NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO OLIGOALGINATE BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY CANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO OLIGOALGINATE BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ ỨNG DỤNG TRONG N

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO OLIGOALGINATE BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY CANH

Sinh viên thực hiện : TÔ VĂN LỢI

Tháng 8/2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO OLIGOALGINATE BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY CANH

Tháng 8/2009

LỜI CẢM ƠN

Con xin thành kính ghi ơn cha mẹ Gia đình luôn là chỗ dựa vững chắc về tinh thần

và vật chất cho con

Em vô cùng biết ơn Thầy Lê Quang Luân đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho

em những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian làm đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn đến

Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ sinh Học đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian học tập vừa qua

Đặc biệt xin cảm ơn 2 bạn Nguyễn Công Chính và Lê Thị Thùy Trang đã luôn giúp

đỡ và động viên tôi suốt thời gian làm đề tài

Cảm ơn các bạn trong và ngoài lớp Công nghệ Sinh học K31 đã luôn đồng hành, chia sẻ vui buồn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài

Tp Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 8 năm 2009

Tô Văn Lợi

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu chế tạo Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ ứng dụng trong nuôi trồng thủy canh” được thực hiện với mục đích nhằm làm hoàn chỉnh quy trình sản xuất rau an toàn bằng phương pháp thủy canh sử dụng các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên Đề tài được thực hiện tại phòng Sinh học, Trung tâm Hạt nhân Tp.HCM

405 – 407 Cách Mạng Tháng Tám, Q.10, Tp.HCM (từ 15/2 đến 30/7/2009)

Alginate được chiết xuất từ rong nâu có trọng lượng phân tử ban dầu 203,7 kGy.Sản phẩm Alginate chiếu xạ có trọng lượng phân tử (Mw) từ 61,6 – 7,0 kDa được chế tạo từ dung dịch Alginate 7% có trọng lượng phân tử ban đầu là 203,7 kGy Hiệu ứng tăng trưởng của Alginate cắt mạch bằng kỹ thuật bức xạ được khảo sát trên rau mầm và rau thủy canh

Kết quả nhận được cho thấy Alginate chiếu xạ ở liều 75 kGy cho hiệu ứng tăng trưởng tốt nhất đối với rau mầm và rau thủy canh

Cụ thể hơn sản phẩm Oligoalginate chiếu xạ tại 75kGy làm gia tăng chiều cao cây, chiều dài rễ, sinh khối tươi và vật chất khô đối với cây rau mầm và rau thủy canh Khoảng nồng độ được xác định có hiệu ứng tăng trưởng tối ưu trên rau mầm là 50 –

100 ppm

SUMMARY

The research namely “Study on preparation of Oligoalginate by irradiation technique and its application for hydroponics culture” was carried out for build up the process of hydroponics culture technique supplymentation with natural polymer degraded by radiation technique

The research was carried out at Biological Department, Center for Nuclear Technique, 405 – 407 Cach Mang Thang Tam, District 10th, HoChiMinh City, under the suppervision of Doctor Le Quang Luan from February 15th to July 30th 2009

The degraded Alginate products with molecular weight from 61,6 – 7,0 kDa were prepare by irradiation of Alginate with initial Mw ~ 230,7 kDa in 7% solusion The growth promotion effect of degraded Alginate product use tested on seeding and hydroponics culture of vegetable The results indicated that the oligoalginate irradiation at 75 kGy (Mw ~ 20,5 kDa) showed the best effect on growth promotion vegetable in both seedling culture and hydroponics culture

In particularly, the Oligoalginate products remarkable increased the shoot heigth, root length, fresh bromass and dried matter contene of seedling plants and plants cutivated

by hydroponics technique The optimum contentration of Oligoalginate applied for seedling plants were determined from 50 – 100 ppm

MỤC LỤC

TRANG

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt iv

Summary v

Mục lục vi

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các bảng x

Danh sách các hình xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Yêu cầu 2

1.3 Nội dung thực hiện 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Alginate 3

2.1.1 Lịch sử phát triển 3

2.1.2 Khái niệm về Alginate 3

2.1.3 Công thức cấu tạo và tính chất 4

2.1.3.1 Công thức cấu tạo 4

2.1.3.2 Tính chất 5

2.1.4 Phương pháp tách chiết Alginate 7

2.1.5 Ứng dụng của Alginate 7

2.2 OligoAlginate 7

2.2.1 Giới thiệu về Oligosaccaride 7

2.2.2 Giới thiệu về Oligoalginate 8

2.2.3 Các phương pháp chế tạo 9

2.2.3.1 Phương pháp hoá học 9

2.2.3.2 Phương pháp sinh học 10

2.2.3.3 Phương pháp bức xạ 10

2.2.4 Ứng dụng của oligoalginate 11

2.3 Công nghệ nuôi trồng thuỷ canh 11

2.3.1 Khái niệm thủy canh 11

2.3.2 Lịch sử phát triển 11

2.3.3 Những yêu cầu cơ bản của kỹ thuật thủy canh 13

2.3.4 Phân loại thủy canh 13

2.3.4.1 Kỹ thuật thủy canh dịch lỏng 13

2.3.4.2 Thủy canh có sử dụng giá thể rắn 18

2.3.5 Ưu và nhược điểm trong sản xuất bằng phương pháp thủy canh 21

2.3.5.1 Ưu điểm 21

2.3.5.2 Nhược điểm 22

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Thời gian và địa điểm 23

3.2 Vật liệu 23

3.2.1 Giống 23

3.2.2 Giá thể 23

3.2.3 Alginate 23

3.2.4 Dụng cụ thí ngiệm 24

3.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 24

3.3.1 Chế tạo Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ 24

3.3.1.1 Khảo sát đặt trưng của Alginate chiết suất từ rong nâu 24

3.3.1.2 Khảo sát đặt trưng của Oligoalginate chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ 25

3.3.2 Khảo sát hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên rau trồng thủy canh 25

3.3.2.1 Hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên rau mầm 25

3.3.2.2 Hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên rau thuỷ canh .27

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Chế tạo Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ 29

