1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm bệnh trên cây trồng của nano đồng

Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm bệnh trên cây trồng của nano đồng

Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm bệnh trên cây trồng của nano đồng được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định khả năng kháng của nano đồng với một số loài nấm gây bệnh cây trồng. Mời các bạn cùng tham khảo. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM GÂY BỆNH TRÊN CÂY TRỒNG CỦA NANO ĐỒNG Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Hai Sinh viên thực hiện : VƯƠNG THỊ N

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 69

Ngày tạo 10/11/2021 12:09:44 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.23 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm bệnh... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM GÂY BỆNH TRÊN CÂY TRỒNG CỦA NANO ĐỒNG Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Hai Sinh viên thực hiện : VƯƠNG THỊ NGỌC HUYỀN MSSV: 1151110160 Lớp: 11DSH03 TP. Hồ Chí Minh, 2015
  2. Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Hai – giảng viên Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Công Nghệ Sinh Học Thực Vật, khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường, thuộc Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Các số liệu và bảng trong bài là hoàn toàn trung thực. Đồ án không sao chép dưới bất kỳ hình thức nào, nếu phát hiện có bất kì gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. TP.HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2015 Sinh viên thực hiện Vương Thị Ngọc Huyền i
  3. Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn bên cạnh, cổ vũ, động viên tinh thần, tạo mọi điều kiện để tôi có thể học tập và hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hai – Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học – Đại Học Công nghệ Tp HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi từ việc định hướng đề tài đến theo sát tiến trình thí nghiệm. Tôi đã học được nhiều điều hay ở cô về kiến thức chuyên môn cũng như lòng nhiệt huyết, tinh thần trách nhiệm trong công việc, và cả tình yêu thương đối với mọi người. Cảm ơn thầy Huỳnh Văn Thành phụ trách phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học đã tạo mọi điều kiện về trong thiết bị thí nghiệm thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành tốt đẹp Đồ án này. Xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học, Thực phẩm và Môi trường đã giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quan trọng tạo nền tảng kiến thức vững chắc để hoàn thành tốt Đồ án và sau này có thể ứng dụng vào công việc thực tiễn. Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em học tập và hoàn thành tốt khóa học 2010 – 2014. Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa và các bạn dồi dào sức khỏe, hạnh phúc, thành công trong công tác và trong cuộc sống. TP.HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2015 Sinh viên thực hiện Vương Thị Ngọc Huyền ii
  4. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮTDANH MỤC BẢNG .....................................iv DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ v DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ ...................................................................................... viii MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................2 CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 3 1.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng về hạt nano ....................................................3 1.1.1. Nghiên cứu sử dụng các hạt nano kích thích sự sinh trưởng , phát triển của thực vật ..................................................................................................................... 