Khảo sát ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng với nano bạc đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành .... Khảo sát ảnh hưởng của sự kế
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN
HOA LAN MOKARA BANGKHUNTIEN CẮT CÀNH
SAU THU HOẠCH BẰNG CÁC DUNG DỊCH NANO
Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : TS Trịnh Thị Lan Anh Sinh viên thực hiện : Đào Thị Mỹ Duyên
MSSV: 1411100535 Lớp: 14DSH04
TP Hồ Chí Minh, 2018
Trang 2Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc
Sinh viên thực hiện
Đào Thị Mỹ Duyên
Trang 3Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự
hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong
suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy (Cô) Viện Khoa
học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã cùng
với tri thức và tâm huyết của mình truyền đạt vốn kiến thức quý báu, tạo điều
kiện thuận lợi nhất cho chúng em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành đồ
án tốt nghiệp tại trường
Em xin chân thành cảm ơn cô TS Trịnh Thị Lan Anh đã tận tâm hướng
dẫn, giúp đỡ em có cơ hội được thực hành, vận dụng những kiến thức đã học vào
công việc thực tế và hoàn thành đồ án với kết quả tốt nhất
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
đồ án tốt nghiệp
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh
viên, đồ án này không thể tránh được những thiếu sót, em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để em có kiến thức và kỹ năng
tốt hơn cho công việc trong tương lai
Em xin chân thành cảm ơn!
TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 7 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Đào Thị Mỹ Duyên
Trang 4MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Tình hình nghiên cứu 3
2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3
2.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 4
3 Mục đích nghiên cứu 4
4 Nhiệm vụ nghiên cứu 4
5 Phương pháp nghiên cứu 5
6 Các kết quả đạt được của đề tài 5
7 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7
1.1 Giới thiệu về hoa lan Mokara 7
1.1.1 Giới thiệu chung 7
1.1.2 Hình thái 7
1.1.3 Đặc tính 8
1.1.4 Điều kiện sinh trưởng 8
1.2 Giới thiệu về các nano 9
1.2.1 Giới thiệu chung 9
1.2.2 Nano bạc 10
1.2.3 Nano đồng 16
1.2.4 Nano chitosan 21
1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của hoa sau khi cắt cành 27 1.3.2 Các yếu tố tiền thu hoạch 30
1.4 Giới thiệu về ethylene 31
1.4.1 Sự phát hiện ethylene trong thực vật 31
1.4.2 Ảnh hưởng của ethylene đến sự chín của rau quả 32
1.4.3 Cơ chế sinh tổng hợp của ethylene ở thực vật 34
1.4.4 Các chất kháng ethylene 35
1.4.5 Các phương pháp bảo quản hoa phổ biến hiện nay 37
1.5 Sự phân bố và thương mại hoa trên thế giới hiện nay 40
Trang 5CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 43
2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 43
2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 43
2.1.2 Thời gian thực hiện đề tài 43
2.2 Vật liệu nghiên cứu 43
2.3.1 Vật liệu 43
2.3.2 Hóa chất sử dụng 43
2.3 Thiết bị và dụng cụ 43
2.3.1 Thiết bị 43
2.3.2 Dụng cụ 43
2.4 Phương pháp nghiên cứu 43
2.4.1 Mục đích đồ án 43
2.4.2 Nội dung 44
2.5 Phương pháp nghiên cứu 45
2.5.1 Sơ đồ thu hoạch 45
2.5.2 Sơ đồ nghiên cứu 46
2.5.3 Bố trí thí nghiệm 47
2.6 Chỉ tiêu theo dõi 55
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56
3.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của từng loại dung dịch nano đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau thu hoạch 56
3.1.1 Thí nghiệm 1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nano bạc đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 56
3.1.2 Thí nghiệm 1.2 Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch nano đồng đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 68
3.1.3 Thí nghiệm 1.3 Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch nano chitosan đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 82
3.2 Khảo sát ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau thu hoạch 95
Trang 63.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng
đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt
cành 95
3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 98
3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng với nano bạc đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 120
3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng với nano chitosan đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 133
3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng kết hợp của nano chitosan và nano bạc đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 146
3.2.6 Khảo sát ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan với nano đồng đến quá trình kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 160
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 172
4.1 Kết luận 172
4.2 Kiến nghị 172
TÀI LIỆU THAM KHẢO 173
PHỤ LỤC 177
Trang 7DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
1-MCP 1-Methyl cyclopropene ACC Aminocyclopropane-1-carboxylic acid AOA Amino xyacetic acid
AVG Amino ethoxy Vinyl glycine BVTV Bảo vệ thực vật
EPA Environmental Protection Agency FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc Gib Gibberellin
MET Acid amin methionine SAM S-adenosyl methionine STS Bạc thiosunphate
TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh
Trang 8DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nano bạc đến khối lượng của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành 57 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nano bạc đến số lượng hoa (hoa/cành) của hoa lan
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của dung dịch nano đồng đến khối lượng hoa lan Mokara69
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của dung dịch nano đồng đến số lượng hoa của hoa lan
lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 84
Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nano chitosan đến số nụ hoa (hoa/cành) của hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành 86
Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nano chitosan đến đường kính hoa của hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành 87
Bảng 3.13 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 96
Bảng 3.14.Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng
đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 97
Bảng 3.15 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 99
Trang 9Bảng 3.16 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng đến
đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 100
Bảng 3.17 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 108
Bảng 3.18 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 110
Bảng 3.19 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 111
Bảng 3.20 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 112
Bảng 3.21 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc đến
khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 120
Bảng 3.22 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc đến
số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 122
Bảng 3.23 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc đến
số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 123
Bảng 3.24 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc đến
đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 125
Bảng 3.25 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano chitosan
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 134
Bảng 3.26 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano
chitosan đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt
cành 136 Bảng 3.27 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano chitosan
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 137
Bảng 3.28 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano
chitosan đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành138
Bảng 3.29 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 147
Bảng 3.30 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 148
Trang 10Bảng 3.31 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 150
Bảng 3.32 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 152
Bảng 3.33 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano đồng
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhumtien cắt cành 160
Bảng 3.34 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano đồng
đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 162
Bảng 3.35 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano đồng
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 163
Bảng 3.36 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano đồng
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 164
Trang 11DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng của nano bạc đến khối lượng của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 57
Biểu đồ 3.2 Ảnh hưởng của nano bạc đến số lượng hoa của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 59
Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của nano bạc đến số lượng nụ hoa của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 60
Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng của nano bạc đến đường kính của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 61
Biểu đồ 3.5 Ảnh hưởng của nano đồng đến khối lượng của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 70
Biểu đồ 3.6 Ảnh hưởng của nano đồng đến số lượng hoa của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 72
Biểu đồ 3.7 Ảnh hưởng của nano đồng đến số nụ hoa của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 73 Biểu đồ 3.8 Ảnh hưởng của dung dịch nano đồng đến đường kính của hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 74
Biểu đồ 3.9 Ảnh hưởng của nano chitosan đến khối lượng của hoa lan Mokara
Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 83 Biểu đồ 3.10 Ảnh hưởng của nano chitosan đến số lượng hoa (hoa/cành) của hoa
lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 85
Biểu đồ 3.11 Ảnh hưởng của nano chitosan đến số nụ hoa (hoa/cành) của hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 86
Biểu đồ 3.12 Ảnh hưởng của nano chitosan đến đường kính hoa của hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 18 ngày cắm trong dung dịch 87
Biểu đồ 3.13 Ảnh hưởng của 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng đến khối
lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm
trong dung dịch 96
Trang 12Biểu đồ 3.14 Ảnh hưởng 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng đến số lượng
hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm
trong dung dịch 98 Biểu đồ 3.15 Ảnh hưởng của 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng đến số nụ
hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm
trong dung dịch 99 Biểu đồ 3.16 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano đồng
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 100 Biểu đồ 3.17 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành 109
Biểu đồ 3.18 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
lên số lượng hoa Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm
trong dung dịch 110 Biểu đồ 3.19 Ảnh hưởng của 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan đến số
nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm
trong dung dịch 112 Biểu đồ 3.20 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano bạc và nano chitosan
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 113 Biểu đồ 3.21 Ảnh hưởng của kết hợp nano đồng và nano bạc đến khối lượng của
hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm trong dung
dịch 121 Biểu đồ 3.22 Ảnh hưởng của kết hợp nano đồng và nano bạc đến số lượng hoa
của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21 ngày cắm trong
dung dịch 122 Biểu đồ 3.23 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 124
Trang 13Biểu đồ 3.24 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano bạc
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 125 Biểu đồ 3.25 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano
chitosan đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành
sau 21 ngày cắm trong dung dịch 134 Biểu đồ 3.26 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano
chitosan đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt
cành sau 21 ngày cắm trong dung dịch 136 Biểu đồ 3.27 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano đồng và nano
chitosan đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành
sau 21 ngày cắm trong dung dịch 137 Biểu đồ 3.28 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano
đồng và nano chitosan đến đường kính của hoa lan Mokara
Bangkhuntien sau 21 ngày cắm trong dung dịch 138 Biểu đồ 3.29 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 147 Biểu đồ 3.30 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 149 Biểu đồ 3.31 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 151 Biểu đồ 3.32 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano bạc
đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau 21
ngày cắm trong dung dịch 152 Biểu đồ 3.33 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano
đồng đến khối lượng của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau
21 ngày cắm trong dung dịch 161
Trang 14Biểu đồ 3.34 Ảnh hưởng của kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano
đồng đến số lượng hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành
sau 21 ngày cắm trong dung dịch 162 Biểu đồ 3.35 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano
đồng đến số nụ hoa của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành sau
21 ngày cắm trong dung dịch 164 Biểu đồ 3.36 Ảnh hưởng của sự kết hợp 2 loại dung dịch nano chitosan và nano
đồng đến đường kính của hoa lan Mokara Bangkhuntien cắt cành
sau 21 ngày cắm trong dung dịch 165
Trang 15DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hoa lan Mokara Bangkhuntien 7
Hình 1.2 Cơ chế diệt nấm của nano bạc – tương tác của ion bạc lên tế bào vi khuẩn 11 Hình 1.3 Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc 11
Hình 1.4 Cơ chế kháng khuẩn của nano đồng 18
Hình 1.5 Cấu trúc của chitin, chitosan và nano chitosan 23
Hình 1.6 Sự ảnh hưởng của khí ethylene đối với hoa 33
Hình 1.7 Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene của thực vật 34
Hình 1.8 Sự phân bố và thương mại hoa trên thế giới 41
Hình 3.1 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 0 ppm (nghiệm thức 1) 63
Hình 3.2 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 2 ppm (nghiệm thức 2) 64
Hình 3.3 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 4 ppm (nghiệm thức 3) 65
