Tài liệu Sử dụng phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt trồng rau cải xanh (brassica juncea l.)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN TRƯƠNG HOÀI PHONG Luận văn tốt nghiệp Đại học Chuyên ngành Khoa học Môi trường SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ BÙN CỐNG SINH HOẠT TRỒNG RAU CẢI XANH (Brassica juncea L.) Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. BÙI THỊ NGA Cần Thơ, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN TRƯƠNG HOÀI PHONG Luận văn tốt nghiệp Đại học Chuyên ngành Khoa học Môi trường SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ BÙN CỐNG SINH HOẠT TRỒNG RAU CẢI XANH (Brassica juncea L.) Cán bộ hướng dẫn: PGs. TS. BÙI THỊ NGA Cần Thơ, 2014 PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG Luận văn tốt nghiệp kèm theo đây, với tựa đề “Sử dụng phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt trồng rau cải xanh (Brassica juncea L.)”, do Trương Hoài Phong thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm đề luận văn tốt nghiệp thông qua. Thành viên của hội đồng TS. Ngô Thụy Diễm Trang Ths. Trần Sỹ Nam PGs. TS. Bùi Thị Nga i LỜI CẢM TẠ Để có thể hoàn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp của mình. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Quý Thầy, Cô, anh, chị Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt, em xin cám ơn đến cô Bùi Thị Nga đã tận tâm hướng dẫn, chỉ dạy cho em những kiến thức vô cùng quý giá để có thể hoàn thành tốt đề tài luận văn của mình. Con xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình bác Văn Nhịn, ấp Nhơn Lộc, thị trấn Một Ngàn, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang đã tạo điều kiện vô cùng thuận lợi và giúp đỡ con trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân và tất cả bạn bè đã động viên, chia sẻ, hỗ trợ và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập trên giảng đường và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2014 Sinh viên thực hiện Trương Hoài Phong ii TÓM TẮT Đề tài “Sử dụng phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt trồng cải xanh (Brassica juncea L.)” được thực hiện tại huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang từ tháng 07/2014 đến tháng 12/2014 với các mục tiêu: (i) Đánh giá tăng trưởng của cải xanh ở các nghiệm thức phân khác nhau nhằm tìm ra nghiệm thức phân thích hợp; (ii) Đánh giá chất lượng rau được trồng từ phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt theo quy định tại QCVN 08-3:2012/BYT và Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn. Kết quả thí nghiệm cho thấy, nghiệm thức bón phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt kết hợp với phân hóa học trồng cải xanh cho năng suất tương đương so với nghiệm thức bón hoàn toàn phân hóa học; năng suất cải xanh dao động trong khoảng 1,7 - 2,6 kg/m2. Chỉ tiêu về Escherichia coli (1,5.102 - 5,5.102 CFU/g) đạt mức cho phép QCVN 08-3:2012/BYT, hàm lượng nitrate (96,55 – 292,65 mg/kg) đạt ngưỡng an toàn theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Bón phân hóa học kết hợp với phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt với liều lượng 3,75g Urê + 6,0g Supe lân + 2,25g KCl/m2 + 1,2kg phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt/m2 giúp tăng năng suất cải xanh và tiết giảm 75% lượng phân hóa học. Từ khóa: cải xanh, Escherichia coli, nitrate trong rau, năng suất, phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt, phân hóa học. iii MỤC LỤC Trang Phê duyệt của hội đồng ............................................................................................. i Lời cảm tạ................................................................................................................. ii Tóm tắt .................................................................................................................... iii Danh mục từ viết tắt ................................................................................................ vi Danh sách hình ....................................................................................................... vii Danh sách bảng ...................................................................................................... vii CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................... 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................... 3 2.1 Sơ lược về địa điểm nghiên cứu .................................................................................. 3 2.2 Phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt .................................................................................. 4 2.3 Các công trình nghiên cứu có liên quan ...................................................................... 4 2.4 Giới thiệu rau cải xanh ................................................................................................ 6 2.4.1 Nguồn gốc ............................................................................................................ 6 2.4.2 Đặc tính thực vật................................................................................................... 7 2.4.3 Đặc điểm sinh học ................................................................................................ 7 2.4.4 Dinh dưỡng ........................................................................................................... 7 2.4.5 Yêu cầu ngoại cảnh rau cải xanh .......................................................................... 7 2.4.6 Kỹ thuật canh tác cải xanh.................................................................................... 8 2.5 Vai trò của phân hóa học đối với cây rau .................................................................... 9 2.5.1 Vai trò của phân đạm ............................................................................................ 9 2.5.2 Vai trò của phân lân ............................................................................................ 10 2.5.3 Vai trò của phân kali........................................................................................... 10 2.6 Hàm lượng nitrate trong rau ...................................................................................... 10 2.7 Escherichia coli ......................................................................................................... 11 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 12 3.1 Thời gian và địa điểm ................................................................................................ 12 3.2 Phương tiện nghiên cứu ............................................................................................. 12 3.2.1 Vật liệu và dụng cụ trồng rau ............................................................................. 12 3.3 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 12 3.3.1 Chuẩn bị đất ........................................................................................................ 12 3.3.2 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................. 12 iv 3.3.3 Thời điểm bón phân và cách bón phân cho 3 nghiệm thức ................................ 13 3.3.4 Phương pháp theo dõi và lấy mẫu thí nghiệm .................................................... 14 3.3.5 Phương pháp phân tích mẫu ............................................................................... 15 3.3.6 Phương pháp xử lí số liệu ................................................................................... 16 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN .............................................................. 17 4.1 Sự tăng trưởng rau cải xanh....................................................................................... 17 4.1.1 Số lá .................................................................................................................... 17 4.1.2 Chiều dài lá ......................................................................................................... 17 4.1.3 Chiều rộng lá ...................................................................................................... 18 4.1.4 Mật độ cải xanh (cây/m2).................................................................................... 19 4.1.5 Năng suất (kg/m2) ............................................................................................... 20 4.1.6 Dư lượng nitrate (NO3-) trong cải xanh .............................................................. 21 4.1.7 Escherichia coli trong rau cải xanh .................................................................... 22 4.1.8 Hiệu quả kinh tế.................................................................................................. 22 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 25 5.1 Kết luận...................................................................................................................... 25 5.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 26 PHỤ LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BNN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn CFU Colony Forming Units ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long HCVS Phân hữu cơ – vi sinh NSKG Ngày sau khi gieo QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCN Tiêu chuẩn ngành vi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Bản đồ hành chính của tỉnh Hậu Giang ....................................................... 3 Hình 2.2 Cải xanh (Brassica juncea L.) ..................................................................... 6 Hình 4.1 Mật độ trung bình rau cải xanh.................................................................. 20 Hình 4.3 Năng suất rau cải xanh .............................................................................. 21 Hình 4.4 Hàm lượng nitrate rau cải xanh ................................................................. 22 vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Hàm lượng dinh dưỡng trong phân bùn cống sinh hoạt ............................. 4 Bảng 3.1 Liều lượng phân bón cho 3 nghiệm thức (g/m2) ....................................... 14 Bảng 4.2 Diễn biến số lá giữa các nghiệm thức theo thời gian ................................ 17 Bảng 4.3 Diễn biến chiều dài lá giữa các nghiệm thức theo thời gian ..................... 18 Bảng 4.4 Diễn biến chiều rộng lá giữa các nghiệm thức theo thời gian .................. 19 Bảng 4.5 Tỷ suất lợi nhuận của cải xanh .................................................................. 23 Bảng 4.6 Tỷ suất lợi nhuận của cải xanh có sự thay đổi về giá sản phẩm ............... 23 viii CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU Bùn cống sinh hoạt là một vấn đề nan giải đối với môi trường và xã hội, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển. Bùn cống sinh hoạt gây ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước; làm mất vẻ mỹ quan đô thị, gây nhiều bệnh tật và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người (Trung tâm đào tạo ngành nước, 2005). Vấn đề đặt ra cho công tác quản lí bùn cống sinh hoạt không chỉ hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường mà còn cần phát huy tối đa những lợi ích từ bùn cống sinh hoạt do bởi khả năng hữu dụng của bùn thải như chế tạo thành phân bón cho cây trồng, cải tạo đất trồngvà ủ phân compost. Nghiên cứu của Võ Quốc Bảo (2010) về việc sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ rễ lục bình kết hợp nguồn chất thải hữu cơ khác và hiệu quả trên cây trồng; tận dụng chất thải ao nuôi cá tra và xác bã thực vật để sản xuất phân hữu cơ - vi sinh bón cho một số rau củ tại Cần Thơ (Phan Văn Lập, 2009); nghiên cứu về quy trình xử lí bùn thải đáy ao nuôi cá tra thâm canh bằng trùn Peryonyx excavatus để sản xuất phân hữu cơ (Trần Dương Xuân Vĩnh, 2009). Tuy nhiên việc nghiên cứu sử dụng phân hữu cơ từ bùn cống sinh hoạt để trồng hoa màu vẫn còn hạn chế. Ngày nay, quá trình sản xuất rau sử dụng nhiều phân bón, chất kích thích sinh trưởng, thuốc bảo vệ thực vật không chỉ gây ô nhiễm môi trường canh tác mà còn làm rau bị nhiễm bẩn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người sử dụng (Phan Thị Thu Hằng, 2008). Trong số các loại rau thì cải xanh được trồng nhiều, sản lượng lớn, được sử dụng trong bữa ăn. Do vậy dễ ảnh hưởng đến người tiêu dùng nếu rau bị nhiễm bẩn. Từ những vấn đề trên, đề tài: “Sử dụng phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt trồng rau cải xanh (Brassica juncea L.)” đã được thực hiện. Mục tiêu tổng quát Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt đến năng suất rau cải xanh nhằm góp phần hạn chế sử dụng phân hóa học và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Mục tiêu cụ thể Đánh giá khả năng tăng trưởng của cải xanh ở các nghiệm thức phân khác nhau nhằm tìm ra nghiệm thức phân thích hợp. Nội dung nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm trồng rau cải xanh với 3 nghiệm thức phân bón khác nhau. - Khảo sát sự tăng trưởng của rau cải xanh định kỳ (5 ngày/lần) và đánh giá năng suất rau cải xanh sau thu hoạch. - Đánh giá chất lượng rau (Escherichia coli và nitrate) được trồng từ phân hữu cơ bùn thải có đạt yêu cầu về Escherichia coli theo quy định tại QCVN 08- 1 3:2012/BYT và dư lượng nitrate theo quy định tại Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN về việc quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, quả và chè an toàn. - Tính toán lợi nhuận thu được. 2 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Sơ lược về địa điểm nghiên cứu Huyện Châu Thành A nằm ở phía bắc của tỉnh Hậu Giang, phía bắc giáp thành phố Cần Thơ, phía nam giáp huyện Phụng Hiệp, phía tây giáp thành phố Cần Thơ, tỉnh Kiên Giang và huyện Vị Thủy, phía đông giáp huyện Châu Thành. Diện tích huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang khoảng 156,62km2 với đặc điểm là huyện thuần nông, thế mạnh của huyện trong các năm qua vẫn là sản xuất nông nghiệp. Với đất đai màu mỡ, đặc trưng cho vùng đồng bằng được bồi đắp hàng năm bởi phù sa sông Mêkông. Hệ thống sông rạch chằng chịt, trong nội đồng có hệ thống kinh thủy lợi lớn, nhỏ phục vụ sản xuất, nguồn nước ngọt quanh năm rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, sản xuất kinh doanh. Ghi chú: khu vực bố trí thí nghiệm. Hình 2.1 Bản đồ hành chính của tỉnh Hậu Giang (Nguồn: http://www.cpv.org.vn), truy cập ngày 04/12/2014 Khí hậu: mang đặc điểm khí hậu của trung tâm vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với hai mùa rõ rệt; mùa mưa từ tháng 05 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 04 năm sau. Nhiệt độ: nhiệt độ tương đối cao và ổn định, dao động từ 27,0 0C – 28,00C; trung bình 27,60C. Biên độ dao động nhiệt giữa các ngày và các tháng không lớn. Nhiệt độ cao nhất là 300C vào tháng 05 và thấp nhất là 260C vào tháng 01. Lượng mưa và độ ẩm không khí: tổng lượng mưa/năm đạt khoảng 1309,8mm, 92,5% lượng mưa tập trung từ tháng 05 đến tháng 11, các tháng còn lại chiếm 7,5%. 3 Đặc biệt tháng 2 hầu như không có mưa. Lượng mưa lớn nhất vào các tháng 10 và 11 từ 265,4mm – 204mm. (Niên giám thống kê huyện Châu Thành A, 2013) 2.2 Phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt Phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt là loại phân được ủ từ các nguyên liệu bùn cống sinh hoạt – rơm – phân gà – nấm Trichoderma, thời gian ủ 45 - 60 ngày, có hàm lượng chất dinh dưỡng phù hợp với tiêu chuẩn ngành 10TCN526-2002 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn được trình bày ở Bảng 2.1. Bảng 2.1 Hàm lượng dinh dưỡng trong phân bùn cống sinh hoạt Chỉ tiêu Phân bùn cống sinh hoạt TCN 526-2002 pH TC (%) TN (%) Tỉ lệ C/N TP (%) Lân dễ tiêu (mgP/kg) Kali tổng số (%) Salmonella (CFU/g mẫu) Pb (mg/kg) Cd (mg/kg) 7,13 15,15 2,58 5,87 2,70 1293,8 1,56 0 20,97 0 6,0 - 8,0 ≥13 ≥ 2,5 ≥ 2,5 ≥1,5 0 ≤ 250 ≤ 2,5 Nguồn: Lê Nguyễn Trung Khanh (2013) 2.3 Các công trình nghiên cứu có liên quan Theo nghiên cứu của Trần Kim Cương (2004) trên cải xanh và cải ngọt về hiệu quả của việc bón bổ sung phân hữu cơ sinh học trên nền phân vô cơ trong canh tác cây rau ăn lá an toàn cho thấy bón bổ sung phân hữu cơ sinh học trên nền phân vô cơ ở liều lượng xác định có tác dụng gia tăng hàm lượng đạm tổng số và lượng hữu cơ trong đất, gia tăng trọng lượng cây, năng suất và hiệu quả kinh tế. Nghiên cứu của Cao Ngọc Điệp và Tôn Minh Điền (2006) đã dùng phân hữu cơ – vi sinh thí nghiệm trên rau muống, mồng tơi cho thấy năng suất tương đương nghiệm thức hóa học và rau có hàm lượng nitrate rất thấp. Ngoài ra, thí nghiệm của Tôn Như Ái và Lê Phú Duy (2006) cho thấy năng suất rau muống khi bón 30 tấn phân hữu cơ kết hợp với (50N - 40P2O5 - 20K2O kg/ha) cao hơn khi chỉ sử dụng đơn thuần phân vô cơ (100N - 80P2O5 - 40K2O kg/ha) là 48,3%. Bón phân vi sinh bã bùn mía 7 tấn/ha kết hợp với phân vô cơ theo khuyến cáo (100N - 70P2O5 - 150K2O kg/ha) cho thấy đã cải thiện được năng suất của cải Pố-xôi trồng trên đất đỏ Đà Lạt, tiết kiệm được khoảng 70% lượng phân đạm, 30% lân, 50% kali so với công thức bón phân của nông dân (120N - 100P2O5 - 315K2O kg/ha). 4 Ngoài ra, sử dụng phân hữu cơ giảm dịch bệnh và cải thiện đặc tính lý hóa học đất (Dương Minh Viễn và ctv., 2007). Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Thật (2008) cho thấy bón 10 tấn/ha phân hữu cơ bã bùn mía - Trichoderma kết hợp với 90N - 67,5P2O5 - 15K2O kg/ha (75% phân vô cơ theo khuyến cáo 120N - 90P2O5 - 20K2O kg/ha) làm tăng năng suất rau húng và rau díp cá trên vùng đất Long Tuyền, Cần Thơ. Nghiên cứu của Ngô Quang Vinh (2010) về sử dụng nước xả của các công trình khí sinh học bón cho rau cải xanh và xà lách ở Đồng Nai đã xác định công thức tốt bón cho cải xanh (và cũng tốt cho xà lách) là công thức dùng 20 tấn phân chuồng hoai mục và 45kg N + 50kg P2O5 + 20kg K2O + 2m3 nước xả giúp cây trồng đạt hiệu quả kinh tế cao. Theo Huỳnh Đức Tâm (2010) sử dụng 15 tấn phân hữu cơ hoai mục kết hợp với 60 – 60 – 20 NPK là tốt nhất cho sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng của rau cần nước. Nhưng đối với nghiên cứu của Huỳnh Hồng Hải (2010) thì cho rằng, sử dụng 30 tấn phân hữu cơ hoai mục kết hợp với 60 – 60 – 20 NPK là tốt nhất cho sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng của rau cần nước. Qua đó ta thấy, việc tăng hàm lượng phân hữu cơ không làm tổn hại đến năng suất cây trồng mà còn giúp cải thiện đất tốt hơn. Kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Lưu (2011) về ảnh hưởng của than sinh học và chất thải biogas trong cải tạo đất trồng trên bắp lai DK - 888 và cải bẹ xanh cho thấy sự tăng trưởng mạnh hơn khi kết hợp than sinh học và nước thải biogas vào đất tỷ lệ 6% than sinh học kết hợp với nước thải biogas là tỷ lệ cho kết quả tốt nhất với năng suất đạt 16,6 tấn/ha. Nghiên cứu của Thạch Thị Hồng Loan (2012) về ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh lên sự sinh trưởng và năng suất và chất lượng cải xanh (Brassica juncea L. czernjaew) cho thấy sử dụng phân hữu cơ vi sinh kết hợp phân vô cơ để trồng cải xanh cho năng suất cao, đặc biệt là làm tăng năng suất thương phẩm. Đồng thời giúp tiết kiệm được 45,20% lượng phân đạm vô cơ; 36,36% lượng phân lân vô cơ và 82,74% lượng phân kali vô cơ so với các nghiệm thức chỉ sử dụng đơn thuần phân vô cơ. Ngoài ra nguy cơ ô nhiễm môi trường sẽ được giảm xuống một khi mà các lượng phân bón vô cơ được tiết kiệm sử dụng. Thí nghiệm hiệu quả sử dụng phân hữu cơ – vi sinh (HCVS) lên 3 loại rau ăn lá (rau muống, mồng tơi, cải xanh) của Đỗ Thị Ngọc Châu (2012) trồng trên đất phù sa Sông Hậu, Cờ Đỏ, Cần Thơ cho thấy phân bón hữu cơ – vi sinh góp phần tăng năng suất, tiết kiệm 50% phân bón hóa học đối với rau muống, mồng tơi, cải xanh đem lại năng suất cả 3 loại rau đều tương đương với nghiệm thức bón 100% phân hóa học và dư lượng nitrate trong rau thấp hơn nhiều so với nghiện thức sử dụng 100% phân hóa học và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Ngoài ra, nghiên cứu của Nguyễn Thành Trung (2013) về hiệu quả của phân hữu cơ – vi sinh lên 3 loại rau ăn lá (rau 5 muống, mồng tơi, cải xanh) trồng trên đất phù sa tại huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh cho thấy bón (2 tấn/ha phân HCVS + 50N - 40P2O5 - 20K2O kg/ha) sẽ màu mỡ hơn so với đất không bón phân và đất bón (100 N - 80 P2O5 - 40 K2O kg/ha). Nguyễn Văn Đạt (2013) sử dụng phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt trồng thử nghiệm rau muống (Ipomoea aquatica) và rau xà lách (Lactuca sativa var. Capitata L.) được thực hiện tại Hợp tác xã rau an toàn Long Tuyền. Kết quả thí nghiệm cho thấy, nghiệm thức bón phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt kết hợp với phân NPK 16 – 16 – 8 trồng rau muống và xà lách cho năng suất cao có ý nghĩa so với nghiệm thức bón phân NPK 16 – 16 – 8; năng suất rau trong khoảng 2,77 - 3,35 kg/m2 đối với xà lách và 2,22 - 2,27 kg/m2 đối với rau muống. Các chỉ tiêu về coliform (10,73 - 15,80 CFU/g), hàm lượng nitrate (74,33 - 175,33 mg/kg) đạt ngưỡng an toàn theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Dung trọng và độ xốp của đất ở các nghiệm thức có bón phân hữu cơ đã được cải thiện có ý nghĩa so với nghiệm thức bón phân hóa học. Bón phân hóa học kết hợp với phân hữu cơ bùn cống với liều lượng 0,02kg NPK 16 – 16 – 8/m2 + 1,6kg phân hữu cơ bùn cống sinh hoạt/m2 giúp tăng năng suất rau và cải thiện độ xốp của đất. 2.4 Giới thiệu rau cải xanh Hình 2.2 Cải xanh (Brassica juncea L.) 2.4.1 Nguồn gốc Cải xanh có tên khoa học là Brassica juncea (L). thuộc họ thập tự (Cruciferae), tên tiếng Anh là Leaf mustard. Hiện nay, nguồn gốc của cải xanh vẫn chưa được xác định. Tuy nhiên, trung tâm đa dạng của cải xanh là Trung Á (Trần Khắc Thi và Trần Ngọc Hùng, 2005). 6 2.4.2 Đặc tính thực vật Rễ: có bộ rễ ăn nông, chỉ tập trung chủ yếu trong phần đất màu (Đường Hồng Dật, 2003). Thân: thuộc loại thân thảo. Theo Phạm Hồng Cúc và ctv., (2001) thì cải xanh là loại rau 2 năm vì tính từ khi cây trổ hoa mang trái một lần trong đời nhưng hoàn tất tuổi đời trong 2 năm. Cây cao khoảng 30cm tùy giống (Nguyễn Mạnh Chinh và Phạm Anh Cường, 2007). Lá: dạng lá đơn, phiến lá rộng, vị đắng nhẹ, cuống lá ngắn và có dạng bẹ nhỏ, mép lá hơi nhăn. Lá có từ màu xanh vàng đến xanh đậm. Vì bộ lá khá phát triển và mỏng nên chịu hạn kém và dễ bị sâu bệnh gây hại. Hoa: màu vàng tươi, 4 cánh xếp thành hình chữ thập. Quả: nhỏ, dài, có mỏ ngắn, bên trong chứa nhiều hạt nhỏ. Giống: các giống cải xanh ngon được trồng ở nước ta là: cải xanh lá vàng, cải xanh Vĩnh Tuy, Thanh Mai (Đường Hồng Dật, 2002). Cải xanh để giống dễ dàng trong vụ Đông Xuân từ tháng 10 - 2 dương lịch, vì nông dân có thể tự túc giống. Do cải xanh là cây thụ phấn chéo nên có nhiều dạng hình của thân lá, qua tuyển lựa của nông dân mà giống trồng cũng phong phú, đa dạng ở mỗi địa phương. 2.4.3 Đặc điểm sinh học Thời gian sinh trưởng từ 30 - 40 ngày, lá xanh đậm hình quạt mo, số lá/cây lúc thu hoạch 8 - 12 lá (Trương Đích, 2000). Cải xanh sinh trưởng mạnh, phát triển đồng đều, cây lớn nhanh, màu xanh mượt, dày và đẹp (Trần Khắc Thi và ctv., 2009, Công ty giống cây trồng Trang Nông). 2.4.4 Dinh dưỡng Rau cũng là nguồn cung cấp khẩu phần cân đối trong bữa ăn hàng ngày của con người, nó cung cấp lượng đạm, đường, chất béo rất ít nên không có giá trị năng lượng cao chủ yếu là nguồn bổ sung vitamin và khoáng chất quan trọng cho cơ thể (Trần Văn Lài và Lê Thị Hà, 2002). Theo Trần Thế Tục và Nguyễn Ngọc Kính (2002), trong 100g phần ăn được cho 18kcal, 1,7g protein, 235µg Vitamin A, 51mg Vitamin C. 2.4.5 Yêu cầu ngoại cảnh rau cải xanh Nhiệt độ: ở vùng ôn đới nhiệt độ quyết định thời gian sinh trưởng của cây còn ở vùng nhiệt đới nhiệt độ quan trọng cho sự hô hấp hơn quang hợp. Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự hút nước và dinh dưỡng của cây trong đó nhiệt độ rễ là quan trọng nhất và nhiệt độ này thấp hơn so với nhiệt độ không khí, bề mặt thảm thực vật, phản ứng của cây bị hạn chế ở nhiệt độ thấp và gia tăng ở nhiệt độ cao hơn (Edwards et al., 7 1981). Nhìn chung nhiệt độ trung bình hàng năm ở vùng sản xuất rau không được thấp dưới 150C (Tạ Thu Cúc, 2005). Ánh sáng: ánh sáng là yếu tố quan trọng và cần thiết cho sản xuất rau vì ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong quang hợp của cây, có đến 90 - 95% năng suất cây trồng là do quang hợp. Khi thiếu ánh sáng, cây sinh trưởng khó khăn, hàm lượng diệp lục tố giảm, thịt lá mềm và xốp, gian bào chứa đầy nước, làm giảm khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường (Tạ Thu Cúc, 2005). Thành phần ánh sáng cũng ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển và phẩm chất cây rau. Các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới có bức xạ cao hơn các vùng có khí hậu ôn đới, chính vì vậy mà lượng chất khô cũng cao hơn (Charies, 1997). Cây rau ưa sáng khuếch tán hơn ánh sáng trực tiếp chiếu lên cây. Khi độ cao mặt trời càng thấp thì ánh sáng khuếch tán càng nhiều, vì vậy rau ưa ánh nắng buổi sáng hơn buổi trưa (Phạm Hồng Cúc và ctv., 2001). Trong từng loại rau khác nhau thì yêu cầu cường độ ánh sáng cũng khác nhau. Phần lớn các loại rau thích hợp với ánh sáng có cường độ 20.000 lux - 30.000 lux (Mai Thị Phương Anh và ctv., 1996). Ẩm độ: năng suất rau màu có thể bị giảm ở các mức cao, thấp và stress ẩm độ do sự giảm phân và giảm dài của tế bào trong quá trình phát triển (Edwards et al., 1983). Đa số các loại cây họ cải rất mẫn cảm với hiện tượng ngập úng, khi mực nước trong đất khá cao bộ rễ bị tổn thương (Trần Văn Lài và Lê Thị Hà, 2002). Cải xanh là cây ưa hạn, ưa tưới nhưng cũng không chịu được hạn cũng như ngập úng nên rất dễ ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất, ẩm độ không khí thích hợp cho cây phát triển là 80 - 90% (Trần Khắc Thi và Phạm Mỹ Linh, 2010). Đất và dinh dưỡng: cải xanh có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau nhưng tốt nhất là loại đất thịt thoát nước tốt. Theo Nguyễn Minh Nghĩa (2005), pH thích hợp cho rau là từ 5,0 đến 6,8. 2.4.6 Kỹ thuật canh tác cải xanh Thời vụ: theo Huỳnh Thị Dung và Nguyễn Huy Điềm (2007), các loại cải xanh trồng tốt nhất ở vụ Đông Xuân, năng suất sẽ cao hơn các vụ khác. Tuy nhiên, rau cải xanh có thể trồng quanh năm, mùa nắng nếu đủ nước tưới cây phát triển tốt cho năng suất cao hơn mùa mưa nhưng có nhiều sâu hại cần chú ý phòng trừ (Trần Thị Ba và ctv., 2008). Làm đất, gieo trồng: các loại rau ăn lá như cải xanh có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau, chỉ cần thoát nước tốt là được, do đó luống trồng phải cao ráo và thoáng. Theo Trần Khắc Thi và Trần Ngọc Hùng (2005); Huỳnh Thị Dung và Nguyễn Huy Điềm (2007), khoảng cách cây thích hợp cho cải xanh từ 12 - 15cm. 8 Bón phân, chăm sóc: nguyên tắc bón phân phải cân đối giữa phân hữu cơ, vô cơ và các nguyên tố N, P, K một cách thích hợp. Các rau ăn lá cần có nhiều đạm, nó chính là yếu tố quyết định năng suất rau ăn lá (Tạ Thu Cúc, 2005). Bón lót: toàn bộ phân chuồng + 5kg Urê + 12kg Supe lân + 3kg KCl được rãi trên mặt liếp và xới trộn đều. Bón thúc: phân bón được bón dựa theo sự sinh trưởng của cây, do cải xanh rất ngắn ngày nên chia phân ra nhiều lần tưới sẽ có hiệu quả hơn. Bảng 2.2 Liều lượng phân bón cho rau cải xanh (kg/1.000m2) Ngày sau khi gieo 0 (Bón lót) 10 15 20 25 Tổng Cách bón Urê Rãi Tưới Tưới Tưới Tưới Lượng phân bón (kg/1.000m2) Supe lân KCl Phân chuồng 5 2 4 4 12 4 4 4 15 24 3 1.000 3 3 9 Nguồn: Trần Thị Ba (2010) Nước tưới: theo Phạm Hồng Cúc và ctv., (2001), lượng nước tưới tùy thuộc vào điều kiện đất đai, thời tiết, tuổi cây, đặc tính sinh học, nông học và phương pháp tưới. Nhu cầu nước của cây phụ thuộc vào khả năng hút nước của rễ và khả năng tiêu hao của phần thân lá trên mặt đất (Trịnh Thị Thu Hương, 2001). Cần giữ độ ẩm từ 70 - 80% là thích hợp (Đường Hồng Dật, 2003 và Tạ Thu Cúc, 2005). Quản lý sâu bệnh: đối tượng gây hại chủ yếu trên cải xanh là sâu ăn tạp, sâu tơ và bọ nhảy. Các bệnh chủ yếu như chết cây con (Pythium sp., Rhizoctonia sp.), thối bẹ (Sclerostium rolfsii, Rhizoctonia sp.), thối nhũn (Erwinia carotovora) (Phạm Hồng Cúc và ctv., 2001). Theo Nguyễn Mạnh Chinh (2005), các chế phẩm sinh học BT như Biocin, Delfin và các loại thuốc thảo mộc như Abatin, Vibamec có hiệu quả tốt trong phòng trừ sâu ăn lá. Đối với các bệnh thối nhũn do vi khuẩn, tốt nhất nên nhổ bỏ ngay, nếu thấy có triệu chứng lây lan phải giảm nước tưới và dùng các loại thuốc phòng trị như Kasuran, Benlate C (Mai Văn Quyền và ctv., 1995). Thu hoạch: xác định thời gian thu hoạch có ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất rau ăn lá. Cải xanh có thể thu hoạch sau khi trồng được 30 - 35 ngày, năng suất có thể đạt 25 - 30 tấn/ha (Trịnh Thu Hương, 2003). 2.5 Vai trò của phân hóa học đối với cây rau 2.5.1 Vai trò của phân đạm Đạm rất cần thiết cho cây rau phát triển thân và lá, việc cung cấp đạm đầy đủ đảm bảo sự sinh trưởng mạnh và phẩm chất rau ngon (Phạm Hồng Cúc và ctv., 2001). 9 Trong cây đạm liên kết trong glutamate và glutamine có thể được sử dụng để tổng hợp các hợp chất cao phân tử như Protein. Khi thiếu đạm lá có màu vàng và diện tích phiến lá bị nhỏ (Nguyễn Bảo Vệ và Nguyễn Huy Tài, 2004). Đối với rau ăn lá như: rau cải, rau dền, rau muống thì lượng phân đạm cần sử dụng cao hơn các loại rau khác. Tuy nhiên không nên bón quá nhiều và lại bón chậm vào lúc thu hoạch sẽ làm cây rau sinh trưởng quá mạnh, dễ sâu bệnh và khó bảo quản (Nguyễn Văn Thắng và Trần Khắc Thi, 1996). Nên kết thúc bón phân đạm ở thời điểm 6 - 7 ngày trước khi thu hoạch để đảm bảo rau có mức nitrate ở ngưỡng an toàn cho phép (Nguyễn Thanh Bình, 2001). 2.5.2 Vai trò của phân lân Lân kích thích quá trình tăng số nhánh trên cây, nảy chồi, thúc đẩy ra hoa sớm và nhiều, đặc biệt lân rất cần cho các loại rau ăn củ, quả như: khoai tây, cà rốt, cà chua (Trần Khắc Thi, 2000). Lân có vai trò quan trọng trong đời sống cây trồng là các thành phần trong acid nhân, các enzyme, tham gia vận chuyển năng lượng (Nguyễn Bảo Vệ và Nguyễn Huy Tài, 2004). 2.5.3 Vai trò của phân kali Kali được biết đến như nguyên tố của chất lượng, làm tăng khả năng chống chịu của cây trồng đối với các tác động không có lợi từ bên ngoài, giúp cây ít đổ ngã, tăng khả năng chịu hạn, chịu úng (Nguyễn Bảo Vệ và Nguyễn Huy Tài, 2004). Đối với cây rau cần chú ý cân đối giữa các nguồn đạm, lân và kali để giúp rau tăng năng suất, chất lượng nhất là giúp làm giảm hàm lượng nitrate trong rau (Bùi Cách Tuyến và ctv., 1998; Trần Thị Ba, 2006). 2.6 Hàm lượng nitrate trong rau Theo Ngô Ngọc Hưng (2005) nitrate là một dạng chất đạm hiện diện trong cây rau. Trong một số trường hợp nitrate có thể tích lũy với nồng độ cao trong mô thực vật. Sự có mặt của nitrate trong nông sản sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và dư lượng nitrate trong mô thực vật vượt quá ngưỡng an toàn được xem như là một độc chất. Nitrate lần đầu tiên được phát hiện như là một dạng độc chất tồn dư trong nông sản gây hại đến sức khỏe của con người vào năm 1945 tại Jerusalem, Israel (Bùi Cách Tuyến, 1997). Theo Cao Thị Làn (2011) trên thế giới, trong nhiều thập kỷ qua, nhiều nhà khoa học đã quan tâm đến chất lượng rau xanh, chủ yếu tập trung nghiên cứu dư lượng của các chất trong rau và tác hại của chúng tới sức khỏe người tiêu dùng. Nitrate vào cơ thể ở mức độ bình thường không gây độc, chỉ khi hàm lượng vượt ngưỡng cho phép mới nguy hiểm. Vì thế tổ chức Y tế thế giới khuyến cáo hàm lượng nitrate trong rau không vượt quá 300 mg/kg tươi. Hàm lượng nitrate trong rau cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Nhiều nhà khoa học trên thế giới cho rằng có đến 20 yếu tố 10