa khoảng 338 – 350 chi và khoảng 3.700 loài

Họ này bao gồm các loài cây thân thảo với chu kỳ sống là một, hai hay lâu năm Các thành viên trong họ chủ yếu có các lá mọc so le (ít khi mọc đối) Phần lớn các loài chia sẻ một bộ các hợp chất glucosinolat có mùi hăng đặc trưng thường gắn liền với các loại rau cải

Trong khi một số thành viên trong họ có các hạt với hàm lượng acid erucic lớn, làm cho chúng trở thành không an toàn khi ăn nhiều, nhưng tất cả các thành viên của họ này đều là ăn được

Cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) thuộc họ Brassicaceae theo tác giả Trần

Khắc Thi và cộng sự 2005, cải bẹ xanh được gieo trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trồng phổ biến và tập trung ở các nước Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc Hiện nay chưa xác định được chính xác nguồn gốc của cải bẹ xanh, tuy nhiên nhiều tác giả

nhất trí cho rằng trung tâm đa dạng của cải xanh là ở Trung Á

nhánh Bộ rễ ăn nông trên tầng đất màu, tập trung nhiều nhất ở tầng đất 0 – 20

cm Lá cải mọc đơn, không có lá kèm Những lá dưới thường tập trung, bẹ lá to,

Hình 1.11 Hình cải bẹ xanh

lá rất lớn Bộ lá khá phát triển, lá to nhưng mỏng nên chịu hạn kém và dễ bị sâu bệnh phá hại Hoa cải có dạng chùm, không có lá bắc Hoa nhỏ, màu vàng nhạt Đài hoa và tràng hoa đều, xếp xen kẽ nhau Có 6 nhị trong đó 2 nhị ngoài có chỉ nhị ngắn hơn 4 cái trong ộ nhị gồm 2 noãn dính bầu trên, một ô về sau có một vách ngăn giả chia bầu thành 2 ô, mỗi ô có 2 hoặc nhiều noãn Quả thuộc loại quả giác, hạt có phôi lớn và cong, nghèo nội nhũ (Lê Thị Khánh, 2008)

1.2.4 Giá trị của cải bẹ xanh

Giá trị dinh dưỡng: trong 100 g cải bẹ xanh

Bảng 1.1 Giá trị dinh dƣỡng của cải bẹ xanh

1.2.5 Điều kiện sinh thái của cải bẹ xanh

Theo tác giả Trần Khắc Thi và cộng sự (2005) cải bẹ xanh có khả năng chịu đựng cao với khí hậu nóng ẩm Trong mùa đông cải bẹ xanh sinh trưởng nhanh

và năng suất cao, cải bẹ xanh là cây cho khối lượng thân lá lớn, tuy nhiên bộ rễ của cải bẹ xanh nhỏ, ăn nông, cây sinh trưởng ngắn ngày do đó rất cần nước và yêu cầu được giữ ẩm thường xuyên trong suốt quá trình sinh trưởng Cải bẹ xanh yêu cầu đất có độ pH từ 5,5 – 6,5, đất giàu mùn và thoát nước nhanh Về các

nguyên tố khoáng cải bẹ xanh cần nhiều N, K hơn là P

1.2.6 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây cải bẹ xanh

Ánh sáng

Trong quang hợp, cây hấp thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời Quang hợp trữ năng lượng dạng hóa học để hô hấp diễn ra và giải phóng năng lượng cho mọi hoạt động của tế bào nhờ sự oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành hợp chất đơn giản hơn

Cải bẹ xanh có nguồn gốc ôn đới nên yêu cầu ánh sáng thích hợp với thời

gian chiếu sáng ngày dài từ 11 – 12 giờ/ngày, cường độ ánh sáng yếu

Nhiệt độ

Cây sinh trưởng và phát triển tốt trong nhiệt độ giới hạn Nhiệt độ cho sinh trưởng và phát triển là từ 25 – 30o

C nhiệt độ quá cao hay quá thấp sẽ làm cây

phát triển bất thường và làm giảm sản lượng

Độ ẩm

Cải bẹ xanh là cây thích nghi tố với điều kiện khí hậu của Việt Nam Lượng nước trong cây rất cao chiếm từ 75 – 95% do đó cải cần nhiều nước để sinh trưởng và phát triển, độ ẩm đất thích hợp là 70 – 80% Tuy nhiên, nếu mưa k o dài hay đất úng nước cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây

cải bẹ xanh (Lê Thị Khánh, 2008)

1.2.7 Kỹ thuật trồng cải bẹ xanh

a Thời vụ

Cải bẹ xanh có thể trồng được quanh năm nhưng trong vụ Đông xuân có năng suất cao hơn Nếu trồng trong vụ Hè phải có giàn che nắng, hệ thống nước

tưới đẩy đủ

b Đất trồng

Có thể trồng cải bẹ xanh trên nhiều loại đất khác nhau, nhưng đất phải tơi xốp, nhiều mùn dễ thoát nước trong mùa mưa và chủ động tưới tiêu trong mùa

khô

c Sản xuất cây con

- Vật liệu làm bầu: sử dụng khay ươm, lá chuối, lá mía hoặc bao nylon để làm bầu Đất vô bầu theo tỷ lệ 1/3 đất mịn, xốp + 1/3 phân chuồng + 1/3 (tro + lân), trong đó 70% tro + 30% lân

- Để tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt ta tiến hành ngâm ủ tron thời gian 24h, hạt nứt nanh đem gieo vào bầu (2 hạt/bầu)

- Lượng bầu cần cho 1 sào 500 m2 khoảng 8000 bầu

- Tưới nước: trong thời kỳ cây con vào mùa khô phải có giàn che nắng và tưới đủ nước, vào mùa mưa phải che mưa và tiêu úng để tạo điều kiện cho cây sinh trưởng phát triển tốt

- Bón phân: cây có 2 lá thật (8 – 9 NSG) tiến hành nhổ cỏ trong bầu ươm kết hợp phun phân NPK (16:16:8) pha loãng theo tỷ lệ 0,25% (1kg NPK/400 lít nước)

- Phòng trừ sâu bệnh: trong thời kỳ cây con thường xuất hiện bọ nhảy, bệnh chết cây con, các loại sâu ăn lá,…

- Bọ nhảy: phun trừ bằng Actara, Supracid, kết hợp với xử lý bằng Regel

để tiêu diệt triệt để sâu non trong đất ngay từ giai đoạn vườn ươm

- Để phòng bệnh chết cây con: phun đồng đỏ định kỳ 7 ngày/lần

- Sâu ăn lá: dùng Selecron để phun

- Sau gieo khoảng 10 – 12 ngày (Khi cây có 2 – 3 lá thật đem cấy ra ruộng sản xuất) Tiến hành nhổ cỏ trong vườn ươm trước khi trồng ra ruộng sản xuất

d Trồng, chăm sóc ngoài uộng sản xuất:

- Chuẩn bị đất trồng: đất cần được cày (nếu vào mùa khô cần được phơi ải trước khi lên liếp từ 8 – 10 ngày), dọn sạch cỏ dại và tàn dư cây trồng vụ trước, bừa kỹ và san bằng mặt luống trước khi làm liếp, nên xử lý đất trước khi gieo trồng bằng cách bón vôi từ 25 – 30 kg/sào

- Nếu trồng trong mùa khô tiến hành làm giàn che nắng, hệ thống tưới trước khi lên liếp, phủ bạt để trồng

- Lên liếp: rộng 0,8 m, cao 10 – 15 cm, (mùa mưa: 20 cm), khoảng cách giữa 2 liếp 20 cm, đất mặt luống tơi xốp, bằng phẳng, không gồ ghề để dễ phủ bạt và đục lỗ

- Phủ bạt: dùng bạt kích cỡ 90 cm, kéo thật căng, dùng ghim tre ghim thật chặt, đục lỗ, đục lỗ theo khoảng c x c: 20 cm, h x h: 30 cm, sâu 6 – 8 cm

- Bón lót: lượng phân bón lót cho 1 sào (500 m2): phân chuồng hoai 1000 kg; super lân 3 kg; lân vi sinh 10 kg; bánh dầu 30 kg; potassium 2 kg; urea 2 kg, các loại phân được trộn đều rãi trên liếp

- Nếu không có phân chuồng thay bằng phân hữu cơ Humix 200 kg/sào

- Trồng: cây có 2 – 3 lá thật đem ra cấy, nên cấy vào lúc chiều mát Đặt bầu cây con xuống lỗ đã đục sẵn tránh làm vỡ bầu ươm, sau đó dùng đất mịn, xốp bỏ vào cho đầy hốc Cấy xong phun nước để cây chặt gốc

- Lưu ý: 10% lượng bầu dự trữ để trồng dặm (800 bầu/sào)