Hình 3.4 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 6 ppm (nghiệm thức 4) 66
Hình 3.5 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 8 ppm (nghiệm thức 5) 67
Hình 3.6 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano bạc 10 ppm (nghiệm thức 6) 68
Hình 3.7 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano đồng 0 ppm (nghiệm thức 1) 76
Hình 3.8 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano đồng 2 ppm (nghiệm thức 2) 77
Hình 3.9 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano đồng 4 ppm (nghiệm thức 3) 78
Hình 3.10 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano đồng 6 ppm (nghiệm thức 4) 79
Hình 3.11 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng nano đồng 8 ppm (nghiệm thức 5) 80
Trang 16Hình 3.12 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano đồng 10 ppm (nghiệm thức 6) 81
Hình 3.13 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 0 ppm (nghiệm thức 1) 89
Hình 3.14 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 2 ppm (nghiệm thức 2) 90
Hình 3.15 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 4 ppm (nghiệm thức 3) 91
Hình 3.16 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 6 ppm (nghiệm thức 4) 92
Hình 3.17 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 8 ppm (nghiệm thức 5) 93
Hình 3.18 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 18 ngày bảo quản bằng
nano chitosan 10 ppm (nghiệm thức 6) 94
Hình 3.19 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 0 ppm (nghiệm thức 1) 102
Hình 3.20 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 2 ppm (nghiệm thức 2) 103
Hình 3.21 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 4 ppm (nghiệm thức 3) 104
Hình 3.22 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 6 ppm (nghiệm thức 4) 105
Hình 3.23 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 8 ppm (nghiệm thức 5) 106
Hình 3.24 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano đồng 10 ppm (nghiệm thức 6) 107
Hình 3.25 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 0 ppm (nghiệm thức 1) 114
Hình 3.26 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 2 ppm (nghiệm thức 2) 115
Trang 17Hình 3.27 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 4 ppm (nghiệm thức 3) 116
Hình 3.28 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 6 ppm (nghiệm thức 4) 117
Hình 3.29 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 8 ppm (nghiệm thức 5) 118
Hình 3.30 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano bạc 6 ppm với nano chitosan 10 ppm (nghiệm thức 6) 119
Hình 3.31 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 0 ppm (nghiệm thức 1) 127
Hình 3.32 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 2 ppm (nghiệm thức 2) 128
Hình 3.33 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 4 ppm (nghiệm thức 3) 129
Hình 3.34 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 6 ppm (nghiệm thức 4) 130
Hình 3.35 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 8 ppm (nghiệm thức 5) 131
Hình 3.36 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano bạc 10 ppm (nghiệm thức 6) 132
Hình 3.37 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 0 ppm (nghiệm thức 1) 140
Hình 3.38 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 2 ppm (nghiệm thức 2) 141 Hình 3.39 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 4 ppm (nghiệm thức 3) 142 Hình 3.40 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 6 ppm (nghiệm thức 4) 143 Hình 3.41 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 8 ppm (nghiệm thức 5) 144
Trang 18Hình 3 42 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano đồng 6 ppm với nano chitosan 10 ppm (nghiệm thức 6) 145 Hình 3.43 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 0 ppm (nghiệm thức 1) 154
Hình 3.44 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 2 ppm (nghiệm thức 2) 155
Hình 3.45 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 4 ppm (nghiệm thức 3) 156
Hình 3.46Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi kết
hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 6 ppm (nghiệm thức 4) 157
Hình 3.47 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 8 ppm (nghiệm thức 5) 158
Hình 3.48 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano bạc 10 ppm (nghiệm thức 6) 159
Hình 3.49 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 0 ppm (nghiệm thức 1) 166
Hình 3.50 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 2 ppm (nghiệm thức 2) 167
Hình 3.51 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 4 ppm (nghiệm thức 3) 168
Hình 3.52 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 6 ppm (nghiệm thức 4) 169
Hình 3.53 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 8 ppm (nghiệm thức 5) 170
Hình 3.54 Sự biến đổi của hoa lan Mokara Bangkhuntien sau 21 ngày bảo quản khi
kết hợp nano chitosan 4 ppm với nano đồng 10 ppm (nghiệm thức 6) 171
Trang 19DANH MỤC SƠ ĐỒ
Hình 2.1 Các bước thu hoạch và chuẩn bị hoa lan Mokara Bangkhuntien cho
nghiên cứu bảo quản sau thu hoạch 45
Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara
Bangkhutien cắt cành 46
Trang 20MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây do kinh tế phát triển mạnh mẽ, con người không chỉ quan tâm về đời sống vật chất mà còn quan tâm rất nhiều về đời sống tinh thần Trong đời sống tinh thần đó, người ta không thể không kể đến giá trị của các loài hoa Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm tạo nên các vùng sinh thái
đa dạng thích hợp cho trồng trọt nhiều chủng hoa đẹp của Việt Nam và thế giới Hiện nay nước ta có khoảng 5000 ha sản xuất hoa cây cảnh với tổng sản lượng ước tính khoảng 4 tỷ cành hoa Năm 2001, cả nước có hơn 8000 ha đất trồng hoa, chủ yếu tập trung ở các tỉnh thành như Lâm Đồng (1254 ha), Hà Nội (867 ha), Hưng Yên (867 ha), với doanh thu là 291 tỷ đồng, trong đó giá trị xuất khẩu đạt 7
tỷ đồng Về mặt kinh tế, nghề trồng hoa đem lại lợi nhuận cao hơn trồng lúa Chính vì vậy nghề trồng hoa ngày càng được phát triển, quy mô, diện tích và
chủng loại hoa cũng ngày được tăng lên
Theo đánh giá của FAO thì giá trị hoa trên toàn thế giới ước tính khoảng 20
tỷ USD, bình quân 3,3 USD/người: thị trường hoa tươi tập trung ở các nước phát triển như Hà Lan, Ý, Anh, Pháp, Nhật, Mỹ,… Gần đây, có thêm các nước phát triển mạnh về hoa gồm Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc,… Trong đó 3 thị trường hoa lớn nhất thế giới chiếm 50%, bao gồm Nhật Bản khoảng 3,731% tỷ USD, Hà Lan khoảng 3,558 tỷ USD và Mỹ khoảng 3,27 tỷ USD
Tiêu dùng hoa cắt cành có xu hướng gia tăng ở một số nước Đông Âu, Châu Á và Mỹ Latin Trung Quốc nhanh chóng trở thành quốc gia có quy mô sản xuất và tiêu dùng lớn nhất thế giới với mức tăng trưởng 15% mỗi năm Riêng ở Bắc Kinh, tỷ lệ người tiêu dùng hoa cắt cành cho nhu cầu cá nhân từ 2,3% năm
1985 tăng lên 29% năm 2004 (GADINFO center, 2006) vượt qua tỷ lệ này ở Mỹ (28%) (FCH, 2006) Ấn Độ, với 300 triệu dân thuộc tầng lớp trung lưu và khá giả, có mức tăng trưởng về tiêu dùng hoa 40% mỗi năm (Nishimura, 2006) Từ
1985 đến 1996, tiêu dùng hoa cắt cành ở Hàn Quốc tăng 18,9% trong khi thu nhập bình quân tăng 15,1% Đây cũng là xu thế chung xuất hiện ở nhiều nước có nền kinh tế có mức tăng trưởng cao, thu nhập của người dân được cải thiện nhanh chóng
Trang 21Thị trường hoa cắt cành Việt Nam tuy phát triển đáng kể trong những năm qua nhưng vẫn được coi là thị trường còn non trẻ Chỉ có 18,2% người mua hoa ở
Hà Nội và 8,6% ở TP HCM mua hoa cho nhu cầu trang trí hàng ngày (Tung et
al., 2005) Hoa cắt cành được sử dụng nhiều nhất cho các mục đích thờ cúng, lễ
hội, tiếp tân và giao lưu Thị trường hoa Việt Nam còn là một thị trường hầu như khép kín Hầu hết hoa sản xuất ra được tiêu dùng trong nước Lượng hoa xuất khẩu chỉ chiếm 5% tổng sản lượng hoa (Tung, 2009) Hiện còn chưa có số liệu thống kê chính xác về mức tiêu dùng trên đầu người và sự phân bố thị trường hoa trong nước, nhưng chắc mức tiêu dùng hoa của Việt Nam còn rất thấp và phân bố không đều
Hoa cắt cành ở Việt Nam khó xâm nhập được vào các thị trường như: Mỹ, Nhật, EU,… do nhiều nguyên nhân Trong các nguyên nhân thì sự yếu kém trong công nghệ sau thu hoạch cho hoa cắt cành là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất Hoa lan cắt cành có chất lượng cao ở vườn nhưng đến tay người tiêu dùng thì chất lượng đã giảm xuống rất nhiều Do trong các khâu thu hoạch, xử lý, đóng gói và bảo quản còn sơ sài và quá lạc hậu so với thế giới nên khoảng thời gian sử dụng của hoa rất ngắn không đưa ra thị trường nước ngoài được Hoa lan sau khi cắt khỏi thân cây mẹ sẽ giữ được độ đẹp và tươi trong khoảng vài ngày Hoa lan sau khi cắt cành rất dễ bị các vi sinh vật tấn công lên vết cắt, ngăn chặn
sự thẩm thấu nước lên cành hoa, vì vậy hoa rất dễ bị héo và việc giữ được độ tươi của hoa trong điều kiện thường là một điều rất khó khăn
Hiện nay công nghệ bảo quản có nhiều phương pháp khác nhau nhưng cơ bản có 3 phương pháp đó là vật lý, hoá học và sinh học Nhưng ngày nay người
ta càng ngày càng chú trọng đến phương pháp bảo quản bằng sinh học do có những ưu điểm vượt trội như an toàn đối với người sử dụng, không ảnh hưởng đến cảm quan màu sắc, mùi vị của nông sản sau thu hoạch Các dung dịch nano ngày càng được các nhà nghiên cứu quan tâm trong việc chữa bệnh cho thực vật, bảo quản cho các loại nông sản và hoa màu sau thu hoạch Việc chú trọng bảo quản các loại nông sản sau thu hoạch bằng các phương pháp sinh học đặc biệt là dùng các dung dịch nano trong bảo quản sẽ giúp cho nông sản giữ được độ tươi
Trang 22lâu hơn mà không gây hại đến sức khỏe con người Bên cạnh đó sẽ giảm sự thất thoát nông sản sau thu hoạch, làm tăng giá trị của các loại nông sản
Vấn đề cấp thiết đặt ra cho chúng ta hiện nay là cần phải nghiên cứu được những dung dịch để bảo quản hoa cắt cành sau thu hoạch, nhằm kéo dài thời gian bảo quản của các loại hoa nói chung và hoa lan nói riêng đủ thời gian xuất khẩu
đi các thị trường xa mà chất lượng ít bị giảm Vì vậy, việc sử dụng các biện pháp
sinh học đặc biệt là sử dụng các chất nano để bảo quản hoa là một vấn đề cấp thiết nên đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu kéo dài thời gian bảo quản hoa lan
Mokara Bangkhuntien cắt cành sau thu hoạch bằng các dung dịch nano”
2 Tình hình nghiên cứu
2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Vấn đề dinh dưỡng cho hoa rất quan trọng vì hoa sau khi cắt cành nếu không bổ sung thêm dinh dưỡng từ ngoài vào thì hoa sẽ rất nhanh tàn vì lúc đó hoa sẽ tận dụng lại chất hữu cơ dự trữ của lá, thân để tiếp tục phát triển, theo Brian và Grego (1989) (Tropical products Transprot Handbook) để hoa kéo dài tuổi thọ thì chúng ta phải bổ sung dinh dưỡng từ ngoài vào chủ yếu là đường và saccharose và các vitamin ở trạng thái dung dịch Tùy theo từng loại hoa mà nồng độ đường sử dụng dao động từ 2 – 20% Trong dung dịch ngoài hai chất kể trên thì còn bổ sung các chất khác như STS, Ag 2 SO 4 , AgNO 3 , Aspirine, Florisan,… và hạ pH dung dịch xuống 3,5 – 4,5 Xử lý nước ấm 38 – 44 o C Còn theo Biggs (1998), Klein (1989) đã dùng phương pháp xử lý nhiệt bằng cách nhúng gốc vào nước nóng ở nhiệt độ từ 36 – 42 o C trong khoảng thời gian 5 – 20 phút để làm giảm hẳn lượng ethylene tổng hợp Theo tác giả xử lý nhiệt không chỉ hạn chế ethylene nội sinh mà còn hạn chế cả ethylene ngoại sinh Có nhiều nguyên nhân giải thích, nhưng theo tác giả thì có một nguyên nhân làm ức chế enzyme tham gia tổng hợp ethylene Việc khống chế được quá trình khí ethylene trong quá trình bảo quản là rất quan trọng Vì khi nồng độ khí ethylene trong kho bảo quản tăng cao sẽ làm cho hoa lão hóa nhanh, đồng thời làm tăng hoạt động sinh lý, hô hấp và sự xâm nhập của vi sinh vật, bệnh hại và nhiệt độ bảo quản hoa Theo kết quả nghiên cứu của Robinson (1975) cho thấy chỉ tăng nhiệt độ từ
Trang 230 o C – 20 o C cường độ hô hấp của một số loại hoa tăng lên 5,5 lần, đặc biệt là cẩm chướng tăng 25 lần
2.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của chế phẩm dinh dưỡng và kích thích sinh trưởng đến cúc vàng Đài Loan tác giả Đặng Văn Đông (2000) cũng rút ra kết luận Gibberellin (GA 3 ) tác động mạnh ở giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, còn Spray-N-Grow và Atonik tác động mạnh ở giai đoạn sinh thực nâng cao tỷ lệ nở hoa hữu hiệu nâng cao chất lượng hoa, kéo dào tuổi thọ của hoa
Theo tác giả Hoàng Minh Tấn và Nguyễn Quang Thạch (1993): sử dụng bạc thiosunphate 0,5 ppm có tác dụng rõ rệt nhất đối với hoa cúc Nhật, tuổi thọ của hoa dài hơn 4 ngày so với đối chứng
Các tác giả Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (2000) đã nghiên cứu ảnh hưởng của ethylene đối với một số loại hoa cắt cành như hoa hồng, hoa cẩm chướng, lan,… cho thấy: ethylene làm tóp, rụng cánh hoa, làm rụng lá, làm mất màu xanh của lá, mất màu sắc sặc sỡ của cánh hoa, ức chế nụ hoa nở Bằng cách
bổ sung bạc thiosunphate 0,5 – 1 ppm vào dung dịch cắm hoa hay nhúng cuống hoa cắt vào dung dịch trên trước khi bảo quản lạnh có thể nâng cao tuổi thọ của hoa cắt cành đến 2 lần so với đối chứng (Lê Văn Hòa, 2009)
3 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu được dung dịch bảo quản hoa lan Mokara cắt cành với sự phối
hợp của các dung dịch nano bạc, nano đồng và nano chitosan có tính kháng khuẩn tốt, ổn định và thân thiện với môi trường giúp kéo dài thời gian bảo quản
hoa lan Mokara cắt cành sau thu hoạch để tăng giá trị thương mại của hoa, nâng
cao thu nhập cho người dân, phục vụ nhu cầu sử dụng hoa trong và ngoài nước Sau đó, tiến tới tạo dựng thương hiệu hoa Việt Nam trên Thế giới, đủ sức cạnh tranh với hoa nhập nội, hướng tới xuất khẩu
4 Nhiệm vụ nghiên cứu
Tìm hiểu, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hoa lan Mokara
cắt cành, từ đó tìm cách hạn chế các yếu tố ảnh hưởng gây hại đến chất lượng
hoa lan Mokara cắt cành
Trang 24Nghiên cứu tìm ra nồng độ nano bạc, nano đồng và nano chitosan thích hợp
để kéo dài thời gian bảo quản của hoa lan Mokara cắt cành sau thu hoạch
Nghiên cứu tìm ra nồng độ kết hợp của hai loại dung dịch nano bạc – nano đồng, nano bạc – nano chitosan thích hợp để kéo dài thời gian bảo quản của hoa
lan Mokara cắt cành sau thu hoạch
Nghiên cứu tìm ra nồng độ kết hợp của hai loại dung dịch nano đồng – nano bạc, nano đồng – nano chitosan thích hợp để kéo dài thời gian bảo quản của hoa
lan Mokara cắt cành sau thu hoạch
Nghiên cứu tìm ra nồng độ kết hợp của hai loại dung dịch nano chitosan – nano bạc, nano chitosan – nano đồng thích hợp để kéo dài thời gian bảo quản của
hoa lan Mokara cắt cành sau thu hoạch
5 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập thông tin: tham khảo các nghiên cứu trong và ngoài nước, thu thập các thông tin và dữ liệu trên mạng internet về bảo quản nông sản Các phần mềm được sử dụng là: phần mềm Excel 2010, phần mềm xử lý thống kê SAS 9.1
6 Các kết quả đạt được của đề tài
Nano bạc nồng độ 6 ppm, nano đồng nồng độ 6 ppm và nano chitosan nồng
độ 4 ppm thích hợp nhất cho việc kéo dài thời gian bảo quản hoa lan Mokara
Từ đó xây dựng được hoàn chỉnh lý thuyết về công nghệ nano trong bảo
quản hoa lan Mokara Bangkhuntien cũng như khả năng ứng dụng rộng rãi công
nghệ này trong sản xuất công nghiệp nói chung và ngành công nghệ sinh học nói riêng
Tạo ra được dung dịch bảo quản hoa lan Mokara Bangkhuntien với sự phối
hợp của ba loại nano bạc, nano đồng và nano chitosan có tính kháng khuẩn tốt, thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng
Trang 257 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Vật liệu và phương pháp Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Trang 26CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Giới thiệu về hoa lan Mokara
1.1.1 Giới thiệu chung
Lan Mokara là giống lan lai từ ba giống Arachnis (lan Bò cạp), Ascoentrum
và Vanda; loài lan này mang các đặc tính nổi trội từ bố mẹ là: dạng hoa và màu sắc đẹp từ Vanda, tăng trưởng nhanh từ Ascocenda (Ascocentrum x Vanda) Mokara là loài lan đơn thân, thân hình trụ dài, không có giả hành Là giống
lan lai nhân tạo từ Singapore và được lan rộng đến Thái Lan, Philippines, Nam
Trang 27Rễ trần mọc từ thân xen kẽ với lá, rễ xẻ bẹ lá chui ra ngoài dọc theo chiều dài của cây
Hoa lưỡng tính đối xứng hai bên Phát hoa mọc từ nách lá giữa thân Hoa thường có năm cánh Hoa có nhiều màu sắc: vàng, tím, cam, hồng, đỏ,…
1.1.3 Đặc tính
Lan Mokara là cây có thể ra hoa quanh năm, do đó thích hợp với việc sản
xuất hoa cắt cành, cây lan có thể đạt đến 6 – 8 phát hoa/năm
Nhiệt độ là một trong những yếu tố quyết định sự ra hoa của cây, cường độ
quang hợp tăng theo nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho Mokara phát triển là từ
25 o C – 30 o C
Lan Mokara thuộc nhóm ưa sáng trung bình, cường độ ánh sáng khoảng
50% – 60%, nên cần thiết kế dàn che thích hợp cho cây sinh trưởng và phát triển
Rễ của Mokara là rễ trần phơi ra ngoài không khí nên đòi hỏi độ ẩm không khí cao Cây không chịu được úng nên phải trồng thật thoáng Cây Mokara là
đơn thân, không có giả hành nên sự mất nước dễ làm cây thiếu nước, vì vậy cần phải thường xuyên tưới nước mỗi ngày 2 lần vào sáng sớm và chiều mát nhất là vào mùa khô, pH nước phải đảm bảo từ 5,2 – 5,8
Độ thông thoáng cũng là một yếu tố cần thiết cho lan phát triển tốt, không khí trong vườn lan cần được thay đổi, sự lưu thông không khí không những làm mát cho cây mà còn làm thay đổi lượng CO 2 trong không khí Hơn nữa độ thông thoáng làm cây giảm bệnh và phát triển tốt
1.1.4 Điều kiện sinh trưởng
- Ánh sáng
Mokara là một trong những loại hoa phong lan có khả năng chịu nắng tốt,
cây trưởng thành có thể chịu được từ 60 – 70% nắng tùy giống Tuy nhiên, đối với cây con khả năng có thể chịu được tối đa 50% nắng, thích hợp nhất là từ 25 – 30% nắng (tương đương khoảng từ 4.000 – 6.000 lux)
- Nước và độ ẩm
Mokara và các loại phong lan rất cần nước cho quá trình sinh trưởng phát
triển Nếu thiếu nước cây sẽ khô héo, thân lá teo lại, lá rụng nhưng không chết Thừa nước, cây dễ bị thối đọt nhất là với các giống phong lan có lá đứng mọc sít
Trang 28nhau như Mokara Quá nhiều nước rễ có rong rêu và nấm bệnh phát triển mạnh
Ẩm độ thích hợp cho cây phong lan con vào khoảng 70 – 75% Nên việc giữ ẩm vừa phải cho giá thể giúp rễ phong lan hậu nuôi cấy mô phát triển tốt, nếu tưới quá ẩm rễ cây dễ bị úng, cây vàng, chậm lớn Ngược lại thiếu ẩm rễ phát triển kém hạn chế hấp thu dinh dưỡng, cây sinh trưởng chậm,
Nước tưới cho phong lan yêu cầu không mặn, phèn, không cứng (chứa
Ca 2+ , Mg 2+ ,…), pH tối ưu từ 5,5 – 6,8 Khi tưới nước cho phong lan cần chú ý nguyên tắc: tưới tạo độ ẩm xung quanh môi trường trồng sẽ tốt hơn thay vì chỉ tưới ẩm cục bộ trong chậu hay trong giá thể Chỉ tưới nước đủ ẩm, nên tưới vào sáng sớm hay chiều mát, tránh tưới buổi trưa khi trời đang nắng nóng hoặc tưới quá muộn làm cây dễ bị bệnh Việc phun sương trong những ngày nắng nóng rất tốt cho phong lan con, giúp làm tăng độ ẩm không khí và làm giảm nhiệt độ, nên tăng số lần tưới lên 3 – 4 lần/ngày và giảm lượng nước nhằm tránh cây quá ẩm dễ
bị thối và bệnh, cũng có thể bổ sung tưới dưới giàn hoặc trên mái che nhằm tăng
ẩm độ, giảm nhiệt độ vườn ươm Tùy điều kiện thời tiết có thể tăng số lần tưới trong ngày Nên tạo chế độ ẩm và khô xen kẽ cho giá thể trồng (xơ dừa và vỏ đậu phộng) để kích thích rễ sinh trưởng mạnh
Ẩm độ thích hợp cho cây hậu nuôi cấy mô là: 70 – 75%
1.2 Giới thiệu về các nano
1.2.1 Giới thiệu chung
Chữ nano, gốc Hy Lạp, được gắn vào trước các đơn vị đo để tạo ra đơn vị ước giảm đi 1 tỷ lần (10 -9 ) Ví dụ: nanogam = 1 phần tỷ của gam; nanomet = 1 phần tỷ mét Công nghệ nano là công nghệ xử lý vật chất ở mức nanomet Công nghệ nano tìm cách lấy phân tử đơn nguyên tử nhỏ để lắp ráp ra những vật to kích cỡ bình thường để sử dụng, đây là cách làm từ nhỏ đến lớn khác với cách làm thông thường từ trên xuống dưới, từ lớn đến nhỏ
Ý tưởng cơ bản về công nghệ nano được đưa ra bởi nhà vật lý học người
Mỹ Richard Feynman vào năm 1959, ông cho rằng khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đến từng phân tử, nguyên tử vào sâu hơn nữa Nhưng thuật ngữ “công nghệ nano” mới bắt đầu được sử dụng vào năm 1974 do Nario
Trang 29Taniguchi một nhà nghiên cứu tại trường đại học Tokyo sử dụng để đề cập khả năng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử
Công nghệ nano ra đời đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt cho ngành công nghiệp, nông nghiệp, y tế, hàng tiêu dùng, thực phẩm…
Ý tưởng ứng dụng vật liệu nano bạc, nano đồng, nano chitosan với khả năng diệt khuẩn vào việc phòng và trị các nguồn bệnh do vi khuẩn, virus và nấm gây ra trên cây trồng, vật nuôi, bảo quản nông sản đã được các nhà sáng chế nghiên cứu và sản xuất thành công Những sản phẩm từ các dung dịch này đã mang đến giải pháp mới cho ngành nông nghiệp sạch
Tổng hợp sinh học kết hợp các nguyên lí sinh học (ví dụ quá trình oxi hóa/khử) bởi các enzyme của vi khuẩn hoặc các hóa chất có nguồn gốc thực vật với các tiếp cận vật lí và hóa học để tạo ra các hạt có kích thước nano Các hạt nano là các hạt rắn với tất cả 3 kích thước bên ngoài đều ở mức độ nano nên nó thể hiện những tính chất lí hóa khác biệt so với vật liệu dạng khối Hạt nano mang những đặc tính phụ thuộc vào thành phần hóa học, hành vi sinh học, kích thước và hình dạng Do đó, vật liệu nano có tỷ lệ diện tích bề mặt/thể tích lớn, năng lượng bề mặt là rất nhỏ, các nguyên tử lớp ngoài cùng linh động, ít bị che chắn cho nên các hạt nano mang nhiều đặc tính ưu việt trong việc diệt nấm khuẩn gây bệnh Các hạt nano tương tác với tế bào vi khuẩn và tiêu diệt chúng trong thời gian ngắn theo nhiều cơ chế đặc thù khác nhau mà vật liệu khối truyền thống không có được
1.2.2 Nano bạc
Các hạt nano bạc có kích thước dao động từ 1 – 100 nm được xem như các hạt nano hay là các túi nano (Rafsanjani M.S.O., Alvari A., Samim M., Hejazi M.A., Abdin M.Z., 2012) Nhờ kích thước cực kỳ nhỏ này, các hạt nano có diện tích bề mặt lớn làm tăng khả năng tiếp xúc với không gian bên ngoài Do đó, sự bám dính lên bề mặt tế bào gia tăng dẫn đến hiệu quả tác động cao (Shah V., Belozerova I., 2008)
1.2.2.1 Cơ chế kháng khuẩn của nano bạc
Các nhà khoa học thuộc hãng INOVATION Hàn Quốc cho rằng bạc tác dụng trực tiếp lên màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn Màng này là một cấu trúc
Trang 30gồm các glycoprotein được liên kết với nhau bằng cầu nối acid amine để tạo độ cứng cho màng Các ion bạc vừa mới được giải phóng ra từ bề mặt các hạt nano bạc tương tác với các nhóm peptidoglican và ức chế khả năng vận chuyển oxy của chúng vào bên trong tế bào, dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn Các tế bào động vật thuộc nhóm sinh vật bậc cao (Sinh vật đa bào: động vật nói chung bao gồm cả con người là động vật bậc cao) có lớp màng bảo vệ hoàn toàn khác so với tế bào
vi sinh vật đơn bào (nấm, vi khuẩn và virus) Chúng có hai lớp lipoprotein giàu liên kết đôi bền vững có khả năng cho điện tử do đó không cho phép các ion bạc xâm nhập, vì vậy chúng không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion bạc Điều này có nghĩa nano bạc hoàn toàn không gây hại đến con người và động vật nói chung, do cấu trúc màng tế bào bền vững và dày hơn các vi sinh vật đơn bào gây bệnh như nấm, vi khuẩn và virus
Hình 1.2 Cơ chế diệt nấm của nano bạc – tương tác của ion bạc lên tế bào vi
khuẩn (Nguồn: internet [27])
Hình 1.3 Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc
(Nguồn: internet [27])
Trang 31Cơ chế thứ nhất: ức chế quá trình vận chuyển các ion Na + và Сa 2+ qua màng tế bào, ngăn cản quá trình trao đổi chất (Hình A)
Cơ chế thứ hai: phá vỡ màng tế bào, oxy hóa nguyên sinh chất của tế bào
vi khuẩn, phá hủy nguyên sinh chất bởi oxi hòa tan trong nước với vai trò xúc tác của Bạc (Hình B)
Cơ chế thứ ba: tác động gián tiếp lên phân tử DNA bằng cách tăng số
lượng các gốc tự do làm giảm hoạt tính của các hợp chất chứa oxy hoạt động, làm rối loạn các quá trình oxy hóa cũng như Phosphoryl hóa trong tế bào vi khuẩn (Hình C)
Cơ chế thứ tư: vô hiệu hóa enzyme có chứa các nhóm –SH và –COOH,
phá vỡ cân bằng áp suất thẩm thấu, hoặc tạo phức với axit nucleic dẫn đến làm thay đổi cấu trúc DNA của tế bào vi sinh vật (tác động trực tiếp đến cấu trúc DNA_ Hình D)
1.2.2.2 Hiệu quả kháng vi sinh vật của nano bạc
Hạt nano bạc được chứng minh là có một hiệu ứng kháng sinh chống lại khá nhiều loại vi khuẩn gồm cả gram âm và gram dương, trong đó có nhiều loài
vi khuẩn gây bệnh (Abdi G et al., 2008) Trong năm 2004, Sondi và Sondi chỉ ra rằng nano bạc có hoạt tính kháng tăng trưởng của E coli trên bề mặt môi trường Luria-Bertani Morones et al., (2005) còn dùng những loại vi khuẩn
Salopeck-gram âm khác để thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của các hạt nano với đường kính từ 1 – 100 nm Kết quả cho thấy rằng khả năng kháng khuẩn của nano bạc chống lại vi khuẩn gram âm được chia thành 3 bước: (i) hạt nano bạc chủ yếu ở kích thước 1 – 10 nm tấn công vào bề mặt của màng tế vào và làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến những chức năng màng, như là tính thấm và sự hô hấp; (ii) chúng còn có khả năng thâm nhập vào vi khuẩn và gây nên những tổn hại bằng những tương tác thích hợp với các phức hợp có chứa sulfur - và phospho như DNA; (iii) những thành phần giải phóng ion bạc, mà có thể đóng góp thêm vào
hiệu quả diệt khuẩn của hạt nano bạc Ngoài ra, Kim et al., (2006) đã thử nghiệm trên 2 vi khuẩn đại điện cho vi khuẩn gram âm (E coli) và gram dương (S
aureus) để điều tra khả năng kháng khuẩn của nano bạc Trong một báo cáo
khác, Shrivastava et al., (2007) đã mô tả khả năng kháng vi khuẩn của hạt nano
Trang 32bạc mới với đường kính 10 – 15 nm với những dòng vi khuẩn kháng thuốc và
không kháng thuốc Kim et al., (2006) nghiên cứu hoạt tính kháng nấm của nano
bạc chống lại 44 dòng thuộc 6 loài nấm từ phân lập lâm sàng và dòng ATCC từ
Trichophyton mentagrophytes và Candida albanicans Kết quả là mức độ ức chế
80% (IC80) đạt được ở nồng độ 1 đến 7 μg/ml Hoạt tính kháng nấm đạt được là
do việc phá hoại tính nguyên vẹn của màng Roe et al., (2008) đã kiểm tra hoạt
tính chống nấm trên những catheter nhựa được phủ nano bạc, kết quả cho thấy nó
có thể ức chế tăng trưởng gần như hoàn toàn của dòng C albican ở nồng độ 0,21
mg/L sử dụng nano bạc trần và 0,05 mg/L sử dụng nano bạc được sử lý với sodium dodecyl sulfate Trong một công bố khác được báo cáo về nano bạc với
nồng độ 0,4 – 3,3 μg/ml chống lại C albicans và C glabrata ở dạng tế bào và biofilm (Morones J.R et al., 2005)
Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều báo cáo cảnh báo về việc lây nhiễm của các loại virus như SARS-Cov, cúm A/H5N1, cúm A/H1N1, HIV, HBV, và một số loại virus khác Nano bạc thể hiện khả năng chống lại vi sinh gồm nấm và vi khuẩn như đã được nhắc đến ở trên Tuy nhiên, khả năng kháng
virus thì vẫn còn là một câu hỏi mở cho các nhà nghiên cứu (Chau H.N et al.,
2008) Nano bạc mặc dù có tác động lên nhiều loài vi sinh vật; tuy nhiên, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các vi sinh vật gây bệnh và gây hại ở người và động vật
Nano bạc kích thích sự tăng trưởng của rễ bằng cách chặn tín hiệu ethylene
trong cây nghệ tây (Rezvani N và et al., 2012) Tác động của nano bạc lên hình
thái và sinh lý của cây phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của nano bạc
Nghiên cứu của Syu et al., (2014) trên 3 hình dạng khác nhau của nano bạc lên hình thái và đáp ứng phân tử của loài Arabidopsis chỉ ra rằng nano bạc hình khối
thập diện cho khả năng kích thích sinh trưởng rễ cao nhất; tuy nhiên, nano bạc hình cầu không tác động lên sự sinh trưởng rễ nhưng cho khả năng tích lũy anthocyanin cao nhất Cả 3 loại kích thước và hình dạng của nano bạc tác động đến khả năng tích lũy protein như: celldivision cycle kinase 2, protochlorophyllide oxidoreductase và fructose-1,6 bisphosphate aldolase cũng như cảm ứng sự biểu hiện gen liên quan đến tế bào Ví dụ cảm ứng sự biểu hiện
Trang 33gen liên quan indoleacetic acid protein 8, 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase và đáp ứng dehydration Ngoài ra, nano bạc hoạt hóa aminocyclopropane-1-
carboxylic acid (ACC) hạn chế sự kéo dài rễ Arabidopsis cũng như sự biểu hiện
ACC synthase 7 và ACC oxidase 2, chỉ ra rằng nano bạc ức chế cũng như sự nhận diện của ethylene và có thể can thiệp vào sinh tổng hợp ethylene
Các hạt nano bạc ngày được ứng dụng vào trong sản xuất là do có tính kháng khuẩn và có khả năng ức chế đối với vi sinh vật gây hại (Clement và Jarrett, 1994) Hạt nano bạc là những hạt nano được nghiên cứu và được sử dụng nhiều trong hệ thống sinh tin học vì nó có khả năng ức chế mạnh mẽ và kháng
khuẩn đối với vi sinh vật rất tốt Kim et al., (2008) đánh giá hiệu quả kháng nấm
của dung dịch nano bạc dạng keo, chống lại sự phát triển của nấm mốc hồng Nano bạc dạng keo là chất dính kết nhiều trên bề mặt tế bào vi khuẩn và nấm, do
đó nó hoạt động như thuốc diệt nấm vì các hạt nano bạc có sự phân tán tốt và ổn định Nano bạc được xem là thuốc trừ sâu sinh học (Baier, 2009) Kể từ khi nano bạc ra đời, nó như một tác nhân kháng khuẩn tuyệt vời và bây giờ đã được ứng dụng trong nông nghiệp Nó hoạt động như một chất kích thích tăng trưởng thực vật và giảm thiểu sự hoạt động của các loại vi sinh vật không mong muốn
(Sharma et al., 2012)
Bạc ở dạng ion hoặc hạt nano có hoạt tính kháng khuẩn cao và do đó được
sử dụng rộng rãi cho các mục đích khử trùng khác nhau bao gồm các vật liệu y tế
và khử trùng nước Một số ít nghiên cứu báo cáo về khả năng ứng dụng của nano bạc trong việc kiểm soát các mầm bệnh ở thực vật và chúng được xem là chất an
toàn hơn so với các tác nhân diệt nấm khác (Park et al., 2006) Nano bạc là một
chất vô cùng bé nên có khả năng xâm nhập vào trong tế bào của các vi sinh vật rất nhanh, có thể kiểm soát được chúng Điều này rất có hiệu quả đối với những
vi sinh vật ít nhạy cảm với các loại kháng sinh vì sự xâm nhập kém của một số loại kháng sinh vào trong tế bào vi khuẩn (Samuel và Guggenbichler, 2004)
Lamsal et al., (2011a) cho thấy hiệu quả khi sử dụng các hạt nano bạc thay vì
thuốc diệt nấm thương mại Họ đã đánh giá được hiệu quả của các hạt nano bạc
đối với sáu loài Colletotrichumsau khi được nuôi cấy trong môi trường thích hợp,
chúng là nguyên nhân gây bệnh lét thân trên cây tiêu và thấy rằng ứng dụng nồng
Trang 34độ nano bạc 100 ppm ức chế được sự phát triển của nấm sợi cũng như sự nảy mầm của chúng trong ống nghiệm khi so với đối chứng
1.2.2.3 Nano bạc ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của thực vật
Các hạt nano tương tác với các thực vật gây ra nhiều thay đổi về hình thái
và sinh lý, tùy thuộc vào tính chất của hạt nano Hiệu quả của hạt nano được xác định bởi thành phần của hóa chất, kích thước, phủ bề mặt, hoạt tính, và quan
trọng nhất là liều lượng khiến chúng có hiệu quả (Khodakovskaya M et al.,
2012) Từ những kết quả nghiên cứu, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hạt nano có ảnh hưởng tích cực và tiêu cực đến sự tăng trưởng của thực vật, tác động của các hạt nano lên cây trồng phụ thuộc vào thành phần, hàm lượng, kích thước và tính
chất hóa học và vật lý của hạt nano cũng như các loài thực vật (Ma X et al.,
2010) Hiệu quả của hạt nano phụ thuộc vào nồng độ của chúng và thay đổi từ thực vật này đến các thực vật khác
Trên lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam, hiện nay thị trường trong nước xuất hiện nhiều chế phẩm dung dịch nano bạc sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản phòng bệnh cho tôm, cá; hoặc trong trồng trọt phòng ngừa sâu bệnh cho cây trồng Đối với công nghệ sinh học thực vật, chưa có nhiều báo cáo hoặc nghiên cứu đi sâu về ảnh hưởng của nano kim loại lên bảo quản hoa cắt cành sau khi thu hoạch Các hợp chất chứa bạc cho thấy lợi ích gấp đôi khi dùng để diệt khuẩn và
ức chế sự sản sinh ra khí ethylene trong quá trình bảo quản Hoa cẩm chướng cắt cành trước khi xử lý với STS đã ngăn chặn sự lão hóa và ức chế được lượng khí
ethylene sinh ra (Reid et al., 1980) Theo tác giả Hoàng Minh Tấn và Nguyễn
Quang Thạch (1993): sử dụng bạc thiosunphate 0,5 ppm có tác dụng rõ rệt nhất đối với hoa cúc Nhật, tuổi thọ của hoa dài hơn 4 ngày so với đối chứng Hầu hết các nghiên cứu khi sử dụng nano bạc để bảo quản đều tập trung vào đặc điểm chống lại sự phát triển của vi khuẩn và nấm, ngăn ngừa sự tắc nghẽn mạch mô
(Liu et al., 2009; Solgi et al., 2009) Do diện tích tiếp xúc bề mặt của nano bạc
cao nên hoạt tính kháng khuẩn là rất lớn, nó có thể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong bình và trong các mạch mô
Các nguyên liệu cần thiết cho quá trình quang hợp là năng lượng ánh sáng
CO 2 và H 2 O có sẵn ngoài tự nhiên Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi ánh sáng
Trang 35sang năng lượng cho cây sử dụng chỉ ở khoảng 2 – 4% Sự thiếu hụt đáng kể này
đã thúc đẩy một số lượng lớn các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới nghiên cứu cải thiện hiệu quả quang hợp hiện tại của thực vật Xu hướng sử dụng các hạt nano nhằm can thiệp và thay đổi hiệu quả quang hợp và hiệu suất lượng tử trong cây dựa trên đặc tính quang học của chúng ngày càng được quan tâm (Sharma P
et al., 2012) Kích thước nano cũng có ảnh hưởng đến quang hợp của cây Khả
năng hấp thu ánh sáng được ghi nhận là giảm thấp nhất với các hạt nano lớn Điều này là do các hạt nano có diện tích bề mặt lớn sẽ kết hợp số lượng lớn các phân tử chlorophyll, tạo điều kiện thuận lợi cho sự chuyển hóa năng lượng của
các chlorophyll-nano Sharma et al., (2012) đã ghi nhận được hiệu quả tăng
cường hiệu suất lượng tử của nano bạc trên cây mù tạt Ấn Độ
1.2.2.4 Tính an toàn của nano bạc
Boenigk et al., (2014) chỉ ra rằng ion bạc gây độc đối với vi sinh vật nhưng
lại ít độc đối với con người, chính điều này dẫn đến sự phát triển hàng loạt các sản phẩm nano bạc có ứng dụng diệt khuẩn trong y học và đời sống Các nhà khoa học còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian Điều này rất có ý nghĩa vì theo EPA (Environmental Protection Agency), một người chỉ có thể dùng tối đa 350 μg/ liều dùng mỗi ngày sẽ an toàn cho cơ thể Nếu dùng 1 – 2 muỗng cà phê/ngày (20 ppm) tương đương 100 – 200 μg/ngày ta sẽ có hiệu quả phòng bệnh rất tốt Điều này đảm bảo cho người dùng
có thể sử dụng nano bạc như một chất bổ sung trong bữa ăn hay trong nước uống
mà không bị hiện tượng Argyria (Hussain S.M et al., 2005) Vì vậy, trong nông
nghiệp, nano bạc ngày càng được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghệ trước và sau thu hoạch nông sản để hạn chế dịch bệnh phát triển, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản của nông sản
1.2.3 Nano đồng
Hiện nay, các hạt nano đồng đã có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp và công nghệ cao Trong lĩnh vực nông nghiệp, nhiều khảo nghiệm đã được thực hiện trong những năm gần đây để khẳng định vai trò quan trọng của nano đồng trong nông nghiệp mà cụ thể hơn chính là khả năng kháng nấm khuẩn gây bệnh hại cây trồng Những khả năng chống khuẩn, nấm mốc hiệu
Trang 36quả của hạt nano đồng trong nông nghiệp đã thu hút các nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực khoa học nano từ đó dẫn đến việc phát triển các kĩ thuật tổng hợp nano sạch, hiệu quả và có lợi ích về kinh tế Hiệu quả của nano đồng đã được nghiên cứu trên một số loại cây trồng ở những thời kỳ sinh trưởng khác nhau và
đã đem lại hiệu quả khác biệt, vượt trội hơn so với các loại thuốc bảo về thực vật hóa học truyền thống
Nano đồng có khả năng diệt hầu hết các loại nấm bệnh gây hại cây trồng,
nó được xem như một loại thuốc bảo vệ thực vật đặc trị nấm theo cách an toàn nhất, không độc hại, không gây tồn dư các chất độc hại trên nông sản
Trên thực tế cho thấy nano đồng có thể phòng và đặc trị bệnh nấm hồng
trên cây cao su (do nấm Corticium salmonocolor) Yoon và các đồng nghiệp (2013) đã khẳng định ảnh hưởng kháng khuẩn của nano đồng và bạc trên E.coli
trong đó nano đồng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn cao hơn so với bạc
Nano đồng tổng hợp từ phương pháp khử hóa học ion Cu 2+ khi có mặt cetyl ammonium bromide và isopropyl alcohol
Một số nghiên cứu về độc tính của hạt nano đồng đã có nhưng rất ít Độc tính của đồng nano phụ thuộc vào sự kết hợp của một số điều kiện như nồng độ hạt nano, pH, nhiệt độ, khí và nồng độ vi khuẩn Nhiệt độ, khí càng cao, pH thấp
sẽ giảm sự kết tụ và tạo ra diện tích bề mặt lớn hơn cho các tương tác với các màng vi khuẩn dẫn tới sự tan của các ion đồng và dẫn tới độc tính cho vi khuẩn Theo nghiên cứu thực nghiệm, nano đồng ở kích thước hạt 3 – 10 nm, có
tính kháng nấm chống lại các loại nấm gây bệnh trên cây trồng như: Fusarium
oxysporum (nấm gây bệnh vàng lá thối rễ, bệnh héo vàng, héo rũ, bệnh thân
gốc,…), nấm Alternaria alternate (bệnh đốm lá, đốm vòng)
1.2.3.1 Cơ chế kháng khuẩn của nano đồng
Các hạt nano đồng giải phóng liên tục các ion đồng, chính các ion đồng này tác động trực tiếp lên tế bào vi khuẩn theo các cơ chế đặc thù Hoạt động giải phóng các ion đồng này được tăng cường hơn khi các hạt nano đồng ở kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn cho phép nó tương tác gần với các màng tế bào vi khuẩn Hoạt động kháng khuẩn của nano đồng là do xu hướng của nó thay thế giữa dạng Cu + và dạng Cu 2+ Sự khác nhau giữa đồng với các kim loại dạng vết
Trang 37khác, tạo nên các gốc hydroxyl liên kết với các phân tử DNA và tạo thành sự mất trật tự của cấu trúc xoắn ốc nhờ các liên kết ngang trong và giữa các acid nucleic
và làm hỏng các protein quan trọng nhờ liên kết với các nhóm carboxyl và amino sulfhydryl của các acid amin Điều này làm cho protein tạo enzyme không hiệu quả Nó làm cho các protein bề mặt tế bào không hoạt động, các protein này cần cho việc chuyển các vật chất đi qua màng tế bào, do đó ảnh hưởng lên sự bền vững của màng tế bào và các lipid màng tế bào Các ion đồng bên trong tế bào vi khuẩn cũng ảnh hưởng đến các quá trình sinh học Dựa trên tất cả những nghiên cứu này, có thể thấy ion đồng có ảnh hưởng lên protein và các enzyme trong các
vi khuẩn và tạo cho đồng đặc tính kháng khuẩn
Như vậy có thể nói các nano đồng xâm nhập qua thành tế bào và tương tác với các cấu trúc nội bào nhờ kích thước hạt nhỏ và độ hoạt động bề mặt lớn, các hạt nano đồng tác động trực tiếp lên màng tế bào vi khuẩn và phá vỡ cấu trúc di truyền của tế bào vi khuẩn từ đó làm cho vi khuẩn mất sức sống
(Nguồn: Đặng Thị Vân – Viện KHKT Nông lâm nghiệp Tây Nguyên, 2017 )
1.2.3.2 Ưu điểm của việc sử dụng nano đồng
Phòng trừ hiệu quả và tiêu diệt các loại virus, vi khuẩn, nấm bệnh gây hại Sản phẩm sạch – không để lại dư lượng sau khi dùng
Công dụng rộng và hiệu quả
Hình 1.4 Cơ chế kháng khuẩn của nano đồng
Trang 38Không ảnh hưởng đến người sử dụng và thân thiện với môi trường
sử dụng trong quá trình nuôi trồng cũng như dư đọng mà không được xử lý Việc hình thành lớp bùn đáy do tích tụ lâu ngày của các chất hữu cơ, cặn bã là nơi sinh sống của các vi sinh vật gây thối, các vi sinh các khí độc như: NH 3 , NO 2 , H 2 S,
CH 4 ,… Các vi sinh vật gây bệnh như: Coliforms, Vibrio, E.coli, Pseudomonas,
Proteus,… nhiều loại nấm và nguyên sinh động vật
Sử dụng dung dung nano đồng sẽ giúp cải thiện môi trường thủy sản ô nhiễm và tiêu diệt hết các mầm bệnh, kích thích hệ miễn dịch tạo điều kiện thuận lợi cho thủy sản sinh trưởng và phát triển tốt
- Trong nông nghiệp
Nano đồng có thể sử dụng cho tất cả các loại cây trồng, như hoa màu (rau
củ quả), cây lương thực (lúa ngô), cây công nghiệp (hồ tiêu, cà phê, ca cao, chè, mía,…), các loại hoa cây cảnh,… Sử dụng định kỳ đối với mỗi loại cây trồng khác nhau sẽ có lịch trình phun khác nhau Ví dụ, thời kỳ cây con sức đề kháng rất yếu, nên có thể xử lý ngay từ giai đoạn ngâm hạt giống và làm đất, thời kỳ phát triển của lá nếu được sử lý dung dịch nano đồng thì lá sẽ khỏe, cây phát triển mạnh và tăng cường khả năng quang hợp Dung dịch nano đồng có thể sử dụng để xử lý đất trước khi trồng, do trong đất có rất nhiều mầm bệnh, vì vậy trước khi gieo hạt hoặc trồng cây, sử dụng dung dịch nano đồng phun đều lên bề mặt để tiêu diệt nấm bệnh vi khuẩn, sau đó tiến hành bón lót và gieo hạt hoặc trồng cây sẽ cho hiệu quả vượt trội
Tầm quan trọng của đồng trong nông nghiệp:
Đồng nằm trong nhóm D, phân nhóm 4 của bảng hệ thống tuần hoàn, là chất vi lượng cần thiết cho phát triển thực vật Nó tồn tại ở dạng Cu 2+ và
Cu + dưới các điều kiện sinh lý học Nồng độ cần cho sự phát triển thực vật bình
Trang 39thường là từ 10 – 14 đến 10 – 16 M, dưới mức này thì sẽ xảy ra sự thiếu hụt Tuy nhiên, nồng độ cao hơn mức tối ưu thì sẽ thể hiện độc tính đối với cây trồng nói chung Đồng (Cu) có vai trò như một nguyên tố cấu trúc, có vai trò quan trọng trong quá trình điều chỉnh protein, tham gia vào việc chuyển dịch điện tích trong quá trình quang hợp, sự hô hấp của ty thể, trao đổi chất màng tế bào, báo hiệu hormone, phản ứng đối với sự suy yếu tế bào do có quá nhiều nguyên tử oxy trong tế bào, hỗ trợ cho nhiều phản ứng enzyme như polyphenol oxidase, amino oxidase, plastocyanin, laccase, siêu oxit dismutase Ở cấp độ tế bào, đồng đóng vai trò quan trọng trong quá trình photphoryl hóa oxi hóa và huy động sắt Sự thiếu hụt đồng trong thực vật được biểu hiện ở hiện tượng xoăn lá, gập cuống lá
và vàng lá cùng với hiện tượng mất vĩnh viễn sức phồng của các lá non.
Nồng độ đồng cao hơn sẽ dẫn tới tính độc, hạn chế sự phát triển, ảnh hưởng đến quang hợp, hấp thụ ánh sáng và tăng sự suy yếu tế bào Việc chẩn đoán sự thiếu hụt đồng trong các cây trồng là rất quan trọng vì nó dẫn tới giảm năng suất cây trồng, nhưng có ít triệu chứng cụ thể Sự thiếu đồng có thể trở nên phổ biến trong tương lai vì theo tập quán sản xuất nông nghiệp, với trình độ thâm canh cao nhiều bà con thường tăng cường sử dụng các nhóm phân bón hóa học có chứa nhiều đạm (N), điều này sẽ dẫn tới tình trạng thiếu hụt đồng nghiêm trọng trong cây trồng, gây mất cân bằng dinh dưỡng dẫn đến hàng loạt các bệnh sinh lý của cây trồng,…
Một vài công dụng của nano đồng lên các loại cây trồng:
Trên cây tiêu: dung dịch nano đồng đặc biệt hỗ trợ phòng trừ hiệu quả
nấm Phytophthora, Pythium, Fusarium gây bệnh thối gốc – chết nhanh, vàng lá
chết chậm trên tiêu, bệnh thán thư, bệnh tảo đỏ và bệnh đốm lá
Trên sầu riêng: dung dịch nano đồng đặc biệt hỗ trợ phòng trừ hiệu quả các bệnh hại quan trọng trên cây sầu riêng như: thối cuống, thối trái, thán thư, thối gốc nhanh chảy nhựa, thối hoa, cháy lá, đốm rong, vàng – rụng lá nhất là trong điều kiện mùa mưa, ẩm độ cao
Trên cà phê: đặc trị hỗ trợ phòng trừ hiệu quả các bệnh hại quan trọng trên
cà phê: khô trái non, thối trái, rỉ sét và các bệnh do nấm gây ra
Trang 40Trên thanh long: dung dịch nano đồng phòng trừ nấm Phytopthora,
- Trong chăn nuôi
Đối với chăn nuôi, dung dịch nano đồng cũng được sử dụng như một loại thuốc sát khuẩn chuồng trại, khử mùi hôi chuồng trại, tiêu diệt mầm bệnh, các loại vi khuẩn, virus có hại cho vật nuôi, cực kỳ hiệu quả trong việc phòng ngừa dịch, và hoàn toàn không độc hại cho người và động vật
- Các lĩnh vực khác
Ứng dụng trong quá trình chế tạo nhựa ở dạng lỏng Dung dịch nano đồng được pha vào lúc chế tạo giúp tạo ra tính diệt và kháng khuẩn của vật liệu nhựa Ứng dụng trong chế tạo ra sơn, giúp tạo ra tính diệt và kháng khuẩn của sơn
Dung dich nano đồng được thêm vào trong quá trình nhuộm hoặc tẩm ở khâu cuối trước khi sấy thành phẩm, giúp tạo ra tính diệt và kháng khuẩn của vải thế hệ mới (vải mặc và quần áo diệt khuẩn nano) Hiện được áp dụng cho các loại quần áo cao cấp, vải làm quần áo phòng dịch, áo phòng mổ, khẩu trang y tế
1.2.4 Nano chitosan
Chitin là một polymer sinh học có trong thành phần cấu tạo nên vỏ của các loài giáp xác như: tôm, cua vỏ các loài côn trùng, thành tế bào sợi nấm Chitin là một polymer được cấu tạo từ gốc N-acetyl – Glucosamine Chitin là một polymer bền, khó tan, khó tương tác hóa học Khi deacetyl hóa chitin trong NaOH đậm
đặc sẽ thu nhận được sản phẩm chitosan (polyglucosamine) (Luan et al., 2012)
Chitosan và chitin là những polysacharide có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dược và bảo vệ môi trường như: sản xuất glucosamin, chỉ khâu phẫu thuật, thuốc kem, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ môi trường, Ở Việt Nam, giáp xác là nguồn nguyên liệu dồi dào chiếm 1/3 tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản Trong công nghiệp chế biến thủy