dự án ứng dụng thử nghiệm loại vật liệu giữ nước, giữ ẩm cho cây trồng trong lĩnh vực nông nghiệp

THUYẾT MINH ĐỀ CƯƠNG DỰ ÁN THỬ NGHIỆM
DỰ ÁN ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM LOẠI VẬT LIỆU GIỮ
NƯỚC, GIỮ ẨM CHO CÂY TRỒNG TRONG LĨNH VỰC
NÔNG NGHIỆP.
Tên dự án
Cơ quan chủ trì : Viện Công nghệ Hoá Học
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Cơ quan phối hợp : Phòng Kinh tế Huyện Đònh Quán
Chủ nhiệm dự án :TS. NGUYỄN CỬU KHOA

THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN
Tên dự án:
Ứng dụng thử nghiệm loại vật liệu giữ nước, giữ ẩm cho cây
trồng trong lónh vực nông nghiệp.

Thời gian thực hiện : 10/2006 – 10/2007

Cấp quản lý : Huyện Đònh Quán

Kinh phí : Tổng số 377.2 triệu đồng
(Trong đó từ ngân sách NSNN: 377.2 triệu đồng)

Chủ nhiệm dự án:
Nguyễn Cửu Khoa
Học vò: TS,
Chức vụ: Viện phó Viện Công Nghệ Hoá học
Trưởng phòng Hoá Hữu cơ polime

MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN
1- Thử nghiệm vật liệu giữ ẩm mới trong nông nghiệp, giúp cây
trồng vượt qua mùa hạn ở Huyện Đònh Quán.
3- Tận dụng được nguồn phế thải trong nông nghiệp như bã mía, mùn
cưa, rơm rạ…để sản suất vật liệu. Nên sản phẩm không gây ô nhiểm
môi trường.
4- Vật liệu sản xuất được có giá thành thấp có thể thay thế các vật
liệu ngoại nhập cùng loại
2- Nâng cao năng suất cho cây trồng, tiết kiệm sức tưới và đem lại
hiệu quả kinh tế cho người nông dân

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

Hầu hết các nghiên cứu của các tập đoàn trên thế giới như ở Nhật
Bản, Pháp, Mỹ, Anh, Đức, Canada…đều xuất phát từ nguồn nguyên liệu
dầu mỏ: polymer acrylic, polymer acrylamid, polymer có các nối đôi
ethylenic, polyvinyl alcohol hoặc các copolymer của chúng.

Sản phẩm có khả năng hấp thụ nước rất cao (80-600 lần đối với nước
cất và 60-80 lần đối với nước muối sinh lý) và được sử dụng trong nhiều
lónh vực: y tế, dược phẩm, sản phẩm tã lót, trong ngành nông lâm
nghiệp.

Ở Trung Quốc năm 1999 cũng công bố chế phẩm “KHOA DU 98”
là vật liệu polymer có sức hút nước rất cao (1000 lần), đã được sử dụng
cho cây trồng và đã tiết kiệm được 50% lượng nước tưới và giúp tăng sản
lượng cây 15-20%.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC


Ở Việt Nam trong những năm gần đây (1999-2000) dựa trên nền tảng
tinh bột ghép acrylic, Viện Hóa học Hà Nội (Viện KHCNVN) cũng đã
thành công trong việc nghiên cứu chế tạo được chế phẩm AMS-1 với
khả năng hút nước cao (300-350 lần) với giá thành hạ (40.000đ/kg).

Tuy nhiên nhược điểm của chế phẩm AMS-1 là chỉ giữ nước được với
thời gian ngắn (5-7 ngày) vì cấu trúc hấp thụ nước bò phá vỡ và sau đó
không thể tái sử dụng được nên ít có ý nghóa sử dụng trong nông nghiệp

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Năm 2003-2004 Viện Công Nghệ Hóa Học thực hiện thành công đề
tài: “Nghiên cứu và chế tạo các loại vật liệu giữ nước, giữ ẩm mới có
khả năng sử dụng trong lónh vực nông nghiệp”, do Sở KH & CN
Tp.HCM cấp kinh phí. Đề tài trên đã được nghiệm thu vào tháng 10-
2004.

