BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thảo NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƯỚI TỪ VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 62540205 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY HÀ NỘI - 2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1.T.S. Lê Phúc Bình 2.PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi: giờ, ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: 1.Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2.Thư viện Quốc gia DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ [1] Nguyễn Thị Thảo (2012) Ảnh hưởng của khối lượng thể tích vải đến độ thấm hút nước của vải không dệt liên kết xuyên kim polypropylene. Tạp Chí Công nghiệp số 66 tháng 12, trang 23-25. [2] Nguyễn Thị Thảo, Nguyễn Thế Hùng, Lê Phúc Bình, Phạm Minh Phượng, Trịnh Thị Mai Dung (2012) Ảnh hưởng của thảm tưới và giá thể đến chu kỳ tưới, lượng nước, các chỉ tiêu sinh trưởng và chất lượng hoa của cây cúc (Tagele patula L.). Tạp chí Khoa học và Phát triển Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 10, số 6, trang 876-881. [3] Nguyễn Thị Thảo (2011) Lựa chọn bấc mao dẫn dạng ống xơ polyester có khả năng truyền dẫn nước cho cây trồng, Tạp chí khoa học và công nghệ các trường Đại học kỹ thuật, N o . 84, trang 95-99. [4] Nguyễn Thị Thảo (2011) Đặc tính mao dẫn, thấm hút và nhả nước của bấc thấm dạng ống xơ bông. Tạp Chí Công nghiệp, Khoa học và Công nghệ, số tháng 6, trang 45-47. [5] Nguyen Thi Thao, Le Phuc Binh (2011) Influence of fabric longitudinal density on capillary properties of weft knitted fabric. Journal of science & technology technical universities, N o .82A/2011, page 77-81. 1 A. THÔNG TIN CHUNG VỀ LUẬN ÁN I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Phương pháp tưới truyền thống trong trồng trọt của Việt Nam đang tồn tại một số hạn chế: tưới nước chưa đúng, đủ theo nhu cầu của cây trồng, tốn nhiều công chăm sóc, tiêu hao nhiều nước hơn nhu cầu của cây do thất thoát. Vật liệu dệt có đặc tính hút và nhả nước tốt nên có thể trữ và cấp nước cho cây trồng đúng, đủ theo nhu cầu của cây, nhờ đó giúp giảm tiêu hao nước tưới do đáp ứng đủ nước và thất thoát ít nước, giảm công chăm sóc nhờ kéo dài chu kỳ tưới và từ đó nâng cao chất lượng cây trồng. Điều này đã thúc đẩy ý tưởng ứng dụng phương pháp tưới nước cho cây trồng dùng thảm dệt của thế giới vào Việt Nam. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Sử dụng vật liệu dệt để thiết kế và chế thử thảm tưới trữ và cấp nước đúng, đủ cho cây trồng, nhằm: - Tưới nước đúng, đủ theo nhu cầu của cây; - Nâng cao chất lượng cây trồng; - Giảm công chăm sóc; - Giảm tiêu hao nước tưới. III. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Thảm tưới làm từ vật liệu dệt để trữ và cấp nước đúng và đủ cho cây trồng; - Thử nghiệm tính thích ứng của một số thảm tưới mẫu thiết kế trên cây hoa cúc Vạn thọ lùn trồng trong chậu cảnh; - Nghiên cứu này dừng lại ở lý thuyết và áp dụng thảm tưới mẫu nhỏ. IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Nghiên cứu khảo sát thời điểm tưới và lượng nước cần tưới cho cây trồng; - Nghiên cứu thiết kế thảm tưới mẫu của luận án; 2 - Nghiên cứu lựa chọn vật liệu dệt chế thử thảm tưới mẫu của luận án; - Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tưới mẫu cho cây trồng V. Ý NGHĨA KHOA HỌC - Đã thiết kế chế thử được một chủng loại