tập 112, số 12/2, 2013: chuyÊn san khoa hỌc tỰ nhiÊn

HOGNGHE

TECHNOTOGi

s0 ulc ntil lt'[ nltm se nlm tnntttt 4r nor utl. t.rir rnu il[ ulir ltRM

120 lt0/r 93 0 - 20 lt0l20t 3 )

AA

THUAT .l\l0l\lG'sI[\lH .Y

.AGRIIULTURE . BIOLOGY

. llllEDIIIl\IE

oµ Tạp chí Khoa h ọc và Công ngh ệ

SỐ ĐẶC BIỆT KỶ NIỆM 83 NĂM THÀNH L ẬP HỘI LIÊN HI ỆP PHỤ NỮ VIỆT NAM

(20/10/1930 – 20/10/2013)

Mục l ục Trang

TỰ

NHIÊN -

KỸ THUẬT

Tr ần Thị Mai, Nguyễn Quỳnh Hoa - Toán đạo hàm trong phân tích kinh tế 3 Đỗ Thùy Chi, Doãn Thị Tươi - Sử dụng phương pháp ma trận truyền và phần mềm Matlab để mô phỏng phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều 9 Nguyễn Thị Hồng Hoa, Đặng Tuyết Phương, Nguyễn Thị Ngọc Linh - Tổng hợp vật liệu lai mao quản trung bình SBA-15 sử dụng làm chất mang cố định enzym DAAO 15 Nguyễn Thị Thanh Hương, Phạm Thị Phương Dung - Nghiên cứu xác định thành phần hóa học của tinh dầu gỗ thân loài dó Trung Quốc Aquilaria sinensis sprengel mọc tự nhiên ở Sơn La 21 Phạm Thị Thắm, Lại Thị Hải Yến, Tri ệu Thị Hường, Nguyễn Thị Thanh, Hoàng Thị Thanh, Phạm Thế Chính - Phân lập các hợp chất trong thân cây trầu không (Piper betle L.) 27 Phùng Thị Thu Hiền, Đoàn Xuân Ngọc, Phùng Trung Nghĩa - So sánh hai phương pháp trích chọn đặc trưng âm thanh: đường bao phổ (MFCC) và cao độ pitch trong việc tìm kiếm âm nhạc theo nội dung 33 Nguyễn Thị Thanh Quỳnh, Phạm Văn Thiêm - Thiết kế bộ điều khiển PID và bộ điều khiển FLC (fuzzy logic controller) cho hệ thống gia nhiệt 39 Lê Thu Thủy - Xây dựng mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ KĐB – RLS thích hợp với điều khiển thời gian thực 45 Nguyễn Thị Mai Hương, Mai Trung Thái , Lê Thị Huyền Linh , Lại Khắc Lãi - Điều khiển dự báo dựa trên ma trận động ứng dụng điều khiển bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh (chemical reactor) 49 Lê Thị Huyền Linh , Lại Khắc Lãi, Nguyễn Thị Mai Hương - Điều khiển dự báo dựa trên mô hình cho hệ phi tuyến với tầm dự báo bằng 1 55 Lê Thị Thu Hà, Tr ần Thị Thanh Thảo - Thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng 63 Trương Thị Thu Hương - Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu tạo đĩa nghiền đến chất lượng nghiền bột giấy 69 Phạm Hương Quỳnh,Vũ Thị Thùy Trang, Nguyễn Thị Thu Trang - Nghiên cứu xử lý nước rác huyện Phú Bình bằng phương pháp đông keo tụ 73 Tr ần Thị Bích Thảo, Phạm Hương Quỳnh - Nghiên cứu đặc tính chất thải rắn hữu cơ đô thị cho mục đích phân hủy yếm khí 79 Đặng Thị Loan Phượng, Đỗ Thị Mai, Lê Thị Thu Huyền - Sử dụng phương pháp điều khiển mô hình nội để nâng cao khả năng làm việc ổn định của máy phát điện sức gió với lưới trong trường hợp lưới đối xứng 83 Đỗ Thị Loan, Lưu Thị Li ễu, Nguyễn Thị Hiền - Nghiên cứu phương pháp nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc 89 Nguyễn Thị Thu Hiền - Ứng dụng điều khiển mờ điều chỉnh công suất của hệ truyền động trục cán để thỏa mãn yêu cầu cán thô trong dây chuyền cán nóng liên tục có công suất nhỏ 97

NÔNG

-

SINH

-

Y

Nguyễn Thị Thu Hà - Phát triển nông nghiệp sinh thái, hướng đi mới đối với sản xuất nông nghiệp 103 Nguyễn Thị Duyên, Vũ Thị Ánh, Nguyễn Thị Hải, Nguyễn Thương Tuấn - Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích vitamin B1 trong một số loại gạo và rau trên thiết bị cực phổ VA797 109 Phạm Thị Vinh, Vũ Thị Hạnh, Trần Thị Lý - Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nấm men Saccharomyces cerevisiae (STH) đến chất lượng nước ổi lên men 115 Nguyễn Thị Hải, Dương Thị Khuyên, Thái Thị Ngọc Trâm - Nghiên cứu hàm lượng và xử lý aflatoxin trong nông sản, phụ phẩm chế biến bằng acid sorbic và hấp ướt ở áp suát cao 119 Trương Thị Ánh Tuyết, Lý Văn Sơn, Hà Huy Hoàng - Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Quảng Uyên - tỉnh Cao Bằng 125 Vũ Thị Ánh, Nguyễn Văn Hồng, Trần Thị Tý - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón đến sinh trưởng, phát triển của giống dưa mật (Honeydew melon) 131 Đinh Thị Lan Hương, Lê Thị Thanh Hương - Phân tích dạng sống và yếu tố địa lý của thực vật làm thuốc ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 137

Journal of Science and Technology

112 (12)/2 N ăm 2013

NÔNG

-

SINH

-

Y

Luân Thị Đẹp, Hoàng Bích Thảo, Nguyễn Viết Hưng, Lưu Thị Xuyến, Hà Huy Hoàng, Trương Thị Ánh Tuyết, Vũ Thị Hải Anh - Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại hom trong nhân giống cây cẩm nhuộm màu thực phẩm tại Thái Nguyên 143 Nguyễn Văn Lâm, Hứa Nguyệt Mai, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Việt Linh - Ảnh hưởng của kích thước nang trứng đến chất lượng trứng lợn nuôi thành thục in vitro 149 Đặng Thị Mai Lan, Dương Thị Hồng, Lê Văn Điệp, Nguyễn Thị Hiền - Nghiên cứu những biến đổi bệnh lý của bệnh tụ huyết trùng ở gà nuôi tại một số phường, xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 155 Phạm Thị Phương Lan, Đặng Xuân Bình - Một số đặc tính sinh học của vi khuẩn Pasteurella multocida gây bệnh tụ huyết trùng ở trâu bò phân lập tại Hà Giang và Cao Bằng 163 Bùi Thị Thơm, Trần Văn Phùng - Ảnh hưởng của năng lượng trao đổi trong khẩu phần ăn đến sinh trưởng, chất lượng thịt và hiệu quả chăn nuôi lợn rừng lai tại Thái Nguyên 169 Nguyễn Thị Ngân, Nguyễn Thị Kim Lan - Một số đặc điểm dịch tễ bệnh sán dây ở gà thả vườn tại thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 177 Phan Thị Hồng Phúc, Nguyễn Thị Kim Lan - Biểu hện lâm sàng, bệnh tích ở dạ múi khế và ruột non của trâu bò mắc bệnh giun xoăn dạ múi khế tỉnh Thái Nguyên 183 Nguyễn Thị Bích Ngà, Nguyễn Thị Kim Lan, Đỗ Thị Vân Giang, Trương Thị Tính - Tình hình nhiễm giun tròn Trichocephalus ở lợn tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 189 Nguyễn Thị Thoa - Nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng trên núi đá vôi tại khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên 195 Nguyễn Thị Tuyết, Nguyễn Thị Oanh - Nghiên cứu ảnh hưởng của các mô hình sinh thái rừng phòng hộ ven hồ Hòa Bình đến một số tính chất đất tại tiểu khu 54 lòng hồ sông Đà và khoảnh 3 xã Thung Nai, huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 201 Bùi Lan Anh - Nghiên cứu sản xuất rau họ hoa thập tự (Brassicaceae) vụ đông xuân năm 2009 – 2010 tại Thái Nguyên bằng việc sử dụng dung dịch ngâm quả cà độc dược (datura metel linnaeus) 207 Lê Thị Thanh Hoa, Hạc Văn Vinh - Thực trạng môi trường và sức khỏe của lao động nữ tại Công ty Cổ phần Xi măng La Hiên - Thái Nguyên 213 Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, Nguyễn Việt Quang - Thực trạng vệ sinh trường học tại một số trường tiểu học, trung học cơ sở ở huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên 217 Đỗ Minh Hương, Lê Thị Thu Hằng, Bùi Thị Hương Giang - Khớp cắn và tình trạng khớp thái dương hàm của sinh viên y khoa Trường Đại học Y Dược Thái Nguyên 223 Nguyễn Thị Minh Thúy, Nguyễn Thị Hạnh, Nguyễn Tiến Phượng, Nguyễn Thị Nhuận - Nghiên cứu tác dụng của cao lỏng ngưu sâm tra lên các chỉ số Lipid máu của động vật thực nghiệm 229 Nguyễn Thị Thu Hoài - Mô tả một vài đặc điểm dịch tễ, lâm sàng bệnh zona điều trị tại khoa da liễu Bệnh viện Đa khoa trung ương Thái Nguyên và bệnh viện 103 237 Vũ Thị Kim Li ên - Bước đầu đánh giá kết quả kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng trong phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân 245

oµ soT Tạp chí Khoa h ọc và Công ngh ệ

SPECIAL ISSUE FOR THE 83rd ANNIVERSARY OF VIETNAMESE WOMEN’S DAY (10/20/1930 – 10/20/2013)

Content Page

NATURAL SCIENCE

-

TECHNOLOGY

Tran Thi Mai, Nguyen Quynh Hoa - Derivatives in analyzing economy 3 Do Thuy Chi, Doan Thi Tuoi - Using transfer matrix method and matlab software to simulate the reflectance spectrum of one-dimentional photonic crystals 9 Nguyen Thi Hong Hoa, Dang Tuyet Phuong, Nguyen Thi Ngoc Linh - Synthesis of hybrid mesoporous SBA-15 used for immobilization of enzym DAAO 15 Nguyen Thi Thanh Huong, Pham Thi Phuong Dung - Research chemical composition determination of oil wood China Aquilaria sinensis sprengel that kind grows naturally in Son La 21 Pham Thi Tham, Lai Thi Hai Yen, Nguyen Thi Huong, Nguyen Thi Thanh, Hoang Thi Thanh, Pham The Chinh - Isolated chemical constituents of piper betle L. trunks 27 Phung Thi Thu Hien, Doan Xuan Ngoc, Phung Trung Nghia - Comparing two method: spectral envelope feature (MFFC) and pitch in contend – based music retrieval 33 Nguyen Thi Thanh Quynh, Pham Van Thiem - PID controller design and fuzzy logic controller for heating system 39 Le Thu Thuy - Interruption status model of asynchronous motor – rotor cage suitable for real-time control 45 Nguyen Thi Mai Huong, Mai Trung Thai, Le Thi Huyen Linh, Lai Khac Lai - Multivariable dynamic matrix control to apply chemical reactor control 49 Le Thi Huyen Linh, Lai Khac Lai, Nguyen Thi Mai Huong - Model predictive control for nonlinear system with one step 55 Le Thi Thu Ha, Tran Thi Thanh Thao - Design of model reference adaptive controller for gearing transmission system 63 Truong Thi Thu Huong - Studying effect of some structure parameters of refiner disk on refining pulp’s quanlity 69 Pham Huong Quynh ,Vu Thi Thuy Trang, Nguyen Thi Thu Trang - Research on leachate treatment in Phu Binh district by using flocculation method 73 Tran Thi Bich Thao, Pham Huong Quynh - Research into the characteristics of urban organic solid wastes for anaerobic digestion 79 Dang Thi Loan Phuong, Do Thi Mai, Le Thi Thu Huyen - Use method imc for improving stability of the wind generators that works in the symmetric grid 83 Do Thi Loan, Luu Thi Lieu, Nguyen Thi Hien - Research into method of discrimination between speech and music 89 Nguyen Thi Thu Hien - Fuzzy control applications power regulation of roll drive system to satisfy coarse roll requirement in small power continuous hot rolling line 97

AGRICULTURE

-

BIOLOGY -

MEDICINE

Nguyen Thi Thu Ha - Ecological agriculture development, new directions for agricultural production 103 Nguyen Thi Duyen, Vu Thi Anh, Nguyen Thi Hai, Nguyen Thuong Tuan - Study on building the procedure of determining vitamin B1 in some kinds of rice and vegetable with computrace VA797 109 Pham Thi Vinh, Vu Thi Hanh, Tran Thi Ly - Study of affect concentration of yeast Saccharomyces cerevisiae (STH) to quality fermentation guava juice 115 Nguyen Thi Hai, Duong Thi Khuyen, Thai Thi Ngoc Tram - Study on aflatoxin content and treating in some agricultural products, processing by-products by sorbic acid and wet steam in high pressure 119 Truong Thi Anh Tuyet, Ly Van Son, Ha Huy Hoang - Research on production of organic fertilizers from agricultural by-products in Quang Uyen district - Cao Bang province 125 Vu Thi Anh, Nguyen Van Hong, Tran Thi Ty - Research the influence of use fertilizers on growth and development of honeydew melon 131

Journal of Science and Technology

112 (12)/2

Năm 2013

AGRICULTURE

-

BIOLOGY -

MEDICINE

Dinh Thi Lan Huong, Le Thi Thanh Huong - Waveform analysis factors and plant geography of medicine at Dong Hy district, Thai Nguyen province 137 Luan Thi Dep, Hoang Bich Thao, Nguyen Viet Hung, Luu Thi Xuyen, Ha Huy Hoang, Truong Thi Anh Tuyet, Vu Thi Hai Anh - Study on the effect of cuttings in the propagation of natural food color plants in Thai Nguyen 143 Nguyen Van Lam, Hua Nguyet Mai, Nguyen Van Hanh, Nguyen Viet Linh - Effects of follicle size on oocyte quality after in vitro maturation 149 Dang Thi Mai Lan, Duong Thi Hong, Le Van Diep, Nguyen Thi Hien - Study of diseases of change Pasteurellosis disease in chickens in a few wards, villages in the area of Thai Nguyen city 155 Pham Thi Phuong Lan, Dang Xuan Binh - Biochemical characters of Pasteurella multocida cause hemorrhagic septicemia on buffalo and cattle in Cao Bang and ha Giang provinces 163 Bui Thi Thom, Tran Van Phung - The influence of energy exchange levels in rations come growth, meat quality and efficiency livestock for cross-bred wild boars in Thai Nguyen province 169 Nguyen Thi Ngan, Nguyen Thi Kim Lan - Some epidemic characteristics of tapeworm disease on garden – range chicken in Thai Nguyen city 177 Phan Thi Hong Phuc, Nguyen Thi Kim Lan - A study on symptoms and lesions of trichostrongylidae worm disease of cattle in Thai Nguyen province 183 Nguyen Thi Bich Nga, Nguyen Thi Kim Lan, Do Thi Van Giang, Truong Thi Tinh - The prevalence of trichocephalus spp. in pigs in Dong Hy district, Thai Nguyen province 189 Nguyen Thi Thoa - Study on forest regeneration on limestone mountain at Than Sa - Phuong Hoang natural reserve - Thai Nguyen province 195 Nguyen Thi Tuyet, Nguyen Thi Oanh - Studying impact of ecological modelling coastal protection forest lake to some soil properties in area 54 Da river reservoir and plot 3 Thung Nai communes, Cao Phong distric, Hoa Binh province 201 Bui Lan Anh - Study on the production of Brassicaceae vegetables during the winter - spring season 2009-2010 in Thai Nguyen using datura metel linnaeus - immersed solution 207 Le Thi Thanh Hoa, Hac Van Vinh - Status of working environment and female worker’s health at La Hien Cement Joint Stock Company 213 Nguyen Thi Quynh Hoa, Nguyen Viet Quang - School hygiene sitution of some school primary schools, secondary schools in Phu Binh district, Thai Nguyen province 217 Do Minh Huong, Le Thi Thu Hang, Bui Thi Huong Giang - Occlusion and temporomandibular joint status of medical students of Thai Nguyen University of Medicine and Pharmacy 223 Nguyen Thi Minh Thuy, Nguyen Thi Hanh, Nguyen Tien Phuong, Nguyen Thi Nhuan - Study on action of liquid extract of nguu sam tra on blood lipid indicators in experimental animals 229 Nguyen Thi Thu Hoai - Describe some epidemiology, clinical characteristics of herpes zoster treatment at the department of dermatology in Thai Nguyen Central General Hospital and Hospital No 103 237 Vu Thi Kim Lien - To evaluate the results of a technique for pterygium excision: air assisted dissection in the conjunctival autograft procedure 245

Trần Thị Mai và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 3 - 7

3

TOÁN ĐẠO HÀM TRONG PHÂN TÍCH KINH T Ế

Tr ần Thị Mai *, Nguyễn Quỳnh Hoa Trường Đại học KT & QTKD – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Toán học là một môn khoa học có nhiều lợi thế hơn so với các ngôn ngữ khoa học khác vì nó là một phương cách truyền thông ý tưởng với kiến thức ngắn ngọn, chính xác, dễ hiểu, nghiêm túc, là công cụ suy diễn lý luận rất mạnh. Do đó trong bài báo này, tôi đã đưa ra được một số ứng dụng cơ bản nhất của đạo hàm trong phân tích kinh tế. Từ khóa: Đạo hàm, ứng dụng, phân tích, thuế, lợi nhuận.

MỞ ĐẦU*

Để thấy rõ vai trò của Toán học trong kinh tế trước hết chúng ta nên tìm hiểu ý nghĩa của cụm từ "kinh toán học" (mathematical economics).

Cụm từ "kinh toán học" được dùng với hai nghĩa chính sau:

* M ột ngành riêng biệt của bộ môn kinh tế trong đó sự ứng dụng và phát triển của các kỹ thuật toán học được dùng làm sáng tỏ các vấn đề về kinh tế;

* M ột tập hợp các phương pháp phân giải dùng để trình bày, phân tích và thông hiểu các hiện tượng về kinh tế.

Dù kinh toán học được thông hiểu theo nghĩa nào đi nữa ta thấy toán học đóng một vai trò không thể thiếu trong kinh tế học. Mở bất kỳ một cuốn giáo trình kinh tế nào ra người đọc cũng dễ dàng nhận thấy vai trò quan trọng của toán nhất là phần "Đạo hàm" trong việc trình bày các khái niệm và giải quyết các bài tập về kinh tế.

Do đó mục tiêu được đặt ra là giúp cho các em sinh viên năm thứ nhất thuộc các các khối ngành kinh tế thấy được sự cần thiết phải học tập tốt môn Toán cao cấp.

MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ

Đạo hàm và giá trị cận biên trong kinh tế

Cho mô hình ( )y f x= ; x, y là biến kinh tế x : biến độc lập hay biến đầu vào

y : biến phụ thuộc hay biến đầu ra

* Tel: 0978547141; Email: [email protected]

Trong kinh tế chúng ta thường quan tâm đến xu hướng thay đổi của y khi x thay đổi một lượng nhỏ.

Với định nghĩa đạo hàm trong toán cơ bản, ta có

'

0 0( ) lim

x

yf x

x∆ →

∆=∆ khi cho x∆ đủ nhỏ, ta có

'0 00

'0

( ) ( )( )

( ).

f x x f xyf x

x x

y f x x

+ ∆ −∆⇒ = ≈

∆ ∆⇒ ∆ ≈ ∆

Khi cho '

01 ( )x y f x∆ = → ∆ = .

Vậy đạo hàm biểu diễn sự xấp xỉ một lượng thay đổi của biến số y khi biến số x tăng thêm 1 đơn vị.

Với quan hệ ( )y f x= để mô tả sự thay đổi của biến kinh tế y khi biến kinh tế x thay đổi. Ta

gọi '

0( )f x là giá trị cận biên của y tại 0x .

Một số hàm ứng dụng trong kinh tế

a. Hàm doanh thu: ( )TR TR Q= ; Q là sản

lượng thì '

0( )TR Q : doanh thu cận biên tại 0Q ,

tại mỗi mức sản lượng Q , '( )TR Q cho biết

xấp xỉ lượng doanh thu tăng thêm khi sản xuất thêm 1 đơn vị sản phẩm.

b. Hàm chi phí: ( )TC f Q= ; Q là sản lượng

thì '

0( )TC Q : chi phí cận biên tại 0Q , tại mỗi

mức sản lượng Q , ' ( )TC Q cho biết xấp xỉ

lượng chi phí tăng thêm khi sản xuất thêm 1 đơn vị sản phẩm.

c. Hàm sản xuất: ( );Q f L L= là lao động thì '

0( )f L : sản phẩm hiện vật cận biên của lao


4

động tại 0L , tại mỗi điểm', ( )L f L cho biết

xấp xỉ lượng sản phẩm gia tăng khi sử dụng thêm 1 lao động.

Một hàm sản xuất mà kinh tế học thường xuyên sử dụng là hàm sản xuất dạng Cobb-

Douglas:Q aK Lα β= , trong đó , ,a α β là các hằng số dương.

d. Hàm lợi nhuận biên: Xét hàm lợi nhuận

( ( ))TR TC PQ FC VC Qπ = − = − + TR: hàm doanh thu

TC : hàm chi phí

FC : định phí

VC : biến phí

Lợi nhuận biên hay lợi nhuận cận biên là số đo sự thay đổi của lợi nhuận khi giá tăng thêm 1 đơn vị tiền tệ.

e. Hàm tiêu dùng: ( );C C I I= là thu nhập

thì ' ( )C I : được gọi là xu hướng tiêu dùng cận

biên. Tại mỗi mức thu nhập '; ( )I C I là số đo

xấp xỉ lượng tiêu dùng gia tăng khi người ta có thêm 1 đơn vị tiền.

f. Hàm tiết kiệm: ( )S S I= , I là thu nhập thì '( )S I : được gọi là xu hướng tiết kiệm cận

biên. Tại mỗi mức thu nhập '; ( )I S I là số đo

xấp xỉ lượng tiết kiệm gia tăng khi người ta có thêm 1 đơn vị tiền.

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CƠ BẢN CỦA ĐẠO HÀM TRONG PHÂN TÍCH KINH TẾ

Bài toán thuế doanh thu: Giả sử một xí nghiệp sản xuất độc quyền một loại hàng hóa. Biết hàm cầu của xí nghiệp về loại hàng hóa

này là: ( )d pQ Q P=

và hàm tổng chi phí của

xí nghiệp là: ( )TC TC Q= . Hãy xác định mức thuế t trên một đơn vị sản phẩm để thu được nhiều thuế nhất?

Giải:

Gọi ( )Q t là sản lượng làm cho xí nghiệp tối đa hóa lợi nhuận với mức thuế t

( )d pQ Q P= hay ( )P P Q=

Doanh thu: ( ) *TR P Q Q=

Chi phí: TC = chi phí sản xuất + thuế

Lợi nhuận: ( ) ( )LN Q TR TC t Q= − − .

Từ đây áp dụng công thức tính đạo hàm sẽ cho kết quả.

Ví dụ: Một doanh nghiệp độc quyền có hàm chi phí cầu như sau:

2 1000 50

2000d

TC Q Q

Q P

= + += −

Xác định thuế t thu trên một đơn vị sản phẩm để có thể thu nhiều thuế nhất?

Giải :

Gọi ( )Q t là mức sản lượng của công ty là cho lợi nhuận của công ty tối đa tương ứng với

mức thuế t . Ta sẽ tìm ( )Q t .

Khi công ty sản xuất Q sản phẩm thì công ty phải bán với giá P sao cho

2000Q P= − hay 2000P Q= −

Khi đó doanh thu của công ty là : ( )T t Q=

Lợi nhuận của công ty

2

( ) ( ) * ( ) ( )

2 (1000 ) 50

Q P Q Q C Q t Q

Q t Q

π = − −= − + − −

Đạo hàm của lợi nhuận bằng ' ( ) 4 1000Q Q tπ = − + −

Từ điều kiện để lợi nhuận cực đại, ta có

1000( )

4

tQ t

−=

Vì đạo hàm cấp hai của lợi nhuận ''( ) 4 0Qπ = − < nên ( )Q t là sản lượng làm

cho xí nghiệp có lợi nhuận cực đại. Khi đó tổng số thuế thu được là

(1000 )( )

4

t tT t

−=

Đạo hàm của thuế là:

' 1000 2( )

4

tT t

−=


5

Từ điều kiện '( ) 0 500T t t= ⇒ =

Vì

'' 1( )

2T t = −

nên 500t = chính là định mức thuế để thu được nhiều thuế nhất. Khi đó sản lượng sản xuất của công ty là

1000 500( ) 125

4Q t

−= =.

Bài toán tối đa hóa lợi nhuận và tối đa hóa doanh thu - Tối đa hóa lợi nhuận: Doanh nghiệp sẽ lựa chọn mức sản lượng mà tại đó chênh lệch giữa tổng doanh thu và tổng chi phí là lớn nhất. Điều này có thể đạt được khi đạo hàm bậc nhất của hàm lợi nhuận bằng 0.

0d dTR dTC

dQ dQ dQ

π = − =

Hay

MC MR=

Để tối đa hóa lợi nhuận, doanh nghiệp lựa

chọn mức sản lượng eQ . Tại đó doanh thu biên bằng chi phí biên. - Tối đa hóa doanh thu: Doanh thu là hàm

số của giá và sản lượng hay TR PQ= . Mức sản lượng mà tại đó doanh nghiệp tối đa hóa

doanh thu phải thỏa mãn điều kiện 0MR = . Ví dụ Số vé bán được của một hãng xe buýt liên hệ

giá vé P là : 10000 125Q P= −

Tìm mức giá P để doanh thu đạt mức tối đa, tính lượng vé bán được ở mức giá đó? Giải: Ta có

2

( ) * (10000 125 )

125 10000

R P P Q P P

P P

= = −

= − +

Để tìm cực đại của hàm ( )R P , ta sử dụng đạo hàm cấp 1, cấp 2

' ( ) 125 10000 0 40R P P P= − + = ⇒ = '' ( ) 250 0R P = − <

Với ''40; 0P R= < nên hàm ( )R P đạt cực

đại tại 40P =

- Doanh thu lúc đó là max (40) 200000R R= = ( đơn vị) - Với mức doanh thu đó số vé bán được là

10000 125*40 5000Q = − = (vé ). Tối đa hóa lợi nhuận của doanh nghiệp độc quyền Xét trường hợp một doanh nghiệp độc quyền sản xuất hai loại sản phẩm với hàm chi phí kết hợp

1 2( , )TC TC Q Q= . Doanh nghiệp độc quyền định giá sản phẩm của mình căn cứ vào chi phí sản xuất và cầu của thị trường. Giả sử cầu đối với các sản phẩm là

1

1 1 1 1 1 1( ) ( )Q D p p D Q−= ⇔ = (đối với sản phẩm thứ nhất )

1

2 2 2 2 2 2( ) ( )Q D p p D Q−= ⇔ = (đối với sản phẩm thứ hai ). Hàm lợi nhuận có dạng

1 1 2 2 1 2( , )p Q p Q TC Q Qπ = + − Căn cứ vào cầu của thị trường ta có thể biểu

diễn tổng lợi nhuận theo 1Q và 2Q . Theo phương pháp giải bài toán cực đại hàm hai biến ta xác định được mức sản lượng

1 2,Q Q để π đạt cực đại, từ đó suy ra giá tối

ưu 1

1 11 ( )p D Q−= ; 1

2 22 ( )p D Q−= . Ví dụ: Doanh nghiệp độc quyền sản xuất hai loại sản phẩm với hàm chi phí kết hợp:

2 21 1 2 25TC Q Q Q Q= + +

Giả sử cầu đối với các sản phẩm là:

1 156 4p Q= − (đối với sản phẩm thứ nhất)

2 248 2p Q= − (đối với sản phẩm thứ hai). Hàm lợi nhuận là

2 21 1 2 2 1 1 2 2

2 21 1 2 2 1 1 2 2

2 21 2 1 1 2 2

5

(56 4 ) (48 2 ) 5

56 48 5 5 3

p Q p Q Q Q Q Q

Q Q Q Q Q Q Q Q

Q Q Q Q Q Q

π = + − − −

= − + − − − −

= + − − −


6

Giải bài toán cực trị ta xác định được mức sản lượng cho lợi nhuận tối đa

1 2

96 40,

35 7Q Q= =

.

Giá bán để đạt được lợi nhuận tối đa là

1 1

2 2

157656 4 45;

35256

48 2 36,77

p Q

p Q

= − = ≈

= − = ≈.

Bài toán dựa trên công trình của Allingham và Sandmo (1972) về sự trốn thuế. Trong phạm vi của bài này với mục đích minh họa ta xét mô hình tương đối đơn giản.

Giả thiết: Một kinh tế tư nhân cực đại hóa hàm hữu dụng ( utility fuction) tùy thuộc và thu nhập sau thuế.

Mô hình hóa vấn đề: Ta ký hiệu y : là thu nhập thật ( 0)y >

t : thuế suất (0 1)t< <

x : thu nhập khai báo ( )x y< z y x= − : thu nhập trốn thuế

p : xác suất bị kiểm tra (0 1p< < ) q : tỉ lệ nộp phạt cho mỗi đồng trốn thuế u : hàm hữu dụng

Nếu trốn thuế mà không bị cục thuế kiểm tra thì thu nhập sau thuế của người đóng thuế sẽ

là: (1 )y tx t y tz− = − +

Nếu bị kiểm tra, thu nhập sau thuế sau khi bị phạt của người đóng thuế là

( ) (1 )y tx t q z t y qtz− − + = − − Vậy ta cần giải quyết bài toán sau

Chọn zđể cực đại hóa hàm

[(1 ) ] (1 ) [(1 ) ]MC pu t y qtz p u t y tz= − + + − − +

tùy theo giá trị , , , ,0 1,0 1y t p q t q< < < < .

Trong mô hình trên coi, , , , ,y t p q t q như là các biến ngoại sinh và biến z là biến nội sinh theo tập hợp biến số ngoại sinh. Đây là bài

toán cực đại hóa do đó đạo hàm là một công cụ phân tích thích hợp.

KẾT LUẬN

Toán học đóng một vai trò rất quan trọng có thể nói không thể thiếu được trong bộ môn kinh tế vai trò này có xu hướng tăng lên theo năm tháng, toán học đã giúp cho kinh tế nhất là kinh tế lý thuyết tiến triển rất nhanh. Toán học có ảnh hưởng rất lớn đến truyền đạt ý niệm và đề xuất kinh tế không những giữa các nhà kinh tế với nhau, mà còn giữa các nhà kinh tế với dân chúng, giữa các nhà làm kinh tế với các nhà làm chính sách.

Vì thế các sinh viên, các giảng viên, các nhà nghiên cứu bộ môn kinh tế dù muốn hay không cũng cần phải đạt đến một trình độ toán nhất định ( toán giải tích) nào đó để tham gia, theo dõi, phát triển chuyên môn của mình.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Huy Hoàng (chủ biên), (2007) Hướng dẫn giải bài tập Toán Cao Cấp cho các nhà kinh tế, phần 2: Giải tích toán học, Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, Nhà xuất bản Thống kê, Hà Nội. [2]. Lê Đình Thúy (chủ biên) (2003), Toán Cao Cấp cho các nhà kinh tế, phần 2: Giải tích toán học, Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, Nhà xuất bản Thống kê, Hà Nội. [3]. PGS. TS. Cao Thúy Xiêm (2010), Kinh tế học vi mô, Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, Nhà xuất bản Đại học Kinh tế Quốc dân, Hà Nội. [4]. Akerlof,G.A.(1970), "The market for 'lemons': Quality uncertainty and market mechanism", Quarterly Journal of Economics 84(3): 488-500. [5]. Allingham, M. G. & A. Sandmo (1972), "Income tax evasion: A theoretical analysis", Journal of Public Economics 1: 323-338. [6]. Blackhouse, R.E.(1998), "If mathemetics is informal, then perhaps we should accept that economics must be informat too", Economic Journal 108(451): 1848-1858. [7]. Evan J. Douglas, (1992) Managerial Economics Analysis and Strategy, Xuất bản lần thứ 4, Prentice Hall International Edition.


7

SUMMARY DERIVATIVES IN ANALYZING ECONOMY

Tran Thi Mai *, Nguyen Quynh Hoa College of Economics and Business Administration - TNU

Mathematics is a science which has more advantages than other scientific languages because it is a good method of transmitting ideas with short, exact, understandable and serious knowledges and a strong tool of inferring and arguing. Therefore, in these papers, I gave some most basic applications of derivatives in analyzing economy. Key words: Derivative, application, analysis, tax, profits.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Văn Minh – Trường Đại học KT & QTKD – ĐH Thái Nguyên



8

Đỗ Thùy Chi và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 9 - 14

9

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP MA TRẬN TRUYỀN VÀ PHẦN MỀM MATLAB ĐỂ MÔ PHỎNG PHỔ PHẢN XẠ CỦA TINH TH Ể QUANG TỬ MỘT CHIỀU

Đỗ Thùy Chi*, Doãn Thị Tươi Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày về cách sử dụng phương pháp ma trận truyền kết hợp với phần mềm matlab để mô phỏng phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều, đồng thời cũng trình bày các kết quả mô phỏng về ảnh hưởng của độ tương phản chiết suất, số chu kỳ, bước sóng thiết kế đến phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều. Các kết quả cho thấy khi tăng tỷ lệ tương phản chiết suất giữa hai lớp cực đại phổ phản xạ bị mở rộng; khi số chu kỳ tăng thì hệ số phản xạ tăng dần và độ bán rộng giảm. Sự phù hợp giữa mô phỏng và thực nghiệm cũng bước đầu được nghiên cứu. Từ khóa: tinh thể quang tử một chiều, mô phỏng, phương pháp ma trận truyền, phần mềm matlab.

GIỚI THIỆU *

Khái ni ệm Các tinh thể quang tử (PCs) là một loại vật liệu có sự thay đổi tuần hoàn về chiết suất. Tùy thuộc vào số chiều tuần hoàn của cấu trúc, PCs có thể chia ra thành ba loại là PCs một chiều (1D), hai chiều (2D) và ba chiều (3D). Trong PCs 1D sự tuần hoàn của chiết suất chỉ thiết lập theo một hướng duy nhất, hai hướng còn lại là đồng nhất. Trường hợp đơn giản nhất để tạo ra PCs là chỉ cần sử dụng hai lớp vật liệu với hằng số điện môi sắp xếp luân phiên nhau. Một ví dụ của PCs 1D là gương phản xạ Bragg- một linh kiện được sử dụng rộng rãi để phân bố phản xạ trong các buồng cộng hưởng laser phát bề mặt thẳng đứng.

Tính chất quan trọng nhất để tạo ra những ứng dụng của PCs là sự tồn tại một vùng cấm quang là dải năng lượng hoặc tần số mà ánh sáng bị cấm truyền trong PCs, còn khi ánh sáng có tần số nằm trong vùng cấm quang của PCs thì nó sẽ bị phản xạ toàn phần. Tuy nhiên nếu trong PCs có một khuyết tật thì ảnh hưởng của khuyết tật đó cũng giống ảnh hưởng của khuyết tật trong cấu trúc của chất bán dẫn tức là sẽ có một trạng thái riêng xuất hiện trong trong vùng cấm quang của PCs với năng lượng tương ứng với tần số riêng của khuyết tật, do đó bức xạ trong vùng tần số khuyết tật sẽ được phép truyền trong cấu trúc của PCs. * Tel: 0989200314; Email: [email protected]

Ứng dụng của PCs 1D

Các PC có thể được sử dụng để điều khiển, giam giữ các bức xạ tự phát và thiết kế các nguồn bức xạ mới. PC và PC có chứa các khuyết tật (là dạng tinh thể quang tử có chứa các bộ cộng hưởng chất lượng cao và tạo ra sự định xứ mạnh ở bên trong các khuyết tật) đều có thể sử dụng để điều khiển các phát xạ tự phát và cải thiện các đặc tính của laser. Tuỳ thuộc vào dạng PC được sử dụng (có hoặc không có khuyết tật) mà các nguồn tạo ra có thể là đơn sắc hoặc đa sắc tức là các laser hoặc các điốt phát quang. PC cũng được sử dụng như các chất cách quang hoàn hảo và không có mất mát, các ứng dụng này của PC dựa trên tính chất giam giữ ánh sáng trong các buồng vi cộng hưởng nếu tần số ánh sáng nằm trong vùng cấm quang của tinh thể quang tử. Các thiết bị chính được phát triển dựa trên tính chất cơ bản này của PC là các buồng vi cộng hưởng [5], các ống dẫn sóng [2] và các vị trí dẫn sóng uốn cong đột ngột, các bộ tách sóng [6], các bộ nối [1] và các bộ kết hợp [3]. Ngoài ra, một trong những ứng dụng quan trọng của PC là để chế tạo các phần tử phi tuyến trong các mạch tích hợp quang như phần tử lưu trữ thông tin quang, các phần tử lôgíc và các bộ hạn chế năng lượng quang. Đây sẽ là các linh kiện then chốt chế tạo nên các hệ thống máy tính lượng tử trong tương lai.


10

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp ma trận truy ền (TMM) là một thuật toán rất hữu ích, thích hợp cho các tính toán phổ phản xạ và truyền qua của các cấu trúc đa lớp. Phương pháp ma trận truyền cũng có thể dùng để mô phỏng cho số lượng lớp bất kỳ của màng đa lớp. Ngoài ra, các lớp này có thể được sắp xếp theo bất cứ kiểu nào và không cần phải tuần hoàn. Thậm chí, nếu các lớp được sắp xếp tuần hoàn thì mỗi chu kỳ được lặp lại không nhất thiết phải có hai lớp mà có thể có nhiều lớp và không hạn chế về bề dày của mỗi lớp. Độ dày và chiết suất của mỗi lớp có thể được xác định một cách độc lập. Những ưu điểm này khiến cho phương pháp ma trận truyền trở thành phương pháp phù hợp nhất cho việc mô phỏng cấu trúc màng đa lớp. Phương pháp ma trận truyền có thể xử lý các cấu trúc có chỉ số tương phản cao giữa hai vật liệu hỗn hợp. Điều này khiến cho TMM trở thành phương pháp phù hợp cho mô phỏng các cấu trúc màng đa lớp, là các cấu trúc có sự tương phản cao giữa các lớp.

Tuy nhiên, TMM cũng có một số nhược điểm. Ví dụ như việc sử dụng phương pháp này giả sử rằng mặt tinh thể vuông góc với hướng truyền là vô hạn, nghĩa là mỗi lớp trong một cấu trúc đa lớp phải mở rộng vô hạn theo cả hai chiều. Điều này là không thực tế vì kích thước của một lớp là giới hạn theo cả ba chiều, vì vậy các lớp khi được mô phỏng phải có kích thước đủ rộng để tránh các lỗi trong quá trình mô phỏng. TMM sẽ tính toán các trường trong cấu trúc bằng cách truyền các trường này từ lớp này sang lớp khác bằng các quan hệ ma trận. Như vậy, nó phụ thuộc rất lớn vào tốc độ tính toán và do đó bị hạn chế bởi chính nó. Một nhược điểm khác của TMM là nó có giới hạn truyền sóng liên tục và không thể xử lý truyền sóng xung. Để mô phỏng xung, TMM phải được kết hợp với biến đổi Fourier. Các truyền sóng xung sẽ được mô phỏng tốt hơn với các phương pháp

khác như phương pháp vùng thời gian khác biệt hữu hạn.

Cơ sở toán học của phương pháp ma trận truy ền

Trong bài báo này, phương pháp ma trận truyền sẽ được sử dụng để mô phỏng phổ phản xạ của PCs 1D hay còn được gọi là hệ thống các màng đa lớp.

Hình 1. Sơ đồ cấu trúc của một PCs 1D. A(x) biểu diễn biên độ sóng truyền sang bên phải,

B(x) biểu diễn biên độ sóng truyền sang bên trái. Chú ý rằng A(x) và B(x) không liên tục trên biên phân cách. Chu kỳ của cấu trúc bao gồm hai lớp 1 và 2, chiều dày của mỗi lớp là dm, chiết suất nm và chu kỳ là Λ. Cấu trúc được đặt trong môi trường đồng nhất chiết suất n0 (môi trường đầu) và môi trường có chiết suất ns (môi trường cuối).

Hình 1 biểu diễn cấu trúc này, trong đó n1 và n2 là chiết suất của các lớp, d1 và d2 là chiều dày của các lớp tương ứng và Λ là chu kỳ của cấu trúc (Λ= d1 + d2).

Điện trường của một sóng phẳng ở dạng tổng quát có thể được biểu diễn dưới dạng:

E= E(x)ei(ωt-βz) (1)

Nếu chúng ta biểu diễn hai biên độ của E(x) dưới dạng vecto cột, các sóng phẳng của các lớp liền kề có thể liên hệ với nhau bởi công thức:

(2)

Với m= 1,2,3…,2N

Trong đó Dm là ma trận động được cho bởi công thức (5) và Pm là mà trận truyền được viết theo công thức (6)

=

=

−−

−−

−

−

m

mmmm

m

mm

m

m

B

APDD

B

ADmD

B

A 11'

'1

11

1


11

(3)

(4)

Như vậy, mối quan hệ giữa A0, B0 và A’s, B

’s,

có thể được viết như sau:

(5)

Trong đó: N là chu kỳ của cấu trúc.

Độ phản xạ và truyền qua của một sóng phẳng đơn sắc truyền trong cấu trúc đa lớp có thể được tính toán từ các yếu tố của ma trận tổng. Nếu ánh sáng đến từ môi trường 0 (môi trường ánh sáng không bị mất mát khi truyền qua), thì hệ số phản xạ và truyền qua được định nghĩa như sau:

(6)

Sử dụng phương trình ma trận (5) và theo định nghĩa từ phương trình (6) ta nhận được:

(7)

Như vậy độ phản xạ được cho bởi:

(8)

Matlab là một ngôn ngữ lập trình thực hành bậc cao được sử dụng để giải các bài toán về kỹ thuật. Matlab tích hợp được việc tính toán, thể hiện kết quả, cho phép lập trình, giao diện dể làm việc cho người sử dụng.

Từ những ứng dụng của phần mềm Matlab trong việc cho phép mô phỏng chúng tôi đã lựa chọn phần mềm này để mô phỏng phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều. Và

cùng những kết quả của phương pháp ma trận truyền đã trình bày ở trên, ta có thể viết chương trình mô phỏng PC 1D sử dụng phần mềm Matlab. Chương trình này bao gồm các thông số sau:

• Chiết suất của môi trường xung quanh n0: là chiết suất của môi trường từ đó sóng tới bề mặt của lớp đầu tiên của bộ lọc quang học • Chiết suất của lớp đế ns • Góc tới θ: là góc tới tạo bởi phương truyền của góc tới và pháp tuyến của bề mặt các lớp, góc này nằm trong khoảng từ 00 tới 900 • Số lượng cặp lớp N: số cặp lớp có chiết suất tuần hoàn tạo thành tinh thể quang tử một chiều • Chiết suất (nm) và độ dày (dm) của các lớp tuần hoàn. Nó có thể là n1, d1 hoặc n2; d2 • Khoảng bước sóng: khoảng giá trị của bước sóng để phân tích phổ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phổ phản xạ của PC 1D từ mô phỏng

Sử dụng phương trình (8) để mô phỏng phổ phản xạ của PC 1D. Trước hết ta xác định các giá trị cho các thông số đầu vào của chương trình mô phỏng. Giả sử rằng màng đa lớp chưa được tách khỏi đế silic và đặt trong không khí nên n0 = 1 và nS = nSi= 3.5 (là giá trị chiết suất của silic đơn tinh thể khối). Góc tới θ = π/20, bước sóng thiết kế bằng bước sóng thường được sử dụng trong hệ thống thông tin quang hiện nay λ0 = 1550 nm. Chiết suất của lớp xốp được lấy trong khoảng từ 1.4 đến 2.5 là các giá trị thường thu được trong thực nghiệm.

