Kỹ thuật thủy canh cây cà chua

hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây ra nhiều bệnh và không hiếm những trường hợp cây bị chết ở tuổi cây non. Các nguyên tố như Cu, Bo, Zn và Mo cần thiết nhưng chỉ cần với lượng rất nhỏ. Những nguyên tố này có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây. Kẽm (Zn): Tham gia trong quá trình tổng hợp auxin, Zn còn là chất hoạt hoá của nhiều enzyme dehydrogenase, có thể có vai trò trong quá trình tổng hợp protein. Zn có tác dụng phối hợp với nhóm GA3, Zn có liên quan đến sinh tổng hợp vitamin nhóm B1, B2, B6, B12. Zn còn thúc đẩy sự vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ quan dự trữ, tăng khả năng giữ nước, độ ngậm nước của mô do làm tăng quá trình tổng hợp các cao phân tử ưa nước như protein, acid nucleic. Khi thiếu Zn thì cường độ tổng hợp trytophan từ indol và xerin bị kìm hãm nên rễ không tạo được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu sắc tố bị huỷ hoại, lá kém phát triển dạng lá không bình thường. Sử dụng Zn dưới dạng ZnSO4.7H2O. Lưu huỳnh (S): Giữ vai trò đệm trong tế bào. S là thành phần cấu trúc của cystein, methyonin, tạo cầu nối S-S trong cấu trúc bậc ba của protein. S còn là thành phần của một số enzyme. Thiếu S sự sinh tổng hợp protein giảm, cây bị hoàng hoá do không tổng hợp được diệp lục tố lá có màu xanh lục nhạt thỉnh thoảng có chỗ có màu đỏ, thường xuất hiện ở lá non, cây chậm lớn, năng suất, phẩm chất giảm. Sắt (Fe):Có vai trò quan trọng trong phản ứng oxy hoá khử, là nhân của poocphyrin, Fe tham gia trong chuỗi chuyển điện tử ở quang hợp. Fe còn xúc tác sự khử CO2 của OAA (oxaloacetic acid), succinic acid. Fe đóng vai trò kết hợp giữa enzyme và cơ chất để enzyme dễ dàng hoạt động. Sự thiếu hụt Fe nhanh chóng biểu hiện trên lá và sẽ ngăn chặn sự sinh trưởng và phát triển. Sự thiếu hụt Fe thường dẫn đến bệnh vàng lá trầm trọng, giảm lượng clorophin ở lá. Fe không hoạt động mạnh trong cây và tác động thiếu này sẽ biểu hiện màu vàng trên lá non. Lượng Fe giảm trong môi trường dung dịch dinh dưỡng khá nhanh so với những nguyên tố khác trong môi trường do: + Quá trình oxy hoá Fe bởi tia UV khi mà dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây dưới dạng tia phun sương. + Độ pH của dung dịch dinh dưỡng vượt quá mức 6.5. + Sự hấp thu của cây trồng cho sự sinh trưởng và phát triển. + Trở thành dạng không tan bởi một số cấu phần khác trong môi trường. - Thiếu Fe thường bị vàng hoàn toàn và bị cháy sém ở ngọn và mép lá. - Nếu môi trường nhiều Zn, Cu, P dẫn đến thiếu Fe. Đồng (Cu): Cũng là thành phần cấu tạo của nhiều enzyme xúc tác các phản ứng oxy hoá khử, can thiệp vào các phản ứng oxy hoá cần O2 phân tử. Thiếu Cu lá kém phát triển, lá màu xanh đậm, nếu thiếu nhiều dẫn đến chết một phần của lá. Cu còn tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường dinh dưỡng nước. Sillic (Si): Si có hai hiệu quả đáng kể sau: - Chống lại sự tấn công của côn trùng và bệnh tật. - Chống lại tác dụng của kim loại. Bảng 1.1. Ảnh hưởng của một số nguyên tố khoáng đến cà chua [1] Nguyên tốTriệu chứng thiếu hụtTriệu chứng nhiễm độcNLá xanh xám, rễ ốm, lá nhỏ với những lá phía dưới có màu vàng, trái nhỏ chồi hoa rụng.Thân và lá tăng trưởng quá lớn, lá có màu xanh rất đậm.PTán lá có màu xanh đen với những lá dưới có màu tía, cây còi cọc, thân cứng, hệ thống rễ nghèo nàn, sự thiếu hụt thể hiện đầu tiên ở lá trưởng thành, lá rụng sớm, quá trình tạo quả có thể bị ngừng lại.Không có dấu hiệu.KBiểu hiện như lá bị cháy, lá cuộn lại và thường bị rụng, sinh trưởng hạn chế, quả chín không đều, thân mềm.Ảnh hưởng đến hoạt động của các nguyên tố khác.MgMàu vàng ở giữa các vân với các vân vẫn có màu xanh, mép lá xoắn lại, hình thành quả giảm nếu thiếu nghiêm trọng.Lá lớn có màu sáng.FeLá non bị bệnh vàng lá, triệu chứng lan dần đến những lá già hơn, sinh trưởng kém, hoa rụng.Không có dấu hiệu.MnXuất hiện những đốm vàng trên lá, bệnh vàng lá ít nghiêm trọng hơn so với thiếu Fe, lá có mạng, rất ít hoa được hình thành.Sinh trưởng chậm và thân nhỏ.SVàng lá, gân lá có màu sáng hơn những vùng xung quanh, những lá trên bị quăn xuống. Giảm kích thước và tăng trưởng của lá.CaLá non bị quăn lại, cuối cùng chết ở phía lưng từ đầu nhọn và mép lá, xuất hiện những điểm chết, cuối cùng bị thối rữa, thân dày và hoá gỗ, rễ phát triển kém. Không có dấu hiệu.BoLá non có màu xanh sáng, cuống chết từ phía lưng, lá trên nhỏ và xoắn vào trong, thân nứt nẻ và những vùng hoá libe phát triển, trái có màu tối và khô.Sự chết hoại tăng lên bắt đầu từ trên đỉnh và dịch chuyển dần vào phía trong.ZnLá có kích thước nhỏ, mép lá bị vặn, cuống hoa có lóng ngắn.Xuất hiện bệnh vàng lá, thân nhỏ và chậm phát triển.CuLá non bị héo với những chấm và dấu hiệu của bệnh vàng lá, rất ít hoa được tạo thành.Sinh trưởng chậm.MoLá bị xoắn lên, những lốm đốm ở trong gân lá phát triển đầu tiên ở những lá già, lá bị khô hoặc cháy xém.Lá chuyển sang vàng.ClKhông có dấu hiệu.Nghiêm trọng thì lá cháy, mép lá bị tưa như những mô chết bị rời ra.NaKhông có dấu hiệu.Ngăn cản sự hấp thu K. 1.1.3.2. Dung dịch dinh dưỡng [1].[3][11] * Sự pha chế: Trong thuỷ canh tất cả các chất cần thiết cung cấp cho cây đều được sử dụng dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hoà tan trong dung môi là nước. Nếu sử dụng các môi trường dinh dưỡng với dạng nước thì phải nắm rõ nguyên tắc pha chế để chúng không bị kết tủa làm mất tác dụng của hoá chất. Trong thuỷ canh, các muối khoáng sử dụng phải có độ hoà tan cao, tránh lẫn các tạp chất. Môi trường dinh dưỡng đạt yêu cầu cao khi có sự cân bằng về nồng độ ion khoáng sử dụng trong môi trường để đảm bảo độ pH ổn định trong khoảng từ 5.5-6.0, là độ pH mà đa số cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. * Độ pH: Trong môi trường dinh dưỡng, độ pH rất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Độ pH được tính dựa trên mức độ hoạt động của các nguyên tố khác nhau với cây trồng. Dưới 5.5 thì khả năng hoạt động của P, K, Ca, Mg, Mo giảm đi rất nhanh, trên 6.5 thì Fe và Mn lại trở nên bất hoạt. Việc điều khiển pH của dung dịch rất quan trọng để ngăn chặn pH tăng lên quá cao sẽ gây ra tình trạng kết tủa của Ca3(PO4)2, gây ngẹt ống dẫn dung dịch và bám vào quanh bộ rễ của cây. Để ngăn chặn pH tăng cao có thể sử dụng H3PO4, HNO3 hoặc cũng có thể sử dụng NH3. Nếu pH xuống 5.5, KOH hay một số chất thích hợp khác có thể thêm vào dung dịch để tăng pH lên. Nếu pH quá cao, H3PO4 hay HNO3 có thể sử dụng. H3PO4 thường được sử dụng nhiều hơn, vì nó bổ sung thêm PO4 vào quá trình trồng trọt, và tăng thêm lượng khoáng chất cần thiết cho cây trồng. Sự sinh trưởng của cây là một trong những nhân tố làm cho môi trường trở nên có tính acid hơn, vì trong quá trình sống rễ giải phóng ra các acid hữu cơ và ion H+. Sự thay đổi pH trong dung dịch dinh dưỡng thường xảy ra khá nhanh, phụ thuộc vào độ lớn của hệ thống rễ và thể tích dinh dưỡng của một cây. Giá thể được sử dụng càng lâu thì các chất hữu cơ đọng lại trong đó càng nhiều và cần nhiều sự điều chỉnh cần thiết để đạt được pH như mong muốn. Trong thuỷ canh đa số các cây trồng thích hợp với môi trường hơi acid đến gần trung tính, pH tối ưu từ 5.8-6.5. Trong nuôi trồng thuỷ canh, pH được cân bằng bởi hoạt động của cây. Nếu pH tăng khi đó cây sẽ thải ra các muối acid, nếu pH giảm xuống thì cây sẽ thải ra các thành phần ion base, có thể làm giới hạn việc hấp thu các muối gốc acid, nên rễ cây không cần thiết hấp thu. Nhìn chung pH của môi trường nên kiểm tra thường xuyên khi trồng thuỷ canh có thể 2-3 lần/tuần, nên thực hiện các hình thức kiểm tra này vào thời điểm nhiệt độ giống nhau vì pH của môi trường có thể giao động theo ánh sáng và nhiệt độ vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng của thuỷ canh có thể do vi sinh vật gây ra. pH nội bào không chỉ phụ thuộc vào môi trường xung quanh mà vi sinh vật có thể kiểm soát được một phần do tiết các ion. pH trong tế bào không giống như môi trường ngoài, ngay trong nội tế bào cũng không đồng nhất. Những thí nghiệm nghiên cứu gần đây cho thấy: - pH của tế bào do pH của môi trường quyết định - pH tác động đến sự vận chuyển các chất dinh dưỡng qua màng tế bào. * Nhiệt độ: Dao động nhiệt độ trong môi trường dinh dưỡng ở thuỷ canh không chỉ tác động đến pH mà còn ảnh hưởng đến độ hoà tan của các dưỡng chất. Nhiệt độ của nước thích hợp để hòa tan các chất khoáng là 20-220C. * Bổ sung chất dinh dưỡng:[1] Hai yếu tố cần được xét để nghiên cứu dung dịch bổ sung là: + Thành phần dung dịch + Nồng độ dung dịch  Trong thời gian sinh trưởng và phát triển của cây, cây sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng theo nhu cầu đòi hỏi của chúng. Đối với các loại cây sinh trưởng tương đối dài thì việc bổ sung dinh dưỡng là rất cần thiết. Trong nghiên cứu, có thể dựa vào giá trị của độ dẫn điện (EC: electro-conductivity), sự phân huỷ các muối khoáng (TDS: toatl dissolved salts) hoặc nhân tố hoà tan (CF: conductivity factor) của các máy đo để điều chỉnh bổ sung dinh dưỡng vào môi trường thuỷ canh. * Độ dẫn điện (EC) để chỉ tính chất của môi trường có thể chuyển tải được dòng điện. Độ dẫn điện của một dung dịch là sự dẫn dung dịch này được đo giữa những điện cực có bề mặt là 1cm2 ở khoảng cách 1cm, đơn vị tính là ms/cm, hoặc được thể hiện đơn vị ppm (part per million) đối với những máy đo TDS. Chỉ số EC chỉ diễn tả tổng nồng độ ion hoà tan trong dung dịch, chứ không thể hiện được nồng độ của từng thành phần riêng biệt. Trong suốt quá trình tăng trưởng cây hấp thu khoáng chất mà chúng cần, do vậy duy trì EC ở một mức độ ổn định là rất quan trọng. Nếu dung dịch có chỉ số EC cao thì sự hấp thu nước của cây diễn ra nhanh hơn sự hấp thu khoáng chất, hậu quả là nồng độ dung dịch sẽ rất cao và gây độc cho cây, khi đó ta phải bổ sung thêm nước vào môi trường. Ngược lại, nếu EC thấp sẽ hấp thu khoáng chất nhanh hơn hấp thu nước và khi đó ta phải bổ sung thêm khóang chất vào dung dịch. Bảng 1.2. Một số giới hạn EC và TDS đối với một số loại cây trồng[1] EC (ms/cm)TDS (ppm)Cẩm chướng2.4-5.01400-2450Địa lan0.6-1.5420-560Hoa hồng1.5-2.41050-1750Cà chua2.4-5.01400-3500Xà lách0.6-1.5280-1260Xà lách xoong0.6-1.5280-1260Chuối1.5-2.41260-1540Dứa2.4-5.01400-1680Dâu tây1.5-2.41260-1540Ớt1.5-2.41260-1540 * DO (dissolved oxigen): DO là đơn vị dùng đo hàm lượng oxy hoà tan trong 1lít nước, đơn vị mg/l. Đo DO để biết được độ thoáng khí của môi trường dinh dưỡng. Chỉ số DO cao thuận lợi cho hoạt động hô hấp và biến dưỡng của hệ rễ. DO phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ mặn của dung dịch. - Thành phần dung dịch (tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng)[1] Được xác định bởi các chất mà cây đòi hỏi. Việc phân tích phiến lá dựa trên nồng độ dinh dưỡng khoáng có trong mô lá, vì lá là nơi xảy ra quá trình quang hợp và do đó lượng enzyme là cao nhất. Nồng độ dinh dưỡng khoáng trung bình trong toàn cây thường ít hơn nồng độ trong lá, vì vậy một dung dịch bổ sung căn bản phải dựa trên nồng độ các chất có trong mô lá mà chúng sẽ cung cấp cho thân, hạt và trái. Thành phần dung dịch dinh dưỡng bổ sung thay đổi theo từng thời kỳ phát triển của cây nhằm ngăn cản sự tích luỹ dinh dưỡng khoáng trong dung dịch. Chu trình sống được chia thành 3 giai đoạn sau: + Giai đoạn đầu của sự phát triển cây + Giai đoạn phát triển: Trong suốt giai đoạn phát triển thân và lá phát triển như nhau. + Giai đoạn trưởng thành: Lá phát triển tối thiểu, chất dinh dưỡng được tập trung đưa vào trong hạt và trái. Sự phát triển của rễ chủ yếu ở giai đoạn đầu và ít quan trọng hơn ở giai đoạn sau. Trong suốt giai đoạn trưởng thành, rễ rất ít phát triển và gần như ngừng hẳn. - Nồng độ ion trong dung dịch[1] Bổ sung dung dịch được xác định bởi tỷ lệ thoát hơi nước. Sự thoát hơi nước quyết định tỷ lệ tiêu thụ nước, sự phát triển quyết định tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng (sự vận chuyển khoáng từ dung dịch sang cây). Ước lượng sự thoát hơi nước đối với sự phát triển của cây trong môi trường thuỷ canh là 300-400kg nước/1kg sinh khối khô. Tỷ lệ chính xác phụ thuộc vào độ ẩm không khí, độ ẩm không khí thấp sẽ làm tăng sự thoát hơi nước nhưng không tăng sự phát triển. Lượng CO2 cao làm đóng khẩu và tăng quá trình quang hợp, chính vì vậy sự thoát hơi nước đến một tỷ lệ nào đó sẽ giảm xuống còn 200kg nước/1kg sinh khối khô. Hiểu biết về tỷ lệ này sẽ rất có lợi trong việc quyết định nồng độ tương ứng cho dung dịch bổ sung. Tổng nồng độ ion có thể duy trì bằng cách điều chỉnh tính dẫn điện của dung dịch. Nếu tính dẫn điện gia tăng, cần làm loãng dung dịch bổ sung, nhưng thành phần chất dinh dưỡng vẫn giữ nguyên. Tính dẫn điện không thay đổi nhanh cho nên chỉ cần theo dõi vài lần trong tuần. Sự vận chuyển của dinh dưỡng khoáng trong dung dịch Các dinh dưỡng khoáng thiết yếu có thể đặt theo 3 nhóm sau dựa trên cách mà chúng bị loại ra khỏi môi trường dinh dưỡng (do cây hấp thụ): + Nhóm 1: NO3, NH4, P, K, Mn các chất này được hấp thụ một cách chủ động nhờ rễ và bị loại khỏi môi trường trong vài giờ. + Nhóm 2: Mg, S, Fe, Zn, Cu, Mo, C các chất này được hấp thu ở mức trung bình và bị loại khỏi môi trường nhanh hơn nước. + Nhóm 3: Ca, B các chất này được hấp thu một cách thụ động và thường tích luỹ trong dung dịch. Một trong những khó khăn trong việc theo dõi và điều chỉnh từng loại ion là nồng độ nhóm 1 phải được giữ ở mức thấp nhất nhằm ngăn cản sự tích luỹ chất độc trong mô thực vật. Tuy nhiên, nồng độ thấp thì rất khó theo dõi và điều chỉnh. Nếu nồng độ chất dinh dưỡng cao thì điều này cho thấy cây cần thêm nước, do đó cần thêm nước vào môi trường. Khi nồng độ chất dinh dưỡng giảm hơn mức cho phép thì cây cần bổ sung dưỡng chất nhiều hơn nước. Việc bổ sung muối khoáng hay nước còn phụ thuộc vào mùa vụ gieo trồng. Nếu chỉ bổ sung nước mà không chú ý đến bổ sung khoáng chất thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm có thể làm giảm hương vị của rau quả. Trong đa số các loại cây thì nồng độ tổng cộng của các chất dinh dưỡng trong khoảng từ 500-2000ppm để không làm ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào. Tuy nhiên ở một số loại như cà chua, dâu tây cần nồng độ môi trường dinh dưỡng cao khoảng 3500ppm, hoặc nồng độ dinh dưỡng có giá trị thấp như cải, xà lách xoong và giá trị trung bình như dưa chuột. Tuỳ thuộc vào giai đoạn tăng trưởng và phát triển của cây, cho nên việc thêm vào dung dịch bổ sung theo một tần số nhất định là điều không cần thiết. Các chất dinh dưỡng được hấp thu nhanh chóng sẽ dễ dàng biến đổi trong mô thực vật, có nghĩa là cây có khả năng dự trữ dinh dưỡng ở rễ, thân, lá và sẽ nhanh chóng biến đổi cho nhu cầu cần thiết của cây. 1.1.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường[1].[5] 1.1.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ CO2 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 00C là 0.5 cm3/l 240C 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 hydro trong môi trường nước ở gần giá trị trung tính. 1.1.4.2. 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. 1.1.4.3. Ảnh hưởng của sự ngập úng đối với hệ rễ Sự thiếu oxy trong vùng rễ xảy ra khi đất thoát nước kém 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. 1.1.4.4. 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. Sự nảy mầm của hạt cũng chịu nhiều ảnh hưởng của nhiệt độ. Hạt cà chua nảy mầm ở nhiệt độ 15-180C, thích hợp nhất là 25-350C. Sinh trưởng ở 15-350C và thích hợp nhất là 22-240C. Khi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối thích quang hợp giảm dần, nhiệt độ lớn hơn 300C kéo dài kết hợp với độ ẩm không khí giảm thì cây cà chua bị rối loạn đồng hoá, và nhiệt độ lớn hơn 350C thì cây ngừng tăng trưởng. Nhiệt độ thích hợp cho việc ra hoa, nở hoa và hạt phấn thụ tinh là 20-250C. Cơ chế ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự hút khoáng là nhệt độ đã ảnh hưởng chủ yếu lên quá trình trao đổi chất, quá trình liên kết giữ các phân tử trong chất nguyên sinh với các nguyên tố khoáng. 1.1.4.5. 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 tăng mạnh, trong khi đó sự hấp thu Ca, Mg 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. 1.1.4.6. Ảnh hưởng của nồng độ và tỷ lệ các nguyên tố khoáng ở môi trường đến sự hút khoáng Tỷ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng với 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. 1.1.4.7. 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. Một số giá thể hữu cơ thường được sử dụng[1] - 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. - Vỏ cây, sơ dừa: Là loại vật liệu tương đối rẻ tiền, có khả năng chống phân huỷ do vi khuẩn cao. Khi dùng vỏ cây và sơ dừa cần phải cho dòng nước chảy chậm để lôi cuốn hợp chất tanin có trong vỏ cây và sơ 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. 1.1.4.8. 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 Ca và Mg được gọi là nước cứng. SO42+ và Na+ thường làm tăng tính dẫn điện. Trước khi trồng thuỷ canh với một quy mô lớn thì ta cần phải biết thành phần các chất khoáng có trong nước sử dụng. 1.1.4.9. 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 diều khiển tốt nhất. Nếu lượng Mn 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. 1.1.5. Các loại hình thuỷ canh[1].[3] 1.1.5.1. Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu: Còn được gọi là hệ thống mở, dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ sử dụng một lần. Khi nồng độ, pH hay độ dẫn điện thay đổi, thì dịch sẽ thay đổi. + Kỹ thuật ngâm rễ: Cây được trồng trong chậu có giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển được ra bên ngoài chậu. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch 2-3cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc với không khí nhiều hơn. + Kỹ thuật nổi: Cây được trồng 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: Có hai loại chậu được sử dụng trong kỹ thuật này. Cây được trồng trong các chậu chứa giá thể, dung dịch dinh dưỡng chứa trong một chậu chứa bên dưới được mao dẫn lên tới chậu chứa cây ở trên thông qua dây dẫn. 1.1.5.2. Hệ thống thuỷ canh hồi lưu: Còn được gọi là hệ thống đóng, dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ cây và dịch dư được thu nhận, làm đầy và tái sử dụng. + Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng: Dung dịch dinh dưỡng chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng trong kênh và tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dưỡng. + Kỹ thuật dòng sâu: Dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu chứa giá thể có đục lỗ. Hệ thống sắp xếp theo hình ziczac tận dụng được không gian nuôi cấy, thể hiện thế mạnh của thuỷ canh. 1.1.5.3. Hệ thống thuỷ canh có sử dụng giá thể Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và các giá thể rắn để cây phát triển bên trên, hệ thống có thể là đóng hoặc mở. + Kỹ thuật túi treo: Cây giống được cho vào các lỗ của các túi treo chứa các giá thể trơ, dài khoảng 1m, có dạng hình trụ, đã xử lý UV, làm bằng polyethylen. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. + Kỹ thuật túi tăng trưởng: Cây giống được trồng vào các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1-1.5m, cao khoảng 6cm và rộng khoảng 18cm dưới mỗi bên túi có khe nứt nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. + Kỹ thuật rãnh: Trồng cây vào các rãnh chứa giá thể được phân vách với đất bằng vật liệu không thấm nước. Dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua một hệ thống tưới nhỏ giọt hay tưới thủ công. Ở đáy rãnh một đường ống với đường kính 2.5cm có lỗ để thoát dịch dinh dưỡng thừa. + Kỹ thuật chậu môi trường: Cây được trồng vào các chậu chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bởi một hệ thống vòi tưới. 1.1.5.4. Hệ thống khí canh [2] Cây trồng thực vật được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm này. Các tấm này được xếp thành dạng hộp kính để ngăn chặn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn chặn sự tăng trưởng của tảo và nấm. Dịch dinh dưỡng được phun ở dạng sương, mỗi lần phun kéo dài vài giây, 2-3 phút 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 dính vào rễ. Phần dung dịch dinh dưỡng thừa sau khi sử dụng được thu lại, lọc và bổ sung để tiếp tục sử dụng. Do không cần thường xuyên có lớp nước đầy nên trọng lượng của toàn bộ hệ thống khí canh tương đối nhẹ, dễ bố trí trên nóc nhà hoặc sân thượng ở trong thành phố. Thuận lợi lớn của kỹ thuật này là tận dụng không gian tối đa. Kỹ thuật này có mật độ cây trồng cao gấp đôi so với các kỹ thuật khác. Một ứng dụng ưu thế của kỹ thuật này là tạo ra cây sạch đất từ các mẫu cắt để xuất khẩu. 1.1.5.5. Kỹ thuật thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng NFT Đây là biến thể của hệ dòng chảy sâu. Chất dinh dưỡng được đưa vào các ống dư thừa rút xuống do trọng lực trở lại bể chứa. Một lớp màng mỏng dinh dưỡng cho phép hệ rễ có thể tiếp xúc ổn định với chất dinh dưỡng và lớp khí phía trên cùng lúc. Ưu điểm của hệ thống này là rau đảm bảo an toàn, năng suất cao hơn canh tác thông thường khoảng 20-30%, rút ngắn thời gian sinh trưởng nhờ rau được cấp đủ dinh dưỡng thường xuyên, đặc biệt trồng trái vụ tốt nên giá thành cao. 1.2. Giới thiệu chung về cà chua [5] Trong các loại rau màu, cà chua là một loại thực phẩm có hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Quả cà chua chín có 4% chất đường bột, 0.3% chất đạm, có các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người. 1.2.1. Nguồn gốc[3] Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ cà (Solanaceae). Quả có nhiều vitamin C nên có vị chua. Cây cà chua có hai loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có múi… Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn. Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ. 1.2.2. Điều kiện trồng[5] Cây cà chua có thể trồng ở nhiều loại đất khác nhau như: đất sét, đất cát, đất pha cát, có độ pH khoảng 6-6.5. Đất có độ ẩm cao và thời gian ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của cây cà chua. Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất lượng tốt là khoảng 21-240C và thời tiết khô. Nhiệt độ dưới 120C kéo dài sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng, nhiệt độ trên 270C kéo dài sẽ hạn chế ra hoa, đậu quả. Các tế bào phôi và hạt bị huỷ hoại khi nhiệt độ trên 380C. Trước và sau thời gian thụ phấn nếu nhiệt độ ban đêm quá 210C thì khả năng đậu quả kém. Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến hàng chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt-Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới. 1.2.3. Thời vụ[5] Một năm có thể trồng 4 vụ cà chua - Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng 7 đầu tháng 8. - Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10. - Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12. - Vụ xuân gieo từ tháng 1-2 năm sau. 1.2.4. Giống cà chua Có nhiều giống cà chua đang được trồng nhiều ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành ba loại dựa vào hình dạng - Cà chua hồng: Quả có hình dạng quả hồng, không chia múi, thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. Các giống thường gặp: Ba Lan, hồng lan của viện cây lương thực, giống 214, HP5, HP1 của Hải Phòng. - Cà chua múi: Quả to nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. - Cà chua bi: Quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. 1.2.5. Giá trị đinh dưỡng [4] * Thành phần hoá học của cà chua Bảng 1.3. Thành phần hóa học của cà chua Thành phầnHàm lượng(%)Nước Protein Glucid Cellulose Tro Calo/100g94 0,6 4,2 0,8 0,4 20gKhoáng (mg%) + Ca + P + Fe 12 26 1,4Vitamin (mg%) + Carotense + B1 + B2 + PP + C 2 0,06 0,04 0,5 40 - Đường Hàm lượng đường chiếm khoảng 1/2 tổng chất rắn trong quả cà chua. Đường tự do trong cà chua phần lớn là đường khử. Sau Cellulose tìm thấy trong cà chua với lượng không đáng kể và hiếm khi vượt quá 0,1% tính theo trọng lượng cà chua. Đường khử trong cà chua chủ yếu là glucose và fructose với tỷ lệ glucose/fructose khoảng 46/54. Poly Saccharide chiếm khoảng 0,7% trong nước ép cà chua, trong đó Peptin và arabinogalactan chiếm gần 50%, xylan và arabinoxylan khoảng 28% và cellulose khoảng 25%. - Độ acid Độ acid chung của cà chua chín trung bình khoảng 0,4% (theo axit malic). Độ axit hoạt động trong khoảng pH = 3,1 ÷ 4,1; ngoài ra còn có axit citric và lượng nhỏ axit tartaric. Khi còn xanh, axit ở dạng tự do. Khi chín nó có dạng muối axit - Protein Protein trong cà chua khoảng 1%. Lúc còn xanh, Nitơ ở dạng tự do chín nó bị phân huỷ thành acid amin. - Khoáng Trong số các chất khoáng có mặt trong cà chua, sắt là quan trọng nhất về mặt cung cấp chất dinh dưỡng. Một ly nước ép cà chua cung cấp khoáng 2,0mg sắt ở dạng sắt (II) khử, thoả mãn 10-20% nhu cầu sắt hàng ngày cho cơ thể. Trong cà chua chứa một số lượng rất nhỏ các nguyên tố khác nhau: Cu (0,1÷0,9mg/kg); Mn (1÷2,4mg/kg). Các nguyên tố này có mặt trong phân tử của nhiên enzyme chống oxy hoá. - Chất chát Ở cà chua thường có vị đắng, hăng đó là do có chứa glucozit Solanin. Số lượng Solanin theo độ chín bên dưới. Bảng 1.4. Hàm lượng glucozit Solanin có trong cà chua ở mỗi giai đoạn sinh trưởng Cà chuaXanhƯơngChínSolanin (%)458 - Sắc tố Trong cà chua thường có sắc tố thuộc nhóm Carotenoid như: Carotense, lycopen, xantophyl. Ở quả xanh còn có Chlorophyl. Tuỳ theo mức độ chín mà các sắc tố kia tăng dần nên màu của quả trở nên đậm hơn. Bảng 1.5. Thành phần sắc tố cơ trong cà chua ở mỗi giai đoạn sinh trưởng Đơn vị: mg VitaminCCarotenseB1B2PPK20-401,2 ÷ 1,60,08 ÷ 0,150,05 ÷ 0,070,5 ÷ 15,550 - Vitamin Bảng 1.6. Hàm lượng các loại Vitamin trong cà chua. Đơn vị: mg Sắc tố cà chuaCòn xanhNửa chínChínLycopen0,110,847,85Carotense0,160,430,73Xantophyl0,020,050,06 * Giá trị dinh dưỡng [4] - Hàm lượng sinh tố: Khi cà chua chín, màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng Vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hàng ngày về Vitamin A, Vitamin B6, Vitamin C. Ngoài ra, còn có vitamin B1 và B2. - Chất bổ dưỡng: Cung cấp chất đạm, đường, béo và rất ít năng lượng. - Khoáng vi lượng: Canxi, sắt, kali, photpho, lưu huỳnh, niken, coban, iot, các acid hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng cà chua mà cà chua còn có đồng và molipden. - Chính nhờ các yếu tố trên, cà chua được xem là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng dễ tiêu hoá, tăng cường sức đề kháng của cơ thể. Mùa hè cà chua có tỷ lệ đường/độ chua cao nhất, được kể là 10 so với mùa xuân là 7. Lượng vitamin C thấp vào mùa xuân (12mg/100g) so với 15mg vào đầu hè và cao nhất là vào cuối hè. - Không chỉ là loại rau bổ dưỡng, có giá trị kinh tế cao, cà chua còn được dùng để sản xuất các sản phẩm cần thiết khác như: Nước ép cà chua có chứa lycopen, vitamin (C và nhóm B), viên Arlyces của Imexpharm có chứa lycopen (từ cà chua) phòng bệnh mãn tính và duy trì sức khoẻ. Ngoài ra, trong cà chua có chứa hàng chục chất hoạt tính hữu hiệu, rất tốt cho sức khoẻ. 1.2.6. Đặc tính thực vật của cà chua[5] 1.2.6.1. Rễ Rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển rễ phụ rất lớn. Trong điều kiện tối hảo những giống tăng trưởng mạnh có rễ ăn sâu 1-1.5m và rộng 1.5-2.5m, vì vậy cà chua chịu hạn tốt. Khi cấy rễ chính bị đứt, bộ rễ phụ phát triển và phân bố rộng nên cây cũng chịu đựng được điều kiện khô hạn. Bộ rễ ăn sâu, cạn, mạnh hay yếu đều có liên quan đến độ phân cành và phát triển của các bộ phận trên mặt đất, do đó khi trồng cà chua tỉa cành, bấm ngọn, bộ rễ thường ăn nông và hẹp hơn so với trồng tự nhiên. 1.2.6.2. Thân Thân tròn, thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây lớn gốc dần dần hoá gỗ. Thân mang lá và phát hoa. Ở nách lá là chồi nách. Chồi nách ở các vị trí khác nhau có tốc độ sinh trưởng và phát dục khác nhau, thường chồi nách ở ngay dưới chùm hoa thứ nhất có khả năng phát dục sớm so với các chồi nách gần gốc. Tuỳ khả năng sinh trưởng và phân nhánh các giống cà chua được chia thành 4 dạng hình - Dạng sinh trưởng hữu hạn (determinate): Thân cứng, mọc đứng, có chùm hoa thứ nhất ở lá thứ 7-9, sau đó cách 1-2 lá cho chùm hoa kế tiếp cho đến khi cây cho được 4-6 chùm hoa thì xuất hiện chùm hoa ngọn cây ngừng cao. Dạng này cho trái sớm và tập trung. - Dạng sinh trưởng vô hạn (indeterminate): Thân dài hơn 2m, có chùm hoa đầu tiên ở lá thứ 9-11 sau đó cách 3-4 lá sau mới có chùm hoa tiếp theo. Dạng này có tiềm năng cho năng suất cao do thu hoạch dài ngày. - Dạng sinh trưởng bán hữu hạn (semideterminate): Tương tự như dạng hữu hạn nhưng dạng này cho nhiều chùm hoa hơn khoảng 8-10 chùm. - Dạng lùn (dwart): Cà chua có lóng rất ngắn, đâm chồi mạnh, ít chùm hoa, cho trái tập trung, phục vụ cho việc trồng dầy và thu hoạch cơ giới. 1.2.6.3. Lá Lá thuộc lá kép lông chim lẻ, mỗi lá có 3-4 đôi lá chét, ngọn lá có 1 lá riêng gọi là lá đỉnh. Rìa lá chét đều có răng cưa nông hay sâu tuỳ giống. Phiến lá thường phủ lông tơ. Đặc tính lá của giống thường thể hiện đầy đủ sau khi cây có chùm hoa đầu tiên. 1.2.6.4. Hoa Hoa mọc thành chùm, lưỡng tính, tự thụ phấn là chính. Sự thụ phấn chéo ở cà chua khó xảy ra vì hoa cà chua tiết nhiều tiết tố chứa các alkloid độc nên không hấp dẫn côn trùng và hạt phấn nặng không bay xa được. Số lượng hoa trên mỗi chùm thay đổi tùy giống và thời tiết, thường từ 5-20 hoa. 1.2.6.5. Trái Trái thuộc loại mọng nước, có hình dạng thay đổi từ tròn, bầu dục đến dài. Vỏ trái có thể nhẵn hay có khía. Màu sắc của trái tùy giống và điều kiện thời tiết. Thường màu sắc trái là màu phối hợp giữa thịt trái và vỏ trái. Quá trình chín của quả chia làm 4 thời kỳ: - Thời kỳ trái xanh: Trái và hạt phát triển chưa hoàn toàn, nếu đem dấm trái không chín, trái chưa có mùi vị, màu sắc đặc trưng của giống. - Thời kỳ chín xanh: Trái đã phát triển đầy đủ, trái có màu xanh sáng, keo xung quanh hạt được hình thành, trái chưa có màu hồng hay vàng nhưng nếu đem dấm trái thể hiện màu sắc vốn có. - Thời kỳ chín vàng: Phần đỉnh trái xuất hiện màu hồng, xung quanh cuống trái vẫn còn xanh, nếu sản phẩm cần chuyển di xa nên thu hoạch lúc này để trái chín từ từ khi chuyên chở. - Thời kỳ chín đỏ: Trái xuất hiện màu sắc vốn có của giống, màu sắc thể hiện hoàn toàn, có thể thu hoạch để ăn tươi. Hạt trong trái lúc này phát triển đầy đủ có thể làm giống. 1.2.6.6. Hạt Hạt cà nhỏ, dẹp, nhiều lông, màu vàng sáng hoặc hơi tối. Hạt nằm trong buồng chứa nhiều dịch bào kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Trung bình có 50-350 hạt trong một trái. Trọng lượng 1000 hạt là 2.5-3.5g. 1.2.7. Yêu cầu ngoại cảnh[3].[5] 1.2.7.1. Khí hậu - Nhiệt độ: Nhiệt độ tối thích cho cà chua là 21-240C. - Ánh sáng: Cà chua là cây ưa sáng, vì vậy không nên gieo ương cây con dưới bóng râm hay gieo quá dầy. - Độ ẩm: Độ ẩm không khí tốt nhất cho cà chua vào khoảng 45-60%. 1.2.7.2. Đất Cà chua trồng được trên nhiều loại đất song thích hợp nhất vẫn là trên đất pha cát, nhiều chất mùn hay đất phù sa, đất bồi giữ ẩm và thoát nước tốt. Cà chua trồng tốt trên đất lúa hay trồng sau vụ bắp cải, dưa leo và những cây trồng bón nhiều phân hữu cơ, phân đạm. Đất có pH khoảng 6-6.5, đất chua hơn phải bón thêm vôi. 1.2.7.3. Nước Nhu cầu nước của cà chua tuỳ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây. Khi cây ra hoa đậu quả là khi cây cần nhiều nước nhất. Lượng nước tưới cũng thay đổi tuỳ thuộc vào lượng phân bón, mật độ trồng và loại đất. Khi bón nhiều phân đạm và trồng dầy, cần phải gia tăng lượng nước tưới. 1.2.7.4. Phân bón Để đạt năng suất cao cà chua đòi hỏi nguồn dinh dưỡng cao. Lượng chất dinh dưỡng tuỳ thuộc vào khả năng cho năng suất của giống cà chua, tình trạng đất, điều kiện trồng. Ở giai đoạn tăng trưởng và phát dục của cây trùng lấp nhau và nhu cầu cây cần chất dinh dưỡng cho đến khi trái chín, do đó việc bón lót, bón thúc nhiều lần, bón luân phiên phân hữu cơ và vô cơ giúp tăng hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng cho cây và tăng năng suất. 1.3.3. Một số phương pháp trồng cà chua 1.3.3.1. Trồng ngoài trời:[5] Phương pháp này chủ yếu phục vụ tiêu dùng trong nước và làm nguyên liệu ngành công nghiệp chế biến. + Đối với giống trung hạn có hai phương pháp được sử dụng để canh tác, đó là dùng cọc đỡ giăng dây theo cọc và dùng sào làm giàn chữ A. Lựa chọn các vùng đất tơi xốp, giàu mùn, chủ động tưới tiêu để trồng. Không trồng trên đất chua, đất kiềm và nhất là đất đã trồng các cây họ cà (cà pháo, khoai tây…) vụ trước. Cần làm giàn hình chữ nhân hoặc giàn chữ A hoặc giàn hàng rào để chống cho cây không bị gẫy đổ. Hình 1.1. Phương pháp dùng cọc đỡ Hình 1.2. Phương pháp dùng giàn chữ A + Đối với giống hữu hạn: Thường trồng theo luống, luống rộng 1-1.2m, cao 20-30cm. Hình 1.3. Giống hữu hạn trồng trên luống 1.3.3.2. Canh tác có bảo vệ:[5].[9] Phương pháp canh tác này nhằm tạo ra sản phẩm phục vụ xuất khẩu, thường dùng các giống vô hạn trong nhà kính (Greenhouse) và nhà lưới (nethouse). Với hệ thống dây treo, hệ thống tưới nhỏ giọt tự động. Trồng cà chua trong nhà kính thường được áp dụng vào mùa đông, lạnh có nhiệt độ thấp. Trồng cà chua trong nhà lưới thường được áp dụng vào mùa nóng, nhiệt độ cao. Có thể giảm cường độ chiếu sáng, mà vẫn tạo được độ thông thoáng. Có thể sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt tự động, và dùng ong để thụ phấn cho cà chua nhằm tăng năng suất trong canh tác có bảo vệ. Hình 1.4. Canh tác cà chua trong nhà lưới sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt 1.3.3.3. Trồng cà chua bằng nước biển [4] Nếu cà chua được tưới bằng nước biển pha loãng có thể sẽ bổ dưỡng hơn so với cà chua chỉ tưới bằng nước thường. Trong cuộc thử nghiệm các nhà khoa học Mỹ đã dùng nước thường hoặc nước biển pha loãng khoảng 12% để tưới cà chua. Nước biển pha loãng đã giúp tăng hàm lượng vitamin C, E, acid dihydrolipoic và acid chlorogenic trong cà chua. Các chất này đều là các chất chống oxy hoá giúp chống bệnh tim, ung thư, chống lão hoá và nhiều chứng bệnh khác. 1.3.3.4. Phương pháp thuỷ canh [16] Phương pháp này nhằm tìm ra môi trường dinh dưỡng thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cà chua, đồng thời nghiên cứu sản xuất rau quả sạch phục vụ nhu cầu của con người. Các phương pháp canh tác thuỷ canh cà chua và các chương trình phát triển nghiên cứu tại ĐH Arizona, bắt đầu từ giữ năm 1960, đã dẫn đường cho sự phát triển của các hệ thống thuỷ canh hiện đại. Phương pháp này có ưu điểm là cho năng suất cao, chất lượng quả tốt, ít sâu bệnh. Chính vì thế mà hầu hết các nước trên thế giới trồng cà chua theo phương pháp này chủ yếu phục vụ cho xuất khẩu. Tốc độ tăng trưởng của cà chua trồng bằng phương pháp thuỷ canh so với cà chua trồng trên đất là 30-50%, phát triển theo cùng một diều kiện và năng suất cũng cao hơn. Thời gian canh tác một vụ cà chua thuỷ canh cũng ngắn hơn so với trồng bằng phương pháp bình thường nên thu hoạch được nhiều vụ, năng suất cao hơn, tiết kiệm thời gian. Cà chua được trồng trên nhiều loại giá thể như scoria, giá thể xốp, sơ dừa…cũng cho năng suất cao. Có thể dùng đơn lẻ hoặc phối trộn lại để kết hợp ưu điểm của từng loại (như lớp trên là sơ dừa cho rễ dễ hút nước, lớp dưới là sỏi để rút nước). Trong quá trình trồng thuỷ canh cà chua cần chú ý tới các điều kiện ngoại cảnh như ánh sáng, nhiệt độ, pH của môi trường dinh dưỡng. Ánh sáng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cà chua. Mật độ trồng tuỳ từng giống cà chua. Đối với giống vô hạn thì khoảng cách trồng từ 25-30cm là thích hợp. Với cây cà chua hữu hạn thì phải trồng với khoảng cách từ 30-35cm, với khoảng cách này cây phát triển rất tốt. Tuy nhiên nếu trồng trên ban công ánh sáng tốt có thể giảm khoảng cách xuống 5cm mỗi chiều. Các hệ thống thuỷ canh có nhiều ưu điểm khác nhau, nên tuỳ điều kiện từng nơi mà lựa chọn phương pháp thích hợp. Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu: Phương pháp này có thể áp dụng ở quy mô nhỏ, gia đình. Đây là hệ thống mở, môi trường được cho vào thùng xốp và được kiểm tra bổ sung thương xuyên cho đến khi kết thúc thu hoạch xong thì dịch dinh dưỡng cũng cạn. Quy trình thực hiện đơn giản, dễ làm, hệ thống gọn nhẹ nên có thể bố trí trên sân thượng, hiên nhà. Tuy nhiên, nó không được áp dụng trồng ở quy mô lớn, công nghiệp vì dịch dinh dưỡng chỉ được sử dụng một lần.[3] Hệ thống hồi lưu: Là hệ thống đóng dịch dinh dưỡng được bơm tuần hoàn từ một bể chứa tới bộ rễ, dịch dư được bơm lại bể chứa để diều chỉnh các thông số và tái sử dụng. Hệ thống này có hiệu quả kinh tế cao, thích hợp với quy mô sản xuất lớn. [1] Kỹ thuật thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng NFT: Đây là dạng thuỷ canh được những người làm thuỷ canh quan tâm do tính chất và dáng vẻ bên ngoài của nó. Chất dinh dưỡng cho vào ống trồng, rễ sẽ rút dinh dưỡng lên và phần dư thừa rút xuống bể chứa. Một lớp dinh dưỡng mỏng cho phép rễ tiếp xúc ổn định với chất dinh dưỡng và lớp khí phía trên cùng lúc. Có thể sử dụng ống nhựa PVC làm ống trồng. [15] * Một số môi trường trồng cà chua Bảng 1.7. Môi trường Jack Ross [1] Hoá chấtDùng pha cho 50lít dung dịchCa(NO3)2.4H2O680 gMgSO4.7H2O250 gKNO3350 gKCl170 gNH4NO3CaCl2.2H2OKH2PO4200 gFeSO4.7H2O15 gNa EDTAMnSO41.780 gH3PO42.43 gKICoCl2.6H2OMnCl2.4H2OZnSO4.7H2O2.8 gCuSO4.5H2O1.2 gNa2MoO4.2H2O1.28 g Bảng 1.8. Môi trường Monier [1] Hoá chấtPha cho 50lít dung dịchCa(NO3)2.4H2OMgSO4.7H2O370 gKNO31900 gKCl350 gNH4NO3825 gCaCl2.2H2O880 gKH2PO4170 gFeSO4.7H2O24.82 gNa EDTAMnSO44.055 gH3PO44.86 gKICoCl2.6H2OMnCl2.4H2OZnSO4.7H2O0.880 gCuSO4.5H2ONa2MoO4.2H2O Bảng 1.9. Môi trường dinh dưỡng trồng thuỷ canh cà chua [13] Hoá chấtDung dịch 1Dung dịch 2Dung dịch 3KNO30.60600.75750.9090Ca(NO3)20.91191.1401.3678MgSO4.7H2O0.49000.61250.7350NH4H2PO40.11500.14380.1725FeNa-EDTA0.02100.026250.03150MnCl2.4H2O1.810 x 10-32.263 x 10-32.715 x 10-3H3BO42.860 x 10-33.575 x 10-34.290 x 10-3ZnSO42.20 x 10-42.750 x 10-43.300 x 10-4CuSO48.0 x 10-51.00 x 10-41.20 x 10-4(NH4)6Mo7O24.H2O1.05 x 10-41.313 x 10-41.575 x 10-4 Phần 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU * Quy trình kỹ thuật hệ thống thuỷ canh cà chua không hồi lưu 2.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu [1] - Hạt giống cà chua - Khay ươm cây con - Thùng xốp có kích thước 20x40x60 (cm), dung tích 0.048 m3. - Nilong đen lót trong thùng để tránh ánh sáng lọt vào ảnh hưởng đến bộ rễ. - Ly nhựa đựng giá thể - Giá thể - Lưới lót ly nhựa - Lưới bao quanh khu vực trồng để tránh côn trùng 2.2. Thao tác cụ thể[1].[3] - Mặt bằng và giá đỡ Có thể đặt thùng thuỷ canh trực tiếp trên nền ximăng, ban công sân nhà… Hoặc làm giá bằng tre, gỗ, xốp. Khi chọn địa điểm trồng nên chọn nơi có ánh nắng mặt trời càng nhiều càng tốt. - Lưới: Nên dùng lưới để che chắn côn trùng. - Chuẩn bị hộp xốp lọ nhựa + Hộp xốp phải được lót nylong đen vào đáy hộp trước khi đổ nước vào hộp. Nylong đen có tác dụng giữ dung dịch, và tạo môi trường thuận lợi cho rễ phát triển, tránh ánh sáng lọt vào làm cho rễ kém phát triển. Ánh sáng cũng tạo điều kiện cho vi sinh vật và rêu xanh phát triển đẩy nhanh quá trình làm thoái hoá dung dịch dinh dưỡng nuôi cây. + Tiến hành khoét lỗ, số lỗ tuỳ thuộc vào mật độ trồng, đối với cà chua thường khoét từ 2-4 lỗ, cây rau diếp, xà lách 6-9 lỗ. Lỗ khoét phải có đường kính bằng với đường kính của ly nhựa. + Ly đựng: Mục đích là để phối hợp với giá thể làm thành giá đỡ vững chắc cho cây và tạo điều kiện cho hệ rễ phát triển mạnh (giá thể càng ít, càng thoáng thì hệ rễ càng xâm nhập nhanh vào dung dịch và do đó cây sẽ phát triển nhanh chóng). Có thể dùng dao để tạo các rãnh cho rễ đâm ra ngoài tiếp xúc với dung dịch dinh dưỡng. + Tiến hành đóng giá thể vào rọ nhựa Giá thể sử dụng là đá scoria. Đá được rửa sạch 3 lần, ngâm trong nước javel 2 lần mỗi lần 15 phút để khử trùng. Đá được đập nhỏ, sau đó rửa kỹ lại bằng nước sạch nhiều lần. Sau đó đem phơi trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời trong nhiều ngày, đảo liên tục cho đá khô đều. Nếu dùng giá thể vụn thì cần lót lưới vào trong rọ trước khi đóng giá thể. Sau đó nhúng cả rọ và giá thể vào nước sạch để vụn nhỏ bị cuốn trôi ra khỏi rọ, tránh trường hợp khi tưới chúng rơi xuống vào dung dịch gây cặn bẩn. - Dung dịch + Pha chế dung dịch Hoá chấtDùng pha cho 50lít dung dịchCa(NO3)2.4H2O680 gMgSO4.7H2O250 gKNO3350 gKCl170 gNH4NO3CaCl2.2H2OKH2PO4200 gFeSO4.7H2O15 gNa EDTAMnSO41.780 gH3PO42.43 gKICoCl2.6H2OMnCl2.4H2OZnSO4.7H2O2.8 gCuSO4.5H2O1.2 gNa2MoO4.2H2O1.28 g + Cách châm dung dịch vào thùng Cho dung dịch ngập 2-3cm ly đựng giá thể và có khoảng trống bên ngoài ly. Đối với các cây dài ngày như cà chua thì sự thoáng khí là rất cần thiết cho sự phát triển của hệ rễ. - Chuẩn bị gieo hạt: Trước khi gieo hạt cần làm ẩm giá thể để đảm bảo duy trì độ ẩm cho hạt. Hạt trước khi đem gieo có thể ngâm trong nước ấm khoảng 90 phút để quá trình nảy mầm diễn ra tốt hơn. Gieo 1-2 hạt vào trong giá thể sâu khoảng 0.5-1cm hoặc phủ một lớp trấu hun ướt để cung cấp độ ẩm cho hạt giống. - Theo dõi và chăm sóc + Từ khi gieo đến khi rễ có khả năng hút dung dịch cần chú ý phun tưới thường xuyên để giữ đủ ẩm cho hạt nảy mầm. Nếu trời quá lạnh, có sương muối hoặc nắng nóng đều phải che phủ cho cây. + Khi cây bắt đầu bén rễ có khả năng hút dinh dưỡng thì có thể cho dung dịch dinh dưỡng vào thùng, khuấy cho dung dịch dinh dưỡng tan đều trong thùng. + Tiến hành sục khí làm thoáng dung dịch mỗi tuần khi cây còn nhỏ và 4-5 ngày khi cây lớn. + Trong suốt quá trình phát triển của cây cần thường xuyên kiểm tra tình hình sâu bệnh, nồng độ dung dịch dinh dưỡng để điều chỉnh cho phù hợp. Phần 3: KẾT LUẬN - Thuỷ canh là phương pháp canh tác đơn giản dễ thực hiện, cho năng suất cao. Do đó cần phổ biến rộng rãi để tăng diện tích trồng thuỷ canh, phục vụ đời sống của người dân. - Các cây trồng thuỷ canh thích hợp với pH trung tính 5.8-6.5. Đối với cà chua thì pH thích hợp vào khoảng 6-6.5 và nhiệt độ khoảng 21-240C là tốt nhất. Dựa vào điều kiện ngoại cảnh tác động mà ta chọn điều kiện trồng tốt nhất để thu được kết quả cao. - Có thể trồng thuỷ canh cà chua bằng nhiều kỹ thuật khác nhau + Hệ thống không hồi lưu thích hợp cho quy mô nhỏ hoặc trồng ở gia đình. + Hệ thống hồi lưu có thể áp dụng trong quy mô công nghiệp có hiệu quả kinh tế cao. + Kỹ thuật màng mỏng: Kỹ thuật này đòi hỏi người trồng phải có kỹ thuật cao chủ yếu là để điều chỉnh nồng độ dịch dinh dưỡng vào các giai đoạn phát triển khác nhau của cây. - Trong khi trồng cần lưu ý đến pH của dung dịch dinh dưỡng. - Phải có hệ thống bảo vệ cây tránh khỏi tác động xấu từ môi trường ngoài. - Kỹ thuật thuỷ canh không sử dụng các chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh nên không làm suy thoái đất trồng, và bảo vệ môi trường. PHỤ LỤC Một số hình ảnh về thuỷ canh và các thiết bị sử dụng trong thuỷ canh Các giai đoạn phát triển của cà chua thuỷ canh Mô hình thuỷ canh không hồi lưu Mô hình thuỷ canh hồi lưu Mô hình thuỷ canh sử dụng giá thể Mô hình thuỷ canh NFT (Kỹ thuật túi treo) Mô hình thuỷ canh hồi lưu Khí canh cà chua (bố trí theo hình ziczac) Máy đo pH và nhiệt độ cầm tay TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.TS Võ Thị Bạch Mai, (2003), Thuỷ canh cây trồng, Nhà xuất bản ĐHQG Tp Hồ Chí Minh. 2. http:// www.baigiang.violet.vn 3. http://  HYPERLINK "" www.rausach.com.vn 4. http://  HYPERLINK "" www.khoahoc.com.vn 5. http:// www.agriviet.com 6.  HYPERLINK ""  7. 8. http://  HYPERLINK "" www.hidroponia.org.mx/en/historia.php 9.10.  HYPERLINK "" www.interurban.com/abouthydro/why.html 11. http:// Ag.Arizona.edu 12. 13. HYPERLINK " 037X%282000%29014%5B0562%3AHTLERT%5D2.0.CO%3B2"  037X%282000%29014%5B0562%3AHTLERT%5D2.0.CO%3B2 14.  HYPERLINK ""  15. 16.   TOC \o "1-3" \h \z \u   HYPERLINK \l "_Toc232420342" MỞ ĐẦU  PAGEREF _Toc232420342 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc232420343" Phần I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU  PAGEREF _Toc232420343 \h 2  HYPERLINK \l "_Toc232420344" 1.1. Giới thiệu chung về thuỷ canh  PAGEREF _Toc232420344 \h 2  HYPERLINK \l "_Toc232420345" 1.1.1. Khái niệm [1]. [11]  PAGEREF _Toc232420345 \h 2  HYPERLINK \l "_Toc232420346" 1.1.2. Sơ lược lịch sử nghiên cứu  PAGEREF _Toc232420346 \h 3  HYPERLINK \l "_Toc232420347" 1.1.3. Chất dinh dưỡng-môi trường nuôi trồng thuỷ canh  PAGEREF _Toc232420347 \h 5  HYPERLINK \l "_Toc232420348" 1.1.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường[1].[5]  PAGEREF _Toc232420348 \h 17  HYPERLINK \l "_Toc232420349" 1.1.5. Các loại hình thuỷ canh[1].[3]  PAGEREF _Toc232420349 \h 20  HYPERLINK \l "_Toc232420350" 1.2. Giới thiệu chung về cà chua [5]  PAGEREF _Toc232420350 \h 22  HYPERLINK \l "_Toc232420351" 1.2.1. Nguồn gốc[3]  PAGEREF _Toc232420351 \h 23  HYPERLINK \l "_Toc232420352" 1.2.2. Điều kiện trồng[5]  PAGEREF _Toc232420352 \h 23  HYPERLINK \l "_Toc232420353" 1.2.3. Thời vụ[5]  PAGEREF _Toc232420353 \h 23  HYPERLINK \l "_Toc232420354" 1.2.4. Giống cà chua  PAGEREF _Toc232420354 \h 24  HYPERLINK \l "_Toc232420355" 1.2.5. Giá trị đinh dưỡng [4]  PAGEREF _Toc232420355 \h 24  HYPERLINK \l "_Toc232420356" 1.2.6. Đặc tính thực vật của cà chua[5]  PAGEREF _Toc232420356 \h 27  HYPERLINK \l "_Toc232420357" 1.2.7. Yêu cầu ngoại cảnh[3].[5]  PAGEREF _Toc232420357 \h 29  HYPERLINK \l "_Toc232420358" 1.3.3. Một số phương pháp trồng cà chua  PAGEREF _Toc232420358 \h 29  HYPERLINK \l "_Toc232420359" Phần 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU  PAGEREF _Toc232420359 \h 35  HYPERLINK \l "_Toc232420360" 2.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu [1]  PAGEREF _Toc232420360 \h 35  HYPERLINK \l "_Toc232420361" 2.2. Thao tác cụ thể[1].[3]  PAGEREF _Toc232420361 \h 35  HYPERLINK \l "_Toc232420362" Phần 3: KẾT LUẬN  PAGEREF _Toc232420362 \h 38  HYPERLINK \l "_Toc232420363" PHỤ LỤC  PAGEREF _Toc232420363 \h 39  HYPERLINK \l "_Toc232420364" TÀI LIỆU THAM KHẢO  PAGEREF _Toc232420364 \h 41