Trong thiên nhiên có rất nhiều cây cao su thuộc nhiều loại thực vật khác nhau. Chúng thích hợp với khí hậu vùng nhiệt đới, đặc biệt là miền Bắc Nam Mỹ, Brasil, Trung Mỹ, châu Phi từ Maroc đến Madagasca, Sri Lanka, miền Nam Ấn, Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan, Malaysia và Indonesia [6].
Nói chung, cây cao su trên thế giới thuộc vào 5 họ thực vật sau [36]: - Họ Euphorbiacéae gồm giống: Hevea, Manihot, Sapium và Euphorbia. - Họ Moracéae gồm giống: Ficus và Castilloa.
- Họ Apocynacéae gồm giống: Funtumia, Landolphia, Hancornia và Dyera. - Họ Aslépiadacéae gồm giống: Asdepias và Cryptostegia grandiflosa. - Họ Composées gồm giống: Kok-saghyz và Guayule.
26
Trong số những giống cây cao su, giống tiêu biểu và quan trọng nhất là giống
Hevea brasiliensis, nó cung cấp khoảng 95 – 97% lượng cao su thiên hiên trên thế
giới [6, 36].
Hình 1.8: Giống cao su Hevea brasiliensis 1.4.2. Bệnh nấm hồng
Bệnh nấm hồng (tên khoa học: Macrophoma mangiferae) (còn gọi là mốc
hồng- pink disease) là một bệnh phổ biến trên cây thân gỗ ở các vùng nhiệt đới ẩm trên thế giới. Bệnh rất phổ biến trên cây ăn quả đặc biệt trên khu vực rìa phía Nam của Tây Nguyên. Những vùng có lượng mưa cao trên 250 mm/tháng, có thời tiết nóng ẩm dài ngày trong mùa mưa, là điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển. Vùng Tân Phú, Định Quán của Đồng Nai, Ma Đ’hoai, Đam B’ri, Cát Tiên của Lâm Đồng, phía Bắc tỉnh Bình Dương, Bình Phước… là những nơi bệnh phát triển phổ biến và gây thiệt hại đáng kể. Các cây ăn quả thân gỗ như cây xoài (Mangifera indica), sầu riêng (Durio zibethinus), cây mít (Artocarpus heterophyllus), nhãn (Dinocarpus
longan), chôm chôm (Nephelium lappaceum), mãng cầu ta (Annona squamosa),
mãng cầu xiêm (Annona muricata), cây có múi (citrus), cây bơ (Persea americana), cây măng cụt (Garcinea mangostana) …là những cây bị gây hại phổ biến. Bệnh
27
nấm hồng còn là địch hại nguy hiểm trên một số cây công nghiệp như cây cao su (Hevea brasilliensis), cà phê (Coffea spp.), cây tiêu (Piper nigrum), cây điều (Anarcardium occidentale), cây ca cao (Theobroma cacao) [8, 36] ...
1.4.2.1. Ký sinh và điều kiện phát triển
Bệnh nấm hồng gây ra do một loài nấm ký sinh có tên khoa học là Corticium salmonicolor. Nấm phát triển tốt trong điều kiện nóng ẩm. Điều kiện khí hậu thời
tiết ở Nam bộ trong mùa mưa khá thích hợp cho bệnh phát triển [8].
Bệnh tấn công chủ yếu trên vỏ của thân và cành của cây trưởng thành. Vết bệnh thường xảy ra ở vị trí phần cành hoặc các cành mọc ngang. Triệu chứng ban đầu: vết bệnh như là một lớp phấn phủ màu trắng hồng bao xung quanh thân cành. Bên trên chứa rất nhiều bào tử sẵn sàng cho phát tán và lây lan. Trong điều kiện nóng ẩm, vết bệnh lây lan nhanh chóng tạo thành một lớp khuẩn ty bao phủ quanh thân cành. Khuẩn ty ngày càng dày đặc như lớp phấn phủ có màu trắng, về sau chuyển thành màu hồng phấn. Ở giai đoạn cuối chuyển sang màu xám trắng. Đồng thời trong quá trình lan rộng của vết bệnh, nấm ký sinh xâm nhập vào bên dưới phá hại mạch dẫn và tượng tầng làm chết vỏ cây; nước và chất dinh dưỡng không được vận chuyển lên trên làm cho phần cành phía trên vết bệnh khô và chết sau đó [8].
28
1.4.2.2. Bệnh nấm hồng trên cây cao su
Bệnh này được đặt tên theo màu hồng nhạt của những cành nhánh cao su bị bệnh với một lớp vỏ phát triển trên những sợi chỉ nấm như mạng nhện. Đây là một loại bệnh gây hại nguy hiểm cho thân cây cao su, có thể hủy hoại nhiều cành nhánh chính, đặc biệt cây từ 2 đến 7 năm tuổi. Bệnh thường gây hại trong mùa mưa ở chảng ba của cây, vì ở nơi này nước thường đọng lại và lâu khô, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm phát triển và gây hại. Bệnh xâm nhập chủ yếu trong mùa mưa vào cao điểm tháng 7 và 8, nhiệt độ thích hợp là 20 – 30o
C, ẩm độ lớn hơn 80%, bệnh nặng ở vùng thoát nước kém, thường xuyên ngập úng [8].
Triệu chứng gây hại: Bệnh thường chia làm 4 giai đoạn: 1 : Mạng nhện trắng.
2 : Hồng lợt.
3 : Hồng đậm và xì mủ.
4 : Màu đen (mủ đã khô và có nấm bò hóng).
- Nấm gây hại chủ yếu nơi phân cành chính và một số cành cấp 1 (chảng 3) từ đó lan lên và xuống, xâm nhập vào cành chính hoặc nơi có nhiều vết u sần hoặc lớp vỏ khô sần sùi sắp tróc [8].
- Giai đoạn đầu vết bệnh có màu trắng bạc rất mỏng. Khi cây bị bệnh nặng vết bệnh chuyển sang màu hồng đậm [8].
- Triệu chứng dễ nhận thấy là hiện tượng nứt vỏ, mủ chảy dọc thân cây, đông đặc thâm đen. Tại vết bệnh xuất hiện các sợi nấm mọc như mạng tơ nhện, lúc đầu có màu trắng gặp điều kiện thích hợp vết bệnh chuyển sang màu hồng nhạt, chiều dài vết bệnh ngày càng tăng, thường lan lên phía trên nhiều hơn lan xuống dưới, sau đó ngả sang màu hồng. Vết bệnh thường kéo dài lên phía trên khoảng 1m và lây lan qua các cành khác ở trên cao. Nếu quan sát thấy vết bệnh chuyển sang màu hồng thì lúc đó đã rất nặng, phần lá phía trên vết bệnh chuyển qua vàng và héo rũ, sau đó
29
toàn bộ cành lá phía trên vết bệnh đều chết khô và rụng, gây nên tình trạng cây cụt ngọn [8].
- Nếu bệnh nhẹ thì có thể làm mất sản lượng mủ từ 25 - 30%, nhưng nếu nặng thì có thể lên đến 60 - 70%. Bệnh thường gây hại ở các vườn cây từ 3-12 năm tuổi, nặng nhất lúc 4 - 8 năm tuổi và vào khoảng tháng 6 -11 hàng năm. Trong điều kiện mùa mưa bệnh lây lan rất mạnh, mùa nắng thì bệnh ngưng phát triển nhưng vẫn tồn tại mầm bệnh trên cây nếu không phòng trị đúng mức. Trên những vùng đất đỏ thì bệnh này xuất hiện nặng hơn ở vùng đất xám, đất thoát nước kém. Bệnh thường phát sinh nhiều ở cây lớn tuổi, vườn rậm rạp ít ánh nắng. Trong điều kiện nhiệt độ cao và trong mùa mưa nhiều [36].
Phòng trị
- Hạn chế trồng giống cây cao su dễ nhiễm bệnh như: Rrim 600, Rrim 507,
Rrim 603, Rrim 701, [36]...
- Nên cắt tỉa bớt các cành ngang không cần thiết, cành bị bệnh đem tiêu hủy,
khai thông mương rãnh thoát nước [36]…
- Thường xuyên kiểm tra, phát hiện sớm các trường hợp cây bị bệnh chữa trị
kịp thời để ngăn chặn khả năng lây lan. Sử dụng các loại thuốc đặc trị nấm hồng như Validan 5DD với nồng độ 1-2 %, phun 7 ngày/lần cho đến khi cây khỏi bệnh [36].
- Ngoài bệnh nấm hồng, cây cao su còn bị bệnh nứt vỏ (do nấm Botrydiplodia
theobromae) và bệnh loét mặt cạo (do nấm Phytophthora palmivora). Tuy nhiên, bệnh nấm hồng nguy hại nhất và thuốc bảo vệ thực vật diệt được nấm hồng sẽ diệt được gần như toàn bộ các loại nấm khác [1].
30
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên vật liệu – thiết bị 2.1.1. Hóa chất 2.1.1. Hóa chất
Tên hóa chất Công thức Hãng sản
xuất Thành phần Sulfate kẽm ZnSO4.7H2O Prolabo 99% Nitrate kẽm Zn(NO3)2.6H2 O Prolabo 99% Kẽm Clorua ZnCl2.5H2O China 99%
Oxalic acid H2C2O4.2H2O Shantou Xilong
99%
Glycerin C3H8O3 Chemsol 99%
Glycerin C3H8O3 Merck 99,9%
Polyvinylpyrrolidone (C6H9NO)n Prolabo Mw = 40.000g/mol Polyvinylpyrrolidone (C6H9NO)n Merck Mw = 40.000g/mol Mw=1.000.000g/mol
Ethylene glycol C2H6O2 Chemsol 99%
31
Glycerin (C3H8O3, 99%) và Ethylene glycol (C2H6O2, 99%) được sử dụng như dung môi và tác nhân khử trong quá trình phân hủy nhiệt muối oxalate kẽm.
Polyvinylpyrrolidone ((C6H9NO)n, PVP ) được sử dụng làm chất bảo vệ các hạt nano Zn sau khi hình thành.
2.1.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
Lò vi sóng (Sharp R218L – Output 800W- tần số 2450MHz, Thailand).
Becher (Schott Duran) 100 ml, 250ml, 500ml
Cân điện tử 5 số, (sai số ± 0,0001g).
Pipet BIOHIT-Proline.
Máy đo pH IQ Scientific Instruments (Bộ môn Hóa phân tích, ĐH KHTN, Tp. HCM).
Hình 2.1: Máy đo pH IQ Scientific Instrument
Máy khuấy từ IKA RET control-visc, Đức (Phòng Hóa lý ứng dụng, ĐH KHTN, Tp. HCM)
32
Hình 2.2: Mấy khuấy từ IKA RET control-vis và pipet BIOHIT Proline, Đức
Máy ly tâm UNIVERSAL 32R HETTICH ZENTRIFUGEN, Đức, số vòng ly tâm 18000 vòng/phút (Phòng thí nghiệm Hóa Lý Ứng Dụng, ĐH KHTN, Tp. HCM).
Máy lắc HEIDOLPH PROMAX 1020, Đức (Phòng thí nghiệm Hóa lý ứng dụng, ĐH KHTN, Tp. HCM).
Hình 2.3: Máy ly tâm UNIVERSAL 32R HETTICH ZENTRIFUGEN và
33
Máy quang phổ UV-Vis-NIR-V670, JASCO, Nhật (Phòng Hóa lý ứng dụng, ĐH KHTN, Tp. HCM).
Máy FE-SEM JSM 7401F, Nhật (Phòng thí nghiệm công nghệ nano, Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh).
Máy TEM, JEM-1400, Nhật (Phòng Thí nghiệm trọng điểm quốc gia về Vật liệu Polyme và Composit, ĐH Bách Khoa, Tp. HCM).
Máy nhiễu xạ tia X BRUKER XRD-D8 ADVANCE, Đức (Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng).
2.2. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu và chế tạo dung dịch keo nano Zn sử dụng phương pháp polyol với tác chất là ZnSO4, khảo sát điều kiện thích hợp các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước, độ phân bố kích thước và tính ổn định của hạt nano như tỷ lệ ZnC2O4:PVP, khối lượng phân tử chất bảo vệ PVP 40.000, 1.000.000 g/mol. Sau khi khảo sát các điều kiện thích hợp ảnh hưởng đến kích thước hạt, tiến hành khảo sát khả năng kháng và diệt nấm hồng trên cây cao su khi có sự ảnh hưởng của kích thước hạt. Các yếu tố ảnh hưởng cần khảo sát là:
- Khảo sát tính chất của tiền chất trước khi chế tạo nano Zn. - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt.
- Khảo sát tính chất hóa lý của sản phẩm hạt nano Zn tạo thành.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và kích thước hạt đến khả năng kháng và diệt khuẩn của hạt nano Zn.
34
2.3. Các phương pháp thực nghiệm chế tạo nano kẽm 2.3.1. Phương pháp chế tạo oxalate kẽm 2.3.1. Phương pháp chế tạo oxalate kẽm
Hình 2.4: Quy trình chế tạo kẽm oxalate
ZnSO4.7H2O C2H2O4.2H2O
Dung dịch tan hoàn toàn
100ml H2O Hòa tan hoàn
toàn Kẽm oxalat thô Ly tâm Dịch lỏng Rửa Bỏ Phần rắn pH < 7 Kẽm oxalat pH = 7 300ml H2O
Sấy Sấy 48 giờ
Nhiệt độ sấy: 60oC khuấy từ ở nhiệt độ phòng Phân tích nhiệt TG/DTA Chụp ảnh FE- SEM Giản đồ XRD 400ml H2O
35
Thuyết minh quy trình:
Bước 1: Cho 35,6g kẽm sulphate được hòa tan hoàn toàn trong 100ml nước
khuấy từ ở nhiệt độ phòng vào 16,47g acid oxalic được hòa tan hoàn toàn trong 400ml nước khuấy từ ở nhiệt độ phòng, khuấy trong 30 phút, dung dịch tạo thành có màu trắng đục là do kết tủa kẽm oxalate hình thành.
Bước 2: Sản phẩm kẽm oxalate tạo thành trong nước được ly tâm để loại bỏ phần dịch lỏng, phần chất rắn được rửa bằng nước cất nhiều lần cho đến khi pH=7 để loại bỏ hoàn toàn phần acid còn dư trong dung dịch. Phần chất rắn được sấy khô ở nhiệt độ 60oC trong 5 giờ. Sản phẩm kẽm oxalate thu được đem phân tích tính chất bằng phương pháp ghi giản đồ XRD, chụp ảnh FE-SEM, phân tích nhiệt TG/DTA.
36
2.3.2. Phương pháp chế tạo dung dịch keo nano kẽm với tác chất oxalate kẽm
Hình 2.6: Quy trình chế tạo dung dịch keo nano kẽm với tác chất là oxalate kẽm.
Thuyết minh quy trình:
Bước 1: Cân một lượng kẽm oxalate cho vào một thể tích glycerin xác định, phân
tán đều trong glycerin dưới điều kiện khuấy từ, gia nhiệt đến nhiệt độ 100oC, vận tốc khuấy 750-800 vòng/phút, thu được dung dịch huyền phù kẽm oxalate trong glycerin, sau đó đưa nhiệt độ của hỗn hợp lên 200-260oC.
Bước 2: Cân một lượng PVP cho vào dung dịch glycerin, sau đó cho hỗn hợp vào
lò vi sóng gia nhiệt và khuấy từ cho đến khi PVP tan hoàn toàn trong glycerin, điều khiển nhiệt độ dung dịch từ 200-260oC.
khuấy cho đến khi dung dịch đạt nhiệt độ phòng
khuấy, gia nhiệt trong lò vi sóng. t = 200oC – 240oC khuấy, t = 200o-240oC. Vkhuấy = 750-800 vòng/phút Phân tán ZnC2O4 trong glycerin Huyền phù oxalate kẽm và glycerin
Hoà tan hoàn toàn PVP trong glycerin
Dung dịch nano kẽm
Phân tích quang phổ UV-Vis Chụp ảnh TEM
37
Bước 3: Cho hỗn hợp huyền phù oxalate kẽm trong glycerin vào dung dịch PVP –
glycerin khuấy đều liên tục bằng máy khuấy từ và khảo sát nhiệt độ trong khoảng 200-240oC, thời gian tạo nano kẽm trong 15 phút. Sản phẩm thu được sau phản ứng được xác định tính chất lý hoá bằng các phương pháp hóa lý như quang phổ UV- Vis, giản đồ nhiễu xạ tia X, chụp ảnh FE-SEM, TEM để xác định cấu trúc của hạt nano kẽm tạo thành.
2.4. Các phương pháp phân tích 2.4.1. Phương pháp phân tích nhiệt 2.4.1. Phương pháp phân tích nhiệt
Phân tích nhiệt là phương pháp phân tích mà trong đó, các tính chất vật lý, hóa học của mẫu đo một cách liên tục như là những hàm của nhiệt độ (nhiệt độ được thay đổi có quy luật). Trên cơ sở lý thuyết về nhiệt động học, từ sự thay đổi tính chất đó ta có thể xác định được các thông số yêu cầu của việc phân tích. Các tính chất được xác định như nhiệt độ chuyển pha, khối luợng mất đi, biến đổi về kích thước.
Phân tích nhiệt vi sai (DTA):
- Phân tích nhiệt vi sai dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của mẫu đo và mẫu chuẩn, được xem như một hàm của nhiệt độ mẫu.
- Các tính chất của mẫu chuẩn là hoàn toàn xác định và yêu cầu mẫu chuẩn phải trơ về nhiệt độ.
- Với mẫu đo thì luôn xảy ra một trong hai quá trình giải phóng và hấp thụ nhiệt khi tăng nhiệt độ của hệ, ứng với mỗi quá trình này sẽ có trạng thái chuyển pha tương ứng.
- Phương pháp này cho biết:
Phân biệt các nhiệt độ đặc trưng.
Quá trình nóng chảy và kết tinh của vật liệu.
38
Hình 2.7: Máy phân tích nhiệt NETZSCH STA 409 Phân tích nhiệt khối lượng (TGA hay TG)
- Phương pháp này dựa trên cơ sở xác định khối lượng của mẫu vật chất bị mất đi (hay nhận vào) trong quá trình chuyển pha như một hàm của nhiệt độ.
- TGA cho ta xác định khối lượng của chất bị mất đi trong quá trình chuyển pha.
- Các thông tin nhận được dùng để xác định thành phần khối lượng của các chất có mặt trong mẫu.
- Mẫu kẽm oxalat được gia nhiệt với tốc độ 30oC/phút từ 10oC đến 600o C.
2.4.2. Phương pháp phân tích quang phổ UV-Vis
Quang phổ kế là thiết bị dùng để đo mật độ quang và độ triền quang. Quang phổ kế UV-Vis họat động ở vùng UV-Vis. Máy đo cường độ tia sáng sau khi đi qua mẫu (I1) và so sánh với cường độ ánh sáng tới (Io), từ đó tính ra mật độ quang.
Cấu tạo chính của quang phổ kế gồm nguồn sáng (thường là đèn nhiệt quang với ánh sáng VIS và đèn hồ quang đetơri cho ánh sáng UV), giá đặt mẫu, bộ lọc ánh sáng hay lưới nhiễu xạ để lọc lấy ánh sáng đơn sắc. Đầu dò thường là diod quang. Diod quang luôn đi kèm bộ lọc ánh sáng để chỉ ánh sáng đơn sắc đến được diod.
39
Hình 2.8: Sơ đồ quang phổ kế hai chùm tia.
Trong quang phổ kế hai chùm tia ánh sáng được chia làm hai tia bằng gương quay trước khi đến mẫu. Một tia được dùng làm so sánh, tia còn lại đi qua mẫu (Hình 2.9). Quang phổ kế hai chùm tia có thể có hai hay một đầu dò. Trường hợp hai đầu dò thì tia so sánh và tia mẫu được đo đồng thời như ở hình 2.9. Với loại một đầu dò thì ở một thời điểm chỉ có một trong hai tia sáng đến được đầu dò, còn tia kia bị chặn lại. Đầu dò lần lượt đo từng tia một.
Quang phổ kế thường đo mẫu ở dạng lỏng tuy vẫn có thể đo được mẫu khí và thậm chí cả chất rắn. Mẫu được chứa trong cuvet (cuvette) hoàn toàn trong suốt (không hấp thu ánh sáng ở vùng khảo cứu). Cuvet có dạng hình hộp chữ nhật, phổ biến nhất có bề dầy 1 cm (quãng đường l trong định luật Beer- Lambert).
Mẫu dung dịch nano kẽm được phân tích ở dạng lỏng, xác định bước sóng hấp thu của nano kẽm. Mẫu nano kẽm được phân tích trên máy quang phổ 2 chùm