1. Chuẩn bị 14 thùng xốp và 14 nắp được khóet 9 lỗ như Hình 2.1.
2. Cây rau sau khi chuyển vào chậu được 10 ngày sẽ được đem trồng trên thùng xốp có chứa môi trường dinh dưỡng bổ sung Alginate được chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau với nồng độ 75 ppm.
3. Bổ sung dinh dưỡng 1 lần sau 14 ngày với hàm lượng là 50% so với lần đầu 4. Châm thêm nước 5 ngày/lần.
5. Thí nghiệm được thực hiện trong 28 ngày.
Các chỉ tiêu được xác định sau 28 ngày nuôi trồng bao gồm: • Sinh khối tươi (cân trọng lượng thân và rễ).
• Chiều cao cây (xác định bằng thước có độ chính xác đến milimét). • Chiều dài rễ cây (xác định bằng thước có độ chính xác đến milimét).
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
HIỆU ỨNG TĂNG TRƯỞNG CỦA ALGINATE CHIẾU XẠ TRÊN CÂY RAU THEO LIỀU CHIẾU XẠ KHÁC NHAU
Oligoalginate đã được chứng minh là một loại hoạt chất có hiệu ứng sinh học đối với thực vật (Akiyamo, 1992 và Lê Quang Luân, 1999). Tuy nhiên mức độ của hiệu ứng mà hoạt chất này tạo nên đối với cây trồng đã được chứng minh là phụ thuộc rất lớn vào khối lượng phân tử của chúng hay nói cách khác là số lượng các đơn phân của các Oligomer trong phân tử. Nhằm xác định liều xạ có hiệu ứng tối ưu trên sự tăng trưởng của cây rau trong nuôi trồng thủy canh, chúng tôi bổ sung Oligoalginate đã chế tạo bằng phương pháp bức xạ với các liều xạ khác nhau từ 0 đến 150kGy vào dung dịch trồng rau thủy canh với nồng độ 75 ppm. Kết quả thu được trên cây rau xà lách lô lô biểu thị tại các bảng, biểu đồ và hình dưới đây.
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên chiều cao cây Chiều cao cây (cm)
Liều xạ Lần lặp lại Trung
bình SVĐC (%) (kGy) 1 2 3 Đối chứng 30 30 100,0 30,8 100,0 0 33 32,5 113,0 34,8 113,0 25 36 40 124,3 38,3 124,3 50 41,5 38 128,1 39,5 128,1 75 41,5 38 130,3 40,2 130,3 100 38 39,5 128,1 39,5 128,1 150 38 38,5 124,9 38,5 124,9
Sự ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở liều lượng từ 0 kGy đến 150 kGy lên chiều cao cây xà lách lô lô nhanh hơn so với đối chứng. Chiều cao của cây tăng dần từ 0 kGy cho tới 75 kGy và giảm dần từ 75 kGy đến 150 kGy. Ở liều lượng 75 kGy chiều cao của cây đạt giá trị trung bình cao nhất 40,2cm (130,3% so với đối chứng).
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên sinh khối tươi Sinh khối tươi (g/cây)
Liều xạ Lần lặp lại Trung bình SVĐC (%) (kGy) 1 2 3 Đối chứng 57,79 59,57 63,88 60,4 100,0 0 57,79 73,02 67,28 66,0 105,2 25 74,33 65 62,53 67,3 107,6 50 70,33 75 59,25 68,2 111,1 75 83,88 89,105 94,33 89,1 136,3 100 73,88 83,88 94,33 84,0 140,8 150 72,12 73,88 71,57 72,5 118,9
Sự ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở liều lượng từ 0 kGy đến 150 kGy lên sinh khối tươi của cây xà lách cao hơn so với đối chứng. Sinh khối tươi tăng dần từ liều chiếu xạ 0 kGy tới 100 kGy và giảm dần từ 100 kGy tới 150 kGy. Sinh khối tươi trung bình của cây xà lách đạt cao nhất là 84,0cm (140,8% so với đối chứng) với Alginate ở liều xạ 100 kGy.
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên chiều dài rễ Chiều dài rễ (cm) Liều xạ (kGy) Lần lặp lại Trung bình SVĐC (%) 1 2 3 Đối chứng 32,5 30 30,5 31,0 100,0 0 34,5 32 29 31,8 102,7 25 36,5 31 33,5 33,7 108,6 50 34,5 36 35 35,2 113,4 75 37 35,5 34 35,5 114,5 100 37,1 35,6 33 35,2 113,7 150 40 35 37,1 37,4 120,5
Sự ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở liều lượng từ 0 kGy đến 150 kGy lên chiều dài rễ nhanh hơn so với đối chứng. Chiều dài rễ tăng dần từ mức liều xạ 0 kGy đến 75 kGy, từ 75 kGy tới 100 kGy chiều dài rễ giam, từ 100 kGy tới 150 kGy chiều dài rễ tăng. Chiều dài rễ trung bình đạt mức cao nhất là 37,4cm (120,5% so với đối chứng) với Alginate được chiếu xạ ở liều lượng 75 kGy.
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên sự sinh trưởng và phát triển cây rau Xà lách lô lô
Chiều cao cây (cm) Liều xạ (kGy) Lần lặp lại Trung bình SD SE SVĐC (%) 1 2 3 Đối chứng 30 30 32,5 30,8 ± SE 1,4 0,8 100,0 0 33 32,5 39 34,8 ± SE 3,6 2,1 113,0 25 36 40 39 38,3 ± SE 2,1 1,2 124,3 50 41,5 38 39 39,5 ± SE 1,8 1,0 128,1 75 41,5 38 41 40,2 ± SE 1,9 1,1 130,3 100 38 39,5 41 39,5 ± SE 2,1 1,2 128,1 150 38 38,5 39 38,5 ± SE 0,5 0,3 124,9
Sinh khối tươi (g/cây)
Đối chứng 57,79 59,57 63,88 60,4 ± SE 3,1 1,8 100,0 0 57,79 73,02 67,28 66,0 ± SE 7,7 4,4 105,2 25 74,33 65 62,53 67,3 ± SE 6,2 326 107,6 50 70,33 75 59,25 68,2 ± SE 8,1 4,7 111,1 75 83,88 89,105 94,33 89,1 ± SE 5,2 3,0 136,3 100 73,88 83,88 94,33 84,0 ± SE 10,2 5,9 140,8 150 72,12 73,88 71,57 72,5 ± SE 1,2 0,7 118,9 Chiều dài rễ (cm) Đối chứng 32,5 30 30,5 31,0 ± SE 1,3 0,8 100,0 0 34,5 32 29 31,8 ± SE 2,8 1,6 102,7 25 36,5 31 33,5 33,7 ± SE 2,8 1,6 108,6 50 34,5 36 35 35,2 ± SE 0,8 0,4 113,4 75 37 35,5 34 35,5 ± SE 1,5 0,9 114,5 100 37,1 35,6 33 35,2 ± SE 2,1 1,2 113,7 150 40 35 37,1 37,4 ± SE 2,5 1,5 120,5
Kết quả nhận được đối với cây Xà lách lô lô kết quả thu được tại Bảng 4.4 cho bổ sung chế phẩm Alginate chiếu xạ trong khoảng liều từ 25 đến 150 kGy, đã có sự tăng trưởng nhanh hơn so với đối chứng. Cụ thể sinh khối tươi tăng từ 7,6% đến 40,8%, chiều cao cây tăng từ 24,3% đến 30,3%, chiều dài rễ tăng từ 8,6% đến 20,5% so với đối chứng. Trong khoảng liều này thì liều 75 – 100 kGy là khoảng liều cho hiệu quả tốt nhất.
Biểu đồ 4.1:Ảnh hưởng của Alginate chiếu xạ ở các liều xạ khác nhau lên sự sinh trưởng và phát triển cây rau Xà lách lô lô
90 100 110 120 130 140 150 ÐC 0 25 50 75 100 150
Chiều cao cây Chiều dài rễ Sinh khối tươi
% S V Đ C Liều xạ, kGy
Hình 4.1: Sự sinh trưởng và phát triển của cây rau Xà lách lô lô sau 15 ngày (a) và sau 28 ngày (b)
Như vậy, khi xử lý trên rau trồng thủy canh thì chế phẩm Oligoalginate chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ trong khoảng liều từ 75 đến 100 kGy đều có hiệu ứng tăng trưởng tốt. Tuy nhiên Alginate chiếu xạ ở liều 75 kGy đã thể hiện hiệu ứng tốt nhất. Điều này có thể giải thích là do ở các liều chiếu khác nhau thì khối lượng phân tử (Mw) của dung dịch Oligoalginate sẽ khác nhau, liều chiếu càng cao thì sản phẩm tạo thành có khối lượng phân tử càng thấp (Nguyễn Quốc Hiến và ctv, 1998). Ở liều xạ 75 kGy đã tạo ra những Oligomer có Mw ~ 14.000 Da cho hiệu ứng tăng trưởng tốt lên các đối tượng rau thủy canh.Điều này cũng khá phù hợp với kết quả nhiều nghiên cứu của tác giả Lê Quang Luân (2003 và 2009), Alginate chiếu xạ với liều này sẽ được chọn để tiến hành thí nghiệm tiếp theo với mục đích khảo sát nồng độ tối ưu nhằm ứng dụng một cách hiệu quả hơn nữa chế phẩm này trong nuôi trồng thủy canh.
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN
Qua kết quả nhận được trong quá trình nghiên cứu và những thảo luận trên đây, chúng tôi đi đến một số kết luận như sau:
• Oligoalginate chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ đã có tác dụng gia tăng sinh trưởng và phát triển của cây rau xà lách lô lô trồng thủy canh.
• Đã xác định được liều xạ cho hiệu ứng tăng trưởng tốt nhất là 75 kGy • Đã chế tạo được Oligosacharide có phân tử khác nhau theo liều chiếu xạ. • Oligoalginate chế tạo được tại liều xạ 75 kGy có trọng lượng phân tử gần bằng 14 KDa đã thể hiện hiệu ứng tăng trưởng cao nhất trên cây rau xà lách lô lô.
• Oligoalginate đã được Công Ty Sài Gòn Thủy Canh áp dụng và sản xuất thương mại.
5.2 ĐỀ NGHỊ
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên chúng tôi đề nghị cần có những nghiên cứu tiếp tục như sau:
• Cần khảo sát thêm hiệu ứng của Oligoalginate trên nhiều đối tượng rau ăn quả (như cà chua, dưa leo, v.v.), rau thơm, hoa và cây kiểng, v.v.
• Cần sớm tiến hành các bước khảo nghiệm cần thiết để sớm đưa vào ứng dụng rộng rãi chế phẩm có nguồn gốc tự nhiên an toàn và hiệu quả này trong sản xuất nông phẩm sạch.
• Cần khảo nghiệm thêm hiệu ứng của nồng độ Oligoalginate lên sự sinh trưởng và phát triển của xà lách lô lô.
• Khảo sát khả năng phối hợp của chế phẩm với các nồng độ dinh dưởng khác nhau nhằm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất rau an toàn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Quốc Hiến, Võ Tấn Thiện, Nguyễn Tấn Mân, Lê Quang Luân, Phạm Thị Lệ Hà, Trương Thị Hạnh. 1997. Chế tạo chế phẩm tăng trưởng thực vật Oligoalginate (T & D) bằng kỹ thuật bức xạ. Báo cáo tổng kết đề tài, Bộ KHCN & MT, Viện NLNTVN, Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt 12/1997. 2. Nguyễn Quốc Hiến, Lê Hải, Võ Tấn Thiện, Nguyễn Tấn Mân, Trương Thị
Hạnh, Lê Quang Luân. 1998. Nghiên cứu cắt mạch alginat bằng kỹ thuật bức xạ để chế tạo Oligoalginat. Tạp chí Hóa học, T.36, Số 4, Tr. 19-23.
3. Nguyễn Quốc Hiến, Lê Hải, Lê Quang Luân Trương Thị Hạnh, Phạm Thị Lệ Hà. 2000. Nghiên cứu chế tạo Oligochitosan bằng kỹ thuật bức xạ. Tạp chí Hóa học, T. 38 (2), Tr. 22-24.
4. Lê Quang Luân, Lê Hải, Nguyễn Duy Hạng, Nguyễn Quốc Hiến Nguyễn Văn Kết, Phan Thị Xuân Thanh. 1999. Khảo sát hiệu ứng sinh học của chế phẩm Oligoalginat chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ trên cây hoa cúc. Tạp chí Nông nghiệp & Công nghiệp Thực phẩm, T. 7, Tr. 322-323.
5. Lê Quang Luân, Lê Hải, Nguyễn Quốc Hiến, Nguyễn Văn Kết, Phan Thị Xuân Thanh. 1999. Khảo sát hiệu ứng sinh học của chế phẩm Oligoalginat chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ trên cây cà rốt. Tạp chí Nông nghiệp & Công nghiệp Thực phẩm, T. 3, Tr. 135-136.
6. Lê Quang Luân, Lê Hải, Nguyễn Quốc Hiến, Nguyễn Thị Tân. 1999. Khảo sát hiệu ứng sinh học của chế phẩm Oligoalginat chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ trên cây chè C. sinensis van shan TB–14. Kỷ yếu công trình hội nghị vật lý và kỹ thuật hạt nhân lần thứ 3, Đà lạt 3/1999.
Tài liệu tiếng nước ngoài
7. Le Xuan Tham, et al. 2001. Effect of radiation degraded chitosan on plant stress with vanadium, Radiat. Phys. Chem. Vol. 61, pp. 171–175.
8. Le Quang Luan, et al. 2003. Biological effect of radiation–degraded alginate on flower plants in tissue culture. Biotechnol. Appl. Biochem. Vol 38, pp. 283- 288.
9. Le Quang Luan, et al. 2009. Enhancement of plant growth stimulation activity of irradiated alginate by fractionation. Radiation Physics and Chemistry. Vol 78, pp. 796–799.
10. Le Quang Luan, Naotsugu Nagasawa, Vo Thi Thu Ha and Tomoko M. Nakanishi. 2009. A Study of Degradation Mechanism of Alginate by Gamma- irradiation. Radioisotopes, Vol 58: No.
11. Department of Agriculture, Ministry of Agriculture, Hydroponics,USA,200. 12. Jonh Mason, Commercial hyproponics (second edition), Kangaro Fress,
Autralia, 2005.
13. Peter Code, Hydroponics as an agricultural production system, Hassall & Associates Pty, Ldt, 2001.
14. Howard M.Resh, Hydroponics food production: A definitive guidebook of soilless food – growing (6th edition), Woodbridge Press Publishing Company, USA, 2002