Tài liệu Nghiên cứu kỹ thuật trồng cây trầu bà đế vương đỏ (philodendron imperial red) bằng phương pháp thủy canh tĩnh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HOÀNG THỊ LOAN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TRỒNG CÂY TRẦU BÀ ĐẾ VƯƠNG ĐỎ (Philodendron imperial red) BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH TĨNH Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Người hướng dẫn khoa học: 1. NGND.GS.TS. Nguyễn Quang Thạch 2. PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực chưa từng được ai sử dụng để công bố trong trong bất kỳ một công trình nghiên cứu nào. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Hoàng Thị Loan i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ đó. Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới NGND.GS.TS Nguyễn Quang Thạch đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Thanh Hải, thầy giáo đồng hướng dẫn đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ tỉnh Phú Thọ đã tạo điều kiện giúp đỡ để tôi yên tâm học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên, khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Ngày 09 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Hoàng Thị Loan ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... I Lời cảm ơn ....................................................................................................................... II Mục lục ......................................................................................................................... III Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... V Danh mục bảng ............................................................................................................... VI Danh mục biểu đồ ..........................................................................................................VII Danh mục hình ............................................................................................................. VIII Trích yếu luận văn .......................................................................................................... IX Thesis abstract................................................................................................................. XI Phần 1. Mở đầu .............................................................................................................. 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1 1.2. Giả thuyết khoa học ........................................................................................... 3 1.3. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 3 1.4. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 3 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 3 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 3 1.5. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài........... 3 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................ 5 2.1. Tổng quan về cây cảnh trong nhà ...................................................................... 5 2.1.1. Vai trò của cây cảnh trong nhà .......................................................................... 5 2.1.2. Ô nhiễm không khí trong nhà .......................................................................... 11 2.2. Nghiên cứu trồng thuỷ canh cây cảnh trong nhà ............................................. 14 2.2.1. Nghiên cứu ngoài nước .................................................................................... 14 2.2.2. Nghiên cứu trong nước .................................................................................... 16 2.3. Giới thiệu về cây trầu bà đế vương đỏ ............................................................. 17 2.3.1. Phân loại .......................................................................................................... 17 2.3.2. Đặc điểm sinh trưởng....................................................................................... 17 2.3.3. Yêu cầu sinh thái.............................................................................................. 18 2.4. Sơ lược về kỹ thuật thuỷ canh ......................................................................... 19 2.4.1. Cơ sở khoa học, lịch sử của kỹ thuật thuỷ canh .............................................. 19 iii 2.4.2. Các phương pháp thuỷ canh............................................................................. 20 2.4.3. Nghiên cứu về dung dịch dinh dưỡng.............................................................. 22 Phần 3. Vật lıệu và phương pháp nghiên cứu ........................................................... 26 3.1. Địa điểm, thời gian nghiên cứu........................................................................ 26 3.1.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 26 3.1.2. Thời gian nghiên cứu: ...................................................................................... 26 3.2. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu ........................................................................ 26 3.2.1. Đố tượng nghiên cứu ....................................................................................... 26 3.2.2. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 26 3.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 27 3. 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 28 3.4.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 28 3.4.2. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi.............................................................. 28 3.4.3. Quy trình nghiên cứu ....................................................................................... 28 3.4.4. Các thí nghiệm tiến hành ................................................................................. 29 3.4.5. Phương pháp phân tích, xử lý số liệu............................................................... 32 Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................. 33 4.1. Kết quả nghiên cứu .......................................................................................... 33 4.2. Thảo luận ......................................................................................................... 56 4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến sinh trưởng của cây ..... 57 4.2.2. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng thuỷ canh cây trầu bà đế vương đỏ ..................................................................................................................... 60 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ..................................................................................... 64 5.1. Kết luận ............................................................................................................ 64 5.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 64 Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 66 Phụ lục ......................................................................................................................... 71 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CCTN Cây cảnh trong nhà CT Công thức DD Dung dịch ĐC Đối chứng IAR Chất lượng không khí trong nhà ICs (Inorganic gaseous compounds) Hợp chất khí vô cơ NASA Cục hàng không và quản lý không gian TN Thí nghiệm SBS UTS VOCs (Sick Building Syndrome) Hội chứng nhà kín (University of Technology, Sydney) Đại học công nghệ Syney (Volatile organic compounds) Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Thành phần hoá học của các dung dinh dưỡng (ppm) ............................ 27 Bảng 4.1.1. Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến sinh trưởng của cây ............... 34 Bảng 4.1.2. Ảnh hưởng của dung dịch thủy canh đến sinh trưởng của lá cây ........... 37 Bảng 4.1.3. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến sinh trưởng của cây .......................... 40 Bảng 4.1.4. Ảnh hưởng của pH dung dịch thủy canh đến sinh trưởng của lá cây ..... 42 Bảng 4.1.5. Ảnh hưởng của EC dung dịch đến rễ cây................................................ 44 Bảng 4.1.6. Ảnh hưởng của EC dung dịch đến sinh trưởng của cây .......................... 46 Bảng 4.1.7. Ảnh hưởng của kỹ thuật cắt rễ đến sinh trưởng của rễ cây ..................... 49 Bảng 4.1.8. Ảnh hưởng của kỹ thuật cắt rễ đến sinh trưởng của cây ......................... 51 Bảng 4.1.9. Ảnh hưởng của độ ngập dung dịch đến rễ cây ........................................ 53 Bảng 4.1.10. Ảnh hưởng của độ ngập rễ đến sự phát triển của cây ............................. 54 Bảng 4.1.11. Ảnh hưởng của thời gian thay dung dịch đến sinh trưởng của cây ......... 56 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1.1. Động thái tăng trưởng chiều cao của cây .............................................. 35 Biểu đồ 4.1.2. Ngày hoàn thành lá mới ........................................................................ 36 Biểu đồ 4.1.3. Ảnh hưởng của loại dung dịch đến kích thước lá .................................. 38 Biểu đồ 4.1.4. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến động thái tăng trưởng chiều cao cây ................................................................................................... 41 Biểu đồ 4.1.5. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến kích thước lá ................................... 43 Biểu đồ 4.1.6. Ảnh hưởng của EC dung dịch đến tăng trưởng chiều cao cây .............. 47 Biểu đồ 4.1.7. Ảnh hưởng của kỹ thuật cắt rễ đến động thái tăng trưởng chiều cao cây ................................................................................................... 52 vii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch thuỷ canh đến sinh trưởng của cây ......... 39 Hình 4.1.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch thuỷ canh đến sinh trưởng của lá cây ..... 39 Hình 4.1.3. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến sinh trưởng của cây ............................ 44 Hình 4.1.4. Ảnh hưởng của EC dung dịch đến rễ cây (sau 30 ngày thí nghiệm) ....... 46 Hình 4.1.5. Ảnh hưởng của EC dung dịch đến rễ cây (sau 90 ngày thí nghiệm) ....... 48 Hình 4.1.6. Rễ mới hình thành và phát triển sau 15 ngày ............................................ 50 Hình 4.1.7. Rễ cây sau 60 ngày thí nghiệm (A) Rễ cây tại công thức đối chứng, không cắt rễ; (B) Chậu cây tại công thức 1, cắt cụt hết rễ; (C) Bộ rễ cây phát triển sau khi cắt hết rễ - công thức 1........................................... 50 Hình 4.1.8. Ảnh hưởng của độ ngập rễ đến sự phát triển bộ rễ cây .............................. 54 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Hoàng Thị Loan Tên Luận văn: “Nghiên cứu kỹ thuật trồng cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red) bằng phương pháp thuỷ canh tĩnh”. 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: Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng thủy canh cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red), từ đó xác định được các thông số kỹ thuật của dung dịch thuỷ canh (pH, EC), các kỹ thuật phù hợp để trồng cây Trầu bà đế vương đỏ bằng phương pháp thủy canh tĩnh. Phương pháp nghiên cứu: - Vật liệu nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trên cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red) nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô. Các vật liệu phục vụ cho nghiên cứu bao gồm các dung dịch dinh dưỡng (Knop, Imai, Hoagland) và nước lã; các dụng cụ, thiết bị phục vụ đo, đếm, điều chỉnh pH dung dịch. - Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu gồm 6 thí nghiệm; Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại, 5 cây là một lần nhắc lại (n=15). - Xử lý số liệu: Số liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và phần mềm SAS 9.1. Sự sai khác giữa các giá trị trung bình của các thông số được đánh giá theo phân tích ANOVA ở mức P <5%. Kết quả chính và kết luận: 1. Hoàn toàn có thể sử dụng kỹ thuật thuỷ canh để trồng cây Trầu bà đế vương đỏ. Cây Trầu bà đế vương đỏ trồng thuỷ canh sinh trưởng tốt và có thể sử dụng như một cây cảnh trong nhà. 2. Trong ba dung dịch thuỷ canh nghiên cứu (dung dịch Knop, Imai và Hoagland) thì dung dịch Hoagland là dung dịch thích hợp nhất cho sự sinh trưởng của cây Trầu bà đế vương. pH dung dịch là 6,0-6,5 và EC thích hợp là 1.000µS/cm là tối ưu cho sinh trưởng của cây. 3. Biện pháp kỹ thuật cắt rễ có ảnh hưởng rất rõ đến thẩm mỹ của cây, tuỳ thuộc ix mục đích sản xuất và thẩm mỹ của từng người mà có thể lựa chọn biện pháp cắt rễ hay không cắt rễ cho cây. 4. Sự sinh trưởng của bộ rễ cây Trầu bà đế vương đỏ trồng thủy canh ít phụ thuộc vào tình trạng ngập rễ trong dung dịch. Tùy thuộc vào sở thích thẩm mỹ mà có thể để mức nước ngập hoàn toàn hoặc rút nước cho phù hợp. 5. Thời gian thay dung dịch có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây, thay dung dịch 5-15 ngày 1 lần để cây sinh trưởng thuận lợi. x THESIS ABSTRACT Master candidate: Hoang Thi Loan Thesis title: “Study on the cultivation technique of the Philodendron imperial red by Hydroponic Method”. Major: Biotechnology Code: 60 42 02.01 Educational organnization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Researchh Objectives: Research on the technique of hydroponic cultivation of Philodendron imperial Red, to determine the technical parameters of hydroponics solution (pH, EC), suitable techniques for planting by static hydroponic method. Material and methods: - Study Materials: The study was conducted on the Philodendron imperial red plant propagated by tissue culture. Materials for research include nutrient solutions (Knop, Imai, Hoagland) and water; Measurement instruments, counting equipment, pH adjustment solutions. - Research method: The study included 6 experiments; The experiments were arranged in a randomized block design (RCBD) with 3 replications, 5 trees being repeated (n = 15). - Data processing: Data collected was processed by Microsoft Excel software and SAS 9.1 software. The difference between the mean values of the parameters was assessed by ANOVA analysis at P <5%. Main findings and conclusions: 1. It is entirely possible to use hydroponic techniques to grow Philodendron imperial red. Philodendron imperial red by hydroponic growing well and can be used as a indoor plants. 2. In the three hydroponic solutions (Knop, Imai and Hoagland solutions), Hoagland solution is the most suitable solution for the growth of Trees. The pH of the solution is 6.0-6.5 and the appropriate EC is 1.000μS/cm which is optimal for plant growth. 3. Technique of rooting has a great influence on the aesthetics of plants, depending on the purpose of production and the aesthetics of each person that can choose the method of cutting roots or not cutting the roots of the tree. xi 4. The growth of root buds of red king shrimps in hydroponic cultivation is less dependent on root stocking. Depending on the aesthetic taste, it is possible to let the water level fully or drain water accordingly. 5. The time taken to change the solution affects the growth of the tree, change the solution 5-15 days a time for the plant to grow smoothly. xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong thời đại ngày nay, việc đưa cây xanh vào trong không gian sống của con người đang là một xu hướng mới và rất được ưa chuộng. Cây cảnh trong nhà không chỉ được sử dụng với mục đích trang trí mà nó còn đóng vai trò như một bộ lọc sinh học giúp cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Trồng cây cảnh trong nhà được đánh giá là một xu hướng của tương lai nhằm nâng cao chất lượng sống của con người đồng thời đây cũng là một giải pháp trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí trong nhà đang ngày càng trở nên bức thiết tại các khu vực đô thị. Theo kết quả nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học công nghệ, Sydney (University of Technology, Sydney - UTS) công bố, có hơn 900 hỗn hợp của VOCs đã được phát hiện trong không khí trong nhà, nơi chúng gây ra các vấn đề sức khỏe cho con người như benzene, formaldehyde, CO2, Ozone, ... (F.R. Torpy et al., 2013). Khi con người tiếp xúc với không khí ô nhiễm trong nhà thường gây nên các triệu chứng bệnh lý ảnh hưởng tới sức khoẻ và chất lượng sống của con người. Y học gọi những triệu chứng bệnh trên là “Hội chứng bệnh xây dựng” (Sick Building Syndron - SBS) hay “Hội chứng nhà kín”, “Hội chứng nhà cao tầng”, “Hội chứng văn phòng” (Sick Building Syndron - SBS). Đây là kết quả từ sự tác động của nhiều nhân tố trong nhà. Biểu hiện bệnh lý là đau nhức xương, đau đầu, hắt hơi, mỏi mắt, khô ngứa da, mệt mỏi, hay cáu gắt, buồn ngủ … (HSE, 2000; Gabriela Soreanu et al., 2013). Các nghiên cứu về lợi ích của cây cảnh trong nhà đã được tiến hành trong hơn 30 năm qua và đã khẳng định cả vai trò trực tiếp và gián tiếp của cây cảnh trong nhà trong việc nâng cao chất lượng sống của con người thông qua khả năng làm sạch không khí trong nhà như một tấm lọc sinh học, và các vai trò lợi ích của thực vật đối với con người như giảm stress, giảm đau, giảm sự mệt mỏi của tâm thần, nâng cao khả năng nhận thức của trẻ, và giảm bạo lực (Lohr, 2010). Những nghiên cứu trên đã góp phần nâng cao việc sử dụng cây trồng nhằm giải quyết các vấn đề về sức khoẻ, môi trường và cộng đồng. Thủy canh (Hydroponics) là một phương pháp trồng cây không sử dụng đất. 1 Phương pháp này có thể được thực hiện ở những nơi đất xấu, địa hình không thuận lợi, có thể được áp dụng tại các không gian hẹp và do đó rất hữu ích trong các khu vực có không gian hạn chế như các khu đô thị. Tuy nhiên, công nghệ thuỷ canh chủ yếu được ứng dụng trên cây rau mà ít được nghiên cứu, ứng dụng trên cây cảnh trong nhà. Trồng cây cảnh trong nhà nhà bằng phương pháp thủy canh mới được đề xuất vào năm 2004 bởi nhà thực vật học người Pháp Patrich Blanc với những nghiên cứu về bức tường xanh (green wall)(Sunakorn, 2014). Tại Pháp, Mỹ, Nhật, Thái lan... đã bước đầu có những nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật trồng thủy canh trên một số loại cây cảnh cây cảnh trong nhà mà sản phẩm là những bức tường xanh nhằm làm sạch không khí, giảm tiếng ồn, giảm bức xạ mặt trời tại những khu vực gần cửa kính, cải thiện năng suất lao động cho những nhận viên văn phòng. Ở nước ta, cây cảnh trong nhà (CCTN) cũng đã chiếm một thị phần nhất định trong thị trường hoa - cây cảnh và có xu hướng phát triển khá nhanh so với các chủng loại cây cảnh khác. Hiện nay, thị trường CCTN khá phong phú về chủng loại cây, mẫu mã sản phẩm. Phát triển cây cảnh trong nhà trồng bằng phương pháp thủy canh ở nước ta còn khá mới mẻ và hầu như chưa được nghiêm cứu. Các thông số về dung dịch dinh dưỡng, pH, EC dung dịch và các biện pháp kỹ thuật gần như chưa được đề cập. Việc nghiên cứu kỹ thuật trồng thủy canh CCTN sẽ là nền tảng cho sự phát triển dòng sản phẩm ứng dụng công nghệ cao, đem lại một hướng đi mới cho mảng sản phẩm CCTN với không gian trang trí nội thất mới mẻ, độc đáo, nâng cao hiệu quả kinh tế cho người sản xuất, mở ra hướng ứng dụng mới cho công nghệ thủy canh trên đối tượng là cây cảnh trong nhà. Đặc biệt, đây sẽ là tiền đề cho những nghiên cứu về trồng thủy canh cây cảnh trong nhà tại nước ta. Cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red) thuộc ho ráy (Araceae), cây có khả năng sinh trưởng mạnh và được đánh giá là loài có khả năng làm sạch không khí tốt hơn cả so với những cây cảnh trong nhà khác. Ứng dụng công nghệ thủy canh để trồng và phát triển sản phẩm mới, qua đó có thể xác định được các chỉ số EC, pH dung dịch và các biện pháp kỹ thuật phù hợp là cần thiết trong xu hướng phát triển và sử dụng cây cảnh trong nhà hiện nay. Từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật 2 trồng thủy canh cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red) bằng phương pháp thủy canh tĩnh” nhằm đánh giá khả năng thích ứng với điều kiện trồng thủy canh của cây Trầu bà đế vương đỏ, xác định các chỉ số pH và EC dung dịch, đề xuất một số kỹ thuật phù hợp để trồng thủy canh nâng cao giá trị thẩm mỹ, thúc đẩy sinh trưởng, bước đầu tạo sản phẩm mới cho dòng cây cảnh trong nhà trồng thủy canh phục vụ nhu cầu của thị trường. 1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Cây Trầu bà đế vương đỏ có khả năng sinh trưởng thuận lợi trong điều kiện trồng thủy canh tĩnh. Các kỹ thuật cắt rễ, quản lý độ ngập rễ, điều chỉnh thời gian thay dung dịch dinh dưỡng giúp cây sinh trưởng tốt, nâng cao giá trị thẩm mỹ cho cây. 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng thủy canh cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red), từ đó xác định được các thông số kỹ thuật của dung dịch thuỷ canh (pH, EC), các kỹ thuật phù hợp để trồng cây Trầu bà đế vương đỏ bằng phương pháp thủy canh tĩnh. 1.4. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu - Cây Trầu bà đế vương đỏ (Philodendron imperial red) được nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và được thu mua tại nhà vườn Phong Tuyền, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên. 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng 10 năm 2017, trong điều kiện nhà mái che thuộc Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ tỉnh Phú Thọ. 1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI * Những đóng góp mới của đề tài Ở nước ta, những nghiên cứu về trồng thuỷ canh cây Trầu bà Đế vương đỏ hầu như chưa có. Vì vậy, đề tài cung cấp những thông tin mới về nghiên cứu trồng thuỷ canh cây Trầu bà Đế vương đỏ. 3 * Ý nghĩa khoa học của đề tài - Kết quả của đề tài sẽ cung cấp thông tin cơ bản (loại dung dịch, các chỉ số pH, EC tối ưu) để trồng thủy canh cây Trầu bà đế vương đỏ. Làm tiền đề cho các nghiên cứu mở rộng trên cây Trầu bà đế vương đỏ và các nghiên cứu trên giống cây cảnh trong nhà khác. * Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Kết quả nghiên cứu của đề lài là cơ sở mở ra một hướng sản xuất mới, tạo sản phẩm mới trên thị trường cây cảnh trong nhà, góp phần làm đa dạng sản phẩm cây cảnh trong nhà. - Kết quả của để tài là cơ sở khoa học để xây dựng quy trình trồng thủy canh một cây Trầu bà đế vương đỏ. 4 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CẢNH TRONG NHÀ - Cây cảnh trong nhà (indoor plants): là nhóm cây cảnh dùng trang trí trong nhà, có khả năng chịu bóng, có thể sinh trưởng bình thường trong điều kiện ít ánh sáng hoặc ánh sáng tán xạ. - Đặc điểm chung của nhóm cây cảnh trong nhà là có thân, lá đẹp, nhiều màu sắc và hình dạng khác nhau, không có hiện tượng rụng lá hàng năm, tuổi thọ của lá cao. Cây có khả năng sinh trưởng mạnh và thích ứng với nhiều loại đất trồng. 2.1.1. Vai trò của cây cảnh trong nhà * Đối với môi trường trong nhà Có thể nói, những nghiên cứu sớm nhất về cây cảnh nội thất được thực hiện bởi các nhà khoa học NASA vào năm 1898 trên 10 đối tượng cây nội thất, khi những công nhân liên tục có những triệu chứng về da, mắt và thần kinh. Tại nghiên cứu này, các nhà khoa học đã khẳng định khả năng làm sạch không khí trong nhà (giảm đáng kể hàm lượng khí benzen, fomandehyte) của 10 đối tượng cây nội thất (Gerbera jamesonii, Hedera helix, Dracaena marginata, Spathiphyllum “Mauna Loa”, Sansevieria laurentii, Dracaena dermensis “Warneckei”, Chamaedorea seifritzii, Dracaena massangeana, Dracaena deremensis “janet Craig”). Trong những nghiên cứu đầu tiên, các loài thực vật trong nhà được đưa vào các buồng kín bằng kính với thể tích 4,6-9,5 cm3. Các nhà khoa học NASA đã bơm Benzen, trichloroethylene và các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà formandehyde-com-mon. Kết quả theo dõi cho thấy, tại những buồng kín có cây, không khí sạch hơn đáng kể sau 24 giờ. Để mở rộng kết quả nghiên cứu này, các nhà khoa học thuộc NASA đã xây dựng một mô hình sinh thái khép kín hỗ trợ cuộc sống có tên là “BioHome” tại Trung tâm không gian Stennis. Không gian được bố trí như một căn hộ khép kín với phòng bếp, phòng khách, phòng ngủ và phòng tắm. Mô hình này nhằm kiểm tra khả năng làm sạch không khí của một số loài cây cảnh trong nhà. Kết quả cho thấy, con người có thể sống thoải mái trong một không gian kín có bố trí cây cảnh trong nhà. Đã có rất nhiều nghiên cứu 5 khẳng định kết quả của NASA trong khoảng thời gian từ cuối năm 1980 đến những năm 2000. NASA đã công bố danh sách những thực vật tốt nhất có khả năng cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Các nhà khoa học người Australia cũng đã tiến hành một loạt thí nghiệm tại ba toà nhà văn phòng riêng biệt trong khoảng thời gian 9 tuần. Các nhà khoa học đã khẳng định tại những không gian có thực vật, chất lượng không khí được cải thiện rõ rệt thông qua việc đo nồng độ các chất gây ô nhiễm không khí. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học bang Pennsylvania công bố kết quả của một nghiên cứu mới về tác động của ba loài cây trồng phổ biến trong nhà là cây Con rắn, cây Nhện và Ráy leo (cây chân rết). Những cây trồng này được nghiên cứu để xác định hiệu quả của chúng trong việc làm giảm nồng độ ozone trong môi trường kín được trang bị hệ thống cấp không khí, nồng độ ozone có thể được đo và điều chỉnh. Ozone sau đó được bơm vào các phòng, nồng độ ozone được kiểm tra 5-6 phút 1 lần. Kết quả cho thấy, tại các phòng có cây trồng, nồng độ ozone giảm mạnh hơn so với phòng không có cây và không có sự khác biệt giữa các cây thí nghiệm. Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Công nghệ, Sydney (UTS) đã thực hiện một loạt các thí nghiệm trong hơn 10 năm về cây cảnh trong nhà và IAQ. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và trong các văn phòng làm việc với 11 loài cây cảnh trong nhà. Đối với nghiên cứu về khả năng làm giảm VOCs của cây cảnh trong nhà, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tám phòng thí nghiệm Perspex được kiểm soát nhiệt độ ở mức cao nhất. Họ đã sử dụng VOCs gây ô nhiễm trong nhà là Benzen, toluene và xylene (có trong các vật liệu trong nhà như sơn tường, sơn gỗ...) cùng với n-hexane (có trong mực in, keo và vecni). Nghiên cứu được thực hiện với thời gian phơi nhiễm là 8h/ngày (thời gian tiếp xúc tối đa đối với các nhân viên văn phòng ở Úc) trong 3 tuần với các điều kiện ánh sáng và nồng độ VOCs khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Tốc độ giảm nồng độ VOCs tăng mạnh sau 4-5 ngày tiếp xúc (cây trồng cần một khoảng thời gian để thích ứng với VOCs để tạo các phản ứng cho việc hấp thụ và làm sạch không khí), khi tăng nồng độ VOCs thì tốc độ loại bỏ các chất cũng tăng lên; tất cả các loài thử nghiệm đều có khả năng làm sạch không khí; khả năng làm sạch không khí của cây cảnh trong nhà được thực hiện cả khi cây quang hợp và hô hấp. 6 Để kiểm tra khả năng làm sạch không khí của cây cảnh trong nhà trong điều kiện thực tế, nhóm nghiên cứu UTS đã thực hiện thí nghiệm để kiểm tra khả năng làm sạch không khí của cây cảnh trong nhà đối với việc loại bỏ đồng thời các chất VOCs, CO2 và COC. Họ đã sử dụng 60 văn phòng (diện tích 1015m2/phòng). Các văn phòng được đặt tại ba toà nhà, bố trí tỷ lệ 2 phòng có điều hoà/1 phòng không có điều hoà. Việc kiểm tra lấy mẫu được thực hiện hàng tuần và thí nghiệm được tiến hành trong 5-9 tuần. Kết quả cho thấy, tất cả cây trồng đều cho hiệu quả làm sạch tương đương như các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm; cũng từ thí nghiệm này, các nhà khoa học đã phát hiện ra một tỷ lệ khí CO khá cao trong các phòng có điều hoà là 225ppb trong khi các phòng không có điều hoà nồng độ khí CO là 70ppb; trong các văn phòng có bố trí cây mức CO giảm 90%; mức CO2 giảm 10% đối với các phòng có điều hoà và 40% đối với các phòng không có điều hoà; Khi nghiên cứu về khả năng làm sạch benzen của cây Crassula portulacea, Liu và cộng sự đã chỉ ra rằng với 1m2 diện tích lá có thể loại bỏ hoàn toàn benzen trong thời gian tiếp xúc 0,44 giờ với 25,5 m3 phòng bị ô nhiễm 150ppb benzen. Mohd Mahathir Suhaimi1 et al. (2016) trường đại học Tun Hussein Onn Malaysia đã nghiên cứu khả năng làm giảm lượng CO2 trong phòng lên đến 23,9%. Năm 2009, các nhà khoa học thuộc Đại học Georgia, Úc (UGA) đã công bố kết quả nghiên cứu trên 28 loại cây cảnh nội thất có khả năng làm sạch không khí. Đến nay, đã có khoảng 120 loài thực vật được khảo sát trong các nghiên cứu về khả năng loại bỏ VOCs (R. Wood et al., 2006; Y.-Ju et al., 2007; J. Tarran, 2007) Trong đó các loài thuộc Dracaena deremensis chi Huyết giác (Janet Craig), họ Phất dụ (Dracaenaceae) và Spathiphyllum wallisii (Lan Ý) là cây trồng chậu được nghiên cứu nhiều nhất, nhưng không phải là cây trồng có hiệu suất tốt nhất trong việc làm sạch không khí (R. Wood et al., 2006; Y.-Ju et al). Theo D.S. Yang et al. (2009), một chậu cây đơn có thể loại bỏ 10-20% VOCs trong một giờ có thể loại bỏ 225 mg/m3 VOCs. Một nghiên cứu của Liu et al. (2007) về khả năng loại bỏ benzene của cây Crassula portulacea. Kết quả cho thấy với m2 diện tích lá có thể loại bỏ hoàn toàn benzen trong không gian phòng 25,5m3 có nồng độ 150 ppb với thời gian phơi nhiễm là 0,44 giờ. Vì vậy, cần có thêm nhiều cây để có chất lượng không khí tốt hơn. *Đối với sức khoẻ con người Đã có rất nhiều nghiên cứu khẳng định về lợi ích của cây cảnh trong nhà 7