(Luận văn thạc sĩ) đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nano đến một số loại rau trồng thủy canh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ LUYẾN ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM NANO ĐẾN MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG THỦY CANH Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Người hướng dẫn khoa học: TS Bùi Thị Thu Hương TS Đồng Huy Giới NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết trình bày luận văn khách quan chưa dùng để bảo vệ học vị Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luân văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Luyến i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cố gắng thân, tơi cịn nhận nhiều hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cá nhân, tập thể đơn vị khác Tôi xin gửi lời cảm ơn đến T.S Bùi Thị Thu Hương, cô dành thời gian bảo, hướng dẫn phát triển vấn đề nghiên cứu để luận văn tơi thêm đầy đủ.Với lịng biết ơn kính trọng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới TS Đồng Huy Giới, thầy dành thời gian, bảo, hướng dẫn tơi suốt q trình học tập đưa đóng góp q báu để tơi hồn thành tốt luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Tất Cảnh, anh chị thuộc Trung tâm Nghiên cứu nông nghiệp sinh thái Á nhiệt đới – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, dành thời gian hướng dẫn kỹ thuật, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Công nghệ sinh học-Học viện Nơng nghiệp Việt Nam tận tình dạy bảo suốt năm học qua Lời cuối, xin bày tỏ yêu thương lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ tơi tồn thể bạn bè ln chăm sóc, động viên, tạo điều kiện tốt suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Mặc dù tơi có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất cố gắng lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp q báu q thầy bạn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Luyến ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng .vi Danh mục hình .vii Trích yếu luận văn .viii Thesis abstract xi Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Mục tiêu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Phần Tổng quan 2.1 Giới thiệu sơ lược công nghệ nano áp dụng nông nghiệp 2.2 Những ứng dụng ban đầu vật liệu nano nông nghiệp nước ta 13 2.3 Giới thiệu cải bó xơi .16 2.3.1 Nguồn gốc 16 2.3.2 Phân loại 16 2.3.3 Giá trị dinh dưỡng .16 2.4 Giới thiệu rau xà lách 17 2.4.1 Nguồn gốc 17 2.4.2 Phân loại 18 2.4.3 Giá trị dinh dưỡng xà lách 18 2.4.4 Đặc điểm thực vật học xà lách 19 2.5 Phương pháp thủy canh 19 Phần Nội dung phương pháp 22 3.1 Đối tượng vật liệu nghiên cứu 22 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 22 3.3 Nội dung nghiên cứu 22 iii 3.4 Bố trí thí nghiệm 22 3.4.1 Thí nghiệm Đánh giá khả nảy mầm (Bowers et al., 1997) 22 3.4.2 Thí nghiệm Đánh giá ảnh hưởng chế phẩm nano đến trồng thủy canh 23 3.4.3 Xử lý số liệu .28 Phần Kết thảo luận 29 4.1 Kết ảnh hưởng nano bạc (AgNPs), nano đồng (CuNPs) đến nảy mầm hạt xà lách cải bó xơi 29 4.2 Kết ảnh hưởng nano đồng, nano bạc đến sinh trưởng phát triển xà lách cải bó xơi trồng thủy canh 34 4.2.1 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến đến chiều cao xà lách cải bó xơi 34 4.2.2 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến tăng trưởng số xà lách 36 4.2.3 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến số tiêu sinh trưởng khác xà lách 39 4.3 Kết ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến số tiêu chất lượng xà lách cải bó xơi trồng thủy canh 47 4.4 Sự tích lũy số kim loại xà lách cải bó xơi trồng thủy canh 49 4.5 Thảo luận 50 4.5.1 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến nảy mầm hạt xà lách cải bó xơi 50 4.5.2 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến sinh trưởng, phát triển suất xà lách cải bó xôi trồng thủy canh 51 4.5.3 Ảnh hưởng AgNPs, CuNPs đến số tiêu chất lượng xà lách cải bó xôi trồng thủy canh 53 Phần Kết luận kiến nghị 55 5.1 Kết luận .55 5.2 Kiến nghị 55 Tài liệu tham khảo 57 Phụ lục 64 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh AgNPs BVTV Tiếng Việt Silver nanoparticles Hạt nano bạc Bảo vệ thực vật CuNPs CV% EC FAO Copper nanoparticles Hạt nano đồng Coefficient of variation Sai số thí nghiệm Electrical Conductivity Độ dẫn điện Food and Agriculture Organization of the United Nations Tổ chức Lương thực Nơng nghiệp giới KLTB Khối lượng trung bình LAI Leaf Area Index Chỉ số diện tích LSD0,05 NSTT Least significant Difference nghĩa 5% Năng suất thực thu ppm TCVN Sai khác thí nghiệm mức ý Parts per million Một phần triệu Tiêu chuẩn Việt Nam USDA United State Department of SPAD Agriculture SFRI Soil-Plant Analyses Development Soils and Fertilizers Research Insutitute v Bộ Nơng nghiệp Hoa Kì Chỉ số hàm lượng diệp lục Viện Nơng hóa thổ nhưỡng DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Một số so sánh phân bón nano phân bón thơng thường (Cui et al., 2010) Bảng 4.1a Tỷ lệ nảy mầm hạt xà lách xử lý AgNPs, CuNPs 29 Bảng 4.1b Tỷ lệ nảy mầm hạt cải bó xơi xử lý AgNPs, CuNPs 30 Bảng 4.2a Ảnh hưởng nano đến chiều dài rễ chồi của mầm xà lách 31 Bảng 4.3a Một số tiêu sinh trưởng xà lách xử lý AgNPs (35 ngày sau trồng) Bảng 4.3b Một số tiêu sinh trưởng xà lách xử lý CuNPs (sau 35 ngày trồng) 40 Bảng 4.3c Một số tiêu sinh trưởng cải bó xơi xử lý AgNPs (sau 28 ngày trồng) 41 Bảng 4.3d Một số tiêu sinh trưởng cải bó xôi xử lý CuNPs (sau 28 ngày trồng) 42 Bảng 4.4a Ảnh hưởng xử lý AgNPs đến suất xà lách 43 Bảng 4.4b Ảnh hưởng xử lý CuNPs đến suất xà lách 44 Bảng 4.4c Ảnh hưởng xử lý AgNPs đến suất cải bó xơi 45 Bảng 4.4d Ảnh hưởng xử lý CuNPs đến suất cải bó xơi 45 Bảng 4.5 Hàm lượng nitrat tích lũy rau xà lách cải bó xơi 47 Bảng 4.6 Một số tiêu đánh giá chất lượng rau xà lách xử lý với AgNPs, CuNPs 48 Bảng 4.7 Hàm lượng Cu, Ag xà lách cải bó xơi xử lý AgNPs, CuNPs 49 Bảng Động thái tăng trưởng số lá/cây xà lách xử lý với Cu 67 Bảng Động thái xà lách xử lý AgNPs 67 vi DANH MỤC HÌNH Hình 4.1a Xà lách xử lý nồng độ nano khác .33 Hình 4.1b cải bó xôi xử lý nồng độ nano khác 33 Hình 4.2a Động thái tăng trưởng chiều cao xà lách xử lý với CuNPs 35 Hình 4.2b Động thái tăng trưởng chiều cao xà lách xử lý AgNPs 34 Hình 4.2c Động thái tăng trưởng chiều cao cải bó xơi xử lý với CuNPs 36 Hình 4.2d Động thái tăng trưởng chiều cao xà lách xử lý AgNPs 36 Hình 4.3a Động thái xà lách xử lý CuNPs 38 Hình 4.3b Động thái tăng CT xử lý AgNPs .37 Hình 4.3c Động thái tăng trưởng số cải bó xơi xử lý CuNPs nồng độ khác 39 Hình 4.3d Động thái lá CT xử lý AgNPs .38 Hình 4.4a Năng suất thực thu xà lách xử lý nano nồng độ khác 44 Hình 4.4b Năng suất thực thu xà lách xử lý nano nồng độ khác 46 Hình 4.5a Sự phát triển xà lách xử lý nano 46 Hình 4.5b Sự phát triển cải bó xơi xử lý nano .47 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Trần Thị Luyến Tên luận văn: “Đánh giá ảnh hưởng chế phẩm nano đến số loại rau trồng thủy canh” Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Tên sở đào tạo: Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng nano bạc (AgNPs) nano đồng (CuNPs) đến khả nảy mầm hạt xà lách (Lactuca sativa) hạt cải bó xơi (Spinacia oleracea ) Đánh giá ảnh hưởng nano bạc nano đồng đến khả sinh trưởng, phát triển, chất lượng xà lách cải bó xơi trồng thủy canh Phương pháp nghiên cứu Đối tượng vật liệu nghiên cứu bao gồm loại rau: xà lách cải bó xơi, loại nano nano bạc nano đồng Thí nghiệm Đánh giá tác động AgNPs, CuNPs đến khả nảy mầm hạt giống xà lach hạt cải bó xơi Hạt xà lách cải ngâm nano với nồng độ khác nhau: Đối với CuNPs, nồng độ xử lý 0,2 ppm; 0,4 ppm; 0,6 ppm; 0,8 ppm Đối với AgNPs, nồng độ xử lý ppm; ppm; ppm; ppm 20 hạt đặt vào đĩa petri (60 mm x 15mm) với giấy lọc Sau được bọc kín ủ nhiệt độ phịng năm ngày Mỗi cơng thức nhắc lại lần Các tiêu theo dõi ngày bao gồm: + Tỷ lệ nảy mầm (%) + Chiều dài chồi rễ đo thước nhựa dẻo (cm) Thí nghiệm Đánh giá ảnh hưởng chế phẩm nano đến trồng thủy canh Hệ thống sử dụng hệ thống thủy canh tĩnh bao gồm thùng xốp kích thước 605x455x180mm Xà lách cải bó xơi chịu nhiệt, bố trí vào thùng xốp thêm dung dịch dinh dưỡng có bổ sung thêm loại nano AgNPs, CuNPs với nồng độ khác Mỗi CT bố trí thùng xốp nhắc lại lần Các tiêu theo dõi sau: Các tiêu sinh trưởng phát triển xà lách cải bó xơi: số lá/cây viii (lá), chiều cao (cm), số diện tích lá/cây (m² lá/ m trồng), số SPAD, suất thực thu (kg/m²) Các tiêu chất lượng + Hàm lượng vitamin C theo phương pháp chuẩn độ iod (Trần Thị Yến cs., 2004) + Hàm lượng chất xơ theo phương pháp thủy phân kiềm acid (SFRI, 1983) + Hàm lượng protein tổng số phương pháp Kjedahl theo TCVN 9050:2012 + - Hàm lượng NO3 xác định phương pháp sắc kí trao đổi ion theo TCVN 7767: 2007 + Hàm lượng Cu có mẫu rau theo TCVN 6541:1999 + Hàm lượng Ag có mẫu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau phân hủy vi sóng Xử lý số liệu - Số liệu xử lý theo chương trình Excel máy tính Số liệu xử lí theo phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) chạy chương trình SAS 9.1 Kết kết luận - Đối với nảy mầm hạt, nồng độ ppm AgNPs làm tăng khả nảy mầm hạt xà lách (90%) cải bó xơi (91,67%) CuNPs nồng độ 0,4 - 0,8 ppm tăng tỷ lệ nảy mầm hạt xà lách giảm tỷ lệ nảy mầm cải bó xơi + AgNPs, CuNPs làm giảm phát triển rễ mầm xà lách Cải bó xơi, CuNPs làm giảm chiều dài rễ AgNPs làm tăng chiều dài rễ xử lý nồng độ khác + Việc xử lý hạt AgNPs, CuNPs không gây ảnh hưởng đáng kể đến chiều dài chồi xà lách cải bó xơi - Trong trồng thủy canh, nồng độ nano cao ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển xà lách cải bó xơi Ở nồng độ thích hợp suất xà lách cải bó xơi tăng lên, cụ thể: + Đối với xà lách, AgNPs nồng độ ppm CuNPs nồng độ 0,6 ppm, ảnh hưởng tích cực đến chiều cao cây, số lá, diện tích lá, khối lượng trung bình tăng suất 5-13% so với đối chứng ix