để phun hoặc tưới vào gốc

- Làm cỏ: khi cải được 5 – 6 lá thật, tiến hành làm cỏ, bón phân đợt 2

- Chú ý: tùy tình hình sinh trưởng của cây có thể tăng hoặc giảm lượng phân cho phù hợp từ 6 – 8 kg urea, 5 – 7 kg potassium Tuyệt đối ngưng sử dụng phân bón trước khi thu hoạch từ 8 – 10 ngày

- Tưới nước: tưới đủ nước để cây sinh trưởng phát triển tốt, mùa khô nên tưới phun 2 lần/ngày (sáng sớm và chiều mát)

f Phòng trừ sâu bệnh:

Đối với sâu:

Đối với sâu khoang, rầy mềm: có thể dùng các loại thuốc nhóm III như Selecron

Đối với sâu tơ: dùng thuốc vi sinh như T, T ,V-BT, Delfin,

Có thể dùng các loại thuốc vi sinh luân phiên với các loại thuốc hoá học có gốc khác nhau và dễ phân huỷ như: Rotenone, Neembond,

Sâu xanh da láng kháng thuốc hoá học: nên dùng thuốc virus hiệu

MNPV-SE và có thể luân phiên với các loại thuốc thảo mộc nêu trên

Đối với các loại bệnh:

Bệnh thối bẹ, thối nhũn, sử dụng Moceren, Validacin, Ridomyl, chế phẩm

Phytoxin – VS

g Thu hoạch, bảo quản:

- Thu hoạch: 35 – 40 NST bắt đầu thu hoạch, khi thu dùng dao cắt sát gốc, tránh dập nát Chú ý ngưng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón trước khi thu hoạch

từ ít nhất 10 ngày

- Bảo quản: bảo quản cẩn thận, tránh để sản phẩm bị dập nát và bụi bặm bám vào, nên đóng gói trước khi vận chuyển, phải đảm bảo tươi, sạch trước khi đưa ra thị trường

1.2.8 Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới và Việt Nam

Hiện nay các nghiên cứu về cây rau đã được nhiều nhà khoa học trong nước

và trên thế giới quan tâm, nhiều đề tài đã được ứng dụng thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị tham khảo cao Tuy nhiên đối với rau cải bẹ xanh đặc biệt là các

đề tài nghiên cứu về giống, mật độ, phân bón, thuốc trừ sâu sinh học trên cải bẹ

xanh theo hướng an toàn chưa nhiều

Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới

Khehra và Singh (1980) đã nghiên cứu 29 kiểu gen của Brassica napus L

đã cho biết có sự khác biệt đáng kể về sản lượng, chiều cao (dẫn theo Fathy và Ahmed, 2009)

Theo Richardson (2012) khi tiến hành đánh giá 5 loại rau xanh gồm: cải xanh, cải xoăn đỏ Nga, cải đỏ, cải đỏ Thụy Sĩ, cải vàng Thụy Sĩ, kết quả cho thấy giống cải xoăn đỏ Nga nổi bật nhất trong 5 loại rau xanh Sự khác nhau đáng kể

giữa năng suất 5 loại rau ăn lá có thể là do đặc điểm sinh trưởng khác nhau của các giống

Reddy và Avikumar (1997) nhận thấy giống cải GM-2 (145 cm) có chiều cao cây cao hơn giống TM-21 (125 cm) Yadav và cộng sự (1994) tiến hành thí nghiệm ở Kanpur và cho rằng chiều cao cây đạt được ở giống Vaibhav (167 cm) cao hơn so với giống Varuna (158 cm) (Venkaraddi, 2008)

Weerakoon và Soonartne (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ tới sinh trưởng và năng suất của các giống cải bẹ xanh: AC501, 515, 580, 790, 1099,

1811, 2122, 5088, 7788 và 8831 đã nhận thấy các giống AC580, AC5088, C7788 đạt năng suất cao hơn các giống khác trong vụ Maha và C7788 đạt năng suất cao nhất trong vụ Yaha

Giống đóng vai trò có ý nghĩa trong dư lượng nitrate Nồng độ nitrate trong

mô được chứng minh là khác nhau giữa các loài và giữa các giống cùng loài Tuy nhiên, trong một nghiên cứu khác, nồng độ nitrate trong 2 giống rau bina trồng với phân bón hữu cơ không khác nhau đáng kể (Haly, 2010) Trong một nghiên cứu tương tự, không có sự khác biệt nồng độ nitrate trong mô ở 3 giống rau diếp được trồng ở phân bón tổng hợp và phân hữu cơ (Stopes và cộng sự, 1989; Haly, 2010)

