CHẾ TẠO NANO BẠC – ALGINATE ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RAU SẠCH BẰNG CANH TÁC THỦY CANH

    BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO NANO BẠC – ALGINATE ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RAU SẠCH BẰNG CANH TÁC THỦY CANH Ngành học : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực : LÊ THỊ NHƯ THẢO Niên khóa : 2006 – 2010 Tháng 07 năm 2010     BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO NANO BẠC – ALGINATE ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RAU SẠCH BẰNG CANH TÁC THỦY CANH Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực TS LÊ QUANG LUÂN LÊ THỊ NHƯ THẢO Tháng 07-2010     LỜI CẢM ƠN Lời muốn nói lời cảm ơn đến ba má, chị, anh hai em thật nhiều động viên, ủng hộ đường mà chọn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh – Bộ mơn Cơng nghệ Sinh học tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức khoa học, kiến thức chuyên ngành kinh nghiệm quý báu suốt trình học trường Giúp chúng em có kiến thức bước vào đời Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Lê Quang Luân người định hướng đề tài, hướng dẫn tạo điều kiện tốt để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Quốc Hiến chị Kim Lan trung tâm VINAGAMMA hướng dẫn tạo điều kiện cho em trình làm việc trung tâm Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Thu Hà, chị Phương Uyên Phòng Sinh học Trung tâm Hạt nhân Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ em suốt thời gian làm đề tài Em xin chân thành cảm ơn anh chị làm việc Cơng ty Cổ Phần Sài gòn Thủy canh tạo điều kiện tốt giúp đỡ cho em q trình thực tập Cơng ty Xin cảm ơn bạn Thanh, bạn Khôi, bạn Lộc bạn lớp DH06SH giúp đỡ q trình học tập thực khóa luận tốt nghiệp Do hạn chế thời gian kiến thức nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn để khóa luận đầy đủ hồn chỉnh Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2010 Sinh viên Lê Thị Như Thảo i     TÓM TẮT Nhiều nghiên cứu gần chứng minh Alginate xử lý cắt mạch phương pháp xạ chất kích thích tăng trưởng an toàn hiệu trồng Bên cạnh đó, Nano Bạc có tác dụng kháng khuẩn cao nồng độ thấp Nếu chế tạo Alginate Nano Bạc ứng dụng canh tác thủy canh sản xuất rau khơng có tác dụng tăng trưởng cho trồng tác dụng Alginate cắt mạch xạ mà có tác dụng hạn chế phát triển vi sinh vật diện Nano Bạc Trong đề tài này, Nano Bạc chế tạo kỹ thuật xạ với nguồn xạ gamma Co-60 Đồng thời, sử dụng Alginate làm chất ổn định với suất liều 1,3 kGy/h Nano Bạc – Alginate có kích thước hạt Bạc Nano nm sau chế tạo sử dụng để khảo sát nồng độ sử dụng rau mầm cải củ rau thủy canh Khi xác định nồng độ tối ưu cho tiếp tục xác định ảnh hưởng kích thước hạt Nano lên phát triển trồng Đã chế tạo Nano Bạc phương pháp chiếu xạ sử dụng Alginate làm chất ổn định có kích thước hạt nm phương pháp chiếu xạ Co-60.Tìm nồng độ Nano Bạc – Alginate tối ưu bổ sung cho mục đích trồng rau mầm ppm rau thủy canh 0,5 ppm Sản phẩm Nano Bạc – Alginate chế tạo có triển vọng sản xuất rau canh tác thủy canh Từ khóa: Nano Bạc – Alginate, Thủy canh, Kỹ thuật xạ, Công nghệ Nano ii     SUMMARY Name of study: Preparation silver Nano particles by γ-irradiation using Alginate stabilizer its application for clean vegetable production using hydroponic culture Several recent researches indicated that Alginate dedrated by irradiation methol was a safe and effective plant growth promoter In addition, Silver Nano has ability of antimicrobial at very low concentration If the silver Nano – Alginate can be prepare and applied in hydroponics, the product not only promote the growth of plant due to the present of Alginate, but also inhibite the growth of microbial due to the effect of silver Nano In this study, silver Nano – Alginate particles was prepared by γ-irradiation using Alginate stabilizer with a dose of rate 1.3 kGy/h Silver Nano – Alginate has size of silver Nano particles about nm after preparing was used for testing of the effect concentration on the growth vegetable seeding and vegetable hydroponics the selected optimal concentration was use to test size effect of Nano particles on the growth and development of plants The Silver Nano particles with diameter nm by γ-irradiation Co-60 was successfully prepared Alginate stabilizer.The optimal concentrations of prepared Silver Nano particles were found about ppm for vegetable seeding and 0.5 ppm for vegetable in hydroponics culture.The Silver Nano particles prepare by γ- irradiation using Alginate stabilizer is a potential material for clean vegetable production using hydroponics techniques Keywords: Nano Bạc – Alginate, Hydroponic, Radiation processing, Nanotechnology iii     MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn …… i Tóm tắt .ii Summary iii Mục lục iv Danh sách chữ viết tắt .vii Danh sách bảng viii Danh sách hình ix Chương Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung thực Chương Tổng quan tài liệu 2.1 Công nghệ Nano 2.1.1 Xu hướng khoa học ứng dụng 2.1.2 Các khái niệm khoa học, công nghệ vật liệu Nano 2.1.3 Cơ sở khoa học Công nghệ Nano 2.1.4 Phương pháp chế tạo vật liệu Nano 2.1.5 Ứng dụng công nghệ Nano 2.2 Nano Bạc – Alginate 2.2.1 Khái niệm Nano Bạc 2.2.2 Alginate 2.2.3 Công nghệ xạ 2.2.4 Chế tạo keo Nano Bạc phương pháp khử hóa xạ 11 2.2.5 Ứng dụng Nano Bạc 11 2.3 Công nghệ nuôi trồng Thủy canh 12 2.3.1 Khái niệm thủy canh 12 2.3.2 Lịch sử phát triển 13 iv     2.3.3 Những yêu cầu kỹ thuật thủy canh 14 2.3.4 Phân loại thủy canh 14 2.3.4.1 Kỹ thuật thủy canh dịch lỏng 15 2.3.4.2 Thủy canh có sử dụng giá thể rắn 20 2.4.5 Ưu nhược điểm sản xuất phương pháp thủy canh 23 2.4.5.1 Ưu điểm 23 2.4.5.2 Nhược điểm 24 2.4.6 Tình hình phát triển Công nghệ thủy canh giới Việt Nam 24 Chương Vật liệu phương pháp nghiên cứu 27 3.1 Thời gian địa điểm 27 3.2 Vật liệu thí nghiệm 27 3.2.1 Giống 27 3.2.2 Giá thể trồng 27 3.2.3 Hóa chất 27 3.2.4 Dụng cụ thí nghiệm 30 3.2.5 Điều kiện thí nghiệm 30 3.3 Phương pháp nghiên cứu 30 3.3.1 Chế tạo Nano Bạc -Alginate phương pháp chiếu xạ Co-60 30 3.3.2 Xác định đặc trưng Nano Bạc – Alginate 31 3.3.3 Khảo sát hiệu ứng Nano Bạc – Alginate rau thủy canh 31 3.3.3.1 Khảo sát hiệu ứng Nano Bạc – Alginate rau mầm cải củ 32 3.3.3.2 Khảo sát hiệu ứng Nano Bạc – Alginate rau thủy canh 34 3.4 Pháp xử lý số liệu 38 Chương Kết thảo luận 39 4.1.1 Chế tạo Nano Bạc – Alginate kỹ thuật xạ Co-60 39 4.1.2 Hiệu ứng tăng trưởng 41 4.1.2.1 Hiệu ứng tăng trưởng Nano Bạc 41 4.1.2.2 Hiệu ứng tăng trưởng Nano Bạc – Alginate 46 4.2.1 Sản phẩm Nano Bạc 58 4.2.2 Hiệu ứng tăng trưởng Nano Bạc – Alginate rau thủy canh 60 v     4.2.2.1 Hiệu ứng tăng trưởng 60 4.2.2.2 Hiệu ứng tăng trưởng Nano 60 Chương Kết luận đề nghị 65 5.1 Kết Luận 65 5.2 Đề nghị 65 Tài liệu tham khảo vi     DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT λmax : Bước sóng hấp thụ cực đại ATVSTP : Vệ sinh an toàn thực thực phẩm BVTV : Bảo vệ thực vật CNNN : Công nghệ Nano CNSH : Công nghệ sinh học ĐC : Đối chứng EPA : Environmental protection agency FDA : Food and drug administration NLNT : Năng lượng nguyên tử SIAA : Society of industrial technology SVĐC : So với đối chứng TEM : Transmission electron microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua) vii     DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1 Các nghiệm thức thí nghiệm 33 Bảng 3.2 Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hưởng 34 Bảng 3.3 Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ 36 Bảng 3.4 Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh kích thước hạt Nano Bạc 37 Bảng 4.1 Đặc trưng Nano Bạc – Alginate trước sau chiếu xạ 41 Bảng 4.2 Sự sinh trưởng rau mầm 42 Bảng 4.3 Sự ảnh hưởng mầm Cải củ 44 Bảng 4.4 Hàm lượng chất khô 51 Bảng 4.5 Chỉ tiêu chất lượng vi sinh 58  viii     Đối với Xà lách 130 Sinh khối tươi Chiều cao Độ tăng trưởng, % Chiều dài rễ 120 110 100 90 ĐC Alginate NNB-4nm NNB-8nm Nghiệm thức Hình 4.16 Ảnh hưởng kích thước hạt Nano Bạc lên sinh trưởng phát triển Xà lách (b) (a) Hình 4.17 Cây Xà lách thu hoạch sau 35 ngày gieo trồng (a) đối chứng, (b) bổ sung hạt Nano Bạc có kích thước nm Cũng giống Cải khác biệt kích thước hạt Nano Bạc khơng có ý nghĩa thống kê sinh trưởng phát triển Xà lách chúng tốt so với đối chứng khơng bổ sung Nano Bạc ¾ Kết xét nghiệm vi sinh 51     Hàm lượng E.Coli, Salmonella Coliforms rau thủy canh trồng xơ dừa xử lý có bổ sung Nano Bạc – Alginate nồng độ 0,5 ppm có kích thước hạt Nano Bạc nm Sau 20 ngày trồng phương pháp thủy canh xét nghiệm Viện Pasteur Tp Hồ Chí Minh theo phương pháp ISO 4832 :2006 cho kết sau: Bảng 4.5 Chỉ tiêu chất lượng vi sinh rau Cải xanh rau Xà lách xử lý Nano Bạc – Alginate Mẫu Xà lách Rau cải E Coli