Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây lục bình làm cơ chất để thuần hóa lan Renanthera Sp. và White dendrobium Sp. in-vitro ra vườn ươm

Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây lục bình làm cơ chất để thuần hóa lan 94 BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÂY LỤC BÌNH LÀM CƠ CHẤT ĐỂ THUẦN HÓA LAN RENANTHERA SP. VÀ WHITE DENDROBIUM SP. IN-VITRO RA VƢỜN ƢƠM Trần Thị Như Thùy*, Trịnh Ngọc Nam**, Trần HoàngDũng* TÓM TẮT Lục bình (Eichhornia crassipes) là loại thực vật thuỷ sinh hiện diện phổ biến ở các ao hồ, sông rạch. Do chi phí rẻ, sẵn có, lục bình được đánh giá là giá thể tiềm năng thay thế cho các loại giá thể trồng lan nhập nội đắt tiền hiện nay. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát sự sinh trưởng của hai giống lan Renanthera sp. (lan Phượng Vĩ) và White Dendrobium sp. (lan Hoàng Thảo) trong giai đoạn thuần hoá ngoài vườn ươm trên giá thể lục bình, nhằm tìm ra nguồn giá thể trồng lan mới có thể đáp ứng được yêu cầu trồng lan hiện nay. So với giá thể thân lục bình, giá thể rễ lục bình sau khi được xử lý thích hợp hơn cho lan con ở giai đoạn ra vườn ươm. Tỉ lệ cây sống đạt hơn 80% sau 3 tháng đối với lan Renanthera sp. và hơn 60% đối với lan White Dendrobium sp. Cả hai giống lan có tốc độ sinh trưởng nhanh trên giá thể rễ lục bình, với chiều cao cây, số lá, diện tích lá và số rễ tăng mạnh. Kết quả của nghiên cứu góp phần phát triển một loại giá thể mới sử dụng cho việc thuần hoá lan in-vitro ra vườn ươm. Từ khoá: cây lục bình, cơ chất, hoa lan, thuần hóa STUDY ON WATER HYACINTH SUBSTRATE FOR ACCLIMATIZATION OF IN VITRO RENANTHERA AND WHITE DENDROBIUM ORCHIDS TRANSPLANTED INTO GREENHOUSE ABSTRACT Water hyacinth (Eichhornia crassipes) is a aquatic plant that frequently appear lakes and ponds entirely; this dramatically impacts water flow, blocks sunlight from reaching native aquatic plants, and starves the water of oxygen, often killing fishes. However, water hyacinth is a potential substrate for acclimatization of in vitro orchid plantlets due to low-cost and widely available, to replace imported substrate. In this research, we studied the effect of water hyacinth on the growth of Renanthera and White Dendrobium orchid plantlets to find out a new substrate for orchid cultivation. Compare to the stem substrate of water hyacinth, the root substrate is better for the orchid plantlets with a survival rate over 80% of Renathera sp. and over 60% of White Dendrobium sp. The both of orchid plantlets species are grow faster on the root substrate with increase significant in leaf number, leaf size, root number and heght length. Taken together, the results suggested treated water hyacinth’s roots are suitable for plantlets at acclimatization period. Keywords: acclimatization, orchid, substrate, water hyacinth * Trường Đại học Nguyễn Tất Thành ** Trường Đại học Công nghiệp TPHCM Tạp chí Đại học Công nghiệp 95 1. GIỚI THIỆU Hiện nay, việc trồng lan bằng cây giống được nhân từ phương pháp nuôi cấy mô đã trở nên phổ biến vì có nhiều ưu điểm như cây giống sạch bệnh, giá rẻ, độ đồng đều cao, thuận lợi cho việc chăm sóc và cho ra hoa đồng loạt theo yêu cầu của thị trường. Thông qua kỹ thuật nuôi cấy mô sẽ tạo ra nguồn vật liệu lai tạo ra cây giống mới có được các đặc tính ưu việt, với thời gian ngắn. Hơn nữa, nuôi cấy mô có thể giúp cho việc nẩy mầm của hạt lan, tạo nguồn cây con từ quá trình lai tạo (Huỳnh Văn Thới, 2010) Hiện nay, một trong những công đoạn khó khăn của việc nuôi cấy mô hoa lan là việc thuần hoá cây cấy mô in- vitro ra vườn ươm. Do sự thay đổi đột ngột về điều kiện môi trường sống, cơ chất giá thể thay đổi dẫn đến tỉ lệ cây con chết cao khi chuyển từ điều kiện in-vitro ra vườn ươm (Frowine, 2005). Việc tìm kiếm được những giá thể phù hợp giúp cho việc thuần hoá, trồng có vai trò quan trọng trong canh tác hoa lan. Mỗi loại hoa lan và ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau có yêu cầu khác nhau về loại giá thể được sử dụng. Đặc điểm chung của các loại giá thể là xốp, thoáng khí, ít hoai mục, có khả năng giữ nước và các chất dinh dưỡng cho bộ rễ khí sinh của hoa lan (Chen and Chen, 2007). Các loại giá thể truyền thống được sử dụng phổ biến hiện nay để trồng lan con bao gồm dớn Chile, xơ dừa, than, vỏ đậu phộng, vỏ thông Do giá thành các loại giá thể nhập khẩu như dớn Chile thường rất cao, do vậy để có nguồn cơ chất phục vụ cho việc canh tác hoa lan, đã có những nghiên cứu sử dụng kết hợp với giá thể trồng có nguồn gốc trong nước, được phối trộn với những tỉ lệ khác nhau như dớn với xơ dừa hay xơ dừa với than Mặc dù tỉ lệ sống của cây con khá cao, đạt trên 50%, nhưng những loại giá thể này vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như giữ ẩm kém và dễ bị rong rêu phát triển trên bề mặt sau thời gian ngắn sử dụng. Các loại giá thể như vỏ thông và mùn cưa có thể đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế trong trồng lan nhưng lại nghèo dinh dưỡng (Nguyễn Thiện Tịch và ctv, 2006; Trần Văn Huân và ctv, 2004). Cây lục bình (Eichhornia crassipes) là thực vật thủy sinh mọc phổ biến ở môi trường nước ngọt thuộc họ Pontederiaceae. Do tốc độ sinh trưởng nhanh, lục bình có thể ảnh hưởng lớn đến hệ thống nước mặt như gây ách tắc giao thông đường thủy, hạn chế sự phát triển của các loài động vật trong nước, gây nghẽn các hệ thống tưới tiêu (Haley et al., 1996). Trong nỗ lực hạn chế sự xâm lấn của loài thực vật này, ở một vài nơi, lục bình được ứng dụng làm hàng thủ công mỹ nghệ, làm thức ăn gia súc, phân compost, giá thể trồng nấm Trong canh tác cây trồng, lục bình đã được sử dụng như một loại giá thể rất hiệu quả để chiết cành, phối hợp với các giá thể khác để làm bầu ươm. Tuy nhiên, việc sử dụng giá thể này để trồng lan lại chưa được thực hiện. So với các loại cơ chất trồng lan khác, giá thể lục bình có ưu điểm là khả năng giữ ẩm và dưỡng chất cao, có nhiều vi chất có lợi cho cây lan con trong giai đoạn đầu ra rễ và tăng trưởng (Bảng 1). Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng giá thể lục bình để thuần hóa hai giống lan Renanthera sp. và White Dendrobium sp. ở giai đoạn từ ống nghiệm ra vườn ươm. Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây lục bình làm cơ chất để thuần hóa lan 96 Bảng 1. Thành phần hoá học của một số loại giá thể trồng lan (% của chất khô) Thành phần Giá thể lục bình (Zerbes et al., 2010) Giá thể sơ dừa (Arsène et al., 2013) Giá thể dớn Chile (Hill et al., 2009) Carbon hữu cơ 47,78 46,22 36,72 Nitơ 1,57 0,36 1,80 Phospho 0,51 0,87 0,55 Kali 1,43 1,95 4,26 Calci 0,51 1,34 2,25 Magie 0,44 0,23 0,63 Sự sinh trưởng và phát triển của lan con trên loại giá thể mới này được xác định. Từ kết quả của nghiên cứu, chúng tôi đưa ra quy trình thích hợp cho việc trồng lan Renanthera sp. và White Dendrobium sp. trên loại giá thể mới này, có thể ứng dụng rộng rãi vào các nhà vườn trồng lan, giảm chi phí trong khâu đầu tư giá thể (Balasubramanian et al, 2011; Thiên Ân, 2002). 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Trong nghiên cứu này, hai giống lan Renanthera sp. (lan Phượng Vĩ) và White Dendrobium sp. (lan Hoàng Thảo) in-vitro được cung cấp từ phòng thí nghiệm nuôi cấy mô thực vật, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, kích thước khoảng 3 ± 0.5 cm, có từ 3 đến 4 lá được sử dụng cho các thí nghiệm thuần hoá ngoài vườn ươm trên giá thể lục bình và giá thể đối chứng là dớn Chile. Cây lan được phun phân bón Growmore G2 có tỉ lệ N:P:K là 30:10:10 với hàm lượng 0.5 g/lít dịch phun, phun định kỳ 6 đến 7 ngày/ lần. Mỗi lần phun có thể bổ sung thêm vitamin B1, ZnSO4, MgSO4, KCl, acid amin. Sau mỗi 3 tuần, tiến hành phun chất điều hòa sinh trưởng IAA với nồng độ pha 0,1 mg/lít và thuốc trị nấm, côn trùng gây hại Physan 20 với liều lượng 0.05 ml/lít. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Xử lý giá thể lục bình Cây lục bình vớt từ sông Sài Gòn (khu vực cầu Phú Long, thị trấn Lái Thiêu, TP Hồ Chí Minh) được rửa sạch để giảm bớt lượng bùn, đất và tạp chất dính trên cây. Cây được phơi từ 3 đến 4 ngày để làm giảm độ ẩm đến 40% và giảm vi sinh vật. Phần thân và rễ được tách riêng. Thân được tước thành từng phần nhỏ, 3 đến 4 miếng/thân, có chiều dài khoảng 2 – 3 cm. Giá thể thân, rễ lục bình trước khi trồng được xử lý bằng thuốc trừ nấm Physan 20 (Maril Products Inc., Suite D Tustin, CA) với liều lượng 0,1 ml/lít. 2.2.2. Ra lan con Cây lan cấy mô Renanthera và White Dendrobium được tách khỏi bình nuôi cấy, rửa sạch bằng nước từ 2 đến 3 lần. Chọn những cây lan có rễ phát triển nhiều, cây có kích Tạp chí Đại học Công nghiệp 97 thước đồng đều từ 3 - 4 cm, đặt nơi thoáng mát từ 1 đến 3 ngày để cây quen với độ ẩm thấp. Trước khi trồng, cây được xử lý với thuốc trị nấm Physan 20 với nồng độ 0,1 ml/lít nước trong 5 phút. 2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng giá thể rễ lục bình đến sự sinh trưởng và phát triển của lan con Renanthera và White Dendrobium Cây lan con Dendrobium và Renanthera sau khi được bó rễ bằng giá thể lục bình (Hình 1) hoặc giá thể đối chứng là dớn Chile (Bảng 2, bảng 3, bảng 4) được đặt lan trong khay nhựa. Các khay trồng được bố trí trong nhà màng có điều kiện nhiệt độ 30 ± 2oC, độ ẩm 80 ± 5%, ánh sáng 8000 ± 500 lux. Hình 1. Lan con được quấn giá thể lục bình và đưa vào vỉ trồng Bảng 2. Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của giá thể rễ lục bình đến sự sinh trưởng của lan con Renanthera và White Dendrobium giai đoạn thuần hoá trong vườn ươm Nghiệm thức Đối tƣợng Giá thể Số lƣợng cây/Nghiệm thức A0 Renanthera Dớn Chile 25 A1 Renanthera Rễ Lục bình 25 B0 Dendrobium Dớn Chile 25 B1 Dendrobium Rễ Lục bình 25 Bảng 3. Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của giá thể thân lục bình đến sự sinh trưởng của lan con Renanthera và White Dendrobium giai đoạn thuần hoá trong vườn Nghiệm thức Đối tƣợng Giá thể Số lƣợng cây/Nghiệm thức C0 Renanthera Dớn Chile 25 C1 Renanthera Thân Lục bình 25 D0 Dendrobium Dớn Chile 25 D1 Dendrobium Thân Lục bình 25 Bảng 4. Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của giá thể phối trộn thân và rễ lục bình theo tỉ lệ cân bằng đến sự sinh trưởng của lan con Renanthera và White Dendrobium giai đoạn thuần hoá trong vườn ươm Nghiệm thức Đối tƣợng Giá thể Số lƣợng cây/Nghiệm thức E0 Renanthera Dớn Chile 25 E1 Renanthera Rễ và thân lục bình 25 F0 Dendrobium Dớn Chile 25 F1 Dendrobium Rễ và thân lục bình 25 Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây lục bình làm cơ chất để thuần hóa lan 98 Ở mỗi nghiệm thức thí nghiệm, các chỉ tiêu bao gồm tỷ lệ sống (%), số rễ, chiều cao cây, số lá, kính thước lá được ghi nhận sau mỗi tháng trồng. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần, mỗi nghiệm thức thí nghiệm trên 25 cây. Các số liệu thí nghiệm được thống kê và xử lý rên bằng chương trình Microsoft Excel phiên bản 2010 và phần mềm Statgraphics centurion phiên bản XV. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hƣởng giá thể rễ lục bình đến sự sinh trƣởng và phát triển của lan con Renanthera và White Dendrobium giai đoạn thuần hoá 0 1 2 3 4 5 6 Chiều cao cây Số lượng lá Chiều dài lá Chiều rộng lá Số lượng rễ Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng 0 20 40 60 80 100 120 Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng Rễ Lục bình Hình 2. Đồ thị theo dõi sự sinh trưởng, phát triển (A) và tỷ lệ sống (B) lan Renanthera trên giá thể rễ lục bình Sau 1 tháng thuần hoá ngoài vườn ươm trên giá thể rễ lục bình, các chỉ tiêu sinh trưởng của lan Renathera chưa có sự thay đổi so với ban đầu (Hình 2). Đây có thể là giai đoạn thích ứng của cây lan con với giá thể lục bình và những điều kiện môi trường vườn ươm. Bắt đầu từ tháng thứ 2 đến tháng thứ 3 có sự tăng trưởng đều của các chỉ tiêu theo dõi của lan con Renanthera trên giá thể lục bình. Chiều cao cây trong 2 tháng này tăng trung bình đến 1,02 cm, rễ hình thành nhiều, đồng thời cây đã thích nghi và tỷ lệ chết giảm. Sự chết của cây lan con ở giai đoạn đầu tiên được ghi nhận có nguyên nhân do sự bó rễ bằng giá thể quá chặt dẫn đến sự dập và úng rễ. So với giá thể đối chứng là dớn Chile, rễ lục bình cũng có độ hút ẩm cao, khả năng lưu giữ chất dinh dưỡng tốt giúp cây ra rễ và tăng trưởng rất mạnh trong thời gian đầu, đặc biệt từ tháng thứ 2. Tỉ lệ sống của cây lan Renathera con trên giá thể rễ lục bình ổn định ở mức 80%, tương đương với dớn Chile (tỉ lệ sống 82%) 0 1 2 3 4 5 6 7 Chiều cao cây Số lượng lá Chiều dài lá Chiều rộng lá Số lượng rễ Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng 0 20 40 60 80 100 120 Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng Rễ Lục bình Hình 3. Đồ thị theo dõi sự sinh trưởng, phát triển (A) và tỷ lệ sống (B) lan White Dendrobium trên giá thể rễ lục bình Lan con White Dendrobium có tỉ lệ sống khá thấp, khoảng 80% ở tháng đầu tiên và giảm xuống đến 60% sau ba tháng, so với dớn Chile (tỉ lệ sống 74% sau 3 tháng) do khả năng A B A B Tạp chí Đại học Công nghiệp 99 thích nghi kém với điều kiện vườn ươm và giá thể rễ lục bình (Hình 3). Tỉ lệ chết cao cũng được ghi nhận do sự bó rễ bằng giá thể quá chặt. Đến tháng thứ 2 và 3, cây bắt đầu phát triển mạnh và ra rễ nhiều hơn. Như vậy, kết quả cho thấy rễ lục bình thích hợp cho việc trồng lan White Dendrobium nhưng tỷ lệ sống thấp hơn so với lan con Renanthera. 3.2. Ảnh hƣởng giá thể thân lục bình đến sự sinh trƣởng của lan con Renanthera và White Dendrobium 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Chiều cao cây Số lượng lá Chiều dài lá Số lượng rễ Chiều rộng lá Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng 0 20 40 60 80 100 120 Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng Thân Lục bình Hình 4. Đồ thị theo dõi sự sinh trưởng, phát triển (A) và tỷ lệ sống (B) lan Renanthera trên giá thể thân lục bình Kết quả nghiên cứu cho thấy trong tháng đầu đầu tiên, sự sinh trưởng của cây lan con Renathera không đáng kể (Hình 4). Cá biệt, số lượng rễ giảm mạnh sau 2 tháng trồng. Thân lục bình có khả năng giữ ẩm và cung cấp dưỡng chất cho cây. Tuy nhiên, do dễ phân rã, tạo điều kiện cho vi khuẩn, nấm phát triển, đã gây thối rễ lan con. Cây con dễ bị bệnh, chết khi thuần hoá ở vườn ươm. Tỷ lệ sống của lan con Renanthera giảm mạnh ở tháng thứ 2 (64,1%) và tháng thứ 3 (48,67%). Đối với lan White Dendrobium, sau một tháng trồng trên giá thể thân lục bình, lan con chết hàng loạt do lan con không bám dính, tiếp xúc với giá thể. Bộ rễ mảnh, nhỏ, khi trồng vào thân lục bình dễ bị tổn thương, nhiễm bệnh, úng gây chết. 3.3. Ảnh hƣởng giá thể phối trộn rễ và thân lục bình đến sự sinh trƣởng và phát triển của lan con Renanthera và White Dendrobium 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Chiều cao cây Số lượng lá Chiều dài lá Số lượng rễ Chiều rộng lá Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng 0 20 40 60 80 100 120 Tháng 0 Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng Thân+ Rễ Lục bình Hình 5. Đồ thị theo dõi sự sinh trưởng, phát triển (A) và tỷ lệ sống (B) lan Renanthera trên giá thể phối trộn rễ và thân lục bình Trong sự phối hợp giữa giá thể thân và rễ lục bình theo tỉ lệ cân bằng, các chỉ tiêu sinh trưởng của lan Renathera tăng chậm (Hình 5). Sau 2 và 3 tháng trồng, số lượng rễ giảm do thân lục bình bị mục, tạo chất nhờn gây nhiễm nấm và úng rễ, dẫn đến chết cây. Tỷ lệ sống cũng giảm dần từ tháng thứ 1 đến tháng thứ 3. So với giá thể thân lục bình, tỷ lệ sống của cây lan Renathera con trên giá thể hỗn hợp cao hơn, đạt khoảng trên 50%. Mặc dù không tăng A B A B Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây lục bình làm cơ chất để thuần hóa lan 100 trưởng về kích thước, nhưng có sự thay rõ rệt về màu sắc lá và tình trạng cây lan con. Lá trở nên xanh đậm hơn; thân cây cứng cáp hơn; rễ chuyển từ trắng hoặc xanh nhạt sang xanh đậm, cây thích nghi tốt và có thể đưa vào chậu trồng. Đối với lan White Dendrobium, sau 1 tháng đưa lan con vào trồng trên giá thể phối trộn này, tỉ lệ sống trung bình của 3 lô thí nghiệm đều dưới 50%, thể hiện sự không thích hợp của cơ chất trồng. So với lan con Renanthera, lan White Dendrobium có tỉ lệ chết nhiều hơn. 4. KẾT LUẬN Giá thể có ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ sống và quá trình sinh trưởng, phát triển của lan con. Kết quả của nghiên cứu cho thấy, giá thể rễ lục bình phù hợp cho sự thuần hoá lan Renanthera và White Dendrobium với tỉ lệ sống, các đặc điểm sinh trưởng tương đương với giá thể đối chứng là dớn và cao hơn hẳn giá thể thân lục bình hoặc giá thể phối hợp giữa thân và rễ lục bình. So với giá thể dớn nhập nội, chi phí đối với giá thể lục bình dùng để ươm lan con rất thấp, chỉ bằng khoảng 1/20 lần. Tóm lại, nghiên cứu đã góp phần phát triển một loại giá thể thuần hoá lan mới với ưu điểm dễ tìm, rẻ tiền và có hiệu quả cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Arsène, Marie-Ange, Bilba, Ketty, Savastano Junior, Holmer and Ghavami, Khosrow (2013), “Treatments of non-wood plant fibres used as reinforcement in composite materials”, Materials Research, Volume 16 (4), 903-923. 2. Balasubramanian D, Arunachalam A, Arunachalam K, Das AK (2011), “Nutrient accumulation pattern of Eichhornia crassipes Mart. (Solms.) in natural wetlands with different trophic condition”, Malik DS, Kumar S, Bharti U (eds), Water pollution and management, Biotech Books, New Delhi, 30–56. 3. Frowine, Steven A (2005), Fragrant orchids : a guide to selecting, growing, and enjoying, Timber Press, Inc. 4. Huỳnh Văn Thới (2010), Cẩm nang trồng và kinh doanh phong lan, NXB Trẻ Tp. Hồ Chí Minh. 5. Jerry Hill, Robert Nagro, Joe Boylan and Essam Enan (2009), “Organic absorbent material from animal manure, preparation and uses thereof”, Patent WO2009076660 A2 Jun 18, 2009. Print. 6. Lara Zirbes, Quentin Renard, Joseph Dufey, Pham Khanh Tu, Hoang Nghia Duyet, Philippe Lebailly, Frédéric Francis and Éric Haubruge (2010), “Valorisation of a water hyacinth in vermicomposting using an epigeic earthworm Perionyx excavatus in Central Vietnam”, Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, Volume 15(1), 85-93. 7. Nguyễn Thiện Tịch, Đoàn Thị Hoa, Trần Sĩ Dũng, Huỳnh Thị Ngọc Nhân (2006), Kỹ Thuật nuôi trồng hoa lan, NXB Nông nghiệp. 8. Thiên Ân (2002), Những phương pháp trồng lan, NXB Mỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. 9. Trần Văn Huân, Văn Tích Lượm (2004), Kỹ thuật nuôi trồng cấy lan, NXB Mỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh. 10. Harley, K.L.S., Julien, M.H. and Wright, A.D (1996), “Water hyacinth: a tropical wolrd wide problem and methods for its control”, Proceeding of the 2nd International Weed Control Congress, Copenhagen, 1996. Volume II, 639-644. 11. Wen Huei Chen and Hong Hwa Chen (2007), Orchid biotechnology, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.