Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và chất lượng của một số loại rau trồng bằng kỹ thuật thủy canh trong điều kiện sinh thái đảo cù lao chàm, tp. hội an, tỉnh quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐÀM MINH ANH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,

PHÁT TRIỂN VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA MỘT SỐ

LOẠI RAU TRỒNG BẰNG KỸ THUẬT THỦY CANH

TRONG ĐIỀU KIỆN SINH THÁI ĐẢO CÙ LAO CHÀM,

TP HỘI AN, TỈNH QUẢNG NAM

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 60.42.60

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Đà Nẵng - Năm 2014

Công trình được hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Võ Văn Minh

Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Tấn Lê

Phản biện 2: TS. Vũ Thị Bích Hậu

Luận văn đã được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp Thạc sĩ khoa học tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 04

tháng 01 năm 2014.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Rau xanh là thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hằng

ngày của con người, đây là nguồn cung cấp các loại Vitamin, nguyên

tố khoáng và giúp con người chống chịu bệnh tật. Tuy nhiên, thực

trạng sản xuất rau xanh hiện nay đã không đáp ứng đủ nhu cầu hàng

ngày cho con người, đặc biệt đối với các vùng hải đảo thì nhu cầu

rau xanh cung cấp cho người dân càng bức thiết hơn.

Cù Lao Chàm là một cụm đảo thuộc xã đảo Tân Hiệp, thành

phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, nằm cách bờ biển Cửa Đại 15 km và

được UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thế giới. Với đặc

trưng là vùng hải đảo, điều kiệu khí hậu, thổ nhưỡng, giao thông

cũng như tác động của thiên tai, biến đổi khí hậu không thuận lợi cho

việc sản xuất và cung ứng rau xanh. Trong khi đó, nhu cầu rau xanh

ngày càng tăng lên không chỉ phục vụ nhu cầu tiêu thụ của người dân

sinh sống trên đảo mà còn phục vụ khách du lịch. Chính vì vậy,

nhiều kỹ thuật canh tác thích ứng với điều kiện hải đảo đã được

nghiên cứu ứng dụng, trong đó có kỹ thuật thủy canh.

Thủy canh là kỹ thuật trồng cây không cần đất, cây được

trồng trực tiếp vào dịch dinh dưỡng và cây trồng sử dụng dung dịch

này cho quá trình sinh trưởng, phát triển. Trong kỹ thuật thuỷ canh,

rau trồng cho năng suất, chất lượng cao do môi trường dinh dưỡng

được điều chỉnh thích hợp, tạo điều kiện tối ưu cho cây trồng sinh

trưởng và phát triển. Bên cạnh đó, sản phẩm rau thu được an toàn do

trong quá trình sản xuất không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. Ngoài

ra, các mô hình kỹ thuật thủy canh được thiết kế phù hợp linh hoạt,

tận dụng được những không gian trồng cây mà các phương pháp

2

truyền thống khó thực hiện như trồng cây ở đất cằn cỗi, nhiễm mặn,

ở vùng hải đảo và tiết kiệm được sức lao động của người sản xuất.

Hiện nay, có nhiều kỹ thuật thủy canh được nghiên cứu ứng

dụng và mỗi loại mô hình kỹ thuật thích hợp với những loại rau và

điều kiện tự nhiên khác nhau như: kỹ thuật thủy canh tĩnh, kỹ thuật

thủy canh hồi lưu, kỹ thuật thủy canh nhỏ giọt và kỹ thuật khí canh.

Kỹ thuật thủy canh đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi

trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Tuy nhiên, đối với vùng hải đảo

ở nước ta chưa có nghiên cứu đánh giá nào về khả năng sinh trưởng,

phát triển cũng như đánh giá năng suất, chất lượng các sản phẩm rau

trồng bằng các kỹ thuật thủy canh.

Để có cơ sở khoa học cho việc ứng dụng mô hình trồng rau

bằng kỹ thuật thủy canh rộng rãi và đạt hiệu quả kinh tế cao tại vùng

hải đảo, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng,

phát triển và chất lượng của một số loại rau trồng bằng kỹ thuật thủy

canh trong điều kiện sinh thái đảo Cù Lao Chàm, TP. Hội An, tỉnh

Quảng Nam” là rất cần thiết.

2. Mục tiêu nghiên cứu

2.1. Mục tiêu tổng quát

Góp phần cung cấp giải pháp, mô hình trồng rau an toàn

phục vụ cho người dân và du khách trên đảo.

2.2. Mục tiêu cụ thể

Xác định được khả năng sinh trưởng, phát triển củacác loại

rau ăn lá và rau ăn quả trồng bằng các kỹ thuật thủy canh khác nhau

như kỹ thuật thủy canh tĩnh, kỹ thuật thủy canh hồi lưu và kỹ thuật

thủy canh nhỏ giọt.

Đánh giá được chất lượng và độ an toàn của các sản phẩm

rau ăn lá và rau ăn quả trồng bằng các kỹ thuật thủy canh.

3

3. Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là các kỹ thuật trồng rau thủy canh

bao gồm: thủy canh hồi lưu, thủy canh tĩnh và thủy canh nhỏ giọt.

- Các loại rau được trồng để nghiên cứu bao gồm: Rau ăn lá

(rau cải xanh (Brassica juncea L.), rau xà lách (Lactuaca sativa var

capital L.), rau muống (Impomea aquatica)) và rau ăn quả (mướp

đắng (Momordica charantia)).

- Dung dịch dinh dưỡng nghiên cứu: đề tài sử dụng dung dịch

dinh dưỡng được nghiên cứu và chế tạo bởi nhóm nghiên cứu giảng

dạy “Môi trường và tài nguyên sinh học”, Đại học Đà Nẵng. Thành

phần của dung dịch dinh dưỡng là thành phần các nguyên tố đa

lượng và vi lượng.

4. Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sinh lý thực vật,

đồng thời áp dụng các kỹ thuật phân tích hóa sinh để đánh giá chất

lượng và độ an toàn của sản phẩm rau trồng.

5. Bố cục đề tài

Luận văn gồm 80 trang, bao gồm: Mở đầu (3 trang); Chương

1. Tổng quan tài liệu (30 trang); chương 2. Đối tượng và phương

pháp nghiên cứu (7 trang); chương 3. Kết quả và biện luận (33

trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang); Tài liệu tham khảo (5 trang).

4

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT THỦY CANH

1.1.1. Khái niệm Thủy canh

1.1.2. Phân loại thủy canh

1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật thủy canh

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THỦY CANH

TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.2.1. Sơ lược về lịch sử thủy canh

1.2.2. Thế giới

1.2.3. Việt Nam

1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRỒNG RAU BẰNG

KỸ THUẬT THỦY CANH

1.4. TRIỂN VỌNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT THỦY CANH TẠI

VÙNG HẢI ĐẢO

1.5. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ, XÃ HỘI CÙ LAO CHÀM

1.5.1. Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên

1.5.2. Hiện trạng kinh tế, xã hội

1.6. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU TẠI ĐẢO

CÙ LAO CHÀM

1.6.1. Hiện trạng sản xuất rau xanh tại Cù Lao Chàm

1.6.2. Hiện trạng khai thác rau rừng tại Cù Lao Chàm

1.6.3. Nhu cầu tiêu thụ rau xanh tại Cù Lao Chàm

1.6.4. Tình hình cung cấp rau xanh tại Cù Lao Chàm

5

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Đề tài tập trung nghiên cứu 3 mô hình thủy canh bao gồm:

mô hình thủy canh hồi lưu bằng ống PVC trồng ran ăn lá; mô hình

thủy canh tĩnh bằng thùng xốp trồng rau ăn lá và mô hình thủy canh

nhỏ giọt trồng rau ăn quả.

- Các loại rau được lựa chọn nghiên cứu bao gồm: Rau ăn lá:

cải xanh (Brassica juncea L.), rau xà lách (Lactuaca sativa var

capital L.), rau muống (Impomea aquatica Forsk) và rau ăn quả:

Mướp đắng (Momordica charantia).

- Dung dịch dinh dưỡng: đề tài sử dụng dung dịch dinh

dưỡng được nghiên cứu và chế tạo bởi nhóm nghiên cứu giảng dạy

“Môi trường và tài nguyên sinh học”, Đại học Đà Nẵng.

- Địa điểm nghiên cứu: đề tài đã tiến hành khảo sát và lựa

chọn thử nghiệm các mô hình thủy canh tại hộ gia đình ông Ngô Hai,

Cù Lao Chàm, thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam.

- Thời gian tiến hành nghiên cứu từ tháng 3 đến tháng 12

năm 2013.

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm

* Thí nghiệm 1: Mô hình thủy canh tĩnh bằng thùng xốp

trồng rau ăn lá

- Sử dụng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch theo hệ thống

của Trung tâm phát triển rau Châu Á (AVRDC) có cải tiến.

- Sử dụng thùng xốp chứa dịch dinh dưỡng, mỗi thùng chứa

khoảng 25 lít dung dịch, mật độ trồng 21 cây/thùng, diện tích trồng

0,32 m2

/thùng.

6

* Thí nghiệm 2: Mô hình thủy hồi lưu bán tự động bằng ồng

PVC trồng rau ăn lá

- Thí nghiệm bao gồm các hệ thống thủy canh hồi lưu được

áp dụng theo nguyên tắc hoạt động kỹ thuật màng dinh dưỡng

(Nutrient Film Technology).

- Các máng chứa dịch dinh dưỡng bằng ống nhựa PVC kích

thước Ø 90 mm, độ dài khoảng 2 m (chứa 10 lít dung dịch dinh

dưỡng). Trên mỗi ống tiến hành khoan các lỗ tròn (d = 50 mm) với

khoảng cách bằng nhau, khoảng cách giữa tâm 2 lỗ tròn là 10 cm.

- Sử dụng các ống PVC có kích thước Ø 21 mm phân phối

dịch dinh dưỡng đến các máng.

- Thùng cung cấp và thu hồi dung dịch bằng nhựa có thể tích

là 60 lít, dung dịch sẽ từ thùng cung cấp dịch đi qua các ống PVC và

được thu hồi về thùng thu hồi dịch.

* Thí nghiệm 3: Mô hình thủy canh nhỏ giọt trồng rau ăn

quả

- Bầu sử dụng trồng cây là túi nhựa mặt trong lót nilon màu

đen chứa các giá thể xơ dừa, trên mỗi bầu đục các lỗ để thoát úng và

lấy khí. Ống nhỏ giọt màu đen để chống rêu phân hao dịch dinh

dưỡng.

2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh trưởng,

phát triển

- Rau ăn lá

+ Xác định chiều cao TB/cây theo phương pháp đo trực tiếp

(cm/cây)

Dùng thước có chia vạch đến milimet để đo chiều cao của

cây, đo từ gốc rễ đến mút lá cao nhất (vuốt thẳng) của cây. Mỗi lô thí

7

nghiệm chọn 5 cây ngẫu nhiễn để đo và đánh dấu các cây đã đó để

lần sau đo.

+ Xác định diện tích lá bằng phương pháp cân trực tiếp

Đo và cắt một đơn vị diện tích lá nhất định (4cm2

) rồi đem

cân được khối lượng P1. Sau đó đem cân toàn bộ diện tích lá cần đo

được khối lượng P2.

Diện tích lá được tính theo công thức:

4 x P2

S (dm2

) =

100 x P1

+ Xác định số lá trên mỗi cây theo phương pháp đếm trực tiếp

+ Xác định khối lượng TB/cây bằng phương pháp cân trực tiếp

- Rau ăn quả

+ Theo dõi động thái sinh trưởng chiều cao thân chính: Đo

từ đốt đầu tiên lên đỉnh sinh trưởng của thân chính bằng thước dây

có chia cm, đo theo giai đoạn sinh trưởng của cây.

+ Theo dõi động thái ra lá trên thân chính: Đếm số lá trên

thân chính, đánh dấu những lá đã đếm bằng sơn đỏ ở phần mút lá,

đếm theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây.

+ Theo dõi biểu hiện giới tính và khả năng ra hoa đậu quả

2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng và

độ an toàn của rau

+ Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp

Bectrand.

+ Xác định hàm lượng Vitamin C theo phương pháp chuẩn

độ Iốt.

+ Xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy ở

nhiệt độ 105oC.

8

+ Phân tích hàm lượng kim loại nặng trong rau bằng phương

pháp hấp thụ nguyên tử (AAS).

+ Phân tích hàm lượng NO3

-

trong rau bằng phương pháp so

màu.

2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu

Xử lý số liệu thu được bằng phương pháp thống kê sinh học

9

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

3.1. KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT

SỐ LOẠI RAU TRỒNG BẰNG KỸ THUẬT THỦY CANH TẠI

ĐẢO CÙ LAO CHÀM

3.1.1. Khả sinh trưởng và phát triển của một số loại rau

ăn lá

a. Chiều cao của rau ăn lá

Chúng tôi tiến hành theo dõi quá trình sinh trưởng phát triển

chiều cao cây của các loại rau ăn lá như rau cải xanh, cải ngọt và xà

lách vào thời điểm: 15 ngày tuổi, 25 ngày tuổi và 35 ngày tuổi. Kết

quả thu được thể hiện trong bảng 3.1.

Bảng 3.1. Chiều cao của rau cải xanh và xà lách trồng bằng kỹ

thuật thủy canh tại đảo Cù Lao Chàm (cm)

Thời gian (ngày)

Kỹ thuật Loại rau

15 25 35

Thủy canh Cải xanh 12,20 ± 2,56 20,8 ± 3,56 35,10 ± 2,10

tĩnh Xà lách 10,60 ± 1,98 17,64 ± 1,88 30,24 ± 3,19

Thủy canh Cải xanh 13,70 ± 1,48 21,24 ± 2,86 39,06 ± 2,34

hồi lưu Xà lách 12,50 ± 2,24 19,90 ± 3,01 32,90 ± 2,95

Kết quả ở bảng 3.1 cho thấy, chiều cao rau cải xanh và xà

lách trồng bằng kỹ thuật thủy canh tại đảo Cù Lao Chàm có tốc độ

sinh trưởng nhanh, tuy nhiên khả năng tăng trưởng về chiều cao

nhanh dần qua các giai đoạn: giai đoạn cây trồng có 3 - 4 lá thật cho

đến cây được 15 ngày tuổi thì tốc độ tăng trưởng chiều cao khá chậm,

giai đoạn sau 15 ngày tuổi thì tốc độ sinh trưởng chiều cao nhanh dần.

Chiều cao của rau cải xanh và xà lách trồng bằng kỹ thuật thủy canh

10

tĩnh và thủy canh hồi lưu ở giai đoạn 15 ngày tuổi thấp, dao động từ

10,60 - 13,70 cm. Giai đoạn rau trồng từ 15 - 25 ngày tuổi tốc độ

sinh trưởng chiều cao bắt đầu nhanh dần, tăng từ 6,98 - 8,6 cm trong

10 ngày. Giai đoạn rau trồng từ 25 - 35 ngày tuổi có tốc độ sinh

trưởng chiều cao rất nhanh, tại thời điểm 35 ngày tuổi chiều cao của

rau cải xanh và xà lách trồng bằng kỹ thuật thủy canh tĩnh và thủy

canh hồi lưu động từ 30,24 - 39,06 cm tức là tăng từ 12,60 - 17,82

cm trong 10 ngày.

Riêng đối với rau muống là cây trồng có tốc độ sinh trưởng

nhanh, thời gian sinh trưởng ngắn nên chúng tôi tiến hành theo dõi

vào thời điểm 10 ngày tuổi, 15 ngày tuổi và 18 ngày tuổi. Kết quả

thu được thể hiện ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Chiều cao của cây rau muống trồng bằng kỹ thuật thủy

canh tại đảo Cù Lao Chàm (cm)

Thời gian (ngày)

Kỹ thuật

10 15 18

Thủy canh tĩnh 21,42 ± 2,10 30,74 ± 3,19 50,40 ± 2,53

Thủy canh hồi

lưu

21,20 ± 2,66 30,20 ± 3,33 48,50 ± 1,62

Tốc độ sinh trưởng chiều cao của rau muống trồng bằng kỹ

thuật thủy canh tĩnh và hồi lưu ở giai đoạn từ khi ươm đến giai đoạn 10

ngày tuổi thấp, tại thời điểm 10 ngày tuổi chiều cao của rau muống đạt

từ 21,20 - 21,42 cm. Giai đoạn từ 10 - 15 ngày tuổi, tốc độ sinh trưởng

chiều cao của rau muống nhanh dần, tăng từ 8,82 - 9,00 cm. Đến giai

đoạn từ 15 - 18 ngày tuổi, tốc độ sinh trưởng chiều cao rất nhanh, tại