Báo cáo : thử nghiệm ảnh hưởng một số môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất của cà chua bằng kĩ thuật thuỷ canh tại Đà Nẵng

 BÁO CÁO: THỬ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT CỦA CÀ CHUA BẰNG KĨ THUẬT THUỶ CANH TẠI ĐÀ NẴNG TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 183 THỬ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT CỦA CÀ CHUA BẰNG KĨ THUẬT THUỶ CANH TẠI ĐÀ NẴNG TEST IMPACT OF SOME NUTRITIONAL ENVIRONMENT TO GROWTH, YIELD AND QUALITY OF TURNIPS (PLANTS OF THE TOMATO) TECHNOLOGY IN AQUATIC CULTIVATION IN DANANG Đỗ Thị Trường Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Cà chua nói riêng và các loại rau ăn quả nói chung là nguồn cung cấp khoáng chất và vitamin cho con người.Hiện nay phẩm chất rau ăn quả đang ngày càng giảm sút do người trồng trọt đã lạm dụng quá nhiều thuốc trừ sâu và chất kích thích sinh trưởng nên đã ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng. Một trong những giải pháp hữu hiệu là trồng rau ăn quả nói chung trong đó có cà chua sạch theo phương pháp thuỷ canh. Hiện nay phương pháp thuỷ canh đã đựơc triển khai ở nhiều nơi trên thế giới và ở Việt nam nhưng môi trường dinh dưỡng tối ưu để trồng cà chua theo phương pháp thuỷ canh không hồi lưu vẫn chưa được công bố. Để chủ động tự pha chế dung dịch dinh dưỡng, bài viết này giới thiệu kết quả nghiên cứu tìm ra môi trường dinh dưỡng thích hợp để trồng cà chua bằng kĩ thuật thuỷ canh không hồi lưu tại Đà Nẵng ABSTRACT Vegetables in general and tomatoes in particular are sources of vitamin A, vitamin C, riboflavin, tiamin and minerals. Currently, the quality of vegetables has been reduced because the balance of chemicals and microorganisms harmful to humans in vegetables is too high, exceeding the defined threshold. One of the effective measures in growing clean vegetables is to plant by aquatic cultivation technique. Today, aquatic farming methods have been widely applied in many parts in the world and in Vietnam, but the optimal nutrients environment for growing tomatoes by the method of nonperiodical aquatic farming has not yet been announced. In view of actively preparing nutrients solutions, the author of this article will discuss some of the results that can show suitable nutrients environments for planting tomatoes as a basis for the application of safe vegetables production to aquatic cultivation techniques in Danang City. 1. Đặt vấn đề Thủy canh là kĩ thuật trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng, nó được coi là một trong những hướng phát triển của nông nghiệp hiện đại. Đó là nền nông nghiệp sạch, có tính bền vững và thu được hiệu quả kinh tế cao, nền nông nghiệp phát triển theo hướng sản xuất công nghiệp trong lĩnh vực trồng các loại rau ăn lá, rau ăn quả và rau lấy củ nhằm cung cấp cho nhu cầu thực phẩm của nhân loại trong khi diện tích đất trồng trọt được đang bị ô nhiễm và thoái hóa nhanh. Kĩ thuật trồng cây trong dung dịch đã được một số cơ quan nghiên cứu, cơ sở sản xuất trong nước ứng dụng và đã thu được kết quả bước đầu trong việc sản xuất rau TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 184 sạch, trồng hoa, cây cảnh...cho các vùng ven đô và hải đảo...Trong thời gian đầu dung dịch trồng cây hoàn toàn phải nhập từ nước ngoài nên giá thành sản phẩm khá cao, sản xuất bị phụ thuộc. Để giảm chi phí sản xuất và có thể ứng dụng tiến bộ kĩ thuật này một cách rộng rãi, có nhiều công trình nghiên cứu để tìm ra được dung dịch tự pha chế trong nước nhằm thay thế cho dung dịch nhập nội nhưng thành phần các muối sử dụng trong các môi trường dinh dưỡng vẫn không được các nhà nghiên cứu công bố. Để chủ động có thể tự pha chế môi trường dinh dưỡng nhằm chủ động trồng cà chua an toàn bằng kỹ thuật thuỷ canh tại Đà Nẵng thì cần phải tìm ra được dung dịch dinh dưỡng thích hợp làm cơ sở cho việc áp dụng sản xuất rau ăn quả bằng kỹ thuật thuỷ canh tại Đà Nẵng. Bài viết này chúng tôi giới thiệu nghiên cứu thử nghiệm ảnh hưởng của một số môi trường dinh dưỡng đến khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất của cà chua nhằm tìm được dung dịch thích hợp để trồng cà chua bằng KTTC tại Đà Nẵng 2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Chúng tôi tiến hành nghiên cứu trên đối tượng là giống cà chua Ấn Độ TN52. b). Nội dung nghiên cứu: (1) Nghiên cứu ảnh hưởng của các dung dịch thử nghiệm đến sinh trưởng, phát triển của cà chua (2)Nghiên cứu ảnh hưởng của các dung dịch thử nghiệm đến năng suất, phẩm chất của sản phẩm thu hoạch được c) Phương pháp nghiên cứu: (1) Sử dụng kĩ thuật trồng cây trong dung dịch theo hệ thống của AVRCD (2) Dựa trên các thí nghiệm đã khảo sát trước đây, đã lựa chọn 4 dung dịch dinh dưỡng làm dung dịch thử nghiệm( kí hiệu CT1, CT2, CT3 và CT4). Hàm lượng các nguyên tố chính trong mỗi dung dịch được thể hiện ở bảng 1 Thí nghiệm được tiến hành với 4 môi trường, mỗi môi trường nhắc lại 2 lần. Mật độ trồng 2 cây/hộp. Các lô thí nghiệm có cùng chế độ chăm sóc như nhau. Bảng 1. Hàm lượng các nguyên tố cơ bản trong các dung dịch trồng cà chua (ppm). Nguyên tố CT1 CT2 CT3 CT4 Nitơ 217 167 300 200 Photpho 69 31 32.5 60 Kali 295 277 92 300 Magie 47 49 45 46 Canxi 221 183 213 170 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 185 Lưu huỳnh 86 111 64 67 Vi lượng 5,7 2,57 5.7 5.7 Độ pH 5,5 5,4 5,9 5,6 (3) Các dung dịch này được nghiên cứu và pha chế tại phòng thí nghiệm thực nghiệm, khoa Sinh-MT, ĐHSP Đà Nẵng (4) Các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp ngẫu nhiên, nhắc lại 3 lần, mỗi lần một hộp (5) Mật độ trồng 2 cây/hộp, mỗi hộp đựng 30 lít dung dịch (6) Phân tích các chỉ tiêu thí nghiệm: - Các chỉ tiêu sinh trưởng: + Xác định chiều cao cây,diện tích lá, số láTB/cây theo phương pháp đo đếm thông thường - Các chỉ tiêu phát triển, năng suất + Xác định sự phân cành, thời điểm ra hoa, số hoa/cây , số quả /cây, tỉ lệ đậu quả, khối lượng quả theo phương pháp đo đếm thông thường - Các chỉ tiêu phẩm chất: + Xác định hàm lượng vitamin C trong quả theo phương pháp chuẩn độ + Xác định hàm lượng NO3- trong lá bằng phương pháp so màu - Xử lí số liệu theo phương pháp toán thống kê trong sinh học 3. Kết quả và nhận xét 3.1 Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của cây cà chua Để đánh giá được ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng thử nghiệm đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cà chua, chúng tôi xác định chiều cao cây và số lá. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.1 và biểu đồ 3.1 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến chiều cao và số lá cây cà chua Chiều cao cây cà chua (cm) Số lá/cây CT 15 ngày tuổi 45 ngày tuổi 75 ngày tuổi 15 ngày tuổi 45 ngày tuổi 75 ngàytuổi CT1 4.21 ± 0.10 33.90± 0.56 102.2 ± 1.5 7,23± 0.52 19.12± 0.84 29.80± 1 .59 CT2 4.34 ± 0.08 36.90 104.2 7,34± 0,50 22.20± 31.60± 3 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 186 ± 0.84 ± 3.92 0,83 .85 CT3 4.45 ± 0.11 33.40 ± 1.80 91.4 ± 3.06 6,56± 0,46 19.60± 0.58 28.60± 3 .79 CT4 4.10 ± 0.15 40.30 ± 2.10 113.8 ± 7.51 7,45± 0,39 23.26± 1.62 32.80± 3 .67 0 20 40 60 80 100 120 cm 75 ngày tuổi 15 ngày tuổi 45 ngày tuổi Chiều cao cây cà chua (cm) CT1 CT2 CT3 CT4 Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến chiều cao và số lá cây cà chua Theo bảng 3.1 và biểu đồ 3.1chúng tôi nhận thấy cà chua đều sinh trưởng rất tốt trong các môi trường dinh dưỡng thử nghiệm, tuy nhiên các dung dịch dinh dưỡng ảnh hưởng khác nhau đến chiều cao cây cà chua ở các giai đoạn nghiên cứu. Ở giai đoạn 10 ngày tuổi sự chênh lệch chiều cao cây và số lá /cây ở các môi trường dinh dưỡng là không đáng kể. Nhưng ở giai đoạn 45 ngày tuổi và 75 ngày tuổi sự chênh lệch chiều cao và số lá/cây giữa các môi trường dinh dưỡng là rõ ràng hơn, thể hiện cây cà chua có chiều cao và số lá/cây cao nhất là CT4 và tiếp theo là CT1 và thấp nhất là CT3 Tốc độ tăng trưởng về chiều cao của cây cà chua ở giai đoạn từ khi gieo hạt đến 15 ngày tuổi chậm là do ở thời kì này bộ rễ chưa phát triển nên tốc độ hút khoáng và hút nước chậm. Nhưng đến giai đoạn sau 45 ngày tuổi khi bộ rễ đâm xuống dung dịch, tốc độ hút khoáng và hút nước tăng lên. Nếu như môi trường dinh dưỡng phù hợp, cây sẽ tích cực hút các chất dinh dưỡng, bộ rễ sinh trưởng mạnh nên hấp thụ tích cực nước, quá trình quang hợp tăng cường. Vì vậy sự tích lũy chất khô tăng lên, làm cây sinh trưởng nhanh, chiều cao cây tăng mạnh, số lá hình thành nhiều .Môi trường dinh dưỡng làm tăng tốc độ chiều cao và tăng số lá/cây chứng tỏ cây hấp thụ tích cực các chất dinh dưỡng ở môi trường này tốt hơn so với các môi trường thử nghiệm khác. Dựa vào bảng trên ta nhận thấy chiều cao và số lá /cây ở các CT như sau: CT4 > CT1> CT2 > CT3 Riêng CT3 có số lượng lá thấp nhất, đặc biệt trong quá trình chăm sóc chúng tôi nhận thấy các lá ở gốc cây có hiện tượng vàng ở thịt lá nhưng gân lá vẫn còn xanh, đôi khi còn xuất hiện các vệt màu đỏ rỉ sắt. 3.2. Ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến năng suất cà chua Chúng tôi xác định một số chỉ tiêu liên quan đến năng suất cà chua bao gồm: sự phân cành, thời điểm ra hoa, số hoa/cây , số quả /cây, tỉ lệ đậu quả , khối lượng quả(g/quả), năng suất quả(kg/thùng) 0 5 10 15 20 25 30 35 Số lá /cây 15 ngày tuổi 45 ngày tuổi 75 ngàytuổi Số lá/cây CT1 CT2 CT3 CT4 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 187 Kết quả thu được ở bảng 3.2 , 3.3 và biểu đồ 3.2 Bảng 3.2. Ảnh hướng của các môi trường dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu năng suất của cà chua. Công thức Sự phân cành Số hoa/cây Số quả (quả/cây) Thời điểm ra hoa CT1 6.1 ± 0.93 41,50 ± 3.08 24,58± 3.63 57 CT2 5,.4± 0.60 34,40 ± 2.57 18,36± 3.36 60 CT3 5,8 ± 0.81 39,67± 2.52 23,07± 4.41 61 CT4 6.7 ± 0.75 45,60 ± 3,24 27,34± 1.68 58 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Số lượng Sự phân cành Số hoa/cây Số quả (quả/cây) CT1 CT2 CT3 CT4 Biểu đồ 3.2 Ảnh hướng của các môi trường dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu năng suất của cà chua. Bảng 3.3. Ảnh hướng của các môi trường dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu năng suất của cà chua. Công thức Tỉ lệ đậu quả(%) Khối lượng(g/quả) Khối lượng quả(kg/cây) Năng suất (kg/thùng) CT1 59,24 81,42 ± 3,26 1,99 3,98 CT2 54,38 62,24 ± 3,65 1,14 2,28 CT3 58,16 75,15 ± 4,18 1,72 3,44 CT4 60,45 89,82 ± 4,74 2,45 4,90 Qua bảng số liệu ở bảng 3.2; 3.3 và biểu đồ 3.2 chúng tôi nhận thấy: - Các môi trường dinh dưỡng ảnh hưởng rất khác nhau đến các chỉ tiêu năng suất của cà chua. Ở đây có sự tương thích giữa sự phân cành, số hoa/ cây và số quả trên cây. Thời điểm ra hoa không có sự chênh lệch nhỉều giữa các công thức thử nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy dung dịch dinh dưỡng ở CT1 và CT4 cho kết quả về năng suất cao hơn các công thức thử nghiệm CT2 và CT3, tốt nhất là CT4. - Qua nghiên cứu về biểu hiện hình thái ngoài của cây cà chua chúng tôi nhận TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 188 thấy: cà chua ở môi trường CT4 có thân cây mập, khoẻ, sự phân cành tốt, đạt TB 6,7 cành/cây, nhiều hơn CT2 là 2,3 cành/cây. Số hoa ở CT4 cũng nhiều hơn các môi trường khác, đạt 45,6 hoa/cây vượt so với CT2 là 11,2 hoa. Tỉ lệ đậu quả không có sự chênh lệch lớn giữa các công thức thử nghiệm - So sánh khối lượng TB/ quả của quả cà chua thu hoạch ở các dung dịch thử nghiệm chúng tôi nhận thấy khối lượng quả của cà chua thu hoạch không có sự chênh lệch lớn giữa các dung dịch thử nghiệm. Nhìn chung quả cà chua thu hoạch ở các công thức đều to, vỏ dày, mọng nước và màu sắc quả đỏ tươi, trông rất đẹp. Tuy nhiên so sánh khối lượng quả thu hoạch từ các dung dịch thử nghiệm, chúng tôi nhận thấy khối lượng quả TB/quả từ CT4 có trọng lượng cao hơn các dung dịch thử nghiệm khác, đạt 89,82g/quả, vượt khốí lượng quả thấp nhất của CT 2 là 17,58 g /quả. Như vậy năng suất cà chua thu hoạch cao nhất là cà chua trồng trong dung dịch ở CT4, tiếp đến là CT1, thấp nhất là CT2. Chúng tôi xếp thứ tự ảnh hưởng của các môi trường dinh đến năng suất của cà chua như sau CT4 > CT1> CT3 > CT2 Cà chua trồng tại vườn sinh học thực nghiệm khoa Sinh-MT 3.3 Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu phẩm chất của cây cà chua Để xác định chất lượng của quả cà chua chín, chúng tôi tiến hành phân tích một số chỉ tiêu : vitamin C, hàm lượng đường khử, hàm lượng NO3. Như chúng ta đã biết vitamin C được gọi là axit ascorbic, chỉ với một số lượng nhỏ nhưng rất cần thiết cho sự sinh trưởng phát triển bình thường của cơ thể sống. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 189 Vitamin C trong quả cà chua có tác dụng chữa bệnh và làm đẹp da, góp phần làm tăng sức đề kháng cho cơ thể, đường khử là sản phẩm đặc trưng của quá trình trao đổi gluxit ở thực vật, đồng thời là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá phẩm chất của quả cà chua và hàm lượng NO3 tích luỹ trong quả cũng là một trong những chỉ tiêu đánh giá chất lượng rau quả sạch. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trên chúng tôi trình bày trong bảng 3.4. - Qua bảng số liệu 3.4 chúng tôi nhận thấy hàm lượng vitamin C trong quả cà chua thu hoạch khi trồng ở các môi trường thử nghiệm không có sự chệnh lệch đáng kể. Như vậy nhìn chung các môi trường dinh dưỡng thử nghiệm đều ảnh hưởng tốt đến hàm lượng vitamin C trong quả - Hàm lượng đường khử trong quả cà chua có sự khác nhau giữa các công thức thử nghiệm. Cà chua thu hoạch khi trồng thử nghiệm ở môi trường dinh dưỡng CT4 có hàm lượng đường khử cao nhất, tiếp đến là CT1, ở CT1 và CT3 không có sự chênh lệch lớn - Phân tích hàm lượng NO3- trong quả cà chua chúng tôi nhận thấy nhìn chung kết quả thu được đều nằm dưỡi ngưỡng cho phép(theo qui định của Sở khoa học và công nghệ môi trường Hà Nội hàm lượng an toàn NO3- trong quả cà chua là ≤ 300mg/kg). Như vậy nhìn chung qua kết quả thu được từ các chỉ tiêu theo dõi, chúng tôi nhận thấy có sự tương quan giữa các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất . Từ kết quả thu được chúng tôi nhận thấy cà chua thu được khi trồng trong môi trường dinh dưỡng CT4 có kết quả cao nhất và chúng tôi dự định chọn dung dịch CT4 để trồng cà chua khi sản xuất đại trà. Chính vì vậy để đánh giá được độ an toàn của sản phẩm chúng tôi chọn cà chua thu hoạch ở CT4 để phân tích hàm lượng kim loại năng bao gồm:Cu và Zn . Kết quả thu được ở bảng 3.8 cho thấy hàm lượng các kim loại Cu và Zn rất thấp, nằm dưỡi ngưỡng cho phép theo qui định của FAO Bảng 3.4. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến một số chỉ tiêu phẩm chất trong quả cà chua. Hàm lượng kim loại nặng(mg/kg tươi) Công thức Hàm lượng vitamin C (mg/100g) Hàm lượng đường khử (%) Hàm lượng NO3- (mg/kg quả Cu Zn CT1 4,14± 0.01 4.01 ± 0.24 146,28± 0,29 - - CT2 3, 84 ± 0.04 3.79 ± 0.17 121,35± 0,43 - - CT3 4,32± 0.02 4.04 ± 0.21 144,24± 0,32 - - CT4 4,93 ± 0.03 4.58 ± 0.11 142,46± 0,36 0,5063 0,0213 4. Kết luận - Cà chua có khả năng sinh trưởng tốt trên các môi trường dinh dưỡng thử nghiệm, thể hiện qua chiều cao cây, số lá/cây, sự phân cành của cà chua tương đối cao. Tuy nhiên tốt nhất là cà chua trồng trên các môi trường dinh dưỡng CT1, CT3 và CT4. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 190 - Số hoa/cây, số quả/cây, tỉ lệ đậu quả, khối lượng TB/quả và năng suất quả(kg/thùng) biến động dưới ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng, trong đó môi trường dinh dưỡng CT1, CT3 và CT4 có tác động tốt nhất - Hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường khử trong quả cà chua chín trồng trong các môi trường dinh dưỡng có sự chênh lệch thấp. - Hàm lượng NO3- và hàm lượng kim loại nặng trong quả cà chua thu hoạch khi trồng trong các môi trường dinh dưỡng đều dưới ngưỡng cho phép, không gây độc cho người tiêu dùng Có thể dùng các môi trường dinh dưỡng CT1, CT4, CT3 để trồng cà chua theo phương pháp thuỷ canh nhưng tốt nhất là CT4. Có thể xếp thứ tự ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến năng suất của cà chua như sau: CT4 > CT1 > CT3 > CT2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Hồ Hữu An,“Nghiên cứu công nghệ trồng rau sạch không cần đất” (đề tài khoa học cấp Nhà nước KC.07.20, 2005), do trường ĐH Nông nghiệp I chủ trì. [2] Lê Văn Khoa, Nguyên Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh(1996). Phương pháp phân tích đất - nước - phân bón - cây trồng. NXB Giáo dục. [3]. Nguyễn Văn Uyển (2008), “Sản xuất rau sạch bằng công nghệ thuỷ canh đơn giản”, công ty TNHH Sản phẩm Công nghệ Sinh học Bảo Nông ,Hiệp An, Đức Trọng, Lâm Đồng. [4] Võ Kim Oanh (2004), Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội. [5] Robert C. Hochmuth và Lei Lani Leon , (2008), “Evanluation of several cultivars of cluster tomatoes for florida hydroponic greenhouse growers”,Agriculture magazine of Florida, N-series number 01.682.