Nghiên cứu thiết kế chế thử thảm tưới từ vật liệu dệt cho cây trồng ở Việt Nam

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu thiết kế chế thử thảm tưới từ vật liệu dệt cho cây trồng ở Việt Nam

1. 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
2. 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
3. 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, No. 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, No.82A/2011, page 77-81.
4. 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; 1
5. - 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. 2
6. 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 Nm = 0,22. Xơ PES có chiều dài cắt 38mm, độ mảnh 1,4D được luồn vào các ống nhựa 3
7. 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 Ne =30, mật độ ngang Pn= 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 Mđ) 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/cm3), 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  0,94g / cm 3 ). + Mẫu giá thể GT2: đất phù sa, phân chuồng, trấu hun theo tỉ lệ 3:1:1 (khối lượng thể tích  0,78g / cm3 ). 4
8. + 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  0,73g / cm3 ). 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. 5
9. - 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 6
10. công thức thí nghiêm CT1 (đối chứng không sử 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, 10 công thức thí nghiêm CT1, CT3, CT5, CT7, CT9 (các CT đối chứng không sử dụng các thảm tưới), CT2, CT4, CT6, CT8, CT10 (các công thức sử dụng thảm tưới KT1, KT2, KT3, KT4, KT5) với mẫu giá thể là kết quả khảo sát chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới ở trên. 2.3.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm Các số liệu thí nghiệm trong luận án được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và phần mềm dùng để quản lý và phân tích thống kê sinh học các dữ liệu thuộc ngành nông nghiệp IRRISTAT. Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới 3.1.1 Khảo sát thời điểm tưới Kết quả khảo sát cho thấy với công thức CT3 thời điểm tưới cây khi độ ẩm của giá thể 60% < W ≤ 70 % cây không có dấu hiệu héo. Do đó luận án chọn thời điểm tưới cây cúc khi độ ẩm của giá thể trồng cây 60% < W ≤ 70 %. (a) CT1, CT2: độ ẩm thời (b) CT3: độ ẩm thời điểm điểm tưới W≤60% tưới 60%<W≤70% Có dấu hiệu héo Không có dấu hiệu héo Hình 3.1 Ngoại hình của cây với thời điểm tưới dựa theo độ ẩm của giá thể khác nhau. 7
11. 3.1.2 Khảo sát lượng nước cần tưới Tiến hành thí nghiệm trồng cây hoa cúc Vạn thọ lùn với thời điểm tưới khi độ ẩm của giá thể 60%<W≤70 % với 3 công thức sử dụng 3 giá thể GT1,GT2,GT3. Lượng nước cần tưới của mỗi chu kỳ tưới CT1 CT2 CT3 0.0045 Hình 3.2 0.0040 0.0035 Lượng nước 0.0030 cần tưới khảo 0.0025 sát theo chu kỳ 0.0020 tưới của cây 0.0015 hoa cúc. 0.0010 0.0005 Lượngnước cần (l/giờ) tưới 0.0000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Chu kỳ tưới(ti) Kết quả cho thấy lượng nước cần tưới lớn nhất là 4,2 ml/giờ và tổng lượng nước cần tưới cho 1 chậu cây hoa cúc thí nghiệm trong 1 chu kỳ sinh trưởng trong khoảng 5÷6 l/cây. Không có sự khác biệt về lượng nước lớn nhất cần tưới trong một giờ. Giá thể GT3 có số lần tưới và tổng lượng nước cần tưới của cây cúc là nhỏ nhất. Vì vậy giá thể này được lựa chọn là giá thể chung cho các công thức thí nghiệm các tính chất khác ở phần sau. 3.