3 1.1.2. Nghiên cứu sử dụng các hạt nano để phòng trừ bệnh hại ............................ 5 1.2.Tổng quan về nano đồng ....................................................................................8 1.2.1.Cấu trúc về hạt nano đồng.............................................................................. 8 1.2.2. Ứng dụng của hạt nano đồng ........................................................................ 9 1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................ 10 1.2.4. Tình hình nghiên cứu ngoài nước................................................................ 11 1.3. Các loại nấm bệnh cây trồng ...........................................................................11 1.3.1 Bệnh do nấm Fusarium spp. gây ra (Vũ Triệu Mân, 2007; Roger Shivas, 2005)....................................................................................................................... 11 1.3.2 Bệnh do nấm Colletotrichum spp.gây ra ..................................................... 12 i
  5. Đồ án tốt nghiệp 1.3.3 Bệnh do nấm Rhizoctonia spp.gây ra(Vũ Triệu Mân, 2007; Roger Shivas, 2005) .......................................................................................................................15 Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 19 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................19 2.2. Vật liệu ...........................................................................................................19 2.2.1. Nguồn mẫu ................................................................................................... 19 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị ....................................................................................... 19 2.2.2.1.Dụng cụ ...................................................................................................... 19 2. 3. Hóachất ...........................................................................................................20 2. 4 Môi trường nuôi cấy ........................................................................................20 2.5. Bố trí thí nghiệm: ...........................................................................................21 2.5.1.Phương pháp phân lập nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cây cà chua và thán thư trên trái thanh long (Agrios, 2005) ....................................................................... 21 2.5.2. Phương pháp quan sát đặc điểm hình thái nấm sợi (Agrios, 2005) ........... 22 2.5.3. Chuẩn bị dung dịch nano đồng để làm thí nghiệm .................................... 23 2.5.3 Chuẩn bị đĩa môi trường có bổ sung nano đồng để thử nghiệm (b)............ 25 2.5.4. Đánh giá khả năng kháng nấm của dung dịch nano đồng ở các nồng độ . 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 27 3.1. Kết quả phân lập nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cây cà chua.......................27 3.2.1. Khảo sát khả năng kháng nấm Fusarium sp. của dung dịch nano đồng ................................................................................................................................ 31 3.2.Đánh giá khả năng kháng nấm Colletotrichum sp. của dung dịch nano đồng 34 3.3.Đánh giá khả năng kháng nấm Rhizoctonia solani của dung dịch nano đồng 41 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................... 46 4.1. Kết luận ...........................................................................................................46 ii
  6. Đồ án tốt nghiệp 4.2. Kiến nghị .........................................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 46 PHỤ LỤC .................................................................................................................... 1 PHỤ LỤC A. CÁC BẢNG SỐ LIỆU THÔ ............................................................1 PHỤ LỤC B. KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU ............................................................4 iii
  7. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT - FCC: cấu trúc lập phương tâm mặt - ns: non-significant - R.solani: Rhizoctonia solani -Cs: cộng sự -PGA: Potato D-Glucose Agar iv
  8. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Đặc điểm gây hại của các loài Rhizoctonia (Nguyễn Thị Hai, 2013) .......16 Bảng 3.1 Đường kính (mm) tản nấm Fusarium sp. ở các công thức xử lý nano đồng. .................................................................................................................31 Bảng 3.2. Hiệu lực (%) ức chế của dung dịch nano đồng đối với nấm Fusariumsp. .................................................................................................................34 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nano đồng đến sự phát triển của nấm Colletotrichum sp. .................................................................................................................34 Bảng 3.4. Hiệu lực (%) ức chế của dung dịch nano đồng đối với nấm Colletotrichum sp. ............................................................................................................40 Bảng 3.5 Đường kính (mm) phát triển của tản nấm Rhizoctonia sp. .......................41 Bảng 3.6 Hiệu lực (%) ức chế của dung dịch nano đồng đối với nấm Rhizoctonia solani.......................................................................................................43 v
  9. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cấu trúc lập phương tâm mặt (FCC) của Đồng ..........................................9 Hình 1.2.Một số biều hiện gây bệnh do nấm Fuasarium sp. gây ra( trongraulamvuon.com). ............................................................................12 Hình 1.3.Nấm Colletotrichum coffeanum gây bệnh khô cành khô quả ở cây cà phê (baovethucvatcongdong.info). ..................................................................13 Hình 1.4.Biểu hiện bệnh thán thư do nấm Colectotrichum gleosporiodies gây ra trên cây tiêu (phongtribenhtrentieu.blogspot.com) .........................................14 Hình 1.5.Biểu hiện bệnh thán thư do nấm Colletotrichum acutatum gây ra trên trái ớt và lá ớt (Jaw-Fen Wang, 2010) ............................................................14 Hình 1.6.Biểu hiện bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gloeosporioides gây ra trên trái thanh long và cành thanh long (Masanto Masyahit, 2009). ..............15 Hình 1.7.Biểu hiện bệnh khô vằn do nấm Rhizoctonia solani gây ra trên cây ngô (tiennong.vn). ............................................................................................17 Hình 1.8.Biểu hiện bệnh do Rhizoctonia gây ra: (a) triệu chứng nhọn như đầu mác ở rễ bệnh, (b) bệnh khô vằn trên lúa, (c) hạch nấm trên bắp cải bị bệnh,(d) bệnh trên vỏ ngô (Burgess LW và cộng sự, 2008)...................................18 Hình 2.1. Quy trình phân lập nấm bệnh từ mẫu thực vật nhiễm bệnh .....................22 Hình 2.2.Quy trình tổng hợp hạt nano Đồng ............................................................24 Hình 2.3. Dung dịch nano đồng ................................................................................25 Hình 3.1.Hình thái đại thể và vi thể chủng nấm Fusarium sp.(a. Mặt trên tản nấm, b. Mặt dưới tản nấm, c. sợi nấm, d. bào tử). ................................................27 Hình 3.2. Hình thái đại thể và vi thể của chủng nấm Rhizoctonia sp. (a. Mặt trước tản nấm, b. Mặt sau tản nấm, c.Sợi nấm). ......................................................29 Hình 3.3. Hình thái đại thể và vi thể của chủng nấm Colletotrichum sp. (a. Mặt trước tản nấm, b. Mặt sau tản nấm, c.Sợi nấm, d. bào tử nấm). ........................30 Hình 3.4. Đường kính của tản nấm Fusariumsp. 3 ngày sau khi cấy.....................32 Hình 3.5. Đường kính của tản nấm Fusarium sp. 6 ngày sau khi cấy.....................33 vi
  10. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.6. Đường kính phát triển của tản nấm Fusarium sp. 9 ngày sau khi cấy .....33 Hình 3.7. Đường kính phát triển của tản nấm Colletotrichum sp.............................37 Hình 3.8. Đường kính phát triển của tản nấm Colletotrichum sp.............................38 Hình 3.9. Đường kính phát triển của tản nấm Colletotrichum acutatum .................39 Hình 3.10. Đường kính phát triển của tản nấm Rhizoctonia solani 3 ngày sau khi cấy ...................................................................................................................43 Hình 3.11. Đường kính phát triển của tản nấm Rhizoctonia solani 6 ngày sau khi cấy ...................................................................................................................44 Hình 3.12. Đường kính phát triển của tản nấm Rhizoctoniasolani 9 ngày sau khi cấy ...................................................................................................................45 vii
  11. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Sự phát triển của đường kính tản nấm Fusarium sp. qua các ngày nuôi cấy ở các công thức ..............................................................................32 Biểu đồ 3.3. Sự phát triển của đường kính tản nấm Colletotrichum sp. qua các ngày nuôi cấy.................................................................................................36 Biểu đồ 3.3. Sự phát triển của đường kính tản nấm Rhizoctonia solaniqua các ngày nuôi cấy.................................................................................................42 viii
  12. Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Việt Nam là một nước nông nghiệp. Thực tế cho thấy, tuy khu vực nông nghiệp chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ (năm 2013 là 18,38%, năm 2014 là 18,12 %) và có tốc độ tăng trưởng thấp, nhưnglao động trong khu vực nông nghiệp, nông thôn đang chiếm tới trên 70% lực lượng lao động cả nước. Nông nghiệp Việt Nam là ngành kinh tế thâm dụng lao động và đầu tư thấp. Việc bỏ đồng vốn đầu tư trong nông nghiệp là rất khó khăn. Chính vì vậy với việc phải nhập khẩu hầu như toàn bộ các vật tư nông nghiệp từ nước ngoài là một bất lợi rất lớn cho nông dân Việt nam nói riêng và nền kinh tế nói chung. Trong các chi phí cho nông nghiệp, thời gian qua chúng ta đã vươn lên tự túc được một phần phân bón và đang dần tiến tới tự lực một cách cơ bản về loại vật tư này. Trong khi đó loại vật tư BVTV nói chung và thuốc trừ nấm bệnh nói riêng hầu như chưa có sự khởi đầu nào đáng kể. Hiện nay trong lĩnh vực sinh học, hiện tượng kháng thuốc của nấm, khuẩn đang trở nên ngày càng phổ biến. Do vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng các hạt nano kim loại với mục đích ức chế sự phát triển của chúng, đã có một số công bố tổng hợp nano đồng ức chế được chúng với nhiều khả quan. Trong xu thế đó, tại Việt Nam hiện nay cũng có nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu về nano đồng cũng như khảo sát các ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, chưa có một công trình nào nghiên cứu một cách hệ thống sự ảnh hưởng nano đồng lên nấm gây hại nhiều cây trồng. Hiện tại, Việt Nam đã có các chế phẩm thuốc trừ bệnh thuộc gốc đồng, nhưng lượng đồng tồn dư lại trong quá trình sử dụng còn rất nhiều do cây sử dụng không hết, gây ra ảnh hưởng rất lớn cho môi trường. Vì vậy, việc đi vào nghiên cứu và sản xuất các chế phẩm từ đồng nano, sử dụng một lượng nhỏ đồng ở kích thước siêu nhỏ nhưng đem lại hiệu quả cao là một sự khởi đầu không dễ dàng nhưng có ý nghĩa rất lớn cho bước đột phá nhằm mục đích tự túc nguồn thuốc trừ nấm và bệnh hại cây trồng ở Việt Nam.Từ sự nhìn nhận này, sinh viên tiến hành đề tài“xác định khả năng kháng nấm bệnh của nano đồng”. 1
  13. Đồ án tốt nghiệp 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định khả năng kháng của nano đồng với một số loài nấm gây bệnh cây trồng. 2
  14. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng về hạt nano 1.1.1. Nghiên cứu sử dụng các hạt nano kích thích sự sinh trưởng , phát triển của thực vật Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nghiên cứu, tìm kiếm và ứng dụng các hạt siêu nhỏ để dùng trong ngành vật liệu, các chế phẩm phục vụ đời sống, cũng như trong y sinh học. Trong nông nghiệp việc tìm kiếm ứng dụng các hạt siêu nhỏ cũng không là một ngoại lệ. Việc ứng dụng các các hạt siêu nhỏ dưới dạng đơn chất hoặc oxid để thay thế các phân vi lượng dưới dạng muối hoặc chelate đã giúp tiết kiệm đáng kể chi phí và nâng cao hiệu lực cũng như hiệu quả sản xuất. Người ta nhận thấy rằng, việc sử dụng trực tiếp các muối hoặc các chelate kim loại của các nguyên tố vi lượng dễ gây ra tình trạng thừa, dẫn đến ô nhiễm môi trường, do cây sử dụng không hết. Trong khi đó, việc sử dụng các hạt kim loại hoặc các oxid của chúng ở kích thước siêu nhỏ, dưới 100 Nano mét, để cung cấp cho cây trồng, với liều lượng nhỏ hơn rất nhiều, lại cho kết quả rất tốt. Các nguyên tố thường được sử dụng trong kỹ thuật này thường là Cu, Zn, Mn, Mg, Co, Mo, Ti, Ag v.v.. Khi cung cấp các nguyên tố vi lượng cho cây dưới dạng các hạt cỡ Nanomét, các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa cũng như năng suất sản phẩm cây trồng được tăng lên rõ rệt. Ngoài việc sử dụng các hạt kim loại hoặc các oxid của chúng, với kích thước cỡ Nanomét, để cung cấp vi lượng cho cây, người ta cũng dùng một số hạt cỡ Nano mét của chúng để tạo ra thuốc trừ nấm hoặc vi khuẩn, tùy theo tính chất của kim loại này. Trong các nguyên tố được sử dụng trong loại công nghệ này có Cu, Zn, Al, Ag thường được sử dụng để làm thuốc trừ nấm. Theo tác giả Phạm Thị Bích Hợp (2014), trong bản thuyết minh nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp thành phố (Hà nội), với đề tài “Nghiên cứu tác động của việc xử lý hạt giống trước khi gieo bằng các hạt sắt, đồng và coban có kích thước siêu nhỏ đến năng suất và chất lượng của cây đậu tương” đã dẫn ra rằng, khi sử dụng để làm phân vi lượng người ta thường dùng các oxid kim loại để sử lý hạt 3
  15. Đồ án tốt nghiệp giống hoặc phun lên lá cho cây hấp thụ. Tác giảBerahmand và cs (2012) đã sử dụng dung dịch keo bạc có kích thước ~20nm để phun cho cây với liều 40g/ ha để làm tăng sinh trưởng cho cây ngô làm thức ăn gia súc và cho thấy được sản lượng ngô tăng lên 17,5% so với khi không sử dụng. C.M. Lu, C.Y. Zhang, Wen J.Q. và cs (2002) nghiên cứu ảnh hưởng của các hạt SiO2 và TiO2 khi sử lý hạt giống đậu đã cho thấy các hạt này làm tăng hàm lượng Nitrate reductase trong cây đậu và do đó đã làm tăng sức nẩy mầm của hạt. Nhiều tác giả cũng đã tiến hành các nghiên cứu khác nhau của các hạt kim loại siêu nhỏ trên cây trồng. Zhu và cs (2008) nghiên cứu quá trình hấp thu, vận chuyển và tích lũy các hạt oxid sắt trong cây bí ngô cho thấy cây bí ngô được trồng trong môi trường nước có chứa quặng từ thiết (Fe3O4) hạt nano có thể hấp thụ, dời và tích lũy các hạt trong mô thực vật. Zhang và cs (2005) nghiên cứu ảnh hưởng của TiO2 lên quá trình nảy mầm và sinh trưởng của cây bina (spinach) , nghiên cứu bằng cách đo tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng của hạt giống bina. Sự gia tăng các yếu tố này được quan sát thấy ở 0,25-4‰ nano TiO2 được sử dụng. trong giai đoạn tăng trưởng, sự hình thành chất diệp lục, các hoạt động cacboxylase/ oxygenase ribulorebis phosphat và tỷ lệ quang hợp được tăng lên. Kết quả tốt nhất được tìm thấy ở 2,5‰ nano TiO2. Ngoài các hạt kim loại, Gonzales-Melendi và cs (2008) còn cho thấy các ống Cacbon siêu nhỏ đơn lớp cũng hoạt động như một hệ vận chuyển thông minh trong cây và có thể xâm nhập qua cả lớp vỏ dầy của hạt giống để tác động lên quá trình nẩy mầm và sinh trưởng của cây. Chính công trình của các tác giả Ấn độ (201) cho thấy, hạt giống lạc được xử lý bằng dung dịch hạt oxid kẽm có kích thước khoảng 25nm đã cho năng suất tăng 34% so với loại hạt được xử lý bằng dung dịch Zn sunfat đã chelat hóa có cùng nồng độ là 1000mg Zn/ lit. Để tăng cường hiệu lực và giảm thiểu lượng sử dụng nhằm tránh tình trạng dư thừa, gây ô nhiễm cho thực phẩm và đất trồng, các nhà khoa học Nga đã đề xuất việc sử dụng năng lượng bề mặt của các hạt siêu mịn, siêu phân tán, để kích thích sự nẩy mầm của hạt giống . Các nghiên cứu cho thấy, các hạt siêu mịn và siêu phân tán này 4
  16. Đồ án tốt nghiệp khi được sử dụng để xử lý hạt giống sẽ làm tăng hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong cây, do tham gia trực tiếp vào các enzym hoặc hoạt hóa chúng. Các hạt này còn làm gia tăng hàm lượng các loại đường dễ tiêu và làm tăng năng suất cây trồng khoảng 20-25%. Mức tiêu tốn cho mỗi đơn vị diện tích của các hạt này cũng được giảm đi rất nhiều so với việc dùng chúng ở dạng thông thường. Dùng theo cách này mức tiêu tốn nguyên tố Sắt hoặc Đồng cho mỗi ha không vượt quá 80mg, cho Coban (Co) không quá 1000mg (C. Srinivasan, R. Saraswathi – 2010). Khi nghiên cứu sử dụng Coban cho mục đích này M. V. Kytskir, A. A. Nazarova, S. D. Polishuk và cs (2012) đã cho thấy, ngô và hướng dương sau khi được xử lý hạt Coban siêu nhỏ trước khi gieo trồng đã làm tăng sản lượng Ngô 24,4% và hàm lượng vitamin A tăng 32,8%, trong khi sản lượng hạt Hướng Dương tăng 16,9% và hàm lượng protein và dầu trong hạt tăng 45% và 8,6%. Một nghiên cứu của Eskov E. K., M.D. Eskova và G. I. Trurilov (2011) còn cho thấy khả năng sử dụng hạt Sắt kim loại siêu nhỏ để xử lý hạt giống còn làm giảm sự hút kim loại nặng từ đất đến 40%, từ đó tránh được khả năng phải dùng tới 20-40 tấn Dolomit hoặc Zeolit hay Than Hoạt Tính cần bón vào đất để kéo giảm sự ô nhiễm kim loại nặng cho nông sản v.v… 1.1.2. Nghiên cứu sử dụng các hạt nano để phòng trừ bệnh hại Các nghiên cứu về việc sử dụng các hạt siêu nhỏ cỡ Nanomét dùng làm thuốc diệt nấm, khuẩn được tập trung nhiều vào các kim loại như Bạc, Đồng, Kẽm. Nhưng hiệu quả được đánh giá cao nhất là đối với Bạc và Đồng. Mặc dù vậy, việc nghiên cứu ứng dụng các hạt này trong nông nghiệp còn rất hạn chế, nếu không muốn nói là hầu như chưa có. Các lĩnh vực ứng dụng các hạt Nano chống nấm và vi khuẩn thường là trong may mặc, sơn, xử lý gỗ, mỹ phẩm v.v.. Các tác giả Ashavani Kumar, Praveen KumarVemula, Pulickel M. Ajayan & George John(2008) , cho thấy việc sử dụng các hạt Nano Bạc để phủ các bề mặt như gỗ, kính, kim loại và các hợp chất polyme khác có hiệu quả tuyệt vời để chống lại cả 2 loại mầm bệnh gram dương trên người (Staphylococcus aureus) và các vi khuẩn gram âm (Escherichia coli). 5
  17. Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng của các hạt Nano còn được tác giả Alex Tiller (2008) đề cập đến trong nhiều lĩnh vực, trong đó có công nghệ thông tin trong nông nghiệp. Tác giả cho rằng hiện tại các nhà khoa học đang nghiên cứu sử dụng các hạt có từ tính cỡ Nanomét để giám sát và điều khiển các hoạt động sinh học của cây ở mức độ các mô và thậm chí một tế bào đơn lẻ. Các “hạt thông tin” này còn có khả năng dự báo động đất hay đóng mở các vòi tưới cho các hệ thống tưới ngoài đồng. Một số nhà khoa học còn mơ đến một ngày mỗi cây trồng đều được cài đặt một cảm biến và đồng hồ sinh học, mà nó có thể thông tin chính xác các nhu cầu và thời điểm chúng cần. Trong bài viết “Công nghệ Nano sử dụng trong nông nghiệp: Lợi ích và rủi ro tiềm tàng” tác giả Jason C. White (2013) cho rằng các hạt Nano không phải chỉ do con người tạo ra, mà nó đã đồng hành với loài người từ khi con người xuất hiện trên trái đất này. Các hạt Nano được hình thành từ sự xói mòn, từ sự cháy, từ núi lửa và sóng biển. Chính vì vậy mà hạt Nano không phải là cái gì đó gây hại hoặc xấu. Hoạt động của con người cũng tạo ra các hạt Nano, như đốt than, khói xe, và sự phân hủy của các lốp xe. Tác giả cho rằng khả năng con người tạo ra các hạt Nano đã tăng lên mạnh mẽ trong khoảng 10 năm cuối. Tính chất của các hạt Nano rất khác biệt so với chính chúng ở trạng thái khối lớn, hoặc không phải ở kích thước Nano. Chính vì nó có diện tích bề mặt rất lớn ở cùng 1 khối lượng nên nó được dùng phủ cho các bề mặt hoạt động hoặc cho các đặc tính mong muốn khác. Thường thì đặc tính đặc biệt này rất có ích và có lợi. Tác giả còn dự báo công nghiệp công nghệ Nano mới chỉ khoảng 1 tỷ Đô la năm 2005, sẽ tăng lên 1 ngàn tỷ vào năm 2015. Tác giả cho rằng sử dụng công nghệ Nano trong nông nghiệp cũng nhận được sự quan tâm rất lớn. Các ứng dụng nhằm nâng cao mức sản xuất cũng như năng suất cây trồng, tăng hệ số sử dụng các nguồn tài nguyên, giảm thiểu chất thải v.v.. Các ứng dụng cụ thể được nhắc đến như phân bón Nano, thuốc trừ sâu Nano, xử lý chất thải nông nghiệp bằng công nghệ Nano, cảm biến sinh học Nano v.v.. Về vấn đề rủi ro tiềm tàng, tác giả cho rằng, các tài liệu về độc tính của các hạt Nano đối với cây trồng không có nhiều. Hầu hết các nghiên cứu chỉ quan tâm đến sự so sánh các vật liệu Nano với chính nó ở trạng thái thông thường hoặc ion. 6
  18. Đồ án tốt nghiệp Công nghệ nano ra đời đã tạo nên bước nhảy đột phá trong ngành điện tử, tin học, y sinh học, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như gạc chữa bỏng được phủ nano bạc, nước rửa rau sống, chất diệt khuẩn khử mùi trong máy lạnh...(Lê Xuân Đính- 2013) Ở Việt Nam cũng đã có quảng cáo các chế phẩm từ công nghệ Nano, trong đó chủ yếu là Nano bạc, như Nano Bạc chuyên dùng trong sinh hoạt hàng ngày, Nano Bạc chuyên phòng và trị bệnh cho tôm cá, Nano Bạc chuyên phòng và trị bệnh trong trồng trọt, Nano Bạc chuyên phòng và trị bệnh cho đàn vật nuôi, Nano Bạc trong nuôi trồng thủy sảnv.v.. Các tác giả Đặng Văn Phú, Bùi Duy Du, Nguyễn Triệu và cộng tác viên (2008) đã có công bố công trình nghiên cứu “Chế tạo các hạt Nano Bạc bằng phương pháp chiếu xạ, dùng Polyvinyl pyrolidon/Chitosan làm chất ổn định”, trong đó kết luận đã chế tạo thành công keo Nano Bạc bằng phương pháp chiếu xạ ¥ Co-60, với kích thước các hạt từ 2 – 15 nm. Cũng đã có một số tác giả thực hiện nghiên cứu về công nghệ sản xuất các hạt Nano kim loại, trong đó có tác giả Nguyễn Việt Dũng (2009) đã thực hiện đề tài về nghiên cứu công nghệ chế tạo hạt Nano Đồng. Tác giả Dũng cho rằng, trong những thập niên gần đây, Nano đồng đã thể hiện được vị trí riêng của mình và xuất hiện ngày càng nhiều trong các lĩnh vực. Đầu tiên là lĩnh vực bôi trơn, Nano Đồng được sử dụng kết hợp với các loại dầu nhờn truyền thống tạo nên một chất bôi trơn có khả năng dẫn nhiệt cao. Trong lĩnh vực xúc tác, Nano Đồng đóng vai trò chất xúc tác cho phản ứng phân huỷ CCl4, phản ứng Ullmann (phản ứng tổng hợp các hợp chất biaryl và polyaryl)…. Trong lĩnh vực vật liệu, Nano Đồng góp phần làm tăng độ dẫn điện của nhựa epoxy, làm cầu nối trong các vi mạch điện tử …. Trong lĩnh vực sinh học Nano Đồng được dùng làm chất diệt khuẩn E.Coli, Staphylococcus aureus…. Trong lĩnh vực y học, hệ keo Nano Đồng cũng được xem như một loại thuốc sát trùng và thuốc điều trị ung thư đầy hứa hẹn. Đặc biệt các hạt nano nói chung và nano đồng được đánh giá là bước đột phá mới trong nông nghiệp để phòng trừ bệnh hại cây trồng. Kể 7
