“Thần giữ nước” cho cây trồng

Vật liệu “siêu“ giữ nước cho cây trồng

“Chúng tôi bắt tay vào nghiên cứu polyme siêu hấp thụ nước từ năm 1997“- ThS Nguyễn Thanh Tùng, một thành viên trong nhóm nghiên cứu nhớ lại. Cả nhóm đã quyết định chọn tinh bột sắn, một nguyên liệu rẻ sẵn có kết hợp với axit acrylic để điều chế ra chất đẳng trương AMS-1 hay còn gọi là polyme siêu hấp thụ nước. Đây là lần đầu tiên sản phẩm này được chế tạo thành công tại Việt Nam

Lúc đầu, độ trương của vật liệu chỉ dừng ở mức từ 70 đến 80g nước/1g polyme khô. Đến nay, qua nhiều nghiên cứu và cải tiến, các cán bộ của phòng vật liệu polyme thuộc Viện Hóa học đã đưa ra sản phẩm polyme siêu hấp thụ nước AMS-1 có khả năng hút nước đến 400 lần so với cơ thể ban đầu.

Sản phẩm AMS-1, do các nhà khoa học Việt Nam tạo ra hoạt động như miếng bọt xốp, nhưng có thể co dãn được khi trương nước và mất nước. Như vậy nước có thể tách ra khỏi AMS-1 bởi sự bay hơi hoặc hấp thu trực tiếp từ rễ cây. Đối với đất chứa sét nặng, sự phát triển của cây trồng có thể hạn chế bởi thiếu oxy thừa CO ₂hoặc quá nhiều nước, trái lại đất có cấu trúc nhẹ cho phép lưu thông tốt, đầy đủ và duy trì mức nước thích hợp. AMS-1 có khả năng cải thiện cấu trúc và các tính chất đặc thù của 2 loại đất trên. Đối với đất nặng, các hạt AMS-1 sẽ phồng lên bẻ gãy một phần cấu trúc đất, điều đó cho phép tăng quá trình lưu thông và thoát nước tốt, có tác dụng chống úng cho đất. Đối với đất cát, AMS-1 cho khả năng giữ nước của đất tăng nhưng AMS-1 cũng có thể phồng lên cực đại cho phép thoát nước nhanh chóng.

Sự có mặt của AMS-1 còn giúp cho đất cát kết đóng lại với nhau, nhưng không tạo sự ứ đọng nước dẫn đến bất lợi cho sinh trưởng của cây trồng, nhất là sự phát sinh của bệnh do nấm thủy sinh trong đất.

Ứng dụng rộng khắp trong nông nghiệp

Sắn trồng có kèm AMS-1 cho năng suất cao.

GS Nguyễn Thơ, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học nhiệt đới, một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: nếu trộn ASM -1 với phân bón vào đất ngoài tác dụng giữ ẩm, AMS-1 còn chống rửa trôi phân, nếu trộn AMS-1 với phân hữu cơ , bón vào đất sẽ làm tăng khả năng giữ ẩm lên rất nhiều lần, góp phần chống hạn cho cây rất hữu hiệu. Ngay từ khi ra đời sản phẩm đã được đưa vào thử nghiệm trên cây bông ở Đồng Nai. AMS-1 được trộn với phân hữu cơ để bón cho cây bông. Lúc đầu nhóm dự tính sẽ bón 40kg/hecta (giá bán của AMS-1 là 35.000đồng/kg) , nhưng sau suy tính thấy bón như vậy sẽ có giá trị kinh tế cao nên đã hạ xuống còn 20kg/hecta và kết quả rất tốt, cuối vụ năng suất tăng lên hơn 30%. Qua thành công đó, từ năm 2003 đến nay AMS-1 đã được tiếp tục sử dụng cho cây bông ở Đồng Nai và đều cho kết quả rất tốt.

Tiếp nối thành công đó, Viện Hóa học đã phối hợp với một số đơn vị (Viện địa lý, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Thổ nhưỡng và Nông hóa, ...) để thử nghiệm polyme siêu hấp thụ nước trên diện tích rộng, ở nhiều vùng đất khác nhau với nhiều loại cây và thu được kết quả rất khả quan. Thử nghiệm đối với cây lương thực ở vùng núi khô hạn Hoàng Su Phì, Hà Giang cho thấy, các chỉ tiêu năng suất sinh học của ngô và đậu tương đều cao hơn đối chứng và các chỉ số môi trường đất như độ ẩm, hàm lượng mùn, đạm, vi sinh vật đều tốt hơn. Đặc biệt, thử nghiệm ở quần đảo Trường Sa cho thấy, khi được trộn với phân chim để trồng rau, polyme siêu hấp thụ nước vừa có tác dụng giữ nước, vừa như một loại đất tạo hiệu quả làm tăng năng suất rau xanh từ 33 - 35%.

Thử nghiệm cho các loại cây trồng ở vùng cát và vùng gò đồi Quảng Trị, cây thuốc lá ở Nghệ An cho thấy trong điều kiện khắc nghiệt, tỷ lệ keo lá tràm sống sau một năm tuổi cao hơn đối chứng 21%, năng suất lạc củ trên vùng cát và vùng gò đồi đều tăng. Thử nghiệm cho một số cây trồng trong vụ đông trên vùng đất bạc màu Sóc Sơn (Hà Nội) thấy rằng năng suất hạt, củ và năng suất phụ phẩm đều tăng so với đối chứng. Đối với cây mía trên đất Quảng Bình, chất giữ ẩm làm cho cây mía phát triển đồng đều hơn, tăng số cây to, giảm số lượng cây nhỏ... các kết quả thử nghiệm đều cho thấy, khi đưa polyme siêu hấp thụ nước vào lớp đất canh tác cho hiệu quả rõ rệt trong việc giữ ẩm, cải tạo đất, khắc phục hạn hán, tăng khả năng nảy mầm, phát triển và năng suất cây trồng, đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với canh tác thông thường. Ngoài ra, polyme siêu hấp thụ nước còn có tác dụng làm bền cấu trúc đất, do đó tránh được hiện tượng xói mòn do mưa. Sản phẩm có thể phát huy tác dụng trong nhiều vụ, có thời gian lưu giữ trong đất trên 18 tháng và có khả năng phân hủy sinh học.

AMS-1 đang được ứng dụng để giữ ẩm cho cây hồ tiêu trên đất xám của tỉnh Bình Dương theo chương trình khuyến nông của Trung tâm Khuyến nông Quốc gia. Trước đó AMS-1 cũng đã được đưa vào ứng dụng ở Trung tâm nho giống Vĩnh Hảo (Bình Thuận) và đã thu kết quả tốt. Hiện nhóm cũng đang đăng ký đề tài ứng dụng AMS-1 để trồng cây bán khô hạn ở Ninh Thuận như nho và các loại cây ăn trái khác......

Polyme siêu hấp thụ nước hay còn gọi là chất đẳng trương hydrogel. Vật liệu này được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: sản xuất các sản phẩm chăm sóc vệ sinh, làm phụ gia chống thấm trong xây dựng, sản xuất nước hoa khô, đệm chống thấm, tác nhân làm đặc... Với khả năng lưu giữ được một lượng lớn nước, hút và nhả nước nhiều lần, polyme siêu hấp thụ nước có ý nghĩa quan trọng trong chống hạn cho cây trồng và giữ ổn định sinh thái đất. Việc đưa polyme siêu hấp thụ nước vào đất còn làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón do các ion trong thành phần phân bón có thể khuếch tán vào các lỗ xốp của mạng lưới polyme hoặc liên kết với các nhóm - CO ₂của axit acrylic (nhờ các liên kết phối trí, lực hút tĩnh điện...) và cung cấp dần cho cây trồng, nhờ đó phân bón không bị rửa trôi nên không gây ô nhiễm môi trường nước.

Nguồn: KH&ĐS Số 103 Thứ Hai 25/12/2006