Ứng dụng dụng kỹ thuật thuỷ canh (hydroponics) trồng một số rau theo mô hình gia đình tại địa bàn Đăk Lăk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
 THÁI VĂN TÀI TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG DỤNG KỸ THUẬT THUỶ CANH (HYDROPONICS) TRỒNG MỘT SỐ RAU THEO MÔ HÌNH GIA ĐÌNH TẠI ĐỊA BÀN ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC Buôn Ma Thuột, năm 2009 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

THÁI VĂN TÀI TÊN ĐỀ TÀI ÖÙNG DỤNG KỸ THUẬT THUỶ CANH (HYDROPONICS) TRỒNG MỘT SỐ RAU THEO MÔ HÌNH GIA ĐÌNH TẠI ĐỊA BÀN ĐĂK LĂK CHUYÊN NGÀNH : SINH HỌC THỰC NGHIỆM MÃ SỐ : 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. PHAN VĂN TÂN Buôn Ma Thuột, năm 2009 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Thái Văn Tài iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này tôi xin trân trọng cảm ơn đến: - Quý thầy cô tham gia giảng dạy tại lớp Cao học Sinh học - Thực nghiệm K01 Niên khóa 2006 – 2009 trường Đại học Tây nguyên đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi. - Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến thầy giáo TS. Phan Văn Tân, người đã tận tình trực tiếp hướng dẫn và tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. - Quý thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đề cương, quý thầy cô trong Hội đồng đánh giá tiến độ đề tài đã có nhiều ý kiến đóng góp chỉnh sửa cho đề tài và bản thân để đề tài được thực hiện và hoàn thành đúng tiến độ. - Quý thầy cô Phòng Sau đại học trường Đại học Tây nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. - Quý thầy cô giáo và cán bộ tại Phòng thí nghiệm Sinh học – Thực vật đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình tôi thực hiện đề tài. - Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị học viên lớp Cao học Sinh học Thực nghiệm K01, niên khóa 2006 – 2009 trường Đại học Tây nguyên đã có nhiều ý kiến đóng góp và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tác giả : Thái Văn Tài iv MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................ i CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 5 1 .1. Rau sạch (rau an toàn) ........................................................................ 5 1.1.1. Khái niệm về rau sạch (rau an toàn) .............................................. 5 1.1.2. Yêu cầu chất lượng của rau sạch (rau an toàn) .............................. 5 1.1.3. Các nguyên nhân gây ô nhiễm trên rau ......................................... 5 1 .2. Trồng cây trong dung dịch nhằm sản xuất rau sạch............................. 9 1.2.1. Khái niệm chung ........................................................................... 9 1.2.2. Định nghĩa .................................................................................... 9 1.2.3. Cơ sở khoa học của hệ thống thuỷ canh ...................................... 10 1.2.4. Lịch sử phát triển của cây trồng không cần đất ........................... 10 1.3. Trồng cây trên giá thể nhân tạo nhằm sản xuất rau sạch .................... 12 1.3.1. Định nghĩa: ................................................................................. 12 1.3.2. Những ưu điểm của trồng cây trên giá thể nhân tạo .................... 12 1.3.3. Các loại giá thể để trồng cây ....................................................... 13 1.4. Sự triển khai kỹ thuật trồng cây trên giá thể nhân tạo trên thế giới .... 14 1.5. Triển khai kỹ thuật trồng cây trên giá thể nhân tạo ở Việt Nam ......... 15 1.6. Giới thiệu đặc tính sinh học một số cây tiến hành trồng thí nghiệm ... 16 1.6.1. Cây cà chua ................................................................................ 16 1.6.2. Cây Dưa chuột ............................................................................ 20 1.6.3. Cây Xà lách ................................................................................ 25 1.6.4. Cây Cải xanh .............................................................................. 