Tổng quan nghiên cứu

Cà chua (Solanum lycopersicon Mill.) là một trong những loại rau ăn quả phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp nhiều vitamin và chất chống oxy hóa như lycopene, giúp giảm nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt. Theo FAOSTAT (2021), diện tích trồng cà chua toàn cầu năm 2019 đạt khoảng 5.545 ha với sản lượng 180,76 triệu tấn, tăng 4,29% về diện tích và 2,44% về sản lượng so với năm 2015. Ở Việt Nam, diện tích trồng cà chua dao động từ 23.000 đến 25.000 ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và các tỉnh phía Nam như Lâm Đồng, với năng suất trung bình từ 50-60 tấn/ha.

Tuy nhiên, diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp do đô thị hóa, đồng thời nhu cầu về sản xuất cà chua chất lượng cao ngày càng tăng. Việc sử dụng giá thể hữu cơ thay thế đất trong sản xuất giống cà chua là giải pháp quan trọng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng và bảo vệ môi trường. Giá thể hữu cơ được tạo thành từ các phế phẩm nông nghiệp như xơ dừa, trấu hun, bã dong riềng, phân chuồng và phân trùn quế, có khả năng giữ nước, thoáng khí và cung cấp dinh dưỡng cho cây.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm lựa chọn giá thể hữu cơ phù hợp cho sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống cà chua T252 tại Thái Nguyên, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các loại giá thể đến chất lượng quả và hiệu quả kinh tế. Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2020 tại Trung tâm đào tạo, nghiên cứu giống cây trồng và vật nuôi – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, góp phần phát triển sản xuất cà chua bền vững và nâng cao giá trị kinh tế cho người nông dân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về dinh dưỡng cây trồng và kỹ thuật trồng cây không dùng đất. Cà chua cần ít nhất 12 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, trong đó kali chiếm ưu thế, tiếp theo là đạm và lân. Độ pH thích hợp cho cà chua dao động từ 6,5 đến 6,8, đảm bảo khả năng hấp thu dinh dưỡng tối ưu. Giá thể hữu cơ như xơ dừa, trấu hun và phân trùn quế có đặc tính giữ nước, thoáng khí và cung cấp dinh dưỡng phù hợp cho cây.

Mô hình phối trộn giá thể hữu cơ được xây dựng dựa trên tỷ lệ các thành phần như trấu hun, xơ dừa, bã dong riềng và phân chuồng (lợn, gà, bò), kết hợp với phân trùn quế nhằm tăng cường dinh dưỡng và cải thiện tính chất lý hóa của giá thể. Các khái niệm chính bao gồm: tỷ lệ nảy mầm, chiều cao cây, số lá, đường kính gốc, thể tích rễ, năng suất, chất lượng quả (độ Brix, vitamin C, hàm lượng nitrat), và các chỉ tiêu hóa lý của giá thể (pH, EC, độ ẩm, độ thoáng khí, khả năng giữ nước).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành qua hai thí nghiệm chính:

  • Thí nghiệm 1 (vườn ươm): Đánh giá ảnh hưởng của 5 công thức giá thể hữu cơ khác nhau đến tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng cây cà chua T252 trong khay nhựa 72 lỗ. Thiết kế thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với mỗi công thức 1 khay, gieo 1 hạt/lỗ. Các chỉ tiêu theo dõi gồm tỷ lệ nảy mầm (3, 5, 7, 10 ngày), chiều cao cây, số lá, đường kính gốc, thể tích rễ, các chỉ tiêu hóa lý và nguyên tố dinh dưỡng trong giá thể. Thời gian thực hiện: tháng 2/2020.

  • Thí nghiệm 2 (giai đoạn sản xuất): Sử dụng cây giống từ thí nghiệm 1 để trồng trong túi bầu PE (17x33 cm) với 6 công thức phối trộn giá thể kết hợp phân trùn quế theo tỷ lệ khác nhau. Thiết kế RCBD với 3 lần nhắc lại, mỗi lần 10 cây, tổng 180 cây. Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng (thời gian ra hoa, đậu quả, chiều cao, số lá), năng suất (số quả, khối lượng quả, năng suất lý thuyết và thực thu), chất lượng quả (độ Brix, vitamin C, hàm lượng nitrat), sâu bệnh và các chỉ tiêu hóa lý của giá thể. Thời gian nghiên cứu từ tháng 3 đến tháng 7/2020.

Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và SAS 9, với mức ý nghĩa thống kê 95% (p < 0,05). Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao cho kết quả nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng giai đoạn vườn ươm:

    • CT1 (¼ trấu hun + ¼ xơ dừa + ¼ bã dong riềng + ¼ phân lợn) đạt tỷ lệ nảy mầm cao nhất 96,05% sau 10 ngày, vượt trội so với các công thức khác (CT2: 88,89%, CT5: 90,28%).
    • Chiều cao cây 30 ngày sau gieo ở CT1 và CT2 đạt 6,95 cm và 6,8 cm, cao hơn đáng kể so với CT3 (2,9 cm).
    • Đường kính gốc và thể tích rễ cũng cao nhất ở CT1 (2,62 mm và 3,13 cm³).
    • Giá thể CT1 có độ pH ổn định (6,8), EC thấp nhất (2,11 dS/m), khả năng giữ nước cao nhất (87,64%) và độ thoáng khí tốt (17,1%).

  2. Ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng giai đoạn sản xuất:

    • Thời gian ra hoa và đậu quả không khác biệt nhiều giữa các công thức, dao động từ 36-38 ngày ra hoa và 45-47 ngày đậu quả.
    • Tổng thời gian sinh trưởng khoảng 120 ngày, phù hợp với đặc tính giống T252.

  3. Động thái tăng trưởng chiều cao và số lá:

    • CT4 (giá thể phối trộn phân gà) và CT5 cho chiều cao cây cao nhất sau 52 ngày (102,6 cm và 100,93 cm), vượt trội so với CT6 (93,73 cm).
    • Số lá trên thân chính không có sự khác biệt đáng kể giữa các công thức, dao động khoảng 18-19 lá/cây.

  4. Năng suất và chất lượng quả:

    • CT6 (60% GT2 + 40% phân trùn quế) đạt năng suất thực thu cao nhất 22,87 tấn/ha, tăng 37% so với CT1 (16,66 tấn/ha).
    • Số quả trung bình/cây cao nhất ở CT6 (16,87 quả), khối lượng quả trung bình đạt 57,7 g/quả.
    • Độ Brix dao động từ 4,37% đến 5,20%, vitamin C từ 21,3 đến 22,5 mg/100g, hàm lượng nitrat trong quả nằm trong giới hạn an toàn (36,67 – 76,67 mg/kg, dưới ngưỡng 150 mg/kg theo quy định).

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy giá thể hữu cơ phối trộn từ trấu hun, xơ dừa, bã dong riềng và phân chuồng, đặc biệt là phân lợn và phân gà, kết hợp với phân trùn quế, tạo điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của cà chua T252. Độ pH và EC phù hợp giúp cây hấp thu dinh dưỡng hiệu quả, trong khi khả năng giữ nước và độ thoáng khí cao hỗ trợ quá trình nảy mầm và phát triển bộ rễ.

So với các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng phân trùn quế cải thiện sinh khối và năng suất quả cà chua từ 10-27%, phù hợp với kết quả năng suất tăng 37% trong nghiên cứu này. Các chỉ tiêu chất lượng quả như độ Brix và vitamin C cũng được duy trì ở mức cao, đảm bảo giá trị dinh dưỡng và an toàn thực phẩm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm, chiều cao cây, năng suất và hàm lượng dinh dưỡng giữa các công thức giá thể, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của từng loại giá thể.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng công thức giá thể phối trộn từ trấu hun, xơ dừa, bã dong riềng và phân gà hoặc phân lợn kết hợp phân trùn quế (tỷ lệ 60-80% giá thể + 20-40% phân trùn quế) để nâng cao tỷ lệ nảy mầm, sinh trưởng và năng suất cà chua T252.

    • Thời gian áp dụng: ngay trong vụ sản xuất tiếp theo.
    • Chủ thể thực hiện: các hộ nông dân, doanh nghiệp sản xuất giống.

  2. Xây dựng quy trình xử lý và ủ giá thể hữu cơ theo phương pháp đã nghiên cứu nhằm đảm bảo độ pH, EC và loại bỏ chất chát, tăng khả năng giữ nước và thoáng khí.

    • Thời gian: 1-2 tháng trước vụ gieo trồng.
    • Chủ thể: trung tâm nghiên cứu, cơ sở sản xuất giá thể.

  3. Tăng cường đào tạo, chuyển giao kỹ thuật sử dụng giá thể hữu cơ cho người sản xuất nhằm nâng cao nhận thức về sản xuất nông nghiệp bền vững và an toàn thực phẩm.

    • Thời gian: liên tục hàng năm.
    • Chủ thể: các trường đại học, trung tâm khuyến nông.

  4. Khuyến khích nghiên cứu tiếp tục mở rộng ứng dụng giá thể hữu cơ cho các giống cà chua khác và các loại rau khác nhằm đa dạng hóa nguồn nguyên liệu và nâng cao hiệu quả sản xuất.

    • Thời gian: 2-3 năm tiếp theo.
    • Chủ thể: các viện nghiên cứu, trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân và doanh nghiệp sản xuất giống cà chua:

    • Lợi ích: Áp dụng công thức giá thể hữu cơ phù hợp để nâng cao tỷ lệ nảy mầm, sinh trưởng và năng suất, giảm chi phí đầu vào và tăng hiệu quả kinh tế.
    • Use case: Sản xuất giống cà chua quy mô công nghiệp tại các vùng miền núi phía Bắc.

