Đề tài Kỹ thuật thủy canh nâng cao chất lượng cây trồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC –— SEMINAR KỸ THUẬT THỦY CANH NÂNGCAO CHẤT LƯỢNG CÂY TRỒNG GVHD: Thầy Bùi Văn Thế Vinh NHÓM SVTH: 1. Trương Khánh Linh 2. Dương Hùynh Anh 3. Nguyễn Thị Ngọc Trân 4. Nguyễn Thị Hòai Thương 5. Hùynh Thị Thuận 6. Lê Thị Kim Loan -2007- LỜI GIỚI THIỆU Mỗi một ngày trôi qua , cuộc sống của con người cũng theo đó mà phát triển . Và cứ như thế , dường như cuộc sống dần dần trở nên vượt khỏi tầm kiểm soát của họ . Phải , để có một cuộc sống sung túc , đầy đủ thật sự là điều mà ai cũng mơ ước nhưng trái lại chúng ta dần phải đánh đổi cái mà con người cần nhất : sức khỏe . Nhưng cũng không thể phủ nhận rằng bên cạnh đó con người cũng đã nghiên cứu ra rất nhiều phương thức để vừa cải thiện cuộc sống vừa có thể đảm bảo an tòan cho sức khỏe của chúng ta . Và một trong những phương pháp để có thể sản xuất ra rau sạch mà không hao tốn quá nhiều nhân công hay sức lực , chúng ta cũng có thể tự làm tại nhà . Chính là Thủy Canh . Nhóm làm đề tài này mong rằng sẽ giúp cho các bạn cũng như mọi người hiểu biết thêm phần nào về cách thức trồng trọt này . MỤC LỤC Lời giới thiệu ………………………………………………………………2 Phần I : Tổng quan về kỹ thuật thuỷ canh I / Giới thiệu …………………………………………………………………4 II / Lợi ích của việc nuôi trồng thuỷ canh ………………………………...7 Phần II : Chất dinh dưỡng – Môi trường nuôi trồng thuỷ canh I / Nhu cầu - nhiệm vụ chất dinh dưỡng …………………………………10 II / Dung dịch dinh dưỡng …………………………………………………..13 Phần III : Các yếu tố môi trường ảnhhưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng thủy canh I / Ảnh hưởng của sự thoáng khí 19 II / Ảnh hưởng của sự ngập úng 19 III / Ảnh hưởng của nhiệt độ 20 IV / Ảnh hưởng của ánh sáng 20 V / Ảnh hưởng của nồng độ và tỉ lệ nguyên tố khoáng 20 VI / Ảnh hưởng của giá thể 20 Phần IV : Các loại hình thuỷ canh I / Hệ thống thuỷ canh không hồi lưu ……………………………………..20 II / Hệ thống thuỷ canh hồi lưu …………………………………………….20 III / Hệ thống có sử dụng giá thể rắn ……………………………………..20 IV / Hệ thống khí canh ……………………………………………………..21 V / Kỹ thuật thuỷ canh màng mỏng dinh dưỡng NFT …………………..21 Phần V : Quy trình kỹ thuật thuỷ canh I / Hệ thống thủy canh của trung tâm phát triển rau Châu Á …………………..23 II / Qui trình thủy canh ……………………………………………………………..24 III / Một số điểm cần lưu ý khi trồng thủy canh vào mùa mưa ở miền Nam ….24 IV / So sánh giữa cây trồng cần đất và thủy canh ……………………………25 V / Một ví dụ về qui trình kĩ thuật thủy canh ……………………………………26 Nhận xét chung …………………………………………………………………….29 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………30 PHẦN I TỔNG QUAN THỦY CANH HỌC (hydroponics) I / GIỚI THIỆU: Kỹ thuật thủy canh là gì? Thủy canh là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà trồng trực tiếp vào môi trường dinh dưỡng hoặc giá thể mà không phải là đất. các giá thể có thể là cát , trấu, vỏ xơ dừa , than bùn, vermiculite perlite.. Kỹ thuật thủy canh là một trong những nghề làm vườn hiện đại. chọn lựa môi trường tự nhiên cần thiết cho cây phát triển là chọn sử dụng nghững chất thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây, tránh được sự phát triển của côn trùng, cỏ dại và các bệnh tật từ đất. Mô hình thủy canh Sơ lược lịch sử nghiên cứu: Ngoài nước: Kỹ thuật thủy canh đã có từ lâu.theo những từ ngữ ghi chép từ chữ tượng hình của người ai cập trong vài năm trước công nguyên, đã mô tả lại sự trồng cây trong nước. Sự nghiên cứu của những niên đại gần đây cho thấy vườn treo babilon và vườn nổi kashimir và tại aztec indians của Mehico cũng còn nhiều nơi trồng cây trên vỉa hè trong những hồ cạn. hiên tại vẫn còn nhiều bè trồng cây được tìm thấy ở gần thành phố Mehico. 1699 , John Woodward ( Người Anh ) đã thí nghiệm trồng cây trong nước có chứa các loại đất khác nhau. - Những năm 60 của thế kỷ 19 Sachs &Knop (Đức) đã sản xuất ra các dung dịch để nuôi cây - Trong những năm 30 của thế kỳ 20 ts.W.F.Gericke (California) đã phổ biến rộng rải thuỷ canh ở nước mỹ. nhưng nông trại thủy canh di động đã cung cấp thực phẩm rau tươi cho lính mỹ trong suốt thời gian chiến tranh quân sự tại Nam Thái Bình Dương. Trong số đó trong trại lớn nhất thì trồng cho mục đích kinh doanh như hoa Cẩm Chướng, Layon, Cúc… Ngoài ra còn có các cơ sở trồng thủy canh hoa ở Ý, Đức, Thụy Điển… Đa phần ở nước châu mỹ la tinh trồng thực phẩm phục vụ cho lương thực là chủ yếu: nam phi 400ha, hà lan 3600ha… Nhật Bản đẩy nhanh kỹ thuật thủy canh để sản xuất rau sạch . an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề mà người nhật quan tâm, họ lươn lo ngại thuốc trừ sâu, các chất phụ gia nông nghiệp . Hơn nữa vì diện tích canh tác hẹp nên kiểu trồng thủy canh này lại đáp ứng nhanh nhu cầu cho tinh thần và đời sống người Nhật Bản. Ở trong nước: Việc nuôi trồng thủy canh được biết đến khá lâu, nhưng chưa được nghiên cứu có hệ thống và được ứng dụng để trồng các loại cây cảnh nhiều hơn. Từ 1993, gs, Lê Đình Lương _ khoa sinh học ĐH quốc gia Hà Nội phối hợp với tổng nghiên cứu và triển khai Hồngkong đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thủy canh ở Việt Nam Đến tháng 10/1995 mạng lưới nghiên cứu và triển khai được phát triển ở Hà Nội, Tp.Hcm , Côn Đảo, sở khoa học công nghệ ở một số tỉnh thành . Công ty Gold Garden& Gino, nhóm sinh viên Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Tp. Hcm với phương pháp thủy canh vài loại rau xanh thông dụng, cải xanh, cải ngọt, xà lách…phân viện công nghệ sau thu hoạch. Viện sinh học nhiệt đới cũng nghiên cứu và sản xuất. Nội dung chủ yếu là: +Thiết kế và phối hợp sản xuất thử các vật liệu dùng trồng thủy canh. + Nghiên cứu trồng các loại cây khác nhau , cấy truyền từ nuôi cấy mô vào hệ thống thủy canh trước khi đưa vào đất một số cây ăn quả khó trồng trực tiếp vào đất. + Triển khai thủy canh ở quy mô gia đình, thành thị và nông thôn. + Kết hợp thủy canh với dự án rau sạch ở thành phố. Quá trình và các hệ thống trong việc nghiên cứu trồng hoa ngũ sắc theo quy mô thủy canh Hệ thống thủy canh theo quy mô nhỏ II / LỢI ÍCH CỦA VIỆC NUÔI TRỒNG THỦY CANH : Lợi ích của việc nuôi trồng thủy canh : Ngày nay thủy canh có vai trò quan trọng trong đời sống hằng ngày của chúng ta. Nó tạo ra vô số điều kiện thuận lợi từ việc phát triển cây trồng không tốn diện tích đất canh tác, lợi thế thu hoạch sản phẩm cao tránh tình trạng thất thu do các điều kiện khách quan lẫn chủ quan, đáp ứng ược nhu cầu anh sạch vệ sinh an toàn thực phẩm của con người trong thời kỳ phát triển hiện đại… Tóm lại những ưu điểm của kỹ thuật thủy canh hiện đại: 1/ Không cần đất, chỉ cần không gian để đất hộp dụng cụ cây trồng, do vây có thể triển khai ở những vùng đất như hải đảo, vùng núi xa xôi, cũng như tại gia đình trên sân thượng , balcon… 2/ Không phải làm đất, không có cỏ dại , không cần tưới. 3/ Trồng được nhiều vụ có thể trồng trái vụ. 4/ Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và các hóa chất độc hại khác. 5/ Năng suất cao, vì có thể trồng liên tục. 6/ Sản phẩm hoàn toàn sạch và đồng nhất, giàu dinh dưỡng và tươi ngon. 7/ Không tích lũy chất độc không gây ô nhiễm môi trường. 8/ Không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già , trẻ em đều có thể tham gia hiệu quả. Tuy nhiên kỹ thuật thủy canh cũng có nhiều yếu điểm: 1/ Chỉ trồng được cây rau quả ngắn ngày 2/ Giá thành sản phẩm còn cao. Thủy canh với việc sản xuất rau sạch: Việc ngộ độc thực phẩm do thuốc trừ sâuhay hóa chất bảo vệ thực vật chiếm tỷ lệ cao. Tuy ngộ độc không không gây ra ngộ độc tức thời nhưng ảnh hưởng lâu dài có thể gây ung thư. Các thuốc trừ sau độc hại tưới vào rau với nồng độ gấp 10-20 lần, có khi 50 lần. Chính vì thế mà tình trạng rau sạch để sử dụng trở thành mối nhu cầu cấp thiết. Vậy thế nào là rau sạch? Định nghĩa rau sạch có rất nhiều ý kiến khác nhau. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có một tiêu chuẩn nào chính xác cho rau sạch chỉ có thể xác định được bằng việc dựa vào giới hạn cho phép của dung lượng thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật của FAO & WHO: “ rau sạch là rau có dư lương thuốc bảo vệ thực vật không vượt mức cho phép dư lượng các độc tố vi sinh có hại tới sức khẻo con người ở mức tối thiểu cho phép” . Hiện nay sản xuất rau sạch được tiến hành theo các mô hình công nghệ khác nhau : thủy canh cách ly, nhà lưới cách ly, canh tác hữu cơ và sản xuất trên đồng ruộng. Tuy nhiên với mọi mô hình vấn đề then chốt vẫn là phân bón, nước tưới, quy trình sử dụng nông dược và các biện pháp nông học khác nhau để bảo vệ thực vật . PHẦN II CHẤT DINH DƯỠNG - MÔI TRƯỜNG NUÔI TRỒNG THUỶ CANH I / Chất dinh dưỡng : nhu cầu - nhiệm vụ của một số chất và khoáng chất quan trọng : Những nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển thích hợp là O, H, C, S, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, Bo, Mo. Một số nguyên tố thì chỉ cần với số lượng rất ít, tuy nhiên một trong số các nguyên tố đó có thể trở thành một nhân tố giới hạn đối với sự lành mạnh của cây. Nhiều nguyên tố được tìm thấy trong các enzyme và co-enzyme, trong khi những chất khác thì quan trọng đối với sự tích trữ thức ăn. Sự thiếu hụt bất kì một nguyên tố nào đều thể hiện ra với những triệu chứng và đặc thù riêng, có thể cho ta biết là cây đang thiếu loại nguyên tố nào. Carbon và oxy được cung cấp bởi không khí ở dạng CO2. Khí CO2 được xâm nhập vào cơ thể thực vật qua quang hợp hay hòa tan trong nước. 1 . Các nguyên tố : a) Oxy (O2) : O2 đóng vai trò quan trọng đối vơí sinh trưởng và phát triển của cây, do chức năng tham gia vào quá trình hô hấp. Chức năng sống có thể bị ngừng lại nếu như không có quá trình hô hấp. khi hấp thụ O2 qua rễ có thể giảm sút nếu như rễ mọc trong nước không được thoáng khí, hoặc ở giữa lớp cát mà không khí không thể vào được. b) Hydro (H2) : Cây hấp thụ H2 hầu hết là từ nước, thông qua quá trình thẩm thấu ở rễ. Nó rất quan trọng vì chất béo và cacbohydrat đều có thành phần chính là H, cùng với O và C. Tính acid của môi trường phụ thuộc vào lượng ion H+, còn tính kiềm tùy thuộc vào lượng ion OH-. 2 . Nguyên tố đa lượng: Hiện diện vài phần nghìn đến vài phần trăm Bao gồm: N:1-3%; K: 2-4%; Ca: 1-2%; Mg: 0.1-0.7%; S: 0.1-0.6%; P:0.1-0.5% Có thể xếp Cl, Na, Si vào nhóm nguyên tố đa lượng vì chúng có hàm lượng rất thay đổi tùy thuộc vào loài thực vật a) Nitơ (N2) : Là thành phần bắt buộc của protit chất đặc trưng cho sự sống Các hợp chất Nitơ còn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tham gia cấu tạo ADP và ATP. Nitơ còn là thành phần của nhiều Vit B1, B2, B6, PP…đóng vai trò là nhóm hoạt động của nhiều hệ enzyme õy hóa khử, trong đó có sự tạo thành adenine Nitơ còn tác động nhiều mặt đến sự đồng hóa CO2, khi thiếu Nitơ cường độ đồng hóa CO2 giảm làm giảm cường độ quang hợp. Khi cung cấp đầy đủ Nitơ cho cây làm tổng hợp auxin tăng lên. Nitơ còn ảnh hưởng đến các chỉ tiêu hóa keo của chất sống như độ ưa nước, độ nhớt…từ đó ảnh hưởng đến cường độ quang hợp, hô hấp và các quá trình sinh lý trao đổi chất. Dạng sử dụng ure, (NH4)2SO4, NH4NO3… Nếu cây trồng hấp thu N2 vượt quá nhu cầu thì than cây sẽ mềm mỏng và khó hình thành hoa. Tuy nhiên, nếu không cung cấp đủ lượng cần thiết, cây sẽ bị cứng do thừa xenlulo và lignin ở thành tế bào Nitơ là nguyên tố đa lượng duy nhất mà cây trồng có thể hấp thụ ở cả dạng anion và cation Khi thiếu Nitơ thì than lá, bộ rễ kém phát triển, lá có màu xanh nhợt, phiến lá mỏng, ảnh hưởng đến quang hợp nên năng suất giảm rõ rệt. b) Photpho(P) : P là thành phần quan trọng trong sự sinh trưởng, P cần thiết cho sự phân chia tế bào, sự tạo hoa và trái, sự phát triển của rễ. P có lien quan đến sự tổng hợp đường, tinh bột vì P là thành phần của các hợp chất cao năng tham gia vào các quá trình phân giải hay tổng hợp các chất hữu cơ trong tế bào Khi thiếu P cây có biểu hiện rõ rệt về hình thái bên ngoài, là năng suất giảm Sự thiếu P thường đi đôi với sự thiếu N2 và có triệu chứng gần tương tự nhau vì P liên hệ đến sự biến dưỡng N2 . c) Kali (K) : K làm gia tăng đến sự quang hợp và thúc đẩy sự vận chuyển gluxit từ phiến lá vào các cơ quan. Kali còn tác động rõ rệt đến trao đổi protit, lipit, đến quá trình hình thành các vitamin . K rất cần thiết cho sự sinh trưởng và có vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng quả . Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng K thì lại gây ảnh hưởng bất lợi cho việc hấp thụ Mg . K giúp cho việc tăng tính chống chịu của cây với nhiệt độ thấp, khô hạn và bệnh . Khi thiếu K thì sự tích tụ ammoniac cao, gây độc hại cho cây . d) Canxi (Ca) Canxi là thành phần muối pectat của tế bào (pectat canxium) có ảnh hưởng trên tính thấm của màng. Trong tế bào Ca hiện diện ở không bào, mô già ở lá già nhiều Ca hơn lá non . Khi nồng độ Ca cao trong môi trường thì Fe bị kết tủa cho nên các chất này giảm hoặc không di chuyển vào trong tế bào, kết quả lá bị vàng ( vì Fe là thành phần cấu tạo các diệp lục tố). Ca còn là chất hoạt hóa của vài enzyme nhất là ATPase . Khi thiếu Ca đặc biệt là trong môi trường thủy canh thì rễ sẽ bị nhầy nhụa đưa đến sự hấp thu chất dinh dưỡng bị trở ngại, cây ngừng sinh trưởng phát triển và chết. Biểu hiện thiếu ở ngọn chồi lá non thường bị xoắn, lá bị tua cháy bìa lá, than cuống hao gãy, sinh trưởng bị chết Ca2+ còn là chất đối kháng của ion K+. e) Magiê(Mg) : Là thành phần cấu trúc của diệp lục tố, có tác dụng sâu sắc và nhiều mặt đến quá trình quang hợp, phụ trợ cho nhiều enzyme đặc biệt ATPase lien quan trong biến dưỡng carbonhydrat, sự tổng hợp acid nucleic, sự bắt cặp của ATP với các chất phản ứng . Khi thiếu Mg lá bị vàng, quang hợp kém dẫn đến năng suất giảm . 3 . Nguyên tố vi lượng : Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Hàm lượng khoảng một phần nghìn đến một trăm phần nghìn. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình õy hóa khử, quang hợp, trao đổi N và gluxit của thực vật, tham gia vào các trung tâm hoạt tính của enzyme và vitamin, tăng tính chống chịu của cơ thể thực vật đối với các điều kiện môi trường bất lợi. Sự thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây ra nhiều bệnh và chết Các nguyên tố vi lượng : Cu, Bo, Zn, Mo… a) Kẽm (Zn) : Tham gia trong quá trình tổg hợp auxin, vì Zn có lien quan đến hàm lượng tryptophan aminoaxid, tiền than của quá trình sinh tổng hợp NAA Zn còn là chất hoạt hóa của nhiều enzyme dehydogenaza, có thể có vai trò trong sự tổng hợp protein . Zn có tác dụng phối hợp với nhóm GA3, Zn có lien quan đến sinh tổng hợp vitamin nhóm B1, B2, B6, B12 . Zn còn thúc đẩy sự vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ quan dự trữ, tăng khả năng giữ nước, độ ngậm nước của mô . Khi thiếu Zn thì cường độ tổng hợp trypthophan từ undol và xẻin bị kìm hãm nên rễ không tạo được hoặc kém phát triển, lá bị bạc màu sắc tố bị hủy hoại, lá kém phát triển dạng lá không bình thường . b) Lưu huỳnh (S) : Giữ vai trò đệm trong tế bào . S là thành phần cấu trúc của cystein, methyonin, tạo cầu nối S-S tạo cấu trúc bậc 3 của protein . c)Sắt (Fe) : Có vai trò quan trọng trong phản ứng oxy hóa khử, là nhân của pooc phyrin, Fe tham dự trong chuyển điện tử ở quang hợp . Fe còn xúc tác sự khử CO2 của OAA ( oxaloacetic acid), succinic acid. Fe đóng vai trò kết hợp giữa enzyme và đài chất để enzyme dễ dàng hoạt động . Sự thiếu hụt nhanh chóng biểu hiện ở trên lá và sẽ ngăn chặn sự sinh trưởng và phát triển. Dự thiếu hụt Fe thường dẫn đến bệnh vàng lá trầm trọng, giảm lượng clorophin ở lá. Fe không hoạy động mạnh trong cây và tác động thiếu này sẽ biểu hiện màu vàng trên những lá non . Lượng Fe giảm trong môi trường dung dịch dinh dưỡng khá nhanh so với những nguyên tố khác trong môi trường do: Qúa trình oxy hóa Fe bởi tia UV khi mà dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây dưới dạng các tia phun sương Độ PH của dung dịch dinh dưỡng vượt quá 6.5 Sự hấp thu của cây trồng cho sự sinh trưởng và phát triển Trở thành dạng không tan bởi một số cấu phần khác trong môi trường Thiếu Fe thường bị vàng hoàn toàn và bị cháy sém ở ngọn, mép lá. Nếu môi trường nhiều Zn, Cu, P dẫn đến thiếu Fe Nếu môi trường thiếu Mg, Ca , K cũng dẫn đến thiếu Fe d) Đồng (Cu) : Cũng là thành phần cấu tạo của nhiều enzyme xúc tác các phản ứng oxy hóa khử, can thiệp vào các phản ứng oxy hóa cần O2 phân tử thiếu Cu lá kém phát triển, lá màu xanh đậm, nếu thiếu nhiều dẫn đén chết một phần của lá . Cu còn có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường dinh dưỡng nước . e) Mangan( Mn) : Ảnh hưởng của Mn đối với cây trồng khá giống Fe f) Silic (Si) : Si có 2 hiệu quả đáng kể sau: Chống lại sự tấn công của côn trùng và bệnh tật Chống lại tác dụng của kim loại II . Dung dịch dinh dưỡng : 1. Sự pha chế : Trong thủy canh tất cả các chất cần thiết cung cấp cho cây đều được sử dụng dưới dạng các muối khoáng vô cơ được hòa 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 hóa chất . Sự thành công hay thất bại của việc trồng thủy canh đều phụ thuộc vào việc xử lý chất dinh dưỡng, điều này có thể đạt được tùy thuộc vào độ PH, nhiệt độ và độ dẫn điện của môi trường . 2 . 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 . 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 quanh bộ rễ của cây. Để ngăn chặn pH tăng cao sử dụng H3PO4, HNO3 hoặc cũng có thể sử dụng NH3 . Nếu pH xuống dưới 5.5, KOH hay một vài chất thích hợp khác có thể thêm vào dung dịch để tăng pH lên . 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 những nhân tố hữu cơ đọng lại trong đó càng nhiều và cần nhiều sự điều chỉnh cần thiết để đạt được pH như mong muốn . Trong thủy 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 thủy canh, pH được cân bằng bởi hoạt động của cây. Nếu pH tăng khi đó cây sẽ thải ra các muối acid vào môi trường, đó có thể là nguyên nhân làm chất độc trong môi trường tăng lên và làm hạn chế sự dẫn nước. nếu pH giảm xuống thì cây sẽ thải ra các thành phần ion bazơ, 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 thủy canh có thể 2-3 lần/ tuần . Lưu ý : - Sự thay đổi pH của môi trường dinh dưỡng trong thủy canh có thể do các vi sinh vật gây ra . PH nội bào không chỉ phụ thuộc vào môi trường chung quanh mà vi sinh vật có thể kiểm soát được một phần nhờ tiết các ion . PH trong tế bào không giống như môi trường ngoài, ngay trong nội tế bào pH 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 . 3 . Nhiệt độ : Dao động về nhiệt độ trong môi trường dinh dưỡng ở thủy canh không chỉ tác động đến pH mà còn ảnh hưởng đến độ hòa tan của các dưỡng chất . Nhiệt độ của nước thích hợp để hòa tan các chất khoáng là 20-22oC. 4 . Bổ sung chất dinh dưỡng : Hai yếu tố cần được xem xét để nghiên cứu một dung dịch bổ sung : - Thành phần dung dịch . - Nồng dộ 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 loại cây có thời gian sinh tưởng tương đối dài thì việc bổ sung dinh dưỡng là rất cần thiết . Trong nghiên cứu người ta 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 hoàn tan (CF : conductivity factor ) của các máy đo để điều chỉnh bổ sung chất dinh dưỡng vào môi trường nuôi trồng thuỷ canh . Độ dẫn điện (electro – conductivity EC ) hay yếu tố dẫn điện (conductivity factor – CF ) có thể được biểu diễn như millisiemen (mS) hay phần triệu (ppm) . Electro – conductivity để chỉ tình chất của một môi trường có thể chuyển tải đượi dòng điện . Độ dẫn điện của một dung dịch là sự dẫn của dung dịch này được đo giữa những điện cực có bề mặt là 1 cm2 ở khoảng cách 1 cm , đơn vị tính là mS/cm ; hoặc được thể hiện đơn vị ppm (parts per million) đối với những máy đo TDS (total dissolved salt ) . 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 , cây sẽ hấp thu khoáng chất nhanh hơn hấp thu nước và khi đó ta phải bổ sung thêm khoáng chất vào dung dịch . Một số giới hạn EC và TDS đối với một số loại cây trồng : 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 Cây chuối 1.5 – 2.4 1260 – 1540 Cây 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 để đo hàm lượng oxigen hoà tan trong một lít 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 . 4.1 . Thành phần dung dịch (tỷ lệ chất dinh dưỡng khoáng ) : 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 enzym trong mô lá 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 . Các cây còn nhỏ dễ dàng thiếu hụt chất dinh dưỡng nhưng hiếm khi nào tạo ra chất độc Chính vì vậy , tác giả sử dụng dung dịch ban đầu có nồng độ cao . Tuy nhiên , dung dịch bổ sung có đầy đủ chất dinh dưỡng này chỉ thích hợp cho cây ở giai đoạn đầu (thích hợp cho sự tạo lá – sau giai đoạn nảy mầm ) , và nó sẽ trở nên quá đậm đặc khi thân và lá phát triển . Cho nên tác giả đã thay đổi thành phần của dung dịch bổ sung theo từng thời kỳ phát tiển của cây nhằm ngăn cản sự tích luỹ dinh dưỡng khoáng trong dung dịch . Chu trình sống được chia thành 3 giai đoạn sau đây (tương ứng với 3 loại dung dịch bổ sung ) : + Giai đoạn đầu của sự phát triển cây : thường là mô tả (starter solution) . + Giai đoạn phát triển : trong suốt giai đoạn phát triển thân và lá phát triển như nhau (vegetative refill solution) . + Giai đoạn trưởng thành : giai đoạn trưởng thành , lá phát triển tối thiểu , chất dinh dưỡng được huy động vào trong hạt và trái (seed refill solution) . Sự phát triển của rễ xảy ra 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 . 4.2 / Nồng độ ion trong dung dịch : Bổ sung được xác định bởi tỉ lệ thoát hơi nước . Sự thoát hơi nước quyết định tỷ lệ tiêu thụ nước , sự phát triển quyết định tỷ lệ tiêu thụ chất dinh dưỡng khoáng (sự vận chuyển dinh dưỡng 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 – 400 kg (litres) nước/ 1kg sinh khối khô . Tỷ lệ chính xác tuỳ thuộc vào độ ẩm không khí , độ ẩm khi 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 được duy trì bằng cách điều chỉnh tính dẫn điện của dung dịch . Nếu tính dẩn điện gia tăng , cần làm loãng dung dịch bổ sung , nhưng thành phần chất dinh dưỡng vẫn phải giữ nguyên . Tính dẫn điện không thay đổi nhanh cho nên chỉ cần theo dõi vài lần trong tuần . 4.3 . Sự chuyển vận của dinh dưỡng khoáng trong dung dịch : Các dinh dưỡng khoáng thiết yếu có thể được đặt theo 3 nhóm sau đây dựa trên cách mà chúng bị loại ra khỏi môi trường dinh dưỡng