Nghiên cứu thiết kế chế thử thảm tưới từ vật liệu dệt cho cây trồng ở việt nam (Luận án tiến sĩ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.76 MB, 139 trang )
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
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
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
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
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
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
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
96
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
-
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
Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full
