Chương 1. Tổng quan tải liệu (30 trang); chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (7 trang); chương 3. Kết quả và biện luận (32 trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang); Tài liệu tham khảo (5 trang) CHUONG1 TONG QUAN TAI LIEU 1.
GIGI THIEU VE KY THUAT THUY CANH 1. Khái niệm về kỹ thuật thủy canh Thủy canh (hydroponic) là hình thức canh tác trồng cây không cần đắt, cây được trồng trực tiếp vào dịch dinh dưỡng. Cây trồng sử dụng dinh dưỡng hòa tan trong nước dưới dạng dung dịch và tùy theo từng kỹ thuật mà toàn bộ hoặc một phần bộ rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng. Trồng cây trong dung dịch đã được đề xuất từ lâu đời bởi các nhà khoa học như Knop, Kimusa [12], [14].
Những năm gần đây phương pháp này tiếp tục được nghiên cứu hoàn thiện và sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới 1. Phân loại kỹ thuật thủy canh Căn cứ vào đặc điểm sử dụng dịch dinh dưỡng có thể chia thành 2 hệ thống thủy canh như sau [14]: ~ Kỹ thuật thủy canh tĩnh: Ở kỹ thuật này, một hoặc toàn bộ rễ cây được ngâm liên tục trong dung dịch dinh dưỡng là hệ thống mà trong quá trình trồng cây, dung dịch dinh dưỡng không chuyển động. Kỹ thuật này có ưu điểm là không phải đầu tư chí phí thiết bị làm chuyền động dung dịch nên giá thành thấp hơn, nhưng hạn chế là thường thiếu oxi trong dung dịch và dễ sinh ra chua gây ngộ độc cho cây. ~ Kỹ thuật thủy canh động: Đây là kỹ thuật mà trong quá trình trồng cây, dung dịch dinh dưỡng có sự chuyển động tuần hoàn nên oxi trong dung dịch dinh dưỡng được bổ sung thường xuyên, chỉ phí đầu tư ban đầu cao.
Các hệ thống thủy canh động hoạt động trên nguyên lý thủy triều, sục khí, nhỏ giọt. Kỹ thuật thủy canh này chia làm hai loại như sau: + Thủy canh mở là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh dưỡng không có sự tuần hoàn trở lại. + Thủy canh kín là hệ thống thủy canh động mà trong đó dung dịch dinh dưỡng có sự tuần hoàn trở lại nhờ một hệ thống bơm hút dung dịch dinh dưỡng từ bể chứa. Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật thủy canh [12], [14] a.
Uu diém Ứng dụng kỹ thuật thủy canh trồng rau có thẻ chủ động điều chỉnh dinh dưỡng cho cây, các loại dinh dưỡng được cung cấp theo nhu cầu của từng loại rau, đồng thời có thể loại bỏ được các chất có hại cho cây trồng và không có các chất tồn dư của vụ trước Tiết kiệm nước do cây sử dụng trực tiếp nước trong các dụng cụ chứa dung dịch, nước it bị thất thoát do ngắm vào đất và bóc hơi. Giảm chỉ phí nhân công do giảm được một số khâu như: không làm đất, không làm cỏ, vun xới đất và không phải tưới nước. Sản phẩm rau an toàn đối với sức khỏe con người do không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, không có vi sinh vật gây hại. và có thể điều chỉnh được dinh dưỡng.
Trồng được rau trái vụ do do chủ động được các yếu tố môi trường tác động như điều chỉnh dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng. Nang cao được năng suất và chất lượng rau do cung cấp đầy đủ các yêu cầu dinh dưỡng đới với rau, hạn chế sâu bệnh, cỏ đại. Theo Lê Đình Lương (1995), năng suất của cây trồng trong dung dịch có thể cao hơn so với trồng đất từ 25 - 500% do có thể trồng liên tục. Tang khả năng áp dụng trong các không gian hẹp, đối với những nơi thiếu đất sản xuất hoặc đất sản xuất nghèo dinh dưỡng do thiết kế linh hoạt, dễ lắp đặt và dễ vận hành.
Nhược điểm Bên cạnh những yêu điểm nồi bật, kỹ thuật thủy canh còn gặp một số hạn chế như: Giá thành đầu tư ban đầu lớn dẫn đến giá thành sản phẩm cao là nguyên. nhân các nước nghèo chưa có điều kiện để triển khai thực hiện công nghệ này, đồng thời người tiêu dùng ở những nước này ít có cơ hội sử dụng cũng như tiếp cận với các sản phẩm nông nghiệp công nghệ cao. Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao về công nghệ sản xuất cũng như việc phải hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh vật, hóa học của cây trồng. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TRÒNG RAU THUY CANH TREN THE GIOI VA VIET NAM 1.
Sơ lược về lịch sử phát triển của kỹ thuật thủy canh 'Kỹ thuật thủy canh được biết đến khá sớm, từ năm 1627, kỹ thuật này lần đầu tiên được công bố trong cuốn sách Sy/wa Sy/warumcủa Francis Bacon. Sau đó kỹ thuật thủy canh đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà nghiên cứu trên thé giới. Năm 1699, John Wood Word đã trồng bạc hà trong nước cất và nước có hòa tan thêm đất, kết quả là nước có pha đất cây sinh trưởng tốt hơn nước cắt, ông cho rằng, sinh trưởng của cây là do cây lấy các chất từ đất, cây sinh trưởng trong nước chứa đất tốt hơn là cây sinh trưởng trong nước không chứa đắt [12], [14]. Năm 1804, Desassure đã đề xuất rằng: cây hấp thu các nguyên tố hóa học từ nước, đất và không khí [15] Năm 1842, một danh sách gồm 9 nguyên tố được cho là cần thiết cho quá trình sinh trưởng của thực vật, được khám phá và biên soạn bởi các nhà thực vật học người Đức Julius von Sachs và Wilhelm Knop.
Sau đó có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu các nhu cầu, thành phần dinh dưỡng cho cây trồng và hoàn thiện phương pháp trồng trọt trong dung dịch, đưa ra các công thức môi trường dinh dưỡng khác nhau cho các đối tượng cây trồng như Tollens (1882), Tottingham (1914), Shive (1915), Hoagland (1919), Deutschmanm (1932), Trelease (1933), Amon (1938) va Robbin (1946) [12], [14]. Đến nay, nhiều công thức vẫn còn được sử dụng để nghiên cứu sinh lý cây trồng trong các phòng thí nghiệm. Năm 1937 thuật ngữ thủy canh (hydroponics) lần đầu tiên xuất hiện trong một bài báo của Gerieke W.F trường Đại học California (Science, Feb 178:1), ông đã nghiên cứu thử nghiệm với các kỹ thuật thủy canh vào những. năm 1920, và vào năm 1940 ông đã công bố một cuốn sách về hướng dẫn về kỹ thuật trồng cây không cần đất [13].
Năm 1938, hai nhà dinh dường thực vật Dennis R. Hoagland và Daniel L. Arnon đã nghiên cứu lại các công bố của tiến sĩ Gericke và chỉ ra một số hạn chế của phương pháp thủy canh đồng thời đưa ra các công thức dinh dưỡng khoáng cho cây trồng để khắc phục các han chế đó. Đến nay các công thức về dinh dưỡng này vẫn còn được sử dụng [30].
Năm 1978, nhà thủy canh Howard Resh đã xuất bản ấn bản đầu tiên của cuốn sách “Thuy canh sản xuất thực phẩm”, cuốn sách này trở thành cam nang của việc làm vườn theo phương pháp thủy canh [33] Thành công của các nghiên cứu về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng, các công bố về nhu cầu, hàm lượng, thành phần các nguyên tố khoáng. cần thiết cho cây trồng và các công thức dinh dưỡng đã mở ra một hướng trồng trọt mới. Trong các thập niên 70, thủy canh được phát triển rộng ở các Tiểu vương quốc Ả Rập, Mỹ, Bi, Đan Mạch, Đức, Ý, Iran, Nhật Bản, Liên Xô và nhiều nước khác. Trong thập niên 80, nhiều nông trại thủy canh tự động hóa và điện toán hóa xuất hiện nhiều nơi trên thế giới.
Thập niên 90, các bộ kit thay canh chuyên dụng đã trở nên phô biến cho việc sản xuất rau công nghiệp, hàng loạt các vật liệu xốp làm giá thể cũng xuất hiện trong thời kỳ này và được nhận biết như các môi trường tăng trưởng vô cơ và hữu cơ [13] Hiện nay, công nghệ trồng cây bằng kỹ thuật thủy canh đã được phát triển rộng rãi trên thế giới. Từ đơn giản cho đến tinh vi, phức tạp. Ở các nước phát triển công nghệ này được nghiên cứu, thiết kế điều khiển bằng công nghệ cao có thể sử dụng nhỏ lẻ những cũng có thẻ sản xuất công nghiệp tạo ra các sản phẩm có độ đồng đều, năng suất cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phâm đối với người sử dụng. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới Theo tài liệu của Trung tâm thông tin nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm trồng trọt không dùng đất trong nghề làm vườn (1992), trên thế giới xuất hiện nhiều kết quả nghiên cứu và triển khai các kỹ thuật trồng cây không dùng đất trên các đối tượng rau ăn lá và rau ăn quả.
Sau khi hệ thống thủy canh trong nước sâu của Gericke được đề xuất năm 1930, hàng loạt các cơ sở trồng thương mại đã ra đời như: cở sở trồng cây Hydroponic của Mỹ, ở Nhật trước kia đã sử dụng kỹ thuật trồng cây trên giá thể trơ có dung dịch đĩnh dưỡng hồi lưu để sản xuất rau xanh [14]. Năm 1958, Bomer đã đưa ra phương pháp trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng có sự thay đổi theo chu kỳ các nguyên tố dinh dưỡng khoáng. Hệ thống gồm một bơm khí, một bộ phận giúp cho sự thông khí và tuần hoàn dung dịch, một chậu chứa dung dịch dinh dưỡng. Qua phương pháp này, nồng độ các chất dinh dưỡng trong dung dịch sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu dinh dưỡng của cây [29].
Năm 1960, nhà thực vật học người Anh, Allan Cooper đã đưa ra khái niệm “Kỹ thuật thuỷ canh màng dinh dưỡng” được gọi tắt là hệ thống NET (Nutrient Film Technology) trong các tập san cây trồng của Winsor, Spensley và công sự [28] Năm 1986, Lim đã thí nghiệm phương pháp thuỷ canh trên các hệ thống máng bằng polyetylen, hệ thống trồng cây trong dung dịch tuần hoànvới đối tượng cà chua, dưa chuột, dưa hấu tại Malaysia áp dụng cho các vùng ôn đới vào điều kiện nhiệt đới. Nhưng hệ thống này không phù hợp trong điều kiện nhiệt độ cao [13] Năm 1989, cơ sở Hydro Harvert (Ashby Massachuchet, Hoa Kỳ) sản xuất rau thủy canh với diện tích 3.400 mỂ, trong đó có 69% diện tích trồng rau diếp, 13% trồng cải xoong, 13% trồng hoa cắt và 25% dùng vào các mục đích thí nghiệm khác [41]. Năm 1994, ở Mỹ có khoảng 220 ha rau trồng trong nhà kính, trong đó có 75% trồng không dùng đất và trồng trong dung dịch. Các loại rau trồng chủ yếu là cà chua, dưa chuột, rau diếp, ớt [42] Năm 1997, Lauder mô tả và thiết kế hệ thống màng dinh dưỡng để sản xuất kinh doanh rau và xà lách ở Anh.
Hệ thống này được xây dựng trong nhà kính rộng 4ha, năng suất thu được 8 triệu cây/năm [38].