  19. Đồ án tốt nghiệp từ đầu những năm 1930 các hạt nano đồng hòa tan trong nước đã được sử dụng làm thuốc diệt nấm để kiểm soát nho và bệnh cây ăn quả (Kamel et al, 2014) Nano Đồng có thể được điều chế nhờ các phương pháp, như phương pháp polyol với sự hỗ trợ vi sóng, phương pháp khử hoá học, phương pháp quang hoá, phương pháp điện hoá, phương pháp lắng đọng hơi vật lý hoặc hoá học, phương pháp nhiệt phân , phương pháp siêu âm nhiệt (sonothermal), phương pháp siêu âm hoá học (sonochemical),…. Trong số đó, phương pháp polyol với sự hỗ trợ vi sóng có những ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác. Đây là phương pháp điều chế Nano không quá phức tạp, phản ứng diễn ra êm dịu, dễ kiểm soát, thời gian chế tạo ngắn, độ tinh khiết sản phẩm cao, kiểm soát được thành phần, kích thước và hình dạng của sản phẩm, thiết bị đơn giản, dễ sử dụng. Tuy được quan tâm nghiên cứu nhiều nhưng trên thực tế ở Việt Nam chưa có nhiều chế phẩm Nano kim loại thực sự bước ra và đứng vũng trên thị trường, nhất là trong lĩnh vực nông nghiệp. Với chế phẩm Nano Bạc thì đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng trên thực tế nông nghiệp ở Việt nam, nhưng chế phẩm từ Nano Đồng thì hầu như chưa có. Được biết đã có tác giả bảo vệ thành công tiến bộ kỹ thuật về Nano Đồng, ứng dụng trừ nấm cho cây trồng, nhưng sau khi ra thị trường thì chế phẩm này bị ngưng sản xuất vì các hạt Đồng sớm bị lắng đọng trong thời gian một vài tháng. 1.2.Tổng quan về nano đồng 1.2.1.Cấu trúc về hạt nano đồng Về cấu trúc nguyên tử, tinh thể Đồng thuộc mạng lập phương tâm mặt (FCC), có hệ số xếp chặt là 0.74.Có bán kính nguyên tử là 1.96Å, bán kính ion là 1.22Å. Ái lực electron là 119.159 kJ.mol-1. Năng lượng ion hóa thứ nhất cao 745.482 kJ.mol-1 và năng lượng ion hóa thứ 8 là 16017 kJ.mol-1. 8
  20. Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1. Cấu trúc lập phương tâm mặt (FCC) của Đồng Đồng có cấu hình electron là [Ar] 3d104s1, có một electron lớp ngoài cùng ở phân lớp s và đạt trạng thái bán bão hòa nên phân lớp d có 10 electron. Đồng khối có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao, ở 1084.62 °C (1984.32°F, 1357.77 K), sôi ở nhiệt độ cao 2560°C (4640°F, 2833 K). 1.2.2. Ứng dụng của hạt nano đồng Ứng dụng tuyệt vời của hạt nano Đồng là hệ thống truyền nhiệt,kháng khuẩn, vật liệu siêu bền,cảm biến và làm chất xúc tác,giúp ức chế sự tăng trưởng của vi sinh vật (E.coli và S.cerevisiae).Ngoài ra, do sự ổn định của các hạt nano Đồng cộng với tính chất khử trùng mạnh mẽ của chúng nên các hạt nano Đồng có thể được sử dụng trong sơn hoặc nhựa phủ bên ngoài các thiết bị bệnh viện.( theo Saterlie, M., Sahin, H., Kavlicoglu, B., Liu, Y. & Graeve, 2011) Các chất lỏng thường có đặc tính truyền nhiệt kém nhưng khi kết hợp các chất lỏng này với các hạt nano kim loại sẽ giúp tăng độ dẫn nhiệt lên gấp 3 lần so với một chất lỏng tinh khiết và có thể tăng gấp hai lần tỷ lệ chuyển giao nhiệt của chất lỏng. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra rằng chỉ cần thêm 0.3% thể tích các hạt nano Đồng với đường kính trung bình nhỏ hơn 10nm vào trong dung dịch ethylene glycol sẽ làm tăng tính dẫn nhiệt của nó lên 40%.(Ma, H. Introduction, 2015) Bên cạnh tính chất trên, các hạt nano Đồng được sử dụng trong công nghệ pin nhiên liệu với sự hỗ trợ của một oxít kim loại như ZnO hoặc CeO2 có thể giúp chuyển đổi một phần lớn khí CO thành CO2.Đặc biệt,người ta thấy rằng, các hạt nano Đồng có khả năng hoạt động xúc tác mạnh nhất khi chúng có khích thước rất nhỏ (2-4nm). 9
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược