Nghiên cứu điều chế và khảo sát ảnh hưởng của dung dịch hoạt hóa plasma kết hợp khoáng đa lượng cho sự nảy mầm và sinh trưởng giai đoạn đầu của xà lách xoăn (Lactuca sativa L.)
Khoa học Nông nghiệp
Luận án tập trung nghiên cứu điều chế và đánh giá ảnh hưởng của nước hoạt hóa plasma (PAW) kết hợp với các khoáng đa lượng (N, P, K) lên quá trình nảy mầm và sinh trưởng giai đoạn đầu của xà lách xoăn (Lactuca sativa L.). Nhằm khắc phục những hạn chế của các phương pháp nông nghiệp truyền thống, nghiên cứu này khám phá tiềm năng của công nghệ plasma lạnh. Hệ thống PAW được phát triển thành công với hai kiểu phóng (Corona và Dielectric Barrier Discharge - DBD) và các đặc trưng điện học, lý hóa đã được xác định. Kết quả cho thấy hệ thống có công suất tiêu thụ thấp (47W) và có thể triển khai ở quy mô lớn.
Các phát hiện chính bao gồm: Hydrogen peroxide (H2O2) ở nồng độ thấp (< 10 ppm) hoạt động như phân tử tín hiệu, kích thích nảy mầm và sinh trưởng, trong khi ở nồng độ cao (> 1000 ppm) có khả năng kháng khuẩn và nấm, phù hợp cho xử lý hạt giống. Các khoáng chất N, P, K cũng đóng vai trò quan trọng, với nồng độ tối ưu được xác định cho sự phát triển ban đầu (N: 100 ppm, P: 80-100 ppm, K: 20-40 ppm). PAW, đặc biệt là mẫu được hoạt hóa bằng DBD trong 15 phút, thể hiện hoạt tính cao trong việc thúc đẩy nảy mầm và sinh trưởng, đồng thời có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm. Việc kết hợp PAW-15 với liều lượng thấp các khoáng chất (N: 40-60 ppm, P: 20-40 ppm, K: dưới 10 ppm) đã cho thấy hiệu quả vượt trội, tối ưu hóa quá trình phát triển của cây. Luận án cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về cơ chế tác động của PAW, góp phần vào sự phát triển nông nghiệp bền vững và khả năng thích nghi của cây trồng.
Tính cấp thiết của luận án
Mục tiêu - Nội dung nghiên cứu
Mục tiêu
Nội dung nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
1.1. Tổng quan về nước hoạt hoạt hóa plasma cho cây trồng
1.1.1. Khái niệm
1.1.2. Tính chất – Đặc trưng của PAW
1.1.2.1. Giá trị pH
1.1.2.2. Độ dẫn điện
1.1.2.3. Hydro peroxide
1.1.2.4. Nồng độ các ion nitrite (NO2) và nitrate (NO3)
1.1.3. Ứng dụng của PAW trong nông nghiệp
1.1.3.1 PAW cho xử lý hạt giông
1.1.3.2. PAW thúc đẩy sự phát triển của thực vật
1.1.3.3. PAW kiểm soát dịch bệnh và sâu bệnh
1.2. Tình hình nghiên cứu về nước hoạt hóa plasma cho cây trồng
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
1.3. Vai trò của chất oxi hóa và khoáng đa lượng cho cây trồng
1.3.1. Quá trình nảy mầm
1.3.1.1. Nguyên lý của sự nảy mầm hạt
1.3.1.2. Đo lường sự nảy mầm
1.3.1.3. Sự hút nước của hạt
1.3.1.4. Tổng hợp RNA và protein
1.3.2. Quá trình sinh trưởng
1.3.2.1. Nguyên lý của sự sinh trưởng
1.3.2.2. Khả năng thấm ướt, nảy mầm, sự phát triển cây con và hoạt động của enzyme
1.3.2. Vai trò của H2O2
1.3.3. Vai trò của nguyên tố đa lượng N, P, K
1.4. Tổng quan về Lactuca savita L.
1.4.1. Giới thiệu chung
1.4.2. Đặc tính của xà lách xoăn
1.4.3. Bệnh và sâu hại chính trên xà lách xoăn
2.1.1. Hóa chất nguyên liệu
2.1.1.1. Hóa chất
2.1.1.2. Nguyên liệu
2.1.2. Thiết bị - Dụng cụ
2.2.4.1 Giới thiệu chung
2.2.4.2. Phương pháp đo đặc trưng điện của hệ phát plasma
2.3.1. Kiểu phóng DBD
2.3.2. Kiểu phóng Corona
2.3.3. Khảo sát đặc trưng lý hóa của các mẫu PAW
2.5.1. Thông số đánh giá quá trình nảy mầm
2.5.2. Thông số đánh giá quá trình sinh trưởng giai đoạn đầu
2.8.1. Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
2.8.2. Phương pháp đo đường kính vòng kháng khuẩn
3.1. Đánh giá về đặc trưng điện học của hệ plasma
3.2. Mối quan hệ tính chất lý hóa của mẫu và kiểu phóng
3.2.1. Giá trị pH
3.2.2. Nồng độ EC và nhiệt độ
3.2.3. Các ion NO3, NO2, H2O2, 03
3.3. Cơ sở lựa chọn PAW định hướng ứng dụng cho nghiên cứu
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của H2O2, N, P, K đối với quá trình nảy mầm và sinh trưởng
3.4.1. Ảnh hưởng của tác chất H2O2
3.4.1.1. Quá trình nảy mầm
3.4.1.2. Quá trình sinh trưởng giai đoạn sớm
3.4.1.3. Khả năng kháng khuẩn và nấm
3.4.2. Ảnh hưởng của các khoáng đa lượng N, P, K đến quá trình nảy mầm và sinh trưởng giai đoạn đầu
3.4.2.1. Quá trình nảy mầm
3.4.2.2. Quá trình sinh trưởng giai đoạn đầu
3.4.2.3. Nhận xét chung
3.5. Khảo sát ảnh hưởng của PAW và PAW kết hợp khoáng đa lượng N, P, K đối với quá trình nảy mầm và sinh trưởng
3.5.1. Quá trình nảy mầm
3.5.1.1. Ảnh hưởng của PAW và PAW kết hợp khoáng đa lượng N, P, K cho chiều dài phôi và trọng lượng hạt
3.5.1.2. Ảnh hưởng của PAW và PAW kết hợp khoáng đa lượng N, P, K cho tốc độ nảy mầm
3.5.1.3. Ảnh hưởng của PAW đến sự thay đổi hình thái của hạt
3.5.2. Quá trình sinh trưởng giai đoạn đầu của hạt
3.5.2.1 Sự phát triển chiều cao thân - chiều dài rễ của cây
3.5.2.2. Diện tích lá và hàm lượng diệp lục
3.5.2.3. Tỷ lệ trọng lượng khô/ tươi
3.5.3. Nhận xét chung
3.5.4. Khả năng kháng khuẩn - kháng nấm của PAW
3.5.4.1. Kháng khuẩn
3.5.4.2. Kháng nấm
4.1. Kết luận
4.2. Kiến nghị