Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tích hợp vi khuẩn endophyte với vật liệu nano ứng dụng trong bảo vệ cây trồng

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

Đinh Thị Hiền

NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP VI KHUẨN ENDOPHYTE VỚI VẬT LIỆU NANO ỨNG DỤNG TRONG BẢO VỆ CÂY TRỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC

Hà Nội - 2019

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

Đinh Thị Hiền NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP VI KHUẨN ENDOPHYTE VỚI VẬT LIỆU NANO ỨNG DỤNG TRONG BẢO VỆ CÂY TRỒNG

Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 8440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hƣớng dẫn 1: TS Lê Đăng Quang Hƣớng dẫn 2: GS.TS Trần Đại lâm

Hà Nội - 2019

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đã đƣợc cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Hà Nội, tháng 09 năm 2019

Tác giả luận văn

Đinh Thị Hiền

Lời cảm ơn

Luận văn này đƣợc hoàn thành tại Học viện Khoa Học & Công nghệ -

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới GS.TS Trần Đại Lâm và TS Lê Đăng Quang đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo trong Học viện Khoa Học & Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã chỉ bảo và giảng dạy tôi trong năm học qua cũng nhƣ hoàn thiện luận văn này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn các cán bộ nhân viên trong Trung tâm nghiên cứu và triển khai các hoạt chất sinh học dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của GS.TS Trần Đại Lâm và TS Lê Đăng Quang, trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nano – vi khuẩn PGPR nhằm phòng trừ bệnh giả sƣơng mai trên cây dƣa lƣới” - Trung tâm phát triển công nghệ cao – Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công nghệ Việt Nam (Hợp đồng thực hiện nghiên cứu khoa học và công nghệ số 47/2018/HĐ-QKHCN ngày 28/12/2018 giữa Quỹ phát triển khoa học và công nghệ thành phố Hồ Chí Minh và Trung tâm phát triển công nghệ cao) đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi tốt nhất cũng nhƣ những đóng góp về chuyên môn cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện và bảo vệ luận văn.

Cuối cùng tôi xin cám ơn những ngƣời thân trong gia đình và bạn bè đã dành cho tôi sự khích lệ, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2019

Học viên

Đinh Thị Hiền

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

Kí hiệu Chú giải

BVTV Bảo vệ thực vật

Kích thƣớc hạt nano D

Phƣơng pháp đo tán xạ ánh sáng động học DLS

ĐCSH Đối chứng sinh học

Môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn (Peptone 10g, Cao nấm men 5g, NaCl 10g)

Phổ hấp thụ hồng ngoại IR

Mật độ quang OD

PGPR Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trƣởng thực vật

Kính hiển vi điện tử quét SEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM

Tetraetyl orthosilicat TEOS

Thermogrametric Analysis (Phân tích nhiệt khối lƣợng) TGA

TiBALDH Hạt nano Titanium-Bis-Ammonium-Lactato-Dihydrohyde

TTIP Titanium Isopropoxide

Danh mục các bảng

Bảng 2.1. Sự phụ thuộc độ ổn định của hệ keo vào giá trị thế Zeta ............... 43 Bảng 2.2. Bảng các nồng độ nano TiO2 thử nghiệm với vi khuẩn ................. 46 Bảng 2.3. Bảng các nồng độ nano SiO2 thử nghiệm với vi khuẩn ................. 47 Bảng 3.1. Kết quả phân tích DLS các mẫu TiO2 ............................................ 54 Bảng 3.2. Kết quả phân tích DLS các mẫu SiO2 ............................................ 58 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát OD các mẫu vi khuẩn và nano TiO2 ................... 63 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát OD các mẫu chứa vi khuẩn và nano SiO2 .......... 66 Bảng 3.5. Thời gian sinh trƣởng của các mẫu dƣa lƣới ................................. 70 Bảng 3.6. Chiều cao trung bình của các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian ..... 71 Bảng 3.7. Số lá trung bình ở các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian ................ 74 Bảng 3.8. Số nhánh trung bình ở các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian ......... 74 Bảng 3.9. Kết quả khảo sát các mẫu mạ sau gieo hạt ..................................... 79 Bảng 3.10. Động thái tăng trƣởng các mẫu lúa sau gieo trồng ...................... 80

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 1.1. Mô hình cấu trúc tinh thể TiO2 pha anatas (a), rutil (b) brookit (c) và tinh thể khuyết tật mạng (d) [1] .................................................................... 4 Hình 1.2. Giản đồ năng lƣợng của TiO2 pha anatas và rutil [1] [8] ................. 7 Hình 1.3. Sơ đồ mô tả các quá trình oxy hoá và khử trong tinh thể bán dẫn [1] [3] [4] ................................................................................................................. 9 Hình 1.4. Cấu trúc phân tử Silica ................................................................... 11 Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp oxit bằng phƣơng pháp sol-gel. ............................ 16 Hình 1.6. Các cơ chế đã biết của vi khuẩn PGPR Bacillus spp. đối với cây trồng [21] [22] ................................................................................................. 21 Hình 1.7. Hạt nano Titanium-Bis-Ammonium-Lactato-Dihydrohyde (TiBALDH) [23] ............................................................................................. 23 Hình 1.8. Hình ảnh cây lúa trên ruộng ........................................................... 29 Hình 1.9. Cây dƣa lƣới trồng trong nhà kính ................................................. 32 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc của kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ....... 38 Hình 2.2. Thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ............................. 39 Hình 2.3. Sơ đồ nguyên tắc của kính hiển vi điện tử quét (SEM) ................. 40 Hình 2.4. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét (SEM) ....................................... 41 Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý của máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 42 Hình 2.6. Thiết bị phân tích IR ....................................................................... 43 Hình 2.7. Một số thiết bị dùng trong nuôi cấy và đánh giá sự phát triển của vi khuẩn ............................................................................................................... 44 Hình 3.1. Hình ảnh mẫu T3 ............................................................................ 55 Hình 3.2. Kết quả phân tích DLS mẫu T3 ...................................................... 55 Hình 3.3. Thế zeta mẫu T3 ............................................................................. 55 Hình 3.4. Kết quả phân tích SEM mẫu T3 .................................................... 56 Hình 3.5. Kết quả phân tích TEM mẫu T3 ..................................................... 56 Hình 3.6. Kết quả phân tích IR mẫu T3 ......................................................... 57 Hình 3.7. Hình ảnh mẫu S2 ............................................................................ 59 Hình 3.8. Kết quả phân tích DLS mẫu S2 ...................................................... 59 Hình 3.9. Thế zeta mẫu S2 ............................................................................. 59 Hình 3.10. Kết quả phân tích TEM của mẫu S2 ............................................ 60 Hình 3.11. Kết quả phân tích TEM của mẫu S2 sau khi siêu âm................... 60 Hình 3.12. Kết quả phân tích SEM mẫu S2 ................................................... 61 Hình 3.13. Phổ IR của mẫu S2 ....................................................................... 62 Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa giá trị OD và thời gian của các mẫu chứa vi khuẩn và nano TiO2 .................................................................... 64 Hình 3.15. Hình ảnh mẫu nano TiO2 60 µg/ml – vi khuẩn - LB ở các thời gian khác nhau 4 giờ (a); 8 giờ (b); 24 giờ (c) và 48 giờ (d) ................................. 65 Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa giá trị OD và thời gian của các mẫu chứa vi khuẩn và nano SiO2 .................................................................... 66

Hình 3.17. Hình ảnh mẫu nano SiO2 100 µg/ml – vi khuẩn – LB ở các thời gian khác nhau 4 giờ (a); 8 giờ (b); 24 giờ (c) và 48 giờ (d) ......................... 67 Hình 3.18. Hình ảnh SEM mẫu nano TiO2 – vi khuẩn trên rễ cây dƣa .......... 68 Hình 3.19. Hình ảnh SEM mẫu nano SiO2 – vi khuẩn trên rễ cây dƣa .......... 69 Hình 3.20. Bộ rễ cây trƣớc khi đƣa ra ruộng sản xuất ................................... 69 Hình 3.21. Hình ảnh các mẫu dƣa lƣới sau trồng 21 ngày ............................. 72 Hình 3.22. Hình ảnh các mẫu dƣa lƣới sau trồng 28 ngày ............................. 73 Hình 3.23. Hình ảnh hạt thóc đƣợc ngâm trong thời gian 1 giờ và 24 giờ với các dung dịch khác nhau ................................................................................. 76 Hình 3.24. Hình ảnh mạ các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 1 giờ ..... 77 Hình 3.25. Hình ảnh mạ các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 24 giờ ... 77 Hình 3.26. Hình ảnh lúa các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 1 giờ chuyển lên đất trồng sau 28 ngày .................................................................... 78 Hình 3.27. Hình ảnh lúa các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 24 giờ chuyển lên đất trồng sau 28 ngày .................................................................... 78

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................ 1

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ NANO TiO2, SiO2 ................................................... 3 1.1.1. Tổng quan về nano TiO2 ............................................................... 3 1.1.1.1. Cấu trúc, tính chất của vật liệu nano TiO2 .............................. 3 1.1.1.2. Tính chất xúc tác quang của TiO2 ............................................ 7 1.1.1.3. Ứng dụng nano TiO2 trong nông nghiệp ............................... 10 1.1.2. Tổng quan về SiO2 ....................................................................... 11 1.1.2.1. Tổng quan về cấu trúc ............................................................ 11 1.1.2.2. Tính chất ................................................................................. 12 1.1.2.3. Ứng dụng nano SiO2 trong nông nghiệp ................................ 13 1.1.3. Các phƣơng pháp tổng hợp nano TiO2 và nano SiO2 ............. 14 1.1.3.1. Phương pháp hóa ướt (wet chemical) .................................... 14 1.1.3.2. Phương pháp cơ học (mechanical) ........................................ 14 1.1.3.3. Phương pháp bốc bay ............................................................ 14 1.1.3.4. Phương pháp hình thành từ pha khí (gas-phase) .................. 15 1.1.3.5. Phương pháp sol- gel ............................................................. 15 1.2. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN Bacillus subtilis ................................ 20 1.2.1. Giới thiệu chung về nhóm vi khuẩn PGPR .............................. 20 1.2.2. Vai trò PGPR trong kích thích sinh trƣởng thực vật .............. 20 1.2.3. Vi khuẩn Bacillus subtilis ........................................................... 23 1.2.3.1. Đặc điểm phân loại ................................................................ 23 1.2.3.2. Đặc điểm phân bố .................................................................. 24 1.2.3.3. Đặc điểm hình thái ................................................................. 24 1.2.3.4. Đặc điểm sinh hóa .................................................................. 25 1.2.3.5. Các chất kháng sinh do Bacillus subtilis tổng hợp ................ 26 1.2.3.6. Tính đối kháng của Bacillus subtilis ...................................... 27 1.3. CÂY LÚA VÀ DƢA LƢỚI ................................................................. 27 1.3.1. Tổng quan về cây lúa .................................................................. 27 1.3.2. Tổng quan về cây dƣa lƣới ......................................................... 32

CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 34 2.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO .......................................................... 34 2.1.1. Nguyên vật liệu và thiết bị .......................................................... 34 2.1.1.1. Hóa chất ................................................................................. 34

2.1.1.2. Thiết bị ................................................................................... 34 2.1.2. Phƣơng pháp ................................................................................ 34 2.1.2.1. Phương pháp tổng hợp nano TiO2, SiO2 ................................ 34 2.1.2.2. Phương pháp đánh giá cấu trúc hạt ...................................... 38 2.2. PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY VI KHUẨN Bacillus subtilis.............. 44 2.2.1 Chủng vi sinh PGPR .................................................................... 44 2.2.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị và môi trƣờng nuôi cấy vi sinh, chủng vi khuẩn ...................................................................................... 44 2.2.3 Trình tự tiến hành ........................................................................ 45 2.2.3.1. Nuôi cấy vi khuẩn ................................................................... 45 2.2.3.2. Nuôi cấy vi khuẩn và nano ..................................................... 45 2.3. PHƢƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM VỚI CÂY LÚA VÀ CÂY DƢA .. 47 2.3.1. Thử nghiệm trên cây dƣa ........................................................... 47 2.3.1.1. Chọn giống dưa ...................................................................... 47 2.3.1.2. Yêu cầu sinh thái đối với cây dưa lưới .................................. 47 2.3.1.3. Kỹ thuật canh tác ................................................................... 48 2.3.1.4. Các chỉ tiêu theo dõi .............................................................. 50 2.3.2. Thử nghiệm trên cây lúa ............................................................ 51 2.3.2.1. Chọn giống lúa ....................................................................... 51 2.3.2.2. Quy trình thực hiện ................................................................ 51 2.3.2.3. Phương pháp đánh giá ........................................................... 52

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 54 3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU ...................................................................... 54 3.1.1. Tổng hợp nano TiO2.................................................................... 54 3.1.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TTIP/H2O tới kích cỡ hạt 54 3.1.1.2. Khảo sát cấu trúc hạt TiO2 .................................................... 56 3.1.2. Tổng hợp nano SiO2 .................................................................... 58 3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TEOS/H2O tới kích cỡ hạt. ............................................................................................................. 58 3.1.2.2. Khảo sát cấu trúc hạt SiO2 .................................................... 60 3.2. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN ENDOPHYTE - NANO .............................................................................. 63 3.2.1. Vi khuẩn Endophyte và nano TiO2 ........................................... 63 3.2.2. Vi khuẩn Endophyte và nano SiO2 ............................................ 65 3.3. THỬ NGHIỆM TRÊN LÚA VÀ DƢA LƢỚI .................................... 67 3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của nano – vi khuẩn đến khả năng sinh trƣởng và phát triển cây dƣa ............................................................... 68 3.3.1.1. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến tỷ lệ, tốc độ nảy mầm, khả năng bám dính vi khuẩn và sự phát triển của bộ rễ ..................... 68

3.3.1.2. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến các giai đoạn sinh trưởng phát triển của dưa ............................................................................... 70 3.3.1.3. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến động thái tăng trưởng chiều cao của dưa lưới ........................................................................ 70 3.3.1.4. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến động thái tăng trưởng số lá của cây dưa lưới .............................................................................. 73 3.3.1.5. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến khả năng phân nhánh của cây dưa lưới ......................................................................................... 74 3.3.2. Thử nghiệm trên cây lúa ............................................................ 75 3.3.2.1. Gieo và chăm sóc ................................................................... 75 3.3.2.2. Đánh giá ................................................................................. 79

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... 82 4.1. Kết luận .............................................................................................. 82 4.2. Kiến nghị .............................................................................................. 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 84

MỞ ĐẦU

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Cho đến ngày nay khi khoa học kỹ thuật phát triển, đặc biệt là ngành khoa học công nghệ nano, việc ứng dụng các hạt nano trong công nghệ sinh học, đặc biệt trong nông nghiệp đang là vấn đề thu hút đƣợc sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới.

Vi khuẩn nội ký sinh thực vật (Endophytic bacteria) đƣợc tìm thấy trong hầu hết ở các loài thực vật, chúng cƣ trú ở trong nội mô của thực vật ký chủ và giữa chúng hình thành một loạt các mối quan hệ khác nhau nhƣ cộng sinh tƣơng hỗ, công sinh dinh dƣỡng, hội sinh. Endophytic bacteria thúc đẩy thực vật tăng trƣởng, tăng năng suất và đóng vai trò là một tác nhân điều hòa sinh học. Endophytic bacteria sản xuất hàng loạt các sản phẩm tự nhiên có lợi cho thực vật ký chủ mà ta có thể khai thác những tác nhân đó để ứng dụng trong y học, nông nghiệp hay công nghiệp. Ngoài ra nó còn có tiềm năng loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong đất bằng cách tăng cƣờng khả năng khử độc trên thực vật và làm cho đất trở nên màu mỡ thông qua chu trình photphat và cố định đạm. Ngày càng có nhiều quan tâm trong việc phát triển các ứng dụng tiềm năng công nghệ sinh học của Endophytic bacteria để phát triển các giống cây trồng có khả năng khử độc đồng thời có khả năng sản xuất sinh khối và nhiên liệu sinh học.

Tích hợp vật liệu nano TiO2/ nano SiO2 và vi khuẩn endophyte giúp cho quá trình chuyển hóa và hấp thụ phân bón của cây diễn ra nhanh chóng và hiệu quả giúp giảm lƣợng phân bón và thuốc tăng trƣởng thực vật. Đồng thời khi Endophyte phát triển mạnh, thì cây trồng sẽ phải tiết ra nhiều hoạt chất phytoalexin (PA) hơn, đây là hoạt chất miễn dịch tự nhiên có trong cây. Hoạt chất này sẽ giúp cây tăng thêm khả năng chống chịu khi gặp những điều kiện bất lợi từ môi trƣờng giúp ngƣời nông dân giảm đi việc sử dụng thuốc BVTV trong quá trình chăm sóc cây. Hiện nay có rất ít các nghiên cứu tích hợp vật liệu nano với vi khuẩn endophyte và đánh giá tác dụng của chúng đối với cây trồng và vi sinh vật hại cây trồng.

Từ những luận điểm trên chúng tôi lựa chon để tài nghiên cứu:

“Nghiên cứu tích hợp vi khuẩn endophyte với vật liệu nano ứng dụng trong bảo vệ cây trồng”.

2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI:

- Chế tạo đƣợc hạt nano TiO2 và nano SiO2 có kích thƣớc đồng đều

nhắm tiến tới khảo sát cho thí nghiệm tích hợp với vi khuẩn.

- Nuối cấy đƣợc chủng vi khuẩn Bacillus sp. trong môi trƣờng LB bổ

sung nano nano TiO2/nano SiO2.

- Phân tích đƣợc khả năng ảnh hƣởng tới sinh khối của cây và vi khuẩn

sau các quy trình thực nghiệm để đƣa ra kết luận.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ NANO TiO2, SiO2

1.1.1. Tổng quan về nano TiO2

1.1.1.1. Cấu trúc, tính chất của vật liệu nano TiO2

 Cấu trúc tinh thể của TiO2

nc = 18700C). Vật liệu TiO2 có thể tồn tại dƣới nhiều dạng thù hình khác nhau. Đến nay các nhà khoa học đã công bố những nghiên cứu về 7 dạng thù hình (gồm 4 dạng là cấu trúc tự nhiên, còn 3 dạng kia là dạng tổng hợp) của tinh thể TiO2. Trong đó, 3 dạng thù hình phổ biến và đƣợc quan tâm hơn cả của tinh thể TiO2 là rutil, anatas và brookit. Pha rutil là dạng bền, pha anatas và brookit là dạng giả bền và dần chuyển sang pha rutil khi nung ở nhiệt độ cao (thƣờng khoảng trên 900 oC) [1].

Titan đioxit là chất bột màu trắng, khi đun nóng có màu vàng, khi làm lạnh trở lại màu trắng. Tinh thể TiO2 có độ cứng cao, không độc và khó nóng chảy (t0

Tinh thể TiO2 pha rutil và anatas đều có cấu trúc tứ giác (tetragonal) và đƣợc xây dựng từ các đa diện phối trí bát diện (octahedra), trong mỗi bát diện có 1 ion Ti4+ nằm ở tâm và 6 ion O2- nằm ở 2 đỉnh, 4 góc bao bọc.

Trong một ô cơ sở của tinh thể TiO2 anatas có 4 ion Ti4+ và 7 ion O2-. Mỗi bát diện tiếp giáp với 8 bát diện lân cận (4 bát diện chung cạnh và 4 bát diện chung góc) (Hình 1.1a). Trong một ô cơ sở của tinh thể TiO2 rutil có 2 ion Ti4+ và 4 ion O2-. Các bát diện oxit titan sắp xếp thành các chuỗi đối xứng bậc 4 với các cạnh chung nhau, mỗi bát diện tiếp giáp với 10 bát diện lân cận (4 bát diện chung cạnh và 6 bát diện chung góc) (Hình 1.1b). Qua đó ta có thể thấy tinh thể TiO2 anatas khuyết O nhiều hơn tinh thể TiO2 rutil. Điều này ảnh hƣởng tới một số tính chất vật lý của vật liệu TiO2 ở các dạng thù hình khác nhau vì các nút khuyết O có vai trò nhƣ tạp chất donor.

Khoảng cách Ti-Ti trong tinh thể TiO2 ở pha anatas (3,79 Å; 3,03 Å) lớn hơn trong pha rutil (3,57 Å; 2,96 Å) còn khoảng cách Ti-O trong tinh thể TiO2 ở pha anatas (1,394 Å; 1,98 Å) nhỏ hơn trong pha rutil (1,949 Å; 1,98

Å). Điều đó cũng ảnh hƣởng đến cấu trúc điện tử, cấu trúc vùng năng lƣợng của hai dạng tinh thể và kéo theo sự khác nhau về các tính chất vật lý, hóa học của vật liệu [1] [2].

Hình 1.1c mô tả mô hình cấu trúc tinh thể của TiO2 brookit, một pha

khác của TiO2 có thể gặp trong quá trình chế tạo.

Hình 1.1. Mô hình cấu trúc tinh thể TiO2 pha anatas (a), rutil (b) brookit (c) và tinh thể khuyết tật mạng (d) [1]

Ở pha tinh thể khác nhau, cấu trúc khác nhau, tính chất của TiO2 cũng có sự khác biệt. Bảng 1.1 cho biết các thông số vật lý của TiO2 ở hai dạng thù hình chính anatas và rutil. Các số liệu cho thấy TiO2 anatas có độ xếp chặt kém hơn TiO2 rutil. Do đó, rutil là pha bền của TiO2, còn anatas chỉ là pha giả bền của TiO2. Ở dạng tinh thể với kích thƣớc lớn, TiO2 rutil bền tại áp suất thƣờng, nhiệt độ thƣờng và ở mọi nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của nó. Sự khác nhau về cấu trúc tinh thể của vật liệu ở các pha khác nhau cũng dẫn đến sự khác nhau về cấu trúc các vùng năng lƣợng trong tinh thể của chúng [3] [4].

Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của anatas và rutil [3]

Tính chất Anatas Rutil

Cấu trúc tinh thể Tetragonal Tetragonal

Nhóm không gian I41/amd P42/mnm

Thông số mạng a (Ao) 3,78 4,58

Thông số mạng c (Ao) 9,49 2,95

lƣợng riêng 3,895 4,25

Khối (g/cm3)

Chỉ số khúc xạ 2,52 2,71

3,05 (tƣơng ứng với năng lƣợng ánh sáng có bƣớc sóng λ = 413 nm)

Độ rộng vùng cấm (eV) 3,25 (tƣơng ứng với năng lƣợng ánh sáng cực tím có bƣớc sóng λ = 388 nm)

Độ cứng (thang mox) 5,5 – 6,0 6,0 – 7,0

Hằng số điện môi 31 114

Nhiệt độ nóng chảy (oC) Nhiệt độ cao chuyển 1830 – 1850 oC

thành rutil

 Sự chuyển pha của tinh thể TiO2

Khi điều chế TiO2, ngƣời ta thƣờng thu đƣợc các sản phẩm ở dạng vô định hình, anatas hoặc rutil do trong quá trình xử lý nhiệt, cấu trúc vật liệu chuyển dần từ dạng vô định hình sang pha anatas ở nhiệt độ cỡ 300 ÷ 450 oC và chuyển dần sang pha rutil khi nung ở nhiệt độ cao (cỡ trên 800 oC). Sự chuyển cấu trúc sang pha rutil hoàn thành ở nhiệt độ khoảng 900 oC. TiO2

cũng có thể chuyển từ pha anatas sang pha rutil ở nhiệt độ gần 500oC tuỳ theo tạp chất, áp suất, môi trƣờng, công nghệ chế tạo [1] [5] [6] [7].

Một số nghiên cứu cho thấy sự chuyển cấu trúc từ pha anatas sang rutil còn phụ thuộc vào kích thƣớc hạt. Kích thƣớc hạt càng nhỏ, năng lƣợng hoạt hoá cần để chuyển cấu trúc từ pha anatas sang rutil càng nhỏ, sự chuyển pha càng dễ xảy ra. Ngoài ra, sự có mặt của pha brookit cũng ảnh hƣởng đến sự chuyển pha đó. Tỷ lệ pha brookit trong tinh thể TiO2 anatas càng lớn thì sự chuyển pha càng xảy ra nhanh vì pha brookit dễ chuyển sang pha rutil hơn.

Nhƣ vậy, pha rutil là dạng phổ biến nhất của TiO2, pha anatas hiếm gặp trong tự nhiên. Thực tế TiO2 không tồn tại riêng biệt dƣới một dạng nhất định trong các khoáng chất mà thƣờng có nhiều pha khác cùng tồn tại: rutil, anatas, brookit, quarzt, feldspars…Tuy nhiên, trong các dạng thù hình trên của TiO2 thì pha anatas thể hiện tính hoạt động dƣới ánh sáng mặt trời cao hơn hẳn so với các pha khác do sự khác biệt về cấu trúc vùng năng lƣợng của nó.

 Giản đồ năng lƣợng của tinh thể TiO2

Các hiện tƣợng vật lý, hóa học xảy ra liên hệ rất mật thiết đến sự dịch chuyển điện tử giữa các dải năng lƣợng của vật liệu. TiO2 anatas có vùng cấm rộng 3,25 eV - ứng với một lƣợng tử ánh sáng có bƣớc sóng 388 nm. TiO2 rutil có độ rộng vùng cấm là 3,05 eV - ứng với một lƣợng tử ánh sáng có bƣớc sóng 413 nm.

Giản đồ năng lƣợng của TiO2 anatas và rutil đƣợc thể hiện trong Hình

1.2.

Hình 1.2. Giản đồ năng lƣợng của TiO2 pha anatas và rutil [1] [8]

Giản đồ trên cho thấy vùng cấm của TiO2 anatas và rutil tƣơng đối rộng và xấp xỉ bằng nhau cho thấy chúng đều có khả năng oxy hóa mạnh. Nhƣng dải dẫn của TiO2 anatas cao hơn (khoảng 0,3 eV), ứng với một thế khử mạnh hơn, có khả năng khử O2 thành O2- còn dải dẫn của TiO2 rutil thấp hơn, chỉ ứng với thế khử nƣớc thành khí hiđro. Do vậy, TiO2 pha anatas có tính hoạt động mạnh hơn.

Với những lý do trên, TiO2 pha anatas được quan tâm chế tạo,

nghiên cứu và ứng dụng nhiều hơn các pha khác.

1.1.1.2. Tính chất xúc tác quang của TiO2

TiO2 anatas là bán dẫn loại n có độ linh động hạt tải lớn, vùng cấm rộng. Nó có hệ số truyền qua cao trong vùng ánh sáng nhìn thấy và vùng hồng ngoại. Chiết suất và hằng số điện môi của TiO2 anatas cũng lớn.

Ngoài ra, với cấu trúc điện tử có vùng hoá trị điền đầy và vùng dẫn trống, các chất bán dẫn nhƣ TiO2 có thể hoạt động nhƣ những chất tăng nhạy cho các quá trình oxy hoá khử trong ánh sáng (tính chất quang xúc tác). Các nghiên cứu cho thấy tinh thể nano TiO2 anatas (kích thƣớc hạt tinh thể cỡ 5 - 50 nm) có tính oxy hoá khử mạnh dƣới tác dụng của tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời hoặc đèn huỳnh quang. Quá trình quang xúc tác tiến hành ở pha khí hoặc pha lỏng đƣợc chia thành 6 giai đoạn sau:

1- Các chất tham gia phản ứng đƣợc khuếch tán ở pha lỏng hoặc khí

đến bề mặt xúc tác.

2- Các chất tham gia phản ứng bị hấp phụ trên bề mặt chất xúc tác.

3- Các phân tử chất xúc tác hấp thụ photon và chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích. Điện tử tách khỏi liên kết, chuyển từ dải hóa trị (valance band) sang dải dẫn (conduction band) và tạo ra lỗ trống (hole) ở dải hóa trị.

Ở dải dẫn, điện tử có tính khử mạnh, phản ứng với các chất “ƣa điện

tử” nhƣ O2 để tạo các nhân oxy hoá mạnh nhƣ H2O2, O2-, OH-

(e-) + O2 → TiO2 + O2-

(1.1) TiO2

(1.2) O2- + H+ → HO*2

(1.3) 2 HO*2 → H2O2 + O2

(e-) + H2O2 → TiO2 + HO* + HO-

(1.4) TiO2

Đồng thời, lỗ trống ở dải hóa trị có tính oxy hóa mạnh, phản ứng với các chất giàu điện tử nhƣ H2O, OH- và các hợp chất hữu cơ RX (hấp phụ trên bề mặt chất xúc tác) để tạo các gốc tự do RX+, OH* trên bề mặt xúc tác:

(1.5) TiO2 (h+) + H2O → OH* + H+ + TiO2

(1.6) TiO2 (h+) + OH- → OH* + TiO2

(1.7) TiO2 (h+) + RX → RX+ + TiO2

Các gốc OH* và O2- có tính oxy hoá mạnh gấp hàng trăm lần các chất ôxy hoá quen thuộc hiện nay nhƣ clo, ozon. Chúng giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ, khí thải độc hại, vi khuẩn, rêu mốc bám trên bề mặt vật liệu thành những chất vô hại nhƣ CO2, H2O.

Hình 1.3. Sơ đồ mô tả các quá trình oxy hoá và khử trong tinh thể bán dẫn [1] [3] [4]

TiO2 rutil cũng có tính chất tƣơng tự nhƣng nó có dải dẫn thấp hơn, gần với thế khử nƣớc thành khí H2 còn TiO2 anatas có khả năng khử O2 thành O2- có tính oxy hoá mạnh. Nguyên nhân là do TiO2 rutil đƣợc hình thành ở nhiệt độ cao, sự dehydrat hoá xảy ra triệt để. Còn TiO2 anatas đƣợc hình thành ở nhiệt độ thấp hơn, trên bề mặt của nó vẫn còn các gốc OH [-Ti-OH] nên dễ dàng hấp phụ các chất. Nhƣng thực tế cho thấy hoạt tính của chất xúc tác cao hơn khi sử dụng TiO2 là hỗn hợp gồm 70% anatas và 30% rutil. Đó là vì TiO2 anatas và rutil đều có năng lƣợng vùng hoá trị nhƣ nhau nhƣng rutil có năng lƣợng vùng dẫn thấp hơn năng lƣợng vùng dẫn của anatas 0,3 eV nên điện tử quang sinh dễ dàng đi vào vùng dẫn của TiO2 rutil rồi sau đó dễ đi vào vùng dẫn của TiO2 anatas hơn. Đây là giai đoạn khởi đầu cho chuỗi các quá trình sau. Do vậy, để một chất có khả năng quang xúc tác thì nó phải có hoạt tính quang hoá, phải có độ rộng vùng cấm thích hợp để hấp thụ đƣợc tia tử ngoại hoặc ánh sáng nhìn thấy (tức là Eg ≤ hν).

4- Phản ứng quang hóa: gồm 2 giai đoạn nhỏ:

• Phản ứng quang hóa sơ cấp: các phân tử chất bán dẫn bị kích thích

tham gia trực tiếp vào phản ứng với các chất bị hấp phụ.

• Phản ứng quang hóa thứ cấp (còn gọi là giai đoạn phản ứng “tối” hay phản ứng nhiệt): là giai đoạn phản ứng của các sản phẩm của giai đoạn sơ cấp.

5- Các sản phẩm sau phản ứng đƣợc nhả ra khỏi bề mặt chất xúc tác.

6- Các sản phẩm đƣợc khuếch tán vào pha khí hoặc lỏng.

Thực tế việc đo số photon bị hấp thụ còn gặp khó khăn do sự tán xạ của chúng trên bề mặt vật liệu. Nhiều nghiên cứu cho thấy khi pha các kim loại chuyển tiếp hoặc đất hiếm vào TiO2, độ rộng vùng cấm của bán dẫn giảm, kéo theo sự tăng khả năng quang xúc tác của vật liệu với bức xạ kích thích nằm sâu trong vùng khả kiến hơn. Trong thời gian gần đây, các nghiên cứu còn hƣớng tới mục tiêu chế tạo TiO2 có kích thƣớc nano-mét nhằm rút ngắn quãng đƣờng di chuyển của điện tử và lỗ trống quang sinh trên bề mặt để hạn chế đến mức tối đa khả năng tái kết hợp của lỗ trống quang sinh và điện tử quang sinh và đồng thời hạn chế những khuyết tật cấu trúc.

1.1.1.3. Ứng dụng nano TiO2 trong nông nghiệp

TiO2 là chất màu trắng không độc hại đƣợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, nghiên cứu, mực in, mỹ phẩm, gốm sứ, da thuộc, và là một chất khử trùng rất mạnh so với chlorine và ozon. Vì TiO2 vô hại, nên nó đƣợc chấp nhận sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm, với lƣợng tối đa 1% trọng lƣợng cuối cùng của sản phẩm. Kỹ thuật quang xúc tác TiO2 có tiềm năng lớn trong các ứng dụng nông nghiệp khác nhau, bao gồm bảo vệ thực vật vì nó không tạo thành các hợp chất độc hại và có hiệu quả khử trùng tốt. Các nhà khoa học đã cố gắng để cải thiện hiệu quả khử trùng bằng phiến mỏng TiO2 thông qua phƣơng pháp nhuộm và các phƣơng pháp thích hợp khác [9]. Bên cạnh đó, các nhà khoa học còn nghiên cứu khả năng kích thích tăng trƣởng một số chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trƣởng thực vật và đạt đƣợc một số kết quả khả quan ban đầu [10] [11] [12].

1.1.2. Tổng quan về SiO2

1.1.2.1. Tổng quan về cấu trúc

Silica là tên thƣờng gọi của silic điôxit (SiO2), trong đó mỗi nguyên tử ôxi nằm ở đỉnh, còn silic nằm ở tâm của tứ diện đều, nếu các tứ diện này đƣợc sắp xếp một cách trật tự và đều đặn ta có silica cấu trúc tinh thể, ngoài ra silica còn có cấu trúc vô định hình [13].

Silica không tồn tại dƣới dạng phân tử riêng lẻ mà tồn tại dƣới dạng tinh thể, nghĩa là dƣới dạng một phân tử lớn. Ở điều kiện thƣờng, silica có dạng tinh thể là thạch anh, triđimit và cristtobalit. Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO4 nối với nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO4, nguyên tử Si nằm ở trung tâm của tứ diện liên kết hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các đỉnh của tứ diện. Độ dài liên kết silic-oxy thay đổi đối với mỗi dạng tinh thể khác nhau, ví dụ trong thạch anh là 161 pm, hoặc là 154 - 171 pm trong triđimit. Góc Si-O-Si cũng thay đổi từ 140o đến 180o, trong tinh thể thạch anh, giá trị này đạt 144o [14].

Hình 1.4. Cấu trúc phân tử Silica

Ba dạng tinh thể của silica có cách sắp xếp khác nhau của nhóm tứ diện SiO4 ở trong tinh thể: Trong thạch anh, những nhóm tứ diện đƣợc sắp xếp sao cho các nguyên tử Si nằm trên đƣờng xoắn ốc. Tùy theo chiều của đƣờng xoắn ốc mà ta có thạch anh quay trái hay quay phải. Trong triđimit, các nguyên tử Si chiếm vị trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lƣới vuazit.

Trong cristobalit, các nguyên tử Si chiếm vị trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lƣới sphelarit.

Ngoài ba dạng trên, trong tự nhiên còn có một số dạng khác nữa của silica có cấu trúc vi tinh thể nhƣ: mã não, opan. Mã não là chất rắn, trong suốt, gồm có những vùng có màu sắc khác nhau và rất cứng. Opan là một loại đá quý không có cấu trúc tinh thể. Nó gồm những hạt cầu SiO2 liên kết với nhau tạo nên những lỗ trống chứa không khí, nƣớc hay hơi nƣớc. Opan có các màu sắc khác nhau nhƣ vàng, nâu, đỏ, lục và đen do có chứa các tạp chất. Silica đã nóng chảy hoặc khi đun nóng bất kì dạng nào nếu để nguội chậm đến nhiệt độ hóa mềm, ta đều thu đƣợc một vật liệu vô định hình giống nhƣ thủy tinh. Khác với dạng tinh thể, chất giống thủy tinh có tính đẳng hƣớng và không nóng chảy ở nhiệt độ không đổi mà hóa mềm ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với khi nóng chảy ra. Bằng phƣơng pháp Rơnghen ngƣời ta xác định đƣợc rằng trong trạng thái thủy tinh, mỗi nguyên tử vẫn đƣợc bao quanh bởi những nguyên tử khác giống nhƣ trong trạng thái tinh thể nhƣng những nguyên tử đó sắp xếp một cách hỗn loạn hơn.

1.1.2.2. Tính chất

Silica xốp, diện tích bề mặt lớn vì vậy silica rất dễ hấp phụ, ví dụ trong không khí ẩm silica hấp phụ nƣớc trên bề mặt tạo các nhóm OH. Silica không hòa tan trong nƣớc và bất kỳ dung môi, không độc, không mùi, ổn định hóa học.

Silic đioxit rất trơ về mặt hóa học. Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và axit ngay cả khi đun nóng. Ở điều kiện thƣờng, nó chỉ tác dụng với F2 và HF. Silic đioxit rất trơ về mặt hóa học. Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và axit ngay cả khi đun nóng. Ở điều kiện thƣờng, nó chỉ tác dụng với F2 và HF

SiO2 + 2F2 SiF4 + O2

SiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O

Silic đioxit còn tan trong kiềm hay cacbonat kim loại kiềm nóng chảy:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

Những phản ứng này cũng xảy ra chậm ở trong dung dịch khi đun sôi

silic đioxit ở dạng bột mịn.

1.1.2.3. Ứng dụng nano SiO2 trong nông nghiệp

Silic có nhiều loại và có nhiều nguồn gốc khác nhau, nhƣng chỉ có ở dạng hòa tan cây trồng mới hấp thụ đƣợc nhƣ khoáng Clinoptiolit có chứa hàm lƣợng SiO2 cao hơn nhiều so với các khoáng khác và đặc biệt có tỉ lệ SiO2 hữu hiệu cao (có thể hòa tan) đạt tới 60 - 70%, cây trồng có thể hấp thu đƣợc ngay khi bón vào trong đất.

Cây hút Silic và tích lũy trong thành tế bào ngăn chặn sự xâm nhập của tế bào sƣợi nấm vào tế bào, đồng thời nó tăng tính chống chụi bệnh hại do nấm bằng cách tạo vách ngăn cơ học và tích lũy chất phenol (chất diệt nấm). Trong một số thí nghiệm của Datnoff và Willow đã đƣa ra kết luận khi bón SiO2 vào cây lúa đã làm tăng khả năng kháng bệnh, trong việc chịu hạn và mặn, nó giúp cây hạn chế thoát hơi nƣớc, tạo sừng cứng (lớp biểu bì kép silica - cutic)… giúp cây cứng cáp hơn và tăng năng suất lúa lên 56 – 88% [15] [16].

Ngoài ra, Belanger và Mezies đã kết luận silic làm giảm đáng kể bệnh phấn trắng, thối gốc (Pythium ultimum) và thối rễ (Pythium aphanidermatum) trên dƣa chuột trong điều kiện thuỷ canh trong nhà kính [17].

Đối với một số cây nhƣ dƣa, cà chua, đậu nành,… thiếu SiO2 làm giảm mạnh năng suất quả và gây dị hình quả, các lá phát triển sớm, héo, lão suy sớm, khử năng tạo chất lƣợng phấn giảm ảnh hƣởng tới khả năng thụ phấn.

Ngoài ra, nhiều nghiên cứu cho thấy SiO2 còn loại bỏ khả năng bị ngộ

độc một số nguyên tố kim loại nhƣ mangan, nhôm và sắt.

1.1.3. Các phƣơng pháp tổng hợp nano TiO2 và nano SiO2

1.1.3.1. Phương pháp hóa ướt (wet chemical)

Bao gồm các phƣơng pháp chế tạo vật liệu dùng trong hóa keo (colloidal chemistry), phƣơng pháp thủy nhiệt, sol- gel và kết tủa. Theo phƣơng pháp này, các dung dịch chứa ion khác nhau đƣợc trộn với nhau theo một tỷ phần thích hợp, dƣới tác động của nhiệt độ, ánh sáng mà các vật liệu nano đƣợc kết tủa từ dung dịch. Sau quá trình lọc, sấy khô, ta thu đƣợc các vật liệu nano.

Ƣu điểm của phƣơng pháp hóa ƣớt là các vật liệu có thể chế tạo đƣợc rất đa dạng, chúng có thể là vật liệu vô cơ, hữu cơ, kim loại. Đặc điểm của phƣơng pháp này là rẻ tiền và có thể chế tạo đƣợc một khối lƣợng lớn vật liệu. Nhƣng nó cũng có nhƣợc điểm là các hợp chất có liên kết với phân tử nƣớc có thể là một khó khăn, phƣơng pháp sol- gel thì không có hiệu suất cao.

1.1.3.2. Phương pháp cơ học (mechanical)

Bao gồm các phƣơng pháp tán, nghiền, hợp kim cơ học. Theo phƣơng pháp này, vật liệu ở dạng bột đƣợc nghiền đến kích thƣớc nhỏ hơn. Ngày nay, các máy nghiền thƣờng dùng là máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay. Phƣơng pháp cơ học có ƣu điểm là đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt tiền và có thể chế tạo với một lƣợng lớn vật liệu. Tuy nhiên nó lại có nhƣợc điểm là các hạt bị kết tụ với nhau, phân bố kích thƣớc hạt không đồng nhất, dễ bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thƣờng khó có thể đạt đƣợc hạt có kích thƣớc nhỏ. Phƣơng pháp này đƣợc dùng để chế tạo vật liệu không phải là hữu cơ nhƣ là kim loại.

1.1.3.3. Phương pháp bốc bay

Gồm các phƣơng pháp quang khắc (lithography), bốc bay chân không (vacuum deposition) vật lý, hóa học. Các phƣơng pháp này áp dụng hiệu quả để chế tạo màng mỏng hoặc lớp phủ bề mặt, tuy vậy ngƣời ta cũng có thể dùng nó để chế tạo hạt nano bằng cách chế tạo vật liệu từ đế. Tuy nhiên phƣơng pháp này không hiệu quả lắm để có thể chế tạo ở quy mô thƣơng mại.

1.1.3.4. Phương pháp hình thành từ pha khí (gas-phase)

Gồm các phƣơng pháp nhiệt phân (flame pyrolysis), nổ điện (electro- explosion), đốt laser (laser ablation), bốc bay nhiệt độ cao, plasma. Nguyên tắc của phƣơng pháp này là hình thành vật liệu nano từ pha khí. Nhiệt phân là phƣơng pháp có từ rất lâu, đƣợc dùng để chế tạo các vật liệu đơn giản nhƣ carbon, silicon. Phƣơng pháp đốt laser thì có thể tạo đƣợc nhiều loại vật liệu nhƣng lại chỉ giới hạn trong phòng thí nghiệm vì hiệu suất của chúng thấp. Phƣơng pháp plasma một chiều và xoay chiều có thể dùng để tạo rất nhiều vật liệu khác nhau nhƣng lại không thích hợp để tạo vật liệu hữu cơ vì nhiệt độ của nó có thể lên đến 900oC. Phƣơng pháp hình thành từ pha khí dùng chủ yếu để tạo lồng carbon (fullerene) hoặc ống carbon, rất nhiều các công ty dùng phƣơng pháp này để chế tạo mang tính thƣơng mại.

Có nhiều các phƣơng pháp để chế tạo vật liệu nano, nhƣng trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bằng phƣơng pháp sol-gel.

1.1.3.5. Phương pháp sol- gel

Trong những năm gần đây phƣơng pháp sol-gel phát triển rất mạnh và

là một cụng cụ hữu hiệu cho công nghệ tổng hợp vật liệu nano.

Phƣơng pháp sol-gel do R.Roy đề xuất năm 1956 cho phép trộn lẫn các chất ở qui mô nguyên tử do đó sản phẩm thu đƣợc có độ đồng nhất và độ tinh khiết cao, bề mặt riêng lớn, sự phân bố kích thƣớc hạt hẹp. Sơ đồ tổng hợp oxit theo phƣơng pháp sol-gel đƣợc biểu diễn trên hình:

Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp oxit bằng phƣơng pháp sol-gel.

Khái niệm về sol và gel

Sol: là hệ phân tán vi dị thể rắn phân tán trong lỏng, trong đó các hạt

của pha phân tán có kích thƣớc d = 10-9 - 10-7 nm.

Gel: là hệ phân tán vi dị thể lỏng phân tán trong rắn và rắn phân tán

trong lỏng.

Trong đó: + Rắn: tạo thành khung ba chiều.

+ Lỏng: nằm trong lỗ hổng của khung đó.

Phƣơng pháp sol-gel đƣợc phát triển rất đa dạng, có thể quy tụ theo ba

hƣớng chính sau:

- Thủy phân các muối.

- Theo con đƣờng tạo phức.

- Thủy phân các alkoxide

Phƣơng pháp sol-gel theo con đƣờng thủy phân các alkoxide

Các alkoxide có công thức tổng quát là M(OR)n . Trong đó:

Mn+: là ion kim loại hoặc phi kim có tính ái điện tử.

R: gốc alkyl (có thể no hoặc không no, mạch thẳng hay mạch nhánh).

n: số oxi hóa của M.

O: oxi đƣợc đính trực tiếp vào M.

Các alkoxide phản ứng với nƣớc rất mạnh theo phƣơng trình sau:

M(OR)n + nH2O  M(OH)n + nROH

Trong thực tế, phản ứng trên xảy ra rất phức tạp và đƣợc quy thành hai quá trình chính là: quá trình thủy phân và quá trình ngưng tụ.

Quá trình thủy phân alkoxide M(OR)n

Quá trình thủy phân theo cơ chế thế ái nhân SN:

Giai đoạn (a) là cộng ái nhân (An), các tác nhân ái nhân (nucleophile) tấn công vào nhân Mn+ của alkoxide. Giai đoạn (b) hình thành trạng thái chuyển tiếp. Sau đó là giai đoạn (c) vận chuyển proton từ phân tử nƣớc sang nhóm RO. Giai đoạn (d) là giai đoạn loại rƣợu ROH. Các quá trình trên xảy ra thuận lợi khi:

- Tính chất ái nhân của phân tử đi vào (H2O) và tính chất ái điện tử của

M lớn.

- Tính chất đi ra của phân tử bị loại (ROH) lớn. Tốc độ thế ái nhân phụ thuộc vào: Sự không bão hòa phối trí của nguyên tử kim loại trong alkoxide. Sự không bão hòa phối trí N-Z càng lớn thì năng lƣợng hoạt hóa của giai đoạn cộng ái nhân càng thấp. Trong đó: N là số phối trí, Z là số oxi hóa.

- Khả năng vận chuyển proton ở trạng thái chuyển tiếp (b): proton càng

linh động thì năng lƣợng hoạt hóa của quá trình vận chuyển càng thấp.

Quá trình ngƣng tụ

Quá trình này xảy ra rất phức tạp ngay sau khi sinh ra nhóm hydroxo. Tuỳ thuộc vào điều kiện thực nghiệm có thể xảy ra ba cơ chế cạnh tranh nhau: cơ chế Alkoxolation, oxolation và olation.

Alkoxolation Phản ứng tạo thành cầu nối oxo bằng cách loại phân tử rƣợu:

Về cơ bản quá trình này giống quá trình thủy phân. Nhiệt động học và động học của phản ứng do cùng các thông số nhƣ đối với sự thủy phân chi phối.

Oxolation

Phản ứng tạo thành cầu nối oxo bằng cách loại phân tử nƣớc:

Cơ chế này giống cơ chế alkoxolation nhƣng R đƣợc thay thế bằng H.

Olation

Cơ chế olation có sự hình thành cầu nối hydroxo do loại phân tử dung

môi.

- Cơ chế này xảy ra khi trong alkoxide sự bão hòa phối trí chƣa đƣợc

thoả mãn (NZ > 0).

- Dung môi có thể là H2O, ROH tuỳ thuộc vào nồng độ của nƣớc có

trong môi trƣờng.

Nhƣ vậy bốn phản ứng: thủy phân, alkoxolation, oxolation, olation tham gia vào sự biến đổi alkoxide thành khung oxit. Do đó cấu trúc, hình thái học của các oxit thu đƣợc phụ thuộc rất nhiều vào sự đóng góp tƣơng đối của mỗi phản ứng. Sự đóng góp này có thể tối ƣu hóa bằng sự điều chỉnh điều kiện thực nghiệm liên quan đến:

- Thông số nội: bản chất của kim loại và các nhóm alkyl, cấu trúc của

alkoxide. - Thông số ngoại: tỉ số thủy phân h = H2O/alkoxide, xúc tác, nồng độ, dung môi và nhiệt độ.

Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sol-gel

- Bản chất của nguyên tố M

- Bản chất của nhóm alkyl: Tốc độ của phản ứng thủy phân phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của nhóm alkyl. đối với alkoxide của Si và Ti kết quả nghiên cứu cho thấy khi kích thƣớc của nhóm alkyl tăng lên thì tốc độ thủy phân giảm:

Ảnh hƣởng của kích thƣớc và cấu trúc của nhóm alkyl đƣợc giải thích bằng sự cản trở không gian. Nếu gốc R càng cồng kềnh thì sự xoay phân tử tạo điều kiện cho H2O tấn công vào nhân Si4+ càng khó khăn.

- Tỉ số thủy phân (r): Tỉ số thủy phân r đƣợc tính bằng

[H2O]/[alkoxide]. Nói chung khi r tăng thì tốc độ thủy phân tăng.

- Xúc tác: Thƣờng dùng xúc tác axít cho quá trình thủy phân, còn bazơ

cho quá trình ngƣng tụ.

- Dung môi: Dung môi đƣợc sử dụng làm môi trƣờng hòa tan các chất không trộn lẫn với nhau. Khi dùng dung môi ta có thể kiểm soát đƣợc nồng độ của các chất tham gia phản ứng.

- Nhiệt độ: Thực nghiệm cho thấy, khi nhiệt độ tăng sẽ làm tăng sự

thủy phân và ngƣng tụ và do đó thời gian gel hóa sẽ ngắn.

1.2. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN Bacillus subtilis

1.2.1. Giới thiệu chung về nhóm vi khuẩn PGPR

Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trƣởng thực vật (Plant growth promoting rhizobacteria – PGPR) là những vi khuẩn phân bố tự do trong đất, sinh sống xung quanh hoặc trên bề mặt rễ, cộng sinh bên trong rễ, trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia việc kích thích sinh trƣởng và phát triển của thực vật thông qua sản xuất và tiết ra những chất hóa học khác nhau ở xung quanh vùng rễ. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật nội sinh để bảo vệ cây trồng là vấn đề rất quan trọng và đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới quan tâm.

Các PGPR nổi bật gồm thành viên của các chi Arthrobacter, Azoarcus, Azospirillum, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Gluconacetobacter, Herbaspirillum, Klebsiella, Paenibacillus, Pseudomonas, Serratia,…

1.2.2. Vai trò PGPR trong kích thích sinh trƣởng thực vật

Các nghiên cứu về vi khuẩn PGPR tập trung nhiều vào vai trò tăng khả năng chống chịu với điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt của nhóm vi khuẩn PGPR. Chaiharn và Lumyong đã phân lập đƣợc tổng cộng có 216 phân lập vi khuẩn hòa tan phosphate đƣợc phân lập từ đất trồng lúa khác nhau ở miền Bắc Thái Lan [18]. Những chủng này đƣợc sàng lọc invitro cho các hoạt động thúc đẩy tăng trƣởng thực vật của chúng nhƣ hòa tan phosphate vô cơ, amoniac (NH3), catalase và hoạt động enzyme làm thoái hóa tế bào. Kết quả cho thấy 100% phosphate hòa tan vô cơ, 77,77% sản xuất NH3 và hầu hết các chủng phân lập đều dƣơng tính với catalase. Ngoài ra, một số chủng cũng sản

sinh ra các enzim làm thoái hóa tế bào nhƣ protease (7%), chitinase (1%), cellulase (3%) và β-glucanase. Các chủng phân lập có thể biểu hiện nhiều hơn hai hoặc ba đặc tính thúc đẩy tăng trƣởng thực vật (PGP), có thể thúc đẩy tăng trƣởng thực vật trực tiếp hoặc gián tiếp. Đặc biệt, nghiên cứu còn cho thấy, chủng Acinetobacter CR 1.8. có thể phát triển ở nồng độ muối lên tới 25%.

Gần đây, nghiên cứu hoạt động của hỗn hợp vi khuẩn nội sinh Pseudomonas pseudoalcaligenes) và vi khuẩn vùng rễ (Bacillus pumilus) trên Oryza sativa L. với cũng cho thấy phản ứng tốt trong việc chống lại các tác động bất lợi của độ mặn [19].

Một nghiên cứu khác cũng cho thấy vai trò tƣơng tự của PGPR. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hƣởng của khả năng chịu mặn của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens NBRISN13 (SN13) trên cây lúa trong điều kiện thủy canh và đất bị nhiễm mặn. SN13 tăng khả năng sinh trƣởng của thực vật và khả năng chịu mặn (NaCl 200 mM) [20].

Hình 1.6. Các cơ chế đã biết của vi khuẩn PGPR Bacillus spp. đối với cây trồng [21] [22]

(1) Biofertilizer (cố định đạm, sản sinh siderophore và hòa tan P trong đất);

(2) Kiểm soát sinh học đối với các tác nhân gây bệnh cây trồng (đối kháng ức chế các tác nhân gây bệnh, sản sinh enzyme lytic và cơ chế kích kháng trên cây trồng).

- Sử dụng phân bón vi sinh đa chức năng với các vi khuẩn Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) có khả năng tăng dinh dƣỡng và chức năng tự nhiên vốn có của đất trồng giúp tiết kiệm phân bón vô cơ và tăng sức đề kháng tự nhiên của cây trồng dẫn tới giảm lƣợng thuốc BVTV sử dụng đối với cây trồng.

- Vi khuẩn nội ký sinh thực vật (Endophytic bacteria) đƣợc tìm thấy trong hầu hết ở các loài thực vật, chúng cƣ trú ở trong nội mô của thực vật ký chủ và giữa chúng hình thành một loạt các mối quan hệ khác nhau nhƣ cộng sinh tƣơng hỗ, công sinh dinh dƣỡng, hội sinh. Endophytic bacteria khi kết hợp chức năng PGPR sẽ thúc đẩy thực vật tăng trƣởng, tăng năng suất và đóng vai trò là một tác nhân điều hòa sinh học. Endophytic PGPR bacteria sản xuất hàng loạt các sản phẩm tự nhiên có lợi cho thực vật ký chủ mà ta có thể khai thác những tác nhân đó để ứng dụng trong y học, nông nghiệp hay công nghiệp. Ngoài ra nó còn có tiểm năng loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong đất bằng cách tăng cƣờng khả năng khử độc đồng thời có khả năng sản xuất sinh khối và nhiên liệu sinh học.

Hình 1.7. Hạt nano Titanium-Bis-Ammonium-Lactato-Dihydrohyde (TiBALDH) [23]

(A); hạt nano CaptiGel trong dung môi hữu cơ

(B); hạt nano CaptiGel trong nƣớc

(C); sự hình thành bề mặt phức của hạt nano Ti với các phospholipids

(D); phƣơng trình phản ứng trên bền mặt hạt nano Ti và các phospholipids (E); sự hình thành những tập hợp vi khuẩn Bacillus spp từ sự kích ứng của hạt nano Ti (F).

1.2.3. Vi khuẩn Bacillus subtilis

1.2.3.1. Đặc điểm phân loại

Theo phân loại của Bergey (1994) thuộc:

Bộ: Eubacteriales

Họ: Bacillaceae

Giống: Bacillus

Loài: Bacillus subtilis

1.2.3.2. Đặc điểm phân bố

B. subtilis là vi khuẩn thƣờng có mặt trong nƣớc, đất, không khí, xác bã thực vật thối rữa và cả trong đƣờng tiêu hóa của ngƣời và động vật. B. subtilis hiện diện trong đất với một số lƣợng phổ biến là 106 – 107 CFU/g. Vi khuẩn này có khả năng sinh bào tử để có thể chịu đựng các điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và những thay đổi bất lợi của môi trƣờng sống. Thông thƣờng có khoảng 60% số lƣợng B. subtilis trong đất tồn tại ở trạng thái này [24].

1.2.3.3. Đặc điểm hình thái

B. subtilis là trực khuẩn nhỏ, hai đầu tròn, bắt màu tím Gram dƣơng, kích thƣớc 0.5 – 0,8 µm x 1,5 – 3 µm, đứng đơn lẻ hay tạo thành chuỗi ngắn. Vi khuẩn có khả năng di động, có 8 – 12 chiên mao, sinh bào tử hình bầu dục nhỏ hơn tế bào vi khuẩn và nằm giữa tế bào. Bào tử B. subtilis phát triển bằng cách nảy chồi do sự nứt của vỏ, không kháng acid, có khả năng chịu nhiệt, chịu ẩm, tia tử ngoại, phóng xạ,… [25].

Hình dạng của vi khuẩn trên môi trƣờng TSA (Trypcase Soya Agar) là khuẩn lạc dạng tròn, rìa răng cƣa không đều, đƣờng kính 3 – 5 mm, màu vàng xám, tâm sẫm màu. Sau 1- 4 ngày bề mặt nhăn nheo, màu hơi ngả nâu. Trên môi trƣờng canh TSB (Trypton Soya Broth), B. subtilis phát triển làm đục môi trƣờng, tạo màng nhăn, lắng cặn kết lại nhƣ vẩn mây ở đáy, khó tan khi lắc đều.

1.2.3.4. Đặc điểm sinh hóa [26]

Trong đó: + có hoạt tính - không có hoạt tính

1.2.3.5. Các chất kháng sinh do Bacillus subtilis tổng hợp

Subtilin

Subtilin có khả năng chịu nhiệt rất cao, không mất hoạt tính khi hấp autoclave ở pH 2, tác động của subtilin là ức chế sự phát triển của vi sinh vật bằng cách gắn với màng nguyên sinh chất bằng tƣơng tác giữa điện tử tự do sinh ra bởi sự dehydrate với các nhóm sulfhydyl trên màng nguyên sinh chất làm ảnh hƣởng đến hệ thống vận chuyển các chất có trọng lƣợng phân tử nhỏ và hệ thống trao đổi proton.

Subtilosin

Subtolosin là bacteriocin có tính kháng khuẩn mạnh đối với Listeria monocytogenes và Bacillus cereus. Sublancin Sublancin không tác động với vi khuẩn gram âm nhƣng có khả năng đối kháng mạnh với vi khuẩn gram dƣơng kể cả tế bào sinh dƣỡng lẫn bào tử. Sublancin là bacteriocin rất bền, bảo quản ở nhiệt độ thƣờng trong thời gian 2 năm không mất hoạt tính.

TasA

TasA có phổ kháng khuẩn rộng đƣợc tổng hợp và tiết vào môi trƣờng 30 phút sau khi quá trình tạo bào tử đƣợc bắt đầu, đồng thời TasA cũng đƣợc chuyển vào giữa lớp màng kép của tiền bào tử sau đó định vị trong lớp petidoglycan vách của lõi bào tử, TasA giúp cho Bacillus subtilis chiếm ƣu thế trong quá trình tạo bào tử và nảy mầm.

Surfactin

Surfactin có tính đối kháng mạnh với vi khuẩn, virut và kháng lại các tế bào ung thƣ nhƣng ít tác động đối với nấm. Tác động của surfactin làm ức chế các kênh chuyển ion trên lớp màng lipid kép đồng thời ức chế hoạt tính của một số enzyme.

Bacilysocin

Bacilysocin là kháng sinh có bản chất phospholipid có tính kháng

khuẩn mạnh với nấm đƣợc phát hiện đầu tiên trên Bacillus subtilis.

1.2.3.6. Tính đối kháng của Bacillus subtilis

Với vi sinh vật gây bệnh

Hình thức đối kháng chủ yếu của Bacillus subtilis đối với vi sinh vật gây bệnh là cạnh tranh dinh dƣỡng và tiết kháng sinh. Tác dụng chủ yếu của kháng sinh đối với vi khuẩn có thể biểu hiện ở 3 hƣớng chủ yếu sau:

 Làm ngừng tổng hợp thành (màng) tế bào hay làm tan màng tế bào vi khuẩn và do đó phá hủy tính chất thẩm thấu của tế bào, các ion Mg2+, Na+, Ca2+ thoát ra ngoài, tế bào chết.

 Ảnh hƣởng quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn. Chất kháng sinh có thể phong bế quá trình tổng hợp protein bằng cách ngăn cản ribosome tổng hợp chuỗi polypeptid hay đƣa đến tổng protein bất thƣờng.

 Ảnh hƣởng đối với acid acetic cụ thể là phá hủy sự trao đổi của ADN và ARN bằng cách ức chế men RNA polymerase hay gắn vào các base làm đứt đoạn chuỗi xoắn kép ADN.

Thực tế khi nuôi cấy nấm bệnh có sự hiện diện của Bacillus subtilis với một số lƣợng lớn sẽ xảy ra cạnh tranh dinh dƣỡng, cạnh tranh không gian sinh sống giữa vi khuẩn và nấm. Do vi khuẩn phát triển nhanh hơn (trong 24 giờ) sẽ sử dụng phần lớn chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng, đồng thời tạo ra một số loại kháng sinh nên sự sinh trƣởng của nấm bị ức chế.

Với đồng loại

Trong môi trƣờng dinh dƣỡng bị cạn kiệt, Bacillus subtilis đã tạo ra chất kháng sinh giết chết những tế bào vi khuẩn bên cạnh chƣa bắt đầu quá trình này nhằm tiêu thụ chất dinh dƣỡng giải phóng từ các tế bào này với mục đích kéo dài thời kỳ trƣớc khi tạo bào tử.

1.3. CÂY LÚA VÀ DƢA LƢỚI

1.3.1. Tổng quan về cây lúa

Nguồn gốc cây lúa

Đến nay, có nhiều giả thiết khác nhau về nguồn gốc của chi Lúa trên trái đất, nhƣng hầu hết đều thừa nhận rằng các loài lúa hoang dại đã xuất hiện từ thời tiền sử của trái đất (thời Gondwana). Theo công bố của Chang và cộng sự, O.sativa xuất hiện đầu tiên ở dãy Himalaya, Miến Điện, Lào, Việt Nam và Trung Quốc [27]. Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lƣu vực sông Hoàng Hà và sông Dƣơng Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó biến thành chủng Japonica. Lúa đƣợc hình thành ở Indonesia và là sản phẩm của quá trình chọn lọc từ Indica.

Ở Việt Nam, theo kết quả khảo sát nguồn gen cây lúa những năm gần đây tìm thấy các loài lúa dại mọc nhiều ở vùng Tây Bắc, Nam Trung bộ, đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nguyên là các loài O.granulata, O.nivara, O.ridleyi, O.rufipogon. Với điều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam cũng có thể là cái nôi hình thành cây lúa nƣớc. Từ lâu, cây lúa đã trở thành cây lƣơng thực chủ yếu có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế và xã hội của nƣớc ta.

Lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ lúa dại. Việc xác định trực tiếp tổ tiên của cây lúa trồng ở Châu Á (Oryza sativa) vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau. Một số tác giả nhƣ Đinh Dĩnh, Bùi Huy Đáp, Đinh Văn Lữ,… cho rằng: Oryza fatua là loài lúa dại gần nhất và đƣợc coi là tổ tiên của lúa trồng hiện nay.

Phân loại cây lúa

Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) trƣớc đây đã nghiên cứu và xếp lúa trồng ở châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hòa thảo (graminae), có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24. Theo Trần Văn Đạt, Kato là ngƣời đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học về phân loại dƣới loài của lúa trồng châu Á dựa trên các đặc điểm hình thái [28]. Tùy theo các đặc điểm và tiêu chí khác nhau mà các nhà khoa học phân loại cây lúa theo các quan điểm khác nhau, phân loại cây lúa nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nguồn gen để phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống cây trồng. Nhiều tƣ liệu đƣa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng hiện nay, tuy nhiên theo. Khush, sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới đƣợc thể hiện trong sơ đồ, nhƣ sau [29]

Đặc điểm hình thái

Cây lúa có chiều cao từ 1,0 - 1,8 m, với các lá mỏng, hẹp khoảng 2 - 2,5 cm và dài 50 – 100 cm. Tuỳ thời kì sinh trƣởng, phát triển mà lá lúa có màu khác nhau. Khi lúa chín ngả sang màu vàng. Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 35 – 50 cm.

Hình 1.8. Hình ảnh cây lúa trên ruộng

Đặc điểm sinh trưởng

Thời gian sinh trƣởng của cây lúa: Tính từ lúc hạt lúa nẩy mầm đến lúc

 Thời gian sinh trƣởng ruộng lúa cấy = Thời gian ruộng mạ + Thời gian

thu hoạch (dao động khoảng 90 - 180 ngày đối với các giống lúa hiện trồng).

 Thời gian sinh trƣởng ruộng lúa gieo thẳng = Thời gian lúc thu hoạch -

ruộng cấy.

lúc gieo hạt

Nếu tính theo thời kỳ sinh trƣởng thì cây lúa có 3 thời kỳ sinh trƣởng chính:

- Thời kỳ sinh trƣởng sinh dƣỡng: tính từ lúc hạt thóc nảy mầm đến khi bắt đầu vào giai đoạn phân hoá hoa lúa (trên thực tế ngƣời ta tính từ khi gieo mạ, cấy lúa, cây lúa đẻ nhánh tới số nhánh tối đa).

- Thời kỳ sinh trƣởng sinh thực: tính từ lúc bắt đầu phân hoá hoa lúa đến khi lúa trỗ bông và thụ tinh (bao gồm từ: làm đòng - phân hoá đòng, đến trỗ bông - bông lúa thoát khỏi lá đòng, nở hoa, tung phấn, thụ tinh.

- Thời kỳ chín: sau khi thụ tinh, bông lúa bƣớc vào kỳ chín, kết thúc thời

kỳ này là bông lúa chín hoàn toàn, sau đó tiến hành thu hoạch hạt thóc.

Phân loại theo quan điểm canh tác học

Quá trình thuần hóa và thích nghi với điều kiện sống và điều kiện canh

tác khác nhau, cây lúa trồng đƣợc phân thành các nhóm:

Lúa có tƣới: Lúa đƣợc trồng trên những cánh đồng có công trình thủy

lợi, chủ động về nƣớc tƣới trong suốt thời gian sinh trƣởng, phát triển.

Lúa nƣớc sâu: Lúa đƣợc trồng trên những cánh đồng thấp, không có khả năng rút nƣớc sau mƣa hoặc lũ. Tuy nhiên, nƣớc không ngập quá 10 ngày và nƣớc không cao quá 50 cm.

Lúa nổi: Lúa đƣợc gieo trồng trƣớc mùa mƣa; khi mƣa lớn, cây lúa đã đẻ nhánh; khi nƣớc lên cao cây lúa vƣơn khỏi mặt nƣớc khoảng 10 cm/ngày để ngoi theo. Ở Việt Nam tồn tại cả 4 nhóm lúa nhƣ nêu trên.

Lúa cạn: Lúa đƣợc trồng trên đất cao, không có khả năng giữ nƣớc, cây lúa sống hoàn toàn nhờ nƣớc trời trong suốt quá trình sinh trƣởng, phát triển. Theo Nguyễn Văn Hoan, cho đến nay phân loại lúa theo hệ thống phân loại học thực vật của loài lúa trồng Oryza sativa L. đã đạt đƣợc sự thống nhất [30].

Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: loài Oryza sativa L. gồm 3 loại phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến chủng. Theo cấu tạo của tinh bột còn phân biệt lúa nếp (glutinosa) và lúa tẻ (utilissma). Tuy nhiên theo định luật về dãy biến dị tƣơng đồng của Vavilov. N. I thì cây lúa vẫn tiếp tục tiến hóa và nhiều biến chủng mới vẫn tiếp tục xuất hiện. Vì vậy, các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu, tập hợp và bổ sung thêm cho hệ thống phân loại này.

Phân loại theo điều kiện sinh thái

Lúa trồng thành hai nhóm lớn là Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên). Lúa tiên thƣờng phân bố ở vĩ độ thấp nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Indonesia... là loại hình cây to, lá nhỏ xanh nhạt, bông xòe, hạt dài, vỏ trấu mỏng, cơm khô nở nhiều, chịu phân kém, dễ lốp đổ nên có năng suất thấp. Lúa cánh thƣờng phân bố ở vĩ độ cao, nhƣ: Nhật Bản, Triều Tiên, Bắc Trung Quốc, châu Âu... là loại hình cây có lá to, xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, cơm thƣờng dẻo, ít nở, thích nghi với điều kiện thâm canh, chịu phân tốt, thƣờng thu hoạch cho năng suất cao.

Phân loại theo địa lý

Theo Nguyễn Văn Hoan, phân chia lúa trồng thành các nhóm sinh thái

địa lý, nhƣ sau [30]:

Nhóm Đông Á: Bao gồm Triền Tiên, Nhật Bản, phía Bắc Trung Quốc.

Đặc trƣng của nhóm là chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng.

Nhóm Trung Á: Bao gồm các nƣớc Trung Á. Đặc điểm nổi bật của lúa vùng này là hạt to, khối lƣợng 1000 hạt đạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng khá.

Nhóm Iran: Gồm toàn bộ các nƣớc Trung Đông xung quanh Iran. Đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh tốt, hạt gạo to, đục, cơm dẻo.

Nhóm Nam Á: Bắt đầu từ Pakistan sang vùng bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam. Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này là chịu lạnh kém, phần lớn có hạt dài và nhỏ.

Nhóm Philippin: Nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh. Toàn

bộ vùng Đông Nam Á, miền Nam Việt Nam nằm trong nhóm này.

Nhóm châu Âu: Bao gồm các nƣớc trồng lúa ở châu Âu nhƣ: Nga, Italia, Bungaria.... Đây là nhóm sinh thái với các loại hình japonica chịu lạnh, hạt to, cơm dẻo, chịu nóng kém.

Nhóm châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima. Nhóm châu Mỹ La Tinh: Gồm các nƣớc Trung Mỹ và Nam Mỹ. Nhóm lúa cao cây, thân to, hạt gạo lớn, gạo trong và dài, chịu ngập và chống đổ tốt.

1.3.2. Tổng quan về cây dƣa lƣới

Dƣa lƣới (Cucumis melo L.) thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae) là rau ăn quả có thời gian sinh trƣởng ngắn (85 - 90 ngày, tùy từng thời vụ và giống cây trồng), trồng đƣợc nhiều vụ trong năm với năng suất khá cao.

Hình 1.9. Cây dƣa lƣới trồng trong nhà kính

Hiện nay dƣa lƣới đƣợc trồng khắp nơi trên thế giới, chủ yếu bán tƣơi và đƣợc xem là loại thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao. Không những thế, thành phần của dƣa lƣới có chứa chất chống oxy hóa dạng polyphenol, có khả năng phòng chống ung thƣ và tăng cƣờng hệ miễn dịch, nhiều chất xơ nên có

tác dụng nhuận trƣờng, chống táo bón và là nguồn phong phú beta-carotene, acid folic, kali và vitamin C, A giúp điều hòa huyết áp, ngừa sỏi thận, lão hóa xƣơng, …

Ở nƣớc ta, hiện có nhiều loại dƣa lƣới. Ngoài các giống dƣa lƣới truyền thống đƣợc trồng từ lâu nhƣ dƣa trắng Hà Nội, dƣa mật Bắc Ninh, dƣa vàng Hải Dƣơng trái nhỏ, thơm, ngọt, thì những năm gần đây, Công ty Giống cây trồng Nông Hữu đã đƣa vào sản xuất một số giống lai F1 nhập nội cho năng suất cao (35 tấn/ha), thơm ngon, độ đƣờng (Brix) cao từ 15 - 18 độ, quả to, màu sắc phong phú, chống chịu một số bệnh nứt dây và thối vi khuẩn. Chu Phấn và Taki là hai giống đã đƣợc khảo nghiệm và đánh giá phù hợp với điều kiện nhà màng. Taki có độ Brix cao, có khả năng kháng bệnh tốt hơn nên đƣợc khuyến khích trồng nhiều hơn. Một số giống dƣa lƣới đƣợc lai tạo phổ biến nhƣ Dƣa Vân là dƣa ƣu thế lai F1 do Công ty Vimorint Cộng hòa Pháp lai tạo và sản xuất; dƣa lƣới Hami (Cucumis melo var. saccharinus) có nguồn gốc từ Tân Cƣơng, Trung Quốc…

Hiện nay nhu cầu thị trƣờng trên thế giới và trong nƣớc thì lƣợng cầu lớn hơn cung, ở nƣớc ta chỉ có vài công ty sản xuất dƣa lƣới đảm bảo chất lƣợng nhƣng quy mô nhỏ và tiêu chuẩn sản xuất chƣa cao nên chƣa thể đáp ứng cho thị trƣờng trong nƣớc. Dƣa lƣới yêu cầu một lƣợng dinh dƣỡng lớn đặc biệt là cần tơi xốp và tƣới nƣớc thƣờng xuyên, vì vậy cần áp dụng và phát triển kĩ thuật vào trong sản xuất để đạt hiệu quả cao.

CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO

2.1.1. Nguyên vật liệu và thiết bị

2.1.1.1. Hóa chất

 Titanium Isopropoxide (TTIP): Ti[OCH(CH3)2]4 97%, Sigma -

Aldrich

 Tetraetyl orthosilicat (TEOS): Si(OC2H5)4 98%, Sigma - Aldrich  Polyethylene glycol 400 (PEG 400) 99%, Merk  Amoniac (NH3) 25%, Merk  Ethanol  Methanol  Nƣớc cất 2 lần

Các hóa chất dùng trong tổng hợp đều là các sản phẩm thƣơng mại với

độ sạch đạt tiêu chuẩn phân tích.

2.1.1.2. Thiết bị

 Cân phân tích  Máy khuấy từ  Bể rung siêu âm  Máy khuấy đũa  Ống đong  Cốc thủy tinh  Buret  Các thiết bị khác

2.1.2. Phƣơng pháp

2.1.2.1. Phương pháp tổng hợp nano TiO2, SiO2

 Tổng hợp nano TiO2

Tiền chất đƣợc lựa chọn sử dụng chế tạo nano TiO2 là Titanium

Isopropoxide (TTIP): Ti[OCH(CH3)2]4.

Cơ chế phản ứng:

Ti[OCH(CH3)2]4 + 4H2O → Ti(OH)4 + 4CH(CH3)2OH

Ti(OH)4 → TiO2 + 2H2O

Trong quá trình phản ứng, các chất bọc đƣợc thêm vào để tạo sự ổn

định và phân tán của hạt nano TiO2.

Quy trình tổng hợp chung đƣợc mô tả theo sơ đồ:

H2O/dung môi TTIP/dung môi

Ti(OH)4

+ chất bọc Siêu âm, to

Nano TiO2

Bước 1: Hòa TTIP vào 50 ml ethanol thu đƣợc dung dịch tiền chất - dung dịch 1.

Bước 2: Hòa H2O vào 50 ml ethanol thu đƣợc dung dịch 2.

Bước 3: Hòa 100 ml PEG 400 trong 400 ml ethanol thu đƣợc dung dịch 3 là môi trƣờng phản ứng.

Bước 4: Nhỏ đồng thời dung dịch 1 và dung dịch 2 vào dung dịch 3, thời gian nhỏ 3 giờ, cốc phản ứng đƣợc đặt trong bể siêu âm 37 kHz, nhiệt độ 80o C, khuấy cơ 350 rpm.

Bước 5: Sau khi hết dung dịch 1 và dung dịch 2, tiếp tục siêu âm 15 giờ. Trong quá trình phản ứng bổ sung ethanol để duy trì thể tích cốc phản ứng.

Bước 6: Ngƣng bổ sung ethanol, tiếp tục gia nhiệt, siêu âm và khuấy cơ để loại bỏ ethanol trong cốc phản ứng, thu sản phẩm.

Các yếu tố đƣợc khảo sát bao gồm lƣợng TTIP (dung dịch 1) và H2O (dung dịch 2) tham gia phản ứng:

STT Ký hiệu mẫu TTIP (g) H2O (g)

1 T1 4,0 1,0

2 T2 8,0 2,0

3 T3 12,0 3,0

4 T4 16,0 4,0

 Tổng hợp nano SiO2

Tiền chất đƣợc lựa chọn sử dụng chế tạo nano SiO2 là Tetraetyl

orthosilicat – TEOS, Si(OC2H5)4.

Cơ chế phản ứng:

Si(OC2H5)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4C2H5OH

Si(OH)4 → SiO2 + 2H2O

Trong quá trình phản ứng, các chất bọc đƣợc thêm vào để tạo sự ổn

định và phân tán của hạt nano SiO2.

Quy trình tổng hợp chung đƣợc mô tả theo sơ đồ:

NH3/H2O/dung môi TEOS/dung môi

Si(OH)4

+ chất bọc

Siêu âm, to

Nano SiO2

Bước 1: Hòa TEOS vào 50 ml ethanol thu đƣợc dung dịch tiền chất - dung dịch 1.

Bước 2: Hòa H2O vào 50 ml ethanol thu đƣợc dung dịch 2.

Bước 3: Hòa 100 ml PEG 400 trong 400 ml ethanol, thêm NH3 đến khi pH ~ 13 thu đƣợc dung dịch 3 là môi trƣờng phản ứng.

Bước 4: Nhỏ đồng thời dung dịch 1 và dung dịch 2 vào dung dịch 3, thời gian nhỏ 4 giờ, cốc phản ứng đƣợc đặt trong bể siêu âm 37 kHz, nhiệt độ 80 oC, khuấy cơ 350 rpm.

Bước 5: Sau khi hết dung dịch 1 và dung dịch 2, tiếp tục siêu âm 15 giờ. Trong quá trình phản ứng bổ sung ethanol, NH3 để duy trì môi trƣờng phản ứng.

Bước 6: Ngƣng bổ sung ethanol, tiếp tục gia nhiệt, siêu âm và khuấy cơ để loại bỏ ethanol trong cốc phản ứng, thu sản phẩm.

Các yếu tố đƣợc khảo sát bao gồm lƣợng TEOS (dung dịch 1) và H2O (dung ứng: dịch tham phản gia 2)

STT Ký hiệu mẫu TEOS (g) H2O (g)

1,0 0,5 1 S1

2,0 1,0 2 S2

4,0 2,0 3 S3

6,0 3,0 4 S4

2.1.2.2. Phương pháp đánh giá cấu trúc hạt

 Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua đƣợc sử dụng để nghiên

cứu hình dáng, kích thƣớc, phân bố kích thƣớc hạt của sản phẩm thu đƣợc.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc của kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Thiết bị làm việc theo nguyên tắc phóng đại nhờ các thấu kính, ánh sáng tới là tia điện tử có bƣớc sóng ngắn vào cỡ 0,05 Ǻ và thấu kính cho điện tử thƣờng là thấu kính điện từ có tiêu cự f thay đổi đƣợc. Phƣơng pháp này

cho ta độ phân giải cỡ 2÷3 Ǻ . Một nhƣợc điểm cơ bản của hiển vi điện tử truyền qua là mẫu nghiên cứu phải là lát cực mỏng (<0,1mm) nhƣng lại phải đủ dày để tồn tại ở dạng rắn, ít nhất là vài chục vài trăm lớp nguyên tử. Nhƣ vậy ứng với mỗi điểm trên ảnh hiển vi điện tử truyền qua là những cột điện tử trên mẫu (chiều cao của cột nguyên tử là chiều dày trên mẫu).

Trong luận văn này, ảnh TEM đƣợc ghi trên máy JEM 2100 – Phòng

hiển vi điện tử - Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công nghệ Việt Nam.

Hình 2.2. Thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

Nguyên lý cơ bản của kính hiển vi điện tử quét là dùng các chùm điện tử để tạo ảnh mẫu nghiên cứu, ảnh đó khi đến màn hình huỳnh quang có thể đạt độ phóng đại theo yêu cầu. Chùm điện tử đƣợc tạo ra từ catốt (súng điện tử) qua 2 tụ quang sẽ đƣợc hội tụ trên mẫu nghiên cứu đặt trong buồng chân không. Chùm điện tử này đƣợc quét đều trên mẫu. Khi chùm điện tử đập vào mẫu, trên bề mặt mẫu phát ra các điện tử thứ cấp. Mỗi một điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi thành tín hiệu ánh sáng, chúng đƣợc khuyếch đại, đƣa vào mạng lƣới điều khiển tạo độ sáng trên màn ảnh. Mỗi điểm trên mẫu nghiên cứu cho một điểm trên màn ảnh. Độ sáng tối trên màn ảnh tùy thuộc vào lƣợng điện tử thứ cấp phát ra và tới bộ thu, phụ thuộc vào trạng thái bề mặt mẫu nghiên cứu.

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên tắc của kính hiển vi điện tử quét (SEM)

Kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh của bề mặt mẫu với độ phân giải cao bằng cách sử dụng một chùm điện tử hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu đƣợc thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tƣơng tác của chùm điện tử với bề mặt của mẫu. Các chùm điện tử đƣợc phát ra từ súng phóng điện tử (có thể là phát xạ nhiệt hay phát xạ trƣờng…), sau đó đƣợc tăng tốc. Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thƣờng chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bƣớc sóng quá nhỏ vào một điểm kích thƣớc nhỏ sẽ rất khó khăn. Điện tử đƣợc phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nano-mét) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện. Khi điện tử tƣơng tác với bề mặt mẫu, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích đƣợc thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này. Các bức xạ chủ yếu gồm: điện tử thứ cấp, điện tử tán xạ ngƣợc. Chùm điện tử thứ cấp có năng lƣợng thấp (thƣờng nhỏ hơn 50 eV) đƣợc ghi nhận bằng ống nhân quang nhấp nháy. Vì chúng có năng lƣợng thấp nên chủ yếu là các điện tử phát ra từ bề mặt mẫu với độ sâu chỉ vài nano-mét, do vậy chúng tạo ra ảnh hai chiều của bề mặt mẫu. Đây là chế độ ghi ảnh thông dụng nhất của kính hiển vi điện tử quét. Điện tử tán xạ ngƣợc là chùm điện tử ban đầu khi tƣơng tác với bề mặt mẫu bị bật ngƣợc trở lại, do đó chúng thƣờng có năng lƣợng cao. Sự tán xạ này phụ

thuộc rất nhiều vào thành phần hóa học ở bề mặt mẫu, do đó ảnh điện tử tán xạ ngƣợc rất hữu ích cho phân tích về độ tƣơng phản thành phần hóa học.

Trong luận văn này, mẫu đƣợc phân tích trên máy chụp SEM-EDX JEOL 6610 LA, Nhật Bản, đặt tại Viện Khoa Học Vật Liệu – Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam.

Hình 2.4. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét (SEM)

 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)

Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (InfraRed Spectroscopy viết tắt là IRS) là phƣơng pháp phổ biến để nghiên cứu thông tin về cấu trúc phân tử nhanh mà không đòi hỏi tính toán phức tạp. Kỹ thuật này dựa trên hiệu ứng đơn giản là: các hợp chất hoá học có khả năng hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại (2.500 – 16.000 nm). Khi bị kích thích bởi sóng điện từ có bƣớc sóng xác định nằm trong vùng hồng ngoại, các phân tử của các hợp chất hoá học dao động (làm thay đổi moment lƣỡng cực của phân tử) với nhiều vận tốc dao động và xuất hiện dải phổ hấp thụ gọi là phổ hấp thụ bức xạ hồng ngoại.

Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý của máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

Các máy phổ hồng ngoại thế hệ mới đƣợc chế tạo theo kiểu biến đổi

Fourier (Fourier Transform InfraRed viết tắt là FT-IR).

Ở máy hồng ngoại biến đổi Fourier bộ đơn sắc đƣợc thay bằng bộ giao thoa (giao thoa kế) gồm bộ gƣơng cố định, bộ gƣơng di động và bộ phân chia chùm bức xạ. Bức xạ hồng ngoại sau khi qua giao thoa kế sẽ đi tới mẫu rồi đến detector. Detector ghi nhận sự biến đổi cƣờng độ của bức xạ theo quãng đƣờng d mà gƣơng di động thực hiện rồi chuyển tín hiệu thành tín hiệu điện. Khi đó sẽ thu đƣợc tín hiệu dƣới dạng hàm phụ thuộc của tín hiệu điện vào quãng đƣờng, E = f(d). Máy tính thực hiện phép biến đổi Fourier để chuyển hàm F ×= f(d) thành cƣờng độ bức xạ I theo nghịch đảo của quang đƣờng d (d-1). Vì d-1 chính là số sóng ν do đó thực chất là ta có hàm sự phụ thuộc của cƣờng độ bức xạ vào số sóng. Từ phổ hấp thụ hồng ngoại chúng ta có thể xác định các nhóm chức đặc trƣng và các liên kết có trong phân tử hợp chất hoá học.

Các phép đo phổ hồng ngoại trong luận văn đƣợc thực hiện trên máy

phân tích quang phổ hồng ngoại FT-IR TENSOR II, hãng Bruker, Đức.

Hình 2.6. Thiết bị phân tích IR

Phƣơng pháp đo tán xạ ánh sáng động học Dynamic Light

 Scattering – DLS

Phân bố kích thƣớc hạt và phân bố thế zeta của các mẫu trong luận án đƣợc xác định bằng phƣơng pháp tán xạ laser động trên thiết bị Zetasizer - Nano ZS của hãng Malvern – UK đƣợc đặt tại Viện khoa học vật liệu. Đại lƣợng đặc trƣng cho độ ổn định của hệ phân tán keo là thế Zeta (ζ).

Bảng 2.1. Sự phụ thuộc độ ổn định của hệ keo vào giá trị thế Zeta

Thế zeta (mV) Độ ổn định hạt keo

0 ÷ ±5 Kết tụ hay tập hợp thành từng đám rất nhanh

±10 ÷ ±30 Bắt đầu không ổng định

±30 ÷ ±40 Độ ổn định trung bình

±40 ÷ ±60 Độ ổn định rất tốt

≥61 Độ ổn định rất tốt

Thế Zeta thể hiện mức độ đẩy giữa các hạt tích điện cùng dấu gần nhau trong hệ phân tán. Đối với các phân tử và các hạt đủ nhỏ, thế Zeta cao (âm hoặc dƣơng) sẽ cho độ ổn định cao, hệ phân tán sẽ chống lại sự keo tụ.

Các phép đo tán xạ ánh sáng động học trong luận văn đƣợc thực hiện

trên máy Hoziba SZ 100, Nhật Bản.

2.2. PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY VI KHUẨN Bacillus subtilis

2.2.1 Chủng vi sinh PGPR

Chủng giống gốc: giống gốc phải đƣợc đảm bảo là giống thuần chủng không bị tạp nhiễm, đã đƣợc phân lập và định danh một cách chính xác. Ở đây chúng tôi sử dụng chủng vi khuẩn là: chủng Bacillus subtilis GB03 đã đƣợc tách ra từ rễ cây trồng trên nền đất sạch và không nhiễm hóa chất.

Vi khuẩn Bacillus subtilis GB03 đã đƣợc nghiên cứu và phát triển thành sản phẩm tại Hàn Quốc do TS. Chang Ho Chung thuộc Viện Vật liệu Sinh học Jeonju, Hàn Quốc cung cấp tháng 5 năm 2018.

2.2.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị và môi trƣờng nuôi cấy vi sinh,

chủng vi khuẩn

- Dụng cụ: Các dụng cụ thƣờng đƣợc sử dụng trong nghiên cứu vi sinh vật: Đĩa petri, ống nghiệm, bình nón đã đậy nút bông, pipet có nút bông, que gạt, que cấy…Các dụng cụ trên phải sạch sẽ về mặt hóa học (không dính các chất hữu cơ, vô cơ, thủy tinh cần phải trung tính) và sạch sẽ về mặt vi sinh vật học (không chứa bất kì tế bào vi sinh cũng nhƣ dạng nghỉ của chúng – các dụng cụ phải vô trùng).

- Thiết bị: tủ nuôi cấy vi khuẩn, tủ sấy, máy đo OD.

Tủ sấy Máy đo OD Tủ cấy

Hình 2.7. Một số thiết bị dùng trong nuôi cấy và đánh giá sự phát triển của vi khuẩn

- Lựa chọn môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn: Thí nghiệm đƣợc thực hiện trên các môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn cơ bản nhƣ: LB (Peptone 10 g, Cao nấm men 5 g, NaCl 10 g).

2.2.3 Trình tự tiến hành

2.2.3.1. Nuôi cấy vi khuẩn

- Chủng vi khuẩn Bacillus subtilis GB03 đƣợc lƣu trữ dƣới dạng sinh khối khô. Tiến hành hoạt hóa lại chủng vi khuẩn trên môi trƣờng nuôi cấy lỏng, nuôi lắc 150 vòng/phút ở nhiệt độ 35 - 37oC trong vòng 24 giờ.

- Sau 24 giờ, lấy dịch nuôi cấy chuyển sang môi trƣờng thạch bằng phƣơng pháp cấy ria giữ trong tủ ấm 32ºC /24 giờ để xác định hình thái khuẩn lạc. Việc này giúp chúng ta xác định đƣợc giống gốc có thuần chủng hay không, có bị chết và bị tạp nhiễm trong quá trình bảo quản.

- Tiến hành quan sát hình thái khuẩn lạc của chủng vi khuẩn xác định độ thuần. Khi đã xác định đƣợc, tiến hành nhân giống dịch thể. Lấy 1 khuẩn lạc từ đĩa mới nhân truyền vào bình môi trƣờng LB nhân giống dịch thể. Nuôi trên máy lắc 150 vòng/phút ở 35 – 37ºC trong 24 giờ.

- Xác định giá trị OD trong bình môi trƣờng nuôi. Pha loãng dịch nuôi

sao cho giá trị OD = 0,5.

- Lấy 15 ml giống dịch thể có giá trị OD cấy truyền vào bình lên men chứa 150 ml dịch môi trƣờng (tỉ lệ 10 %). Nuôi trên máy lắc với các chế độ nhƣ trên trong 24 giờ.

2.2.3.2. Nuôi cấy vi khuẩn và nano

- Giống gốc đƣợc nuôi trên môi trƣờng LB, giá trị OD = 0,5.

Vi khuẩn với nano TiO2

Bước 1: Mẫu vi khuẩn nuôi trên đĩa thạch anh, dùng que cấy lấy vi

khuẩn cho vào 3 ống nghiệm chứa 5 ml LB trong 24 giờ.

Bước 2: Chuẩn bị 6 ống nghiệm chứa 10 ml LB.

Bước 3: Pha loãng vi khuẩn có OD = 0,5 từ 3 ống nghiệm ở trên.

Bước 4: Mẫu gốc nano TiO2 30 g /100 ml pha loãng thành dung dịch Y có nồng độ 3 µg/ml (1 ml mẫu gốc pha 99 ml H2O). Lấy dung dịch Y để dùng.

Bước 5: Pha loãng dung dịch Y và LB để tạo các nồng độ nano TiO2

khác nhau.

Bảng 2.2. Bảng các nồng độ nano TiO2 thử nghiệm với vi khuẩn

Tổng số ống STT Mốc thời gian đo (giờ) VLB (ml) Số lần lặp lại Nồng độ nano TiO2 (µg/ml) Vnano dd Y (µl)

50 30 5 2 2×5+1=11 4;8;12;24;48 1

66 40 5 2 2×5+1=11 4;8;12;24;48 2

83 50 5 2 2×5+1=11 4;8;12;24;48 3

100 60 5 2 2×5+1=11 4;8;12;24;48 4

167 100 5 2 2×5+1=11 4;8;12;24;48 5

0 5 2 2×5=10 4;8;12;24;48 6 0 (đối chứng dƣơng)

(đối chứng âm: LB + nano mỗi loại 1 ống không có vi khuẩn)

Khảo sát OD các nồng độ nano TiO2 theo thời gian để đánh giá tác động của nồng độ nano TiO2 tới sự phát triển của vi khuẩn, từ đó lựa chọn nồng độ phù hợp.

Vi khuẩn với nano SiO2

Bước 1: Mẫu vi khuẩn nuôi trên đĩa thạch anh, dùng que cấy lấy vi

khuẩn cho vào 3 ống nghiệm chứa 5 ml LB trong 24 giờ.

Bước 2: Chuẩn bị 6 ống nghiệm chứa 10 ml LB.

Bước 3: Pha loãng vi khuẩn có OD = 0,5 từ 3 ống nghiệm ở trên.

Bước 4: Mẫu gốc nano SiO2 30 g /100 ml pha loãng thành dung dịch Y có nồng độ 3 µg/ml (1 ml mẫu gốc pha 99 ml H2O). Lấy dung dịch Y để dùng.

Bước 5: Pha loãng dung dịch Y và LB để tạo các nồng độ nano SiO2

khác nhau.

Bảng 2.3. Bảng các nồng độ nano SiO2 thử nghiệm với vi khuẩn

Tổng số ống STT Mốc thời gian đo (giờ) Vnano (µl) VLB (ml) Số lần lặp lại Nồng độ nano SiO2 (µg/ml)

20 50 5 2 2×4+1=9 4;8;24;48 1

30 66 5 2 2×4+1=9 4;8;24;48 2

40 83 5 2 2×4+1=9 4;8;24;48 3

50 100 5 2 2×4+1=9 4;8;24;48 4

100 167 5 2 2×4+1=9 4;8;24;48 5

0 5 2 2×5=10 4;8;24;48 6 0 (đối chứng dƣơng)

(đối chứng âm: LB + nano mỗi loại 1 ống không có vi khuẩn)

Khảo sát OD các nồng độ nano SiO2 theo thời gian để đánh giá tác động của nồng độ nano SiO2 tới sự phát triển của vi khuẩn, từ đó lựa chọn nồng độ phù hợp.

2.3. PHƢƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM VỚI CÂY LÚA VÀ CÂY DƢA

2.3.1. Thử nghiệm trên cây dƣa

2.3.1.1. Chọn giống dưa

Hạt giống dƣa lƣới F1 mua tại Học viện nông nghiệp Việt Nam.

2.3.1.2. Yêu cầu sinh thái đối với cây dưa lưới

Nhiệt độ

Dƣa thích hợp khí hậu ấm áp, nhiệt độ thích hợp 25 – 33 oC, phạm vi tối thích tƣơng đối rộng cho nên có thể gieo trồng ở hầu hết các tháng trong năm trừ những ngày giá rét (<15 oC). Độ ẩm đất thích hợp 75 - 80%.

Ánh sáng

Cây cần nhiều ánh sáng, khi trời âm u, ít ánh sáng, có mƣa phùn thì cây dƣa phát triển kém, đặc biệt giảm khả năng đậu trái và phẩm chất trái kém.

Đất và dinh dƣỡng

- Dƣa lƣới ƣa đất thịt nhẹ và cát pha nhất là đất phù sa. Đất cát pha và thịt nhẹ, đất phù sa trong đó đất trộn trấu (xơ dừa) là thích hợp nhất vừa thoát nƣớc tốt, giữ đƣợc dinh dƣỡng vừa điều hòa đƣợc nhiệt độ đất, thúc đẩy quá trình phát dục giúp dƣa nhanh có quả, màu sắc đẹp và chất lƣợng ngon.

- Đất trồng dƣa lƣới cần phải đƣợc tơi xốp và tƣới nƣớc thƣờng xuyên. Trong quá trình canh tác cần bón phân đầy đủ và cân đối NPK theo từng thời kì để cây sinh trƣởng và phát triển tốt nhất. Cây cần nhiều dinh dƣỡng và nƣớc nhất ở thời kì ra hoa, đậu quả.

2.3.1.3. Kỹ thuật canh tác

Ngâm, ủ hạt giống - Công thức 1: Hạt giống đƣợc tuyển chọn (hạt to mẩy chắc) 30 hạt ngâm trong 20 ml nƣớc cất, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 2 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 2 – 3 mm. Hạt giống đƣợc tuyển chọn (hạt to mẩy chắc) 30 hạt ngâm trong 20 ml dịch vi khuẩn – LB, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 2 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 2 – 3 mm. - Công thức 2: Hạt giống đƣợc tuyển chọn (hạt to mẩy chắc) 30 hạt ngâm trong 20 ml dịch Nano SiO2 100 µg/ml – vi khuẩn – LB, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 2 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 2 – 3 mm. - Công thức 3: Hạt giống đƣợc tuyển chọn (hạt to mẩy chắc) 30 hạt ngâm trong 20 ml dịch Nano TiO2 60 µg/ml – vi khuẩn – LB, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 2 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 2 – 3 mm. Trồng thủy canh để chụp SEM

- Sau khi hạt nảy mầm, gieo hạt vào cát, mỗi lỗ một hạt sau đó tƣới 300 ml nano – vi khuẩn cho ẩm ƣớt, công thức đối chứng chỉ tƣới nƣớc bình thƣờng.

- Sau một tuần, nhổ rửa sạch cát sau đó cho vào cốc chứa 150 ml dung

dịch nano – vi khuẩn, công thức đối chứng nuôi trong cốc nƣớc bình thƣờng.

- Cứ sau 3 ngày thay dung dịch mới, nuôi đến tuần thứ 2 thì bắt đầu sấy

khô và chụp SEM.

Trồng vào bầu đất Điều kiện môi trƣờng: Nhiệt độ: 25 - 32oC, độ ẩm đất: 70 - 80%. Bước 1: Xử lý giá thể

- Mụn xơ dừa: phải xử lý chất chát (tanin) trƣớc khi trồng. - Phân trùn quế: đƣợc xử lý nấm bệnh bằng tricoderma. - Mụn xơ dừa phải xử lý chất chát (tanin) trƣớc khi trồng. - Đất phù sa.

Bước 2: Chuẩn bị cây con

- Sử dụng khay ƣơm cây thƣờng bằng vật liệu xốp (84 lỗ/khay) để gieo hạt sau đó tƣới ẩm bằng dung dịch tƣơng ứng theo từng công thức. - Giá thể: dùng gieo hạt gồm phân phân hữu cơ, mụn xơ dừa và tro trấu đã qua xử lý và đƣợc phối trộn theo tỷ lệ 70% mụn xơ dừa + 20% phân hữu cơ + 10% tro trấu, giá thể đƣợc cho vào đầy lỗ mặt khay, sau đó tiến hành gieo 1 hạt/lỗ. Sau đó đƣợc giữ ẩm hằng ngày bằng dịch nghiên cứu.

- Tiêu chuẩn cây giống: Ngày gieo ƣơm từ 10 – 15 ngày, chiều cao cây 12 – 15 cm, đạt 2 - 3 lá thật. Cây khoẻ mạnh, không dị hình, không bị dập nát, ngọn phát triển tốt, không có các biểu hiện nhiễm sâu bệnh. Bước 3: Trồng và chăm sóc

- Điều kiện môi trƣờng: Nhiệt độ: 26 - 34oC, độ ẩm đất: 60 - 80%. - Giá thể: Thành phần giá thể gồm đất phù sa + xơ dừa + phân chuồng hoai mục với tỷ lệ 70% - 20% - 10% , bổ sung thêm mỗi 1 m3 giá thể 5 kg phân lân supe + 10 kg vôi bột. Xử lý 7 - 10 ngày có thể trồng đƣợc.

- Trồng cây: sau 10 - 15 ngày ƣơm cây, cây đảm bảo chất lƣợng đƣa ra ruộng sản xuất. Nên trồng vào buổi chiều mát, khi trồng đặt cây nhẹ nhàng để tránh tổn thƣơng cây con, không nén quá chặt. Sau khi trồng phải tƣới nƣớc ngay để cây không bị héo. Cần trồng dự phòng 5 - 10% cây con đúng tuổi để dặm. Trồng 1 cây/bầu

- Mật độ trồng : cây x cây = 30 – 40 cm, hàng x hàng = 1 - 1,5m - Sau khi cây bén rẽ hồi xanh tiến hành tƣới 40ml dung dịch nano-

vi khuẩn theo từng công thức 2 tuần/lần, tƣới nƣớc đảm bảo độ ẩm. Bước 4: Bón phân

- Lần 1: khi cây có 4 - 5 lá thì cần bón thêm kali, đạm. Phủ xơ dừa

quanh gốc để giữ ẩm và tránh xói mòn đất khi tƣới nƣớc.

- Lần 2: giai đoạn phát triển thân lá - Lần 3: khi cây ra hoa đậu quả - Lần 4: sau một tuần kể từ lần bón thứ 3.

2.3.1.4. Các chỉ tiêu theo dõi

 Tỉ lệ và tốc độ nảy mầm: theo dõi khả năng nảy mầm từ lúc ngâm ủ hạt

giống đến khi gieo vào đất.

 Khả năng bám dính vi khuẩn lên rễ cây: lấy rễ cây của các công thức thí

nghiệm, sấy khô, sau đó chụp SEM.

 Sự phát triển của bộ rễ: so sánh bộ rễ của công thức đối chứng với các

công thức khác trƣớc khi chuyển ra trồng vào bầu lớn.

 Động thái tăng trƣởng chiều cao cây (cm): chiều cao cây đƣợc tính từ

gốc đến đỉnh sinh trƣởng. Đo 1 lần /tuần.

 Động thái tăng trƣởng số lá (lá/cây): đếm số lá trên cây 1 lần/tuần.  Khả năng đẻ nhánh: đếm số nhánh trên cây, 1 lần/tuần.  Thời gian từ trồng đến ra hoa cái đầu tiên (ngày).  Tình hình nhiễm sâu, bệnh hại

- Loại sâu, bệnh hại chính trên dƣa lê. - Mức độ phá hoại của sâu, bệnh hại.

+ Sâu hại: bọ phấn trắng, bọ trĩ, nhện đỏ

+ Bệnh hại: bệnh giả sƣơng mai, bệnh phấn trắng, bệnh nứt thân chảy nhựa .. Cấp 1: Không nhiễm(<5% số cây có vết bệnh). Cấp 2: Nhiễm nhẹ (6%- 25% số cây có vết bệnh). Cấp 3: Nhiễm trung bình (26%- 50% số cây có vết bệnh). Cấp 4: Nhiễm nặng (51%- 75% số cây có vết bệnh).

Các loại sâu hại đƣợc đánh giá theo QCVN 2010/BNNPTNT

+ Bệnh héo xanh vi khuẩn đƣợc đánh giá: Tỷ lệ cây bị hại (%) = (Số cây nhiễm/Tổng số cây theo dõi) x 100

2.3.2. Thử nghiệm trên cây lúa 2.3.2.1. Chọn giống lúa BC15 là giống lúa thuần năng suất cao thuộc bản quyền của Công ty cổ

2.3.2.2. Quy trình thực hiện Bƣớc 1: Ngâm ủ giống Trong vụ mùa, do nhiệt độ cao nên khâu ủ không đáng lo ngại cần chú

phần Tập đoàn ThaiBinh Seed, đƣợc công nhận giống Quốc gia năm 2008. trọng đến khâu ngâm hơn: + Cách xử lý hạt giống: Ngâm hạt giống trong nƣớc ấm khoảng 50 – 54 0C (3 phần nƣơc sôi, 2 phần nƣớc lạnh) trong thời gian 10 - 15 phút; loại bỏ hạt nổi, lơ lửng trong nƣớc, lấy hạt chìm mang đãi sạch.

+ Kỹ thuật ngâm ủ: lúa đƣợc ngâm từ 20 – 24 giờ, cứ 8 – 10 giờ thay nƣớc 1 lần, ngâm tới khi hạt thóc hút no nƣớc (hạt thóc trong, nhìn thấy phôi hạt), vớt ra ráo nƣớc và tiến hành ủ. Trong quá trình ủ, cần kiểm tra độ ẩm và đảo hạt cho hạt nẩy mầm đều, khi hạt thóc nứt nanh, nhú mầm 1/4 và rễ bằng 1/2 hạt thóc thì đem xử lí tiếp.

Bƣớc 2: Gieo hạt + Thu hạt nảy mầm, rửa sạch nhớt (mầm vừa nhú, nứt vỏ): ngâm vào 3 dịch (H2O cất; nano + LB + vi khuẩn; LB + vi khuẩn) lặp lại 2 lần mỗi loại, ngâm sấp sấp hạt trong 1 giờ và 24 giờ, khoảng 100 hạt mỗi đĩa petri, vớt ra để ráo rồi gieo vào đất (gieo mạ).

+ Đất bùn đƣợc lấy từ ruộng đem phơi ải 2 ngày, sau đó ngâm nƣớc 2

ngày sau đó làm đất đảm dảo đất bùn đem gieo nhuyễn.

Bƣớc 3: Chuyển mạ sang đất trồng

+ Mạ đƣợc 14 – 16 cm chuyển sang đất trồng. + Tƣới 3 dịch trung bình 20 ml/chậu 5 - 7 cây, 2 tuần/lần.

2.3.2.3. Phương pháp đánh giá

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng

- Tuổi mạ: Đƣợc tính từ khi gieo đến cấy.

- Thời gian bén rễ hồi xanh: Xuất hiện các rễ trắng mới, số lá tăng.

- Thời gian từ ngày cấy đến bắt đầu đẻ nhánh: Có 10% số cây đẻ nhánh

dài 1cm nhô khỏi bẹ lá.

- Thời gian từ ngày cấy đến ngày kết thúc đẻ nhánh: Ngày có số nhánh

không đổi.

- Bắt đầu trỗ: Có một cây có một bông nhô ra ngoài bẹ lá đòng 3-5cm,

nếu là cây phân ly sớm hẳn thì ghi lại và bỏ cây phân ly.

- Thời gian từ gieo đến trỗ 10%, 50%, 80%.

- Thời gian sinh trƣởng: Tính từ ngày gieo đến khi thu hoạch.

Đặc điểm nông sinh học

Theo dõi các giai đoạn sinh trƣởng của cây lúa từ khi gieo đến khi thu

hoạch.

* Thời kỳ mạ

- Khi mạ đƣợc 3 lá thì bắt đầu đánh dấu số lá: lá thứ 3 đánh dấu một chấm sơn trắng, lá thứ 5 đánh dấu 2 chấm.... theo dõi đến khi ra lá đòng ghi số liệu số lá/ thân chính.

- Chọn 10 cây để theo dõi.

- Theo dõi khả năng đẻ nhánh của cây mạ.

- Theo dõi màu sắc lá mạ trƣớc khi cấy.

- Theo dõi tình hình nhiễm sâu bệnh trên mạ, ghi tên sâu hoặc tên bệnh,

cho điểm để đánh giá mức độ gây hại.

- Đánh giá khả năng sinh trƣởng phát triển của cây mạ thông qua chỉ

tiêu: chiều cao cây mạ.

* Thời kỳ từ cấy đến thu hoạch

Động thái sinh trƣởng:

- Động thái đẻ nhánh (theo dõi 7 ngày/ lần): Đếm tất cả nhánh của khóm.

- Động thái tăng chiều cao (theo dõi 7 ngày/lần): Đo chiều cao khóm,

đo từ mặt đất đến đầu mút lá cao nhất.

- Động thái ra lá trên thân chính (theo dõi 7 ngày/lần): Hàng tuần đến đánh dấu các lá theo số lẻ mới xuất hiện, đếm số lá trên thân chính của khóm.

Khi mạ đƣợc 3 lá thì bắt đầu đánh dấu số lá:

+ Lá thứ 3 đánh dấu 1 chấm sơn trắng.

+ Lá thứ 5 đánh dấu 2 chấm.

+ Lá thứ 7 đánh dấu 3 chấm.

+ Lá thứ 9 lại quay về đánh 1 chấm, cứ theo dõi nhƣ vậy đến khi ra lá

đòng ghi số liệu số lá/ thân chính.

Lấy lá hoàn chỉnh làm chuẩn số lá đƣợc tính :

+ Lá mới nhú 20% tƣơng đƣơng 0,2 lá.

+ Lá nhú 50% tƣơng đƣơng với 0,5 lá.

+ Lá đƣợc 80% tƣơng đƣơng với 0,8 lá.

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU

3.1.1. Tổng hợp nano TiO2

3.1.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TTIP/H2O tới kích cỡ hạt

Để khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ TTIP/H2O tới kích cỡ hạt, các mẫu

đƣợc phân tích đánh giá theo bằng phƣơng pháp phân tích DLS

Bảng 3.1. Kết quả phân tích DLS các mẫu TiO2

Thế zeta STT Ký hiệu mẫu Kích cỡ hạt trung bình (nm) (mV)

1 T1 9,5 -37,7

2 T2 11,2 -35,2

3 T3 13,8 -32,4

4 T4 19,4 -29,9

Kết quả phân tích DLS cho thấy cả 4 mẫu đều có kích cỡ hạt trung bình nhỏ hơn 25 nm, tuy nhiên thế zeta của mẫu T4 cho thấy mẫu không ổn định (±10 ÷ ± 30 mV) trong khi các mẫu T1, T2, T3 có độ ổn định trung bình.

Kích cỡ hạt nano TiO2 tăng dần theo nồng độ TTIP, đồng thời thế zeta cũng dần chuyển dịch vào vùng không ổn định, mẫu có khả năng bị keo tụ và kết hạt tạo tiểu phân lớn. Trong 3 mẫu T1, T2, T3, mẫu T3 có nồng độ TiO2 dự kiến lớn nhất nên đƣợc lựa chọn làm mẫu nghiên cứu tiếp theo.

Hình 3.1. Hình ảnh mẫu T3

Hình 3.2. Kết quả phân tích DLS mẫu T3

Hình 3.3. Thế zeta mẫu T3

3.1.1.2. Khảo sát cấu trúc hạt TiO2

 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

Hình 3.4. Kết quả phân tích SEM mẫu T3

Kết quả phân tích SEM cho kích cỡ hạt nano TiO2 50 – 60 nm, các hạt nano có xu hƣớng keo tụ, phân bố không đều trong môi trƣờng phân tán. Do đó, phƣơng pháp kính hiển vị điện tử truyền qua (TEM) đƣợc sử dụng để đánh giá cụ thể hơn mẫu phân tích.

 Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

b a

Hình 3.5. Kết quả phân tích TEM mẫu T3

Kết quả phân tích TEM cho thấy hạt TiO2 đạt kích cỡ tiểu phân trong khoảng 10 – 30 nm, các tiểu phân tách rời, tuy nhiên không trải đều trên nền phân tích do ảnh hƣởng của các chất bọc đến quá trình phân tán của các tiểu phân trong môi trƣờng phân tán thích hợp (môi trƣờng nƣớc).

 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)

Hình 3.6. Kết quả phân tích IR mẫu T3

Peak ở 3500 cm-1 đặc trƣng cho dao động hóa trị của nhóm -OH của nano TiO2. Peak ở 1651 cm-1 và 1732 cm-1 lần lƣợt tƣơng ứng với dao động biến dạng phân tử nƣớc hấp phụ và Ti-OH. Peak nhọn tại 1351 cm-1 tƣơng ứng Ti-O. Dải peak ~490 cm-1 tƣơng ứng các dao động của Ti-O-Ti [31] [32]. Dải peak ở 400 – 1250 cm-1 tƣơng ứng với các dao động của nhóm O-Ti-O [32].

Sự xuất hiện của các peak hấp phụ nhƣ C-O-C (dao động hóa trị đối xứng, 1351 cm-1) và –CH (dao động uốn ngoài mặt phẳng, 949 cm-1), peak tại 1103 cm-1, 1298 cm-1 và 2873 cm-1 cho thấy tƣơng tác của PEG với các tiểu phân nano. Peak ở 2873 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị của nhóm –CH2. Peak tại 1103 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị C-O-C. Peak tại 1298 cm-1 tƣơng ứng dao động hóa trị nhóm C-O. Peak tại 1251 cm-1 tƣơng ứng dao động xoắn nhóm –CH2 của PEG 400 bọc nano TiO2, cho thấy liên kết hydro

giữa các phân tử. Trong khi đó peak mảnh ở 838 cm-1 gây ra bởi dao động hóa trị C-C, chứng tỏ sự có mặt của PEG 400 trên bề mặt tiểu phân nano TiO2 thông qua liên kết hydro.

Kết quả này một lần nữa khẳng định sự ảnh hƣởng của chất bọc lên các tiểu phân. Hình thành cầu liên kết giữa các hợp chất polymer với các tiểu phân TiO2 giải thích hiện tƣợng nhiễu khi phân tích ảnh TEM đã nêu ở trên.

3.1.2. Tổng hợp nano SiO2

3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TEOS/H2O tới kích cỡ hạt.

Để khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ TEOS/H2O tới kích cỡ hạt, các

mẫu đƣợc phân tích đánh giá theo bằng phƣơng pháp phân tích DLS.

Bảng 3.2. Kết quả phân tích DLS các mẫu SiO2

Thế zeta STT Ký hiệu mẫu Kích cỡ hạt trung bình (nm) (mV)

1 S1 250,1 -53,4

2 S2 292,5 -48,2

3 S3 331,7 -29,6

4 S4 406,2 -21,2

Kết quả phân tích DLS cho thấy cả 4 mẫu đều có kích cỡ hạt trung bình khá lớn (trên 250 nm), tuy nhiên thế zeta của mẫu S3 và S4 cho thấy mẫu không ổn định (±10 ÷ ± 30 mV) trong khi các mẫu S1, S2 có độ ổn định tốt.

Kích cỡ hạt nano SiO2 tăng nhanh khi nồng độ TEOS tăng, đồng thời thế zeta cũng dần chuyển dịch vào vùng không ổn định, mẫu có khả năng bị keo tụ và kết hạt nhiều hơn.

Trong hai mẫu S1, S2, mẫu S2 có nồng độ nano SiO2 dự kiến lớn hơn

nên đƣợc lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.

Hình 3.7. Hình ảnh mẫu S2

Hình 3.8. Kết quả phân tích DLS mẫu S2

Hình 3.9. Thế zeta mẫu S2

3.1.2.2. Khảo sát cấu trúc hạt SiO2

 Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi

điện tử quét (SEM)

Hình 3.10. Kết quả phân tích TEM của mẫu S2

Kết quả phân tích TEM cho thấy các tiểu phân keo tụ thành từng đám, kích thƣớc lớn, do đó việc đánh giá kích cỡ hạt khó, điều này ảnh hƣởng tới kết quả đo DLS của mẫu S2 (Bảng 3.2). Để có thể đánh giá cụ thể hơn, mẫu đƣợc siêu âm 10 phút, tần số 37 kHz tại nhiệt độ phòng trƣớc khi phân tích. Kết quả đo TEM mẫu sau siêu âm đƣợc thể hiện ở Hình 3.11.

b a

Hình 3.11. Kết quả phân tích TEM của mẫu S2 sau khi siêu âm

Trên ảnh TEM, ta thấy các tiểu phân SiO2 đạt kích cỡ 20 – 50 nm và phân bố khá đều trong môi trƣờng phân tán. Điều này cho thấy quá trình siêu âm ảnh hƣởng lớn tới sự phân bố kích thƣớc hạt trong môi trƣờng phân tán, phù hợp với nghiên cứu do Markus công bố [33]. Theo đó, kết quả phân tích SEM của mẫu S2 cũng chịu sự tác động đáng kể của quá trình siêu âm.

Hình 3.12. Kết quả phân tích SEM mẫu S2

Trên ảnh SEM, các hạt SiO2 có kích cỡ khoảng 40 – 70 nm. Việc các tiểu phân SiO2 có xu hƣớng co cụm tạo ra các tiểu phân có kích thƣớc lớn hơn có thể giải thích do một số yếu tố nhƣ:

- Quá trình hình thành tạo mạng tinh thể lớn hơn của các tiểu phân SiO2 có mức năng lƣợng thấp, lực hút giữa cầu liên hết Si-O và Si-Si lớn hơn ái lực của các polymer lên các tiểu phân.

- Do lƣợng chất bọc lớn nhƣng không hình thành đƣợc cầu liên kết ổn

định với các tiểu phân.

 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)

Hình 3.13. Phổ IR của mẫu S2

Peak tại 1115 cm-1 với vai nhỏ ở 1200 cm-1 và peak ở 840 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị bất đối xứng và dao động hóa trị đối xứng của nhóm Si-O. Dao động uốn Si-O-Si xuất hiện ở peak hấp phụ 460 cm-1. Dải peak hấp phụ cƣờng độ thấp ở 672 cm-1 ứng với tín hiệu của vòng siloxane trong mạng [34] [35] [36] [37]. Peak 951 cm-1 đƣợc gán cho dao động liên kết Si-OH [38]. Dải peak cƣờng độ rộng tại 3450 cm-1 và 1640 cm-1 tƣơng ứng với dao động hóa trị và dao động uốn của phân tử nƣớc hydrat hóa. Bên cạnh đó là các peak đặc trƣng cho tín hiệu của PEG 400. Peak ~2870 cm-1 và 1455 cm-1 lần lƣợt tƣơng ứng dao động hóa trị và dao động uốn của nhóm C-H. Peak tại 1298 cm-1 tƣơng ứng dao động hóa trị nhóm C-O. Các peak tín hiệu ở 951 cm- 1 và 3450 cm-1 cho thấy sự hình thành liên kết hydro giữa nhóm –OH các tiểu phân nano và nguyên tử O hoặc –OH của PEG 400 [39].

Nhƣ vậy, kết quả kiểm tra IR cho thấy có sự tƣơng tác giữa chất bọc và các tiểu phân SiO2, tuy nhiên tƣơng tác còn yếu, các tiểu phân nano có xu hƣớng hình thành các tiểu phân đồng dạng với mức năng lƣợng hình thành mạng thấp hơn mức năng lƣợng của các tiểu phân với polymer bọc. Có thể khẳng định các hợp chất polymer cho vào trong quá trình tổng hợp chỉ mang

tính chất là nền cho quá trình phản ứng giúp ổn định các tiểu phân hình thành ở kích thƣớc đã định trƣớc.

3.2. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN ENDOPHYTE - NANO

3.2.1. Vi khuẩn Endophyte và nano TiO2

Kết quả khảo sát OD khi nuôi cấy vi khuẩn ở các nồng độ nano TiO2

khác nhau đƣợc thể hiện ở Bảng 3.3.

Bảng 3.3. Kết quả khảo sát OD các mẫu vi khuẩn và nano TiO2

Thời gian (giờ)

48 4 8 12 24 Nồng độ nano (µg/ml)

0,45 0,51 0,60 0,62 0,70 0,75 1,02 1,10 1,24 1,20 30

0,45 0,43 0,62 0,59 0,80 0,86 1,01 1,12 1,17 1,22 40

0,55 0,54 0,62 0,56 0,74 0,77 1,09 1,04 1,31 1,30 50

0,58 0,59 0,62 0,63 0,76 0,86 1,16 1,25 1,64 1,60 60

0,57 0,56 0,63 0,62 0,83 0,91 1,17 1,23 1,62 1,68 100

0,53 0,52 0,61 0,58 0,78 0,82 1,09 1,08 1,18 1,26 0

100 µg/ml (0,50) 30 µg/ml (0,50) 40 µg/ml (0,30) 50 µg/ml (0,60) 60 µg/ml (0,50) Đối chứng dƣơng

1.8

1.6

1.4

1.2

D O

i

0.8

ị r t á G

0.6

0.4

0.2

12h

24h

48h

thời gian(giờ)

30 µg/ml

40 µg/ml

50 µg/ml

60 µg/ml

100 µg/ml

0 µg/µl

Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa giá trị OD và thời gian của các mẫu chứa vi khuẩn và nano TiO2

Đồ thị Hình 3.14 cho thấy đa số các nồng độ nano TiO2 thử nghiệm đều cho OD cao hơn mẫu đối chứng, trong đó nồng độ nano TiO2 60 µg/ml và 100 µg/ml có đƣờng tăng trƣởng cao nhất và gần giống nhau. Do đó, chúng tôi lựa chọn nồng độ nano TiO2 60 µg/ml để thử nghiệm trên cây trồng sau này nhằm đảm bảo hàm lƣợng sử dụng thấp mà hiệu quả tối ƣu nhất.

a

b

c

d

Hình 3.15. Hình ảnh mẫu nano TiO2 60 µg/ml – vi khuẩn - LB ở các thời gian

khác nhau 4 giờ (a); 8 giờ (b); 24 giờ (c) và 48 giờ (d)

3.2.2. Vi khuẩn Endophyte và nano SiO2

TiO2 100 µg/µl

+ VK (48h)

Kết quả khảo sát OD khi nuôi cấy vi khuẩn ở các nồng độ nano SiO2

khác nhau đƣợc thể hiện ở Bảng 3.4.

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát OD các mẫu chứa vi khuẩn và nano SiO2

Thời gian (giờ)

48 N.độ nano (µg/ml) 4 8 24

0,32 0,36 0,41 0,42 0,8 0,76 0,92 0,98 20

0,37 0,35 0,41 0,39 0,72 0,78 0,88 0,86 30

0,39 0,40 0,39 0,40 0,79 0,77 0,83 0,99 40

0,36 0,35 0,42 0,39 0,69 0,67 0,90 0,87 50

0,29 0,34 0,34 0,37 0,64 0,75 0,95 1,03 100

0,53 0,52 0,61 0,58 0,78 0,86 0,87 0,89 0

1.2

0.8

0.6

0.4

0.2

Thời gian (giờ)

20 µg/ml

30 µg/ml

40 µg/ml

50 µg/ml

100 µg/ml

0 µg/ml

100 µg/µl (0,1) 20 µg/ml (0,2) 30, 40 µg/ml (0,1) 50 µg/ml (0,2) Đối chứng dƣơng

Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa giá trị OD và thời gian của các mẫu chứa vi khuẩn và nano SiO2

Đồ thị Hình 3.16 cho thấy các mẫu nano SiO2 - vi khuẩn đều có giá trị OD gần giống nhau và thấp hơn mẫu đối chứng. Điều này cho thấy nano SiO2 ức chế sự tăng trƣởng của vi khuẩn trong thời gian ban đầu, từ sau 24 giờ, vi khuẩn mới bắt đầu thích nghi và phát triển bình thƣờng, tuy nhiên không có sự khác biệt nhiều so với mẫu đối chứng. Trong các nồng độ mẫu trên, chúng tôi lựa chọn nồng độ nano SiO2 100 µg/ml cho các thử nghiệm trên cây trồng tiếp theo.

a

b

c

d

Hình 3.17. Hình ảnh mẫu nano SiO2 100 µg/ml – vi khuẩn – LB ở các thời gian khác nhau 4 giờ (a); 8 giờ (b); 24 giờ (c) và 48 giờ (d)

3.3. THỬ NGHIỆM TRÊN LÚA VÀ DƢA LƢỚI

TiO2 100 µg/µl

+ VK (48h)

Kết quả mục 3.2 cho thấy mẫu nano TiO2 đã tổng hợp có khả năng kích thích tăng trƣởng vi khuẩn Bacillus subtilis trong khi nano SiO2 lại có tác động ngƣợc lại, ức chế tăng trƣởng của chủng vi khuẩn này. Điều này có thể dự đoán ảnh hƣởng của dịch nano – vi khuẩn tới khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây trồng khi kết hợp nano và vi khuẩn. Để có cái nhìn cụ thể hơn,

chúng tôi thực hiện thử nghiệm tác động của dịch nano – vi khuẩn tới sự phát triển của cây dƣa lƣới và cây lúa.

3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của nano – vi khuẩn đến khả năng sinh

trƣởng và phát triển cây dƣa

Dung dịch dùng để tƣới hạt giống đƣợc lựa chọn bao gồm:

- Mẫu đối chứng: Nƣớc cất - Công thức 1 (CT1): Dịch vi khuẩn – LB - Công thức 2 (CT2): Nano SiO2 100 µg/ml – vi khuẩn – LB - Công thức 3 (CT3): Nano TiO2 60 µg/ml – vi khuẩn – LB

3.3.1.1. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến tỷ lệ, tốc độ nảy mầm, khả

năng bám dính vi khuẩn và sự phát triển của bộ rễ

 Tỉ lệ và tốc độ nảy mầm - Ở tất cả các công thức tỉ lệ nảy mầm đạt 100%, sau ủ 24 giờ công

thức có nano SiO2 chƣa nảy mầm còn tất cả đều nảy mầm.

- Sau 48 giờ, có thể thấy trong 4 công thức thí nghiệm thì công thức 3 chứa nano TiO2 60 µg/ml có chiều dài rễ tốt nhất, bé nhất là công thức 2 chứa nano SiO2 100 µg/ml.

 Khả năng bám dính của nano - vi khuẩn lên rễ cây dƣa

Hình 3.18. Hình ảnh SEM mẫu nano TiO2 – vi khuẩn trên rễ cây dƣa

Hình 3.19. Hình ảnh SEM mẫu nano SiO2 – vi khuẩn trên rễ cây dƣa

Kết quả trên Hình 3.18 và 3.19 đều cho thấy các mẫu nano – vi khuẩn đều bám tốt trên bộ rễ, từ đó có những tác động tới hoạt động của bộ rễ, ảnh hƣởng tới khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây trồng.

 Sự phát triển của bộ rễ

Qua theo dõi có thể thấy:

ĐC

CT1

CT2

CT3

ĐC

Tất cả các công thức 1, 2 và 3 có số lƣợng rễ và chiều dài rễ lớn hơn so với công thức đối chứng, trong đó ở công thức 3 chứa nano TiO2 bộ rễ phát triển mạnh nhất, còn công thức 2 chứa nano SiO2, bộ rễ có sự phát triển nhỉnh hơn mẫu đối chứng không đáng kể. Bộ rễ là tiền đề sự phát triển của cây trồng, bƣớc đầu ta có thể thấy ở công thức tƣới nano TiO2, cây trồng có khả năng phát triển mạnh nhất.

Hình 3.20. Bộ rễ cây trƣớc khi đƣa ra ruộng sản xuất

3.3.1.2. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến các giai đoạn sinh trưởng

phát triển của dưa

 Giai đoạn Ngâm, ủ hạt giống cho tới khi nảy mầm:

Kết quả theo dõi các giai đoạn sinh trƣởng dƣỡng các giai đoạn sinh

trƣởng phát triển của dƣa lƣới đƣợc thể hiện trong Bảng 3.5.

Bảng 3.5. Thời gian sinh trƣởng của các mẫu dƣa lƣới

Đơn vị tính: ngày

Công thức Thời gian từ gieo đến ra hoa cái đầu tiên Thời gian từ gieo đến nảy mầm Thời gian từ gieo đến trồng

35 3 14 Đối chứng

33 3 14 1

35 4 14 2

30 3 14 3

Từ kết quả Bảng 3.5 cho thấy: sau từ 3 - 4 ngày, tất cả các hạt trong công thức thí nghiệm đều nảy mầm. Trong đó công thức 2 nảy mầm muộn nhất sau gieo 4 ngày.

Thời gian từ gieo đến trồng phản ánh khả năng sinh trƣởng của cây con. Cây con đem trồng cần yêu cầu có từ 1 - 2 lá thật, cây khỏe, không sâu bệnh. Các công thức tham gia thí nghiệm ở giai đoạn cây con đều sinh trƣởng tốt, sau 12 ngày đều đạt 1 - 2 lá thật, đáp ứng các yêu cầu xuất vƣờn. Cây con trƣớc khi trồng ra ruộng sản xuất ở các công thức đã có sự khác biệt khá rõ rệt, ở công thức 3 chứa nano TiO2 cây phát triển tốt khỏe, thân cây mập mạp hơn, ở công thức đối chứng và công thức 2 chứa nano SiO2 thân cây còi hơn.

Ở các công thức 2 chứa nano SiO2 và công thức đối chứng ra hoa cái muộn nhất (35 ngày), còn công thức 3 chứa nano TiO2 ra hoa sớm hơn (30 ngày).

3.3.1.3. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến động thái tăng trưởng

chiều cao của dưa lưới

Trong quá trình nghiên cứu cúng tôi theo dõi chỉ tiêu chiều cao cây

định kì 7 ngày/ lần. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng 3.6 dƣới đây:

Bảng 3.6. Chiều cao trung bình của các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian

Đơn vị: cm

Số ngày sau trồng (ngày)

Công thức 28 14 21

Đối chứng 21,5 60,7 101,2

1 23,8 65,9 108,3

2 22,0 62,0 104,4

3 25,7 67,8 111,9

Bảng 3.6 cho thấy tốc độ tăng trƣởng chiều dài thân chính ở các giai đoạn sinh trƣởng khác nhau là khác nhau. Giai đoạn từ trồng đến 14 ngày, các giống dƣa thí nghiệm có tốc độ tăng trƣởng chiều dài thân chính chậm do cây dƣa phải trải qua quá trình hồi xanh bén rễ 2 - 5 ngày, khả năng hút nƣớc và dinh dƣỡng kém.

Ở giai đoạn tiếp theo từ 14 - 21 ngày sau trồng, sự tăng trƣởng của cây đặc biệt là sự kéo dài của các lóng tăng nhanh rõ rệt. Lúc này cây vừa sinh trƣởng sinh dƣỡng vừa sinh trƣởng sinh thực nên cần tác động các biện pháp kĩ thuật hợp lí để cây phát triển chiều dài, khối lƣợng thân lá tối ƣu nhằm tích lũy vật chất để cây ra hoa, kết quả.

Công thức 1 Đối chứng

Công thức 3 Công thức 2

Hình 3.21. Hình ảnh các mẫu dưa lưới sau trồng 21 ngày Giai đoạn sau trồng từ 21 -28 ngày, tốc độ tăng trƣởng chiều dài thân của các giống dƣa lƣới tăng rất mạnh, trong đó ở công thức 3 chiều dài thân chính đạt cao nhất (111,9 cm), công thức đối chứng thấp nhất (101,2 cm).

Đối chứng Công thức 1

Công thức 2 Công thức 3

Hình 3.22. Hình ảnh các mẫu dưa lưới sau trồng 28 ngày 3.3.1.4. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến động thái tăng trưởng số

lá của cây dưa lưới

Các mẫu đƣợc chăm sóc trong cùng điều kiện: Nhiệt độ 25 - 33oC, độ ẩm đất 75 - 80%, cây đƣợc cung cấp nhiều ánh sáng, tiến hành tƣới 40 ml dung dịch nano - vi khuẩn theo từng công thức 2 tuần/ 1 lần, bổ sung nƣớc thƣờng xuyên. Kết quả theo dõi động thái tăng trƣởng số lá của các công thức thí nghiệm đƣợc thể hiện trong Bảng 3.7:

Bảng 3.7. Số lá trung bình ở các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian

Đơn vị: lá

Số ngày sau trồng (ngày)

Công thức 28 21 14

Đối chứng 8,7 14,3 5,0

1 9,6 16,5 5,8

2 9,3 13,8 5,2

3 10,0 17,0 6,0

Bảng 3.7 cho thấy động thái tăng trƣởng số lá dƣa lƣới ở các giai đoạn khác nhau là khác nhau. Các giống đều có số lá xuất hiện ít ở giai đoạn mới trồng, sau đó số lá tăng dần và tăng nhanh ở giai đoạn 14 - 28 ngày sau trồng. Số lá trên cây tƣơng ứng với sự tăng trƣởng chiều dài của cây. Ở công thức 3 có số lá nhiều nhất (17,0 lá), công thức đối chứng có số lá thấp nhất (14,3 lá). 3.3.1.5. Ảnh hưởng của nano – vi khuẩn đến khả năng phân nhánh của

cây dưa lưới

Kết quả theo dõi khả năng phân nhánh trên cây của các công thức thí

nghiệm đƣợc thể hiện trong Bảng 3.8:

Bảng 3.8. Số nhánh trung bình ở các mẫu cây dƣa lƣới theo thời gian

Đơn vị: nhánh

Số ngày sau trồng (ngày) Công thức 28 14 21

Chƣa phân nhánh Đối chứng

1,00 1 Chƣa phân nhánh Chƣa phân nhánh 1,33 2

2,20 3

Qua kết quả theo dõi Bảng 3.8 ta có thể thấy, giai đoạn từ trồng đến 21 ngày cây chƣa có sự phân nhánh, tập trung phát triển chiều dài thân chính, từ 21- 28 ngày, cây bắt đầu phát triển nhánh để chuyển sang giai đoạn ra hoa, hình thành quả, công thức 3 có nhánh nhiều nhất (2,20 nhánh) trong khi đó công thức đối chứng chƣa phân nhánh.

Nhƣ vậy, các kết quả thử nghiệm mẫu nano – vi khuẩn – LB cho thấy nano TiO2 có tác động tích cực rõ rệt tới sự tăng trƣởng và phát triển của cây dƣa lƣới còn nano SiO2 chỉ tác động một phần nhỏ, không có sự khác biệt đáng kể.

3.3.2. Thử nghiệm trên cây lúa

Từ kết quả 3.3.1, chúng tôi chỉ lựa chọn nano TiO2 để thử nghiệm trên

cây lúa với các công thức nhƣ sau:

- Mẫu đối chứng: khoảng 100 hạt ngâm trong 20 ml nƣớc cất, nhiệt độ:

25 – 30 oC trong 1 giờ và 24 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 3 – 4 mm.

- Công thức 1: khoảng 100 hạt ngâm trong trong 20 ml dịch nano TiO2 60 µg/ml – vi khuẩn – LB, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 1 giờ và 24 giờ ủ rẻ cho rễ dài 3 – 4 mm.

- Công thức 2: khoảng 100 hạt ngâm trong trong 20 ml dịch vi khuẩn –

LB, nhiệt độ: 25 – 30 oC trong 1 giờ và 24 giờ, ủ rẻ cho rễ dài 3 – 4 mm.

3.3.2.1. Gieo và chăm sóc

Bƣớc 1: Ngâm ủ hạt giống

Thu hạt nảy mầm, rửa sạch nhớt (mầm vừa nhú, nứt vỏ) ngâm vào dịch theo 3 công thức đã thiết lập. Ngâm lặp lại 2 lần mỗi loại trong 1 giờ và 24 giờ, khoảng 100 hạt mỗi đĩa petri.

a

b

c

1 giờ

d

f

e

24 giờ

Hình 3.23. Hình ảnh hạt thóc đƣợc ngâm trong thời gian 1 giờ và 24 giờ với các dung dịch khác nhau

Trong đó:

a & d - Công thức đối chứng

b & e - Công thức 1

c & f - Công thức 2

Bƣớc 2: Gieo hạt

Điều kiện chăm sóc: nhiệt độ 26 ÷ 33 0C, cách 2 tuần lại tƣới dung dịch chứa: vi khuẩn – LB, nano TiO2 60 µg/ml 1 lần, mỗi lần tƣới 40ml/ công thức, phun gốc, đất ngập nƣớc 0,5 cm.

Hình 3.24. Hình ảnh mạ các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 1 giờ

Hình 3.25. Hình ảnh mạ các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 24 giờ

Bƣớc 3: Chuyển mạ lên đất trồng

Điều kiện chăm sóc: nhiệt độ 26 ÷ 35 0C, lúa đƣợc chuyển sang đất trồng 28 ngày, cách 2 tuần lại tƣới dung dịch chứa: vi khuẩn – LB, Nano TiO2 60 µg/ml 1 lần, mỗi lần tƣới 40ml/ công thức, phun gốc.

Hình 3.26. Hình ảnh lúa các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 1 giờ chuyển lên đất trồng sau 28 ngày

Hình 3.27. Hình ảnh lúa các mẫu giống ngâm trong các dung dịch 24 giờ chuyển lên đất trồng sau 28 ngày

3.3.2.2. Đánh giá

Đặc điểm hình thái: Mô tả hình thái tại các thời điểm: - Đẻ nhánh mô tả: Khả năng đẻ khỏe, yếu, trung bình.

- Màu sắc lá: xanh nhạt, xanh, xanh đậm

Kết quả theo dõi cây lúa đƣợc thể hiện trong Bảng 3.9 và 3.10 nhƣ sau: Bảng 3.9. Kết quả khảo sát các mẫu mạ sau gieo hạt

Thời gian

7 ngày 14 ngày

Công thức

Màu sắc mạ Màu sắc mạ

Chiều cao của lá (cm) Số lá/ thân chính (lá) Chiều cao của lá (cm) Số lá/ thân chính (lá)

Mạ đƣợc ngâm trong các dịch ở thời gian 1 giờ

1 9,7 3,1 Xanh 13,2 4,2 xanh

2 10,3 3,4 Xanh 13,5 4,5 xanh

3 9,9 3,2 Xanh 13,3 4,3 xanh

Mạ đƣợc ngâm trong các dịch ở thời gian 24 giờ

1 9,6 2,9 Xanh 13,1 4,2 xanh

2 9,7 3,0 Xanh 13,3 4,3 xanh

3 9,8 3,2 13,5 4,1 xanh Xanh đậm

Bảng 3.10. Động thái tăng trƣởng các mẫu lúa sau gieo trồng

Ngày sinh trƣởng

Thông số Công thức 28 Giống ngâm 14 21 7

26,2 17,6 21,6 23,9 1

32,3 20,9 25,6 29,7 2

Chiều cao lá (cm) 30,1 19,8 24,5 28,2 3

6,9 5,7 5,7 6,1 1

8,2 6,4 6,4 7,4 2

8,2 6,4 6,6 7,2 Số lá/ thân chính (lá) 3 Ngâm trong 1h

xanh xanh xanh 1 xanh nhạt

xanh 2 Màu sắc xanh đậm xanh đậm xanh đậm

xanh 3 xanh đậm xanh đậm xanh đậm

30,3 18,1 21,9 25,6 1

32,3 22,7 26,3 29,9 2

Chiều cao lá (cm) 30,2 19,8 24,5 27,2 3

7,9 6,8 6,8 7,1 1

8,2 6,9 7,3 7,6 2

8,1 6,7 7,4 7,5 Số lá/ thân chính (lá) 3

xanh xanh xanh xanh 1 Ngâm trong 24h Màu sắc xanh xanh 2 xanh đậm xanh đậm

đậm

xanh 3 xanh đậm xanh đậm xanh đậm

Kết quả trên Bảng 3.9 và 3.10 cho thấy sau cùng một thời gian, điều kiện chăm sóc nhƣ nhau, các mẫu mạ và lúa ngâm trong công thức 2 chứa nano TiO2 phát triển hơn các mẫu ngâm trong vi khuẩn (công thức 3) và nƣớc cất (công thức 1), cây cao hơn, nhánh lá ra đều, nhiều và xanh hơn so với hai mẫu còn lại. Điều này cho thấy khả năng kích thích sinh trƣởng của nano TiO2 khi kết hợp cùng vi khuẩn Bacillus subtilis trong môi trƣờng LB đối với hạt giống.

Từ các thử nghiệm trên, chúng tôi có thể kết luận, các vật liệu nano TiO2 và SiO2 đã tổng hợp có ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây trồng, cụ thể trong thử nghiệm là cây dƣa lƣới và cây lúa. Các kết quả thử nghiệm trên cây trồng phù hợp với kết quả nuôi cấy nano – vi khuẩn. Trong khi nano TiO2 có tác động tích cực đáng kể đến sự phát triển của cây thì nano SiO2 chỉ có tác động vừa phải, không có nhiều thay đổi rõ rệt nhƣ nano TiO2.

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1. Kết luận

Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã đạt đƣợc các kết quả nhƣ sau:

 Tổng hợp thành công nano TiO2 10 – 30 nm (TEM) và nano SiO2 20 - 50 nm (TEM) bằng phƣơng pháp sol-gel kết hợp vi sóng. Các phƣơng pháp đo phân tích cấu trúc hạt SEM, TEM, DLS, IR đã chỉ ra cấu trúc và những liên kết cơ bản của hạt nano đã tổng hợp. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy quá trình siêu âm có ảnh hƣởng khá rõ rệt tới sự phân bố kích thƣớc hạt trong môi trƣờng phân tán.  Thử nghiệm tác động của nano TiO2 và nano SiO2 trên vi khuẩn Bacillus subtilis GB03, kết quả cho thấy nano TiO2 tác động tích cực tới sự phát triển của chủng vi khuẩn này, trong suốt thời gian nuôi cấy, các mẫu vi khuẩn kết hợp nano TiO2 đều cho giá trị OD cao hơn so với mẫu đối chứng, đƣờng cong tăng trƣởng thể hiện rõ rệt theo thời gian. Trong khi đó, nano SiO2 có không ảnh hƣởng đáng kể đến sự phát triển của vi khuẩn sau 24 giờ thử nghiệm. 

Thử nghiệm trên cây trồng: dịch nano TiO2 và SiO2 khi kết hợp cùng vi khuẩn Bacillus subtilis GB03 trong môi trƣờng LB có tác động tích cực đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây lúa và cây dƣa lƣới. Đối với cây lúa, mẫu sử dụng nano TiO2 và SiO2 kết hợp vi khuẩn cho nhiều lá hơn, cao hơn và xanh hơn so với các mẫu không sử dụng nano TiO2 trong cả thời kỳ mạ và thời kì tăng trƣởng sau gieo trồng. Đối với cây dƣa lƣới, vi khuẩn và nano TiO2 bám trên bề mặt rễ và có xu hƣớng thâm nhập qua lớp vỏ rễ. Ảnh hƣởng của thời gian sinh trƣởng của của dƣa lƣới với mẫu sử dụng nano TiO2 kết hợp vi khuẩn ngắn hơn so với mẫu đối chứng và mẫu sử dụng nano SiO2, cây cao hơn (111,9 cm), nhiều lá hơn (17 lá/cây) và cho nhiều nhánh hơn (phân nhánh trung bình 2,2 nhánh). Kết quả cho thấy nano TiO2 kết hợp cùng vi khuẩn có khả năng thúc đẩy sinh trƣởng của cây dƣa lƣới một cách rõ rệt. Trong khi đó, với điều kiện khảo sát của nghiên cứu, nano SiO2 không có nhiều tác động đáng kể đến cây dƣa lƣới so với đối chứng; thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây, số lá và số nhánh của mẫu sử dụng nano SiO2 kết hợp vi khuẩn có nhỉnh hơn so với mẫu so sánh nhƣng không có khác biệt nhiều.

4.2. Kiến nghị

Nano TiO2 khi kết hợp với vi khuẩn kích thích tăng trƣởng vùng rễ PGPR có khả năng kích thích tăng trƣởng đối với cây trồng. Đây là hƣớng triển vọng của việc ứng dụng vật liệu nano đối với sản xuất nông nghiệp, cần có những nghiên cứu sâu hơn và ở quy mô lớn hơn để có thể phát huy tính năng này của vật liệu này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] L. V. P. G. P. L. P. M. Augugliaro V., "Clean by light irradiation - Practical applications of supported TiO2," The Royal Society of Chemistry, 2010.

[2] X. Y. J. A. M. X. S. Huamin Zhang, "Firstprinciples study of Cu-doping and oxygen vacancy effects on TiO2 for water splitting," Chemical Physics Letters, no. 612, p. 106–110, 2014.

[3] H. T. Thúy, "Nghiên cứu biến tính TiO2 nano bằng Cr(III) làm xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy," Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011. [4] H. T. Vân, "Chế tạo vật liệu TiO2 và nghiên cứu khả năng quang xúc tác của chúng," Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011.

[5] J. F. F. R. H. A.K.P.D. Savio, "Sonosynthesis of nanostructured TiO2 doped with transition metals having variable bandgap.," in Ceramics International, 2012.

[6] S. X. X. B. B. W. a. F. H. Jing Liqiang, "The preparation and characterization of La doped TiO2 nanoparticles and their photocatalytic activity," Journal of Solid State Chemistry , no. 177, p. 3375–3382, 2004. [7] L. O. Qi Xiao, "Photocatalytic activity and hydroxyl radical formation of carbon-doped TiO2 nanocrystalline: Effect of calcination temperature," Chemical Engineering Journal, no. 148, p. 248–253, 2009.

[8] G. L. a. J. T. Y. Amy L. Linsebigler, "Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results," . Chem. Rev., pp. 735- 758, 1992.

[9] L. Y. S. W. K. Y. W. H. YAO Yadong, "Antibacterial properties of TiO2 ceramic pellets prepared using nano TiO2 powder," Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., vol. 24, no. 3, pp. 337-342, 2009.

[10] S. S. G. &. B. L. Timmusk, "Titania (TiO2) nanoparticles enhance the performance of growth-promoting rhizobacteria," Scientific reports, vol. 8, no. 1, p. 617, 2018.

[11] N. G. M. B. S. M. J. S. G. A. &. K. V. G. Palmqvist, "Nano titania aided clustering and adhesion of beneficial bacteria to plant roots to enhance crop growth and stress management," Scientific reports, vol. 5, no. 1, 2015.

[12] E. L. S. R. T. &. L. C. Eymard-Vernain, "Impact of nanoparticles on the

Bacillus subtilis (3610) competence," Scientific Reports, vol. 8, no. 1, 2018.

[13] White L. T., " Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition," Technology and Culture, no. 2, pp. 97-111, 1961.

[14] H. A. Frederik and E. Wiberg, Academic Press/De Gruyter, San

Diego/Berlin, 2001.

[15] S. G. D. C. Datnoff LE, "Influence of silicon fertilizer grades on blast

and brown spot," Plant Dis, vol. 76, p. 1011, 1992.

[16] Winslow MD. Silicon, "Disease resistance and yield of rice genotypes under upland cultural conditions," Crop Sci, vol. 32, pp. 1208-1221, 1992.

[17] J. M. D. E. a. C. B. M. C. R.R. Bélanger, "Yield of Cucumber Infected with Pythium aphanidermatum when Grown with Soluble Silicon," HORTSCIENCE, vol. 29, no. 8, p. 896–897, 1994.

[18] S. L. Mathurot Chaiharn, "Phosphate solubilization potential and stress tolerance of rhizobacteria from rice soil in Northern Thailand," World Journal of Microbiology and Biotechnology, no. 25, pp. 305-314, 2008.

the Magnaporthe grisea

[19] R. B. S. Yachana Jha, "Endophytic Pseudomonas pseudoalcaligenes than a shows better response against rhizospheric Bacillus pumilus in Oryza sativa (Rice)," Archives of Phytopathology and Plant Protection, vol. 44, no. 6, pp. 592-604, 2011. [20] S. S. C. P. S. K. M. A. S. S. Nautiyal CS1, "Plant growth-promoting bacteria Bacillus amyloliquefaciens NBRISN13 modulates gene expression profile of leaf and rhizosphere community in rice during salt stress," Plant Physiol Biochem, vol. 66, pp. 1-9, 2013.

[21] G. D. M.-L. B. B. T. Y. M.-L. D. M. L. L. F. W.-D. C. P.-C. Jordan Vacheron, "Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning," Frontiers in Plant Science, vol. 4, no. 356, pp. 1-19, 2013.

[22] A. P. A. &. J. B. N. Kumar, "Bacillus as PGPR in Crop Ecosystem," Bacteria in Agrobiology: Crop Ecosystems, Springer, 2017, pp. 37-59. [23] S. B. J. M. G. A. S. V. G. K. N. G. M. Palmqvist, "Nano titania aided clustering and adhesion of beneficial bacteria to plant roots to enhance crop growth and stress management," Nature, p. 5:10146, 2015.

[24] M. Alexander, Introduction to Soil Microbiology., New York: John

Wiley and Sons, Inc.,, 1977.

[25] V. T. V. H. V. T. L. A. L. T. H. N. T. N. D. N. T. H. Tô Minh Châu, Vi

sinh vật học đại cƣơng, 2000.

[26] L. K. Hữu, Khảo sát đặc điểm của Bacillus subtilis và tìm hiểu điều kiện nuôi cấy thích hợp sản xuất thử nghiệm chế phẩm probiotic, luận văn tốt nghiệp cử nhân Chăn nuôi Thú y, Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. HCM, 2005.

[27] M. R. Amirjani, "Effect of NaCl on some physiological parameter of

rice," Eur J Biol Sci, vol. 31, pp. 6-16, 2010.

[28] T. V. Đạt, Sản xuất lúa gạo trên Thế giới - Hiện trạng và Khuynh hƣớng

phát triển trong thế kỷ 21, Nhà xuất bản Nông nghiệp, 2005.

[29] G. Khush, "Origin, dispersal, cultivation and variation of rice. Plant,"

Plant Mo. Biol., vol. 35, pp. 25-34, 1997.

[30] N. V. Hoan, Cẩm nang cây lúa, NXB Lao động, 2006, pp. 169-180. [31] M. G. M. I. S. P. A. T. R. T. A. S. K. F. S. Mucisc, "Chemical and microstructural properties of TiO2 synthesized by sol–gel procedure," Mater. Sci. Eng, vol. B47, pp. 33-40, 1997.

[32] G. G. P. D. A. Manivannan, "Synthesis of nanocrystalline TiO2 particles and their structural characteristics," , J. Clust. Sci, vol. 19, pp. 391-399, 2008.

[33] H. S. Markus Pohl, "Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions," NurnbergMesse GmbH, Nuremberg, Germany, 2004. [34] J. H. M.J. Adeogun, "Structure control in sol–gel silica synthesis using ionene polymers. 2: evidence from spectroscopic analysis," J. Sol-Gel Sci. Technol, vol. 20, pp. 119-128, 2001.

[35] P. Innocenzi, "Infrared spectroscopy of sol–gel derived silica-based films: a spectra microstructure overview," J. Non-Cryst. Solids, vol. 316, p. 309–319, 2003.

[36] L. H. J.M. Nedelec, "Ab initio molecular orbital calculations on silica

rings," J. Non-Cryst. Solids , vol. 255, p. 163–170, 1999.

[37] K. K. H. N. H. Yoshino, "IR study on the structural evolution of sol–gel derived SiO2 gels in the early stage of conversion to glasses," J. Non- Cryst. Solids, vol. 126, pp. 68-78, 1990.

[38] D. E. A. G. S. S. V. Simon, "Thermal and spectroscopic investigation of sol–gel derived aluminosilicate bioglass matrices," J. Optoelectron. Adv. Mater, vol. 9, p. 3368–3371, 2007.

[39] F. B. F. P. M. G. S. P. M. Catauro, "Influence of the polymer amount on bioactivity and biocompatibility of SiO2/PEG hybrid materials synthesized by sol–gel technique," Materials Science and Engineering C , vol. 48, p. 548–555, 2015.

[40] G. Devanand, S. Ramasamy, B. Ramakrishnan and J. Kumar, "Folate

targeted PEGylated titanium dioxide nanoparticles as a nanocarrier for targeted paclitaxel drug delivery," Adv. Powder Technol, vol. 24, p. 947– 954, 2013.

[41] N. Sanaz, R. Hamid, F. Mohammad, S. Mhammad and M. Morteza, "Mortality response of folate receptor-activated, PEG-functionalized TiO2 nanoparticles for doxorubicin loading with and without ultraviolet irradiation," Ceram. Int, vol. 40, p. 5481–5488, 2014.

[42] D. Nadica, M. Abazovic, M. Comor, D. Dramicanin, S. . Jovanovic and M. Jovan, "Photoluminescence of Anatasese and Rutile TiO2 Particles," J. Phys. Chem. B , vol. 110, p. 25366–25370, 2006.

[43] N. T. C. N. T. T. T. V. Q. M. Thái Hoàng, "Tổng hợp nanosilica và vật liệu nanocompozit EVA/silica có sử dụng chất trợ tƣơng hợp EVAgMA," Tạp chí hóa học, 2012.

[44] Ś. L. Chruściel J., "Synthesis of nano silica by the sol-gel method and its activity toward polymers," Materials Science, vol. 21, no. 4, pp. 461-469, 2003.

[45] Kr Martin, "The chemistry of silica and its potential health benefits," Journal of Nutrition, health & aging, vol. 11, no. 2, pp. 94-97, 2007. [46] A. R.-V. A. M. M. Hamadanian, "Sol–gel preparation and characterization of Co/TiO2 nanoparticles: application to the degradation of methyl orange," J. Iran. Chem. Soc, vol. 7, pp. S52-S58, 2010.

Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tích hợp vi khuẩn endophyte với vật liệu nano ứng dụng trong bảo vệ cây trồng

Hà Nội - 2019

LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hƣớng dẫn 1: TS Lê Đăng Quang Hƣớng dẫn 2: GS.TS Trần Đại lâm

D O

i

ị r t á G

thời gian(giờ)

a

b

c

d

TiO2 100 µg/µl

+ VK (48h)

a

b

c

d

TiO2 100 µg/µl

+ VK (48h)

a

b

c

1 giờ

1 giờ

1 giờ

d

f

e

24 giờ

24 giờ

24 giờ

Có thể bạn quan tâm

Luận văn Thạc sĩ: Quản lý hoạt động phát triển nhận thức cho trẻ mẫu giáo ở các trường mầm non, huyện Hoàng Su Phì, tỉnh Hà Giang

Luận văn Thạc sĩ tóm tắt: Pháp luật về điều kiện đầu tư kinh doanh trong lĩnh vực giáo dục, đào tạo ở Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Sự nghiệp nghiên cứu phê bình văn học của Hoài Thanh

Luận văn Thạc sĩ: Tiểu thuyết của Đỗ Phấn từ góc nhìn sinh thái

Luận văn Thạc sĩ: Giải pháp ứng phó với nhập cư ở Liên minh Châu Âu

Luận văn Thạc sĩ: Diễn ngôn về giới nữ trong văn xuôi nữ Việt Nam đương đại (khảo sát sáng tác của Dạ Ngân, Y Ban, Lý Lan, Nguyễn Thị Thu Huệ)

Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng mức phát thải tham chiếu rừng khu vực huyện Bảo Lâm tỉnh Lâm Đồng

Luận văn Thạc sĩ: Đặc điểm nhân vật chính trong ba tác phẩm của Franz Kafka: Lâu đài, Vụ án, Hóa thân

Kháo luận tốt nghiệp: Vận dụng lí thuyết học tập trải nghiệm vào dạy học Thống kê - Xác suất ở lớp Hai

Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng hệ thống điều khiển và thu nhận dữ liệu cho Robot dịch vụ

Luận văn Thạc sĩ: Thế giới nhân vật trong truyện ngắn Lê Minh Khuê sau năm 1975

Luận văn Thạc sĩ: Tác động của cấu trúc vốn đến hiệu quả hoạt động của các ngân hàng thương mại cổ phần niêm yết trên thị trường chứng khoán Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Kiểm soát rủi ro tín dụng bán lẻ tại Ngân hàng Thương mại Cổ phần Đầu tư và Phát triển Việt Nam chi nhánh Thủ Thiêm

Luận văn Thạc sĩ: Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của ngân hàng thương mại cổ phần niêm yết trên thị trường chứng khoán Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hành vi sử dụng dịch vụ ngân hàng điện tử tại Ngân hàng Thương mại Cổ phần Ngoại thương Việt Nam – Chi nhánh Thủ Đức

Luận văn Thạc sĩ: Các yếu tố tác đồng đến nợ xấu tại Ngân hàng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn - Chi nhánh Tiền Giang

Luận văn Thạc sĩ: Yếu tố ảnh hưởng đến quyết định sử dụng dịch vụ thanh toán không dùng tiền mặt tại Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam (Vietinbank)

Luận văn Thạc sĩ tóm tắt: Pháp luật về du lịch biển, thực tiễn tại tỉnh Bình Định

Luận văn Thạc sĩ: Ảnh hưởng của các yếu tố thương hiệu với vai trò trung gian của Marketing truyền miệng đến quyết định chọn việc làm của nhân viên GenZ tại chuỗi nhà hàng gà rán Popeyes khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh

Luận văn Thạc sĩ: Ảnh hưởng của Marketing mix đến ý định học cao học của sinh viên khối ngành kinh tế thuộc Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

Tài liêu mới

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng thuật toán thích nghi và học tăng cường cấu trúc Actor - Critic điều khiển bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng mecanum

Luận án Tiến sĩ: Cơ cấu bệnh tim mạch và chất lượng cuộc sống của người cao tuổi mắc suy tim, rung nhĩ điều trị tại Bệnh viện Thống Nhất, thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin cho quá trình học liên kết dựa trên mật mã

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực đánh giá công nghệ cho học sinh trong dạy học môn Công nghệ 11 ở trường trung học phổ thông

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phân loại chi cầu diệp – Bulbophyllum Thouars (Orchidaceae) ở vùng Tây Nguyên bằng phương pháp hình thái và phân tử

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đặc điểm phân bố và dinh dưỡng của các loài lưỡng cư ở Vườn Quốc gia Bến En và Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa

Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp luật dẫn và điều khiển cho một lớp tên lửa đối hải trên cơ sở ứng dụng mạng nơ ron và hệ mờ

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp hệ điều khiển góc Pitch tua bin gió trong điều kiện có nhiễu tác động

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hóa học lipid của hai loài san hô thủy tức Millepora dichotoma và Millepora platyphylla ở Việt Nam

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kiểm soát phân phối công suất kéo trên cầu chủ động của ô tô con bằng ABS

Luận án Tiến sĩ: Ứng dụng phản ứng Domino vào tổng hợp các dẫn xuất Podophyllotoxin, Pyrimidine và đánh giá hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây chùm ngây (Moringa oleifera)

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ Lecythidaceae

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng