Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng và hình thức thủy canh đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, chất lượng của cây xà lách (Lactuca sativa) và cây cải cúc (Glebionis coronaria)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng và hình thức thủy canh đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, chất lượng của cây xà lách (Lactuca sativa) và cây cải cúc (Glebionis coronaria) được thực hiện nhằm tìm ra công thức trồng thủy canh phù hợp cho cây xà lách và cây cải cúc dựa trên việc sử dụng hai loại dung dịch dinh dưỡng là Hydro Umat V và Knop phối hợp cùng hai hệ thống thủy canh tĩnh và động.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng và hình thức thủy canh đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, chất lượng của cây xà lách (Lactuca sativa) và cây cải cúc (Glebionis coronaria)

BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI: 10.15625/vap.2022.0049 ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG DỊCH DINH DƯỠNG VÀ HÌNH THỨC THỦY CANH ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH TRƯỞNG, CHẤT LƯỢNG CỦA CÂY XÀ LÁCH (Lactuca sativa) VÀ CÂY CẢI CÚC (Glebionis coronaria) Đỗ Thị Ánh Nguyệt1, Nguyễn Thị Quyên1, Lê Thị Thủy1,* Tóm tắt. Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm ra công thức trồng thủy canh phù hợp cho cây xà lách và cây cải cúc dựa trên việc sử dụng hai loại dung dịch dinh dưỡng là Hydro Umat V và Knop phối hợp cùng hai hệ thống thủy canh tĩnh và động. Các chỉ tiêu liên quan đến sinh trưởng và chất lượng của hai loại cây được xác định ở 4 thời điểm: 20 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày sau khi đưa cây lên hệ thống thủy canh. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cây xà lách giống Lollo Rossa sinh trưởng thuận lợi và cho chất lượng tốt khi trồng trên hệ thống thủy canh động sử dụng dung dịch Knop. Ở công thức này, cây xà lách đạt chiều cao 20,43 cm, có trung bình 10,07 lá với khối lượng 12,75 g, hàm lượng vitamin C là 10,76 mg/100 g, hàm lượng đường khử là 5,24 mg/g tại thời điểm 50 ngày. Công thức này cũng làm giảm hàm lượng nitrat tích lũy trong rau xà lách. Trong khi cây cải cúc giống NN.39 lại sinh trưởng tốt nhất khi trồng trong dung dịch Hydro Umat V và sử dụng hình thức thủy canh động. Tại thời điểm 50 ngày, trong công thức này, cây có chiều cao 22,50 cm, có 16,40 lá và đạt khối lượng 9,80 g. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng lại cho thấy, công thức Knop động giúp cây cải cúc tăng hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường khử, hàm lượng các nguyên tố sắt, kali và canxi. Từ khóa: Cây cải cúc, cây xà lách, dung dịch dinh dưỡng, thủy canh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cây xà lách (Lactuca sativa) và cây cải cúc (Glebionis coronaria) là hai loại rau ăn lá phổ biến ở nước ta. Trong đó, xà lách có hàm lượng chất khoáng, vitamin dồi dào cùng các chất xơ tốt cho hệ tiêu hóa, ngoài ra nó còn chứa nhiều hợp chất chống oxy hóa giúp kháng viêm, làm chậm quá trình lão hóa, … (Daniela và cộng sự, 2007). Tương tự, cải cúc là rau có mùi thơm đặc trưng, giàu vitamin như vitamin A, B, C, … và chất khoáng đặc biệt là kali (610 mg/100 g), canxi (73 mg/100g) và magie (20 mg/100 g) cùng hàm lượng cao β-caroten, không chỉ là rau ăn, cải cúc còn được xem là loại dược liệu tốt cho hệ tiêu hóa và hô hấp (Iryna, 2018). Nghiên cứu về thủy canh trên cây xà lách chỉ ra rằng, độ dẫn điện EC hay hàm lượng dinh dưỡng đặc biệt là dinh dưỡng đa lượng (canxi, nitơ, kali) của dung dịch quá cao sẽ làm cây sinh trưởng âm đồng thời giảm chất lượng của xà lách (Sundar và cộng sự, 2019). Là loại rau đa dạng về chủng loại, mỗi giống xà lách có chế độ dinh dưỡng, loại giá thể trồng thủy canh phù hợp khác nhau (Rahman và cộng sự, 2016). Dung dịch dinh dưỡng có thể không ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng hay số lá nhưng tạo ra sự khác biệt về chiều cao cây hay đường kính tán với xà lách xoăn Rapido 344 (Hà Việt Long và cộng sự, 2021). Khác 1 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội * Email: thuy_lt@hnue.edu.vn
450 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM với cây xà lách, các nghiên cứu về thủy canh trên cây cải cúc còn khá hạn chế, gần đây Ai và cộng sự (2021) đã tiến hành so sánh năng suất và chất lượng của cải cúc trồng thủy canh và trồng đất, kết quả nghiên cứu cho thấy, năng suất và tổng hàm lượng flavonoid và axit chlorogenic của cây cải cúc trồng thủy canh cao hơn so với trồng trên đất. Thủy canh là kỹ thuật trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng với hai hình thức thủy canh chính là thủy canh tĩnh và động … (Nguyễn Xuân Nguyên, 2004). Trong phương pháp thủy canh, dung dịch dinh dưỡng là yếu tố quyết định đến năng suất và chất lượng của cây trồng. Dung dịch dinh dưỡng tối ưu phụ thuộc vào loài cây, giai đoạn sinh trưởng, cơ quan cho thu hoạch của cây trồng hay mức độ nhạy cảm với các rối loạn dinh dưỡng của nó cũng như vào mùa vụ và các yếu tố thời tiết khác (Sirin, 2011). Do đó, để ứng dụng thành công kĩ thuật thủy canh trên bất kì đối tượng cây trồng nào thì việc xác định được dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho năng suất cao, đảm bảo chất lượng cây trồng là vô cùng quan trọng. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Vật liệu thực vật: Hạt cây xà lách giống Lollo Rossa được cung cấp bởi Công ty TNHH Giống cây trồng Phú Nông và hạt giống cải cúc NN.39 được cung cấp bởi Công ty phát triển giống cây trồng Nông nghiệp I. - Dung dịch dinh dưỡng và hệ thống thủy canh: Nghiên cứu sử dụng 02 loại dung dịch là Hydro Umat V (Công ty Trách nhiệm hữu hạn MTV Thủy canh Gia Viên) và Knop (pha theo hướng dẫn được mô tả bởi Nguyễn Văn Mã và cộng sự, 2013). Dung dịch được duy trì pH ở ngưỡng 6-6,5 (sử dụng máy đo pH cầm tay, dung dịch axit axetic và KOH để điều chỉnh pH). Thành phần của hai loại dung dịch được trình bày trong Bảng 1. Bảng 1. Thành phần và hàm lượng các nguyên tố trong dung dịch Hydro Umat V và Knop sử dụng trên hệ thống thủy canh Hàm lượng các nguyên tố cơ bản trong các dung dịch dinh dưỡng (ppm) Dung dịch N P K Ca Mg B Mn Zn Mo Cu Fe S Hydro Umat V 460 226,8 548,6 1451 15 140 394 100 20 24 32,7 222,6 Knop 117,1 32,5 133,6 138,9 28,8 – – – – – 1,03 38,1 Ghi chú: –: Không có trong dung dịch Hệ thống thủy canh được sử dụng trong nghiên cứu là hệ thống thủy canh động nằm ngang với 108 rọ của Công ty TNHH Thủy canh miền Nam và hệ thống thủy canh tĩnh là các thùng thủy canh có dung tích 15 lít, gồm 6 rọ trồng cây của Công ty Cổ phần Sáng tạo Bách Khoa. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm Hạt giống cây được gieo vào viên nén xơ dừa đặt trong rọ trồng cây, khi hạt nảy mầm được 5 – 7 ngày, cây cao 4 – 5 cm được đưa vào hai hệ thống thuỷ canh tĩnh và động theo 4 công thức thí nghiệm (Bảng 2), 30 rọ/công thức, 2 - 3 cây/rọ thí nghiệm.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 451 Bảng 2. Bốn công thức thí nghiệm được bố trí trong nghiên cứu Dung dịch Hình thức dinh dưỡng Dung dịch Hydro Umat V Dung dịch Knop thuỷ canh Thuỷ canh tĩnh Hydro Umat V tĩnh (UT) Knop tĩnh (KT) Thuỷ canh động Hydro Umat V động (UĐ) Knop động (KĐ) 2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu - Chỉ tiêu liên quan đến sinh trưởng: Các chỉ tiêu chiều cao cây (cm), số lá/cây, khối lượng tươi (g), hàm lượng nước (%) được xác định bằng phương pháp đo đếm thông thường. - Chỉ tiêu liên quan đến chất lượng: Hàm lượng vitamin C được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với iod, hàm lượng đường khử xác định bằng phương pháp DNS, hàm lượng nitrat được xác định bằng phương pháp trắc quang, hàm lượng nguyên tố khoáng phân tích bằng phương pháp quang phổ trên máy AAS (Nguyễn Văn Mùi, 2007; Nguyễn Thị Thu Phương và cộng sự, 2020). Các chỉ tiêu về sinh trưởng, chất lượng được xác định ở các thời điểm 20 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày sau khi đưa cây vào hệ thống thủy canh. Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 9/2021 đến tháng 3/2022 tại Vườn thực nghiệm Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu được xử lý thống kê dựa trên Microsoft Excel và phần mềm SPSS 16.0. Phân tích phương sai một yếu tố và kiểm định Turkey’s – b để đánh giá sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức α = 0,05. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng 3.1.1. Chiều cao cây Kết quả chiều cao cây xà lách và cải cúc trình bày trong Bảng 3 cho thấy, chiều cao cây tăng từ giai đoạn 20 ngày đến 50 ngày trong cả 4 công thức thí nghiệm. Trong đó, chiều cao cây có xu hướng tăng nhanh từ giai đoạn 30 ngày đến 50 ngày, đây là giai đoạn bộ rễ của cây phát triển hoàn thiện, kích thước rễ lớn và đã thích nghi với dung dịch thủy canh, do đó tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng dẫn đến tăng tốc độ sinh trưởng của cây. Số liệu nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hình thức thủy canh động ưu thế hơn so với hình thức thủy canh tĩnh trong việc thúc đẩy tăng trưởng chiều cao cây xà lách và cải cúc. Ở cùng giai đoạn, xét trong cùng một dung dịch dinh dưỡng, chiều cao cây xà lách trồng trong hệ thống động cao hơn hệ thống tĩnh từ 0,93 cm đến 3,7 cm. Kết quả này đối với cây cải cúc là từ 1,83 cm đến 8,34 cm. So sánh giữa hai loại dung dịch dinh dưỡng sử dụng, đối với cây xà lách, trong hệ thống thủy canh tĩnh, cây trồng trong Hydro Umat V cao hơn so với cây trồng trong Knop,
452 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM kết quả này ngược lại khi xét trên hệ thống động, ở tất cả các giai đoạn, cây được nuôi bằng dung dịch Knop luôn cao hơn từ 0,35 đến 1,08 cm so với cây được trồng trong dung dịch Hydro Umat V. Khác với cây xà lách, dung dịch Hydro Umat V giúp tăng chiều cao cây cải cúc tốt hơn so với dung dịch Knop ở cả hệ thống thủy canh tĩnh và thủy canh động. Bảng 3. Chiều cao cây (cm) qua các giai đoạn sinh trưởng trong các công thức thí nghiệm CTTN Cây xà lách Cây cải cúc Hydro Umat V Knop Hydro Umat V Knop Giai đoạn Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động c b d a c a d N 9,15 ± 10,08 8,23 ± 10,43 4,90 ± 7,40 ± 4,20 ± 6,03b ± 20 ngày 0,15 ± 0,12 0,09 ± 0,14 0,20 0,33 0,27 0,22 11,86c 12,89b 11,35d 13,27a 7,23c ± 13,40a 6,23d ± 11,4b ± 30 ngày ± 0,17 ± 0,13 ± 0,11 ± 0,16 0,26 ± 0,07 0,24 0,04 14,63c 15,73b 12,65d 16,81a 10,57c 16,50a 9,37d ± 14,20b 40 ngày ± 0,10 ± 0,10 ± 0,13 ± 0,15 ± 0,44 ± 0,53 0,42 ± 0,27 17,90c± 19,36b 16,73d 20,43a 14,87c 22,50a 13,63d 21,97b 50 ngày 0,14 ± 0,17 ± 0,14 ± 0,14 ± 0,29 ± 0,33 ± 0,42 ± 0,03 Ghi chú: Xét trên cùng một loại cây, khi so sánh các công thức thí nghiệm trong cùng một hàng, các chữ cái (a, b, c, d) khác nhau thể hiện sự khác có ý nghĩa thống kê, các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác không có ý nghĩa thống kê. 3.1.2. Số lá trên cây Đối với các loại rau ăn lá, số lá là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Kết quả về chỉ tiêu này trên cây xà lách và cây cải cúc được trình bày trong Bảng 4. Bảng 4. Số lá của cây qua các giai đoạn sinh trưởng trong các công thức thí nghiệm Cây xà lách Cây cải cúc CTTN Hydro Umat V Knop Hydro Umat V Knop Giai đoạn Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động c b c a N 3,61 ± 4,17 ± 3,38 ± 4,73 ± 4,60b± 6,60a ± 4,00b ± 6,40a ± 20 ngày 0,48 0,30 0,42 0,46 0,72 0,72 0,03 0,64 4,22c ± 5,46b ± 3,82c ± 6,11a ± 7,40b ± 10,40a 5,40c ± 10,12a 30 ngày 0,54 0,43 0,43 0,35 0,72 ± 0,28 0,72 ± 0,80 6,34c ± 7,71b ± 5,78d ± 8,45a ± 11,20b 14,12a 9,60c ± 13,80a 40 ngày 0,47 0,52 0,38 0,46 ± 0,76 ± 0,80 0,28 ± 0,96 7,75c ± 8,75b ± 6,63d ± 10,07a 13,20b 16,40a 12,42b 16,19a 50 ngày 0,36 0,43 0,48 ± 0,51 ± 0,76 ± 0,28 ± 0,80 ± 0,28 Ghi chú: Xét trên cùng một loại cây, khi so sánh các công thức thí nghiệm trong cùng một hàng, các chữ cái (a, b, c, d) khác nhau thể hiện sự khác có ý nghĩa thống kê, các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác không có ý nghĩa thống kê.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 453 Số liệu thu được cho thấy, ảnh hưởng của hình thức thủy canh và dung dịch dinh dưỡng đến sự tăng trưởng số lá/cây tương tự như với ảnh hưởng đến sự tăng trưởng chiều cao cây như đã phân tích ở trên. Cụ thể, cây xà lách trồng trong dung dịch Knop thủy canh động có số lá cao nhất, đạt 10,07 lá ở giai đoạn 50 ngày, cao gấp 1,15 lần so với cây trồng trong dung dịch Hydro Umat V động và cao gấp 1,52 lần số lá của cây trồng trong dung dịch Knop tĩnh. Với cây cải cúc, số lá của cây trồng trong công thức Hydro Umat V động và Knop động là tương đương nhau, ở từng thời điểm, số lá của cây trong dung dịch Hydro Umat V cao hơn so với cây trồng trong dung dịch Knop khoảng từ 0,2 đến 0,32 lá, song sự chênh lệch này không có ý nghĩa thống kê. Tại thời điểm 50 ngày, số lá thu được của cây trong công thức Hydro Umat V là 16,40 lá. 3.1.3. Khối lượng tươi của cây Sự tăng trưởng về chiều cao và số lá/cây kéo theo sự tăng lên về khối lượng tươi của cây qua các giai đoạn. Số liệu chỉ ra trong Bảng 5 cho thấy, tại thời điểm 50 ngày, khối lượng tươi của xà lách trồng trong dung dịch Knop động là cao nhất (12,75 g/cây), cao hơn 2,93 g so với cây trong dung dịch Hydro Umat V động, gấp 3,78 lần khối lượng của cây trong dung dịch Hydro Umat V tĩnh và gấp 5,18 lần cây trong dung dịch Knop tĩnh. Bảng 5. Khối lượng tươi của cây (g) qua các giai đoạn trong các công thức thí nghiệm CTTN Cây xà lách Cây cải cúc Giai Hydro Umat V Knop Hydro Umat V Knop đoạn Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Động 0,53c ± 1,91b ± 0,28d ± 2,48a ± 0,88c ± 1,67a ± 0,64d ± 1,44b ± 20 ngày 0,09 0,11 0,04 0,10 0.02 0,06 0,05 0,09 1,39c ± 3,74b ± 0,91d ± 4,11a ± 1,16b ± 3,34a ± 1,01b ± 3,06a ± 30 ngày 0,11 0,22 0,12 0,19 0,12 0,15 0,09 0,13 2,84c ± 6,12b ± 1,85d ± 9,51a ± 2,10b ± 6,91a ± 2,85b ± 6,63a ± 40 ngày 0,20 0,19 0,21 0,21 0,09 0,28 0,12 0,17 3,37c ± 9,82b ± 2,46d ± 12,75a 3,47d ± 9,80a ± 4,38c ± 8,75b ± 50 ngày 0,18 0,16 0,11 ± 0,17 0,19 0,21 0,34 0,35 Ghi chú: Xét trên cùng một loại cây, khi so sánh các công thức thí nghiệm trong cùng một hàng, các chữ cái (a, b, c, d) khác nhau thể hiện sự khác có ý nghĩa thống kê, các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác không có ý nghĩa thống kê. Như đã phân tích ở trên, cây cải cúc trồng trong công thức Hydro Umat V động có chiều cao và số lá tốt hơn 3 công thức còn lại. Do đó, dễ dàng nhận thấy, cây cải cúc trồng trong công thức này cũng có khối lượng tươi cao nhất. Cụ thể, khối lượng tươi của cải cúc ở thời điểm 50 ngày đạt giá trị là 9,80 g, cao hơn 1,05 g so với cây trồng trong công thức Knop động, và gấp 2,2 lần khối lượng cây trong công thức Hydro Umat tĩnh và 2,9 lần khối lượng cải cúc trồng trong Knop tĩnh.
454 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 3.1.4. Hàm lượng nước Các loại rau quả thường có hàm lượng nước tương đối cao, dao động từ 85 - 95%. Hàm lượng nước trong cây cũng là chỉ tiêu phản ánh khả năng tích tũy chất khô trong cây. Kết quả đánh giá hàm lượng nước của cây xà lách và cây cải cúc được thể hiện trong Hình 1. 98 Hàm lượng nước (%) 97 96 95 94 93 92 91 20 ngày 30 ngày 40 ngày 50 ngày 20 ngày 30 ngày 40 ngày 50 ngày Cây xà lách Cây cải cúc UT 95.35 95.63 95.84 96.17 96.85 95.41 95.28 94.67 UĐ 94.53 94.82 95.12 95.68 96.78 95.23 94.47 94.12 KT 95.58 95.75 95.82 96.26 96.21 95.11 94.97 94.91 KĐ 94.81 95.59 95.91 96.12 96.02 95.03 94.21 93.48 UT UĐ KT KĐ Hình 1. Hàm lượng nước của cây xà lách và cây cải cúc qua các giai đoạn trong các công thức thí nghiệm Số liệu thu được cho thấy, hàm lượng nước trong rau xà lách và rau cải cúc khá cao, dao động từ 93,48 96,85 %. Thống kê chỉ ra, trong phạm vi của nghiên cứu, hệ thống thủy canh hay loại dung dịch dinh dưỡng không ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng nước trong cây khi xét trong cùng một giai đoạn. Ở cây xà lách, hàm lượng nước có xu hướng tăng nhẹ qua các giai đoạn sinh trưởng của cây trong khi với cây cải cúc, hàm lượng nước lại có xu hướng giảm dần (đồng nghĩa với việc tăng tích lũy chất khô). Từ các kết quả đánh giá ảnh hưởng của các công thức thí nghiệm đến các chỉ tiêu liên quan đến sinh trưởng của 2 loại rau nhận thấy, cây xà lách đạt tốc độ sinh trưởng tốt nhất khi trồng trong công thức Knop động, trong khi đó cây cải cúc sinh trưởng tốt hơn cả với công thức Hydro Umat V động. Khác với hệ thống thủy canh tĩnh, hệ thống thủy canh động có dung dịch dinh dưỡng có thể luân chuyển tuần hoàn, tăng lượng oxi hòa tan trong dung dịch giúp thúc đẩy tốt hơn khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng. So sánh về khả năng cung cấp dinh dưỡng của 2 dung dịch, dung dịch Hydro Umat V có thành phần và hàm lượng các nguyên tố khoáng phong phú hơn dung dịch Knop với hàm lượng cao các nguyên tố đa lượng (N, P, K) và nhiều nguyên tố vi lượng không có trong Knop (B, Mn, Zn, Mo, Cu). Tuy nhiên, Knop được xem là dung dịch chứa đủ các nguyên tố cơ bản cần thiết cho sự sinh trưởng của cây trồng, nó được công bố là dung dịch thích hợp để trồng thủy canh cây rau dền (Lê Thị Thu Hà và cộng sự, 2016). Trong phạm vi của nghiên cứu này, Hydro Umat V phù hợp để trồng cây cải cúc, trong khi xà lách lại sinh trưởng tốt hơn trong Knop. Kết quả này cho thấy, nhu cầu dinh dưỡng phụ thuộc khá rõ vào đối tượng cây trồng.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 455 3.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu liên quan đến chất lượng 3.2.1. Hàm lượng vitamin C Biểu đồ Hình 2 và 3 cho thấy, hàm lượng vitamin C trong cả 2 loại rau đều tăng lên trong tiến trình sinh trưởng của cây, trong đó tăng nhanh ở giai đoạn 30 đến 50 ngày. Ở cả 4 thời điểm, công thức thủy canh động sử dụng dung dịch Knop cho cây trồng có hàm lượng vitamin C cao nhất. Trong khi đó, công thức cho giá trị hàm lượng vitamin C thấp nhất đối với cây xà lách là Knop thủy canh tĩnh, còn ở cây cải cúc lại là Hydo Umat V tĩnh. Hàm lượng vitamin C trong cây xà lách thấp hơn so với giá trị đo được trong cây cải cúc. Ở thời điểm 50 ngày, hàm lượng vitamin C trong rau xà lách dao động từ 7,91 đến 10,76 mg/100 g, số liệu này ở cây cải cúc là 13,22 đến 22,49 mg/100 g. Khi so sánh hai hình thức thủy canh, thủy canh động làm gia tăng tổng hợp vitamin C trong cây so với thủy canh tĩnh. Nếu cùng sử dụng hệ thống thủy canh tĩnh, dung dịch Hydro Umat V sẽ giúp cây tổng hợp nhiều vitamin C hơn so với dung dịch Knop khi dùng cho cây xà lách, ngược lại dung dịch Knop lại ưu thế hơn khi dùng cho cây cải cúc. Hàm lượng vitamin C (mg/100g) Hàm lượng vitamin C (mg/100g) UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ 12 25 10 20 8 15 6 10 4 2 5 0 0 20 30 40 50 20 30 40 50 ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày UT 5.87 6.84 8.01 8.62 UT 10.45 11.11 12.21 13.22 UĐ 5.23 7.14 8.92 9.83 UĐ 13.45 14.77 19.36 20.98 KT 5.11 6.28 7.13 7.91 KT 10.67 11.49 13.67 15.33 KĐ 7.06 8.31 9.84 10.76 KĐ 13.43 15.65 20.18 22.49 Hình 2. Hàm lượng vitamin C trong cây xà Hình 3. Hàm lượng vitamin C trong cây cải lách trong các công thức thí nghiệm cúc trong các công thức thí nghiệm 3.2.2. Hàm lượng đường khử Kết quả phân tích hàm lượng đường khử trong rau xà lách và cải cúc trong Hình 4 cho thấy, hàm lượng đường khử tăng nhanh ở giai đoạn 20 đến 40 ngày và tăng chậm lại ở giai đoạn 40-50 ngày. Ở cây xà lách, trong hệ thống thủy canh động, hàm lượng đường khử thu được ở cây trồng trong dung dịch Knop và Hydo Umat V là tương đương nhau khi đo ở thời điểm 40 và 50 ngày, dao động từ 4,93 – 5,24 mg/g chất tươi, trong khi ở thời điểm 20 ngày, hàm lượng đường khử của cây trồng trong dung dịch Knop cao hơn 1,25 mg/g so với hàm lượng của cây trồng trong Hydro Umat V. Khác với thủy canh động, khi sử dụng hệ thống tĩnh, dung dịch Hydro Umat V là giúp cây tích lũy đường khử cao hơn so với dung dịch Knop.
456 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ trong cây cải cúc (mg/g) Hàm lượng đường khử 6 trong cây xà lách (mg/g) Hàm lượng đường khử 5 6 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 0 20 30 40 50 20 30 40 50 ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày UT 2.13 2.15 2.67 2.88 UT 3.05 4.64 4.93 5.02 UĐ 3.14 3.33 4.56 4.97 UĐ 3.87 4.97 5.09 5.17 KT 2.34 2.45 3.02 3.24 KT 2.81 3.91 4.54 4.86 KĐ 3.45 3.6 4.78 5.04 KĐ 4.3 5.08 5.16 5.24 Hình 4. Hàm lượng đường khử trong cây xà lách và cây cải cúc qua các giai đoạn trong các công thức thí nghiệm Ở cây cải cúc, cũng có sự chênh lệch tương đối rõ về hàm lượng đường khử giữa cây trồng trong hệ thống thủy canh động so với cây trồng trong hệ thống thủy canh tĩnh ở cả 4 thời điểm nghiên cứu. Ví dụ, hàm lượng đường khử của cải cúc trồng trong hệ thống động ở dung dịch Knop và Hydro Umat ở thời điểm 50 ngày là 4,97 5,04 mg/g cao hơn 1,8 2,09 mg/g và gấp 1,5 1,7 lần so hàm lượng của cây trồng trong với hệ thống thủy canh tĩnh. Trong khi đó, so sánh số liệu giữa 2 dung dịch dinh dưỡng sử dụng trong cùng hình thức thủy canh, cải cúc trồng trong dung dịch Knop có hàm lượng đường khử cao hơn so với cây trồng trong dung dịch Hydro Umat V, tuy nhiên sự chênh lệch này là không đáng kể. 3.2.3. Hàm lượng nitrat Nghiên cứu cho thấy, khi hàm lượng nitrat trong nông sản vượt quá ngưỡng cho phép nó sẽ gây độc cho sức khỏe người sử dụng do nó cản trở quá trình vận chuyển oxy trong máu, chuyển hóa tạo chất gây ung thư, … (Abd-Elkader và cộng sự, 2016). Vì vậy dư lượng nitrat trong rau (đặc biệt là các loại rau thủy canh) được xem là một trong những tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng rau quả. Trong phạm vi nghiên cứu này, hàm lượng nitrat được xác định tại thời điểm 50 ngày sau khi trồng trên hệ thống thủy canh, kết quả được trình bày trong Hình 5. Quan sát hình nhận thấy, hệ thống thủy canh động làm gia tăng tích lũy nitrat trong cây so với hệ thống tĩnh và dung dịch Hydro Umat V cho hàm lượng nitrat trong cây trồng cao hơn dung dịch Knop. Hàm lượng nitrat tích lũy trong rau được cho là tỉ lệ thuận với lượng nitơ có trong dung dịch thủy canh (Abd-Elkader và cộng sự, 2016). Đây có thể được xem là cơ sở lí giải cho việc hàm lượng nitrat của rau trồng trong dung dịch Hydro Umat V cao hơn so với rau trồng trong dung dịch Knop. So sánh hàm lượng nitrat trong 2 loại rau nhận thấy, hàm lượng nitrat có trong rau xà lách cao hơn rất nhiều so với rau cải cúc. Cụ thể, hàm lượng nitrat của rau xà lách dao động từ 982,36 – 1313,34 mg/kg cao gấp 3-3,5 lần so với hàm lượng nitrat của rau cải cúc. Tuy nhiên, giá trị này vẫn thấp hơn cho với ngưỡng nitrat cho phép có trong rau xà lách
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 457 của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) là 1500 mg/kg. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy, một số loại rau trong đó có xà lách có xu hướng tích lũy nitrat với hàm lượng cao trong cây (Santamaria, 1997; Nguyễn Thị Thu Phương và cộng sự, 2020). 1400 1200 Hàm lượng nitrat 1313.34 1000 1217.13 982.36 1025.74 (mg/kg) 800 600 400 200 312.45 378.23 308.31 356.77 0 UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ Cây xà lách Cây cải cúc Hình 5. Hàm lượng nitrat trong cây xà lách và cây cải cúc trong các công thức thí nghiệm tại thời điểm 50 ngày 3.2.4. Hàm lượng một số nguyên tố khoáng Hình 6 và 7 chỉ ra hàm lượng của sắt, kali và canxi có trong hai loại rau xà lách và cải cúc ở thời điểm 50 ngày. cây xà lách và cây cải cúc Fe K Ca 3427.49 Hàm lượng K, Ca trong xà lách và cây cải cúc cây 2933.67 Hàm lượng Fe trong cây 2685.79 11.27 2441.34 9.62 1986.7 1888.5 (mg/kg) 1562.3 1554.4 8.2 6.43 7.4 (mg/kg) 6.7 5.36 629.69 560.16 6 687.1 417.68 632.3 605.5 290.52 522.1 UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ UT UĐ KT KĐ Cây xà lách Cây cải cúc Cây xà lách Cây cải cúc Hình 6. Hàm lượng Fe của cây xà lách Hình 7. Hàm lượng K, Ca của cây xà lách và cây cải cúc ở thời điểm 50 ngày và cây cải cúc ở thời điểm 50 ngày Kết quả nghiên cứu cho thấy, xét trong cùng một dung dịch dinh dưỡng, cây trồng bằng hình thức thủy canh động có hàm lượng các nguyên tố khoáng cao hơn so với cây trồng bằng hình thức thủy canh tĩnh. Như vậy, sự luân chuyển của dung dịch trong hệ thống thủy canh có thể đã thúc đẩy khả năng hấp thụ các nguyên tố khoáng có trong dung dịch của cây trồng. Cây xà lách trồng trong dung dịch Hydro Umat V có hàm lượng sắt, kali và canxi cao hơn cây trồng trong dung dịch Knop ở cùng hình thức thủy canh. Kết quả này phù hợp với sự sai khác về hàm lượng 3 nguyên tố này có trong 2 loại dung dịch sử dụng (Bảng 1), có thể thấy hàm lượng cao của các nguyên tố trong dung dịch thủy canh làm tăng tích lũy các nguyên tố này trong cây trồng.
458 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM So sánh hàm lượng các nguyên tố khoáng của cây cải cúc trồng trong 2 loại dung dịch nghiên cứu nhận thấy, quy luật biến đổi không giống với cây xà lách khi hàm lượng sắt, kali, canxi có xu hướng tích lũy nhiều khi trồng trong dung dịch Knop thay vì Hydro Umat V. Cụ thể, hàm lượng canxi của cải cúc trong dung dịch Knop dao động từ 1562,3 – 1986,7 mg/kg chất khô cao hơn 7,9 98,2 mg/kg so với cây trồng trong dung dịch Hydro Umat V, tương tự, hàm lượng kali cũng cao hơn từ 54,8 83,4 mg/kg chất khô. Mặc dù sự sai khác là không lớn nhưng kết quả này cũng cho thấy, việc hấp thụ và tích lũy các nguyên tố khoáng trong cây không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng của chúng có trong dung dịch dinh dưỡng mà có thể còn phụ thuộc vào nhu cầu của từng đối tượng cây trồng. 4. KẾT LUẬN Trong hai hình thức thuỷ canh, cây xà lách và cây cải cúc sinh trưởng và cho chất lượng tốt hơn trong hệ thống thủy canh động khi sử dụng cả hai loại dung dịch dinh dưỡng là Hydro Umat V và Knop. Trong 4 công thức nghiên cứu, công thức Knop động cho kết quả tốt nhất ở tất cả chỉ tiêu sinh trưởng (gồm chiều cao cây, số lá/cây, khối lượng tươi) và hai chỉ tiêu liên quan đến chất lượng của cây xà lách (gồm hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường khử), cùng với đó nó làm giảm lượng nitrat và các nguyên tố khoáng (sắt, kali, canxi) tích lũy trong cây. Đối với cây cải cúc, công thức Hydro Umat V động là công thức phù hợp nhất cho sự sinh trưởng của cây trong khi Knop động là công thức nghiên cứu cho kết quả tốt hơn về các chỉ tiêu chất lượng gồm: hàm lượng vitamin C, đường khử, hàm lượng kali, canxi và sắt đồng thời làm giảm tích lũy nitrat trong cây cải cúc. TÀI LIỆU THAM KHẢO Abd-Elkader D. Y. and Alkharpotly A. A., 2016. Effect of nitrogenous concentration solutions on vegetative growth, yield and chemical characters of celery (Apium graveolens L.). J. Plant Production, 7(11): 1201-1206. Ai P., Liu X., Li Z. et al., 2021. Comparison of chrysanthemum flowers grown under hydroponic and soil - based systems: yield and transcriptome analysis. BMC Plant Biol, 21: 517. Daniela H., Laura I., Pamela V., Sara T. and Annalisa R., 2007. Polyphenol Content and Antioxidative Activity in some species of freshly consumed salads. J. Sci. Food Agric, 55(5): 1724 - 1729. Lê Thị Thu Hà, Nguyễn Thị Thùy Vân, Lê Thị Thủy, 2016. Ảnh hưởng của các dung dịch dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu liên quan đến năng suất và phẩm chất cây rau dền đỏ (Amaranthus tricolor) trồng thủy canh. Tạp chí Khoa học, ĐH Sư phạm Hà Nội, 61(4): 79 - 85. Iryna V. I., 2018. Biomorphological peculiarities of Glebionis coronaria (Asteraceae) introduced in Ukrainian Polissya. Phytomorphology, 12: 66 - 69.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 459 Hà Việt Long, Hà Minh Tuấn, Phạm Thị Thanh Huyền, Vũ Thị Hải Anh, Hà Lan Nhã, Nguyễn Văn Đức, 2021. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng thuỷ canh đến sinh trưởng và năng suất của rau xà lách xoăn Rapido 344 tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 226(17): 160 - 167. Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong, 2013. Phương pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 223tr. Nguyễn Văn Mùi, 2007. Thực hành Hóa sinh học. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, 205 tr. Nguyễn Xuân Nguyên, 2004. Kĩ thuật thủy canh và sản xuất rau sạch. Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội, 200 tr. Nguyễn Thị Thu Phương, Đào Thu Hà, Trần Thị Yến, 2020. Xác định hàm lượng nitrate trong một số mẫu rau củ theo phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử axit salisylic. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 56(3): 128 - 131. Rahman J., Chawdhery R. A., Begum P., Quamruzzaman, Zakia Z., Raihan A., 2019. Growth and Yield of hydroponic lettuce as influenced by different growing substrates. Azarian Journal of Agriculture, (6): 215 - 220. Santamaria P., Elia A., Gonnella M., 1997. Changes in nitrate accumulation and growth of endive plants during the light period as affected by nitrogen level and form. J Plant Nutr., 20, pp. 1255-1266 Şirin U., 2011. Flower longevity and quality attributes of gerbera cut flower affected by different nutrient solutions. African Journal of Agricultural Research, 6(21): 4910 - 4919. Sundar S., Sanjib S. and Zhiming L., 2019. Effects of nutrient composition and lettuce cultival on Crop Production in Hydroponic culture. Horticulturae, 5(4): 72.
460 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM EFFECTS OF NUTRIENT SOLUTIONS AND HYDROPONIC FORMS ON SOME PARAMETERS RELATED TO GROWTH AND QUALITY OF LETTUCE (Lactuca sativa) AND CHRYSANTHEMUM GREENS (Glebionis coronaria) Do Thi Anh Nguyet1, Nguyen Thi Quyen1, Le Thi Thuy1,* Abstract. The study was conducted to find out a suitable hydroponic formula for lettuce and chrysanthemum greens based on the use of two nutrient solutions, Hydro Umat V and Knop, in combination with static hydroponic systems and hydroponic systems. The parameters related to the growth and quality of the two plants were determined at 4 time points: 20 days, 30 days, 40 days and 50 days after putting the plants on the hydroponic system. The results showed that the Lollo Rossa lettuce varieties grew favorably and had good quality when grown on dynamic hydroponic system using Knop solution. In this formula, the lettuce plant reached a height of 20.43 cm, an average leaves of 10.07 with a weight of 12.75 g, the vitamin C content of 10.76 mg/100 g, the reducing sugar content of 5.24 mg/g at 50 days. The lettuce plants grown in this formula also reduced nitrate accumulation. While chrysanthemum greens varieties NN.39 had the best growth when grown in Hydro Umat V solution using dynamic hydroponics. At 50 days, in this formula, the plant height was 22.50 cm, had 16.40 leaves and a weight of 9.80 g. The results of the analysis of a number of quality parameters indicated that the dynamic Knop formula helped the chrysanthemum greens plant to increase its vitamin C content, reducing sugar content, and the content of iron, potassium and calcium elements. Keywords: Chrysanthemum greens, lettuce, nutrient solutions, hydroponic. 1 Hanoi National University of Education *Email: thuy_lt@hnue.edu.vn