Hệ thống vi thủy canh - phương pháp mới đảm bảo chất lượng giống hoa cúc

Công trình nghiên cứu của TS. Hoàng Thanh Tùng là một trong 3 công trình được đề cử giải trẻ Tạ Quang Bửu 2020. Trong nghiên cứu này, nhà khoa học đã tìm ra phương pháp có thể thay thế phương pháp vi nhân giống hiện nay và mở ra hướng nghiên cứu mới cũng như sản xuất cây giống ở quy mô thương mại.

Chọn cây cúc là cây giống chủ đạo cho nghiên cứu, nhóm nghiên cứu cho rằng ở các tỉnh phía Nam, Đà Lạt là nơi có diện tích trồng cúc lớn nhất, là nơi lý tưởng cho sinh trưởng và phát triển của các giống hoa cúc. Tuy nhiên, các phương pháp nhân giống hiện nay chưa đáp ứng được nhu cầu về giống (giâm cành, gieo hạt, tách đầu mầm…). Ngoài ra, khả năng vận chuyển cây giống cũng gặp rất nhiều khó khăn, cây con được nhân giống trong các vỉ xốp hoặc trồng trực tiếp trên đất rất khó để vận chuyển đi xa… khiến giá thành cây giống không cao.

Vì vây, TS.Hoàng Thanh Tùng đã nghiên cứu và nhận thấy phương pháp vi thủy canh kế thừa nhiều ưu điểm của kỹ thuật thủy canh và phương pháp vi nhân giống, có thể khắc phục một số hạn chế của phương pháp nhân giống truyền thống như hiện tượng thủy tinh thể, giảm bớt sự ức chế của ethylen do thoáng khí tốt…

Chọn cho mình hướng đi nhằm đơn giản quy trình sản xuất cũng như dễ ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, nghiên cứu này được TS Tùng và cộng sự thực hiện nhằm đánh giá khả năng tăng trưởng của cây hoa cúc trong hệ thống vi thủy canh, đánh giá được hiệu quả nhân giống, đưa ra một mô hình sản xuất cây giống trong hệ thống vi thủy canh phù hợp và có thể nhân giống với số lượng lớn. Bên cạnh đó, vai trò của ánh sáng đơn sắc cũng như nano bạc bổ sung vào môi trường nuôi cấy cũng được nghiên cứu.

Cụ thể, TS.Hoàng Thanh Tùng và cộng sự đã sử dụng và cải tiến các dạng giá thể dễ sử dụng và dễ mua trên thị trường để thiết kế một hệ thống nhân giống lớn có thể sản xuất số lượng lớn cây giống sạch bệnh có chất lượng tốt, rút ngắn thời gian sinh trưởng, dễ dàng vận chuyển, đóng gói nhằm phục vụ cho công tác xuất khẩu.

Nghiên cứu đã thiết lập hệ thống vi thủy canh với hộp nhựa tròn chứa 15 giá thể film nylon và hộp nhựa hình chữ nhật Duy Tân chứa 600 giá thể film nylon. Chồi cúc được tiền xử lý 500 ppm IBA trong thời gian 20 phút nuôi cấy trong hệ thống vi thủy canh hộp nhựa tròn chứa 40 ml môi trường 1/2 MS, mật độ 15 chồi/hộp với nắp hộp chứa có màng thoáng khí Millipore, thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của chồi cúc sau 2 tuần nuôi cấy.

Tác động của hạt nano bạc lên vấn đề nhiễm khuẩn trong quá trình nuôi cấy, sự tăng trưởng của cây nuôi cấy trong hệ thống vi thủy canh và thích nghi của cây trồng ở giai đoạn vườn ươm cũng được nghiên cứu. Tất cả các phương pháp thử cho thấy ở nồng độ 7,5 ppm nano bạc thì làm giảm hàm lượng vi sinh vật của 8 loài vi khuẩn. Khi chuyển ra giai đoạn vườn ươm sau 4 tuần, sự tăng trưởng của cây cúc ở nồng độ nano bạc này tốt hơn so với các nồng độ khác.

Ngoài ra, khi nghiên cứu về vai trò của ánh sáng LED trong hệ thống vi thủy canh, nhóm nghiên cứu đã nhận thấy khi tăng tỉ lệ kết hợp LED xanh và LED đỏ thì chỉ số diệp lục của lá cũng tăng theo và đạt tối ưu khi kết hợp với tỉ lệ 30% LED xanh dương và 70% LED đỏ (41,75 µg/g) và giảm dần khi tăng tỉ lệ chiếu sáng LED xanh.

Theo TS Tùng, cây trong hệ thống vi thủy canh giúp thu nhận được cây đồng nhất, khỏe mạnh và có hiệu quả hơn so với phương pháp nhân giống in vitro. Sau 12 tuần trồng ở giai đoạn vườn ươm, những cây hoa cúc có nguồn gốc từ nuôi cấy vi thủy canh bắt đầu ra nụ hoa. Cây hoa cúc được sản xuất bởi hệ thống vi thủy canh bắt đầu ra hoa sau 15 tuần trồng (sớm hơn 1 tuần so với những cây được sản xuất bởi phương pháp vi nhân giống).

Như vậy, hệ thống này có thể cung cấp được nguồn cây giống có chất lượng cao hơn, giá thành thấp hơn cũng như có tỉ lệ sống sót của cây trồng cao hơn khi chuyển cây ra vườn ươm.

Thu Anh