Luận văn nghiên cứu góp phần hoàn thiện quy trình sản xuất giống hoa hồng môn (anthurium andreanum) bằng phương pháp nuôi cấy mô, t

Luận văn nghiên cứu góp phần hoàn thiện quy trình sản xuất giống hoa hồng môn (anthurium andreanum) bằng phương pháp nuôi cấy mô, t

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn thị lý anh

Hà Nội, 2006

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ8

được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ8 được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Phạm Minh Phương

Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, bạn bè người thân và các cơ quan đơn vị

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đã trực tiếp giảng dạy, trang bị những kiến thức bổ ích cho tôi trong suốt thời gian qua

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Công nghệ sinh học và phương pháp thí nghiệm đã chân thành đóng góp ý kiến quý báu giúp cho luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Đặc biệt tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Lý Anh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện

đề tài và hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới GS TS Nguyễn Quang Thạch - Viện trưởng Viện Sinh học Nông nghiệp cùng toàn thể cán bộ công nhân viên phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện Sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực tập

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả người thân, bạn bè những người luôn bên cạnh động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tác giả

Phạm Minh Phương

Mục lục

1.3 ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 12

2.1.2 Tóm tắt một số đặc điểm thực vật học chính của cây hồng môn 14

2.2.2 Kỹ thuật trồng cây hồng môn ở giai đoạn vườn ươm 26

2.2.3 Phân bón 30

2.4 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thuỷ canh và công nghệ khí canh trong

2.4.1 Cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh và khí canh 352.4.2 Sự phát triển công nghệ thuỷ canh, khí canh 362.4.3 ứng dụng công nghệ thuỷ canh và khí canh trong việc nhân nhanh

2.4.4 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh và khí canh ở Việt Nam 39

3 Đối tượng, vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 42

4.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng và phát triển của

4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến sinh trưởng của cây hoa hồng

4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến sự sinh trưởng của cây hồng

4.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm sinh học đến sinh trưởng của cây

4.2.5 ứng dụng phương pháp thủy canh và khí canh để trồng cây hồng môn

Danh mục các chữ viết tắt

CT : Công thức

ĐC : Đối chứng

I : Cường độ quang hợp

IAA : Axit -Indol Axetic

FAO : Food and Argiculture Organization

(Tổ chức nông nghiệp và lương thực liên hợp quốc)

Danh mục các bảng

Bảng 4.1: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi khi nhân nhanh

Bảng 4.2: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi và sự sinh

trưởng chồi khi nhân nhanh bằng chồi đơn (sau 8 tuần) 52Bảng 4.3: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi và sự sinh

trưởng chồi khi nhân nhanh bằng cụm chồi ( sau 8 tuần) 53Bảng 4.4: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi và chất lượng

chồi khi nhân nhanh bằng phương pháp nuôi cấy lát mỏng callus thứ

bảng 4.5: ảnh hưởng của α NAA đến khả năng ra rễ và chất lượng rễ của chồi

bảng 4.6: ảnh hưởng của than hạt tính đến khả năng ra rễ và chất lượng rễ của

Bảng 4.7: ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng của cây hồng môn in vitro

Bảng 4.8: ảnh hưởng của thời vụ ra cây đến khả năng sống và sinh trưởng của

cây hồng môn in vitro (sau 4 tháng thí nghiệm) 67Bảng 4.9: ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng của cây hồng môn giai

Bảng 4.10: ảnh hưởng của phân bón đến quang hợp của cây hồng môn giai

Bảng 4.11: ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng của cây hồng môn giai

Bảng 4.12: ảnh hưởng của phân bón đến quang hợp của cây hồng môn giai

Bảng 4.13: ảnh hưởng của chế phẩm sinh học đến sinh trưởng của cây hồng

môn giai đoạn trồng chậu (sau 14 tuần thí nghiệm) 77Bảng 4.14: ảnh hưởng của chế phẩm sinh học đến quang hợp của cây hồng

môn giai đoạn trồng chậu (sau 14 tuần thí nghiệm) 78Bảng 4.15: ảnh hưởng của các phương thức ra cây đến sinh trưởng của cây

Danh mục các hình

Biểu đồ 1: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi khi nhân

nhanh bằng đoạn thân mang mắt ngủ, chồi đơn và cụm chồi 54Biểu đồ 2: ảnh hưởng của thời vụ ra cây đến động thái tăng trưởng chiều

Biểu đồ 3: ảnh hưởng của phương thức trồng cây đến động thái tăng

trưởng số lá, chiều cao của cây hồng môn in vitro giai đoạn

ảnh 4.1: ảnh hưởng của IAA và Kinetin đến hệ số nhân chồi khi nhân nhanh

bằng đoạn thân mang mắt ngủ, chồi đơn và cụm chồi 54

ảnh 4.2: Sự tái sinh callus trên môi trường MS 1 có bổ sung IAA và Kinetin 57

ảnh 4.3: Sự ra rễ của cây in vitro trên nền môi trường MS 1có bổ sung than

ảnh 4.4 : Cây hồng môn in vitro trồng trên nền giá thể hữu cơ, bằng phương

ảnh 4.5: Cây đủ tiêu chuẩn xuất vườn và cây trưởng thành 76

1 Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hồng môn là một loại hoa rất có giá trị trên thị trường hoa thế giới cũng như ở Việt Nam

Với dáng vẻ đẹp, màu sắc hoa phong phú có giá trị thẩm mỹ cao, hoa tươi lâu 25-30 ngày, có thể sử dụng cả ở dạng hoa cắt và trồng chậu nên hồng môn được người tiêu dùng ưa chuộng và mang lại thu nhập cao cho người sản xuất Giữa các loài hoa nhiệt đới, về giá trị thương mại hồng môn chỉ đứng thứ hai sau hoa lan (Orchid) Lợi nhuận thu được rất lớn, ví dụ tại Mauritius lợi nhuận thu được tính ra tiền Việt Nam khoảng 600-700 triệu đ/ha/năm [56] còn

ở Việt Nam cũng cho thu nhập 150 triệu đ/ha/năm [15]

Hiện nay trên thế giới hồng môn được trồng nhiều nhất ở Hà Lan và Hawaii ở nước ta hồng môn được trồng chủ yếu ở Đà Lạt, Hà Nội, Thành phố

Hồ Chí Minh nhưng quy mô sản xuất còn rất nhỏ hẹp Một trong những nguyên nhân của hạn chế này là do chúng ta chưa có công nghệ sản xuất lượng lớn cây giống hồng môn với chất lượng cao và giá cả cạnh tranh

Cây hồng môn có thể nhân giống bằng các phương pháp truyền thống như cắt đoạn, tách mầm, gieo bằng hạt Tuy nhiên việc nhân giống tự nhiên của hồng môn là rất chậm (từ cây mẹ một năm được từ 1-3 cây con) Trong khi khả năng sống sót và nảy mầm của hạt là rất thấp khoảng 20%, cây con từ hạt thường biến dị làm giảm chất lượng sản phẩm, hơn nữa thời gian từ lúc thụ phấn đến giai đoạn hạt trưởng thành và sử dụng cây mẹ vào chương trình chọn giống phải mất 3 năm

Nhiều nước như Hawaii, Mỹ, Hà Lan, Mauritius, đ8 áp dụng công nghệ nhân giống, công nghệ trồng tiên tiến vào sản xuất hoa hồng môn do đó

đ8 tạo được lượng hàng hoá xuất khẩu Tại Hà Lan, có tới 85% hoa hồng môn

được trồng trong nhà kính và 95% giống hoa này được nhân giống bằng công nghệ nuôi cấy mô, tế bào Hàng năm, Hà Lan xuất khẩu khoảng 25 triệu bông, Hawaii 11 triệu bông, Mauritius 10,2 triệu bông [28] Nước ta có tiềm năng lớn về khí hậu, đất đai, lao động nhưng chưa khai thác được tiềm năng do ta còn thiếu công nghệ nhân giống và công nghệ trồng hoa phục vụ xuất khẩu

Những nghiên cứu nhân nhanh giống cây hồng môn bằng phương pháp nuôi cấy mô đ8 được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ khá lâu [43], [46], [47] ở Việt Nam vấn đề này cũng đ8 được đề cập đến nhưng chủ yếu mới tập trung vào giai đoạn in vitro còn giai đoạn sau in vitro chưa được quan tâm đúng mức, dẫn đến việc sản xuất đại trà giống cây hoa hồng môn bằng phương pháp này còn hạn chế

Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của khoa Sau đại học- Trường Đại học Nông nghiệp I, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thị Lý Anh; chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu góp phần hoàn thiện quy trình sản xuất cây giống hoa Hồng môn (Anthurium andreanum) bằng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào” với mong muốn góp phần xây dựng cơ sở ban đầu cho việc phát triển sản xuất hoa hồng môn ở Việt Nam

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

- Trên cơ sở nghiên cứu về ảnh hưởng của chất điều tiết sinh trưởng đến giai đoạn nhân nhanh, giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh để xác định được phương pháp nhân nhanh và phương pháp tạo cây hoàn chỉnh có hiệu quả cao nhất

- Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể, phân bón, thời vụ, chế phẩm sinh học, phương pháp trồng cây đến sinh trưởng của cây hồng môn in vitro để đề ra các biện pháp kỹ thuật phù hợp áp dụng cho trồng hồng môn in vitro giai đoạn vườn ươm, nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất giống cây hoa hồng môn bằng công nghệ nuôi cấy mô, tế bào thực vật

1.2.2 Yêu cầu

- Xác định được môi trường và phương pháp nhân nhanh tối ưu

- Xác định được môi trường phù hợp để tạo cây hoàn chỉnh

- Xác định được giá thể thích hợp để trồng cây in vitro

- Xác định được mùa vụ thích hợp để đưa cây in vitro ra vườn ươm

- Xác định được dinh dưỡng thích hợp cho cây in vitro ở giai đoạn vườn ươm

- Xác định được chế phẩm sinh học có hiệu quả cao cho sự sinh trưởng của cây in vitro

- Xác định được khả năng sinh trưởng của cây in vitro khi trồng bằng phương thức thuỷ canh và khí canh từ đó đánh giá được khả năng ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh để trồng cây in vitro ở giai đoạn bồn mạ

1.3 ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3.1 ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài đ8 cung cấp các dẫn liệu khoa học về nhân giống vô tính cây hồng môn bằng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào

Đề tài đ8 đưa ra được các minh chứng về: tác động của nguồn mẫu cấy

và chất điều tiết sinh trưởng đến hệ số nhân nhanh chồi, tác động của chất

điều tiết sinh trưởng và than hoạt tính đến khả năng tạo cây hoàn chỉnh, tác

động của giá thể; thời vụ; phân bón; chế phẩm sinh học đến khả năng sống và sinh trưởng của cây in vitro Đặc biệt đề tài đ8 làm rõ tác động của kỹ thuật thủy canh và khí canh đến khả năng thích ứng và tăng trưởng của cây in vitro

ở giai đoạn vườn ươm

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ giúp chúng tôi đề xuất quy trình sản xuất giống cây hồng môn có hiệu quả cao bao gồm từ giai đoạn nhân nhanh và tạo cây in vitro hoàn chỉnh đến giá thể, thời vụ, phân bón, chất kích thích sinh trưởng, phương pháp ra cây in vitro ở giai đoạn vườn ươm

- Kết quả nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất sẽ góp phần nâng cao hiệu quả trong việc sản xuất giống cây hồng môn từ đó góp phần thúc đẩy nghề trồng hoa hồng môn ở Việt Nam phát triển

1.4 Tính mới của đề tài

- Đề tài là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu thành công việc

sử dụng hệ thống khí canh và hệ thống thủy canh để trồng cây hồng môn in vitro ở giai đoạn bồn mạ

- Đề tài là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu và xác định đ−ợc hiệu quả của các chế phẩm sinh học: Vân đài tố và Givica đối với cây hồng môn in vitro ở giai đoạn bồn mạ

2 Tổng quan tài liệu

2.1 Giới thiệu chung về cây hoa hồng môn

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại

2.1.1.1 Nguồn gốc

Hồng môn (Anthurium spp) gồm hơn 800 loài có nguồn gốc Nam

Mỹ, từ Mexico đến bắc Argentina và Uruguay Loài Anthurium andreanum

được Edouard Andre' tìm thấy ở Colombia vào năm 1876, phân bố chủ yếu

ở phía tây d8y Andes (400m- 1300m) thuộc phía Bắc Colombia và phía Nam Ecuado [59]

2.1.1.2 Phân loại

Trong hệ thống phân loại thực vật, hồng môn được xếp vào ngành hạt kín (Angiospermae), lớp một lá mầm (monocotyledone), phân lớp cau (Arecidae), bộ ráy (Arales), họ ráy (Araceae) [16]

Giống Anthurium được phân bố rộng trong họ ráy, một số loài được trồng làm cảnh, một số loài có giá trị thương mại cao Trong số đó nổi lên hai loài đang được ưa chuộng và có giá trị kinh tế cao là Anthurium andreanum Lind và Anthurium sherzerianum Lind Cả hai loài này đều có phẩm chất hoa tốt, loài Anthurium andreanum Lind chủ yếu dùng để sản xuất hoa cắt còn loài Anthurium sherzerianum Lind chủ yếu sản xuất hoa trồng chậu [50] 2.1.2 Tóm tắt một số đặc điểm thực vật học chính của cây hồng môn

Thân hồng môn thuộc loại thân thảo, thân có thể đứng hay leo, có khả năng phân nhánh, có nhiều đốt, càng già thân càng cứng Thân có thể cao từ 1- 2m tuỳ thuộc vào điều kiện sống và giống [5]

Rễ hồng môn thuộc loại rễ chùm ít ăn sâu mà phát triển mạnh theo chiều ngang, thường có nhiều rễ phụ mọc ra từ các đốt thân Theo mỗi thân

chính của cây có thể mọc ra 3- 8 lá mỗi năm, tuỳ thuộc vào dinh dưỡng; điều kiện trồng và từng giống khác nhau

Lá hồng môn to, dày, có hình tim, cuống lá dài có bẹ lá mọc từ gốc của thân rễ, màu sắc lá phong phú thay đổi tuỳ loại [5], [7]

Trong quá trình tiến hoá cây hồng môn đi theo con đường tiêu giảm thành phần hoa và được bù đắp bằng cụm bông mo đơn [51]

Đặc điểm chung của hoa hồng môn là một thể phức tạp bao gồm bông

mo và một cụm hoa hình trụ, rắn chắc, dày đặc, với hàng trăm bông mo nhỏ lưỡng tính Lá mo có hình dạng như một phiến lá dày, bên ngoài có phiến khá cứng bao bọc, có màu sắc đa dạng tuỳ thuộc vào giống khác nhau, gắn sát với chân đế của bông mo Bông mo và các lá mo đều được gắn trên các cuống không lá hoặc trên các cuống lá [5], [7] Theo nghiên cứu của Tito J Rimado [50] mo của hồng môn ngoài chức năng bảo vệ hoa, quả thay thế cho bao hoa tiêu giảm nó còn có màu sắc rất đẹp kết hợp với cụm hoa tạo ra một kiểu hoa

đẹp lạ kỳ và rất đặc trưng Dưới sự lai tạo của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới nhất là ở Hà Lan và Hawai – sứ sở của hoa hồng môn - hồng môn ngày nay đ8 trở thành một tập đoàn hoa muôn màu sắc có giá trị thẩm mỹ cao mang lại hiệu quả kinh tế cho người sản xuất và kinh doanh

Quả hồng môn mọng, có màu sắc sặc sỡ, được hình thành trên bông mo khoảng vài tháng sau thụ phấn Quả chứa từ 1-2 hạt [5]

2.1.3 Yêu cầu ngoại cảnh

2.1.3.1 Yêu cầu về nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến sự sinh trưởng, phát triển của cây hồng môn: từ sự nảy mầm của hạt, sự lớn lên của cây, sự ra hoa, sự đậu quả đến chất lượng của hoa Cây hồng môn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới nên nó sinh trưởng và phát triển tốt ở nơi có nhiệt độ cao: nhiệt độ cực tiểu của hồng môn là 14oC, nhiệt độ tối thích 18- 210C, nhiệt độ cực đại là 35oC Tuy nhiên, nhiệt độ cực đại phải xem xét trong mối quan hệ

với độ ẩm tương đối Với độ ẩm 80% độ ẩm không khí thì nhiệt độ khoảng

35oC sẽ không ảnh hưởng gì lớn đến khả năng sinh trưởng của cây nhưng khi

độ ẩm 20% thì nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây [5], [53]

Nhiệt độ thích hợp nhất cho sinh trưởng của hồng môn là 25 - 280C ban ngày và 18 - 200C ban đêm [56]

Theo Đoàn Duy Thanh [28] thì nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng của hồng môn khoảng 21- 320C

2.1.3.2 Yêu cầu về ánh sáng

ánh sáng có tác dụng vô cùng quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây xanh Bất cứ loài thực vật nào cũng phải dựa vào lá để hấp thu ánh sáng, tiến hành quang hợp, tạo ra dinh dưỡng cần thiết [6]

Hồng môn mặc dù là cây có nguồn gốc nhiệt đới nhưng lại là cây ưa bóng râm, trong tự nhiên hồng môn thường sống dưới tán các cây khác, được che nắng bởi tán cây to và cây bụi xung quanh Vì vậy nơi trồng phải được che nắng, tránh thừa ánh sáng Cường độ chiếu sáng phụ thuộc vào giống, tuổi cây

và khí hậu nơi trồng Điều kiện ánh sáng được đề nghị là 75% bóng râm tương

Nước là yếu tố không thể thiếu trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng nói chung và hồng môn nói riêng Nhu cầu nước của hồng môn thay đổi tuỳ theo điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác Do hồng môn là cây

ưa ẩm cao nên trong bất kỳ điều kiện nào cũng phải tuân theo nguyên tắc đảm

bảo độ ẩm trên mức trung bình, ẩm độ tốt nhất là 75 – 80% [56]

Độ ẩm quá thấp hoặc quá cao đều có ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển của cây hồng môn Nếu độ ẩm tương đối quá thấp, tốc độ quang hợp

sẽ bị giảm, nếu quá cao cây dễ bị nấm mốc Nên duy trì độ ẩm 60 – 80% [5]

Tác giả Nguyễn Xuân Linh và Nguyễn Thị Lý [7] cũng cho rằng cây hồng môn cần ẩm độ tương đối của không khí cao (80%)

Qua đó chúng tôi nhận thấy cây hồng môn yêu cầu nhiệt độ và ẩm độ cao, cường độ ánh sáng thấp vì vậy điều kiện khí hậu nóng ẩm ở miền Bắc Việt Nam nhìn chung là phù hợp cho hồng môn sinh trưởng, phát triển

2.1.4 Yêu cầu về dinh dưỡng

Hai yêu tố quan trọng nhất trong quá trình phát triển của cây hồng môn

là dinh dưỡng và không khí Thông thường môi trường nhất thiết phải có đầy

đủ các chất hữu cơ quan trọng, giá thể trồng phải có khả năng giữ nước tốt Cây hồng môn yêu cầu chủ yếu các chất dinh dưỡng sau:

- Nitơ: Nitơ cần thiết cho sự tổng hợp các chất axit amin Nitơ được hấp thụ qua rễ (dưới dạng NH4+ hoặc NO3-) và được hấp thụ qua lá (dưới dạng ure)

NH4+ ít ảnh hưởng đến pH, trong khi NO3- lại làm tăng pH Triệu chứng thiếu Nitơ của cây hồng môn là lá vàng và khô héo

- Kali: Kali là nguyên tố quan trọng trong việc hấp thu nước và thoát hơi nước của cây Khi thiếu kali các lá già ngả màu đen giữa các gân lá, các lá non sẽ nhỏ hơn và có màu đỏ hoặc xanh thẫm Các hoa có viền hoặc điểm xanh lam trên

mo, các hoa nhanh chóng có biểu hiện trong suốt như thuỷ tinh

- Photpho: Photpho quan trọng cho sự phát triển rễ và sản xuất enzim Photpho làm tăng pH, thiếu Photpho sẽ làm cho mép lá già ngả màu vàng, các lá non cứng, có màu xanh thẫm và nhỏ hơn các lá già

- Canxi: canxi có vai trò quan trọng trong việc sinh sản của tế bào và tạo thành tế bào Thiếu Canxi biểu hiện ở lá non có các chấm đen vô định Các lá có hình nhọn hơn Nếu cung cấp lượng Canxi khoảng 500 kg/ha/năm sẽ làm

giảm hẳn sự rối loạn về màu sắc lá mo

- Magie: Magie là nguyên tố quan trọng cho việc tạo ra diệp lục tố và các enzim Thiếu Magie thể hiện ở màu vàng trên gân chính của các lá già (trong khi các gân chính thường có màu xanh)

- Lưu huỳnh: Lưu huỳnh cần thiết cho sự hình thành Protein và hạn chế tác hại của kim loại nặng Thiếu lưu huỳnh có thể gây nên điểm cháy khô trên lá non [5]

2.1.5 Giá trị kinh tế của cây hoa hồng môn

Với vẻ đẹp nổi bật, hồng môn nhanh chóng trở thành một loài hoa được

ưa chuộng trên thế giới Hồng môn là loài cây có giá trị kinh tế cao, giữa các loài hoa nhiệt đới, về giá trị thương mại nó chỉ đứng thứ hai sau hoa Lan [58]

Năm 1987, diện tích trồng hoa hồng môn ở Hà Lan là 76 ha, cho sản lượng 16,3- 20 triệu cành hoa cắt, doanh thu đem lại là 16,9 France Thuỵ Sĩ Cũng trong thời điểm này doanh thu hoa hồng môn cắt ở Hawaii là 9,9 triệu france Thuy Sĩ [37]

Năm 1991, trên thị trường hoa ở Hà Lan thì hồng môn được xếp thứ 14 trong tất cả các loài hoa được bán ra trên thị trường, với trên 20 triệu cành bán

ra cho thu nhập xấp xỉ 21,5 triệu đô la Mỹ [54]

Đầu những năm 80 của thế kỷ trước, sản xuất hồng môn đỉnh cao ở Hawaii đ8 cung cấp cho thị trường thế giới 232.000 tá cành hoa (2,784 triệu cành) mỗi tháng Hiện nay hồng môn là loại hoa cắt quan trọng nhất ở Hawaii, năm 2004 tổng giá trị hồng môn đạt 4,7 triệu đô la Mỹ trên tổng giá trị hoa cắt

được bán ra ở nước này là 13,1 triệu đô la Mỹ [54]

Những người trồng hồng môn ở Đài Loan đ8 có nhiều sự thay đổi để nhằm giữ chất lượng và duy trì sự tươi lâu của hoa, giúp kéo dài tuổi thọ cho các cành hồng môn cắt, việc làm này đ8 giúp hoa tươi lâu hơn để bán ra thị trường Điều đó giúp Đài Loan bán ra thế giới các cành hồng môn có màu sắc

đa dạng, chất lượng cao nhưng giá lại phải chăng, do đó được thị trường thế

giới rất ưa chuộng Trong năm 2003, Đài Loan xuất khẩu 679 nghìn tấn hoa hồng môn, với tổng giá trị 2,5 triệu đô la Mỹ Xuất khẩu tới 7 nước trên thế giới trong đó chủ yếu là Nhật Bản Các nước khác như ấn độ, úc, Mỹ,…cũng

là những nước nhập khẩu loại hoa này, chủ yếu là hoa cắt [55]

ở Mauritius, lợi nhuận thu được từ trồng hồng môn là rất cao, tính ra tiền Việt Nam khoảng 600- 700 triệu đồng/ha/năm (dẫn theo Đoàn Duy Thanh [28])

ở Việt Nam, hồng môn tuy là loại cây mới du nhập song nó đ8 nhanh chóng chiếm được cảm tình của đại đa số người chơi hoa bởi hình dáng, màu sắc hoa đa dạng hấp dẫn Các giống hồng môn mới được nhập nội, tuyển chọn

đ8 làm phong phú chủng loại hồng môn trên thị trường hoa Việt Nam Các địa phương trồng hồng môn tập trung ở Việt Nam là Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và đặc biệt là Đà lạt- Lâm Đồng

Trên cao nguyên Di Linh - Lâm Đồng anh Nguyễn Văn Cường là người

đi đầu trong việc nhập giống hồng môn mới từ Hà Lan có cánh to, màu sắc phong phú đẹp hơn các giống cũ Hiện nay cho thu hoạch mỗi tuần khoảng

1500 bông, với giá bán 2500đ/bông (cao gấp 3 lần so với hồng môn giống cũ) cho thu nhập không dưới 15 triệu đồng mỗi tháng [34]

Hiện nay có ba loại giống mới của Đài Loan: Arizona, Tropical, Cancan Các giống này có màu sắc sặc sỡ, giá bán buôn từ 1.800- 2.500

đồng/bông Một năm thu nhập từ hoa hồng môn 150.000.000 đồng, giải quyết việc làm cho một số lao động nông nhàn của địa phương đồng thời cung cấp giống cho bà con nông dân [16]

2.2 Kỹ thuật trồng hồng môn

2.2.1 Kỹ thuật nhân giống

Cây giống hồng môn có thể được cung cấp từ nhiều nguồn khác nhau:

2.2.1.1 Nhân giống bằng hạt

Nhân giống bằng hạt là một quá trình dài, mất trên 2 năm mới ra hoa và thường tạo ra quần thể không đồng nhất, trong sản xuất ít sử dụng Phương pháp nhân giống này thường sử dụng chủ yếu để chọn tạo giống hồng môn [5], [56]

2.2.1.2 Nhân giống bằng phương pháp cắt cành

Đây là phương pháp cổ truyền, có thể nhân bằng tách các nhánh hoặc cắt các đoạn cành, đoạn thân, nhân lên thành cây mới Ưu điểm của phương pháp này là giữ được đặc tính của cây mẹ, dễ làm Nhưng có nhược điểm là dễ lây lan bệnh virus, hệ số nhân giống thấp [7]

2.1.1.3 Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào thực vật (in vitro)

Ngày nay, khi công nghệ sinh học phát triển, phương pháp nhân giống hồng môn bằng in vitro được sử dụng phổ biến và rất hiệu quả Ưu điểm của phương pháp này tạo ra cây con đồng đều, sạch bệnh, khỏe và có hệ số nhân giống cao Việc nhân giống in vitro làm cho sự tạo giống hồng môn trở nên khả thi về mặt kinh tế [7]

* Cơ sở của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật

- Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là phạm trù khái niệm chung cho tất cả các loại nuôi cấy nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo, trong điều kiện vô trùng

- Cơ sở lý thuyết của nuôi cấy mô, tế bào thực vật là dựa vào tính toàn năng và khả năng phân hóa, phản phân hóa của tế bào thực vật:

+ Tính toàn năng của tế bào:

Theo Haberland (1902), “mỗi tế bào của bất kỳ sinh vật nào đều mang toàn bộ lượng thông tin di truyền của sinh vật đó Khi gặp điều kiện thích hợp mỗi tế bào đều phát triển thành một cá thể hoàn chỉnh” Đây là cơ sở lý luận quan trọng của công nghệ nuôi cấy mô, tế bào thực vật

+ Khả năng phân hóa và phản phân hóa của tế bào:

Sự phân hóa của tế bào là sự chuyển các tế bào phôi sinh trở thành các

tế bào mô chuyên hóa để đảm bảo chức năng sinh lý khác nhau

Sự phản phân hóa của tế bào là sự chuyển các tế bào đ8 chuyên hóa trở lại trạng thái phôi sinh, có khả năng phân chia tế bào mới

- Người ta chủ động điều khiển sự phân hóa và phản phân hóa tế bào để tái sinh một cây hoàn chỉnh từ tế bào và mô thực vật tách rời nhờ tạo ra những chất điều tiết sinh trưởng thực vật nhân tạo Có hai nhóm chất điều tiết sinh trưởng được sử dụng rộng r8i nhất là Auxin và Cytokinin

+ Các hợp chất auxin kích thích sự gi8n tế bào, sự hình thành mô sẹo và

sự hình thành rễ bất định Các auxin thường sử dụng là IAA, αNAA, 2,4 D, IBA

+ Các hợp chất cytokinin kích thích sự phân chia tế bào và sự phân hoá chồi bất định Các cytokinin thường dùng là: Kinetin, BA, Zeatin,…

Hàm lượng và tỷ lệ auxin/cytokinin có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát sinh hình thái của mô nuôi cấy Nếu tỷ lệ auxin cao hơn cytokinin thì kích thích sự ra rễ, ngược lại thì kích thích sự ra chồi, còn ở tỷ lệ cân đối sẽ phát sinh theo hướng tạo mô sẹo (callus)

Tính toàn năng và đặc tính vốn có của nó là sự phân hóa và phản phân hóa

tế bào chính là cơ sở lý luận vững chắc để xây dựng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào nhằm tái sinh cây hoàn chỉnh từ các tế bào tách rời Một trong những lĩnh vực quan tâm đặc biệt của kỹ thuật này là kỹ thuật nhân giống vô tính in vitro [22]

Bước 1: nuôi cấy khởi động

Là giai đoạn khử trùng đưa mẫu vào nuôi cấy in vitro, giai đoạn này cần

đảm bảo các yêu cầu: tỷ lệ nhiễm thấp, tỷ lệ sống cao, mô tồn tại và sinh trưởng tốt Giai đoạn này quan trọng, nó quyết định sự thành công của quá trình nuôi cấy in vitro

Bước 2: nhân nhanh

Là giai đoạn kích thích mô nuôi cấy phát sinh hình thái và tăng nhanh

số lượng thông qua các con đường: hoạt hóa chồi nách, tạo chồi bất định và tạo phôi vô tính

Bước 3: tạo cây in vitro hoàn chỉnh

Để tạo rễ cho chồi, người ta chuyển từ môi trường nhân nhanh sang môi trường tạo rễ Môi trường tạo rễ thường được bổ sung một lượng nhỏ auxin Một số chồi có thể phát sinh rễ ngay sau khi chuyển từ môi trường nhân nhanh giàu cytokinin sang môi trường không chứa chất điều tiết sinh trưởng

Bước 4: thích ứng cây in vitro ngoài điều kiện tự nhiên

Để đưa cây từ ống nghiệm ra vườn ươm với tỷ lệ sống cao, cây sinh trưởng tốt cần đảm bảo một số yêu cầu sau:

Cây trong ống nghiệm đạt một số tiêu chuẩn hình thái nhất định (số lượng rễ, số lá, chiều cao cây,…)

Có giá thể tiếp nhận cây in vitro thích hợp: giá thể sạch, tơi xốp, thoát nước,…

Phải điều chỉnh được ẩm độ, sự chiếu sáng của vườn ươm cũng như chế

độ dinh dưỡng phù hợp [22]

Đối với cây hồng môn, quy trình nhân giống in vitro cũng được thực hiện theo các bước như trên

* Các nghiên cứu về nhân giống cây hồng môn bằng phương pháp

in vitro trên thế giới và ở Việt Nam

Vốn là một loài hoa qúy nên từ lâu hồng môn đ8 được nhiều nhà khoa

học trên thế giới nghiên cứu và đ8 thu được rất nhiều thành công trong việc nhân giống in vitro loại hoa này

Pierik, Hamidah và cộng sự lần đầu tiên thu được callus phôi hoá từ callus trong môi trường có chứa hocmon là BAP vào năm 1974 và xác định

được các loại môi trường thích hợp cho từng giai đoạn trong quy trình nhân in vitro hoa hồng môn vào năm 1976 [38], [46, [47]

Năm 1979, Pierik và cộng sự nghiên cứu xác đinh được ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng như: BA, KI, ZEA, 2,4D đến hệ số nhân chồi và chất lượng chồi Cũng trong năm này Leffeing và Soede cũng phát hiện ra ảnh hưởng tích cực của việc sử dụng BA ở nồng độ thấp để tăng hệ số nhân chồi [48]

Khi nghiên cứu nhân giống hồng môn theo hướng tạo chồi nách và chồi bất định các tác giả Kunisaki [44], Geier [42] cho rằng đây là phương pháp cho hệ số nhân giống cao

Geier (1986) [41], Amtrato (1990) [35] và nhiều tác giả khác đ8 kết luận rằng tuổi cây và kiểu gen của cây có ảnh hưởng đến sự tái sinh cây của anthurium andreanum Các tác giả này đ8 chứng minh được rằng việc sử dụng nồng độ NH4+/NO3- thấp rất có lợi cho sự hình thành callus và sự phát sinh, phát triển của chồi

Dựa vào việc mô tả sự hình thành phôi vô tính từ các tế bào đơn của củ cà rốt vào năm 1958 của Steward và Reinert cùng nhận xét của Murashige: phôi vô tính sẽ là một công nghệ vi nhân giống thực vật (dẫn theo Geir T, 1982) [40] mà Kuehnle đ8 nghiên cứu và thành công trong việc tạo phôi vô tính và đ8 thiết lập một hệ thống tái sinh từ lá và cuống lá loài Anthurium andreanum vào năm 1992 [43]

Năm 1997, Chen và cộng sự [36] đ8 tái sinh thành công cây anthurium

từ rễ cây mẹ

Vào năm 1997, Hamidah nghiên cứu thành công việc nhân giống loài Anthurium scherzerianum bằng phương pháp tạo phôi vô tính [41] Năm 2003,

Martin đ8 nghiên cứu thành công việc nhân giống hồng môn bằng nuôi cấy tế bào lớp mỏng [45]

Năm 2004, Teresa E Vargas, Alexander Mejías, Maira Oropeza, Eva

de García [57] đ8 xây dựng được một hệ thống tái sinh có hiệu quả cho Anthurium andreanum từ hạt nhân tạo Với việc sử dụng hạt nhân tạo, các tác giả này đ8 khắc phục được hiện tượng nhiễm bẩn khi sử dụng mô lá non cây

mẹ làm vật liệu khởi đầu Hạt nhân tạo được làm nảy mầm trên môi trường Murashige and Skoog (MS) có bổ sung 2,2àM BA, sau 2 tuần 74% số hạt nảy mầm và 4 tuần sau những lát cắt nhỏ từ những cây non này được cấy chuyển sang môi trường chứa 4,4àM BA và 0,05àM NAA Các chồi 4 tuần tuổi trong ống nghiệm từ những hạt nảy mầm và những cây con đ8 có được đ8 cho thấy

sự tăng sinh callus Những mô này được cấy chuyển từ môi trường bổ sung 8,9àM BA và 2,7àM NAA Sau 6 tuần nuôi cấy đ8 đạt khoảng 43,8 cây con/cm2 callus

Đối với Việt Nam, việc ứng dụng nuôi cấy mô; tế bào thực vật trong nhân giống nhiều loại hoa khác nhau trong đó có hoa hồng môn đang được quan tâm Đ8 có nhiều kết quả nghiên cứu được công bố trong những năm gần

đây trên đối tượng hoa hồng môn:

Một trong những nghiên cứu đầu tiên áp dụng nuôi cấy mô, tế bào để nhân nhanh hồng môn ở Việt Nam là của các tác giả: Chu Bá Phúc, Lê Huy Lâm, Nguyễn Khánh Văn và Đỗ Năng Vịnh [14] Từ kết quả đó các nhà khoa học của Viện di truyền nông nghiệp tiếp tục nghiên cứu và đ8 xây dựng được quy trình nhân giống hồng môn thông qua tạo phôi vô tính với nguồn mẫu là mô thân và cuống lá [27]

Năm 2004, 2005, Dương Tấn Nhựt và cộng sự đ8 nghiên cứu ứng dụng thành công việc tái sinh chồi từ callus và tạo hạt nhân tạo vào việc bảo quản giống và nhân giống hồng môn [9] Cũng trong năm 2005, Dương Tấn Nhựt

và cộng sự đ8 nghiên cứu thành công phương pháp vi nhân giống hoa hồng

Tác giả Đỗ Năng Vịnh [32] cũng đ8 xây dựng được quy trình tạo giống hồng môn tropical từ mô lá, lát cắt thân, cuống lá thông qua tạo phôi vô tính

và tạo hạt nhân tạo Đáng chú ý, tác giả đ8 thành công trong việc sử dụng phương pháp nuôi cấy lỏng lắc kết hợp nuôi cấy đặc trong việc tái sinh chồi Phương thức tạo chồi này gồm hai công đoạn là nuôi cấy lỏng trên máy lắc để tăng sinh khối của mô sẹo và tái sinh cây trên môi trường nuôi cấy đặc Cụm mô sẹo kích thước 0,5- 1mm được đưa vào môi trường tăng sinh mô sẹo: môi trường lỏng 1/2MS, có NH4NO3 bằng 1/8 so với MS, bổ sung 30g/l sucrose,

100mg/l CH và 2,4-D hay NAA có nồng độ 0,2- 1mg/l kết hợp BAP 0,5mg/l, lắc 80- 90 vòng/phút Mô sẹo sau nuôi cấy lỏng lắc được chuyển vào môi trường đặc tái sinh chồi: môi trường 1/2MS bổ sung 30g/l sucrose, 10% CW, 0,3mg/l BAP, 0,1 mg/l IAA và GA3 nồng độ 0,1- 1,7 mg/l

Năm 2006, Đoàn Duy Thanh, Đỗ Năng Vịnh, Dương Tấn Nhựt, Nguyễn Thị Lý Anh và các cộng sự [28] đ8 tuyển chọn được 12 giống hồng môn thích nghi với điều kiện khí hậu Việt Nam và nghiên cứu nhân giống thành công thông qua tạo phôi vô tính và tạo hạt nhân tạo Các tác giả trên cho rằng các mô cây hồng môn tropical in vitro có thể tạo callus và tăng sinh trên môi trường 1/2MS (NH4NO3 bằng 1/8) có bổ sung các chất điều tiết sinh trưởng, trong đó các chất điều tiết sinh trưởng phù hợp đối với mô lá là BAP hay TDZ ở liều lượng 1- 2mg/l Các tác giả trên cũng cho rằng callus từ mô lá thích hợp cho việc tái sinh chồi Việc tái sinh chồi có thể thực hiện trên môi trường lỏng 1/2MS có bổ sung 1mg/l BAP hoặc thực hiện trên môi trường lỏng bổ sung 0,5mg/l BAP + NAA hay 2,4D 0,6mg/l để tăng sinh callus sau đó đưa vào môi trường tái sinh 1/2MS có bổ sung BAP 0,3mg/l + IAA 0,1mg/l + GA3 (0,1-1mg/l)

Như vậy, qua các tài liệu thu thập được chúng tôi nhận thấy rằng: các tác giả khác nhau có đưa ra các phương pháp tạo cây hồng môn in vitro khác nhau Tuy nhiên các tác giả đều cho rằng callus thích hợp cho việc tái sinh chồi và các chất điều tiết sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng

đến khả năng tái sinh Môi trường cơ bản được các tác giả sử dụng trong các thí nghiệm là môi trường MS

2.2.2 Kỹ thuật trồng cây hồng môn ở giai đoạn vườn ươm

trồng bằng phương pháp không dùng đất, đó là trồng trên giá thể trơ cứng, giá thể hữu cơ, trồng thủy canh và khí canh

* Trồng trên giá thể trơ cứng

- Cát sỏi: đây là loại giá thể trơ điển hình và thường được sử dụng trong các hệ thống mở Trồng cây trên giá thể cát sỏi có lợi là dễ tìm kiếm, rẻ tiền nhưng phải thanh trùng khi sử dụng Ngoài ra cát tồn tại ở dạng hạt, nếu hạt càng nhỏ thì cát càng mịn, do đó tiêu nước càng khó độ thoáng khí càng kém Dùng cát có độ lớn của hạt từ 0,1mm đến 2,0mm và sỏi có độ lớn từ 1-5cm, chúng được rửa sạch, khử trùng và sấy khô trước khi đem trồng cây

- Perlite: là dẫn xuất của núi đá lửa chứa Silic Perlite tiêu nước, thông thoáng tốt và có tính ổn định về đặc tính vật lý, tính trơ hoá học với hầu hết các đặc tính sử dụng Perlite có chứa 76,9% nhôm [20]

* Trồng cây trên giá thể hữu cơ

Đây là hình thức đang được sử dụng chủ yếu để trồng hồng môn

- Các loại giá thể phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:

+ Có khả năng giữ nước và phân bón

+ Dễ thoát nước

+ Không bị mục rữa

+ Không bị vỡ vụn

+ Không chứa các chất độc hại

+ Phải đủ khô để giữ ổn định gốc cây

+ Phải có kích cỡ nhỏ (2-5cm) để giữ không khí giữa các viên giá thể và trong từng viên giá thể

Yêu cầu quan trọng nhất với giá thể là khả năng cân bằng nước và không khí

- Một số loại giá thể thường dùng trồng hồng môn

+ Bọt xốp: gần 80% nhà sản xuất hoa hồng môn sử dụng giá thể bọt xốp Bọt xốp làm từ các sản phẩm của dầu mỏ Vì có các lỗ hỗng rất nhỏ nên

chúng giữ được nhiều nước Với cây trồng hồng môn, bọt xốp có dạng của các hạt to, với nhiều không khí giữa các mảnh vụn

+ Mùn cưa: là phế phẩm của sản xuất chế biến gỗ, nó là một giá thể hữu cơ có khả năng giữ nước tốt Nếu mùn cưa trộn thêm cát để trồng cây sẽ tốt hơn là dùng riêng mùn cưa bởi hỗn hợp phối trộn này phân bố độ ẩm tốt hơn Tuy nhiên các sản phẩm khác nhau cho sản phẩm mùn cưa khác nhau và không phải sản phẩm mùn cưa của loại gỗ nào cũng thích hợp như nhau với cây trồng Có loại mùn cưa độc, đặc biệt là mùn cưa của loại gỗ có chứa nhiều dầu, gỗ đ8 ngâm tẩm thuốc bảo quản

+ Vỏ cây: vỏ cây tươi hoặc khô hay đ8 được ủ đều được sử dụng làm giá thể để trồng cây

+ Trấu hun: là mảnh vỏ thóc đem chất đống và hun đến một độ mà nó có thể diệt hết mầm mống bệnh Vỏ trấu đ8 đen nhưng chưa thành tro Trấu hun là giá thể hữu cơ, thoát nước tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng Trong trấu hun chứa một lượng lớn kali có tính kiềm, có thể tái sử dụng Trấu hun là loại giá thể rất phổ biến trong nông nghiệp, sẵn có ở Việt Nam Cũng như xơ dừa, sử dụng trấu hun làm giá thể đem lại hiệu quả kinh tế cao và có thể tái sử dụng trong hệ thống trồng thành luống, giá thể trong hệ thống trồng thuỷ canh tĩnh,…

Giá thể trồng cây có thể là đơn lẻ các nguyên liệu, cũng có thể là phối trộn nhiều loại giá thể với nhau tùy điều kiện và loại cây Dù là giá thể nào các giá thể phải đáp ứng các điều kiện: có khả năng giữ nước tốt, dễ thoát nước,

không bị mục rữa, không chứa các chất độc hại, giá thể đủ khô để giữ ổn định cho gốc cây, phải có kích cỡ để có khả năng giữ không khí Yêu cầu quan trọng nhất là khả năng cân bằng nước và không khí [20]

- Các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam cũng đ8 tìm hiểu, nghiên cứu và áp dụng từng loại giá thể phù hợp với điều kiện cụ thể của từng nơi:

Để trồng hồng môn trong giai đoạn phát triển biểu sinh sơ khởi thì công

ty Anthura sử dụng giá thể rỗ tổ ong Công ty này cho rằng khi lựa chọn giá thể, điều quan trọng là đảm bảo phải có mặt của những mảnh rỗ tổ ong lớn, rất tốt cho việc tiêu nước và phần vụn nhuyễn giúp cho duy trì và điều phối, phân

bố nước và dinh dưỡng Thông thường, giá thể gồm có 50- 60% mảnh rỗ tổ ong và 40-50% phần vụn nhuyễn (không phải bụi) Những mảnh rỗ tổ ong gồm những vật liệu như mùn Ireland, vỏ cây, những hạt nhỏ tán vụn Phần vụn nhuyễn có thể là đá trân châu, mùn hoặc vỏ cây xay nhuyễn Cuối cùng, giá thể cần chứa 50% chất cứng, 25% nước và 25% khí Giá thể không được chứa quá nhiều bụi, nó dễ làm hỏng cấu trúc ở đáy chậu Khi canh tác dài ngày,

điều quan trọng là giá thể không được phân huỷ quá nhanh Đối với giá thể trồng chậu, vấn đề tiêu nước cũng rất quan trọng, nước tưới không đọng trên những vũng trũng của chậu quá lâu Chậu 14cm dùng cho những cây sớm ra hoa, chậu 17cm dùng cho các loại lớn hơn và đòi hỏi thời gian canh tác dài mới ra hoa [58]

+ ở Hawaii, giá thể để trồng hồng môn là giá thể hữu cơ tổng hợp gồm: mùn cưa, cây dương xỉ băm nhỏ, vỏ quả bồ đào, tro núi lửa, cây khoai sọ bóc

vỏ, b8 mía băm nhỏ Ngoài ra ở Hawaii còn dùng các giá thể khác như: trộn lẫn than bùn, bột đá, vỏ cây với tỷ lệ 1:1:1 hoặc trộn than bùn với bột đá theo

tỷ lệ 2:1 hoặc 1:1 cũng tốt cho hồng môn sinh trưởng, phát triển [53]

+ Năm 2005, Nguyễn Thị Lý Anh và cộng sự [3] đ8 nghiên cứu xác

định được giá thể phù hợp cho sinh trưởng của cây hồng môn in vitro giai

đoạn vườn ươm là giá thể đất + mùn + trấu (1:1:1)

+ Các nhà khoa học ở phân viện sinh học Đà Lạt lại sử dụng giá thể gồm 60% trấu hun + 40% tro để trồng hồng môn [33]

+ Năm 2006, Đoàn Duy Thanh và cộng sự [27] khi nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể tảo biển, bông, nham thạch nghiền và mùn cưa cho rằng giá thể tảo biển là thích hợp nhất sau đó đến mùn cưa do các giá thể này vừa giữ ẩm tốt vừa tạo được độ thoáng khí

Như vậy có thể nói rằng, giá thể trồng hồng môn rất đa dạng nhưng có một điểm chung là vừa đảm bảo độ xốp, thoáng khí vừa có khả năng giữ nước

và cung cấp nước tốt cho cây Tuy nhiên, việc sử dụng loại giá thể nào vừa giúp cho cây sinh trưởng, phát triển tốt vừa phù hợp với điều kiện địa phương lại đảm bảo về hiệu quả kinh tế thì cần phải được nghiên cứu nhiều hơn nữa 2.2.3 Phân bón

Canh tác hồng môn thường dùng trực tiếp phân ammonium nitrate, hoặc dùng hệ thống thùng trộn

Sử dụng phân bón cho hồng môn cần chú ý khi bón các nguyên tố vi lượng Mn, Bo vì hồng môn hấp thụ một lượng rất nhỏ những nguyên tố này nên sẽ đọng lại nhiều trên giá thể Nếu nồng độ Mn, Bo tăng cao sẽ dẫn tới tình trạng cháy đầu lá Giá thể chứa một lượng chất dinh dưỡng cơ bản thường

được chứa 2-3 kg/m3 Dolokal và 0,5- 0,75 kg/m3 NPK trên một kg mùn, pH của giá thể vào khoảng 5,5; EC= 0.5mS/cm EC của chất dinh dưỡng vào khoảng 0,8- 1,3mS/cm khi tưới từ trên xuống và khoảng 1,2- 1,8mS/cm khi tưới trực tiếp vào gốc Quá trình rửa lúc sau bằng dung dịch có EC thấp hoặc tác nhân ướt thì rất cần nếu dùng phương pháp tưới cây ở trên có EC lớn hơn 1mS/cm, pH có thể dịch chuyển trong khoảng 5,2-6,2 Làm giàu CO2 ở nồng

độ 600-800ppm/l cần thiết Nồng độ cao quá 1000ppm thì nên tránh vì dễ tổn thương đến hoa [58]

* H8ng Anthura [58] giới thiệu dung dịch tưới dinh dưỡng gồm:

Hệ thống pha trộn dinh dưỡng: thùng khuấy trộn 1000lít

Nước : 100% nước mưa

A Hoµ tan pha lo8ng 100 lÇn

V«i Nitrate Ca(NO3)2 19,0%Ca, 15,5%N 60,1kg Ammonium Nitrate NH4NO3 18%N(9,0%NO3 vµ 9,0%NH4) 2,4 kg Nitric Acid 38% HNO3 8,3%N, 6,0mol H3O+ 0,01kg

B Hoµ tan pha lo8ng 100 lÇn

Phosphoric acid 59% H3PO4 26,8%P, 8,6 mol H3O+ 0,01 kg

L©n dihydrate phosphate KH2PO4 28,2%K, 22,3%P 20,4kg

NguyÔn Xu©n Linh, NguyÔn ThÞ Lý [7] giíi thiÖu dung dÞch t−íi dinh d−ìng nh− sau:

C¸c nguyªn tè ®a l−îng C¸c nguyªn tè vi l−îng

Nguyªn tè µmol/l ppm/l Nguyªn tè µmol/l ppm/l

Sử dụng phân bón ở liều lượng thấp nhưng nhiều lần thì tốt hơn sử dụng

ở mức liều lượng cao [58]

Các nhà khoa học ở Hawaii khuyến cáo mức sử dụng phân bón phải căn cứ vào cường độ ánh sáng Sử dụng phân bón tổng hợp NPK loại 19-6-12 với liều lượng 7-13g thì tốt cho hồng môn ở mức ánh sáng 3500 ft-c, liều lượng 1- 9g ở mức ánh sáng 1000 ft-c Nhưng khi cường độ ánh sáng ở mức 1500- 2000 ft-c thì sử dụng loại phân bón tổng hợp loại 14-14-14 với liều lượng 5g là tốt nhất [53]

Các nhà khoa học Việt Nam khuyến cáo dùng Komix với liều lượng 100kg/1000m2, mùa mưa 4 tháng bón 1 lần, mùa khô 3 tháng bón 1 lần hoặc dùng NPK tỷ lệ 20:10:10 hoà tan vào nước tưới 1 tuần 1 lần [15]

2.3 Chế phẩm sinh học

2.3.1 Vân đài tố

* Giới thiệu về Vân Đài tố

Năm 1978, các nhà khoa học Mỹ đ8 phát hiện ra một loại kích tố được chiết xuất từ cây hoa cải dầu có tên khoa học là Brassinolide Chất Brassinolide này có khả năng làm tăng năng suất cây đậu lên 10 lần Trên cơ

sở phát triển đề tài của các nhà khoa học Mỹ, hai nhà khoa học người Trung quốc là Hoàng Chí Quế và Triệu Minh Tiệp đ8 chiết xuất thành công chế phẩm có tác dụng tương tự như Brassinolide vào năm 1989 Năm 1995, chế phẩm này được sản xuất với quy mô lớn và sau đó được thử nghiệm rộng r8i trong sản xuất nông nghiệp Kết quả thử nghiệm cho thấy mức tăng sản lượng

đều đạt từ 10 - 150% tuỳ thuộc vào từng loại cây trồng khác nhau Năm 2000, công ty TNHH phát triển khoa học kỹ thuật Ưu Thắng - Trùng Khánh đ8 sản xuất chế phẩm Vân đài tố với các thành phần cơ bản sau:

- Axit Humic - Chế phẩm Brassinolide

- Đạm tổng số - Lân hoà tan (P2O5)

- Kali hoà tan (K2O)

Ngoài ra Vân đài tố còn được bổ sung các yếu tố đa lượng N, P, K và vi lượng như Fe, Mn, Zn

Trong chế phẩm Vân đài tố, các thành phần trên được kết hợp với một

số chất chiết xuất từ thực vật như các cây chứa dầu, tía tô, cây nguyệt kiện để

đạt hiệu quả tăng năng suất và tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng

* Công dụng của Vân đài tố

- Là loại phân bón thế hệ mới, công nghệ cao được chiết xuất từ thực vật không độc đối với người và động vật, không ô nhiễm môi trường

- Nâng cao sản lượng và chất lượng sản phẩm

- Đề kháng bệnh, nâng cao khả năng kháng bệnh của thực vật, nâng cao năng lực miễn dịch của cây trồng, có tác dụng phòng ngừa nhiều loại bệnh hại, tăng khả năng chống chịu với nhiệt độ cao, chống mặn, hạn, úng của cây trồng

- Giải trừ tác hại của thuốc bảo vệ thực vật

- Đẩy mạnh quá trình quang hợp của lá

- Đẩy nhanh tăng trưởng cho kết quả sớm

- Nâng cao tỷ lệ nảy mầm của các giống cây trồng

- Kích thích hệ gốc phát triển

- Kéo dài thời gian xanh tươi cho cây và quả sau thu hoạch

- Thời gian tác dụng nhanh (3-5 ngày)

- Lượng dùng ít (1 mẫu Trung Quốc chỉ cần phun 4g chất Vân đài tố với hàm lượng 0.15%) [29], [30]

Qua ứng dụng gần 3 năm trên 10 triệu mẫu lương thực cây có dầu, rau, quả, thuốc lá, chè, hoa, tại trên 20 tỉnh trong cả nước Trung Quốc cho thấy Vân đài tố không những tăng sức miễn dịch, nâng cao năng lực chống hạn; úng; nhiệt độ cao; nhiệt độ thấp của thực vật và năng lực giảm độc hại do nông dược, giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật mà còn nâng cao sản lượng cây

trồng, bình quân tăng 20% trở lên, cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao tính thương mại của sản phẩm Trong gần 3 năm sử dụng từ (2000 - 2003) đ8

đem lại hiệu quả kinh tế 4,3 tỷ NDT cho nông dân [4]

Điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng ở Trung Quốc khá giống với Việt Nam Bởi vậy, các kết quả thử nghiệm, sử dụng Vân đài tố ở Trung Quốc có thể cho ta có được đánh giá sơ bộ kết quả việc sử dụng Vân đài tố ở Việt Nam

Năm 2006, Viện sinh học nông nghiệp -Trường Đại học Nông Nghịêp I- Hà Nội đ8 công bố kết quả khảo nghiệm phân bón Qiyin (Vân đài tố) đối với sinh trưởng, phát triển, năng suất của một số cây trồng và đ8 thu được kết quả rất khả quan Những kết luận thu được như sau:

Vân đài tố là một loại phân bón lá thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng, tăng năng suất và phẩm chất cây trồng một cách rõ rệt Năng suất lúa tăng 11,6%, ngô tăng 28,5% trên thí nghiệm cơ bản và 26,65% trên diện rộng Khoai tây tăng 35,6%, xà lách tăng 110%, cải ngọt tăng 68,1%

ở thí nghiệm hẹp và 57% ở khảo nghiệm rộng Với cây ăn quả, Vân đài tố tăng năng suất vải 34% ở thí nghiệm hẹp và 28% ở khảo nghiệm rộng, tăng năng suất nho 16-24% ở 2 vụ hè- thu và đông xuân với thí nghiệm hẹp và 10,2% với thí nghiệm rộng Ngoài những tác dụng tăng năng suất của cây trồng thí nghiệm, Vân đài tố còn làm tăng chất lượng sản phẩm, đặc biệt là cây ăn quả [25]

2.3.2 Gibberellin

Gibberellin là hocmon thực vật (phytohocmon) được Yabuta (Nhật Bản) tách lần đầu tiên dưới dạng tinh thể từ nấm lúa von và gọi là Gibberellin A và

B (nhà khoa học này chưa xác định được bản chất hoá học của nó)

Năm 1956, West, Phiney, Radley đ8 tách được Gibberellin từ các thực vật thượng đẳng và xác định đây là các phytohocmon tồn tại trong các bộ phận của cây

Hiện nay người ta đ8 phát hiện ra trên 50 loại phytohocmon khác nhau, trong đó GA3 (Gibberellic) có hoạt tính mạnh nhất Gibberellin có tác dụng kích thích sự sinh trưởng kéo dài của thân và của ngồng hoa [21]

Từ những hiểu biết trên về chất vân đài tố và Gibberelin chúng tôi tiến hành thí nghiệm để xác định hiệu quả của chúng đối với cây hồng môn in vitro ở giai đoạn trồng chậu

2.4 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thuỷ canh và công nghệ khí canh trong sản xuất giống cây hoa hồng môn

2.4.1 Cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh và khí canh

Thuỷ canh (hydroponics technology), khí canh (Aeroponics technology) là hình thức canh tác không sử dụng đất Cây trồng được trồng trên hoặc trong dung dịch dinh dưỡng, sử dụng dinh dưỡng hoà tan trong nước dưới dạng dung dịch và tuỳ theo từng kỹ thuật mà bộ rễ cây có thể ngâm trong nước hoặc treo lơ lửng trong môi trường không khí b8o hoà dinh dưỡng

Từ xa xưa, người ta đ8 thấy được vai trò của nước đối với đời sống sinh vật nói chung và thực vật nói riêng, có thể nói "không có nước là không có sự sống" Theo Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2000) [21], nước là một trong những thành phần cấu tạo nên keo nguyên sinh, thành phần của vật chất tươi trong cây bao gồm 80 - 95% nước Mọi quá trình trao đổi chất trong cơ thể đều cần có nước tham gia Nước là môi trường vận chuyển của các chất và tham gia vào các phản ứng hoá sinh để tạo chất khử mang năng lượng lớn dùng để khử CO2 trong cơ thể thực vật Bên cạnh đó nước còn ảnh hưởng gián tiếp đến quang hợp như làm giảm nhiệt độ mặt lá,

đóng mở khí khổng, tuy nhiên nhu cầu nước của cây nhiều hay ít còn phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây

Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của cây Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ năm

1849 đến 1856, Salm - Horstmar đ8 chứng minh được rằng cây lúa mạch

muốn sinh trưởng phát triển được bình thường phải cần đến những nguyên tố như N, P, S, Ca, K, Mg, Si, Fe, Mn Đến năm 1938, hai nhà sinh lý học thực vật người Đức là Sachs và Knop đ8 phát hiện rằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường cần phải có 16 nguyên tố cơ bản là C, H, O, N, P, K,

Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Cl Từ đó các ông đ8 đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch Trong 16 nguyên tố cơ bản kể trên thì có 3 nguyên tố là C, H, O cây lấy chủ yếu từ khí cacbonic và nước, 13 nguyên tố còn lại cây phải lấy từ đất là chính Như vậy, cơ sở khoa học của kỹ thuật thuỷ canh và khí canh là dựa vào bản chất của sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng chỉ phụ thuộc vào một số yếu tố như nước, muối khoáng, ánh sáng, sự lưu thông không khí, mà không phụ thuộc vào môi trường trồng cây có đất hay không Cho nên chúng ta có thể trồng cây mà không cần dùng đất, chỉ cần

đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên [20]

2.4.2 Sự phát triển công nghệ thuỷ canh, khí canh

2.4.2.1 Công nghệ thuỷ canh (hydroponics technology)

Thuỷ canh là phương thức mà cây trồng được trồng trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng nên còn được gọi là trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng

Công nghệ thuỷ canh đ8 được phát triển trong hơn 3 thế kỷ Các công

bố đầu tiên về công nghệ này xuất hiện từ những năm 1600 (Weir,1991) Từ

đó các nhà khoa học đ8 tiếp tục nghiên cứu và phát triển hoàn thiện các hệ thống thuỷ canh Đến nay các hệ thống thuỷ canh hiện đại nhất đ8 được phát triển trong đó các khâu sản xuất từ trồng, thu hoạch đến đóng gói đều được tự

động hoá, môi trường được hoàn toàn kiểm soát

Công nghệ thuỷ canh có thể được phát triển ngoài môi trường tự nhiên hoặc trong nhà kính Có hai hệ thống chính là hệ thống mở và hệ thống kín (dinh dưỡng được tuần hoàn) Ngoài ra có thể phân loại theo hai nhóm chính

là hệ thống không dùng giá thể và hệ thống dùng giá thể (Seymour, 1993),

(dẫn theo Nguyễn Quang Thạch [26])

2.4.2.2 Công nghệ khí canh (Aeroponics technology)

Hệ thống khí canh còn được gọi là màn sương dinh dưỡng ở phương pháp này, rễ cây được đặt trên một môi trường b8o hoà những giọt nhỏ (sương mù) dung dịch dinh dưỡng liên tục hoặc gián đoạn Cây được trồng trong những lỗ ở các tấm xốp hoặc vật liệu khác nhưng rễ cây thì treo lơ lửng trong môi trường không khí phía dưới tấm đỡ trong một hộp có phun mù định kỳ với khoảng cách 2-3 phút/lần trong vài giây Hộp phun mù được đậy kín để rễ cây

được đặt trong bóng tối (tránh tảo sinh trưởng) Như vậy, rễ luôn được giữ ẩm

và dinh dưỡng được thông khí [20]

Công nghệ này được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên tại trường

đại học Pia của Italya bởi Tiến sĩ Franco Massantini Hệ thống này bao gồm các ống phun dung dịch đặt trong các thùng xốp nuôi cây Tiếp nối công trình này, các nhà khoa học Israel đ8 cải tiến và cho ra đời hệ thống Ein Geidi System (EGS), hệ thống này có sự kết hợp giữa kỹ thuật NFT và kỹ thuật khí canh, rễ cây vẫn nhúng trong dung dịch dinh dưỡng nhưng được làm hảo khí thường xuyên Tiếp sau đó có hàng loạt các hệ thống tương tự được ra đời như

hệ thống Rainforest của Mỹ; hệ thống Schwalbach của úc Hệ thống Aero-Gro System (AGS) được xem là hệ thống cải tiến gần nhất có sử dụng thêm kỹ thuật siêu âm để tạo các thể bụi dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây Kỹ thuật này được các nhà nghiên cứu Sinhgapore tiếp tục phát triển thành thiết bị Aero Green Technology được cấp bằng phát minh của mạng lưới nông nghiệp đô thị Liên hợp quốc vào năm 2000 NASA đ8 lắp đặt tổ hợp thiết bị gồm hệ thống khí canh và công nghệ màng dinh dưỡng để trồng cây trong không gian [52]

2.4.3 ứng dụng công nghệ thuỷ canh và khí canh trong việc nhân nhanh giống cây trồng

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thuỷ canh vào nhân giống cây trồng

đ8 được D.R Hoagland và D.I Arnon ở Trường Đại học California tiến hành

đầu tiên vào năm 1938 Bằng kỹ thuật này họ đ8 điều khiển cho cây ra rễ và sinh trưởng hoàn toàn trong dung dịch dinh dưỡng Tiếp nối các công trình của L.J Klotz (1944); M.C Vyan; G.F Trowell (1952); F.W Went (1957) đ8 tiến hành nghiên cứu trên cây có múi, cà phê, táo, cà chua và phát hiện sự ra

rễ của chúng rất thuận lợi và sạch bệnh khi trồng trong điều kiện phun mù dinh dưỡng cho bộ phận dưới mặt đất F.W Went (1957) đ8 đưa ra thuật ngữ khí canh (aeroponic) để chỉ các quá trình sinh trưởng của bộ rễ trong không khí Đến năm 1970, với công nghệ nhà kính đ8 phát triển, các công ty hướng tới việc ứng dụng công nghệ khí canh để nhân giống cây trồng phục vụ mục

đích thương mại (dẫn theo Nguyễn Quang Thạch, 2006) [26] Năm 1982, Dr Richard J Stoner ở đại học Colorado Mỹ lần đầu tiên đ8 đưa ra và áp dụng thành công công nghệ khí canh để nhân giống cây trồng bằng cách sử dụng việc phun dinh dưỡng kèm chất kích thích ra rễ ngắt qu8ng cho phần gốc của cành giâm trong các hộp nhân giống 20 lần/giờ (Richard J Stoner, 1983) Công nghệ đ8 được tác giả liên tục nghiên cứu hoàn thiện cho phép ra đời một công nghệ mới gọi là công nghệ RPB (Rapid Propagation Biotechnology) Công nghệ này được xem như là bước đột phá trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất giống vô tính cây trồng Các nhà nhân giống in vitro gọi kỹ thuật này

là thế hệ mới của công nghệ nhân giống và cho rằng đây sẽ là phương pháp nhân giống vô tính cây trồng quan trọng của thế kỷ 21 Kỹ thuật này có thể thay thế phương pháp nhân giống bằng kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào do có lắp

đặt hệ thống lọc khử trùng dung dịch và không khí buồng trồng Toàn bộ các khâu điều khiển pH, độ EC của dung dịch, nhiệt độ của dung dịch và môi trường đều được tự động hóa nhờ các 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 động hóa Công nghệ này cho phép nhân được nhiều loại cây trồng, chu kỳ nhân giống nhanh hơn nhiều, công suất tăng 30 lần so với

kỹ thuật truyền thống, loại bỏ khâu khử trùng (môi trường, mẫu vật) rất phức tạp trong nuôi cấy mô, tiết kiệm lao động, vật liệu, giảm giá thành [49]

Hàng trăm loài cây trồng đ8 được nghiên cứu nhân giống và thương mại hóa thành công bằng phương pháp trên Công nghệ này cũng rất hiệu quả đối với những cây có khả năng ra rễ kém Hiện nay trên toàn cầu đ8 có trên 1500 cơ sở lắp đặt và sử dụng thiết bị RPB kể trên để nhân giống cây trồng, đặc biệt

là khoai tây, chủ yếu là ở các cơ sở hợp tác với Mỹ Việc sản xuất cây giống

và cà chua thương phẩm, khi áp dụng công nghệ này đ8 rút ngắn thời gian tạo cây giống (từ 28 ngày xuống còn 10 ngày), thời gian cho thu hoạch lần đầu (từ 68 ngày xuống còn 30 ngày), qua đó làm tăng số vụ trồng/năm trong nhà kính từ 3,4 lên 7,7 lần [52]

Có thể nói, công nghệ nhân giống bằng khí canh là công nghệ có tính

đột phá trong lĩnh vực nhân giống cây trồng và là công nghệ của nền nông nghiệp công nghiệp hoá Tuy nhiên công nghệ này bao gồm cả thiết bị và quy trình công nghệ vẫn là những bí quyết không tuỳ tiện công bố và chuyển giao Việc nghiên cứu, tìm hiểu và làm chủ công nghệ trên, cải tiến và áp dụng thành công ở Việt Nam là vấn đề hết sức cần thiết

2.4.4 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật thuỷ canh và khí canh ở Việt Nam

ở Việt Nam giai đoạn trước 1995, phương pháp trồng cây trong dung dịch chủ yếu được sử dụng tại các Trường Đại học, các Viện nghiên cứu để nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng của cây trồng Từ năm 1995 với sự hợp tác

và trợ giúp của công ty RD Hong Kong và Trung tâm nghiên cứu phát triển Rau Châu á (AVRDC), phương pháp thủy canh tĩnh của AVRDC được du nhập vào Việt nam với mục đích dùng để sản xuất rau an toàn Các tác giả Võ