  2. Các nhà nghiên cứu và giảng viên ngành nông học, khoa học cây trồng:

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp phối trộn giá thể, kỹ thuật xử lý và các chỉ tiêu đánh giá sinh trưởng, chất lượng cây trồng.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu tiếp theo hoặc giảng dạy chuyên sâu về kỹ thuật trồng cây không dùng đất.

  3. Trung tâm khuyến nông và cơ quan quản lý nông nghiệp:

    • Lợi ích: Xây dựng chương trình đào tạo, chuyển giao công nghệ và chính sách hỗ trợ sản xuất nông nghiệp hữu cơ, bền vững.
    • Use case: Tổ chức tập huấn kỹ thuật cho nông dân, phát triển mô hình sản xuất rau an toàn.

  4. Nhà sản xuất và cung cấp giá thể hữu cơ:

    • Lợi ích: Nắm bắt nhu cầu và đặc tính kỹ thuật của giá thể hữu cơ phù hợp cho cà chua, cải tiến sản phẩm đáp ứng thị trường.
    • Use case: Phát triển sản phẩm giá thể hữu cơ đa dạng, thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giá thể hữu cơ có ảnh hưởng như thế nào đến tỷ lệ nảy mầm của cà chua?
    Giá thể hữu cơ với độ tơi xốp cao và khả năng giữ nước tốt tạo môi trường ẩm ướt, thoáng khí giúp hạt cà chua hấp thụ nước nhanh, kích thích quá trình nảy mầm. Ví dụ, công thức phối trộn trấu hun, xơ dừa, bã dong riềng và phân lợn đạt tỷ lệ nảy mầm 96,05% sau 10 ngày.

  2. Tại sao phân trùn quế được khuyến khích sử dụng trong giá thể?
    Phân trùn quế giàu protein và vi sinh vật có lợi, giúp cải thiện cấu trúc giá thể, tăng cường dinh dưỡng và khả năng hấp thu của cây. Nghiên cứu cho thấy phối trộn phân trùn quế làm tăng năng suất cà chua từ 10-37% so với không sử dụng.

  3. Độ pH và EC của giá thể ảnh hưởng thế nào đến sinh trưởng cây cà chua?
    Độ pH từ 6,5 đến 6,8 là thích hợp cho cà chua, giúp hấp thu dinh dưỡng hiệu quả. EC thể hiện nồng độ ion hòa tan, EC quá cao có thể gây ngộ độc, EC quá thấp làm giảm dinh dưỡng. Giá thể CT1 có EC thấp nhất (2,11 dS/m) nhưng tỷ lệ nảy mầm cao nhất, cho thấy cân bằng EC là yếu tố quan trọng.

  4. Giá thể hữu cơ có ảnh hưởng đến chất lượng quả cà chua không?
    Có, giá thể ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C, độ Brix và hàm lượng nitrat trong quả. Các công thức giá thể hữu cơ cho độ Brix từ 4,37-5,20% và vitamin C từ 21,3-22,5 mg/100g, đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và an toàn thực phẩm.

  5. Làm thế nào để xử lý giá thể hữu cơ trước khi sử dụng?
    Giá thể cần được ngâm, xử lý vôi để loại bỏ chất chát và vi sinh vật gây hại, ủ với chế phẩm vi sinh (Trico-ĐHCT) để tăng cường vi sinh vật có lợi, kiểm tra pH và EC đạt yêu cầu (pH 5,5-6,5, EC < 0,5 mS/cm) trước khi sử dụng.

Kết luận

  • Giá thể hữu cơ phối trộn từ trấu hun, xơ dừa, bã dong riềng và phân chuồng, đặc biệt là phân lợn và phân gà, kết hợp phân trùn quế, tạo điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của cà chua T252.
  • Công thức giá thể CT1 đạt tỷ lệ nảy mầm cao nhất 96,05%, chiều cao cây 6,95 cm sau 30 ngày, đồng thời có chỉ số pH, EC, độ ẩm và độ thoáng khí phù hợp.
  • Ở giai đoạn sản xuất, công thức phối trộn phân trùn quế 40% với giá thể GT2 cho năng suất thực thu cao nhất 22,87 tấn/ha, tăng 37% so với công thức thấp nhất.
  • Chất lượng quả cà chua được duy trì với độ Brix trên 4,3%, vitamin C trên 21 mg/100g và hàm lượng nitrat trong giới hạn an toàn.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc ứng dụng giá thể hữu cơ trong sản xuất cà chua chất lượng cao tại Thái Nguyên và các vùng miền núi phía Bắc.

Next steps: Triển khai áp dụng quy trình phối trộn giá thể hữu cơ trong sản xuất thực tế, mở rộng nghiên cứu cho các giống cà chua khác và các loại rau khác, đồng thời phát triển mô hình sản xuất bền vững.

Call-to-action: Các nhà nghiên cứu, nông dân và doanh nghiệp sản xuất giống cà chua nên áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời phối hợp với các cơ quan chức năng để phát triển nông nghiệp hữu cơ bền vững.