thảm tưới nước mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt ứng dụng cho phương pháp tưới nước tiên tiến trong trồng cây; - Đã làm rõ được cơ sở khoa học của việc lựa chọn cấu trúc thảm tưới, chất liệu vật liệu dệt, cấu trúc của từng lớp chức năng trong khuôn khổ đối tượng nghiên cứu của đề tài; - Đã chứng minh được hiệu quả của việc sử dụng loại thảm tưới này để tưới nước đúng, đủ cho cây cúc Vạn thọ lùn, nâng cao chất lượng cây trồng, giảm công chăm sóc và giảm tiêu hao nước tưới. VI. GÍA TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN - Đã chỉ ra khả năng ứng dụng hiệu quả phương pháp tưới nước tiên tiến cho cây trồng sử dụng thảm tưới của Thế giới vào Việt Nam; - Đã xác lập được qui trình tưới nước cho cây cảnh trồng trong chậu sử dụng thảm tưới, giúp cải thiện được điều kiện chăm sóc cây trồng, tiết kiệm nước tưới; - Đã chỉ ra một định hướng mới cho sản xuất sản phẩm dệt và công nghệ trồng trọt của Việt Nam. VII. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đã thiết kế và chế thử thảm tưới mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt lần đầu tiên được thực hiện ở Việt Nam; - Đã thử nghiệm thành công tính thích ứng của mẫu thảm tưới cho cây cúc Vạn thọ lùn lần đầu tiên ở Việt Nam. - Đã nghiên cứu ứng dụng sản phẩm khoa học của ngành Dệt có sự kết hợp liên ngành với khoa học ngành Nông nghiệp. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 3 chương (104 trang), 82 tài liệu tham khảo, 19 trang phụ lục, 39 bảng số liệu, 73 hình vẽ và đồ thị. 3 B. NỘI DUNG CHÍNH Chƣơng 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP TƢỚI SỬ DỤNG THẢM DỆT Chương 1 giới thiệu khái quát về các phương pháp tưới nước cho cây trồng, trong đó phương pháp tưới sử dụng thảm tưới làm từ vật liệu dệt có ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với các phương tưới khác. Chức năng của thảm tưới là dự trữ và nhả nước trực tiếp đến vùng đất có sự tập trung bộ rễ của cây, điều tiết chất tưới một cách tối ưu cả về lượng và thời gian tưới và có thể tự động hoá quá trình tưới. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà cấu trúc của thảm tưới khác nhau. Tuy nhiên, các loại thảm tưới dùng cho phương pháp tưới này hiện nay còn một vài hạn chế là: chưa có khả năng chống lún do áp lực của đất và cây trồng, dung lượng trữ nước còn thấp. Đặc tính thấm hút nước của vật liệu dệt có nhiều điểm phù hợp với yêu cầu của thảm tưới, vì vậy luận án nghiên cứu chúng để có thể tìm ra cấu trúc và vật liệu phù hợp thiết kế, chế thử thảm tưới mới cấp nước đúng, đủ theo nhu cầu của cây, giảm công chăm sóc, giảm tiêu hao nước đồng thời khắc phục được các tồn tại kể trên của các loại thảm tưới hiện có là một việc làm hết sức cần thiết. Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Thảm tưới trữ và cấp nước làm từ vật liệu dệt đáp ứng đúng và đủ nhu cầu nước cho cây. Thử nghiệm tính thích ứng của một số thảm tưới mẫu thiết kế trên cây hoa cúc Vạn thọ lùn trồng trong chậu cảnh. 2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 2.1.2.1 Vật liệu dệt - Các ống xơ (ống bơm) làm từ các dải xơ duỗi thẳng xếp song song nhau có mật độ thể tích khác nhau (lồng trong ống nhựa có thể tích không đổi, với các loại xơ khác nhau (ký hiệu OX) được nghiên cứu lựa chọn: + Cúi xơ stapen 100 % PET có chi số mét N m = 0,22. Xơ PES có chiều dài cắt 38mm, độ mảnh 1,4D được luồn vào các ống nhựa 4 PVC với mật độ xơ khác nhau tạo thành các bấc thấm dạng ống xơ stapen 100 % PET. + Tơ filament dún 100 % PET, 150D/48F guồng thành con sợi được luồn vào các ống nhựa PVC với mật độ xơ khác nhau tạo thành các bấc thấm dạng ống tơ filament dún100 % PET. + Tơ filament không dún 100 % PET, 150D/48F guồng thành con sợi được luồn vào các ống nhựa PVC với mật độ xơ thay đổi tạo thành các bấc thấm dạng ống tơ filament không nhún100 % PET. -Vải dệt thoi sợi cắt 100% PP kiểu dệt vân điểm được sản xuất theo dây chuyền dệt vải bao tải, mật độ ngang thay đổi, có độ bền cơ học cao (ký hiệu DT). - Vải dệt kim đan ngang kiểu dệt interlock, sợi 100% PET, chi số sợi N e =30, mật độ ngang P n = 110 (cột vòng/10cm), mật độ dọc thay đổi (ký hiệu DK). - Vải không dệt xuyên kim 100% PP, độ nhỏ xơ từ 5,4D ÷ 6,7D, độ dài xơ từ 97,5mm ÷ 102,5mm được sản xuất tại Công ty cổ phần dệt Công nghiệp Hà Nội (ký hiệu KD). - Mẫu thảm tưới do Đức sản xuất (BEWÄSSERUNGSMATTE AQUAFOL - ký hiệu M đ ) là một trong các loại thảm đang được sử dụng phổ biến. - Ngoài các vật liệu dệt kể trên, phụ liệu làm thảm mẫu còn có: tấm mút xốp PU có khối lượng thể tích 0,0162(g/cm 3 ), vải tráng phủ PVC có bề dày 0,2mm, ống nhựa PVC có đường kính trong 6mm, đường kính ngoài ngoài 6,5mm. 2.1.2.2 Vật liệu trồng cây - Cây trồng thử nghiệm dùng thảm tưới cấp nước thích hợp cho các loại cây trồng đòi hỏi độ ẩm tương đối cao hoặc liên tục. Luận án đã chọn cây cảnh nhóm cây hoa là cây hoa cúc Vạn thọ lùn (tên khoa học: Tagete patula L.; ký hiệu TN301) do công ty Trang nông cung cấp hạt giống. - Giá thể trồng cây ( ký hiệu GT) + Mẫu giá thể GT1: 100% đất phù sa (khối lượng thể tích 3 /94,0 cmg  ). + Mẫu giá thể GT2: đất phù sa, phân chuồng, trấu hun theo tỉ lệ 3:1:1 (khối lượng thể tích 3 0,78 /g cm   ). 5 + Mẫu giá thể GT3: đất phù sa, phân chuồng, trấu hun, xơ dừa theo tỉ lệ 1,5:1:1:0,5 (khối lượng thể tích 3 0,73 /g cm   ). 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tưới và lượng nước cần tưới - Khảo sát thời điểm tưới nước thích hợp của cây hoa cúc. - Khảo sát lượng nước cần tưới của cây hoa cúc. 2.2.2 Nghiên cứu thiết kế thảm tưới mẫu của luận án - Phân tích cấu trúc, các thông số kỹ thuật, đánh giá đặc tính trữ và cấp nước của mẫu thảm tưới làm từ vật liệu dệt của Đức để làm cơ sở cho thiết kế mẫu thảm tưới của luận án. - Thiết kế cấu trúc thảm tưới mẫu của luận án theo chức năng của các phần tử cấu trúc và đối tượng cây trồng. - Phân tích nguyên lý làm việc thảm tưới mẫu của luận án 2.2.3 Nghiên cứu chế thử thảm tưới mẫu của luận án - Nghiên cứu lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo theo các chức năng thiết kế của thảm tưới mẫu - Xác định các thông số kỹ thuật các phần tử cấu tạo của thảm tưới mẫu. - Xác định các thông số kỹ thuật của thảm tưới mẫu. 2.2.4 Nghiên cứu khả năng thích ứng thảm tưới mẫu của luận án - Động thái độ ẩm của giá thể khi trồng thử nghiệm cho cây hoa cúc. - Tính thích ứng của thảm tưới thông qua sinh trưởng thân, lá, hoa và bộ rễ của cây hoa cúc; chù kỳ tưới và lượng nước cần tưới cho cây hoa cúc. - Xây dựng qui trình trồng cây sử dụng thảm tưới mẫu của luận án. 