- 1 - CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU

1.1 Đặt Vấn Đề
Hiện nay tình hình bệnh hại cây trồng vẫn là một vấn đề nghiêm trọng và nan
giải trong nền nông nghiệp nước ta. Trong các bệnh hại cây trồng vi khuẩn vẫn là
nhóm quan trọng nhất của các sinh vật gây hại. Cho đến nay thì đã biết được hơn
600 bệnh vi khuẩn hại cây và có không ít bệnh gây thiệt hại kinh tế lớn. Nhưng
nhiều bệnh trong số này vẫn chưa có biện pháp phòng trừ đa dạng và hữu hiệu.
Như bệnh héo xanh trên cây cà chua, tác nhân gây bệnh do vi khuẩn Ralstonia
solanacearum là một điển hình. Việc phong trừ bệnh không có hiệu quả có nhiều
nguyên nhân. do phương pháp canh tác, hay phương pháp nghiên cứu bệnh chưa
đạt được kết quả tốt.
Phương pháp phòng trừ bệnh không hiệu quả, và với việc sử dụng các hoá chất
bảo vệ thực vật vô tình con người đã đưa vào đồng ruộng, vườn cây ngày càng
nhiều hoá chất độc hại đã gây ra nhiều hậu quả không mong muốn như. nh hưởng
sấu đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm môi trường, tăng tính đề kháng của dòch
hại, tiêu diệt hệ thiên đòch và phá vỡ nội sinh thái trong tự nhiên. Bên cạnh đó khi
mà kiểu canh tác phụ thuộc vào thiên nhiên với “con trâu đi trước, cái cày theo
sau”, Gồng gánh phân bắc, phân chuồng, phun đủ thuốc trừ sâu sẽ hoàn toàn đi vào
quá khứ. Khi nền kinh tế phát triển hơn, dân trí cao hơn, hiển nhiên con người phải
có thực phẩm, rau ăn an toàn hơn, đảm bảo sức khỏe cho con người.
Để khắc phục tình trạng này và thực hiện được những đòi hỏi trong tương lai.
Chúng ta có thể phát triển nền nông nghiệp của chúng ta thành một nền nông
nghiệp công nghệ cao, nền nông nghiệp sạch để bảo vệ môi trường và sức khỏe
của con người.
- 2 -



CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Khái quát về lòch sử thủy canh
Thuật từ thủy canh (hydroponics) có nguồn gốc từ hai từ của tiếng hy lạp là
hudos nay là hydro có nghóa là nước và từ ponos nay là ponics có nghóa là công
việc khi kết hợp lại với nhau thì thành từ hydroponics và có nghóa là sử dụng dung
dòch dinh dưỡng thay đất để trồng cây.
Thuỷ canh bắt đầu được quan tâm từ thế kỷ 16 khi một người Anh tên là Jonh
Wordward bắt đầu nghiên cứu “Thực vật hấp thu thức ăn cung cấp cho chúng
như thế nào”, ông ấy đã sử dụng nước để trồng cây và thử xác đònh xem có phải
nước hay các thành phần rắn trong đất là thứ nuôi dưỡng cây, tuy nhiên Woodward
cũng như các nhà khoa học sau ông không thu được những kết quả gì có ý nghóa.
Đến đầu thế kỷ 19 khi mà ngành hoá học phát triển cho phép tách riêng từng chất
trong một hợp chất ra và tổng hợp được nhiều chất mới. Việc này làm cho các nhà
nghiên cứu có thể xây dựng một bảng các chất dinh dưỡng cho cây sử dụng. Vào
trong những năm 1859 – 1865 một nhà khoa học người Đức tên Julisus Von Sachs
đã sử dụng bảng dinh dưỡng này để nghiên cứu và chỉ ra rằng thực vật có thể sinh
trưởng khi không có đất hoặc là bón phân dưới các điều kiện niểm soát. Đến năm
1930 một giáo sư người Mỹ tên là William F cicricke đã thiết lập hệ thống thuỷ
canh và đã thành công, cây cà chua trồng trong hệ thống này đã phát triển cao tới
25 feet và có cho trái thu hoạch.
2.2 Vai trò của các nguyên tố khoáng
Dinh dưỡng khoáng thực vật là một bộ phận quan trọng của sự trao đổi chất
trong cơ thể thực vật vì nó quyết đònh chiều hướng biến đổi sinh hoá của các chất,
sự sinh trưởng, sự phát triển, năng suất thực vật và chất lượng của mùa màng. Dinh
dưỡng khoáng gồm có các nguyên tố đa lượng và các nguyên tố vi lượng. Các
- 4 -


4
NO
3
, (NH
4
)
2
SO
4

2.2.1.2 Phospho
Là thành phần quan trọng trong sự phát triển của thực vật, cần thiết cho sự phân
chia tế bào, cần thiết cho sự tạo hoa trái, cần thiết trong bộ rễ, cho sự tổng hợp
amino acid, protein, liên quan đến sự tổng hợp đường, tinh bột. Là thành phần của
các hợp chất cao năng, tham gia vào quá trình phân giải hay tổng hợp chất hữu cơ
có trong tế bào.
- 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

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

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


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

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

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.

2.6.4 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

PCR đã xác đònh có 57 dòng cho sản phẩm PCR dương tính trong 84 dòng đó.
- 16 - CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung A: Thiết lập hệ thống thuỷ canh trồng cà chua
3.1 Thời gian và đòa điểm
3.1.1 Thời gian
Thí nghiệm được thực hiện từ 04/2005 đến 08/2005.
3.1.2 Đòa điểm
Thí nghiệm được tiến hành ở khu nhà lưới – Khoa nông học – trường ĐH Nông
Lâm TP Hồ Chí Minh.
3.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Vật liệu và dụng cụ
3.2.1.1 Vật liệu
Đối tượng nghiên cứu: 3 môi trường dinh dưỡng
Vật liệu nghiên cứu: hạt cà chua không kháng bệnh héo xanh.
3.2.1.2 Dụng cụ
Sử dụng khay nhựa có kích thước :dài 65cm, rộng 40cm, cao 10cm, các tấm xốp
cứng có kích thước (dài 35, rộng 30cm) có lỗ (40 lỗ/tấm).
Môi trường giá thể được sử dụng là khối mút có kích thước (2x2x2cm) thích hợp
với các lỗ trên tấm xốp
3.2.2 Phương pháp nghiên cứu
3.2.2.1 Cách pha dung dòch dinh dưỡng
Nước sử dụng trong pha dung dònh dinh dưỡng là nước cất 1 lần.
Khối lượng và cách pha của các môi trường như sau :
 Môi trường dinh dưỡng A (của Hoagland)
Khối lượng các chất đa lượng pha cho 113,5 lít.