Đồ án Thủy canh cây cà chua

c, thân cứng, hệ thống rễ nghèo nàn, sự thiếu hụt thể hiện đầu tiên ở lá trưởng thành, lá rụng sớm, quá trình tạo quả có thể bị ngừng lại. Không có dấu hiệu. K Biểu hiện như lá bị cháy, lá cuộn lại và thường bị rụng, sinh trưởng hạn chế, quả chín không đều, thân mềm. Ảnh hưởng đến hoạt động của các nguyên tố khác. Mg Màu vàng ở giữa các vân với các vân vẫn có màu xanh, mép lá xoắn lại, hình thành quả giảm nếu thiếu nghiêm trọng. Lá lớn có màu sáng. Fe Lá non bị bệnh vàng lá, triệu chứng lan dần đến những lá già hơn, sinh trưởng kém, hoa rụng. Không có dấu hiệu. Mn Xuất hiện những đốm vàng trên lá, bệnh vàng lá ít nghiêm trọng hơn so với thiếu Fe, lá có mạng, rất ít hoa được hình thành. Sinh trưởng chậm và thân nhỏ. S Vàng lá, gân lá có màu sáng hơn những vùng xung quanh, những lá trên bị quăn xuống. Giảm kích thước và tăng trưởng của lá. Ca Lá non bị quăn lại, cuối cùng chết ở phía lưng từ đầu nhọn và mép lá, xuất hiện những điểm chết, cuối cùng bị thối rữa, thân dày và hoá gỗ, rễ phát triển kém. Không có dấu hiệu. Bo Lá non có màu xanh sáng, cuống chết từ phía lưng, lá trên nhỏ và xoắn vào trong, thân nứt nẻ và những vùng hoá libe phát triển, trái có màu tối và khô. Sự chết hoại tăng lên bắt đầu từ trên đỉnh và dịch chuyển dần vào phía trong. Zn Lá có kích thước nhỏ, mép lá bị vặn, cuống hoa có lóng ngắn. Xuất hiện bệnh vàng lá, thân nhỏ và chậm phát triển. Cu Lá non bị héo với những chấm và dấu hiệu của bệnh vàng lá, rất ít hoa được tạo thành. Sinh trưởng chậm. Mo Lá bị xoắn lên, những lốm đốm ở trong gân lá phát triển đầu tiên ở những lá già, lá bị khô hoặc cháy xém. Lá chuyển sang vàng. Cl Không có dấu hiệu. Nghiêm trọng thì lá cháy, mép lá bị tưa như những mô chết bị rời ra. Na Không có dấu hiệu. Ngăn cản sự hấp thu K. 1.1.3.2. Dung dịch dinh dưỡng [1].[3][11] * Sự pha chế: Trong thuỷ canh tất cả các chất cần thiết cung cấp cho cây đều được sử dụng dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hoà tan trong dung môi là nước. Nếu sử dụng các môi trường dinh dưỡng với dạng nước thì phải nắm rõ nguyên tắc pha chế để chúng không bị kết tủa làm mất tác dụng của hoá chất. Trong thuỷ canh, các muối khoáng sử dụng phải có độ hoà tan cao, tránh lẫn các tạp chất. Môi trường dinh dưỡng đạt yêu cầu cao khi có sự cân bằng về nồng độ ion khoáng sử dụng trong môi trường để đảm bảo độ pH ổn định trong khoảng từ 5.5-6.0, là độ pH mà đa số cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. * Độ pH: Trong môi trường dinh dưỡng, độ pH rất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Độ pH được tính dựa trên mức độ hoạt động của các nguyên tố khác nhau với cây trồng. Dưới 5.5 thì khả năng hoạt động của P, K, Ca, Mg, Mo giảm đi rất nhanh, trên 6.5 thì Fe và Mn lại trở nên bất hoạt. Việc điều khiển pH của dung dịch rất quan trọng để ngăn chặn pH tăng lên quá cao sẽ gây ra tình trạng kết tủa của Ca3(PO4)2, gây ngẹt ống dẫn dung dịch và bám vào quanh bộ rễ của cây. Để ngăn chặn pH tăng cao có thể sử dụng H3PO4, HNO3 hoặc cũng có thể sử dụng NH3. Nếu pH xuống 5.5, KOH hay một số chất thích hợp khác có thể thêm vào dung dịch để tăng pH lên. Nếu pH quá cao, H3PO4 hay HNO3 có thể sử dụng. H3PO4 thường được sử dụng nhiều hơn, vì nó bổ sung thêm PO4 vào quá trình trồng trọt, và tăng thêm lượng khoáng chất cần thiết cho cây trồng. Sự sinh trưởng của cây là một trong những nhân tố làm cho môi trường trở nên có tính acid hơn, vì trong quá trình sống rễ giải phóng ra các acid hữu cơ và ion H+. Sự thay đổi pH trong dung dịch dinh dưỡng thường xảy ra khá nhanh, phụ thuộc vào độ lớn của hệ thống rễ và thể tích dinh dưỡng của một cây. Giá thể được sử dụng càng lâu thì các chất hữu cơ đọng lại trong đó càng nhiều và cần nhiều sự điều chỉnh cần thiết để đạt được pH như mong muốn. Trong thuỷ canh đa số các cây trồng thích hợp với môi trường hơi acid đến gần trung tính, pH tối ưu từ 5.8-6.5. Trong nuôi trồng thuỷ canh, pH được cân bằng bởi hoạt động của cây. Nếu pH tăng khi đó cây sẽ thải ra các muối acid, nếu pH giảm xuống thì cây sẽ thải ra các thành phần ion base, có thể làm giới hạn việc hấp thu các muối gốc acid, nên rễ cây không cần thiết hấp thu. Nhìn chung pH của môi trường nên kiểm tra thường xuyên khi trồng thuỷ canh có thể 2-3 lần/tuần, nên thực hiện các hình thức kiểm tra này vào thời điểm nhiệt độ giống nhau vì pH của môi trường có thể giao động theo ánh sáng và nhiệt độ vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng của thuỷ canh có thể do vi sinh vật gây ra. pH nội bào không chỉ phụ thuộc vào môi trường xung quanh mà vi sinh vật có thể kiểm soát được một phần do tiết các ion. pH trong tế bào không giống như môi trường ngoài, ngay trong nội tế bào cũng không đồng nhất. Những thí nghiệm nghiên cứu gần đây cho thấy: - pH của tế bào do pH của môi trường quyết định - pH tác động đến sự vận chuyển các chất dinh dưỡng qua màng tế bào. * Nhiệt độ: Dao động nhiệt độ trong môi trường dinh dưỡng ở thuỷ canh không chỉ tác động đến pH mà còn ảnh hưởng đến độ hoà tan của các dưỡng chất. Nhiệt độ của nước thích hợp để hòa tan các chất khoáng là 20-220C. * Bổ sung chất dinh dưỡng:[1] Hai yếu tố cần được xét để nghiên cứu dung dịch bổ sung là: + Thành phần dung dịch + Nồng độ dung dịch  Trong thời gian sinh trưởng và phát triển của cây, cây sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng theo nhu cầu đòi hỏi của chúng. Đối với các loại cây sinh trưởng tương đối dài thì việc bổ sung dinh dưỡng là rất cần thiết. Trong nghiên cứu, có thể dựa vào giá trị của độ dẫn điện (EC: electro-conductivity), sự phân huỷ các muối khoáng (TDS: toatl dissolved salts) hoặc nhân tố hoà tan (CF: conductivity factor) của các máy đo để điều chỉnh bổ sung dinh dưỡng vào môi trường thuỷ canh. * Độ dẫn điện (EC) để chỉ tính chất của môi trường có thể chuyển tải được dòng điện. Độ dẫn điện của một dung dịch là sự dẫn dung dịch này được đo giữa những điện cực có bề mặt là 1cm2 ở khoảng cách 1cm, đơn vị tính là ms/cm, hoặc được thể hiện đơn vị ppm (part per million) đối với những máy đo TDS. Chỉ số EC chỉ diễn tả tổng nồng độ ion hoà tan trong dung dịch, chứ không thể hiện được