Kỹ thuật thủy canh là một kỹ thuật canh tác tiên tiến trên thế giới và Việt Nam hiện nay. Thủy canh đang được áp dụng phổ biến trong canh tác các loại rau ăn lá không chỉ đem lại năng suất cao mà còn tạo ra sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng bởi việc không sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật cũng như thuốc trừ cỏ trong quá trình canh tác. Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thủy canh vào canh tác giống dưa lê sẽ giải quyết được cùng lúc nhiều vấn đề hiện nay bao gồm: cải thiện năng suất canh tác dưa lê bằng kỹ thuật canh tác hiện đại; Tạo ra sản phẩm an toàn với người tiêu dùng, đem lại tiềm năng tăng sản lượng dưa lê trên địa bàn tỉnh Sơn La trực tiếp cạnh tranh với các sản phẩm từ các vùng lân cận; Khai thác cơ sở vật chất hiện có của Nhà trường vào phát triển khoa học, công nghệ. Từ thực tiễn nêu trêu, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của giống dưa lê (Cucumis melo L.) trên hệ thống canh tác thủy canh hồi lưu trong nhà lưới Trường Cao đẳng Sơn La”.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Hạt giống dưa: Dưa lê PN128, Phú Nông.
Hóa chất sử dụng: Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là các loại hóa chất hãng Xilong, trung quốc được cung cấp bởi Trung tâm Ứng dụng công nghệ cao, trường Cao đẳng Sơn La.
Thiết bị phục vụ phân tích, nghiên cứu:
- Máy đo pH cầm tay Toledo
- Máy đo EC HI98304
Môi trường dinh dưỡng: Sử dụng môi trường dinh dưỡng cho cây ăn trái được mô tả bởi Fermandes et al. (2002). pH = 5,5 – 6,5; ec = 2,5 mS/cm
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thiết kế hệ thống thủy canh hồi lưu
Hệ thống thủy canh hồi lưu được thiết kế theo nguyên lý của Christie E (2014).
Hệ thống gồm 4 thành phần: Hệ thống khay nuôi, hệ thống thu hồi, hệ thống cấp dung dịch và bể chứa dinh dưỡng.
Vận hành: Môi trường dinh dưỡng được pha và cung cấp vào bể chứa dinh dưỡng, máy bơm được hoạt động ngắt quãng theo chu kỳ 30 phút/2h. Dinh dưỡng theo hệ thống cấp vào các khay nuôi, tại đây cây dưa sẽ hấp thu dinh dưỡng theo nhu cầu, dinh dưỡng sau đó được hồi lưu trở lại bể chứa.
Kiểm soát ec: ec được kiểm soát đảm bảo 2,5 ms/cm2. Được tiến hành đo 3 ngày một lần. Dung dịch được bổ sung dinh dưỡng để ec luôn đảm bảo ở mức cho phép.
Phương pháp bố trí thí nghiệm: Tiến hành trồng 50 cây dưa lê trên hệ thống thủy canh hồi lưu, khoảng cách trồng trong hệ thống là 40x40cm trên giá thể trồng là bột sơ dừa, hàng cách hàng 80cm theo cách bố trí sole trên giàn thủy canh.
Kỹ thuật chăm sóc, chỉ tiêu theo dõi:
* Kỹ thuật thụ phấn và tỉa trái: Vặt bỏ toàn bộ các nhánh phụ và hoa từ gốc đến lá thứ 10. Để các hoa cái từ lá thứ 10 và thụ phấn các hoa cái từ nách lá thứ 10 đến 13 (thường thụ phấn 3–4 quả ).
Sau khi đậu quả ổn định, duy nhất một quả to, tròn và cân đối trên cây sẽ được giữ lại. Quả đã chọn cần được treo trên dây vững chắc. Tiến hành cắt bỏ các quả còn lại. Hàng ngày, bấm ngọn và tỉa nụ hoa để dinh dưỡng tập trung nuôi quả. Thu hoạch khi quả bắt đầu chuyển màu (bắt đầu chín). Theo dõi sâu bệnh gây hại hàng ngày (Quy chuẩn quốc gia QCVN 01-91:2012/BNNPTNT).
* Chỉ tiêu theo dõi:
Các chỉ tiêu sinh học được theo dõi trực tiếp tại nhà màng và lấy mẫu gồm: thời gian từ trồng đến 3 lá thật (ngày); thời gian từ trồng đến ra tua cuốn (ngày);
thời gian từ trồng đến phân cành (ngày); thời gian từ trồng đến ra hoa cái đầu (ngày); thời gian từ trồng đến thu hoạch (ngày).
Tỷ lệ sống: Số cây sống/số cây trồng sau các thời điểm 30, 60 ngày.
Độ dài và độ rộng lá được đo bằng thước dây lần lượt tại vùng dài nhất và rộng nhất.
Chiều dài và đường kính đốt
Số hoa đực và hoa cái
Chỉ tiêu năng suất và các yếu tố năng suất gồm: khối lượng trung bình quả (g); năng suất lý thuyết (tấn/ha) = (khối lượng trung bình/cây (kg) × mật độ/ha)/1000.
* Chỉ tiêu sâu bệnh hại: Các thành phần sâu bệnh hại chính được thực hiện theo QCVN 01-38:2010/BNNPTNT ngày 10/12/2010.
Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học, sử dụng công cụ Data analysis, Microsoft excel 2013.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hệ thống thủy canh hồi lưu
Thiết kế thành công 01 hệ thống thủy canh hồi lưu với diện tích canh tác là 32 m2, với cấu tạo gồm 3 phần chính: giàn canh tác, bể dinh dưỡng và hệ thống thu hồi.
Hình 3.1. Giàn canh tác thủy canh
Giàn canh tác được thiết kế bằng vật liệu uPVC, hình dạng lục giác, kích thước 10*10*5cm. Hệ thống giàn gồm 8 ống dài 16m, trên ống chứa các lỗ đặt rọ trồng cây.
Hình 3.2. Bể chứa dinh dưỡng và bơm cấp
Bể chứa dinh dưỡng sử dụng là bể composite 1m3, dung tích khả dụng là 0,75m3, trên bể được gắn bơm cấp định kỳ ngắt quãng 2h/lần bơm, mỗi lần bơm 30 phút sử dụng công tắc hẹn giờ.
Hình 3.3. Hệ thống thu hồi
Dung dịch dinh dưỡng được cấp lên giàn ở một đầu ống canh tác, đầu kia ống canh tác được gắn với hệ thống ống PVC thu hồi lại dinh dưỡng về bể chứa.
3.2. Tỷ lệ sống, thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng của dưa lê
Đối với dưa lê, thời gian sinh trưởng và phát triển được tính từ lúc mọc mầm cho đến khi thu hoạch. Các giống khác nhau sẽ trải qua các giai đoạn trong khoảng thời gian không giống nhau. Một giống được đánh giá là giống tốt phải là giống có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, có thời gian sinh trưởng tương đối ngắn, thích ứng rộng với điều kiện thời tiết và có tiềm năng cho năng suất cao.
Sau 30 và 60 ngày canh tác trên hệ thống, dưa lệ đạt tỷ lệ sống 100%. Kết quả thời gian các giai đoạn sinh trưởng của dưa lê Cucumis melo L. PN128 trên hệ thống thủy canh hồi lưu được trình bày ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng của dưa lê trên hệ thống thủy canh hồi lưu
|
Giống |
Từu khi trồng đến …. (ngày) |
||||
|
3 lá thật |
Ra tua cuốn |
Phân cành |
Ra hoa cái đầu |
Thu hoạch |
|
|
PN128 |
19 |
24 |
25 |
33 |
68 |
So với các giống dưa lê như Kim Cô Nương, AB sweet, Inthanon RZ trồng trên đất thì thời gian các giai đoạn sinh trưởng của giống PN128 trên hệ thủy canh hồi lưu có kết quả không có nhiều sự chênh lệch lớn (Trương Thị hồng Hải, 2019; Lê Thị Kiều Oanh, 2018). Giống PN128 trên hệ thống cho thời gian sinh trưởng ngắn hơn các nghiên cứu về các giống dưa trên đã công bố khoảng từ 1-4 ngày. Kết quả nghiên cứu về thời giai các giai đoạn sinh trưởng của dưa lê PN128 trên hệ thống thủy canh hồi lưu cho kết quả tương đương thời gian sinh trưởng của dưa lê trồng trên đất theo nghiên cứu của Trương Thị hồng Hải (2019). So với khuyến cáo của giống, thời gian thu hoạch của dưa lê trên hệ thống thủy canh có dài hơn 6 ngày so với khuyến cao giống là 56-62 ngày.
3.3. Khả năng sinh trưởng và phát triển của dưa lê trên hệ thống thủy canh hồi lưu
Khả năng sinh trưởng của dưa lê PN128 trên hệ thống thủy canh hồi lưu được trình bày ở bảng 3.2
Bảng 3.2. Khả năng sinh trưởng của dưa lê trên hệ thống thủy canh hồi lưu
|
Độ dài lá (cm) |
Độ rộng lá (cm) |
Chiều dài đốt (cm) |
Đường kính đốt (cm) |
Số hoa đực (hoa) |
Số hoa cái (hoa) |
|
32,12 + 0,41 |
16,46 + 1,38 |
8,71 + 0,79 |
0,83 + 0,06 |
21,51 + 1,49 |
9,36 + 0,55 |
Tỷ lệ hoa đực, hoa cái là yếu tố quan trọng thể hiện khả năng đậu quả của dưa lê, các nghiên cứu về dưa lê cho thấy tỷ lệ này thông thường đạt từ 1,2-1,5 (số hoa đực/hoa cái), kết quả nghiên cứu trên hệ thống thủy canh hồi lưu dưa lê cho tỷ lệ hoa đực/hoa cái là 2,2 cao hơn so với các nghiên cứu trước đó về dưa lê trên đất, trên hệ thống thủy canh dưa lê cho thấy số hoa đực ra nhiều hơn so với trên đất, kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu về dưa lê trồng trên hệ thống thủy canh (Fatahian, 2013).Khả năng sinh trưởng của dưa lê được thể hiện thông qua sự phát triển của lá, đốt. Trên hệ thống thủy canh hồi lưu, trong điều kiện thí nghiệm tại nhà lưới trường Cao đẳng Sơn La, dưa lê PN128 cho khả năng sinh trưởng, phát triển khá đồng đều giữa các cá thể trong mẫu thí nghiệm. Dưa lê trên hệ thống cho độ dài lá đạt 32,12 cm, độ rộng lá 16,46 cm; các chỉ số về đốt đạt 8,71 cm chiều dài, đường kính đạt 0,83 cm. So với nghiên cứu của Trương Thị Hồng Hải (2019) và một số nghiên cứu trồng dưa lê trên đất tại Việt Nam cho thấy dưa lê trên hệ thống thí nghiệm cho khả năng sinh trưởng kém hơn khoảng 25% các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển. Kết quả công bố trên thế giới của các tác giả Fatahian (2013), Guler (1995), Yam (2020) đều chứng minh dưa lê trên hệ thống thủy canh cho khả năng sinh trưởng, phát triển tương đương so với dưa lê trồng trên đất. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra trong điều kiện nhà lưới trường Cao đẳng Sơn La, không sử dụng các hệ thống làm mát, hệ thống đảo thông gió trong mùa hè cây dưa lê trên hệ thống thủy canh hồi lưu cho kết quả sinh trưởng, phát triển kém hơn so với các nghiên cứu đã công bố về trồng dưa lê trên hệ thống thủy canh và trồng trên đất.
Trên hệ thống, với 50 cây dưa lê thí nghiệm, sau 68 ngày thí nghiệm dưa chuyển màu vàng, chín đặc trưng; kết quả trọng lượng trung bình quả đạt 0,72 + 0,23 kg; kết quả trọng lượng trung bình quả cho thấy thấp hơn khoảng 30% so với các nghiên cứu trồng dưa lê trên đất và trên hệ thống thủy canh trên thế giới. Năng suất dự kiến đạt 22,5 tấn/ha diện tích canh tác, nghiên cứu của Trương Thị Hồng Hải (2019) cho kết quả năng suất đạt 28 tấn/ha.
3.4. Tình hình sâu bệnh hại
Trong điều kiện nhà lưới trường Cao đẳng Sơn La, tình hình sâu hại trên dưa khá hạn chế, trong quá trình thí nghiệm chỉ phát hiện 01 loại sâu hại là rệp hại dưa Aphis gossypii gây hại với tỷ lệ 48%, rệp chích hút nhựa trên lá dưa làm cho lá bị xoăn, chết khô. Trừ rệp hại dưa có thể sử dụng các chế phẩm Hantox 200 hoặc Actara 25WG, sử dụng ngay khi phát hiện rệp trên cây dưa.
Bệnh hại phát triển mạnh trên dưa trong điều kiện nhà lưới là nấm mốc sương mai, tỷ lệ dưa mắc bệnh là 100%, bệnh phát triển và gây hại rất sớm ngay từ khi dưa ra từ 5-7 lá thật. Việc phòng trừ mốc sương mai có thể sử dụng các loại thuốc sau: Ridomil goild, Aviso 350SC, Bonny 4SL, theo liều lượng của nhà sản xuất. Bệnh mốc sương mai thường xuất hiện trở lại khi trời thay đổi thời tiết, đặc biệt trời vừa mưa xong bệnh xuất hiện và gây hại mạnh trong điều kiện nhà lưới. Thực hiện liều lượng phun phòng ngay trước khi đợt mưa, hoặc ngay sau đợt mưa để đạt hiệu quả cao trong phòng trừ bệnh sương mai.
4.1. Kết luận
Thiết kế thành công 01 hệ thống canh tác thủy canh hồi lưu với diện tích 32m2 để canh tác cây dưa lê Cucumis melo L PN128.
Thời gian các giai đoạn sinh trưởng của dưa lê Cucumis melo L PN128 là: ra 3 lá thật 19 ngày, ra tua cuốn 24 ngày, phân cành 25 ngày, ra hoa cái đầu 33 ngày và thu hoạch 68 ngày; tương đương với thời gian sinh trưởng của dưa lê trồng trên đất.
Trên hệ thống, với 50 cây dưa lê thí nghiệm, sau 68 ngày thí nghiệm dưa chuyển màu vàng, chín đặc trưng; kết quả trọng lượng trung bình quả đạt 0,72 kg; Năng suất dự kiến đạt 22,5 tấn/ha diện tích canh tác.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Fatahian V, Abd Halim MR, Ahmad I & Chua K (2013). Melon production using four hydroponic systems. Acta Horticulturae 1004(1004), 85-92.
2. Guler HG, Olympios C & Gerasopoulos D (1995). The effect of the substrate on the fruit quality of hydroponically grown melons (Cucumis melo L.). Acta Horticulturae 379, 261-266.
3. Yam RSW, Fan YT, Lin JT, Fan C & Lo HF (2020). Quality improvement of netted melon (Cucumis melo L. var reticulatus) through precise nitrogen and potassium management in a hydroponic system. Agronomy 10(6), 816.
4. Trương Thị Hồng Hải, Trần Nhật Linh & Nguyễn Đình Thành (2019). So sánh sinh trưởng, nắng suất và chất lượng của một số giống dưa lê Cucumis melo L. F1 trong điều kiện nhà màng vụ xuân hè 2018 tại Thừ Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Đại học Huế 128 (3A), 57-66.
5. Lê Thị Kiều Oanh (2018). Nghiên cứu tuyển chọn và xây dựng biện pháp kỹ thuật cho giống dưa lê Hàn Quốc nhập nội tại Thái Nguyên. Báo cáo đề tài cấp bộ, MS: B2017-TNA-36.
6. Christie E (2014). Water & nutrient resuse within closed hydroponic system. Electronic These and Dissertations. 1096.
7. Kirkbride JH (1993). Biosystematic monograph of the genus Cucumis (Cucurbitaceae). Parkway publishers, Boone, North Carolina, 159p.
8. Jeffrey C (1980). The Cucurbitaceae of Eastern Asia. Royal Botanic gardens, Kew, 60p.
9. Knerr LD & Staub JE (1991). Amultivariate reevaluation of biochemical genetics diversity in Cucumis sativus L. Cucurbit genetics cooperative 14: 25-28.
10. Walters A (1989). A life philosophy. JSTOR.
11. Stepansky A, Kovalski & Perl Treves R (1999). Intraspecific classification of melons Cucumis melo L. on view of their phenotypic and melecular variation. Plant Systematics and Evolution 217(3), 313-332.
12. Mai Thị Phương Anh (1996). Rau và trồng rau. NXB Nông nghiệp.
13. Tạ Thu Cúc (2005). Kỹ thuật trồng rau. NXB Hà Nội.
14. Trần Khắc Thi, Trần Ngọc Hùng (2005). Kỹ thuật trồng rau sạch. NXB nông nghiệp.
15. Vũ Quang Sáng, Nguyễn Thị Nhẫn, Mai Thị Tân, Nguyễn Thị Kim Thanh (2007). Sinh lý thực vật ứng dụng. NXB Nông nghiệp.
16. Carbonell & Beyeto (1994). Effect of arsenite on concentrations of mocronitrients in tomato plants grown in hydroponic culture. Journal of Plant Nutrient 17, 1887-1903.
17. Chritie E (2014). Water and nutrient reuse within closed hydroponic systems. Georgia Southern Univ. Statesboro MS Thesis.
