1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của thành phần môi trường đến sự sinh trưởng và của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ

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

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần môi trường lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Mời các bạn cùng tham khảo. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG CỦA CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.) TRONG HỆ THỐNG THỦY CANH NGÂM RỄ Ngành : Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học Giảng viên hướ

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 93

Ngày tạo 10/11/2021 12:12:15 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.19 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của thành phần môi trư... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG CỦA CẢI BẸ XANH (Brassica juncea L.) TRONG HỆ THỐNG THỦY CANH NGÂM RỄ Ngành : Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học Giảng viên hướng dẫn : ThS. Phan Quốc Tâm Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hồng Anh MSSV: 1151110053 Lớp: 11DSH03 TP. Hồ Chí Minh, 2015
  2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ” là đề tài nghiên cứu do tôi trực tiếp thực hiện, dưới sự hướng dẫn của Th.S Phan Quốc Tâm. Tất cả các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án tốt nghiệp là khách quan và không sao chép số liệu của bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường và hội đồng về sự cam đoan này. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hồng Anh
  3. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tố nghiệp này, em xin chân thành cảm Ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh cùng các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyên đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS. Phan Quốc Tâm đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như làm đồ án tốt nghiệp. Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn bè đã đồng hành và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2015. Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Anh .
  4. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu..................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 2 4. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2 5. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 2 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài .......................................... 3 7. Kết quả đạt được ........................................................................................... 3 8. Kết cấu của đề tài .......................................................................................... 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 4 1.1. Giới thiệu sơ lược về hệ thống thủy canh ................................................... 4 1.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 4 1.1.2. Lịch sử phát triển và những thành tựu đạt được trong nuôi trồng thủy canh ............................................................................................................... 4 1.1.3. Các phương pháp thủy canh................................................................. 6 1.1.4. Môi trường trồng thủy canh ............................................................... 11 1.1.5. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường ............................................... 14 1.1.6. Một số giá thể hữu cơ được sử dụng .................................................. 16 1.1.7. Chất lượng nước ................................................................................ 17 1.1.8. Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh ........................ 17 1.1.9. Một số bệnh trong hệ thống thủy canh ............................................... 18 1.2. Giới thiệu về cải bẹ xanh.......................................................................... 19 1.2.1. Nguồn gốc và phân bố ....................................................................... 19 1.2.2. Phân loại ............................................................................................ 20 1.2.3. Đặc điểm hình thái ............................................................................. 20 1.2.4. Giá trị của cải bẹ xanh ....................................................................... 21 1.2.5. Điều kiện sinh thái của cải bẹ xanh .................................................... 22 1.2.6. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây cải bẹ xanh .................. 22 1.2.7. Đất và dinh dưỡng .............................. Error! Bookmark not defined. 1.2.8. Kỹ thuật trồng cải bẹ xanh ................................................................. 22 i
  5. 1.2.9. Tình hình nghiên cứu cải bẹ xanh trên thế giới và Việt Nam ............. 25 1.3. Dinh dưỡng khoáng.................................................................................. 29 1.3.1. Bản chất của quá trình hút khoáng ..................................................... 29 1.3.2. Vai trò của nguyên tố khoáng đối với thực vật .................................. 29 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ............................................ 39 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................ 39 2.1.1. Thời gian nghiên cứu ......................................................................... 39 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................... 39 2.2. Nguyên vật liệu thí nghiệm ...................................................................... 39 2.2.1. Nguồn giống ...................................................................................... 39 2.2.2. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................ 39 2.3. Phương pháp ............................................................................................ 39 2.3.1. Chuẩn bị hệ thống thủy canh ngâm rễ ................................................ 39 2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ........................................................................................................ 40 2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 trong hệ thống thủy canh ngâm rễ Gieo hạt ................................... 42 2.3.4. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................ 43 2.4. Thống kê và xử lý số liệu ......................................................................... 43 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 44 3.1. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ........................................................................................... 44 3.2. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ........................................................................................... 54 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 63 4.1. Kết luận .................................................................................................... 63 4.2. Kiến nghị.................................................................................................. 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 64 ii
  6. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Dung dịch dinh dưỡng do Knop khởi xướng vào năm 1892 .............. 11 Bảng 1.2. Dung dịch dinh dưỡng do Hoagland đề xuất ...................................... 12 Bảng 1.3. Dịch dinh dưỡng thủy canh do Alan Cooper đề xuất ......................... 12 Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của cải bẹ xanh.................................................... 21 Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ MS thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ...................... 41 Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 thích hợp cho sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ................................................................................ 42 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ...................................................................... 44 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ............................................................. 54 iii
  7. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique) ...... 6 Hình 1.2. Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) ............................................. 7 Hình 1.3. Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) .......................................... 7 Hình 1.4. Kỹ thuật nổi (floating technique) .......................................................... 8 Hình 1.5. Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) ..................................... 8 Hình 1.6. Phương pháp khí canh (aeroponics)...................................................... 9 Hình 1.7. Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) ............................................ 9 Hình 1.8. Kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique) .............................. 10 Hình 1.9. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique) .......................................... 10 Hình 1.10. Kỹ thuật chậu (pot technique) ........................................................... 11 Hình 1.11. Hình cải bẹ xanh ............................................................................... 20 Hình 3.1. Bố trí cây con vào thùng xốp .............................................................. 41 Hình 3.2. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............................................................................................. 47 Hình 3.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............................................................................................. 48 Hình 3.4. Ảnh hưởng của thành phần môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ............................................................................................................... 49 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............................................................................................. 50 Hình 3.6. So sánh ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .................................................................................... 50 Hình 3.7. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 5 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ............................................................................................................... 57 iv
  8. Hình 3.8. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 10 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ...................................................................................................... 58 Hình 3.9. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 15 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ...................................................................................................... 59 Hình 3.10. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ...................................................................................................... 60 Hình 3.11. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ........................................................................................................................ 60 v
