Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỷ thuật tỉnh Bình Dương

English Bản tin RSS

Trang chủ | Liên hệ | Hỏi đáp

Tiếng nói của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Bình Dương - Mái nhà chung của đội ngũ tri thức Bình Dương

Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên (07/12/2021)

Đây là giải pháp của nhóm tác giả Trần Thanh, Lê Mậu Túy, Nguyễn Vũ Ngọc Anh, Võ Hoàng Anh, Huỳnh Đức Định và Nguyễn Thành Nhân - Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam đạt giải Ba Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật lần thứ IX (2019-2021)

Hiện nay, tại Việt Nam và tất cả các quốc gia trồng và phát triển cao su trên thế giới, hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su (latex) chỉ được phân tích định lượng trong phòng thí nghiệm chuyên biệt và chưa có bất kỳ một nghiên cứu nào liên quan đến phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su. Vì vậy, việc phân tích hàm lượng sucrose trong mủ chỉ có thể được thực hiện đối với những vườn cao su ở gần phòng thí nghiệm. Đối với các vườn cao su ở xa phòng thí nghiệm với những cách trở về mặt địa lý thì việc phân tích hàm lượng đường sucrose trong mủ hầu như không thể thực hiện được. Bên cạnh đó, chi phí cho việc lấy mẫu và phân tích hàm lượng sucrose trong mủ tại phòng thí nghiệm là tương đối cao.

Chính vì vậy, việc phát triển một phương pháp hoàn toàn mới tại Việt Nam cũng như trên thế giới với độ tin cậy cao để chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ ngay tại vườn cây là đặc biệt cần thiết, nhằm hỗ trợ thiết thực cho công tác tuyển chọn giống cao su có tiềm năng năng suất mủ cao và ổn định cho cả chu kỳ, đồng thời chẩn nghiệm nhanh khả năng đáp ứng kích thích mủ của cây cao su, qua đó giúp xác định thời điểm thích hợp trong tháng để áp dụng chất kích thích mủ nhằm khai thác tối đa tiềm năng năng suất của giống mà vẫn đảm bảo “sức khỏe” của vườn cây về lâu dài.

Nội dung triển khai

Nguyên lý của phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên là phản ứng tạo màu giữa thuốc thử đặc hiệu (là hỗn hợp của 1,3-benzenediol và axít clohydric) và đường sucrose có trong mủ cao su (latex) khi được xúc tác nhiệt.

Tương tự như đối với phương pháp phân tích truyền thống trong phòng thí nghiệm, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên bao gồm: tuổi cây, chế độ cạo và điều kiện thời tiết khí hậu (nhiệt độ, ẩm độ).

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên dựa trên nguyên lý của phản ứng tạo màu giữa thuốc thử đặc hiệu (là hỗn hợp của 1,3-benzenediol và axít clohydric) và đường sucrose có trong mủ cao su (latex) khi được xúc tác nhiệt. Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên là phương pháp hoàn toàn mới tại Việt Nam cũng như tại các quốc gia trồng và phát triển cây cao su trên thế giới.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên có thể thực hiện ngay tại vườn cao su mà không cần phải mang mẫu mủ nước (latex) về phòng thí nghiệm sinh lý mủ chuyên biệt (tại Việt Nam, phòng thí nghiệm này chỉ có ở Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam). Phương pháp này được thực hiện với các bước cụ thể theo thứ tự như sau:

+ Lấy 1 ml mủ nước cho vào ống nghiệm thủy tinh (mẫu mủ có thể được lấy từ 1 cây đại diện hay mẫu trộn từ nhiều cây khác nhau trên vườn cao su của cùng một giống)

+ Thêm vào ống nghiệm thủy tinh 2 ml thuốc thử BMG-SUC.

+ Đốt nóng ống nghiệm thủy tinh trên ngọn lửa đèn cồn trong 2 phút.

+ Quan sát màu hiển thị của dung dịch bên trong ống nghiệm và so sánh với thang chuẩn màu về hàm lượng đường sucrose trong mủ.

- So với phương pháp phân tích hàm lượng đường sucrose trong mủ truyền thống thì phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên đã khắc phục được những hạn chế với những điểm nổi bật mà ở phương pháp đánh phân tích truyền thống không có được, cụ thể như sau:

+ Đặc biệt tiện lợi, dễ thực hiện và hiệu quả với bộ dụng cụ phân tích (bộ kít) đơn giản, dễ sử dụng và không phụ thuộc nhiều vào kỹ năng chuyên môn của người thực hiện.

+ Có thể thực hiện phân tích ngay tại vườn cây cao su (không cần phải mang mẫu mủ về phòng thí nghiệm sinh lý mủ của Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam).

+ Có thể thực hiện phân tích ở tất cả các địa điểm, vùng trồng cao su (không phụ thuộc vào điều kiện giao thông, cách trở địa lý giữa vườn cây cao su và phòng thí nghiệm sinh lý mủ của Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam).

+ Tiết kiệm chi phí phân tích (giá thành phân tích của phương pháp này chỉ bằng 46,9% so với phương pháp phân tích truyền thống ở phòng thí nghiệm).

+ Rút ngắn đáng kể thời gian phân tích và cho kết quả (thời gian lấy mẫu và phân tích chỉ mất khoảng 3 - 4 phút).

+ Không phụ thuộc vào thời gian cạo mủ của người công nhân (có thể lấy mẫu mủ và phân tích ở bất kỳ thời điểm nào trong ngày).

+ Sử dụng ít hóa chất (cả về khối lượng và chủng loại).

+ Có thể sử dụng mẫu mủ cô đặc (1 ml) sau khi đã xác định xong hàm lượng đường sucrose trong mủ tại vườn cây để phân tích hàm lượng chất khô tổng số (TSC) và hàm lượng cao su khô (DRC) trong mủ.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên cũng đã và đang được áp dụng diện rộng tại Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam và Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú trong việc xác định thời điểm thích hợp trong tháng để áp dụng chất kích thích mủ. Nội dung thử nghiệm này đã được cụ thể hóa trong hợp đồng dịch vụ khoa học kỹ thuật “Khảo nghiệm các dòng vô tính cao su mới và ứng dụng một số biện pháp kỹ thuật góp phần nâng cao hiệu quả vườn cây kinh doanh tại Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú giai đoạn 2018 - 2020” số 01b/2018/HĐKHKT-BMG giữa Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam và Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên đã được cấp Bằng độc quyền giải pháp hữu ích năm 2020 (Số hiệu bằng: 2432 theo Quyết định số 12365w/QĐ-SHTT ngày 25/8/2020 của Cục Sở hữu Trí tuệ, Bộ Khoa học và Công nghệ).

- Trong năm 2021 và các năm về sau, phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên sẽ từng bước được áp dụng diện rộng nhằm xác định thời điểm thích hợp trong tháng để áp dụng chất kích thích mủ tại các đơn vị trực thuộc Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam cũng như các đối tượng trồng và thu hoạch mủ cao su khác.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên hỗ trợ thiết thực, hiệu quả và tiết giảm chi phí cho công tác tuyển chọn giống cao su nhằm hướng tới mục tiêu tuyển chọn được những giống có hàm lượng đường sucrose trong mủ cao tương ứng với tiềm năng năng suất mủ cao và ổn định cho cả chu kỳ, đồng thời đáp ứng tốt với chất kích thích mủ, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế, tính ổn định và bền vững trong canh tác cây cao su, giúp gia tăng khả năng cạnh tranh của cây cao su với các loại cây trồng khác.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên giúp chẩn nghiệm khả năng đáp ứng với chất kích thích mủ của vườn cây cao su, qua đó giúp xác định thời điểm tối ưu trong tháng để áp dụng chất kích thích mủ nhằm khai thác tối đa tiềm năng năng suất của giống mà vẫn đảm bảo “sức khỏe” của vườn cây về lâu dài, đặc biệt là trong bối cảnh thiếu hụt lao động cạo mủ nên phải giảm nhịp độ cạo (d4, d5, d6) và gia tăng số lần áp dụng chất kích thích mủ trong năm như giai đoạn hiện nay, góp phần nâng cao lợi nhuận, hiệu quả sản xuất kinh doanh cho người trồng cao su.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên giúp tiết kiệm chi phí, công lao động và thời gian phân tích hàm lượng đường sucrose trong mủ.

- Khối lượng và chủng loại hóa chất được sử dụng ở phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên là ít hơn hẳn so với phương pháp phân tích truyền thống, qua đó góp phần giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đối với sức khỏe con người và môi trường.

Kết quả thực hiện

Trong 3 năm (2018 - 2020), phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên đã được áp dụng trên 8 mô hình trình diễn các giống cao su RRIV 106, RRIV 114, RRIV 115 và RRIV 124 được trồng trong giai đoạn 2009 - 2011 với tổng diện tích 64,2 ha tại Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú; theo đó trên mỗi mô hình trình diễn ở các tháng có áp dụng chất kích thích mủ, 50% diện tích được áp dụng chất kích thích mủ theo kế hoạch của Công ty mà không quan tâm đến hàm lượng đường sucrose trong mủ tại thời điểm áp dụng chất kích thích mủ (diện tích đối chứng), 50% diện tích còn lại được áp dụng chất kích thích mủ theo kết quả chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ tại thời điểm áp dụng chất kích thích mủ (diện tích thử nghiệm). Kết quả qua 3 năm thử nghiệm cho thấy phương pháp này đã giúp năng suất của các mô hình trình diễn gia tăng bình quân 2% (tương ứng tăng 40 kg/ha/năm) với năng suất mủ quy khô bình quân của diện tích đối chứng là 2.011 kg/ha/năm và của diện tích thử nghiệm là 2.051 kg/ha/năm. Kết quả tổng hợp năng suất mủ của các giống cao su trên 08 mô hình trình diễn tại Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú trong 3 năm (2018 - 2020) được tóm tắt như sau:

Giống	Lô/Nông trường	Nghiệm thức	Năng suất cá thể (gam/cây/lần cạo)				Năng suất vườn cây (kg/ha/năm)
			Năng suất cá thể (gam/cây/lần cạo)				Năng suất vườn cây (kg/ha/năm)
			2018	2019	2020	TB	2018	2019	2020	TB
RRIV 124	Lô 6 Tân Thành	Đối chứng	36,3	54,9	75,8	55,6	1.142	1.912	2.487	1.847
RRIV 124	Lô 6 Tân Thành	Thử nghiệm	40,2	55,5	76,6	57,4	1.263	1.935	2.513	1.904
RRIV 124	Lô 10 Tân Lợi	Đối chứng	33,5	46,4	35,8	38,6	1.021	1.830	1.620	1.491
RRIV 124	Lô 10 Tân Lợi	Thử nghiệm	33,5	51,5	31,1	38,7	1.020	2.032	1.407	1.486
RRIV 115	Lô 8 Tân Thành	Đối chứng	70,6	61,2	69,6	67,1	2.197	2.208	2.581	2.329
RRIV 115	Lô 8 Tân Thành	Thử nghiệm	62,0	68,5	64,9	65,1	1.931	2.470	2.408	2.270
RRIV 115	Lô 24 Tân Lợi	Đối chứng	49,7	58,1	37,2	48,3	1.489	2.368	1.539	1.799
RRIV 115	Lô 24 Tân Lợi	Thử nghiệm	54,8	61,7	38,2	51,6	1.643	2.515	1.581	1.913
RRIV 115	Lô 26 Tân Lập	Đối chứng	55,8	40,6	56,0	50,8	1.618	2.022	2.096	1.912
RRIV 115	Lô 26 Tân Lập	Thử nghiệm	51,6	42,7	57,6	50,6	1.496	2.128	2.153	1.926
RRIV 106	Lô 29 Tân Lập	Đối chứng	47,9	52,2	64,0	54,7	1.360	2.442	2.578	2.127
RRIV 106	Lô 29 Tân Lập	Thử nghiệm	50,3	52,7	64,2	55,7	1.430	2.468	2.585	2.161
RRIV 106	Lô 31 Tân Lập	Đối chứng	56,9	55,1	66,8	59,6	1.709	2.823	2.629	2.387
RRIV 106	Lô 31 Tân Lập	Thử nghiệm	63,9	58,7	70,4	64,3	1.919	3.005	2.770	2.565
RRIV 114	Lô 50B Tân Thành	Đối chứng	56,4	69,2	61,9	62,5	1.842	2.551	2.208	2.200
RRIV 114	Lô 50B Tân Thành	Thử nghiệm	62,6	69,8	54,5	62,3	2.047	2.573	1.941	2.187
Trung bình năng suất mủ của 8 mô hình trình diễn		Đối chứng	50,9	54,7	58,4	54,7	1.547	2.269	2.217	2.011
Trung bình năng suất mủ của 8 mô hình trình diễn		Thử nghiệm	52,4	57,6	57,2	55,7	1.594	2.391	2.170	2.051

Bên cạnh đó, qua 3 năm thử nghiệm, kết quả cũng cho thấy phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên đã giúp giảm tỷ lệ cây khô miệng cạo trên các mô hình trình diễn với tỷ lệ cây khô miệng cạo vào cuối năm 2020 trên diện tích đối chứng là 4,35% và trên diện tích thử nghiệm là 3,62%. Kết quả tổng hợp tỷ lệ khô miệng cạo (KMC) của các giống cao su trên 08 mô hình trình diễn tại Công ty Cổ phần Cao su Đồng Phú trong 3 năm (2018 - 2020) được tóm tắt như sau:

Giống	Lô/Nông trường	Nghiệm thức	Tỷ lệ KMC năm 2018 (%)		Tỷ lệ KMC năm 2019 (%)	Tỷ lệ KMC năm 2020 (%)
RRIV 124	Lô 6/Tân Thành	Đối chứng	0,71		1,06	2,17
		Thử nghiệm	0,58		1,54	2,21
RRIV 124	Lô 10/Tân Lợi	Đối chứng	1,33		1,34	4,56
		Thử nghiệm	1,06		1,25	4,87
RRIV 115	Lô 8/Tân Thành	Đối chứng	0,54		1,87	5,00
		Thử nghiệm	0,56		1,54	3,30
RRIV 115	Lô 24/Tân Lợi	Đối chứng	1,38		2,41	8,36
		Thử nghiệm	1,19		2,91	5,96
RRIV 115	Lô 26/Tân Lập	Đối chứng	0,50		1,56	1,45
		Thử nghiệm	0,59		1,21	1,39
RRIV 106	Lô 29/Tân Lập	Đối chứng	0,00		0,19	1,99
		Thử nghiệm	0,10		0,25	1,18
RRIV 106	Lô 31/Tân Lập	Đối chứng	1,12		1,12	2,86
		Thử nghiệm	0,05		1,10	2,00
RRIV 114	Lô 50B/Tân Thành	Đối chứng	2,23		2,47	8,44
		Thử nghiệm	2,76		3,00	8,01
Trung bình tỷ lệ khô miệng cạo của 8 mô hình trình diễn		Đối chứng	0,98	1,50		4,35
		Thử nghiệm	0,86	1,60		3,62

- Thời gian phân tích và cho kết quả của phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên chỉ sau 2 phút (không tính thời gian lấy mẫu).

- Bộ dụng cụ (bộ kít) sử dụng cho phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên là cực kỳ đơn giản, gọn nhẹ và dễ sử dụng (không phụ thuộc nhiều vào kỹ năng chuyên môn của người thực hiện).

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên có thể áp dụng ở bất kỳ vườn cây cao su nào mà không phụ thuộc vào điều kiện sẵn có của phòng thí nghiệm, không phụ thuộc nhiều vào công nhân cạo mủ và có thể thực hiện ở mọi thời điểm trong ngày.

- Phương pháp chẩn đoán nhanh hàm lượng đường sucrose trong mủ cao su thiên nhiên sử dụng ít hóa chất (cả về khối lượng và chủng loại).

- Có thể sử dụng mẫu mủ cô đặc (1 ml) sau khi đã xác định xong hàm lượng đường sucrose trong mủ tại vườn cây để phân tích hàm lượng chất khô tổng số (TSC) và hàm lượng cao su khô (DRC) trong mủ.

Mỹ Linh

Tin liên quan