4.2 Hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên cây rau trong nuôi trồng thủy canh 30

4.2.1 Hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên rau mầm 30

4.2.1.1 Hiệu ứng của Oligoalginate trên rau mầm theo liều xạ khác nhau 30

4.2.1.2 Hiệu ứng của Oligoalginate trên rau mầm theo nồng độ 32

4.4.2 Hiệu ứng của alginate chiếu xạ trên cây rau trồng thủy canh 34

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .40

5.1 Kết luận 40

5.2 Đề nghị 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

SVĐC So với đối chứng

DANH SÁCH CÁC BẢNG

TRANG

Bảng 3.1 Khảo sát hiệu ứng của Alginate chiếu xạ trên rau mầm theo liều xạ 26

Bảng 3.2 Thí nghiệm hiệu ứng của Oligoalginate trên rau mầm theo nồng độ 27

Bảng 4.1 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với rau mầm cải củ theo liều xạ 30

Bảng 4.2 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với rau đậu xanh theo liều xạ 31

Bảng 4.3 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với rau muống theo liều xạ 32

Bảng 4.4 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với rau cải củ theo nồng độ 33

Bảng 4.5 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với đậu xanh theo nồng độ 33

Bảng 4.6 Hiệu ứng của Oligoalginate đối với rau muống theo nồng độ 34

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT) 14

Hình 2.2 Mô hình kỹ thuật dòng sâu .15

Hình 2.3 Kỹ thuật dòng sâu (DFT) theo kiểu zigzag 16

Hình 2.4 Mô hình kỹ thuật ngâm rễ 17

Hình 2.5 Mô hình kỹ thuật nổi 17

Hình 2.6 Mô hình kỹ thuật mao dẫn .17

Hình 2.7 Mô hình kỹ thuật khí canh .18

Hình 2.8 Mô hình kỹ thuật túi treo .19

Hình 2.9 Mô hình kỹ thuật túi tăng trưởng 19

Hình 2.10 Mô hình kỹ thuật rảnh 20

Hình 2.11 Mô hình kỹ thuật chậu .20

Hình 3.1 Mô hình nuôi trồng thuỷ canh tĩnh sử dụng trong nghiên cứu .28

Hình 4.1 Ảnh hưởng của liều xạ đối với trọng lượng phân tử Alginate 29

Hình 4.2 Hiệu ứng của Oligoalginate lên sự sinh trưởng của cây cải ngọt .35

Hình 4.3 Cải ngọt sau 28 ngày thu hoạch 36

Hình 4.4 Cải bẹ xanh sau 28 ngày thu hoạch 36

Hình 4.5 Hiệu ứng của Oligoalginate lên sự sinh trưởng của cây cải bẹ xanh 37

Hình 4.6 Hiệu ứng của Oligoalginate lên sự sinh trưởng của cây xà lách mỡ .38

Hình 4.7 Xà lách sau 28 ngày thu hoạch 39

Hiện nay hầu hết các hộ sản xuất mới chỉ quan tâm đến năng suất và sản lượng rau mà chưa quan tâm đúng mức đến chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm nên tình trạng sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật không đúng lúc, đúng cách vẫn thường xuyên xảy ra như: bón quá nhiều phân đạm vô cơ, bón phân muộn, sử dụng thuốc bảo

vệ thực vật ngoài danh mục trên các loại rau ăn lá và không bảo đảm thời gian cách ly gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người tiêu dùng Biểu hiện trước mắt có thể là ngộ độc, rối loạn tiêu hoá, suy tim mạch có thể gây tử vong, còn về lâu dài các chất độc hại tích luỹ trong cơ thể là nguy cơ phát sinh nhiều bệnh hiểm nghèo

Vì thế việc áp dụng thủy canh sản xuất rau an toàn là xu thế hiện nay, do nó có nhiều ưu điểm:

1 Không phải làm đất không có cỏ dại

2 Trồng được nhiều vụ, có thể trái vụ, không cần tưới

3 Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại

4 Năng suất cao hơn từ 25% đến 50%

5 Sản phẩm hoàn toàn sạch đồng nhất

6 Người gìa yếu trẻ em có thể tham gia có hiệu quả

7 Không tích lũy chất độc, không gây ô nhiễm môi trường

Alginate là những loại polysacaride tự nhiên rất phổ biến trong tự nhiên chúng tồn các loại rong nâu vốn là một trong các nguồn gây ô nhiễm môi trường một đối với các nước ven biển trong đó có Việt nam Việc biến tính polysacaride tự nhiên nói trên

để sử dụng vào các lĩnh vực như: Công nghiệp, nông nghiệp, y dược, công nghệ sinh học, v.v đã và đang được chú ý trong những năm gần đây

Oligoalginate đã được tìm ra như là một loại hoocmone mới đối với cây trồng, chúng không chỉ có tác dụng tăng trưởng đối với thực vật mà còn có khả năng kích

thích gây tạo các kháng sinh thực vật hay còn gọi là phytoalexin giúp cho cây trồng khả năng kháng được xâm nhiễm đối với các vi sinh vật gây bệnh ( Lê Quang Luân và ctv 1999)

Gần đây Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân và Trung tâm Công Nghệ Bức Xạ Tp HCM đã nghiên cứu thành công các sản phẩm Oligosaccaride cắt mạch có nguồn gốc

tự nhiên phục vụ cho nông nghiệp Tuy vậy chưa có nghiên cứu nào nhắm hướng vào mục đích nuôi trồng thủy canh

Từ những thông tin nêu trên, đề tài “Nghiên cứu chế tạo Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ ứng dụng trong nuôi trồng thủy canh”được thực hiện nhằm góp phần hoàn chỉnh quy trình trồng rau an toàn bằng phương pháp thủy canh một cách hiệu quả

và ứng dụng các hoạt chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên

1.2 Yêu cầu

Chế tạo Olginate từ rong nâu và nghiên cứu chế tạo Oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ, khảo sát tác dụng tăng trưởng của Oligoalginate chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ trên rau trồng bằng phương pháp thủy canh

