Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn led trong nuôi cấy in vitro và các yếu tố trong hệ thống thủy canh in vitro đến quá trình nhân giống lan hoàng thảo kèn (dendrobium lituiflorum lindl )

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro và các yếu tố trong hệ thống thủy canh in vitro đến quá trình nhân giống lan Hoàng thảo

Trang 1

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED trong nuôi cấy

in vitro và các yếu tố trong hệ thống thủy canh in vitro đến quá trình nhân giống lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)” là công trình nghiên cứu của tôi

Những số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo này là trung thực chưa được ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn

và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi rõ nguồn gốc

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về lời cam đoan này

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Nhung

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Đồ án này được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ tận tình của nhà trường, thầy cô giáo trong Viện và bạn bè Tôi xin chân thành cám ơn các tập thể và cá nhân đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ TP.HCM, quý thầy cô trong Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH, đã tạo điều kiện học tập, tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian theo học tại trường

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn của tôi

TS Trịnh Thị Lan Anh, giảng viên Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH – Trường Đại học Công nghệ TP.HCM người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình làm đồ án

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Xin gửi đến thầy cô, gia đình và bạn bè lời chúc sức khỏe và hạnh phúc

TP.HCM, Ngày 31 tháng 7 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Nhung

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC BIỂU ĐỒ xi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Tầm quan trọng của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 5

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 5

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 6

2 Tình hình nghiên cứu hiện nay 6

3 Mục đích nghiên cứu 7

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

4.1 Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn trong nuôi cấy in vitro 8

4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn trong hệ thống thủy canh in vitro 8

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8

6 Phương pháp nghiên cứu 9

7 Kết quả đạt được 9

8 Kết cấu của đồ án 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11

1.1 Giới thiệu về phương pháp nhân giống in vitro 11

Trang 4

1.1.1 Khái niệm 11

1.1.2 Ưu điểm của phương pháp nhân giống in vitro so với phương pháp nuôi cấy truyền thống 11

1.1.3 Tầm quan trọng của nhân giống in vitro 12

1.2 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới và Việt Nam 12

1.2.1 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới 12

1.2.2 Tình hình sản xuất hoa lan ở Việt Nam 14

1.3 Hệ thống chiếu sáng đơn sắc 15

1.3.1 Vai trò của 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 của đèn LED 17

1.3.2.3 Một số nghiên cứu và ứng dụng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro 18

1.4 Thủy canh in vitro 20

1.4.1 Giới thiệu về thủy canh 20

1.4.2 Hệ thống thủy canh in vitro 21

1.4.3 Ưu, nhược điểm của 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 cơ bản của hệ thống thủy canh 23

1.4.6 Tình hình nghiên cứu về phương pháp thủy canh in vitro 24

1.5 Keiki 25

1.5.1 Khái niệm 25

1.5.2 Vai trò của Keiki 25

1.6 Than hoạt tính 26

1.6.1 Giới thiệu 26

1.6.2 Vai trò của than hoạt tính trong nuôi cấy mô 27

Trang 5

1.8.1 Giới thiệu 31

1.8.2 Vai trò của chitosan trong nuôi cấy mô 31

1.9 Giới thiệu về lan Hoàng thảo kèn 33

1.9.1 Đặc điểm của 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 sự phát triển của lan Hoàng thảo kèn 38

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.1 Thời gian và 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 và 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 Phương pháp nghiên cứu 49

2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 49

2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn trong nuôi cấy in vitro 49

2.4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED đơn sắc đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro 49

2.4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro 51

Trang 6

2.4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng trong hệ thống thủy canh in vitro đến sự

tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 52

2.4.2.1 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hệ thống nuôi cấy thủy canh đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 52

2.4.2.2 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 54

2.4.2.3 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 56

2.4.2.4 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 57

2.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi 59

2.4.4 Thống kê và xử lý số liệu 59

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61

3.1 Ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro 61

3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro 61

3.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của các LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro 68

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng trong hệ thống thủy canh in vitro đến sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 75

Trang 7

3.2.2 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng của lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy

canh hộp nhựa tròn 82

3.2.3 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 89

3.2.4 Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 96

CHƯƠNG 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

Trang 8

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DNA Deoxyribonucleic Acid

IFR Cường độ ánh sáng đỏ xa

IR Cường độ ánh sáng đỏ KH2PO4 Monopotassium phosphate

MS Murashige và Skoog (1962) NAA Acid α-naphtaleneacetic NaClO Natri hypoclorit

TDZ Thidiazuron WPM Woody Plant Medium

Trang 9

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Than hoạt tính 26

Hình 1.2 Công thức phân tử của AgNO3 30

Hình 1.3 Công thức phân tử của chitin và chitosan 32

Hình 1.4 Lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) (Internet) 34

Hình 1.5 Cây con lan Hoàng thảo kèn được trồng tại vườn ươm (Internet) 37

Hình 1.6 Bình mẫu lan Hoàng thảo kèn nuôi cấy mô (Internet) 38

Hình 2.1 Mô hình thiết kế hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn 42

Hình 2.2 Hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn sau khi thiết kế và thi công 43

Hình 2.4 Hệ thống chiếu sáng đèn LED hỗn hợp sau khi thiết kế và thi công 45

Hình 2.5 Sơ đồ các bước tạo giá thể bằng túi nylon chụi nhiệt (PE) 47

Hình 2.6 Quy trình thiết lập các hệ thống thủy canh in vitro 48

Bảng 2.5 Khảo sát ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 57

Hình 3.1 Ảnh hưởng của đèn LED lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau 12 tuần nuôi cấy66 Hình 3.2 Ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobiumlituiflorum Lindl.) sau 12 tuần nuôi cấy;67 Hình 3.4 Ảnh hưởng của đèn LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) in vitro sau 12 tuần nuôi cấy 74

Hình 3.8 Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn 86

Hình 3.9 Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 87

Trang 10

Hình 3.10 Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn

(Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp nhựa

tròn 88

Hình 3.11 Ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng vày tạo cây hoàn chỉnh lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn sau 12 tuần nuôi cấy 93

Hình 3.14 Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Hình 3.15 Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Hình 3.16 Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo kèn

(Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro

hộp nhựa tròn sau 12 tuần nuôi cấy 102

Trang 11

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn sắc đến sự tăng trưởng và tạo

cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) 50

Bảng 2.2 Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng của lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro

52

Bảng 2.3 Khảo sát ảnh hưởng của hệ thống thủy canh in vitro đến sự tăng trưởng và

tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)

54

Bảng 2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ than hoạt tính lên sự tăng trưởng và tạo

cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)

trong môi trường thủy canh hộp nhựa tròn 56

Bảng 2.6 Khảo sát ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng của lan Hoàng thảo

kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh hộp

nhựa tròn 59

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của đèn LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn

chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) in vitro sau 12

tuần nuôi cấy 69

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của hệ thống thủy canh in vitro lên sự tăng trưởng và tạo cây

hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau 12

tuần nuôi cấy 76

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn sau 12 tuần nuôi cấy 83

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Trang 12

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Trang 13

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau 12 tuần nuôi cấy;

63

Biểu đồ 3.2 Ảnh hưởng của LED hỗn hợp đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) in vitro sau 12 tuần

nuôi cấy 70

Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của hệ thống thủy canh in vitro lên sự tăng trưởng và tạo

cây hoàn chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) sau

12 tuần nuôi cấy 77

Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng của than hoạt tính lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn 84

Biểu đồ 3.5 Ảnh hưởng của AgNO3 lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Biểu đồ 3.6 Ảnh hưởng của chitosan lên sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Trang 14

Lan rừng là loài lan tuy không rực rỡ sắc màu như những giống lan ngoại nhập nhưng lại có vẻ đẹp tự nhiên thanh thoát và phần lớn có hương thơm vì vậy luôn được ưa chuộng đối với những người chơi lan Thế giới lan rừng rất phong phú

với nhiều chủng loại trong đó lớn nhất phải kể đến chi Dendrobium (còn gọi là Hoàng Thảo), trong đó có Hoàng thảo kèn (Dendrobium Lituiflorum Lindl.) là loại

hoa tuyệt đẹp và quý hiếm

Hoàng thảo kèn có hoa mang sắc tím quyến rũ, biến thiên từ nhạt đến đậm, môi hình chiếc kèn, Hoàng Thảo Kèn dễ trồng, hoa nở nhiều bông to, lâu tàn, hoa nở

từ cuối mùa đông đến mùa xuân Hoàng thảo kèn rất sai hoa, nở nhiều hoa to 6 – 7

cm, mọc từng chùm 2 – 3 chiếc trên 1 mắt ở các đốt giữa thân đến ngọn Hoàng thảo kèn là một trong những loại lan tuyệt đẹp và quý hiếm Ngoài tự nhiên bây giờ rất khó còn tìm thấy do bị săn lùng quá nhiều vì vẻ đẹp của chúng Ở một số nơi trên thế giới nó còn được đưa vào diện được bảo vệ nghiêm ngặt Nước ta may mắn là một trong những vùng đất được tạo hóa ban cho loài Hoàng thảo kèn, nếu không có biện pháp bảo vệ kịp thời có thể lâm vào nguy cơ tuyệt chủng ngoài tự nhiên Cây lan Hoàng thảo kẻn chủ yếu phân bố ở miền Bắc

Hoàng thảo kèn là một trong những dòng lan rừng quý hiếm và đắt tiền nên

Trang 15

mới trưởng thành được rất nhiều người săn lùng Giá của lan Hoàng thảo kèn phụ thuộc vào độ dài của thân cây có khi lên đến hàng trăm triệu đồng trên 1 cây Tuy nhiên, không phải khi nào cũng có hàng Chính vì vậy, rất nhiều đại gia yêu lan sẵn sàng chi “tiền tấn” để sở hữu loài lan quý hiếm này

Hiện nay, lan là loài bị đe dọa nhiều nhất trong số các cây có hoa Do nhiều

lý do như khai thác quá mức, buôn bán bất hợp pháp và lấn chiếm đất đai, thay đổi

khí hậu, các loài lan bị đe dọa ngày càng lan nhanh (Shrestha, 2000; Pant et al.,

2007) Hoàng thảo kèn hiện có rất ít ngoài tự nhiên do bị săn lùng qua mức Người chơi hoa ai cũng muốn được sở hữu Hoàng thảo kèn trong vườn khiến giá thành của Hoàng thảo kèn tự nhiên bị đẩy lên rất cao và trở thành loài ngày càng bị săn lùng khai thác nhiều hơn đến cạn kiệt Việc bảo tồn và nhân giống Hoàng thảo kèn hiện nay chưa được thực hiện tại bất cứ nơi nào ở Việt Nam

Vì vậy, loài này cần có chiến lược bảo tồn và phát triển nguồn gen nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng cũng như giảm áp lực săn lùng ngoài tự nhiên

Hiện nay đã có một số công trình nghiên cứu về nhân giống in vitro lan Hoàng thảo

kèn với mong muốn nhân nhanh số lượng lớn cây lan Hoàng thảo kèn Đa số các công trình nghiên cứu chỉ mới nghiên cứu về thành phần môi trường nuôi cấy và

nồng độ các chất điều hòa sinh trưởng thực vật để tìm ra môi trường nuôi cấy in vitro tốt nhất Để đáp ứng nhu cầu hiện nay chúng ta cần tiến hành nghiên cứu mở

rộng hơn về các mặt như sử dụng ánh sáng đèn LED trong nuôi cấy, nuôi cấy thủy canh in vitro, khảo sát các chất bổ sung, nhằm nâng cao hiệu quả nhân giống, chất lượng cây trồng và đáp ứng nhu cầu sản xuất trên quy mô rộng

1.2 Tầm quan trọng của đề tài

Lan Hoàng thảo kèn là mội loài lan quý hiếm và đắt đỏ nhưng lại được rất nhiều người ưa chuộng bởi vẻ đẹp tự nhiên quyến rũ Tại Việt Nam, nghề trồng lan phát triển chậm hơn so với các nước khác, số lượng cây sản xuất được hiện nay vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường Việc trồng lan lâu nay chủ yếu do tự phát nên diện tích trồng còn nhỏ, trình độ tay nghề nông dân chưa

Trang 16

đồng đều, chưa chủ động được nguồn giống Để có được số lượng lớn cây giống chất lượng tốt cung cấp cho thị trường còn gặp nhiều khó khăn Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường là tạo được số lượng hoa lớn, nguồn hoa mới ổn định,… thì việc nghiên cứu gia tăng hiệu quả nhân giống cây trồng rất đáng được quan tâm

Ánh sáng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Hoàng thảo kèn là loài ưa sáng phát triển mạnh nơi có nhiều ánh sáng Thừa sáng có thể gây ra vàng lá, cháy lá, trái lại, thiếu sáng, cây sẽ èo uột, đứng không vững, ít ra hoa, số lượng hoa trên cành cũng ít đi Ánh sáng tốt nhất là vào khoảng 70% – 80% Do đó cần tiến hành các nghiên cứu để tìm

ra nguồn ánh sáng, lượng chiếu sáng thích hợp để cây phát triển tôt nhất Hiện nay, hầu hết các nguồn chiếu sáng sử dụng trong nghiên cứu nuôi cấy mô tế bào thực vật đều sử dụng đèn huỳnh quang Tuy nhiên, vùng quang phổ phát ra từ chúng rất rộng, không phải là ngưỡng thích hợp ở một số loài thực vật Gần đây, đèn đơn sắc (LED) phát triển như nguồn chiếu sáng cho cây trồng bởi chúng có bước sóng xác định, thể tích và khối lượng nhỏ, cấu trúc đặc, tuổi thọ cao và ít tỏa nhiệt LED đã được sử dụng trong các nghiên cứu quang sinh học bao gồm tổng hợp chlorophyll, quang hợp và quang phát sinh hình thái

Trong xu thế cải tiến hệ thống nuôi cấy để tăng hiệu quả nuôi cấy in vitro,

trên cơ sở ứng dụng các ưu điểm của thuỷ canh, các nhà khoa học đã phát triển

thành hệ thống thuỷ canh in vitro, một hệ thống mới thể hiện sự kết hợp hài hoà của thuỷ canh và nuôi cấy in vitro với nhau Hệ thống mới ra đời nhằm mục đích giải

quyết một số khuyết điểm của nuôi cấy truyền thống sử dụng agar nuôi cấy lỏng tĩnh làm mẫu cấy bị ngập chìm trong dung dịch, đồng thời áp dụng được ưu điểm nuôi cấy hiệu quả hơn bằng dung dịch, ưu điểm tiết kiệm không gian của thuỷ canh Hơn nữa ở một số loài thực vật có những tính chất đặc biệt như rất ưa ẩm nhưng không

Trang 17

cơ bản của hệ thống và thử nghiệm các nồng độ môi trường khác nhau để tìm ra một

số mô hình hệ thống phù hợp cho một số đối tượng thử nghiệm ban đầu là khoai tây, Lily và địa lan Với điều kiện môi trường ngày càng khắc nghiệt, diện tích canh tác ngày càng giảm và để đáp ứng được nhu cầu ở mọi nơi thì việc áp dụng phương pháp thủy canh sẽ giải quyết được các khó khăn trên

Các báo cáo gần đây khẳng định vai trò tích cực của than hoạt tính trong tăng trưởng thực vật Than hoạt tính được bổ sung vào môi trường nuôi cấy để cải thiện

sự tăng trưởng của tế bào cũng như hấp phụ các chất ức chế sự tăng trưởng tế bào thực vật, làm giảm quá trình oxy hóa của phenol hay sự tích tụ các chất gây hóa nâu, thay đổi pH trung bình đến mức tối ưu, tạo môi trường tối, có thể mô phỏng điều kiện của đất Tác động của than như một chất điều hòa tăng trưởng còn chưa rõ ràng, nhưng một số dẫn chứng công nhận khả năng giải phóng dần một số sản phẩm hấp phụ (chất dinh dưỡng, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật), tự bản thân than cũng giải phóng một số chất tự nhiên có thể thúc đẩy sự tăng trưởng Hiện nay vẫn

chưa công bố nào về ảnh hưởng của than hoạt tính trong môi trường thủy canh in vitro trong quá trình nhân giống lan Hoàng thảo kèn

AgNO3 là chất có khả năng điều khiển quá trình sinh trưởng, phát triển của chồi thông qua tác động vào quá trình trao đổi ethylene (Biddington 1992), AgNO3

ức chế hoạt động của ethylene (Beyer, 1976), nên khi bổ sung chất này vào môi trường nuôi cấy có thể ức chế việc tổng hợp ethylene hoặc chức năng của ethylene bằng cách tác động lên quá trình tổng hợp hoặc tác động lên tính hiệu trao đổi chất (Pua và Chi, 1993), qua đó ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Chitosan, chất dẫn xuất khử acetyl (deacetylated) của chitin có nguồn gốc từ vách tế bào của nấm, vỏ của các loài giáp xác, biểu bì của côn trùng và một số loài tảo đã được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp như là chất thân thiện với môi trường

vì nó dễ dàng phân hủy và không ảnh hưởng sức khỏe con người Chitosan và các dẫn xuất của nó là đáp ứng tự vệ của thực vật và được sử dụng như là hợp chất tự

nhiên để chống lại các bệnh tiền và sau thu hoạch (Uthairatanakij et al., 2007)

Trang 18

Thêm vào đó, nhiều báo cáo cho thấy chitosan giúp gia tăng sự sinh trưởng của cây trồng Mới đây, chitosan được ghi nhận là chất kích thích sinh trưởng ở một số loài

thực vật, trong đó có cây lan Trong nhân giống in vitro, chitosan đã được sử dụng

và có hiệu quả cải thiện chất lượng cây con, góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho sự

thuần dưỡng cây con ở điều kiện ex vitro (Nge et al., 2006) Hiệu quả của chitosan

lên sự sinh trưởng và phát triển của lan Dendrobium dưới dạng phun lên cây trồng

bên ngoài cũng như bổ sung vào môi trường nuôi cấy in vitro đã được báo cáo (Chandrkrachang, 2002; Limpanavech et al., 2003; Nge et al., 2006)

Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED

trong nuôi cấy in vitro và các yếu tố trong hệ thống thủy canh in vitro đến quá trình nhân giống lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)” góp phần đảm bảo

nguồn gene quý hiếm và đáp ứng nhu cầu về chất lượng và số lượng cây giống hiện nay

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

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu ảnh hưởng đèn LED đến sự sinh trưởng của cây Lan Hoàng thảo

kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá ảnh hưởng của đèn LED đến nuôi cấy in vitro Góp phần định hướng cho những nghiên cứu tiếp theo về ảnh hưởng của ánh sáng LED đến nuôi cấy lan in vitro

Đề tài sẽ giúp hoàn thiện hệ thống thủy canh in vitro cây lan Hoàng thảo kèn

(Dendrobium lituiflorum Lindl.) từ đó sẽ cung cấp những cơ sở khoa học cho công

tác nhân giống in vitro cây trồng nói chung và cây lan Hoàng thảo kèn nói riêng

Cung cấp cơ sở khoa học cho bảo vệ nguồn gene lan Hoàng thảo kèn là một trong những mối quan tâm hàng đầu hiện nay

Việc tìm ra nồng thích hợp của than hoạt tính, AgNO3, chitosan trong môi

trường thủy canh in vitro sẽ tạo cơ sở để đánh giá ảnh hưởng của các chất này đến

Trang 19

Đề tài sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học cho nhân giống trong hệ thống

thủy canh in vitro loài lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu ảnh hưởng đèn LED đến sự sinh trưởng của cây lan Hoàng

thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) là cơ sở đánh giá khả năng ứng dụng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro cây trồng nói chung và lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) nói riêng Hướng tới tìm nguồn ánh sáng thích

hợp thay thế đèn huỳnh quang và các loại đèn đang dùng trong nuôi cấy lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) hiện nay Việc làm này là cơ sở giúp hạ giá thành sản phẩm là cây lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum

Lindl.) giống hoặc định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng của đèn

LED đến cây lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)

Áp dụng kỹ thuật thủy canh in vitro trong nhân giống lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) là một hướng nghiên cứu có nhiều lợi thế, giúp cây tăng trưởng tối ưu, tiết kiệm chi phí, rút ngắn thời gian nhân giống in vitro, bộ

rễ phát triển khỏe mạnh, bộ lá xanh tốt, cây to chắc khỏe, hình thái cây gần giống cây ngoài tự nhiên, giúp nâng cao chất lượng cây giống Những kết quả này góp

phần khẳng định ưu thế của thủy canh in vitro trong nền nông nghiệp hiện nay

Đã có một số công trình nghiên cứu về nuôi cấy in vitro cây lan Hoàng

thảo kèn nhằm mục đích nhân nhanh giống lan Hoàng thảo kèn với số lượng lớn

để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu

nào về nuôi cấy thủy cảnh in vitro loài lan quý giá này

2 Tình hình nghiên cứu hiện nay

Ở trên thế giới đã có một số công bố nghiên cứu về lan Hoàng thảo kèn Năm

2004, Chang và cộng sự đã nghiên cứu thành công môi trường và các điều kiện nuôi cấy lan Hoàng thảo kèn từ hạt qua quá trình phát sinh PLB Năm 2008, Meera và

cộng sự đã nghiên cứu quy trình nhân 28 giống in vitro Dendrobium lituiflorum

Lindl Qua con đường phát sinh PLB Năm 2009, Shivani và cộng sự đã nghiên cứu

Trang 20

môi trường nhân nhanh lan hoàng thảo kèn bổ sung dịch chiết chuối trên môi trường

Các nghiên cứu tập trung phân tích về các chất điều hòa sinh trưởng thực vật

và khả năng tăng sinh cây con chưa đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng

đến quá trình nhân giống in vitro đặc biệt là ánh sáng đèn LED Hiện nay, đèn LED

là thiết bị chiếu sáng đầy hứa hẹn cho các phòng nuôi cấy mô và nâng cao khả năng tăng trưởng sinh học nhờ vào kích thước nhỏ, cấu trúc rắn, an toàn và tuổi thọ cao LED có những đặc tính tốt hơn so với các nguồn sáng khác như: đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, đèn natri cao áp Bước sóng của nó phát ra rất đặc biệt, chiều rộng của vạch quang phổ ngắn, do vậy hiện nay LED được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực

nghiên cứu về quang sinh học như là sự tổng hợp chlorophyll, quang hợp và phát

sinh hình thái Hiện vẫn chưa có công bố chính thức nào nghiên cứu về các yếu tố

ảnh hưởng đến hệ thống thủy canh in vitro trên cây Hoàng thảo kèn

3 Mục đích nghiên cứu

Các nghiên cứu nhằm mục đích xác định ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc, LED hỗn hợp lên quá trình nhân giống lan Hoàng thảo kèn, tìm nguồn thay thế nguồn ánh sáng huỳnh quang hiện nay nhằm rút ngắn thời gian nhân giống, đạt hiệu quả cao hơn

Các nghiên cứu về hệ thống thủy canh in vitro và nồng độ các chất than hoạt

tính, AgNO3, chitosan nhằm thiết lập mô hình thủy canh in vitro tốt nhất, đồng thời

Trang 21

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn

chỉnh lan Hoàng thảo kèn trong nuôi cấy in vitro

− Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED đơn sắc đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn

chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro

− Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED hỗn hợp đến quá trình tăng trưởng tạo cây hoàn

chỉnh lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro

4.2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

lan Hoàng thảo kèn trong hệ thống thủy canh in vitro

− Khảo sát ảnh hưởng của hệ thống thủy canh in vitro so với phương pháp nuôi cấy

mô trong việc nhân giống lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.)

− Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ than hoạt đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn

chỉnh lan Hoàng thảo ken (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn

− Khảo sát ảnh hưởng của AgNO3 lên quá trình tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

cây lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh

in vitro hộp nhựa tròn

− Khảo sát ảnh hưởng của chitosan đến khả năng nhân giống lan Hoàng thảo kèn

(Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp nhựa tròn

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là cây con lan Hoàng thảo kèn có chiều cao 2 cm nuôi trong bình mô được cung cấp bởi phòng Công Nghệ Sinh Học Thực Vật, Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH để sử dụng làm nguồn mẫu cho nghiên cứu về ảnh hưởng của đèn LED đơn sắc, LED hỗn hợp, hệ thống thủy canh và nồng độ của các chất như than thoạt tính, AgNO3, chitosan trong hệ thống thủy canh in vitro

Trang 22

6 Phương pháp nghiên cứu

Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên, đơn yếu tố Các nghiệm thức được lặp lại 3 lần, ghi nhận kết quả trung bình Các số liệu sau khi thu thập được xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel 2013® và phần mềm SAS V8

7 Kết quả đạt được

− Ánh sáng đèn LED đơn sắc thích hợp cho sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh

lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) tốt nhất trong nuôi cấy in vitro

là LED xanh dương

− Ánh sáng hỗn hợp tốt nhất cho sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng

thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong nuôi cấy in vitro có tỷ lệ 50% LED

đỏ + 50% LED xanh + 50% LED vàng

− Xác định được hệ thống thủy canh in vitro thích hợp cho nhân giống lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) đạt hiệu quả tối ưu về tăng trưởng nhưng lại tiết kiệm chi phí là hệ thống Thủy canh in vitro hộp nhựa tròn chịu nhiệt

− Bổ sung 1,5 g/l than hoạt tính vào môi trường là tốt nhất cho sự tăng trưởng của

lan Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong hệ thống thủy canh in vitro hộp nhựa tròn

− Nồng độ thích hợp nhất đến quá trình tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan

Hoàng thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro

hộp nhựa tròn của AgNO3 là 2 mg/l

− Nồng độ chitosan thích hợp cho sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh lan Hoàng

thảo kèn (Dendrobium lituiflorum Lindl.) trong môi trường thủy canh in vitro hộp

Trang 23

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

Trang 24

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về phương pháp nhân giống in vitro

1.1.1 Khái niệm

Nhân giống in vitro (in vitro propagation) là phương pháp ứng dụng các kỹ

thuật nuôi cấy mô để nhân giống thực vật, bắt đầu bằng nhiều bộ phận khác nhau của thực vật có kích thước nhỏ, sinh trưởng ở điều kiện vô trùng trong các ống nghiệm hoặc trong các loại bình nuôi cấy khác

Nhân giống in vitro là phương pháp hiệu quả nhất hiện nay khắc phục được

các nhược điểm của phương pháp nhân giống truyền thống đồng thời hệ số nhân giống của phương pháp này cao đáp ứng được nhu cầu sản xuất trên quy mô lớn

1.1.2 Ưu điểm của phương pháp nhân giống in vitro so với phương pháp nuôi

cấy truyền thống

− Có khả năng tái sinh cây con từ các vùng mô và cơ quan khác nhau của cây như: trục thân, long thân, phiến lá, hoa, chồi, hạt phấn, mà ngoài tự nhiên không thể thực hiện được

− Có thể sản xuất được số lượng lớn cây giống trong thời gian ngắn, trên một diện tích nhỏ nhằm đáp ứng nhu cầu thương mại

− Cây con tạo ra mặt đồng nhất về mặt di truyền

− Sản xuất quanh năm và chủ động kiểm soát được các yếu tố ngoại cảnh như nhiệt

Trang 25

1.1.3 Tầm quan trọng của nhân giống in vitro

Phương pháp nhân giống in vitro được sử dụng bảo quản và nhân nhanh

giống cây quý, có giá trị kinh tế cao Hiện nay, phương pháp này ngày càng phổ biến trong công tác chọn giống cây trồng

Nhân giống in vitro là phương pháp nhân giống không còn mới mẻ nhưng mang lại hiệu quả rất cao trong việc tạo ra cây giống chất lượng Nhân giống in vitro

cũng đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất, chọn, nhân giống, tạo giống mới và gần đây một ứng dụng có ý nghĩa lớn đang được phát triển mạnh là sản xuất các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học Những thành tựu mà ứng dụng này đem lại là không thể phủ nhận, đặc biệt trong lĩnh vực nông nghiệp

Ngoài ra, nhân giống in vitro tạo ra nhiều, nhanh, bảo đảm chất lượng các

loại giống cây ăn quả đặc sản, các loại hoa và cây cảnh, cây lâm nghiệp, bảo quản và lưu giữ được các nguồn gene sinh học quý của địa phương

Bên cạnh đó, bằng phương pháp nhân giống in vitro, chỉ sau một thời gian

ngắn có thể tạo được một sinh khối lớn có hoạy chất: sinh khối tạo ra vẫn được thuộc tính, nghĩa là vẫn giữ được khả năng tổng hợp các hợp chất thứ cấp như alkaloid, glycoside, các steroid dung trong y học, chất dính dùng trong công nghiệp thực phẩm, những chất kìm hãm sinh trưởng của vi khuẩn trong nông nghiệp

Vì vậy, phương pháp nhân giống in vitro đang dần khẳng định vị thế của nó

trong nền nông nghiệp nói riêng và nền kinh tế nói chung

1.2 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới

Hiện nay tình hình sản xuất hoa trên thế giới đang phát triển một cách mạnh

mẽ và đã trở thành một ngành thương mại có lợi cho nền kinh tế các nước trồng và xuất khẩu hoa Diện tích trồng hoa trên thế giới ngày được mở rộng và không ngừng tăng lên, nhiều tạp chí về hoa lan được xuất bản, nhiều cuộc hội thảo về lan đã được

tổ chức Trước đây việc nuôi trồng và xuất khẩu chủ yếu là 10 lan rừng nên nguy cơ khoảng 13 loài tuyệt chủng, ngày nay việc trồng lan dần theo quy mô công nghiệp,

Trang 26

việc xuất khẩu lan đã đạt tới số lượng hàng trăm ngàn giò, hàng vạn cành lan trong một năm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường

Loddiges (1812), là người đầu tiên trên thế giới thiết lập vườn lan thương mại, trong những thập kỷ gần đây cùng với phương tiện giao thông phát triển mạnh

mẽ, các thành tựu khoa học kỹ thuật và sự phát triển về công nghệ sinh học được áp dụng rộng rãi Do đó việc xuất khẩu hoa lan ngày càng tăng với qui mô lớn, nhiều nước đã trở thành cường quốc xuất khẩu hoa lan như Thái Lan, Đài Loan,… (Lê Đặng Trung Tuyến, 2007)

Hiện nay, Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu hoa lan đạt 110 triệu USD trong năm 2003 Ngoài ra, chỉ tính riêng 6 tháng đầu năm 2007, Thái Lan

đã thu được hơn 30 triệu USD từ phong lan Năm 2009, trị giá lan xuất khẩu Thái Lan là 79,8 triệu USD Hoa lan Thái xuất khẩu phần lớn thuộc nhóm lan

Dendrobium, hơn 80% lượng hoa thuộc nhóm này trên thị trường thế giới có xuất xứ

từ Thái Lan Dendrobium chiếm đến 94,73% tổng số hoa lan cắt cành và 51,4% tổng

số cây lan xuất khẩu của Thái Lan

Ở Mỹ, nhu cầu sử dụng hoa lan Cattleya và Dendrobium rất lớn Năm 2007

tổng giá trị nhập khẩu hoa lan gần 144 triệu USD, tăng gần 12% so với năm 2006 và đứng thứ hai so với những cây hoa khác

Ở Hawai, nền công nghiệp trồng lan cũng tăng lên mạnh mẽ trong 20 năm qua, tập trung chủ yếu vào các loài lan rừng và lan công nghiệp Thu nhập tăng từ 2,2 triệu USD trong năm 1980 lên tới 7,7 triệu USD năm 1990, và đạt 18,2 triệu USD năm 2002, đến năm 2006 đạt khoảng 22 triệu USD

Có thể nói rằng sản xuất lan đã đem lại lợi nhuận rất cao cho các nước đang

phát triển và phát triển Bên cạnh đó, hoa lan Cattleya, Dendrobium, Oncidium

chiếm phần lớn trong tổng số lượng sản xuất và tiêu thụ hoa lan trên thế giới Điều

đó chứng tỏ các loài hoa này mang lại hiệu quả kinh tế cao và được người tiêu dùng

ưa chuộng

Trang 27

1.2.2 Tình hình sản xuất hoa lan ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm rất thuận lợi cho việc trồng hoa, cây cảnh Tuy nhiên, chưa được đầu tư thích đáng nên ngành trồng hoa nói chung và ngành trồng lan nói riêng vẫn chưa thực sự phát triển, sản xuất lan ở Việt Nam mới chỉ phát triển mạnh mẽ ở các tỉnh phía Nam, đặc biệt là

Đà Lạt và thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu ấm áp quanh năm là trung tâm văn hóa kinh tế, chính trị, khoa học kỹ thuật của miền Nam có một tiềm năng lớn về nuôi trồng và kinh doanh hoa lan

Từ năm 1980, Việt Nam đã xuất khẩu lan sang Liên Xô, Tiệp Khắc Năm

1987 ở thành phố Hồ Chí Minh đã có các vườn lan quốc doanh và tư nhân cùng với

sự ra đời của nhiều hội lan, cây cảnh và có nhiều cơ sở nghiên cứu ra đời Theo số liệu điều tra bước đầu tính đến năm 1986 thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 15 gia đình có vườn lan với số lượng 1000 – 7000 chậu và đến năm 1987 ở thành phố Hồ Chí Minh đã có vườn quốc doanh tư nhân: vườn lan T78, vườn lan Hàng Không dân dụng, từ năm 1980, năm nào thành phố cũng tổ chức Hội Hoa Xuân Hội Hoa Xuân

là nơi hội tụ những tác phẩm đặc sắc và độc đáo nhất của các vườn lan Mới đây thành phố Hồ Chí Minh dự kiến, giai đoạn 2005 – 2006 thực hiện đầu tư 20 ha nuôi trồng hoa lan và 20 ha trồng cây kiểng (Dự án đầu tư, cây và cá kiểng tại thành phố

Hồ Chí Minh, T7/2005) Đến năm 2008, diện tích trồng lan của thành phố đã tăng lên gần 80 ha và năm 2010 là 200 ha

Ở Hà Nội, mười năm gần đây, khi đời sống người dân thủ đô nâng cao, nhu cầu thưởng thức hoa lan tăng, nhiều khi cung không đủ cầu và phong trào nuôi trồng lan tự phát lan rộng cả đến các vùng phụ cận khiến các nhà khoa học phải vào cuộc,

đi sâu nghiên cứu và sản xuất, kinh doanh hoa lan Tại Viện Sinh học Nông nghiệp thuộc Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã cho ra đời hàng vạn cây giống hoa

lan có giá trị kinh tế như: Hồ Điệp (Phalaenopsis), Cát lan (Cattleya), lan Thái (Dendrobium),… Ngoài ra viện còn làm cố vấn kỹ thuật, chuyển giao qui trình nuôi

trồng một số giống lan có hiệu qủa kinh tế ở các tỉnh như Hải Phòng, Bắc Giang,

Trang 28

Lạng Sơn,… và tại Trung tâm Kỹ thuật Rau – Hoa – Quả Hà Nội, 2 năm trở lại đây, phòng nuôi cấy mô hoạt động cho ra đời mỗi năm hàng vạn cây lan Hồ Điệp giống

và hàng vạn cây giống khác, đặc biệt đã thành công trong việc nhân giống lan Hài, lan Kiếm (Hoàng Vũ, Bạch Ngọc,…)

Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận như Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Dương,… có trên 100 loài lan khác nhau Các loại hoa lan này có thể cho doanh thu từ 500 triệu – 1 tỷ

đồng/ha/năm, chủ yếu là hoa cắt cành thuộc nhóm Dendrobium và Mokara, chiếm tỷ

lệ ít hơn là lan Cattleya và Oncidium

Ngành sản xuất hoa lan ở các tỉnh, thành phố phía Nam phát triển mạnh hơn miền Bắc Nói chung vấn đề sản xuất – kinh doanh – xuất khẩu hoa lan ở Việt Nam

từ trước đến nay vẫn còn ở mức tiềm tàng, trong khi đó sức cạnh tranh thị trường trên thế giới là rất lớn, những hoạt động, kinh doanh và xuất khẩu trong thời gian

qua chỉ có ý nghĩa khởi động và hứa hẹn sự phát triển trong tương lai

1.3 Hệ thống chiếu sáng đơn sắc

1.3.1 Vai trò của ánh sáng

Trong môi trường nuôi cấy, quang tổng hợp không phải là một hoạt động cần thiết do sự có mặt của đường trong môi trường, nhưng ánh sáng cần thiết để điều hòa một số quá trình liên quan tới phát sinh hình thái của cây Tùy từng loại nuôi cấy, yêu cầu cường độ cũng như thời gian chiếu sáng khác nhau, ví dụ như khi nuôi cấy mô sẹo, thường không cần ánh sáng Ánh sáng còn ảnh hưởng tới sinh trưởng của mô nuôi cấy thông qua tác động nên trạng thái và cấu trúc của các chất điều hòa sinh trưởng cũng như dinh dưỡng khoáng Thông thường trong phòng nuôi cấy người ta sử dụng ánh sáng huỳnh quang chiếu sáng 14 − 15 giờ/ngày với cường độ

2000 lux

Cường độ ánh sáng mà thực vật sử dụng trong phản ứng quang hợp có bước

Trang 29

(sự nảy mầm, sự kéo dài đốt thân,…) xảy ra ở những dải bước sóng từ 400 − 500 nm (xanh lục), 600 − 700 nm (đỏ) và 700 − 800 nm (đỏ xa)

Sự phân phối phổ ánh sáng, quang kỳ và hướng chiếu sáng cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của thực vật nuôi cấy mô Hiện nay, ánh sáng trắng (phổ ánh sáng từ khoảng 200 nm đến 800 nm) của đèn huỳnh quang được sử dụng phổ biến nhất trong các phòng thí nghiệm nuôi cấy mô Ánh sáng đơn sắc từ đèn LED (đi-ốt phát quang) cũng đã và đang được nghiên cứu làm nguồn sáng trong nhân giống thực vật Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ (600 − 700 nm) hoặc đỏ xa (700−

800 nm) hoặc kết hợp với xanh lam của đèn LED làm cây tăng trưởng rất tốt và tiết kiệm điện năng hơn so với dùng đèn huỳnh quang

Một trong những yếu tố của môi trường ảnh hưởng lên quá trình tạo rễ của mẫu cấy là ánh sáng Ánh sáng góp phần vào việc tạo rễ và chồi bất định của đoạn cắt Chỉ cần cường độ ánh sáng thấp cho quá trình tạo rễ, vì cường độ ánh sáng cao quá sẽ ngăn cản sự tạo rễ Đối với một số loài, quang kỳ có thể ảnh hưởng đến sự tạo rễ

Chất lượng ánh sáng cũng ảnh hưởng đến sự ra rễ Sự phát sinh hình thái thực vật bị ảnh hưởng bởi các nhân tố của môi trường như nhiệt độ, CO2, chất dinh dưỡng, chất lượng ánh sáng, thời gian và cường độ chiếu sáng Những nhân tố này ảnh hưởng đến sự tăng trưởng chồi và phát sinh hình thái bên cạnh vai trò của nó trong quang hợp Debergh và cộng sự (1992) đã chứng minh rằng cường độ chiếu sáng có tác dụng điều hòa kích thước lá và thân cũng như con đường phát sinh hình thái đồng thời ảnh hưởng đến sự hình thành sắc tố và thủy tinh thể của cây con Chất lượng ánh sáng có ảnh hưởng quan trọng trên một số đặc tính hình thái như sự kéo dài ở cây Cúc và cây Cà chua Hình thái giải phẫu lá và kích thước lá ở cây Phong

Trang 30

1.3.2 Hệ thống đèn LED

1.3.2.1 Giới thiệu

Đi–ốt phát quang (LED) là nguồn sáng bán dẫn, sẽ cung cấp lượng ánh sáng đơn sắc khi có dòng điện một chiều chạy qua nó Đèn LED (khác với bóng LED) được định nghĩa là tổ hợp bóng LED, phần quang học, tỏa nhiệt và nguồn nuôi LED đầu tiên được phát minh bởi Texas Instrument vào năm 1960 Tại thời điểm đó cường độ sáng của LED còn rất thấp và chỉ có ánh sáng đơn sắc đỏ Sau này cường

độ sáng của LED đã tăng lên rất nhiều và biên độ dải màu cũng tăng theo (đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh dương, trắng,…) Đến những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ

21, đèn LED tạo nên một cuộc cách mạng nhanh chóng, đem lại nhiều tiện dụng cho các thiết bị kỹ thuật số và một dãy các thiết bị mới đa chức năng, như tín hiệu ra và đèn nổi, đèn giao thông, đèn vòm, đèn tường, đèn dưới nước, đèn ngoài trời Trong những năm gần đây, LED mới thực sự được quan tâm như là một nguồn bức xạ cho thực vật do tiềm năng ứng dụng thương mại của nó rất lớn

Để tiến hành nghiên cứu chế tạo các hệ thống đèn LED thích hợp trong nhân giống cây trồng và kỹ thuật phá đêm, chúng ta sẽ phải lựa chọn các bước sóng thích hợp với phổ hoạt động của các sắc tố thực vật

1.3.2.2 Ưu, nhược điểm của đèn LED

– Tiết kiệm điện năng: LED có năng suất cao, do đó năng lượng tiêu thụ bởi LED nhỏ, giúp cho việc nhân giống có chi phí hiệu quả và tiết kiệm Sử dụng đèn LED có thể tiết kiệm điện năng đến 11% và giảm khí thải CO2 từ 261 − 348 triệu tấn vào năm 2020

– Tuổi thọ: LED có tuổi thọ cao, từ 20.000 – 100.000 giờ (đèn sợi đốt có tuổi 1000 giờ, đèn huỳnh quang có tuổi thọ 8000 giờ)

– Dải màu: LED có nhiều các dải màu, gồm cả các ánh sáng trắng Ánh sáng trắng cũng có thể được tạo ra khi hòa trộn LED màu đỏ, xanh lơ và xanh lục Thay vào

đó, thông qua việc kết hợp một cách sáng tạo các LED có màu sắc khác nhau, ảnh

Trang 31

hưởng thay đổi màu có thể tạo ra từ một vật cố định đơn giản nhờ sự hoạt hóa động lực của các phần khác nhau của LED

– Không phát ra tia UV và tia hồng ngoại: LED không tạo ra tia UV, tạo rất ít nhiệt,

vì vậy là đối tượng phát sáng lý tưởng Ánh sáng LED không gây chói, mỏi mắt Do tiêu hao nhiệt rất ít, LED hầu như không làm nóng môi trường xung quanh, do đó giảm nhiều nhu cầu sử dụng hệ thống làm lạnh để tạo điều kiện cho cây sinh trưởng – Độ bền: đèn LED có độ bền rất cao chịu được sốc nhiệt và va đập Kích thước nhỏ và dễ thay đổi linh hoạt trong thiết kế: một LED đơn lẻ rất nhỏ và tạo ra ít ánh sáng toàn bộ Tuy vậy, điểm yếu này thực sự là thế mạnh của nó Các LED có thể gắn với nhau thành bất cứ hình dạng nào tạo nên một loạt kiện lumen mong muốn Thêm nữa, LED có thể thu nhỏ hỗn hợp ánh sáng, kiểm soát sự phân phối ánh sáng nhờ các thấu kính epoxy, đơn giản hóa cấu trúc của hệ đèn LED Một thiết bị kiểm soát có thể được gắn với phức hợp LED để làm mờ một cách chọn lọc các đèn LED độc lập, dẫn đến việc kiểm soát phân phối động lực, lượng và màu của ánh sáng

– Thân thiện với môi trường, không chứa thủy ngân và các chất độc khác

– Thời gian bật sáng rất ngắn (<100 ns)

– Dễ điều khiển bằng kỹ thuật số với khả năng thay đổi độ sáng 100% Hiệu suất biến đổi năng lượng cao

– Điện áp nuôi một chiều thấp (3V)

– Phân bố ánh sáng định hướng cao dẫn đến hiệu suất hữu ích cao

– Chi phí bảo hành và thay thế hệ thống thấp

– Tạo màu có độ bão hòa cao không cần bộ lọc sáng

– Hoạt động trong dải nhiệt độ môi trường cao (-40oC đến 60oC)

Ngoài những lợi ích đó, rào cản duy nhất của công nghệ chiếu sáng rắn là giá thành của LED, nhưng với tốc độ phát triển mau chóng, rào cản này sẽ được dỡ bỏ

1.3.2.3 Một số nghiên cứu và ứng dụng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro

Hệ thống đèn LED là một nguồn sáng cho cây trồng đang được chú ý đặc biệt trong những năm gần đây vì ứng dụng rộng rãi của nó trong thương mại Công

Trang 32

nghệ chiếu sáng bằng chất rắn (Solid - state lighting) dựa vào việc sử dụng đèn LED

là một trong những tiến bộ lớn nhất trong lĩnh vực chiếu sáng nhân tạo cho cây trồng

đã được ứng dụng trong vài thập kỷ gần đây LED có rất nhiều ứng dụng như: nghiên cứu điều khiển môi trường, chiếu sáng trong nuôi cấy mô, chiếu sáng bổ sung và chiếu sáng theo quang chu kỳ trong nhà kính (greenhouse)

Ở Việt Nam ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị, LED cũng được ứng dụng trong các nghiên cứu nông nghiệp Việc sử dụng LED như một nguồn bức xạ cho thực vật được đặc biệt chú trọng trong những năm gần đây do tiềm năng của nó trong ứng dụng thương mại rất lớn Hệ thống bức xạ LED toàn phần có một số lợi điểm vượt trội so với những hệ thống chiếu sáng hiện đang được

sử dụng rộng rãi trong nuôi cấy mô Sự phát sáng cực đại của LED đỏ và xanh với

độ dài sóng thích hợp tạo hiệu quả quang hợp tối đa LED đỏ có thể được ứng dụng cho thực tiễn vi nhân giống do sự phát photon cao cũng như giá thành thấp khi so sánh đèn LED với đèn có màu khác Sự kết hợp giữa các đèn LED có màu sắc khác nhau có thể tạo ra ánh sáng thích hợp cho quá trình quang hợp Một số loại cây như Dâu tây, Chuối sinh trưởng tốt dưới đèn LED

Nguyễn Bá Nam và cộng sự (2012) đã nghiên cứu thành công ảnh hưởng của các loại mẫu cấy và hệ thống chiếu sáng đơn sắc lên khả năng tái sinh chồi cây

hoa Cúc (Chrysanthemum morifolium ramat.cv “Jimba”) nuôi cấy in vitro Dưới các

điều kiện chiếu sáng khác nhau: 100% LED đỏ, 100% LED xanh, 50% LED đỏ + 50% LED xanh, 70% LED đỏ + 30% LED xanh, 80% LED đỏ + 20% LED xanh, 90% LED đỏ + 10% LED xanh, ánh sáng đèn huỳnh quang (neon) và trong tối Kết quả 70% ánh sáng LED đỏ kết hợp với 30% ánh sáng LED xanh là tỷ lệ phù hợp cho sự tái sinh chồi trực tiếp từ mẫu lá và gián tiếp từ lớp mỏng tế bào thân cây Cúc

so với các điều kiện chiếu sáng còn lại

Hoàng Văn Cương và cộng sự (2012) đã nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự sinh trưởng và khả năng tích lũy hoạt chất saponin thông qua

Trang 33

vitro Các mẫu mô sẹo và cây được nuôi cấy dưới 5 loại ánh sáng khác nhau: 100%

ánh sáng LED xanh, 100% ánh sáng LED đỏ, ánh sáng LED xanh và ánh sáng LED

đỏ kết hợp với tỷ lệ 50:50, 30:70, 20:80; ánh sáng huỳnh quang được sử dụng làm đối chứng Kết quả cho thấy trọng lượng tươi và trọng lượng khô của mô sẹo thu được là cao nhất khi các mẫu lá được nuôi cấy dưới ánh sáng xanh và ánh sáng đỏ

kết hợp với tỷ lệ 50:50

Ngoài những nghiên cứu trên, phòng Sinh học phân tử và Chọn tạo giống cây trồng thuộc Viện Sinh học Tây Nguyên còn thực hiện trên một số đối tượng khác như: Lan Hài, Đồng tiền đều cho kết quả tốt

Theo Dương Tấn Nhựt (2010), nguồn sáng LED chưa được chú trọng ở Việt Nam Các nghiên cứu về ánh sáng đèn LED trong nuôi cấy mô tế bào thực vật trong nước chủ yếu được thực hiện ở phòng Sinh học phân tử và Chọn tạo giống cây trồng thuộc Viện Sinh học Tây Nguyên

Hiện nay một số Viện nghiên cứu và Trung tâm nhân giống cây trồng đã bắt đầu nghiên cứu về đèn LED với mục đích tìm nguồn sáng thích hợp thay thế đèn huỳnh quang để giảm giá thành sản xuất cây giống

1.4 Thủy canh in vitro

1.4.1 Giới thiệu về thủy canh

Thủy canh thường được định nghĩa như là “trồng cây trong nước” Tuy nhiên, thật ra việc cung cấp nuớc và dung dịch dinh dưỡng cho cây có thể trực tiếp qua tiếp xúc giữa rễ và dung dịch như định nghĩa ở trên nhưng cũng có thể gián tiếp qua các giá thể trơ nên chúng ta có thể mở rộng định nghĩa thuỷ canh là “trồng cây không sử dụng đất” Từ nhiều thế kỷ trước ở các vùng Amazon, Babylon, Ai Cập, Trung Quốc và Ấn Độ, người xưa đã biết sử dụng phân bón hòa tan để trồng dưa chuột, dưa hấu và nhiều loại rau củ khác Sau đó các nhà sinh lý thực vật bắt đầu trồng cây trên môi trường dung dịch dinh dưỡng đặc biệt để thí nghiệm và gọi đó là “nuôi cấy dinh dưỡng” Năm 1929, William đã thành công trong việc trồng cây cà chua đạt kích thước 7,5 m trong dịch dinh dưỡng Ông gọi hệ thống mới này là “thủy canh”

Trang 34

(“Hydroponic” - theo tiếng Hy Lạp, hydros là “nước” và ponos là “làm việc”) Từ

đó, thủy canh được ứng dụng và phát triển rộng rãi, và mở rộng thành các phương pháp trồng cây trên môi trường rắn trơ sử dụng dung dịch dinh dưỡng Việc trồng cây không có đất thật sự đem lại rất nhiều thuận lợi Khi sử dụng một môi trường sạch khuẩn và không phải lo lắng cho việc trừ cỏ dại, trừ sâu và côn trùng có hại trong đất Hơn nữa khi dùng kỹ thuật thủy canh, cây trồng sẽ có được môi trường sống đầy đủ các thành phần dinh dưỡng thiết yếu Do vậy cây sẽ sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, việc canh tác cũng đơn giản hơn đối với rau và cây hoa Một thuận lợi lớn của kỹ thuật thủy canh là cho phép thiết lập hệ thống nuôi trồng tự động Khi

sử dụng hệ thống tự động, người làm vườn có thể linh hoạt được thời gian chăm sóc cây trồng Đặc biệt, do đặc điểm của kỹ thuật thủy canh là không cần đất nên đây chính là giải pháp cho ngành nông nghiệp ở những đất nước vốn có ít đất canh tác – các thành phố lớn hoặc vùng đất cằn cỗi Các nước tiên tiến đã nhanh chóng ứng dụng kỹ thuật này để sản xuất rau sạch, cây kiểng

1.4.2 Hệ thống thủy canh in vitro

Trong xu thế cải tiến các hệ thống nuôi cấy để tăng hiệu quả nuôi cấy in vitro,

trên cơ sở ứng dụng các ưu điểm của thủy canh, các nhà khoa học đã phát triển

thành hệ thống thủy canh in vitro, một hệ thống mới thể hiện sự kết hợp hài hòa của thủy canh và nuôi cấy in vitro với nhau Hệ thống mới ra đời nhằm mục đích giải

quyết một số khuyết điểm của nuôi cấy truyền thống sử dụng agar và nuôi cấy lỏng tĩnh làm mẫu cấy bị ngập chìm trong dung dịch, đồng thời áp dụng được ưu điểm nuôi cấy hiệu quả hơn bằng dung dịch, ưu điểm tiết kiệm không gian của thủy canh Hơn nữa ở một số loài thực vật có những tính chất đặc biệt như rất ưa ẩm nhưng không thể phát triển tốt khi chìm hẳn trong dung dịch nuôi cấy trở thành những đối tượng của hệ thống mới Đây là một hệ thống mới, bước đầu đang khảo sát các thành phần cơ bản của hệ thống và thử nghiệm các nồng độ môi trường khác nhau

để tìm ra một số mô hình hệ thống phù hợp cho một số đối tượng thử nghiệm ban

Trang 35

Trong tương lai, khi dân số ngày một gia tăng, đời sống được nâng cao, đất đai trở nên khan hiếm, thì kỹ thuật thủy canh sẽ dần thay thế phương pháp trồng trọt truyền thống Vì không chỉ đem lại những món lợi nhuận khổng lồ cho ngành nông nghiệp, kỹ thuật này còn giúp giữ gìn môi trường được trong sạch, đây chính là mục tiêu được coi trọng hàng đầu để góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của con người

1.4.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp thủy canh

Ưu điểm của kỹ thuật thuỷ canh:

− Không cần đất, chỉ cần không gian để đặt hộp dụng cụ trồng, do vậy có thể triển khai ở những vùng đất cằn cõi như hải đảo, vùng núi xa xôi cũng như tại gia đình trên sân thượng, balcon

− Không phải làm đất, không có cỏ dại, không cần tưới

− Trồng được nhiều vụ, có thể trồng trái vụ

− Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và các hoá chất độc hại khác

− Năng suất cao vì có thể trồng liên tục

− Sản phẩm hoàn toàn sạch, đồng nhất Giàu dinh dưỡng và tươi ngon

− Không tích luỹ chất độc, không gây ô nhiễm môi trường

− Không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già, trẻ em đều có thể tham gia hiệu quả

Nhược điểm của kỹ thuật thuỷ canh:

− Vốn đầu tư ban đầu cao do chi phí về trang thiết bị Tuy nhiên, chi phí này không phải là cao so với những chi phí phải trả để diệt sâu bệnh và công trùng, thuê nhân công Hơn nữa, các máy móc thiết bị được tái sử dụng nhiều lần nên chỉ tốn chi phí cho đầu tư ban đầu

− Đòi hỏi trình độ chuyên môn kỹ thuật cao để sản xuất có hiệu quả Điều này gây trở ngại cho việc đưa phương pháp thuỷ canh mở rộng đại trà

− Trong quá trình hấp thu các chất dinh dưỡng, thực vật làm thay đổi độ pH trong dung dịch thuỷ canh Do đó, cần phải điều chỉnh pH mỗi ngày Giá trị pH tối thích

Trang 36

từ khoảng 5,8 – 6,5 Giá trị pH càng chênh lệch khỏi khoảng này thì mức độ ảnh hưởng không tốt lên hệ thống thuỷ canh càng lớn

− Ngoài ra những thay đổi độ ngột các yếu tố môi trường cũng như việc cung cấp chất dinh dưỡng hay tưới nước không đúng có thể gây ra những triệu chứng rối loạn sinh lý ở cây

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thủy canh

– Ảnh hưởng của dinh dưỡng khoáng: dinh dưỡng khoáng là một yếu tố cần thiết trong sự trao đổi chất trong cơ thể thực vật, cần xác định các nguyên tố thiết yếu đảm bảo sự tăng trưởng và phát triển bình thường của thực vật

– Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng: việc xác định môi trường dinh dưỡng thích hợp cho cây trồng trong nuôi cấy thủy canh là một yếu tố quan trong Cần đảm bảo cung cấp đầy đủ các yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng

– Ảnh hưởng của cách pha chế dung dịch dinh dưỡng đến nuôi trồng thủy canh: việc pha chế ảnh hưởng rất lớn đến tính linh động của các nguyên tố trong môi trường dinh dưỡng vì nếu pha không đúng sẽ dẫn đến kết tủa các nguyên tố khoáng

– Ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài đến việc hấp thu dinh dưỡng của cây trồng: ánh sáng, nhiệt độ, nước, nồng độ CO2, độ thoáng khí, độ pH, độ dẫn điện,…

1.4.5 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống thủy canh

Đất có khả năng duy trì nhiệt độ và độ thoáng khí cần thiết cho sự sinh trưởng rễ Khi đất bị thoái hoá, sự sinh trưởng và năng suất cây cũng giảm do độ thoáng khí và nhiệt độ không phù hợp Việc trồng cây không thể thực hiện trong điều kiện thoát nước kém do những vấn đề trên Đất tự điều chỉnh để phù hợp với sự tăng trưởng của cây, đó gọi là hoạt động đệm của đất Thực vật cũng hấp thu các chất dinh dưỡng được tiết ra thông qua sự khoáng hóa tự nhiên Trong một dung dịch, hoặc môi trường trơ, việc duy trì độ acid hay độ kiềm (dựa vào pH), độ dẫn điện (EC) trong một khoảng giá trị phù hợp với hệ thống rễ của thực vật được gọi là

Trang 37

canh Ở bất kỳ hệ thống thủy canh nào, các yêu cầu cơ bản sau cần được duy trì ở mức độ thích hợp:

- Hoạt động đệm của nước hay của giá thể trơ được sử dụng

- Dung dịch dinh dưỡng hoặc hỗn hợp phân bón phải chứa tất cả các thành phần vi lượng và đa lượng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây

- Hoạt động đệm của dung dịch dinh dưỡng trong khoảng phù hợp để hệ thống rễ hoặc giá thể trơ không bị ảnh hưởng

- Nhiệt độ và độ thoáng khí của giá thể trơ hoặc dung dịch dinh dưỡng phải phù hợp với hệ thống rễ

1.4.6 Tình hình nghiên cứu về phương pháp thủy canh in vitro

Năm 2004, Nhựt và công sự đã nghiên cứu về hình thành củ bi trực tiếp của

cây khoai sọ (Colocasia esculenta spp.) cũng như cảm ứng tăng trưởng của cây con

ở giai đoạn vườn ươm trong hai hệ thống (1) nuôi trồng trong đất (2) và nuôi trồngtrong hệ thống thủy canh hộp xốp sau 15 hoặc 30 ngày Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ sống sót, chiều cao cây và số lá của cây trồng trong hệ thống thủy canh cao hơn trong nuôi cấy đất Các cây giống khoai sọ được nuôi cấy trong hệ thống thủy canh cũng có hiệu quả cao hơn đối với những cây trồng trong đất khi chúng được chuyển đến đồng ruộng

Nguyên và cộng sự (2005) đã sử dụng hệ thống thủy canh in vitro trong sản

xuất PLB của cây địa lan (Cymbidium spp.) Đây là loài cây ưa ẩm và có khả năng

chịu ẩm tốt nên rất phù hợp với hệ thống mới Trong cùng thể tích môi trường, hệ

thống thủy canh in vitro với giá đỡ ở độ cao 1 cm (nghĩa là gần mặt dịch lỏng hơn)

cho PLB có khối lượng tươi cao hơn so với hệ thống có giá đỡ cách 2 cm Hơn nữa, khi so sánh ảnh hưởng của các thể tích môi trường lên sự hình thành PLB trong hệ thống có giá đỡ ở độ cao 1 cm thì nhận thấy rằng môi trường có thể tích 70 ml cho trọng lượng PLB tươi cao nhất Qua những kết quả ban đầu, hệ thống thủy canh in vitro mới tỏ ra rất thích hợp với mục tiêu này Đây là hệ thống “thủy canh trong ống nghiệm” được thiết lập lần đầu tiên và được công bố trên các tạp chí quốc tế

Trang 38

Dương Tấn Nhựt và cộng sự (2005) đã nghiên cứu phương pháp thủy canh in vitro trong việc nâng cao chất lượng cây hoa African violet phục vụ người trồng

hoa Sau 30 ngày nuôi cấy, các cây trong hệ thống thủy canh trực tiếp bắt đầu trổ hoa, hoa có màu sắc đẹp và bền (từ 2 đến 3 tháng) So với nghiệm thức trồng cây trong đất, sau 30 ngày vẫn chưa ra hoa, hoa của các cây trồng trong đất có tuổi thọ ngắn hơn Riêng về bộ lá, các cây African violet trong hệ thống thủy canh trực tiếp

có bộ lá dày, rậm, xanh tốt, không bị các biểu hiện thường gặp như thối nhũn ở phương pháp trồng và chăm sóc thông thường Tuy nhiên, do không có giá thể, lá cây African violet trong hệ thống thủy canh có xu hướng mọc ngả xuống (theo hướng trọng trường), không thể xoè rộng như trong trường hợp trồng trong đất Các cây thí nghiệm bắt đầu có nụ, tỷ lệ nụ của các cây trong hệ thống thủy canh trực tiếp cao hơn so với các cây trồng ngoài đất sau 30 ngày Phương pháp thủy canh in vitro trong sản xuất của khoai tây bi cũng được nghiên cứu bởi Nhựt và cộng sự (2006)

1.5 Keiki

1.5.1 Khái niệm

Keiki tức là cây con mọc ra từ các mắt của nhánh lan đã tàn Tuy nhiên, những cây keiki con không tự sinh ra mà cần phải có tác động từ bên ngoài bao gồm chế độ chăm sóc tốt và dùng thêm chất kích thích hợp lý thì mới thu được cây keiki

1.5.2 Vai trò của Keiki

Keiki có vai trò dùng để nhân giống hoặc ra hoa Ngoài ra còn có nhiều cách ươm keiki từ thân khác nhau như: để nguyên thân gốc, cắt đoạn,… Giá thể ươm của khá đa dạng và tùy vào điều kiện khu vực mà chọn giá thể khác nhau: tro trấu, vỏ đậu, sơ dừa, rêu rừng, dớn mềm, dớn cọng hoặc có thể không cần giá thể ươm Về cách ươm thì cần đảm bảo theo nguyên tắc: độ ẩm cao, ánh sáng yếu, mát, tránh mưa trực tiếp và phải lưu ý tránh thúi thân khi ươm Sau khi ươm keiki ra rễ được khoảng 1 – 2 cm thì có thể đem để ghép trồng keiki trên các loại giá thể có thể giữ

ẩm tốt Giai đoạn này chú ý giữ ẩm tốt để cây lan được theo triển tốt, đồng thời kết

Trang 39

hợp sử dụng phân bón và các loại thuốc phòng trị nấm tấn công để bảo vệ cây lan ươm

1.6 Than hoạt tính

1.6.1 Giới thiệu

Than hoạt tính là một sản phẩm từ carbon đã được xử lý để tạo nên cấu trúc

lỗ xốp nhằm nâng cao diện tích bề mặt riêng của than Thành phần chủ yếu của than hoạt tính là carbon ở dạng vô định hình kết hợp với một phần nhỏ cacbon ở dạng tinh thể graphit Ngoài C ra thì than hoạt tính còn bao gồm nhiều nguyên tố hóa học khác như: Silic, oxy, hydro, lưu huỳnh, nitrogen,… Những nguyên tố này, có thể nằm sẵn trong nguyên liệu đầu vào hoặc thâm nhập vào trong quá trình sản xuất than hoạt tính

Hình 1.1 Than hoạt tính

Than hoạt tính (Activated charcoal – AC) được sản xuất bằng cách chưng cất

gỗ và các vật liệu chứa cacbon; từ cacbon cơ bản, bằng cách loại hết tạp chất và oxy hóa bề mặt thu được than hoạt tính Than hoạt tính xốp, không vị, bao gồm các nguyên tử cacbon sắp xếp theo dạng quasi-graphitic trong dạng hạt nhỏ, có đặc tính hấp phụ cao đối với chất rắn keo, khí và hơi nhờ mạng lưới lỗ và diện tích bề mặt lớn Các chất tiếp xúc với than hoạt tính được hấp phụ đến khi cân bằng sự hấp thu

và phân hủy

Tính chất và đặc điểm của than hoạt tính thay đổi theo các mục đích khác nhau Ví dụ như than để hấp thu các chất khí khó hơn và dày hơn than được sử dụng

Trang 40

để làm sạch nước Bề mặt AC chứa các vùng cụ thể, dao động từ khoảng 600 đến

2000 m2gl1 thay đổi từ 10 μm đến 500 μm Khi thêm vào môi trường, than hoạt tính

ưu tiên hấp thu các phân cực chứ không phải các chất hữu cơ Tương tự, khả năng hấp phụ lớn hơn đối với các sản phẩm thơm như phenol và các chất oxy hóa, auxins (acid indolo-3-acetic (IAA), acid naphthaleneacetic (NAA), acid indoel-3-butyric (IBA), cytokinin bao gồm BA, kinetin, zeatin,…) và các phytohormone khác so với các sản phẩm olefinic chưa bão hòa Hơn nữa các sản phẩm tan trong nước như đường như glucose, sorbitol, mannitol và inositol,… sẽ không bị hấp phụ khỏi môi trường hoặc dung dịch Mật độ, độ tinh khiết và pH ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của than Ngoài ra các muối vô cơ (KCl, KI, NaCl) ảnh hưởng đẳng điện hấp phụ phenol

1.6.2 Vai trò của than hoạt tính trong nuôi cấy mô

Các báo cáo gần đây khẳng định vai trò tích cực của than hoạt tính trong tăng trưởng thực vật Than hoạt tính được bổ sung vào môi trường nuôi cấy để cải thiện

sự tăng trưởng của tế bào cũng như hấp phụ các chất ức chế sự tăng trưởng tế bào thực vật, làm giảm quá trình oxy hóa của phenol hay sự tích tụ các chất gây hóa nâu, thay đổi pH trung bình đến mức tối ưu, tạo môi trường tối, có thể mô phỏng điều kiện của đất Tác động của than như một chất điều hòa tăng trưởng còn chưa rõ ràng, nhưng một số dẫn chứng công nhận khả năng giải phóng dần một số sản phẩm hấp phụ (chất dinh dưỡng, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật), tự bản thân than cũng giải phóng một số chất tự nhiên có thể thúc đẩy sự tăng trưởng

Ảnh hưởng của than hoạt tính trong việc hình thành và tái sinh cây đã được báo cáo ở một số loài Ngoài tác dụng hấp phụ, than hoạt tính giúp thiết lập môi trường nuôi cấy protoplast, ngăn sự phát triển của những cây con bất thường, tăng sinh phôi soma, hình thành chồi, rễ, khôi phục khả năng tạo phôi soma từ các mô sẹo để lâu

Định dạng
Số trang	170
Dung lượng	5,48 MB