- 5 -
Phospho thường ở dạng P
2
O
5
, KH
2
PO
4
. thâm nhập vào cây theo con đường đồng
hoá sơ cấp bỡi hệ rễ của cây. Phospho quyết đònh sự biến đổi vật chất và năng
lượng mà mối quan hệ tương hổ các biến đổi đó qui đònh chiều hướng, cường độ
các quá trình sinh trưởng và phát triển các biến đổi thực vật. Thiếu phospho cây có
biểu hiện rõ nét về hình thái bên ngoài như ở họ hoa thảo ( lúa, ngô ), lá mền,
yếu, sự sinh trưởng của rễ, sự đẻ nhánh và sự phân cành giảm. Lá cây có màu xanh
đậm do tỷ lệ diệp lục tố a/ diệp lục tố b biến đổi. Hàm lượng protein trong cây
giảm. Hàm lượng Nitơ hoà tan tăng. Tỷ lệ đậu quả kém, quả chín chậm. Trong quả
có hàm lượng acid cao dẫn đến pH giảm. Sự thiếu phospho thường đi kèm với thiếu
Nitơ.
Phospho thường sử dụng dưới dạng K
2
HPO
4
, KH
2
PO
4
.
2.2.1.3 Kali
Làm tăng quá trình quang hợp. Thúc đẩy sự vận chuyển đường từ phiến lá đến
các cơ quan, liên quan đến lipid và hình thành các vitamin. Kali dễ xâm nhập vào
tế bào, làm tăng tính thẩm thấu của màng tế bào đối với các chất khác, làm tăng
quá trình thuỷ hoá, giảm độ nhớt và tăng hàm lượng nước liên kết. nh hưởng đến
sự sinh tổng hợp các chất trong lá, ảnh hưởng tích cực đến quá trình đẻ nhánh, hình
thành bông, chất lượng hạt ngũ cốc. Tăng tính chòu đựng của cây ở nhiệt độ thấp
hoặc khô hạn hoặc cây bò bệnh.
Thiếu Kali làm cho sự tích tụ amoniac cao gây sự độc hại cho cây, lá màu xanh
dương thẩm, có đốm nâu trên lá, ảnh hưởng đến quang hợp, chốp lá bò cuốn lại.
Hiện tượng được quan sát rõ nhất ở bắp: chồi cằn cỗi, cây không trỗ hoa, rễ kém
phát triển và lóng ngắn.
Kali thường được sử dụng dưới dạng K
2
HPO
4
, KH
2
PO
4
, KNO
3
, KCl, K
2
SO
4
.
2.2.1.4 Magiê
Là thành phần của diệp lục tố a (C
55
H
72
N
5
O
4
Mg).
- 6 -
Phụ trợ cho nhiều Enzyme, đặt biệt là ATPase. Liên quan đến sự biến dưỡng
carbohydrat, sự tổng hợp acid nucleic, sự bắt cặp ATP trong các chất phản ứng.
Thiếu Magiê lá bò vàng. Quang hợp kém dẫn đến năng suất giảm.
Magiê thường được sử dụng dưới dạng MgSO
4
.7H2O. MgO.
2.2.1.5 Canxi
Là thành phần của muối pectat vách tế bào, có ảnh hưởng đến tính thấm của
màng. Canxi hiện diện trong tế bào ở không bào, trong các mô hoá già. Canxi hổ
trợ cho việc xâm nhập nitrat và amon vào vùng rễ. Môi trường nước có pH thấp
(3 – 4), Ca dễ hấp thụ. Canxi là ion kém linh động nên màng tế bào thực vật ngoại
vi hấp thụ dễ dàng. Khi nồng độ canxi quá cao thì Fe bò kết tủa do đó Fe không di
chuyển vào màng tế bào, lá bò vàng. Canxi là chất hoạt hoá cho vài enzyme nhất là
enzyme trong nhóm ATPase.
Thiếu Canxi rễ nhầy nhụa, sự hấp thu dưỡng chất bò trở ngại, biểu hiện thiếu ở
ngọn chồi. Cây non thì lá non bò xoắn. Bìa lá bò thưa và nếu thiếu trầm trọng thì sẽ
bò cháy bìa lá. Thân hay cuốn hoa, đỉnh sinh trưởng bò chết.
Canxi thường sử dụng dưới dạng CaCl
2
, Ca(NO
3
), CaSO
4
.
2.2.2 Vai trò của các nguyên tố vi lượng
2.2.2.1 Sắt (Fe)
Có vai trò kết hợp với protein đặc biệt tạo nên cơ sở của Enzyme hệ xitocro
( xitocrom, xitocromoxydase, xitocromperoxydase, catalase, peroxydase) xúc tác
sinh tổng hợp diệp lục tố. Trong cây Fe tương đối kém linh động.
Thiếu Fe cây bò bệnh úa vàng, cây không sử dụng được Fe là do phản ứng
kiềm, do tác dụng tương hỗ của Fe với acid phosphoric và những hợp chất khác, do
bò kết tủa dưới ảnh hưởng của vi khuẩn. Thiếu nhiều Fe lá sẽ bò vàng và bò cháy
xén ở phần ngọn và mép lá.
Thường sử dụng Fe dưới dạng chelat Fe hoặc Na
2
EDTA hoặc FeEDTA.
- 7 -
2.2.2.2. Đồng (Cu)
Là thành phần cấu trúc của nhiều Enzyme, những Enzyme này sẽ xúc tác cho
phản ứng oxihoá – khử.
Thiếu đồng, lá kém phát triển, lá có màu xanh đậm. Thiếu nhiều thì bò chết một
phần. Trên cây ăn trái lâu năm, thiếu Cu, lá bò chết diệp lục tố hoặc cây bò chết
ngược, CuSO
4
ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật trong nước.
Thường sử dụng Cu dưới dạng CuSO
4
.5H
2
O.
2.2.2.3 Kẽm (Zn )
Liên quan đến sự sinh tổng hợp vitamin B
1
, B
2
, B
6
, B
12
.có tác dụng tốt đến sinh
tổng hợp sắc tố carotenoid, tham gia vào thành phần carbonhydraza, một vài
phosphataza, enolaza và phân giải polypeptit. Thúc đẩy sự vận chuyển các sản
phẩm quang hợp từ lá đến các cơ quan dự trữ, tăng khả năng dự trữ và độ ngậm
nước của mô. Tăng quá trình tổng hợp các chất cao phân tử như protein, acid
nucleic.
Thường sử dụng Zn dưới dạng ZnSO
4
.7H
2
O.
2.3 nh hưởng của các điều kiện bên ngoài đến sự hút chất dinh dưỡng của hệ
rễ trong hệ thống thuỷ canh
2.3.1 nh sáng
Trong quang hợp cây hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Quang hợp dự
trử năng lượng dưới dạng hoá học để hô hấp diễn ra và giải phóng năng lượng cho
mọi hoạt động của tế bào nhờ sự oxi hoá các hợp chất hữu cơ thành những hợp chất
đơn giản hơn. Nên ánh sáng là yếu tố mang tính chìa khoá cho sự phát triển tốt và
năng suất cao của cây trồng.
2.3.2 Nồng độ CO
2
CO
2
ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp của cây, CO
2
bình thường bên
ngoài khoảng 300 ppm. Trong môi trường nghiêm ngặt, CO
2
ít hơn nên cần cung
- 8 -
cấp CO
2
thuần khiết để đạt đến 1000 ppm đến 14000 ppm. Như vậy sẽ làm tăng
tính hấp thu nước và chất dinh dưỡng của cây.
2.3.3 nhiệt độ
Nhiệt độ ngày và đêm ảnh hưởng đến sự khỏe mạnh của cây, kích thước lá, tốc
độ mở rộng lá và thời gian cây ra trái. Nhiệt độ ban đêm thấp vận tốc phát triển lá
là chậm hơn và kích thước lá trong cây non. Nhiệt độ ban ngày và ban đêm nên
điều chỉnh cẩn thận hơn. Nhiệt độø ban đêm thấp hơn nhiệt độ ban ngày khoảng 5
0
C
là thích hợp. Cây cà chua nhiệt độ ban ngày thích hợp là khoảng 21 – 26
0
C và ban
đêm là 16 – 18,5
0
C. Nhiệt độ cao quá hoặc thấp quá làm cây phát triển bất thường
và năng suất giảm.
2.3.4 Nước
Cây thiếu nước thì hệ rễ sẽ vươn dài và lớn, cho cây nhỏ và cây kém phát triển.
Nếu quá nhiều nước thì cây sẽ bò ngập úng vì không đủ lượng oxy hoà tan do đó
cần có sự thoát hơi nước thích hợp trong môi trường thuỷ canh nước càng tinh khiết
càng tốt. Nước hoá kiềm hay nhiễm mặn sẽ làm mất cân bằng dung dòch dinh
dưỡng.
2.3.5 độ dẫn điện và pH
Độ dẫn điện (EC) diễn tả tổng nồng độ của một dung dòch dinh dưỡng. Chỉ số
EC cao thì sự hấp thu nước của cây diễn ra nhanh hơn khoáng chất hậu quả là nồng
độ dinh dưỡng trong môi trường tăng cao sẽ gây ngộ độc cho cây vì vậy phải châm
thêm nước vào môi trường. Ngược lại chỉ số EC thấp, cây sẽ hấp thu khoáng nhiều
hơn hấp thụ nước và do đó cần phải bổ sung khoáng vào môi trường.
Theo Winsor và ctv (1979) thì giá trò EC trong khoảng 2 – 4 ms/cm là thích hợp
cho cây trồng. Cây cà chua còn nhỏ có thể sử dụng EC cao hơn trong điều kiện ánh
sáng thấp.
Giá trò EC phụ thuộc vào nguồn nước. Độ tinh sạch của nguồn nước, thông
thường nguồn nước có chứa hàm lượng Calcium cao thì có EC cao.
- 9 -
pH ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của cây. Nếu PH
cao sẽ giảm khả năng hấp thụ Fe, Mn, Cu, Zn, P. Còn pH quá thấp sẽ làm giảm
khả năng hấp thụ K, S, Ca, Mg. Vì vậy mỗi cây đều có một khoảng pH thích hợp
cho sự phát triển. pH chung thích hợp cho cây phát triển là 5,5 – 6,5.
2.3.6 Sự phát triển của tảo trong hệ thống thuỷ canh
Trong hệ thống thuỷ canh thì tảo rất hay xuất hiện đây là nguyên nhân cạnh
tranh chất dinh dưỡng của cây và cả nguồn oxygen. Trái với những suy nghó,
thường tảo không gây hại cho cây trồng, ngoại trừ trường hợp hiếm khi xảy ra. Như
khi bò tồn đọng nước thì khi đó tảo là nơi ẩn nấp của bệnh dòch và sâu bọ
Tảo cần hai yếu tố để phát triển mạnh là oxy và ánh sáng. Nếu một trong hai
yếu tố không tồn tại thì tảo không phát triển được. Vì vậy phương pháp tốt nhất để
không cho tảo mọc là che những thùng chứa chất dinh dưỡng bằng nắp đậy, lau
sạch dụng cụ bằng clo lỏng, hay các chất sát trùng thông thường trong nhà.
2.4 Bệnh và quản lý bệnh trong hệ thống thuỷ canh
Các cây trồng trong hệ thống thuỷ canh hay nông nghiệp truyền thống đều là
đích lựa chọn của các bệnh và côn trùng gây hại bỡi vì các loại cây trồng này có
rất thấp các độc tố tự nhiên để chống lại bệnh và côn trùng.
Trong trồng thuỷ canh bệnh và côn trùng gây hại vẫn là một vấn đề nghiêm trọng
nhất. Mặt dù không sử dụng đất, trong khi đúng nhiều bệnh và côn trùng có nguồn
gốc từ đất. Cũng có nhiều bệnh có nguồn gốc từ nước và không khí. Những bệnh
này có khi ảnh hưởng rất dữ dội với cây trồng thuỷ canh.
2.4.1 Các bệnh thường gặp trong trồng thuỷ canh
Các bệnh thường gặp trong trồng thuỷ canh cũng là các bệnh thường gặp trong
trồng đất truyền thống. Nguyên nhân gây bệnh thường là do nấm, vi khuẩn và
virut. Các tác nhân này có nguồn gốc từ đất, nước và không khí.
- 10 -
Các hạt giống ở giai đoạn nảy mần thường bò tấn công và giết chết bỡi bệnh
chết rạp, tác nhân gây bệnh thường là nấm Pythium spp, Rhizoctonia spp, Pyranium
spp
Bệnh thối lá trên cây bắp cải thường gây ra bỡi nấm Rhizoctonia solani, nấm này
rất ưa điều kiện môi trường ẩm ướt
Caâm1 vi khuẩn gây bệnh héo xanh, bệnh thối mục, và bệnh đốm nguyên nhân
thường là do các vi khuẩn như Pseudomonas spp, Xanthomonas spp, và Eriwinia
cũng thường xuất hiện trong trồng thuỷ canh.
Theo Van Peer và Schippers (1989), kết luận rằng vi khuẩn Pseudomonas dòng
độc gây ức chế sự sinh trưởng của cây có thể phát triển dễ dàng trên hệ thống thuỷ
canh.
Theo Ho (1985), bệnh thối rữa của cây bắp cải nguyên nhân bỡi Eriwinia
carotovora, là bệnh đặt biệt nguy hiểm thường phá huỷ hoàn toàn đầu bắp cải và
bệnh tàn lụi và thối đen nguyên nhân bỡi Xanthomonas campestris thường phá huỷ
bẹ lá trưởng thành và đầu bắp cải là thường xảy ra trong hệ thống thuỷ canh.
Theo Ho (1988), bệnh héo xanh nguyên nhân bởi Pseudomonas solanacearum, là
một bệnh đặc biệt nghiêm trọng trên cây cà chua, thường giết chết cây cà chua
hoàn toàn một cách nhanh chóng trong cả trồng đất truyền thống và trồng thuỷ
canh.
2.4.2 Quản lý bệnh trong trồng thuỷ canh
Có nhiều cách để quản lý bệnh trong hệ thống thủy canh tuỳ theo hoàn cảnh mà
chúng ta dùng các phương pháp khác nhau.
2.4.2.1 Quản lý bệnh trước khi có bệnh xảy ra
Chọn lọc hạt giống: các hạt giống được chọn phải có chất lượng tốt, được bảo
quản tốt, và được sử lý thích hợp với các thuốc diệt nấm có hiệu quả trước khi sử
dụng. Thường sử lý hạt bằng thuốc diệt nấm thiram hoặc captan với tỷ lệ 3g trên
100g hạt giống.
- 11 -
Quản lý nguồn nước : nguồn nước sử dụng là rất quan trọng, có thể sử dụng
nhiều nguồn nước khác nhau tuy nhiên thường sử dụng nguồn nước máy đã khử
chlorin, nguồn nước này thường sạch không có vi khuẩn gây bệnh.
Khử trùng các dụng cụ trồng trong hệ thống thủy canh: các dụng cụ này thường
bò nhiễm nhiều mầm bệnh khi sử dụng nhiều lần nếu không được vệ sinh cẩn thận
và kỹ càn trước khi sử dụng thì có thể nó cũng là một nguyên nhân gây bệnh cho
cây trồng trong hệ thống thuỷ canh. Các dụng cụ này thường được khử trùng bằng
formalin, methyl bromide, sodium hypochlorite.
2.4.2.1 Quản lý bệnh khi có bệnh xảy ra
Theo Vanachter và ctv (1983), có thể kiểm soát tốt bệnh chết rễ của cây trồng
trong hệ thống thủy canh bằng Metalaxyl sử dụng trong khoảng nồng độ 0 – 40
mg/l. Khi sử dụng với nồng độ 10 mg/l sử dụng 3 lần sau khoảng thời gian lập lại
là 3 tuần và phân tích trái cà chua cho thấy Metalaxyl có trong quả cà chua là
khoảng 0,09 – 0,42 ppm (trung bình khoảng 0,19 ppm) với nồng độ này thì không
chứng tỏ là nó có thể gây độc cho cơ thể người sử dụng hay không.
Theo Gold và Stanghhelien (1984), sử dụng Metalaxyl mức 5 mg/l kiểm soát
hiệu quả pythium spp gây chết rễ ở cây dền.
Theo Rouchaud và ctv (1988), ghi nhận furalaxyl đã được sử dụng rộng rãi như
một thuốc diệt nấm cho cây cà chua trồng không đất.
Theo Ho (1988), thuốc diệt vi khuẩn không có hiệu quả trong việc kiểm soát các
bệnh vi khuẩn.
Theo Toyoda và ctv (1991 và 1997), Matsuda và ctv (1993), đã chọn lọc được
một số chất cho việc kiểm soát bệnh vi khuẩn ở vùng rễ. Như 3 –(3 - Indolyl)
butanoic acid có khả năng ngăn chặn vi khuẩn gây bệnh héo xanh.
- 12 -
2.5 Một số phương pháp trồng thuỷ canh và tình hình trồng thủy canh
2.5.1 Một số phương pháp trồng thủy canh
Có nhiều phương pháp dùng trồng thủy canh nhưng hiện nay người ta chủ yếu sử
dụng 3 hệ thống thủy canh.
2.5.1.1 Hệ thống thủy canh khôâng hồi lưu
Là hệ thống thuỷ canh trong đó dung dòch được đặt trong một hộp xốp hoặc các
vật liệu cách nhiệt, có hoặc không có sử dung hệ thống sục khí trong dung dòch. Hệ
thống này thích hợp với quy mô hộ gia đình, sản xuất nhỏ, ở những nước kém phát
triển vì chi phi ban đầu thấp, dễ sử dụng và tiện lợi trong di chuyển. Ở Việt Nam
hiện nay đang sử dụng hệ thống này.
2.5.1.2 Hệ thống thuỷ canh hồi lưu
Hệ thống này hoạt động theo cơ chế là dung dòch chứa trong các hồ chứa và sử
dụng bơm để đưa dung dòch đi đến bộ rễ của cây và sau đó bơm dung dòch dinh
dưỡng tuần hoàn lại hồ. Tốc độ bơm và các thông số khác như độ dẫn điện (EC) và
pH đựơc điều chỉnh l ở hồ chứa và sau đó tiếp tục bơm tuần hoàn lại. Phương
pháp này có hiệu quả kinh tế cao hơn, nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao,
phù hợp với qui mô sản xuất lớn.
2.5.1.3 Hệ thống khí canh
Là hệ thống giúp cho hệ rễ phát triển tốt hơn. Là hệ thống cải tiến, rễ cây không
trực tiếp nhúng vào dung dòch dinh dưỡng mà phải qua hệ thống bơm phun đònh kỳ.
Bộ rễ được hô hấp tối đa. Hệ thống này thích hợp cho trồng rau và hoa thương
phẩm, có thể trồng trái vụ. Bất lợi của hệ thống này là phải có điện liên tục máy
bơm bò hư hỏng hay cúp điện thì không đủ dung dòch dinh dưỡng cung cấp cho cây.
2.5.2 Tình hình thuỷ canh ở Vòêt Nam
Năm 1993 Lê Đình Lương (GS – khoa sinh – ĐHQGHN) cùng hợp tác với tổ
chức R D ( Hồng Kông ), đã nghiên cứu và chuyển giao công nghệ trồng thuỷ
canh.
- 13 -
Tháng 10 năm 1995 đã phổ biến ở Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, Côn Đảo, ở
các sở công nghệ của một số tỉnh thành, phân viện công nghệ sau thu hoạch. Thiết
kế và sản xuất vật liệu cho hệ thống thủy canh và trồng các loại cây khác nhau.
Tuy nhiên kỹ thuật thủy canh này còn rất mới mẻ so với tập quán sản xuất của
nông dân Việt Nam, đồng thời đất đai sau thu hoạch các vụ chính còn nông nhàn
nên nông dân sản xuất trên các vùng đất đó cho nên đến hiện nay việc trồng thủy
canh các loại cây vẫn chưa được phổ biến và nó chỉ thu hẹp ở mức độ kinh tế hộ
gia đình, một số hộ sản xuất nhỏ, chỉ có một vài cơ sở sản xuất lớn như công ty
trồng rau sạch ở Vónh Phúc. Còn lại ở các hộ tự trồng và tiêu thụ.
2.6 Các kỹ thuật chẩn đoán bệnh héo xanh
2.6.1 Phương pháp nuôi cấy trên môi trường nhân tạo
Đây là phương pháp truyền thống được sử dụng rộng rãi vì đơn giản, ít tốn kém,
tuy vậy thời gian tương đối dài. Trên môi trường thạch, khoai tây, agar, peptone.
Khuẩn lạc có dạng hình tròn, ướt, màu trắng kem. Trên môi trường TZC (Kelman,
1954) khuẩn lạc có rìa ngoài màu trắng kem, ở giữa màu hồng. Trên môi trường
TTC các khuẩn lạc vi khuẩn R. solanacearum thường mọc sau 4 – 5 ngày nuôi cấy
trong khi đó các khuẩn lạc khác thường bò ức chế (Shurfleff, 1997).
2.6.2 Phương pháp huyết thanh
Phương pháp này không đòi hỏi những trang thiết bò tinh vi, phức tạp, chi phí
cũng không quá cao mà chỉ cần một trình độ thao tác tương đối, tuy vậy phương
pháp này không đặt hiệu (Hoàng Hoa Long, 2002).
2.6.3 Phương pháp chủng trên ký chủ
Phương pháp này đơn giản, ít tốn kém nhưng đòi hỏi tốn nhiều thời gian.
2.6.4 Phương pháp lai phân tử
Phương pháp này tính chính sác cao tuy vậy đòi hỏi trang thiết bò tinh vi, thao tác
hoàn hảo, tốn nhiều chi phí.
- 14 -
2.6.5 Phương pháp PCR ( polymerase Chain Reaction)
PCR là phản ứng tổng hợp dây chuyền nhờ emzyme polymerase còn gọi là kỹ
thuật tạo dòng DNA in vitro, phương pháp này cho phép khuếch đại số lượng lớn
một đoạn DNA đặc trưng lên hàng triệu lần. PCR được thực hiện dựa trên cơ sở
phản ứng sinh tổng hợp DNA theo 3 trình tự.
Biến tính DNA sợi đôi thành sợi đơn (denature).
Phản ứng của primer gắn vào đầu dây chuỗi mã đối xứng trên chuỗi mã.
Kéo dài sợi mới nhờ primer (extension).
Phản ứng này được thực hiện nhờ polymerase và sự thay đổi chu kỳ nhiệt một
cách hợp lý.
Hiện nay phương pháp này được xem như là một công cụ khá hữu hiệu trong
việc nghiên cứu bệnh cây.
2.7 Tình hình nghiên cứu bệnh héo xanh do vi khuẩn R. solanacearum
Toyota và các cộng sự đã khảo sát ảnh hưởng của thuốc diệt nấm 3 – (3 –
indolyl) butanoic acid (IBA) lên việc kiểm soát bệnh héo xanh do vi khuẩn
Ralstonia solanacearum. Trong thí nghiệm nay ông ấy đã trồng cây cà chua trong
hệ thống thuỷ canh hồi lưu với vận tốc dòng hồi lưu là 2l/s, môi trường dinh dưỡng
của Yamazaki được sử dụng, có pH trong khoảng 6.0 – 6.5, và EC 2.1 – 2.5ms/cm).
Cây cà chua được trồng trong hệ thống này 14 ngày trong nhà lùi có môi trường
khiểm soát là 28
o
C. sau đó sử dụng vi khuẩn Ralstonia solanacearum ở dạng dòch
huyền phù để chủng bệnh. phương pháp chủng bệnh theo Dogo và ctv (1997). Theo
phương pháp này dòch hền phù được pha đều với dung dòch dinh dưỡng, mật số
cuối cùng là 10
8
cfu/ml, và sau đó thêm vào hợp chất kháng khuẩn (IBA) với nồng
độ cuối là 10ug/ml, giữ nồng độ đó suốt 2 tuần. Và theo dõi kết quả.
Cũng Toyota và các cộng sự đã nghiên cứu sự tổn thương của các giống cà
chua thương mại trồng trong hệ thống thuỷ canh đối với vi khuẩn gây bệnh héo
xanh Ralstonia solanacearum. Trong thí nghiệm nay ông ấy đã trồng cây cà chua
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét