Nhân giống hoa cúc bằng phương pháp vi thủy canh

Công trình khoa học “Sản xuất cây hoa cúc quy mô lớn bằng phương pháp vi thủy canh có bổ sung nano bạc dưới điều kiện chiếu sáng LED” của TS. Hoàng Thanh Tùng (31 tuổi) - Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới mở ra một kỹ thuật mới trong nhân giống thực vật. 6 năm - thời gian và niềm đam mê đã làm nên giá trị khoa học và giá trị thực tiễn cho một công trình khoa học.

 

TS.Hoàng Thanh Tùng miệt mài trong phòng thí nghiệm

 

Ý tưởng phải tìm ra một phương pháp nhân giống mới kết hợp giữa phương pháp nuôi cấy mô và thủy canh được TS. Hoàng Thanh Tùng ấp ủ từ năm 2005, khi còn là một cậu học trò ở quê nắng cát Quảng Bình. Mãi đến năm 2011, sau khi tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ sinh học Trường Đại học Đà Lạt, ý tưởng đó mới bắt đầu được Hoàng Thanh Tùng thực hiện, ròng rã trong 6 năm (2012 - 2018) cho công trình nhân giống hoa cúc bằng phương pháp vi thủy canh, đó cũng là luận văn thạc sĩ và luận văn tiến sĩ của anh. 

 

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn và giá trị ứng dụng thực tiễn

 

Cây hoa cúc là một loài hoa trồng chậu, cắt cành phổ biến trên thế giới, được ưa chuộng bởi màu sắc phong phú và hình dáng, kích cỡ hoa đa dạng. Người Việt xem hoa cúc là biểu tượng của sự thanh cao - một trong bốn loài cây được xếp vào hàng tứ quý “Tùng, Cúc, Trúc, Mai” và tượng trưng cho mùa thu. Hiện nay, hoa cúc được trồng ở khắp cả nước với tổng diện tích trên 2.000 ha, Lâm Đồng có diện tích trồng lớn nhất, riêng Đà Lạt có cả làng hoa Thái Phiên chuyên trồng hoa cúc.

 

Yêu cầu về cây giống phục vụ cho các vùng sản xuất hoa cao, nhưng phương pháp nhân giống truyền thống (giâm cành, gieo hạt, tách mầm) chưa đủ đáp ứng nhu cầu về giống vì hệ số nhân giống thấp, chất lượng cây giống kém, dễ bị thoái hóa, nhiễm bệnh sau vài thế hệ, cây con được nhân giống trong các vỉ xốp hoặc trồng trực tiếp trên đất, khó vận chuyển đi xa. Phương pháp vi nhân giống (nuôi cấy mô) đã được áp dụng với các ưu điểm như nhân giống với số lượng lớn, đồng nhất; nhưng lại có những hạn chế như: nuôi cấy trong điều kiện phòng thí nghiệm vô trùng, không dễ thực hiện, sự thành công phụ thuộc nhiều vào khả năng thuần hóa cây giống trong điều kiện vườn ươm. Trong điều kiện in-vitro, cây giống đã quen với điều kiện lý tưởng được kiểm soát trong quá trình sinh trưởng, nên khi chuyển ra vườn ươm, cây giống phải chống chịu với nhiều tác nhân bất lợi từ môi trường như nấm bệnh, nhiệt độ thay đổi, độ ẩm thấp, nghèo dinh dưỡng… sự thay đổi đột ngột đó làm cho khả năng thích nghi và tỷ lệ sống sót của cây giống giảm đáng kể. 

 

Công trình khoa học “Sản xuất cây hoa cúc quy mô lớn bằng phương pháp vi thủy canh có bổ sung nano bạc dưới điều kiện chiếu sáng LED” của TS. Hoàng Thanh Tùng đã áp dụng thành công hệ thống vi thuỷ canh vào nhân giống hoa cúc, giải quyết mọi khó khăn thực tiễn đặt ra. Hệ thống vi thủy canh là hệ thống nhân giống kết hợp giữa nhân giống nuôi cấy mô và thủy canh, phương pháp này kế thừa những ưu điểm của kỹ thuật thủy canh và phương pháp vi nhân giống. Phương pháp này có tiềm năng trong sản xuất cây giống với quy mô lớn bởi sự ưu việt: tạo ra giống cây sạch bệnh, rút ngắn quy trình nhân giống, tiết kiệm chi phí, nuôi cấy không cần điều kiện vô trùng, tiết kiệm năng lượng, dễ dàng vận chuyển và sắp xếp, có thể sản xuất quy mô lớn, dễ thực hiện và dễ áp dụng thực tiễn. 

 

Phương pháp nhân giống hoàn toàn mới, đơn giản, hiệu quả, giá trị khoa học cao

 

Hệ thống vi thủy canh, một phương pháp đơn giản nhưng rất hiệu quả trong sản xuất cây giống với quy mô lớn, hoàn toàn có thể thay thế các phương pháp nhân giống hiện nay, có thể áp dụng trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau. Vi thủy canh là một hệ thống mở, có thể rút ngắn quy trình nhân giống bằng việc kết hợp giai đoạn ra rễ với giai đoạn thuần dưỡng; tiết kiệm chi phí do không sử dụng đường, agar, giảm sử dụng và tiết kiệm năng lượng; dễ dàng sắp xếp vận chuyển (cùng sản xuất 600 cây giống, hệ thống vi thủy canh có khối lượng chỉ 1 kg, để vào các hộp nhỏ, có thể xếp chồng lên nhau, trong khi phương pháp vi nhân giống có khối lượng 10 kg); đơn giản, dễ thiết kế (dễ dàng vận chuyển đi xa và sắp xếp trong các phòng thí nghiệm); dễ tiến hành, dễ áp dụng cho người nông dân mà không đòi hỏi kỹ thuật cao; có thể sản xuất ở quy mô lớn. 

 

TS. Hoàng Thanh Tùng cho biết, trong nghiên cứu này, vai trò của nano bạc và ánh sáng LED trong hệ thống vi thủy canh cũng được nghiên cứu; kết quả chỉ ra rằng bổ sung 7,5 ppm nano bạc vào môi trường nuôi cấy vi thủy canh và nuôi cấy dưới điều kiện chiếu sáng kết hợp 70% đèn LED đỏ với 30% đèn LED xanh giúp gia tăng sự sinh trưởng và chất lượng của cây giống, có hiệu quả làm giảm số lượng của 8 loài vi khuẩn nên cây sẽ thích ứng tốt hơn khi chuyển ra đồng ruộng so với cây có nguồn gốc nhân giống khác. 

 

Giống hoa cúc được sản xuất trong hệ thống vi thủy canh đã được trồng thành công và cho chất lượng hoa tốt ở quy mô đồng ruộng tại Công ty Giống miền Nam (xã Đạ Đờn, Lâm Hà) và đã đưa ra thị trường nhiều sản phẩm hoa đẹp.

 

Công trình nhân giống hoa cúc bằng hệ thống vi thủy canh của nhà khoa học trẻ TS. Hoàng Thanh Tùng là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới về việc sử dụng một kỹ thuật mới trong nhân giống thực vật, là phương pháp đơn giản, nhưng hiệu quả trong sản xuất cây giống với quy mô lớn, được thực hiện hoàn toàn tại Việt Nam, nơi áp dụng hệ thống này là Đà Lạt - Lâm Đồng có diện tích canh tác và nhu cầu sản xuất hoa cúc lớn nhất cả nước. Kết quả nghiên cứu của TS. Hoàng Thanh Tùng đã cung cấp các dẫn liệu khoa học mới có giá trị về việc đưa ra hệ thống nhân giống vi thủy canh cây hoa cúc. Là tài liệu tham khảo hữu ích cho lĩnh vực giảng dạy, nghiên cứu về lĩnh vực nhân giống thực vật; đồng thời, mở ra hướng nghiên cứu mới có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực nhân giống thực vật. Với giá trị khoa học và giá trị thực tiễn, công trình được chọn là 1 trong 3 đề cử Giải thưởng trẻ của Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2020 - giải thưởng danh giá của Việt Nam vinh danh các nhà khoa học có công trình nghiên cứu giá trị thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội.

 

QUỲNH UYỂN