XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA (Lycopersicon esculentum) VÀ XÀ LÁCH (Lactuca sativa) BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỦY CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT

Chia sẻ: G G | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

239
lượt xem 106
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh chóng là hàng loạt vấn đề đặt ra để giải quyết những nhu cầu ngày càng lớn của con ngƣời về sức khỏe, dinh dƣỡng, giáo dục, y tế. Nhà nƣớc đã đặt ra nhiều vấn đề lớn đòi hỏi giải quyết, đặc biệt là vấn đề năng suất và chất lƣợng lƣợng thực thực phẩm. Cuộc cách mạng xanh trong nông nghiệp đã đƣợc đề xƣớng và áp dụng rất thành công tại Ấn Độ vào những năm 60 của thế kỷ XX đã giải quyết đƣợc vấn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA (Lycopersicon esculentum) VÀ XÀ LÁCH (Lactuca sativa) BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỦY CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA (Lycopersicon esculentum) VÀ XÀ LÁCH (Lactuca sativa) BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỦY CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT SINH VIÊN THỰC HIỆN :VÕ NGỌC VŨ NGHÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHOÁ : 2003 – 2007 Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2007
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA (Lycopersicon esculentum) VÀ XÀ LÁCH (Lactuca sativa) BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỦY CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. TRẦN THỊ DUNG VÕ NGỌC VŨ PGS.TS NGUYỄN VĂN UYỂN Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2007
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY ***000*** ESTABLISING PROCESS GROW TOMATO AND SALAD BY SIPLE HYDROPONIC TECHNIQUE BASIC ON SAND Graduation thesis Major: Biotechnology Professor: Student: Dr. TRAN THI DUNG VO NGOC VU Prf. Dr. NGUYEN VAN UYEN Term: 2003 - 2007 HCMC, 9/2007
LỜI CẢM TẠ Con xin thành kính ghi ơn cha mẹ. Gia đình luôn là chỗ dựa vững chắc về tinh thần và vật chất cho con. Em vô cùng biết ơn Cô Trần Thị Dung và Thầy Nguyễn Văn Uyển đã tận tình hƣớng dẫn và truyền đạt cho em những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian làm đề tài. Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian học tập vừa qua. Anh Vũ Đình Đƣơng, chị Nguyễn Thị Ngân và tất cả các anh chị em khác trong công ty Bảo Nông đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Anh Tuấn ở Hóc Môn Hết lòng giúp đỡ em để em có thể hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Cảm ơn các bạn trong và ngoài lớp Công nghệ Sinh học K29 đã luôn đồng hành, chia sẻ vui buồn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2007 Võ Ngọc Vũ i
TÓM TẮT VÕ NGỌC VŨ, sinh viên khoa công nghệ sinh học khoá 29, Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2007. ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA (Lycopersicon esculentum) VÀ XÀ LÁCH (Lactuca sativa) SẠCH BẰNG PHƢƠNG PHÁP THUỶ CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: TS. TRẦN THỊ DUNG PGS.TS NGUYỄN VĂN UYỂN Ngày nay, do những khó khăn trong sản xuất nông nghiệp truyền thống nhƣ: diện tích canh tác, ô nhiễm, sâu bệnh…mà kỹ thuật thuỷ canh đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Những kỹ thuật này khá mới và khó áp dụng rộng rãi trong điều kiện nƣớc ta. Chính vì vậy tôi thực hiện đề tài này nhằm áp dụng có hiệu quả những tiện ích mà kỹ thuật thuỷ canh mang lại trong điều kiện nƣớc ta. Trong đề tài của mình chúng tôi tiến hành nghiên cứu khả năng tạo độ xốp, khả năng giữ nƣớc, từ đó xác định lƣợng chất giữ nƣớc vinagamma (CGNV) do viện hạt nhân Đà Lạt sản xuất cho kết quả tốt đến sự sinh trƣởng và phát triển của hai loại rau cà chua và xà lách. Tƣơng tự, chúng tôi tiến hành đồng thời khả năng ảnh hƣởng của phân viên BM (PVBM) do công ty Behn Meyer sản xuất với đầy đủ các nguyên tố khoáng đa, trung, vi lƣợng. Kết quả đạt đƣợc sau khi tiến hành thí nghiệm cho thấy tỉ lệ giữ CGNV và cát là 250 g/m3 đối với xà lách, và 333 g/m3 đối với cà chua. Tỉ lệ PVBM đƣợc trộn trong giá thể cát là 555 g/m3 đối với cà chua và 225 g/m3 đối với xà lách. Ngoài ra, qua tính toán kết quả thu cà chua và xà lách từ mô hình trồng xen cà chua và xà lách sau khi trừ chi phí ban đầu là 8,3 triệu đồng. từ đó cho thấy mô hình thuỷ canh đơn giản trên cát có thể áp dụng trong thực tế. ii