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án 3.2.1 Phân tích thảm tưới mẫu của Đức 3.2.1.1 Cấu trúc của thảm tưới Qua các ảnh chụp kính hiển vi số AM 313T chi tiết trên hình 3.3b và 3.3c có thể thấy: thảm mẫu này có kết cấu 3 lớp. Lớp 1 (L1) trên cùng là vải dệt thoi sợi dẹt (sợi cắt) (1), lớp 2 (L2) ở giữa là vải không dệt (2) và lớp 3 (L3) dưới cùng là lớp màng (3). Bóc bỏ lớp L1 và lớp L3 có thể thấy, vật liệu lớp L2 là tấm vải không dệt được liên kết bằng phương pháp xuyên kim (các lỗ kim xuyên 7) (hình 3.3e). Trên hình 3.3a cũng cho thấy, các đầu xơ (6) của lớp L2 được nhô lên qua bề mặt che chắn của lớp L1. Điều này cho thấy lớp L2 được xuyên kim cùng lớp L1. 8
12. BEWÄSSERUNGSMATTE AQUAFOL 1mx50m; 3lít/m2 (a)Nhìn từ trên xuống (b) Mặt cắt dọc (c) Mặt cắt ngang (d) Cấu trúc lớp 1(L1) (e) Cấu trúc lớp 2(L2) Hình 3.3 Cấu trúc thảm tưới của Đức 1:lớp 1(L1); 2: lớp 2(L2); 3: lớp 3(L3); 4: sợi dọc; 5: sợi ngang; 6: đầu xơ lớp 2 nhô lên trên lớp 1; 7: các lỗ kim xuyên 3.2.1.2 Thông số kỹ thuật của thảm tưới Thảm có cấu trúc 3 lớp: 9
13. - Lớp L1 là vải dệt thoi sợi cắt PP có độ chứa đầy diện tích 100 %, khối lượng diện tích 100 g/m2, độ dày 0,1mm. - Lớp L2 là vải không dệt PP, khối lượng diện tích 232 g/m2, độ dày 2,45mm. - Lớp L3 là màng chống thấm PE, khối lượng diện tích 90 g/m2, độ dày 0,2 g/mm. - Không có cấu trúc chống nén. 3.2.1.3 Đặc tính trữ nước và cấp nước của thảm tưới Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng trữ nước của lớp vải không dệt L2 không thay đổi nhiều khi có hay không được liên kết với lớp vải bảo vệ L1. Tuy nhiên mối liên kết này lại tạo ra sự khác biệt của đặc tính nhả nước của lớp vật liệu ghép (L1+L2). Cụ thể là khả năng cấp nước tăng từ 1,049 lên 1,379 l/m2 (tăng 31,5%). Khả năng cấp nước theo thời gian ở mẫu nhỏ (120 mm) của thảm Đức tương đối nhỏ (26,1 ml/giờ). Với nhu cầu nước lớn nhất của cây thí nghiệm là 4,2 ml/giờ thì vào thời kỳ cao điểm, lượng nước này chỉ có thể cấp đủ cho nhu cầu của cây mẫu khoảng 6,2 giờ. Nói cách khác thì một ngày cần tưới nước khoảng 4÷5 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
14. dẫn tạo ra độ ẩm đồng đều trên toàn cho bộ diện tích giá thể. Khi cây cần nước, bộ rễ có thể hút nước theo nhu cầu sinh trưởng luôn sẵn sàng có để dùng trong giá thể này mà không phụ thuộc vào thời gian tưới, lượng nước tưới, không phụ thuộc vào ngày hay đêm và môi trường xung quanh. Trạng thái cây và bố trí thảm tưới được giới thiệu trên hình 3.4. 3.2.2.2 Thiết kế chức năng cho thảm tưới Hình 3.5 Sơ đồ các phần tử chức năng của thảm tưới thiết kế Nghiên cứu tổng quan, chương 1 đã cho thấy các thảm tưới cấu trúc 3 lớp có nhiều ưu điểm về sử dụng và giá thành. Tuy nhiên, chúng có một số tồn tại cần được khắc phục là dung lượng chứa nước và cấp nước còn thấp dẫn đến chu kỳ tưới bị ngắn lại, thứ hai là trong cấu trúc chưa có giải pháp chịu nén do bản thân trọng lượng của đất và cây gây nên. Hai vần đề này cần được giải quyết trong thiết kế thảm tưới của luận án. Sơ đồ chức năng thảm tưới của luận án được trình bày trong hình 3.5. 3.2.2.3 Thiết kế cấu tạo cho thảm tưới Sơ đồ cấu tạo thảm tưới của luận án được giới thiệu trong hình 3.6. Sự phát triển mới ở đây so với các thảm tưới thông dụng là lớp trữ nước L4 (4) và ống bơm nước (3) được cấy vào trong thảm 3 lớp khiến cho độ dày của thảm có thể nâng cao đến giới hạn chiều cao mao dẫn của ống bơm. Nhờ có các ống bơm (3) mà 11
15. hầu hết nước dự trữ 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 không gian giữa hai lớp L1(1) và lớp L3(5). Nước được di chuyển vào khoảng trống của lớp L4(4) và được dự trữ ở đó. Nhờ áp lực mao dẫn theo phương dọc qua các ống bơm OX (3) lên lớp trữ nước dùng ngay L2(2). Nhờ lực mao dẫn theo hướng ngang của các xơ trong lớp L2 (2), nước được phân bố đều trong lớp L2(2). Nhờ lực hút nước của cây và 12
16. lực mao dẫn nước trong đất (F2), nước từ lớp L2(2) được thấm qua lớp L1(1) lên đất (7) và tạo ra độ ẩm đồng đều trên toàn cho bộ diện tích giá thể. 3.3 Chế thử thảm tƣới mẫu của luận án 3.3.1 Lựa 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 100 Hình 3.8 .s) 2 80 Quan hệ giữa độ thẩm 60 thấu nước và mật độ vải 40 dệt thoi sợi cắt 100%PP. 20 Độthẩm thấu nước (l/m 0 31 36 41 46 51 56 61 Mật độ vải dệt thoi sợi cắt (sợi/10cm) Quan sát đồ thị trên hình 3.8 cho thấy cả 5 mẫu vải dệt thoi sợi cắt 100% PP đều có khả năng cho nước đi qua với lượng nước lớn hơn lượng nước cần tưới lớn nhất của cây hoa cúc là 4,2 ml/h. Trong 5 mẫu vải dệt thoi sợi cắt 100% PP lựa chọn mẫu vải DT3 tương ứng với mật độ 46 sợi/10cm do mẫu vải này khá phổ biến trên thị trường bao bì của Việt Nam và vẫn hạn chế được rễ cây chui vào thảm. 3.3.1.2 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 2 Chức năng của lớp L2 (PT2) chủ yếu là dự trữ nước có thể dùng ngay cho cây đồng thời tiếp nhận nước từ lớp L4 (PT4) dự trữ chuyển lên thông qua phần tử 3 là các ống bơm OX được cấy trong lớp L4. Yêu cầu đặt ra với lớp L2 là cung cấp nước đủ và liên tục cho đất và mức tiêu thụ của cây trồng thử nghiệm (cúc Vạn thọ lùn). 13
17. Về bản chất có nhiều loại vải có đặc tính hút và nhả nước tốt. Để 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 lượng thể tích đến độ trữ Ảnh hưởng của khối lượng thể tích đến độ cấp nước của vải không dệt xuyên kim 100%PP 1.6 nước vải không dệt xuyên kim 100%PP 1.0 1.4 ) 0.8 2 /giờ) 2 1.2 0.6 1.0 0.4 0.8 Độ trữ nước (l/m 0.2 0.6 Độcấp nước (l/m 0.0 0.4 0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085 0.090 0.095 0.100 0.105 0.110 0.115 0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085 0.090 0.095 0.100 0.105 0.110 0.115 3 Khối lượng thể tích (g/cm3) Khối lượng thể tích (g/cm ) Hình 3.9 Quan hệ giữa độ trữ Hình 3.10 Quan hệ giữa độ nước và khối lượng thể tích của cấp nước và khối lượng thể vải không dệt xuyên kim tích của vải không dệt xuyên 100%PP. kim 100%PP. Quan sát đồ thị trên hình 3.9 và hình 3.10 cho thấy trong 10 mẫu vải không dệt thí nghiệm mẫu vải không dệt KD4 có độ trữ và cấp nước lớn nhất. Có 6 mẫu (KD2 ÷ KD7) có thể cấp đủ nước cho 1 chậu cây thử nghiệm dùng trong vòng 1 giờ, do độ cấp nước của nó > 4,2 ml/giờ. Trong đó mẫu KD4 có khả năng cấp nước cao nhất, đạt 9,473 ml/giờ.  Vải dệt kim interlock Vải dệt kim interlock là vải hai mặt phải, có cấu trúc xốp, ổn định, không quăn mép, ít tụt vòng được lựa chọn làm vật liệu thử nghiệm đối ứng với vải không dệt mẫu KD4. Nguyên liệu được lựa chọn ở đây là sợi polyester, bền với môi trường ẩm ướt và không ngấm nước và sẵn có trên thị trường. Quan sát đồ thị trên hình 3.11 và hình 3.12 cho thấy, trong 5 mẫu vải dệt kim thí nghiệm, thì mẫu vải DK2 tương ứng với mật độ dọc 115 (hàng vòng/10cm) có độ trữ và cấp nước lớn 14
18. nhất sẽ được lựa chọn để so sánh với phương án vải không dệt KD4. Xét theo độ cấp nước có thể thấy, nếu sử dụng 1 lớp vải Interlock cho lớp L2 của thảm tưới thì chỉ có mẫu vải DK2 cấp đủ nước cho cây dùng trong vòng 1 giờ, do độ cấp nước của nó là 4,5 ml/giờ/tấm mẫu, lớn hơn lượng nước cần tưới lớn nhất của cây hoa cúc trồng thử nghiêm (4,2 ml/giờ/cây). Ảnh hưởng của mật độ dọc đến độ trữ nước Ảnh hưởng của mật độ dọc đến độ cấp của vải dệt kim interlock 100% PET nước của vải dệt kim interlock 100% PET 0.92 0.45 0.9 0.40 /giờ) 2 ) 2 0.35 0.88 0.30 0.86 0.25 0.84 0.20 Độ trữ nước Độtrữ (l/m 0.15 0.82 Độcấp nước (l/m 0.10 105 110 115 120 125 130 135 0.8 105 110 115 120 125 130 135 Mật độ dọc (hàng vòng/10cm) Mật độ dọc (hàng vòng/10cm) Hình 3.11 Quan hệ giữa độ trữ Hình 3.12 Quan hệ giữa độ nước và mật độ dọc của vải dệt cấp nước và mật độ dọc của kim Interlock 100%PET. vải dệt kim Interlock 100%PET.  So sánh vải dệt kim và vải không dệt Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm xác định độ trữ, cấp nước của vải dệt kim Interlock và vải không dệt Ký Khối Độ Độ cấp Độ cấp nƣớc Hiệu hiệu lƣợng trữ nƣớc (ml/tấm  quả cấp mẫu 1m2 nƣớc (l/m2/giờ) 120mm/giờ) nƣớc TN (g/m2) (l/m2) ml/giờ/g (cột 4/cột 2) 1 2 3 4 5 6 DK2 85 0,902 0,402 4,544 0,473 KD4 190 1,516 0,838 9,473 0,441 Số liệu trên bảng 3.8 cho thấy xét về yêu cầu cấp nước thì cả 2 loại vật liệu này đều thỏa mãn. Nếu xét về hiệu quả cấp nước của 1 lượng nguyên liệu khối lượng 1 gam, thì ở phương án vải 15
19. không dệt KD4 là 0,441 ml/giờ/g, thấp hơn phương án DK2 là 0,473 ml/giờ/g ( khoảng 14 %). Tuy nhiên xét về chi phí sản xuất thì thông thường vải dệt kim đắt hơn vải không dệt khoảng 200%. Do đó có thể thấy lựa chọn phương án vải không dệt sẽ đem lại tính kinh tế cao hơn phương án vải dệt kim. Đến đây có thể thấy vật liệu làm lớp chức năng L2 của thảm tưới được lựa chọn là vải KD4. 3.3.1.3 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống bơm nước Chức năng của ống bơm nước OX (PT3) trên thảm tưới của luận án là bơm nước từ lớp dự trữ L4 lên lớp cấp L2 thông qua lực mao dẫn của ống xơ dệt OX mà không cần dùng năng lượng ngoài. Do đó việc tổ chức xơ dệt trong ống bơm OX có ảnh hưởng rất lớn đến hệ mao dẫn trong bơm và hiệu suất của bơm. Để lựa chọn loại nguyên liệu và mật độ xơ phù hợp cho ống bơm, luận án tiến hành thử nghiệm trên các loại: cúi xơ stapen PET, tơ filament PET dún và tơ filament PET không dún.  Chiều cao mao dẫn nước Mối quan hệ giữa chiều cao mao dẫn nước và mật độ xơ của các loại xơ khác nhau được biểu diễn trên hình 3.13. Như vậy có thể nhận thấy, nếu sử dụng ống xơ OX1 làm bơm nước, thì độ dày lớp trữ nước L4 không nên cao hơn 5 cm (90% h1max). Nếu dùng ống xơ OX2 thì chiều dày lớp L4 không nên vượt 19 cm (90% h2max), và nếu dùng ống xơ OX3 thì chiều dày lớp L4 không nên vượt 24 cm (90% h3max).  Lưu lượng nước của ống xơ Thí nghiệm xác định lưu lượng nước của bơm của 3 mẫu ống xơ có chiều cao mao dẫn lớn nhất là OX1.7, OX2.8, X3.9. Bề dày của thảm tưới càng lớn thì khả năng chứa nước của thảm càng tăng và chiều cao của ống xơ càng lớn. Trong 3 mẫu ống xơ kể trên, chiều cao mao dẫn ứng với xơ stapen là nhỏ nhất (h1= 5,512 cm). Để có cơ sở so sánh các phương án, lựa chọn các ống xơ này với cùng độ cao và không vượt quá 5 cm. Đồ thị trên hình 3.14 cho thấy với nhu cầu nước của cây thí nghiệm (cây hoa cúc Vạn thọ lùn) tại thời điểm cao nhất (4,2 ml/giờ hay 0,07g/phút) có thể thấy cả ba phương án ống xơ OX đều có thể cấp nước nhanh và nhiều hơn yêu cầu ít nhất 3 lần. Điều đó cho thấy, việc lựa chọn ống bơm dùng xơ stapen OX1.7 16
20. hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu nước của cây thí nghiệm ngay cả ở độ cao bơm là 5 cm. Ảnh hưởng của mật độ xơ đến Ảnh hưởng của chiều cao ống xơ chiều cao mao dẫn của các ống xơ 1.Cúi xơ stapen PET 2.Tơ filament PET dún đến độ dẫn nước 3.Tơ filament PET không dún 1.Cúi xơ stapen PET 2.Tơ filament PET dún 30 3.Tơ filament PET không dún 5.0 25 4.5 20 4.0 15 3.5 3.0 10 Chiềucao mao dẫn (cm) 2.5 5 Độdẫn nước (g/phút) 2.0 0 1.5 0.015 0.05 0.085 0.12 0.155 0.19 0.225 0.26 0.295 0.33 0.365 0.4 0 1 2 3 4 5 6 Mật độ xơ (g/cm3) Chiều cao ống xơ (cm) Hình 3.13 Hình 3.14 Quan hệ giữa chiều cao mao Quan hệ giữa độ dẫn nước và dẫn nước và mật độ xơ của chiều cao ống xơ. các ống xơ.  Mật độ ống bơm nước trên thảm tưới Kết quả thí nghiệm trong bảng 3.11 cho thấy để cấp đủ lượng nước dữ trữ cho lớp L2 trong 1 phút (0,07g/phút), khi sử 2 dụng ống bơm OX1.7 làm từ cúi xơ stapen PES thì trong 1m thảm tưới cần từ 465 đến 733 ống, trong 1 chậu cây đường kính đáy 12cm tương ứng với diện tích 0,0113m2 cần từ 6 đến 9 ống. Bảng 3.11 Mật độ ống bơm nước OX 1.7 với chiều cao ống xơ khác nhau. Chiều cao Mật độ ống bơm Số lƣợng ống bơm ống bơm (cm) (ống xơ OX1.7/m2) trong thảm tƣới của 1 chậu cây ( ống xơ /thảm  120 mm) 1 465,0 5,3 2 492,2 5,6 3 531,9 6,0 4 639,7 7,3 5 732,4 8,3 Căn cứ vào lượng trữ nước của lớp L2 (KD4) và lưu lượng bơm nước của 1 ống bơm dưới áp lực nén lớn nhất của giá thể và cây trồng để tính số lượng ống bơm theo lý thuyết cần có trong 1 17
21. mẫu thảm tưới để có thể chịu nén và cấp đủ nước là 16 ống (lớn hơn số lượng ống bơm tối thiểu là 9 ống khi không chịu nén). Tuy nhiên trong quá trình sử dụng thảm tưới có thể đất thâm nhập vào ống bơm làm giảm lưu lượng nước của ống bơm nên luận án chọn hệ số an toàn là 1,5 để đảm bảo ống bơm cấp đủ nước trong quá trình sử dụng thảm tưới. Do đó số lượng ống bơm lựa chọn cho 1 miếng thảm mẫu  120 mm là 24 ống. 3.3.1.4 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp L4 Lớp L4(PT4), lớp dự trữ nước là phần tử mới được đưa vào trong thảm tưới mẫu của luận án để nâng cao khả năng dự trữ nước cho thảm, định vị ổn định ống bơm, nhẹ và mềm mại để thảm dễ di chuyển, lắp đặt và bảo quản. Do đó vật liệu xốp PU được lựa chọn (khối lượng thể tích 0,0162 g/cm3) trên đó có đục lỗ trống chứa nước  10mm và lỗ để định vị ống bơm nước  6 mm như giới thiệu trên hình 3.15. 1: lớp L4 (phần tử 4); 2:lỗ trống chứa nước đường kính 10 mm; 3: lỗ trống luồn phần tử 3 (ống bơm nước) đường kính 6mm. Hình 3.15 Cấu tạo lớp L4 trữ nước dự trữ. 3.3.1.5 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 3 Lớp L3 (PT5) là lớp đặt dưới cùng của thảm tưới. Ở phương án thảm Đức sử dụng màng chống thấm PE. Vật liệu cho lớp L3 cần vừa kín nước, chịu tải cao và vừa bền vững với đường may. Ở đây lựa chọn vải tráng phủ PVC có bề dày 0,2mm mềm mại, không thấm nước và chịu lực tốt. Đây là vật liệu tương đối phổ biến tại Việt Nam dùng để làm bạt che nắng. 3.3.1.6 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống dẫn nước Ống dẫn nước vào thảm tưới OD (PT6) có chức năng dẫn nước cấp cho thảm, được lựa chọn là ống nhựa mềm PVC  6 mm. 18
22. 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 nhiệm vụ dự trữ nước và cấp nước cho giá thể trồng cây đặt ở phía trên. Hình 3.22 Thảm tưới mẫu 3.3.4 Thông số kỹ thuật của thảm tưới mẫu 3.3.4.1 Xác định kích thước và khối lượng Bảng 3.16 Kích thước và khối lượng của các thảm tưới thử nghiệm của luận án Mẫu Đƣờng Bề Diện Khối Khối Khối thảm kính dày tích lƣợng lƣợng lƣợng (cm) (cm) (cm2) (g) (g/m2) thể tích (g/cm3) KT1 12 1,5 113,04 30,786 2723,461 0,182 KT2 12 2,5 113,04 40,246 3560,333 0,142 KT3 12 3,5 113,04 49,767 4402,601 0,126 KT4 12 4,5 113,04 59,02 5221,161 0,116 KT5 12 5,5 113,04 68,393 6050,336 0,110 19
23. 3.3.4.2 Xác định độ trữ nước và cấp nước Quan sát biểu đồ cột hình 3.23 và hình 3.24 cho thấy các mẫu thảm tưới mẫu của luận án có: lượng trữ nước (101,7÷ 501ml/ mẫu) nhiều gấp 3 ÷ 15 lần mẫu thảm của Đức (34ml/ mẫu) (hình 3.16); khả năng cấp nước (79÷ 358,3ml/mẫu) cho cây và đất trồng cao gấp 4÷18 lần mẫu thảm của Đức (19,7ml/mẫu) (hình 3.17). Lượng nước trữ tối đa của các mẫu thảm tưới Lượng nước cấp tối đa của các mẫu thảm tưới và mẫu thảm Đức và mẫu thảm tưới của đức 600 400 358.3 501.0 350 500 295.5 300 401.5 400 250 223.9 301.7 300 200 201.9 151.9 200 150 101.7 100 79.0 100 34.0 50 Lượngđa(ml/mẫu)nước tối trữ Lượngnước cấp đa tối (ml/mẫu) 19.7 0 0 KT1 KT2 KT3 KT4 KT5 Mđ KT1 KT2 KT3 KT4 KT5 Mđ Các mẫu thảm tưới Các mẫu thảm tưới Hình 3.23 Hình 3.24 So sánh lượng nước trữ tối đa So sánh lượng nước cấp tối của các mẫu thảm tưới mẫu và đa của các mẫu thảm tưới và thảm của Đức. mẫu thảm của Đức. Điều đặc biệt nữa là trong số các thảm tưới mới do luận án thiết kế chế tạo (KT1÷KT5) có hiệu quả sử dụng nước từ 71,5÷77,7% cao hơn nhiều so với của thảm tưới Đức (57,9%). Biểu đồ hình 3.25 cũng cho thấy, hiệu quả sử dụng nước trong thảm tưới cũng giảm dần khi độ dày thảm tăng lên. Nguyên nhân có thể do lượng nước dự trữ tồn đọng trong cấu trúc thảm tưới tăng lên khi tăng độ dày thảm tưới. Hình 3.25 Quan hệ giữa hiệu quả sử dụng nước và độ dày của thảm tưới. 20
24. 3.4 Khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu của luận án 3.4.1 Động thái độ ẩm của giá thể khi trồng cây thử nghiệm Quan sát đồ thị hình 326 cho thấy thảm mỏng nhất theo phương án KT1 (dày 1,5 cm) đã đáp ứng được lượng nước hơn 4 ngày, tức là dài gấp hơn 2 lần chu kỳ tưới nước ở phương án không dùng thảm CT1. Nếu dùng các mẫu thảm tưới KT2, KT3, KT4, KT5 thì chu kỳ tưới còn cao hơn nữa. Việc sử dụng thảm tưới của luận án đã kéo dài được chu kỳ tưới, đã đáp ứng kịp thời, đúng, đủ nhu cầu nước vào mọi thời điểm trong ngày và trong chu kỳ sinh trưởng của cây, đặc biệt đã tạo ra được môi trường sống ổn định hơn cho cây trồng. Ảnh hưởng thảm tưới đến độ ẩm của giá thể khi trồng cây cúc Vạn thọ lùn sử dụng thảm tưới và đối chứng không sử dụng thảm tưới theo thời gian 105 100 95 90 85 80 Độ ẩm của giá thể (%) (%) thể giá của Độẩm 75 70 65 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99 102 105 108 111 114 117 120 123 126 ĐC1 KT1 Thời 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 có bề dày lớn nhất có các chỉ tiêu sinh 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
25. là hoàn toàn phù hợp và đem lại hiệu quả cao hơn phương thức tưới thông thường. Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến chiều cao cây cúc Vạn thọ lùn đường kính tán cây cúc Vạn thọ lùn 40 35 31.4 35.1 29.5 35 33.5 30 31.8 27.4 26.3 29.6 24.8 30 27.4 25 20.6 25 22.6 19.5 21.5 20 18.6 20.5 17.6 19.5 16.4 20 18.5 15 15 10 Đường kính tán (cm) Chiều cao cây (cm) 10 5 5 0 0 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 Các mẫu thảm tưới và mẫu Các mẫu thảm tưới và mẫu đối chứng không dùng thảm tưới đối chứng không dùng thảm tưới Hình 3.28 Chiều cao cây hoa Hình 3.29 Đường kính tán cây cúc ở các phương án hoa cúc ở các phương án. Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến chiều cao hoa cây cúc Vạn thọ lùn đường kính hoa của cây cúc Vạn thọ lùn 100 100 89.7 92.6 90 85.8 90 84.8 87.7 80.9 80.7 80 75.4 80 75.7 70.6 66.2 68.4 70 64.3 70 63.5 60.6 62.5 61.3 57.6 59.6 60 60 55.4 50 50 40 40 30 30 20 20 Chiều cao hoa (mm) Đường kính hoa (mm) 10 10 0 0 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 Các mẫu thảm tưới và mẫu Các mẫu thảm tưới và mẫu đối chứng không dùng thảm tưới đối chứng không dùng thảm tưới Hình 3.30Chiều cao hoa cúc ở Hình 3.31 Đường kính hoa cúc các phương án. ở các phương án. 3.4.2.2 Sinh trưởng của bộ rễ cây Khối lượng khô của cây sử dụng phương pháp tưới bằng thảm tưới lớn hơn phương pháp tưới thông thường 24,3% ÷ 47,3% - Hình bên trái: bộ rễ cây hoa cúc cấp nước theo phương pháp tưới bằng thảm tưới mẫu KT5. - Hình bên phải: bộ rễ cây hoa cúc cấp nước theo phương pháp tưới tưới thông thường mẫu ĐC5. Hình 3.32 Bộ rễ của cây cúc dùng thảm tưới và không dùng thảm tưới. 22
26. 3.4.2.3 Chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới Quan sát biểu đồ cột hình 3.33 và hình 3.34 cho thấy: chu kỳ tưới của các công thức sử dụng thảm tưới kéo dài hơn gấp khoảng 2,4÷ 4,5 lần các 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 Ảnh hưởng của các mẫu thảm tưới đến lượng nước cần tưới cho cây cúc Vạn thọ lùn chu kỳ tưới của cây cúc Vạn thọ lùn 6000 30 5000 24.8 5000 25 4600 21.4 4000 20 17.5 3500 3018 15 3000 2700 11.7 9.3 10 8.6 2000 7.2 1313 5.9 1100 1108 1113 1213 1000 Chu kỳ tưới (ngày) 5 2.8 1.3 Lượngnước cần (ml/cây)tưới 0 0 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 ĐC1 KT1 ĐC2 KT2 ĐC3 KT3 ĐC4 KT4 ĐC5 KT5 Các mẫu thảm tưới và mẫu Các mẫu thảm tưới và mẫu đối chứng không dùng thảm tưới đối chứng không dùng thảm tưới Hình 3.33 Chu kỳ tưới của các Hình 3.34 Lượng cần tưới phương án trồng cây. của các phương án trồng cây. 3.4.3 Quy trình trồng cây sử dụng thảm tưới mẫu của luận án 1. Chọn kích cỡ thảm tưới đúng kính cỡ chậu cây; 2. Rải lớp xơ dừa hay vật xốp thoáng nước 1 cm dưới đáy chậu; 3. Đặt thảm tưới lên lớp lót trong chậu; 4. Đổ giá thể lên thảm đến 5 cm, đặt cây vào (trung tâm chậu cây); 5. Đổ tiếp giá thể lên đến cách miệng chậu 1cm (lèn nhẹ để cây đứng vững); 6. Cấp nước vào thảm qua ống dẫn cấp nước đến khi nước đầy ống thì dừng (theo khả năng trữ nước của mỗi loại thảm tưới); 7. Theo dõi độ ẩm của giá thể để xác định lần cấp nước tiếp theo (thời điểm tưới cây khi độ ẩm ≤ 70 % là giới hạn giữa độ ẩm hữu hiệu và độ ẩm cây héo). 8. Cấp chất dinh dưỡng vào giá thể như trồng cây theo phương pháp tưới trên thông thường. 9. Hoàn thành. Như vậy, quy trình trồng cây dùng thảm tưới của luận án không đòi hỏi trình độ tay nghề hay trang thiết bị phức tạp. Vì vậy đặc biệt thích hợp để trồng cây trong thành phố, ngoài hải đảo. 23
27. 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 lớp chức năng trong khuôn khổ đối tượng nghiên cứu của đề tài; 3. Đã chứng minh được hiệu quả của việc sử dụng loại thảm này để tưới nước cho cây cúc Vạn thọ lùn đạt được các mục đích đã đặt ra: - Tưới nước đúng, đủ theo nhu cầu của cây; - Nâng cao chất lượng cây trồng do các chỉ tiêu sinh trưởng tăng khoảng 19,6% ÷ 35,8%; - Giảm công chăm sóc do chu kỳ tưới của các công thức sử dụng thảm tưới kéo dài hơn gấp khoảng 2,4÷ 4,5 lần so với các công thức sử dụng phương pháp tưới thông thường; - Giảm tiêu hao nước tưới do 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 khoảng 58,8% ÷78,0% trên chu kỳ trồng cây. 4. Đã chỉ ra được một định hướng mới cho sản xuất sản phẩm Dệt và công nghệ trồng trọt của Việt Nam.  Hƣớng nghiên cứu tiếp theo 1. Tiếp tục nghiên cứu tính thích ứng các loại thảm tưới của luận án cho các loại cây trồng khác trên các kích thước lớn hơn. 2. Nghiên cứu khả năng cấp dung dịch dinh dưỡng cho cây trồng qua thảm tưới 24