BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------
----------
NGUYỄN THỊ NGỌC HÀ
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH
BẢO QUẢN GIỐNG LÚA LAI F1
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá
nông, lâm nghiệp
Mã số
: 60.52.14
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. PHẠM XUÂN VƯỢNG
HÀ NỘI - 2010
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên trong luận văn này là trung
thực và chưa hề ñược sử dung ở học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Tác giả luận văn ký tên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... i
LỜI CẢM ƠN
ðể hoàn thành luận văn này tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn rất nhiệt
tình của thầy giáo GS.TS. Phạm Xuân Vượng cùng với những ý kiến ñóng góp
quý báu của các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Cơ khí bảo quản cũng như các
thày giáo, cô giáo Khoa cơ ñiện, Viện ðào tạo Sau ñại học của Trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc
nhất tới những sự giúp ñỡ quý báu ñó.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo Viện Cây lương thực - Cây
thực phẩm ñã tạo ñiều kiện cho tôi trong việc thu thập số liệu và những thông
tin cần thiết cho việc nghiên cứu luận văn.
Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới gia ñình, ñồng nghiệp và bạn
bè những người ñã luôn bên tôi giúp ñỡ về vật chất cũng như tinh thần trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2010
Tác giả
Nguyễn Thị Ngọc Hà
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... ii
MỤC LỤC
MỞ ðẦU
1
Tính cấp thiết của ñề tài
1
Chương 1
3
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
3
1.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở việt nam
3
1.1.1 Sản xuất lúa lai thương phẩm
3
1.1.2 ðặc ñiểm sinh học của hạt lai F1
6
1.1.3 Công nghệ bảo quản lúa lai
7
1.2 Các phương pháp bảo quản
10
1.2.1 Phương pháp bảo quản lạnh thông thường
10
1.2.2 Phương pháp bảo quản MAP
10
1.2.3 Phương pháp bảo quản MA
11
1.2.4 Một số nghiên cứu về thành phần khí O2 và CO2 tối ưu cho hạt lúa
11
1.2.5 Sơ ñồ công nghệ bảo quản hạt lai F1
12
1.2.6 Thời gian làm lạnh khô
14
1.2.7 Tốc ñộ làm lạnh khô
14
1.3 Những biến ñổi quan trọng ñối với sức nảy mầm của hạt trong quá
trình bảo quản lạnh
15
1.3.1 Những biến ñổi về vật lý
15
1.3.2 Biến ñổi sinh học của hạt giống
15
1.3.3 Các nguyên nhân gây sự không nảy mầm của hạt lúa lai F1
15
1.4 Cấu tạo và hoạt ñộng của một số loại kho thông dụng
16
1.4.1. Bảo quản hạt nông sản
16
1.4.2 Phân loại kho bảo quản lương thực
30
1.5. Nguyên tắc xây dựng kho và cách bố trí nguyên liệu trong kho
30
1.5.1 Nguyên tắc xây dựng kho
30
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... iii
1.5.2 Bố trí nguyên liệu trong kho
31
1.6. Mục ñích, ñối tượng và phương pháp nghiên cứu của ñề tài
35
1.6.1. Mục ñích
35
1.6.2. ðối tượng nghiên cứu
35
1.6.3. Phương pháp nghiên cứu
35
Chương 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
36
2.1 Các vấn ñề về hô hấp của hạt giống lúa lai.
36
2.2. ðặc trưng cho mức ñộ hô hấp
38
2.3. Một số biến ñổi sinh hóa trong quá trình hô hấp
40
2.4. Quản lý cường ñộ hô hấp trong bảo quản
41
Chương 3
45
LỰA CHỌN SƠ ðỒ THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG
SỐ CƠ BẢN CỦA KHO LẠNH BẢO QUẢN GIỐNG LÚA
LAI F1
45
3.1. Lựa chọn sơ ñồ thiết kế kho lạnh
45
3.1.1 Nguyên lý kết cấu và ưu nhược ñiểm của kho
45
3.1.2 So sánh với các kho lạnh ñã thực hiện ở miền bắc
49
3.2. Tính toán các thông số cơ bản của kho lạnh
51
3.2.1 Dung tích kho lạnh
51
3.2.2 Diện tích chất tải
51
3.2.3 Diện tích cần xây dựng
52
3.2.4 Số lượng buồng lạnh phải xây dựng
53
3.2.5 Tải trọng mà trần và nền phải chịu
53
3.2.6 Dung tích quy ước và sơ ñồ bố trí mặt bằng của kho lạnh
53
3.2.7 Sơ bộ bố trí măt bằng kho lạnh
53
3.3. Tính toán tải nhiệt cho kho mát
54
3.3.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1
56
3.3.2 Xác ñịnh dòng nhiệt do sản phẩm va bao bì tỏa ra
60
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... iv
3.3.3. Xác ñịnh dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3
61
3.3.4. Xác dòng nhiệt ño vận hành tỏa ra Q4
61
4.3.5 Dòng nhiệt tỏa ra khi hạt hô hấp Q5
63
3.3.6. Tính toán nhiệt cho kho lạnh
63
3.4. Tính cách ẩm, ẩm kho lạnh
64
3.4.1 Tính toán cách nhiệt và cách ẩm
64
3.4.2 Kết cấu của nền kho lạnh
69
3.4.3. Xác ñịnh năng suất của MN
73
Chương 4 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG
KHO LẠNH
75
4.1. Tính và chọn máy nén 1 cấp Frêno 22 (R22)
75
4.1.1 Chọn các thông số làm việc
75
4.1.2 Xác ñịnh chu trình hồi nhiệt
77
4.1.3Tính toán máy nén
78
4.2 Tính chọn thiết bị trao ñổi nhiệt
80
4.2.1. Tính chọn thiêt bị ngưng tụ
80
4.2.2 Tính chọn dàn bay hơi
81
4.2.3 Xác ñịnh dàn bay hơi cho phòng mát
83
4.2.4 Xác ñịnh dàn bay hơi cho phòng lạnh
84
4.3. Tính toán và lựa chọn thiêt bị phụ trợ hệ thống lạnh
85
4.3.1 Các thiết bị trong hệ thống lạnh
85
4.3.2 Các thiết bị tự ñộng hoá
86
4.4. Tổng kết số thiết bị lựa chọn lắp ñặt cho hệ thống kho
91
4.5. Nghiên cứu về cách nhiệt cách ẩm
94
4.5.1 Nghiên cứu cách ẩm
94
4.5.2 Nghiên cứu tính cách nhiệt
94
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Diện tích và năng suất lúa lai ñại trà tại Việt Nam từ 1992 2009
3
Bảng 1.2. Diện tích và năng suất hạt giống lúa lai F1 ở Việt Nam, 19922009
5
Bảng 1.3. ðiều kiện bảo quản trong 3 kho của IRGC và thời hạn kéo dài
13
Bảng 1.4, Khoảng cách cực tiểu khi xếp hàng trong kho lạnh
34
Bảng 2.1: Số côn trùng còn sống trong 1 kg hạt giống ở các phương pháp
tồn trữ khác nhau
42
Bảng 3.3. Kết cấu tường bao
65
Bảng 3.4. Kết cấu xây dựng cấu trần kho lạnh
67
Bảng 3.5. Kết cấu xây dựng nền kho lạnh
69
Bảng 4.1: Hệ số hiệu chỉnh công suất khc
83
Bảng 4.2. Kết quả quan sát hiện tượng lọt ẩm
94
Bảng 4.3. Nhiệt ñộ (0C) tường và buồng lạnh
95
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... vi
DANH MỤC HÌNH
STT
Tên hình
Trang
Hình 1.1 Kho mái ngói, sàn xi măng, 3 khối nhà
17
Hình 1.2 Sơ ñồ cấu tạo kho cơ giới không có thiết bị sơ chế
19
Hình 1.3 Sơ ñồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế
20
Hình 1.4 Sơ ñồ cấu tạo kho silo
21
Hình 1.5 Silo bằng thép tiết diện tròn
22
Hình 1.6 Kho silo bằng bê tông
22
Hình 1.7 Kho lạnh tiền chế
23
Hình 1.8 Cấu trúc nền kho
24
Hình 1.9 Cấu trúc tường kho
24
Hình 1.10 Sơ ñồ nguyên lý làm lạnh phòng bảo quản lạnh
25
Hình 1.11 Sơ ñồ phương pháp làm lạnh dùng quạt có ñiều chỉnh ẩm
26
Hình 1.12 Sơ ñồ làm lạnh vỏ phòng bảo quản lạnh
26
Hình 1.13 Xây dựng màng chống thấm kho ngầm
28
Hình 1.14 Chống thấm nắp kho ngầm
29
Hình 1.15 Sơ ñồ kho ngầm
29
Hình 1.16 Giá ñỡ và giá lót
32
Hình 1.17 Khoảng cách giữa nông sản và tường
33
Hình 1.18 Quản lý tốt nhà kho
33
Hình 1.19 Phương pháp xếp các bao nông sản
34
Hình 1.20 Hạt nông sản ñổ ñống, phía tường cao 3m, tâm ñống 5m
34
Hình 3.2 Sơ ñồ bố trí bên trong kho
52
Hình 3.3 Sơ ñồ bố chí mặt bằng kho lạnh
54
Hình 3.4 Sơ ñồ tính phụ tải cho máy nén
56
Hình 4.1: Máy nén
75
Hình 4.2. Máy nén piston
75
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... vii
Hình 4.3. Chu trình hồi nhiệt
76
Hình 4.4 : Dàn ngưng tụ không khí ñối lưu cưỡng bức
81
Hình 4.5 : Thiết bị làm lạnh không khí kiểu khô bay hơi trực tiếp
82
Hình 4.6: Dàn lạnh trong kho lạnh
84
Hình 4.7: Máy lạnh chia thành 2 cụm. Cụm máy nén dàn ngưng và cụm
dàn bay hơi
85
Hình 4.8: Bộ lọc ẩm
86
Hình 4-9: Cảm biến nhiệt
88
Hình 4.10: Sơ ñồ nguyên lý máy hút ẩm
89
Hình 4.11: Thiết bị ñiều khiển O2-CO2
90
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... viii
MỞ ðẦU
Tính cấp thiết của ñề tài
Dân số hiện nay của thế giới ñã là hơn 6 tỷ người. Con số này sẽ ñạt
tới 8 tỷ vào năm 2030. Trong khi dân số tăng thì diện tích ñất canh tác bị
thu hẹp dần do ñất ñược chuyển sang các mục ñích sử dụng khác. Áp lực
của tăng dân số cùng với áp lực từ thu hẹp diện tích ñất trồng trọt lên sản
xuất lương thực của thế giới ngày càng tăng. Cách duy nhất ñể con người
giải quyết vấn ñề này là ứng dụng khoa học kỹ thuật tìm cách nâng cao
năng suất các loại cây trồng.
Lúa là một loại cây lương thực chính và cung cấp lương thực cho hơn
một nửa dân số thế giới. Người ta ước tính ñến năm 2030 sản lượng lúa của
thế giới phải tăng thêm 60% so với sản lượng năm 1995. Về mặt lý thuyết, lúa
có khả năng cho sản lượng cao hơn nếu ñiều kiện canh tác như hệ thống tưới
tiêu, chất lượng ñất, biện pháp thâm canh và giống ñược cải thiện. Trong tất
cả các yếu tố ñó, cải tạo giống ñóng vai trò rất quan trọng. Thành công và
ñóng góp từ nghiên cứu lúa lai từ Trung quốc mở ra một triển vọng mới giúp
thế giới có một cái nhìn lạc quan hơn về an ninh lương thực trong tương lai.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện chương trình khuyến nông sản xuất lúa
lai, hầu hết các ñịa phương ñều gặp phải những khó khăn về giống.
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam có rất nhiều phương pháp
bảo quản giống như:
- Nông dân ta thường làm phơi khô, làm sạch cho vào trong lu chứa
giống ñể ñến vụ kế tiếp phương pháp này có thể bảo quản ñược từ 3- 6 tháng.
- Treo bông lúa trên giàn bếp ñể hong khói trừ sâu bệnh.
- Bảo quản giống bằng túi yếm khí trữ ñược cũng chỉ sau 6-12 tháng ñộ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 1
nảy mầm ñủ ñưa ra thị trường từ (86,3-95,55%) phương pháp này ñơn giản
nhưng thời gian bảo quản không cao. Nhưng không thể dùng bảo quản cho
giống lúa lai F1 vì vỏ hạt lúa mỏng hơn so vơí giống lúa ñịa phương nhưng lại
có nhiều ưu ñiểm vượt chội như: năng suất cao chất lượng tốt, thời gian sinh
trưởng ngắn ñáp ứng ñược thâm canh 3 vụ, các phương pháp bảo quản phổ
thông thì không thể duy trì giống cho vụ kế tiếp ñược vì vậy người ta dùng
phương pháp bảo quản lạnh.
- Trên thế giới hiện nay cơ bản nhất người ta bảo quản hạt giống bằng
phương pháp (lạnh – khô) ñảm bảo ñộ nảy mầm cao thời gian bảo quản kéo
dài tùy theo nhiệt ñộ bảo quản có thể bảo quản ñược hành trăm năm ñối với
các dòng quý hiếm. ðối với nước ta hiện nay việc bảo quản giống chưa ñược
quan tâm ñúng mức, hiện nay ñể có kho lạnh bảo quản giống còn quá ít chưa
ñáp ứng ñược nhu cầu của thị trường.
ðứng trước tình hình trên những năm gần ñây ñược sự chỉ ñạo của
ðảng, và Nhà nước, Bộ NN và PTNT ñịnh hướng cho sự phát triển của cây
lúa tại Việt Nam rất quy mô ñưa khoa học vào thực tiễn, nhằm ñạt mục ñích
năng suất chất lượng cao phù hợp khí hậu Việt Nam, ñưa hạt gạo của nước ta
xuất khẩu sang Mỹ, Nhật Bản …. Và các nước ðông Âu.
Xuất phát từ nhu cầu của thị trường còn nhiều tiềm năng to lớn như ở
Việt Nam, cũng như toàn thế giới. Tôi thực hiện ñề tài “Nghiên cứu tính
toán thiết kế kho lạnh bảo quản giống lúa lai F1 ”.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 2
Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở việt nam
1.1.1 Sản xuất lúa lai thương phẩm
Năm 2009, năm thứ 18 Việt Nam mở rộng gieo cấy lúa lai ra sản xuất
ñại trà, cũng là năm có diện tích và năng suất lúa lai cao nhất từ trước tới nay.
Diện tích gieo trồng lúa lai những năm gần ñây dao ñộng xung quanh 710.000
ha, năng suất lúa lai khoảng 6 - 6,3 tấn/ha cao hơn năng suất bình quân của cả
nước khoảng 1,5 tấn/ha.
Bảng 1.1. Diện tích và năng suất lúa lai ñại trà tại Việt Nam từ 1992 - 2009
Năm
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2006
2007
2008
2009
Cả năm
Vụ Xuân
Diện tích Năng suất Diện tích N.suất
(ha)
(tấn/ha)
(ha)
(tấn/ha)
11.094
6,22
1.156
7,20
34.648
6,75
17.025
7,02
60.077
5,84
45.430
6,26
73.503
6,14
39.598
6,35
127.713
5,85
60.416
6,71
187.700
6,35
110.802
6,56
200.000
6,50
120.000
6,70
233.000
6,47
127.000
6,50
435.508
6,45
227.615
6,50
480.000
6,44
300.000
6,60
500.000
6,30
300.000
6,50
600.000
6,30
350.000
6,45
577.000
6,04
350.000
6,45
584.200
6,32
346.000
6,50
610.000
6,72
326.000
7,10
650.000
6,70
350.000
6,90
710.000
6,70
404.000
7,00
(Nguồn Bộ NN&PTNT)
Vụ Mùa
Năng suất
Diện
(tấn/ha)
tích (ha)
9.938
6,10
17.623
6,50
14.647
4,54
33.905
5,91
67.327
5,07
77.000
6,14
80.000
6,30
106.000
6,43
207.893
6,37
180.000
6,30
200.000
6,00
250.000
6,00
277.000
5,40
238.200
6,15
284.000
6,40
300.000
6,50
306.000
6,50
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 3
Vùng sản xuất lúa lai chính: Qua nhiều năm phát triển lúa lai những vùng
sản xuất lúa lai chính ñược xác ñịnh là các tỉnh miền núi phía Bắc, vụ Xuân ở
các tỉnh ðBSH, các tỉnh Bắc Trung Bộ. Gần ñây lúa lai cũng ñược trồng trên
diện tích lớn tại Tây Nguyên và một số tỉnh Duyên hải Nam Trung Bộ.
Nhiều tổ hợp lúa lai có chất lượng gạo khá ñã ñược mở rộng ra sản
xuất với diện tích gieo trồng lớn như Nhị ưu 838, Bắc ưu 64, Bắc ưu 903,
D.ưu 527, Bồi Tạp Sơn Thanh, Bồi Tạp 49, Trang Nông 16, Vân Quang 14…
Một số tổ hợp do Việt Nam chọn tạo như VL20, HYT83, HYT100,
HYT92, HYT103, TH3-3, HC1, TH3-4… có chất lượng tốt cũng ñã ñược ñưa
vào sản xuất với diện tích ngày càng tăng.
Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa lai F1
Trong những năm qua, một số Viện nghiên cứu, Trường ðại học, Công ty
giống trong nước ñã ñầu tư nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện công nghệ sản xuất
hạt giống lúa lai F1. Nhiều quy trình kỹ thuật ñã ñược Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn công nhận và cho áp dụng trong sản xuất như:
- Quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Bắc ưu 64
- Quy trình sản xuất hạt lai F1 tố hợp Bắc ưu 903
- Quy trình chọn tạo dòng TGMS
- Quy trình nhân dòng TGMS
- Quy trình sản xuất hạt lai tổ hợp Nhị ưu 63
- Quy trình sản xuất hạt lai tổ hợp Nhị ưu 838
- Quy trình sản xuất hạt lai tổ hợp HYT83, HYT100, HYT92, VL20.
Một số quy trình ñang ñược ñề nghị công nhận nhưng ñã sử dụng rộng
ngoài sản xuất như: Quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp, HC1, HYT103,
HYT108, HYT106, HYT115....
Những quy trình kỹ thuật trên ñã ñược phổ biến và ñóng góp quan trọng
vào sự thành công của chương trình sản xuất hạt giống lúa lai của Việt Nam,
giúp cho các ñơn vị nghiên cứu và sản xuất trong nước làm chủ công nghệ sản
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 4
xuất hạt lai F1 ñạt năng suất bình quân khá cao (2 - 2,3 tấn/ha) trên diện tích
1.500 - 2.000 ha/năm.
Bảng 1.2. Diện tích và năng suất hạt giống lúa lai F1 ở Việt Nam, 1992- 2009
Năm
Diện tích (ha)
Năng suất (kg/ha)
Sản lượng (tấn)
1992
173
302
52,25
1993
154
541
83,64
1994
123
484
59,53
1995
101
972
98,17
1996
267
1.751
467,52
1997
410
2.200
902,00
1998
340
2.200
750,00
1999
455
1.700
773,00
2000
620
2.300
1.426,00
2001
1.450
1.700
2.400,00
2002
1.600
2.400
3.840,00
2003
1.700
2.05
3.485,00
2004
1.500
2.15
3.225,00
2005
1500
2,1
3150,00
2006
1915
2,02
3.866,80
2007
1900
2,00
3.800,00
2008
1900
2,00
3.500,00
2009
1900
2,2
4.330,00
(Nguồn Bộ NN&PTNT)
Việc mở rộng diện tích sản xuất hạt giống lúa lai trên quy mô lớn tại
các tỉnh Quảng Nam, ðắc Lắc, Cần Thơ và Long An mở ra triển vọng to lớn
về sản xuất hạt lai tại các tỉnh nam Trung bộ, Tây Nguyên và ñồng bằng sông
Cửu Long, nơi có ñiều kiện tự nhiên phù hợp cho sản xuất hạt lai F1.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 5
1.1.2 ðặc ñiểm sinh học của hạt lai F1
- Bông và hạt lúa
Thời gian hình thành bông kể từ khi cây lúa bắt ñầu phân hoá ñòng cho
ñến khi lúa trỗ. Thời kỳ này nếu ñược chăm bón tốt, cây lúa ñủ dinh dưỡng
bông lúa sẽ phát triển ñấy ñủ giữ nguyên ñược ñặc tính của giống. Thời gian
phát triển bông ở giống ngắn ngày ngắn hơn ở giống dài ngày.
- Hạt lúa gồm: Gạo lức và vỏ trấu.
+ Gạo lức gồm: phôi và phôi nhũ.
+ Vỏ trấu gồm: Trấu trên và trấu dưới. Trấu dưới lớn hơn trấu trên và bao
khoảng hai phần ba bề mặt gạo lức trưởng thành.
Ở ẩm ñộ 0%, một hạt lúa nặng khoảng 12 - 44 mg. Chiều dài, rộng, ñộ dày
của hạt thay ñổi nhiều giữa các giống.
Quá trình chín của hạt gồm: chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn. Thời gian
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 6
chín từ 30 - 35 ngày tuỳ theo giống, môi trường và biện pháp canh tác.
-Giai ñoạn nảy mầm
ðời sống cây lúa bắt ñầu bằng quá
trình nẩy mầm. Hạt nảy mầm ñược
cần phải hút no nước, do vậy, ñể hạt
lúa nảy mầm cần ngâm hạt vào nước
khoảng ba ngày ñêm (72 giờ) hạt mới
hút ñủ nước. Cứ mỗi ngày ñêm (24
giờ) thay nước một lần.
Hạt ñã hút no nước ñược vớt ra, ñãi
sạch và ủ hạt từ 24-30 giờ. Trong suốt
quá trình ngâm ủ, trong hạt xảy ra các
hoạt ñộng hoạt hoá tinh bột, protein
và các chất béo ñể biến ñổi thành
những chất ñơn giản cung cấp dinh
dưỡng nuôi phôi, các tế bào phôi phân
chia lớn lên thành mầm và rễ mầm,
trục phôi trương to, ñẩy mầm và rễ mầm ra khỏi vỏ trấu, kết thúc giai ñoạn
nảy mầm.
ðiều kiện ảnh hưởng ñến sự nẩy mầm
- Sức nẩy mầm của hạt: Thu hoạch lúa ñảm bảo ñộ chín, bảo quả tốt sức
nảy mầm của hạt tốt hơn. Hạt giống có vỏ trấu mỏng thường hút nước nhanh
hơn giống vỏ dày, do ñó thời gian nảy mầm thường ngắn hơn.
1.1.3 Công nghệ bảo quản lúa lai
* Ảnh hưởng ñộ ẩm không khí
Sự rối loạn sinh lý và tính ñồng ñều trong quá trình nảy mầm của hạt th
óc bị ảnh hưởng bởi ñộ ẩm môi trường không khí. Giảm ñộ ẩm không khí
trong môi trường bảo quản hạt giống vừa làm hạn chế sự phát triển của vi
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 7
khuẩn vừa han chế quá trình hô hấp, vừa ñảm bảo cho sự ngủ nghỉ của hạt
- ðộ ẩm: Hạt thóc bị hút ẩm và hàm lượng ẩm của hạt ñạt tới sự cân
bằng với ñộ ẩm (RH) và ñộ ẩm môi trường xung quanh mối liên hệ giữa to,
RH và ñộ ẩm hạt thường ñược biểu diễn bằng một ñường cong ñẳng nhiệt.
Cây trồng khác nhau có ñường ñẳng nhiệt khác nhau (Harrington 1972).
Một quy tắc khác, cứ tăng ñộ ẩm của hạt lên 2% thì cuộc sống của hạt
giảm ½ lần. Quy tắc này áp dụng cho khoảng ñộ ẩm giới hạn giữa 5-14%
(Harrington1972, Roberrts 1979).
- Sự tác ñộng qua lại giữa nhiệt ñộ và ñộ ẩm: Hai quy luật về nhiệt ñộ
và ñộ ẩm tỷ lệ nghịch với nhau. Ví dụ; với hạt 10% ñộ ẩm giữ ở 15oC sẽ sống
lâu như hạt có ñộ ẩm 8% giữ ở 30oC (Harrington 1972).
- ðộ ẩm: Hạt giống nảy mầm khi hàm lượng nước của hạt ñạt 25- 35%
(không nẩy mầm nếu hàm lượng nước của hạt dưới 13%). Tốc ñộ hút nước
của hạt phụ thuộc vào nhiệt ñộ không khí và nhiệt ñộ nước.
ðộ ẩm mà ở ñó xuất hiện nước tự do và hô hấp tăng mạnh gọi là ñộ
ẩm tới hạn. ðối với ñại bộ phân các cây họ lúa ñộ ẩm tới hạn là 14,515,5%.
* Ảnh hưởng nhiệt ñộ
Nhiệt ñộ là yếu tố môi trường có ảnh hưởng quyết ñịnh ñến quá trình
sống của hạt khi tồn trữ. Nhiệt ñộ tăng sẽ làm tăng cường ñộ phản ứng của
các quá trình chao ñổi chất cơ bản theo ñịnh luật Van’t Hoff. Sự thay ñổi
nhiệt ñộ dẫn ñến thay ñổi cường ñộ hô hấp, sinh lý, sinh hóa và làm ảnh
hưởng ñến chất lượng, sức nảy mầm của hạt giống theo chiều hướng tốt hoặc
xấu. Khi nhiệt ñộ tăng dẫn ñến cường ñộ hô hấp tăng thúc ñẩy quá trình sinh
trưởng của hạt và rút ngắn thời gian bảo quản của hạt.
Thí nghiệm này ñược tiến hành với 3 loại giống khác nhau là Nhị ưu
838. HYT83 và Bắc ưu 903. Kết quả trên bảng 2 cho thấy sau thời gian bảo
quản 6 tháng với ñộ ẩm hạt nằm trong khoảng từ 13,1 ñến 13,8%, tỷ lệ này
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 8
mầm của hạt giống thay ñổi rõ rệt khi thay ñổi nhiệt ñộ bảo quản. Với cả 3
giống nói trên tỷ lệ nảy mầm của hạt ñều rất tốt sau 6 tháng bảo quản ở nhiệt
ñộ 140C, tốt nhất là hạt bảo quản với vôi: 82 - 96,5%, với tro: 76 - 90,5% và
silicagel: 80,5 - 92,5%. Sau 6 tháng bảo quản ở nhiệt ñộ thường, nếu ñược
bảo quản với vôi hoặc silicagel Nhị ưu 838 có tỷ lệ nảy mầm còn có thể chấp
nhận ñược 76 - 78%, với tro chỉ còn 73%. Tỷ lệ nảy mầm HYT83 sau 6 tháng
bảo quản ở nhiệt ñộ thường chỉ còn 63,5 - 69,0% nếu sử dụng vôi hoặc
silicagel, mẫu ñối chứng chỉ còn 55,8%. Riêng Bắc ưu sau 6 tháng bảo quản ở
nhiệt ñộ thường hầu hết các mẫu bị sâu mọt hoặc mốc không còn nảy mầm
ñược nữa hoặc nảy mầm rất ít. Như vậy có thể tạm thời kết luận tỷ lệ nảy
mầm của hạt giống lúa lai bị ảnh hưởng rất lớn bởi nhiệt ñộ bảo quản, vào
loại giống và chất lượng của giống trước khi ñưa vào bảo quản.
- Riêng ñối với hạt lúa nhiệt ñộ hạt cứ tăng 5oC thì thời gian sống của hạt
giảm một nửa, Quy luật này áp dụng trong khoảng tù 1- 50oC. Ảnh hưởng bất
lợi của nhiệt ñộ cao kéo dài từ lúc chín sinh lý ñến lúc thu hoạch, trong khi
vận chuyển và sấy khô, từ kho thường tới kho lạnh bên trong thùng chứa hàn
kín (Chang 1983, Harrington 1972)
Tất cả các nội dung trên cho thấy hô hấp là quá trình tự nhiên của hạt sau
thu hoạch. Hô hấp có liên quan chặt chẽ ñến sự sinh sản ethylen- hooc môn
sinh trưởng thực vật kích thích quá trình chín của hạt. Sự biến ñổi sinh lý,
sinh hóa, trạng thái do thay ñổi các thành phần hóa học có sự xúc tác của
enzim. Các yếu tố quan trọng thường ñược sử dụng làm căn cứ khoa học
ñể hạn chế quá trình hô hấp là giảm nồng ñộ O2, tăng nồng ñộ CO2. ðối
với hạt giống lúa lai thì phải giảm ñộ ẩm không khí, giảm nhiệt ñộ là
những biện pháp cơ bản ñảm bảo hạn chế quá trình hô hấp, kéo dài thời
gian bảo quản mà vẫn ñảm bảo ñược ñộ nảy mầm của hạt. Các kết quả
nghiên cứu trong và ngoài nước về hô hấp và ứng dụng bảo quản ñã ñạt ñược
những tiến bộ nhất ñịnh.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 9
1.2 Các phương pháp bảo quản
1.2.1 Phương pháp bảo quản lạnh thông thường
ðây là phương pháp bảo quản có sự khống chế về nhiệt ñộ. Vì vậy
cường ñộ hô hấp của hạt có giảm so với không bảo quản lạnh. Nhưng hạt
giống là một sản phẩm sống nên nó hô hấp mạnh làm cho nồng ñộ O2 giảm
xuống, nồng ñộ CO2, H2O tăng lên, nhiệt lượng tỏa ra lớn (phương trình: 1.1;
1.2a; 1.2b; 1.2c; 1.3a; 1.3b; 1.4a; 1.4b). Do ñó nó biến ñổi chất lượng của sản
phẩm, sinh ra hàng loạt chuỗi phản ứng enzim, sản sinh ra ethylen làm mất
sức nảy mầm của hạt…
1.2.2 Phương pháp bảo quản MAP
ðây là phương pháp bảo quản bằng kỹ thuật bao gói khí ñiều biến. Tức
là sản phẩm ñược bảo quản trong bao bì nồng ñộ khí oxygen thấp, và khí
carbonic cao. Trong các thùng kín, ñiều kiện không khí trên ñược hình thành
do hô hấp của hạt giống và các côn trùng có trong ñó. Tác ñộng của các yếu
tố ñó làm nồng ñộ khí oxygen hạ dưới 3% trong ngày. Nếu duy trì ñiều kiện
trên sẽ ngăn chặn bào tử nấm nảy mầm sản sinh ra các chất ñộc nhất là chất
mycotoxin. Tất cả côn trùng trong hạt ñều chết do thiếu khí ô-xy ñể thở khi
giữ trong môi trường kín. Phương pháp này có những ưu nhược ñiểm sau:
* Ưu ñiểm
- Không dùng hóa chất ñể bảo quản, không gây ô nhiễm môi trường.
- Rẻ tiền
- Khống chế ñược nồng ñộ O2 và CO2 tạo môi trường khí ñiều bến.
* Nhược ñiểm
- Chỉ bảo quản ở những vùng có nhiệt ñộ mát khoảng 20-250C như Hà
Giang, Mộc Châu- Sơn La
- Vẫn chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt ñộ, sự thay ñổi nhiệt ñộ môi trường
làm tăng cường nồng ñộ hô hấp dẫn ñến hàng loạt các biến ñổi enzim gây thối
mầm sing trưởng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 10
1.2.3 Phương pháp bảo quản MA
Trên cơ sở ñó, ứng dụng ñể nghiên cứu với một số ñối tượng hạt lai ở
Việt Nam là hoàn toàn có ý nghĩa. ðặc biệt là công nghệ bảo quản bằng
phương pháp MA (Môi trường ñiều biến Modified Atmosphere- MA) là môi
trường mà trong ñó tỷ lệ thành phần các khí N2, O2, và CO2 khác với không
khí thường (khoảng 79%N2; 20,9%O2; 0,03% CO2 và còn lại là một số ít các
khí khác).
Phương pháp tạo ra MA trong môi trường bảo quản bằng cách bảo
quản các loại nông sản trong kho lạnh với nồng ñộ O2 và CO2 khống chế ñược
nhờ cảm biến nồng ñộ (Controlled Atmosphere) ñiều khiển, khống chế nhiệt
ñộ và ñộ ẩm thích hợp.
* ưu ñiểm:
- Tăng ñáng kể thời gian bảo quản do hạn chế ñược quá trình hô hấp,
trao ñổi chuyển hóa các chất do ñó giảm tổn thất sau thu hoạch mà vẫn duy
trì ñược chất lượng sản phẩm mà không cần dùng hóa chất.
- Sản phẩm ñược bảo quản bằng MA là sản phẩm “sạch” do không cần
dùng ñến bất cứ hóa chất bảo quản nào nên tuyệt ñối an toàn cho sức khỏe và
môi trường chung quanh.
- giảm chi phí nhân công, giảm phế thải, tốt cho chất lượng, tăng khoản
cách phân phối, sản xuất tập trung, dễ kiểm soát.
- làm cho quá trình lên men chậm lại, kéo dài thời gian sống của hạt.
1.2.4 Một số nghiên cứu về thành phần khí O2 và CO2 tối ưu cho hạt lúa
Ảnh hưởng của O2: Hàm lượng oxi tối ưu cho hô hấp khoảng 20%, khi
hàm lượng O2 giảm xuống dưới 5% hô hấp hướng về yếm khí chiếm ưu thế.
Ảnh hưởng của CO2: theo quy luật chung khi tăng hàm lượng CO2, hô hấp giảm.
Những người sản xuất thóc cần phải xem xét cả hai yếu tố sinh học và
vật lý khi thu hoạch chọn lọc và chuẩn bị ñưa hạt vào kho ñể kéo dài tối ña
cuộc sống của hạt ñược bảo quản.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật........... 11
- Xem thêm -