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

Header Page 1 of 148.

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

Footer Page 1 of 148.


Header Page 2 of 148.

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

i
Footer Page 2 of 148.


Header Page 3 of 148.

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

ii
Footer Page 3 of 148.


Header Page 4 of 148.

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

Tác giả

Nguyễn Thị Thảo

TS. Lê Phúc Bình

iii
Footer Page 4 of 148.


Header Page 5 of 148.

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
DANH MỤC CÁC BẢNG

viii
xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU

xiii
1

Chƣơng 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN PHƢƠNG PHÁP TƢỚI
SỬ DỤNG THẢM DỆT
1.1 Nhu cầu nƣớc và chất dinh dƣỡng cho cây trồng

4
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
iv

Footer Page 5 of 148.


Header Page 6 of 148.
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
2.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu

39
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
2.4 Kết luận chƣơng 2

54
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

v
Footer Page 6 of 148.


Header Page 7 of 148.
Trang
3.2.1.3 Đặc tính trữ nƣớc và cấp nƣớc của thảm tƣới
3.2.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án

61
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
3.3.1 Lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của thảm tƣới mẫu

65
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
vi
Footer Page 7 of 148.

96

Header Page 8 of 148.
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

vii
Footer Page 8 of 148.


Header Page 9 of 148.

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

Mđ :

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

DT1:

vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 1

DT2:

vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 2

DT3:

vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 3

DT4:

vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 4

DT5:

vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 5

DK1:

vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 1

DK2:

vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 2

DK3:

vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 3

DK4:

vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 4

DK5:

vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 5

KD1:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 1

KD2:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 2

KD3:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 3

KD4:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 4

viii
Footer Page 9 of 148.


Header Page 10 of 148.
KD5:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 5

KD6:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 6

KD7:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 7

KD8:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 8

KD9:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 9

KD10:

vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 10

OX1.1:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 1

OX1.2:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 2

OX1.3:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 3

OX1.4:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 4

OX1.5:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 5

OX1.6:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 6

OX1.7:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 7

OX1.8:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 8

OX1.9:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 9

OX1.10:

ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 10

OX2.1:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 1

OX2.2:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 2

OX2.3:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 3

OX2.4:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 4

OX2.5:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 5

OX2.6:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 6

OX2.7:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 7

OX2.8:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 8

OX2.9:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 9

OX2.10:

tơ filament 100% PET dún, mẫu 10

OX3.1:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 1

OX3.2:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 2

OX3.3:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 3

OX3.4:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 4

OX3.5:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 5

OX3.6:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 6

OX3.7:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 7

OX3.8:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 8
ix

Footer Page 10 of 148.


Header Page 11 of 148.
OX3.9:

tơ filament 100% PET không dún, mẫu 9

OX3.10:

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

x
Footer Page 11 of 148.


Header Page 12 of 148.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1

Khoảng giá trị Kc 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

xi
Footer Page 12 of 148.


Header Page 13 of 148.
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

xii
Footer Page 13 of 148.

Header Page 14 of 148.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1

Sự thay đổi hệ số Kc 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

xiii
Footer Page 14 of 148.


Header Page 15 of 148.
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
xiv

Footer Page 15 of 148.


Header Page 16 of 148.
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

xv
Footer Page 16 of 148.

Header Page 17 of 148.

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.

1
Footer Page 17 of 148.


Header Page 18 of 148.

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;

2
Footer Page 18 of 148.


Header Page 19 of 148.
-

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

3
Footer Page 19 of 148.


Header Page 20 of 148.

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= 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 :
ET p 

100
.t. p
K

(1.2)

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.
4

Footer Page 20 of 148.


Header Page 21 of 148.
Bảng 1.1 Khoảng giá trị Kc của một số loại cây trồng [13].

Loại
cây trồng
Cải bắp
Cà rốt
Bông vải
Lạc
Đậu xanh

Giai đoạn
đầu (gieo hạt)
0,30 ÷ 0,40
0,40 ÷ 0,50
0,40 ÷ 0,50
0,40 ÷ 0,50
0,30 ÷ 0,40

Giai đoạn
phát triển
0,70 ÷ 0,80
0,70 ÷ 0,80
0,70 ÷ 0,80
0,70 ÷ 0,80
0,65 – 0,75

Giai đoạn
ra hoa - kết trái
0,95 ÷ 1,10
0,95 ÷ 1,10
1,00 ÷ 1,10
0,95 ÷ 1,05
0,95 ÷ 1,05

Giai đoạn
thu hoạch
0,80 ÷ 0,95
0,80 ÷ 0,95
0,65 ÷ 0,70
0,55 ÷ 0,65
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 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 sau:
Bảng 1.2 Lượng nước cần tưới và độ ẩm đất đối với cây bông (nguồn: [10]).

Giai đoạn
Nẩy mầm
Cây con

Nụ
Hoa nở
Quả nở

Lƣợng nƣớc cần tƣới
(m3/ha)
100 ÷ 120
300 ÷ 350
900 ÷ 1500
300 ÷ 350

Độ ẩm đất thích hợp (%)
70 ÷ 80
55 ÷ 65
60 ÷70
70 ÷ 80
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.

5
Footer Page 21 of 148.


Header Page 22 of 148.
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
6
Footer Page 22 of 148.


Header Page 23 of 148.
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

Đất khô

Đất ẩm

Đất ƣớt

pF
7,00
6,00
5,00
4,50
4,20
4,15
4,00
3,80
3,20
3,10
3,00
2,70
2,00
1,80
1,70
1,65
1,50
1,00
0,00

Độ ẩm đất

Độ ẩm cây héo
(héo vĩnh viễn,
đất khô hoàn toàn)
Độ ẩm cây héo
(héo vĩnh viễn)

Cây không sử dụng đƣợc
nƣớc

Độ ẩm cây héo
(bắt đầu héo)

Cây sử dụng
nƣớc khó

Độ ẩm hữu hiệu

Nƣớc trong đất

Tổng lƣợng
nƣớc cây có
thể sử dụng
Cây sử dụng đƣợc
nƣớc dễ dàng

Độ ẩm tối đa đồng ruộng

Độ ẩm bão hòa

Tiêu nƣớc theo

trọng lực

Vậy, làm thế nào để tƣới nƣớc cho cây đúng lúc và đủ lƣợng?
7
Footer Page 23 of 148.


Header Page 24 of 148.
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 HCO3- 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: KNO3

0,70

Nitrat calci: Ca(NO3)2

0,70

Supe photphat calci: [CaSO4 +Ca(HPO4)]

0,80

Sunphat manhê: MgSO4

0,28

Sunphat sắt: Fe2(SO4)3

0,12

Axit bo: H2BO3

0,0006

Sunphat mangan: MnSO4

0,0006

Sunphat kẽm: ZnSO4

0,0006

Sunphat đồng: CuSO4

0,0006

Amonat molipden: [(NH4)6Mo7O244H2O]

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
8
Footer Page 24 of 148.


Header Page 25 of 148.
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.
9
Footer Page 25 of 148.