Nghiên cứu chế tạo bầu ươm cây thân thiện môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

LƢU THỊ XUYẾN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẦU ƢƠM CÂY
THÂN THIỆN MÔI TRƢỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà nội - Năm 2018
i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

LƢU THỊ XUYẾN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẦU ƢƠM CÂY
THÂN THIỆN MƠI TRƢỜNG
Chun ngành:

Hóa Hữu cơ

Mã số:

60440114
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trịnh Đức Công
2. PGS.TS. Chu Ngọc Châu

Hà nội - Năm 2018
i


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS.Trịnh Đức Công và cô
PGS.TS Chu Ngọc Châu. Thầy, cô đã tin tưởng giao đề tài và định hướng nghiên
cứu, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình tạo cơ hội cho em được học tập, nghiên cứu với
những trang thiết bị hiện đại và giúp em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn Phòng Vật liệu Polyme - Viện Hóa học; Khoa
Hóa học và Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo trường Đại học khoa học tự
nhiên – ĐHQGHN, đặc biệt là các thầy cơ tại khoa Hóa Học đã tận tình giảng dạy
và tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin cảm ơn gia đình bạn bè đã ln động viên, chia sẻ, khích lệ và giúp
đỡ để em có kết quả ngày hơm nay.

i


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
MỤC LỤC ................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... vi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................3
1.1. Vai trò của bầu ươm trong sản xuất cây giống ....................................................3
1.1.1. Túi bầu ..........................................................................................................3
1.1.2. Ruột bầu ........................................................................................................4
1.2. Tình hình nghiên cứu về bầu ươm ngồi nước ....................................................6
1.3. Tình hình nghiên cứu về bầu ươm ở trong nước..................................................8
1.4. Một số nghiên cứu về chế tạo và ứng dụng vật liệu thân thiện môi trường trong
chế tạo bầu ươm cây .......................................................................................10
1.5. Quá trình phân hủy của polyetylen ....................................................................15
1.5.1. Các tiêu chuẩn đánh giá khả năng phân hủy giảm cấp của polyolefin .......15
1.5.2. Quá trình phân hủy sinh học – oxo của polyetylen ....................................16
1.5.3. Phân hủy oxy hóa quang .............................................................................19
1.5.4. Phân hủy oxy hóa nhiệt...............................................................................21
CHƢƠNG 2 - THỰC NGHIỆM ............................................................................22
2.1. Hóa chất và thiết bị ..........................................................................................22
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất .............................................................................22
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ......................................................................................23
2.2. Các phƣơng pháp phân tích đánh giá ............................................................24
2.2.1. Xác định tính chất cơ lý ..............................................................................24
2.2.2. Phổ hồng ngoại (FTIR) ...............................................................................25
2.2.3. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ................................................................25
2.2.4. Xác định chỉ số Cacbonyl (CI) ...................................................................25
2.2.5. Nghiên cứu quá trình phân hủy oxy hóa quang nhiệt ẩm ...........................25
2.2.6. Nghiên cứu q trình phân hủy trong mơi trường tự nhiên ........................26
2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................26
2.3.1. Nghiên cứu chế tạo vỏ bầu ươm cây tự hủy từ PE phế thải và phụ gia xúc
tiến oxy hóa (rPE – Oxo) ...........................................................................26
2.3.2. Thử nghiệm gia tốc thời tiết........................................................................28

ii


2.3.3. Nghiên cứu quá trình phân hủy của màng polyme tự phân hủy trong môi
trường .........................................................................................................28
2.3.4. Ứng dụng bầu ươm cây tự hủy để ươm giống cho một số loài cây ............29
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ...............................................................................31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................32
3.1. Nghiên cứu chế tạo vỏ bầu ƣơm cây tự hủy từ PE phế thải và phụ gia xúc
tiến oxy hóa (rPE – Oxo)..............................................................................32
3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn tổ hợp nhựa nền ........................................................32
3.1.2. Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng phụ gia quá trình ....................................34
3.1.3. Chế tạo bầu ươm cây tự hủy .......................................................................36
3.2. Nghiên cứu quá trình phân hủy trong đất của bầu ƣơm thân thiện mơi
trƣờng ............................................................................................................41
3.2.1. Nghiên cứu q trình lão hóa tự nhiên .......................................................41
3.2.2. Nghiên cứu khả năng tự hủy của bầu ươm .................................................44
3.3. Ứng dụng của bầu ươm cây tự hủy cho một số lồi cây ....................................45
3.3.1. Vị trí địa lý và tình hình khí hậu tại khu vực thí nhiệm..............................45
3.3.2. Nghiên cứu khảo sát, lựa chọn kỹ thuật sử dụng bầu ươm tự hủy để ươm 2
loại cây lâm nghiệp (cây thông và cây keo) ..............................................48
KẾT LUẬN ..............................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................71
PHỤ LỤC .................................................................................................................74
Phụ lục 1. Danh mục các cơng trình khoa học có liên quan đến luận văn đã cơng bố
........................................................................................................................74
Phụ lục 2. Một số hình ảnh thiết bị nghiên cứu .......................................................75
Phụ lục 3. Một số hình ảnh phơi mẫu tự nhiên ........................................................78
Phụ lục 4. Hình ảnh thí nghiệm sử dụng bầu ươm cây tự hủy để ươm cây lâm

nghiệp (keo và thông) .....................................................................................79

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1:

Các tiêu chuẩn đánh giá quá trình phân hủy quang nhiệt ẩm .............20

Bảng 1.2:

Các tiêu chuẩn đánh giá quá trình phân hủy nhiệt ..............................21

Bảng 2.1:

Đơn phối liệu chế tạo màng ................................................................28

Bảng 2.2:

Các công thức tổ hợp túi bầu và ruột bầu............................................29

Bảng 3.1:

Tính chất cơ lý của mẫu với thành phần nhựa nền khác nhau ............32

Bảng 3.2:

Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia xúc tiến oxy hóa đến độ bền kéo

đứt của màng .......................................................................................37

Bảng 3.3:

Độ bền kéo đứt của màng PE08 (MPa) ...............................................42

Bảng 3.4:

Tổn thất khối lượng của màng PE08 khi chôn trong đất (%) .............44

Bảng 3.5:

Khả năng giữ nước ở các công thức đối với cây keo ..........................48

Bảng 3.6:

Khả năng giữ nước ở các công thức đối với cây thông .......................49

Bảng 3.7:

Ảnh hưởng của AMS-1 và PAM đến độ bền đoàn lạp của đất trong
bầu đối với cây thông ..........................................................................50

Bảng 3.8:

Ảnh hưởng của AMS-1 và PAM đến độ bền đoàn lạp của đất trong
bầu đối với cây keo .............................................................................51

Bảng 3.9:

Bảng tổng hợp kết quả chiều cao cây keo các lần thu thập số liệu .....52

Bảng 3.10: Bảng tổng hợp kết quả đường kính cổ rễ cây keo thu thập số liệu .....53
Bảng 3.11: Bảng tổng hợp kết quả chiều dài rễ cây keo thu thập số liệu ..............54
Bảng 3.12: Bảng tổng hợp kết quả thu thập lần cuối 5/12/2016 ...........................55
Bảng 3.13: Bảng tổng hợp kết quả xú lý số liệu thống kê .....................................58
Bảng 3.14: Bảng tổng hợp kết quả chiều cao cây thông ........................................60
Bảng 3.15: Bảng tổng hợp kết quả đường kính cổ rễ cây thơng ...........................61
Bảng 3.16: Bảng tổng hợp kết quả chiều dài rễ cây thông ....................................62
Bảng 3.17: Bảng tổng hợp kết quả thu thập lần cuối 3/12/2016 ...........................63
Bảng 3.18: Phân tích thống kê kết quả sinh trưởng tại các công thức...................66
Bảng 3.19: Đặc tính hóa lý của đất trong bầu ươm trước thí nghiệm ...................67
Bảng 3.20: Đặc tính hóa lý của đất trong bầu ươm sau thí nghiệm.......................67
Bảng 3.21: Q trình phân hủy của bầu ươm ........................................................68

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1:

Trình tự các bước làm bầu ươm ............................................................5

Hình 1.2:

Quá trình phân hủy của PE xúc tác bởi kim loại chuyển tiếp [35] .....18

Hình 2.1:

Mẫu vật liệu đo tính chất cơ lý ............................................................24

Hình 2.2:

Sơ đồ chế tạo bầu ươm cây .................................................................26

Hình 3.1:

Ảnh SEM hình thái học bề mặt của các tổ hợp nhựa nền ...................33

Hình 3.2:

Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia đến mơ men xoắn, chỉ số chảy
trong q trình gia cơng ......................................................................34

Hình 3.3:

Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia đến tính chất cơ lý ......................35

Hình 3.4:

Ảnh SEM của màng PE chứa phụ gia và khơng chứa phụ gia ...........36

Hình 3.5:

Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia xúc tiến oxy hóa đến độ dãn dài
khi đứt của màng .................................................................................38

Hình 3.6:

Kết quả đo chỉ số CI của các mẫu màng trong điều kiện gia tốc thời
tiết ........................................................................................................39

Hình 3.7:

Ảnh SEM của mẫu màng ban đầu và các mẫu màng sau các thời gian
thử nghiệm gia tốc thời tiết .................................................................40

Hình 3.8:

Độ dãn dài khi đứt của màng PE08 .....................................................42

Hình 3.9:

Chỉ số cacbonyl của màng PE08 .........................................................43

Hình 3.10: Ảnh SEM của màng PE08 ban đầu và sau 6 tháng thử nghiệm ..........43
Hình 3.11: Ảnh SEM của màng PE08 sau 6 tháng chơn trong đất .......................44
Hình 3.12: Lượng mưa tại trạm Việt Lâm – Vị Xuyên - Hà Giang năm 2016 .....46
Hình 3.13: Ảnh hưởng của các yếu tố đến sự sinh trưởng của cây keo ................59
Hình 3.14: Ảnh hưởng của các yếu tố đến sự sinh trưởng của cây thông .............66

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Tên Tiếng Việt

PE

Polyetylen

rPE

Nhựa polyetylen phế thải

Oxo

Phụ gia xúc tiến oxy hóa

AMS-1

Polyme siêu hấp thụ nước

PAM

Vật liệu liên kết đất

SEM

Kính hiển vi điện tử

CI

Chỉ số cacbonyl

PPA

Phụ gia quá trình

CoSt2

Coban (II) Stearat

MnSt2

Mangan (II) Stearat

FeSt3

Sắt (III) Stearat

KHKT

Khoa học kĩ thuật

PE0

Bầu ươm đối chứng

PE02

Bầu ươm chứa 0,02% phụ gia xúc tiến oxy hóa

PE04

Bầu ươm chứa 0,04% phụ gia xúc tiến oxy hóa

PE06

Bầu ươm chứa 0,06% phụ gia xúc tiến oxy hóa

PE08

Bầu ươm chứa 0,08% phụ gia xúc tiến oxy hóa

LP1

Bầu ươm với tỉ lệ rPE/LDPE = 75/25

LP2

Bầu ươm với tỉ lệ rPE/LDPE = 80/20

LP3

Bầu ươm với tỉ lệ rPE/LDPE = 85/15

LP4

Bầu ươm với tỉ lệ rPE/LDPE = 90/10

LP5

Bầu ươm với tỉ lệ rPE/LDPE = 95/5

vi

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, do điều kiện khí hậu, thời tiết có tính chất biến
đổi khó lường, tình hình hạn hán kéo dài dẫn đến việc sản xuất nơng lâm nghiệp
ngày càng khó khăn. Trong q trình trồng mới các loại cây nơng, lâm nghiệp thì
giai đoạn ươm và gieo trồng có tính chất quyết định đến khả năng sinh trưởng và
phát triển của cây trồng sau này.
Bầu ươm cây là một sản phẩm không thể thiếu với mỗi nhà vườn trồng cây.
Nó giúp cây sinh trưởng tốt, giữ nước, khoáng tốt và đặc biệt là ổn định cây khi vận
chuyển xa. Bầu ươm là môi trường trồng cây và chứa nguồn dinh dưỡng cần thiết
để cung cấp cho cây trồng ở giai đoạn sinh trưởng và phát triển đầu tiên. Thành
phần và đặc tính của ruột bầu và túi bầu đóng vai trị quyết định đến số lượng, chất
lượng cây giống và thời gian cây lưu bầu.
Nguyên liệu làm vỏ bầu ươm cây có thể đi từ màng polyme, sợi thực vật
hoặc khay có lỗ…Trong đó đi từ màng polyme đem lại một số ưu điểm như dễ định
hình khung gốc và dễ vận chuyển. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của bầu ươm
loại này là tăng chi phí so với gieo trồng trực tiếp, gây ơ nhiễm môi trường khi thải
bỏ. Để khắc phục nhược điểm này, việc tạo ra bầu ươm cây có khả năng tự hủy trên
cơ sở nhựa tái sinh kết hợp với phụ gia xúc tiến oxi hóa đang là một hướng đi mới.
Một mặt, tận dụng được nguồn nguyên liệu tái sinh để chế tạo sản phẩm hữu ích
giúp giảm giá thành sản phẩm. Mặt khác, giảm thiểu tác động của việc thải bỏ màng
sau khi sử dụng đến môi trường.
Để chế tạo vỏ bầu ươm tự hủy thì trong quá trình chế tạo người ta thường
đưa thêm phụ gia xúc tiến oxi hóa giúp cho q trình phân hủy màng sau khi sử
dụng diễn ra nhanh hơn. Các phụ gia xúc tiến oxi hóa được sử dung nhiều nhất là
các muối stearat của kim loại chuyển tiếp, điển hình là kim loại sắt, mangan và
coban. Các phụ gia này có vai trị xúc tác oxi hóa quang và nhiệt dẫn đến cắt mạch
phân tử nhựa ở những nơi có mối liên kết yếu với mức năng lượng liên kết nhỏ.

1


Điều này dẫn tới sự hình thành các gốc tự do. Những gốc được tạo ra có thể phản
ứng mạnh hơn với oxy trong khơng khí và thúc đẩy q trình oxi hóa mạch polyme.
Phản ứng này tiếp diễn tạo ra các nhóm cacbonyl, andehit, peraxit và axit tạo điều
kiện cho vi sinh vật dễ dàng tiếp cận để phân hủy tiếp các mạch oligome
Trong nghiên cứu này, với mong muốn tăng hàm lượng nhựa tái sinh để
giảm ô nhiễm mơi trường, vì vậy tơi quyết định chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên
cứu chế tạo bầu ươm cây thân thiện mơi trường” để cải thiện một số tính năng của
bầu ươm trong sản xuất cây giống và phục vụ để sản xuất cây giống trong nông lâm
nghiệp.
* Nhiệm vụ cụ thể của luận văn đặt ra:
- Nghiên cứu chế tạo màng polyme tự hủy trên cơ sở nhựa PE tái sinh và phụ
gia xúc tiến oxi hóa
- Nghiên cứu quá trình phân hủy của màng polyme tự hủy trong mơi trường
- Ứng dụng của bầu ươm cây tự hủy cho một số loài cây.
Đối tƣợng và phạm vi của luận văn:
Tập trung chế tạo vỏ bầu ươm cây tự hủy từ nhựa tái sinh polyetylen và ứng
dụng vỏ bầu này để ươm cây lâm ngiệp (cây keo và cây thông).

2


CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Vai trò của bầu ƣơm trong sản xuất cây giống
Trồng rừng bằng cây con là phương pháp phổ biến và chủ yếu ở nước ta hiện
nay. Ươm cây con là công tác quan trọng và phức tạp. Chất lượng cây con tốt hay
xấu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng rừng trồng và hiệu quả của công tác trồng

rừng. Nhiệm vụ của công tác ươm cây là trên một đơn vị diện tích, với thời gian
ngắn nhất sản xuất được số lượng cây con nhiều nhất, chất lượng tốt nhất, đồng thời
giá thành hạ. Muốn đạt được mục tiêu đó phải giải quyết các khâu về kỹ thuật ươm
cây. Bầu gieo ươm cấu tạo gồm 2 phần: Túi bầu và ruột bầu.
1.1.1. Túi bầu
Là khuôn giữ cho ruột bầu định hình và ổn định. Nên chọn túi bầu không gây
cản trở sự trao đổi nước và khơng khí với mơi trường xung quanh, khơng làm độc
hại, không mang sâu bệnh cho cây con, khi vận chuyển cây khơng vỡ bầu, sau khi
trồng túi bầu có khả năng tự hủy tốt trong đất, nguyên liệu rẻ tiền, tiện lợi. Các loại
túi bầu thường được sử dụng trên thế giới hiện nay:
+ Túi bầu bằng P.E: Đây là loại túi bầu hiện nay đang được sử dụng rất phổ
biến ở nhiều cơ sở sản xuất cây con trong cả nước bởi vì tính ưu việt của nó là: Bền,
định hình được ruột bầu tốt, gọn, nhẹ, vận chuyển cây đi xa tiện lợi và không dễ vỡ.
Tuy nhiên hạn chế lớn nhất của loại túi bầu này là khơng phân hủy được trong đất
sau khi trồng, khó trao đổi nước và khơng khí với mơi trường bên ngồi, dễ tạo ra
hiện tượng bức nhiệt, kích thước tuỳ thuộc vào tuổi nuôi cây mà định.
+ Túi bầu bằng đất rơm: Thành phần gồm đất thịt + rơm rạ + phân chuồng
hoai + lân được dùng khn đóng thành vỏ có kích thước tùy thuộc vào tuổi ni
cây. Loại túi bầu này có thành phần chất dinh dưỡng cho cây, dễ lưu thơng nước,
khơng khí, vật liệu sẵn. Tuy nhiên thời gian nuôi cây không được lâu, vận chuyển đi
trồng nặng và dễ vỡ nếu nuôi cây lâu rễ đâm xuyên qua túi bầu. Một số nơi còn sử
dụng loại vỏ bầu bằng tre, nứa, đan... Có thể tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn
có tại địa phương và thời gian nhàn rỗi để làm. Ngoài ra trên thế giới hiện nay một
số nước tiên tiến còn sử dụng túi bầu bằng giấy, có nhiều tiện lợi song giá thành cao
so với các loại túi bầu khác.

3


+ Túi bầu hữu cơ: loại túi bầu này được làm từ thân lá, phụ phẩm nông

nghiệp nguyên liệu từ các sản phẩm phụ nông nghiệp dồi dào như rơm rạ và thân lá
cây trồng sau thu hoạch. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy, loại vỏ bầu hữu cơ
có thể sử dụng tốt để trồng các loại cây hàng năm và làm bầu cho các loại cây lâm
nghiệp. Người dân có thể sản xuất các nguyên liệu làm bầu từ các nguồn vật liệu
sẵn có tại địa phương, giúp tận dụng được nguyên liệu và nguồn lao động. Sử dụng
túi bầu hữu cơ công nghiệp (HCCN) cho phép tích hợp nhiều tiến bộ khoa học kỹ
thuật mới như: sử dụng phân viên nén, các loại phân chậm tan, các loại chất giữ
nước, giữ ẩm, có thể trồng bằng máy. Do được tích hợp các cơng nghệ, bầu HCCN
có các ưu điểm như giảm số lần bón phân, tưới nước, với một số một số loại cây
trồng ngắn ngày khơng cần phải bón thúc sau khi ra bầu. Cho đến nay các kết quả
nghiên cứu về ảnh hưởng của việc sử dụng túi bầu HCCN, kết hợp sử dụng các loại
giá thể đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng cịn rất ít.
1.1.2. Ruột bầu
Đối với bầu ươm cây thì đất ruột bầu sau khi đã xử lí xong, nếu chưa dùng
đến ngay thì nên chất đống bảo quản trong kho đất. Nếu để ngoài trời thì lấy một
tấm vải mưa phủ lên trên để tránh cho đất bị nhiễm lại mầm mống sâu, nấm bệnh
hoặc cỏ dại. Đất và phân để tạo hỗn hợp ruột bầu phải được trộn đều trước khi đóng
bầu. Ruột bầu khơng nên đóng q chặt hoặc q lỏng, ruột bầu phải đảm bảo độ
xốp, độ ẩm. Độ xốp của ruột bầu 60 - 70%, kích thước bầu phải phù hợp với tuổi
ni cây.
Trình tự các bước đóng bầu: Trộn hỗn hợp ruột bầu, kiểm tra độ ẩm của đất,
mở miệng túi bầu, dồn đất vào bầu (Nén chặt 1/3 đáy bầu cịn 2/3 bầu phía trên lỏng
hơn), hồn chỉnh bầu. Luống để xếp bầu phải có nền phẳng. Tuỳ theo tình hình khí
hậu, đất đai mà tạo mặt bằng đáy luống chìm hay bằng. Đáy luống chìm bố trí thấp
hơn mặt vườn ươm 5 - 7 cm, chiều rộng đáy luống 1- 1,2 m, chiều dài luống tuỳ
theo các khu đất của vườn, có thể 5, 10, 15 m. Luống bằng được bố trí bằng mặt
vườn ươm. Xếp bầu theo hàng tạo thành luống bầu theo đáy luống. Dùng đất tơi
mịn vun xung quanh luống để cố định luống bầu

4

Hình 1.1: Trình tự các bước làm bầu ươm
Ruột bầu là môi trường trực tiếp nuôi cây, thành phần ruột bầu gồm đất và
phân bón. Đất làm ruột bầu thường sử dụng loại đất có thành phần cơ giới nhẹ hoặc
trung bình, phân bón là phân hữu cơ đã ủ hoai (phân chuồng, phân xanh), phân vi
sinh và phân vô cơ. Tuỳ theo tính chất đất, đặc tính sinh thái học của cây con mà tỷ
lệ pha trộn hỗn hợp ruột bầu cho phù hợp. Đất đóng bầu nên chọn đất cát pha hoặc
thịt nhẹ đất tầng mặt có độ sâu từ 0 - 30 cm. Tốt nhất là lấy được đất dưới tán rừng
thông, keo. Theo kinh nghiệm của một số cán bộ lâm nghiệp lấy đất ở nơi có nhiều
phân giun đùn lên là tốt. Đất khai thác về cần được phơi ải, đập tơi nhỏ, sàng sạch
cỏ rác, đá sỏi... qua lưới sắt có đường kính lỗ sàng nhỏ 0,5 - 1 cm, thường khai thác
và phơi ải đất trước 10-15 ngày. Phơi ải đất: Phun một ít nước cho đất đủ ẩm, rải đất
dày 5-7 cm lên nền phẳng ngoài trời, dùng một tấm vải mưa trong suốt phủ lên trên
đống đất, lấy gạch hoặc khúc gỗ chặn kín mép của tấm vải mưa, để nguyên như vậy
trong vòng 4-5 ngày là đủ. Theo Nguyễn Thanh Hiền [6], đất và nguyên liệu hữu cơ
thường có vi sinh vật. Số lượng, chủng loại vi sinh vật trong mỗi loại nguyên liệu
khác nhau và phụ thuộc vào nguồn chất hữu cơ, độ ẩm, pH và các yếu tố độc hại.
Nguyên liệu sử dụng làm bầu ươm cần phải có giá cả hợp lý để góp phần hạ giá
thành sản phẩm. Nguồn cung cấp phải đảm bảo ổn định về số lượng và chất lượng.
Một số loại nguyên liệu thường được sử dụng làm bầu ươm như: Đá vụn, đá bọt, đá
bông, perlit, xỉ than, vermiculit, than bùn, mùn cưa, phế thải nhà máy giấy.

5


Nhận xét chung:
Như vậy, bầu ươm có vai trị rất lớn trong sản xuất cây giống và cây con. Có
nhiều loại nguyên liệu để sản xuất bầu ươm, song túi bầu ươm được sử dụng chủ
yếu hiện nay là PE, đây là một loại vật liệu khó phân hủy trong môi trường. Ruột

bầu chủ yếu là đất, chất hữu cơ và khoáng. Đây là cơ sở xác định thành phần phối
trộn ruột bầu ươm. Để tạo hỗn hợp bầu ươm, trước tiên cần phải xác định tỉ lệ phối
trộn các thành phần nguyên liệu chính (đất + chất hữu cơ) hay (chất hữu cơ + vô cơ)
tạo được hỗn hợp nền (giá thể nền).
1.2. Tình hình nghiên cứu về bầu ƣơm ngồi nƣớc
Trung tâm Nghiên cứu Nơng nghiệp và Hợp tác quốc tế của Pháp [1] khẳng
định: thành công trong một vườn ươm cây phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn
môi trường ra rễ và bầu ươm cần thoả mãn các yêu cầu sau đây: (i) Tính chất vật lý
và hoá học phải phù hợp với yêu cầu của từng lồi cây trồng; (ii) Khối lượng và thể
tích của bầu vừa phải giúp thao tác và vận chuyển dễ dàng mà vẫn đảm bảo cây
phát triển tốt; (iii) Không có tuyến trùng và các tác nhân gây bệnh rễ khác; (iv)
Nguồn nguyên liệu ổn định; (v) Giá cả nguyên liệu và thành phẩm hợp lý.
Sức chứa ẩm của bầu ươm rất quan trọng và phải đạt giá trị không nhỏ hơn
15% và trung bình khoảng 25-30% khối lượng bầu khi các chu kỳ khô ướt không
xảy ra quá đột ngột [1].
Tính chất hố học: pH của bầu ươm phải phù hợp với yêu cầu của cây, pH
gần trung tính hay hơi chua là thích hợp. Tuy nhiên, có lồi cây lại ưa pH từ 5,0-6,5.
Nhưng pH quá chua (<4) hay quá kiềm (>7) thì rễ của hầu hết các loại cây trồng
không thể phát triển, nhất là rễ cây non. Đất có pH thấp có thể được trung hồ bằng
vơi hoặc đơlơmit, đất có pH cao có thể rửa bằng nước hoặc axit hố nhờ bón phân
sinh lý chua như amoni sunphat.
Đo độ dẫn điện (EC) giúp ta đánh giá được mức độ mặn của môi trường. Cần
thiết phải kiểm tra độ dẫn điện trong suốt thời kỳ sinh trưởng để điều chỉnh, đảm
bảo EC không được vượt quá 200 mS/m.

6


Các nguyên tố dinh dưỡng cần phải đủ về số lượng, phù hợp về tỷ lệ và tồn
tại ở dạng dễ tiêu, cây trồng có thể sử dụng tức thời. Nguyên tắc sản xuất bầu ươm

là phải đảm bảo đủ lượng dinh dưỡng cho cây trong suốt thời kỳ vườn ươm. Tuy
nhiên, với một số lồi cây trồng có thời gian lưu trong vườn ươm dài thì phải bổ
sung dinh dưỡng (bón thúc). Tính chất sinh học và vệ sinh: Các nấm cộng sinh như
Glomus, Gigaspora, Sclerocystis rất phổ biến trong thiên nhiên, trong đất mùn hay
cát sông và đất. Các loài nấm này giúp phân hủy các chất hữu cơ, cung cấp một
phần dinh dưỡng cho cây, do đó tiết kiệm được phân hoá học. Tuy nhiên, bầu cây
cũng rất hay bị nhiễm các sinh vật gây hại như tuyến trùng, nấm Phytophthora.sp
Pythium sp.
Trường Đại học Nông nghiệp Nam Kinh đã nghiên cứu sử dụng nguyên liệu
làm bầu trồng cây không đất và ươm cây con rất tốt. Phối hợp phế thải với đá bọt,
perlit, tro cỏ để trồng các loại rau, cà chua làm tăng phẩm chất quả và tăng năng
suất đạt 12,7%.
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rừng Bogor, Inđônêxia hướng dẫn tạo
bầu. Đối với bầu đất, tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tạo bầu ươm phổ biến là 98% đất +
2% supe photphat. Loại bầu này, sau khi trồng cây vào bầu, được đặt trực tiếp trên
nền luống nên gọi là bầu trệt. Ngoài ra cịn có loại bầu đặt trên giá đỡ gọi là bầu
treo. Loại bầu này khơng có đất, thành phần gồm: than bùn 30%, mùn vỏ cây thông
hoặc mùn xơ dừa 25%, rỉ đường 30%, hạt xốp (perlit) 10% và vermiculit 5%.
Nhận xét chung:
Như vậy, đối với các loại cây cần nhân giống trong bầu thì bản chất của bầu
ươm là quan trọng. Bầu ươm phải có các tính chất lý học, hóa học và sinh học phù
hợp với cây trồng. Để thực hiện tốt quản lý dinh dưỡng cho cây trong bầu, trước
tiên phải tạo được bầu ươm phù hợp, sau đó là áp dụng biện pháp bón phân cân đối
để có được bầu ươm chất lượng tốt, nhất thiết phải lựa chọn những nguyên liệu hợp
lý. Do đó, nghiên cứu đặc điểm và tính chất của các nguyên liệu sẽ giúp điều chỉnh
được đặc tính của mỗi loại bầu ươm.

7

1.3. Tình hình nghiên cứu về bầu ƣơm ở trong nƣớc
Tuy nhiên, theo kết quả điều tra ở phía Bắc [19] phần lớn bầu ươm cây chưa
đạt yêu cầu vì có những tồn tại sau: (i) nặng và chưa có độ kết dính nhất định; (ii)
khả năng giữ nước kém, chưa được tiệt trùng; (iii) thiếu dinh dưỡng cho cây trong
thời gian dài; (iv) nguồn nguyên liệu cung cấp chưa ổn định; (v) quy cách áp dụng
cho từng loại cây chưa đạt tiêu chuẩn.
Tại Đông Nam bộ, Duyên hải Miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long
thường phối trộn bầu ươm từ than bùn, mụn xơ dừa, bã bùn mía, tro trấu và tro dừa
ươm giống cây ăn quả. Theo Nguyễn Đăng Nghĩa [10], bên cạnh ưu điểm của bầu
ươm loại này là xốp, sạch bệnh, khả năng giữ nước tốt, dinh dưỡng phù hợp, trữ
lượng nguyên liệu nhiều, giá thành rẻ, còn tồn tại những nhược điểm sau: (i) chưa
xác định được tỷ lệ phối trộn thích hợp cho từng đối tượng, chủng loại cây; (ii) chưa
kiểm soát và khống chế được nguồn vi sinh vật gây bệnh cây; (iii) hàm lượng dinh
dưỡng chưa đáp ứng tối thích cho từng giai đoạn cây ở vườn ươm; (iv) tỷ lệ sống
của một vài cây chưa cao.
Trong sản xuất giống cây ăn quả, chi phí cho hỗn hợp bầu ươm cây thường
chỉ chiếm tỷ lệ từ 10-15% tổng chi phí sản xuất cây giống. Giá thành bầu ươm cây
ăn quả các loại khác nhau, dao động trong khoảng từ 500 - 1.000 đ/bầu [19].
Tài liệu của Cục Khuyến nông và Khuyến lâm [2-3] và Quỳnh Xuân Thuỷ
[16] khuyến cáo làm bầu chè nên trộn phần đất tơi xốp với phần phân chuồng hoai
mục. Theo biện pháp kỹ thuật giâm cành chè của Trường Đại học Nơng Lâm Thái
Ngun, đất đóng bầu được chọn như sau: đất feralit đỏ vàng tơi xốp, tỷ trọng thấp,
gạt lớp đất mặt, lấy ở lớp dưới lên đập nhỏ, phơi ải và đóng bầu [8]. Tài liệu của
Cục Khuyến nông và Khuyến lâm, hướng dẫn giâm cành chè bằng cách cắm hom
trực tiếp vào túi nilong, đáy túi đựng 1 lớp đất mặt trộn với phân chuồng hoai mục,
phía trên là đất đỏ hoặc vàng. Tưới nước đạt 80 - 85% sức chứa ẩm tối đa. Xếp bầu
từng luống thẳng hàng. Thời vụ cắm hom từ tháng 8 đến tháng 11. Phân bón được
bổ sung khi cây bắt đầu ra rễ như: DAP, NFK, urê, supe photphat hoặc một số loại
phân hữu cơ.

8


+ Đối với cây lâm nghiệp: Nhu cầu về giống cây rừng để đáp ứng trên diện
tích trồng mới hàng năm là rất lớn (trung bình từ 260-400 ngàn ha). Theo Nguyễn
Dương Tài [11], nhu cầu giống lâm nghiệp hàng năm cho trồng rừng giai đoạn
2006-2010 là 159.535 kg hạt giống và 586,67 triệu cây con giống. Tuy nhiên, chúng
ta mới đảm bảo cung ứng được 30% cây giống có chất lượng tốt cho sản xuất, số
còn lại sử dụng giống không rõ lai lịch. Theo tài liệu của Công ty Giống và Phục vụ
trồng rừng, thành phần ruột bầu gồm: đất rừng + phân chuồng hoai + phân vô cơ.
Để tạo khả năng cộng sinh của rễ cây với các vi sinh vật đất, nên trộn thêm đất mùn
lấy ở rừng thông. Cây lâm nghiệp thường yêu cầu hỗn hợp bầu ươm chua đến ít
chua. Trộn hỗn hợp ruột bầu với các chất dinh dưỡng theo yêu cầu của cây, cho qua
sàng rồi đóng bầu.
Theo Nguyễn Đình Thiêm và Phạm Văn Giáp [14] yêu cầu về bầu ươm cho
thông (12TCN 16-82 và 12TCN 17-82) như sau: (i) Ruột bầu: sét vật lí, mùn; (ii)
Vỏ bầu PE; (iii) Nguyên liệu làm bầu: đá sa thạch, phấn sa, gơnai, phiến mica,
liparit, granit, phiến sét và bazan duới thực bì tế, guột hoặc cây bụi có độ che phủ
trên 50%. Nhất thiết phải có đất mùn thơng, đất giây hố, đất sét bí, đất cát rời.
Phân chuồng hoai ủ với lượng vơi vừa phải và supe photphat [11].
Nhận xét chung:
Nguyên liệu dùng để sản xuất bầu ươm ở nước ta cũng rất đa dạng, nhưng
trong bầu ươm, thành phần chủ yếu vẫn là đất và chất hữu cơ. Đất chiếm từ 40 đến
100% khối lượng, hữu cơ chiếm từ 10 đến 45% khối lượng. Ở vùng trung du và
miền núi, đất thường lấy ở tầng B, ở vùng đồng bằng thường dùng đất phù sa, cát
sông. Hữu cơ ở vùng trung du và miền núi dùng than bùn là chủ yếu, ở vùng đồng
bằng dùng nhiều loại. Ngoài than bùn ra, người ta còn dùng rơm rạ, xơ dừa, trấu
hun, phân chuồng hoai mục. Hầu như khơng dùng các khống và khống sét. Bầu
ươm chủ yếu được sản xuất theo phương pháp thủ công nên năng suất thấp, chất
lượng bầu ươm không đều. Túi bầu chủ yếu là màng PE khó phân hủy gây ô nhiễm

môi trường đất.

9


1.4. Một số nghiên cứu về chế tạo và ứng dụng vật liệu thân thiện môi trƣờng
trong chế tạo bầu ƣơm cây
Sử dụng bầu trồng cây là tiến bộ kỹ thuật được áp dụng rộng rãi đối với các
loại cây trồng cạn ngắn ngày như ngô, các loại cây rau, hoa quý hiếm và những cây
dài ngày như cây công nghiệp là cây chè, cao su, hồ tiêu hay cây lâm nghiệp là cây
thông, cây keo. Nhờ sử dụng bầu, các hộ nơng dân có thể chuẩn bị cây con, cây
giống đúng thời vụ, giải quyết các khó khăn thời tiết không thể khắc phục khi gieo
trồng các loại cây trồng cạn. Hiện nay sản xuất bầu được làm theo các cách: sử
dụng túi nilong hoặc gieo trực tiếp trên khay có lỗ. Cả hai cách làm bầu trên đều có
các nhược điểm như: i) bầu bằng túi nilong chỉ sử dụng 1 lần gây lãng phí, tăng chi
phí, gây ô nhiễm môi trường; ii) làm bầu gieo trên khay có thể tích nhỏ, khi ra bầu
dễ bị vỡ, thời gian sống trong bầu ngắn, chất lượng cây giống kém làm năng suất bị
giảm.
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng các vật liệu tiên tiến,
thân thiện môi trường để chế tạo bầu ươm cây. Đặc biệt là vật liệu màng mỏng
polyme tự phân hủy dùng làm bầu ươm cây giống. Mục tiêu nhằm thay thế bầu ươm
cây từ vật liệu màng mỏng PE truyền thống, khó phân hủy hiện nay. Thực chất đó là
những cơng trình nghiên cứu về vật liệu polyme phân hủy sinh học. Đây là một
hướng nghiên cứu rất mới, mới bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ 20 trở lại đây.
Mặc dù vậy hướng nghiên cứu này được phát triển rất mạnh. Bằng chứng cho thấy
nếu như ở những năm 80, số bài báo công bố về lĩnh vực này mới có từ 20-30 bài,
và số Patent là 7-10 bản thì đến nay số lượng Patent đã tăng lên trên 2500 bản.
Những cơng trình khoa học được cơng bố nhiều nhất là từ Mỹ, Đức, Pháp, Ý, Nhật
Bản, Hàn Quốc. Điều này khẳng định sự quan trọng của bầu ươm và việc nghiên
cứu để tìm ra các loại bầu ươm phù hợp với điều kiện môi trường hiện tại vẫn cịn ý

nghĩa rất lớn.
Bên cạnh đó, nguồn nhựa phế thải là tác nhân gây ô nhiễm môi trường và có
nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Vì vậy các phương pháp
xử lý nguồn gây ơ nhiễm này là mối quan tâm sâu sắc của nhiều quốc gia. Hiện nay

10


các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu, quan tâm chế tạo các loại vật liệu polyolefin
phế thải như màng phủ bồi, bầu ươm cây, bao bì.... Đây có thể được xem là an tồn
nhất và có thể là sự lựa chọn tốt nhất.
Quá trình phân hủy polyetylen xảy ra do sự đứt gãy các liên kết trong mạch
chính và liên kết biên của polyme tạo ra các phân tử nhỏ hơn. Kiểu phân hủy của
polyme thay đổi phụ thuộc vào điều kiện môi trường mà polyme được sử dụng, quá
trình sản xuất cũng như cấu trúc của polyme [20] theo các cơ chế khác nhau như cơ
chế phân hủy nhiệt, quang, hóa và sinh học, trong đó:
Phân hủy nhiệt: Diễn ra do sử dụng hoặc gia công ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ
cao hơn nhiệt độ tới hạn, quá trình đứt liên kết diễn ra với tần số cao dẫn tới phá
hủy cấu trúc và tính chất polyme.
Phân hủy quang: Khi tiếp xúc với phần mang năng lượng của ánh sáng mặt
trời như bức xạ tử ngoại hay các bức xạ năng lượng cao khác, polyme hay các tạp
chất trong polyme hấp thụ bức xạ và gây ra các phản ứng hóa học.
Phân hủy cơ học: Diễn ra do ảnh hưởng của ứng suất- căng cơ học. Quá trình
phân hủy cơ học của vật liệu bao gồm hiện tượng rạn nứt cũng như những thay đổi
gây ra do ứng suất cơ học.
Phân hủy hóa học: Là quá trình tấn cơng của các hóa chất như ozon hay lưu
huỳnh trong hóa chất nơng nghiệp có thể tấn cơng mạch polyme làm đứt liên kết
hay gây ra quá trình oxi hóa. Các polyme có chứa nhóm chức cũng nhạy với ảnh
hưởng của nước.
Bên cạnh đó, cơng việc quản lý dinh dưỡng và thành phần ruột bầu ươm

cũng được quan tâm. Nhiều nghiên cứu chứng tỏ rằng polyme siêu hấp thụ nước,
vật liệu liên kết đất làm tăng khả năng nảy mầm và phát triển, tăng khả năng sống
sót của cây cũng như kéo dài thời hạn sử dụng của cây cảnh trong chậu. Bổ sung
hydrogel vào đất có thể kích thích sự phát triển của cây dưa chuột, làm tăng khối
lượng khô của xà lách, củ cải và lúa mì trong mơi trường cát [16] hay tăng khối
lượng trung bình của thân, rễ và chiều cao măng Pinus patula tới hơn 800%.
Hydrogel cũng làm tăng số hoa và khối lượng khô của cây dã yên thảo (thuốc lá

11


cảnh) trong điều kiện khô hạn. Đối với cây đậu tương, việc áp dụng polyme siêu
hấp thụ nước với tỷ lệ 225kg/ha làm tăng cả quá trình phát triển và năng suất. Năng
suất hạt, chất khô tổng số, chỉ số diện tích lá, tốc độ phát triển của cây và chỉ số thu
hoạch đều đạt cao nhất ở tỷ lệ này. Độ ẩm thấp, đặc biệt ở những vùng khô hạn và
mưa ít thường hạn chế sự sinh trưởng của cây nông nghiệp phát triển từ hạt. Sự hấp
thụ nước của hạt và tốc độ nảy mầm sau đó phụ thuộc chủ yếu vào độ ẩm trên bề
mặt phân cách hạt - đất. Hơn nữa, bổ sung polyme siêu hấp thụ nước vào đất cũng
làm giảm áp lực trước và sau khi nảy mầm như tạo váng đất và làm cho đất khô
nhanh. Woodhouse và Johnson đã bổ sung polyme siêu hấp thụ nước vào cát silic
làm khô trong không khí (0,2-2,0mm) giúp tăng tỷ lệ nảy mầm nhờ tăng lượng nước
sẵn có. Sản phẩm polyme siêu hấp thụ nước với sức căng liên kết với nước trong
khoảng hiệu lực cho cây trồng có khả năng tăng độ ẩm xung quanh hạt nảy mầm.
Đưa polyme vào đất cát giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng nảy mầm của lúa
mì (Hordeum vulgare), cỏ ba lá trắng (Trifolium repens) và xà lách (Lactuca sativa).
Khả năng nảy mầm của mẫu đối chứng chỉ đạt 10% trong khi các mẫu có bổ sung
polyme siêu hấp thụ nước, tỷ lệ nảy mầm tăng từ 3 đến 6 lần. Tuy nhiên, polyme
siêu hấp thụ nước vẫn có thể làm giảm tỷ lệ nảy mầm ở một số loại cây do cung cấp
quá nhiều nước, dẫn đến hạt bị trẩm. Nhiều nghiên cứu chứng tỏ rằng polyme siêu
hấp thụ nước làm tăng khả năng nảy mầm và phát triển, tăng khả năng sống của cây

cũng như kéo dài thời hạn sử dụng của cây cảnh trong chậu. Khi bổ sung polyme
siêu hấp thụ nước vào đất có thể kích thích sự phát triển của cây dưa chuột. Khối
lượng khô của xà lách, củ cải và lúa mì đều tăng khi đưa polyme siêu hấp thụ nước
vào mơi trường cát. Trong một thí nghiệm được tiến hành bởi Theron, khối lượng
trung bình của thân, rễ và chiều cao trung bình của măng Pinus patula tăng tương
ứng 830, 750 và 340% so với đối chứng khi cây được trồng trong polyme siêu hấp
thụ nước. Một thí nghiệm được tiến hành bởi Boatright, Balint, Mackay & Zajicek
cho thấy số hoa và khối lượng khô của cây dã yên thảo (thuốc lá cảnh) tăng khi
được trồng trong đất có bổ sung polyme siêu hấp thụ nước trong điều kiện khơ.
Polyme có thể duy trì độ ẩm cao hơn so với mơi trường khơng có polyme.

12


Ở nước ta, các vật liệu tiên tiến, thân thiện môi trường đã bước đầu được
nghiên cứu ứng dụng trong canh tác nông lâm nghiệp. Hiện nay polyme siêu hấp
thụ nước đã được một số Viện Nghiên cứu ở nước ta như: Viện Hoá học đã nghiên
cứu chế tạo loại vật liệu này theo nhiều con đường khác nhau [9]. Trong đó Viện
Hố học đã chế tạo polyme siêu hấp thụ nước trên cơ sở quá trình trùng hợp ghép
gốc tự do axit acrylic và muối acrylat lên tinh bột sắn có mặt chất tạo lưới divinyl.
Sản phẩm có độ hấp thụ nước 350g/g. Thời gian phân huỷ hoàn toàn trong đất từ
12-15 tháng và có thể phát huy tác dụng từ 2-3 vụ.
Trên đất bạc màu Sóc Sơn, sử dụng polyme siêu hấp thụ nước đã làm tăng độ
ẩm đất, tăng sức chứa ẩm và tăng khả năng tạo đồn lạp đất, tạo cho đất có kết cấu,
có chế độ ẩm thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng, phát triển. Trên đất bạc màu, bón
AMS-1 với mức 50kg/ha làm tăng năng suất phụ phẩm 7-28%, làm tăng năng suất
nông sản (hạt, củ) 11-23% [18].
Trên đất đồi dốc có trồng cây hàng năm tại Thạch Thất - Hà Tây, sử dụng
PAM với mức 7kg/ha làm giảm lượng đất mất tới 83% so với đối chứng. Đối với
đất trồng chè xen sắn, các cơng thức có sử dụng PAM đã làm giảm lượng đất mất

>70% so với đối chứng. Lượng chất dinh dưỡng bị rửa trôi ở các công thức này
cũng thấp hơn đối chứng. So với đối chứng thì các cơng thức sử dụng PAM ở mức
5kg/ha có tỷ lệ khối lượng đồn lạp đất có cấp hạt >1mm tăng 30%, trong khi ở
mức 7kg/ha, tỷ lệ này tăng gần gấp 2 lần. Năng suất sắn tăng từ 10,4 đến 14,8%,
năng suất chè tăng từ 10,3 đến 15,7%. Nhờ tăng năng suất và hạn chế rửa trôi chất
dinh dưỡng, các công thức sử dụng PAM đều mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn .
Nguyễn Thế Hùng [7] đã sử dụng vỏ bầu hữu cơ và giá thể trồng một số loại
rau tại vùng Gia Lâm, Hà Nội. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành xác định khả năng
sinh trưởng và phát triển của một số loại rau trồng trong bầu hữu cơ đồng thời xác
định loại bầu phù hợp để trồng một số loại rau cho năng suất và chất lượng cao.
Nghiên cứu bao gồm 3 thí nghiệm: 1) Xác định mức độ phân hủy của vỏ bầu hữu cơ
theo thời gian vùi trong đất; 2) Đánh giá khả năng sống của một số loại rau trồng
trong vỏ bầu hữu cơ; 3) Lựa chọn loại giá thể thích hợp gieo ươm rau cải bó xơi

13


(Spinacia oleracea L.) và cần tây (Apium graveolenus L.) trong vỏ bầu hữu cơ.
Nghiên cứu này đã xác định được thời gian phân hủy của vỏ bầu hữu cơ trong đất từ
20-30 ngày và đã lựa chọn được 4 loại rau: Bí đỏ thường, bí đỏ lai F1 (Cacubita
maxinta Duch. Ex Lam), đậu đũa (Vigna sesquipedalis Fruwirth), rau muống
(Ipomoea aquatic L.) nẩy mầm và sinh trưởng tốt trên vỏ bầu hữu cơ. Giá thể 1
(GT1) được lựa chọn, bao gồm: Đất phù sa (50%), thân lá lúa nghiền (20%), chất
giữ ẩm (20%), phân vi sinh (10% ), phân nén chậm tan (2,5g/kg giá thể). Vỏ bầu
hữu cơ làm từ thân lá lúa có ảnh hưởng tốt đến khả năng nẩy mầm của hạt cải bó
xơi và hạt cần tây. Tỉ lệ nẩy mầm của hai loại rau gieo trên vỏ bầu hữu cơ cao hơn
khi trồng trên vỏ bầu bằng ni lơng và bằng giấy. Rau cải bó xơi nẩy mầm, sinh
trưởng tốt và cho năng suất cao nhất trên giá thể GT2 (Đất phù sa (40%), thân lá lúa
nghiền (25%), chất giữ ẩm (25%), phân vi sinh (10%), phân nén chậm tan (2,5g/kg
giá thể). Giá thể GT1 phù hợp cho rau cần tây sinh trưởng và phát triển trong thí

nghiệm này.
Đồn Đình Tam đã nghiên cứu một số giải pháp ươm giống cây Bần Chua.
Vườn ươm cây Bần chua thích hợp nhất tại nơi bằng phẳng, nhiều phù sa, thủy triều
ra vào thường xuyên với độ ngập triều 20 - 25cm, độ pH từ 1-2, không chịu tác
động trực tiếp của sóng. Hạt Bần chua thu hái vào trung tuần tháng 9 có tỷ lệ hạt
chắc cao (18,8g/1000 hạt) và tỷ lệ nảy mầm cao nhất (87,5%). Hạt giống sau khi thu
hái, tiến hành xử lý và gieo ươm ngay cho tỷ lệ nảy mầm cao nhất (90,5%), bảo
quản hạt càng lâu thì tỷ lệ nảy mầm càng giảm. Quá trình nảy mầm của hạt diễn ra
từ 3 đến 15 ngày, tỷ lệ nảy mầm đạt 90,6%. Tác giả đã nghiên cứu kích thước của
túi bầu đến khả năng sinh trưởng và tỷ lệ nảy mầm của hạt. Kết quả cho thấy cây
con sinh trưởng nhanh và đồng đều khi tiến hành cắm ½ hạt trực tiếp vào đất với tỷ
lệ nảy mầm là 87,5%. Hạt được gieo vào túi bầu kích thước 12x18cm cây có các chỉ
tiêu sinh trưởng thấp nhất, cũng tại thí nghiệm này thì cây sinh trưởng tốt khi gieo
hạt vào túi bầu có kích thước 25x30cm.

14


Nhận xét chung:
Như vậy, trên thế giới đã sử dụng các vật liệu tiên tiến, thân thiện môi trường
trong chế tạo bầu ươm cây. Sử dụng vỏ bầu ươm cây tự hủy cho phép tích hợp
nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật mới như: sử dụng phân viên nén, các loại phân
chậm tan, các loại chất giữ nước, giữ ẩm, khơng ơ nhiễm mơi trường. Do được tích
hợp các cơng nghệ (vỏ bầu tự hủy, polyme siêu hấp thụ nước, vật liệu liên kết đất)
nên việc sử dụng bầu ươm có các ưu điểm như giảm số lần bón phân, tưới nước, với
một số một số loại cây trồng ngắn ngày khơng cần phải bón thúc sau khi ra bầu. Ở
Việt Nam, cho đến nay các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc sử dụng bầu
ươm cây kết hợp sử dụng các loại vật liệu tiến tiên thân thiện môi trường hầu như
chưa được nghiên cứu. Do vậy, cần có các nghiên cứu để sử dụng hiệu quả sản
phẩm vỏ bầu ươm cây tự hủy kết hợp với các giá thể cho các nhóm cây trồng nơng

lâm nghiệp.
1.5. Quá trình phân hủy của polyetylen
1.5.1. Các tiêu chuẩn đánh giá khả năng phân hủy giảm cấp của polyolefin
Sự phân hủy của polyolefin gây ra bởi các yếu tố và cơ chế khác nhau, phụ
thuộc vào bản chất của các tác nhân gây nên (ví dụ: tia cực tím, ánh sáng khả kiến,
độ ẩm, nhiệt độ, và các vi sinh vật). Quá trình này được phân loại thành: phân hủy
oxi hóa nhiệt, phân hủy oxi hóa quang, phân hủy sinh học, phân hủy sinh học –
hydro, phân hủy sinh học – oxo. Quá trình phân hủy của polyolefin xảy ra theo bất
kỳ cơ chế nào có thể được đánh giá thơng qua sự thay đổi tính chất cơ lý, khối
lượng phân tử, lượng CO2 phát thải và sự phát triển của vi sinh vật trên bề mặt
polyme sau khi tiếp xúc với môi trường tự nhiên như đất, compost, nước ngọt/biển
và bùn thải. Các tiêu chuẩn thử nghiệm và tiến hành lão hóa đã được phát triển và
cơng bố bởi các cơ quan tiêu chuẩn quốc tế bao gồm: Hiệp hội Vật liệu và Thử
nghiệm Mỹ (American Society for testing and Materials International – ASTM);
tiêu chuẩn Úc (Standards Australia – AS); tiêu chuẩn Anh (British Standards – BS);
Ủy ban tiêu chuẩn Châu Âu (European Committee for Standardization – CEN);

15


Viện Tiêu chuẩn hóa của Đức (German Institute for Standardization – DIN); Tổ
chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (International Organization for Standardization – ISO);
Hiệp hội tiêu chuẩn Nhật Bản (Japanese Standards Association – JIS) để đánh giá
tốc độ phân hủy của polyme và những thay đổi tính chất vật liệu trong điều kiện mơ
phỏng (trong phịng thí nghiệm) hoặc trong điều kiện thực (thử nghiệm ngồi mơi
trường tự nhiên).
1.5.2. Q trình phân hủy sinh học – oxo của polyetylen
Quá trình phân hủy của polyetylen là sự kết hợp của quá trình phân hủy
quang và phân hủy sinh học [21]:
- Giai đoạn đầu là phản ứng của oxi trong khơng khí với polyme, các mạch

polyme bị cắt nhỏ (tạo thành oligome) là kết quả của q trình oxy hố, giai đoạn
này khơng có mặt của các vi sinh vật làm nhiệm vụ oxy hoá (abiotic oxidation), việc
sử dụng oxi sẽ biến các mạch polyme hình thành các nhóm chức như cacbonyl,
cacboxyl, este, andehit, ancol. Từ một polyme kị nước sẽ xuất hiện các nhóm chức
ưa nước tạo điều kiện cho việc phân huỷ các polyme dễ dàng hơn.
- Giai đoạn hai là phân huỷ sinh học bởi sự oxy hoá của các vi sinh vật như
nấm, vi khuẩn...Chúng sẽ phân huỷ các mạch oligome còn lại thành CO2 và H2O.
Giai đoạn đầu là giai đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định tồn bộ q
trình. Trong giai đoạn này, q trình phân huỷ sinh học giảm cấp có thể diễn ra
nhanh hơn khi có mặt tia UV (phân huỷ quang hố) hoặc nhiệt (phân huỷ nhiệt).
Với các sản phẩm thương mại, polyolefin tổng hợp khơng bị oxi hóa và phân
hủy sinh học bởi sự có mặt của các chất chống oxi hóa và chất ổn định. Sử dụng
phụ gia xúc tiến oxi hóa khiến cho polyolefin có khả năng phân hủy oxobiodegradable. Trước tiên, hoạt động của phụ gia xúc tiến oxi hóa có thể làm thay
đổi đặc tính bề mặt của polyolefin, từ kị nước chuyển thành ưa nước. Thứ hai, phụ
gia xúc tiến oxi hóa xúc tác q trình bẻ gãy mạch dài của polyolefin và tạo ra các
sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn trong quá trình nhiệt phân và quang phân.
Jakubowicz [25] nghiên cứu quá trình phân hủy oxi hóa nhiệt của màng polyetylen
trong điều kiện ủ compost có mặt phụ gia xúc tiến oxi hóa. Các tác giả thấy rằng

16


hỗn hợp kim loại là phụ gia xúc tiến oxi hóa hiệu quả nhất. Để là một xúc tác hiệu
quả, hai ion kim loại cần phải có độ bền giống nhau và khi 2 ion kim loại bị oxi hóa
bởi các chất oxi hóa, số oxi hóa của ion kim loại chỉ khác 1 đơn vị so với trước khi
oxy hóa. Ví dụ, Mn là kim loại phù hợp tham gia vào hỗn hợp kim loại cho hoạt
tính xúc tiến oxy hóa. Như một xúc tác oxy hóa khử, 2 ion Mn2+ có độ bền tương
đương có thể tạo thành và bị oxy hóa thành Mn3+ và sau đó Mn3+ bị khử thành
Mn2+. Bởi vậy, khi polyolefin tiếp xúc với mơi trường, một mạch gốc tự do trong
vật liệu có thể phản ứng với oxy trong khí quyển và tạo thành các hydropeoxit tiếp

tục bị thủy phân và quang phân. Ngồi ra, chất xúc tiến oxy hóa cũng xúc tác phản
ứng cắt mạch trong polyme, tạo thành các sản phẩm oxy hóa thấp phân tử như axit
cacboxylic, ancol và xeton. Hơn nữa, q trình peoxy hóa cũng làm biến đổi đặc
tính bề mặt của vật liệu từ kị nước chuyển sang ưa nước. Cuối cùng, các vi sinh vật
có thể tiếp cận bề mặt vật liệu, đồng hóa sinh học các sản phẩm oxy hóa ưa nước
thấp phân tử khiến cho quá trình phân hủy sinh học trở nên dễ dàng. Cơ chế hoạt
động của các phụ gia xúc tiến phân huỷ được biểu diễn như sau [24]:

Tinh bột cũng có thể trộn hợp với polyme để tạo ra các polyolefin phân hủy
sinh học. Tuy nhiên, nếu không bổ sung hệ xúc tiến oxy hóa phù hợp, q trình
phân hủy sinh học đơn giản chỉ là việc loại bỏ tinh bột và để lại các mạch ngắn của
polyolefin không bị biến tính [26]. Lượng tinh bột cần thiết để bổ sung vào

17