2.2.3.1 Trên thế giới
đến năm 1970, với công nghệ nhà kắnh ựã phát triển, các công ty hướng tới sử dụng công nghệ khắ canh ựể nhân giống cây trồng phục vụ mục ựắch thương mại. Năm 1982, Dr. Richard J. Stoner ở đại học Colorado (Mỹ) lần ựầu tiên ựưa ra và áp dụng thành công công nghệ khắ canh ựể nhân giống cây trồng bằng cách sử dụng việc phun dinh dưỡng kèm theo chất kắch thắch
ra rễ ngắt quãng cho phần gốc của cành giâm trong các hộp nhân giống 20 lần/ giờ [26]. Công nghệ ựã ựược tác giả liên tục nghiên cứu hoàn thiện cho phép ra ựời một công nghệ mới gọi là công nghệ RPB (Rapid Propagation Biotechnology). Công nghệ này ựược xem như là một bước ựột phá trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất giống vô tắnh cây trồng. Các nhà nhân giống in vitro gọi kỹ thuật này là thế hệ mới của công nghệ nhân giống và cho rằng ựây sẽ là phương pháp nhân giống vô tắnh cây trồng quan trọng của thế kỷ 21. Kỹ thuật này có thể thay thế phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào do có lắp ựặt hệ thống lọc khử trùng dung dịch và buồng không khắ trồng. Toàn bộ khâu ựiều khiển pH, EC, nhiệt ựộ của dung dịch và môi trường ựều ựược tựựộng hóa nhờ phần mềm chuyên dụng. Công nghệ này là sự phối hợp giữa công nghệ sinh học, công nghệ tin học, công nghệ vật liệu mới và công nghệ tự ựộng hóa. Công nghệ này cho phép nhân ựược nhiều loại cây trồng, chu kỳ nhân giống nhanh hơn, nhiều hơn, công suất tăng 30 lần so với kỹ thuật truyền thống, loại bỏ khâu khử trùng (môi trường, mẫu vậtẦ) rất phức tạp, tiết kiệm lao ựộng, vật liệu, giảm giá thành cây giốngẦ Có thể nêu vắ dụ việc ứng dụng công nghệ này trong sản xuất củ giống khoai tây: Công nghệ ỘQuantum TuberTM BiotechnologyỢ là công nghệ có tắnh cách mạng, hoàn toàn mới mẻ trong lĩnh vực sản xuất giống khoai tây. Công nghệ này cho phép sản xuất hoàn toàn chủ ựộng trên diện tắch nhỏ ựược một khối lượng khổng lồ củ giống khoai tây chất lượng cao, số lượng củ giống có thể tăng từ 600% - 1400% so với phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô và trồng trong nhà màn. Công suất của hệ thống này lớn hơn bất kể một hệ thống sản xuất giống nào hiện có (http:// w ww.quantumtuber.com) [32].
Trên thế giới hiện nay có hàng trăm loại cây trồng ựược nhân giống và thương mại hóa thành công bằng phương pháp trên. Việc sản xuất cây giống và cà chua thương phẩm khi áp dụng công nghệ này ựã rút ngắn thời gian tạo
cây giống (từ 28 ngày xuống còn 10 ngày), thời gian thu hoạch lần ựầu (từ 68 ngày xuống còn 30 ngày) qua ựó làm tăng số vụ trồng/năm .điều ựó cho phép tạo khối lượng sản phẩm cực lớn trên một ựơn vị diện tắch sử dụng. Hệ thống RPB của Mỹ cho phép thay thế hệ thống nuôi cấy mô thông dụng và nhân nhanh hàng trăm loại cây khác nhau với hệ số nhân và chất lượng cây giống cao gấp 5 Ờ 10 lần so với nuôi cấy in vitro. Có thể nói, công nghệ nhân giống bằng khắ canh là công nghệ có tắnh ựột phá trong lĩnh vực nhân giống cây trồng và là công nghệ của nền nông nghiệp công nghiệp hóa.
2.2.3.2 Ở Việt Nam
Ở nước ta, công nghệ khắ canh còn là ựiều khá mới mẻ. Gần ựây với chương trình phát triển nông nghiệp công nghệ cao, một số công ty ựầu tư và phát triển nông nghiệp Hà Nội, trung tâm phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao Hải PhòngẦ ựã du nhập hệ thống nhà trồng cây từ Israel ựể trồng rau và hoa theo kiểu công nghiệp, hàng năm mỗi cơ sở sẽ cung cấp cho thị trường 2,5 ựến 2,6 triệu cây giống rau, hoa quả có chất lượng cao, 4 ựến 5 tấn hạt giống rau.
Gần ựây, các kết quả nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng cho các loại cây trồng của các tác giả: Lê đình Lương, Nguyễn Quang Thạch (1995), Võ Kim Oanh (1996),Vũ Quang Sáng (2000) [7], [10], [13]Ầ. là những thành công bước ựầu trong việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khắ canh trong ựiều kiện thực tiễn ở nước ta. đáng chú ý là các tác giảở trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã ứng dụng kỹ thuật khắ canh như là một khâu chủ yếu phục vụ vào giai ựoạn vườn ươm của cây nuôi cấy mô ựể sản xuất cây giống. Kết quả bước ựầu cho thấy các cây từ nuôi cấy mô ở giai ựoạn vườn ươm ựều có tỷ lệ sống cao, sinh trưởng mạnhẦ đặc biệt các tác giả Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Lý Anh, Nguyễn Xuân Trường (2006) [15] ựã nghiên cứu thành công quy trình sản xuất giống khoai tây sạch bệnh bắt nguồn từ nuôi cấy mô bằng công nghệ khắ canh,
ựã áp dụng vào sản xuất thực tiễn. Bước ựầu ựã có kết luận: phương thức nhân giống trong khắ canh cho thấy tỷ lệ sống ở các công thức ựều ựạt 100% sau 6 ngày trồng, tỷ lệ cây sống cao, tăng khả năng ra rễ của cây giống, chỉ sau 4 ngày ựạt 72,76 Ờ 83,35%, sau 1 tuần ựạt 95%
Tại Viện Sinh học Nông nghiệp ựã ứng dụng rất thành công kỹ thuật khắ canh trong nhân giống khoai tây và ựã ựưa ra kết luận: Bước ựầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ khắ canh trong nhân giống khoai tây nuôi cấy mô trong ựiều kiện mùa hè, cây khoai tây in vitro bằng phương pháp khắ canh cho tỷ lệ sống ựạt 100% ở tất cả các thắ nghiệm trong khi ra cây bằng phương pháp thuỷ canh cho tỷ lệ tối ựa là 78% sau 6 ngày theo dõi. Hệ số nhân giống bằng cắt ngọn trên phương thức khắ canh ựối với loại cây này cũng rất cao, ựạt 8-11 lần/tháng ở tất cả các thắ nghiệm, cao hơn 400-500% so với hệ số nhân bằng thuỷ canh (Nguyễn Quang Thạch và cộng sự, 2006) [15]
Cũng tại Viện Sinh học Nông nghiệp Ờ đH Nông nghiệp Hà Nội Hoàng Thị Nga và cs, 2009 [8] ựã áp dụng rất thành công kỹ thuật khắ canh trong nhân giống cây cà chua với hệ số nhân cao gấp 2-3 lần so với nhân giống bằng nuôi cấy mô
Năm 2005, tại trung tâm phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao Hải Phòng ựã triển khai gieo ươm một số loại giống cây trồng: cà chua, dưa chuột, cải thảo, súp lơ xanh, cải bắp, kết quả cho thấy tỷ lệ nảy mầm của các giống ựạt từ 95 ựến 98%, cây sinh trưởng phát triển mạnh, do ựó rút ngắn ựược thời gian trong vườn ươm từ 5-7 ngày so với phương pháp gieo ươm trên giá thể trồng cây của đài Loan.
Kết quả của Phạm Ngọc Sơn (2006) [20] trên ựối tượng rau ăn lá cây cải xanh và xà lách cho thấy khi gieo ươm bằng phương thức khắ canh cây con có khả năng sinh trưởng nhanh về chiều cao thân lá, cho năng suất cao, rút ngắn ựược thời gian trong vườn ươm hơn so với khi gieo trên ựất.
nhiều hơn. Tuy nhiên, hiện nay kỹ thuật khắ canh cũng ựang ựược nghiên cứu với ựối tượng cây hoa nhằm tạo ra năng suất chất lượng sản phẩm tốt. Một số loại hoa ựang ựược ựưa vào nghiên cứu như hoa cẩm chướng, ựồng tiền, hồng mônẦ
Theo Phạm Minh Phương (2006) [11] khi nghiên cứu về cây hồng môn cho thấy: Phương thức thắch hợp nhất ựể trồng hồng môn ở giai ựoạn bồn mạ là phương thức trồng bằng hệ thống khắ canh với dung dịch dinh dưỡng Knop (pH 5,8 Ờ 6,2, EC 0,8 Ờ 1,3). Với phương thức này, sau 10 tuần tỷ lệ cây chuyển chậu ựã ựạt 91,11%, rút ngắn ựược 4 Ờ 6 tuần so với trồng trên giá thể hữu cơ.
Kết quả nghiên cứu bước ựầu của Nguyễn Thị Ngân (2007) [9] vềứng dụng kỹ thuật thủy canh và khắ canh trong nhân giống cẩm chướng ựã xác ựịnh ựược việc sử dụng dung dịch dinh dưỡng Anthura với chu kỳ phun 10 phút một lần và mỗi lần phun 15 giây là phù hợp.
Gần ựây nhất, Nguyễn Thị Lý Anh và cộng sự (2010) [1] ựã thành công trong ứng dụng công nghệ khắ canh trong nhân giống cẩm chướng trong vụ Xuân Ờ Hè. Các tác giả này ựã khẳng ựịnh có thể nhân giống cẩm chướng vào tháng 5, tháng 6 bằng kỹ thuật khắ canh với hệ số nhân ựạt 87% so với nhân giống trong ựiều kiện thắch hợp của tháng 2 Ờ tháng 3.
Tuy nhiên, ựể có thể có cây giống cung cấp cho sản xuất hoa cẩm chướng chắnh vụ ở miền Bắc vào tháng 9 Ờ tháng 10 hàng năm thì phải nhân ựược giống cẩm chướng trong tháng 7 Ờ tháng 9. Mặt khác, liệu phương pháp này có thể sử dụng có hiệu quả ựể trồng cây cẩm chướng với mục ựắch sản xuất hoa cắt chất lượng cao ựược hay không cũng là một câu hỏi thực tế cần trả lời. Do ựó, ựề tài nghiên cứu nhân giống cẩm chướng bằng kỹ thuật khắ canh trong vụ Hè Ờ Thu và thử nghiệm trồng hoa cẩm chướng cắt cành bằng kỹ thuật này là rất cần thiết ựược tiến hành.
3. đỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU