CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tên gọi và phân loại Cao su (Hevea brasiliensis), là một loài cây thân gỗ thuộc về họ Thầu Dầu (Euphorbiaceae) và là thành viên có tầm quan trọng kinh tế lớn nhất trong chi Hevea. Nó có tầm quan trọng kinh tế lớn là do chất láng chiết ra tựa như nhựa cây của nó (gọi là nhựa mủ-latex) có thể được thu thập lại như là nguồn chủ lực trong sản xuất Cao su tự nhiên. Về đặc điểm hình thái Cây Cao su có thể cao tới trên 30m.
Nhựa mủ màu trắng hay vàng có trong các mạch nhựa mủ ở vỏ cây, chủ yếu là bên ngoài libe. Các mạch này tạo thành xoắn ốc theo thân cây theo hướng tay phải, tạo thành một góc khoảng 30 độ với mặt phẳng. Khi cây đạt độ tuổi 5-6 năm thì người ta bắt đầu thu hoạch nhựa mủ: các vết rạch vuông góc với mạch nhựa mủ, với độ sâu vừa phải sao cho có thể làm nhựa mủ chảy ra mà không gây tổn hại cho sự phát triển của cây, và nhựa mủ được thu thập trong các thùng nhỏ. Quá trình này gọi là cạo mủ Cao su.
Các cây già hơn cho nhiều nhựa mủ hơn, nhưng chúng sẽ ngừng sản xuất nhựa mủ khi đạt độ tuổi 26-30 năm. Cây Cao su chỉ được thu hoạch 9 tháng, 3 tháng còn lại không được thu hoạch vì đây là thời gian cây rông lá, nếu thu hoạch vào mùa này, cây sẽ chết. Thông thường cây Cao su có chiều cao khoảng 20 mét, rễ ăn rất sâu để giữ vững thân cây, hấp thu chất bổ dưỡng và chống lại sự khô hạn. Cây có vỏ nhẵn màu nâu nhạt.
Lá thuộc dạng lá kép, mỗi năm rông lá một lần. Hoa thuộc loại hoa đơn, hoa đực bao quanh hoa cái nhưng thường thụ phấn chéo, vì hoa đực chín sớm hơn hoa cái. Quả Cao su là quả nang có 3 mảnh vỏ ghép LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 thành 3 buồng, mỗi nang một hạt hình bầu dục hay hình cầu, đường kính 02 cm, có hàm lượng dầu đáng kể được dựng trong kỹ nghệ pha sơn. Đặc điểm phân bố và sinh thái Cây phát triển tốt ở vùng nhiệt đới ẩm, có nhiệt độ trung bình từ 220C đến 300C (tốt nhất ở 260C đến 280C), cần mưa nhiều (tốt nhất là 2.000 mm) nhưng không chịu được sự úng nước và gió.
Cây Cao su có thể chịu được nắng hạn khoảng 4 đến 5 tháng, tuy nhiên năng suất mủ sẽ giảm. Cây cao su có thể phát triển trên các loại đất khác nhau ở vùng khí hậu nhiệt đới ẩm ướt. Cây thích hợp với vùng đất có cao trình tương đối thấp (dưới 600m), càng lên cao càng bất lợi do độ cao càng tăng thì nhiệt độ giảm, tốc độ gió mạnh. Tuy nhiên, hiện nay với những tiến bộ về giống có thể đưa cao trình trồng cao su lên cao hơn giới hạn cũ.
Độ dốc đất có liên quan đến độ phì của đất, đất càng dốc, xói mòn càng tăng mạnh khiến các dinh dưỡng trong đất, nhất là trong lớp đất mặt bị mất đi nhanh chóng. Khi trồng cao su trên các vùng đất dốc cần thiết phải thiết lập các hệ thống bảo vệ đất chống xói mòn. Tính chất lý và hóa đất: pH giới hạn để trồng cao su là 3,5-7. Tốt nhất là 4,5-5,5.
Độ dày tầng đất cũng là yếu tố quan trọng để giúp cho sự tăng trưởng của rễ cao su. Hiện nay đất có tầng canh tác 0,8m trở lên có thể xem như là đạt yêu cầu để trồng cao su. Cây sinh trưởng bằng hạt, hạt đem ươm được cây non. Khi trồng cây được 5 tuổi có thể khai thác mủ, và sẽ kéo dài trong vài ba chục năm.
Ngày nay người ta đã áp dụng các tiến bộ KHKT để tạo ra các dòng Cao su ghép có chất lượng mủ cao, chịu đựng được biên độ sinh thái rộng, đặc biệt là khô hạn. Việc cạo mủ rất quan trọng và ảnh hưởng tới thời gian và lượng mủ mà cây có thể cung cấp. Bình thường bắt đầu cạo mủ khi chu vi thân cây khoảng 50 cm. Cạo mủ từ trái sang phải, ngược với mạch mủ Cao su.
Độ dốc của vết cạo từ 20 đến 350, vết cạo không sâu quá 1,5 cm và không được chạm vào LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 tầng sinh gỗ làm vỏ cây không thể tái sinh. Khi cạo lần sau phải bóc thật sạch mủ đã đông lại ở vết cạo trước. Thời gian thích hợp nhất cho việc cạo mủ từ 7 đến 8 giờ sáng. Nghiên cứu trên thế giới Cây cao su sinh trưởng thích hợp tại những khu vực nằm ở vĩ độ 10 ở hai đầu xích đạo, là những khu vực có khí hậu nóng ẩm, lượng mưa hàng năm phổ biến khoảng 2,000 mm.
Do đó khu vực các quốc gia Đông Nam Á, Nam Mỹ và lưu vực sông Congo, Niger ở châu Phi là những nơi cây cao su được trồng phổ biến. Tình hình gây trồng Cây Cao su ban đầu chỉ mọc tại khu vực rừng mưa Amazon. Cách đây gần 10 thế kỷ, thổ dân Mainas sống ở đây đã biết lấy nhựa của cây này dùng để tẩm vào quần áo chống ẩm ướt, và tạo ra những quả bóng vui chơi trong dịp hội hè. Họ gọi chất nhựa này là Caouchouk, theo Thổ ngữ Mainas nghĩa là “Nước mắt của cây” (cao là gỗ, Uchouk là chảy ra hay khóc).
Do nhu cầu tăng lên và sự phát minh ra công nghệ lưu hóa năm 1839 đã dẫn tới sự bùng nổ trong khu vực này, làm giàu cho các thành phố Manaus (bang Amazonas) và Belém (bang Pará), thuộc Brasil. Cố gắng thử nghiệm đầu tiên trong việc trồng cây Cao su ra ngoài phạm vi Brasil diễn ra vào năm 1873. Sau một vài nỗ lực, 12 hạt giống đã nảy mầm tại Vườn thực vật Hoàng gia Kew. Những cây con này đã được gửi tới Ấn Độ để gieo trồng, nhưng chúng đã bị chết.
Cố gắng thứ hai sau đó đã được thực hiện, khoảng 70.000 hạt giống đã được gửi tới Kew năm 1875. Khoảng 4% hạt giống đã nảy mầm, và vào năm 1876 khoảng 2.000 cây giống đã được gửi trong các thùng Ward tới Ceylon, và 22 đã được gửi tới các vườn thực vật tại Singapore. Sau khi đã thiết lập sự có mặt ở ngoài nơi bản địa của nó, cây Cao su đã được nhân giống rộng khắp tại các thuộc địa của Anh. Các cây Cao su đã có mặt tại các vườn thực vật ở Buitenzorg, Malaysia năm 1883[1].
Vào LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 năm 1898, một đồn điền trồng Cao su đã được thành lập tại Malaya, và ngày nay phần lớn các khu vực trồng Cao su nằm tại Đông Nam Á và một số tại khu vực châu Phi nhiệt đới. Các cố gắng gieo trồng cây Cao su tại Nam Mỹ bản địa của nó thì lại không diễn ra tốt đẹp như vậy. Mặc dầu cao su là loài cây tự nhiên ở Nam Mỹ, song do sự xuất hiện của bệnh rệp lá nên việc gây trồng ở vùng này bị hạn chế (Guyot et al. 2008) mà nó được chuyển tới Châu Á và mở rộng ra Châu Phi.
Do có hiệu quả kinh tế cao và ổn định, cao su đã được phát triển nhanh chóng nhiều quốc gia. Những nước trồng và xuất khẩu cao su nhiều nhất là Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Việt Nam, India, Trung Quốc, Sri Lanka, Liberia, và Cote d’Ivoire. Tỷ trọng về diện tích cao su của các quốc gia được thể hiện ở hình sau. Bảng 1: Tỷ trọng diện tích cao su của các nước đứng đầu thế giới năm2002 Trong những năm qua, nhu cầu tiêu thụ cao su thiên nhiên trên thế giới tiếp tục tăng trưởng mạnh, đạt 8 triệu tấn năm 2005.
Nhu cầu này được dự báo sẽ còn tiếp tục tăng mạnh hơn nữa trong thời gian dài, có thể đạt 10 triệu tấn vào năm 2010 và 15 triệu tấn năm 1035. Nhằm đáp ứng nhu cầu trên, các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 nước trồng cao su đều tập trung mở rộng diện tích, đặc biệt ở các vùng có điều kiện sinh thái ít thuận lợi và nâng cao năng suất trên đơn vị diện tích đất thông qua con đường cải thiện giống và phát triển các tiến bộ kỹ thuật đi kèm. Phương hướng cải tiến giống được tất cả các Viện nghiên cứu cao su trên thế giới tập trung đẩy mạnh. Ngày nay, đã có xu hướng phát triển cao su mới trên thế giới đó là trồng cao su theo mô hình nông lâm kết hợp để thay thế dần cho mô hình trồng cao su độc canh.
Giá trị sử dụng Thời vàng son của Cao su thiên nhiên, mệnh danh là vàng trắng (white gold) là ở các thập niên 1910-1940 (lúc đã giá Cao su thiên nhiên là 0,45-0,50 USD/kg). Vì lợi nhuận rất lớn do Cao su mang lại nên các ông chủ đồn điền Cao su đã thúc đẩy trồng Cao su phát mạnh trên các vùng đất phì nhiêu (đất latosol đỏ và đỏ nâu) nhiệt đới (quanh vĩ tuyến 10 độ Nam Bắc đường xích đạo). Nhưng do giá Cao su tự nhiên cao, nên người ta cũng đã tìm cách chế tạo ra Cao su nhân tạo, Cao su tổng hợp nhóm elastomers, thay thế Cao su thiên nhiên. Các elastomers tổng hợp cạnh tranh mạnh với Cao su thiên nhiên là polychloroprene, SBR, polybutadiene, EPDM, polyurethane, butyl rubber, polypropylene.
Do ảnh hưởng của khủng hoảng năng lượng thập niên 70 nên vào thập niên 80, tiêu thụ Cao su nhân tạo thay thế đã chiếm 70% tổng số nhu cầu Cao su của thế giới (Cao su thiên nhiên chỉ còn 30%). Ngày nay, mức tiêu thụ và giá cả Cao su thiên nhiên có xu hướng tái gia tăng do giá dầu lửa tăng và công nghệ dùng nhiều Cao su thiên nhiên tăng (nhất là công nghệ xe hơi các nước như Trung Quốc, Ấn Độ). Mặt khác, khuynh hướng tiết kiệm năng lượng hóa thạch (fosssil fuel) thay bằng sản phẩm tái sinh thiên nhiên, thân thiện môi trường phát triển. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Năm 2001, giá Cao su thiên nhiên lên mức cao nhất sau 27 năm giá thấp (13/6/2001, giá lên đến 2,81USD/kg ở thị trường Tokyo).
Theo ước lượng của các chuyên gia quốc tế, mức tiêu thụ Cao su thiên nhiên sẽ phục hồi đến 40% ở cả hai loại Cao su vào năm 2015. Mức gia tăng tiêu thụ Cao su thiên nhiên sẽ vào khoảng 2,4% trên năm từ 2007 đến 2015. Sản phẩm sơ chế thành nguyên liệu Cao su thiên nhiên xuất khẩu cũng đa dạng hơn từ phổ biến dạng xông khói -RSS (rubber smoking sheets) đến các dạng Cao su thiên nhiên kỹ thuật đặc thù (TRS, RSS), Cao su đen vớt lớp mặt (skim black), crape (crêpe), mủ cô đặc (concentrated latex).