  9. DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ................................................................................... 45 Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng đường kính lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .................................................................................... 46 Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ............................................................................................................... 46 Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) sau 20 ngày trồng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............................................................................................. 46 Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên chiều dài lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ............. 55 Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên đường kính cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............. 56 Biểu đồ 3.7. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên số lá cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ .............. 56 Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ ........................................................................................................................ 56 vi
  10. Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Rau xanh là nguồn thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hằng ngày của con người. Với đặc điểm khí hậu đa dạng, miền Bắc có đầy đủ bốn mùa xuân hạ thu đông, miền Nam chỉ có hai mùa là mùa mưa và mùa khô, các sản phẩm rau của Việt Nam rất đa dạng, từ các loại rau nhiệt đới như rau muống, rau ngót, rau cải đến các loại rau xứ lạnh như su hào, bắp cải, cà rốt,… Rau họ cải (Brassicaceae) gồm bắp cải, súp lơ, su hào, củ cải, các loại cải không cuống,… là một trong những loài rau được trồng nhiều nhất ở Việt Nam, trong đó cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được trồng khá phổ biến do loài này có khả năng thích ứng rộng, hiệu quả kinh tế cao. Thành phần dinh dưỡng trong cải xanh khá cao: các vitamin A, B, C, D, K, carotene, albumin, acid nicotinic,… Đây là một trong những loại rau mà các nhà dinh dưỡng khuyên mọi người nên dùng thường xuyên để bảo vệ sức khỏe và phòng chống bệnh tật. Vai trò của rau xanh nói chung và rau cải bẹ xanh nói riêng vô cùng quan trọng đối với sức khỏe của con người. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo hằng năm trên toàn thế giới có khoảng 2,7 triệu ca tử vong do ăn thiếu rau xanh (Lê Hồng Phúc, 2010). Ngày nay, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh chóng là hàng loạt các vấn đề được đặt ra để giải quyết nhu cầu ngày càng lớn của con người về sức khỏe, giáo dục, y tế, môi trường. Trong đó vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đang là chủ đề nổi cộm rất được xã hội quan tâm vì có liên quan đến sức khỏe cộng đồng. Trong giai đoạn năm 2000 – 2007 trên toàn quốc trung bình mỗi năm có 181 vụ ngộ độc với hơn 211 nghìn người mắc, trong đó có 48 trường hợp tử vong, tăng 61 trường hợp so với 5 năm trước (1994 – 1998) (Trung tâm Khuyến Nông Quốc Gia, 2010). Rau là thực phẩm thiết yếu cho mọi người nhưng trong thực tế rau là loại thực phẩm dễ bị ô nhiễm nhất so với các loại nông sản khác. Nguy cơ bị ngộ độc do ăn rau cao hơn các nông sản khác vì rau xanh được người tiêu dùng sử dụng ngay sau khi thu hoạch và rau còn được dùng ăn sống nên những yếu tố gây ô nhiễm trên rau dễ tác động làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người tiêu dùng. Nguyên nhân chủ yếu làm cho rau bị ô nhiễm thường là do: rau bị nhiễm kim loại nặng, dư lượng nitrate, các vi trùng và ký sinh trùng, 1
  11. Đồ án tốt nghiệp dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Ngoài ra, việc sử dụng dư lượng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Chú trọng đến vệ sinh an toàn thực phẩm và kiểm soát dư lượng hóa chất trong rau quả là điều cần thiết đối với toàn xã hội, đồng thời là điểm mấu chốt trên con đường hội nhập vào thị trường rau quả thế giới của nông nghiệp Việt Nam. Chính vì vậy mà hiện nay nhiều quy trình sản xuất rau an toàn được đưa vào nghiên cứu và thử nghiệm ở Việt Nam. Nổi bật là phương pháp thủy canh với những ưu điểm: giải phóng sức lao động, cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao, không gây ô nhiễm môi trường,… Với những yêu cầu thực tiễn đó chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của thành phần môi trường lên sự sinh trưởng và của cải bẹ xanh (Brassica juncea L.)”. 2. Mục đích nghiên cứu Xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần môi trường lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) được sử dụng là nguồn mẫu để nghiên cứu về ảnh hưởng của các thành phần môi trường dinh dưỡng lên sự sinh trưởng trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. 4. Nội dung nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của thành phần khoáng trong môi trường MS lên sự sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. Khảo sát ảnh hưởng của vitamin B1 bổ sung vào môi trường MS1/10 lên sự sinh trưởng của rau cải bẹ xanh (Brassica juncea L.) trong hệ thống thủy canh ngâm rễ. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên và đơn yếu tố. Các nghiệm thức được lặp lại 5 lần, ghi nhận kết quả trung bình. Các số liệu thu thập được 2
