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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI




Nguyễn Thị Thảo




NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƢỚI TỪ
VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM






LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY





Hà Nội - 2014

i



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI


Nguyễn Thị Thảo


NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƢỚI TỪ
VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM


Chuyên ngành: Công nghệ dệt, may
Mã số: 62540205


LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Lê Phúc Bình
PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng

Hà Nội - 2014

ii



LỜI CẢM ƠN


Trước hết, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Tiến
sĩ Lê Phúc Bình và Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thế Hùng, những người thầy tâm huyết đã
tận tình hướng dẫn hết lòng, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi, góp ý cho
tác giả trong quá trình thực hiện luận án.
Tác giả cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới các Thầy Cô giáo, các bạn đồng
nghiệp thuộc Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tác giả có thể hoàn thành luận án.
Đồng thời, tác giả cũng xin trân trọng cám ơn Phòng thí nghiệm Vật liệu dệt,
Phòng thí nghiệm Dệt thoi Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội, Phòng thí nghiệm Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội,
Phòng thí Công ty cổ phần dệt Công nghiệp Hà Nội, Viện Dệt May, Phòng nghiên cứu vật
liệu Viện thủy công Hà Nội, Phòng thí nghiệm Vật liệu dệt và Xưởng may Khoa Dệt may
và Da giày Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ chuẩn
bị mẫu và thí nghiệm để tác giả có thể hoàn thành luận án này.
Lời cảm ơn chân thành của tác giả xin được gửi tới Trường Đại học Kinh tế - Kỹ
thuật Công nghiệp, nơi tác giả làm việc đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt thời gian
học tập.
Cuối cùng, nhưng rất quan trọng là lòng biết ơn chân tình nhất xin được gửi tới
Gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất đã san sẻ và gánh vác công việc để tác giả
yên tâm hoàn thành luận án.

Tác giả














iii



LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả. Các số liệu và
kết quả trong luận án là do cá nhân tác giả thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn hết lòng, tận tình,
chu đáo của TS.Lê Phúc Bình, PGS.TS.Nguyễn Thế Hùng và chƣa từng đƣợc ai khác công
bố trong bất kỳ công trình nào.

Hà Nội, ngày tháng 07 năm 2014
TM Tập thể hƣớng dẫn

TS. Lê Phúc Bình




Tác giả




Nguyễn Thị Thảo

iv



MỤC LỤC





Trang

TRANG PHỤ BÌA
i

LỜI CẢM ƠN
ii

LỜI CAM ĐOAN
iii

MỤC LỤC
iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
xiii

MỞ ĐẦU
1
Chƣơng 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN PHƢƠNG PHÁP TƢỚI
SỬ DỤNG THẢM DỆT
4

1.1 Nhu cầu nƣớc và chất dinh dƣỡng cho cây trồng
4


1.1.1 Lƣợng nƣớc cần tƣới cho cây trồng
4


1.1.2 Thời điểm tƣới nƣớc cho cây trồng
6


1.1.3 Chất dinh dƣỡng cho cây trồng
8

1.2 Phƣơng pháp tƣới nƣớc không sử dụng vật liệu dệt

9


1.2.1 Tƣới nƣớc trên mặt đất
9


1.2.2.Tƣới nƣớc dƣới mặt đất
10

1.3 Phƣơng pháp tƣới nƣớc sử dụng vật liệu dệt
10


1.3.1 Tƣới nƣớc dùng bấc mao dẫn
10


1.3.2 Tƣới nƣớc dùng thảm dệt mao dẫn
11



1.3.2.1 Thảm tƣới một lớp
11



1.3.2.2 Thảm tƣới hai lớp
14

1.3.2.3 Thảm tƣới ba lớp
15



1.3.2.4 Thảm tƣới bốn lớp
17


1.3.3 Một số ứng dụng thảm dệt tƣới nƣớc
19

1.4 Tính thấm hút chất lỏng trong vật liệu dệt
23


1.4.1 Khái quát về thấm hút chất lỏng
23


1.4.2 Thấm hút chất lỏng trong xơ
27


1.4.3 Thấm hút chất lỏng trong sợi
29

1.4.4 Thấm hút chất lỏng trong vải
32

v






Trang



1.4.4.1 Vải dệt thoi
32



1.4.4.2 Vải dệt kim
35



1.4.4.3 Vải không dệt
36

1.5 Kết luận chƣơng 1
37

Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
39

2.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu
39


2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu
39


2.1.2 Vật liệu nghiên cứu
39



2.1.2.1 Vật liệu dệt
39



2.1.2.2 Vật liệu trồng cây
42

2.2 Nội dung nghiên cứu
44


2.2.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới
44

2.2.2 Nghiên cứu thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án
44


2.2.3 Nghiên cứu chế thử thảm tƣới mẫu của luận án
44


2.2.4 Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu của luận án
44

2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
44


2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết
44


2.3.2 Nghiên cứu thử nghiệm đặc tính của thảm tƣới mẫu
44



2.3.2.1 Nghiên cứu phân tích cấu trúc
44

2.3.2.2 Nghiên cứu xác định các đặc tính thấm hút và cấp nƣớc
45


2.3.3 Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính thích ứng của thảm tƣới mẫu
51



2.3.3.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới
51



2.3.3.2 Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu
52


2.3.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm
54

2.4 Kết luận chƣơng 2
56
Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
57

3.1 Khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới
57

3.1.1 Khảo sát thời điểm tƣới
57


3.1.2 Khảo sát lƣợng nƣớc cần tƣới
58

3.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án
59


3.2.1 Phân tích thảm tƣới của Đức
59



3.2.1.1 Cấu trúc của thảm tƣới
59



3.2.1.2 Thông số kỹ thuật của thảm tƣới
61

vi

Trang



3.2.1.3 Đặc tính trữ nƣớc và cấp nƣớc của thảm tƣới
61


3.2.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án
62



3.2.2.1 Bố trí thảm tƣới
62



3.2.2.2 Thiết kế chức năng cho thảm tƣới
62



3.2.2.3 Thiết kế cấu tạo cho thảm tƣới
63

3.2.2.4 Nguyên lý làm viêc của thảm tƣới
64

3.3 Chế thử thảm tƣới mẫu của luận án
65


3.3.1 Lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của thảm tƣới mẫu
65



3.3.1.1 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 1
65



3.3.1.2 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 2
66



3.3.1.3 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống bơm nƣớc
71



3.3.1.4 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 3
75

3.3.1.5 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 4
75



3.3.1.6 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống dẫn nƣớc
76


3.3.2 Thông số kỹ thuật các phần tử cấu tạo của thảm tƣới mẫu
76


3.3.3 Chế thử thảm tƣới mẫu
77



3.3.3.1 Phần tử cấu tạo 1
77



3.3.3.2 Phần tử cấu tạo 2
78

3.3.3.3 Phần tử cấu tạo 3
78



3.3.3.4 Phần tử cấu tạo 4
79



3.3.3.5 Phần tử cấu tạo 5
79



3.3.3.6 Phần tử cấu tạo 6
80



3.3.3.7 Thảm tƣới mẫu
80


3.3.4 Thông số kỹ thuật của thảm tƣới mẫu
80



3.3.4.1 Kích thƣớc và khối lƣợng

80



3.3.4.2 Độ trữ nƣớc và cấp nƣớc
81

3.4 Khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu của luận án
83


3.4.1 Động thái độ ẩm của giá thể khi trồng cây thử nghiệm
83


3.4.2 Sinh trƣởng của cây thử nghiệm dùng thảm tƣới mẫu của luận án
88



3.4.2.1 Sinh trƣởng của thân, lá và hoa
88



3.4.2.2 Sinh trƣởng của bộ rễ cây
92

3.4.2.3 Chu kỳ tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới
94


3.4.3 Qui trình trồng cây sử dụng thảm tƣới mẫu của luận án
96

vii






Trang



3.4.3.1 Công tác chuẩn bị
96



3.4.3.2 Quy trình trồng cây
96

3.5 Kết luận chƣơng 3
97

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

98

TÀI LIỆU THAM KHẢO
99

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
104

PHỤ LỤC
105

viii



DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT


PET:
Polyester
PP:
Polypropylene
PU:
Polyurethane
PE:
Polyethylene
PVC:
Polyvinylclorua
CT:
công thức thí nghiệm
GT:
giá thể trồng cây (đất)
TN:
thí nghiệm
ĐC:
đối chứng

OD:
ống dẫn
KT:
kiến trúc
M
đ
:
mẫu thảm tƣới của Đức
L1:
lớp 1 của mẫu thảm tƣới
L2:
lớp 2 của mẫu thảm tƣới
(L1+L2):
lớp 1 ghép với lớp 2
L3:
lớp 3 của mẫu thảm tƣới
L4:
lớp 4 của mẫu thảm tƣới
DT
1
:
vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 1
DT
2
:
vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 2
DT
3
:
vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 3

DT
4
:
vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 4
DT
5
:
vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 5
DK
1
:
vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 1
DK
2
:
vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 2
DK
3
:
vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 3
DK
4
:
vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 4
DK
5
:
vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 5
KD
1

:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 1
KD
2
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 2
KD
3
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 3
KD
4
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 4

ix



KD
5
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 5
KD
6
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 6
KD
7
:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 7
KD
8
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 8
KD
9
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 9
KD
10
:
vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 10
OX
1.1
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 1
OX
1.2
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 2
OX
1.3
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 3
OX
1.4

:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 4
OX
1.5
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 5
OX
1.6
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 6
OX
1.7
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 7
OX
1.8
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 8
OX
1.9
:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 9
OX
1.10:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 10
OX
2.1
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 1
OX
2.2
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 2
OX
2.3
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 3
OX
2.4
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 4
OX
2.5
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 5
OX
2.6
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 6
OX
2.7
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 7
OX
2.8
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 8
OX
2.9
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 9
OX
2.10
:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 10
OX
3.1
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 1
OX
3.2
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 2
OX
3.3
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 3
OX
3.4
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 4
OX
3.5
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 5
OX
3.6
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 6
OX
3.7
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 7
OX
3.8
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 8

x



OX
3.9
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 9
OX
3.10
:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 10
PT1:
phần tử cấu tạo 1
PT2:
phần tử cấu tạo 2
PT3:
phần tử cấu tạo 3
PT4:
phần tử cấu tạo 4
PT5:
phần tử cấu tạo 5
PT6:
phần tử cấu tạo 6
KT1:

thảm tƣới mẫu 1, có bề dày 1,5cm
KT2:
thảm tƣới mẫu 2, có bề dày 2,5cm
KT3:
thảm tƣới mẫu 3, có bề dày 3,5cm
KT4:
thảm tƣới mẫu 4, có bề dày 4,5cm
KT5:
thảm tƣới mẫu 5, có bề dày 5,5cm

xi



DANH MỤC CÁC BẢNG



Trang
Bảng 1.1
Khoảng giá trị K
c
của một số loại cây trồng
5
Bảng 1.2
Lượng nước cần tưới và độ ẩm đất đối với cây bông
5
Bảng 1.3
Mối quan hệ giữa sức giữ nước của đất (pF) với độ ẩm đất và
cây trồng
7
Bảng 1.4
Thành phần dung dịch dinh dưỡng thông thường
8
Bảng 1.5

Thông số kỹ thuật của một số loại thảm tưới Fibertex
12
Bảng 1.6
Thông số kỹ thuật của thảm tưới AQUAMAT S-10 bốn lớp
19
Bảng 1.7
Đặc tính sinh trưởng của cây thí nghiệm trồng trên thảm mao
dẫn
22
Bảng 1.8
Mối quan hệ giữa góc tiếp xúc và khả năng thấm hút chất lỏng
của vật liệu
24
Bảng 1.9
Chiều cao mao dẫn ở vị trí cân bằng và hệ số khuyếch tán của
chất lỏng
34
Bảng 1.10
Kết quả thí nghiệm xác định chiều cao mao dẫn, độ thấm hút
nước của các mẫu vải dệt kim sau 5 phút
35
Bảng 2.1
Thông số kỹ thuật của ống xơ stapen 100 % PET
39
Bảng 2.2
Thông số kỹ thuật của ống tơ filament dún100 % PET
40
Bảng 2.3
Thông số kỹ thuật của ống tơ filament không dún 100 % PET
40

Bảng 2.4
Thông số kỹ thuật của vải dệt thoi sợi cắt 100% PP
41
Bảng 2.5
Thông số kỹ thuật của dệt kim Interlock 100% PET
41
Bảng 2.6
Thông số kỹ thuật của vải không dệt xuyên kim 100% PP
42
Bảng 2.7
Một số chỉ tiêu vật lý và hóa học của giá thể trồng cây
43
Bảng 3.1
Chu tưới và tổng lượng nước cần tưới khảo sát của cây hoa cúc
58
Bảng 3.2
Lượng nước cần tưới khảo sát của cây hoa cúc
58
Bảng 3.3
Thông số kỹ thuật của vật liệu làm thảm tưới của Đức
61
Bảng 3.4
Kết quả thí nghiệm xác định đặc tính thảm tưới của Đức
61
Bảng 3.5
Kết quả thí nghiệm xác định độ thẩm thấu nước của vải dệt thoi
sợi cắt 100% PP
65
Bảng 3.6
Kết quả thí nghiệm xác định độ trữ nước và cấp nước của vải

không dệt xuyên kim 100%PP
67
Bảng 3.7
Kết quả thí nghiệm xác định độ trữ nước và độ cấp nước của vải
dệt kim Interlock 100%PES
69
Bảng 3.8
Kết quả thí nghiệm xác định độ trữ nước, độ cấp nước của vải
dệt kim Interlock và vải không dệt
70

xii





Trang
Bảng 3.9
Kết quả thí nghiệm xác định chiều cao mao dẫn của ống xơ theo
mật độ xơ
71
Bảng 3.10
Lưu lượng nước bơm của ống xơ
73
Bảng 3.11
Mật độ ống bơm nước OX
1.7
với chiều cao ống xơ khác nhau
74

Bảng 3.12
Xác định khối lượng của giá thể và áp lực nén lên mẫu thảm tưới
75
Bảng 3.13
Xác định độ dẫn nước của bơm nước và số lượng ống bơm trong
1 mẫu thảm tưới
75
Bảng 3.14
Lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của các thảm tưới mẫu
của luận án.
77
Bảng 3.15
Tóm tắt thông số kỹ thuật của vật liệu làm các phần tử cấu tạo
của thảm tưới mẫu
77
Bảng 3.16
Kết quả xác định kích thước và khối lượng của các thảm tưới thử
nghiệm
81
Bảng 3.17
Kết quả xác định lượng nước trữ và cấp tối đa của các thảm tưới
thử nghiệm
81
Bảng 3.18
Động thái độ ẩm của giá thể khi trồng cây hoa cúc không sử
dụng thảm tưới ĐC1 và sử dụng thảm tưới KT1
84
Bảng 3.19
Các công thức thí nghiệm tính thích ứng của các thảm tưới mẫu
cho cây trồng

88
Bảng 3.20
Một số chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của cây hoa cúc dùng và
không dùng thảm tưới
89
Bảng 3.21
Khối lượng khô của cây hoa cúc
93
Bảng 3.22
Chu kỳ tưới và lượng nước cần tưới cho cây hoa cúc trên 10 công
thức
94















xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ



Trang
Hình 1.1
Sự thay đổi hệ số K
c
theo giai đoạn sinh trưởng của cây trồng
5
Hình 1.2
Sơ đồ tổng quát các dạng độ ẩm trong đất
7
Hình 1.3
Bấc mao dẫn cung cấp nước cho cây trồng trong chậu
11
Hình 1.4
Thảm tưới một lớp đặt dưới đáy chậu cây
11
Hình 1.5
Thảm tưới một lớp đặt dưới mặt đất của Eric Stewart Atholl
Murray
12
Hình 1.6
Cấu trúc thảm tưới một lớp STFI đặt dưới mặt đất
13
Hình 1.7
Thảm tưới một lớp KISSS đặt dưới mặt đất
13

Hình 1.8
Thảm tưới ECO Rain® một lớp dưới mặt đất
14
Hình 1.9
Thảm tưới hai lớp KISSS đặt dưới mặt đất
15
Hình 1.10
Thảm tưới ba lớp đặt dưới đáy chậu cây của Eric Stewart Atholl
Murray
16
Hình 1.11
Thảm tưới ba lớp đặt dưới đáy chậu cây của David Hinton và
Atholl Murray
16
Hình 1.12
Thảm tưới ba lớp đặt dưới chậu cây của Foxit
17
Hình 1.13
Thảm tưới bốn lớp đặt dưới đáy chậu cây của Jean Caron và
cộng sự
18
Hình 1.14
Thảm tưới bốn lớp của Théoret và cộng sự
19
Hình 1.15
Thử nghiệm trồng cây phong lữ trên thảm tưới nằm ngang
20
Hình 1.16
Thử nghiệm trồng cây cúc vạn thọ trên thảm tưới nằm nghiêng
21

Hình 1.17
Mức độ thấm hút
23
Hình 1.18
Sức căng bề mặt trong quá trình thấm hút chất lỏng
24
Hình 1.19
Các giai đoạn thấm hút
25
Hình 1.20
Mô hình thấm hút chất lỏng trong tơ filament
29
Hình 1.21
Ảnh hưởng của sức căng sợi đến chiều cao mao dẫn trong sợi
31
Hình 1.22
Ảnh hưởng của độ rộng đến chiều cao mao dẫn của sợi lõi
nylon/cotton
31
Hình 1.23
Ảnh hưởng của độ săn đến chiều cao mao dẫn của tơ filament
PET
32
Hình 1.24
Vải dệt thoi kiểu dệt vân điểm và vân chéo
32
Hình 1.25
Sự di chuyển của giọt nước trên mặt vải
33
Hình 1.26

Đồ thị đường cong lực thấm hút theo thời gian
33
Hình 1.27
Hình dạng giọt chất lỏng khi thấm hút và phân bố trên vải vòng
bông
35

xiv





Trang
Hình 1.28
Mao dẫn giữa các sợi và giữa các xơ
36
Hình 1.29
Hình dạng chất lỏng thấm hút và phân bố trong vải không dệt
37
Hình 2.1
Cây hoa cúc Vạn thọ lùn
43
Hình 2.2
Kính hiển vi số AM 313T của Đài Loan
45
Hình 2.3
Thiết bị thí nghiệm xác định độ thẩm thấu nước của vải
45
Hình 2.4

Mô hình thí nghiệm xác định độ cấp nước của vải
46
Hình 2.5
Mô hình xác định chiều cao mao dẫn của ống xơ
47
Hình 2.6
Mô hình xác định lượng nước mao dẫn của ống xơ
47
Hình 2.7
Mô hình thí nghiệm xác định độ cấp nước của thảm tưới
49
Hình 2.8
Thiết bị đo độ ẩm của giá thể
50
Hình 2.9
Mô hình thí nghiệm trồng cây xác định thời điểm tưới
51
Hình 2.10
Mô hình thí nghiệm trồng cây xác định động thái độ ẩm của giá
thể
53
Hình 3.1
Ngoại hình của cây với thời điểm tưới dựa theo độ ẩm của giá thể
khác nhau
57
Hình 3.2
Lượng nước cần tưới khảo sát theo chu kỳ tưới của cây hoa cúc
59
Hình 3.3
Cấu trúc thảm tưới của Đức

60
Hình 3.4
Trạng thái thảm tưới trữ và cấp nước cho cây trồng trong chậu
62
Hình 3.5
Sơ đồ các phần tử chức năng của thảm tưới thiết kế
63
Hình 3.6
Cấu tạo thảm tưới thiết kế
64
Hình 3.7
Sơ đồ nguyên lý làm việc của thảm tưới thiết kế
64
Hình 3.8
Quan hệ giữa độ thẩm thấu nước và mật độ vải dệt thoi sợi cắt
100% PP
66
Hình 3.9
Quan hệ giữa độ trữ nước và khối lượng thể tích của vải không
dệt xuyên kim 100%PP.
68
Hình 3.10
Quan hệ giữa độ cấp nước và khối lượng thể tích của vải không
dệt xuyên kim 100%PP
68
Hình 3.11
Quan hệ giữa độ trữ nước và mật độ dọc của vải dệt kim
Interlock 100%PET
69
Hình 3.12

Quan hệ giữa độ cấp nước và mật độ dọc của vải dệt kim
Interlock 100%PET
70
Hình 3.13
Quan hệ giữa chiều cao mao dẫn nước và mật độ xơ của các ống
xơ
72
Hình 3.14
Quan hệ giữa độ dẫn nước và chiều cao ống xơ
73
Hình 3.15
Cấu tạo lớp L4 trữ nước dự trữ
76
Hình 3.16
Phần tử cấu tạo 1
78

xv





Trang
Hình 3.17
Phần tử cấu tạo 2
78
Hình 3.18
Phần tử cấu tạo 3
78

Hình 3.19
Phần tử cấu tạo 4
79
Hình 3.20
Phần tử cấu tạo 5
79
Hình 3.21
Phần tử cấu tạo 6
80
Hình 3.22
Thảm tưới mẫu
80
Hình 3.23
So sánh lượng nước trữ tối đa của các thảm tưới mẫu và thảm
tưới của Đức
82
Hình 3.24
So sánh lượng nước cấp tối đa của các thảm tưới mẫu và thảm
tưới của Đức
82
Hình 3.25
Quan hệ giữa hiệu quả sử dụng nước và độ dày của thảm tưới
mẫu
83
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
86
Hình 3.27
Biểu đồ nhiệt độ của không khí trong thời gian thí nghiệm đo độ

ẩm của giá thể theo giờ trong ngày (1/2/2013 đến 6/2/2013)
87
Hình 3.28
Chiều cao của cây hoa cúc ở các phương án
90
Hình 3.29
Đường kính tán cây hoa cúc ở các phương án
91
Hình 3.30
Chiều cao của hoa cúc ở các phương án
91
Hình 3.31
Đường kính của hoa cúc ở các phương án
92
Hình 3.32
Bộ rễ của cây cúc dùng thảm tưới mẫu KT5 và không dùng thảm
tưới mẫu ĐC5
93
Hình 3.33
Chu kỳ tưới của các của các phương án trồng cây
95
Hình 3.34
Lượng cần tưới của các của các phương án trồng cây
95

1



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.








2



I. 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.
II. 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.
III. 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.
IV. 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.
V. 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;

3



- 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.
VI. 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.
VII. 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.
VIII. 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

4



Chƣơng 1
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN PHƢƠNG PHÁP
TƢỚI SỬ DỤNG THẢM DỆT

1.1 Nhu cầu nƣớc và dinh dƣỡng cho cây trồng
1.1.1 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= K
c
(ET
p
) (mm) (1.1)
Trong đó:
ET: tổng lƣợng nƣớc bốc hơi mặt lá và bốc hơi khoảng trống (mm)
K
c
: hệ số cây trồng (phụ thuộc vào loại cây trồng và thời gian sinh trƣởng)
ET
p
đƣợc tính theo công thức Blaney Cridle :

pt
K
ET
p

100

(1.2)
Trong đó:
t: nhiệt độ trung bình hàng tháng (
o
C)
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.

5



Bảng 1.1 Khoảng giá trị K
c
của một số loại cây trồng [13].
Loại
cây trồng
Giai đoạn
đầu (gieo hạt)
Giai đoạn
phát triển
Giai đoạn
ra hoa - kết trái

Giai đoạn
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).

Hình 1.1 Sự thay đổi hệ số K
c
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 sau:
Bảng 1.2 Lượng nước cần tưới và độ ẩm đất đối với cây bông (nguồn: [10]).
Giai đoạn
Lƣợng nƣớc cần tƣới
(m
3
/ha)
Độ ẩm đất thích hợp (%)
Nẩy mầm
-
70 ÷ 80
Cây con
100 ÷ 120
55 ÷ 65
Nụ
300 ÷ 350
60 ÷70
Hoa nở
900 ÷ 1500
70 ÷ 80
Quả nở
300 ÷ 350
60 ÷ 65
Nhận xét: nhu cầu nƣớc cho cây có quan hệ mật thiết đến các thời kỳ sinh thƣởng

trong vòng đời của cây, đồng thời chịu ảnh hƣởng không nhỏ bởi điều kiện ngoại cảnh diễn
ra từng ngày, từng giờ nhƣ: độ ẩm, nhiệt độ môi trƣờng, cƣờng độ nắng, gió, số giờ nắng
trong ngày. Vì vậy nhu cầu nƣớc của cây là một đại lƣợng rất khó xác định chính xác để có
thể đáp ứng đúng và đủ trong từng ngày, từng giờ cho cây.

6



1.1.2 Thời điểm tưới nước cho cây trồng
Nƣớc đƣợc cung cấp cho cây theo nhu cầu sinh lý của cây ở từng giai đoạn phát
triển. Có nhiều cách xác định thời điểm tƣới nƣớc nhƣ sau [7]:
 Dựa vào ngoại hình
Khi quan sát cây trồng có dấu hiệu héo hay biến đổi hình thái bên ngoài của cây
nhƣ thay đổi màu sắc lá và thân của cây trồng, sinh trƣởng, phát triểm kém là cây có biểu
hiện thiếu nƣớc, cần phải đƣợc tƣới. Tuy nhiên tiêu chí này không chính xác vì khi cây đã
có biểu hiện ngoại hình thì các hoạt động sinh lý, sinh hóa bên trong đã bị vi phạm nghiêm
trọng.
 Dựa vào hệ số héo của đất
Lƣợng nƣớc còn lại trong đất mà cây không có khả năng hút đƣợc tức là đất đã hết
nƣớc sử dụng đƣợc (điểm héo). Chỉ tiêu này cũng không chính xác vì khi đất đã đạt tới hệ
số héo thì cây cũng đã hút đến phần tử nƣớc cuối cùng mà cây có khả năng lấy đƣợc.
 Dựa vào các chỉ tiêu sinh lý của cây trồng
Độ mở của khí khổng, nồng độ dịch bào, áp suất thẩm thấu, sức hút nƣớc của
lá…Đây là các chỉ tiêu có quan hệ rất nhạy cảm đến tình trạng nƣớc của cây. Để tiến hành
tƣới nƣớc theo các chỉ tiêu sinh lý chỉ cần làm các thí nghiệm để xác định trị số ngƣỡng
của từng chỉ tiêu, tại trị số ngƣỡng đó cây bắt đầu cần nƣớc để quyết định thời điểm tƣới.
Đây là cách tƣới nƣớc tiên tiến mà các nƣớc có nền nông nghiệp phát triển sử dụng.
 Dựa vào độ ẩm của đất
Có nhiều loại độ ẩm của đất: độ ẩm đồng ruộng, độ ẩm bão hòa, độ ẩm tối đa đồng

ruộng, độ ẩm cây héo, độ ẩm hữu hiệu.
Độ ẩm đồng ruộng là tỷ lệ khối lƣợng nƣớc có trong đất so với khối lƣợng đất khô
kiệt hoặc khối lƣợng nƣớc chứa trong khối đất ở trạng thái tự nhiên tại thời điểm lấy mẫu
đất.
Độ ẩm bão hòa là độ ẩm ứng với trạng thái các khe rỗng của đất chứa đầy nƣớc,
trong đất không có không khí. Độ ẩm bão hòa còn gọi là khả năng giữ nƣớc tối đa của đất
hay là giới hạn trên mà đất có thể chứa đƣợc. Sức hút nƣớc của đất ở độ ẩm bão hòa gần
bằng 0. Trạng thái này không thích hợp với cây trồng cạn vì đất thiếu không khí, rễ ngừng
hô hấp.
Độ ẩm tối đa đồng ruộng là trạng thái độ ẩm ứng với khả năng giữ nƣớc lớn nhất
của đất, phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính vật lý nƣớc của đất, độ sâu mực nƣớc ngầm. Nếu
mực nƣớc ngầm gần mặt đất độ ẩm tối đa lớn và ngƣợc lại. Với cây trồng cạn, giá trị giới
hạn trên của tiêu chuẩn tƣới trùng với giới hạn độ ẩm tối đa.
Độ ẩm cây héo là trạng thái nƣớc trong đất mà cây trồng không hút đƣợc, cây bị
héo và chết nếu không đƣợc tƣới nƣớc.
Độ ẩm hữu hiệu là giới hạn độ ẩm mà cây trồng sử dụng đƣợc nƣớc tốt nhất. Cây
trồng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất khi đất có lƣợng nƣớc tƣơng ứng với độ ẩm hữu
hiệu.
Nhận xét: nhờ việc xác định độ ẩm đất có thể biết đƣợc tình trạng nƣớc trong đất và
chọn thời điểm tƣới nƣớc ở độ ẩm hữu hiệu là độ ẩm cây sử dụng nƣớc dễ dàng nhất. Tuy
nhiên, các phƣơng pháp tƣới cây thông thƣờng chỉ có thể tạo ra độ ẩm hữu hiệu trong một
thời gian rất ngắn sau mỗi lần tƣới. Vì khi vừa tƣới thƣờng đạt đến độ ẩm bão hòa. Sau đó

7



nƣớc nhanh chóng bị bay hơi và ngấm xuống tầng đất sâu. Phần còn lại bị cây hút đi, nên
vùng đất có rễ cây phân bố nhanh chóng trở về độ ẩm héo cây.

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát các dạng độ ẩm trong đất (nguồn:[7]).
 Khả năng giữ nước của đất
Trong thực tế có nhiều trƣờng hợp đất có độ ẩm phù hợp với sự sinh trƣởng và phát
triển của cây nhƣng cây trồng vẫn không hút đƣợc nƣớc. Vì vậy xác định thời gian tƣới
nƣớc cho cây còn dựa vào sức giữ nƣớc của đất (pF). Tùy theo trạng thái nƣớc có trong đất
mà đất đƣợc gọi với tên gọi khác nhau. Số liệu trong bảng 1.3 giúp lựa chọn thời điểm tƣới
nƣớc thích hợp cho cây trồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sức hút nƣớc của đất (pF)
trong khoảng 3,20 ÷ 3,70 đây là thời điểm giới hạn trƣớc khi cây bắt đầu héo.
Bảng 1.3 Mối quan hệ giữa sức giữ nước của đất (pF) với độ ẩm đất và cây trồng (nguồn:[7]).
Trạng thái đất
pF
Độ ẩm đất
Nƣớc trong đất
Đất khô
7,00
Độ ẩm cây héo
(héo vĩnh viễn,
đất khô hoàn toàn)
Cây không sử dụng đƣợc
nƣớc

6,00
5,00
4,50
Độ ẩm cây héo
(héo vĩnh viễn)
4,20
4,15
Độ ẩm cây héo
(bắt đầu héo)

Cây sử dụng
nƣớc khó
Tổng lƣợng
nƣớc cây có
thể sử dụng
đƣợc
Đất ẩm
4,00
3,80
3,20
Độ ẩm hữu hiệu
Cây sử dụng
nƣớc dễ dàng
3,10
3,00
2,70
Độ ẩm tối đa đồng ruộng
2,00
Đất ƣớt
1,80
1,70
1,65
Tiêu nƣớc theo
trọng lực
1,50
1,00
Độ ẩm bão hòa
0,00
Vậy, làm thế nào để tƣới nƣớc cho cây đúng lúc và đủ lƣợng?

8



Tất cả các biện pháp theo dõi phát hiện và đáp ứng nhu cầu nƣớc cho cây kể trên
đều còn bị động trƣớc trạng thái sinh lý của từng cây và cả ruộng cây. Vì vậy, các phƣơng
pháp tƣới nƣớc thông thƣờng hiện nay chƣa thể đáp ứng tốt cho nhu cầu nƣớc của cây
trồng.
1.1.3 Chất dinh dưỡng cho cây trồng
Cơ chế hút chất dinh dƣỡng hay chất khoáng của cây gồm quá trình hút chất
khoáng ở rễ và đồng hóa chúng trong cây. Trao đổi dinh dƣỡng khoáng là một trong các
chức năng sinh lý quan trọng của thực vật. Các nguyên tố khoáng đƣợc rễ cây lấy từ đất có
thể chia thành nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng. Các nguyên tố khoáng từ đất thâm nhập vào
rễ qua hệ thống lông hút. Các ion khoáng tan trong dung dịch đất hoặc hấp thụ trên bề mặt
keo đất sẽ đƣợc hấp thụ trên bề mặt rễ theo nguyên tắc trao đổi với ion H
+
và HCO
3
-
của
rễ một cách trực tiếp hay gián tiếp. Các chất khoáng sẽ đi qua các nguyên sinh để vào trong
tế bào và đƣợc vận chuyển từ tế bào này đến tế bào khác vào mạch dẫn và đƣợc vận
chuyển đến các bộ phận của cây trên mặt đất. Các nguyên tố khoáng đóng vai trò hết sức
quan trọng trong đời sống cây trồng, quyết định sinh trƣởng phát triển và tạo năng suất
sinh vật học.
Ngày nay việc cung cấp các nguyên tố khoáng cho cây trồng đƣợc thực hiện theo
nhiều cách khác nhau: cách truyền thống là bón phân vào đất, sử dụng dung dịch các chất
dinh dƣỡng bón qua lá, sử dụng các phƣơng pháp thủy canh, khí canh Các nguyên tố
trong dung dịch dinh dƣỡng thông thƣờng đƣợc giới thiệu trong bảng 1.4 nhƣ sau:
Bảng 1.4 Thành phần dung dịch dinh dưỡng thông thường (nguồn: [10]).

Hóa chất
Số lƣợng (g/l)
Nitrat kali: KNO
3

0,70
Nitrat calci: Ca(NO
3
)
2
0,70
Supe photphat calci: [CaSO
4
+Ca(HPO
4
)]
0,80
Sunphat manhê: MgSO
4

0,28
Sunphat sắt: Fe
2
(SO
4
)
3

0,12
Axit bo: H

2
BO
3

0,0006
Sunphat mangan: MnSO
4

0,0006
Sunphat kẽm: ZnSO
4

0,0006
Sunphat đồng: CuSO
4

0,0006
Amonat molipden: [(NH
4
)
6
Mo
7
O
24
4H
2
O]
0,0006
Khi sử dụng dung dịch dinh dƣỡng cần căn cứ vào yêu cầu cụ thể của cây để tăng

hay giảm bớt mỗi số lƣợng mỗi loại hóa chất trong bảng trên. Việc bón dinh dƣỡng hợp lý
cho cây trồng phải dựa trên nhu cầu sinh lý của cây [10].
Nhận xét: bên cạnh nhu cầu về nƣớc, thì nhu cầu về chất dinh dƣỡng là rất quan
trọng đối với cây trồng. Dinh dƣỡng cho cây trồng rất đa dạng và phức tạp. Chủng loại

9



chất dinh dƣỡng có thể là vô cơ, hữu cơ, có thể là đơn chất, hợp chất, có thể ở dạng rắn,
lỏng hay khí. Loại và lƣợng chất dinh dƣỡng đƣợc lựa chọn phụ thuộc vào chủng loại cây,
loại đất, vào thời kỳ sinh trƣởng của cây và điều kiện ngoại cảnh gieo trồng. Thành phần
chất dinh dƣỡng cho cây khá phức tạp, nên có thể làm nảy sinh rất nhiều quan hệ hóa lý và
sinh học khó kiểm soát với môi trƣờng. Vì vậy, việc nghiên cứu đồng thời khả năng cấp
nƣớc và cấp chất dinh dƣỡng thông qua thảm tƣới sẽ rất phức tạp và khó phân biệt đƣợc tác
động của từng yếu tố nghiên cứu. Do đó, trong luận án này chọn giải pháp nghiên cứu
thảm tƣới để cấp nƣớc, còn việc bón các chất dinh dƣỡng đƣợc thực hiện theo phƣơng
pháp truyền thống bên ngoài thảm.
1.2 Phƣơng pháp tƣới nƣớc không sử dụng vật liệu dệt
Có nhiều phƣơng pháp tƣới nƣớc khác nhau tùy theo các điều kiện thổ nhƣỡng và
loại cây trồng khác nhau nhƣ: tƣới trên mặt đất (tƣới ngập, tƣới rãnh, tƣới dải, tƣới phun,
tƣới nhỏ giọt), tƣới dƣới mặt đất (tƣới ngầm nhỏ giọt, thuỷ canh, khí canh)
1.2.1 Tưới nước trên mặt đất
Phƣơng pháp tƣới trên mặt đất là phƣơng pháp nƣớc đƣợc cung cấp cho cây trồng
do ngấm qua đất (giá thể) từ phía trên xuống dƣới tới bộ rễ của cây hoặc thấm thấu qua
thân và lá cây, hoặc cả qua rễ, thân và lá cây. Có thể kể ra một số kiểu tƣới thƣờng dùng
nhƣ:
 Tưới ngập
Trong phƣơng pháp tƣới này nƣớc di chuyển ở trên và qua đất do trọng lực dòng
chảy để ƣớt và xâm nhập vào đất, nƣớc phủ tràn, ngập đất canh tác. Mực nƣớc ngập

thƣờng từ 5 ÷ 15 cm tùy từng loại cây [9], [75].
 Tưới rãnh
Tƣới rãnh là hình thức đƣa nƣớc vào rãnh theo luống, nƣớc thấm dần vào đất theo
lực mao dẫn và một phần theo trọng lực ngấm xuống đáy rãnh. Hiệu quả thấm nƣớc vào
thân luống phụ thuộc vào loại đất, độ sâu nƣớc đƣa vào rãnh [75].
 Tưới dải
Tƣới dải là hình thức tạo nên lớp nƣớc mỏng (5÷6 cm) chảy theo độ dốc của dải đất
và thấm dần vào đất [75].
 Tưới phun
Tƣới phun mƣa là hình thức dùng hệ thống bình chứa, bình gƣơng sen, vòi phun
hoặc dùng hệ thống ống dẫn nƣớc có áp lực để cung cấp nƣớc dƣới dạng nhƣ hạt mƣa, hạt
sƣơng phun lên cây [76].
 Tưới nhỏ giọt trên mặt đất
Tƣới nhỏ giọt trên mặt đất là hình thức dùng hệ thống ống dẫn nhỏ giọt đặt trên mặt
đất để cung cấp nƣớc bằng cách nhỏ từng giọt vào từng gốc cây theo nhu cầu của cây [6],
[13].
Nhận xét: phƣơng pháp tƣới trên mặt đất có ƣu điểm nổi bật là thiết bị tƣới đơn
giản, không đòi hỏi kỹ thuật cao, dễ tƣới, ngƣời nông dân dễ làm quen, áp dụng mọi nơi,
mọi lúc và khả năng sử dụng rộng, diện tích lớn. Các phƣơng pháp tƣới trên cần cấp nƣớc
tƣới dƣ so với nhu cầu của cây để đáp ứng yêu cầu nƣớc của cây, bù lại phần ngấm xuống
mạch nƣớc ngầm và phần bay hơi vào không khí. Điều này dẫn đến sự rửa trôi chất mầu,
tốn nƣớc thậm chí gây ô nhiễm môi trƣờng do các hóa chất bị ngấm vào tầng nƣớc ngầm.