27 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ ............................................ 31 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 31 2.1. Điều kiện khí hậu-tự nhiên vùng nghiên cứu ..................................... 31 v 2.2.1. Địa điểm: .................................................................................... 31 2.2. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu ..................................................... 34 2.3. Nội dung ............................................................................................ 34 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 34 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu ............................................................ 34 2.4.2 . Các chỉ tiêu theo dõi và phân tích đánh giá ................................ 35 2.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm .................................................... 36 2.4.4. Các công thức thí nghiệm ........................................................... 36 2.4.5. Vật liệu và hoá chất dùng cho nghiên cứu ................................... 36 2.4.6. Phương pháp xây dựng mô hình trình diễn rau trồng trên giá thể là trấu hun và sử dụng dung dịch dinh dưỡng thuỷ canh. .......................... 36 2.4.7. Phương pháp sản xuất dung dịch dinh dưỡng .............................. 37 2.4.8. Thời gian thí nghiệm ................................................................... 37 2.4.9. Phương pháp xử lý số liệu........................................................... 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN ................................................ 38 3.1 . Sản xuất dung dịch dinh dưỡng ........................................................ 38 3.2. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến sinh trưởng .......................... 39 3.2.1. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến tỷ lệ nảy mầm và thời gian nảy mầm của hạt rau ............................................................................ 39 3.2.2. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến sự ra lá của cây rau ....... 41 3.2.3. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến sự tăng trưởng chiều cao của rau theo thời gian sinh trưởng ........................................................ 45 3.2.4. Thời gian ra hoa, số lượng hoa, tỉ lệ hoa đậu và hình thành quả của cây Cà chua và cây Dưa chuột .............................................................. 50 3.3. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến năng suất rau ....................... 54 3.4. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến chế độ canh tác và ảnh hưởng đến sâu bệnh ............................................................................................. 59 vi 3.5. Ảnh hưởng của kỹ thuật nuôi trồng đến thời vụ ................................. 63 3. 6. Sơ bộ xác định một số hiệu quả của mô hình sản xuất rau theo 2 phương pháp ............................................................................................. 66 3.6.2. Xác định một số hiệu quả của kỹ thuật trồng rau trên giá thể theo mô hình gia đình tại Đăk Lăk. .............................................................. 69 3.7. Kết quả của mô hình trình diễn kỹ thuật canh tác mới với cộng đồng. 71 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................. 73 4.1. Kết luận ............................................................................................. 73 5.2. Kiến nghị ........................................................................................... 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 74 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT, BẢNG BIỂU VÀ HÌNH MINH HOẠ A. CÁC CHỮ VIẾT TẮT - BMT: Buôn Ma Thuột - TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh - BVTV: Bảo vệ thực vật - Gs : Giáo sư - TS: Tiến sỹ - Ths: Thạc sỹ - ĐHTN: Đại học Tây Nguyên - Bộ NN&PTNT: Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn. - NNĐT: Nông nghiệp đô thị - WTO: World Trade Organization (Tổ chức thương mại thế giới) - ILO: International Labour Organization (Tổ chức Lao động thế giới) - DDT: Dicclodipheyl tricletan - PPm: 1/1.000.000 - F.A.O: Food and Agriculture Organization - pH: potential of Hydrogen ions - N.F.T: Nutrient Film Technique - PHI: Rriharvest interval - EDTA: Etylen diamin tetraacetic - IPM: Integrated Pest Manage- ment - RAT: Sản xuất rau an toàn - DFT: Kỹ thuật dòng chảy sâu viii B. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại thực vật chi Lycopersicum ............................................ 17 Bảng 1.2: Thành phần chất dinh dưỡng trong quả Cà chua ........................... 18 Bảng 1.3: Thành phần các chất dinh dưỡng của dưa chuột (chứa trong 100g sản phẩm tươi). ............................................................................................. 23 Bảng 2.1: Một số yếu tố khí hậu vùng ven thành phố Buôn Ma Thuột- DakLak ........................................................................................................ 33 Bảng 3.1. Thành phần hóa chất và hàm lượng của dung dịch thủy canh ....... 38 Bảng 3.1. Theo dõi tỷ lệ nảy mầm và thời gian nảy mầm của hạt gống ........ 40 Bảng 3.2. Số lá trên cây theo thời gian sinh trưởng của rau ăn lá ................. 42 Bảng 3.3: Sự tăng trưởng chiều cao cây Cải xanh ........................................ 45 Bảng 3.4 : Diễn biến sự tăng trưởng chiều cao thân chính của cây Cà chua ở 2 công thức. .................................................................................................. 47 Bảng 3.5 : Một số chỉ tiêu sinh trưởng của Cà chua vào thời điểm thu hoạch lứa đầu tiên sau trồng 70 ngày. ..................................................................... 49 Bảng 3.6: Thời gian ra hoa, số lượng hoa, tỉ lệ hoa đậu quả của cây Cà chua (Số liệu trung bình được theo dõi trong 03 vụ): ............................................ 52 Bảng 3.7. Thời gian ra hoa, khả năng ra hoa cái của cây Dưa chuột: ........... 54 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của loại môi trường môi trường nuôi trồng đến năng suất rau (Số liệu trung bình được theo dõi trong 03 vụ): .............................. 55 Bảng 3.9: Chi phí sản xuất của 2 kỹ thuật nuôi trồng ................................... 60 Bảng 3.10: Hiệu quả kinh tế của việc trồng rau ngoài đất và trồng trên giá thể trấu hun với quy mô cho 10m2 trong vụ gieo trồng: ...................................... 67 ix C. DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.2: Sự hình thành lá theo thời gian sinh trưởng ............................... 43 Đồ thị 3.3: Sự tăng trưởng chiều cao cây theo thời gian sinh trưởng. ........... 46 Đồ thị 3.4 : Diễn biến sự tăng trưởng chiều cao thân chính của cây Cà chua ở 2 công thức. .................................................................................................. 48 Đồ thị 3.8: Về đánh gá năng suất của các loại cây rau trên hai môi trường nuôi trồng: ............................................................................................................ 56 Đồ thị 3.10 : Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc trồng rau ngoài đất và trồng trên giá thể trấu hun: ..................................................................................... 68 D. DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA - Hình 1 : Cà chua sau gieo5 tuần tuổi - Hình 2 : Cà chua sau gieo7 tuần tuổi - Hình 3 : Cà chua sau gieo 8 tuần tuổi - Hình 4 : Cà chua sau gieo10 tuần tuổi - Hình5 : Cà chua sau gieo14 tuần tuổi - Hình 6 : Cà chua bắt đầu thu hoạch - Hình 7: Dưa chuột sau gieo 6 tuần tuổi - Hình 8: Dưa chuột sau gieo 8 tuần tuổi - Hình 9: Dưa chuột sau gieo 10 tuần tuổi - Hình 10: Dưa chuột sau gieo 10 tuần tuổi - Hình 11: Dưa chuột sau gieo 13 tuần tuổi - Hình 14: Dưa chuột bắt đầu thu hoạch 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghề trồng rau ở nước ta đã ra đời từ xa xưa, trước cả nghề trồng lúa nước, Việt Nam chính là trung tâm khởi nguyên của nhiều loại rau trồng, nhất là các cây thuộc họ bầu bí. Song do chịu ảnh hưởng của một nền nông nghiệp lạc hậu và tự túc trong nhiều thế kỷ qua, cho nên sự phát triển nghề trồng rau ở nước ta kém xa so với trình độ canh tác của thế giới. Những năm gần đây mặc dù ngành trồng rau có khởi sắc, nhưng trên thực tế vẫn chưa theo kịp nhiều ngành khác trong sản xuất nông nghiệp. Trong đề án phát triển rau, quả và hoa, cây cảnh giai đoạn 1999 – 2000 do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, mục tiêu cho ngành sản xuất rau đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 3/9/1999 là “Đáp ứng nhu cầu rau xanh có chất lượng cao phục vụ cho tiêu dùng trong nước nhất là những vùng dân cư tập trung (đô thị, khu công nghiệp . . . ) và xuất khẩu. Phấn đấu đến năm 2010 đạt mức tiêu thụ bình quân đầu người là 85kg rau trên một năm, giá trị kim ngạch xuất khẩu đạt 690 triệu USD”.[2] Mặt khác tốc độ đô thị hóa ở nước ta trong những năm gần đây tăng khá nhanh, và đặc biệt là sau khi Việt Nam gia nhập WTO. Các nước đang phát triển như Việt Nam, Trung Quốc có khoảng hơn 30% tổng số dân cả nước sống ở khu vực đô thị. Theo một quy hoạch: đến năm 2010, tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam sẽ đạt 56-60%, và đến năm 2020 sẽ đạt khoảng 80%, bằng các nước công nghiệp phát triển hiện nay như ở châu Âu, Mỹ, Australia Ðất nông nghiệp chỉ còn 20-30%, và tất nhiên đều là nông nghiệp đô thị. Vì vậy chiến lược phát triển đô thị bền vững gắn liền với phát triển nông nghiệp đô thị là xu hướng tất yếu.[3] Nông nghiệp đô thị (NNÐT) không chỉ có ý nghĩa to lớn về xã hội và nhân văn, mà lợi ích kinh tế cũng khá lớn. Trên thế giới, gần một phần ba rau, quả, thịt, trứng cung ứng cho đô thị là từ NNÐT; có từ 25% đến 75% số gia 2 đình ở thành phố tham gia NNÐT. Ở Moscow (CHLB Nga) có 65% số gia đình tham gia NNÐT, ở Berlin (Ðức) có 80 nghìn mảnh vườn trồng rau ở đô thị; và hàng vạn cư dân ở New York (Mỹ) có vườn trồng rau trên sân thượng. Nhiều thành phố lớn thuộc Trung Quốc như Bắc Kinh, Thượng Hải, Quảng Châu NNÐT đã cung cấp đến 85% nhu cầu về rau xanh. Ở Việt Nam, NNĐT bước đầu đã được nhiều thành phố đưa vào mục tiêu phát triển như một yếu tố quan trọng trong hệ thống cung cấp thực phẩm cho các vùng đô thị để đáp ứng quy mô của các thành phố ngày một tăng nhanh. Tuy nhiên, ở những thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng và các khu đô thị lớn khác trên cả nước, hiện nay người tiêu dùng chủ yếu vẫn tiêu thụ rau không rõ nguồn gốc được vận chuyển vào từ các vùng sản xuất ngoài thành phố. Và thực tế là khó có thể kiểm soát được người trồng rau thực hiện việc vệ sinh an toàn thực phẩm như thế nào. Báo chí và các phương tiện thông tin liên tục phản ánh về những ca ngộ độc thực phẩm, về sự mất an toàn của các vùng sản xuất rau, về sự tồn dư thuốc bảo vệ thực vật, nhiễm độc kim loại và nhiễm khuẩnđặc biệt là các vùng sản xuất rau cung cấp cho đô thị Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế (ILO), hằng năm trên thế giới có trên 40.000 người chết trong tổng số 2 triệu người ngộ độc rau. Tại VN, thống kê mới nhất của ngành y tế cho biết, trong vài năm gần đây, tính riêng số người ngộ độc thực phẩm phải nhập viện cấp cứu do nguồn rau, củ thiếu an toàn đã lên đến con số hơn 700 người. Trong khi đó, người tiêu dùng ngày càng nhận thức rõ được tầm quan trọng của rau xanh trong bữa ăn hàng ngày, họ ăn nhiều rau hơn, và nhu cầu về rau an toàn cũng lớn hơn. Nhưng các vùng sản xuất rau lại chưa xây dựng được lòng tin cho người tiêu dùng, mặc dù họ sẵn sàng trả giá cao gấp nhiều lần cho một sản phẩm rau an toàn. 3 Theo số liệu của Chi cục Bảo vệ thực vật TPHCM, vào cuối năm 2007, tỉ lệ sản xuất rau an toàn (RAT) không thật sự an toàn là một con số gây “sốc” cho không ít người tiêu dùng: 34/37 mẫu là rau được cho là rau sạch lại có chứa dư lượng thuốc trừ sâu vượt quy định. Còn theo nhận định của ngành y tế, dù tình hình giờ đây đã được cải thiện song RAT đến tay người tiêu dùng vẫn chưa thật an toàn. Vậy tại sao không gây dựng lòng tin cho người tiêu dùng bằng cách cho họ dùng chính sản phẩm mà họ tự tay làm ra. Vậy còn với những người sống ở thành phố? Với diện tích chật hẹp của căn nhà nội thành, họ có thể tự sản xuất được rau xanh cho bữa ăn của gia đình mình không? Điều đó là hoàn toàn có thể thực hiện được, nếu như sân nhà, ban công hay sân thượng của họ có một chút ánh sáng tự nhiên và bỏ ra một ít chi phí cho hệ thống cộng với một chút công chăm sóc. Để góp phần thực hiện được điều đó, đã có nhiều đề án được nghiên cứu để trồng rau trong nhà, trên ban công, sân thượng như : ứng dụng kỹ thuật thủy canh bằng hộp xốp, kỹ thuật khí canh, kỹ thuật màng dinh dưỡng NFT và kỹ thuật dòng chảy sâu DFT vào trồng rau an toàn tại nhà trong đô thị. Tuy nhiên những phương pháp nói trên yêu cầu kỹ thuật tương đối phức tạp, tỷ mỷ, và chăm sóc khó nên chưa được phổ biến. Đứng trước thực trạng này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng kỹ thuật thủy canh (Hydroponics) trồng một số rau theo mô hình gia đình tại địa bàn Đăk Lăk” với mục đích của đề tài là: Góp phần cải tiến và phổ biến các mô hình trồng rau thủy canh tại nhà trong đô thị. Đây sẽ là một kỹ thuật sản xuất rau an toàn theo phương pháp thủy canh nhưng đơn giản, dễ làm và đảm bảo cung cấp đủ thức ăn xanh cho bữa ăn gia đình, đặc biệt là các gia đình ở đô thị với diện tích từ 3 – 4 m2. Đồng thời triển khai các mô hình trồng rau theo phương pháp này sẽ làm tăng 4 thêm thảm xanh cho môi trường đô thị. Theo tính toán của các nhà khoa học nếu mỗi hộ chỉ “trồng” 3 đến 4 m2, chúng ta sẽ có thêm khoảng 1 triệu m2 thảm xanh luân chuyển nằm tại các ban công, sân thượng, sân nhà . Phương pháp này còn tận dụng được không gian, diện tích dư thừa nơi ban công, sân thượng, sân nhà. Mặt khác nếu ở nông thôn nếu áp dụng phương pháp này ta sẽ tận dụng được các phế phẩm nông nghiệp (trấu, vỏ cà phê, mùn cưa ) để làm giá thể trồng theo phương pháp thủy canh và sau khi sử dụng thì giá thể lại được ủ làm phân bón cho cây trồng khác rất tốt. Hơn nữa, trồng rau theo phương pháp này còn là một thú tiêu khiển cũng như chăm sóc cây hoa cảnh và là cách thư giãn của người dân đô thị có tốc độ làm việc và nhịp sống khẩn trương, căng thẳng như hiện nay. Giới hạn của đề tài: Chúng tôi ý thức rằng áp dụng phương pháp thủy canh để trồng rau trên giá thể là một phương pháp mới. Với khả năng và giới hạn thời gian của đề tài chúng tôi chỉ tiến hành trồng thí nghiệm ít đối tượng với các điều kiện tự nhiên tại địa bàn huyện Krông Ana tỉnh Đăk Lăk với diện tích nhỏ qui mô gia đình và mới thử nghiệm một loại môi trường dinh dưỡng tự pha, và chỉ tiến hành trồng trên một loại giá thể là trấu hun. 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1 .1. Rau sạch (rau an toàn) 1.1.1. Khái niệm về rau sạch (rau an toàn) Những sản phẩm rau tươi bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoa, quả có chất lượng đúng với đặc tính giống của chúng, hàm lượng các hoá chất độc và mức độ nhiễm các vi sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, an toàn cho người tiêu dùng và môi trường thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt là rau an toàn (rau sạch). 1.1.2. Yêu cầu chất lượng của rau sạch (rau an toàn) 1.1.2.1. Chỉ tiêu nội chất Chỉ tiêu nội chất được quy định cho rau tươi bao gồm: - Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật - Hàm lượng nitrat (NO3 - ) - Hàm lượng một số kim loại nặng chủ yếu: Cu, Pb, Hg, Cd, As. . . - Mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh (E.coli , Salmonella sp...) và kí sinh trùng đường ruột (trứng giun đũa Ascaris. sp) Tất cả các chỉ tiêu trong sản phẩm của từng loại rau an toàn đều phải nằm dưới mức cho