  12. Đồ án tốt nghiệp được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XV.I và chương trình MicroSoft Excel 2013®. 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Cung cấp các dữ liệu giúp hoàn thiện quy trình sản xuất rau cải bẹ xanh bằng phương pháp thủy canh ngâm rễ để bổ sung vào hệ thống các phương pháp sản xuất rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong điều kiện khí hậu miền Nam Việt Nam. Kết quả của quá trình nghiên cứu còn góp phần bổ sung lý luận cho một số môn khoa học cơ sở như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh dưỡng khoáng… Ý nghĩa thực tiễn: Giúp các doanh nghiệp, hộ gia đình chủ động sản xuất rau sạch bằng kỹ thuật thủy canh ngâm rễ, đáp ứng nhu cầu rau sạch đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm với năng suất cao trong thời gian ngắn và đồng thời làm giảm giá thành. 7. Kết quả đạt đƣợc Xác định được nồng độ MS1/10 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). Xác định được nồng độ vitamin B1 (1g/l) thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh (Brassica juncea L.). 8. Kết cấu của đề tài Đề tài bao gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Vật liệu và phương pháp Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị 3
  13. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu sơ lƣợc về hệ thống thủy canh 1.1.1. Khái niệm Theo tiếng Hy Lạp thì hydroponics (thủy canh), được gh p từ hai chữ hydro (nước) và ponics (lao động), là hình thức trên các giá thể không phải đất (Sri Lanka Department of griculture, 2000). Thủy canh có thể sử dụng hoặc không sử dụng giá thể, cây trồng được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nước cho cây sinh trưởng và phát triển (Jensen, 1999; Hanger, 1993). 1.1.2. Lịch sử phát t iển và những thành tựu đạt đƣợc trong nuôi trồng thủy canh Thủy canh đã được ứng dụng trong nghề làm vườn từ xa xưa. Vườn treo abylon nổi tiếng, những nông trại nổi tiếng của người ztec ở Mexico cũng như của nười Trung Quốc là những ví dụ về trồng trọt thủy canh thời kỳ ban đầu (Sri Lanka Department of Agriculture, 2000). Khoảng từ thế kỷ thứ XVI, các nhà sinh lý thực vật bắt đầu trồng các loại cây trên những môi trường dinh dưỡng đặc biệt vì mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là “nuôi cấy dinh dưỡng” (nutriculture). Van Hemont là nhà khoa học đầu tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dưỡng thực vật. ắt đầu thí nghiệm, ông đã cân cành liễu và đất dùng để trồng cành liễu đó. Trong quá trình trồng, ông tưới nước thường xuyên đến khi cành liễu lớn thành cây liễu. Kết thúc thí nghiệm ông cân lại cây liễu và dất trồng. Kết quả là trọng lượng đất trồng hầu như không đổi và ông đã kết luận là cây sinh trưởng nhờ nước (Sri Lanka Department of griculture, 2000). Từ đó các nhà khoa học đã có khái niệm về thủy canh và nó được công bố lần đầu tiên vào những năm 1600 (Weir, 1991). Năm 1699, John Woodward đã thí nghiệm trồng cây trong nước có chứa các loại chất khác nhau. Năm 1857, Sachs đã trồng cây trong một dung dịch có thành phần các chất dinh dưỡng xác định và đã tính được các nguyên tố khoáng mà cây cần cho sự sống của nó. Dung dịch này có thành phần hóa học xác định và từ đó gọi là dung dịch dinh dưỡng. Cũng từ đó phương pháp trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng được sử dụng rộng rãi, cải tiến dần và trở thành phương pháp cơ bản trong nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng thực vật. 4
  14. Đồ án tốt nghiệp Cho đến 1865, Nobbe đã trồng cây bằng phương pháp dòng chảy, với đặc điểm nổi bật là dung dịch dinh dưỡng luôn chảy qua các chậu trồng cây với số lượng nhất định giúp cho pH và nồng độ các chất dinh dưỡng luôn ổn định. Mãi đến năm 1925, các nhà nghiên cứu mới thật sự chú ý đến kỹ thuật này do công nghệ nhà kính gặp nhiều vấn đề khó khăn, đặc biệt là đối với môi trường đất. Một số hạn chế đáng kể của đất đối với sự tăng trưởng của cây là sự hiện diện của một số sinh vật gây bệnh và các loại giun tròn ký sinh, độ thoáng của đất không thích hợp, thoát nước k m, là nơi trú ẩn của nhiều mầm bệnh nguy hiểm đối với cây. Hơn nữa việc canh tác liên tục làm thoái hóa đất, không đủ thời gian để các vi sinh vật tái làm giàu đất, hay bổ sung quá nhiều phân bón hoá học cho đất trong thời gian dài dễ làm trơ và thoái hóa đất. Tình trạng này dẫn đến chất lượng và sản lượng cây đều giảm. Thủy canh cung cấp những điều kiện tối thích hợp đối với sự tăng trưởng của thực vật, do đó đạt sản lượng cao hơn so với khi trồng trọt sử dụng đất (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000). Năm 1929, tiến sĩ William Goricke ở Đại học Califonia đã thành công trong việc nuôi một cây cà chua vô hạn dài đến 7,5 m trong dung dịch dinh dưỡng, và ông gọi hệ thống sản xuất mới này là hệ thống thủy canh (Sri Lanka Department of Ariculture, 2000). Vào những năm 40 của thế kỷ XX diện tích trồng rau bằng kỹ thuật thủy canh đạt khoảng 10 ha ở các đảo để cung cấp rau xanh cho quân đội. Từ 1950 đến 1960, ngoài hệ thống thủy canh có giá thể chủ yếu là mùn cưa người ta đã mở rộng dùng các loại giá thể khác như than bùn, rơm rạ, cát, sợi thủy tinh (fiber grass) và rockwool là một dạng giá thể tương tự sợi thủy tinh. Cùng với sự ra đời của các loại giá thể mới là các kỹ thuật như kỹ thuật màng dinh dưỡng vào thập niên 70 (Carruthers, 1999), kỹ thuật dòng sâu với hệ thống tuần hoàn dinh dưỡng của người Nhật (Hanger, 1993). Từ 1980 đến 1990 có sự gia tăng nhanh chóng diện tích canh tác bằng hình thức thủy canh cũng như những hỗ trợ cho nghiên cứu và phát triển thủy canh, giá thể mới là perlite đã được phát triển ở Scotland. 5
