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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thảo NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƢỚI TỪ VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY Hà Nội - 2014 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thảo NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ THỬ THẢM TƢỚI TỪ VẬT LIỆU DỆT CHO CÂY TRỒNG Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 62540205 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Phúc Bình PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng Hà Nội - 2014 ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Tiến sĩ Lê Phúc Bình và Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thế Hùng, những người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn hết lòng, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi, góp ý cho tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới các Thầy Cô giáo, các bạn đồng nghiệp thuộc Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tác giả có thể hoàn thành luận án. Đồng thời, tác giả cũng xin trân trọng cám ơn Phòng thí nghiệm Vật liệu dệt, Phòng thí nghiệm Dệt thoi Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Phòng thí nghiệm Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Phòng thí Công ty cổ phần dệt Công nghiệp Hà Nội, Viện Dệt May, Phòng nghiên cứu vật liệu Viện thủy công Hà Nội, Phòng thí nghiệm Vật liệu dệt và Xưởng may Khoa Dệt may và Da giày Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ chuẩn bị mẫu và thí nghiệm để tác giả có thể hoàn thành luận án này. Lời cảm ơn chân thành của tác giả xin được gửi tới Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp, nơi tác giả làm việc đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt thời gian học tập. Cuối cùng, nhưng rất quan trọng là lòng biết ơn chân tình nhất xin được gửi tới Gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất đã san sẻ và gánh vác công việc để tác giả yên tâm hoàn thành luận án. Tác giả iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả. Các số liệu và kết quả trong luận án là do cá nhân tác giả thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn hết lòng, tận tình, chu đáo của TS.Lê Phúc Bình, PGS.TS.Nguyễn Thế Hùng và chƣa từng đƣợc ai khác công bố trong bất kỳ công trình nào. Hà Nội, ngày tháng 07 năm 2014 TM Tập thể hƣớng dẫn TS. Lê Phúc Bình Tác giả Nguyễn Thị Thảo iv MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ xiii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN PHƢƠNG PHÁP TƢỚI SỬ DỤNG THẢM DỆT 4 1.1 Nhu cầu nƣớc và chất dinh dƣỡng cho cây trồng 4 1.1.1 Lƣợng nƣớc cần tƣới cho cây trồng 4 1.1.2 Thời điểm tƣới nƣớc cho cây trồng 6 1.1.3 Chất dinh dƣỡng cho cây trồng 8 1.2 Phƣơng pháp tƣới nƣớc không sử dụng vật liệu dệt 9 1.2.1 Tƣới nƣớc trên mặt đất 9 1.2.2.Tƣới nƣớc dƣới mặt đất 10 1.3 Phƣơng pháp tƣới nƣớc sử dụng vật liệu dệt 10 1.3.1 Tƣới nƣớc dùng bấc mao dẫn 10 1.3.2 Tƣới nƣớc dùng thảm dệt mao dẫn 11 1.3.2.1 Thảm tƣới một lớp 11 1.3.2.2 Thảm tƣới hai lớp 14 1.3.2.3 Thảm tƣới ba lớp 15 1.3.2.4 Thảm tƣới bốn lớp 17 1.3.3 Một số ứng dụng thảm dệt tƣới nƣớc 19 1.4 Tính thấm hút chất lỏng trong vật liệu dệt 23 1.4.1 Khái quát về thấm hút chất lỏng 23 1.4.2 Thấm hút chất lỏng trong xơ 27 1.4.3 Thấm hút chất lỏng trong sợi 29 1.4.4 Thấm hút chất lỏng trong vải 32 v Trang 1.4.4.1 Vải dệt thoi 32 1.4.4.2 Vải dệt kim 35 1.4.4.3 Vải không dệt 36 1.5 Kết luận chƣơng 1 37 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu 39 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 39 2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 39 2.1.2.1 Vật liệu dệt 39 2.1.2.2 Vật liệu trồng cây 42 2.2 Nội dung nghiên cứu 44 2.2.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới 44 2.2.2 Nghiên cứu thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án 44 2.2.3 Nghiên cứu chế thử thảm tƣới mẫu của luận án 44 2.2.4 Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu của luận án 44 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 44 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 44 2.3.2 Nghiên cứu thử nghiệm đặc tính của thảm tƣới mẫu 44 2.3.2.1 Nghiên cứu phân tích cấu trúc 44 2.3.2.2 Nghiên cứu xác định các đặc tính thấm hút và cấp nƣớc 45 2.3.3 Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính thích ứng của thảm tƣới mẫu 51 2.3.3.1 Nghiên cứu khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới 51 2.3.3.2 Nghiên cứu khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu 52 2.3.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm 54 2.4 Kết luận chƣơng 2 56 Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 57 3.1 Khảo sát thời điểm tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới 57 3.1.1 Khảo sát thời điểm tƣới 57 3.1.2 Khảo sát lƣợng nƣớc cần tƣới 58 3.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án 59 3.2.1 Phân tích thảm tƣới của Đức 59 3.2.1.1 Cấu trúc của thảm tƣới 59 3.2.1.2 Thông số kỹ thuật của thảm tƣới 61 vi Trang 3.2.1.3 Đặc tính trữ nƣớc và cấp nƣớc của thảm tƣới 61 3.2.2 Thiết kế thảm tƣới mẫu của luận án 62 3.2.2.1 Bố trí thảm tƣới 62 3.2.2.2 Thiết kế chức năng cho thảm tƣới 62 3.2.2.3 Thiết kế cấu tạo cho thảm tƣới 63 3.2.2.4 Nguyên lý làm viêc của thảm tƣới 64 3.3 Chế thử thảm tƣới mẫu của luận án 65 3.3.1 Lựa chọn vật liệu cho các phần tử cấu tạo của thảm tƣới mẫu 65 3.3.1.1 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 1 65 3.3.1.2 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 2 66 3.3.1.3 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống bơm nƣớc 71 3.3.1.4 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 3 75 3.3.1.5 Vật liệu cho phần tử cấu tạo lớp 4 75 3.3.1.6 Vật liệu cho phần tử cấu tạo ống dẫn nƣớc 76 3.3.2 Thông số kỹ thuật các phần tử cấu tạo của thảm tƣới mẫu 76 3.3.3 Chế thử thảm tƣới mẫu 77 3.3.3.1 Phần tử cấu tạo 1 77 3.3.3.2 Phần tử cấu tạo 2 78 3.3.3.3 Phần tử cấu tạo 3 78 3.3.3.4 Phần tử cấu tạo 4 79 3.3.3.5 Phần tử cấu tạo 5 79 3.3.3.6 Phần tử cấu tạo 6 80 3.3.3.7 Thảm tƣới mẫu 80 3.3.4 Thông số kỹ thuật của thảm tƣới mẫu 80 3.3.4.1 Kích thƣớc và khối lƣợng 80 3.3.4.2 Độ trữ nƣớc và cấp nƣớc 81 3.4 Khả năng thích ứng của thảm tƣới mẫu của luận án 83 3.4.1 Động thái độ ẩm của giá thể khi trồng cây thử nghiệm 83 3.4.2 Sinh trƣởng của cây thử nghiệm dùng thảm tƣới mẫu của luận án 88 3.4.2.1 Sinh trƣởng của thân, lá và hoa 88 3.4.2.2 Sinh trƣởng của bộ rễ cây 92 3.4.2.3 Chu kỳ tƣới và lƣợng nƣớc cần tƣới 94 3.4.3 Qui trình trồng cây sử dụng thảm tƣới mẫu của luận án 96 vii Trang 3.4.3.1 Công tác chuẩn bị 96 3.4.3.2 Quy trình trồng cây 96 3.5 Kết luận chƣơng 3 97 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 104 PHỤ LỤC 105 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT PET: Polyester PP: Polypropylene PU: Polyurethane PE: Polyethylene PVC: Polyvinylclorua CT: công thức thí nghiệm GT: giá thể trồng cây (đất) TN: thí nghiệm ĐC: đối chứng OD: ống dẫn KT: kiến trúc M đ : mẫu thảm tƣới của Đức L1: lớp 1 của mẫu thảm tƣới L2: lớp 2 của mẫu thảm tƣới (L1+L2): lớp 1 ghép với lớp 2 L3: lớp 3 của mẫu thảm tƣới L4: lớp 4 của mẫu thảm tƣới DT 1 : vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 1 DT 2 : vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 2 DT 3 : vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 3 DT 4 : vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 4 DT 5 : vải dệt thoi sợi cắt 100% PP, mẫu 5 DK 1 : vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 1 DK 2 : vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 2 DK 3 : vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 3 DK 4 : vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 4 DK 5 : vải dệt kim interlock 100% PET, mẫu 5 KD 1 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 1 KD 2 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 2 KD 3 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 3 KD 4 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 4 ix KD 5 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 5 KD 6 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 6 KD 7 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 7 KD 8 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 8 KD 9 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 9 KD 10 : vải không dệt xuyên kim 100% PP, mẫu 10 OX 1.1 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 1 OX 1.2 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 2 OX 1.3 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 3 OX 1.4 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 4 OX 1.5 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 5 OX 1.6 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 6 OX 1.7 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 7 OX 1.8 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 8 OX 1.9 : ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 9 OX 1.10: ống cúi xơ stapen 100% PET, mẫu 10 OX 2.1 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 1 OX 2.2 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 2 OX 2.3 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 3 OX 2.4 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 4 OX 2.5 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 5 OX 2.6 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 6 OX 2.7 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 7 OX 2.8 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 8 OX 2.9 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 9 OX 2.10 : tơ filament 100% PET dún, mẫu 10 OX 3.1 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 1 OX 3.2 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 2 OX 3.3 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 3 OX 3.4 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 4 OX 3.5 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 5 OX 3.6 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 6 OX 3.7 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 7 OX 3.8 : tơ filament 100% PET không dún, mẫu 8 [...]... 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... 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... 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; ... 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... 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... 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. .. 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, ... 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. .. 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... 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 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 . 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. 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 . vật liệu nghiên cứu 39 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 39 2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 39 2.1.2.1 Vật liệu dệt 39 2.1.2.2 Vật liệu trồng cây 42 2.2 Nội dung nghiên cứu