Trong so sánh các loại rau mr và Hadidi (2000) đã nhận xét ảnh hưởng của giống không có ý nghĩa với nitrate và nitrite chứa trong rau (Maryam Boroujerdnia và cộng sự, 2007)

Tuy nhiên, theo Maryam Boroujerdnia và cộng sự (2007) có sự sai khác đáng kể về lượng nitrate giữa các giống rau Giống có vai trò quan trọng và quyết định tới dư lượng nitrate qua nhiều nghiên cứu

Ngoài việc lựa chọn giống có năng suất và phẩm chất tốt, tính kháng sâu bệnh đặc biệt là tính kháng rệp trên các giống rau cải cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu

Muhammad Asalam và cộng sự (2005) khi nghiên cứu tính kháng rệp trên

10 giống cải Canola (Brassica napus L.) đã nhận thấy không có giống nào miễn hoàn toàn với sự phá hoại của rệp (Brevicoryne brassicae L.) Trong số các giống

nghiên cứu, giống KS75 có số lượng rệp tương đối thấp (30,7 con/10 cm cụm hoa) và do đó được coi là tương đối kháng rệp so với các giống khác

Theo NeSmith (1998) ảnh hưởng của mật độ đối với năng suất kinh tế, chất lượng không cùng một hướng Khi mật độ cây trồng tăng, năng suất sinh học trên

1 đơn vị diện tích tăng đến một giới hạn nào đó, sau đó khi mật độ tăng nữa thì năng suất sẽ tương đương hoặc thấp hơn

Theo nghiên cứu của Champiri và Bagheri (2013) trên các giống cải

(Brassica napus L.) với các khoảng cách 15 cm, 25 cm, 35 cm cho biết khoảng

cách 15 cm cải cho năng suất cao nhất

Meitei và cộng sự (2001) đã cho rằng khoảng cách 25 x 25 cm thì cải xanh

có chiều cao lớn hơn các công thức khác 48,4 cm và nhấn mạnh khoảng cách 25

cm x 25 cm có chỉ số diện tích lá cao hơn ở 30, 50, 65 ngày sau cấy lần lượt là 1,74, 1,86, 2,25 (Venkaraddi, 2008)

Theo WangZHao – Hui (2004) trong một giới hạn nhất định năng suất rau tăng tỷ lệ thuận với lượng phân đạm Tuy nhiên, hàm lượng nitrat trong rau cũng tăng theo lượng phân đạm bón hay nói cách khác bón phân đạm cho cây là nguyên nhân chính làm tăng hàm lượng nitrat trong rau

Theo Maereka và cộng sự (2007) khi nghiên cứu 4 mức đạm 0 kg N, 34,5

kg N, 69 kg N và 103,5 kg N/ha trên giống cải xanh đã nhận thấy kích thước và năng suất lá tăng lên khi tăng liều lượng đạm trong cả 2 vụ Mức đạm từ 34,5 -103,5 kg N/ha làm tăng số lá khi thu hoạch so với đối chứng Nitrate trong lá cũng tăng từ 0,42 mg/kg ở đối chứng đến 0,575 mg/kg đối với lượng bón 103,5

kg N/ha Vị đắng cũng tăng lên với việc bón nhiều phân đạm

Theo Butt và cộng sự (1994) nấm Metarhizium anisoplia và Beauveria basiana với nồng độ 1010 bào tử/ml có tác dụng diệt côn trùng hại rau họ thập tự

và ong mật sau 5 ngày, tuy nhiên hiệu lực trừ sâu của nấm không cao

Vi sinh vật đối kháng được nghiên cứu nhiều để phòng chống vật gây bệnh cây là nấm đối kháng Trichoderma Theo Schwarz (1992) khi sử dụng Trichoderma, năng suất cà rốt có thể tăng 13,6 – 16,6%, dưa chuột tăng từ 18,3 –

22,3%, cải bắp tăng 20%, củ cải đường tăng 30%

Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh tại Việt Nam

Nguyễn Minh Chung (2012) đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ thủy canh tuần hoàn để sản xuất rau ăn lá trái vụ trong hai năm từ năm 2007 –

2008 với 4 loài rau (11 giống xà lách, 3 giống rau cải, 3 giống cần tây và 3 giống rau muống) Kết quả thu được các giống rau phù hợp trồng trái vụ trong dung dịch thủy canh tuần hoàn trong đó có 2 giống cải xanh BM và Tosakan Các rau

ăn lá này khi trồng trái vụ bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm

Nguyễn Thanh Hải (2009) cho rằng ở các mật độ rau cải khác nhau thì cho khối lượng cây và năng suất khác nhau Trong đó, mật độ 15 x 20 cm cho năng suất lý thuyết và năng suất thực tế đạt cao nhất, lần lượt là 41,6 tấn/ha và 37,5 tấn/ha; tiếp đó là mật độ 20 x 20 cm đạt 38,7 tấn/ha và 33,4 tấn/ha

Nguyễn Phi Hùng và cộng sự (2008) khi nghiên cứu về mật độ trên giống Cải Mèo Sơn La với khoảng cách trồng 25 x 25 cm, 30 x 25 cm, 30 x 30 cm cho thấy năng suất thực thu đạt cao nhất ở công thức 30 x 30 cm, thấp nhất là công thức 25 x 25 cm

Trần Khắc Thi và cộng sự (2009) khuyến cáo nên cấy khoảng cách 20 x 30

trong rau thương phẩm Trong các loại rau, rau ăn lá có hàm lượng

NO3

trong rau cao nhất vì vậy cần chú ý đến liều lượng bón và thời kỳ bón

Lê Văn Tán, Lê Khắc Huy và cộng sự (1998) cho thấy: khi tăng lượng phân đạm bón sẽ dẫn đến tăng tích lũy NO3

trong rau Điều đáng chú ý ở đây là nếu bón dưới mức 160 kg N/ha đối với bắp cải và dưới 80 kg N/ha đối với cải xanh thì lượng NO3

trong cải bắp dưới 430 mg/kg tươi (mức cho phép 500 mg/kg) Các kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Bùi Quang Xuân (1999)

-Theo Phạm Bình Quyền (1988) các chế phẩm sinh học và thảo mộc được đánh giá là có hiệu lực đối một số loại sâu hại trên cây đậu ăn quả Chế phẩm Defil WG, Dipel 3,2 WP, Xentari 35 WDG dùng để phòng trừ sâu đục quả đậu

Chế phẩm Vertimex 1,8 EC dùng để phòng trừ sâu đục lá có hiệu lực cao Chế

phẩm thảo mộc Artoxid có hiệu lực cao với rệp đậu màu đen

1.3 Dinh dƣỡng khoáng

Nghiên cứu sinh lý dinh dưỡng thực vật cho thấy là cây có thể phát triển tốt hoàn toàn dựa vào hút chất khoáng Mặc dù có thể hút được một số chất hữu cơ đơn giản, việc cung cấp trực tiếp chất hữu cơ cho cây là không bắt buộc Nếu có cung cấp chất hữu cơ (phân hữu cơ) thì các chất này cũng cần phải khoáng hóa thì cây mới sử dụng được Việc bón phân hữu cơ cho đất trồng là cực kỳ quan trọng trong nông nghiệp để tăng độ phì nhiêu, tạo cấu tượng cho đất, tăng sức giữ

ẩm của đất Nhưng không có tác dụng cung cấp trực tiếp các chất dinh dưỡng mà cây có thể hút được Vì vậy người ta hầu như không dùng phân hữu cơ trong thủy canh trên thế giới

Trong cơ thể thực vật chứa nhiều nguyên tố khoáng có trong bảng tuần hoàn Tuy nhiên chỉ có 16 nguyên tố C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, B, Cl,

Zn, Cu, Mo là những nguyên tố khoáng thiết yếu đối với sự sinh trưởng, phát triển của mọi loài cây, chỉ cần thiếu một trong số chúng thì cây trồng không thể

hoàn thành chu kỳ sống của mình

1.3.1 Bản chất của quá trình hút khoáng

- Giai đoạn đầu: khi lông hút của rễ tiếp xúc với dung dịch khoáng trong môi trường, các ion khoáng đi qua các lỗ siêu hiển vi của vỏ tế bào và bị hút bám trên bề mặt của chất nguyên sinh

- Giai đoạn hai: giai đoạn này các chất được hấp phụ trên bề mặt của nguyên sinh chất được chuyển vào trong rễ

1.3.2 Vai trò của nguyên tố khoáng đối với thực vật

Cho đến năm 2011 loài người đã biết được 118 nguyên tố hóa học Trong

đó có 94 nguyên tố tồn tại trong tự nhiên và 24 nguyên tố được tổng hợp nhân tạo Trong cây người ta tìm thấy trên 60 nguyên tố hóa học tồn tại, khoảng 25 nguyên tố có vai trò quan trọng đối với cấu tạo, dinh dưỡng và sinh lý đối với cây trồng được gọi là các nguyên tố thiết yếu Số các nguyên tố trong cây còn lại không rõ chức năng, có thể chúng xuất hiện theo sự ngẫu nhiên, không giúp ích cho cây và đôi khi còn gây hại

Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố có vai trò sinh lý rõ ràng và thiếu nó cây không thể hoàn tất chu kỳ sống bình thường của mình (Arnon and Stout 1939) Khi cây được cung cấp đầy đủ các nguyên tố thiết yếu và ánh sáng, nước,

CO2 chúng có thể tổng hợp toàn bộ các hợp chất cần thiết cho sự sinh trưởng bình thường

Trong các nguyên tố thiết yếu cho cây được chia làm ba nhóm:

Trong đó 3 nguyên tố C, O, H được cung cấp từ nước và không khí nên không được gọi là nguyên tố khoáng và 3 nguyên tố N, P, K được cây hấp thụ từ

đất với khối lượng lớn nên được gọi là khoáng đa lượng

Vai trò của carbon (C)

Carbon được cây hút dạng CO2 trong không khí qua khí khổng của lá nên không được xếp vào nguyên tố khoáng Nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời và nước C được đồng hóa tạo thành carbohydrate, thành phần chủ yếu trong cấu trúc

và dự trữ của cây

Trong điều kiện canh tác bình thường không thiếu CO2 - nguồn cung cấp cacbon

Vai trò của oxy (O)

Oxy được sử dụng trong cây chủ yếu từ quang phân ly nước Ngoài ra trong quá trình đồng hóa CO2 oxy được giải phóng và tái sử dụng trong một số cho trình sinh học Giống như carbon, oxy không được xếp vào nguyên tố khoáng Oxy là thành phần cấu trúc của carbohydrate và tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa trong cây

Trong điều kiện bình thường cây không thiếu oxy

Vai trò của hydro (H)

Hydro được sử dụng trong cây chủ yếu qua quá trình quang phân ly nước Giống như oxy và carbon, hydro không được xếp vào nguyên tố khoáng Hydro

là thành phần của nước trong cây và thành phần của carbohydrate, của mọi chất

hữu cơ

Vai trò của nitrogen (N)

Nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây trồng N là thành phần của protein, diệp lục tố Nó tham gia vào cấu trúc của tế bào và trong nhiều quá trình biến dưỡng N được xếp vào nguyên tố khoáng

Nitơ có trong thành phần của các acid nucleic Ngoài chức năng duy trì và truyền thông tin di truyền, acid nucleic đóng vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp protein, sự phân chia và sự sinh trưởng của tế bào

Nitơ có ý nghĩa quan trọng nhất đối với đời sống thực vật N tồn tại dưới hai dạng: dạng tự do trong khí quyển (N2) và dạng hợp chất N là yếu tố dinh dưỡng đóng góp rất quan trọng trong việc điều tiết quá trình sinh lý, trao đổi chất của cây

Nitơ là thành phần của nhiều vitamin: B1, B2, B6, PP

Nitơ còn tác động nhiều mặt đến sự đồng hóa CO2, khi thiếu N cường độ đồng hóa CO2 giảm làm giảm cường độ quang hợp Khi cung cấp đầy đủ N cho cây làm tổng hợp auxin tăng lên

Nitơ tham gia vào thành phần của phytochrome có nhiệm vụ điều chỉnh quá trình sinh trưởng, phát triển của cây như phản ứng quang chu kỳ, sự nảy mầm, tính hướng quang

Cây rất nhạy cảm với N Nitrogen có tác dụng hai mặt đến năng suất cây trồng, thừa hay thiếu N đều có hại

Thiếu N cây tăng trưởng kém, lá có màu xanh nhạt hay vàng, đâm tược kém; triệu chứng thiếu xuất hiện đầu tiên ở lá già

Cây thừa N sẽ có lá màu xanh đậm, dày, bóng, đậu trái kém và xảy ra tình trạng thiếu calcium Bón N tốt nhất có tỷ lệ NH4

+/NO3

-

là 1/1, bón nhiều NH4

+

có thể làm lá cong vẹo Bón phosphorus nhiều ngăn cản hấp thụ N Bón potassium

và N theo tỷ lệ 1/1 là tốt nhất cho sự hấp thụ N