Kỹ thuật thủy canh

4/6/2011 1 CHƢƠNG VII. KỸ THUẬT THỦY CANH • Francis Bacon (1627): đất chỉ cần thiết cho cây đứng thẳng. • Jan Baptist van Helmont (1648): định lượng. • Các nhà nghiên cứu (1800s): cây hấp thụ ion trong nước, đất đóng vai trò là nguồn cung cấp khoáng nhưng bản thân đất không cần cho sự phát triển của thực vật. • William F. Goricke (1929): trồng cây cà chua trong dung dịch dinh dưỡng Khái niệm • Hydroponic = hydros (nước) + ponos (làm việc) • Thủy canh = trồng cây trong nước (trồng cây không cần đất) Các yêu cầu cơ bản của hệ thống thủy canh • Hoạt động đệm của dung dịch dinh dưỡng hay của giá thể trơ được sử dụng. • Dung dịch dinh dưỡng hoặc hỗn hợp phân bón. • Nhiệt độ và độ thoáng khí của giá thể trơ hoặc dung dịch dinh dưỡng. Dung dịch dinh dưỡng • Chứa muối khoáng và phân bón tan trong nước (dưới dạng ion)  điều chỉnh theo từng giai đoạn tăng trưởng • Tính dung hợp của các thành phần trong dung dịch dinh dưỡng 4/6/2011 2 Dung dịch dinh dưỡng • pH tối ưu: 5,8 – 6,5 • Độ dẫn điện: 1,5 – 2,5 dS/m Giá thể • Phải có tính trơ về mặt hóa học • Rễ cây phải dễ dàng tách ra khỏi môi trường • Than bùn, perlite và vermiculite, cát, đất nung Một số giá thể hữu cơ • Than bùn: giữ nước và chất dinh dưỡng tốt, chứa nhiều N, P, K, Ca, Mg và một số nguyên tố vi lượng, trong đó có silic. • Hỗn hợp mùn cưa + cát: giữ ẩm tốt • Vỏ cây, xơ dừa: rẻ tiền, dễ phân hủy nhưng chứa nhiều tanin Giá thể hữu cơ 100% thích hợp nhất cho việc khởi tạo và phát triển rễ 4/6/2011 3 Một số mô hình thủy canh 1. Hệ thống thủy canh không hồi lưu: Còn gọi là hệ thống mở, dịch dinh dưỡng không tuần hoàn mà chỉ được sử dụng một lần và khi nồng độ chất dinh dưỡng giảm, pH hay độ dẫn điện thay đổi, dịch sẽ được thay thế. Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique): cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rễ có thể phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng. Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật nổi (floating technique): cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo. 4/6/2011 4 Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật mao dẫn (cappillary action technique): dung dịch dinh dưỡng chứa từ một chậu chứa bên dưới được mao dẫn lên tới chậu chứa cây ở trên thông qua dây dẫn Một số mô hình thủy canh 2. Hệ thống thủy canh hồi lưu Còn gọi là hệ thống đóng, nghĩa là dịch dinh dưỡng được bơm qua hệ thống rễ cây và dịch dư được thu nhận, làm đầy và tái sử dụng Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (nutrient film technique – NFT): 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. Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật dòng sâu (deep flow technique): 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 và có đục lỗ. 4/6/2011 5 Một số mô hình thủy canh 3. Hệ thống thủy canh 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 hay mở Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique): túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ dừa). Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi, từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây. Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique): cây giống được trồng vào các túi nhựa tổng hợp chứa giá thể, dưới mỗi bên túi có khe nứt nhỏ để thoát nước hoặc rửa trôi. Một số mô hình thủy canh • Kỹ thuật chậu môi trường (pot technique): cây được trồng vào các chậu (bằng đất sét hay plastic) chứa giá thể và được cung cấp dinh dưỡng bởi một hệ thống vòi tưới 4/6/2011 6 Một số mô hình thủy canh 4. Hệ thống khí canh Dịch dinh dưỡng được phun vào rễ ở dạng sương, giúp 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. Ưu điểm • Năng suất cao: chất dinh dưỡng, trồng được nhiều vụ, có thể trồng trái vụ Ưu điểm • Tiết kiệm: đất, công lao động, tự động hóa 4/6/2011 7 Ưu điểm • Thân thiện với môi trường Ưu điểm • Sản phẩm tạo ra sạch, đồng nhất Nhược điểm • Vốn đầu tư ban đầu cao Nhược điểm • Đòi hỏi trình độ chuyên môn Nhược điểm • Phải điều chỉnh các yếu tố môi trường Nhược điểm • Có thể gây ra những rối loạn sinh lý của cây 4/6/2011 8 Hệ thống vi thủy canh • Kỹ thuật vi thủy canh (microponics) là sự kết hợp giữa kỹ thuật vi nhân giống và kỹ thuật thủy canh. • Ƣu điểm: – Sử dụng điều kiện nuôi cấy không cần vô trùng. – Việc thuần hoá cây con ngoài vƣờn ƣơm thuận lợi hơn rất nhiều. Khảo sát khả năng ứng dụng của kỹ thuật vi thủy canh vào giai đoạn ra rễ trên đối tượng cây Gloxinia a. Ñoái chöùng b. Nöôùc maùy c. MS d. MS 1/2 e. MS 1/5 f. MS 1/10 4/6/2011 9 Khảo sát loại môi trường tốt nhất cho hệ thống thủy canh hai tầng đối với cây Gloxinia c. MS 1/5 a. MS b. MS 1/2 d. MS 1/10 e. Nöôùc maùy g. Heä thoáng thuûy canh sau 6 tuaàn f. Ñaát h. Heä thoáng thuûy canh sau 10 tuaàn Hệ thống thủy canh in vitro • Ra đời trong xu thế cải tiến hệ thống nuôi cấy lỏng in vitro truyền thống • Ứng dụng ưu thế về không gian, thời gian, dung dịch nuôi cấy của thủy canh ex vitro • Áp dụng được trong điều kiện nhân giống in vitro đối với các đối tượng đặc biệt • Thành phần cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, do đó, có tính kinh tế cao Các đối tượng của hệ thống thuỷ canh in vitro • Áp dụng đối với các thực vật có tính ưa ẩm nhưng không chịu ngập hoàn toàn được trong dung dịch lỏng Mục tiêu Thiết lập hệ thống thủy canh in vitro Tạo củ khoai tây bi từ đốt thân Tạo củ lily từ vảy củ Nhân nhanh PLB địa lan Thiết lập hệ thống thủy canh in vitro tạo củ khoai tây bi 4/6/2011 10 Củ khoai tây bi thu hoạch từ hệ thống thủy canh in vitro Hệ thống thủy canh in vitro tạo củ lily Thiết lập hệ thống thủy canh in vitro nhân PLB địa lan So sánh PLB hình thành trên môi trường thạch và trong hệ thống thủy canh in vitro PLB môi trường thạch truyền thống PLB hệ thống thủy canh in vitro Thử nghiệm mô hình hệ thống thủy canh in vitro ra rễ các chồi tạo thành từ PLB địa lan 4/6/2011 11 20 ml 40 ml 30 ml Cây in vitro địa lan sau 2 tháng ngoài vườn ươm