BƢỚC ĐẦU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT KHÍ CANH TRONG VIỆC TRỒNG MỘT SỐ LOẠI RAU XANH

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Thời gian và địa điểm tiến hành

Thời gian: từ 15/7/2013 đến 22/9/2013 Địa điểm: nhà sinh viên

Vật liệu thí nghiệm

a Thiết bị và dụng cụ

Bảng 1: Thiết bị và dụng cụ thiết lập hệ thống khí canh tại nhà sinh viên

STT Thiết bị và dụng cụ Đặc điểm Hình minh họa

1 2thùng xốp Kích thước:53x38 (cm)

Có mặt mica quan sát, kích thước: 30x25 (cm)

Thể tích môi trường thường được chứa: 1 hoặc 2 lít

Dưới áp lực của máy bơm, môi trường được phun dưới dạng sương trực tiếp, dẫn đến hiện tượng ngưng tụ Dung dịch lỏng sau đó sẽ chảy qua lỗ lọc có bán kính 1cm của thùng xốp Quá trình lọc tiếp theo diễn ra qua màng xốp trước khi dung dịch trở về chậu môi trường ban đầu.

Kích cỡ đầu phun: 1-2 mm Áp lực phun: 25-40 kg/cm 2

Vị trí đặt péc phun thích hợp, tránh áp lực trực tiếp của giọt phun lên rễ cây

5 Hệ thống cài đặt thời gian tự động cho hoat động máy bơm

Các thông số cài đặt theo các giai đoạn:

7 Ly nhựa giữ xơ dừa và thân cây

- kích thước lỗ ở đáy ly (giữ giá thể): bán kính 2cm

- Đâm lỗ trên thành ly tạo dạng rỗ, giúp cây tiếp xúc tốt giọt sương dung dịch dinh dƣỡng

Số lỗ trên nắp để giữ ly giá thể: 3x4 lỗ b Vật liệu thí nghiệm

Bảng 2: Vật liệu thí nghiệm thiết lập hệ thống khí canh tại nhà sinh viên

STT Vật liệu thí nghiệm Đặc điểm Hình minh họa

1 Xơ dừa giữ ẩm và làm giá thể cho cây

Nguồn gốc xơ dừa: xơ dừa tự nhiên, chƣa qua xử lí công nghiệp (xơ dừa thành phẩm)

Xử lí xơ dừa: ngâm 2 ngày đêm, rửa, xả chát và loại bỏ lignin

2 Hạt giống Đối tƣợng: cây ngắn ngày: Cây cải thìa và cây cải bẹ xanh

Nguồn gốc hạt giống: hạt giống thương phẩm công ty Đại Địa c Dung dịch dinh dưỡng: Môi trường gốc MS, không inositol, không chất sinh trưởng, không đường

Bảng 3: Thành phần dinh dưỡng môi trường MS (Murashige and Skoog)

Phương pháp nghiên cứu

a) Các phương pháp sử dụng trong thí nghiệm

Phương pháp trồng cây con bắt đầu bằng việc ngâm hạt giống trong nước ấm theo tỷ lệ 3 sôi 2 lạnh trong 4 giờ Sau đó, hạt giống được vớt ra và ủ trong khăn bông ướt trong 2-3 ngày để nảy mầm Khi cây đạt chiều cao khoảng 2-3 cm, chúng đã sẵn sàng để đem trồng.

2 lá mầm Tiến hành đo số liệu từ khi cây đƣợc đặt vào ly trồng có xơ dừa sẵn

Kỹ thuật khí canh là một phương pháp trồng cây hiệu quả, sử dụng hệ thống tự làm đơn giản dựa trên mô hình của Richard J Stoner Thiết bị này hoạt động theo nguyên tắc phun dung dịch dinh dưỡng trực tiếp vào rễ cây dưới dạng sương, với chế độ phun ngắt quãng, giúp cung cấp oxy và chất dinh dưỡng tối ưu cho cây trồng.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành 4 thí nghiệm liên tục trên 2 thùng với hai loại cây khác nhau: cải thìa và cải bẹ xanh, mỗi thùng trồng 12 cây trong ly nhựa chứa xơ dừa đã được làm sạch Các chỉ tiêu khảo sát bao gồm thời gian chiếu sáng trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, tỉ lệ pha loãng dung dịch dinh dưỡng và chế độ phun Cả hai thùng đều sử dụng dung dịch dinh dưỡng MS với pH từ 5.5 đến 6.5, và hệ thống tự động phun dinh dưỡng theo thời gian đã cài đặt Chúng tôi quan sát các đặc điểm hình thái của cây trồng và điều chỉnh các nghiệm thức để tìm ra thông số tối ưu cho sự phát triển của cây Thời gian thực hiện thí nghiệm phụ thuộc vào khả năng sống sót của cây trồng được khảo sát.

Cây đƣợc chiếu ánh sáng mặt trời trực tiếp 2 giờ/ngày, dung dịch dinh dƣỡng đƣợc pha loãng với tỷ lệ 1/1000, chế độ phun 1 giờ nghỉ 8 giờ

Cây cần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp khoảng 2 giờ mỗi ngày Dung dịch dinh dưỡng nên được pha loãng với tỷ lệ 1/100 Chế độ phun nước bao gồm phun trong 10 giây, sau đó nghỉ 15 phút, với tổng thời gian phun là 1 giờ và nghỉ 8 giờ.

Cây đƣợc chiếu ánh sáng mặt trời trực tiếp 2 giờ/ngày, dung dịch dinh dƣỡng đƣợc pha loãng với tỷ lệ 1/10, chế độ phun 10 giây nghỉ 15 phút

Cây đƣợc chiếu ánh sáng mặt trời trực tiếp 6 giờ/ngày, dung dịch dinh dƣỡng đƣợc pha loãng với tỷ lệ 1/10, chế độ phun 10 giây nghỉ 15 phút.

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Kết quả khảo sát thời gian chiếu sáng, tỷ lệ pha loãng môi trường, chế độ

độ phun đối với nghiệm thức 1

Khi cây cải thìa đạt chiều cao 3cm sau khi nảy mầm, hãy chuyển chúng vào chậu Cần thực hiện chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/1000 (sử dụng môi trường MS) Chế độ phun nên theo chu kỳ 1 giờ phun và 8 giờ nghỉ Trong suốt quá trình, cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá, và kết quả sẽ được thể hiện qua bảng 4.

Bảng 4: Sự phát triển của cây cải thìa ở nghiệm thức 1

Nhận xét Hình ảnh minh họa

1 Khi chuyển từ đĩa ƣơm sang ly có giá thể xơ dừa cây đạt chiều cao trung bình 2.2cm

Sau khi cây cải xanh nảy mầm và đạt chiều cao 3cm, cần đem trồng vào chậu Cây cần được chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch môi trường dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/1000 (sử dụng môi trường MS) Chế độ phun nên thực hiện theo chu kỳ 1 giờ phun và 8 giờ nghỉ Trong suốt quá trình trồng, cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá, kết quả sẽ được thể hiện qua bảng 5.

Cây con có hai lá mầm nhỏ, mập màu xanh nõn chuối, chưa có lá thật Thân cây nhỏ, mọng nước, trông rất non yếu và dễ gãy Rễ cây còn ngắn, nhỏ, chỉ có một rễ cọc Chiều cao trung bình của thân cây là 2.9cm.

6 Cây bị vàng lá, héo dần và chết

Chiều cao thân trung bình 3.9 cm

Bảng 5: Sự phát triển của cây cải xanh ở nghiệm thức 1

1 Khi chuyển từ đĩa ƣơm sang ly có giá thể xơ dừa cây đạt chiều cao trung bình 2.5cm

Cây con 2 lá mầm có đặc điểm là mập mạp, xanh tươi và khỏe mạnh, nhưng thân cây lại mọng nước, nhỏ và dễ gãy Trong giai đoạn này, cây chủ yếu hấp thụ dinh dưỡng từ hạt, do đó rễ cây thường ngắn và chỉ phát triển một rễ cọc.

Chiều cao thân trung bình đạt 3.4 cm

Thân cây con dài ra nhưng nhỏ và yếu, với phần đầu hơi nhỏ hơn phần giữa Hai lá mầm nhỏ héo úa và bị vàng, trong khi rễ cây bị đứt và khô héo Chiều dài trung bình của thân cây đạt 4.6cm.

Nghiên cứu cho thấy, trong lô thứ nhất, cả cây rau cải thìa và rau cải xanh đều phát triển chậm và chỉ bắt đầu có dấu hiệu vàng lá, thân nhỏ lại, và rễ héo khô khi nguồn dinh dưỡng trong hạt cạn kiệt, dẫn đến cây con chết Nguyên nhân có thể do hạt giống kém chất lượng, hoặc cây không hấp thụ được dinh dưỡng từ môi trường phun sương do nồng độ dinh dưỡng quá loãng Ngoài ra, chế độ phun liên tục cũng có thể gây úng, làm chết cây Do đó, nhóm nghiên cứu quyết định thay hạt giống mới và pha dung dịch dinh dưỡng với nồng độ cao hơn cho lô tiếp theo.

Kết quả khảo sát thời gian chiếu sáng, tỷ lệ pha loãng môi trường, chê độ phun đối với nghiệm thức 2

độ phun đối với nghiệm thức 2

Cây cải thìa sau khi nảy mầm đạt chiều cao 2-3 cm cần được trồng vào chậu Cần thực hiện chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch môi trường dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/100 (sử dụng môi trường MS) Chế độ phun là 10 giây phun và 15 phút nghỉ, tuy nhiên trong 5 ngày đầu, nên áp dụng chế độ phun 1 giờ nghỉ 8 giờ Theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá trong suốt quá trình trồng để ghi nhận kết quả, được thể hiện qua bảng 6.

Cây con hai lá mầm xanh tươi, với lá mầm dày và thân cây thấp nhưng khỏe mạnh Rễ cây mập và ngắn, giúp cây phát triển tốt nhờ vào nguồn dinh dưỡng từ hạt Chiều cao trung bình của thân cây đạt khoảng 2.5 cm.

Ba cây con phát triển không đồng đều, với hai lá mầm lớn nhưng không mập Thân cây cao nhưng nhỏ, trong khi rễ dài và mập Chiều cao trung bình của thân đạt 5.6 cm.

Cây con có hai lá mầm nhỏ bị vàng héo và thân yếu, với chiều cao trung bình đạt 6.0 cm Rễ cây bị gãy và khô héo, dẫn đến tình trạng cây chết hẳn sau đó.

Sau khi cây cải xanh nảy mầm và đạt chiều cao 2-3 cm, tiến hành trồng vào chậu Cần thực hiện chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/100 (sử dụng môi trường MS) Chế độ phun là 10 giây, nghỉ 15 phút, tuy nhiên trong 5 ngày đầu, sử dụng chế độ phun 1 giờ, nghỉ 8 giờ Theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá trong suốt quá trình trồng Kết quả được ghi nhận trong bảng 7.

1 Cây con hai lá mầm xanh tươi, lá mầm to khỏe Thân còn ngắn, mập, phát triển tốt, rễ to

Do trong giai đoạn này cây con vẫn sử dụng dƣỡng chất từ hạt nên cây phát triển rất tốt, lớn nhanh Chiều cao thân trung bình đạt 1.9 cm

Cây con hai lá mầm đang gặp vấn đề với dấu hiệu vàng lá và một số lá nhỏ bị héo, trong khi thân cây vẫn đứng vững với chiều cao trung bình đạt 3.7 cm Rễ cây nhỏ cũng bị héo phần đuôi, cho thấy sự cần thiết phải chăm sóc và điều chỉnh môi trường sống cho cây.

Cây con hiện vẫn ở dạng cây mầm, chưa phát triển lá thật, với một số lá có màu vàng nhạt Thân cây nhỏ nhưng khỏe, giúp cây đứng thẳng Rễ cây đã dài ra, tuy nhiên phần đuôi vẫn bị khô Chiều cao trung bình của cây đạt 4.2 cm.

9 Cây con bị vàng lá, một số cây một bên lá mầm bị héo rũ

Thân cao nhƣng nhỏ và rất yếu phải dựa vào thành ly, một số cây không phát triển Rễ dài nhỏ Chiều cao trung bình đạt 5.5 cm

12 Cây con cao lên Thân yếu ớt và bị đổ Chiều cao thân trung bình đạt 5.7 cm

Nghiệm thức 2 cho thấy cây cải thìa và cải xanh phát triển chậm và có biểu hiện vàng lá, với cải thìa chết sau 5 ngày và cải xanh yếu ớt Tuy nhiên, sau khi điều chỉnh chế độ phun, cải xanh cải thiện đáng kể và sống sót đến ngày thứ 12 Điều này cho thấy chế độ phun 10 giây mỗi 15 phút là bước tiến quan trọng trong thí nghiệm khảo sát hệ thống khí canh.

Kết quả khảo sát thời gian chiếu sáng, tỷ lệ pha loãng môi trường, chế độ phun đối với ngiệm thức 3

độ phun đối với ngiệm thức 3

Sau khi cây cải thìa nảy mầm và đạt chiều cao từ 2 - 3cm, hãy chuyển chúng vào chậu trồng Cần thực hiện chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch môi trường dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/10 (sử dụng môi trường MS) Chế độ phun nên là 10 giây và nghỉ 15 phút Trong suốt quá trình trồng, cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá Kết quả sẽ được thể hiện qua bảng 8.

1 Chiều cao thân trung bình đạt

Chiều dài rễ trung bình đạt 4.4 cm

Cây rau mầm 3 2 có lá mầm xanh tươi, khỏe mạnh và thân vươn dài, với chiều cao trung bình đạt 5.2 cm Trong giai đoạn này, cây chủ yếu nhận dinh dưỡng từ hạt, giúp phát triển mạnh mẽ.

Rễ phát triển nhiều, có lông tơ

6 Thân dài bằng nắp ly Thân dài nhƣng không mập, vẫn 2 lá mầm, lá mầm không xanh, hơi ngả vàng Chiều cao thân trung bình đạt 5.8 cm

Không thấy rễ phát triển so với các ngày trước đó, rễ dễ bị tổn thương, đầu rễ còi cọc Chiều dài rễ trung bình đạt 5.4 cm

Thân cây bắt đầu rủ xuống, lá mầm vàng có dấu hiệu héo và chưa mọc được lá thứ ba Nguyên nhân gây chết cây là do hệ thống pec phun cung cấp nước và dinh dưỡng bị hư hỏng, cùng với ánh sáng không đủ cho sự phát triển của cây Chiều cao trung bình của thân cây đạt 6.0 cm.

Rễ khô chết, do pec phun hƣ không phát hiện kịp thời

Cây cải xanh sau khi nảy mầm đạt chiều cao 2-3 cm cần được trồng vào chậu Cần thực hiện chiếu sáng trực tiếp trong 2 giờ mỗi ngày và phun dung dịch môi trường dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/100 (sử dụng môi trường MS), chế độ phun là 10 giây và nghỉ 15 giây Trong suốt quá trình, cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá Kết quả sẽ được thể hiện qua bảng 9.

1 Chiều dài thân trung bình 2.9 cm

Chiều dài rễ trung bình 3.1 cm

3 Cây giai đoạn đầu phát triển mạnh, 2 lá mầm xanh Chiều cao thân trung bình 5.1 cm

Giai đoạn đầu hình thành rễ, rễ chính và rễ phụ phát triển

6 Cây chƣa xuất hiện lá thứ 3, thân yếu Chiều cao thân trung bình đạt 6.4 cm

Hệ thống rễ phát triển nhƣng chậm, không dày và rễ phụ

9 Cây tiếp tục phát triển chiều cao nhƣng thân ốm yếu, không chống đỡ nổi Lá không xanh tươi Chiều cao trung bình đạt 6.9 cm

Rễ cây có dấu hiệu chết do thiếu độ ẩm và dinh dưỡng, thường do hệ thống phun nước bị hư hỏng mà không được phát hiện kịp thời Chiều dài trung bình của rễ đạt khoảng 4.9 cm.

Theo dõi sự phát triển của cây cải thìa và cải xanh, nhóm nhận thấy rằng đến ngày thứ 6, cả hai loại cây đều có dấu hiệu vàng lá và thân còi cọc Nguyên nhân chủ yếu là do hệ thống tưới nước bị hư hỏng, dẫn đến tình trạng cây không đủ nước và dinh dưỡng, cùng với thời gian chiếu sáng ngắn Hiện tại, cây vẫn chưa mọc lá thật, trái ngược với quy trình thủy canh lý thuyết, trong đó lá thật thường xuất hiện sau 12-15 ngày Để cải thiện tình hình, nhóm sẽ tăng cường thời gian chiếu sáng và nâng cấp hệ thống kỹ thuật nhằm tối ưu hóa hiệu quả sinh trưởng của cây.

IV Kết quả khảo sát thời gian chiếu sáng, tỷ lệ pha loãng môi trường, chế độ phun đối với nghiệm thức 4

Cây cải thìa sau khi nảy mầm đạt chiều cao 3.54cm được trồng vào chậu và cần được chiếu sáng trực tiếp trong 6 giờ mỗi ngày Trong quá trình chăm sóc, phun dung dịch dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/10 (sử dụng môi trường MS) theo chế độ 10 giây phun và 15 phút nghỉ Cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá trong suốt thời gian trồng để đảm bảo cây phát triển khỏe mạnh Kết quả được tổng hợp và thể hiện qua bảng 10.

3 Cây phát triển mạnh tốt, lá xanh Chiều cao thân trung bình đạt 4.5 cm

Rễ cây phát triển mạnh mẽ, với bộ rễ to và khỏe hơn đáng kể so với các nghiệm thức đã khảo sát trước Chiều dài trung bình của rễ đạt 4.5 cm.

6 Trong quá trình thí nghiệm, nhận thấy cây với nghiệm thức

Để đảm bảo không gian phát triển cho đối tượng thí nghiệm, chúng tôi đã tách bớt số lượng cây trong mỗi ly, nhằm tạo điều kiện cho 4 loại cây có khả năng phát triển mạnh mẽ hơn.

9 Thân to ra , lá phát triển mạnh, lá thứ 3 bắt đầu hình thành

Rễ mọc nhiều và dày, đường kính rễ to Chiều dài rễ trung bình đạt 6.1 cm

Cây có 12 lá thứ 3 lớn hơn, lá xanh và thân phát triển rõ rệt, cho thấy sự cải thiện đáng kể về dinh dưỡng và ánh sáng Chiều cao trung bình của thân cây đạt 6.5 cm.

Rễ cây to dần thích nghi với sự tăng trưởng nhầm cung cấp dinh dƣỡng cần thiết Chiều dài rễ trung bình đạt 6.7 cm

Sau khi cây cải xanh nảy mầm đạt chiều cao 2-4 cm, cần tiến hành trồng vào chậu Cây cần được chiếu sáng trực tiếp trong 6 giờ mỗi ngày và phun dung dịch môi trường dinh dưỡng với tỷ lệ pha loãng 1/10 (sử dụng môi trường MS), với chế độ phun 10 giây và nghỉ 15 phút Trong suốt quá trình, cần theo dõi sự phát triển của thân, rễ và lá Kết quả được thể hiện qua bảng 11.

3 Cây phát triển xanh tốt, thân to, xuất hiện lá thứ 3 và 4 Chiều cao thân trung bình đạt 4.5 cm

Rễ nhiều, phát triển số lƣợng dày đặc Chiều dài rễ trung bình đạt 4.4 cm

6 Cây ra lá thứ 3 và 4 sớm Lá xanh mởn Chiều cao thân trung bình dạt 5.5 cm

Rễ tiếp tục phát triển dài mạnh mẽ, các rễ phụ nhiều và to

Thân cây có chiều dài trung bình khoảng 6.52 cm, thường mảnh khảnh và phát triển dài ra như sinh lý bình thường khi được trồng bằng phương pháp thủy canh hoặc thổ canh Tuy nhiên, nếu thân cây ốm yếu, sẽ khó duy trì sự sống và phát triển khỏe mạnh.

Rễ cây có kích thước lớn và mọc dày đặc, nhưng khi so sánh với các mô hình khí canh tiên tiến hơn, kết quả thí nghiệm này vẫn chưa đạt hiệu quả như mong đợi Chiều dài trung bình của rễ đạt 6.1 cm.

Cây có 12 phiến lá lớn và thân cây cao hơn ly, nhưng tiết diện thân lại khá ốm Thân cây dễ gãy đổ, có thể do thiếu biện pháp phù hợp để giữ rễ cây trong buồng khí phun sương và hỗ trợ cho thân cây phát triển cao hơn Chiều cao trung bình của thân cây đạt khoảng 8cm.

Rễ phát triển dài Chiều dài trung bình rễ đạt 7.6 cm

Cả hai loại cây cải thìa và cải xanh đều phát triển ổn định khi áp dụng nghiệm thức khí canh, với lá mầm mở to và xanh tươi, và đã ra lá thật sau 9 ngày Thời gian ra lá thật của rau trồng bằng hệ thống khí canh nhanh hơn so với phương pháp thủy canh, trong khi lý thuyết cho rằng lá thật thường mọc trong khoảng 12 – 15 ngày Việc cải tiến thời gian chiếu sáng trực tiếp, tỷ lệ pha loãng môi trường dinh dưỡng và chế độ phun đã giúp cả hai loại cây phát triển khả quan hơn Điều này cũng cho thấy vai trò quan trọng của các yếu tố này trong hệ thống khí canh.

Tiêu đề	Bước Đầu Ứng Dụng Kỹ Thuật Khí Canh Trong Việc Trồng Một Số Loại Rau Xanh
Tác giả	Nguyễn Trường Tuyết Kha, Phạm Thị Tâm, Võ Thị Thu Tâm, Lâm Thành Trung, Lê Thị Ngọc Tuyết
Người hướng dẫn	Th.S VÕ THỊ XUYẾN
Trường học	Trường Đại Học Dân Lập Văn Lang
Thể loại	Đề tài nghiên cứu khoa học
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	1,57 MB