MỞ ĐẦU Hội nhập kinh tế với thế giới của Việt Nam đã cuốn theo tốc độ đô thị hóa cao, ngƣời dân đô thị sống và làm việc căng thẳng. Sự gia tăng thu nhập dẫn đến đòi hỏi cao về chất lƣợng cuộc sống. Trong khi nhu cầu trồng cây trong đô thị ngày một cao thì diện tích đất trồng trong các khu đô thị rất bạn chế, đặc biệt là trong các chung cƣ cao tầng. Trồng cây ở trong các căn hộ chung cƣ sẽ tạo ra môi trƣờng xanh và sạch, giúp chủ nhà nhanh chóng giảm đi các căng thẳng mệt mỏi trong cuộc sống và sau ngày lao động mệt mỏi.
Đây là một nhu cầu rất lớn về mặt thị trƣờng cũng nhƣ xã hội. Vật liệu dệt rất đa dạng và phong phú cả về chủng loại lẫn phạm vi ứng dụng. Một trong số các ứng dụng mang tính công nghiệp có ý nghĩa quan trọng của vật liệu dệt là sử dụng vật liệu dệt để dự trữ nƣớc và cấp nƣớc cho cây trồng. Tƣới nƣớc cho cây bằng thảm tƣới làm từ vật liệu dệt nhằm kéo dài chu kỳ tƣới, tiết kiệm thời gian chăm sóc, tiết kiệm nƣớc tƣới, đáp ứng đúng, đủ nhu cầu nƣớc cho cây trồng để tạo ra sản phẩm nông nghiệp với chất lƣợng cao giá thành hạ.
Việt Nam hiện là nƣớc có tỉ lệ dân số sống bằng nông nghiệp rất cao (khoảng 70%) do đó đầu tƣ nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới vào nông nghiệp nói chung và trồng trọt nói riêng là một việc rất đáng đƣợc quan tâm. Nhằm nâng cao đời sống nông dân và từng bƣớc hiện đại hóa nông nghiệp theo hƣớng sản xuất hàng hóa. Bên cạnh đó sản xuất kinh doanh nông nghiệp theo cơ chế thị trƣờng đã dẫn đến hàng loạt các vấn đề mới nảy sinh, buộc các nhà sản xuất nông nghiệp phải tạo ra các sản phẩm nông nghiệp đa dạng có chất lƣợng cao và giá cả cạnh tranh. Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm ra một phƣơng pháp trồng cây hiệu quả mà không tốn nhiều thời gian, công sức chăm bón cũng sẽ là một giải pháp tháo gỡ các vấn đề đƣợc đặt ra ở trên.
Tuy nhiên, đến nay, ở Việt Nam các ứng dụng vật liệu dệt để cấp và trữ nƣớc cho cây trồng vẫn còn là vấn đề mới. Dựa vào các đặc tính sẵn có của vật liệu dệt, kế thừa các kết quả nghiên cứu của Thế giới. Luận án này tiến hành nghiên cứu, tìm hiểu khả năng ứng dụng vật liệu dệt làm thảm tƣới để cung cấp nƣớc đáp ứng đƣợc các yêu cầu cho trồng cây, tiết kiệm công sức chăm sóc, tiết kiệm nƣớc đồng thời nâng cao chất lƣợng cây trồng. Thử nghiệm tính thích ứng của thảm tƣới đƣợc thực hiện với cây cảnh trồng trong chậu.
Tiêu đề của luận án là: “Nghiên cứu thiết kế chế thử thảm tưới từ vật liệu dệt cho cây trồng ở Việt Nam” Nghiên cứu này có thể đem lại lợi ích không nhỏ về kinh tế và xã hội cũng nhƣ góp phần đƣa khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp để hỗ trợ sản xuất nông nghiệp của Việt Nam có thể cạnh tranh với các sản phẩm trên thị trƣờng quốc tế. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Phƣơng pháp tƣới truyền thống trong trồng trọt của Việt Nam đang tồn tại một số hạn chế: - Tƣới nƣớc chƣa đúng, đủ theo nhu cầu của cây trồng; - Tốn nhiều công chăm sóc; - Tiêu hao nhiều nƣớc hơn nhu cầu của cây do thất thoát. Vật liệu dệt có đặc tính hút và nhả nƣớc tốt nên có thể trữ và cấp nƣớc cho cây trồng đúng, đủ theo nhu cầu của cây, nhờ đó giúp giảm tiêu hao nƣớc tƣới do đáp ứng đủ nƣớc và thất thoát ít nƣớc, giảm công chăm sóc nhờ kéo dài chu kỳ tƣới và từ đó nâng cao chất lƣợng cây trồng. Điều này đã thúc đẩy ý tƣởng ứng dụng phƣơng pháp tƣới nƣớc cho cây trồng dùng thảm dệt của thế giới vào Việt Nam.
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Ứng dụng phƣơng pháp tƣới nƣớc hiện đại của thế giới cho sản xuất nông nghiệp của Việt Nam bằng cách sử dụng vật liệu dệt để nghiên cứu thiết kế và chế thử thảm tƣới trữ và cấp nƣớc cho cây trồng, nhằm: - Tƣới nƣớc đúng, đủ theo nhu cầu của cây; - Nâng cao chất lƣợng cây trồng; - Giảm công chăm sóc; - Giảm tiêu hao nƣớc tƣới. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Thảm tƣới làm từ vật liệu dệt để trữ và cấp nƣớc đúng và đủ cho cây trồng; - Thử nghiệm tính thích ứng của một số thảm tƣới 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 mẫu nhỏ. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Nghiên cứu khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới cho cây trồng thử nghiệm; - Nghiên cứu thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án; - Nghiên cứu lựa chọn vật liệu dệt chế thử thảm tƣới mẫu của luận án; - Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu cho cây trồng. Ý NGHĨA KHOA HỌC - Đã thiết kế chế thử đƣợc một chủng loại thảm tƣới nƣớc mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt ứng dụng cho phƣơng pháp tƣới nƣớc tiên tiến trong trồng cây; - Đã làm rõ đƣợc cơ sở khoa học của việc lựa chọn cấu trúc thảm tƣới, chất liệu vật liệu dệt, cấu trúc của từng lớp chức năng trong khuôn khổ đối tƣợng nghiên cứu của đề tài; 2 - Đã chứng minh đƣợc hiệu quả của việc sử dụng loại thảm tƣới này để tƣới nƣớc đúng, đủ cho cây cúc Vạn thọ lùn, nâng cao chất lƣợng cây trồng, giảm công chăm sóc và giảm tiêu hao nƣớc tƣới.
GÍA TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN - Đã chỉ ra khả năng ứng dụng hiệu quả phƣơng pháp tƣới nƣớc tiên tiến cho cây trồng sử dụng thảm tƣới của Thế giới vào Việt Nam; - Đã xác lập đƣợc qui trình tƣới nƣớc cho cây cảnh trồng trong chậu sử dụng thảm tƣới, giúp cải thiện đƣợc điều kiện chăm sóc cây trồng, tiết kiệm nƣớc tƣới; - Đã chỉ ra một định hƣớng mới cho sản xuất sản phẩm dệt và công nghệ trồng trọt của Việt Nam. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đã thiết kế và chế thử thảm tƣới mẫu nhỏ làm từ vật liệu dệt lần đầu tiên đƣợc thực hiện ở Việt Nam; - Đã thử nghiệm thành công tính thích ứng của mẫu thảm tƣới 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 chƣơng: - Chƣơng 1: Nghiên cứu tổng quan phƣơng pháp tƣới sử dụng thảm dệt - Chƣơng 2: Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu - Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận 3 Chƣơng 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN PHƢƠNG PHÁP TƢỚI SỬ DỤNG THẢM DỆT 1.1 Nhu cầu nƣớc và dinh dƣỡng cho cây trồng 1.1 Lượng nước cần tưới cho cây trồng Nghiên cứu tổng quan về nhu cầu nƣớc và dinh dƣỡng của cây trồng để làm cơ sở xây dựng các chỉ tiêu cho thảm tƣới của luận án.
Trên thực tế đã có nhiều công trình nghiên cứu về vai trò của nƣớc đối với cây trồng nói riêng và thực vật nói chung. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra: Thiếu dinh dƣỡng cây có thể chậm lớn, nhƣng thiếu nƣớc cây sẽ bị chết, cho nên cung cấp nƣớc cho cây theo nhu cầu sinh lý của chúng là hết sức cần thiết [1]. Tỉ lệ nƣớc có trong cấu trúc sinh học của thực vật chiếm 70 ÷ 90% [15], trong quá trình sống của cây trung bình cứ 1giờ có khoảng từ 10÷99% lƣợng nƣớc trong cây đƣợc đổi mới. Lƣợng nƣớc cần tƣới thay đổi theo thời kỳ sinh trƣởng và đạt mức tối đa khi cây trồng có khối lƣợng thân lá lớn nhất hay ở giai đoạn hình thành củ, giai đoạn trỗ bông [8].
Do đó, nƣớc có vai trò rất lớn đến sinh trƣởng và phát triển của cây trồng. Hai quá trình hút nƣớc và thoát hơi nƣớc ở cây có liên quan trực tiếp tới hàm lƣợng nƣớc trong cây và lƣợng nƣớc cây cần. Điều chỉnh chế độ nƣớc hợp lý cho cây trồng bằng cách chủ động tƣới, tiêu nƣớc. Mỗi loại cây, mỗi loại đất trồng, điều kiện canh tác, thời tiết, khí hậu khác nhau cần có chế độ tƣới khác nhau mới đảm bảo sự cân bằng nƣớc trong đất, trong cây [6].
Lƣợng nƣớc cần tƣới bao gồm: nhu cầu nƣớc của cây (lƣợng nƣớc bốc hơi qua bề mặt lá) và lƣợng nƣớc bốc hơi khoảng trống (mặt đất). Về lý thuyết có thể tính tổng lƣợng nƣớc bốc hơi mặt lá và bốc hơi khoảng trống theo công thức sau [6]: ET= Kc(ETp) (mm) (1.1) Trong đó: ET: tổng lƣợng nƣớc bốc hơi mặt lá và bốc hơi khoảng trống (mm) Kc: hệ số cây trồng (phụ thuộc vào loại cây trồng và thời gian sinh trƣởng) ETp đƣợc tính theo công thức Blaney Cridle : 100 ET p .2) K Trong đó: t: nhiệt độ trung bình hàng tháng (oC) p: tỷ lệ phần trăm giữa số giờ chiếu sáng hàng ngày trong thời gian thực nghiệm so với tổng thời gian chiếu sáng cả năm (%) K: hệ số tổng hợp các yếu tố khác Một số các cây rau màu quan trọng đã đƣợc nghiên cứu, qua đó hệ số (K c) đƣợc giới thiệu trên bảng 1.1 Khoảng giá trị Kc của một số loại cây trồng [13]. Loại Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn cây trồng đầu (gieo hạt) phát triển ra hoa - kết trái thu hoạch Cải bắp 0,30 ÷ 0,40 0,70 ÷ 0,80 0,95 ÷ 1,10 0,80 ÷ 0,95 Cà rốt 0,40 ÷ 0,50 0,70 ÷ 0,80 0,95 ÷ 1,10 0,80 ÷ 0,95 Bông vải 0,40 ÷ 0,50 0,70 ÷ 0,80 1,00 ÷ 1,10 0,65 ÷ 0,70 Lạc 0,40 ÷ 0,50 0,70 ÷ 0,80 0,95 ÷ 1,05 0,55 ÷ 0,65 Đậu xanh 0,30 ÷ 0,40 0,65 – 0,75 0,95 ÷ 1,05 0,85 ÷0,95 Thông thƣờng, nhu cầu nƣớc tăng dần theo độ lớn của cây và đạt tối đa khi cây có khối lƣợng thân lá và bề mặt phát tán nƣớc lớn nhất (giai đoạn ra hoa, kết trái), sau đó giảm dần [13] (hình 1.1 Sự thay đổi hệ số Kc theo giai đoạn sinh trưởng của cây trồng (nguồn: [13]). Lƣợng nƣớc cần tƣới và độ ẩm đất thích hợp cũng có biến động lớn trong suốt quá trình sinh trƣởng.
Ví dụ về lƣợng nƣớc cần tƣới và độ âm đối với cây bông đƣợc giới thiệu trong bảng 1.2 Lượng nước cần tưới và độ ẩm đất đối với cây bông (nguồn: [10]).
