NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT KHÍ CANH TRONG NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG TRỌT CÂY CÀ CHUA F1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--------------------
TRƯƠNG THỊ LÀNH
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT KHÍ CANH
TRONG NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG TRỌT CÂY CÀ CHUA F1
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 60.62.01
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. NGUYỄN QUANG THẠCH
HÀ NỘI - 2009
LỜI CAM ĐOAN
- Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả luận văn
Trương Thị Lành
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS.Nguyễn Quang Thạch,
người Thầy đã dẫn dắt, chỉ bảo tận tình từ khi tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp
Đại học cho đến nay. Trong suốt 5 năm qua, Thầy luôn động viên khích lệ và
truyền niềm đam mê nghiên cứu khoa học để tôi vượt qua những khó khăn, thử
thách của nhưng ngày đầu tham gia nghiên cứu khoa học cho đến nay. Một lần
nữa, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Thầy chúc Thầy luôn có một sức khỏe tốt và có
nhiều niềm vui trong công việc cũng như trong cuộc sống.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Công nghệ
Sinh học thực vật và vi sinh, các thầy cô trong Khoa Công nghệ Sinh học, Viện
Sau đại học, Trường Đại học nông nghiệp Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi,

giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn chị Nga, chị Việt, chị Liên, chị Hương,anh
Liêm, bạn Lưu, bạn Giang, gia đình, người thân cùng bạn bè và các anh chị
đồng nghiệp, đã giúp đỡ góp ý kiến cho tôi hoàn thành nghiên cứu này cũng
như sự ủng hộ tạo điều kiện của cơ quan trong thời gian vừa qua.
Tác giả
Trương Thị Lành
ii
MỤC LỤC
Lời cam đoan Error: Reference source not found
Lời cảm ơn Error: Reference source not found
Mục lục Error: Reference source not found
Danh mục các chữ viết tắt Error: Reference source not found
Danh mục bảng Error: Reference source not found
Danh mục hình Error: Reference source not found
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................ii
MỤC LỤC.................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.....................................................vii
DANH MỤC BẢNG...............................................................................viii
DANH MỤC HÌNH...................................................................................ix
1. MỞ ĐẦU.................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..........................................................................................1
1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài..........................................................2
1.2.1 Mục đích..........................................................................................2
1.2.2 Yêu cầu.............................................................................................2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...........................................3
1.3.1 Ý nghĩa khoa học.............................................................................3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn.............................................................................3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU......................................................................4

2.1 Giới thiệu chung về cây cà chua ........................................................4
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố của cà chua ....................................................4
2.1.2 Phân loại cà chua.............................................................................4
Cà chua thuộc họ Cà Solanaceae, chi Lycopersicon, tên khoa học là
Lycopersicon esculentum Mill. Theo tác giả Breznhev.D (1964)
Lycopersicon gồm 3 loài: 1. L. Esculentum, L. Peruvianum Mill, L.
Hirsutum Humb. Et. Bonplrezh.................................................................4
iii
- Loài L. Esculentum chia thành 3 loài phụ: SSp. Spontanneum Brezh,
SSp. Subspontaneaum, SSp. Cultum.........................................................4
- Loài L. Peruvianum Mill. Loài này có nhiều dạng trong đó cà dạng dại
và bán dại được sử dụng nhiều làm vật liệu chọn giống...........................4
- Loài L. Hirsutum Humb. Et. Bonpl. Có một vài tính trạng có ý nghĩa
trong chọn giống, , các cơ quan sinh trưởng phủ một lớp lông tơ.............4
2.1.3 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua...............................5
2.1.4 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh...................5
2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cà chua trên thế giới...................10
2.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cà chua ở Việt Nam....................12
2.4 Tình hình nghiên cứu công nghệ thủy canh, khí canh trên thế giới: 13
2.4.3 Ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân giống cây trồng..........15
2.5 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật thủy canh, khí canh ở Việt Nam.....20
2.5.1 Hiện trạng ứng dụng công nghệ cao trong ngành sản xuất rau ở
Việt Nam hiện nay...................................................................................20
2.5.2 Một số thành tựu trong nghiên cứu kỹ thuật thủy canh, khí canh ở
Việt Nam.................................................................................................22
3. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU.............................................................................24
3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm nghiên cứu.........................................24
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu.....................................................................24
3.1.2 Vật liệu nghiên cứu.......................................................................25

3.1.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu:................................................25
3.2 Nội dung nghiên cứu........................................................................25
3.2.1 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật khí canh trong nhân giống cây cà
chua ........................................................................................................25
3.2.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng
của cây giống nhân ra bằng phương pháp khí canh ...............................26
3.2.3 Đánh giá khả năng trồng cây cà chua trong vụ hè bằng kỹ thuật
khí canh có sử dụng hệ thống làm mát dung dịch dinh dưỡng...............26
3.2.4 Bước đầu đánh giá hiệu quả kinh tế của giải pháp khí canh trong
sản xuất giống và trồng cà chua trái vụ...................................................27
3.3 Phương pháp nghiên cứu..................................................................27
3.3.1 Các phương pháp sử dụng trong thí nghiệm.................................27
3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm......................................................27
iv
3.3.3 Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng
của cây giống nhân ra bằng phương pháp khí canh ...............................31
3.3.4 Đánh giá khả năng trồng cây cà chua trong vụ hè bằng kỹ thuật
khí canh có sử dụng hệ thống làm mát dung dịch dinh dưỡng...............32
3.4 Các chỉ tiêu theo dõi.........................................................................33
3.5 Phương pháp xử lý số liệu: ...............................................................34
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................34
4.1 Các nghiên cứu về ứng dụng kỹ thuật khí canh trong nhân giống cà
chua................................................................................................35
4.1.1 So sánh khả năng nhân giống cà chua bằng phương pháp giâm
ngọn trên các nền trồng khác nhau..........................................................35
4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hệ số
nhân giống cà chua bằng phương pháp khí canh....................................39
4.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch đến hệ số nhân giống cà
chua bằng phương pháp khí canh............................................................40
4.1.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của EC dung dịch đến hệ số

nhân giống cà chua bằng phương pháp khí canh.....................................41
4.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nghỉ phun dinh dưỡng đến hệ
số nhân giống cà chua bằng kỹ thuật khí canh........................................43
4.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của α- NAA đến sự ra rễ và chất lượng rễ
của ngọn giâm cà chua ..........................................................................44
4.1.7 Nghiên cứu ảnh hưởng của IAA đến sự ra rễ và chất lượng rễ của
ngọn giâm cà chua ..................................................................................45
4.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng
của cây giống nhân ra bằng phương pháp khí canh ......................47
4.2.1 Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây nhân
bằng khí canh qua các đợt chồi khác nhau .............................................47
4.2.3 : So sánh sinh trưởng phát triển, năng suất, chất lượng cây cà chua
có nguồn gốc nhân giống khác nhau (cây in vitro, cây từ hạt, cây nhân từ
khí canh)..................................................................................................49
4.3 Đánh giá khả năng trồng cây cà chua trong vụ xuân hè bằng kỹ thuật
khí canh có sử dụng hệ thống làm mát dung dịch dinh dưỡng .....56
4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch trong bồn khí canh
đến sinh trưởng, phát triển, năng suất chất lượng của cây cà chua trong
vụ xuân hè...............................................................................................56
v
4.4 Bước đầu hiệu quả kinh tế của giải pháp khí canh trong sản xuất cây
giống và trồng cà chua trái vụ........................................................64
4.4.1 Bước đầu xác định giá thành cây giống sản xuất ra bằng kỹ thuật
khí canh...................................................................................................64
4.4.3 Hiệu quả trồng cà chua vụ xuân hè bằng kỹ thuật khí canh có sử
dụng hệ thống làm mát dung dịch dung dịch dinh dưỡng.......................65
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..................................................................66
5.1 Kết luận.............................................................................................66
5.2 Đề nghị.............................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................69

PHỤ LỤC..................................................................................................76
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TG Thời gian
TS Tổng số
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
FAO Tổ chức nông lương thế giới
WTO tổ chức y tế thế giới

vii
DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang

viii
DANH MỤC HÌNH
STT Tên hình Trang
ix
1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cây cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) là một trong
những loại rau ăn quả phổ biến và được trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế
giới, chiếm vị trí thứ hai sau khoai tây. Cà chua là cây rau ăn quả rất được ưa
chuộng bởi giá trị dinh dưỡng cao và có mặt rất nhiều loại chất khoáng và
vitamin quan trọng (Tạ Thu Cúc, 2006)[4].
Diện tích trồng cà chua ở nước ta ngày càng tăng: năm
2000 là 13.729 ha, năm 2005 là 23.566 ha[32]. Nhu cầu về giống ngày càng
tăng đặc biệt là các giống cà chua lai F1 có các ưu điểm vượt trội về năng suất
mà các giống thuần khó có thể đạt được.
Trong những năm gần đây, sản xuất nông nghiệp ở nước
ta đã có những bước chuyển biến đáng kể. Điển hình là việc áp dụng công

nghệ cao trong sản xuất cà chua tại Lâm Đồng đạt năng suất 180- 200
tấn/ha/vụ[60], kết quả nghiên cứu công nghệ trồng cà chua không dùng đất tại
Gia Lâm - Hà Nội của PGS.TS.Hồ Hữu An đạt năng suất 32- 105
tấn/ha/vụ[1]. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ này trên bình diện cả nước
còn nhiều bất cập như vấn đề cung ứng vật tư đầu vào mà trước tiên là vấn đề
cung ứng về giống[60].
Các giống cà chua lai F1 chuyên dụng để trồng trong nhà
kính (chịu được nhiệt độ, ẩm độ cao, cường độ ánh sáng giảm, thụ phấn
không phụ thuộc vào gió, côn trùng…). Các giống này, Việt Nam chưa sản
xuất được phải nhập hạt giống từ Israel, Hà Lan. Giống cà chua F1 đặc biệt
các giống chuyên dụng trồng trong nhà kính của Hà Lan có giá thành rất cao
(2.500 - 3.000 đồng/hạt)[3].
Theo khuyến cáo của các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ
1
(Stoner, 1989) có thể sử dụng hệ thống nhân nhanh bằng khí canh để nhân
giống và trồng trọt cây cà chua F1. Trong những năm qua, Viện Sinh học
Nông nghiệp- Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu
ứng dụng công nghệ khí canh để nhân giống và sản xuất củ giống khoai tây
sạch bệnh và bước đầu đã cho những kết quả khả quan: Hệ số nhân giống đạt
từ 8- 11 lần/tháng cao hơn 4- 5 lần so với nhân bằng thủy canh.
Việc nhân giống và trồng trọt cà chua F1 bằng công nghệ
khí canh là vấn đề hoàn toàn mới mẻ chưa được tiến hành ở Việt Nam. Đáp
ứng yêu cầu bức xúc của thực tiễn sản xuất, với mong muốn có thể áp dụng
công nghệ khí canh trong sản xuất cây giống và trồng trọt cà chua chúng tôi
tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật khí canh trong nhân giống và trồng
trọt cây cà chua F1”
1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích
Đánh giá khả năng ứng dụng kỹ thuật khí canh trong nhân giống và trồng

trọt cây cà chua F1. Nghiên cứu được các khâu quan trọng của quy trình nhân
giống cà chua bằng công nghệ khí canh. Tìm hiểu giải pháp trồng cà chua
trong vụ hè bằng kỹ thuật khí canh.
1.2.2 Yêu cầu
- Xác định được khả năng ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân
giống cà chua F1.
- Xác định được hệ số nhân giống của cây cà chua bằng phương pháp
khí canh.
- Xác định được các thông số kỹ thuật thích hợp cho nhân giống cây cà
chua bằng phương pháp khí canh: loại dung dịch dinh dưỡng, pH, EC, chế độ
phun.
2
- Xác định loại chất và nồng độ chất kích thích ra rễ thích hợp cho sự
ra rễ của ngọn giâm cà chua trên nền khí canh.
- Đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất
lượng của cà chua nhân được bằng kỹ thuật khí canh.
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến khả năng
sinh trưởng phát triển và cho năng suất của cà chua trồng bằng kỹ thuật khí
canh trong vụ hè.
- Bước đầu đánh giá hiệu quả kinh tế của giải pháp khí canh trong sản
xuất cây giống và trồng cà chua trái vụ.
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
Đưa ra được những dẫn liệu khoa học làm cơ sở xây dựng quy trình nhân
giống mới (nhân giống bằng kỹ thuật khí canh) cho cây cà chua F1.
Xác định được vai trò của nhiệt độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng
phát triển và năng suất của cây cà chua trong vụ hè trên hệ thống khí canh.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Đề xuất phương pháp nhân giống mới, sản xuất cây giống phục vụ nhu
cầu giống cà chua chuyên dụng trồng trong nhà kính với giá thành giảm trên

50% so với giống nhập nội.
Đưa ra giải pháp kỹ thuật áp dụng trong việc sản xuất cà chua trong vụ
hè.
3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về cây cà chua
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố của cà chua
Học thuyết về trung tâm phát sinh cây trồng của N.I. Vavilov đề xướng
và P.M.Zukovxki bổ sung, cho rằng quê hương của cây cà chua ở vùng Nam
Mỹ[4]. Nhiều tài liệu nghiên cứu của tác giả De Candolle (1884) [38] , Muller
(1940), Luckwill (1943)[49] v.v…. cho rằng số lượng lớn của cà chua hoang
dại cũng như cà chua trồng được tìm thấy ở Pêru, Equador, Bolivia dọc theo
bờ biển Thái Bình Dương, từ quần đảo Galanpagos tới Chile.
2.1.2 Phân loại cà chua
Cà chua thuộc họ Cà Solanaceae, chi Lycopersicon, tên khoa học là
Lycopersicon esculentum Mill. Theo tác giả Breznhev.D (1964)
Lycopersicon gồm 3 loài: 1. L. Esculentum, L. Peruvianum Mill, L.
Hirsutum Humb. Et. Bonplrezh
- Loài L. Esculentum chia thành 3 loài phụ: SSp. Spontanneum Brezh, SSp.
Subspontaneaum, SSp. Cultum.
- Loài L. Peruvianum Mill. Loài này có nhiều dạng trong đó cà dạng dại và
bán dại được sử dụng nhiều làm vật liệu chọn giống.
- Loài L. Hirsutum Humb. Et. Bonpl. Có một vài tính trạng có ý nghĩa trong
chọn giống, , các cơ quan sinh trưởng phủ một lớp lông tơ.
4
2.1.3 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua
Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, trong điều kiện đồng ruộng, rễ cà chua có
thể phát triển rộng tới 1,3 m và sâu tới 1m (Thompson, 1927)[2]. Với khối
lượng rễ lớn như vậy, cà chua được xếp vào nhóm cây chịu hạn.
Lá cà chua đa số thuộc dạng lá kép, các lá chét có răng cưa, có nhiều

dạng khác nhau: dạng chân chim, dạng lá khoai tây, dạng lá ớt…Tùy thuộc
vào giống mà lá cà chua có màu sắc và kích thước khác nhau.
Hoa cà chua được mọc thành chùm. Có 3 dạng chùm hoa: dạng đơn
giản, dạng trung gian và dạng phức tạp. Số lượng hoa/chùm, số chùm hoa/cây
rất khác nhau ở các giống. Số chùm hoa/cây dao động từ 4- 20, số hoa/ chùm
dao động từ 2- 26 hoa. Hoa đính dưới bầu, đài hoa màu vàng, số đài và số
cánh hoa tương ứng nhau từ 5- 9. Hoa lưỡng tính, nhị đực liên kết với nhau
thành bao hình nón, bao quanh nhụy cái.
Quả thuộc dạng quả mọng, có 2, 3 hay nhiều ngăn hạt. Hình dạng và
màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra màu sắc quả chín còn phụ
thuộc vào nhiệt độ, phụ thuộc vào hàm lượng caroten và lycopen. Ở nhiệt độ
30
o
C trở lên, sự tổng hợp lycopen bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp β
caroten không mẫn cảm với tác động của nhiệt độ, vì thế ở mùa nóng cà chua
có quả chín vàng hoặc đỏ vàng. Trọng lượng quả cà chua dao động rất lớn từ
3- 200 g phụ thuộc vào giống (thậm chí có quả đạt tới 500g)[2],[46].
2.1.4 Yêu cầu của cây cà chua đối với điều kiện ngoại cảnh
2.1.4.1 Yêu cầu đối với ánh sáng:
Cà chua thuộc cây ưa ánh sáng, cây con trong vườn ươm nếu đủ ánh
sáng (5000 lux) sẽ cho chất lượng tốt, cứng cây, bộ lá to, khỏe, sớm được
trồng. Ngoài ra, ánh sáng tốt, cường độ quang hợp tăng cây ra hoa đậu quả
sớm hơn,chất lượng sản phẩm cao hơn (Trần Khắc Thi, 1999) [31]. Theo
5
Kuddrijavcev (1964), Binchy và Morgan (1970) cường độ ánh sáng ảnh
hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển của cây cà chua, điểm bão hoa ánh
sáng của cà chua là 70.000 lux (là cây trồng cần nhiều ánh sáng chỉ sau cây
dưa hấu) [41]. Cường độ ánh sáng thấp làm chậm quá trình sinh trưởng và cản
trở quá trình ra hoa. Cường độ ánh sáng thấp làm vươn dài vòi nhụy và tạo
nên những hạt phấn không có sức sống, thụ phấn kém (Johnson và Hell

1953). Ánh sáng đầy đủ thì việc thụ phấn thuận lợi, dẫn đến sự phát triển bình
thường của quả, quả đồng đều, năng suất tăng. Khi cà chua bị che bóng, năng
suất thường bị giảm và quả thường bị dị hình ( Man và Hallyaner, 1968).
2.1.4.2 Yêu cầu với nhiệt độ
Trong các yếu tố ngoại cảnh tác động đến quá trình sinh trưởng phát
triển của cà chua như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, không khí, đất đai, vi sinh
vật…thì nhiệt độ được coi là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn nhất đến
quá trình sinh trưởng, phát triển của cà chua, đặc biệt là cà chua trồng trong
điều kiện nhiệt độ nóng ẩm.
Cà chua thuộc cây ưa ấm. Trong quá trình nảy mầm của hạt, nhiệt độ
thích hợp sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho hạt nảy mầm nhanh, làm tăng tỷ lệ
mọc mầm, giúp cho cây con phát triển được dễ dàng. Nhiệt độ thích hợp nhất
cho nảy mầm là 18,5- 21
o
C (Wittwer 1960), con Thompson (1974) lại cho
rằng nhiệt độ tối ưu là 26- 32
o
C. Nhiệt độ quá cao sẽ làm chậm sự nảy mầm
của hạt, hạt dễ mất sức sống, mầm bị biến dạng[2].
Theo Kuo và cộng sự (1998), nhiệt độ đất có ảnh hưởng đến quá trình
phát triển của hệ thống rễ, khi nhiệt độ đất cao trên 39
o
C sẽ làm giảm quá
trình lan tỏa của hệ thống rễ, nhiệt độ trên 44
o
C bất lợi cho sự phát triển của
bộ rễ, cản trở quá trình hấp thụ nước và dinh dưỡng [46].
Cà chua sinh trưởng tốt trong phạm vi nhiệt độ 15- 30
o
C, nhiệt độ tối

6
ưu là 22- 24
o
C (Lorenz Maynard 1988)[49]. Quá trình quang hợp của lá cà
chua tăng khi nhiệt độ đạt tối ưu 25- 30
o
C, khi nhiệt độ cao hơn mức thích
hợp (> 35
o
C) quá trình quang hợp sẽ giảm dần.
Nhiệt độ ngày và đêm đều ảnh hưởng đến sinh trưởng sinh dưỡng của
cây: nhiệt độ ngày thích hợp cho cây sinh trưởng từ 20- 25
o
C (Kuo và cộng
sự, 1989), Nhiệt độ thích hợp từ 13- 18
o
C. Theo Claylon (1923), khi nhiệt độ
trên 35
o
C cây ngừng sinh trưởng, và ở nhiệt độ 10
o
C trong một thời gian dài
cây sẽ ngừng sinh trưởng và chết (Swiader J.M. và cộng sự 1992)[56]. Ở giai
đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, nhiệt độ ngày đêm xấp xỉ 25
o
C sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình ra lá và sinh trưởng của lá. Tốc độ sinh trưởng của
thân, chồi và rễ đạt tốt hơn khi nhiệt độ ngày từ 26- 30
o
C và đêm từ 18- 22

o
C.
Điều này liên quan đến việc duy trì cân bằng quá trình quang hóa trong cây.
Nhiệt độ không những ảnh hưởng trực tiếp tới sinh trưởng dinh dưỡng
mà còn ảnh hưởng rất lớn tới sự ra hoa đậu quả, năng suất, chất lượng cà
chua. Ở thời kỳ phân hóa mầm hoa, nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến vị trí
của chùm hoa đầu tiên. Cùng với nhiệt độ không khí, nhiệt độ đất có ảnh
hưởng đến số lượng hoa/chùm. Khi nhiệt độ không khí trên 30/25
o
C
(ngày/đêm) làm tăng số lượng đốt dưới chùm hoa thứ nhất. Nhiệt độ không
khí lớn hơn 30/25
o
C (ngày/đêm) cùng với nhiệt độ đất trên 21
o
C làm giảm số
hoa trên chùm [46].
Nghiên cứu Calvert (1957)[37] cho thấy sự phân hóa mầm hoa ở 13
o
C
cho số hoa trên chùm nhiều hơn ở 18
o
C là 8 hoa/chùm, ở 14
o
C có số hoa trên
chùm lớn hơn ở 20
o
C (Tiwari, Choudhury, 1993)[57].
Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh hưởng trực tiếp tới sự nở hoa cũng như quá
trình thụ phấn thụ tinh, nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt tới sự phát triển của hoa, khi

nhiệt độ (ngày/đêm) trên 30/24
o
C làm giảm kích thước hoa, trọng lượng noãn
7
và bao phấn. Nhiệt độ cao làm giảm số lượng hạt phấn, giảm sức sống của hạt
phấn và của noãn. Tỷ lệ đậu quả cao ở nhiệt độ tối ưu là 18- 20
o
C. Khi nhiệt
độ ngày tối đa vượt 38
o
C trong vòng 5- 9 ngày trước hoặc sau khi hoa nở 1- 3
ngày, nhiệt độ đêm tối thấp vượt 25- 27
o
C trong vòng vài ngày trước và sau
khi nở hoa đều làm giảm sức sống hạt phấn, đó chính là nguyên nhân làm
giảm năng suất. Quả cà chua phát triển thuận lợi ở nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ
trên 35
o
C ngăn cản sự phát triển của quả và làm giảm kích thước của quả rõ
rệt (Kuo và cộng sự, 1998) [46].
Bên cạnh đó, nhiệt độ còn ảnh hưởng tới các chất điều hòa sinh trưởng
có trong cây. Sau khi đậu quả, quả lớn lên nhờ sự phân chia và sự phát triển
của các tế bào phôi. Hoạt động này được thúc đẩy bởi một số hooc môn sinh
trưởng hình thành ngay trong khi thụ tinh và hình thành hạt. Nếu nhiệt độ cao
xảy ra vào thời điểm 2- 3 ngày sau khi nở hoa gây cản trở quá trình thụ tinh,
auxin không thể hình thành được và quả non sẽ không lớn mà rụng đi.
Sự hình thành màu sắc quả cũng chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, bởi
quá trình sinh tổng hợp caroten rất mẫn cảm với nhiệt. Phạm vi nhiệt độ thích
hợp để phân hủy chlorophyll là 15- 40
o

C, để hình thành lycopen là 12- 30
o
C
và hình thành caroten là 10- 38
o
C. Do vậy, nhiệt độ tối ưu để hình thành sắc
tố là 18- 24
o
C. Quả có màu đỏ- da cam đậm ở 24- 28
o
C do có sự hình thành
lycopen và caroten dẽ dàng. Nhưng khi nhiệt độ 30- 36
o
C quả có màu vàng đó
là do lycopen không được hình thành. Khi nhiệt độ lớn hơn 40
o
C quả giữ
nguyên màu xanh bởi vì cơ chế phân hủy chlorophyll không hoạt động,
caroten và lycopen không được hình thành. Nhiệt độ cao trong quá trình phát
triển của quả cũng làm giảm quá trình hình thành pectin, là nguyên nhân làm
cho quả nhanh mềm hơn[46],[56].
Nhiệt độ cao và ẩm độ cao còn là nguyên nhân tạo điều kiện thuận lợi
cho một số bệnh phát triển. Theo Walker và Foster (1946) [57] bệnh héo rũ
8
Fusarium phát triển mạnh ở nhiệt độ đất 28
o
C, bệnh đốm nâu (Cladosporium
fulvum Cooke) phát sinh ở điều kiện nhiệt độ 25- 30
o
C và độ ẩm không khí

85- 90% [46], bệnh sương mai do nấm Phytophthora infestans phát sinh phát
triển vào thời điểm nhiệt độ thấp dưới 22
o
C, bệnh héo xanh vi khuẩn
(Ralstonia solanacearum) phát sinh phát triển ở nhiệt độ trên 20
o
C [43],[46].
2.1.4.3 Yêu cầu với độ ẩm
Nhiều tài liệu cho thấy độ ẩm đất thích hợp cho cà chua là 60- 65%
(Berehyi, 1971) và độ ẩm không khí là 70- 80% [39]. Khi đất quá khô hay quá ẩm
đều ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cà chua. Biểu hiện của
thiếu hay thừa nước đều làm cho cây bị héo. Khi ruộng bị ngập nước, trong đất
thiếu oxy, thừa khí cacbonic làm cho rễ cà chua bị độc dẫn đến cây héo. Khi thiếu
nước quả cà chua chậm lớn thường xảy ra hiện tượng khô đáy quả.
Độ ẩm không khí quá cao (> 90%) dễ làm cho hạt phấn bị trương nứt,
hoa cà chua không thụ phấn được sẽ rụng (Tạ Thu Cúc, 1983) [46]. Tuy
nhiên, trong điều kiện gió khô cũng thường làm tăng tỷ lệ rụng hoa.
2.1.4.4 Yêu cầu đối với dinh dưỡng khoáng
Cũng như các cây trồng khác cà chua cần ít nhất 20 nguyên tố dinh
dưỡng cho quá trình sinh trưởng phát triển bình thường của nó [46].
Theo More ( 1978) [57] để có 1 tấn cà chua cần 2,9 kg N, 0,4kg P, 4 kg
K và 0,45 kg Mg.
Đạm:có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh trưởng sinh dưỡng và năng
suất quả hơn tất cả các yếu tố dinh dưỡng khác. Đạm có tác dụng thúc đẩy sự
sinh trưởng, nở hoa, đậu quả của cà chua nhưng lại kéo dài thời gian chín và
làm giảm kích thước quả. Khi thiếu đạm cùng với điều kiện nhiệt độ cao sẽ
làm cho tỷ lệ rụng hoa tăng. Khi lượng đạm quá dư thừa làm giảm kích thước,
lượng đường và màu sắc quả, kéo dài thời gian chín, giảm khả năng chống
chịu của cà chua với rất nhiều loại bệnh và tăng tỷ lệ quả thối. Do vậy, việc
9

bón đạm thích hợp sẽ làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm (màu sắc,
khẩu vị và hàm lượng axit trong quả).
Lân: có tác dụng giúp cho bộ rễ phát triển mạnh, làm tăng khả năng hút
nước và dinh dưỡng của rễ, ngoài ra lân còn ảnh hưởng đến sự phát triển của
hoa, chất lượng quả và đẩy nhanh quá trình chín.
Kali: là yếu tố quan trọng đối với sự phát triển của hoa và quả cà chua.
Kali ảnh hưởng tới kích thước và chất lượng quả, làm giảm tỷ lệ quả dị dạng.
Ngoài ra nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc và
hương vị của cà chua.
Thiếu Kali làm giảm độ chắc quả và hàm lượng các chất dinh dưỡng.
Bên cạnh đạm, lân, kali, các nguyên tố vi lượng như Mg, Ca, Bo, Mn,
Zn, S, Cu và Mo có vai trò hết sức quan trọng đối với quá trình sinh trưởng
phát triển của cây cà chua.
2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cà chua trên thế giới
Theo FAO, tổng sản phẩm cà chua trên toàn thế giới trong năm 2005 là
125 triệu tấn. Trung Quốc chiếm 25%, tiếp theo là Mỹ chiếm 10%, Thổ Nhĩ
Kỳ chiếm 8%, Ấn Độ 6%, các nước khác là 51%. [61]
Hình 2.1: Tình hình sản xuất cà chua của thế giới trong năm 2005
10
Từ năm 2003 đến năm 2007 khối lượng xuất khẩu cà chua trên toàn thế
giới tăng 30%. Mexico là nước đứng đầu trong xuất khẩu cà chua, chiếm 1
nửa sản lượng xuất khẩu của thế giới, năm 2003 khối lượng xuất khẩu của
Mexico đạt 903.384 tấn chiếm 50% khối lượng xuất khẩu trên toàn thế giới,
năm 2007 khối lượng đạt 1,1 triệu tấn
Hình 2.2: Tình hình xuất khẩu cà chua ở 1 số nước trên thế giới
5 năm vừa qua
(Nguồn: />Trong vòng 5 năm, sản lượng nhập khẩu cà chua của thế giới tăng 40%. Mỹ
là nước nhập khẩu cà chua nhiều nhất thế giới. Năm 2003 khối lượng nhập khẩu cà
chua của Mỹ là 939.457 tấn chiếm 53% khối lượng nhập khẩu cà chua của toàn thế
giới, năm 2007 khối lượng nhập khẩu cà chua của Mỹ là 1,07 triệu tấn. Pháp là

nước có khối lượng nhập khẩu cà chua tăng gấp đôi trong vòng 5 năm gần đây[60].
11
Hình 2.3: Tình hình nhập khẩu cà chua ở 1 số nước trên thế giới trong 5
năm vừa qua
(Nguồn: />2.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cà chua ở Việt Nam
Theo số liệu thống kê năm 2005, diện tích trồng cà chua cả nước là
23.566ha tăng 23% so với năm 2001 (17.834ha). Với năng suất trung bình
197,8 tạ/ha, sản lượng đạt 433.234 tấn cũng chỉ đảm bảo cho bình quân đầu
người 5,5 kg quả/năm, bằng 35% so với mức trung bình toàn thế giới. Năng
suất cà chua nước ta rất thấp, mới chỉ bằng 62% so với năng suất chung toàn
thế giới. Những tỉnh có diện tích trồng cà chua lớn (trên 500 ha) đều là những
nơi có năng suất cà chua khá cao (trên 200 tạ/ha) và chủ yếu tập trung ở các
tỉnh đồng bằng Sông Hồng. Đặc biệt như Hải Phòng với năng suất bình quân
đạt 319,4 tạ/ha, Bắc Ninh 243,8 tạ/ha, Hải Dương 227,8 tạ/ha. Đây là những
địa phương có năng suất cà chua đạt cao nhất miền Bắc đồng thời cao nhất cả
nước. Các địa phương có diện tích trồng cà chua lớn nhất cả nước bao gồm:
12
Nam Định (1959ha), Bắc Giang (1300ha), Hải Dương (1180ha). Năng suất
đạt 157,17 tạ/ha (2001) đã tăng lên 197,8 tạ/ha (2005) đó cũng là nguyên
nhân làm sản lượng cà chua năm 2005 tăng [5].
Theo Trần Khắc Thi (2002), sản xuất cà chua ở nước ta có một số tồn
tại chủ yếu: chưa có bộ giống tốt cho từng vùng trồng, đặc biệt là giống cho
vụ thu đông, sản phẩm chủ yếu tập trung vào vụ đông xuân (hơn 70%) từ
tháng 12 đến tháng 4, còn hơn một nửa thời gian trong năm trong tình trạng
thiếu cà chua. Đầu tư cho sản xuất còn thấp, nhất là phân hữu cơ và thuốc bảo
vệ thực vật. Chưa có quy trình canh tác và giống thích hợp cho từng vùng.
Việc sản xuất còn manh mún, chưa có sản phẩm hàng hóa lớn cho chế biến
công nghiệp. Quá trình canh tác thu hái diễn ra hoàn toàn thủ công.
Tuy nhiên so với các nước trong khu vực, sản xuất cà chua ở Việt Nam
có lợi thế rõ rệt do khí hậu thời tiết, đất đai của nước ta, đặc biệt là các tỉnh

phía Bắc phù hợp cho sinh trưởng phát triển của cây cà chua nếu được đầu tư
tốt năng suất cà chua sẽ rất cao. Diện tích cho phát triển cà chua còn rất lớn vì
trồng trong vụ đông, không ảnh hưởng đến 2 vụ lúa nhưng sản phẩm lại là trái
vụ so với Trung Quốc, nước có khối lượng cà chua lớn nhất thế giới (20 triệu
tấn/năm). Các vùng trồng cà chua đều có nguồn lao động lớn, nông dân có
kinh nghiệm canh tác nên nếu có thị trường sẽ thu hút được nhiều lao động do
giá nhân công rẻ nên giá thành có khả năng cạnh tranh cao. Chính vì vậy có
thể nói triển vọng phát triển cà chua ở nước ta là rất lớn[31].
2.4 Tình hình nghiên cứu công nghệ thủy canh, khí canh trên thế giới:
2.4.1 Công nghệ thủy canh (hydroponic technology):
Công nghệ thủy canh đã được phát triển trong hơn 3 thế kỷ. Các công
bố đầu tiên về công nghệ này xuất hiện từ những năm 1600 (Weir,1991).
Trong những năm 50, 60 thế kỷ 20, hydroponic trở nên được quan tâm bởi sự
phát triển của ngành công nghiệp sản xuất nhựa và nhà kính. Các mô hình
thủy canh dựa trên các loại giá thể như sawdust, peat,straw, cát lần lượt được
13
giới thiệu. Quan trọng hơn cả là sự ra đời của kỹ thuật phim dinh dưỡng
(Nutrient Film Technique – NFT) và rockwool – một loại tấm kính sợi cách
nhiệt (fiberglass) (Caruthers,1999). Các phát triển công nghệ khác trong
những năm 1970 bao gồm cả hệ thống phun sương (Ein Gedi system) và một
loạt các hệ thống tuần hoàn dung dịch dinh dưỡng được nghiên cứu bởi người
Nhật (Hanger, 1993). Đến những năm 80, 90, một loạt các cải tiến đã được
nghiên cứu ví dụ hệ thống sử dụng perlite của Scotland áp dụng trong việc sản
xuất dâu tây ba chiều nhầm tiết kiệm không gian nhà kính, có sự kết hợp giữa
hệ thống rockwool và NFT
Cùng các nghiên cứu nhằm tối thiểu hóa tác động của môi trường bằng
việc sử dụng tối thiểu lượng chất hóa học và sử dụng quản lý dịch hại tổng
hợp APM. Các hệ thống thủy canh hiện đại nhất đã được phát triển trong đó
các khâu sản xuất từ trồng, thu hoạch đến đóng gói đều được tự động hóa,
môi trường được hoàn toàn kiểm soát.

Công nghệ thủy canh có thể được phát triển ngoài môi trường tự nhiên
hoặc trong nhà kính. Có hai hệ thống chính là hệ thống mở và hệ thống kín
(dinh dưỡng được tuần hoàn) (Seymour, 1993). Ngoài ra có thể phân loại theo
hai nhóm chính là hệ thống không dùng giá thể - Water based system gồm có
hệ thống NFT, hệ thống nước hay Gericke System, sỏi hay GFT (gravel flow
technique), khí canh… và hệ thống sử dụng giá thể - media based system (bao
gồm hệ thống sử dụng giá thể vô cơ: Rockwool, cát, scoria, perlite, pumice,
clay và vermiculite…giá thể hữa cơ: sawdust, peat, xơ dừa, bark, foam, gỗ…)
2.4.2 Công nghệ khí canh (Aeroponics technology):
Công nghệ này được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên tại trường
đại học Pia của Italia bởi tiến sĩ Franco Massatini. Hệ thống này bao gồm các
ống phun dung dịch đặt trong các thùng xốp nuôi cây. Tiếp nối công trình này
các nhà khoa học Israel đã cải tiến và cho ra đời hệ thống Ein Geidi System
(EGS), hệ thống này có sự kết hợp giữa kỹ thuật NFT và kỹ thuật khí canh, rễ
cây vẫn dúng trong dung dịch dinh dưỡng nhưng được làm hảo khỉ thường
14
xuyên. Tiếp theo đó có hàng loạt các hệ thống tương tự được ra đời như hệ
thống Rainforest của Mỹ; hệ thống Schwalbach của Úc. Hệ thống Aero-Gro
System (AGS) được xem là hệ thống cải tiến gần nhất có sử dụng thêm kỹ
thuật siêu âm để tạo các thể bụi dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây. Kỹ thuật này
được các nhà nghiên cứu Singarpore tiếp tục phát triển thành thiết bị Aero
Green Technology được cấp bằng phát minh của mạng lưới nông nghiệp đô
thị Liên hiệp quốc vào năm 2000. NASA đã lắp đặt tổ hợp thiết bị gồm hệ
thống khí canh và công nghệ màng dinh dưỡng để trồng cây trong không gian
(–2006).
2.4.3 Ứng dụng công nghệ khí canh trong nhân giống cây trồng
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thủy canh vào nhân giống cây trồng
đã được D.R Hoagland và Arnon ở trường đại học California tiến hành đầu
tiên vào năm 1938. Bằng kỹ thuật này người ta đã điều khiển cho cây ra rễ và
sinh trưởng hoàn toàn trong dung dịch dinh dưỡng. Tuy nhiên do những điều

kiện kỹ thuật phức tạp (thông khí, kiểm soát hấp thu dinh dưỡng, pH của dung
dịch…) công nghệ này có nhiều nhược điểm nên không được ứng dụng. Tiếp
nối các công trình của L. J. Klotz (1944) M.C. Vyvyan; G.F.Trowell (1952)
F.W.Went đã tiến hành trên cây có múi, cà phê, táo, cà chua và phát hiện sự
ra rễ của chúng rất thuận lợi và sạch bệnh khi trồng trong điều kiện phun mù
dinh dưỡng cho bộ phận dưới mặt đất. F.W.Went (1957) đã dưa ra thuật ngữ
khí canh (aeroponic) để chỉ quá trình sinh trưởng của bộ rễ trong không khí.
Đến năm 1970, với công nghệ nhà kính đã phát triển, các công ty hướng tới
việc ứng dụng công nghệ khí canh để nhân giống cây trồng phục vụ cho mục
đích thương mại. Năm 1982, Dr.Richard J. Stoner ở đại học Colorado của Mỹ
lần đầu tiên đưa ra và ứng dụng thành công công nghệ khí canh để nhân giống
cây trồng bằng cách sử dụng việc phun dinh dưỡng kèm chất kích thích ra rễ
ngắt quãng cho phần gốc của cành giâm trong các hộp nhân giống 20 lần/giờ
(Dr.Richard J. Stoner, 1983)[48].
15