Tháng 03/2005, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cấp kinh
phí cho đề tài: “Quy trình sản xuất vật liệu giữ ẩm mới giúp cây trồng
vượt qua mùa hạn ở tây nguyên qui mô pilot 150 kg/ ngày” do Viện
Công Nghệ Hóa Học chủ trì. Đề tài được thực hiện trong 02 năm từ
02/2005-02/2007

Tháng 11 năm 2005 đang thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và Phát
triển Công nghệ do Sở KH&CN tỉnh Gia lai quản lý “ Nghiên cứu Thử
nghiệm loại vật liệu giữ nước giữ ẩm cho cây trồng trong lónh vực
nông nghiệp”. Đối tượng thử nghiệm: cây Cà phê, Ngô, Bông trên hai
vùng đất Đông Trường Sơn Và Tây Trường Sơn của Gia Lai.

MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC CỦA DỰ ÁN

Tổng hợp được PAA-DEGDAA có khả năng hút nước cao 750 lần, giá thành hạ, cấu
trúc phân hủy nhanh 7-10 ngày.

Tổng hợp được copolymer PAA-PVA-DEGDAA. Sản phẩm có khả năng hút nước
cao 560 lần cấu trúc phân hủy từ 9- 60, giá thành cao.

Tổng hợp được vật liệu PAA-tinh bột-DEGDAA có khả năng hút nước cao 501lần,
giá thành hạ, cấu trúc phân hủy nhanh 7-10 ngày.

Tổng hợp được vật liệu PAA-bã mía-DEGDAA có khả năng hút nước cao 409 lần.
Sản phẩm có cấu trúc rất bền khi hút nước (120-140 ngày) giá thành rất rẻ vì tận
dụng được nguồn bã mía, mùn cưa phế thải trong nông nghiệp nên có thể dùng làm
chất chống hạn trong nông nghiệp.

Đã tiến hành khảo sát sơ bộ khả năng giữ ẩm của các loại vật liêu trên đất và nhận
thấy vật liệu làm từ bã mía cho kết quả giữ ẩm rất tốt đồng thời giá thành thấp phù
hợp với điều kiện kinh tế của người nông dân Việt Nam.

Đã thử nghiệm đạt kết quả rất tốt trên cây Gió Bầu ở Bình Dương

MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC

Vật liệu hấp thụ nước PAA-PVA-DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
1- Phổ IR
PVA (cm
-1

) PAA-PVA (cm
-1
)
3559(-OH) 3419(-OH)
2900(-CH, CH
2
) 2924,2855(-CH, CH
2
)
1561(-COO
-
)
1102-(CO) 1111 (-C-O)



Vật liệu hấp thụ nước PAA-PVA-DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC
2- Ảnh SEM
Hình 2: PAA-PVA-DEGDAA

Hình 1:Bột PVA

MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC

Vật liệu hấp thụ nước PAA-tinh bột-DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
1- Phổ IR
Tinh bột (cm

-1
) PAA-tinh bột-DEGDAA (cm
-1
)
3345(-OH) 3418(-OH)
2927(-CH,-CH
2
) 2924(-CH,-CH
2
)
1573(-COO\
-
)
1157(-OH) 1156(-OH)
1012(C-O) 1037(C-O)


MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC

Vật liệu hấp thụ nước PAA-tinh bột-DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
2- Ảnh SEM
Hình 4: PAA -tinh bột-DEGDAA
có chất oxy hóa
Hình 3: tinh bột


Vật liệu hấp thụ nước PAA-bã mía -DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
1- Phổ IR

Bột giấy (cm
-1
) Bột cellulose (cm
-1
) PAA-bãmía-DEGDAA (cm
-1
)
3405(-OH) 3414(-OH) 3411(-OH)
2914-2945(-CH,CH
2
) 2919(-CH,-CH
2
) 2942(-CH,CH
2
)
1430,1358(-CH,-CH2)
bend
1434,1372 (-CH, -CH
2
) bend 1409,1325(-CH2, -CH) bend
1567(COO
-
)
1058 (C-O) 1061( C-O) 1060 (-C-O)
MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC


2- Ảnh SEM
Hình 5: PAA-bã mía-DEGDAA không có chất oxy hóa

Hình 6: PAA-bã mía-DEGDAA có chất oxy hóa

Vật liệu hấp thụ nước PAA-bã mía -DEGDAA
Cấu trúc của vật liệu
MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯC


Thành phần tối ưu cho từng loại vật liệu

Vật liệu PAA-DEGDAA
Thành phần tối ưu:AA 10 g, DEG-DAA 0.1 g. Vật liệu có độ hấp
thụnước tốt nhất với nước cất 753 lần, nước thường 721.

Vật liệu PAA-PVA-DEGDAA
Thành phần tối ưu: AA 10 g, PVA 2g, DEGDAA 0.1 g. Vật liệu có độ hấp
thụ nước cất 344 lần, nước thường 253 lần thời gian phân hủy 30 ngày (2
lần lặp lại).

Vật liệu PAA-Tinh bột- DEGDAA:
Thành phần tối ưu cho vật liệu: tinh bột 4 g, AA 10 g, DEGDAA 0.1 g. Với
thành phần trên vật liệu sẽ có độ hấp thụ nước 352 lần, giá thành hạ

Vật liệu PAA- Bã Mía- DEGDAA:
Thành phần cho vật liệu như sau: AA 10 g, bột Cellulose 4 g, DEGDAA
0.1g. khả năng hấp thụ nước cao: nước cất 331 lần, nước thưỡng 304 lần và
khả năng giữ nước 145 ngày (3 lần lặp lại).

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU


Xác đònh các tính chất hoá lý của đất ở một số vùng của
Huyện Đònh Quán trước và sau khi sử dụng chế phẩm.
-
Xác đònh độ chua của đất,
-
Xác đònh tỷ trọng của đất,
-
Xác đònh độ xốp của đất
- Xác đònh độ giữ ẩm của đất

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Phân tích thành phần hóa học của đất ở Huyện Đònh Quán
trước và sau khi sử dụng chế phẩm.
-
Xác đònh chất hữu cơ (OM) và Nitơ tổng số trong đất,
-
Xác đònh thành phần khoáng của đất,
-
Xác đònh các chất hòa tan trong nước của đất
- Xác đònh các nguyên tố vi lượng trong đất,

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Xác đònh thành phần vi sinh trong đất trước, trong và sau khi
sử dụng chế phẩm
-
Xác đònh vi khuẩn hiếu khí,
-
Xác đònh vi khuẩn kò khí,

-
Xác đònh tỷ lệ hiếu khí / kò khí,
-
Xác đònh vi khuẩn amon hóa,
-
Xác đònh vi khuẩn nitrat hóa,
- Xác đònh vi khuẩn thủy phân các hợp chất hữu cơ.


Xác đònh các chất dinh dưỡng cơ bản dễ tiêu của đất trước, trong
và sau khi sử dụng chế phẩm.
-
Xác đònh Nitơ dễ tiêu,
-
Xác đònh Photpho dễ tiêu,
-
Xác đònh thành phần nhóm Photphat khoáng,
- Xác đònh Kali dễ tiêu.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU


Đánh giá hiệu quả kinh tế sau khi dùng chế phẩm thông qua một số
chỉ tiêu:
-
Thông qua các tính chất hóa lý của đất trước và sau khi sử dụng chế
phẩm,
-
Thông qua các tính chất hóa học của đất trước và sau khi sử dụng chế
phẩm,
-

Xác đònh số cây sống sót sau khi hạn so với đối chứng
- Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng chế phẩm.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SẼ SỬ DỤNG
- Dùng phổ AAS để xác đònh các thành phần cơ bản của đất.
-
Phương pháp phân tích hoá lý thông dụng để xác đònh tính chất
hoá lý của đất.
-
Phương pháp sinh hóa với kính hiển vi điện tử để xác đònh số lượng
vi sinh vật trong đất.
- Xác đònh thành phần cơ giới đất theo phương pháp Robinson.
- Các phương pháp xác đònh độ giữ ẩm của đất (Katsinsky,Taylor ).
-
Các phương pháp thử nghiệm khi trộn vật liệu với đất có cây
Cà phê, Mía, Quýt, i u, XoàiĐ ề trên diện rộng.

ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐiỂM THỬ NGHIỆM
Đưa chế phẩm CH-06 vào kho n 10-11/2006 ả
nhằm tận dụng những cơn mưa cuối mùa.
Theo dõi thử nghiệm đến tháng 5-6/2007.

Cây Cà phê:

Đòa điểm thử nghiệm:
Đất đỏ Bazan ( không đá lộ đầu) PHÚ TÚC
Đất nâu Bazan ( không đá lộ đầu) PHÚ LI

Bố trí thí nghiệm:

Thử nghiệm trên 2 ha, lượng dùng 30kg/ha

Chỉ tiêu theo dõi: sâu bệnh thường gặp và năng suất (tấn/ha).


Qui hoạch thử nghiệm:
Thí nghiệm giảm thời gian tưới:
Chế
phẩm
Lần tưới
0g 15g 25g 40g lô
Lần đầu 200L 200L 200L 200L A, B, C
Sau 1 tuần 200L 200L 200L 200L A
Sau 2 tuần 200L 200L 200L 200L B
Sau 3 tuần 200L 200L 200L 200L C
Thí nghiệm giảm lượng nước tưới:
Chế phẩm
Lần tưới
0g 15g 25g 40g lô
Lần đầu 200L 200L 200L 200L A, B
Sau 2 tuần 150L 150L 150L 150L A
Sau 2 tuần 100L 100L 100L 100L B


Cây Điều:

Đòa điểm thí nghiệm:
Đất đỏ pha sỏi cơm: TÚC TRƯNG
Đất vàng pha sỏi: PHÚ NGỌC
Đất nâu bazan đá lộ đầu: PHÚ LI, PHÚ VINH

Đất đỏ: GIA CANH

Bố trí thí nghiệm:
- Thử nghiệm trên 10 ha, lượng bón 30kg/ha
- Đưa chế phẩm CH-06 vào kho n 10-11/2006 nhằm tận ả
dụng những cơn mưa cuối mùa.Theo dõi đến tháng 5-
6/2007.

Chỉ tiêu theo dõi: sâu bệnh thường gặp và năng suất
(tấn/ha).


Qui hoạch thử nghiệm:
Thí nghiệm giảm thời gian tưới:
Chế
phẩm
Lần tưới
0g 30g 60g 100g lô
Lần đầu 400L 400L 400L 400L A, B, C
Sau 1 tuần 400L 400L 400L 400L A
Sau 2 tuần 400L 400L 400L 400L B
Sau 3 tuần 400L 400L 400L 400L C
Thí nghiệm giảm lượng nước tưới:
Chế phẩm
Lần tưới
0g 30g 60g 100g
lô
Lần đầu
400L 400L 400L 400L
A, B

Sau 2 tuần 200L 200L 200L 200L A
Sau 2 tuần 100L 100L 100L 100L B

-
Đất đen bazan pha sỏi: SUỐI NHO
-
Đất cát phù sa ven sông: NGỌC
ĐỊNH

Cây Mía:

Đòa điểm thí nghiệm:

Bố trí thí nghiệm:
- Thử nghiệm trên 10 ha, lượng bón 30 kg/ha.
- Đưa chế phẩm CH-06 vào kho n 10-11/2006 nhằm tận ả
dụng những cơn mưa cuối mùa.Theo dõi thử nghiệm đến
tháng 5-6/2007.

Qui hoạch thử nghiệm:
Trộn chế phẩm theo rãnh mía cách gốc 20-30cm.
Sau đó tưới nước đầy khoản 150-200m3/ha.