1.3 Nội dung thực hiện

Chế tạo Alginate từ rong Nâu và chế tạo các chế phẩm Oligoalginate có trọng lượng phân tử khác nhau bằng kỹ thuật bức xạ Xác định trọng lượng phân tử của Oligoalginate sau khi chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ Khảo sát hiệu ứng của Oligoalginate chế tạo được trên rau trồng thủy canh

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Alginate

2.1.1 Lịch sử phát triển

Alginic axit được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881) Năm 1975, Booth đã viết về lịch sử công nghiệp Alginate dựa theo các kết quả nghiên cứu của Stanford Thernley đã tiến hành tách chiết Alginate thô ở Orkey vào năm 1923 và bắt đầu hình thành công nghệ sản xuất Alginate dùng cho đồ hộp rau quả Sau đó công ty đã đặt tên

là Kelp Products Corp và đến năm 1929 được tái thành lập có tên là công ty Kelco (Kelco Company) Tại Anh, Alginate được sản xuất mạnh mẽ và sớm nhất vào những năm 1934 – 1939 Còn ở Na Uy, Alginate được sản xuất sau chiến tranh thế giới thứ

II Đến năm 1981 sản xuất Alginate lan sang nhiều nước trên thế giới, đã có 17 nhà máy ở 9 nước khác nhau sản xuất Alginate (Na Uy, Pháp, Nhật, Mỹ, Canada, Tây Ban Nha, Chilê, Liên Xô cũ, Ấn Độ) Hai công ty sản xuất Alginate lớn nhất thế giới là Kelco Company ở Mỹ và Công ty công nghiệp sản xuất Alginate ở UK, với sản lượng 70% mức sản lượng của thế giới Tiếp theo là đến công ty ProTan A/S của Na Uy, và các công ty của Nhật, Pháp Sản xuất Alginate ở Trung Quốc tăng trong những năm gần đây, sản lượng trung bình khoảng 7.000 – 8.000 tấn/năm

2.1.2 Khái niệm về Alginate

Trong rong Nâu (Sagassum) có chứa một hợp chất quan trọng là Alginic

Alginic là polysaccharide có tính axit, loại axit này rất khó hòa tan Từ Alginic sẽ thông qua các phản ứng với kiềm tạo nên một số hợp chất từ Alginic Sau khi tạo muối

sẽ làm thay đổi tính tan hòa tan của hợp chất tự nhiên này và do đó nó có nhiều công dụng hơn

Alginate Natri là muối của Alginic với Natri, khi cho Alginic tương tác với kiềm hóa trị I như NaOH, Na2CO3 hoặc Na2HPO4, Na2SO3 …

Alginate Canxi là muối của Alginic với Ca++ khi cho Alginic tương tác với CaCl2, CaCO3, Ca(OH)2 …

Alginate amonium là muối của Alginic với NH4+ khi cho Alginic tương tác với

NH4OH hoặc kiềm amonium khác

2.1.3 Công thức cấu tạo và tính chất của Alginate

2.1.3.1 Công thức cấu tạo

Alginic thuộc polysaccharide nhưng chứa nhóm cacboxyl (-COOH) trong phân

tử cho nên thường gọi là axit Alginic hay polysaccharide có tính axit

Theo Niwa (1940) cho rằng đơn vị cấu trúc của Alginic là Uronic có công thức phân tử là (C24H30O23)n Chapman thì cho rằng Alginic là dạng trùng hợp mất nước của D-Manuronic có công thức (C5H9O5COOH)n và công thức hóa học tương đương của Alginic là (C6H8O6)n Hai thuyết tương tự nhau, n = 80/83 do vậy có sự trùng hợp rất lớn

Theo các tài liệu sinh hóa học gần đây mô tả cấu tạo của Alginic gồm các axit

D - Manuronic liên kết với L - Guluronic bằng liên kết 1 – 4 mạch thẳng không phân nhánh

Alginic là polymer gồm nhiều axit Manuronic và Guluronic tạo mạch thẳng không phân nhánh có thể liên kết theo hình phẳng như sau:

Trong phân tử Alginic, số lượng M và G không theo tỷ lệ 1/1 Đồng thời tỷ lệ này sẽ khác nhau ở các loại rong và vùng địa lý khác nhau Người ta rất quan tâm đến

tỷ lệ M/G, bởi lẽ nó là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tạo gel của Alginic

Các phân tử M, G có thể hình thành block M, block G hoặc block MG Chiều dài của các block đã được các nhà nghiên cứu Alginic trên thế giới xác định, trong đó:

- G block có chiều dài là: 8,7 A0

- M block có chiều dài là: 10,3 A0, MG block có chiều dài là: 9,5A0

Manuronic và Guluronic là hai đồng phân của nhau Hiện nay nhiều quan điểm cho rằng tỷ lệ giữa hai loại axit Manuronic và Guluronic không tuân theo 1/1 mà tùy theo loại rong, vị trí địa lý và môi trường rong sinh sống

Trong cây rong Alginic luôn tồn tại dưới dạng muối với Ca, hoặc Mg bền vững, trong đó dạng muối chủ yếu được tìm thấy chủ yếu là với Ca

10 đến 20 lần trọng lượng khô của nó

Alginic hòa tan trong dung dịch kiềm hóa trị I và tạo dung dịch muối kiềm có

độ nhớt cao Chẳng hạn Alginic hòa tan trong dung dịch hydroxit Natri và tạo thành dung dịch Alginate Natri có độ nhớt cao

Khi cho axit mạnh tác dụng với muối kiềm thì Alginic được tách ra kết tủa nổi lên bề mặt dung dịch

Tính chất này rất quan trọng được ứng dụng vào qui trình chiết xuất Alginic Muối Alginate kim loại hóa trị II (Alginate Canxi, Alginate Magiê, …): không hòa tan trong nước, tùy theo kim loại mà có màu sắc khác nhau Khi muối ẩm thì dẻo

dễ uốn hình, khi khô rất cứng, rất khó thấm nước, nhờ có tính chất này mà Alginate có rất nhiều công dụng trong các lĩnh vực khác nhau

Bột Alginate rất dễ bị giảm độ nhớt nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp

Độ nhớt của dung dịch Alginate 5% sẽ bị giảm đi một nửa ngay cả khi bảo quản ở nhiệt độ 30oC ± 2oC trong thời gian từ 5 đến 10 ngày Có thể dùng các chất bảo quản như:

Axit Benzoic, axit Socbit, axit Dehydro Acetic cho các Alginate dùng cho thực phẩm Còn nếu Alginate dùng cho kỹ thuật thì có thể dùng Formaldehyt hoặc Pentaclorophenol để bảo quản

Khác với agar khi giảm nhiệt độ thì dung dịch Alginate cũng không đông lại, ngay cả khi làm lạnh và tan giá thì độ nhớt và bề ngoài cũng không thay đổi

Khả năng gắn với các kim loại bằng liên kết tĩnh điện: Alginic có khả năng gắn với các ion kim loại tạo ra các loại muối khác nhau Khả năng này tùy thuộc vào số lượng D - Manuronic và L - Guluronic trên phân tử Alginate Theo kết quả nghiên cứu của các chuyên gia Trung Quốc, khả năng tạo liên kết với các ion kim loại của Alginic

giàu M từ rong Laminaria digitata theo chiêu giảm dần theo sơ đồ sau:

Pb > Cu > Ba > Sr >Ca > Co > Ni > Zn > Mn > Mg

Còn đối với Alginic giàu G từ rong Laminaria hyperbora giảm dân theo thứ tự

các kim loại sau:

Pb > Cu > Ba > Sr >Cd > Ca > Co, Ni, Zn, Mn > Mg

Cơ chế của phản ứng gắn kim loại trên phân tử Alginate chủ yếu ở nhóm Cacboxyl ngoài ra một số nhóm –OH (Hydroxyl) trên polymer cũng có vai trò trong liên kết với ion kim loại

Propyleneglycol Alginate (PGA) với 80 đến 85% nhóm COOH được ester hóa

có tác dụng nhỏ nhất đối với ion Canxi, do đó hợp chất này được dùng trong công nghiệp sữa PGA giảm tính hòa tan khi pH môi trường < 4, pH = 2 thì PGA kết tủa

2.1.4 Phương pháp tách chiết Alginate

Alginate được tách chiết từ rong Nâu bằng dung dịch kiềm NaOH Alginate được chiết xuất bằng phương pháp này thường bị cắt mạch trong quá trình chiết

2.1.5 Ứng dụng của Alginate

Các sản phẩm của Alginate được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp như: ngành dệt 50%, thực phẩm 30%, giấy 6%, que hàn 5%, y dược phẩm 5%, công nghệ sinh học và các lĩnh vực khác 4% Alginate là một phụ gia không thể thiếu được trong kỹ thuật in màu trên vải Trong công nghiệp thực phẩm thường đòi hỏi loại Alginate phải có khả năng tạo gel và tạo nhũ cao, ví dụ để chế biến Surimi giả trứng cá Caviar người ta thường phải sử dụng loại Alginate có tỷ lệ M/G ≤ 1,0

2.2 Oligoalginate

2.2.1 Giới thiệu về oligosaccaride

Hiện nay năm loại hoocmone thực vật hay chất điều hòa sinh trưởng thực vật (plant growth regulators) đã được xác định đó là auxin, absccisic acid, cytokinin, ethylen và gybberelin Năm 1985, sau hơn 10 năm nghiên cứu, hai giáo sư Albersheim và Darwll, trường ĐH Colorado, Hoa Kì thông báo trên Tạp chí Science of America, về chất điều hòa sinh trưởng thực vật mới có tên gọi là oligosaccarin

Oligosaccarin là oligosaccaride (polysaccaride mạch ngắn chứa chừng khoảng 2÷20 monosaccharide), những phân đoạn (fragments) của thành tế bào, chúng được tiết ra từ thành tế bào do enzyme Thành tế bào chứa ít nhất 8 loại polysaccaride Các loại enzyme khác nhau sẽ tiết ra oligosaccarin khác nhau

Oligosaccaride là nguồn cung cấp nguyên liệu cho con người và động vật Oligosaccaride còn là chất điều hòa sinh trưởng thực vật, là chất truyền tín hiệu giúp cây chống lại các loại tác nhân gây bệnh Ngoài ra, chúng còn được dùng trong bảo quản thực phẩm (Lê Quang Luân và ctv 2003)

Trong thực vật, các oligosaccaride chính là các chất truyền tín hiệu để đưa ra các thông điệp điều hòa trong cây, chức năng đó bao gồm điều hòa quá trình sinh trưởng, phát triển và chống nhiễm bênh cây trồng

Trong nhiều thí nghiệm khác về điều hòa sinh trưởng nhiệt độ sử dụng oligosaccaride cũng đã chứng minh oligosaccaride thể hiện chức năng thúc đẩy tăng trưởng Tham gia trong thời kì đầu thí nghiệm chứng minh tính chất thúc đấy tăng trưởng thực vật của oligosaccaride có nhà khoa học Việt Nam, Kiềm Trần Thanh Vân

làm việc ở Laboratore du Phytoron at Gift – sur Yvette, Pháp Sau đó nhiều nghiên cứu được tiến hành một cách độc lập tại Nhật Bản và Việt Nam đã xác nhận và chứng minh rõ ràng thêm hiệu ứng này

Ngoài khả năng thúc đẩy sự tăng trưởng ở thực vật Oligosaccaride còn có tác dụng thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp nên kháng sinh trong mô của thực vật, hay nói cách khác oligosaccaride đã tạo ra cho cây khả năng tự kháng lại một số nấm và vi khuẩn gây bệnh bằng cách tự tạo ra kháng sinh thực vật gọi là phytoalexin Tùy theo loại thực vật, việc góp phần này gây ra hiệu quả khác nhau bao gồm tạo phytoalexin, tạo enzyme endo β - 1 - 3 gluconase, chitinase, lyzozyme để phân hủy thành tế bào nấm và vi khuẩn Phytoalexin có thể được tạo thành dưới kích thích hóa học và vật lí nhất định Phytoalexin có khối lượng phân tử thấp, có tính độc không chuyên biệt Phytoalexin là chất kháng sinh thực vật có thể hoạt động rộng mà đặc biệt nó không được tìm thấy trong mô của cây khỏe mạnh, nhưng nó được tổng hợp ở trong tế bào gần vị trí nhiễm bệnh như là phần phản ứng bảo vệ của thực vật

Người ta còn nhận thấy trong mô cây đậu tương khi bị xâm nhập bởi nấm

Phytoptora megasfperma, heptosacride glucan liên kết với nhau qua cầu nối β - 1 - 3

và β -1 - 6 đã thúc đẩy quá trình tổng hợp một chất phytoalexin là glyceollin và với hàm lượng khoảng 1 μ/g mô đậu tương

Vậy oligosaccaride là chất truyền tín hiệu làm cây tiết ra kháng sinh để tự bảo

vệ khi ta cho vào cây một hỗn hợp oligosaccaride chiết từ thành tế bào nấm thì tế bào cây có thể tổng hợp các enzyme và các enzyme này lại làm xúc tác cho quá trình sinh tổng hợp kháng sinh Từ đây hi vọng sẽ là một khởi điểm thú vị để phát triển về khoa học thực vật cũng như cuộc cách mạng mới trong nông nghiệp sử dụng oligosaccaride làm chất bảo về và điều hòa sinh trưởng thực vật

2.2.2 Giới thiệu về Oligoalginate

Nếu như Alginate được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghệ thực phẩm, công nghệ dược phẩm và mĩ phẩm thì Oligoalginate lại được ứng dụng rộng rãi hơn nhiều, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học

Năm 1992, Akiyamo và ctv đã thông báo rằng Oligoalginate có tính chất rất quí

là thúc đẩy tăng trưởng vi khuẩn Bifidobactiria loại vi khuẩn hiện diện trong đường

ruột cần cho quá trinh tiêu hóa ở người và động vật Oligo của quá trình này tác giả cũng cho thấy rằng Alginate có khối lượng phân tử khoảng 49 – 400 khi bổ sung vào

môi trường nuôi cấy hàng loạt các vi khuẩn Bifidobacteria (B aldolescentis, B

bifidum, B beeve và B longcion) thì hiệu ứng thúc đẩy tăng trưởng của chúng so với

trước là không đáng kể, trong khi đó các Oligoalginate có khổi lượng phân tử trung bình khoảng 2000 Da chế tạo từ Alginate nói trên Bằng phương pháp thủy phân bởi enzyme alginatelyase với nồng độ từ 0.04 – 0.4 % lại có hiệu ứng cao hơn nhiều Mặt khác nhiều công trình nghiên cứu tác dụng của Oligoalginate cũng đã cho thấy Oligoalginate còn có tác dụng như là một tín hiệu hóa học để kích thích các quá trình sinh tổng hợp phytoalexin Ngoài ra trong nuôi cấy mô Oligoalginate có hiệu ứng thúc đẩy sinh trưởng và làm tăng sinh khối, gia tăng tốc độ phân bào ở một số loại tảo, thúc đẩy quá trình nảy mầm hạt giống và phát triển rễ, thân, lá của một số loài cây

Như vậy Oligoalginate là một loại oligosaccaride không chỉ thể hiện hiệu ứng tăng trưởng rất tốt đối với nhiều loại thực vật mà còn có khả năng tạo cho cây có khả năng kháng lại sự xâm nhiễm của một số vi sinh vật gây bệnh Điều đáng chú ý là oligoalginate có tính an toàn cao đối với người, gia súc, gia cầm và môi trường Do đó, việc chế tạo ra chế phẩm nông dược có nguồn gốc từ oligosaccaride nói chung và Olgioalginate nói riêng là rất thiết thực cho nhu cầu sản xuất rau quả và nông phẩm sạch và phát triển môi trường bền vững ở nước ta và trên thế giới ( Nguyễn Quốc Hiến

Mặc dù phương pháp này có những thuận lợi nhất định nhưng lại gặp phải một

số hạn chế như sau:

 Phải sử dụng các chất oxi hóa mạnh

 Khó kiểm soát được quy trình cắt mạch

 Phải tách chiết và tinh chế

 Chi phí cao do các quá trình tách chiết

 Gây ô nhiễm môi trường (Tomoda và ctv 1994)

 Cần phải có 1 hệ đệm, xúc tác thích hợp cho việc cắt mạch

 Khó kiểm soát quá trình cắt

 Phải tinh chế được sản phẩm sau khi cắt mạch

 Phải sử dụng enzyme đặc hiệu

 Sử dụng năng lượng nhiều

 Chi phí cao (Tomoda và ctv 1994)

2.2.3.3 Phương pháp bức xạ

Đây là phương pháp hữu hiệu và có nhiều ưu điểm Bằng cách sử dụng bức xạ ion hóa là tia gamma, tia siêu âm hay chùm điện tử gia tốc,v.v Alginate sẽ bị cắt mạch dưới tác dụng của bức xạ

Giới thiệu về kỹ thuật bức xạ:

Kỹ thuật bức xạ là sử dụng bức xạ làm nguồn năng lượng trong các quá trình công nghiệp

Kỹ thuật bức xạ hiện tại chủ yếu sử dụng nguồn bức xạ gamma (γ) phát ra từ đồng vị Co – 60 và bức xạ điện tử phát ra các máy gia tốc điện tử (electron beam – EB) Theo số liệu năm 1996, toàn thế giới có hơn 180 nguồn chiếu xạ gamma Co – 60

và khoảng 700 – 800 máy gia tốc điện từ hoạt động phục vụ cho mục đích ứng dụng công nghiệp, trong đó bao gồm các ứng dụng trong lĩnh vực sinh học

Ưu điểm:

 Tiết kiệm năng lượng, không gian và nguyên liệu

 Độ tin cậy cao (quá trình được kiểm tra một cách hữu hiệu)

 Sản phẩm có chất lượng cao, dễ dàng tạo ra sản phẩm mới

 Đáp ứng nhu cầu bảo vệ môi trường

 Hiệu quả kinh tế cao

Các nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả của công nghệ bức xạ trong nông nghiệp:

 Chiếu xạ thực phẩm, khử trùng mĩ phẩm và bao bì cho thực phẩm

 Chiếu xạ nước thải

 Biến tính ghép, khâu mạch chế tạo vật liệu tổng hợp sinh học và vật liệu

có hoạt tính sinh học, chế phẩm dược phẩm, hormon thải chậm

 Lưu hóa bức xạ lastic cao su thiên nhiên

 Chiếu xạ gây bất dục côn trùng, kích thích đột biến

 Biến tính gia tăng chất lượng vải, da thuộc

 Xử lý polymer tự nhiên làm chất tăng trưởng và bảo vệ thực vật

2.2.4 Ứng dụng của Oligoalginate

Nhiều công trình nghiên cứu tác dụng của Oligoalginate đối với cây trồng đã cho thấy Oligoalginate còn có tác dụng như là một tín hiệu hóa học để kích thích các quá trình sinh tổng hợp phytoalexin Ngoài ra trong nuôi cấy mô Oligoalginate có hiệu ứng thúc đẩy tăng trưởng và làm tăng sinh khối, gia tăng tốc độ phân bào ở một

số loại vi tảo, thúc đẩy quá trình nảy mầm hạt giống, phát triển rễ, thân và lá của một

số loài cây

Như vậy Oligialginate là loại oligosacaride không chỉ thể hiện hiệu ứng tăng trưởng rất tốt đối với nhiều loại thực vật mà còn có khả năng tạo cho cây khả năng kháng bệnh Oligoalginate được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp, y học

và công nghệ sinh học

2.3 Công nghệ nuôi trồng thuỷ canh

2.3.1 Khái niệm thủy canh

Theo tiếng Hy lạp thì hydroponics (thủy canh), được ghép từ hai chữ hydro (nước) và ponos (lao động), là hình thức canh tác trên các giá thể không phải là đất

Thủy canh có thể sử dụng hoặc không sử dụng giá thể, cây trồng được cung cấp đầy

đủ dinh dưỡng và nước cho cây sinh trưởng và phát triển

2.3.2 Lịch sử phát triển

Thủy canh đã được thực hiện từ nhiều thế kỉ trước ở vùng Amazon, Babylon,

Ai Cập, Trung Quốc và Ấn Độ Người xưa đã sử dụng phân bón hòa tan để trồng dưa chuột, dưa hấu và nhiều loại rau củ khác ở các lòng sông đầy cát Sau đó, các nhà sinh

lý thực vật bắt đầu trồng các loại cây trên những môi trường dinh dưỡng đặc biệt vì mục đích thí nghiệm, họ gọi đó là nuôi cấy dinh dưỡng (nutriculture)

Những ứng dụng thực nghiệm của ‘nuôi cấy dinh dưỡng’ bắt đầu được chú ý vào năm 1925, khi kỹ thuật nhà kính đặt ra nhiều vấn đề cần được quan tâm đặc biệt Đất trong nhà kính phải được thay thế thường xuyên để khắc phục các vấn đề về cấu trúc đất, phân bón và sâu bọ Kết quả là các nhà nghiên cứu bắt đầu quan tâm đến ưu thế của nuôi cấy dinh dưỡng so với nuôi cấy trong đất theo kiểu truyền thống

Thuật ngữ thủy canh (hydroponics) lần đầu tiên được Gericke (1937) giới thiệu

để mô tả tất cả các phương pháp nuôi trồng thực vật trong môi trường lỏng cho mục đích thương mại Gericke (1929) cũng là người đầu tiên khảo sát, phát triển một phương pháp nuôi trồng thực vật trong nước (dịch dinh dưỡng) khả thi về mặt kinh tế cho mục đích thương mại

Ngoài Gericke, nhiều nhà khoa học khác cũng đã đưa ra nhiều kỹ thuật và phương pháp nuôi trồng thực vật không cần đất (soiless culture) trên qui mô thương mại trong thập niên 1930; (Withorow và Biebel, 1936; Mllard và Stoughton, 1939) Mặc dù các tiêu chuẩn khoa học công nghệ thời kỳ đó đã có thể đáp ứng với việc trồng trọt không cần đất, song họ vẫn không thể thành công khi tính về hiệu quả kinh tế Tuy kết quả khảo sát trên qui mô thương mại chưa khả quan, nhưng thủy canh vẫn thu hút được rất nhiều sự quan tâm Ý tưởng trồng các loại cây có sức sống tốt, sản xuất rau quả, trái cây và hoa không cần đất hấp dẫn với nhiều người Do đó, bên cạnh những người canh tác chuyên nghiệp, nhiều nhà vườn nghiệp dư cũng cố gắng trồng nhiều loại cây khác nhau trong hệ thống thủy canh

Trong và ngay sau thế chiến thứ II, thủy canh được quân đội Hoa kỳ sử dụng khá rộng rãi để trồng rau quả ở một số nơi mà đất bị nhiễm độc do chiến tranh Trong suốt hai thập niên 1950 và 1960, diện tích canh tác thủy canh trên toàn thế giới vẫn chưa có ý nghĩa quan trọng và những nghiên cứu về chúng còn rất ít Tuy nhiên, một

số tài liệu có liên quan đến thành phần dịch dinh dưỡng cho hệ thống thủy canh đã được xuất bản từ giai đoạn này (Jacobson, 1951; Steiner, 1961; 1966 và Hewitt, 1966) Đến cuối thập niên 1960, mối quan tâm về áp dụng thủy canh trong qui mô thương mại tăng lên, thể hiện rõ ở khối liên hiệp Anh, Hà Lan và các quốc gia Scandinavie

Đến năm 1975, Cooper đưa ra kỹ thuật màng dinh dưỡng (NFT – nutrient film technique), là kỹ thuật thủy canh đầu tiên được sử dụng trên qui mô lớn

Trong tương lai, kỹ thuật thủy canh sẽ được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực sản xuất thương mại Mặc dù là một phương pháp còn rất mới mẻ, mới chỉ cơ bản được áp dụng cho sản xuất thương mại khoảng 40 năm, song thủy canh đã cho thấy tiềm năng phát triển cực kỳ to lớn của nó Do không sử dụng đất khi trồng nên kỹ thuật thủy canh có thể thích hợp với nhiều điều kiện khác nhau, từ vùng hải đảo đến cao nguyên, từ vùng khô hạn đến vùng ẩm ướt Điều này cho thấy tính hiệu quả và khả năng phổ biến của kỹ thuật thủy canh là rất cao

2.3.3 Những yêu cầu cơ bản của kỹ thuật thủy canh

 Giá thể trơ được sử dụng

 Dịch dinh dưỡng hoặc hỗn hợp phân bón phải chứa tất cả các thành phần vi lượng và đa lượng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây

 pH của dịch dinh dưỡng phải trong khoảng phù hợp để hệ thống rễ hoặc giá thể trơ không bị ảnh hưởng

 Nhiệt độ và độ thoáng khí của giá thể trơ hoặc dịch dinh dưỡng phải phù hợp với hệ thống

2.3.4 Phân loại thủy canh

2.3.4.1 Kỹ thuật thủy canh dịch lỏng

a Phương pháp hồi lưu (hệ thống đóng)

- Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng là một hệ thống thủy canh mà rễ cây được tiếp xúc trực tiếp với chất dinh dưỡng Màng mỏng (0,5 mm) cho dinh dưỡng chảy xuyên qua các kênh dẫn Các kênh dẫn được làm bằng vật liệu dẻo Hạt giống cùng với môi trường phát triển được đặt ở trung tâm của ống và ở mép của hạt giống được kẹp vào màng mỏng để ngăn cản sự bốc hơi và ngăn không cho ánh sáng lọt qua Môi trường cần cho sự phát triển hấp thu chất dinh dưỡng cung cấp cho cây Khi cây sinh trưởng và phát triển, bộ rễ của cây sẽ vươn ra khỏi giá thể để lấy chất dinh dưỡng từ kênh dẫn để cung cấp cho cây Chiều dài tối đa của kênh dẫn là từ 5 – 10 m và được đặt nghiêng 3,81 cm đến 4,5 cm so với mặt phẳng nằm ngang Dung dịch dinh dưỡng được bơm lên cao hơn kênh dẫn và chảy xuồng bằng trọng lực đồng thời làm ướt chân rễ

Hình 2.1 Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT)

Ở phía thấp hơn của kênh dẫn, dinh dưỡng được thu thập và chảy vào bể chứa dinh dưỡng Dung dịch này được kiểm tra nồng độ muối trước khi tái sử dụng Để cây phát triển tốt hơn, cần thay dung dịch dinh dưỡng hàng tuần để có dung dịch sạch, đảm bảo các tiêu chuẩn cho cây phát triển

Tốc độ dòng chảy của dung dịch dinh dưỡng khoảng 2 – 3 lít/phút và chảy dọc suốt chiều dài của kênh dẫn Yêu cầu cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho sự phát triển chiều cao của cây là một trong những vấn đề cần chú ý của kỹ thuật này

Việc khó khăn chính của kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng là màng rất mỏng

Do đó, rất dễ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân khác nhau

- Kỹ thuật dòng sâu là một hệ thống thủy canh Ở độ sâu 2 – 3 cm, dung dịch dinh dưỡng chảy xuyên qua ống nhựa PVC có đường kính 10 cm đến những túi lưới nhựa có chứa cây được gắn vào trong ống nhựa Túi nhựa chứa vật liệu trồng cây và phần dưới cùng của chúng tiếp xúc với dịch dinh dưỡng chảy vào ống nhựa Ống nhựa PVC được sắp xếp trên mặt phẳng hoặc theo dạng zigzag, điều đó còn tùy thuộc vào

sự phát triển của cây trồng trong ống nhựa

Hình 2.2 Mô hình kỹ thuật dòng sâu

Hệ thống zigzag có khả năng tận dụng được không gian nhưng cho năng suất thấp Hệ thống một mặt phẳng vừa cho cây phát triển về chiều cao vừa rút ngắn thời gian canh tác

Cây trồng được thiết lập trong các túi nhựa có lưới và được đặt tập trung vào các lỗ trong ống nhựa PVC Xơ dừa hoặc các mùn bã cellulose hoặc trộn chung cả hai thứ lại có thể được sử dụng như là vật liệu trồng cây để làm đầy các túi lưới Những chỗ trống nhỏ của miếng lưới được xem như là một lớp trung gian trong túi để ngăn ngừa vật liệu trồng cây bị rơi vào dung dịch dinh dưỡng Những hủ nhựa nhỏ có lỗ nhỏ

ở phía dưới đáy và bên hông có thể được sử dụng thay cho các túi lưới nhựa

Khi dung dịch tái sử dụng chảy vào trong bể chứa thì dung dịch dinh dưỡng này được thông khí Ống nhựa PVC buộc phải có độ dốc khoảng 3,3 cm đến 3,5 cm để thuận lợi cho các dòng dinh dưỡng chảy Lớp sơn của ống nhựa PVC có màu trắng giúp làm giảm độ nóng của dung dịch dinh dưỡng

Hình 2.3 Kỹ thuật dòng sâu (DFT) theo kiểu zigzag

b Phương pháp không hồi lưu

Gồm có kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique), kỹ thuật nổi (floating technique), kỹ thuật mao dẫn (cappillary action technique)

Phương pháp không tuần hoàn này thì dung dịch dinh dưỡng không được tuần hoàn để tái sử dụng mà chỉ sử dụng một lần Khi nồng độ dinh dưỡng giảm hoặc pH hoặc Ec thay đổi, nó được thay thế bằng dung dịch mới

- Kỹ thuật ngâm rễ (root deeping technique): Cây được trồng trong chậu chứa các giá thể trơ có đục lỗ để rể phát triển ra bên ngoài chậu và để trong một chậu lớn hơn chứa dung dịch dinh dưỡng Chậu giá thể chứa cây ngập trong dung dịch khoảng 2 – 3cm, một số rễ của cây được ngâm trong dung dịch còn một số khác lại nằm trong giá thể tiếp xúc không khí nhiều hơn

Hình 2.4 Mô hình kỹ thuật ngâm rễ

- Kỹ thuật nổi (floating technique): Cây được nuôi trong chậu cố định trên vật liệu nhẹ nổi trên mặt dung dịch dinh dưỡng và dung dịch được thông khí nhân tạo

Hình 2.5 Mô hình kỹ thuật nổi

- Kỹ thuật mao dẫn (capillary action technique): Trong kỹ thuật này, người ta dùng hai loại chậu Một chậu dùng để trồng cây bằng các giá thể trơ, chậu còn lại chứa dịch dinh dưỡng, dịch này được mao dẫn lên chậu chứa giá thể bằng những vật liệu có tính mao dẫn như: tim đèn, bông gòn…

Hình 2.6 Mô hình kỹ thuật mao dẫn

Tấm chắn làm bằng xốp

Môi trường dinh dưỡng

Bể chứa Môi trường dinh

Làm thoáng khí

c Phương pháp khí canh (aeroponics)

Cây trồng được cố định trong các lỗ trên các tấm xốp và rễ được treo trong không khí dưới các tấm xốp này Các tấm này được xếp thành các hộp kín để ngăn sự xâm nhập của ánh sáng và kích thích sự tăng trưởng của rễ, đồng thời ngăn sự tăng trưởng của tảo, nấm Dung dịch dinh dưỡng được phun vào rễ dưới dạng sương mù, mỗi lần phun kéo dài khoảng vài giây, cứ mỗi 2 – 3 phút lại phun một lần Làm như vậy có tác dụng giữ ẩm cho rễ và dịch dinh dưỡng được thoáng khí Cây hấp thu chất dinh dưỡng và

nước từ lớp dung dịch bám vào rễ

Hình 2.7 Mô hình kỹ thuật khí canh

2.3.4.2 Thủy canh có sử dụng giá thể rắn

Gồm có kỹ thuật túi treo (hanging bag technique), kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique), kỹ thuật rãnh (trench or trough technique) và kỹ thuật chậu môi trường (post technique)

- Kỹ thuật túi treo (hanging bag technique): Cây được cho vào các lỗ bên của các túi treo chứa giá thể trơ (thường là xơ dừa) đã xử lý UV, túi dài khoảng 1m, có dạng hình trụ, ngoài trắng, trong đen, dày, làm bằng polyethylene Dịch dinh dưỡng được bơm lên đỉnh của mỗi túi treo cung cấp cho túi bằng một máy phun nước (micro sprinkler) gắn bên cạnh đỉnh túi treo, từ đó dịch dinh dưỡng sẽ thấm xuống giá thể và tới rễ cây

Hình 2.8 Mô hình kỹ thuật túi treo

- Kỹ thuật túi tăng trưởng (growing bag technique): Các túi có chiều dài 1 – 1,5

m, bên trên màu trắng đã được sử lý bằng tia UV, bên dưới là màu đen, bên trong chứa

xơ dừa đã được khử trùng Những túi này có chiều cao 6 cm và chiều rộng 18 cm Những túi này được đặt trên mặt phẳng nằm ngang Trên bề mặt có khoét các lổ nhỏ

để gieo hạt hoặc trồng cây con trên đó Khoảng 2 – 3 cây con được trồng cho một phần túi Vậy túi này trồng được khoảng 6 cây Kỹ thuật này gồm có hai túi đặt song song nhau, ở giữa có ống dẫn môi trường dinh dưỡng Từ các ống này có các ống nhỏ cung

cấp môi trường dinh dưỡng cho mỗi lô gieo hạt hoặc trồng cây con

Trong suốt giai đoạn phát triển của cây có nhiều điều kiện bất lợi của môi trường Đặc biệt là lượng nước thấm vào Vì vậy, cần làm môi trường phát triển không

bị thấm đẫm nước hoặc dung dịch dinh dưỡng, đảm bảo cho lượng oxy đủ để cung cấp cho rễ phát triển

Hình 2.9 Mô hình kỹ thuật túi tăng trưởng

- Kỹ thuật rảnh (trenh or trough technique): Đây là hệ thống mở (không tuần

hoàn) Cây trồng sẽ được trồng trong các khe chứa giá thể Khe này có độ sâu khoảng

30 cm Giá thể có thể là xơ dừa hoặc các vật liệu có thể làm giá thể cho cây Giữa các khe chứa giá thể với nhau là một khe nhỏ cho đường ống cung cấp môi trường dinh dưỡng Các ống này sẽ cho dinh dưỡng vào những vị trí có cây trồng Dinh dưỡng sẽ thấm qua giá thể và giữa mặt đáy của khe chứa giá thể, có ống xả để xả môi trường ra ngoài