Thiết kế hệ thống đèn LED cải tiến và hệ thống thủy canh in vitro trong nhân cây lan hoàng thảo kèn dendrobium lituiflorum một loài hoa quý hiếm

i ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƢỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÈN LED CẢI TIẾN VÀ HỆ THỐNG THỦY CANH IN VITRO TRONG NHÂN CÂY LAN HOÀNG THẢO KÈN (DENDROBIUM LITUIFLORUM), MỘT LOÀI HOA QUÝ HIẾM LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: NÔNG LÂM NGƯ NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: NÔNG NGHIỆP Mã số cơng trình: …………………………… ii MỤC LỤC I M O N Error! Bookmark not defined I ẢM ƠN Error! Bookmark not defined MỤC LỤC i DANH MỤ H VIẾT TẮT vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC BIỂU Ồ x MỞ ẦU 1 Tính cấp thiết đề tài 1.1 ặt vấn đề 1.2 Tầm quan trọng đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu 4.1 Khảo sát ảnh hƣởng đèn ED đến tăng trƣởng lan Hồng thảo kèn ni cấy in vitro 4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến tăng trƣởng lan Hoàng thảo kèn hệ thống thủy canh in vitro ối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Kết đạt đƣợc Kết cấu đồ án HƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11 1.1 Giới thiệu phƣơng pháp nhân giống in vitro 11 iii 1.1.1 Khái niệm 11 1.1.2 Ưu điểm phương pháp nhân giống in vitro so với phương pháp nuôi cấy truyền thống 11 1.1.3 Tầm quan trọng nhân giống in vitro 12 1.2 Tình hình sản xuất hoa lan giới Việt Nam 12 1.2.1 Tình hình sản xuất hoa lan giới 12 1.2.2 Tình hình sản xuất hoa lan Việt Nam 14 1.3 Hệ thống chiếu sáng đơn sắc 15 1.3.1 Vai trò ánh sáng 15 1.3.2 Hệ thống đèn LED 17 1.3.2.1 Giới thiệu 17 1.3.2.2 Ưu, nhược điểm đèn LED 17 1.3.2.3 Một số nghiên cứu ứng dụng đèn LED nuôi cấy in vitro 18 1.4 Thủy canh in vitro 20 1.4.1 Giới thiệu thủy canh 20 1.4.2 Hệ thống thủy canh in vitro 21 1.4.3 Ưu, nhược điểm phương pháp thủy canh 22 1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thủy canh 23 1.4.5 Các yêu cầu hệ thống thủy canh 23 1.4.6 Tình hình nghiên cứu phương pháp thủy canh in vitro 24 1.5 Keiki 25 1.5.1 Khái niệm 25 1.5.2 Vai trò Keiki 25 1.6 Than hoạt tính 26 1.6.1 Giới thiệu 26 1.6.2 Vai trò than hoạt tính ni cấy mơ 27 1.7 AgNO3 29 1.8 Chitosan 31 iv 1.8.1 Giới thiệu 31 1.8.2 Vai trò chitosan nuôi cấy mô 31 1.9 Giới thiệu lan Hoàng thảo kèn 33 1.9.1 Đặc điểm lan Hoàng thảo kèn 33 1.9.2 Các phương pháp nhân giống lan Hoàng thảo kèn 36 1.9.2.1 Phương pháp truyền thống 36 1.9.2.2 Phương pháp nhân giống in vitro 37 1.9.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển lan Hoàng thảo kèn 38 HƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 40 2.2 Vật liệu nghiên cứu 40 2.2.1 Vật liệu thực vật 40 2.2.2 Thiết bị, dụng cụ hóa chất 40 2.2.3 Điều kiện nuôi cấy 41 2.2.4 Thiết bị chiếu sáng 41 2.2.5 Hệ thống thủy canh 46 2.2.6 Môi trường nuôi cấy 49 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 49 2.4 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 49 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng đèn LED đến tăng trưởng lan Hồng thảo kèn ni cấy in vitro 49 2.4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng đèn LED đơn sắc đến tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nuôi cấy in vitro 49 2.4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng đèn LED hỗn hợp đến tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nuôi cấy in vitro 51 v 2.4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng hệ thống thủy canh in vitro đến tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 52 2.4.2.1 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng hệ thống nuôi cấy thủy canh đến tăng trưởng lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 52 2.4.2.2 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa trịn 54 2.4.2.3 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa trịn 56 2.4.2.4 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 57 2.4.3 Các tiêu theo dõi 59 2.4.4 Thống kê xử lý số liệu 59 HƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61 3.1 Ảnh hƣởng đèn ED đến tăng trƣởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nuôi cấy in vitro 61 3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng loại đèn LED khác lên tăng trưởng lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) ni cấy in vitro 61 3.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng LED hỗn hợp đến tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nuôi cấy in vitro 68 3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng hệ thống thủy canh in vitro đến tăng trƣởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 75 3.2.1 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng hệ thống thủy canh in vitro lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 75 vi 3.2.2 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa trịn 82 3.2.3 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa trịn 89 3.2.4 Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 96 HƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 4.1 Kết luận 103 4.2 Kiến nghị 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 PHỤ LỤC 107 vii DANH MỤ H VIẾT TẮT BA Benzyladenine BAP - Benzyl Amino Purin GA3 Acid gibberellic IAA Acid β-Indolyacetic IBA Acid β-Indolybutyric LED Light-Emitting Diode MS Murashige Skoog, 1962) NAA Acid α-naphtaleneacetic DNA Deoxyribonucleic Acid IFR Cường độ ánh sáng đỏ xa IR Cường độ ánh sáng đỏ KH2PO4 Monopotassium phosphate MS Murashige Skoog (1962) NAA Acid α-naphtaleneacetic NaClO Natri hypoclorit TDZ Thidiazuron WPM Woody Plant Medium viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Than hoạt tính 26 Hình 1.2 Công thức phân tử AgNO3 30 Hình 1.3 Cơng thức phân tử chitin chitosan 32 Hình 1.4 Lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) (Internet) 35 Hình 1.5 Cây lan Hồng thảo kèn trồng vườn ươm (Internet) 37 Hình 1.6 Bình mẫu lan Hồng thảo kèn ni cấy mơ (Internet) 38 Hình 2.1 Mơ hình thiết kế hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn 42 Hình 2.2 Hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn sau thiết kế thi công 43 Hình 2.4 Hệ thống chiếu sáng đèn LED hỗn hợp sau thiết kế thi công 45 Hình 2.5 Sơ đồ bước tạo giá thể túi nylon chụi nhiệt (PE) 47 Hình 2.6 Quy trình thiết lập hệ thống thủy canh in vitro 48 Hình 3.1 Ảnh hưởng đèn LED lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau 12 tuần ni cấy66 Hình 3.2 Ảnh hưởng đèn LED đến tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobiumgituiflorum Lindl.) sau 12 tuần ni cấy;67 Hình 3.4 Ảnh hưởng đèn LED hỗn hợp đến tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) in vitro sau 12 tuần nuôi cấy 74 Hình 3.8 Ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn 86 Hình 3.9 Ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 87 Hình 3.10 Ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa tròn 88 ix Hình 3.11 Ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng v y tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần ni cấy 93 Hình 3.12 Ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng v y tạo ho n chỉnh lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn sau 12 tuần ni cấy 94 Hình 3.13 Ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng v y tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần ni cấy 94 Hình 3.14 Ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần ni cấy 100 Hình 3.15 Ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần ni cấy 101 Hình 3.16 Ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần ni cấy 102 x DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Khảo sát ảnh hưởng ánh sáng LED đơn sắc đến tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 50 Bảng 2.2 Khảo sát ảnh hưởng đèn LED hỗn hợp đến tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nuôi cấy in vitro 52 Bảng 2.3 Khảo sát ảnh hưởng hệ thống thủy canh in vitro đến tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 54 Bảng 2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ than hoạt tính lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 56 Bảng 2.6 Khảo sát ảnh hưởng chitosan lên tăng trưởng lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh hộp nhựa trịn 59 Bảng 3.2 Ảnh hưởng đèn LED hỗn hợp đến tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) in vitro sau 12 tuần nuôi cấy 69 Bảng 3.3 Ảnh hưởng hệ thống thủy canh in vitro lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Ho ng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau 12 tuần nuôi cấy 76 Bảng 3.4 Ảnh hưởng than hoạt tính lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hồng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn sau 12 tuần nuôi cấy 83 ảng 3.5 Ảnh hưởng AgNO3 lên tăng trưởng v tạo ho n chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) mơi trường thủy canh in vitro hộp nhựa trịn sau 12 tuần nuôi cấy 90 146 Error 43 0.05907407 Corrected Total 53 0.68314815 R-Square Coeff Var Root MSE 0.913527 6.925644 0.037065 Source NT B 0.00137382 DF 5 Anova SS 0.31203704 0.31203704 Kq Mean 0.535185 Mean Square F Value Pr > F 0.06240741 0.06240741 45.43 F 50.28314815 0.00000000 53 5.02831481 Infty F 8.39618519 8.39618519 Infty