nồng độ của từng thành phần riêng biệt. Trong suốt quá trình tăng trưởng cây hấp thu khoáng chất mà chúng cần, do vậy duy trì EC ở một mức độ ổn định là rất quan trọng. Nếu dung dịch có chỉ số EC cao thì sự hấp thu nước của cây diễn ra nhanh hơn sự hấp thu khoáng chất, hậu quả là nồng độ dung dịch sẽ rất cao và gây độc cho cây, khi đó ta phải bổ sung thêm nước vào môi trường. Ngược lại, nếu EC thấp sẽ hấp thu khoáng chất nhanh hơn hấp thu nước và khi đó ta phải bổ sung thêm khóang chất vào dung dịch. Bảng 1.2. Một số giới hạn EC và TDS đối với một số loại cây trồng[1] EC (ms/cm) TDS (ppm) Cẩm chướng 2.4-5.0 1400-2450 Địa lan 0.6-1.5 420-560 Hoa hồng 1.5-2.4 1050-1750 Cà chua 2.4-5.0 1400-3500 Xà lách 0.6-1.5 280-1260 Xà lách xoong 0.6-1.5 280-1260 Chuối 1.5-2.4 1260-1540 Dứa 2.4-5.0 1400-1680 Dâu tây 1.5-2.4 1260-1540 Ớt 1.5-2.4 1260-1540 * DO (dissolved oxigen): DO là đơn vị dùng đo hàm lượng oxy hoà tan trong 1lít nước, đơn vị mg/l. Đo DO để biết được độ thoáng khí của môi trường dinh dưỡng. Chỉ số DO cao thuận lợi cho hoạt động hô hấp và biến dưỡng của hệ rễ. DO phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ mặn của dung dịch. - Thành phần dung dịch (tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng)[1] Được xác định bởi các chất mà cây đòi hỏi. Việc phân tích phiến lá dựa trên nồng độ dinh dưỡng khoáng có trong mô lá, vì lá là nơi xảy ra quá trình quang hợp và do đó lượng enzyme là cao nhất. Nồng độ dinh dưỡng khoáng trung bình trong toàn cây thường ít hơn nồng độ trong lá, vì vậy một dung dịch bổ sung căn bản phải dựa trên nồng độ các chất có trong mô lá mà chúng sẽ cung cấp cho thân, hạt và trái. Thành phần dung dịch dinh dưỡng bổ sung thay đổi theo từng thời kỳ phát triển của cây nhằm ngăn cản sự tích luỹ dinh dưỡng khoáng trong dung dịch. Chu trình sống được chia thành 3 giai đoạn sau: + Giai đoạn đầu của sự phát triển cây + Giai đoạn phát triển: Trong suốt giai đoạn phát triển thân và lá phát triển như nhau. + Giai đoạn trưởng thành: Lá phát triển tối thiểu, chất dinh dưỡng được tập trung đưa vào trong hạt và trái. Sự phát triển của rễ chủ yếu ở giai đoạn đầu và ít quan trọng hơn ở giai đoạn sau. Trong suốt giai đoạn trưởng thành, rễ rất ít phát triển và gần như ngừng hẳn. - Nồng độ ion trong dung dịch[1] Bổ sung dung dịch được xác định bởi tỷ lệ thoát hơi nước. Sự thoát hơi nước quyết định tỷ lệ tiêu thụ nước, sự phát triển quyết định tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng (sự vận chuyển khoáng từ dung dịch sang cây). Ước lượng sự thoát hơi nước đối với sự phát triển của cây trong môi trường thuỷ canh là 300-400kg nước/1kg sinh khối khô. Tỷ lệ chính xác phụ thuộc vào độ ẩm không khí, độ ẩm không khí thấp sẽ làm tăng sự thoát hơi nước nhưng không tăng sự phát triển. Lượng CO2 cao làm đóng khẩu và tăng quá trình quang hợp, chính vì vậy sự thoát hơi nước đến một tỷ lệ nào đó sẽ giảm xuống còn 200kg nước/1kg sinh khối khô. Hiểu biết về tỷ lệ này sẽ rất có lợi trong việc quyết định nồng độ tương ứng cho dung dịch bổ sung. Tổng nồng độ ion có thể duy trì bằng cách điều chỉnh tính dẫn điện của dung dịch. Nếu tính dẫn điện gia tăng, cần làm loãng dung dịch bổ sung, nhưng thành phần chất dinh dưỡng vẫn giữ nguyên. Tính dẫn điện không thay đổi nhanh cho nên chỉ cần theo dõi vài lần trong tuần. Sự vận chuyển của dinh dưỡng khoáng trong dung dịch Các dinh dưỡng khoáng thiết yếu có thể đặt theo 3 nhóm sau dựa trên cách mà chúng bị loại ra khỏi môi trường dinh dưỡng (do cây hấp thụ): + Nhóm 1: NO3, NH4, P, K, Mn các chất này được hấp thụ một cách chủ động nhờ rễ và bị loại khỏi môi trường trong vài giờ. + Nhóm 2: Mg, S, Fe, Zn, Cu, Mo, C các chất này được hấp thu ở mức trung bình và bị loại khỏi môi trường nhanh hơn nước. + Nhóm 3: Ca, B các chất này được hấp thu một cách thụ động và thường tích luỹ trong dung dịch. Một trong những khó khăn trong việc theo dõi và điều chỉnh từng loại ion là nồng độ nhóm 1 phải được giữ ở mức thấp nhất nhằm ngăn cản sự tích luỹ chất độc trong mô thực vật. Tuy nhiên, nồng độ thấp thì rất khó theo dõi và điều chỉnh. Nếu nồng độ chất dinh dưỡng cao thì điều này cho thấy cây cần thêm nước, do đó cần thêm nước vào môi trường. Khi nồng độ chất dinh dưỡng giảm hơn mức cho phép thì cây cần bổ sung dưỡng chất nhiều hơn nước. Việc bổ sung muối khoáng hay nước còn phụ thuộc vào mùa vụ gieo trồng. Nếu chỉ bổ sung nước mà không chú ý đến bổ sung khoáng chất thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm có thể làm giảm hương vị của rau quả. Trong đa số các loại cây thì nồng độ tổng cộng của các chất dinh dưỡng trong khoảng từ 500-2000ppm để không làm ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của tế bào. Tuy nhiên ở một số loại như cà chua, dâu tây cần nồng độ môi trường dinh dưỡng cao khoảng 3500ppm, hoặc nồng độ dinh dưỡng có giá trị thấp như cải, xà lách xoong và giá trị trung bình như dưa chuột. Tuỳ thuộc vào giai đoạn tăng trưởng và phát triển của cây, cho nên việc thêm vào dung dịch bổ sung theo một tần số nhất định là điều không cần thiết. Các chất dinh dưỡng được hấp thu nhanh chóng sẽ dễ dàng biến đổi trong mô thực vật, có nghĩa là cây có khả năng dự trữ dinh dưỡng ở rễ, thân, lá và sẽ nhanh chóng biến đổi cho nhu cầu cần thiết của cây. 1.1.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường[1].[5] 1.1.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ CO2 CO2 cùng H2O tham gia tổng hợp chất hữu cơ. Thành phần CO2 trong khí quyển tương đối ổn định khoảng 0.03% thể tích CO2 trong nước dạng hoà tan ở 00C là 0.5 cm3/l 240C là 0.2 cm3/l Khi hàm lượng CO2 cao hơn ngưỡng thì một phần CO2 trở thành hoạt hoá và kết hợp với carbonat chuyển thành dạng bicarbonat hoà tan làm tăng độ cứng của nước. Khi hàm lượng CO2 trong nước tăng lên ít thì làm tăng quá trình quang hợp, nhưng lại ảnh hưởng lớn đến hô hấp của rễ. Carbonat không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là chất đệm giữ nồng độ ion hydro trong môi trường nước ở gần giá trị trung tính. 1.1.4.2. Ảnh hưởng của sự thoáng khí đến sự hút chất dinh dưỡng Nguồn O2 trong nước là do O2 khuếch tán từ không khí (nhờ gió) sự chuyển động của nước. Tuy nhiên lượng O2 trong nước luôn không cao,O2 thường bị mất do nhiều nguyên nhân: - Do tảo, động vật phù du hô hấp. - Do quá trình oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ trong nước. - Nguồn O2 do tảo quang hợp thải ra là ổn định và quan trọng nhất cho nước. Trong nước sinh vật lấy O2 khó nhưng thải CO2 rất dễ dàng.  Các nghiên cứu cho thấy sự hút khoáng đạt mức cao nhất ở môi trường có nồng độ O2 từ 2-3%. Khi nồng độ O2 thấp hơn 2% thì tốc độ hút khoáng giảm. Nhưng nếu tăng nồng độ O2 từ 3-100% thì tốc độ hút khoáng cũng không thay đổi. Ảnh hưởng của nồng độ CO2, N2, H2S và pH môi trường: Sự tích luỹ N2, H2S và các khí khác trong đất úng ngập có tác động ức chế hoạt động hút khoáng của hệ rễ. 1.1.4.3. Ảnh hưởng của sự ngập úng đối với hệ rễ Sự thiếu oxy trong vùng rễ xảy ra khi đất thoát nước kém sau cơn mưa hoặc sau khi tưới gây giảm tăng trưởng và giảm năng suất ở cây trên cạn. Mặc dù mọi thực vật bậc cao cần có nước tự do, nhưng nếu quá nhiều nước trong môi trường rễ cây trên cạn có thể bị tổn hại thậm chí gây chết vì nó ngăn cản sự trao đổi di chuyển của oxy và các khí khác, giữa đất và  khí quyển. 1.1.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của thực vật trong quang hợp, hô hấp, các phản ứng biến dưỡng trên sự dinh dưỡng nước, khoáng, sự thoát hơi nước và chuyển nhựa. Sự nảy mầm của hạt cũng chịu nhiều ảnh hưởng của nhiệt độ. Hạt cà chua nảy mầm ở nhiệt độ 15-180C, thích hợp nhất là 25-350C. Sinh trưởng ở 15-350C và thích hợp nhất là 22-240C. Khi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối thích quang hợp giảm dần, nhiệt độ lớn hơn 300C kéo dài kết hợp với độ ẩm không khí giảm thì cây cà chua bị rối loạn đồng hoá, và nhiệt độ lớn hơn 350C thì cây ngừng tăng trưởng. Nhiệt độ thích hợp cho việc ra hoa, nở hoa và hạt phấn thụ tinh là 20-250C. Cơ chế ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự hút khoáng là nhệt độ đã ảnh hưởng chủ yếu lên quá trình trao đổi chất, quá trình liên kết giữ các phân tử trong chất nguyên sinh với các nguyên tố khoáng. 1.1.4.5. Ảnh hưởng của ánh sáng Ánh sáng ảnh hưởng mạnh đến sự hút khoáng. Ánh sáng còn ảnh hưởng đến khả năng hấp thu NH4, SO4 tăng mạnh, trong khi đó sự hấp thu Ca, Mg ít thay đổi. Nhìn chung tác động của ánh sáng liên quan đến quá trình quang hợp, trao đổi nước và tính thẩm thấu của chất nguyên sinh. 1.1.4.6. Ảnh hưởng của nồng độ và tỷ lệ các nguyên tố khoáng ở môi trường đến sự hút khoáng Tỷ lệ giữa các ion trong môi trường và mối liên quan giữa chúng với cường độ hút khoáng, người ta thấy có ba hình thức tương quan giữa các ion: Đối kháng, hỗ trợ và không ảnh hưởng lẫn nhau. 1.1.4.7. Ảnh hưởng của các giá thể nuôi trồng thuỷ canh Giá thể để trồng cây phải có nhiều tính chất giống đất, phải là chỗ dựa cho hệ thống rễ, tạo điều kiện cho rễ mọc dài ra để tìm nước và chất dinh dưỡng và phải là phương tiện cung cấp O2, nước và dinh dưỡng cho sự sinh trưởng phát triển của cây; không chứa các chất độc hại tới môi trường dinh dưỡng và độ pH của môi trường. Một số giá thể hữu cơ thường được sử dụng[1] - Than bùn: Là chất tốt nhất trong các giá thể hữu cơ có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng cao hơn các loại giá thể hữu cơ khác. Than bùn có chứa nhiều khoáng như: N, P, K, Ca, Mg và một số nguyên tố vi lượng. Trong thuỷ canh thường dùng để trồng các loại cây cho quả như: cà chua, dưa leo, ớt tây, dâu tây… Cần thanh trùng than bùn trước khi sử dụng. - Mùn cưa: Mùn cưa, cát và hỗn hợp hai loại vật liệu đó đã được sử dụng có kết quả để sản xuất dưa chuột. Một hỗn hợp có 25% cát giúp phân bổ độ ẩm đồng đều hơn so với khi chỉ dùng mùn cưa. Tuy nhiên cần lưu ý khi sử dụng vì có một số mùn cưa khi còn tươi có chứa độc tố gây ảnh hưởng đến môi trường dinh dưỡng. - Vỏ cây, sơ dừa: Là loại vật liệu tương đối rẻ tiền, có khả năng chống phân huỷ do vi khuẩn cao. Khi dùng vỏ cây và sơ dừa cần phải cho dòng nước chảy chậm để lôi cuốn hợp chất tanin có trong vỏ cây và sơ dừa. - Scoria (xỉ nham thạch): Đây là loại đá trên bề mặt núi lửa, có khả năng giữ nước rất tốt. Scoria có một số tính chất lý tưởng để làm giá thể như: + So với các giá thể khác nó có tỷ trọng nhẹ hơn, khoảng 600-1000 kg/m3. + Vì hình thành nơi có nhiệt độ rất cao nên nó trơ, khô, có nhiều kích thước khác nhau. + Rất xốp, có nhiều lỗ khí và túi khí. + Khả năng giữ nước khoảng 250-350 kg/m3. + Cách nhiệt tốt, không dẫn nhiệt từ thành nhựa của chậu vào giá thể. 1.1.4.8. Chất lượng nước Chất lượng nước thích hợp cho con người sử dụng thì sẽ thích hợp cho việc nuôi trồng thuỷ canh. Nước máy hay nước giếng thông thường có chứa một lượng đáng kể Ca và Mg được gọi là nước cứng. SO42+ và Na+ thường làm tăng tính dẫn điện. Trước khi trồng thuỷ canh với một quy mô lớn thì ta cần phải biết thành phần các chất khoáng có trong nước sử dụng. 1.1.4.9. Ảnh hưởng của nấm bệnh trong dung dịch thuỷ canh Nấm là loại bệnh nghiêm trọng gặp phải trong hệ thống thuỷ canh, rất hiếm khi thấy bệnh, khi tất cả các phần trong hệ thống được giữ gìn sạch sẽ. Các nhà nghiên cứu bệnh lý học thực vật cho rằng điều kiện vệ sinh như một phương thức diều khiển tốt nhất. Nếu lượng Mn bị thiếu hụt sẽ làm cây dễ bị nhiễm nấm. Do đó cần tăng lượng Mn cao hơn mức cần thiết của cây để giảm thiểu sự phát triển của nấm bệnh. Co cũng có khả năng giảm sự phát triển của vi khuẩn nhưng nếu tăng lượng Co sẽ gây độc cho cây, Mn và Zn ít gây độc hơn. 1.1.5. Các loại hình thuỷ canh[1].[3] 1.1.5.1. Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu: Còn được gọi là hệ thống mở, dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ sử dụng một lần. Khi nồng độ, pH hay độ dẫn điện thay đổi, thì dịch sẽ thay đổi. + Kỹ thuật ngâm rễ: Cây được trồng trong chậu có giá thể trơ có đục lỗ để rễ phát triển được ra bên ngoài chậu. Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch 2-3cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc với không khí nhiều hơn. + Kỹ thuật nổi: Cây được trồng trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo. + Kỹ thuật mao dẫn: Có hai loại chậu được sử dụng trong kỹ thuật này. Cây được trồng trong các chậu chứa giá thể, dung dịch dinh dưỡng chứa trong một chậu chứa bên dưới được mao dẫn lên tới chậu chứa cây ở trên thông qua dây dẫn. 1.1.5.2. Hệ thống thuỷ canh hồi lưu: Còn được gọi là hệ thống đóng, dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ cây và dịch dư được thu nhận, làm đầy và tái sử dụng. + Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng: Dung dịch dinh dưỡng chảy qua các kênh có độ dốc tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng trong kênh và tiếp xúc trực tiếp với rễ cây để cung cấp dinh dưỡng. + Kỹ thuật dòng sâu: Dung dịch dinh dưỡng chảy qua các ống nhựa PVC và tiếp xúc với rễ cây bằng cách thấm qua các chậu chứa giá thể có đục lỗ. Hệ thống sắp xếp theo hình ziczac tận dụng được không gian nuôi cấy, thể hiện thế mạnh của thuỷ canh. 1.1.5.3. Hệ thống thuỷ canh có sử dụng giá thể Các hệ thống kết hợp giữa dung dịch lỏng và các giá thể rắn để cây phát triển bên trên, hệ thống có thể là đóng hoặc mở. + Kỹ thuật túi treo: Cây giống được cho vào các lỗ của các túi treo chứa các giá thể trơ, dài khoảng 1m, có dạng hình trụ, đã xử lý UV, làm bằng polyethylen. Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. + Kỹ thuật túi tăng trưởng: Cây giống được trồng vào các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể, chống tia UV, ngoài trắng trong đen, dài khoảng 1-1.5m, cao khoảng 6cm và rộng khoảng 18cm dưới mỗi bên túi có khe nứt nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. + Kỹ thuật rãnh: Trồng cây vào các rãnh chứa giá thể được phân vách với đất bằng vật liệu không thấm nước. Dịch dinh dưỡng và nước được cung cấp qua một hệ thống tưới nhỏ giọt hay tưới thủ công. Ở đáy rãnh một đường ống với đường kính 2.5cm có lỗ để thoát dịch dinh dưỡng thừa. + Kỹ thuật chậu môi trường: Cây được trồng vào các chậu chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bởi một hệ thống vòi tưới. 1.1.5.4. Hệ thống khí canh [2] Cây trồng thực vật được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm này. Các tấm này được xếp thành dạng hộp kính để ngăn chặn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn chặn sự tăng trưởng của tảo và nấm. Dịch dinh dưỡng được phun ở dạng sương, mỗi lần phun kéo dài vài giây, 2-3 phút phun một lần. Làm như vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí. Cây hấp thu chất dinh dưỡng và nước từ lớp dung dịch dính vào rễ. Phần dung dịch dinh dưỡng thừa sau khi sử dụng được thu lại, lọc và bổ sung để tiếp tục sử dụng. Do không cần thường xuyên có lớp nước đầy nên trọng lượng của toàn bộ hệ thống khí canh tương đối nhẹ, dễ bố trí trên nóc nhà hoặc sân thượng ở trong thành phố. Thuận lợi lớn của kỹ thuật này là tận dụng không gian tối đa. Kỹ thuật này có mật độ cây trồng cao gấp đôi so với các kỹ thuật khác. Một ứng dụng ưu thế của kỹ thuật này là tạo ra cây sạch đất từ các mẫu cắt để xuất khẩu. 1.1.5.5. Kỹ thuật thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng NFT Đây là biến thể của hệ dòng chảy sâu. Chất dinh dưỡng được đưa vào các ống dư thừa rút xuống do trọng lực trở lại bể chứa. Một lớp màng mỏng dinh dưỡng cho phép hệ rễ có thể tiếp xúc ổn định với chất dinh dưỡng và lớp khí phía trên cùng lúc. Ưu điểm của hệ thống này là rau đảm bảo an toàn, năng suất cao hơn canh tác thông thường khoảng 20-30%, rút ngắn thời gian sinh trưởng nhờ rau được cấp đủ dinh dưỡng thường xuyên, đặc biệt trồng trái vụ tốt nên giá thành cao. 1.2. Giới thiệu chung về cà chua [5] Trong các loại rau màu, cà chua là một loại thực phẩm có hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Quả cà chua chín có 4% chất đường bột, 0.3% chất đạm, có các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người. 1.2.1. Nguồn gốc[3] Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ cà (Solanaceae). Quả có nhiều vitamin C nên có vị chua. Cây cà chua có hai loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có múi… Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn. Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ. 1.2.2. Điều kiện trồng[5] Cây cà chua có thể trồng ở nhiều loại đất khác nhau như: đất sét, đất cát, đất pha cát, có độ pH khoảng 6-6.5. Đất có độ ẩm cao và thời gian ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của cây cà chua. Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất lượng tốt là khoảng 21-240C và thời tiết khô. Nhiệt độ dưới 120C kéo dài sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng, nhiệt độ trên 270C kéo dài sẽ hạn chế ra hoa, đậu quả. Các tế bào phôi và hạt bị huỷ hoại khi nhiệt độ trên 380C. Trước và sau thời gian thụ phấn nếu nhiệt độ ban đêm quá 210C thì khả năng đậu quả kém. Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến hàng chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt-Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới. 1.2.3. Thời vụ[5] Một năm có thể trồng 4 vụ cà chua - Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng 7 đầu tháng 8. - Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10. - Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12. - Vụ xuân gieo từ tháng 1-2 năm sau. 1.2.4. Giống cà chua Có nhiều giống cà chua đang được trồng nhiều ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành ba loại dựa vào hình dạng - Cà chua hồng: Quả có hình dạng quả hồng, không chia múi, thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. Các giống thường gặp: Ba Lan, hồng lan của viện cây lương thực, giống 214, HP5, HP1 của Hải Phòng. - Cà chua múi: Quả to nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. - Cà chua bi: Quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. 1.2.5. Giá trị đinh dưỡng [4] * Thành phần hoá học của cà chua Bảng 1.3. Thành phần hóa học của cà chua Thành phần Hàm lượng(%) Nước Protein Glucid Cellulose Tro Calo/100g 94 0,6 4,2 0,8 0,4 20g Khoáng (mg%) + Ca + P + Fe 12 26 1,4 Vitamin (mg%) + Carotense + B1 + B2 + PP + C 2 0,06 0,04 0,5 40 - Đường Hàm lượng đường chiếm khoảng 1/2 tổng chất rắn trong quả cà chua. Đường tự do trong cà chua phần lớn là đường khử. Sau Cellulose tìm thấy trong cà chua với lượng không đáng kể và hiếm khi vượt quá 0,1% tính theo trọng lượng cà chua. Đường khử trong cà