  15. Đồ án tốt nghiệp Vào đầu những năm 1970, người Úc đã trồng xà lách và cà chua với quy mô nhỏ bằng biện pháp thủy canh với kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT), đến đầu 1980 các nhà khoa học châu Âu đã thiết kế thêm hệ thống điều khiển cho hệ thống thủy canh (Hanger, 1993). 1.1.3. Các phƣơng pháp thủy canh a. Thủy canh dịch lỏng Trong kỹ thuật này hoàn toàn không dùng giá thể, phần lớn rễ tiếp xúc với không khí và dịch dinh dưỡng. Tuy nhiên trong một số trường hợp cần giá thể với một lượng rất ít chứa trong các chậu có đục lỗ. Thủy canh dịch lỏng có tuần hoàn Còn gọi là hệ thống đóng, nghĩa là dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ và dịch thừa được thu lại và tái sử dụng. - Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique): Hình 1.1. Kỹ thuật màng mỏng dinh dƣỡng (NFT – nutrient film technique) Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi. Dòng dung dịch dinh dưỡng được bơm từ một bể chứa chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng, dòng dung dịch này ổn định, chảy qua rễ của cây và hồi lưu trở lại bể chứa. Kỹ thuật này không dùng giá thể (chỉ dùng chậu nhỏ để làm giá đỡ cho cây hoặc chậu chứa rockwool hoặc perlite với một lượng nhỏ làm giá thể cây). Với hệ thống này, dung dịch tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dưỡng. Hệ thống này sử dụng phổ biến cho trồng cà chua, và các loại cây cỏ, thảo mộc. 6
  16. Đồ án tốt nghiệp - Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique): Hình 1.2. Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique) Trong hệ thống này, dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC (polyvinylclorua) và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu nhỏ có đục lỗ chứa giá thể là mút xốp, hoặc các loại giá thể khác tùy điều kiện từng nơi. Thủy canh dịch lỏng không tuần hoàn Dịch dinh dưỡng được cung cấp cho cây sử dụng một lần và được thay thế hoặc bổ sung định kỳ. Phương pháp này dung dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ được sử dụng một lần. - Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique): Hình 1.3. Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique) Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3 cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn. 7
  17. Đồ án tốt nghiệp - Kỹ thuật nổi (floating technique): Hình 1.4. Kỹ thuật nổi (floating technique) Cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo. - Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique): Hình 1.5. Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique) Trong kỹ thuật này, người ta dùng hai loại chậu. Một chậu dùng để trồng cây bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dưỡng, dịch này được mao dẫn lên chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn như: tim đèn, bông gòn… 8
  18. Đồ án tốt nghiệp b. Phƣơng pháp khí canh (aeroponics) Hình 1.6. Phƣơng pháp khí canh (ae oponics) Cây trồng được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm xốp này. Các tấm này được xếp thành các hộp kín để ngăn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn sự tăng trưởng của tảo, nấm. Dung dịch dinh dưỡng được phun vào rễ dưới dạng sương mù, mỗi lần phun kéo dài khoảng vài giây, cứ mỗi 2 – 3 phút lại phun một lần. Làm như vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí. Cây hấp thu chất dinh dưỡng và nước từ lớp dung dịch bám vào rễ. c. Thủy canh có sử dụng giá thể rắn Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và giá thể rắn để cây phát triển bên trên, rễ cây nằm hoàn toàn trong giá thể, hệ thống này có thể đóng hay mở. Kỹ thuật này thích hợp cho các loại rau quả có kích thước lớn như cà chua, bầu bí,… Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique): Hình 1.7. Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique) 9
  19. Đồ án tốt nghiệp Cây được cho vào các lỗ bên của các túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ dừa) đã xử lý UV, túi dài khoảng 1 m, có dạng hình trụ, ngoài trắng, trong đen, dày, làm bằng polyethylene. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi treo cung cấp cho túi bằng một máy phun nước (micro sprinkler) gắn bên cạnh đỉnh túi treo, từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique): Hình 1.8. Kỹ thuật túi tăng t ƣởng (growing bag technique) Cây giống được đưa vào trồng trong các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể (thường là bột xơ dừa đã khử trùng) đặt nằm ngang, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1 – 1,5 m, cao khoảng 6 cm rộng khoảng 18 cm, dưới mỗi túi có khe nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique): Hình 1.9. Kỹ thuật rãnh (trenh or trough technique) 10
  20. Đồ án tốt nghiệp Trồng cây vào rãnh chứa giá thể là bột xơ dừa cũ, cát, sỏi, rêu, vermiculite, mạt cưa,… được phân cách với đất bằng vật liệu không thấm nước thường là tấm polyethylene. Dung dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua hệ thống tưới nhỏ giọt hay thủ công truyền thống. Ở đáy rãnh, có một ống với đường kính 2,5 cm có đục lổ để thoát nước. Kỹ thuật chậu (pot technique): Hình 1.10. Kỹ thuật chậu (pot technique) Cây trồng vào các chậu bằng đất sét hay (plastic) chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bằng một hệ thống vòi tưới. 1.1.4. Môi t ƣờng trồng thủy canh Một số môi trường thường được dùng trong trồng cây thủy canh Dung dịch dinh dƣỡng do Knop khởi xƣớng vào năm 1892: Bảng 1.1. Dung dịch dinh dƣỡng do Knop khởi xƣớng vào năm 1892 Chất dinh dƣỡng Khối lƣợng (g/l) KNO3 0,2 Ca(NO3)2 0,8 KH2PO4 0,2 MgSO4.7H2O 0,2 FePO4 0,1 11
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược