Trồng cây cải xanh (Brassica juncea (L.) Czern.) bằng phương pháp thuỷ canh

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 04(12)/2009: tr. 49-55 TRỒNG CÂY CẢI XANH (Brassica juncea (L.) Czern.) BẰNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ CANH NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế NGÔ THỊ DIỆU LIÊN - VÕ QUANG TRUNG - TRẦN THỊ THU HOÀI Sinh viên Khoa Sinh, Trường ĐHSP - Đại học Huế Tóm tắt: Sau khi nảy mầm được 3-5 ngày, cây cải xanh con (Brassica juncea (L.) Czern.) được đem trồng vào trong 5 môi trường nghiên cứu gồm: môi trường đất và bốn môi trường dinh dưỡng khoáng: UF/IFDD, BK/TQ, Dr. Alan Cooper và Albert’s. Kết quả chỉ ra rằng, sau ba tháng nuôi trồng, trong các môi trường dinh dưỡng cây cải xanh sinh trưởng tốt và cho năng suất cao hơn hẳn so với môi trường đất. Trong tất cả các môi trường dinh dưỡng thì môi trường BK/TQ cho kết quả tốt nhất đối với việc nuôi trồng cây cải xanh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay ở các thành phố quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất rau nói riêng ngày càng bị thu hẹp. Trong khi nhu cầu về rau xanh ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng. Vì vậy việc sản xuất rau an toàn là một vấn đề cần thiết đảm bảo nhu cầu hiện nay của người dân. Trước thực trạng trên, các nhà nghiên cứu và sản xuất nông nghiệp đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ sản xuất rau không cần đất, trong đó có phương pháp thủy canh. Rau cải là một loại rau có giá trị dinh dưỡng cao phổ biến hiện nay trên thị trường. Nó có thể dùng để chế biến nhiều món ăn như làm rau sống, nấu lẩu, xào, luộc, nấu canh, muối dưa nên được trồng phổ biến ở nhiều vùng. Cải xanh cũng là một cây có hiệu quả kinh tế cao, năng suất chất xanh có thể đạt 20 - 40 tấn/ha [2]. Tuy nhiên với cách thức trồng cải hiện nay, lượng tồn dư thuốc bảo vệ thực vật cũng như các vi sinh vật gây hại hay kim loại nặng trong sản phẩm còn rất lớn. Áp dụng phương pháp trồng thủy canh có thể khắc phục được các vấn đề trên, thậm chí còn có thể đạt năng suất cao hơn. Mục đích của đề tài này là tìm hiểu môi trường dinh dưỡng khoáng cho cây cải xanh bằng phương pháp thuỷ canh nhằm nâng cao năng suất và chất lượng rau. Với sự thành công của phương pháp thuỷ canh có thể giúp cho chúng ta sản xuất rau cải trong điều kiện thiếu đất như trên các ban công, sân thượng... 2. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu 2.1.1. Hạt giống: Hạt cải xanh (Brassica juncea (L.) Czern.) NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG và cs. 50 2.1.2. Vật liệu thuỷ canh [4], [6] - Nhà lưới để che côn trùng - Hộp xốp có nylon đen để đựng dung dịch - Nylon che mưa, rọ nhựa (ly nhựa) - Giá thể : Rớn, trấu hun, hạt xốp - Các hóa chất và nước để pha - Máy đo pH, máy sục khí để cung cấp oxi cho cây 2.2. Phương pháp 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm được tiến hành tại phường Trường An, Thành phố Huế. - Thí nghiệm gồm 5 công thức với 3 lần lặp lại. Gồm: Đối chứng (ĐC: gieo trồng trên đất), công thức I (UF/IFDD), công thức II (BK/TQ), công thức III (Dr. Alan Cooper) và công thức IV (Albert’s). - Diện tích ô thí nghiệm tương ứng với diện tích thùng xốp thuỷ canh là 0,34 x 0,47m. (Mỗi công thức gồm 9 thùng). Diện tích đối chứng: 10m2. 2.2.2. Phương pháp thuỷ canh [4], [7] (Áp dụng theo Hệ thống thuỷ canh của trung tâm phát triển rau Châu Á (AVRDC)) * Gieo hạt giống vào giá thể: Hạt giống sau khi được xử lí với nước ấm, được đưa vào gieo trong rọ nhựa có chứa giá thể. Giá thể bao gồm 70% trấu + 20% dớn + 10% hạt xốp. Sau khi gieo xong chuyển rọ nhựa đặt vào lỗ trên thùng xốp. Hạt giống sau khi gieo được giữ ẩm thường xuyên. Thời gian nứt nanh nảy mầm có thể kéo dài từ 1-2 ngày. * Chuyển cây con vào môi trường thuỷ canh: Sau khi hạt giống nảy mầm được 3-5 ngày, cây đã có 2 lá mầm, có chiều cao từ 3-5cm, tiến hành chuyển chúng vào dung dịch để bắt đầu nuôi theo cách thuỷ canh. Mỗi thùng xốp được gắn một ống sục khí để cung cấp oxy cho rễ cây phát triển. Chú ý thường xuyên kiểm tra mức nước trong thùng, nếu thấy mực nước xuống thấp hơn 1/3 đáy rọ nhựa thì phải thêm nước vào thùng xốp. 2.2.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu - Một số chỉ tiêu về sinh trưởng của cây cải xanh: Chiều cao cây, số lá, cường độ tích luỹ chất khô. - Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất: trọng lượng tươi/cây, năng suất lý thuyết, năng suất thực thu - Các số liệu được xử lý theo phương pháp test Duncan (phần mềm SAS 6.12) TRỒNG CÂY CẢI XANH (Brassica juncea (L.) Czern) BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH 51 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Kết quả nghiên cứu về sinh trưởng 3.1.1. Chiều cao cây của cây cải xanh qua các thời kỳ theo dõi Bảng 3.1. Chiều cao cây của cây cải xanh qua các thời kỳ theo dõi (cm) CT Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 Tuần 5 Thu hoạch Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) ĐC 4,16b 0 6,37d 0 12,15c 0 22,19d 0 27,57d 0 I 5,16a +24,04 7,74bc +21,51 13,36bc +9,96 22,66d +2,11 30,71bc +11,39 II 5,56a +33,65 9,22a +44,74 16,72a +37,61 31,95a +43,98 40,10a +45,45 III 4,32b +03,85 7,10cd +11,46 13,25bc +9,05 24,88c +12,12 33,62c +21,94 IV 5,32a +27,88 8,22b +29,04 14,37b +18,27 29,36b +32,31 36,73b +33,22 (Trong cùng một cột ít nhất có một chữ cái giống nhau là không khác nhau ở P < 0,05) Qua bảng 3.1 chúng tôi nhận thấy, hầu như ở tất cả các giai đoạn nghiên cứu, các công thức thí nghiệm đều có chiều cao cây vượt trội hơn so với đối chứng. Trong đó, công thức II đều đạt chiều cao cao nhất trong cả 5 giai đoạn, tăng từ 16,72% - 45,45% so với đối chứng. Sự sai khác này là có ý nghĩa về mặt thống kê. Tiếp đến là công thức IV, tăng từ 27,88% - 33,22% so với đối chứng. Các công thức I và III cũng cho chiều cao cây cao hơn so với đối chứng, tuy nhiên sự sai khác này là không đáng kể. 3.1.2. Số lá của cây cải xanh qua các thời kỳ theo dõi Cây cải xanh là một loại rau ăn lá nên số lá trên cây đặc biệt quan trọng vì nó liên quan trực tiếp đến năng suất của cây. Qua quá trình theo dõi, chúng tôi thu được kết quả về số lá của các công thức như sau (bảng 3.2) Bảng 3.2. Số lá của cây cải xanh qua các thời kỳ theo dõi (lá cây) CT Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 Tuần 5 Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) Tăng, giảm so ĐC (%) ĐC 2,89bc 0 3,85d 0 5,93b 0 7,70d 0 I 3,26a +12,80 4,48c +16,36 6,30b +6,24 9,85bc +27,92 II 3,48a +20,42 5,15a +33,77 7,44a +25,46 10,70a +38,96 III 2,78c -3,81 4,44c +15,32 7,07a +19,22 9,63c +25,06 IV 3,19ab +10,38 4,81b +24,94 7,33a +23,61 10,30ab +33,77 (Trong cùng một cột ít nhất có một chữ cái giống nhau là không khác nhau ở P < 0,05) Qua bảng 3.2 chúng tôi nhận thấy: Vào giai đoạn tuần 2 sau gieo số lá/cây ở các công thức biến động từ 2,78 - 3,48 lá, cao nhất là công thức II với 3,48 lá, tăng 20,42% so với đối chứng, riêng công thức III cho X X X X X X X X X NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG và cs. 52 số lá thấp hơn so với đối chứng. Tuy nhiên, sự sai khác này là không có ý nghĩa về mặt thống kê. Giai đoạn tuần thứ 3 và 4 sau gieo, số lá/cây ở các công thức thí nghiệm đều cao hơn so với ĐC (tăng 15,32 - 33,77 %). Trong các giai đoạn công thức cho số lá/ cây lớn nhất đều là công thức II, thấp nhất là công thức I và đối chứng. Vào giai đoạn tuần 5, trước thời kỳ thu hoạch 1 tuần, số lá trên cây gần như đạt tối đa dao động từ 7,70 - 10,70 lá. Trong đó, công thức II có số lá/cây cao nhất: 10,70 lá tăng 38,96% so với ĐC và thấp nhất là ĐC chỉ đạt 7,70 lá/cây. Đây là thời kỳ cây đi vào ổn định về chiều cao và số lá. 3.1.3. Cường độ tích luỹ chất khô Bảng 3.4. Cường độ tích lũy chất khô (mg/dm2/ giờ) CT Tăng, giảm so với ĐC (%) ĐC 1,14c 0 I 1,37b + 20,18 II 1,68a + 47,67 III 1,30bc + 14,04 IV 1,75a + 53,51 (Trong cùng một cột ít nhất có một chữ cái giống nhau là không khác nhau ở P < 0,05) Chúng tôi nghiên cứu chỉ tiêu này vào giai đoạn tuần thứ 4 sau gieo. Kết quả cho thấy các công thức thuỷ canh đều làm tăng cường độ tích lũy chất khô so với ĐC. Trong khi ở công thức ĐC, chỉ đạt 1,14 thì ở 4 công thức còn lại đạt từ 1,30 - 1,75 mg/dm2/giờ, tương ứng cao hơn từ 14,04 - 53,51%. Đặc biệt công thức đạt cao nhất là công thức II và IV, đều sai khác có ý nghĩa với các công thức còn lại. Điều này lý giải cho các kết quả nghiên cứu các chỉ tiêu trước đó. 3.2. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Cây cải xanh là loại rau ăn lá nên năng suất chủ yếu là do bộ lá cấu thành. Năng suất được cấu thành bởi hai yếu tố là khối lượng cây và mật độ. Bảng 3.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất CT Số cây/m2 P tươi/cây (g/cây) NSLT (tạ/ha) Tăng, giảm so với ĐC (%) NSTT (tạ/ha) Tăng, giảm so với ĐC (%) ĐC 37 43,60d 110,67d 0 71,80d 0 I 37 50,67c 161,32cd + 45,77 80,43d + 7,24 II 37 108,33a 385,63a + 248,45 224,49a + 211,80 III 37 50,53c 186,97c + 68,94 171,37c + 138,02 IV 37 90,27b 333,99b + 201,79 215,13b + 198,62 (Trong cùng một cột ít nhất có một chữ cái giống nhau là không khác nhau ở P < 0,05) X TRỒNG CÂY CẢI XANH (Brassica juncea (L.) Czern) BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH 53 * Trọng lượng tươi/cây (Ptươi/cây) Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy, thành phần môi trường sống khác nhau đã có tác động rõ nét đến trọng lượng tươi/cây. Đây là một yếu tố quan trọng góp phần quyết định năng suất của cây cải xanh. Công thức có trọng lượng tươi/cây cao nhất là công thức II, vượt hơn cả công thức IV với 108,33g/cây tăng 48,46% so với đối chứng. Các công thức I và III cũng cho kết quả cao hơn so với đối chứng, tăng từ 14,04 - 20,18%. Thấp nhất vẫn là ĐC, đạt 43,60g/cây. *Năng suất lý thuyết ( NSLT) và năng suất thực thu ( NSTT) Hai yếu tố này có mối liên quan mật thiết với khối lượng tươi trên cây. Kết quả xử lý thống kê cho thấy NSLT và NSTT ở hầu hết các công thức thí nghiệm đều có sự sai khác có ý nghĩa so với đối chứng. Trong đó công thức II cho kết quả cao nhất ( đạt 385,63 tạ/ha đối với NSLT và 224,49 tạ/ha đối với NSTT) tăng rất nhiều so với đối chứng từ 211,80% (NSTT) - 248,45% (NSLT). Kế đến là công thức IV (tăng 201,19% (NSLT) và 198,62% (NSTT)) và công thức III (tăng 68,94% (NSLT) và 138,02% (NSTT)). Công thức I cho kết quả không sai khác có ý nghĩa so với ĐC. Như vậy, công thức nào có NSLT tăng thì cũng cho NSTT tăng và ngược lại. 3.3. Phân tích vai trò của dinh dưỡng khoáng trong sự sinh trưởng, phát triển và năng suất cây cải xanh Sau hơn hai tháng nuôi trồng cây cải xanh trong các công thức thuỷ dinh dưỡng khác nhau. Chúng tôi nhận thấy, các chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển như chiều cao cây, số lá/cây, cường độ tích luỹ chất khô... công thức II đều cho kết quả cao nhất. Điều này chứng tỏ rằng: Hàm lượng Nitơ trong công thức II cao nhất so với ba môi trường còn lại đã thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát triển của cây đặc biệt là sự tăng trưởng của bộ lá, chiều cao cây và sự quang hợp, hô hấp của lá. Bên cạnh đó, lượng photpho trong môi trường BK/TQ cao giúp cây tổng hợp được nhiều diệp lục tố trong lá, từ đó cây quang hợp tốt tổng hợp được nhiều sản phẩm hữu cơ cung cấp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Hàm lượng kali cùng với lượng photpho thích hợp trong công thức BK/TQ thúc đẩy các quá trình chuyển hoá trong cây, tăng cường hoạt động của các enzim phân giải chất hữu cơ được tạo ra trong quang hợp để cây sinh trưởng và phát triển tốt. Thành phần nitơ ở trong hai công thức I và III vốn đã rất thấp lại càng giảm mạnh trong hơn hai tháng nuôi trồng. Mặt khác, nitơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với quang hợp vì chiếm một lượng lớn trong lục lạp. Do đó, khi hàm lượng nitơ thấp sẽ khiến cho quá trình đồng hoá CO2 giảm dẫn đến cường độ tích luỹ chất khô giảm. Chính vì vậy, các chỉ tiêu về chiều cao, số lá, sự gia tăng đường kính tán, năng suất... của hai công thức này đều thấp hơn so với các công thức còn lại, thậm chí không sai khác có ý nghĩa so với đối chứng. Đồng thời, độ dày tán lá mỏng hơn và màu sắc lá cũng kém xanh hơn so với các công thức khác. Công thức IV, tuy có hàm lượng đạm thấp hơn so với công thức II, nhưng lại có hàm lượng Canxi và Kali cao hơn so với các công thức khác. Điều này đã làm gia tăng sự NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG và cs. 54 hấp thu đạm và các chất dinh dưỡng từ môi trường. Biểu hiện là cây sinh trưởng và phát triển tốt, năng suất đạt được cao hơn so với công thức I và III. Ở công thức đối chứng, cây được trồng trên đất, lượng nước và chất khoáng tưới cho cây bị thất thoát nhiều chứ không đựơc duy trì thường xuyên như ở các công thức thuỷ canh nên tốc độ tăng trưởng của cây không cao. Hơn nữa, thời vụ gieo trồng của chúng tôi là trái vụ, nên điều kiện thời tiết, khí hậu đều không thích hợp với việc trồng cây cải xanh theo hình thức thông thường. Điều đó, chứng tỏ phương pháp thuỷ canh có thể trồng trái vụ mà năng suất cây trồng không bị giảm. 4. KẾT LUẬN - Trồng cây cải xanh theo phương pháp thuỷ canh đã giúp cho cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn và đạt năng suất cao hơn so với việc trồng trên đất (đối chứng). - Trong các công thức thuỷ dinh dưỡng, công thức II (BK/TQ) là công thức có môi trường dinh dưỡng thích hợp nhất đối với cây cải xanh. Cụ thể là ở công thức II, cây cải xanh đều có chiều cao cây, số lá/cây, đường kính tán lá, cường độ tích luỹ chất khô... đều đạt kết quả cao nhất so với các công thức còn lại. Chính vì vậy, năng suất thu được ở môi trường này cũng cao nhất. Tiếp theo là công thức IV, các công thức I và III thường cho kết quả không chênh lệch nhiều so với đối chứng. - Từ kết quả nghiên cứu này, chúng tôi nhận thấy, việc trồng cây cải xanh bằng phương pháp thuỷ canh có thể đem vào áp dụng trong sản xuất của người dân nhằm nâng cao năng suất và rút ngắn thời gian nuôi trồng. Đặc biệt, là người dân có thể trồng quanh năm, trồng trái vụ mà năng suất đạt được vẫn đảm bảo. Hơn nữa, người dân có thể tận dụng được các khoảng không gian trống như sân thượng, ban công, vùng đất cát, sỏi... để trồng rau cung cấp cho gia đình. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mai Thị Phương Anh (1999), Kỹ thuật trồng một số loại rau cao cấp, NXB Nông nghiệp. [2] Tạ Thu Cúc (2008), Kỹ thuật trồng rau sạch, trồng rau ăn lá, NXB Phụ nữ. [3] Crodzinxki A.M - Crodzinxki D.M (1981), Sách tra cứu tóm tắt sinh lý học thực vật (Nguyễn Ngọc Tân, Nguyễn Đình Huy dịch), NXB Mir Maxcova - NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [4] Nguyễn Trung Dũng, Võ Thị Bạch Mai (2006), Nuôi trồng thuỷ canh cây Mai địa thảo (Impatiens wallerana), Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 9, Số 1, tr. 41-46. [5] Trần Khắc Thi (2000), Kỹ thuật trồng rau sạch, NXB Nông nghiệp. [6] Vũ Văn Vụ (1999), Sinh lý thực vật ứng dụng, NXB Giáo dục. [7] Keith Roberto (2003), How to hydroponics, The future garden adivision press of Futuregarden, Inc., New York. [8] George J. Hochmuth and Robert C. Hochmuth (2008), Nutrient Solution Formulation for Hydroponic (Perlite, Rockwool, NFT) Tomatoes in Florida, University of Florida. TRỒNG CÂY CẢI XANH (Brassica juncea (L.) Czern) BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH 55 Title: CULTURE OF MUSTARD GREENS (Brassica juncea (L.) Czern.) BY HYDROPONIC METHODS Abstract: Beginning from 3-5 days after germination, the young seedlings of mustard greens (Brassica juncea (L.) Czern.) are cultured in 5 experimental mediums. One of them is soil medium, the rests are the mineral nutrients: UF/IFDD, BK/TQ, Dr. Alan Cooper and Albert’s. The results point that after 3 months of culture the young seedlings grow well and produce higher yield in the nutrient mediums than soil medium. Among all these nutrient mediums, the BK/TQ is the best for culture of mustard greens. ThS. NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế. ĐT: 0982.021127. Email: trangql2002@gmail.com. NGÔ THỊ DIỆU LIÊN (0906.547977) VÕ QUANG TRUNG (0974.011519) Sinh viên năm 2, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế. TRẦN THỊ THU HOÀI (0974.241215) Sinh viên lớp Sinh 3, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế.