Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nano đến rau trồng thủy canh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnua đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nano đến một số loại rau trồng thủy canh, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện

• Tác giả: Trần Thị Luyến
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Thị Thu Hương
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Chế Phẩm Nano Đến Một Số Loại Rau Trồng Thủy Canh
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC HÌNH
• 5. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 6. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 7. MỤC TIÊU
• 8. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 9. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
• 10. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ NANO ÁP DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

Tóm tắt

I. Tổng quan về tác động của chế phẩm nano đến rau thủy canh

Chế phẩm nano đang trở thành một xu hướng mới trong nông nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực trồng rau thủy canh. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chế phẩm nano có thể cải thiện đáng kể chất lượng và năng suất của rau trồng. Việc áp dụng công nghệ nano giúp tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc đánh giá tác động của nano bạc (AgNPs) và nano đồng (CuNPs) đến sự phát triển của rau thủy canh.

1.1. Công nghệ nano trong nông nghiệp hiện đại

Công nghệ nano đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành nông nghiệp. Các hạt nano có khả năng cải thiện khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng, giúp cây phát triển mạnh mẽ hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng chế phẩm nano có thể làm tăng năng suất và chất lượng rau trồng, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.2. Lợi ích của rau thủy canh trong sản xuất nông nghiệp

Rau thủy canh là một phương pháp trồng trọt hiện đại, cho phép sản xuất rau sạch mà không cần đất. Phương pháp này giúp tiết kiệm nước và không gian, đồng thời giảm thiểu sự phát triển của sâu bệnh. Việc kết hợp chế phẩm nano với rau thủy canh có thể mang lại nhiều lợi ích về năng suất và chất lượng.

II. Vấn đề và thách thức trong việc áp dụng chế phẩm nano

Mặc dù chế phẩm nano mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng chúng trong sản xuất nông nghiệp cũng gặp phải một số thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự thiếu hiểu biết về cách thức hoạt động của các hạt nano trong môi trường đất và nước. Ngoài ra, việc xác định nồng độ tối ưu của AgNPs và CuNPs cũng là một thách thức lớn.

2.1. Rủi ro tiềm ẩn từ việc sử dụng chế phẩm nano

Việc sử dụng chế phẩm nano có thể gây ra một số rủi ro cho môi trường và sức khỏe con người. Các nghiên cứu cho thấy rằng một số hạt nano có thể tích lũy trong thực vật và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn. Do đó, cần có các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá tác động lâu dài của chúng.

2.2. Khó khăn trong việc xác định nồng độ tối ưu

Xác định nồng độ tối ưu của AgNPs và CuNPs là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tốt nhất trong sản xuất rau thủy canh. Nồng độ quá cao có thể gây hại cho cây trồng, trong khi nồng độ quá thấp có thể không mang lại hiệu quả. Cần có các nghiên cứu thực nghiệm để tìm ra nồng độ phù hợp.

III. Phương pháp nghiên cứu tác động của chế phẩm nano

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá tác động của chế phẩm nano đến sự phát triển của rau thủy canh. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện với hai loại rau chính là xà lách và cải bó xôi, sử dụng các nồng độ khác nhau của AgNPs và CuNPs. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển sẽ được theo dõi và đánh giá.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình thực hiện

Thí nghiệm sẽ được thiết kế theo phương pháp ngẫu nhiên với các nhóm đối chứng và nhóm thí nghiệm. Các hạt nano sẽ được xử lý với hạt giống trước khi gieo trồng. Các chỉ tiêu như tỷ lệ nảy mầm, chiều cao cây, số lá sẽ được ghi nhận và phân tích.

3.2. Phân tích số liệu và đánh giá kết quả

Số liệu thu thập được sẽ được phân tích bằng phương pháp thống kê để xác định sự khác biệt giữa các nhóm thí nghiệm. Kết quả sẽ được so sánh với các nghiên cứu trước đó để đưa ra những nhận định chính xác về tác động của chế phẩm nano.

IV. Kết quả nghiên cứu về tác động của chế phẩm nano

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng AgNPs và CuNPs có tác động tích cực đến sự phát triển của rau thủy canh. Cụ thể, nồng độ tối ưu của AgNPs là 4 ppm và CuNPs là 0.6 ppm, giúp tăng năng suất và chất lượng rau trồng. Các chỉ tiêu như chiều cao cây, số lá và hàm lượng dinh dưỡng đều được cải thiện đáng kể.

4.1. Tác động đến tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng

Nghiên cứu cho thấy rằng AgNPs ở nồng độ 8 ppm làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt xà lách lên đến 90%. Trong khi đó, CuNPs ở nồng độ 0.4 - 0.8 ppm cũng làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt xà lách nhưng lại giảm tỷ lệ nảy mầm của cải bó xôi.

4.2. Tác động đến chất lượng rau trồng

Việc sử dụng chế phẩm nano không chỉ cải thiện năng suất mà còn nâng cao chất lượng rau trồng. Hàm lượng vitamin C, protein và chất xơ trong rau xà lách tăng lên đáng kể khi sử dụng AgNPs và CuNPs.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của chế phẩm nano trong nông nghiệp

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế phẩm nano có thể mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất rau thủy canh. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về tác động của chúng đối với môi trường và sức khỏe con người. Tương lai của công nghệ nano trong nông nghiệp hứa hẹn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc sản xuất thực phẩm an toàn và bền vững.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để xác định các loại hạt nano khác có thể áp dụng trong nông nghiệp. Đồng thời, việc đánh giá tác động lâu dài của chúng đến môi trường cũng rất quan trọng.

5.2. Tầm quan trọng của giáo dục và nâng cao nhận thức

Giáo dục và nâng cao nhận thức về công nghệ nano trong nông nghiệp là rất cần thiết. Các nhà sản xuất và nông dân cần được trang bị kiến thức để áp dụng công nghệ này một cách hiệu quả và an toàn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh dân số toàn cầu gia tăng nhanh chóng và nhu cầu phân bón thương phẩm vượt 192,8 triệu tấn, việc lạm dụng phân bón hóa học truyền thống chỉ đạt hiệu suất hấp thu khoảng 30% đến 40%, gây suy thoái đất và ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng. Canh tác thủy canh công nghệ cao nổi lên như giải pháp bền vững nhưng đòi hỏi kiểm soát dinh dưỡng khoáng và mầm bệnh tối ưu. Nghiên cứu của tác giả Trần Thị Luyến tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam tập trung giải quyết vấn đề: Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nano bạc (AgNPs) và nano đồng (CuNPs) đến quá trình nảy mầm, sinh trưởng, năng suất và chất lượng rau ăn lá trong hệ thống thủy canh tĩnh.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là xác định ngưỡng nồng độ tối ưu của AgNPs (từ 2 đến 8 ppm) và CuNPs (từ 0,2 đến 0,8 ppm) trên hai đối tượng cây trồng: xà lách Oakleaf green (Lactuca sativa) và cải bó xôi chịu nhiệt (Spinacia oleracea). Phạm vi nghiên cứu được thực hiện thực nghiệm từ tháng 1/2017 đến tháng 10/2017 tại Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Sinh thái Á nhiệt đới và Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh học thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp các dẫn liệu khoa học định lượng: bổ sung hạt nano ở nồng độ thích hợp giúp nâng cao năng suất xà lách từ 5% đến 13% và cải bó xôi từ 16% đến 24%, đồng thời kiểm soát hàm lượng nitrat và kim loại nặng đạt chuẩn an toàn thực phẩm. Luận văn mở ra tiềm năng ứng dụng vật liệu nano trong phát triển nền nông nghiệp đô thị hiện đại và bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Lý thuyết công nghệ nano trong nông nghiệp định vị các hạt kích thước 1 đến 100 nm như những "hệ thống phân phối thông minh", sở hữu diện tích bề mặt lớn và hoạt tính sinh học vượt trội. Khung sinh lý thực vật chỉ ra rằng thành tế bào có các vi lỗ kích thước 5 đến 20 nm; do đó, các hạt nano kim loại có kích thước dưới 50 nm dễ dàng thẩm thấu qua khí khổng hoặc sợi liên bào mà không bị màng tế bào ngăn cản như các phức hợp ion thông thường. Nghiên cứu tích hợp lý thuyết dinh dưỡng khoáng vi lượng, khẳng định bạc và đồng kích hoạt enzyme nitrate reductase, thúc đẩy quang hợp và tổng hợp protein. Đồng thời, mô hình thủy canh tĩnh được áp dụng nhằm duy trì độ dẫn điện EC từ 1,5 đến 2,5 dS/m và độ pH tối ưu 5,8 đến 6,5, giúp đánh giá chính xác tác động của hạt nano mà không chịu ảnh hưởng từ keo đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng giống rau thương phẩm của Công ty Trách nhiệm hữu hạn Phú Điền, dung dịch thủy canh chuẩn SH1 của Viện Sinh học Nông nghiệp, cùng chế phẩm AgNPs và CuNPs kích thước 20 đến 60 nm do Bộ môn Sinh học tổng hợp. Cỡ mẫu thí nghiệm nảy mầm gồm 60 hạt cho mỗi công thức (chia thành 3 lần nhắc lại, mỗi đĩa petri 20 hạt) theo quy trình chuẩn của Bowers nhằm đảm bảo tính đại diện thống kê. Thí nghiệm thủy canh bố trí mật độ 4 cây/thùng đối với xà lách và 12 cây/thùng đối với cải bó xôi trong các thùng xốp kích thước 605 x 455 x 180 mm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh.

Phương pháp phân tích hóa sinh được lựa chọn theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt: định lượng protein thô bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 9050:2012, hàm lượng chất xơ theo phương pháp thủy phân axit-kiềm tiêu chuẩn SFRI 1983 và ISO 1573, hàm lượng nitrat bằng sắc ký trao đổi ion theo TCVN 7767:2007, và hàm lượng kim loại Cu, Ag bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS theo TCVN 6541:1999 sau phân hủy vi sóng công suất 2000W. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý ANOVA và kiểm định sai khác LSD ở mức ý nghĩa 5% trên phần mềm SAS 9.1 nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học cao nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về tỷ lệ nảy mầm: Xử lý AgNPs ở nồng độ 8 ppm cho tỷ lệ nảy mầm cao nhất ở cả xà lách (90,0% so với đối chứng 78,3%) và cải bó xôi (91,67% so với đối chứng 76,67%). Trong khi đó, CuNPs ở nồng độ 0,6 ppm giúp tăng tỷ lệ nảy mầm của xà lách lên 88,3%, nhưng lại ức chế cải bó xôi, làm giảm tỷ lệ nảy mầm xuống 53,33% ở nồng độ 0,8 ppm.

Thứ hai, về động thái kéo dài rễ và chồi mầm: Cả AgNPs và CuNPs đều kìm hãm chiều dài rễ mầm xà lách, nồng độ AgNPs 8 ppm làm rễ chỉ đạt 0,32 cm (thấp hơn khoảng 9 lần so với đối chứng 2,93 cm). Ngược lại, AgNPs 8 ppm kích thích rễ cải bó xôi dài tới 4,45 cm (so với đối chứng 3,35 cm). Chiều dài chồi mầm ở cả hai loại rau không có sự biến động mang ý nghĩa thống kê.

Thứ ba, về sinh trưởng và năng suất thủy canh: Xà lách đạt hiệu quả tối ưu khi xử lý AgNPs 4 ppm hoặc CuNPs 0,6 ppm, với chiều cao cây đạt 31,3 cm, số lá đạt 41,1 lá/cây sau 35 ngày và năng suất thực thu tăng từ 5% đến 13%. Cải bó xôi đạt đỉnh sinh trưởng ở nồng độ AgNPs 2 ppm (chiều cao 35,49 cm) và CuNPs 0,4 ppm (chiều cao 34,06 cm) sau 28 ngày, giúp năng suất thực thu tăng vượt bậc từ 16% đến 24% so với đối chứng.

Thứ tư, về phẩm chất và an toàn thực phẩm: Bổ sung nano giúp xà lách tăng hàm lượng vitamin C, protein thô và chất xơ. Hàm lượng nitrat trong cả hai loại rau đều thấp hơn ngưỡng giới hạn của Bộ Nông nghiệp, đồng thời dư lượng kim loại Cu và Ag đạt chuẩn quy định.

Thảo luận kết quả

Số liệu sinh trưởng thực nghiệm có thể được mô hình hóa trực quan qua các biểu đồ đường thể hiện động thái tăng chiều cao và số lá theo chu kỳ 7 ngày, kết hợp bảng thống kê đa biến về các chỉ tiêu hóa sinh. Về bản chất sinh học, ở nồng độ thích hợp, hạt nano kim loại hoạt hóa hệ enzyme nội sinh và gia tăng hàm lượng chlorophyll qua chỉ số SPAD, giúp tối ưu hóa quang hợp. Tuy nhiên, khi nồng độ vượt ngưỡng (như CuNPs trên 0,8 ppm đối với cải bó xôi), hạt nano gây stress oxy hóa và làm tổn thương chóp rễ.

Hiện tượng này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Zheng và cộng sự trên cây rau bina, khẳng định tác động hai mặt phụ thuộc liều lượng của vật liệu nano. Việc phản ứng khác nhau giữa xà lách và cải bó xôi chứng minh đặc tính mẫn cảm riêng biệt của từng loài thực vật trước các hạt kim loại nano.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình xử lý hạt giống: Doanh nghiệp sản xuất giống và trang trại nông nghiệp cần áp dụng quy trình ngâm hạt giống xà lách và cải bó xôi trong dung dịch AgNPs 8 ppm trong 4 giờ trước khi gieo, nhằm đạt mục tiêu nâng tỷ lệ nảy mầm trên 90%, triển khai hoàn thiện quy trình kỹ thuật trong quý 1 năm 2024.

Thứ hai, thiết lập công thức bổ sung nano trong dinh dưỡng thủy canh: Các kỹ sư nông nghiệp cần định lượng chính xác nồng độ AgNPs 4 ppm (hoặc CuNPs 0,6 ppm) đối với xà lách và AgNPs 2 ppm (hoặc CuNPs 0,4 ppm) đối với cải bó xôi vào dung dịch SH1, hướng tới mục tiêu tăng năng suất sinh khối từ 15% đến 20%, áp dụng định kỳ trong suốt chu kỳ sinh trưởng từ 28 đến 35 ngày.

Thứ ba, kiểm soát nghiêm ngặt dư lượng kim loại và tiêu chuẩn an toàn: Các cơ quan quản lý an toàn thực phẩm và đơn vị kiểm nghiệm cần thực hiện phân tích định kỳ hàm lượng nitrat và kim loại Cu, Ag theo TCVN 7767:2007 và TCVN 6541:1999, đảm bảo 100% nông sản xuất xưởng có hàm lượng nitrat dưới 1500 mg/kg và kim loại nặng đạt ngưỡng an toàn cho người tiêu dùng.

Thứ tư, mở rộng nghiên cứu chuyên sâu và thương mại hóa: Các viện nghiên cứu nông nghiệp và trường đại học cần chủ trì đề tài nghiên cứu giai đoạn 2024 đến 2026 nhằm phân tích cơ chế vận chuyển nano qua màng tế bào thực vật, từ đó phát triển các chế phẩm phân bón lá nano đa chức năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực tế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các nhà nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành Công nghệ sinh học và Khoa học cây trồng: Luận văn cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác, phân tích tương tác sinh lý giữa hạt nano kim loại và thực vật, phục vụ đắc lực cho công tác giảng dạy và phát triển các hướng nghiên cứu vật liệu mới.

Nhóm thứ hai là sinh viên và học viên cao học: Công trình là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp bố trí thí nghiệm thủy canh tĩnh, xử lý thống kê bằng SAS 9.1 và quy trình phân tích các chỉ tiêu hóa sinh theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN.

Nhóm thứ ba là chủ trang trại và doanh nghiệp nông nghiệp công nghệ cao: Luận văn đưa ra các công thức nồng độ nano cụ thể (AgNPs 2 đến 4 ppm, CuNPs 0,4 đến 0,6 ppm) giúp nâng cao năng suất từ 13% đến 24%, tối ưu hóa hiệu quả kinh tế trong canh tác rau thủy canh.

Nhóm thứ tư là các nhà quản lý và chuyên gia an toàn vệ sinh thực phẩm: Luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy để xây dựng khung hướng dẫn và quy chuẩn kỹ thuật đối với nông sản ứng dụng công nghệ nano.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Chế phẩm nano bạc tác động như thế nào đến sự nảy mầm của hạt xà lách và cải bó xôi? Trả lời: Nano bạc AgNPs nồng độ 8 ppm thể hiện hiệu quả kích thích vượt trội nhất, nâng tỷ lệ nảy mầm của xà lách lên 90,0% và cải bó xôi lên 91,67% (tăng từ 11,7% đến 15,0% so với đối chứng). Kích thước nano nhỏ dưới 50 nm giúp hạt tăng cường hấp thụ nước và kích hoạt sớm các enzyme trao đổi chất.

Câu hỏi 2: Tại sao nano đồng CuNPs lại gây giảm tỷ lệ nảy mầm ở hạt cải bó xôi? Trả lời: Cải bó xôi có ngưỡng nhạy cảm cao với ion đồng. Khi tăng nồng độ CuNPs từ 0,2 ppm lên 0,8 ppm, tỷ lệ nảy mầm giảm từ 68,33% xuống 53,33% (thấp hơn nhiều so với đối chứng 73,33%) do nồng độ đồng cao gây độc tế bào phôi và cản trở sự hô hấp của hạt.

Câu hỏi 3: Nồng độ nano nào mang lại năng suất cao nhất cho rau xà lách thủy canh? Trả lời: Nghiên cứu khẳng định nồng độ AgNPs 4 ppm hoặc CuNPs 0,6 ppm là tối ưu nhất cho xà lách. Ở ngưỡng này, cây đạt chiều cao 31,3 cm, số lá đạt 41,1 lá/cây sau 35 ngày canh tác và năng suất thực thu tăng từ 5% đến 13% so với đối chứng.

Câu hỏi 4: Bổ sung nano vào dung dịch thủy canh có gây tích lũy nitrat trong rau không? Trả lời: Hoàn toàn không. Phân tích sắc ký trao đổi ion theo TCVN 7767:2007 cho thấy hàm lượng nitrat ở tất cả các công thức xử lý nano đều thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép của Bộ Nông nghiệp, nhờ hạt nano kích hoạt enzyme nitrate reductase chuyển hóa đạm triệt để.

Câu hỏi 5: Rau thủy canh xử lý nano có đảm bảo an toàn về dư lượng kim loại nặng không? Trả lời: Kết quả đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS theo TCVN 6541:1999 xác nhận dư lượng bạc và đồng trong mô lá xà lách và cải bó xôi ở các nghiệm thức tối ưu đều nằm trong giới hạn an toàn nghiêm ngặt của tiêu chuẩn Việt Nam.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ của tác giả Trần Thị Luyến đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả đột phá của việc ứng dụng công nghệ nano trong canh tác rau thủy canh qua 5 kết luận chính:

• AgNPs ở nồng độ 8 ppm tối ưu hóa khả năng nảy mầm của cả xà lách (90,0%) và cải bó xôi (91,67%).
• Nghiệm thức AgNPs 4 ppm và CuNPs 0,6 ppm giúp tăng năng suất rau xà lách từ 5% đến 13%.
• Nghiệm thức AgNPs 2 ppm và CuNPs 0,4 ppm giúp tăng năng suất cải bó xôi từ 16% đến 24%.
• Xà lách xử lý nano gia tăng đáng kể hàm lượng vitamin C, protein thô và chất xơ.
• Dư lượng nitrat và kim loại nặng trong rau thủy canh đều đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm theo TCVN.

Đóng góp nổi bật của nghiên cứu là xác lập ngưỡng nồng độ nano chuẩn xác cho từng loại rau ăn lá. Trong giai đoạn 2024 đến 2025, các trang trại nên đẩy mạnh thử nghiệm mở rộng mô hình. Hãy chủ động liên hệ với các viện nghiên cứu chuyên ngành để tiếp nhận chuyển giao quy trình công nghệ tiên tiến này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ LUYẾN ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM NANO ĐẾN MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG THỦY CANH Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Người hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Thị Thu Hương TS. Đồng Huy Giới NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả trình bày trong luận văn là khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ bất kì học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, thông tin trích dẫn trong luân văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Luyến i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được rất nhiều sự hướng dẫn, sự giúp đỡ tận tình, của các cá nhân, tập thể và các đơn vị khác. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến T.S Bùi Thị Thu Hương, cô đã dành thời gian chỉ bảo, hướng dẫn phát triển các vấn đề nghiên cứu để bài luận văn của tôi thêm đầy đủ.Với lòng biết ơn và kính trọng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Đồng Huy Giới, thầy đã dành thời gian, chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và đưa ra những đóng góp quý báu để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.

Nguyễn Tất Cảnh, các anh chị thuộc Trung tâm Nghiên cứu nông nghiệp sinh thái Á nhiệt đới – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đã dành thời gian hướng dẫn kỹ thuật, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Công nghệ sinh học-Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình dạy bảo tôi trong suốt 2 năm học qua. Lời cuối, tôi xin bày tỏ sự yêu thương và lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ tôi và toàn thể bạn bè đã luôn chăm sóc, động viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự cố gắng và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn.

Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Luyến ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. v Danh mục bảng.

vi Danh mục hình. vii Trích yếu luận văn. viii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài.

Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. Giới thiệu sơ lược về công nghệ nano áp dụng trong nông nghiệp. Những ứng dụng ban đầu vật liệu nano trong nông nghiệp ở nước ta.

Giới thiệu về cải bó xôi. Giá trị dinh dưỡng. Giới thiệu về rau xà lách. Giá trị dinh dưỡng của xà lách.

Đặc điểm thực vật học của cây xà lách. Phương pháp thủy canh. Nội dung phương pháp. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. 22 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Bố trí thí nghiệm.

Đánh giá khả năng nảy mầm (Bowers et al. Đánh giá sự ảnh hưởng của chế phẩm nano đến các cây trồng thủy canh. Xử lý số liệu. Kết quả và thảo luận.

Kết quả ảnh hưởng của nano bạc (AgNPs), nano đồng (CuNPs) đến sự nảy mầm của hạt xà lách và cải bó xôi. Kết quả ảnh hưởng của nano đồng, nano bạc đến sinh trưởng và phát triển của xà lách và cải bó xôi khi trồng thủy canh. Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến đến chiều cao cây của xà lách và cải bó xôi. Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến sự tăng trưởng số lá của xà lách.

Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến một số chỉ tiêu sinh trưởng khác của xà lách. Kết quả ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến một số chỉ tiêu chất lượng của xà lách và cải bó xôi khi trồng thủy canh. Sự tích lũy của một số kim loại trong xà lách và cải bó xôi khi trồng thủy canh. Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến sự nảy mầm của hạt xà lách và cải bó xôi.

Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của xà lách và cải bó xôi khi trồng thủy canh. Ảnh hưởng của AgNPs, CuNPs đến một số chỉ tiêu chất lượng của xà lách và cải bó xôi khi trồng thủy canh. Kết luận và kiến nghị. 55 Tài liệu tham khảo.

64 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AgNPs Silver nanoparticles Hạt nano bạc BVTV Bảo vệ thực vật CuNPs Copper nanoparticles Hạt nano đồng CV% Coefficient of variation Sai số thí nghiệm EC Electrical Conductivity Độ dẫn điện Food and Agriculture Organization of Tổ chức Lương thực và FAO the United Nations Nông nghiệp thế giới KLTB Khối lượng trung bình LAI Leaf Area Index Chỉ số diện tích lá Sai khác thí nghiệm mức ý LSD0,05 Least significant Difference nghĩa 5% NSTT Năng suất thực thu ppm Parts per million Một phần triệu TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam United State Department of USDA Bộ Nông nghiệp Hoa Kì Agriculture SPAD Soil-Plant Analyses Development Chỉ số hàm lượng diệp lục Soils and Fertilizers Research SFRI Viện Nông hóa thổ nhưỡng Insutitute v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Một số so sánh giữa phân bón nano và phân bón thông thường (Cui et al. Tỷ lệ nảy mầm của hạt xà lách khi xử lý bằng AgNPs, CuNPs. Tỷ lệ nảy mầm của hạt cải bó xôi khi xử lý bằng AgNPs, CuNPs.

Ảnh hưởng của nano đến chiều dài rễ và chồi của của cây mầm xà lách. Một số chỉ tiêu sinh trưởng của xà lách khi xử lý bằng AgNPs (35 ngày sau trồng). Một số chỉ tiêu sinh trưởng của xà lách khi xử lý bằng CuNPs (sau 35 ngày trồng). Một số chỉ tiêu sinh trưởng của cải bó xôi khi xử lý bằng AgNPs (sau 28 ngày trồng).

Một số chỉ tiêu sinh trưởng của cải bó xôi khi xử lý bằng CuNPs (sau 28 ngày trồng). Ảnh hưởng của xử lý AgNPs đến năng suất của xà lách. Ảnh hưởng của xử lý CuNPs đến năng suất của xà lách. Ảnh hưởng của xử lý AgNPs đến năng suất của cải bó xôi.

Ảnh hưởng của xử lý CuNPs đến năng suất của cải bó xôi. Hàm lượng nitrat tích lũy trong rau xà lách và cải bó xôi. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng rau xà lách khi xử lý với AgNPs, CuNPs. Hàm lượng Cu, Ag trong xà lách và cải bó xôi khi xử lý bằng AgNPs, CuNPs.

Động thái tăng trưởng số lá/cây của xà lách khi xử lý với Cu. Động thái ra lá của xà lách khi xử lý bằng AgNPs. 67 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 4. Xà lách được xử lý ở các nồng độ nano khác nhau.

cải bó xôi được xử lý ở các nồng độ nano khác nhau. Động thái tăng trưởng chiều cao xà lách khi xử lý với CuNPs. Động thái tăng trưởng chiều cao cây xà lách khi xử lý AgNPs. Động thái tăng trưởng chiều cao cải bó xôi khi xử lý với CuNPs.

Động thái tăng trưởng chiều cao của cây xà lách khi xử lý AgNPs. Động thái ra lá của xà lách khi xử lý bằng CuNPs. Động thái tăng ra lá của các CT khi xử lý bằng AgNPs. Động thái tăng trưởng số lá của cải bó xôi khi xử lý bằng CuNPs ở các nồng độ khác nhau.

Động thái ra lá lá của các CT khi xử lý bằng AgNPs. Năng suất thực thu của xà lách khi xử lý nano ở các nồng độ khác nhau. Năng suất thực thu của xà lách khi xử lý nano ở các nồng độ khác nhau. Sự phát triển xà lách khi xử lý bằng nano.

Sự phát triển cải bó xôi khi xử lý bằng nano. 47 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Trần Thị Luyến Tên luận văn: “Đánh giá sự ảnh hưởng của chế phẩm nano đến một số loại rau trồng thủy canh”. Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng của nano bạc (AgNPs) và nano đồng (CuNPs) đến khả năng nảy mầm của hạt xà lách (Lactuca sativa) và hạt cải bó xôi (Spinacia oleracea ). Đánh giá ảnh hưởng của nano bạc và nano đồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển, chất lượng của xà lách và cải bó xôi trong trồng thủy canh.

Phương pháp nghiên cứu Đối tượng và vật liệu nghiên cứu bao gồm 2 loại rau: xà lách và cải bó xôi, 2 loại nano là nano bạc và nano đồng. Đánh giá tác động của AgNPs, CuNPs đến khả năng nảy mầm của hạt giống xà lach và hạt cải bó xôi Hạt xà lách và cải được ngâm trong nano với các nồng độ khác nhau: Đối với CuNPs, nồng độ xử lý lần lượt là 0,2 ppm; 0,4 ppm; 0,6 ppm; 0,8 ppm. Đối với AgNPs, các nồng độ xử lý lần lượt là 2 ppm; 4 ppm; 6 ppm; 8 ppm. 20 hạt được đặt vào đĩa petri (60 mm x 15mm) với giấy lọc.

Sau đó được được bọc kín và ủ ở nhiệt độ phòng trong năm ngày. Mỗi công thức nhắc lại 3 lần. Các chỉ tiêu theo dõi trong 5 ngày bao gồm: + Tỷ lệ nảy mầm (%) + Chiều dài chồi và rễ được đo bằng thước nhựa dẻo (cm) Thí nghiệm 2. Đánh giá sự ảnh hưởng của chế phẩm nano đến các cây trồng thủy canh - Hệ thống sử dụng là hệ thống thủy canh tĩnh bao gồm các thùng xốp kích thước 605x455x180mm.

- Xà lách và cải bó xôi chịu nhiệt, các cây được bố trí vào thùng xốp và thêm dung dịch dinh dưỡng có bổ sung thêm 2 loại nano AgNPs, CuNPs với các nồng độ khác nhau. Mỗi CT bố trí trong 1 thùng xốp và được nhắc lại 3 lần.