Nghiên cứu ứng dụng polyme siêu hấp thụ nước và polyme tự hủy để chế tạo bầu ươm cây

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công nghệ Hoá học - - - - -o0o- - - - -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG POLYME SIÊU HẤP THỤ NƯỚC VÀ POLYME TỰ HỦY ĐỂ CHẾ TẠO BẦU ƯƠM CÂY

Giáo viên hướng dẫn: TS. Trịnh Đức Công TS. Nguyễn Thế Hữu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Vân Anh

Hà Nội: 2016

1

LỜI CẢM ƠN Khóa luận này được thực hiện tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Em xin trân trọng cảm ơn TS. Trịnh Đức Công đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS. Nguyễn Thế Hữu cùng toàn thể các thầy cô trong Khoa Công nghệ hóa học - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích và tạo mọi điều kiện để em có khả năng hoàn thành khóa luận này.

Em xin cảm ơn các thầy, các cô, bạn bè, người thân và các anh chị thuộc Phòng vật liệu polime - Viện hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã dạy bảo, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho em hoàn thành khoá học và thực hiện thành công khoá luận tốt nghiệp này.

Tuy nhiên do việc tham gia nghiên cứu khoa học còn ít thời gian, việc tiếp cận với thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Em rất mong được sự góp ý của Quý Thầy Cô và các bạn để khóa luận được hoàn chỉnh hơn.

Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2016 Sinh viên

Nguyễn Thị Vân Anh

2

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT PE

Polyetylen

HCCN

Hữu cơ công nghiệp

CEC

Dung tích trao đổi cation

CDH

Cellobiose dehydrogenaza

VINAGAMMA

Trung tâm nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ

AMS-1

Polyme giữ ẩm cho cây trồng

HDPE

Hight Density Polietylen

LDPE

Low-Density Polyetylen

PP

Polypropylene

PLA

Polylactic axit

PCL

Polycaprolactan

SCÂCĐ

Sức chứa ẩm cực đại

PVC

Polyvinyl clorua

ĐC

Mẫu đối chiếu

3

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.2. Cơ chế trương và hấp thụ nước của polyme siêu hấp thụ nước ..... 16 Hình 1.3. Hình ảnh mô tả polyme siêu hấp thụ nước trước khi hấp thụ nước ........................................................................................................................ 22 Hình 2.1: Thước đo kẹp điện tử Mitutoyo, Nhật Bản .................................... 29 Hình 3.1. Khả năng giữ nước của đất cát theo thời gian (ngày) ..................... 35 Hình 3.2: Biến thiên chiều cao cây sau 100 ngày (cm) ................................. 38 Hình 3.3: Biến thiên thời gian héo lá (ngày) .................................................. 39 Hình 3.4:Khả năng phát triển của rễ cây keo sau mỗi chu sinh sinh trường .. 41

4

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Quy định cỡ bầu cho từng loại cây ................................................ 14 Bảng 3.1. Độ trương của polyme siêu hấp thụ nước trong ............................ 33 các dung dịch phân bón .................................................................................. 33 Bảng 3.2. Độ trương của polyme siêu hấp thụ nước trong các dung dịch muối ........................................................................................................................ 33 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ nước đến (SCÂCĐ) của đất 34 Bảng 3.4. Tốc độ sinh trưởng chiều cao của cây keo ..................................... 36 Bảng 3.5. Quá trình phân hủy của bầu ươm ................................................... 42

5

MỤC LỤC

6

MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển khoa học và công nghệ thì vật liệu polime cũng được nghiên cứu, ứng dụng nhiều trong đời sống và trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt hơn nữa, polime có tầm ảnh hưởng rất quan trọng trong lĩnh vực nông lâm nghiệp.

Một vài năm trở lại đây, do nhu cầu sản xuất giống cây quy mô lớn và sản xuất rau, hoa, cây cảnh … ngày càng nhiều nên vấn đề tìm ra các loại vật liệu có thể giữ ẩm, nuôi dưỡng trồng, giảm sự thất và có lợi cho cây trồng đang được nghiên cứu để ứng dụng vào thực tiễn.

Polime siêu hấp thụ nước là loại polime dạng hydrogel không tan nhưng có khả năng hấp thụ nước cao. Polime này được đưa vào sử dụng trong nông nghiệp từ đầu những năm 1980. Có 3 loại hydrogel chính là: copolyme ghép tinh bột, polyacrylat tạo lưới và polyacrylamit tạo lưới. Việc sử dụng hydrogel làm tăng lượng ẩm sẵn có ở vùng rễ, có thể giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển trong đất có nguy cơ bị hạn hán hay kéo dài khoảng thời gian giữa các lần tưới.

Bên cạnh đó, 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. Do được tích hợp các công nghệ, 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 không cần phải bón thúc sau khi ra bầu.

Trên cơ sở đó, em đã chọn nghiên cứu đề tài khóa luận tốt nghiệp là : “Nghiên cứu ứng dụng polyme siêu hấp thụ nước và polyme tự hủy để chế tạo bầu ươm cây”. Mục tiêu của khóa luận này là nghiên cứu và đưa ra được các công thức ứng dụng loại vật liệu polime giữ ẩm kết hợp với bầu ươm cây tự hủy để chế tạo bầu ươm cây trong nông lâm nghiệp.

7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Vai trò của bầu ươm trong sản xuất cây giống [1] 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 dược 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 lý luận và kỹ thuật tăng năng suất cây con, thực hiện thâm canh trong công tác ươm cây. Có nhiều phương pháp sản xuất cây con như: Sản xuất cây con trên nền thấm nước và nền không thấm nước; Trong bầu dinh dưỡng; Sản xuất cây con bằng phương pháp nhân giống vô tính: (Chiết, ghép, giâm hom, nuôi cấy mô...). Mỗi phương pháp có đặc điểm riêng, về mặt kỹ thuật không thể có quy trình chung cho tất cả các phương pháp.

Tuy vậy về mặt nguyên lý đều có những đặc điểm chung là phải tạo được nguồn giống tốt điều kiện sinh trưởng của cây con phải thuận lợi...

Bầu gieo ươm cấu tạo gồm 2 phần: Vỏ bầu và ruột bầu.

1.1.1. Vỏ bầu Là khuôn giữ cho ruột bầu định hình và ổn định. Nên chọn vỏ bầu không gây cản trở sự trao đổi nước và không khí với môi trường xung quanh và không làm độc hại và mang sâu bệnh cho cây con, khi bằng và vận chuyển cây con không hay vỡ bầu, sau khi trồng vỏ bầu có khả năng tự hoại tốt trong đất, nguyên liệu rẻ tiền, tiện lợi. Các loại vỏ bầu: - Vỏ bầu bằng P.E: Đây là loại vỏ 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, khi bóng cây và vận 8

chuyển cây đi xa tiện lợi và không dễ vỡ Tuy nhiên hạn chế lớn nhất của loại vỏ bầu này là không tự hoại được trong đất sau khi trồng, khó trao đổi nước và không khí với môi trường bên ngoài, dễ tạo ra hiện tượng bức nhiệt. Kích thước tuỳ thuộc vào tuổi nuôi cây mà định [2].

- Vỏ bầu bằng đất rơm: Thành phần gồm đất thịt + rơm rạ + phân chuồng hoài + lân được dùng khuôn đóng thành vỏ có kích thước tùy thuộc vào tuổi nuôi cây.Tỷ lệ pha trộn: 100 kg đất + 3 kg rơm rạ + 2 kg phân chuồng loại trong đó có 5% phân lân. Loại vỏ bầu này có thành phần chất dinh dưỡng cho cây, dễ lưu thông nước, không khí, vật liệu sẵn. Tuy nhiên thời gian nuôi cây không được lâu, khi bóng cây, vận chuyển đi trồng, nặng và dễ vỡ nếu nuôi cây lâu rễ đâm xuyên qua vỏ 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 vỏ bầu bằng giấy, có nhiều tiện lợi song giá thành cao so với các loại vỏ bầu khác.

- Vỏ bầu hữu cơ: loại vỏ 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 thuhoạch. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy,loại vỏ bầu hữu cơ có thể sử dụng tốt để trồngcác loại cây hàng năm và làm bầu cho các loạicây lâm nghiệp. Người dân có thể sản xuất cácnguyên liệu làm bầu từ các nguồn vật liệu sẵncó tại địa phương, giúp tận dụng được nguyênliệu và nguồn lao động (Số liệu nghiên cứu chưa công bố). Sử dụng vỏ 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 công nghệ, bầu HCCN có các ưu điểm như giảm số lần bón phân, tưới nưới, với một số một số loại cây trồng ngắn ngày không cần phải bón thúc sau khi ra bầu. Cho đến nay các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc sử dụng vỏ bầu HCCN, 9

kết hợp sử dụng các loại giá thể đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng còn rất ít.

Ngoài hai loại vỏ bầu chính ở nước ta còn sử dụng vỏ bầu làm từ giấy hoặc gieo trực tiếp trên khay có lỗ. Những loại vỏ bầu này thường ít sử dụng do tính ưu việt của nó hạn chế.

1.1.2. Ruột bầu 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 hoài (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. Ví dụ: Hỗn hợp ruột bầu để gieo ươm cây Keo là: 94% đất + 5% phân chuồng 10/0 supe lân. Hỗn hợp ruột bầu gieo ươm cây Mỡ là: 85% đất + 10% phân chuồng + 4% đất hun + 1 % supe lân. 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. Đất ruột bầu sau khi đã xử lí xong, nếu chưa dùng đến ngay thì nên chất đống bảo quan 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 không nên đóng quá chặt hoặc quá lỏng, ruột bầu phải đảm bảo

10

độ xốp, độ ẩm. Độ xốp của ruột bầu 60 - 70%, kích thước bầu phải phù hợp với tuổi nuôi cây.

Bảng 1: Quy định cỡ bầu cho từng loại cây TT Cỡ bầu (cm)

Loài cây

Tuổi cây

1

12x18

Thông nhựa, trám trắng

12-18 tháng

2

8x 12

Thông đuôi ngựa, mỡ, lát hoa, lim,

6-12 tháng

xa mộc 3

7x 11

Keo tai tượng, keo lá tràm

3-5 tháng

Hình 1.1. Trình tự các bước làm bầu ươm 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 còn 2/3 bầu phía trên lỏng hơn), hoàn 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.

11

1.2. Sử dụng một số loại vật liệu tiên tiến trong chế tạo bầu ươm 1.2.1. Polyme siêu hấp thụ nước Polyme siêu hấp thụ nước là loại polyme dạng hydrogel không tan nhưng có khả năng hấp thụ nước cao. Có 3 loại hydrogel chính là: copolyme ghép tinh bột, polyacrylat tạo lưới và polyacrylamit tạo lưới.

Polyme siêu hấp thụ nước được biết tới vào đầu những năm 1950 cùng với việc đưa các chất đa điện ly tổng hợp để làm bền và gia cố cấu trúc đất [3]. Việc sử dụng hydrogel làm tăng lượng ẩm sẵn có ở vùng rễ, nhờ đó kéo dài khoảng thời gian giữa các lần tưới. Khả năng giữ nước phụ thuộc vào cấu trúc đất, loại hydrogel và kích thước hạt (bột hoặc hạt), độ muối của dung dịch đất và sự có mặt các ion.

Sản phẩm thường được bán trên thị trường có khả năng hấp thụ 350400g nước/1g polyme khô và tạo ra một nguồn nước dự trữ trong đất để cây trồng hấp thu. Việc sử dụng polyme siêu hấp thụ nước để giữ ẩm và dinh dưỡng, sử dụng nước và phân bón hiệu quả ngày càng trở nên quan trọng đặc biệt khi nguồn nước sẵn có bị hạn chế.

1.2.1.1. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ nước tới khả năng giữ ẩm và tính chất đất Polyme siêu hấp thụ nước có khả năng cải tạo tính chất đất nhờ hấp thụ một lượng lớn nước. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng polyme siêu hấp thụ nước có thể giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển trong đất có nguy cơ bị hạn hán. Polyme này cũng làm tăng khả năng giữ nước của đất cát và làm chậm thời điểm cây héo khi bay hơi mạnh. Bổ sung polyme siêu hấp thụ nước cũng làm giảm tốc độ bay hơi của đất [4].

Cơ chế trương và hấp thụ nước của polyme siêu hấp thụ nước polyacrylat được minh hoạ trên hình 1.2.

12

Hình 1.2. Cơ chế trương và hấp thụ nước của polyme siêu hấp thụ nước Mạch chính polyme có chứa các nhóm -COOH và COO- ưa nước. Khi đưa vào môi trường nước, có sự tương tác giữa polyme và dung môi, đó là sự hydrat hoá do các nhóm -COO- và ion Na+ hút các phân tử nước phân cực và liên kết hydro giữa các phân tử nước (tương tác tĩnh điện). Các hiệu ứng này làm giảm năng lượng và làm tăng entropy của hệ. Do bản chất ưa nước, các mạch polyme có xu hướng phân tán không hạn chế trong nước (xu hướng tan trong nước), quá trình này cũng làm tăng entropy. Nhờ sự có mặt của chất tạo lưới tạo thành mạng lưới 3 chiều, lực co đàn hồi của mạng lưới ngăn polyme trương không hạn chế (hoà tan), kèm theo sự giảm entropy của mạch, khi chúng trở nên cứng hơn so với trạng thái cuộn rối ban đầu. Có một cân bằng giữa lực co đàn hồi mạng lưới và xu hướng trương không xác định của mạch. Đối với các polyme có tính ion, các mạch được trung hoà chứa các điện tích cùng dấu đẩy lẫn nhau. Tính trung hoà điện tích được duy trì khi các nhóm COO- tích điện âm được cân bằng với các ion Na+ tích điện dương. Khi tiếp xúc với nước, các ion Na+ bị hydrat hoá làm giảm lực hút của chúng đối với các nhóm -COO- (do hằng số điện môi của nước cao). Quá trình này cho phép các ion Na+ chuyển động tự do bên trong mạng lưới tạo thành áp suất thẩm thấu bên trong gel. Tuy nhiên, các ion Na + linh động không thể dời khỏi gel do chúng vẫn bị hút yếu với các nhóm -COO- dọc theo mạch chính polyme và giống như là bị giữ lại bởi một màng bán thấm. Do đó, động lực của quá trình trương là chênh lệch áp suất thẩm thấu bên trong và bên ngoài gel.

13

Việc sử dụng hydrogel làm tăng hiệu quả sử dụng nước do nước thấm qua vùng rễ sẽ bị giữ lại. Trong những ngày nắng nóng, hệ rễ tóc của thực vật sẽ hút và làm cạn kiệt hầu hết nước ở khu vực gần vùng rễ làm cho cây bị héo. Nhờ làm tăng lượng ẩm hữu hiệu, hydrogel giúp làm giảm áp lực nước của thực vật, nhờ đó thúc đẩy quá trình phát triển và tăng năng suất cây trồng.

Hydrogel cũng làm giảm sự rửa trôi phân bón và là chất mang thuốc trừ sâu, diệt nấm và diệt cỏ [5].

Nghiên cứu bổ sung hydrogel vào đất nghèo giúp cải thiện khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây trồng và giảm thiểu thất thoát dinh dưỡng do rửa trôi. Hydrogel cũng hoạt động như một loại phân bón nhả chậm chất dinh dưỡng [6-7]. Điều này chứng tỏ hydrogel không chỉ có khả năng giữ ẩm, tăng năng suất cây trồng mà còn giảm thiểu rửa trôi chất dinh dưỡng, nhờ đó ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Iran là vùng đất khô, các hệ thống sản xuất mùa màng đều phải thích nghi với điều kiện khí hậu này. Để thiết kiệm ẩm trong đất, nhiều loại vật liệu đã được sử dụng như tàn dư thực vật, cây phủ bổi, chất thải, rác, rơm, rạ và polyme siêu hấp thụ nước. Phân bò làm tăng sự hấp thụ K và photphat.

Polyme siêu hấp thụ nước làm tăng sự hấp thụ N, P, K. Ảnh hưởng kết hợp của phân bò và polyme siêu hấp thụ nước làm tăng sự hấp thu dinh dưỡng, dung tích trao đổi cation (CEC) và cung cấp ẩm cho đất. Sự hấp thụ tối đa làm tăng năng suất 16,2% và hấp thu đa lượng 9,6% ở cây ngô [8]. Năng suất hạt đạt cực đại khi sử dụng 65% phân động vật và 35% polyme siêu hấp thụ nước [9].

Nhiều tác giả thừa nhận rằng khi bổ sung polyme siêu hấp thụ nước vào đất có thể có các tác dụng sau: chống xói mòn đất và dòng chảy mặt, tăng khả năng thấm, tăng kích thước đoàn lạp đất, giảm dung trọng đất, tăng khả năng giữ nước, cải thiện khả năng sống sót của cây trồng chịu hạn, cải thiện khả năng thu hồi dinh dưỡng từ phân bón đã sử dụng và giảm tần suất tưới [1014

12].

1.2.1.2. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ nước tới sự phát triển cây trồng Nhiều nghiên cứu chứng tỏ rằng polyme siêu hấp thụ nước 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 môi trường cát [13] hay tăng khối lượng trung bình của thân, rễ và chiều cao măng Pinus patula tới hơn 800 % [14].

Hydrogel cũng làm tăng số hoa và khối lượng khô của cây dã yên thảo (thuốc lá cảnh) trong điều kiện khô hạn [15]. 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 [16]. 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 [17] 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 15

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.

Polyme siêu hấp thụ nước không những tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển, năng suất của cây trồng mà còn ảnh hưởng có lợi đến một số đặc điểm trao đổi chất, hoạt tính các enzyme trong thực vật. Thực nghiệm đã được tiến hành với việc bổ sung hydrogel cho cây yến mạch với tỷ lệ 60kg/ha sử dụng 3 mức nước tưới (đầy đủ, trung bình và thiếu) nhằm hiểu rõ hơn cơ chế chịu hạn vả cải thiện chiến lược quản lý nước trong đất. Kết quả cho thấy hàm lượng nước tương đối trong lá ở cây yến mạch có sử dụng polyme siêu hấp thụ nước thì cao hơn nhiều. Mặc dù polyme ít có ảnh hưởng tới sự tích luỹ sinh khối trong điều kiện tưới đủ và trung bình nhưng nó vẫn làm tăng sinh khối 52,7% trong điều kiện tưới thiếu. Trong điều kiện tưới không đủ, cây trồng đều bị giảm hoạt tính các enzyme catalaza, peroxidaza, ascorbate peroxidaza và glutathion reductaza trong lá so với đối chứng [18].

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 môi trường cát. Trong một thí nghiệm được tiến hành bởi Theron [19], 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 [20] 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 khô. Polyme có thể duy trì độ ẩm cao hơn so với môi trường không có polyme.

16

Nghiên cứu bổ sung polyme siêu hấp thụ nước vào đất nghèo giúp cải thiện khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây trồng và giảm thiểu thất thoát chất dinh dưỡng do rửa trôi. Trong điều kiện rửa trôi cao, sự phát triển của cỏ đuôi trâu được cải thiện và khả năng tích luỹ N trong lá tăng cũng như giảm N bị rửa trôi. Polyme siêu hấp thụ nước cũng hoạt động như một loại phân bón nhả chậm chất dinh dưỡng. Mikkelsen [21] đã thí nghiệm với 4 công thức mangan cho đất trồng đậu tương để xác định ứng đáp khi polyme có trong đất. Tất cả cây đậu tương đều có hàm lượng mangan và sinh khối cao hơn trừ những cây đối chứng không có polyme. Trong một thí nghiệm so sánh ảnh hưởng của trận mưa 2000mm tới quá trình rửa trôi phân bón trong đất cát thấy rằng polyme siêu hấp thụ nước có thể lưu giữ được lượng N nhiều hơn 400%, K nhiều hơn 300% so với các loại phân bón nhả chậm và nhả nhanh tiêu chuẩn [22]. Điều này chứng tỏ polyme siêu hấp thụ nước không chỉ có thể tăng năng suất và giữ ẩm mà còn giảm thiểu rửa trôi chất dinh dưỡng, nhờ đó ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước ngầm.

1.2.1.3. Khả năng phân huỷ sinh học của polyme siêu hấp thụ nước Quá trình phân huỷ sinh học trong đất của 2 loại polyme siêu hấp thụ nước, polyacrylat không tan và copolyme polyacrylat/polyacrylamit không tan đều được tạo lưới, bởi nấm que trắng Phanerochaete chrysosporium đã được nghiên cứu. Cả 2 loại polyme đều bị hoà tan và khoáng hoá bởi nấm nhưng quá trình hoà tan và khoáng hoá của copolyme nhanh hơn là polyacrylat. Vi khuẩn đất hoà tan polyme kém hơn và không có khả năng khoáng hoá polyme nguyên vẹn. Tuy nhiên, vi khuẩn đất kết hợp với nấm trong quá trình phân huỷ polyme trong đất, nấm hoà tan polyme và vi khuẩn đất thúc đẩy quá trình khoáng hoá. Hơn nữa, các vi khuẩn đất có khả năng khoáng hoá cả 2 loại polyme sau quá trình hoà tan bởi Phanerochaete chrysosporium phát triển trong điều kiện tạo ra peoxidaza nấm hay cellobiose dehydrogenaza hay sau quá trình hoà tan bởi tác nhân Fenton phát quang hoá.

Kết quả chứng tỏ rằng quá trình phân huỷ sinh học của các polyme này trong 17

đất tốt nhất trong điều kiện tăng tối đa quá trình hoà tan. Khi Phanerochaete chrysosporium được nuôi cấy trong điều kiện thúc đẩy sự giải phóng Cellobiose dehydrogenaza (CDH) mà không phải là các peoxydaza phân huỷ lignin thì nấm hoà tan và khoáng hoá hiệu quả cả 2 loại polyme siêu hấp thụ nước. Thêm sắt vào mẻ cấy vi khuẩn cũng làm tăng hoạt tính CDH cũng như tốc độ và mức độ hoà tan và khoáng hoá cả 2 loại polyme. Cả 2 loại polyme đều bị hoà tan khi được nuôi CDH tinh chế, ion sắt (II) và hydropeoxit [23].

Quá trình hấp thụ, phân bố, tỷ lệ và con đường bài tiết một loại polyme siêu hấp thụ nước polyacrylat sau khi cung cấp một liều duy nhất qua miệng đã được đánh giá. Các con chuột đực được cung cấp một liều duy nhất từ 26 đến 39mg/kg. Khoảng 98,8% tổng liều cung cấp được bài tiết trong nước tiểu trong 5 ngày và hầu hết (khoảng 88%) được bài tiết trong 24 giờ đầu. Bài tiết qua nước thải chiếm khoảng 0,69% tổng liều cung cấp. Việc thu hồi hoạt tính phóng xạ trong các cơ quan, mô và thân thường nhỏ hơn 0,5% liều được cung cấp. Mức hoạt tính phóng xạ tổng cộng trong máu nằm trong khoảng 0,75 đến 1,2 ́g đương lượng/g. Việc loại bỏ hoạt tính phóng xạ tổng cộng qua mật chiếm không tới 0,1% liều được cung cấp. Kết quả cho thấy polyme siêu hấp thụ nước bị hấp thụ rất ít và bị loại bỏ nhanh trong nước tiểu sau khi cung cấp qua miệng [24].

1.2.1.4. Nghiên cứu ứng dụng của polyme siêu hấp thụ nước tại Việt Nam Hiện nay polyme siêu hấp thụ nước đã được một số Viện Nghiên cứu ở nước ta như: Viện Hoá học- Viện Hàn lân KH&CN Việt Nam, Trung tâm nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ (VINAGAMMA), Viện Công nghệ Hóa học TP. Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chế tạo loại vật liệu này theo nhiều con đường khác nhau. Trong đó Viện Hoá 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 18

có thể phát huy tác dụng từ 2-3 vụ.

Hình 1.3. Hình ảnh mô tả polyme siêu hấp thụ nước trước khi hấp thụ nước (a); sau khi hấp thụ nước (b) và mô tả quá trình giữ nước cho của AMS1 cho cây trồng (c) 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 đoàn 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% [25]. Ảnh hưởng của các biện pháp chống hạn như phủ bổi, phủ màng và sử dụng polyme siêu hấp thụ nước tới năng suất bông vụ đông xuân ở Đồng Nai đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy các biện pháp trên đều làm tăng khả năng giữ ẩm cho bông từ 4-7 ngày trong điều kiện hạn cuối vụ, cao nhất là công thức bón AMS-1. Trong các biện pháp giữ ẩm, dùng AMS-1 với liều lượng 25kg/ha cho kết quả tốt nhất, khả năng chịu hạn 7 ngày [25].

Trên đất cát ven biển tại Thừa Thiên Huế, sử dụng chất giữ ẩm AMS-1 có thể duy trì độ ẩm, tăng khả năng sinh trưởng và phát triển cây trồng. Với liều lượng chất giữ ẩm 35kg/ha, năng suất dưa hấu vụ hè thu có thể tăng tới 71,6% so với đối chứng. Đối với cây lạc vụ đông xuân trên đất cát nội đồng, sử dụng chất giữ ẩm với liều lượng 35kg/ha làm tăng năng suất lạc lên 45,5%.

Mặc dù không phải bổ sung thêm trong vụ hè thu, chất giữ ẩm vẫn duy trì hiệu lực tồn dư và tăng năng suất 56,6% so với đối chứng [83]. Polyme siêu 19

hấp thụ nước AMS-1 làm tăng khả năng sinh trưởng, phát triển, tăng năng suất cây trồng trên đất gò đồi. Với liều lượng chất giữ ẩm 35kg/ha cho 2 vụ, năng suất lạc vụ đông xuân có thể tăng 41,3%, vụ hè thu tăng 55,2% so với đối chứng [26].

Polyme siêu hấp thụ nước cũng có tác động tích cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây chè trồng mới cũng như chè kinh doanh ở Hải Hà, Quảng Ninh. Đối với cây chè trồng mới, các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển khi sử dụng AMS-1 đều cao hơn so với đối chứng, trong đó công thức 35kg/ha cho kết quả tốt nhất. Cụ thể tỷ lệ cây chết giảm rõ rệt, khả năng phân cành tăng 27,6%, khối lượng rễ khô và chiều cao cây tăng đáng kể so với đối chứng. Nhờ đó, có thể giảm công chăm sóc, tưới tiêu, tăng năng suất chè và đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Đối với chè kinh doanh, các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của mô hình khảo nghiệm cơ bản và khảo nghiệm sản xuất có sử dụng AMS-1 đều tăng lên rõ rệt, đặc biệt năng suất thu hoạch búp tươi tăng khoảng 22,5% so với đối chứng [27].

Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ nước đến sự sinh trưởng và phát triển của một số cây phân xanh họ đậu (cốt khí, cúc Thái Lan, đậu mèo, kudzu) trồng trên bãi thải khai thác than của mỏ than Núi Hồng - Thái Nguyên cho thấy loại polyme này có ảnh hưởng tích cực đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, tỷ lệ cây sống, tỷ lệ che phủ đất, năng suất sinh khối và năng suất chất xanh vượt trội so với đối chứng. Tỷ lệ AMS1 phù hợp là từ 75-80kg/ha [28].

Qua triển khai ứng dụng ở quy mô sản xuất tại nhiều địa phương, đã chứng minh được khả năng của polyme siêu hấp thụ nước AMS-1 trong việc giữ ẩm, chống hạn, cải tạo đất và tăng cường quá trình sinh trưởng, phát triển của nhiều loại cây trồng, bảo vệ môi trường đem lại các kết quả có ý nghĩa kinh tế và xã hội cao.

20

Trung tâm nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ (VINAGAMMA) đã nghiên cứu chế tạo chế phẩm có tên gọi “Gam-sorb”. Đây là gel polyme từ tinh bột sắn biến tính, có khả năng hấp thụ nước cao khoảng vài trăm lần so với khối lượng khô của chúng ở dạng bột, hạt, vảy để điều hoà độ ẩm. Thời gian phân hủy của loại Gam-sorb này khá dài. Sau 9 tháng chôn trong đất, sản phẩm tự phân hủy 85,5%. Theo nhóm tác giả thì sản phẩm này thích hợp với một số loại cây trồng như: cây dâu tây, cây thông đỏ, cây cải ngọt, cây rau muống… là những cây trồng ngắn ngày, có nhu cầu tăng vụ vào những thời điểm khô hạn ở các vùng như Tây Nguyên và Trung Trung Bộ.

Viện Công nghệ Hóa học TP. Hồ Chí Minh cũng đã chế tạo sản phẩm VHHC từ các phế thải nông nghiệp như mùn cưa hay bã mía. Các tác giả cho biết vật liệu này được chế tạo với độ bền vừa phải là 3 tháng, vừa đủ cho một vụ mùa.

Bên cạnh những cố gắng nghiên cứu và triển khai công nghệ, một số đơn vị còn tìm cách nhập khẩu công nghệ và thiết bị để chế tạo polyme siêu hấp thụ nước. Viện Khoa học Nông nghiệp đã tìm cách nhập khẩu dây truyền sản xuất polyme siêu hấp thụ nước từ Trung Quốc nhưng những nỗ lực này đến nay vẫn chưa thành công.

1.2.2. Màng polyetylen có khả năng tự hủy Vật liệu polyme phân hủy sinh học là một trong những giải pháp quan trọng trong việc làm giảm lượng chất thải rắn polyme vốn rất khó phân hủy trong môi trường. Tuy đã ứng dụng thành công trong thực tế nhưng hiện các sản phẩm polyme phân hủy sinh học chưa được phổ biến rộng rãi.

Sử dụng bầu trồng cây là tiến bộ kỹ thuật hiện được áp dụng rộng răi đối với các loại cây trồng cạn ngắn ngày như ngô, các loại cây rau, hoa quý hiếm hay trong kỹ thuật ươm cây. Nhờ sử dụng bầu, các hộ nông dân có thể chuẩn bị cây con, cây giống đúng thời vụ, giải quyết các khó khăn thời tiết không 21

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 trên có các nhược điểm như: i) bầu bằng túi nilong chỉ sử dụng 1 lần gây lăng 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.

Tuy nhiên do đặc tính cấu trúc của các polyolefin, chúng gồm các đơn vị metyl lặp đi lặp lại trong cấu trúc của HDPE, các đơn vị metylen và metyl trong cấu trúc của LDPE và trong PP, với trọng lượng phân tử rất cao, từ vài trăm đến vài nghìn dalton. Các chất phụ gia sử dụng trong quá trình ổn định cho polyme làm giảm mạnh tốc độ của quá trình phân hủy của túi nilon.

Ngoài ra, sự phân nhánh tăng của các mắt xích trên mạch làm ngăn cản sự phân hủy bởi vi sinh vật. Một yếu tố nữa ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chậm trễ của chất dẻo là sự hạn chế về khả năng hòa tan trong nước của nó.

Kích thước của đại phân tử polyme là rất lớn, nên các vi sinh vật không thể chuyển trực tiếp nó vào trong các tế bào [29].

Nhựa polyetylen phân hủy theo nhiều cơ chế khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện môi trường mà nhựa được sử dụng và điều kiện sản xuất. 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 [29] 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 [30].

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 22

hay các tạp chất trong polyme hấp thụ bức xạ và gây ra các phản ứng hóa học [60-62].

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 [30].

Phân hủy hóa học : Là quá trình tấn công của các hóa chất như ozon hay lưu huỳnh trong hóa chất nông nghiệp có thể tấn công mạch polyme làm đứt liên kết hay gây ra quá trình oxy hóa. Các polyme có chứa nhóm chức cũng nhạy với ảnh hưởng của nước [30].

Quá trình tự hủy có thể chia làm hai giai đoạn : Giai đoạn 1: Dưới tác động của ánh sáng, nhiệt độ thích hợp và các yếu tố môi trường, oxy ngoài môi trường kết hợp với carbon và hydro trong các phân tử nhựa, dẫn đến liên kết trong phân tử nhựa bị cắt đứt tạo nên các đoạn mạch nhỏ có chứa các gốc tự do. Khi đó oxi kết hợp với các đoạn mạch nhỏ trên để tạo thành các nhóm chức có tính chất ưa nước làm tính chất cơ học của màng nhựa thay đổi, giảm đi lực căng, lực giãn kéo và độ dẻo; màng nhựa bị thay đổi từ kị nước sang ưa nước; miếng nhựa giòn phân rã thành những mảnh nhỏ.

Giai đoạn 2: là quá trình phân hủy sinh học được thực hiện bởi các vi sinh vật, như vi khuẩn, nấm, tảo…Chúng sé phân hủy các oligome thành CO2, H2O và sinh khối. Giai đoạn 1 là quan trọng nhất vì nó quyết định vận tốc của toàn bộ quá trình phân hủy của nhựa.

Polyolefin nói chung và polyetylen nói riêng, có nguồn gốc từ dầu mỏ, than đá và các nguồn nguyên liệu hóa thạch khác do đó nó phân hủy rất chậm trong môi trường. Trong thành phần cấu trúc, tính chất hóa học, trọng lượng phân tử cao và tính kị nước của các polyme này là nguyên nhân chính cản trở khả năng tự phân hủy trong môi trường của chúng. Vậy để xúc tiến quá trình tự hủy của các loại vận liệu này cần thiết phải thêm các tác nhân nhằm hạn 23

chế những trở ngại trên như làm cho polyme ưa nước hơn...Hiện nay có một số phương pháp xúc tiến quá trình tự hủy của polyolefin như: - Trộn hợp với các polyme có nguồn gốc tự nhiên như tinh bột, cellolozo, lignin…các polyme tổng hợp như PLA, PCL… - Trộn hợp với các chất xúc tiến quá trình oxi hóa chuyên dụng - Tiến hành tiền xử lý với nhiệt, UV, sóng ngắn, bức xạ năng lượng cao và các phương pháp hóa học.

- Cô lập và phát triển các vi sinh vât có thể làm tăng hiệu quả phá hủy các polyme đó - Cải thiện sự gắn các vi sinh vật lên bề mặt polyme. Điều này có thể đạt được bằng việc sử dụng các nhóm hoạt động bề mặt hoặc gây ra các vi khuẩn để sản sinh chất hoạt động bề mặt.

- Thông qua biến tính di truyền của vi sinh vật.

Trong nông nghiệp, vấn đề lớn nhất là làm thế nào để loại bỏ chúng ra khỏi đồng ruộng sau canh tác. Các loại màng cũng như túi nilon sau khi sử dụng rất khó phân hủy trong một thời gian dài, những mảnh vụn nhỏ của loại màng này có thể tồn tại trong vòng vài năm. Để giải quyết vấn đề này, đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm chế tạo màng phủ bổi có khả năng tự hủy. Đây là vấn đề đã và đang được quan tâm chú ý của ngành công nghiệp nhựa và các nhà khoa học.

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. Do được tích hợp các công nghệ, nên việc sử dụng bầu ươm có các ưu điểm như giảm số lần bón phân, tưới nưới, với một số một số loại cây trồng ngắn ngày không cần phải bón thúc sau khi ra bầu. Cho đến nay các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc sử dụng bầu ươm cây kết hợp sử dụng các loại giá thể đến quá tŕnh sinh trưởng và phát triển của cây 24

trồng còn rất ít. 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 nông lâm nghiệp.

Trên cơ sở các kết quả tổng quan tài liệu cho thấy việc chế tạo bầu ươm có vai trò hết sức quan trọng đến việc ươm cây giống cũng như tạo môi trường sống tốt cho cây con sau khi nảy mầm. Do vậy trong khuôn khổ khóa luận này em tập trung nghiên cứu sử dụng hai loại vật liệu tiên tiến để chế tạo bầu ươm cây. Với tính năng của 2 loại vật liệu này em hi vọng sẽ có được một công thức hợp lý để chế tạo bầu ươm có đủ chất dinh dưỡng, khả năng giữ ẩm tốt và đặc biệt là vỏ bầu khi sử dụng không phải xé khi trồng vì chúng có khả năng tự hủy sau khi chôn xuống đất.

25

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Hóa chất và thiết bị 2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất - Polyme siêu hấp thụ nước với khả năng hấp thụ nước 350g/g vật liệu khô, thời gian phân hủy 6-9 tháng, được chế tạo tại Phòng vật liệu polyme, Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Bầu ươm cây có khả năng tự phân hủy, được chế tạo tại Phòng vật liệu polyme Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, kích thước 7x11 cm, dày 35-40µm, thời gian phân hủy 8-12 tháng.

- Cây giống: Keo lai (Acacia hybrid) được cung cấp bởi Trung tâm giống cây trồng nông nghiệp.

- Phân chuồng hoai - Phân supe lân.

- Đất màu 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị - Thước đo kẹp điện tử Mitutoyo, Nhật Bản có phạm vi đo: 0-200mm với độ hiển thị: 0,01mm, độ chính xác: ±0.02mm

- Thước dây: dùng để đo chiều cao cây có độ hiển thị: 1mm

26

2.2. Các phương nghiên cứu 2.2.1. Khảo sát khả năng trương nở của polyme siêu hấp thụ nước 2.2.1.1. Khảo sát khả năng trương nở của polyme siêu hấp thụ trong các dung dịch phân bón Cân 1 gam polyme siêu hấp thụ nước cho vào túi vải mỏng sau đó ngâm trong tương từng dung dịch phân bón hoà tan và dung dịch chứa hỗn hợp các phân bón ở nhiệt độ phòng. Các phân bón sử dụng là: phân đạm (dạng NO3-), phân lân (dạng NaH2PO4), phân kali (dạng KCl). Nồng độ của các dung dịch quy về hàm lượng các nguyên tố N, P, K trong một lít dung dịch, cụ thể: N = 100mg/l; P = 10mg/l; K = 200mg/l. Sau 60 phút lấy túi ra, để ráo nước, xác định độ trương theo công thức: Q= Trong đó:

m 2 − m1 m0

Q: Độ trương của polyme ( g/g ). m2: Khối lượng của túi vải và polyme sau khi trương ( g ). m1: Khối lượng túi vải ( g ). m0: Khối lượng của polyme khô ( g ).

Các phép đo được lặp lại 3 lần, lấy trị số trung bình số học và độ lệch chuẩn: n

X=

 i =1

Xi n

X : Độ trương của lần đo thứ i X

: Giá trị độ trương trung bình

n

: số lần lặp lại thí nghiệm

Độ lệch chuẩn:

27

SX =

 (X i − X) 2 n (n − 1)

2.2.1.2. Khảo sát khả năng trương nở của polyme siêu hấp thụ trong các dung dịch muối Cân 1g polyme sieu hấp thụ nước cho vào túi vải mỏng sau đó ngâm trong cốc thuỷ tinh chứa dung dịch các muối CaCl2, NaCl, MgSO4 và KNO3 ở các nồng độ 0,5mM, 1mM, 5mM, 10mM và15 mM (khi pha các dung dịch muối, sử dụng cân phân tích có độ chính xác 0,0001 g). Sau 60 phút lấy túi ra, để ráo nước và xác định độ trương tương tự như trong dung dịch phân bón.

2.2.2. Xác định sức chứa ẩm cực đại (SCÂCĐ) và khả năng giữ nước của môi trường đất có bổ sung polyme Mẫu đất khô 50g được trộn với polyme siêu hấp thụ nước với tỷ lệ 0,5% theo khối lượng sau đó được cho vào ống nhựa PVC một đầu được bịt bằng vải mỏng không cho đất lọt qua. Đem ngâm trong nước 24 giờ sao cho cột nước mao quản dâng lên đủ làm ướt lớp đất bề mặt, sau đó vớt ra, để ráo loại nước dư trong 15 phút rồi đem xác định độ ẩm.

- Xác định độ ẩm đất: Mẫu đất đem sấy ở 105oC trong 8 giờ rồi xác định độ ẩm theo công thức: W=

m1 − m 2  100 % m2

m1: trọng lượng đất ướt. m2: trọng lượng đất sau khi sấy.

Mẫu đối chứng không trộn polyme cũng được tiến hành tương tự.

Tiến hành ươm giống đối với cây keo với số lượng 100 bầu ươm với 4 công thức (01 Đối chứng và 03 công thức sử dụng vật liệu polyme siêu hấp thụ nước với liều lượng sử dụng khác nhau). Bầu ươm cây có khả năng tự

28

phân hủy, kích thước 7x11 cm, dày 35 - 40µm, thời gian phân hủy 8-12 tháng.

Thời gian thực hiện từ tháng 1/2016 đến tháng 4/2016.

2.3.3. Ảnh hưởng của polyme tới quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng trong bầu ươm Bầu ươm: Bầu ươm cây có khả năng tự phân hủy, kích thước 7x11 cm, dày 35 - 40µm, thời gian phân hủy 8-12 tháng Công thức ruột bầu: Gồm 2kg đất phù sa sông Hồng, bón lót 20g phân hữu cơ; 1g urê; 0,13g phân kali; 5g supelân. Polyme siêu hấp thụ được bổ sung theo 4 tỉ lệ: 0% (ĐC); 0.1%; 0,2%; 0,5% (theo khối lượng). Cân và ghi lại khối lượng của các bầu ươm.

Tiến hành gieo hạt: Gieo 03 hạt giống vào mỗi bầu ươm. Thí nghiệm được tiến hành ngoài trời (có mái che để loại trừ ảnh hưởng của mưa). Trong 10 ngày đầu các bầu ươm được tưới với chế độ nước như nhau. Sau ngày thứ 10, làm thưa bớt sao cho số cây ở mỗi chậu còn 01 cây, tưới bão hoà nước cho tất cả các mẫu, sau đó ngừng tưới hoàn toàn. Lượng nước tưới được cân và ghi lại.

Các chỉ tiêu theo dõi: Định kỳ phân tích, đánh giá quá trình sinh trưởng, phát triển của cây và quá trình phân hủy của bầu ươm: - Tốc độ sinh trưởng chiều cao: dùng phương pháp đo thông thường bằng thước, chính xác đến milimet, được đánh giá bằng cách đo chiều cao cây từ lúc bắt đầu ươm và sau mỗi 10 ngày. Tiến hành phép đo đối với 10 cây, lấy giá trị trung bình.

- Sự phát triển của bộ rễ: tiến hành thí nghiệm kiểm tra sụ phát triển của rễ cây keo sau 30 ngày tại các mẫu khác nhau và quan sát đưa ra kết quả .

Sử dụng phương pháp phân tích phương sai để đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung polime tới các thông số tăng trưởng của cây trồng.

29

30

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của môi trường đến độ trương của polyme siêu hấp thụ nước Do môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp thụ nước của vật liệu polyme siêu hấp thụ nước. Thí nghiệm được tiến hành trong các dung dịch phân bón khác nhau. Ảnh hưởng của môi trường phân bón đến độ trương của polyme siêu hấp thụ nước được trình bày trong bảng 3.1.

Bảng 3.1. Độ trương của polyme siêu hấp thụ nước trong các dung dịch phân bón Dung dịch chứa ion

N

K

P

NK

NP

PK

NPK

Độ trương g/g

200

195

179

167

164

149

117

Bảng 3.2. Độ trương của polyme siêu hấp thụ nước trong các dung dịch muối Nồng độ mM

0,5

1

5

10

15

NaCl

206

188

128

102

86

KNO3

201

173

119

97

84

MgSO4

173

146

106

65

46

CaCl2

150

79

71

22

10

Muối

Các kết quả trên bảng 3.1 và bảng 3.2 cho thấy độ trương của polyme siêu hấp thụ phụ thuộc vào bản chất ion và nồng độ của chúng trong dung dịch. Điều này được giải thích như sau là do polyme siêu hấp thụ được chế tạo từ polyacrylat là chất đa điện ly, được đặc trưng bằng mật độ sắp xếp các nhóm ion hoá cao. Do đó, các phân tử polyacrylat tương tác rất mạnh với nhau trong dung dịch, các phần tử tích điện cùng dấu đẩy nhau làm cho mạch phân tử (bình thường ở dạng cuộn) có xu hướng duỗi thẳng ra, là nguyên nhân của sự trương. Trong dung dịch các muối điện ly, các cation sẽ đi tới khớp vào phần tử tích điện âm và do đó làm giảm cường độ lực đẩy của hai điện 31

tích cùng dấu khiến các chuỗi polime khó tách khỏi nhau. Lực này không chỉ phụ thuộc vào nồng độ cation có trong dung dịch mà còn phụ thuộc vào bán kính ion của chúng. Tăng nồng độ muối tức là tăng nồng độ cation dẫn đến ảnh hưởng trên càng mạnh. Kết quả là độ trương giảm khi nồng độ các muối tăng. Đó cũng là lý do trong dung dịch hỗn hợp các phân bón độ trương giảm so với độ trương trong các dung dịch phân bón riêng lẻ.

Mặt khác độ trương của polime trong các dung dịch muối NaCl, KNO3 cao hơn độ trương trong dung dịch CaCl2, MgSO4 ở các nồng độ tương ứng.

Nguyên nhân là do các ion hóa trị II như Ca2+, Mg2+. Ngoài hiệu ứng làm giảm lực đẩy tĩnh điện còn có khả năng tạo cầu liên kết với các nhóm -COO của chuỗi đại phân tử gây ra sự cố định các nhóm chức đó, làm giảm khoảng không gian chứa các phân tử nước dẫn đến độ trương trong các dung dịch này giảm mạnh.

Trong dung dịch đất, sự có mặt của các ion nói trên là không thể tránh khỏi, ngoài ra còn có thêm các ion khác như: Cu2+, Mn2+, Fe3+,… Lý do này dẫn đến độ trương của polime siêu hấp thụ nước trong đất giảm. Tuy nhiên sự lưu giữ các ion trên (các nguyên tố đa lượng và các nguyên tố vi lượng) của polime lại có ý nghĩa đặc biệt quan trọng: hạn chế sự rửa trôi phân bón, đặc biệt là phân vi lượng và cung cấp cho cây khi cần thiết.

3.2. Ảnh hưởng của polyme đến sức chứa ẩm cực đại (SCÂCĐ) của đất Sức chứa ẩm cực đại của đất là một yếu tố quan trọng, phản ánh khả năng chứa và giữ nước của mỗi loại đất. Ảnh hương của polyme siêu hấp thụ nước đến sức chứa ẩm cực đại của đất được nghiên cứu với các nồng độ polyme khác nhau. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ nước đến (SCÂCĐ) của đất Công thức SCÂCĐ (%)

ĐC

0,25

0,5

65,14

72,69

80,23

32

Các kết quả nghiên cứu SCÂCĐ cho thấy mức độ tăng khả năng giữ nước của đất với việc bổ sung polime vào đất. Khi bổ sung polime, kết cấu đất được hình thành và tăng cường, kết quả là SCÂCĐ của đất tăng lên từ 765,14% lên 70,69% và 80,23% tương ứng với hàm lượng polime siêu hấp thụ nước được bổ sung tương ứng là: 0,25 và 0,5%.

3.2. Ảnh hưởng của polime siêu hấp thụ nước đến khả năng giữ nước của đất theo thời gian Để nghiên cứu hhả năng giữ nước của đất theo thời gian. Thí nghiệm được nghiên cứ và theo dõi trong 100 ngày, hàm lượng polime tương ứng là 0%,0,25% và 0.5%. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong hình 3.1.

120

Độ ẩm đất (%)

100 80 60

Polime 0 (%)

40

polime 0.25% polime 0.5%

20 0 0

20

40 60 Thời gian (ngày)

80

100

Hình 3.1. Khả năng giữ nước của đất cát theo thời gian (ngày) Kết quả nghiên cứu cho thấy: polime siêu hấp thụ làm tăng khả năng giữ nước của đất cát và khả năng giữ nước tốt nhất khi hàm lượng polime 0.5%.

Trong 100 ngày thử nghiệm, tại bất cứ thời điểm nào thì nước trong mẫu có polyme cũng nhiều hơn so với nước trong mẫu đối chứng.

Như vậy khi bổ sung polime siêu hấp thụ nước vào đất cát thì độ ẩm của đất được cải thiện trong thời gian dài (mẫu đất có polime giữ nước được lâu hơn tới hơn 1 tháng so với mẫu ĐC). Điều này là do khi bổ sung polyme đã giúp điều hoà mối quan hệ đất – nước, làm giảm tốc độ mất nước của đất.

33

3.3. Ảnh hưởng của polime siêu hấp thụ nước tới sự phát triển của cây trồng Để nghiên cứu ảnh hưởng của polime siêu hấp thụ nước đến sự phát triển của cây trồng. Tiến hành đo chiều cao của 5 cây tại từng thời điểm phát triển khác nhau sau đó lấy trung bình. Thử nghiệm tại các thành phần polime khác nhau 0%, 0.25% và 0.5%. Tốc độ sinh trưởng chiều cao của các loài cây được trình bày trong bảng 3.4 Bảng 3.4. Tốc độ sinh trưởng chiều cao của cây keo STT

Ngày lấy mẫu

Chiều cao cây (cm) ĐC

Polime 0,25%

Polime 0,5%

1

4/1/2016 (Ban đầu)

1,22

1,22

1,22

2

14/1/2016

1,36

1,42

1,45

3

24/1/2016

1,54

1,61

1,68

4

3/2/2016

2,57

12,54

2,65

5

13/2/2016

3,24

3,21

3,32

6

23/2/2016

4,55

4,90

4,95

7

4/3/2016

5,41

5,57

5,62

8

14/3/2016

5,67

5,68

5,84

9

24/3/2016

5,89

6,01

6,08

10

3/4/2016

7,73

7,72

7,83

11

13/4/2016

8,84

8,92

9,04

34

35

Biến thiên chiều cao cây sau 100 ngày (cm) 9,1

Chiều cao (cm)

9,05 9 8,95 8,9

8,85

Cây keo

8,8 8,75 8,7 0

0,25 Phần trăm polyme(%)

0,5

Hình 3.2: Biến thiên chiều cao cây sau 100 ngày (cm)

Từ bảng 3.4 và hình 3.2 cho thấy, sau 100 ngày mặc dù các mẫu được tưới với chế độ nước như nhau nhưng sự phát triển của cây trồng trong các mẫu với mỗi loại cây thí nghiệm lại không đồng đều, với hàm lượng polime 0.5% thì chiều cao trung bình của cây cao hơn so với mẫu ĐC và polime 0.25%. Việc trộn polime khô vào đất trước khi trồng và tưới nước có ưu điểm là các gel trong đất thường sát với rễ cây trong giai đoạn tiếp sau giai đoạn nảy mầm. Điều này tránh được hiện tượng bề mặt đất đóng tảng lại sau khi tưới mà ngược lại làm tăng độ xốp của đất, tăng cường mối quan hệ khí – nước – nhiệt, tạo điều kiện cho cây phát triển tốt.

3.4. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ tới thời gian héo lá của cây Sự tiếp xúc của các tế bào mang diệp lục với khí quyển là điều kiện bắt buộc để cây thực hiện quang hợp. Tuy nhiên trong điều kiện đó cây không thể tránh khỏi sự bay hơi nước mạnh từ mặt tế bào, thêm vào đó là các yếu tố ngoại cảnh (nắng, gió…) cũng làm giảm lượng nước có trong đất. Từ các nguyên nhân đó dẫn đến thiếu nước và thiếu nước trầm trọng, làm ảnh hưởng mạnh tới đời sống cây trồng.

36

Cây trồng thiếu nước biểu hiện đầu tiên ở sự héo lá. Héo lá là dấu hiệu bên ngoài khi cân bằng nước trong cây bị phá vỡ, sự hút nước không bù lại cho sự thóat nước, các tế bào lá và các bộ phận non mềm của cây bị xẹp xuống gây nên sự héo lá, khi héo lá dài ngày cây có thể bị chết. Chính vì vậy chúng tôi tiến hành theo dõi sự héo lá của cây keo thí nghiệm để khẳng định mức độ mất nước khác nhau giữa các hàm lượng polime ứng dụng. Kết quả thu được biểu diễn trên hình 3.3.

Thời gian (Ngày)

Biến thiên thời gian héo lá (Ngày) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Cây keo

0

0,25 Phần trăm polyme (%)

0,5

Hình 3.3: Biến thiên thời gian héo lá (ngày) Quan sát đồ thị ta thấy, sau 10 ngày sau khi ngừng tưới, mẫu ĐC bị héo và khoảng thời gian đó tăng lên theo hàm lượng polime ứng dụng. Ở mẫu xử lý 0,25% polyme là 13 ngày và tăng lên 19 ngày với mẫu được xử lý 0,5%.

Như vậy khi sử dụng polime siêu hấp thụ nước làm tăng thời gian héo lá của cây keo do gel của polime có khả năng hấp thu và giữ nước tốt.

37

3.5. Ảnh hưởng của polyme siêu hấp thụ tới sự phát triển của bộ rễ Để nghiên cứu ảnh hưởng của polime siêu hâp sthuj nước đến sự phát triển của bộ rễ. Tiến hành thí nghiệm kiểm tra sự phát triển của rễ cây keo trong chu kì 1 tháng với các mẫu ĐC, mẫu polime 0.25% và mẫu polime 0.5%. kết quả được thể hiện trong hình dưới đây:

38

Hình 3.4:Khả năng phát triển của rễ cây keo sau mỗi chu sinh sinh trường Hiệu quả sử dụng nước của cây keo thí nghiệm nhìn chung tăng lên khi tăng hàm lượng polime. Điều này được biểu hiện bề ngoài thông qua sự phát triển của bộ rễ. Ở cả 3 chu kì cây đều thấy sự phát triển tăng dần của bộ rễ từ mẫu ĐC đến mẫu được xử lý 0,5% polime. Nguyên nhân này có thể được giải thích rằng ở mẫu ĐC, lượng nước cung cấp cho cây hạn chế nên hệ thống lông hút của rễ kém phát triển (khối lượng rễ nhỏ), còn ở các mẫu có bổ sung polyme, lượng nước dự trữ từ polime tạo điều kiện cho rễ cây phát triển tốt.

Hơn nữa, bổ sung polime đẩy mạnh hiệu quả sử dụng nước và sự phát triển thuận lợi của thực vật nhờ ảnh hưởng tới kết cấu đất, sự lưu giữ, tính thấm và thoát nước. Polime được trộn đều trong đất làm giảm một cách thích hợp số lần tưói cần thiết. Hiệu quả sử dụng nước tăng khi tăng hàm lượng polyme là do lượng nước mất đi do bay hơi giảm, do đó lượng nước vận chuyển vào cây tăng lên. Thí nghiệm cũng thu được kết quả thú vị, ở cả 3 chu kì đều cho thấy rễ tập trung quanh gel polime. Kết quả nghiên cứu này cũng đã được các tác giả nước ngoài đề cập đến. Rễ tập trung quanh polime để dễ dàng lấy nước từ polime và có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu quả sử dụng nước ở môi trường trồng trọt có xử lý polime.

39

3.6. Quá trình phân hủy của bầu ươm Quá trình phân hủy của bầu ươm được thể hiện thông qua độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt. Kết quả được tổng hợp trong bảng 3.5.

Bảng 3.5. Quá trình phân hủy của bầu ươm Thời gian (tháng)

Độ bền kéo đứt (MPa)

Độ dãn dài khi đứt (%)

0

20,51

680,25

1

18,15

615,24

2

16,31

522,06

3

14,71

478,57

Kết quả cho thấy có sự chênh lệch đáng kể về độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt ở mẫu bầu tự hủy và mẫu bầu ĐC. Sau 3 tháng ươm cây, mức độ suy giảm tính chất cơ lý ở bầu tự hủy nhanh hơn so với bầu ĐC. Độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt của bầu tự hủy giảm còn 71,72% và 70,35% giá trị ban đầu trong khi đó tính chất này ở bầu ĐC giảm không đáng kể, vẫn duy trì ở mức 95,8% và 87% giá trị ban đầu.

40

KẾT LUẬN Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện khóa luận, em tìm hiểu được một số vấn đề sau: + Độ trương của polyme siêu hấp thụ tăng khi nồng độ ion trong các dung dịch muối và dung dịch phân bón giảm. + Khi bổ sung polyme siêu hấp thụ nước vào đất cho thấy khả năng giữ ẩm của đất thông qua sức chứa ẩm của đất đã tăng lên. Điều này giúp cây trồng có nhiều nước hơn. + Qua thí nghiệm ươm cây keo có phản ứng tích cực khi bổ sung polime vào đất. Cụ thể chiều cao cây trung bình trong mỗi chậu đối với mỗi loại cây thí nghiệm, các chỉ số về thời gian khô héo, khối lượng khô, hiệu quả sử dụng nước đều tăng khi tăng hàm lượng polyme. + Trong phạm vi thí nghiệm, với hàm lượng chất giữ ẩm từ 0,5% có ảnh hưởng tốt nhất đến sự sinh trưởng và phát triển của chu kì sinh trưởng và phát triển cây keo. Phương pháp phân tích phương sai đã cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa các thông số tăng trưởng của cây trồng trong mẫu đối chứng và các mẫu có bổ sung polime. Các kết quả thu được trong luận văn này hoàn toàn phù hợp với các kết quả thử nghiệm tại Công ty Công viên cây xanh và tại Sóc Sơn - Hà Nội. Để đánh giá ảnh hưởng tích cực của polime siêu hấp thụ tới nền sản xuất nông nghiệp nói chung cần quá trình nghiên cứu lâu dài.

Chính vì vậy trong thời gian tới chúng tôi mong muốn tiếp tục được nghiên cứu: - Ảnh hưởng của polime siêu hấp thụ nước tới khả năng tiết kiệm phân bón.

- Ảnh hưởng của polime siêu hấp thụ nước tới việc cải tạo đất trồng.

- Khả năng phân huỷ sinh học của polyme siêu hấp thụ nước.

41

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1} “ Nghiên cứu nguyên liệu tạo bẩu ươm và quản lý dinh dưỡng khoáng đối với cây giống trong bầu” luận văn tiến sĩ Phạm Ngọc Tuấn.

[2]. Nguyễn Thế Hùng, Phạm Xuân Thương, ”Sử dụng vỏ bầu hữu cơ và giá thể trồng một số loại rau ở vùng Gia Lâm Hà Nội”, Tạp chí Khoa học và Phát triển 2013, tập 11, số 7:909-916.

[3] Chatzoudis G. K. and Valkanas G. N., “Monitoring the combined action of controlled release fertilizers and a soil conditioner in soil”, Communications in Soil Science and Plant Analysis, Vol 26, p. 3099-3111, 1995.

[4] Choudhary M. I., Shalabi A. A. and Al- Omran A. M., “Water holding capacity and evaporation of calcareous soils as affected by four synthetic polymers”, Communications in Soil Science and Plant Analysis, Vol 26, p. 2205-2215, 1995 [5]. Jhurry D., “Agricultural Polymers”, Food and Agricultural Research Council, p.

109-113, 1997.

[6]. Bredenkamp G. (2000), “Improved retention of macro-nutrients/reduced leaching", University of Pretoria. Website: http://www.silvix.co.za/aquasoil.htm [7]. Mikkelsen R. L. (1995), “Using hydrophilic polymers to improve uptake of manganese fertilizers by soybeans”, Fertilizer Research, 41, pp. 87-92.

[8]. Khadem S. H., Rousta M. J., Chorom M., Khadem S. A. and Kasracyan A., “The effects of different rates of superabsorbent polymers and manure on corn nutrient uptake”, 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World, Brisbane, Australia, p. 314-316, 1-6 August 2010.

[9]. Khadem S. A., Galavi M., Ramrodi M., Mousavi S. R., Rousta M. J. and Rezvani-moghadam P., “Effect of animal manure and superabsorbent polymer on corn leaf relative water content, cell membrane stability and leaf chlorophyll content under dry condition”, Australian Journal of Crop Science, 4(8), p. 642647, 2010.

[10]. Zhang X. C. and Miller W. P., “Polyacrylamide effect on infiltration and erosion in forrows”, Soil Science Society of American Journal, Vol 60, p. 866872, 1996.

42

[11] Al- Harbi A. R., Al- Omran A. M., Shalaby A. A. and Choudhary M. I., “Efficacy of a hydrophilic polymer declines with time in greenhouse experiments”, HortScience, Vol 34, p. 223-224, 1999.

[12] Huttermann A., Zommorodi M. and Reise K., “Addition of hydrogels to soil for prolonging the survival of Pinus halepensis seedlings subjected to drought”, Soil and Tillage Research, Vol 50, p. 295-304, 1999.

[13]. Al- Harbi A. R., Al- Omran A. M., Shalaby A. A. and Choudhary M. I. (1999), “Efficacy of a hydrophilic polymer declines with time in greenhouse experiments”, HortScience, 34, pp. 223-224.

[14]. Theron J. M., Department of Forest Science of the University of Stellenbosch, South Africa, (2002). Website: http://www.silvix.co.za/aquasoil.htm [15]. Boatright J. L., Balint D. E., Mackay W. A., Zajicek J. M. (1997), “Incoporation of a hydrophilic polymer into annual landscape beds”, Journal of Environmental Horticulture, 15, pp. 37-40.

[16].

Delgalo J. A., “Forester communication”, J. Appl. Polym. Sci., 26, p. 212245, 2002.

[17] Woodhouse J. and Johnson M. S., “Effect of superabsorbent polymers on survival and growth of crop seedlings”, Agricultural Water Management, Vol 20, p. 63-70, 1991.

[18]. Islam M. R., Xue X., Mao S., Ren C., Eneji A. E., Hu Y., “Effects of watersaving superabsorbent polymer on antioxidant enzyme activities and lipid peroxadation in oat (Avena sativa L.) under drought stress”, J. Sci. Food.

Agric., 91(15), p. 680-686, 2011.

[19] Theron J. M., Department of Forest Science of the University of Stellenbosch, South Africa, 2002. Website: http://www.silvix.co.za/aquasoil.htm [20] Boatright J. L., Balint D. E., Mackay W. A., Zajicek J. M., “Incoporation of a hydrophilic polymer into annual landscape beds”, Journal of Environmental Horticulture, Vol 15, p. 37-40, 1997.

[21] Mikkelsen R. L., “Using hydrophilic polymers to improve uptake of manganese fertilizers by soybeans”, Fertilizer Research, Vol 41, p. 87-92, 1995.

[22] Bredenkamp G., “Improved retention of macro-nutrients/reduced leaching, University of Pretoria, 2000. Website: http://www.silvix.co.za/aquasoil.htm [23] Cameron M. D., Post Z. D., Stahl J. D., Haselbach J., Aust S. D., “Cellobiose dehydrogenase- dependent biodegradation of polyacrylate polymers by

43

Phanerochaete chrysosporium”, Environ. Sci. & Pollut. Res., Vol 7(3), p. 130134, 2000.

[24] Haselbach J., Hey S. and Jones C., “Disposition of radiolabeled FAVOR PAC in rats”, Regulatory Toxicology and Pharmacology, Vol 32, p. 326-331, 2000 [25].

Viện Hoá học, 2010. Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà nước "Hoàn thiện công nghệ chế tạo polyme siêu hấp thụ nước và ứng dụng chúng để giữ ẩm và cải tạo đất", mã số KC02.DA01/06-10, Hà Nội.

[26]. Viện Hóa học – Viện KH&CN Việt Nam, Báo cáo tổng kết KH&KT đề tài cấp tỉnh Thừa Thiên Huế “Khảo nghiệm chất siêu hấp thụ nước cho cây trồng trên vùng đất cát và đất đồi tại Thừa Thiên Huế”, Hà Nội, 2006.

[27]. Viện Hóa học – Viện KH&CN Việt Nam, Báo cáo tổng kết KH&KT đề tài cấp tỉnh Quảng Ninh “Xây dựng mô hình khảo nghiệm chất siêu hấp thụ nước cho cây chè ở Quảng Ninh”, Hà Nội, 2009.

[28]. Viện Hóa học – Viện KH&CN Việt Nam, Báo cáo tổng kết KH&KT đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu ứng dụng polyme siêu hấp thụ nước để cải tạo, phục hồi và canh tác trên bãi thải tại khu vực khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên”, Hà Nội, 2010.

[29]. Ambika Arkatkar 1, J. Arutchelvi 1, M. Sudhakar 1, Sumit Bhaduri 2, Parasu Veera Uppara 2 and Mukesh Doble ; Approaches to Enhance the Biodegradation of Polyolefins; The Open Environmental Engineering Journal, 2009, 2, 68-80.

[30]. Albertssons A. C., and Karlsson S. (1988), “The three stages in degradation of polymers-polyethylene as model substance”, J. A . Polym. Sci. 35, p.12891302

44