4.1. Kết luận
Trong q trình nghiên cứu, chúng tơi đã đạt đƣợc các kết quả nhƣ sau:
Tổng hợp thành công nano TiO2 10 – 30 nm (TEM) và nano SiO2 20 - 50 nm (TEM) bằng phƣơng pháp sol-gel kết hợp vi sóng. Các phƣơng pháp đo phân tích cấu trúc hạt SEM, TEM, DLS, IR đã chỉ ra cấu trúc và những liên kết cơ bản của hạt nano đã tổng hợp. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy q trình siêu âm có ảnh hƣởng khá rõ rệt tới sự phân bố kích thƣớc hạt trong mơi trƣờng phân tán.
Thử nghiệm tác động của nano TiO2 và nano SiO2 trên vi khuẩn
Bacillus subtilis GB03, kết quả cho thấy nano TiO2 tác động tích cực tới sự
phát triển của chủng vi khuẩn này, trong suốt thời gian nuôi cấy, các mẫu vi khuẩn kết hợp nano TiO2 đều cho giá trị OD cao hơn so với mẫu đối chứng, đƣờng cong tăng trƣởng thể hiện rõ rệt theo thời gian. Trong khi đó, nano SiO2 có khơng ảnh hƣởng đáng kể đến sự phát triển của vi khuẩn sau 24 giờ thử nghiệm.
Thử nghiệm trên cây trồng: dịch nano TiO2 và SiO2 khi kết hợp cùng vi khuẩn Bacillus subtilis GB03 trong mơi trƣờng LB có tác động tích cực đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây lúa và cây dƣa lƣới. Đối với cây lúa, mẫu sử dụng nano TiO2 và SiO2 kết hợp vi khuẩn cho nhiều lá hơn, cao hơn và xanh hơn so với các mẫu không sử dụng nano TiO2 trong cả thời kỳ mạ và
thời kì tăng trƣởng sau gieo trồng. Đối với cây dƣa lƣới, vi khuẩn và nano TiO2 bám trên bề mặt rễ và có xu hƣớng thâm nhập qua lớp vỏ rễ. Ảnh hƣởng của thời gian sinh trƣởng của của dƣa lƣới với mẫu sử dụng nano TiO2 kết hợp vi khuẩn ngắn hơn so với mẫu đối chứng và mẫu sử dụng nano SiO2, cây
cao hơn (111,9 cm), nhiều lá hơn (17 lá/cây) và cho nhiều nhánh hơn (phân nhánh trung bình 2,2 nhánh). Kết quả cho thấy nano TiO2 kết hợp cùng vi khuẩn có khả năng thúc đẩy sinh trƣởng của cây dƣa lƣới một cách rõ rệt. Trong khi đó, với điều kiện khảo sát của nghiên cứu, nano SiO2 khơng có nhiều tác động đáng kể đến cây dƣa lƣới so với đối chứng; thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây, số lá và số nhánh của mẫu sử dụng nano SiO2 kết hợp vi khuẩn có nhỉnh hơn so với mẫu so sánh nhƣng khơng có khác biệt nhiều.
4.2. Kiến nghị
Nano TiO2 khi kết hợp với vi khuẩn kích thích tăng trƣởng vùng rễ PGPR có khả năng kích thích tăng trƣởng đối với cây trồng. Đây là hƣớng triển vọng của việc ứng dụng vật liệu nano đối với sản xuất nơng nghiệp, cần có những nghiên cứu sâu hơn và ở quy mơ lớn hơn để có thể phát huy tính năng này của vật liệu này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] L. V. P. G. P. L. P. M. Augugliaro V., "Clean by light irradiation - Practical applications of supported TiO2," The Royal Society of
Chemistry, 2010.
[2] X. Y. J. A. M. X. S. Huamin Zhang, "Firstprinciples study of Cu-doping and oxygen vacancy effects on TiO2 for water splitting," Chemical
Physics Letters, no. 612, p. 106–110, 2014.
[3] H. T. Thúy, "Nghiên cứu biến tính TiO2 nano bằng Cr(III) làm xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trơng thấy," Luận văn thạc sỹ khoa học,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011.
[4] H. T. Vân, "Chế tạo vật liệu TiO2 và nghiên cứu khả năng quang xúc tác của chúng," Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011.
[5] J. F. F. R. H. A.K.P.D. Savio, "Sonosynthesis of nanostructured TiO2 doped with transition metals having variable bandgap.," in Ceramics
International, 2012.
[6] S. X. X. B. B. W. a. F. H. Jing Liqiang, "The preparation and characterization of La doped TiO2 nanoparticles and their photocatalytic activity," Journal of Solid State Chemistry , no. 177, p. 3375–3382, 2004. [7] L. O. Qi Xiao, "Photocatalytic activity and hydroxyl radical formation of carbon-doped TiO2 nanocrystalline: Effect of calcination temperature,"
Chemical Engineering Journal, no. 148, p. 248–253, 2009.
[8] G. L. a. J. T. Y. Amy L. Linsebigler, "Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results," . Chem. Rev., pp. 735- 758, 1992.
[9] L. Y. S. W. K. Y. W. H. YAO Yadong, "Antibacterial properties of TiO2 ceramic pellets prepared using nano TiO2 powder," Journal of Wuhan
University of Technology-Mater. Sci. Ed., vol. 24, no. 3, pp. 337-342,
2009.
[10] S. S. G. &. B. L. Timmusk, "Titania (TiO2) nanoparticles enhance the performance of growth-promoting rhizobacteria," Scientific reports, vol. 8, no. 1, p. 617, 2018.
[11] N. G. M. B. S. M. J. S. G. A. &. K. V. G. Palmqvist, "Nano titania aided clustering and adhesion of beneficial bacteria to plant roots to enhance crop growth and stress management," Scientific reports, vol. 5, no. 1, 2015.
Bacillus subtilis (3610) competence," Scientific Reports, vol. 8, no. 1,
2018.
[13] White L. T., " Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition,"
Technology and Culture, no. 2, pp. 97-111, 1961.
[14] H. A. Frederik and E. Wiberg, Academic Press/De Gruyter, San Diego/Berlin, 2001.
[15] S. G. D. C. Datnoff LE, "Influence of silicon fertilizer grades on blast and brown spot," Plant Dis, vol. 76, p. 1011, 1992.
[16] Winslow MD. Silicon, "Disease resistance and yield of rice genotypes under upland cultural conditions," Crop Sci, vol. 32, pp. 1208-1221, 1992.
[17] J. M. D. E. a. C. B. M. C. R.R. Bélanger, "Yield of Cucumber Infected with Pythium aphanidermatum when Grown with Soluble Silicon,"
HORTSCIENCE, vol. 29, no. 8, p. 896–897, 1994.
[18] S. L. Mathurot Chaiharn, "Phosphate solubilization potential and stress tolerance of rhizobacteria from rice soil in Northern Thailand," World
Journal of Microbiology and Biotechnology, no. 25, pp. 305-314, 2008.
[19] R. B. S. Yachana Jha, "Endophytic Pseudomonas pseudoalcaligenes shows better response against the Magnaporthe grisea than a rhizospheric Bacillus pumilus in Oryza sativa (Rice)," Archives of
Phytopathology and Plant Protection, vol. 44, no. 6, pp. 592-604, 2011.
[20] S. S. C. P. S. K. M. A. S. S. Nautiyal CS1, "Plant growth-promoting bacteria Bacillus amyloliquefaciens NBRISN13 modulates gene expression profile of leaf and rhizosphere community in rice during salt stress," Plant Physiol Biochem, vol. 66, pp. 1-9, 2013.
[21] G. D. M.-L. B. B. T. Y. M.-L. D. M. L. L. F. W.-D. C. P.-C. Jordan Vacheron, "Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning," Frontiers in Plant Science, vol. 4, no. 356, pp. 1-19, 2013. [22] A. P. A. &. J. B. N. Kumar, "Bacillus as PGPR in Crop Ecosystem,"
Bacteria in Agrobiology: Crop Ecosystems, Springer, 2017, pp. 37-59.
[23] S. B. J. M. G. A. S. V. G. K. N. G. M. Palmqvist, "Nano titania aided clustering and adhesion of beneficial bacteria to plant roots to enhance crop growth and stress management," Nature, p. 5:10146, 2015.
[26] L. K. Hữu, Khảo sát đặc điểm của Bacillus subtilis và tìm hiểu điều kiện ni cấy thích hợp sản xuất thử nghiệm chế phẩm probiotic, luận văn tốt nghiệp cử nhân Chăn nuôi Thú y, Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. HCM, 2005.
[27] M. R. Amirjani, "Effect of NaCl on some physiological parameter of rice," Eur J Biol Sci, vol. 31, pp. 6-16, 2010.
[28] T. V. Đạt, Sản xuất lúa gạo trên Thế giới - Hiện trạng và Khuynh hƣớng phát triển trong thế kỷ 21, Nhà xuất bản Nông nghiệp, 2005.
[29] G. Khush, "Origin, dispersal, cultivation and variation of rice. Plant,"
Plant Mo. Biol., vol. 35, pp. 25-34, 1997.
[30] N. V. Hoan, Cẩm nang cây lúa, NXB Lao động, 2006, pp. 169-180. [31] M. G. M. I. S. P. A. T. R. T. A. S. K. F. S. Mucisc, "Chemical and
microstructural properties of TiO2 synthesized by sol–gel procedure,"
Mater. Sci. Eng, vol. B47, pp. 33-40, 1997.
[32] G. G. P. D. A. Manivannan, "Synthesis of nanocrystalline TiO2 particles and their structural characteristics," , J. Clust. Sci, vol. 19, pp. 391-399, 2008.
[33] H. S. Markus Pohl, "Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions," NurnbergMesse GmbH, Nuremberg, Germany, 2004. [34] J. H. M.J. Adeogun, "Structure control in sol–gel silica synthesis using ionene polymers. 2: evidence from spectroscopic analysis," J. Sol-Gel
Sci. Technol, vol. 20, pp. 119-128, 2001.
[35] P. Innocenzi, "Infrared spectroscopy of sol–gel derived silica-based films: a spectra microstructure overview," J. Non-Cryst. Solids, vol. 316, p. 309–319, 2003.
[36] L. H. J.M. Nedelec, "Ab initio molecular orbital calculations on silica rings," J. Non-Cryst. Solids , vol. 255, p. 163–170, 1999.
[37] K. K. H. N. H. Yoshino, "IR study on the structural evolution of sol–gel derived SiO2 gels in the early stage of conversion to glasses," J. Non-
Cryst. Solids, vol. 126, pp. 68-78, 1990.
[38] D. E. A. G. S. S. V. Simon, "Thermal and spectroscopic investigation of sol–gel derived aluminosilicate bioglass matrices," J. Optoelectron. Adv.
Mater, vol. 9, p. 3368–3371, 2007.
[39] F. B. F. P. M. G. S. P. M. Catauro, "Influence of the polymer amount on bioactivity and biocompatibility of SiO2/PEG hybrid materials synthesized by sol–gel technique," Materials Science and Engineering C
, vol. 48, p. 548–555, 2015.
targeted PEGylated titanium dioxide nanoparticles as a nanocarrier for targeted paclitaxel drug delivery," Adv. Powder Technol, vol. 24, p. 947– 954, 2013.
[41] N. Sanaz, R. Hamid, F. Mohammad, S. Mhammad and M. Morteza, "Mortality response of folate receptor-activated, PEG-functionalized TiO2 nanoparticles for doxorubicin loading with and without ultraviolet irradiation," Ceram. Int, vol. 40, p. 5481–5488, 2014.
[42] D. Nadica, M. Abazovic, M. Comor, D. Dramicanin, S. . Jovanovic and M. Jovan, "Photoluminescence of Anatasese and Rutile TiO2 Particles,"
J. Phys. Chem. B , vol. 110, p. 25366–25370, 2006.
[43]N. T. C. N. T. T. T. V. Q. M. Thái Hoàng, "Tổng hợp nanosilica và vật liệu nanocompozit EVA/silica có sử dụng chất trợ tƣơng hợp EVAgMA,"
Tạp chí hóa học, 2012.
[44] Ś. L. Chruściel J., "Synthesis of nano silica by the sol-gel method and its activity toward polymers," Materials Science, vol. 21, no. 4, pp. 461-469, 2003.
[45] Kr Martin, "The chemistry of silica and its potential health benefits,"
Journal of Nutrition, health & aging, vol. 11, no. 2, pp. 94-97, 2007.
[46] A. R.-V. A. M. M. Hamadanian, "Sol–gel preparation and characterization of Co/TiO2 nanoparticles: application to the degradation of methyl orange," J. Iran. Chem. Soc, vol. 7, pp. S52-S58, 2010.