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tổng quan các tài liệu khoa học từ các nguồn khác nhau về tưới bón cho cây trồng như lượng nước cần tưới, thời điểm tưới và phương pháp tưới. 6 - Nghiên cứu tổng quan tài liệu về đặc tính thấm hút chất lỏng trong vật liệu dệt làm cơ sở để lựa chọn vật liệu thí nghiệm làm thảm tưới thỏa mãn các chức năng, yêu cầu của thảm tưới. - Nghiên cứu tổng quan các tài liệu và các công trình khoa học về thảm tưới, tìm ra những tồn tại cần khác phục để tìm ra hướng hoàn thiện thảm tưới trên cơ sở vật liệu dệt được sản xuất ở Việt Nam. 2.3.2 Nghiên cứu thử nghiệm đặc tính của thảm tưới mẫu 2.3.2.1 Nghiên cứu phân tích cấu trúc Cấu trúc mẫu thảm tưới đối chứng được phân tích bằng kính hiển vi số AM 313T (Digital Microscop Dino-Lite AM 313T Plus) của Đài Loan. 2.3.2.2 Nghiên cứu xác định các đặc tính thấm hút và cấp nước - Phương pháp xác định độ thẩm thấu nước theo tiêu chuẩn BS- EN 11058: 1999. - Phương pháp xác định độ thấm nước toàn phần theo tiêu chuẩn của DIN 53923: 1978. - Phương pháp xác định độ mao dẫn theo tiêu chuẩn chuẩn TCVN 5073:1990. - Thiết lập phương pháp xác định độ cấp nước của vải, lượng nước mao dẫn của các mẫu ống xơ, độ trữ nước và cấp nước của thảm tưới mẫu. 2.3.3 Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính thích ứng của thảm tƣới mới mẫu 2.3.3.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tưới và lượng nước cần tưới - Xác định thời điểm tưới: trồng cây hoa cúc sử dụng mẫu giá thể GT1, 3 công thức thí nghiêm CT1, CT2, CT3 với 3 thời điểm tưới ở 3 độ ẩm của giá thể khác nhau là 50%≤W, 50%<W ≤60% và 60%<W≤70%. - Xác định chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới: thời điểm tưới cây là kết quả khảo sát thời điểm tưới của thí nghiệm trên, 3 công thức thí nghiêm CT1,CT2, CT3 với 3 mẫu giá thể GT1, GT2, GT3. 2.3.3.2 Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tưới mẫu - Nghiên cứu động thái độ ẩm của giá thể khi trồng cây hoa cúc: thời điểm tưới cây là kết quả khảo sát thời điểm tưới ở trên, 2 [...]... hợp để trồng cây trong thành phố, ngoài hải đảo 23 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO  Các kết quả đã đạt được 1 Lần đầu tiên đã thiết kế chế thử được một chủng loại thảm tưới nước mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt ứng dụng cho phương pháp tưới nước tiên tiến của Thế giới cho cây trồng ở Việt Nam; 2 Đã làm rõ được cơ sở khoa học của việc lựa chọn cấu trúc thảm, chất liệu vật liệu dệt, kiểu dệt của từng... chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của thảm tưới 3.3.1.1 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 1 Kế thừa sự lựa chọn vật liệu của thảm Đức, vật liệu làm lớp L1 (PT1) của thảm tưới là vải dệt thoi sợi cắt 100% PP có trong điều kiện Việt Nam Ảnh hưởng của mật độ vải đến độ thẩm thấu nước của vải dệt thoi sợi cắt 100% PP 2 Độ thẩm thấu nước (l/m s) 100 Hình 3.8 Quan hệ giữa độ thẩm thấu nước và mật độ vải dệt. .. dụng các thảm tưới) , CT2 (sử dụng thảm tưới KT1) với mẫu giá thể là kết quả khảo sát chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới ở trên Cứ sau 3 giờ, đo và ghi lại độ ẩm của giá thể được hiện thị trên thiết bị đo độ ẩm KS - D1 4560 DELM HORST USA - Nghiên cứu tính thích ứng của thảm tưới qua sinh trưởng cây hoa cúc, chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới: thời điểm tưới cây là kết quả khảo sát thời điểm tưới ở trên,... lần Điều này cho thấy chi phí chăm sóc sẽ tăng lên 3.2.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu 3.2.2.1 Bố trí thảm tưới Hình 3.4 Trạng thái thảm tưới trữ và cấp nước cho cây trồng trong chậu Mẫu thảm tưới được đặt dưới đáy chậu cây Sau khi cấp nước tối đa nước vào thảm (thấm nước toàn phần) Nước từ mẫu thảm tưới sẽ được thấm lên đất (giá thể trồng cây) , nhờ lực mao 10 dẫn tạo ra độ ẩm đồng đều trên toàn cho bộ diện... vào thảm tưới OD (PT6) có chức năng dẫn nước cấp cho thảm, được lựa chọn là ống nhựa mềm PVC  6 mm 18 3.3.2 Thông số kỹ thuật các phần tử cấu tạo thảm tưới mẫu Bảng 3.14 Lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của các thảm tưới mẫu của luận án 3.3.3 Chế thử các thảm tưới mẫu Thảm tưới mẫu là sản phẩm thu nhỏ của thảm tưới bao gồm 6 phần tử cấu tạo Chúng có dạng hình trụ đặt ở dưới đáy chậu cây có... sẽ được lấy ra cho cây sử dụng theo nhu cầu và còn đem lại khả năng chống nén cho thảm tưới mới Hình 3.6 Cấu tạo thảm tưới thiết kế 3.2.3 Nguyên lý làm việc của thảm tưới mẫu của luận án Sơ đồ nguyên lý làm việc của thảm tưới mẫu được biểu thị như hình 3.7 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc của thảm tưới thiết kế Ở đây, nước được cấp vào thảm tưới qua phần tử ống dẫn OD(6) xuống đáy thảm và điền đầy... trưởng và chất lượng của cây cúc cao nhất Các công thức trồng cây sử dụng thảm tưới của luận án có các chỉ tiêu sinh trưởng và chất lượng của cây cúc lớn hơn công thức đối chứng không sử dụng thảm tưới khoảng 19,6% ÷ 35,8% Điều này đã chứng minh rằng tưới/ cấp nước cho cây trồng thông qua thảm tưới 21 là hoàn toàn phù hợp và đem lại hiệu quả cao hơn phương thức tưới thông thường Ảnh hưởng của các mẫu thảm. .. công thức sử dụng phương pháp tưới thông thường; lượng nước cần tưới của các công thức sử dụng thảm tưới tiết kiệm hơn lượng nước cần tưới của các công thức sử dụng phương pháp tưới thông thường từ 58,8% ÷78,0% Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến lượng nước cần tưới cho cây cúc Vạn thọ lùn Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến chu kỳ tưới của cây cúc Vạn thọ lùn Chu kỳ tưới (ngày) 30 24.8 25 21.4 20... gian 5 ngày liên tiếp(giờ) Hình 3.26 Ảnh hưởng của thời gian đến độ ẩm của giá thể khi trồng cây sử dụng thảm tưới KT1 và đối chứng không sử dụng thảm tưới ĐC1 3.4.2 Sinh trưởng của cây thử nghiệm dùng thảm tưới của luận án 3.4.2.1 Sinh trưởng của thân, lá và hoa Quan sát biểu đồ cột từ hình 3.28 đến hình 3.31 cho thấy trong 5 công thức trồng cây sử dụng mẫu thảm tưới (KT1÷KT5), công thức sử dụng mẫu KT5... tìm được loại vật liệu dệt thích hợp cho lớp L2, tiến hành đánh giá tiêu chí trữ và cấp nước một số loại vải điển hình  Vải không dệt xuyên kim Vải không dệt xuyên kim là vật liệu được chọn làm lớp L2 trên mẫu thảm tưới của Đức, vì vậy nó cũng là đối tượng được thử nghiệm để lựa chọn cho lớp L2 của mẫu do luận án thiết kế, tuy nhiên sẽ là các loại vải không dệt do Việt Nam sản xuất Ảnh hưởng của khối . điểm tưới và lượng nước cần tưới cho cây trồng; - Nghiên cứu thiết kế thảm tưới mẫu của luận án; 2 - Nghiên cứu lựa chọn vật liệu dệt chế thử thảm tưới mẫu của luận án; - Nghiên cứu khả. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƯỚI TỪ VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 62540205 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT. của thảm tưới mẫu cho cây trồng V. Ý NGHĨA KHOA HỌC - Đã thiết kế chế thử được một chủng loại thảm tưới nước mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt ứng dụng cho phương pháp tưới nước tiên tiến trong trồng