Thạc Sĩ Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Trồng trọt
NĂM - 2012
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Mục tiêu của đề tài
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
Những đóng góp mới của luận án 3
Giới hạn của đề tài
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Giới thiệu chung về cây cà chua
1.1.1 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua 5
1.1.2 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh 6
1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua 15
1.2 Công nghệ khí canh
1.2.1 Lịch sử phát triển của công nghệ khí canh 20
1.2.2 Ưu, nhược điểm của công nghệ khí canh 22
1.2.3 Ứng dụng của công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất nông sản
1.2.4 Những yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình nhân giống và trồng trọt bằng công nghệ khí canh

Chương 2 VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 37
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu:
2.1.2 Vật liệu nghiên cứu
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 41
2.2.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh: 41
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 41
2.3.2 Phương pháp theo dõi, đánh giá 47
2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 49

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 Nghiên cứu nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh
3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 50
3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 52
3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh
3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 55
3.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dẫn điện (EC) dung dịch dinh dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 chồi trên hệ thống khí canh
3.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng nhân giống cây cà chua F1 bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh
3.1.7 Xác định số lần cắt chồi thích hợp khi nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh 60
3.1.8 So sánh hệ số nhân giống cây cà chua F1 bằng phương phápgiâm chồi trên hệ thống khí canh với giá thể và thủy canh 64
3.1.9 Nghiên cứu tính toán giá thành nhân giống cây cà chua F1bằng phương pháp giâm chồi trên hệ thống khí canh 68
3.2 Nghiên cứu kỹ thuật trồng cà chua F1 bằng hệ thống khí canh 68
3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh
3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến sinh trưởng, phát triển và năng
suất của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh 72
3.2.3 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà
chua F1 trồng trên hệ thống khí canh
3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dung dịch dinh dưỡng ban đêm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cà chua
trồng trên hệ thống khí canh 82
3.2.5 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ (làm mát) dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát
triển và năng suất của cây cà chua F1 trồng trên hệ thống khí canh trong vụ Xuân Hè 87
3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ khí canh đến sinh trưởng, phát triển và năng
suất của cây cà chua F1 90
3.2.7 Đánh giá hiệu quả của việc trồng trọt cây cà chua F1 bằng công nghệ khí canh 106

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

1 Kết luận
2 Đề nghị
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng
Trang

1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua trên toàn thế giới qua một số năm
1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của Việt Nam (2004 - 2009) 17
2.1 Thành phần một số dung dịch dinh dưỡng 40
3.1 Ảnh hưởng của số lá để lại trên cây mẹ tới khả năng nhân chồi của cây cà chua trên hệ thống khí canh 3.2 Ảnh hưởng của các dung dịch dinh dưỡng khác nhau đến khả năng nhân chồi của cây cà chua trên hệ thống khí canh
3.3 Ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng nhân chồi của cây cà chua trên hệ thống khí canh
3.4 Ảnh hưởng của chu kỳ phun dinh dưỡng khác nhau đến hệ số nhân chồi của cây cà chua F1
3.5 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh
3.6 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng nhân chồi cây cà chua F1 trên hệ thống khí canh
3.7 Sự sinh trưởng phát triển của cây cà chua trồng từ chồi cắt các lần khác nhau (vụ Đông năm 2008)
3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cà chua trồng từ hạt và chồi cắt các lần khác nhau
3.9 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau tới hệ số nhân chồi cây cà chua F1 (vụ Thu Đông, 2009).
3.10 Ảnh hưởng của các nền giâm chồi khác nhau (giá thể, thủy canh, khí canh) đến tỷ lệ sống, ra rễ và chất lượng rễ của chồi giâm cà chua 66
3.11 Giá thành của cây giống nhân bằng công nghệ khí canh 68
3.12 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến chiều cao và số lá cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng).
3.13 Ảnh hưởng của thời gian phun dinh dưỡng đến sự ra hoa, đậu quả và năng suất của cà chua.
3.14 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến chiều cao và số lá cà chua trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng)
3.15 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng ban ngày đến sự ra hoa, đậu quả và năng suất của cà chua.
3.16 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển của cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 77
3.17 Ảnh hưởng của EC dung dịch dinh dưỡng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của
cà chua 79
3.18 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng vào ban đêm đến sinh trưởng, phát triển của
cây cà chua trồng trên hệ thống khí canh (14 tuần sau trồng) 83
3.19 Ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun ban đêm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
của cà chua 84
3.20 Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển của cây
cà chua trồng trên hệ thống khí canh. 88
3.21 Ảnh hưởng của giảm nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây cà chua.
3.22 Ảnh hưởng của các phương thức trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển của
cây cà chua (sau trồng 14 tuần). 91
3.23 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt (địa canh, thủy canh, khí canh) đến cường độ quang hợp, diện tích lá và tích lũy chất khô
3.24 Ảnh hưởng của các phương thức trồng trọt đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
của cây cà chua 99
3.25 Chất lượng quả cà chua trên các phương thức trồng khác nhau 103
3.26 Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của cây cà chua trên các phương thức trồng trọt khác nhau
3.27 Hiệu quả kinh tế của trồng cà chua F1 bằng kỹ thuật khí canh 106

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cà chua (Lycopersicon esculentum. Mill.) là loại rau ăn quả có diện tích và sản lượng lớn nhất
trong các loại rau trồng hiện nay trên thế giới. Quả cà chua, ngoài giá trị dinh dưỡng cao, được sử
dụng để ăn tươi, nấu nướng, là nguyên liệu cho chế biến công nghiệp với hàng chục loại sản phẩm có
giá trị kinh tế cao. Sản xuất cà chua là ngành hàng rất được quan tâm phát triển ở Việt Nam, mang
lại hiệu quả cao cho nông dân. Nhu cầu tiêu dùng cà chua ngày càng tăng. Cà chua là cây có tiềm
năng năng suất hơn hẳn các cây trồng khác. Năng suất cà chua liên tục tăng trong vòng 3- 4 thập kỷ
lại đây do tỷ lệ sử dụng giống lai cao, đạt tới 81% diện tích trồng cà chua toàn thế giới vào năm
2008 (Hanson, 2009) [70]. Ngoài ra, nhiều kỹ thuật canh tác tiên tiến và công nghệ cao cũng đã được
áp dụng trên cây cà chua tại nhiều nước phát triển. Phối hợp cả 2 yếu tố này đã đưa năng suất cà
chua trồng trong nhà kính tại Israel đạt mức kỷ lục: 600 tấn/ha (Trần Khắc Thi, 2011), [18]. Ở nước
ta, các mô hình nông nghiệp công nghệ cao được triển khai tại Hà Nội và Hải Phòng khoảng 10 năm trở
lại đây luôn sử dụng cà chua như là một đối tượng quan trọng. Năng suất cà chua trồng trong nhà phủ
plastic bằng kỹ thuật thủy canh tuần hoàn đạt xấp xỉ 120 tấn/ha/vụ (Phạm Kim Thu, 2007), [20].
Khác với các giống cà chua lai F1 trồng ngoài đồng ruộng, các giống F1 chuyên dụng trồng trong nhà
có mái che đòi hỏi một số tiêu chuẩn riêng: sinh trưởng vô hạn (chiều dài thân chính đạt tới 15-20
mét); ít phân nhánh, có khả năng tự thụ phấn, thụ tinh cao, đậu quả được cả trong điều kiện nhiệt
độ cao (30-350C) và cường độ ánh sáng thấp (dưới 3000 lux), có tiềm năng năng suất cao (≥ 5kg/cây),
thời gian sinh trưởng 180 - 300 ngày . Việc lai tạo và sản xuất hạt giống nhóm cà chua này rất
công phu nên giá thành hạt giống rất cao (trung bình 3000 - 5000 đồng/hạt nhập từ Hà Lan hoặc
Israel). Giá thành hạt giống cao là một trong những hạn chế khả năng mở rộng các mô hình sản xuất cà chua công nghệ
cao tại các vùng ven đô, khu công nghiệp hiện nay (Trần Khắc Thi, 2011), [18].
Đã có nhiều công trình nhân giống vô tính cây cà chua bằng phương pháp giâm chồi và điển hình là
công trình của Stoner (1989), [132]. Tác giả đã chứng minh khả năng nhân giống cà chua bằng giâm
chồi trên hệ thống khí canh. Tuy nhiên chưa có những công bố ứng dụng kết quả nghiên cứu này ở
quy mô sản xuất. Gần đây ở Việt Nam, đề tài cấp nhà nước: “ Nghiên cứu làm chủ công nghệ và xây
dựng mô hình công nghiệp sinh học sản xuất giống khoai tây, rau và hoa sạch bệnh.”, thuộc chương
trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KC.04 đã nghiên cứu khả năng nhân giống cây khoai
tây cấy mô, cây dâu tây, một số cây hoa bằng kỹ thuật giâm chồi trên hệ thống khí canh đạt hệ số
nhân rất cao (Nguyễn Quang Thạch & cs, 2010), [12].
Việc phát triển trồng trọt cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao là một xu hướng tất yếu đã
và đang được triển khai mạnh mẽ ở nhiều vùng trồng rau, hoa của Việt Nam. Các công nghệ trồng cà
chua thủy canh tĩnh, thủy canh tuần hoàn đã được nghiên cứu và triển khai rất mạnh trên thế giới
cũng như ở Việt Nam (Hồ Hữu An, 2005) [1], (Trần Khắc Thi, 2011), [18], (Phạm Kim Thu, 2007), [20]
(Cook and Calvin, 2007), [48]. Tuy nhiên các nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật trồng cây cà chua bằng
công nghệ khí canh hầu như chưa được nghiên cứu. Việc nghiên cứu xác định kỹ thuật trồng cây cà
chua bằng công nghệ khí canh sẽ là những đóng góp mới mẻ cả về mặt khoa học và thực tiễn.
Đáp ứng yêu cầu bức xúc của thực tiễn sản xuất về nguồn cây giống cũng như sự phát triển kỹ thuật
trồng cà chua bằng công nghệ mới rất triển vọng - công nghệ khí canh, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và trồng cà chua F1 giống Estyva bằng công nghệ khí canh”.
2 Mục tiêu của đề tài
Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kỹ thuật cơ bản (dung dịch dinh dưỡng, độ pH,
độ EC dung dịch, nhiệt độ dung dịch, thời gian phun, thời gian nghỉ ban ngày, thời gian nghỉ ban
đêm ) đến khả năng nhân giống bằng giâm chồi và trồng cà chua thương phẩm trên hệ thống khí canh
để đề xuất hướng ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân giống và sản xuất cà chua lai F1- giống
Estyva tại Việt Nam. Đưa công nghệ khí canh áp dụng hiệu quả trong sản xuất cà chua theo hướng nông nghiệp công nghệ cao.