Luận án: Nghiên cứu kỹ thuật thủy canh rau cần nước (Oenanthe javanica) - Nguyễn Thị Hoàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM NGUYỄN THỊ HOÀNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THỦY CANH RAU CẦN NƯỚC (Oenanthe javanica (Blume) DC.) Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng Mã số: 9.10 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM NGUYỄN THỊ HOÀNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THỦY CANH RAU CẦN NƯỚC (Oenanthe javanica (Blume) DC.) Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng Mã số: 9.10 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Hướng dẫn khoa học: PGS. Phạm Thị Minh Tâm TS.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9/2019 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, trong đó có một số số liệu và kết quả được các đồng tác giả Nguyễn Thị Thùy Loan (Lớp Nông học khóa 2011-2015); Nguyễn Thị Minh Thư (Lớp Nông học khóa 2012-2016); Nguyễn Thị Nha Trang (Lớp Cao học Nông học khóa 2013) và Võ Thanh Phụng (Lớp Cao học Nông học khóa 2014) cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác. Hồ Chí Minh, 20 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận án Nguyễn Thị Hoàng iii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng đến PGS. Phạm Thị Minh Tâm và TS.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn và đóng góp ý kiến cho luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Quý Thầy, Cô trong Hội đồng đào tạo và hướng dẫn khoa học nghiên cứu sinh, khoa Nông học, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh; - Tập thể lãnh đạo và giáo viên Khoa Nông học Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh; - Tập thể lãnh đạo và chuyên viên Phòng Đào tạo Sau đại học Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh; - Các em Nguyễn Thị Thùy Loan (Lớp Nông học khóa 2011-2015); Nguyễn Thị Minh Thư (Lớp Nông học khóa 2012-2016); Nguyễn Thị Nha Trang (Lớp Cao học Nông học khóa 2013) và Võ Thanh Phụng (Lớp Cao học Nông học khóa 2014).

Xin chân thành cảm ơn và ghi nhận những hỗ trợ về vật chất và tinh thần đến: - Tập thể lãnh đạo và CBCC, VC UBND Huyện Cẩm Mỹ và Huyện ủy Cẩm Mỹ; - Tập thể lãnh đạo và CBCC, VC Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đồng Nai; - Tập thể lãnh đạo và CBVC Trung tâm Ứng dụng Công nghệ sinh học Đồng Nai; - Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Cẩm Mỹ. Trân trọng cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp và bạn bè, những người luôn hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả luận án Nguyễn Thị Hoàng iv TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thủy canh rau cần nước (Oenanthe javanica (Blume) DC.)” được thực hiện từ tháng 4/2015 đến tháng 2/2018 tại Trung tâm Ứng dụng Công nghệ Sinh học Đồng Nai. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định được loại hom, loại giá thể và nồng độ chất điều hòa sinh trưởng BA thích hợp trong nhân giống vô tính rau cần nước; Xác định loại dung dịch, nhu cầu dinh dưỡng NPK từng thời kỳ và mật độ trồng thích hợp; Xác định nồng độ chất điều hòa sinh trưởng GA3, tần suất sục khí và phương pháp che sáng đối với sự sinh trưởng của rau cần nước trồng thủy canh.

Đề tài nghiên cứu gồm 3 nội dung: 1) Nghiên cứu một số kỹ thuật nhân giống rau cần nước; 2) Nghiên cứu một số yếu tố kỹ thuật thủy canh rau cần nước trong điều kiện nhà màng; và 3) Bước đầu đề xuất quy trình thủy canh rau cần nước. Nội dung 1 gồm hai thí nghiệm và nội dung 2 gồm bảy thí nghiệm. Thí nghiệm đơn yếu tố (gồm thí nghiệm 1, 5, 6, 7, 8 và 9) và thí nghiệm 2 yếu tố (gồm thí nghiệm 2, 3 và 4), được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên. Nội dung 3 đề xuất xây dựng quy trình thủy canh rau cần nước, được thực hiện thông qua việc xây dựng mô hình thực nghiệm trồng rau cần nước thủy canh quy mô diện tích 500 m2.

Kết quả nghiên cứu nội dung 1: Hom thân giâm trên giá thể (5/6 mụn dừa + 1/6 phân hữu cơ vi sinh) và được phun BA nồng độ 5 ppm ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng rau cần nước như chiều cao chồi (17,7 cm), tỷ lệ nảy chồi (78,1%) cũng như tỷ lệ sống (83,4%) và tỷ lệ cây đạt tiêu chuẩn xuất vườn (73,9%). Kết quả đạt được ở nội dung 2: - Rau cần nước trồng trong dung dịch dinh dưỡng Jones (trồng cải xoong) ở khoảng cách trồng 4 cm x 3 cm (hàng cách hàng x cây cách cây) trong điều kiện nhà màng che 1 lớp lưới đen (20.365 lux) sinh trưởng tốt với chiều cao cây trung bình 51,8 cm, số lá trung bình là 4,92 lá, khối lượng trung bình cây 5,67 g/cây, năng suất thương phẩm là 2.000 m2, có hàm lượng chất khô cao nhất (13,2%), độ cứng thân cây trung bình (2,4 N/cm2), độ trắng thân cao (L = 55,3) và hàm lượng nitrate trong cây khi thu hoạch thấp (1301 mg/kg tươi). - Rau cần nước được trồng trong dung dịch dinh dưỡng Jones đã điều chỉnh với 145 ppm đạm sinh trưởng tốt (đường kính gốc thân từ 5,39 đến 5,97 mm), năng v suất cao (2.847 kg/1000 m2), và phẩm chất tốt (độ Brix cao từ 1,23% đến 3,98%, hàm lượng canxi cao, cây mềm và trắng). Tỷ lệ NH4+/NO3- (20/80) trong dung dịch dinh dưỡng là thích hợp giúp rau cần nước thủy canh sinh trưởng tốt (chiều cao cây đạt 50,3 cm), năng suất cao (2.400 kg/1000 m2) và chất lượng cây tốt (độ Brix cao và hàm lượng nitrate trong cây ở mức cho phép 734 mg/kg).

Hàm lượng đạm trong cây tăng ở giai đoạn từ 7 đến 21 NST và giảm ở giai đoạn từ 21 đến 28 NST. Hàm lượng lân trong cây giảm ở giai đoạn từ 7 đến 21 NST, sau đó lại tăng lên. Như vậy, nhu cầu về lân của rau cần nước thủy canh trong thời gian đầu thấp và sau đó tăng mạnh vào thời gian một tuần trước thu hoạch. Hàm lượng kali trong cây hầu như tăng lên trong suốt giai đoạn sinh trưởng của cây.

- Rau cần nước được trồng trong dung dịch dinh dưỡng Jones đã điều chỉnh với 145 ppm đạm và phun GA3 nồng độ 2,5 ppm vào thời điểm 7 ngày trước khi thu hoạch mang lại năng suất, hiệu quả kinh tế cao (NSTP là 3.000 m2; độ cứng thân cây là 2,62 N/cm2; độ trắng thân là 56,6) và không ảnh hưởng đến phẩm chất rau. Từ các kết quả nghiên cứu nội dung 1 và nội dung 2 đã xây dựng được qui trình kỹ thuật thủy canh rau cần nước trong hệ thống thủy canh tĩnh. vi SUMMARY The study entitled “Research on hydroponic techniques for water dropwort (Oenanthe javanica (Blume) DC.)” was carried out at Center for Applied Biotechnology of Dong Nai Province, from April of 2015 to February of 2018. The objectives of the study were to determine type of cuttings, substrates and concentrations of benzyladenine (BA) for propagation of water dropwort; to find out the appropriate concentrations of nitrogen, phosphorus and potassium in nutrient solution for hydroponic water dropwort and optimum planting density; and to identify concentration of GA3 growth regulator, aerobic frequency and light intensity for plant growth.

The study consisted of three contents: The first, study on cuttings propagation techniques for water dropwort (Oenanthe javanica (Blume) DC.); The second, study on hydroponic techniques for water dropwort under polyethylene house condition; and the third, initial proposal process of hydroponic water dropwort. The first content included of two experiments and the second content comprised of seven experiments. The one-factor experiments (The experiment 1, 5, 6, 7, 8 and 9) and the two-factor experiments (The experiment 2, 3 and 4), laid out in a randomized complete block design (RCBD). The third content was to build the model of hydroponic water dropwort with 500 m2 area.

The results of the first content were as followings: On stalk cuttings, application of the medium with 5/6 coconut fiber + 1/6 microorganic fertilizer and sprayed with 5 ppm benzyladenine performed superior on the growth parameters such as shoot height (17.7 cm); shoot rate (78.1%) as well as survival rate (83.4%) and percentage of plants getting the standards for large scale production (73. The results of the second content were reported as followings: Water dropwort plants were grown in the Jones nutrient solutions (used for watercress culture) with spacing between rows and plants as 4x3 cm light intensity (20.365 lux) under polyethylene house condition recorded better on growth with average height of 51.8 cm, number of leaves of 4.92; the average weight of 5.67 g/plant, the commercial yield of 2,409 kg/1,000 m2, dry matter content (13.2%), stalk firmness vii (2.40 N/cm2), stalk whiteness (L=55.3) and low nitrate concentration (1.301 mg/kg fresh weight). Water dropwort plants grown in the Jones nutrient solution (used for watercress culture), supplemented 145 ppm nitrogen obtained on growth (stalk diameter from 5,39 to 5.97 mm), high yield (2,779-2,847 kg/1,000 m2), and good quality (Brix 1.23%-3,98%, high calcium, soft and white). The ratio of NH4+/NO3- (20/80) in the nutrient solution was found suitable for water dropwort growth, and obtained high growth parameter such as plant height (50.3 cm), high yield (2,400 kg/1,000 m2), high brix and nitrate concentration of plant (734 mg/kg fresh).The nitrogen content in plants increased in stages of 7 to 21 days after planting, after these stages decreased.

The phosphorus concent in plants decreased in stages of 7 to 21 days after planting, and then increased. Thus, the demand for phosphorus in the initial stage was low and increased in the late stage before one week harvest. The potassium content in the plant maintained to increase during the growth stage. Application of GA3 at 2.5 ppm before seven days of harvesting indicated on the high yield (commercial yield 3,033 kg/ 1,000 m2; stalk firmness 2.62 N/cm2, stalk whiteness 56.6, economic efficiency but not affected on quality of product.

Base on the results of the first and the second contents that the research has been proposed the initial process of hydroponic water dropwort. viii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii LỜI CẢM ƠN. vi MỤC LỤC.

viii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT. xiii DANH SÁCH CÁC BẢNG. xiv DANH SÁCH CÁC HÌNH. xviii MỞ ĐẦU.

1 Tính cấp thiết. 1 Mục tiêu nghiên cứu. 2 Ý nghĩa khoa học của đề tài. 2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.

3 Tính mới và tính sáng tạo. 3 Đối tượng nghiên cứu. 4 Phạm vi nghiên cứu. 4 Chương 1 TỔNG QUAN.

Sơ lược về rau cần nước. Nguồn gốc và sự phân bố. Đặc điểm thực vật học. Yêu cầu ngoại cảnh đối với sinh trưởng và phát triển của cây rau cần nước .