nghiên cứu, điều chế và sử dụng các hoạt chất điều hòa sinh trưởng làm tăng khả năng chịu úng cho cây ăn trái đồng bằng sông cửu long

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI CẤP VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM NGHIÊN CỨU, ĐIỀU CHẾ VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG LÀM TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU ÚNG CHO CÂY ĂN TRÁI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS. TSKH. LƯU CẨM LỘC TS. NGUYỄN CỬU KHOA CƠ QUAN CHỦ QUẢN: VIỆN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC THUỘC HƯỚNG KH-CN: CHƯƠNG TRÌNH MIỀN NÚI VÀ HẢI ĐẢO THỜI GIAN THỰC HIỆN: 2002 – 2004 TP.HỒ CHÍ MINH 1-2005 CÁN BỘ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI STT Họ và tên Học hàm, học vò Cơ quan công tác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lê Lương Tề Phan Thanh Thảo Hoàng Quốc Khánh Lê Xuân Thuyên Hoàng Thò Kim Dung Phạm Cao Thanh Tùng Trần Ngọc Quyển Lê Minh Quân Nguyễn Thò Khánh Thuyên Nguyễn Công Trực GS., TS. TS TS TS Thạc sĩ Thạc sĩ Cử nhân Cử nhân Kỹ sư Kỹ sư Trường ĐH Nông nghiệp 1, Hà Nội Viện Công nghệ Hóa học Viện Sinh học Nhiệt đới PV. Đòa lý tại Tp.HCM Viện Công nghệ Hóa học Viện Công nghệ Hóa học Viện Công nghệ Hóa học Viện Công nghệ Hóa học Viện Công nghệ Hóa học Viện Công nghệ Hóa học BÁO CÁO TÀI CHÍNH ĐỀ TÀI CẤP TRUNG TÂM Nghiên cứu, điều chế và sử dụng các hoạt chất điều hòa sinh trưởng làm tăng khả năng chòu úng cho cây ăn trái đồng bằng sông Cửu Long ( Kinh phí 2002-2004: 170.000.000đ ) Mục Diễn giải Kinh phí 101 110 111 113 114 119 134 145 Tiền công Vật tư văn phòng Tuyên truyền, liên lạc Công tác phí Chi phí thuê mướn Chi phí chuyên môn: vật tư, hóa chất Chi phí khác Mua tài sản cố đònh 24.700.000đ 1.300.000đ 4.000.000đ 8.000.000đ 55.000.000đ 66.000.000đ 7.000.000đ 4.000.000đ Tổng cộng: 170.000.000đ Xác nhận của cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài Kế toán Thủ trưởng Lưu Cẩm Lộc Nguyễn Cửu Khoa MỤC LỤC I. TỔNG QUAN 1 I.1- Lũ lụt và tác hại của chúng 1 I.2- Giải pháp bao đê ngăn lũ 2 I.3- Tính cấp thiết của đề tài 4 I.4- Một số loại cây ăn quả được trồng ở đồng bằng sông Cửu Long 5 1/ Khả năng chòu ngập úng của một số loại cây ăn quả 5 2/ Cây cam đồng bằng sông Cửu Long 6 I.5- Sinh lý thực vật của cây trồng 7 1/ Sinh lý sự trao đổi nước của thực vật 7 1.1: Ý nghóa của nước trong đời sống của cây 7 1.2: Sự hấp thụ nước của cây 7 1.3: Quá trình thoát hơi nước qua các khí khổng và qua cutin 9 2/ Sinh lí chống chòu của cơ thể thực vật 9 2.1: Những qui luật chung của sinh lý chống chòu thực vật 9 2.2: Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ lên cây 10 (tính chòu nóng của cây) 2.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ dương thấp lên cây (tính chòu rét) 10 2.4: Ảnh hưởng của hạn lên cây 10 2.5: Tính chòu muối của cây 10 2.6: Tính chòu úng của cây 11 I.6. Chất điều hòa sinh trưởng và chất kích thích tăng trưởng của cây 16 1. Chất điều hòa sinh trưởng 16 2. Chất kích thích tăng trưởng 17 II. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 18 III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 IV. THỰC NGHIỆM 20 IV.1- Xác đònh nguyên nhân chết của cây bò úng 20 IV.2- Tổng hợp các chất oxy nhả chậm 21 1/ Tổng hợp hệ H 2 O 2 – Na 2 CO 3 21 2/ Tổng hợp hệ H 2 O 2 – Ure 21 3/ Tổng hợp hệ H 2 O 2 – Na 2 SO 4 21 4/ Điều chế viên oxy nhả chậm 21 5/ Điều chế thanh nhả chậm 21 6/ Phương pháp xác đònh độ phân rã, nồng độ oxi nhả chậm của thanh và pH của môi trường nước 21 IV.3- Nghiên cứu khả năng sử dụng chất oxy nhả chậm 22 đến khả năng chống úng của cây cam IV.4- Nghiên cứu ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng 22 1/ Phương pháp nghiên cứu sử dụng chất ức chế sinh trưởng 22 trong thời gian ngập úng (không có chất oxy nhả chậm) 2/ Nghiên cứu sử dụng chất kích thích tăng trưởng sau khi 23 ngập úng (không có chất oxy nhả chậm) 3/ Nghiên cứu sử dụng kết hợp chất oxy nhả chậm và 23 điều hòa sinh trưởng IV.5- Thí nghiệm trên đồng ruộng 24 1/ Phân tích mẫu đất 24 2/ Nghiên cứu sử dụng chất oxy nhả chậm trên đồng ruộng 24 III. KẾT QUẢ 26 V.1- Nguyên nhân chết của cây 26 1/ Sự biến đổi của chỉ số pH theo thời gian 26 2/ Hàm lượng Oxy trong nước 26 3/ Thời gian chòu ngập úng của cây 27 V.2- Khả năng nhả chậm oxy của các chất oxy nhả chậm 28 1/ Sự tan rã theo thời gian 28 2/ Lượng oxy nhả theo thời gian 30 3/ Ảnh hưởng của chất kết dính PVAc (polyvinyl acetate) 31 lên khả năng nhả chậm 4/ Đánh giá khả năng chống chết úng của chất 32 oxy nhả chậm đến cây cam V.3- Nghiên cứu sử dụng chất điều hòa sinh trưởng 33 1/ Sự ảnh hưởng của chất ức chế sinh trưởng trong thời gian ngập úng 33 2/ Sự ảnh hưởng của chất kích thích tăng trưởng 34 3/ Đánh giá việc sử dụng kết hợp chất oxy nhả chậm 35 và chất điều hòa sinh trưởng V.4- Nghiên cứu thanh oxy nhả chậm 36 1/ Xác đònh độ phân rã của chế phẩm theo thời gian 37 2/ Xác đònh nồng độ oxy giải phóng theo thời gian 37 3/ Xác đònh sự thay đổi pH theo thời gian 37 V.5. Nghiên cứu trên đồng ruộng 37 1. Quy trình thực nghiệm 37 2. Kết quả thực nghiệm trên đồng ruộng 38 1/ Tại Long An 38 2/ Tại Tiền Giang 41 3/ Tại Đồng tháp 42 V.6. Quy trình sử dụng 45 KẾT LUẬN 46 Ý NGHĨA 47 KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 BÁO CÁO TÀI CHÍNH I. TỔNG QUAN: I.1- Lũ lụt và tác hại của chúng: • Lũ lụt là gì? Nước sông, suối luôn biến đổi theo mùa. Vào mùa khô hay mưa ít, dòng sông cạn kiệt (mùa cạn), còn thời kỳ nước sông dâng cao là mùa lũ. + Lũ chỉ hiện tượng nước sông dâng cao trong một khoảng thời gian nhất đònh, sau đó giảm dần, lũ lớn nước tràn qua bờ sông (đê), chảy vào những chỗ trống gây ngập lụt trên diện rộng. + Lũ lụt là hiện tượng tự nhiên và gây ra những thiệt hại to lớn về người và của cải. • Lũ lụt ở Việt Nam: * Lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ: Sông Hồng từ đầu thế kỷ 20 đến nay đã xảy ra hai trận lũ đặc biệt lớn vào tháng 8-1945 và tháng 8-1971. Trận lũ 8-1945 đã gây ra vỡ đê sông Hồng ở nhiều nơi làm cho 2 triệu người chết đói. Trận lũ xảy ra tháng 8- 1971 là trận lũ lớn nhất trong vòng 100 năm qua ở sông Hồng, cũng đã gây ra vỡ đê ở một số nơi, làm nhiều tỉnh bò ngập lụt. Ngoài ra, các trận lũ xảy ra vào các năm: 1964, 1968, 1969, 1970, 1986, 1996 cũng là những trận lũ lớn. - Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 5,6 đến tháng 9,10. Mùa lũ ở các sông suối vừa và nhỏ ở Tây Bắc Bộ và Đông Bắc Bộ thường bắt đầu sớm, từ tháng 5 và kết thúc sớm vào tháng 9. Trên sông Hồng và các nhánh sông lớn của nó, lũ thường từ tháng 6 đến tháng 10. Tháng 7 và tháng 8 thường có những trận lũ lớn nhất trong năm, có đến 50% lũ trên sông Hồng xuất hiện vào tháng 8, tháng 8 là tháng lũ chính vụ. - Ngoài lũ lớn ngoài sông, mưa úng trong đồng cũng là loại thiên tai lớn làm tăng khả năng ngập úng đối với các tỉnh đồng bắng Bắc Bộ. Điểm đặc trưng ảnh hưởng đến ngập lụt ở đồng bằng Bắc Bộ là hệ thống đê. Do có các công trình phòng lũ, nhất là hệ thống đê trên hệ thống sông Hồng, nên việc tiêu nước mưa ở các khu vực trong đồng đều phải dựa vào các trạm bơm tiêu (trừ một số vùng cao và vùng đồng bằng ven biển). Song, việc tiêu nước mưa trong đồng cũng chỉ thực hiện được đến 1 chừng mực nào đó, khi lũ trên sông lớn trên mức cho phép, các trạm bơm phải ngừng hoạt động hoặc khi ngập úng sẽ xảy ra mưa lớn vượt quá khả năng tiêu của các trạm bơm. * Lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long: - Đồng bằng sông Cửu Long là một vùng bằng phẳng, từ Châu Đốc tới cửa biển có khoảng cách 200km, mặt đất hầu như không có độ dốc nên đã ảnh hưởng lớn đến việc tiêu thoát nước lũ của hệ thống sông Cửu Long. Đồng bằng sông Cửu Long hàng năm thường xảy ra ngập lụt, chỉ có khác nhau là mức độ ngập lụt tùy thuộc vào lũ lớn hay nhỏ. - Hàng năm lũ thường gây ra ngập lụt ở Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, và các vùng thấp ven sông Tiền, sông Hậu; diện tích ngập lụt hàng năm lên tới 1.2-1.4 triệu ha, độ sâu ngập lụt 1-2m, có nơi 3-4m, thời gian ngập lụt tới 2-4 tháng. Mùa lũ thường từ tháng 7 - tháng 11, có tới 86% số trận lũ ở đồng bằng sông Cửu Long có đỉnh lũ xuất hiện vào cuối tháng 9 và nửa đầu tháng 10. - Đồng bằng sông Cửu Long: đã xảy ra một số trận lũ, lụt lớn vào các năm: 1961, 1966,1978, 1984, 1991, 1994, 1996, 2000… Những trận lũ này thường làm cho hơn 1 triệu hecta bò ngập, có nơi ngập sâu tới 3-3.5m và thời gian ngập ở nơi ngập nông là 0.5-1 tháng, ở vùng ngập sâu là 3.5 - 4 tháng. Theo số liệu thống kê của Ủy ban phòng chống bão lụt Trung Ương, trận lũ năm 2000 đã gây ngập úng hơn 100.000 ha cây ăn trái làm thiệt hại gần 1000 tỷ đồng. I.2- Giải pháp bao đê ngăn lũ: + Đồng bằng Sông Hồng: Đê bao dọc theo bờ sông. + Đồng bằng Sông Cửu Long: Những năm gần đây đã xây dựng những đê bao ngăn lũ. Theo nhận đònh của giới Khoa Học, thực tế đê bao ngăn lũ giúp người dân tránh được thiệt hại về nhà cửa và tính mạng. Nhưng có nhiều nhược điểm : + Gây nên tình trạng lũ đến vùng Đồng Tháp Mười quá nhanh và mực nước dâng khá cao, lưu trữ trên vùng này khá dài so với những năm trước. + Sự kết hợp giữa lượng nước lũ lớn đổ về và triều cường từ biển Đông làm cho tình hình thoát lũ chậm và làm ngập lụt thêm các vùng phía nam của tỉnh Long An như Thủ Thừa, Bến Lức, Tân An. + Lượng nước sông Mêkông 300-400 tỷ m 3 , với lưu lượng 50.000-60.000 m 3 /s thì “bồn Trũng” Đồng Tháp Mười là một trong những bồn chứa đóng vai trò cân bằng nước trong vùng. Nhưng do có quá nhiều khu vực có đê ngăn chặn không cho nước lũ tràn vào nên một lượng nước lớn từ Sông Tiền đổ vào Đồng Tháp Mười sẽ đi theo hệ thống kênh tiến nhanh vào vùng trung tâm như Tân Hưng, Vónh Hưng và Tháp Mười, làm cho vùng này bò ngập sớm hơn. + Theo Dương Vân Nhã (Đại học An Giang) “Ngay sau khi bao đê triệt để, nông dân có thể tăng vụ (3 vụ lúa/năm) và tăng thu nhập. Tuy nhiên, chỉ sau 1 thời gian chi phí sản xuất tăng cao nhưng năng suất lúa lại giảm, dẫn đến giảm lợi nhuận. Và kết quả sau 6 năm bao đê triệt để, thu nhập của nông dân làm lúa 3 vụ thấp hơn so với trồng lúa 2 vụ (trước khi bao đê). + Nhìn chung các nhà khoa học đều nhận xét :”Bao đê triệt để là có hại và hoàn toàn không ủng hộ” [7]. Với các nhà khoa học, mặt lợi của loại đê bao này [...]... ngập úng - Điều hòa sinh trưởng cây trong thời gian lũ và sau lũ Cụ thể: + Sử dụng chất ức chế sinh trưởng để kìm hãm sự hoạt động của cây, giảm tiêu hao năng lượng ở cây và rễ cây trong thời gian ngập úng + Sử dụng chất kích thích sinh trưởng để giúp cây nhanh chóng phục hồi bộ rễ sau khi hết ngập úng III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 1 Xác đònh nguyên nhân chết của cây bò úng 2 Chứng minh khả năng chòu úng. .. chòu úng của cây được nâng cao khi có nguồn cung cấp thêm oxy cho bộ rễ 3 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nhả chậm oxy 4 Nghiên cứu ứng dụng chất ức chế sinh trưởng cho cây cam trong thời gian ngập nước 5 Nghiên cứu ứng dụng chất kích thích sinh trưởng cho cây cam sau khi thoát úng 6 Thí nghiệm tăng khả năng chòu úng của cây ở phòng thí nghiệm 7 Thí nghiệm tăng khả năng chòu úng của cây ở ngoài đồng ruộng... bón phân và xử lý ra hoa trước khi lũ về; cây đang ra hoa; làm sạch cỏ vườn; đất bò đóng váng; cây bò dộng gốc; bón phân chuồn chưa hoai; nước cầm, nước bò ô nhiễm nặng và nấm bệnh gây hại I.6 Chất điều hòa sinh trưởng và chất kích thích tăng trưởng của cây: 1 Chất điều hòa sinh trưởng: Người ta gọi nhóm các chất điều hoà sinh trưởng trong cây là những chất sinh trưởng (hocmon thực vật, auxin, chất kích... được vấn đề tăng khả năng chòu úng của cây ăn trái, đó sẽ là một động lực lớn lao để cải tổ toàn bộ cơ cấu cây trồng ở các vùng ngập úng, sử dụng tối đa hiệu quả đất đai và nâng cao được đời sống của người dân nơi đây, tạo điều kiện sống chung với lũ [11] I.4- Một số loại cây ăn quả được trồng ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL): 1/ Khả năng chòu ngập úng của một số loại cây ăn quả: Với điều kiện thiên... lá, đọt non và sau khi bớt ngập thì cắt bỏ bớt cành lá và khai rãnh ở mặt liếp để thoát nước nhanh… với các biện pháp sơ đẳng như trên, khi ngập úng lâu từ 1-2 tuần thì các cây ngập úng trung bình và khá như ổi, mận, vú sữa, xoài, nhãn cũng đều không sống nổi Nhằm tăng khả năng chòu úng của các cây ăn trái, giúp chúng vượt qua các đợt lũ hàng năm, chúng tôi đã nghiên cứu và điều chế một số chế phẩm hoá... IV.4- Nghiên cứu ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng: 1/ Phương pháp nghiên cứu sử dụng chất ức chế sinh trưởng trong thời gian ngập úng (không có chất oxy nhả chậm): * Từ phân tích tài liệu tham khảo trong phần I.6 chúng tôi chọn 2 chất CCC của hãng Bayer và PECLOBUTAZOL của công ty Hagrochem * Đối tượng: cây cam giấy * Cách làm: a) Phun lên lá cây: hoà dung dòch nồng độ 200ppm phun lên lá cây sau khi cho. .. học có khả năng điều khiển sự sinh trưởng của cây trồng và đề ra giải pháp tối ưu cho mục đích trên * Đối tượng nghiên cứu: Cây cam giấy được trồng nhiều ở Tiền Giang và Vónh Long, là loại cây chòu úng kém (dưới 15 ngày) * Giải pháp đề xuất: Từ phân tích nguyên nhân chết cây do bò ngập úng, chúng tôi nghiên cứu giải quyết vấn đề theo hai hướng hỗ trợ cho nhau: - Cung cấp oxy cho cây để giúp cây hô... thích, chất hoạt hoá, chất kìm hãm, chất làm rụng lá,v.v…) Đặc điểm của những chất sinh trưởng tự nhiên hay tổng hợp là ở chỗ chúng tác dụng với lượng cực kỳ nhỏ ( một vài phần trong hàng triệu phần nước), bởi vậy chúng thuộc về những chất ít biến động Những chất sinh trưởng tham gia vào quá trình phân chia tế bào, phân hoá các mô, phát sinh phôi Tác dụng lên những chức năng ADN và ARN , chúng ảnh... càng nhiều, chất điều hoà sinh trưởng thì không đủ cho nhu cầu của cây - Quá trình quang hợp bò giảm dần do khẩu đóng lại và diệp lục tố bò phá hũy - Các chất độc trong đất tăng nhanh như H2S, Mn++, Fe++… các chất này góp phần phá hủy hệ thống rễ của cây - Nấm bệnh phát triển và gây hại trong điều kiện ngập úng (Phytophthora sp Pythium sp….) Tóm lại, khi bò ngập úng cây dễ bò chết trong các điều kiện... 100% cây cam bò chết - Có mối quan hệ trực tiếp giữa hàm lượng oxy và khả năng sống của cây khi bò ngập úng - So sánh bảng 3 với bảng 2 ta thấy khi hàm lượng oxy trong nước xuống thấp cây bò chết - Hàm lượng Oxy trong nước có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chòu úng của cây - Nếu hàm lượng oxy trong nước giảm xuống 2mg/l thì khả năng chết của cây cam sẽ rất cao - Nếu cây được cung cấp đầy đủ Oxy để cho . TÀI CHÍNH ĐỀ TÀI CẤP TRUNG TÂM Nghiên cứu, điều chế và sử dụng các hoạt chất điều hòa sinh trưởng làm tăng khả năng chòu úng cho cây ăn trái đồng bằng sông Cửu Long ( Kinh phí 2002-2004: 170.000.000đ. cây 10 2.6: Tính chòu úng của cây 11 I.6. Chất điều hòa sinh trưởng và chất kích thích tăng trưởng của cây 16 1. Chất điều hòa sinh trưởng 16 2. Chất kích thích tăng trưởng 17 II. MỤC TIÊU. lên khả năng nhả chậm 4/ Đánh giá khả năng chống chết úng của chất 32 oxy nhả chậm đến cây cam V.3- Nghiên cứu sử dụng chất điều hòa sinh trưởng 33 1/ Sự ảnh hưởng của chất ức chế sinh trưởng