SUMMARY Vo Ngoc Vu studying at Nong Lam University and finishing the thesis on 8th, 2007. The thesis entitled “Establising process grow tomato and salad by simple hydroponic techniqe basic on sand”. This research was conducted from 5th, 2007 to 8th, 2007 at Hiep An, Duc Trong, Lam Dong . Board of scientific instruction: Dr. Tran Thi Dung Prof.Dr. Nguyen Van Uyen The content of research:  Grow tomato and salad on sand with fertilizer which produce of Behn Meyer (PVBM)  Mix sand with subtance which take water from vinagamma institude of Da Lat (CGNV)  Establishing a model grow tomato and salad on sand . The results obtained from this study:  Ratio of PVBM and sand for tomato is: 555 g/m3 ; for salad is 225 g/m3  Ratio of CGNV and sand for tomato is 333 g/m3 ; for salad is 250 g/m3  We can take 8300.000 VND from model grow tomato and salad on sand iii
MUC LỤC PHẦN TRANG LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... i TÓM TĂT ................................................................................................................ ii SUMMARY ............................................................................................................. iii DANH SÁCH CÁC HÌNH ...................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC BẢN ........................................................................................ ix DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. x CHƢƠNG I MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1 1.2 Mục đích............................................................................................................. 2 1.3 Yêu cầu ............................................................................................................... 2 CHƢƠNG II ............................................................................................................. 3 2.1 Khái niệm thủy canh .......................................................................................... 3 2.2 Lịch sử phát triển............................................................................................... 3 2.3 Các phƣơng pháp thủy canh ............................................................................... 5 2.3.1 Thủy canh dịch lỏng ........................................................................................ 5 2.3.2 Phƣơng pháp khí canh (aeroponics) ................................................................ 8 2.3.3 Thủy canh có sử dụng giá thể rắn ................................................................... 8 2.4 Các loại giá thể dùng trong thủy canh ................................................................ 10 2.4.1Giá thể phi hữu cơ ............................................................................................ 11 2.4.2 Giá thể hữu cơ: ................................................................................................ 12 2.5 Dinh dƣỡng của cây trong hệ thống thủy canh .................................................. 13 2.5.1 Bản chất của quá trình hút khoáng .................................................................. 13 2.5.2 Vai trò sinh lý của các nguyên tố khoáng đối với thực vật ............................. 14 2.6 Ƣu và nhƣợc điểm trong sản xuất bằng phƣơng pháp thủy canh ...................... 16 2.6.1 Ƣu điểm ........................................................................................................... 16 2.6.2 Nhƣợc điểm ..................................................................................................... 18 2.7 Những đặc điểm và khuynh hƣớng thủy canh trên thế giới ............................... 18 iv
2.7.1 Những đặc điểm của nền sản xuất thủy canh trên thế giới ............................. 18 2.7.2 Sản xuất thủy canh ở một số nƣớc có nền thủy canh phát triển ..................... 19 2.7.3 Tình hình sản xuất cà chua và xà lách bằng phƣơng pháp thủy canh trên thế giới............................................................................................................................ 20 2.7.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thủy canh ở nƣớc ta ................................ 21 2.8 Tình hình sản xuất rau ở nƣớc ta ........................................................................ 22 2.8.1 Một số hình thức trồng rau sạch ...................................................................... 22 2.8.2 Một số nguy cơ tiềm ẩm trong sản phẩm rau ở nƣớc ta hiện nay ................... 23 CHƢƠNG III VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ........................... 26 3.1 Thời gian và địa điểm......................................................................................... 26 3.2 Vật liệu ............................................................................................................... 26 3.2.1 Giống ............................................................................................................... 26 3.2.2 Giá thể ............................................................................................................. 26 3.2.5 Dụng cụ thí nghiệm ......................................................................................... 28 3.3 Qui trình kỹ thuật gieo hạt cà chua và xà lách con ............................................ 30 3.3.1 Các bƣớc chuẩn bị cây giống xà lách .............................................................. 30 3.3.2 Các bƣớc chuẩn bị cây giống cà chua cho thí nghiệm ................................... 31 3.3.3 Các biện pháp bảo vệ thực vật sử dụng trong thí nghiệm ............................... 33 3.4 Phƣơng pháp tiến hành thí nghiệm .................................................................... 34 3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng tạo độ xốp và khả năng giữ nƣớc của CGNV .................................................................................................................................. 34 3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng CGNV và lƣợng PVBM đến sự sinh trƣởng của xà lách trồng trên cát ...................................................................... 36 3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng CGNV và lƣợng PVBM đến sự sinh trƣởng và phát triển của cà chua trồng trên cát ................................................ 40 3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát mô hình tổng hợp trồng xen xà lách và cà chua bằng phƣơng pháp thủy canh trên cát ............................................................................... 42 3.5 Phần mềm xử lý số liệu: Số liệu đƣợc xử lí bằng phần mềm ............................ 43 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 44 v
4.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát khả năng tạo độ xốp và khả năng giữ nƣớc của CGNV 44 4.1.1 Thí nghiệm 1a ................................................................................................. 44 4.1.2 Thí nghiệm 1b: ................................................................................................ 45 4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng CGNV và lƣợng PVBM đến sự sinh trƣởng của xà lách trồng trên cát ...................................................................... 46 4.2.1 Thí nghiệm 2a: ................................................................................................ 46 4.2.2. Thí nghiệm 2b: ............................................................................................... 48 4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng CGNV và lƣợng PVBM đến sự sinh trƣởng và phát triển của cà chua trồng trên cát ................................................ 50 4.3.1 Thí nghiệm 3a: ................................................................................................ 50 4.3.2 Thí nghiệm 3b: ................................................................................................ 53 4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát mô hình trồng xen cà chua và xà lách bằng phƣơng pháp thủy canh đơn giản .......................................................................................... 56 CHƢƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................... 61 5.1 Kết luận .............................................................................................................. 61 5.2 Đề nghị ............................................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 62 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 65 vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2. 1: Mô hình kỹ thuật nàng mỏng dinh dƣỡng............................................... 6 Hình 2. 2: Mô hình kỹ thuật dòng sâu. ..................................................................... 6 Hình 2. 3: Mô hình kỹ thuật ngâm rễ. ...................................................................... 7 Hình 2. 4: Mô hình kỹ thuật nổi. .............................................................................. 7 Hình 2. 5 Mô hình kỹ thuật mao dẫn. ...................................................................... 8 Hình 2. 6 Mô hình kỹ thuật khí canh. ..................................................................... 8 Hình 2. 7 Mô hình kỹ thuật túi treo. ......................................................................... 9 Hình 2. 8 Mô hình kỹ thuật túi tăng trƣởng. ............................................................ 9 Hình 2. 9 Mô hình kỹ thuật rảnh. ............................................................................. 10 Hình 2.10 Mô hình kỹ thuật chậu............................................................................. 10 Hình 2. 11 Giá thể đất sét nung và cánh sử dụng trong thủy canh .......................... 11 Hình 2. 12 Giá thể perlite đƣợc tạo ra từ đá ............................................................. 12 Hình 2. 13 Sản xuất cà chua và xà lách bằng thủy canh. ......................................... 21 Hình 3. 1:Màu sắc, hình dạng của PVBM ............................................................... 27 Hình 3.2: Hình dạng của CGNV .............................................................................. 28 Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo pemetrometer và penetrometer tự tạo. .............................. 29 Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống nhỏ giọt tự tạo. ................................................................ 30 Hình 3.5: Mô hình ghép cà chua .............................................................................. 32 Hình 3.6: Các bƣớc ghép cà chua ............................................................................ 32 Hình 3.7: Chậu thí nghiệm khảo sát khả năng tạo độ xốp của CGNV. ................... 34 Hình 3.8: Mô hình thí nghiệm khảo sát khả năng giữ nƣớc. ................................... 35 Hình 3.9: Chậu thí nghiệm trồng xà lách. ................................................................ 37 Hình 4. 1 Khảo sát độ xốp của hỗn hợp giá thể cát và CGNV ................................ 44 Hình 4.2 Ảnh hƣởng của CGNV đến sự sinh trƣởng của xà lách. .......................... 47 Hình 4. 3 Ảnh hƣởng của CGNV đến hình dạng và chiều dài rễ. ........................... 47 Hình 4.4 Ảnh hƣởng của PVBM đến sự sinh trƣởng xà lách trồng trên cát. .......... 49 Hình 4.5 Ảnh hƣởng của CGNV đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây cà chua 52 vii
Hình 4. 6: Ảnh hƣởng của PVBM đến sự sinh trƣởng và phát triển cà chua .......... 55 Hình 4. 7: Ảnh hƣởng của PVBM đến chiều dài của bộ rễ cà chua ....................... 55 Hình 4. 8: Ảnh hƣởng của PVBM đến trọng lƣợng quả cà chua ............................. 56 Hình 4. 9: Mô hình thuỷ canh cà chua trồng xen xà lách trên cát .......................... 56 Hình 4. 10: Một số giai đoạn sinh trƣởng và phát triển của cà chua trồng trên cát. 57 Hình 4. 11: Quả cà chua trồng trên cát. ................................................................... 57 Hình 4. 12: Cây xà lách thu hoạch từ mô hình trồng xen sau 30 ngày. .................. 57 viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3. 1: Thành phần PVBM ................................................................................. 27 Bảng 3. 2: Danh mục các thí nghiệm ....................................................................... 34 Bảng 4.1:Ảnh hƣởng của chất giữ nƣớc đến độ xuyên của penetrometer 44 Bảng 4.2 Ảnh hƣởng của mức CGNV đến sự thay đổi trọng lƣợng của các chậu hỗn hợp cát và CGNV ..................................................................................................... 45 Bảng 4. 3 Sự thay đổi pH của giá thể qua các giai đoạn phát triển của xà lách ...... 46 Bảng 4. 4 Ảnh hƣởng của CGNV đến số lá và kích thƣớc lá xà lách qua các giai đoạn phát triển .......................................................................................................... 46 Bảng 4.5 Ảnh hƣởng của CGNV đến năng suất sinh khối của xà lách vào lúc thu hoạch ........................................................................................................................ 47 Bảng 4. 6 Sự thay đổi pH của các chậu trồng xà lách .............................................. 48 Bảng 4.7 Ảnh hƣởng của PVBM đến số lá và kích thƣớc lá xà lách ....................... 48 Bảng 4. 8 Ảnh hƣởng của PVBM đến sinh khối xà lách vào ngày thứ 30 ............. 49 Bảng 4. 9 Ảnh hƣởng của lƣợng CGNV đến sự sinh trƣởng của cà chua ............... 50 Bảng 4.10 Sự thay đổi pH của giá thể trong quá trình thí nghiệm........................... 51 Bảng 4. 11 Ảnh hƣởng của CGNV đến sự phát triển của cà chua ........................... 51 Bảng 4. 12: Ảnh hƣởng của lƣợng PVBM đến sự sinh trƣởng cà chua .................. 53 Bảng 4. 13: Sự thay đổi pH của giá thể trong quá trình thí nghiệm ........................ 53 Bảng 4. 14: Ảnh hƣởng của PVBM đến sự phát triển cà chua qua các giai đoạn .. 54 Bảng 4. 15: Năng suất cà thu hoạch từ mô hình từ tuần thứ 8 - 12 sau khi ra hoa . 56 Bảng 4.16: Năng suất xà lách thu đƣợc từ mô hình trồng xen ................................. 56 Bảng 4. 17: Chi phí đầu tƣ cho mô hình trồng xen ................................................ 58 Bảng 4. 18: Tổng thu từ mô hình trồng xen cà chua và xà lách cho một vụ .......... 58 ix
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CGNV : chất giữ nƣớc vinagamma PVBM : phân viên BM g/l : gam/lít x
CHƢƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh chóng là hàng loạt vấn đề đặt ra để giải quyết những nhu cầu ngày càng lớn của con ngƣời về sức khỏe, dinh dƣỡng, giáo dục, y tế. Nhà nƣớc đã đặt ra nhiều vấn đề lớn đòi hỏi giải quyết, đặc biệt là vấn đề năng suất và chất lƣợng lƣợng thực thực phẩm. Cuộc cách mạng xanh trong nông nghiệp đã đƣợc đề xƣớng và áp dụng rất thành công tại Ấn Độ vào những năm 60 của thế kỷ XX đã giải quyết đƣợc vấn đề năng suất trong nông nghiệp, nhƣng dần theo thời gian cuộc cách mạng này tỏ ra không đáp ứng nổi nhu cầu rất lớn của con ngƣời. Bên cạnh đó, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, quá trình đô thị hóa làm cho diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp dần. Chất thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp đã làm ô nhiễm trầm trọng môi trƣờng đất, nƣớc, không khí làm ảnh hƣởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp cũng nhƣ chất lƣợng sản phẩm. Giải pháp IPM trong nông nghiệp đã đặt ra nhằm khắc phục những tác dụng không mong muốn của cách mạng xanh. Tuy nhiên, hệ quả của việc gia tăng dân số và sử dụng không hợp lý nguồn tài nguyên đã dẫn đến đòi hỏi cấp thiết trong sản xuất nông nghiệp hiện nay là phải sản xuất bền vững nhƣ: tiết kiệm nguồn tài nguyên nƣớc, năng lƣợng, phân bón, công lao động, hạn chế thuốc trừ sâu độc hại, tăng chất lƣợng sản phẩm. Đó cũng là hƣớng sản xuất nông nghiệp sạch trong thế kỷ XXI, chính vì vậy mà kỹ thuật thủy canh đã đƣợc nghiên cứu, phát triển và áp dụng rộng rãi trên thế giới đặt biệt là trong sản xuất rau và hoa quả. Từ xa xƣa ngƣời dân Việt Nam ở ven biển cũng đã trồng các loại rau, hành, tỏi trên cát. Cát cũng đƣợc dùng làm giá thể trong thủy canh ở nhiều nơi trên thế 1
giới vì là nguyên liệu sẳn có, rẻ, tính mao dẫn tốt và có thể tái sử dụng nhiều lần. Mặt khác, đầu tƣ hệ thống thủy canh hiện đại cho sản xuất cần có vốn lớn, kỹ thuật thủy canh còn khá mới với ngƣời nông dân. Do đó để áp dụng có hiệu quả những tiện ích mà kỹ thuật thủy canh mang trong điều kiện ở nƣớc ta hiện nay tôi đã thực hiện đề tài: “XÂY DỰNG QUI TRÌNH TRỒNG CÀ CHUA VÀ XÀ LÁCH BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỦY CANH ĐƠN GIẢN TRÊN CÁT” 1.2 Mục đích Xây dựng mô hình sản xuất rau đơn giản bằng kỹ thuật thủy canh trên cát có thể áp dụng trong sản xuất. 1.3 Yêu cầu Nghiên cứu sự sinh trƣởng, phát triển của hai loại rau cà chua và xà lách trồng trên cát trong điều kiện không dùng phân hữu cơ và sử dụng thuốc trừ sâu hạn chế. 2
CHƢƠNG II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm thủy canh Theo tiếng Hy lạp thì hydroponics (thủy canh), đƣợc ghép từ hai chữ hydro (nƣớc) và ponos (lao động), là hình thức canh tác trên các giá thể không phải là đất (Sri Lanka Department of Agriculture, 2000). Thủy canh có thể sử dụng hoặc không sử dụng giá thể, cây trồng đƣợc cung cấp đầy đủ dinh dƣỡng và nƣớc cho cây sinh trƣởng và phát triển (Jensen, 1999; Hanger, 1993). 2.2 Lịch sử phát triển Thủy canh đã đƣợc ứng dụng trong nghề làm vƣờn từ xa xƣa. Vƣờn treo Babylon nổi tiếng, những nông trại nổi tiếng của ngƣời Aztec ở Mexico cũng nhƣ của ngƣời 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 trƣờng dinh dƣỡng đặc biệt vì mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là “nuôi cấy dinh dƣỡng” (nutriculture). Van Hemont là nhà khoa học đầu tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dƣỡng thực vật. Bắt đầu thí nghiệm, ông đã cân cành liễu và đất dùng để trồng cành liễu đó. Trong quá trình trồng, ông tƣới nƣớc thƣờng xuyên đến khi cành liễu lớn thành cây liễu. Kết thúc thí nghiệm, ông cân lại cây liễu và đất trồng. Kết quả là trọng lƣợng đất trồng hầu nhƣ không thay đổi và ông đã kết luận là cây sinh trƣởng nhờ nƣớc (Sri Lanka Department of Agriculture, 2000). Từ đó các nhà khoa học đã có khái niệm về thủy canh và nó đƣợc công bố lần đầu tiên vào những năm 1600 (Weir, 1991). Năm 1699, John Woodward đã thí nghiệm trồng cây trong nƣớc có chứa các loại chất khác nhau. Năm 1857, Sachs đã trồng cây trong một dung dịch có thành phần các chất dinh dƣỡng xác định và đã tính đƣợc 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 đƣợc gọi là dung dịch dinh dƣỡng. 3
Cũng từ đó phƣơng pháp trồng cây trong dung dịch dinh dƣỡng đƣợc sử dụng rộng rãi, cải tiến dần và trở thành phƣơng pháp cơ bản trong nghiên cứu về dinh dƣỡng khoáng thực vật. Cho đến 1865, Nobbe đã trồng cây bằng phƣơng pháp dòng chảy, với đặc điểm nổi bật là dung dịch dinh dƣỡng luôn chảy qua các chậu trồng cây với số lƣợng nhất định giúp cho pH và nồng độ các chất dinh dƣỡng 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 trƣờng đất. Một số hạn chế đáng kể của đất đối với sự tăng trƣởng 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 nƣớc kém, 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 lƣợng và sản lƣợng cây đều giảm. Thủy canh cung cấp những điều kiện tối thích đối với sự tăng trƣởng của thực vật, do đó đạt sản lƣợng cao hơn so với khi trồng trọt sử dụng đất (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000). Năm 1929, tiến sĩ William F. Goricke ở Đại học Califonia đã thành công trong việc nuôi một cây cà chua vô hạn dài đến 7,5m trong dung dịch dinh dƣỡng, 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 cƣa ngƣời ta đã mở rộng dùng các loại giá thể khác nhƣ than bùn, rơm rạ, cát, sợi thủy tinh (fiber grass) và rockwool là một dạng giá thể tƣơng tự sợi thủy tinh. Cùng với sự ra đời của các loại giá thể mới là các kỹ thuật nhƣ kỹ thuật màng dinh dƣỡng vào thập niên 70 (Carruthers, 1999), kỹ thuật dòng sâu với hệ thống tuần hoàn dinh dƣỡng của ngƣời Nhật (Hanger, 1993). Từ 1980 đến 1990 có sự 4
gia tăng nhanh chóng diện tích canh tác bằng hình thức thủy canh cũng nhƣ những hỗ trợ cho nghiên cứu và phát triển thủy canh, giá thể mới là perlite đã đƣợc phát triển ở Scotland. Vào đầu những năm 1970, ngƣời Úc đã trồng xà lách và cà chua với qui mô nhỏ bằng biện pháp thủy canh với kỹ thuật màng dinh dƣỡng (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). 2.3 Các phƣơng pháp thủy canh 2.3.1 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 dƣỡng. Tuy nhiên trong một số trƣờng hợp cần giá thể với một lƣợng rất ít chứa trong các chậu có đục lỗ. 2.3.1.1 Thủy canh dịch lỏng có tuần hoàn Còn gọi là hệ thống đóng, nghĩa là dịch dinh dƣỡng đƣợc bơm qua hệ thống rễ và dịch thừa đƣợc thu lại và tái sử dụng. a. Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique): Đây là kỹ thuật đƣợc sử dụng rộng rãi. Dòng dung dịch dinh dƣỡng đƣợc bơm từ một bể chứa chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dƣỡng, dòng dung dịch này ổn định, chảy qua rễ của cây và hồi lƣu 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 lƣợng nhỏ làm giá thể cây). Với hệ thống này, dung dịch và tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dƣỡng. Hệ thống này sử dụng phổ biến cho trồng cà chua, và các loại cây cỏ, thảo mộc. 5
. Hình 2. 1: Mô hình kỹ thuật nàng mỏng dinh dƣỡng b. Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique): Trong hệ thống này, dung dịch dinh dƣỡng 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. Hình 2. 2: Mô hình kỹ thuật dòng sâu. 2.3.1.2 Thủy canh dịch lỏng không tuần hoàn Dịch dinh dƣỡng đƣợc cung cấp cho cây sử dụng một lần và đƣợc thay thế hoặc bổ sung định kỳ. Phƣơng pháp này dung dịch dinh dƣỡng không tuần hoàn mà chỉ đƣợc sử dụng một lần. 6
a. Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique): Cây đƣợc trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rể phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dƣỡng. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3cm, một số rễ của cây đƣợc ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn. Hình 2. 3: Mô hình kỹ thuật ngâm rễ. b.Kỹ thuật nổi (floating technique): Cây đƣợc nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dƣỡng và dung dịch đƣợc thông khí nhân tạo. Hình 2. 4: Mô hình kỹ thuật nổi. c. Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique): Trong kỹ thuật này, ngƣời ta dùng hai loại chậu. Một chậu dùng để trồng cây bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dƣỡng, dịch này đƣợc mao dẫn lên chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn nhƣ: tim đèn, bông gòn… 7