Để khảo sát phổ phản xạ của PC 1D, chúng tôi đã tiến hành mô phỏng với các thông số

đầu vào là : λ0 = 1550 nm, 1 2.3n = ,

2 1.5n = , 12N = và hình ảnh của phổ được thể hiện trong hình 2. Từ kết quả mô phỏng cho thấy cực đại phổ phản xạ có dạng bằng phẳng, ngoài cực đại chính có hệ số phản xạ cao nhất còn có các cực đại phụ có hệ số phản

−

−=

TMsóngchonn

TEsóngchonn

D

mm

mm

mmmm

m

θθ

θθ

coscos

coscos

11

= − mmx

mmx

dik

dik

me

eP

0

0

[ ]

==

−−−'

'

2221

12111222

1111

10

0

0 ...S

SS

N

B

A

MM

MMDDPDDPDD

B

A

00

0

=

=

SBA

Br

11

21

M

Mr =

2

11

212

M

MrR ==


12

xạ thấp hơn, đây chính là kết quả của hiện tượng nhiễu xạ Bragg.

Hình 2: Phổ phản xạ mô phỏng của PC 1D

Tuy nhiên, các cực đại phụ nằm ở hai bên cực đại chính không đối xứng nhau, nguyên nhân có thể được giải thích là do môt trường tiếp xúc phía trên và phía dưới của PC 1D chế tạo là không giống nhau (môi trường phía trên là không khí còn môi trường phía dưới là đế silic). Ảnh hưởng của tỷ số chiết suất n1/n2, chu kỳ, bước sóng thiết kế lên phổ phản xạ của PC 1D Hình 3 trình bày phổ phản xạ mô phỏng của ba PC 1D trong đó độ dày của mỗi lớp được tính toán để có tâm cực đại phổ phản xạ nằm ở 1550nm. Các phổ này được mô phỏng khi thay đổi tỷ lệ chiết suất n1/n2 của 2 lớp trong một chu kỳ lần lượt là 2/1,5; 2,3/1,5; và 2,5/1,5.

Hình 3: Phổ phản xạ của PCs 1D khi tỷ lệ chiết

suất n1/n2 của cặp lớp trong một chu kỳ thay đổi

(1) 2.0/1.5, (2) 2.3/1.5, (3) 2.5/1.5

Tỷ lệ này ảnh hưởng mạnh đến độ bán rộng của phổ phản xạ với số chu kỳ lặp lại các cặp lớp cố định (trong trường hợp này N = 12). Khi tỷ lệ n1/n2 tăng thì độ bán rộng của phổ phản có xu hướng tăng lên (tương ứng với sự mở rộng vùng cấm).

Hình 4 trình bày kết quả mô phỏng phổ phản

xạ của PC 1D khi giữ nguyên 0 1550nmλ = , tỷ số giữa n1/n2 là 2,3/1,5 và số chu kỳ N thay đổi lần lượt là N=2;4; 6; và 20 chu kỳ.

Khi số chu kỳ của PC 1D tăng lên thì cường độ phản xạ tăng lên (tăng dần đến 1), và độ rộng cực đại trung tâm giảm, ở số chu kỳ thấp hình dạng của cực đại trung tâm khhông bằng phẳng và sắc nét như ở các chu kỳ cao.

Hình 4: Phổ phản xạ của PC 1D với n1=2,3;

n2=1,5 và số chu kỳ lần lượt là (1) 4; (2) 6; (3) 8 và (4)25 chu kỳ

Để nghiên cứu kỹ hơn sự phụ thuộc của cường độ phản xạ vào số chu kỳ chúng tôi đã mô phỏng phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều khi thay đổi chu kỳ từ 2 chu kỳ đến 10 chu kỳ với các thông số đầu vào là

0 1550nmλ = , 1 2.3n = và 2 1.5n = . Và chúng tôi đã vẽ được đồ thị của sự phụ thuộc này thể hiện ở hình 5

Hình 5: Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ

vào số chu kỳ


13

Từ đây ta có thể thấy rõ rằng khi số chu kỳ N tăng lên, hệ số phản xạ tăng dần và đạt bão hoà khi tới giá trị cực đại 1. Quá trình này tăng nhanh ở giai đoạn đầu khi số chu kỳ tăng từ 2 đến 4 chu kỳ và sau đó nhanh chóng đạt giá trị cực đại bằng 1.

Ngoài ra chúng tôi cũng tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của độ rộng bán phổ vào số chu kỳ N của PC 1D với các thông số tương tự: λ0 = 1550 nm, n1= 2.3, và n2= 1.5, thay đổi các giá trị của số chu kỳ N từ 2 tới 10. Sự phụ thuộc này được trình bày ở hình 6

Hình 6: Sự phụ thuộc của độ bán rộng phổ

phản xạ vào số chu kỳ N của PC 1D

Hình 6 cho thấy khi số chu kỳ N tăng lên thì độ bán rộng phổ phản xạ của PC 1D có xu hướng giảm đi, tuy nhiên quá trình giảm này không tiến tới 0 mà chỉ đến một giá trị xác định giống như sự suy giảm của hàm mũ.

Chúng tôi cũng tiến hành khảo sát ảnh hưởng của bước sóng trung tâm lên độ bán rộng phổ

với các thông số đầu vào là: 12N = ,

1 2.3n = và 2 1.5n = .

Hình 7: Thể hiện một vài giá trị của độ bán rộng phổ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng thiết kế.

(1) 0 1200nmλ =, (2) 0 2000nmλ =

, (3)

0 2400nmλ =

Dựa vào phổ phản xạ mô phỏng ở hình 7, ta có thể thấy rằng với cùng một chu kỳ và tỷ lệ chiết suất n1/n2 khi đổi bước sóng thiết kế càng dịch gần về phía bước sóng ngắn thì độ bán rộng của phổ càng giảm.

Để xem xét kỹ hơn sự phụ thuộc của phổ phản xạ vào bước sóng ánh sáng thiết kế chúng tôi đã mô phỏng phổ phản xạ của PC 1D khi thay đổi bước sóng từ 1200nm đến 2800nm và đồ thị được thể hiện ở hình 8

Hình 8: Sự phụ thuộc của độ bán rộng phổ

vào bước sóng ánh sáng thiết kế

Từ hình 8 ta thấy độ bán rộng của phổ phụ thuộc gần như tuyến tính vào bước sóng ánh sáng thiết kế, tức là khi tăng bước sóng ánh sáng thiết kế thì độ bán rộng của phổ cũng tăng.

KẾT LUẬN

Sử dụng phương pháp ma trận truyền và phần mềm matlab chúng tôi đã mô phỏng thành công phổ phản xạ của tinh thể quang tử một chiều. Phổ phản xạ mô phỏng của PC 1D có dạng một cực đại trung tâm, hai bên có các cực đại phụ và các cực tiểu. Các kết quả mô phỏng PC 1D cho thấy:

Khi tăng tỷ lệ tương phản chiết suất giữa hai lớp trong một chu kỳ của PC 1D n1/n2 dẫn đến sự mở rộng của cực đại phổ phản xạ tương ứng với sự mở rộng vùng cấm.

Khi số chu kỳ của PC 1D tăng lên hệ số phản xạ tăng dần tới 1 và độ bán rộng của phổ phản xạ lại giảm dần đến một giá trị giới hạn.

Giữ nguyên các giá trị về số chu kỳ, độ tương phản chiết suất n1/n2 khi đó các kết quả mô phỏng cho thấy độ bán rộng của phổ phản xạ phụ thuộc vào bước sóng thiết kế. Cụ thể là khi bước sóng thiết kế của PC 1D càng lùi về phía bước sóng ngắn, độ bán rộng của phổ phản xạ giảm tuyến tính tương ứng.


14

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1] H. Kurt, D.S. Citrin (2007), “A novel optical

coupler design with graded-index photonic

crystals”. IEEE Photon. Technol. Lett. 19(19),

1532–1534.

[3] S. Kim, I. Park, H. Lim (2005), “Proposal for

ideal 3-dB splitterscombiners in photonic

crystals”. Opt. Lett. 30(3), 257–259. [2] I. Fushman, E. Waks, D. Englund, et al. (2009), “Ultrafast nonlinear optical tuning of

crystal microcavities”. IEEE J. Quant. Electron. 45(3), 233–239. [4] S.M. Hendrickson, T.B. Pittman, J.D. Franson (2007), “Microcavities using holey fibers”. IEEE J. Lightwave. Technol. 25(10), 3068–3071. [5] S.S. Oh, C.-G. Choi (2009), “Photonic crystal slab type guided mode resonance filters in infrared range. IEEE Photon. Technol”. Lett. 21(5), 316–318. [6] Y.D. Wu, M.L. Huang, T.T. Shih (2007), “Optical interleavers based on two-dimensional photonic”. Appl. Optics 46(29),7212–7217.

SUMARY USING TRANSFER MATRIX METHOD AND MATLAB SOFTWARE TO SIMULATE THE REFLECTANCE SPECTRUM OF ONE-DIMENTIONA L PHOTONIC CRYSTALS

Do Thuy Chi*, Doan Thi Tuoi College of Education - TNU

This paper shows how to use transfer matrix method and matlab software to simulate the reflectance spectrum of one-dimensional photonic crystals. It also presents the simulation results on the effect of refractive index contrast, the number of period and the design wavelength to the reflectance spectrum of one-dimensional photonic crystals. The result showed that When increasing the refractive index contrast between layers, the maximum of reflectivity spectrum will be expanded and when the number of period increased, reflectivity increase close to 100% and the FWHM will be reduced. Key words: 1D photonic crystal, simulation, transfer matrix method, matlab software.

Phản biện khoa học: TS. Phạm Hữu Kiên – Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Hồng Hoa và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 15 - 19

15

TỔNG HỢP VẬT LI ỆU LAI MAO QU ẢN TRUNG BÌNH SBA-15 SỬ DỤNG LÀM CH ẤT MANG CỐ ĐỊNH ENZYM DAAO

Nguyễn Thị Hồng Hoa1*, Đặng Tuyết Phương2, Nguyễn Thị Ngọc Linh1

1 Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên 2Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

TÓM TẮT

Enzym là chất xúc tác vi dị thể. Khi sử dụng xúc tác enzym không cần nhiệt độ cao, áp suất cao mà vẫn có hoạt tính rất cao, đặc biệt độ chọn lọc gần như tuyệt đối. Tuy nhiên cũng do tính công nghệ kém nó vẫn chưa được ứng dụng nhiều. Để phát huy thế mạnh về hoạt tính và độ chọn lọc, khắc phục tính công nghệ kém của xúc tác enzym, gần đây người ta đẩy mạnh xu hướng dị thể hoá xúc tác loại này [6]. Vật liệu mao quản trung bình SBA-15 và vật liệu lai mao quản trung bình SBA-15 là những vật liệu có diện tích bề mặt lớn nên được ứng dụng nhiều trong việc đóng vai trò làm chất mang xúc tác. Enzym được cố định lên vật liệu lai mao quản trung bình SBA-15 là một trong các hướng dị thể hóa xúc tác enzym. Từ khóa: SBA-15, SiO2, vật liệu mao quản, vật liệu lai mao quản, cố định enzym.

MỞ ĐẦU*

Thời gian gần đây, DAAO (D-amino acid oxidase) được quan tâm nhiều do việc ứng dụng làm enzym chuyển hóa cephalosporin-C (CPC) để tạo ra 7-amino cephalosporanic acid (7-ACA) - một sản phẩm trung gian để sản xuất thuốc kháng sinh thế hệ mới β-lactam [7].

SBA-15 là vật liệu rắn xốp có mao quản hình trụ sắp xếp dạng lục lăng, kích thước mao quản đồng đều, cấu trúc mao quản: Đường kính mao quản từ 50 – 500 Å (tùy theo điều kiện tổng hợp), thành mao quản dày 30 – 80 Å, thể tích mao quản lên đến 2,5 cm3/g, diện tích bề mặt riêng: 500 – 1500 m2/g, độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao, có thể lên tới 800oC [4, 6], do đó chúng được sử dụng như là một chất mang để cố định các phân tử lớn như enzym vào bề mặt trong các mao quản của chúng [2]. Enzym thường được gắn lên SBA-15 qua liên kết với các nhóm OH bề mặt của vật liệu bằng lực hấp phụ vật lý. Tuy nhiên, trong quá trình phản ứng enzym dễ bị tách ra ngoài môi trường và bị mất hoạt tính. Để tăng độ bền của liên kết giữa enzym và chất mang, các nhóm chức hữu cơ như amin, phenyl, thiol… được gắn lên bề mặt chất mang tạo ra vật liệu lai vô cơ- hữu cơ. Enzym được cố

* Tel: 0914 833 436. Email: [email protected]

định trên chất mang bằng liên kết đồng hoá trị giữa enzym và nhóm chức hữu cơ [3, 5].

Trong nghiên cứu này, SBA-15 được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt, chức năng hóa bề mặt SBA-15 bởi nhóm –NH2 bằng 3-aminopropyltriethoxylane (ATPES) và hoạt hóa tiếp theo bằng glutardialdehyd. Khảo sát khả năng cố định enzym DAAO lên vật liệu tổng hợp.

THỰC NGHIỆM

Tổng hợp và chức năng hóa SBA-15

SBA-15 được tổng hợp theo quy trình: Hỗn hợp chất hoạt động bề mặt Pluronic P123 (HO(CH2CH2O)20(CH2CH(CH3)O)70(CH2CH2

O)20H) và axit HCl được khuấy đến trong suốt. Sau đó, cho thêm từ từ TEOS (tetraetyl octosilicat) vào hỗn hợp, khuấy cơ trong 2h và khuấy từ trong 24h ở 40oC. Hỗn hợp được kết tinh ở 100oC trong 24h. Chất rắn sau khi kết tinh, lọc, rửa, sấy và nung ở 550oC trong 5h, mẫu được ký hiệu là SBA-15.

Chức năng hóa vật liệu SBA-15: 2 g vật liệu mao quản trung bình được xử lý với dung dịch etanol chứa 3% thể tích APTES. Hỗn hợp được hồi lưu trong môi trường khí nitơ ở 80oC trong 24h. Vật liệu sau khi chức năng hóa được lọc, rửa bằng etanol và làm khô tự nhiên. Kí hiệu mẫu thu được là SBA-15-APT. Sau đó SBA-15-APT được hoạt hóa bằng


16

dung dịch glutardialdehyd 25% và trong dung dịch đệm photphat 0,1M (pH = 7,5). Sau khi lọc, rửa bằng dung dịch đệm photphat (pH = 7,5), sản phẩm thu được ký hiệu là SBA-15-APT-GLU.

Các phương pháp đặc trưng mẫu

Phổ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) được ghi trên máy Siemens D5000, ống phát tia bằng CuKα, bước sóng λ = 1,5406 Å, ghi ở nhiệt độ phòng, góc quét 0.03 độ, bước quét 0,7s. Phổ hồng ngoại (IR) được chụp trên máy FT-IR Impact-410, trong vùng 1300 cm-1 - 400 cm-1. Phổ TGA- DTA được ghi trên máy DTG-60H, Simultaneous DTA-TG APPARATUS-Shimadzu, tốc độ nâng nhiệt 10o/ phút trong không khí đến nhiệt độ 800oC. Diện tích bề mặt riêng được tính từ phần tuyến tính trong phương trình BET trong khoảng P/P0 < 0,03 từ đường đẳng nhiệt hấp phụ- khử hấp phụ N2 (BET) được đo trên thiết bị Omnisorp-100.

Phương pháp xác định hoạt tính xúc tác của enzym

Hiệu suất cố định enzym được tính từ lượng enzym ban đầu so với lượng còn lại trong nước lọc.

Hoạt tính của DAAO được đánh giá bằng quá trình ghép đôi enzym ở 300C trong 50ml dung dịch đệm photphat (pH=8), trong đó D-alanine được sử dụng như là chất tham gia phản ứng. Một nkat hoạt tính enzym bằng lượng enzym để chuyển hóa được 1nmol D-alanine trong 1s ở cùng điều kiện trên (16,67nkat=1U). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 1. Phổ XRD của SBA-15

Từ phổ XRD của SBA-15 (hình 1) có thể thấy giá trị d của pic nhiễu xạ chính ở góc 2θ < 1, chứng tỏ sự có mặt của cấu trúc mao quản trung bình.

Sự có mặt của nhóm -NH2 trên vật liệu SBA-15 sau khi chức năng hóa được khẳng định bằng phổ IR (hình 2).

Hình 2. Phổ IR của SBA-15, SBA-15-APT và SBA-

15-APT-GLU

Trên phổ IR của SBA-15 xuất hiện dải phổ ở vùng 1100-1000cm-1 đặc trưng cho dao động của nhóm siloxane (Si-O-Si), ngoài ra không tồn tại các pic của các nhóm chức khác. Từ phổ IR của mẫu SBA-15-APT, có thể quan sát thấy các píc ở vùng 2935-2945cm-1 và 3300-3315cm-1 đặc trưng cho dao động đàn hồi tương ứng của liên kết C-H và N-H. Ngoài ra, sự có mặt của dao động biến dạng của liên kết N-H ở vùng 678cm-1

và liên kết –NH2 ở vùng 1550cm-1 chứng tỏ sự tồn tại của nhóm amino. Điều này khẳng định APTES đã liên kết hoá trị với các nhóm silanol trên bề mặt silica của SBA-15 [1]. Trên phổ của SBA-15- APT-GLU xuất hiện dải hấp phụ yếu ở 2938cm-1 đặc trưng cho dao động đàn hồi của nhóm CH2. Sự xuất hiện các đám phổ 1655cm-1 và 1730cm-1 đặc trưng cho liên kết R-CH=N và C=O tương ứng, không nhận thấy dải liên kết N-H ở 3296cm-1 và 1550cm-1. Điều đó chứng minh rằng, nhóm –NH2 tồn tại trên bề mặt SBA-15 đã liên kết đồng hóa trị với một nhóm –CHO của glutadiandehit, do đó không còn tồn tại nhóm –NH2 tự do. Hơn nữa, do sự có mặt của glutadiandehit, cường độ đám phổ đặc trưng cho liên kết C-H (2936cm-1) tăng lên.


17

Hình 3 là đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 của mẫu SBA-15, SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU

Hình 3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ – khử hấp phụ

N2 mẫu SBA-15, SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU

Từ hình 3 nhận thấy rằng mẫu SBA-15 sau khi chức năng vẫn có dạng trễ thuộc loại IV đặc trưng cho cấu trúc mao quản trung bình [6]. Trong đó, các mẫu có đường hấp phụ - khử hấp phụ N2 dạng H1 (có hai nhánh hấp phụ và khử hấp phụ đối xứng và gần như song song) đặc trưng cho vật liệu mao quản trung bình có cấu trúc với độ trật tự cao.

Đường phân bố kích thước mao quản của các mẫu (hình 3) cho chúng ta biết đường kính mao quản của các mẫu SBA-15, SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU lần lượt là là 11,5; 7,8 và 6,9 nm. Tính chất cấu trúc của mẫu SBA-15, SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU tổng hợp được thể hiện trong bảng 1.

Bảng 1. Tính chất cấu trúc của vật liệu SBA-15, SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU

Mẫu SBET

(m2/g) V(cm3/g) D (nm)

SBA-15 649 0,91 11,5

SBA-15-APT

465 0,68 7,8

SBA-15-APT-GLU

357 0,54 6,9

Trong đó:

SBET : Tổng diện tích bề riêng

V: Tổng thể tích mao quản

D: Đường kính mao quản

Theo bảng 1 tổng diện tích bề mặt riêng của mẫu SBA-15 lớn hơn mẫu SBA-15-APT và lớn hơn tổng diện tích bề mặt riêng của mẫu SBA-15-APT-GLU. Điều này là do mao quản của các vật liệu chức năng có thêm các nhóm chức năng.

Phổ TGA-DTA của các mẫu SBA-15-APT, SBA-15-APT-GLU được thể hiện qua hình 4. Từ hình 4 cho thấy đối với mẫu SBA-15-APT và SBA-15-APT-GLU xuất hiện pic thu nhiệt ở 96,91oC được quy cho là quá trình mất nước hấp phụ vật lý bề mặt, hàm lượng này là 5,189% và 5,124% tương ứng. Trên phổ đồ của SBA-15-APT xuất hiện một pic tỏa nhiệt ở 312,49oC ứng với sự mất trọng lượng tổng 16,454%, được cho là sự phân hủy của APTES đưa vào SBA-15. Đây cũng là bằng chứng chứng minh nhóm -NH2 tồn tại trong vật liệu SBA-15. Đối với mẫu SBA-15-APT-GLU ngoài pic trên còn xuất hiện thêm một pic ở 265,50oC với tổng mất trọng lượng 30,298%, chỉ ra sự phân hủy glutadiandehit xảy ra trước khi phân hủy APTES. Điều này phù hợp với phổ IR ở trên.

Hình 4. Phân tích nhiệt DTA - TGA của mẫu SBA-

15-APT và SBA-15- APT-GLU

Khả năng gắn enzym và hoạt tính riêng cũng như hoạt tính của enzym DAAO sau khi cố định trên các vật liệu chưa chức năng và vật liệu chức năng hóa được trình bày trong bảng 2.

Mẫu SBA-15 đã chức năng hóa có khả năng cố định lượng enzym kém hơn mẫu SBA-15 không chức năng tương ứng. Điều này được giải thích là do các vật liệu đã chức năng hóa có mang theo các nhóm hữu cơ với kích


18

thước lớn trong quá trình chức năng hóa đã làm giảm đáng kể phần không gian của vật liệu, do đó khả năng cố định enzym đã bị giảm. Đây là mặt hạn chế của vật liệu chức năng hóa mang enzym. Điều này có thể sẽ được khắc phục khi lựa chọn vật liệu có kích thước lỗ mao quản lớn cũng như giữ được hoạt tính xúc tác cao và bền với thời gian trong quá trình sử dụng.

Bảng 2. Hoạt tính của enzym DAAO cố định trên các chất mang khác nhau

Chất mang

Lượng enzym (%)

Hoạt tính riêng

(U/mg)*

Hoạt tính

enzym (U/g)**

SBA-15 41,8 16,00 79,4 SBA-15 –

APT - GLU

24,8 25,00 87,9

*Hoạt tính enzym trên 1mg protein ** Hoạt tính enzym trên 1g chất xúc tác

Hoạt tính của mẫu SBA-15 đã chức năng hóa

cao hơn mẫu SBA-15 không chức năng có

thể được giải thích do sự có mặt của các

nhóm chức hữu cơ trên bề mặt vật liệu đã làm

tăng ái lực với tác nhân phản ứng dẫn đến

tăng độ chuyển hóa tức là tăng hoạt tính

enzym cũng như hoạt tính riêng. DAAO cố

định trên vật liệu chức năng thể hiện hoạt tính

cao, điều này cho thấy nhóm -CHO rất hiệu

quả trong việc cố định chất xúc tác sinh học

DAAO. Enzym được cố định trên những vật

liệu này bằng liên kết đồng hóa trị, do đó vẫn

giữ được độ bền cũng như độ linh động của

các tâm xúc tác.

KẾT LUẬN

Tổng hợp thành công và đặc trưng vật liệu lai mao quản trung bình SBA-15. Mẫu SBA-15 đã chức năng hóa có khả năng cố định lượng enzym DAAO kém hơn mẫu SBA-15 không chức năng nhưng hoạt tính enzym DAAO của mẫu SBA-15 đã chức năng hóa cao hơn mẫu SBA-15 không chức năng.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO

1. A.S. Maria Chong, X.S. Zhao, (2002), “Functionalization of SBA-15 with APTES and characterization of functionalized materials”, J. Phys. Chem. B, (107), 12650-12657. 2. He, Z. Liu, and C.Hai, (2008), “Adsorption Heterogencity of Lysozyme over Functionalized Mesoporous Silica: Effect of Interfacial Noncovalent Interaction”, AIChE Journal , (54), 2495-2506. 3. Glen E. Fryxell, (2006), “The synthesis of functional mesoporous materials”, Inorganic Chemistry Communications, (9 ), 1141-1150. 4. Nguyễn Thị Thiên Kiều, (2010), ”Tổng hợp, đặc trưng, và tính chất xúc tác của vật liệu TiO2/MCM-41/SBA-15”, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Khoa Tự Nhiên, 21-27. 5. Đặng Tuyết Phương, Hoàng Yến, Bùi Thị Hải Linh, Trần Thị Kim Hoa, Vũ Anh Tuấn, (2009) “Tổng hợp vật liệu lai mao quản nano MCF amin hóa”, Tạp chí Hóa học, (47 (6B)), 84 – 87. 6. Siliang Gao, Yujun Wang, Xiang Diao, Guangsheng Luo, Youyuan Dai, (2010), “Effect of pore diameter and cross-linking method on the immobilization efficiency of Candida rugosa lipase in SBA-15”, Bioresource Technology (101) 3830–3837. 7. Y. Verga, L. Pollegioni, G. Molla, S. Sacchi, E. Rosini, M. S. Pilone, (2009), “Properties and applications of microbial D. amino acid oxidase: Current State and Perspectives”, Appl. Microbiol. Biotechnol., (78), 1-16.


19

SUMMARY SYNTHESIS OF HYBRID MESOPOROUS SBA-15 USED FOR IMMOBILIZATION OF ENZYM DAAO

Nguyen Thi Hong Hoa1*, Dang Tuyet Phuong2, Nguyen Thi Ngoc Linh1 1College of Science – TNU

2Institute of Chemistry Technology,Vietnam Academy of Science and Technology

Enzymes are of heterogeneous catalysts. When using enzyme catalyzed doesn’t need high temperature, high pressure, which is highly active, especially the almost absolute selectivity. However, due to poor technology it has not been used much. To promote the strength of activity and selectivity, overcoming the poor technology of enzyme catalysis, we recently boosting heterogeneous catalysis of this type. Mesoporous materials SBA-15 and hybrid mesoporous materials SBA-15 have large surface area so they should be more in the application to act as a catalyst. Enzymes are immobilized to hybrid mesoporous materials SBA-15 is one of the directions of heterogeneous catalytic enzymes. Key words: SBA-15, SiO2, mesoporous materials, hybrid mesoporous materials, immobilization of enzym.

Phản biện khoa học: TS. Trương Thị Thảo – Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0914 833 436. Email: [email protected]


20

Nguyễn Thị Thanh Hương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 21 - 25

21

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PH ẦN HÓA HỌC CỦA TINH D ẦU GỖ THÂN LOÀI DÓ TRUNG QU ỐC Aquilaria sinensis Sprengel MỌC TỰ NHIÊN Ở SƠN LA

Nguyễn Thị Thanh Hương1, Phạm Thị Phương Dung2

1 Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên 2 Trường Đại học Sư phạm Huế

TÓM TẮT

Dó Trung Quốc (Aquilaria sinensis Sprengel) thuộc họ Trầm hương (Thymelaeaceae) là một trong số loài Dó tạo được nhiều trầm nhất và cho chất lượng trầm thơm nhất [1,2]. Chính phủ Việt Nam đã xếp loài Dó vào nhóm thực vật có giá trị đặc biệt về khoa học và kinh tế, có nguy cơ bị tuyệt chủng do bị khai thác bừa bãi. Kết quả phân tích mẫu tinh dầu gỗ thân của loài Aquilaria sinensis mọc tự nhiên ở Sơn La bằng phương pháp GC/MS cho thấy trong mẫu tinh dầu thu vào mùa hạ (tháng 8) xuất hiện các secquitecpen như: α-becgamoten, α-humulen, curđion cùng với hàm lượng đáng kể một số este: etyl pentađeceanoat, metyl glicol phtalat, etyl linoleat, metyl octađeca-9,12-đienoat. Đây là những thành phần tạo nên mùi thơm đặc trưng của tinh dầu Dó, trong khi các thành phần này không có mặt trong tinh dầu thân gỗ tươi thu vào mùa xuân (tháng 1). Kết quả phân tích cho thấy mẫu gỗ thu vào hai mùa khác nhau (tháng 1 và tháng 8) cho hàm lượng và thành phần tinh dầu rất khác nhau. Từ khóa: Aquilaria sinensis, thành phần hóa học, tinh dầu, cất lôi cuốn hơi nước, phương pháp GC/MS

MỞ ĐẦU*

Loài Dó Trung Quốc [Aquilaria sinensis (Lour.) Gilg.] trước đây là thực vật đặc hữu của Trung Quốc, đã được đưa vào sách Đỏ thế giới từ năm 1998 ở cấp độ B1. Các nghiên cứu đã cho thấy loài Aquilaria sinensis có hoạt tính sinh học rất cao, được dùng trong y học hiện đại để làm thuốc kháng khuẩn, kháng nấm, điều trị các bệnh ung thư…[1]. Trong những năm gần đây, giá trị kinh tế của loài Aquilaria sinensis càng được nâng cao, Công ước về buôn bán Quốc tế các loài động vật, thực vật hoang dã nguy cấp (CITES) đã xếp loài Aquilaria sinensis vào loài thực vật hoang dã bị đe dọa tuyệt chủng và nghiêm cấm khai thác [2].

Loài Aquilaria sinensis trước đây chỉ xuất hiện tại Vân Nam (Trung Quốc), mới được phát hiện mọc rải rác ở một số vùng núi cao Chiềng An- Sơn La từ năm 2009. Sơn La là một tỉnh miền núi phía Bắc với hai cao nguyên lớn Mộc Châu và Nà Sản có độ cao hàng trăm mét đã tạo nên cho địa hình Sơn La một nét đặc trưng với nhiều loài thực vật quý.

* Tel: 094.205.8686; Email: [email protected]

Đây là lần đầu tiên xác định được sự có mặt của loài Aquilaria sinensis ở Việt Nam.

Trong khuôn khổ bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu gỗ thân được tạo ra từ loài Aquilaria sinensis mọc tự nhiên ở Sơn La tại hai thời điểm lấy mẫu thực vật khác nhau và qua đó đề xuất thời điểm thu hoạch mẫu để chưng cất tinh dầu tốt nhất tạo cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo về công nghệ chưng cất tinh dầu trầm từ loài Dó Aquilaria sinensis (A.sinensis).

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mẫu thực vật Chúng tôi chọn phần thân gỗ và cành cây của loài Aquilaria sinensis trên các cây mọc tự nhiên khoảng 15-20 năm tuổi tại Bản Hìn, Chiềng An, tỉnh Sơn La được thu mẫu vào 2 đợt: mẫu A: mùa xuân (tháng 1) và mẫu B: mùa hè (tháng 8) . Tên khoa học do TS. Ngô Văn Trại và Th.S. Nguyễn Thế Anh xác định. Tiêu bản số: PTPD-AC1 được giữ tại Vi ện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.


22

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu mẫu gỗ

• Mẫu gỗ được thu thập theo từng cấp tuổi, trên những cây cùng năm trồng, cùng một giống và trong cùng một vùng sinh thái.

• Mẫu lấy trên cây còn sống, ở 3 vị trí khác nhau trên thân: gốc, giữa và cành.

Phương pháp thu tinh dầu

- Chưng cất tinh dầu trầm từ gỗ thân loài Aquilaria sinensis bằng phương pháp cất lôi cuốn hơi nước và xác định thành phần hóa học của tinh dầu bằng phương pháp GC/MS.

Mẫu gỗ tươi được chặt, xay nhỏ, cho vào bình cầu, thêm nước khoảng 2/3 bình, thêm n-hexan. Lắp bộ tách loại nước để cất tinh dầu, sinh hàn hồi lưu và tiến hành cất ở nhiệt độ khoảng 50-600C trong bếp điện cách nhiệt trong khoảng 4h/1 lần theo sơ đồ (hình 1).

- Tiến hành cất tinh dầu của gỗ thân tươi theo hai mẫu A và B. Tinh dầu được chiết ra từ hỗn hợp (nước-tinh dầu) bằng n-hexan, loại dung môi dưới áp suất giảm và làm khan bằng Na2SO4.

- Mẫu tinh dầu được xác định thành phần hoá học bằng máy sắc ký khí - khối phổ liên hợp (GC/MS) trên cơ sở so sánh với dữ liệu phổ WILEY7.LIB, NIST27.LIB, NIST147. LIB,

SZTERP.LIB tại Trung tâm Giáo dục và Phát triển sắc ký khí- Trường ĐH Bách khoa Hà Nội.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

So sánh thành phần tinh dầu gỗ thân dạng tươi của 2 mẫu thực vật ở hai thời điểm thu mẫu khác nhau

Hai mẫu gỗ thân dạng tươi của loài A.sinensis được tiến hành chưng cất tinh dầu theo phương pháp lôi cuốn với hơi nước. Tinh dầu thu được từ cả 2 mẫu đều ở dạng rắn, dẻo, có màu vàng nhạt, mùi thơm dịu.

Bảng 1: Khối lượng tinh dầu thu được

Mẫu A (160g)

Mẫu B (800g)

Khối lượng tinh dầu (mg)

3 17

Hàm lượng (% theo mẫu tươi)

1,9.10-3 2,1.10-3

Kết quả và thảo luận

Tamuli và cộng sự đã nghiên cứu cho thấy sự khác biệt về thành phần tinh dầu giữa loại Trầm tự nhiên, loại Trầm nhân tạo và cây Dó thường. Valerianol (3,0%) và axit tetrađecanoic (7,1%) chứa trong tinh dầu loại Trầm tự nhiên cao hơn thành phần trong tinh dầu cây Dó thường (tương ứng là 0,1% và 6,9%). Axit pentađecanoic không được tìm thấy trong tinh dầu cây Dó thường, trong khi nó chiếm một lượng lớn (6,8%) trong tinh dầu Trầm tự nhiên. Ngược lại, một lượng lớn axit đođecanoic (3,1%), axit pentađecanoic (6,2%), axit hexađecanoic (31,5%) và axit octađecanoic được tìm thấy trong tinh dầu cây Dó, trong khi những thành phần này chiếm rất thấp trong loại Trầm tự nhiên (tương ứng là 2,3%; 4,8%; 20,0% và 1,0%) [4], [5].

Theo kết quả bảng 2, nhận thấy:

• Thành phần tinh dầu thu được từ hai mẫu A và B của gỗ thân loài Dó A.sinensis cho kết quả tương đối khác biệt, mặc dù vẫn xuất hiện 3 cấu tử giống nhau ở cả hai mẫu. Sự khác biệt về thành phần này có thể được giải thích do sự khác biệt về thời điểm thu mẫu.

• Trong thành phần tinh dầu của mẫu B, hàm lượng các axit béo chủ yếu là: axit n-hexađeca noic (48,37%), axit (E)- 9-hexađecenoic (5,41

Thêm H2O, chưng cất trong thiết bị hồi lưu hơi nước

Rửa sạch, chặt nhỏ, xay mịn

GC/MS

Gỗ thân Aquilaria sinensis

Xác định TPHH

Bột gỗ thân A.sinensis

Tinh dầu gỗ thân A.sinensis

Hình 1. Sơ đồ thu tinh dầu từ gỗ thân của loài Aquilaria sinensis


23

%), axit tetrađecanoic (4,75%)...Trong khi thành phần chủ yếu của tinh dầu của mẫu A là các hợp chất phenol: anethol (34,63%), anđehit thơm: p-metoxibenzanđehit (4,42%), một vài monotecpenoit: 3-caren (3,49%), limonen (7,30%) và axit octađec-9-enoic (1,37%) cùng các axit khác với hàm lượng thấp.

• Đáng chú ý, trong tinh dầu mẫu B có một số secquitecpen: α-becgamoten (0,3%), α-humulen (0,18%), curđion (0,14%) cùng với một số este có hàm lượng đáng kể: etyl pentađecenoat (0,42%), metyl glicol phtalat (0,43%), etyl linoleat (0,21%), metyl octađeca-9,12-đienoat (0,69%). Đây là những chất thường được ứng dụng làm hương liệu, kết hợp với nhau theo một tỉ lệ thích hợp, tạo nên mùi thơm đặc trưng của tinh dầu của loài A.sinensis.

• Nhóm hợp chất secquitecpen là quan trọng nhất của tinh dầu loài Dó, nó phản ánh chất lượng của tinh dầu, hàm lượng các hợp chất secquitecpen này phụ thuộc vào tuổi của cây và các hợp chất secquitecpen trong mỗi mùa thu hoạch không giống nhau [3] đã giải thích cho sự khác biệt về thành phần tinh dầu trong hai mẫu loài Dó A.sinensis thu vào thời điểm khác nhau.

• Thành phần chủ yếu trong tinh dầu gỗ thân tươi thu vào mùa hè là các axit béo: axit n-hexađecanoic, axit tetrađecanoic, axit (E)- 9- hexa đecenoic... Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu về thành phần tinh dầu của loài Dó ở các nước láng giềng đã công bố.

Bảng 2. So sánh thành phần hóa học của một số cấu tử chính trong hai mẫu tinh dầu A và B từ gỗ thân dạng tươi của loài Dó A.sinensis theo sắc ký đồ GC/MS

Tên chất CTPT M Mẫu A Mẫu B

% % Benzanđehit C7H6O 106 - 0,16 Axit hexanoic (caproic) C6H12O2 116 1,72 0,18 n-octanal C8H16O 128 0,28 0,09 Phenylaxetanđehit C8H8O 120 - 0,29 Linalool oxit C10H18O 170 - 0,17 n-Nonanal C9H18O 142 0,41 0,09 Axit octanoic C8H16O2 144 - 0,38 Metyl salixilat C8H8O3 152 - 0,24 2-Phenyletyl axetat C10H12O2 164 - 0,12 Axit nonanoic C9H18O2 158 - 0,25 Axit n-đecanoic C10H22O2 172 - 0,25 Caryophyllen C15H24 204 - 0,19 α-Becgamoten 2,6-đimetyl-6-(4-metyl-3-pentenyl) bixiclo[3.1.1]hept-2-en

C15H24 204 - 0,30

Trans- α-becgamoten C15H24 204 - 0,08 α-Humulen C15H24 204 - 0,14 (3β, 17β)-3-hiđroxi Spiro[anđrost-5-en-17,1’-xiclobutan]-2’-on

C22H32O2 328 - 0,21

Axit đođecanoic C12H24O2 200 - 0,64 (-)-Caryophyllenoxit C15H24O 220 - 0,22 Curzerenon C15H18O2 230 - 0,07 Tetrađecanal C14H28O 212 - 1,09 n-Tetrađecanol C14H30O 214 - 0,48 Neo-vecbanol C10H18O 154 - 0,10 Curđion 6,10-đimetyl-3-(1-metyletyl)-6-xiclođecen-1,4-đion

C15H24O2 236 - 0,14

2-Heptađecanon C17H34O 254 - 0,19


24

(Z)-11-pentađecenol-1 C15H30O 226 - 0,13 Axit tetra đecanoic C14H28O2 228 - 4,75 1-pentađecanol C15H32O 228 - 0,92 Axit (Z,Z)-9,12-octađecanđienoic C18H32O2 280 - 0,70 2-Hiđroxi xiclopentađecanon C15H28O2 240 - 1,34 Etyl pentađecanoat C17H34O2 270 - 0,42 (Z)-7- tetrađecenal C14H26O 210 - 0,25 2-nonađecanon C19H38O 282 - 0,21 Axit ( E)- 9- hexađecenoic C16H30O2 254 - 5,41 Metyl glicol phtalat C14H18O6 282 - 0,43 Axit n-hexađecanoic C16H32O2 256 - 48,37 Etyl linoleat C20H36O2 308 - 0,21 Metyl octađeca-9,12-đienoat C19H34O2 294 - 0,69 (Z)-7- tetrađecenal C14H26O 210 - 2,60 2-metyl-3-octanon C9H18O 142 2,22 - 2-pentylfuran C9H14O 138 0,43 - 3-caren C10H16 136 3,49 - Thymen C10H14 134 0,53 - Limonen C10H16 136 3,49 - 3-Etyl-3-metylheptan C10H22 142 0,61 - Bixiclo[3.1.0]hexan-2-ol C10H18O 154 0,52 - Vinylcaproat C8H14O2 142 0,27 - α-Tecpinolen C10H16 136 1,10 - β-Linalool C10H18O 154 0,29 - 3-Xiclohexen-1-ol C10H18O 154 0,59 - 1,3-Bis(1,1-đimetyletyl)benzen C14H22 190 3,16 - Metylchavicol C10H12O 148 0,42 - p-Metoxibenzanđehit C8H8O2 136 3,24 - 3-etyl-3-metylđecan C13H28 184 0,48 - 4,6-đimetylđođecan C14H30 198 1,76 - p-Propenylanisol, anethol C10H12O 148 34,63 - (+)-Axit ascobic 2,6-đihexađecanoat C38H68O8 652 6,99 - Axit octađec-9-enoic C18H34O2 282 1,37 - 1-(Hiđroximetyl)-1,2-etanđiylhexađecanoat C35H68O5 568 0,53 - Heptađecan C17H36 240 0,57 - Octađecan C18H38 254 0,44 - 2,6,10,14-Tetrametylhexađecan C20H42 282 0,37 - β-Eudesmol C15H26O 222 0,41 - n-Tetracosan C24H50 338 2,37 - Điđexyl phtalat C28H46O4 446 0,82 - Tổng cộng 73,51 69,9

* Các chất in đậm là các chất có hàm lượng lớn KẾT LUẬN 1. Bằng phương pháp GC/MS đã xác định được thành phần hóa học của hai mẫu tinh dầu thu được bằng cách cất lôi cuốn hơi nước của gỗ thân loài A.sinensis mọc tự nhiên tại Sơn La được thu vào hai thời điểm khác nhau (mùa xuân và mùa hè). Kết quả cho thấy thành phần chính của hai mẫu tinh dầu tương đối khác biệt.

2. Qua so sánh thành phần hóa học hai mẫu tinh dầu cho thấy trong mẫu tinh dầu thu vào mùa hè xuất hiện các secquitecpen như: α-becgamoten, α-humulen, curđion cùng với hàm lượng đáng kể một số este: etyl pentađeceanoat, metyl glicol phtalat, etyl linoleat, metyl octađeca-9,12- đienoat. Đây là những thành phần tạo nên mùi thơm đặc trưng của tinh dầu Dó A.sinensis, trong khi


25

các thành phần này không có mặt trong tinh dầu gỗ thân thu hoạch vào mùa xuân. 3. Thời điểm thu hoạch gỗ để chưng cất tinh dầu từ gỗ thân loài A.sinensis tốt nhất là vào mùa hè, khi đó hàm lượng các axit béo, secquitecpen và este trong tinh dầu cao hơn vào mùa xuân, quyết định mùi hương đặc trưng và chất lượng của tinh dầu trầm hương.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Đinh Xuân Bá (2007), Trầm hương Việt Nam dưới con mắt các nhà khoa học Nhật Bản, Kỷ yếu Hội thảo Cây Dó Bầu và Trầm hương - thực trạng và định hướng phát triển, Hà Nội, 115-117. 2. Le Cong Kiet, Paul J.A.Kebler and Marcel Eurling (2005), A new species of Aquilaria (Thymelaeceae) from Viet nam, Bumea, 50, 135-141.

3. Nazrul Islam Bhuiyan, Jaripa Begum and Nurul

Huda Bhuiyan (2009), “Analysis of essential oil of

eaglewood tree (Aquilaria agallocha Roxb.) by

gas chromatography mass spectrometry”,

Bangladesh J Pharmacol, 4, pp. 24-28.

4. Jin Qi, Jing-Jing Lu, Ji-Hua Liu, Bo-Yang Yu,

(2009), Flavonoid and rare benzophenone

glycoside from the leaves of Aquilaria sinensis.

Chem. Pharm. Bull. 57 (2), 134-137.

5. Toru Yagura, Michiho Ito, Fumiyuki Kiuchi,

Gisho Honda and Yasuo Shimada (2003), Four

New 2-(2-phenylethyl)chromone derivatives from

Withered Wood of Aquilaria sinensis, Chem

Pharm Bull, 51(5), 560

SUMMARY RESEARCH CHEMICAL COMPOSITION DETERMINATION OF OIL WOOD CHINA Aquilaria sinensis Sprengel THAT KIND GROWS NATURALLY IN SON LA

Nguyen Thi Thanh Huong1*, Pham Thi Phuong Dung2

1 College of Education - TNU 2 Hue University of Education

The analytical results show two oil samples oil samples collected in summer (August) secquitecpen appear like: α-becgamoten-, α-humulen, curdion with a significant concentration of esters: etyl pentadeceanoat, metyl glicol phthalat, etyl linoleat, metyl octadeca-9,12-dienoat. These are the components that make up a distinct aroma of essential oils, in however these components are not present in fresh oil collection timber body in spring (January). The initial analysis showed that samples collected at two different times (January and August) for the amount and composition of different oils. Key words: Aquilaria sinensis, chemical composition, oil, steam distilled charismatic, GC/MS

Phản biện khoa học: ThS. Dương Ngọc Toàn – Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên



26

Phạm Thị Thắm và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 27 - 31

27

PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TRONG THÂN CÂY TR ẦU KHÔNG (PIPER BETLE L.)

Phạm Thị Thắm*, Lại Thị Hải Yến, Tri ệu Thị Hường, Nguyễn Thị Thanh, Hoàng Thị Thanh, Phạm Thế Chính Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Các lớp chất trong thân cây trầu không (Piper betle L.) đã được phân lớp thành ba lớp chất có độ phân cực khác nhau nhờ sử dụng dung môi chiết theo độ phân cực tăng dần. Lớp chất kém phân cực được phân bố vào dung môi chiết n-hexan (cặn chiết H, 3,57 %), lớp chất có độ phân cực trung bình được phân bố vào dung môi diclometan (cặn chiết D, 2,91%), cặn chiết có độ phân cực cao được phân bố trong dung môi etyl axetat (cặn chiết E 1,6%). Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết H, D và E đã được nghiên cứu, kết quả cho thấy hai cặn chiết D và E có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm. Cặn chiết D kháng được tụ cầu vàng S.aurenus, cặn chiết E kháng được vi khuẩn E. coli, S.aurenus và nấm mốc Asp. niger. Từ cặn chiết D đã phân lập được hai hợp chất phenolic là eugenol và 4-allylpyrocatechol và một ankaloit Aristololactam A-II. Từ cặn chiết E đã phân lập được hai hợp chất tinh khiết là 4-allylphenol và 4-allylpyrocatechol. Cấu trúc của các hợp chất phân lập được xác định bằng các phương pháp phổ IR, MS, 1H&C-NMR, DEPT, HSQC, HMBC. Từ khóa: Piperaceae, betle L., sriboa, phenol, alkaloids

MỞ ĐẦU*

Cây trầu có tên khoa học là Piper betle L. (hay Piper sriboa L.), thuộc họ hồ tiêu (Piperaceae), được trồng để lấy lá ăn trầu và sử dụng trong phong tục thờ cúng của các dân tộc ở Việt Nam. Nó còn được trồng tại nhiều nước khác ở châu Á như Trung Quốc, Malaysia, Inđonesia, Philippin... [1]. Lá trầu là vị thuốc được dân gian dùng để sát trùng, chống lở loét, chống viêm nhiễm...[2]. Thành phần hóa học của cây trầu không đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm [1,3,4,5], tuy nhiên thành phần hóa học của trầu không Việt Nam còn ít được quan tâm nghiên cứu. Trong công trình trước [6,7] chúng tôi đã công bố kết quả bước đầu về nghiên thành phần hóa học của tinh dầu, cặn chiết lá trầu không và hoạt tính kháng khuẩn của chúng. Trong công trình này chúng tôi tiếp tục thông báo kết quả nghiên cứu phân lập các hợp chất có trong thân của cây trầu không.

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mẫu thực vật * Tel: 0936595095 Email: [email protected]

Thân cây trầu không (Piper betle L.) (còn được gọi là dây trầu) được thu hái vào tháng 2 năm 2012 tại Kinh Môn, Hải Dương. Mẫu thực vật được lưu giữ tại Phòng thí nghiệm Khoa Hóa học-Trường Đại học Khoa học.

Hóa chất và thiết bị

Chất hấp phụ dùng cho sắc kí cột là silica gel (0,040 – 0,063 mm, Merck). Sắc kí lớp mỏng dùng bản mỏng tráng sẵn 60F254 (Merck). Các dung môi chiết và chạy sắc kí đạt loại tinh khiết (PA).

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được ghi trên máy Bruker AV ở 500 MHz đối với phổ 1H và 125,7 MHz đối với 13C-NMR. Phổ khối lượng được đo trên máy LC-MSD-Trap-SL và Hewlett Packard HP 5890, Serie II. Phổ IR được đo trên máy Impac 410-Nicolet FT-IR.

Chiết phân lớp các lớp chất trong thân cây trầu

1000 g bột thân cây trầu khô được ngâm chiết với MeOH khan ở nhiệt độ phòng 3 lần, mỗi lần 2 ngày. Gộp dịch chiết, cất quay ở áp suất thấp ở 40oC còn 600 ml. Hạ nồng độ MeOH về 60% bằng nước sau đó chiết bằng n-hexan 3 lần, mỗi lần 100 ml. Hạ thấp nồng độ


28

MeOH về 50% chiết bằng CH2Cl2 3 lần mỗi lần 100 ml. Tiếp tục hạ thấp nồng độ MeOH về 25% sau đó chiết tiếp bằng EtOAc ba lần mỗi lần 100 ml. Làm khô các dịch chiết và loại dung môi ở áp suất thấp thu được các cặn chiết tương ứng như trong bảng 1.

Bảng 1. Hiệu suất của các cặn chiết thu được từ thân cây trầu

Cặn chiết n-hexan (H) Diclometan (D) Etylaxetat (E)

Khối lượng (g) 35,7 29,2 16,0

Hiệu suất (%) 3,57 2,91 1,60

Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật ki ểm định (VSVKĐ) của các cặn H, D và E

Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: các mẫu thử được thực hiện trên các phiến vi lượng 96 giếng (96-well microtiter plate). Theo phương pháp hiện đại của Vander Bergher và Vlietlinck (1991), và MCKance, L., & Kandel (1996). Môi trường thí nghiệm: Eugon Broth (Difco, Mỹ) cho vi khuẩn, Mycophil (Difco, Mỹ) cho nấm. Mẫu thô có MIC ≤ 200 µg/ml là có hoạt tính. Kết quả chỉ ra ở bảng 1.

Bảng 2. Hoạt tính khảng VSVKĐ của các cặn chiết của thân cây trầu

STT Kí

hiệu mẫu

Nồng độ ức chế tối thi ểu (MIC: µg/ml)

Vi khuẩn Gr(-) Vi khu ẩn Gr(+) Nấm mốc Nấm men

E. Coli

P. aeruginosa

B. subtillis

S. aureus

Asp. niger

F. Oxysporum

C. albicans

S. cerevisiae

1 H (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) 2 M (-) (-) (-) 200 (-) (-) (-) (-) 3 E 200 (-) (-) 200 200 (-) (-) (-)

Phân lập các hợp chất trong cặn D và E bằng sắc ký cột Cho 5 g cặn D lên cột 2,5 x 80 cm, có chứa 150 g silica gel cỡ hạt 40 – 63 µm, rửa cột bằng n-hexan/etyl axetat, 4/1, v/v với tốc độ 25 giọt/ phút, thể tích các phân đoạn 5 ml. Kiểm tra các phân đoạn bằng sắc kí lớp mỏng, thu các phân đoạn chỉ có một vệt chất cùng Rf và cùng sắc phổ, loại dung môi thu chất sạch. Kết quả phân lập được bốn chất tính khiết D1, D2, D3 và D4.

Tương tự như trên tiến hành sắc ký cột 4 g cặn E, kết quả thu được hai chất tinh khiết là E1 và E2.

Hợp chất D1 (1) chắt rắn màu trắng điểm chảy151-153°C.

IR νmax (KBr) cm-1 : 2929, 2900, 2850 (CH bão hòa), 1675 (α,β-xeton không no), 1457,1241. 1H-NMR (500MHz,CDCl3), δ (ppm): 0,71 (3H, s, CH3-18); 0,73-0,96 (12H, m, 4CH3); 1,17 (3H, s, CH3-19), 6,16 (1H, s, H-4). ESI-MS: 427 [M+H]+.

Hợp chất D2 (2) dạng lỏng không màu có 25Dn =1,5401, Rf=0,76 n-hexan/etyl axetat ,4/1,

v/v.

IR (Film): νmaxcm -1: 3517 (OH), 3083 (CH thơm); 2941, 2849 (CH3,CH2); 1594, 1443 (C=C, thơm); 990 (=CH2). EI-MS: M+=164, m/z (%):164 (100%), 149(38%), 131(22%), 121 (18%), 103 (21%), 91(20%), 77 (23%), 65(10%), 55(22%). 1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): δ 3,25 (2H, d br, J= 4,8 Hz, 2H-1’); 3,72 (3H, s, OCH3); 5,02 (2H, d br, J=7,0 Hz, H-3’); 5,89 (1H, m, H-2’); 6,55 (1H, dd, J = 1,8; 8,0 Hz, H-5); 6,63 (1H, d, J = 1,8 Hz, H-3); 6,81 (1H, d, J = 8,0 Hz, H-6); 8,80 (1H, s, OH). 13C-NMR (125MHz, DMSO), δ (ppm): δ 38,89 (C-1’); 55,68 (OCH3); 112,37 (C-6); 115,21 (C-3’); 115,83 (C-3); 118,83 (C-5); 132,30 (C-4); 138,05 (C-2’); 145,99 (C-3); 146,48 (C-1).

Hợp chất D3 và E2 (3) đều là tinh thể hình kim màu trắng, giống hệt nhau về các hằng số


29

vật lý, sắc ký lớp mỏng và phổ: tnc = 47-48 oC; Rf=0,60 n-hexan/etyl axetat, 4/1, v/v.

MS: M-H=149; IR (Film): νmaxcm -1: 3497 (OH), 2908, 2845 (CH2), 1611, 1522, 1440 (C=C, thơm), 857 (=CH2).

1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): δ 3,21 (2H, d br, J=4,8 Hz, H-1’); 5,03 (2H, d br, J= 7,0 Hz, H-3’); 5,90 (1H, m, H-2’); 6,45 (1H, dd, J = 2,18; 8,0 Hz, H-5); 6,59 (1H, d, J = 2,18 Hz, H-3); 6,70 (1H, d, J = 8,0Hz, H-6); 8,68 (2H, OH). 13C-NMR (125MHz, DMSO), δ (ppm): δ 38,94 (C-1’); 115,06 (C-3’); 115,50 (C-6); 115,84 (C-3); 119,03 (C-5); 130,48 (C-4); 138,31 (C-2’); 143,41 (C-1); 145,09 (C-2).

Hợp chất E1 (4), chất lỏng không màu. 1H-NMR (DMSO, δ, ppm): 6.95 (2H, d, J=2.5, 8,5 Hz, H-2, H-6); 6,68 (2H, dd, J=2.5, 8,5 Hz, H-3, H-5), 5,92- 5,87 ( 1H, m, 2H- 2’); 5,04- 4,97 ( 2H, m, 2H-3’); 9,18 ( 1H, s, OH). 13C- NMR ( DMSO, δ, ppm): 155,52 ( C-1); 129,27 ( C-2); 115,13 ( C-3); 129,69 ( C-6); 115,13 ( C-5); 129,69 (C-6); 38,68 (C-1’); 138,32 ( C-2’); 115,13 (C-3’).

Hợp chất D4 (5), chất rắn màu trắng điểm chảy 261-263 oC

IR (KBr): νmaxcm -1: 3422, 1670 (C=O), 1622, 1501, 1465, 1360, 1291, 1271, 1190, 1120, 875, 833. 1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 4,04 (3H, s, 10-OCH3), 7.12 (1H, s, H-5), 7.54 (2H, m, H-2 and H-3), 7.76 (1H, s, H-8), 7.93 (1H, m, H-4), 9.27 (1H, m, H-1), 10.19 (1H, s,–OH), 10.63 (1H, br s –NH). 13C-NMR (125MHz,CDCl3), δ (ppm):169,9 (C=O), 152.2 (C-9); 150,1 (C-10); 136.2 (C-6a); 133,2 (C-5a); 128.2 (C-4); 128,1 (C-1); 127.1 (C-1a); 126.5 (C-2, C-3); 124.1 (C-10b); 123.9 (C-IV); 119.5 (C-8a); 112.1 (C-8). ESI-MS: 266 [M+H]+.


Chiết phân lớp các lớp chất và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết Tổng các hợp chất thiên nhiên trong cây trầu không được chiết bằng MeOH, sau đó loại bớt dung môi MeOH và chiết phân lớp các chất trong dịch chiết MeOH theo độ phân cực tăng dần của dung môi n-hexan, diclometan, etyl axetat theo độ phân cực tăng dần của

dịch bị chiết là 60% MeOH, 50% MeOH, 25% MeOH. Bằng cách này các hợp chất trong lá trầu được chiết thành 3 lớp. Lớp chất không phân cực được chiết bằng n-hexan chiếm 3,57%, lớp chất có độ phân cực trung bình được chiết bằng diclometan chiếm 2,91%, lớp chất có độ phân cực cao được chiết bằng EtOAc chiếm 1,60%. So sánh với kết quả trong công trình [7] thì khối lượng cặn chiết trong thân cây trầu ít hơn trong lá trầu.

Khảo sát hoạt tính kháng 8 loại vi sinh vật kiểm định cho thấy các hợp chất không phân cực không có hoạt tính (xem bảng 2). Trong khi đó các hợp chất có độ phân cực trung bình và trung bình khá có hoạt tính kháng vi sinh vật với 2 loại vi sinh vật kiểm định là E.coli và S.aureus và một loại nấm mốc Asp. niger (xem bảng 2). Như vậy, các hợp chất có hoạt tính sinh học của thân cây trầu tập trung chủ yếu trong cặn chiết D và E, kết quả này tương ứng với hoạt tính của các cặn chiết trong lá trầu của công trình [7]. Đây chính là cơ sở để chúng tôi tiến hành phân lập các chất trong các cặn chiết D và E.

Phân lập và xác định cấu trúc phân tử của các hợp chất trong D và E Bằng sắc kí cột trên silica gel, từ cặn chiết có độ phân cực trung bình D chúng tôi phân lập được 4 chất D1, D2, D3 và D4.

Hợp chất D1 là chất rắn màu trắng có điểm chảy 151-153 °C. Trên phổ IR của của D1 có tín tại 1675 cm-1 đây là tín hiệu hấp thụ đặc trưng của hệ liên hợp α,β-cacbonyl. Phổ ESI-MS có tín hiệu [M+H]+ 427 phù hợp với công thức phân tử C29H46O2. Mặt khác trên phổ 1H-NMR của D1 xuất hiện tín hiệu của nhóm metilen ở 6,16 ppm (1H, s), tín hiệu của hai nhóm metyl singlet tại 0,71 ppm và 1,17 ppm, 4 nhóm metyl multiplet tại 0,73-0,96 ppm. Ngoài ra trên phổ 1H-NMR của D1 còn có tín hiệu của các nhóm metin và metylen overlapce trong khoảng 1,20-2,14 ppm. Những dữ liệu phổ ở trên đã khẳng định D1 là Stigmast-4-en-3,6-dion (1). Hợp chất D2 là chất lỏng không màu có

25Dn =1,5401. Phổ IR và 1H& 13C-NMR của D2

cho thấy phân tử của nó có 3 nhóm thế: nhóm


30

phenolic có δH(OH)=8,80 ppm, s (δC=145,99 ppm) và νOH=3517 cm-1; nhóm metoxi có δH(OCH3)=3,72 ppm, 3H, s (δC=55,68 ppm); nhóm propenyl có δH = 3,25 ppm, 2H, d br, J = 4,8 Hz (δC=38,59 ppm), δH = 5,89 ppm, 1H, m (δC=138,05 ppm), δH = 5,02 ppm, 2H, d br, J = 7 Hz (δC=115,21 ppm). Ba nhóm thế này phân bố trong nhân benzen ở các vị trí 1,2 và 4, điều này được khẳng định nhờ δH = 6,63 ppm,1H, d, J = 1,8 Hz; δH = 6,55 ppm, 1H, dd, J = 1,8; 8,0 Hz; δH = 6,81 ppm, 1H, d, J = 8,0 Hz. So sánh phổ khối của D1 với các phổ khối có trong thư viện máy cho thấy phổ khối của D1 trùng lặp với phổ khối của eugenol đến 98%. Các kết quả trên cho phép khẳng định D1 là eugenol (2).

Hợp chất D3 là chất rắn màu trắng có điểm chảy 47-48 oC. So sánh phổ khối của D2 và D3 cho thấy có sự chênh lệch 14 dvC nghĩa là một nhóm CH2. So sánh 1H&13C-NMR của D2 và D3 chúng ta thấy rõ phân tử D2 mất đi một nhóm metoxi δ=3,72 ppm (3H, s) và thay vào đó là nhóm OH thì cho hợp chất D3. Các kết quả trên khẳng định D3 là 4-allylpyrocatechol (3).

Hợp chất E2 có điểm chảy trùng với điểm chảy của D3 (47-48 oC). Phổ 1H-NMR và kết quả sắc ký lớp mỏng so sánh với hoàn toàn trùng hợp với D3. Như vậy, cấu trúc của E2 là 4-allylpyrocatechol (3).

Hợp chất E1 là chất lỏng không màu. Phổ 13C-NMR của E1 có 9 nguyên tử cacbon, trên phổ DEPT cho biết có 2 nhóm CH2 (δ=38,7; 115,1 ppm); 5 nhóm CH trong đó là 4 nhóm

CH thơm δ=115,1 ppm (2CH) và δ=129,2 ppm (2CH), 1 nhóm CH của liên kết đôi δ=138,3 ppm. Phổ 1H-NMR của E1 được đo trong dung môi DMSO nên thể hiện rõ tín hiệu của proton của OH (δ=9,18 ppm, 1H, s), và trên 1H-NMR cho biết phân tử E1 có 10 nguyên tử hidro. Phổ MS của E1 cho biết khối lượng phân tử là 134. Như vậy công thức phân tử của E1 là C9H10O. Mặt khác, trên phổ 1H-NMR của E1 cho biết phân tử E1 có một nhân thơm thế 1,4: δ = 6,95 ppm (2H, dd, J = 2,5, 8,5 Hz); δ = 6,69 ppm (2H, J = 2,5, 8,5 Hz). Có một nhóm ally: δ = 5,92-5,87 ppm (1H, m, -CH2-CH=CH2); δ = 5,04-4,97 (2H, m, -CH2-CH=CH2); δ = 3,23 (2H, d, J = 7 Hz, -CH2-CH=CH2). Từ dữ liệu phổ trên có thể kết luận E1 là 4-allylphenol (4).

Hợp chất D4 là chất rắn màu trắng có điểm chảy 261-263 oC, có phản ứng làm thay đổi màu thuốc thử Dragendorff nên có thể khẳng định D4 là ankaloit. Trên phổ 1H-NMR của D4 chỉ xuất hiện tín hiệu của 6 proton vùng thơm và tín hiệu của một nhóm metoxi. Trong đó có hai tín hiệu proton thơm singlet tại 7,76 (1H, s) và 7,12 (1H,s), bốn proton thơm còn lại đều là tín hiệu multiplet tại 7,54 (2H, m), 7,93 (1H, m) và 9,27 (1H, m). Trên 13C-NMR của D4 xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của 16 nguyên tử cacbon, trong đó có một tín hiệu cộng hưởng của nhóm cacbonyl tại 169,9 ppm là đặc trưng của nhóm amit, một tín hiệu của nhóm metoxi tại 60,2 ppm. Trên phổ DEPT của D4 xuất hiện 6 tín hiệu của nhóm CH thơm, như vậy kết hợp phổ 13C-NMR và DEPT phân tử D4 có 8 nguyên tử cacbon bậc IV, trong đó có hai tín hiệu cacbon bậc IV tại 152,1 và 150,2 là đặc trưng của cacbon bậc IV của nhân thơm có liên kết với nguyên tử oxy. Trên phổ ESI-MS của D4 xuất hiện tín hiệu 266 của [M+H]+ phù hợp với công thức phân tử của D1 là C16H11NO3. Từ dữ liệu phổ trên có thể khẳng định D4 là ankaloit có tên là Aristololactam A-II (5).


31

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Đậu Xuân Đức, Hoàng Văn Lựu (2007), “Separation and structure determination of some compounds from Piper betle L.”, Hội nghị khoa học và công nghệ Hóa học hữu cơ lần thứ tư, tr 307-310. 2. Đỗ Tất Lợi (2005), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nxb Y học, tr 118-119. 3. Hattacharya S., et al (2007), “Healing property of the Piper betle phenol, allylpyrocatechol against indomethacin-induced stomach ulceration and mechanism of action”, Wold Journal of Gastroenterology,13(27), pp 3705-3713. 4. T. Nalina and Z.H.A. Rahim (2007), The Crude Aqueous Extract of Piper betle L. and its Antibacterial Effect Towards Streptococcus

mutans, American Jounal of Biotechnology and Biochemistry, 3(1), p10-15. 5. K. Ghosh and T. K. Bhattacharya (2005), Chemical Constituents of Piper betle Linn. (Piperaceae) roots, Molecules, 10, 798-802. 6. Phạm Thế Chính, Dương Nghĩa Bang, Phan Thanh Phương, Khiếu Thị Tâm, Phạm Thị Thắm, Lê Thị Xuân, Bùi Thị Thúy (2010), “Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu Hải Dương”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, 72(10), 48-52. 7. Phạm Thế Chính, Phạm Thị Thắm, Nguyễn Hồng Phong (2012), Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong lá trầu (Piper betle L.), Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 96(08), 69-73.

SUMMARY ISOLATED CHEMICAL CONSTITUENTS OF PIPER BETLE L. TR UNKS

Pham Thi Tham*, Lai Thi Hai Yen, Nguyen Thi Huong, Nguyen Thi Thanh, Hoang Thi Thanh, Pham The Chinh

College of Science – TNU

All natural products of Piper betle L. trunks were extracted by using solvent methanol. Next, this extraction was distributed in n-hexane then diclomethane and ethylacetate. Their extraction removed solvent by vacuum obtained crude n-hexane (H, 3,75%), diclomethane (D, 2,91%) and ethylacetate (E, 1,6%). The diclomethane and ethyl acetate extracts showed significant inhibition against S. Aureus and E. coli and Asp. niger. From these extracts, stigmast-4-en-3,6-dione (1), eugenol (2), 4-allylpyrocatechol (3), 4-allylphenol (4) and aristololactam A-II (5) have been isolated. The structure of these compounds have been elucidated on the basis of spectral studies: IR (infrared), MS (mass spectrometry), nuclear magnetic resonance proton and carbon (1H-NMR), and the spetrometric 2D such as HSQC and HMBC. Isolation of compounds 1, 4 and 5 from this source is being reported here for the first time. Key words: Piperaceae, betle L, sriboa, phenol, alkaloids

Phản biện khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Thỉnh – Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0936595095 Email: [email protected]


32

Phùng Thị Thu Hiền và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 33 - 38

33

SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TRÍCH CHỌN ĐẶC TRƯNG ÂM THANH: ĐƯỜNG BAO PHỔ (MFCC) VÀ CAO ĐỘ PITCH TRONG VI ỆC TÌM KI ẾM ÂM NH ẠC THEO NỘI DUNG

Phùng Thị Thu Hiền1*, Đoàn Xuân Ngọc2, Phùng Trung Nghĩa3 1Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

2Cục thuế tỉnh Thái Nguyên 3Trường Đại học CNTT&TT - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong cách tiếp cận truyền thống, các vector đặc trưng của tín hiệu âm thanh được xây dựng từ các đặc trưng vật lý của âm thanh như độ to, độ cao, năng lượng, phổ tần số,… Có rất nhiều phương pháp trích chọn đặc trưng âm thanh đã và đang được nghiên cứu để áp dụng vào bài toán tìm kiếm âm nhạc theo nội dung. Tuy nhiên hai phương pháp phổ biến nhất và được đánh giá cao là phương pháp sử dụng đường bao phổ (MFCC) và phương pháp sử dụng cao độ (F0). Bài báo này nghiên cứu về hai phương pháp này đồng thời so sánh đánh giá hiệu quả của từng phương pháp. Từ khóa: Vector đặc trưng, Mel Cepstral, K-means, F0, pitch, DTW.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề trích chọn đặc trưng âm thanh trong bài toán tìm kiếm âm nhạc theo nội dung.

S.Blackburn và D.DeRoure [4] đã sử dụng kỹ thuật hiệu chỉnh cao độ (F0) để xác định giai điệu chính của đoạn nhạc. Trong nghiên cứu của mình, S.Blackburn và D.DeRoure đã so sánh tính toán độ tương tự của bài hát bằng kỹ thuật so khớp xâu. Trong khi đó, Mc Nab, Smith, Witten, Henderson và Cunningham [5] đã sử dụng phương thức tính toán giai điệu bằng cách ước lượng cao độ Pitch để so sánh giữa các bản phiên âm của mỗi bài hát.

Tuy nhiên, theo một nghiên cứu của Beth Logan [3] thì cấu trúc âm thanh của âm nhạc là quan trọng. Vì vậy cần phải có một hệ thống nhận biết độ tương tự âm thanh theo cách gần giống như hệ thống nghe của con người, và hệ thống thính giác của con người dễ dàng thu và nhận dạng các nhóm âm thanh hơn là từng nốt nhạc hay âm riêng lẻ.

Bài báo này trình bày phương pháp tìm kiếm âm nhạc theo nội dung sử dụng theo hai đặc trưng, thứ nhất là sử dụng đặc trưng cao độ (Pitch) và thứ hai là sử dụng đặc trưng đường


bao phổ (MFCC), cuối cùng là đưa ra một số kết quả thực nghiệm để so sánh hiệu quả của hai phương pháp.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Sử dụng đặc trưng cao độ

Cao độ Pitch

Không khí đi qua thanh quản làm thanh quản rung lên. Sự rung động này với một tỷ lệ nào đó cũng được gọi là tần số cơ bản – f0 . Tần số cơ bản phụ thuộc vào kích cỡ và áp lực của thanh quản. Tần số cơ bản liên quan đến âm thanh về cao độ và nó có thể được ước lượng chính xác từ tín hiệu âm thanh.

Độ cao hay độ trầm bổng của âm thanh chính là tần số sóng cơ học của âm thanh. Âm thanh nào cũng phát ra ở một độ cao nhất định. Độ cao của âm thanh phụ thuộc vào tần số dao động. Đối với tiếng nói, tần số dao động của dây thanh quy định độ cao giọng nói của con người. Mỗi người có một cao độ giọng nói khác nhau, độ cao của nữ giới thường cao hơn nam giới và độ cao của trẻ em thường cao hơn của người lớn.

Cao độ Pitch do đó là đại lượng tỷ lệ nghịch với tần số cơ bản F0.

Pitch là thuộc tính cơ bản của tiếng nói. Tai người nhạy cảm với sự thay đổi tần số cơ bản


34

hơn là các tham số khác của tín hiệu tiếng nói. Ước lượng pitch khó do sự thay đổi của sóng âm thanh. Sóng âm thanh thay đổi nhỏ giữa các chu kỳ, thời điểm lựa chọn để đo sẽ ảnh hưởng tới chu kỳ cao độ. Ước lượng cao độ thiếu chính xác do sự xuất hiện của sóng hài hoặc hài bậc ba của cao độ tần số.

Có rất nhiều thuật toán và phương thức ước lượng cao độ. Các thuật toán ước lượng pitch cố gắng để định vị chu kỳ trong miền thời gian của tín hiệu tiếng nói hoặc miền tần số của tín hiệu âm thanh. Các cách tính Pitch hầu hết dựa vào phương pháp tự tương quan hoặc biến thể của nó.

Ước lượng Pitch bằng phương pháp tự tương quan

Ước lượng Pitch thường sử dụng phương pháp tự tương quan. Ý nghĩa của sự tương quan là đo độ tương tự giữa 2 tín hiệu, và sự tự tương quan đo độ tương tự giữa chính nó và biến đổi theo thời gian của chính nó. Phương thức tự tương quan trong một khoảng thời gian ngắn của một đoạn s(m), của một tín hiệu rời rạc theo thời gian s(n) có thể được biểu diễn là:

∑−−

=

+=kN

m

kmsmskr1

0

)()()( [1]

k là độ trễ và N là độ dài đoạn, s(m) = 0 ngoài miền(0 1)m N≤ ≤ − .

Hình 1: Dạng sóng và tự tương quan trên miền

thời gian của một đoạn tiếng nói ngắn

Hình 1 thể hiện một đoạn âm thanh ngắn và tính tự tương quan của đoạn đó. Chu kỳ cao độ được theo dõi trên khoảng 80 mẫu. Đỉnh nhô lên trong sóng tự tương quan biểu thị điều này. Giá trị cực đại để xuất hiện quá trình tự tương quan là ở mức trễ 0. Một giá trị

cực đại khác ở mức trễ 162, cho thấy một sự kết hợp tốt khi dịch chuyển là hai lần chu kỳ cao độ. Vì vậy, để ước lượng cao độ pitch, cửa sổ âm thanh nên chứa ít nhất hai chu kỳ cao độ (N >2/Fo).

Ước lượng Cepstral Pitch

Khi một tín hiệu tuần hoàn với tần số cơ bản Fo chứa nhiều sóng hài sát nhau thì đoạn phổ tương ứng thể hiện các đường gợn sóng như cấu trúc hài của nó. Cepstrum của tín hiệu này sẽ thể hiện bằng một chóp cao tại tần số 1/F0.

Cepstrum được định nghĩa là một biến đổi Fourier rời rạc ngược về cường độ với tín hiệu vào s(n).

Cepstrum được biểu diễn là:

|)))((|(log)( 10 nsFFTIFFTdCepstrum = [2]

d là miền tần số của tín hiệu cepstrum. Các hệ số của chỉ số trên miền thời gian là các thành phần tuần hoàn của tín hiệu gốc. Thông tin cao độ được trích ra bởi vì một tín hiệu âm thanh không chỉ chứa các thành phần phổ có tần số cơ bản mà còn chứa các hài. Cepstrum thu được có cấu trúc lặp lại theo cường độ phổ. Miền tần số thấp của cepstrum thể hiện dạng vocal tract của hệ thống tiếng nói con người. Tần số cao của cepstrum mô tả thông tin kích thích trong tiếng nói – pitch.

Hình 2 thể hiện cường độ phổ và cepstrum tương ứng với đoạn tiếng nói trong hình 1. Giá trị tại Cepstrum(0), được bỏ đi để thu được giải động tốt hơn. Đỉnh nhô lên tại tần số 82 biểu thị chu kỳ cao độ. Tần số này tương ứng với tỷ lệ mẫu của tín hiệu gốc, 8000Hz. Vì vậy tần số 82 thể hiện tần số cao độ 8000/82 = 97.2 Hz.

Cấu trúc quan trọng trong miền tần số frequency thấp, từ 1 tới 16 miêu tả thông tin vocal tract.

Với âm hữu thanh, phép phân tích Cepstral của một đoạn tiếng nói ngắn sẽ tạo ra một đỉnh của chu kỳ cao độ, nhưng đối với những âm vô thanh thì không. Phép phân tích Cepstral có thể được sử dụng cho đoạn âm thanh là hữu thanh hay vô thanh để xác định chu kỳ cao độ, 1/F0 nếu là đoạn hữu thanh.


35

Hình 2: Cường độ Log của DFT và tần số Cepstrum của đoạn tiếng nói trong hình 1

Sử dụng đặc trưng đường bao phổ MFCC

Tần số cảm thụ có nghĩa

Tai của con người nhận biết được những âm thanh có tần số thấp (<1kHz) tốt hơn những âm thanh có tần số cao. Vì vậy điều quan trọng là cần làm nổi bật lên những âm thanh có tần số thấp hơn là tần số cao. Dải thông của tín hiệu tiếng nói là khoảng 10kHz. Không có thành phần tần số nào tồn tại dưới 50kHz. Tần số tiếng nói là dưới 3kHz, cao hơn các thành phần tần số chính liên quan đến người nói, âm nhạc, dụng cụ âm thanh hoặc hiệu ứng. Formants cũng là thông tin quan trọng. Tần số formants của âm hữu thanh được tìm thấy dưới 5kHz trong khi của âm vô thanh biến mất.

Hình 3: Cường độ âm hữu thanh và vô thanh

A: Cường độ của tín hiệu âm vô thanh

B: Cường độ của tín hiệu âm hữu thanh

Phép phân tích Cepstral

Cepstral là một phương pháp để trích chọn đặc trưng âm thanh. Trích chọn tham số đặc trưng âm thanh dựa trên hai cơ chế:

Mô phỏng lại quá trình cảm nhận âm thanh của tai người.

Mô phỏng lại quá trình tạo âm của cơ quan phát âm.

Cường độ log phổ của hai tín hiệu s1 và s2 là sự tổ hợp tuyến tính của cường độ phổ log như được thể hiện trong biểu thức 3:

log10(|DFT[s1*s2](k)|) = log10(|s1(k)|) +log10(|s2(k)|) [3]

Giả sử rằng S1 và S2 là những phần tách rời của phổ và quan sát cường độ log phổ của 2 tín hiệu chập S1 và S2 ở trên, DFT có thể được tính toán để thu được sự mô tả các tần số riêng biệt theo log10(|s1(k)|) và log10(|s2(k)|). Tín hiệu chuyển đổi được miêu tả trong miền tần số vì vậy log10(|DFT[s1*s2](k)|) được chuyển đổi sang miền tần số dubbed, quá trình chuyển đổi này được gọi là phân tích cepstral và phổ thu được được gọi là cepstrum.

Xử lý Cepstral theo thang đo tần số Mel

Các đặc trưng của Mel Cepstral rất thành công trong các ứng dụng xử lý tiếng nói và phục hồi âm nhạc với độ chính xác cao. Các đặc trưng này tạo sự uyển chuyển của cường độ phổ của những đoạn tín hiệu âm thanh, vì vậy nó là công cụ mạnh khi có những thay đổi nhỏ trong giai điệu hoặc kiểu phối nhạc. MFCC có nhiều đặc trưng vượt trội khi sử dụng để nhận dạng tiếng nói theo thời gian. Mỗi bước của quá trình tạo các đặc trưng MFCC được thực hiện bằng hệ thống cảm thụ âm thanh của con người. Tức là những gì không liên quan có thể bỏ đi khỏi cơ sở dữ liệu gốc dựa trên quá trình cảm thụ âm thanh dạng sóng của con người, và tiếp theo là yêu cầu giảm kích thước dữ liệu và tăng tốc độ tính toán.

Quá trình lọc theo thang Mel Cepstral:

Theo Beth Logan, MFCC gồm 5 bước:

1. Chia tín hiệu thành các khung

2. Với mỗi khung, ta thu được biên độ phổ.

3. Lấy log của biên độ

4. Chuyển đổi sang thang Mel

5. Thực hiện biến đổi Cosine rời rạc.


36

Hình 4: Quá trình tạo các đặc tính MFCC

Quan sát quá trình trên ta thấy, âm thanh được chia thành những khung có độ dài cố định. Mục đích là để lấy mẫu những đoạn tín hiệu nhỏ (theo lý thuyết là ổn định). Hàm cửa sổ bỏ đi những hiệu ứng phụ và vector đặc trưng cepstral được thực hiện trên mỗi khung cửa sổ. Biến đổi Fourier rời rạc của mỗi khung được tính toán và lấy logarithm biên độ phổ. Thông tin về pha bị bỏ qua do biên độ phổ là quan trọng hơn pha. Thực hiện lấy logarithm biên độ phổ do âm lượng của tín hiệu là xấp xỉ logarith. Tiếp theo biến đổi phổ theo thang Mel. Từ kết quả này, trong vector Mel – spectral của các thành phần tương quan cao, bước cuối cùng là thực hiện biến đổi cosine rời rạc để tổng hợp vector phổ Mel để tương quan lại các thành phần này

Độ lệch tần số Mel

Độ lệch tần số Mel làm nhẵn phổ và làm nổi lên các tần số cảm thụ có nghĩa. Biến đổi Fourier lên tín hiệu qua bộ lọc thông dải để làm đơn giản phổ mà không làm mất dữ liệu. Điều này được thực hiện bằng cách tập hợp các thành phần phổ thành một dải tần số. Phổ được làm đơn giản hóa do sử dụng một giàn bộ lọc để tách phổ thành các kênh. Các bộ lọc được đặt cách đều nhau trên thang Mel và lấy logarit trên thang tần số, các kênh có tần số thấp là không gian tuyến tính trong khi các kênh có tần số cao là không gian logarit.

Tai người không cảm nhận sự thay đổi tần số của tiếng nói tuyến tính mà theo thang mel. Thang tần số Mel tuyến tính ở tần số dưới 1kHz và logarit ở tần số cao hơn 1kHz. Ta chọn tần số 1kHz, 40 dB trên ngưỡng nghe 1000 Mel. Do đó công thức gần đúng biểu diễn quan hệ tần số ở thang mel và thang tuyến tính như sau:

Một phương pháp để chuyển đổi sang thang mel là sử dụng băng lọc. Khoảng cách của băng lọc được định nghĩa bởi một hằng số tần số mel theo thời gian. Băng lọc này được áp dụng trong miền tần số, nó có thể xem như các điểm thu được của bộ lọc chính. Với các khung nhỏ tốt nhất là sử dụng các bộ lọc dạng tam giác hoặc thậm chí hình chữ nhật vì độ phân giải là quá thấp trong miền tần số thấp.

Hình 5: Băng lọc khoảng cách theo tần số Mel

Mỗi bộ lọc trong băng lọc được nhân với phổ tín hiệu vì vậy chỉ có một giá trị đơn của cường độ trên bộ lọc được trả lại. Điều này có thể đạt được qua các tính toán của ma trận đơn. Kết quả là tổng của biên độ trong dải lọc và vì vậy làm giảm độ chính xác tới mức tai của con người.

Hình 6: Phổ sau khi lọc theo thang Mel

Quá trình độ lệch tần số mel được thực hiện theo ba bước sau:

1. Cố định vùng giá trị dưới mỗi bộ lọc và đôi khi đưa thang về 1. Đặt M = số băng lọc yêu cầu

2. Phân bố đều trên thang tần số Mel

3. Chuyển đổi từ Hz sang si'ω trên thang tuyến tính. Mối quan hệ giữa mel và frq được cho bởi công thức:

m=ln(1+f/700)*1000/ln(1+1000/700) (4) (5)


37

KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Sử dụng F0 Chuẩn bị dữ liệu

Dữ liệu bao gồm 20 bài hát thiếu nhi nổi tiếng thế giới http://140.114.76.148/jang2/dataSet/ childSong4public/QBSH-corpus/.

Trong các cấu trúc file âm thanh thì MIDI là định dạng file đơn giản, kích cỡ nhỏ gọn nhưng vẫn biểu diễn được giai điệu âm nhạc.Trong bước huấn luyện, chương trình sử dụng 20 bản nhạc định dạng MIDI. Khi tìm kiếm chương trình thử nghiệm trên 20 file âm thanh PCM Wave tần số lấy mẫu 8 KHz, mã hóa 8 bít / mẫu, thu từ các điệu ngân nga không lời (humming) hoặc các đoạn hát không nhạc (singing) với giai điệu tương ứng với 45 bản nhạc MIDI đã huấn luyện.

Các tham số thực nghiệm

Cao độ Pitch được tính theo phương pháp tự tương quan ACF (AutoCorrelation Function) với các tham số: kích cỡ khung là 256 ms, không chồng lấp. Sau khi tính Pitch bằng hàm ACF, pitch được làm trơn bằng lọc trung vị. Phương pháp phân lớp sử dụng thuật toán thời gian động DTW tiến hành so sánh chuỗi Pitch đầu vào cần tìm kiếm tính từ file Wave với lần lượt các chuỗi Pitch của các file MIDI trong cơ sở dữ liệu. Thuật toán thời gian động cho phép so sánh 2 chuỗi Pitch có độ dài khác nhau với sai số nhỏ nhất. Độ tương tự của 2 chuỗi pitch sau đó được tính toán bằng khoảng cách Euclid để tìm ra chuỗi phù hợp nhất.

Sử dụng MFCC Chuẩn bị dữ liệu

Vẫn sử dụng dữ liệu trên nhưng được lưu ở định dạng PCM wave, tần số lấy mẫu 44 KHz, mã hóa 16 bit trên một mẫu. Mỗi bài hát được trích ra một đoạn ngắn < 5 s sử dụng làm mẫu tìm kiếm.

Các tham số thực nghiệm

Đặc trưng MFCC được cài đặt với các tham số sau : Kích cỡ khung là 512 ms, không sử dụng khung chồng lấp, số bộ lọc trong dãy băng lọc Mel là 20, số hệ số Ceptral là 12, không sử dụng các hệ số đạo hàm Delta, kết hợp các hệ số MFCC với 1 hệ số năng lượng.

Giống như Beth Logan [8], phân lớp bằng cách phân hệ số cepstral thành 16 cụm theo thuật toán K-means chuẩn. Sử dụng khoảng cách Euclidean để tính toán độ tương tự.

Kết quả thực nghiệm và đánh giá

Trong cả 2 chương trình thử nghiệm, kết quả nhận dạng đúng cuối cùng sau 20 lần thử nghiệm đều là 100%. Kết quả này cao hơn kết quả đã công bố trong [8] và [4] dù dùng cùng thuật toán. Lý do có thể do chương trình demo mới thử nghiệm trên bộ cơ sở dữ liệu rất nhỏ. Hơn nữa độ dài âm thanh đầu vào (trích 1 đoạn từ file âm thanh cần tìm kiếm) đủ lớn (so với âm thanh tìm kiếm) trong chương trình thử nghiệm 1, độ dài âm thanh đầu vào và âm thanh cần tìm kiếm đều là cả bài hát trong chương trình thử nghiệm 2. Tỷ lệ nhận dạng sẽ giảm xuống khi dùng cơ sở dữ liệu lớn hơn (đặc biệt khi trong cơ sở dữ liệu có các bài hát có những phần tương tự nhau), tỷ lệ nhận dạng và tìm kiếm đúng cũng sẽ giảm xuống khi độ dài mẫu âm thanh đầu vào là nhỏ.

Về mặt thời gian, chương trình 1 thực hiện huấn luyện và sau đó tìm kiếm hết ~ 4 s với một bài hát, chương trình 2 thực hiện tìm kiếm cho mỗi file Wave trong khoảng 0.2 s với điều kiện đã huấn luyện trước.

Hình 7: Kết quả chạy chương trình

Với thử nghiệm trên cả hai phương pháp đều cho kết quả tốt. Tuy nhiên, phương pháp MFCC tốt hơn khi dữ liệu được trích ra từ chính bài hát của tác giả. Còn phương pháp cao độ pitch có thể nhận diện được khi đoạn dữ liệu tìm kiếm có thể là một tiếng sáo, tiếng nhạc hoặc giai điệu của bài hát.


38

Do đó, với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao mà dữ liệu nhỏ hơn ta có thể áp dụng phương pháp MFCC rất tốt còn trong trường hợp khi bộ dữ liệu lớn, mà đoạn dữ liệu tìm kiếm có thể chỉ là một đoạn là giai điệu của bài hát ta có thể áp dụng phương pháp cao độ Pitch.

KẾT LUẬN

Để kết quả thực nghiệm chính xác hơn, cần xây dựng một cơ sở dữ liệu âm nhạc đủ lớn để thử nghiệm. Từ đó sẽ đánh giá được độ chính xác, hiệu quả của các phương pháp tìm kiếm và có thể đề xuất các phương pháp cải tiến thao tác trích đặc trưng và phân lớp của hệ thống tìm kiếm.

Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ là tìm hiểu sâu hơn về các phương pháp phân lớp dữ liệu như mạng Neural, giải thuật di truyền GA, mô hình Markov ẩn HMM,…

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Phùng Thị Thu Hiền, “Trích chọn đặc trưng âm thanh trong bài toán tìm kiếm âm nhạc theo

nội dung”, Luận văn thạc sỹ Công nghệ thông tin, Đại học Thái Nguyên, 12/2009. [2]. Phùng Thị Thu Hiền, Thái Quang Vinh, Phùng Trung Nghĩa, Lê Tuấn Anh (2009), “Tìm kiếm âm nhạc theo nội dung sử dụng đặc trưng tần số cơ bản F0 và giải thuật thời gian động DTW”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ ISSN, 1859 – 2171, T55 – 59. [3]. Beth Logan and Ariel Salomon (2002), “A Music Similarity Function Based on Signal Analysis”, Cambridge Research Laboratory. [4]. S.Blackburn and D. De Roure (1998), “A tool for content based navigation of music”, in ACM Multimedia. [5]. R. Mc Nab, L. Smith, I. Witten, C.Henderson, and S.Cunningham (1996), “Towards the digital music library: Tune retrieval from acoustic input,” in Digital Libraries, pp.11-18 [6]. Beth Logan and Stephen Chu (2000), “Music Summarization Using Key Phrases”, Cambridge Research Laboratories. [7]. J.T. Foote (1997), “Content-based retrieval of Music and Audio,” in SPIE, p.p 138- 147

SUMMARY COMPARING TWO METHOD: SPECTRAL ENVELOPE FEATURE (MF CC) AND PITCH IN CONTEND – BASED MUSIC RETRIEVAL

Phung Thi Thu Hien1*, Doan Xuan Ngoc2, Phung Trung Nghia3 1College of Technology – TNU

2Department of Tax – Thai Nguyen province 3College of Information Communication and Technology

In state of the art approaches, feature vectors of music signal are built based on their physical characteristics as volume, energy, and spectrum. There are many methods to extract feature in contend – based music retrieval. Spectral Envelope Feature and Pitch method are Two popular methods. This paper presens and compares these methods. Key words: Feature Vector, Mel Cepstral, K-means, F0, pitch, DTW.

Phản biện khoa học: TS. Vũ Việt Vũ – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Thanh Quỳnh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 39 - 44

39

THI ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHI ỂN PID VÀ BỘ ĐIỀU KHI ỂN FLC (FUZZY LOGIC CONTROLLER) CHO H Ệ THỐNG GIA NHI ỆT

Nguyễn Thị Thanh Quỳnh*, Phạm Văn Thiêm

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp –ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Vấn đề ổn định nhiệt độ cho hệ thống gia nhiệt gặp nhiều khó khăn do các hệ thống này thường có quán tính nhiệt rất lớn, nhất là khi có nhiễu tác động và có sai lệch về giá trị đo. Về mặt lý thuyết có nhiều phương pháp điều khiển được áp dụng cho bài toán này [1],[2],[5]. Bài báo này trình bày tóm tắt về hai phương pháp thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ dùng PID và FLC (Fuzzy Logic Controller) để ổn định nhiệt độ cho hệ thống gia nhiệt CRT 916921 tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp. Đồng thời bài báo này cũng khảo sát chất lượng của hệ thống gia nhiệt khi có nhiễu tác động. Việc thực thi luật điều khiển trên được xây dựng trên môi trường Visual Basic 6.0 sử dụng chuẩn giao tiếp RS232 và được đóng gói để thuận tiện cho việc cài đặt. Từ khóa: Ổn định nhiệt độ, PID,FLC,CRT916921,Visual Basic 6.0

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Hệ thống thí nghiệm điều khiển gia nhiệt CRT 916921 đã được nhà trường mua từ những năm 2000, để phục vụ cho công tác thí nghiệm.

Hình 1. Hệ thống thí nghiệm điều khiển gia nhiệt

CRT 916921

Mô hình của hệ thống gia nhiệt được thể hiện như Hình 2, trong đó:

Đầu đo nhiệt độ, dùng cảm biến PT 100(RTD) được cấu tạo từ kim loại Platinum và quấn tùy theo hình dáng của đầu dò nhiệt có giá trị điện trở khi ở 00C là 100 Ohm, đây là một loại cảm biến thụ động nên khi sử dụng cần một nguồn ngoài ổn định, có dải đo từ -2000C đến 6000C.

Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển theo phương pháp pha đứng có hàm truyền:


( ) CLs

CL CLG s K e

τ−=

(1)

Bộ giao tiếp (đọc tín hiệu đo và xuất tín hiệu điều khiển) sử dụng thêm PIC18F778.

Hình 2. Mô hình hệ thống thí nghiệm điều khiển

gia nhiệt CRT 916921

Hình 3. Bộ giao tiếp AD/DA cũ (trái) và bộ giao tiếp AD/DA sau khi cải tiến

Hai bơm (pump1 và pump2) dùng để bơm nước lạnh vào bình gia nhiệt (coi là nhiễu phụ tải), lượng nước bơm vào phụ thuộc vào độ mở van tính theo phần trăm (0% đến 100%) của van Noise.


40

Hiện nay mô hình này không sử dụng được vì những lý do sau đây:

+ Phần mềm được tích hợp sẵn, đóng kín, bản cài đặt được lưu trên đĩa mềm cho nên khi đĩa mềm hỏng dẫn đến không còn bản để cài đặt, do vậy hệ thống không có phần mềm điều khiển và không chạy được.

+ Sau khoảng thời gian dài làm việc, các thông số của đối tượng bị thay đổi, hàm truyền của đối tượng không còn đúng, do vậy việc nhận dạng lại hệ thống là cần thiết.

+ Hệ thống giao tiếp với cổng COM 25 chân, mà hiện nay các máy tính phần nhiều đã bỏ đi cổng giao tiếp này mà máy tính ngày nay đa số trang bị cổng giao tiếp USB, dẫn đến không linh hoạt khi sử dụng.

Do vậy, trước hết ta cần phục hồi và thay thế lại bộ giao tiếp AD/DA cũ bằng vi điều khiển PIC có chức năng AD/DA, và cải tiến bộ giao tiếp qua cổng COM 25 chân sang cổng COM 9 chân (RS232) và giao tiếp USB [3].

Tiếp theo cần nhận dạng lại hệ thống để được mô hình, sau đó sử dụng mô hình này để thiết kế bộ điều khiển PID. Nâng cao chất lượng hệ thống bằng cách thiết kế bộ điều khiển mờ động FLC. Do vậy nội dung của bài báo gồm các phần sau: phần 1 là đặt vấn đề, phần 2 là nhận dạng hệ thống, phần 3 trình bày về cách thiết kế bộ điều khiển, phần 4 là lập trình luật điều khiển và thiết kế giao diện, cuối cùng là kết luận.

NHẬN DẠNG HỆ THỐNG

Lấy bộ mẫu vào/ra bằng cách thu thập 1294 tập dữ liệu vào ra với pump1 và pump 2 mở mức 50%:

Hình 4. Tập dữ liệu vào ra dùng để nhận dạng

Sử dụng phương pháp nhận dạng mô hình có tham số với phương pháp ARX được lập trình trong MATLAB với cấu trúc lệnh: %% Chu ky trich mau

a=size(u);

b=size(y); %%Chu ky trich mau

T= 0.4

Tm=857.2;

%% thoi gian tien hanh thuc nghiem

t=(0:T:Tm)'; %%thoi gian mo phong

data1 = iddata(y,u,T);

data2 = detrend(data1);

figure(1)

subplot(211)

plot(t(1:a),data1(1:a(:,)), 'r' ,t(1:a(:,1)),data2(1:a(:,1)), 'b' )

title( 'ouput y21' , 'FontSize' ,11)

xlabel( ' t[s]' , 'FontSize' ,11)

legend( 'trend' , 'detrend' )

grid on

subplot(212);

plot(t(1:a(:,1)),u(1:a(:,)), 'r' ,t(1:a(:,1)),data2.u(1:a(:,1)), 'b' )

title( 'input u1' , 'FontSize' ,11)

grid on

data1e = data(1:a(:,)/2); %bo du lieu uoc luong,doi tuong nhan dang

data1v = data((a(:,)/2+1):a(:,)); %bo du lieu kiem chung, doi tuong kiem chung

nk=1:6;

NN =struc(2,2,nk); %NN = STRUC(NA,NB,NK)

V1 =arxstruc(data1e,data1v,NN); %Compute and compare loss functions for single-output ARX models

[nk,Vm1]=selstruc(V1,0)

ARX2u1y1 =arx(data1e,[2 2 1]);

ARX5u1y1 =arx(data1e,[5 5 1]);

ARX10u1y1 =arx(data1e,[10 10 1]);

figure(2)

compare(data1v,ARX2u1y1,ARX5u1y1,ARX10u1y1)

title( 'ouput y1' , 'FontSize' ,11);

ylabel( 'input u1' , 'FontSize' ,11);


41

ta thu được hàm truyền của hệ gia nhiệt với độ fit : 74,69% có dạng như sau:

( )-0.003604 s + 0.02688

G ss s2 3.247 0.01005+ +

= (2)

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Theo [1],[4] có rất nhiều các phương pháp điều khiển đối với hàm truyền dạng (3), với bài báo này tác giả sử dụng phương pháp thiêt kế bộ điều khiển theo tiêu chuẩn “phẳng”. Tuy nhiên, khi nhận dạng đối tượng sẽ có sai số về mô hình và chỉ đúng trong trường hợp khi mở pump1 và pump 2 là 50%, vậy để nâng cao chất lượng điều khiển của hệ gia nhiệt tác giả sử dụng bộ điều khiển mờ (Fuzzy Controller) [6] vì bộ điều khiển mờ không cần biết chính xác mô hình đối tượng.

Bộ điều khiển theo tiêu chuẩn “phẳng” Từ (4), vì 0.003604 << 0.02688 cho nên ta xấp xỉ hàm truyền có dạng:

( )

( )( )( )

G s

G ss s

s s2

0.02688

2.6748

322.8051 1 0.308

3.247 0

3 1

.01005=

⇔ =+

+

+

+

(3)

Do vây, bK= T T

12.6748, 322.8051, 0.3083= =

Theo [4], bộ điều khiển ở đây được chọn là PI:

( )m

sG s

s s

322.8051 1 1195.7223

1.6493 1.6493

+= = +

(4) Bộ điều khiển mờ (Fuzzy Logic Controller)

Với dải sai lệch đầu vào ( )e t và tín hiệu điều

khiển ( )u t được xác định:

( )e t 0 70= ÷ được quy đổi sang 0C

( ) ( ) ( )u t V V0 100= ÷

Ta tiến hành chọn bộ điều khiển mờ động dạng PD với dạng tập mờ đầu vào và đầu ra được chọn dạng hình tam giác như sau [6]:

Tập mờ đầu vào:

Hình 5 Tập mờ đầu vào sai lệch( )e t

Hình 6. Tập mờ đầu vào đạo hàm sai lệch( )de t

Tập mờ đầu ra:

Hình 7. Tập mờ đầu ra ( )u t

Luật điều khiển được cho như sau:

Quy tắc hợp thành được xác định theo MAX-MIN.

THỰC THI BỘ ĐIỀU KHIỂN

Việc thực thi bộ điều khiển được thực hiện dựa trên môi trưởng Visual Basic 6.0 [7] có giao diện như sau:

Hình 8. Giao diện của chương trình điều khiển

Lưu đồ thuật toán điều khiển theo PID và FLC


42

FLC

Hình 9. Lưu đồ thuật toán của bộ điều khiển PID

Hình 10. Lưu đồ thuật toán của bộ điều khiển mờ

cho trường hợp e de5 17;500 1000≤ < ≤ <

Kết quả thu được từ thực nghiệm như sau:

Hình 11. Đặc tính đầu ra của hệ gia nhiệt

với bộ điều khiển PID

Hình 12. Đặc tính đầu ra của hệ gia nhiệt

với bộ điều khiển FLC

Khi có nhiễu tác động:

Trường hợp 1: Cho pump1 mở với 20% với thời gian 140 giây

Hình 13. Đặc tính đầu ra khi có nhiễu tác động

của hệ gia nhiệt với bộ điều khiển PID


của hệ gia nhiệt với bộ điều khiển FLC

Thời điểm pump1 mở 20%



43

Trường hợp 2: Cho pump1 và pump2 mở với 20%


của hệ gia nhiệt với bộ điều khiển PID


của hệ gia nhiệt với bộ điều khiển FLC

KẾT LUẬN

Với kết quả thực nghiệm (Hình 11 đến Hình 16) trên ta thấy rằng bộ điều khiển gia nhiệt sử dụng điều khiển mờ (FuzzyController) cho đáp ứng tốt hơn bộ điều khiển PID khi đặt nhiệt độ khoảng từ 600C đến 1000C, và khi cho nhiễu tác động cụ thể là độ quá điều chỉnh, tuy nhiên thời gian đáp ứng của bộ PID tốt hơn so với Fuzzy Controller. Hệ điều

khiển thiết kế dựa trên phần mền Visual Basic có thể thay đổi linh hoạt các tham số điều khiển đối với bộ điều khiển PID và với bộ điều khiển mờ, có thể thay đổi đỉnh cũng như miền xác định của các tập mờ đồng thời có nhiều tùy chọn các phương pháp giải mờ khác nhau. Từ đó, sẽ đưa ra các bài thí nghiệm phù hợp với từng môn học cụ thể của bộ môn. Hơn nữa hệ thống cũng có thể điều khiển linh hoạt thông qua phần mềm MATLAB/ SIMULINK. Cuối cùng, hệ điều khiển gia nhiệt này cũng có thể áp dụng các phương pháp hiện đại như điều khiển dự báo, điều khiển thích nghi, điều khiển tối ưu mà tác giả đang thực hiện.


1. Otaga (2007), Modern Control Enginerring, Edition 3th, Prace Hill. 2. Nguyễn Doãn Phước (2010), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nxb Khoa học Kỹ thuật. 3. Vũ Thị Nguyệt (2011), Đồ án tốt nghiệp, Phục hồi và thiết kế hệ thống gia nhiệt CRT916920. 4. Nguyễn Thương Ngô (2008), Lý thuyết điều khiển thông thường và hiện đại, Quyển 1: Hệ điều khiển tuyến tính, Nxb Khoa học Kỹ thuật. 5. Camacho E. F. & Bordons C. (2007), Model predictive control, Springer, London. 6. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (2009), Lý thuyết điều khiển mờ, Nxb Khoa học Kỹ thuật. 7. Nguyễn Thị Ngọc Mai (2005), Microsoft Visual Basic 6.0 lập trình cơ sỡ dữ liệu, Nxb Lao động xã hội.


Thời điểm pump1,2 mở 20%


44

SUMMARY PID CONTROLLER DESIGN AND FUZZY LOGIC CONTROLLER FO R HEATING SYSTEM

Nguyen Thi Thanh Quynh*, Pham Van Thiem

College of Technology - TNU

Temperature stability problem for the heating system were difficult because these systems often have very high heat inertia , especially when there is noise and bias effects on measured values . Theoretically there are many control methods are applied to this problem [1],[2],[5]. However, the purposes of scientific research and experimental work , this report presents a summary of the two design approaches PID controllers and controllers FLC ( Fuzzy Logic Controller ) for the temperature to stabilize CRT 916 921 heating system and quality survey of the heating system when the noise impact. The implementation of the controller is built on Visual Basic 6.0 environment using standard RS232 interface and is packaged for easy installation. Key words: Temperature stability, PID,FLC,CRT916921, Visual Basic 6.0

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Văn Chí – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên


Lê Thu Thủy Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 45 - 48

45

XÂY DỰNG MÔ HÌNH TR ẠNG THÁI GIÁN ĐOẠN CỦA ĐỘNG CƠ KĐB-RLS THÍCH H ỢP VỚI ĐIỀU KHI ỂN THỜI GIAN TH ỰC

Lê Thu Thủy Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày Xây dựng mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ KĐB-RLS thích hợp với điều khiển thời gian thực làm tiền đề để thiết kế điều khiển số cho hệ truyền động điện động cơ xoay chiều ba pha KĐB-RLS. Mô hình trạng thái gián đoạn (TTGĐ) là xuất phát điểm khi thiết kế hệ thống điều khiển (ĐK) thời gian thực và có ý nghĩa quyết định tới chất lượng của hệ thống ĐK số (Digital Control) của động cơ KĐB Rotor lồng sóc (KĐB-RLS). Từ khóa: động cơ KĐB-RLS; thời gian thực.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc (KĐB-RLS) có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn nhưng vấn đề điều khiển lại gặp rất nhiều khó khăn do động cơ KĐB-RLS là một đối tượng phi tuyến phức tạp. Trong những năm gần đây, điện tử công suất và kỹ thuật vi xử lý đã có bước phát triển rất mạnh mẽ, do đó nó cho phép thực hiện phương pháp điều khiển số với khối lượng tính toán lớn, và do đó bộ điều khiển động cơ xoay chiều đã dần thay thế bộ điều khiển động cơ một chiều trong phần lớn những ứng dụng công nghiệp. Mô hình trạng thái gián đoạn (TTGĐ) là xuất phát điểm khi thiết kế hệ thống điều khiển (ĐK) thời gian thực và có ý nghĩa quyết định tới chất lượng của hệ thống ĐK số (Digital Control) của động cơ KĐB Rotor lồng sóc (KĐB-RLS).

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Bài viết này góp phần hoàn thiện việc xây dựng và đánh giá mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ KĐB-RLS, là cơ sở cho việc thiết kế điều khiển số động cơ KĐB-RLS.

Xây dựng mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ KĐB-RLS và làm tiền đề để thiết kế điều khiển số cho hệ truyền động điện động cơ xoay chiều ba pha KĐB-RLS.


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mô hình liên tục động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc trên hệ tọa độ cố định αβ và hệ tọa độ tựa theo từ thông Rotor dq Xây dựng vector không gian - Hệ toạ độ cố định αβ Động cơ không đồng bộ có cấu tạo gồm hai phần chính: Phần cố định stator và phần quay rotor. Trên stator người ta đặt các cuộn dây u, v, w lệch nhau một góc 1200 Rotor có hai loại: Lồng sóc và dây quấn. Động cơ xoay chiều ba pha dù là động cơ đồng bộ hay không đồng bộ đều có ba cuộn dây stator với dòng điện ba pha, bố trí không gian tổng quát như trong hình 1.

i s u i s wi s v

P h a WP h a VP h a U

r o t o r

s t a t o r

Hình 1. Sơ đồ cuộn dây và dòng stator của động cơ xoay chiều ba pha


46

Việc xây dựng vector is (t) được mô tả trong hình 2.

Ta có thể xây dựng vector không gian sau:

is(t)= [ ]oo jsw

jsvsu etietiti 240120 )()()(

3

2 ++

=|is|ejγ

(1.1)

Hình 2. Thiết lập vector không gian

từ các đại lượng ba pha

Hệ toạ độ quay dq Bây giờ ta quay trở lại với vector dòng stator mà ta đã xét trên hình 2, trong đó hệ tọa độ stator (hoặc hệ tọa độ αβ) tương ứng với hệ xy trong hình 3. Giả sử ta quan sát một động cơ xoay chiều ba pha đang quay với tốc độ

góc ω = d ϑ /dt, trong đóϑ là góc tạo bởi trục rotor và trục chuẩn (đã quy ước là trục đi qua tâm cuộn dây pha u).

Hình 3. Biểu diễn vector không gian

trên hệ tọa độ từ thông rotor,hệ tọa độ dq

Toàn bộ quá trình các diễn giải ở trên được tổng kết lại một cách đầy đủ ở hình 4.

Hình 4. Thu thập giá trị thực của vector dòng

stator trên hệ tọa độ từ thông rotor

Mô hình liên tục của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc trên hệ tọa độ dq

Hình 5. Mô hình liên tục của động cơ KĐB-RLS

trên hệ tọa độ dq Mô hình tr ạng thái gián đoạn thích hợp với điều khiển thực Mô hình trạng thái trên miền thời gian Một hệ thống liên tục có thể được mô tả tổng quát như sau:

( )( ) p

mn

Rytutxhty

txxRuRxtutxftx

∈=

=∈∈=

;)(),()(

)(;;;)(),()( 00ɺ

(2.1)

Mô hình trạng thái gián đoạn Ma trận hệ thống và ma trận đầu vào của mô hình gián đoạn tương đương:

( )( ) TkuNA

m

iii

ek

+∑

=Φ =1

( )( )

BdekHT kuNA

m

iii

∫

+∑

= =

0

1 ττ

(2.2)


47

Mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc trên hệ tọa độ αβ

Hình 6. Cấu trúc mô hình trạng thái gián đoạn

của ĐC KĐB trên hệ tọa độ stator.

Phương pháp gián đoạn hóa trực tiếp mô hình trạng thái liên tục của động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ tựa từ thông rotor dq

)(.1)()()()1( /// kT

TkTki

T

Tk rq

rrdssq

rrq ψψωωψ

−+−−=+

(2.3) Từ hệ phương trình trên ta xây dựng được mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ KĐB-RLS như hình 7.

Hình 7. Mô hình trạng thái gián đoạn động cơ

KĐB-RLS trên hệ tọa độ dq Phương pháp tìm mô hình gián đoạn trên hệ dq bằng cách chuyển hệ tọa độ cho mô hình gián đoạn trên hệ αβ

=

f

ff

H

HH

2

1

với

=

00

002fH

(2.4)

Đến đây, ta đã thu thập được mô hình trạng gián đoạn của động cơ đồng bộ ba pha rotor lồng sóc trên hệ tọa độ dq theo hai phương pháp.

Khảo sát đặc điểm ổn định của mô hình gián đoạn tìm được nhờ gián đoạn hóa mô hình liên tục động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc trên hệ tọa độ dq Phương trình (2.5) chính là phương trình đặc trưng phụ thuộc vào T. Và ảnh hưởng của tham số T đến mô hình có thể được khảo sát thông qua phương trình:

011

12

1 =

+

−+

rs TTz

T

σσ (2.5)

Sử dụng phần mềm Matlab ta sẽ thu được đường quỹ đạo nghiệm số khi T thay đổi có dạng như hình 8.

Hình 8. Vị trí điểm cực (a) và đáp ứng bước nhảy

của hệ thống (b) khi T = 500 µs

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Mô hình gián đoạn trên hệ tọa độ dq thu được bằng cách chuyển hệ tọa độ cho mô hình gián đoạn αβ. Với biện pháp đó ta có thể tránh được các giá trị riêng phức của ma trận hệ thống cũng như sự mất ổn định có thể xảy ra sau khi gián đoạn hóa. Kết quả thu được sẽ là


48

một mô hình trạng thái gián đoạn có phạm vi ổn định lớn hơn so với mô hình ta thực hiện gián đoạn hóa từ mô hình liên tục, phục vụ thiết kế khâu ĐC và khâu QS, chất lượng hệ thống cũng tốt hơn như đã khảo sát ở trên. KẾT LUẬN

Bài báo mới dừng lại ở việc khảo sát tính ổn định của mô hình phụ thuộc vào các tham số mà chưa thiết kế bộ điều khiển số cho động cơ. Trên cơ sở độ ổn định đó và yêu cầu chất lượng cụ thể của hệ thống, ta có thể thiết kế bộ điều khiển số cho vi xử lý với đối tượng là mô hình động cơ vừa xây dựng, các khối điều chỉnh dòng, điều chỉnh từ thông, bộ điều chỉnh tốc độ… và khảo sát.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Phùng Quang, Joerg-andreas Dittrich (2004), Truyền động điện thông minh, Nxb Khoa học & Kỹ thuật. [2]. Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động. Nxb Khoa học & Kỹ thuật. [3]. Nguyễn Phùng Quang (1996), Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha. Nxb Giáo dục. [4]. Quách Đào Sơn (2011), “Khảo sát đặc điểm ổn định của mô hình trạng thái gián đoạn của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc”. Luận văn thạc sĩ , Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp thái nguyên. [5]. Nguyễn Phùng Quang: Giáo trình điều khiển số (Digital control Systems)- Đại học Bách Khoa Hà Nội.

SUMMARY INTERRUPTION STATUS MODEL OF ASYNCHRONOUS MOTOR – R OTOR CAGE SUITABLE FOR REAL-TIME CONTROL

Le Thu Thuy* College of Technology- TNU

This pape presents the construction of interruption status model of the three phase squirrel cage induction motor (KĐB-RLS) suitable for real time control system as the premise to design controls for electric transmission of three phase squirrel cage induction motor (KĐB-RLS). Interruption status models is starting point when designing real time control system and meaningful decisions to the quality of the digital control system of three phase squirrel cage induction motor. Key words: three phase squirrel cage induction motor ; real time.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Quân Nhu – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Mai Hương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 49 - 53

49

ĐIỀU KHI ỂN DỰ BÁO DỰA TRÊN MA TR ẬN ĐỘNG ỨNG DỤNG ĐIỀU KHI ỂN BÌNH PHẢN ỨNG HÓA HỌC CÓ BAO LÀM L ẠNH (CHEMICAL REACTOR)

Nguyễn Thị Mai Hương1*, Mai Trung Thái 1

Lê Thị Huyền Linh 1, Lại Khắc Lãi2

1Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên 2Đại học Thái Nguyên

TÓM TẮT Bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau như công nghệ thực phẩm, công nghệ hóa học, công nghệ xử lý nước thải... Bài báo này sẽ đề cập đến phương pháp điều khiển dự báo dựa trên ma trận động nhiều biến để ứng dụng điều khiển bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh. Từ khoá: Điều khiển dự báo, bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh, điều khiển ma trận động (DMC).

GIỚI THIỆU CHUNG*

Xuất phát từ lý thuyết MPC cổ điển, có rất nhiều thuật toán MPC, một trong số các thuật toán đó là Điều khiển ma trận động DMC (Dynamic Matrix Control). Cutler và Ramaker đã trình bày chi tiết về thuật toán điều khiển đa biến không ràng buộc, chúng có tên là DMC (Dynamic Matrix Control) vào những năm 1979 tại hội nghị quốc tế AIChE, và vào năm 1980 tại hội nghị điều khiển, tự động hoá. Trong tạp chí chuyên ngành, năm 1980 Prett và Gillette đã đưa ra một ứng dụng công nghệ DMC vào FCCU của lò phản ứng/máy tái chế, mà ở trong đó thuật toán đã được thay đổi để phù hợp với đặc tính phi tuyến và ràng buộc. Bên cạnh đó, cũng có nhiều bài báo thảo luận về công nghệ nhận dạng quá trình của họ. Những điểm chính của thuật toán điều khiển DMC bao gồm:

- Mô hình đáp ứng xung tuyến tính cho quá trình.

- Mục tiêu thực hiện quân phương thông qua vùng dự đoán hữu hạn.

- Hoạt động tương lai của đầu ra quá trình có được nhờ sự bám sát theo giá trị đặt trong phạm vi có thể.

- Đầu vào tối ưu được tính toán giống như giải quyết vấn đề bình phương tối thiểu. Một ưu điểm khác của MPC là có thể điều khiển

* Tel: 0979 147 493; Email: [email protected]

các quá trình có tín hiệu điều khiển bị chặn, có các điều kiện ràng buộc, nói chung là các quá trình phi tuyến mà ta thường gặp trong công nghiệp, đặc biệt là quá trình phi tuyến phức tạp. Tư tưởng chính của điều khiển dự báo theo mô hình là [1].

• Luật điều khiển phụ thuộc vào những hành vi được dự đoán của đối tượng.

• Sử dụng một mô hình toán học để dự đoán đầu ra của đối tượng tại các thời điểm giới hạn trong tương lai. Mô hình này được gọi là mô hình dự báo.

• Chuỗi tín hiệu điều khiển tương lai trong giới hạn điều khiển được tính toán bằng việc tối thiểu hóa một phiếm hàm mục tiêu.

• Sử dụng sách lược lùi xa, nghĩa là tại mỗi thời điểm chỉ tín hiệu điều khiển đầu tiên trong chuỗi tín hiệu điều khiển tính toán được được sử dụng, sau đó giới hạn dự báo lại được dịch đi một bước về phía tương lai.

• MÔ HÌNH ĐỐI TƯỢNG

Miêu tả đối tượng

Bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh (Chemical Reactor) được biết đến là một quá trình phi tuyến mạnh và được dùng làm đối tượng điều khiển đối với nhiều chiến lược điều khiển khác nhau, sơ đồ nguyên lý như hình 1.


50

Hình 1. Bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh

Trong hình 1, giả sử sự phân li của sản phẩm A thành sản phẩm B và phản ứng tỏa nhiều nhiệt nên chúng ta phải điều khiển nhiệt độ bên trong bình bằng cách điều chỉnh nước lạnh tại bao làm lạnh bao quanh vỏ bình phản ứng. Các biến cần điều khiển là:

* A: Sản phẩm cấp đến bình

* B: Sản phẩm bắt nguồn từ sự biến đổi của sản phẩm A bên trong bình

* Ca0: Nồng độ của sản phẩm A

* T l0 : Nhiệt độ của chất lỏng cấp

* Fl : Lưu lượng của chất lỏng ngang qua bình phản ứng (ở đầu vào chỉ có lưu lượng sản phẩm A, ở đầu ra bao gồm cả A và B)

* T l : Nhiệt độ của chất lỏng ở đầu ra của bình

* Cb :Nồng độ của sản phẩm B ở đầu ra của bình và bên trong bình

*Ca: Nồng độ của A (bất đẳng thức Ca < Ca0

luôn thỏa mãn và ở trạng thái cố định Ca + Cb = Ca0)

* Tc0 : Nhiệt độ của nước làm lạnh

* Tc : Nhiệt độ của nước làm lạnh ở bên trong và ở bên ngoài của bao làm lạnh

* Fc: Lưu lượng nước lạnh

Đơn vị của nồng độ là kmol/m3, của lưu lượng là m3/h và nhiệt độ là 0C.

Giả sử không có chất lỏng tích trữ trong bình phản ứng trước đó, vì vậy nồng độ và nhiệt độ là đồng nhất cho nên năng lượng tổn hao ra bên ngoài không đáng kể. Áp dụng định luật bảo toàn chất và năng lượng theo [1].

Ta có phương trình cân bằng chất như sau:

0

( )

( )

l al a l a l a

l al a l b

d V CF C V k C F C

d td V C

V k C F Cd t

= − −

= −

Phương trình cân bằng năng lượng như sau:

0

0

( )

( )( )

l l pl ll l p l l l p l l a

c c pc cc c p c c

d V C TF C lT F C lT Q V kC H

dtd V C T

F C c T T Qdt

ρρ ρ

ρρ

= − − +

= − +

Trong bảng 1 đưa ra ý nghĩa và giá trị danh nghĩa của các tham số xuất hiện trong các phương trình (1), (2).

Bộ điều khiển bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh như hình 1 là bộ điều khiển 2 vào 2 ra. Mục tiêu là điều chỉnh nhiệt độ bên trong bể chứa (Tl) và nồng độ Cb của sản phẩm B ở đầu ra của bình phản ứng, các biến điều khiển là lưu lượng của chất lỏng (Fl) và chất lỏng lạnh (Fc).

Bảng 1. Các biến quá trình và các giá trị điểm làm việc

Biến Miêu tả Giá tr ị Đơn vị

k Điều chỉnh tốc độ phản

ứng / (272 )iEa R Tk eα − +=

h-1

α Hệ số của điều chỉnh tốc độ phản ứng

59.063 h-1

R Hằng số khí lý tưởng 8.314 kJ/kg kmol

aE Năng lượng hoạt hóa 2100 kJ/ kmol

H Enthalpy của phản ứng 2100 kJ/ kmol

Q Nhiệt lượng hấp thụ bởi nước làm lạnh

kJ

U Hệ số truyền, dẫn gia nhiệt toàn phần

4300 kJ/(h m2 K)

lρ Mật độ chất lỏng 800 kg/m3

cρ Mật độ nước làm lạnh 1000 kg/m3

pC l Nhiệt dung riêng của chất lỏng

3 kJ/(kg K)

pC c Nhiệt dung riêng của nước làm lạnh

4.1868 kJ/(kg K)

S Bề mặt chuyển đổi gia nhiệt hiệu dụng

24 m3

V l Thể tích bể chứa 24 m3

Vc Thể tích nước làm lạnh 8 m3

(1)

(2)


51

Mô hình đối tượng

Việc thiết kế bộ điều khiển dựa vào mô hình động học hệ thống điều khiển. Điều này được thực hiện bằng cách nghiên cứu sự tác động của các biến vào, ra và biến điều khiển trong quá trình điều khiển.

Theo [1], [2], mô hình đối tượng bình phản ứng có bao làm lạnh được biểu diễn như (3), (4).

11 12

21 22

11 121 1 2

1 1

21 222 1 2

1 1

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

N N

i ii i

N N

i ii i

y t g u t g u t

y t g u t g u t

= =

= =

= ∆ + ∆

= ∆ + ∆

∑ ∑

∑ ∑

trong đó 1y và 2y ứng với nồng độ của sản phẩm B và nhiệt độ bên trong của bình phản ứng và u1

và u2 tương ứng với lưu lượng chất lỏng và chất lỏng lạnh, gi là hệ số đáp ứng bước [2].

Thời gian lấy mẫu chọn là T = 2.4 và giá trị tương ứng của Nij đối với quá trình là:

N11 = 40 N12 = 50 N21 = 55 N22 = 60

Luật điều khiển

Luật điều khiển thu được từ việc cực tiểu hóa hàm mục tiêu (5), đây là một quá trình đa biến, các sai số và số gia điều khiển có trọng số bởi R và Q:

2 2

1 1

ˆ( ) ( ) ( 1)Np Nc

QRj j

J y t j t w t j u t j= =

= + − + + ∆ + −∑ ∑

trong đó R và Q là ma trận đường chéo với số chiều 2Np x 2Np và 2Nc x 2Nc.

Ở ứng dụng này các thành phần Nc đầu tiên của R bằng 1 và thành phần thứ 2 bằng 10 để bù cho biên độ giá trị khác nhau của nhiệt độ và nồng độ. Trọng số điều khiển là 0.1 với cả hai biến điều khiển.

Theo [1], [8] bộ điều khiển có dạng (6)

1( ) (w )T Tu G RG Q G R f−= + −

Để xác định luật điều khiển phải biết dạng ma trận G và tính toán đáp ứng tự do. Đối với trường hợp 2 vào, 2 ra đáp ứng tự do đối với Cb(f1) và Tl(f2) được đưa ra bởi: (7) và (8)

11

12

21

22

11 111 1 1

1

12 122

1

21 212 2 1

1

22 222

1

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )

N

m k i ii

N

k i ii

N

m k i ii

N

k i ii

f t k y t g g u t i

g g u t i

f t k y t g g u t i

g g u t i

+=

+=

+=

+=

+ = + − ∆ −

+ − ∆ −

+ = + − ∆ −

+ − ∆ −

∑

∑

∑

∑

Trong bài báo này chọn tầm dự báo và tầm điều khiển Np=5; Nc=3, ta được ma trận G là:

và số gia điều khiển ở thời điểm t được tính toán mở rộng ở hàng đầu tiên của

1( )T TG R G Q G R−+ bởi sự khác nhau giữa quỹ đạo tham chiếu và đáp ứng tự do:

( ) (w )u t l f∆ = − với l=[0 -0.1045 -0.1347 -0.1450 -0.1485 0

-1.3695 -0.1112 -0.1579 0.1381]

Kết quả mô phỏng Trong nội dung bài báo này đưa ra một số kết quả khi áp dụng bộ điều khiển cho mô hình phi tuyến của bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh. Bộ điều khiển được thiết kế sử dụng mô hình tuyến tính của đối tượng phi tuyến, kết quả thu được như hình 2. Hình 2 bên trái biểu diễn tác động của quá trình khi thay đổi tham chiếu hợp thành (Cb). Bằng cách tính trung bình của 2 biến điều khiển Fl và Fc bộ quan sát cho thấy đầu ra bám tín hiệu đặt. Hình 2 bên phải biểu diễn đáp ứng thay đổi ở giá trị đặt là nhiệt độ. Như chúng ta thấy, giá trị đặt nhiệt độ thỏa mãn nhưng nồng độ thì bị ảnh hưởng và tách biệt so với điểm đặt.

(3)

(4)

(5)

(6)

(8)

(7)

0 0 0 0 0 0

0.0145 0 0 0.0064 0 0

0.0201 0.0145 0 0.0074 0.0064 0

0.0228 0.0201 0.0145 0.0068 0.0074 0.0064

0.0244 0.0228 0.0201 0.0058 0.0068 0.0074

0 0 0 0 0 0

0.3073 0 0 0.3066 0 0

0.5282 0.3073 0 0.5449 0.3066 0

0.6946 0.5282

G

−− −− − −− − −

=

− −− − − −− − −0.3073 0.7351 0.5449 0.3066

0.8247 0.6946 0.5282 0.8904 0.7351 0.5449

− − − − − − − − −


52

Hình 2. Đáp ứng bộ điều khiển khi thay đổi điểm đặt nồng độ (bên trái)

và điểm đặt nhiệt độ chất lỏng (bên phải)

KẾT LUẬN

Điều khiển dự báo là sách lược điều khiển được sử dụng phổ biến nhất trong điều khiển quá trình vì công thức MPC bao gồm cả điều khiển tối ưu, điều khiển các quá trình ngẫu nhiên, điều khiển các quá trình có trễ, điều khiển khi biết trước quỹ đạo đặt. Một ưu điểm khác của MPC là có thể điều khiển các quá trình có tín hiệu điều khiển bị chặn, có các điều kiện ràng buộc, nói chung là các quá trình phi tuyến mà ta thường gặp trong công nghiệp, đặc biệt là quá trình phi tuyến phức

tạp. Điều khiển ma trận động DMC (Dynamic Matrix Control) là một dạng của điều khiển dự báo. Hiện nay DMC được phát triển mạnh mẽ bởi ứng dụng thuật toán của nó trong nhận dạng mô hình và tối ưu hóa đối tượng toàn cục. Thành công lớn nhất của DMC trong công nghiệp là khả năng kết nối với các quá trình đa biến. Trong nội dung bài báo này, chúng tôi đã sử dụng thuật toán điều khiển DMC để điều khiển đối tượng bình phản ứng hóa học có bao làm lạnh. Kết quả mô phỏng cho thấy chất lượng bộ điều khiển khá tốt, tín hiệu đầu ra bám tín hiệu đặt.


53


[1]. Eduardo F.Camacho and Carlos Bordons (2007), Model Predictive Control, Springer. [2]. Hoàng Minh Sơn (2009), Bài giảng Điều khiển quá trình nâng cao, Đại học Bách Khoa Hà Nội. [3]. Trần Quang Tuấn, Phan Xuân Minh (2010), Điều khiển dự báo tựa mô hình trên cơ sở hệ mờ, ứng dụng điều khiển lò phản ứng dây truyền liên tục (CSTR), Science & Technology Development, Vol 13, No.K1, ĐHQG-HCM . [4]. Hiroshi Kashiwagi and Li Rong (2002), Identification of Volterra Kernels of Nonlinear Van De Vusse Reactor, The Institute of Control, Automation, and Systems Engineers, KOREA Vol. 4, No. 2 June.

[5]. M. Boumehraz, K. Benmahammed, Constrained Non-linear Model Based Predictive Control using Genetic Algorithms. [6]. Jens Clausen (1999), Branch and Bound Algorithms - Principles and Examples, March 12. [7]. Bemporad, A Lecture on Model Predictive Control, Controllo di Processo e dei Sistemi di Produzione – A.a.2008/09.

[8]. Lars Gr

..

u ne J

..

u rgen Pannek, (2011), Nonlinear Model Predictive Control, Spinger. [9]. Liuping Wang (2008) Model predictive control system design and implemetation. Springer Verlag. [10]. Simone Loureiro de Oliveira, Model Predictive Control for constrained Nonlinear Systems, 1996, ISSN 3728123493

SUMMARY MULTIVARIABLE DYNAMIC MATRIX CONTROL TO APPLY CHEMI CAL REACTOR CONTROL

Nguyen Thi Mai Huong1*, Mai Trung Thai 1

Le Thi Huyen Linh 1, Lai Khac Lai2

1College of Technology - TNU 2Thai Nguyen University

Chemical Reactor is widely applied in other industries such as food processing technology, chemical engineering, sewage processing technology…, there are many methods of controlling Chemical Reactor. This article mentions multivariable Dynamic Matrix Control to apply Chemical Reactor Control. Key words: Predictive control, Chemical Reator, Predictive Model, Dynamic Matrix Control.

Phản biện khoa học: TS. Đỗ Trung Hải – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên



54

Lê Thị Huyền Linh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 55 - 61

55

ĐIỀU KHI ỂN DỰ BÁO DỰA TRÊN MÔ HÌNH CHO HỆ PHI TUYẾN VỚI TẦM DỰ BÁO BẰNG 1

Lê Thị Huyền Linh 1*, Lại Khắc Lãi2, Nguyễn Thị Mai Hương1

1Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên 2Đại học Thái Nguyên

TÓM TẮT

Điều khiển dự báo theo mô hình (MPC Model Predictive Control) đã được tác giả đề cập và nghiên cứu trong một số công trình [1], [2]. Phương pháp điều khiển dự báo đã cải thiện chất lượng điều khiển một cách đáng kể so với các phương pháp khác. MPC đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là đối với hệ tuyến tính biến đổi chậm[3], [4]. Bài báo này sẽ đi sâu phân tích xây dựng mô hình dự báo cho hệ phi tuyến với thuật toán xác định phiếm hàm mục tiêu và xây dựng phương pháp điều khiển dự báo cho hệ phi tuyến với tầm dự báo bằng 1. Từ khoá: Điều khiển dự báo, mô hình dự báo cho hệ phi tuyến với tầm dự báo bằng 1.

GIỚI THIỆU CHUNG*

Điều khiển dự báo dựa trên mô hình là sự kết hợp của một số lĩnh vực đã được phát triển trong lý thuyết điều khiển hiện đại, điển hình đó là hai lĩnh vực điều khiển tối ưu và nhận dạng hệ thống. Ngay như tên của nó “điều khiển dự báo dựa trên mô hình” có nghĩa là trong đó cần phải sử dụng một mô hình dự báo để ước lượng (dự báo) các giá trị của đầu ra trong tương lai để phục vụ cho bài toán điều khiển. Điều khiển dự báo dựa trên mô hình có thể kết hợp chặt chẽ hay đưa được các điều kiện ràng buộc về mặt vật lý của quá trình (như độ mở van, các hạn chế của cơ cấu chấp hành, các giới hạn của tín hiệu điều khiển v.v) trong thiết kế bộ điều khiển và chuyển hóa bài toán thiết kế bộ điều khiển thành một bài toán tối ưu. Hiện nay MPC đã trở thành một sách lược điều khiển cao cấp được chấp nhận khá rộng rãi trong một số lĩnh vực công nghiệp. Đã có hơn 3000 ứng dụng của MPC đã được thương mại hóa trong các lĩnh vực khác nhau bao gồm: công nghệ lọc hóa dầu, công nghệ xử lý thực phẩm, công nghệ ô tô, công nghệ không gian, công nghệ bột giấy và giấy v.v [4].


XÂY D ỰNG MÔ HÌNH DỰ BÁO CHO HỆ PHI TUYẾN

Giả thiết cho hệ phi tuyến được biểu diễn tại

thời điểm rời rạc 0 1= ∞, , ,...,t k

k như sau:

1υ

+ = + + =

( ) ( )k k k k k

k k

x f x h x u

y Cx (1)

với các ràng buộc như sau:

≤ ≤

∆ ≤ ∆ ≤ ∆

≤ ≤

,m in a x

,m in a x

m in m a x

u u uk m

u u uk m

y y yk (2)

trong đó: ∈ ℝn

xk là biến trạng thái của mô

hình, ∈ ℝm

uk là véc tơ đầu vào,

υ ∈ ℝn

k

là véc tơ nhiễu,∈ ℝp

yk là véc tơ đầu ra của

hệ. ( ), ( )f x h x

k k là các hàm phi tuyến với số

chiều phù hợp, ×

∈ ℝ ,p n

C

≤ ≤ ∆ ≤ ∆ ≤ ∆ ≤ ≤, ,min max min max min max

u u u u u u y y yk k k

là các véc tơ chặn dưới và chặn trên.

Giả thiết rằng +ˆ|

xk j k là véc tơ giá trị dự báo

của biến trạng thái tại thời điểm +tk j được


56

ước lượng tại thời điểm ,t

k 1∆ = − −u u uk k k

và 1∆ = −+ + + −ˆ ˆ ˆ| | |

u u uk j k k j k k j k là giá trị dự

báo lượng số gia đầu vào (lượng gia tăng tín

hiệu điều khiển) tại thời điểm +uk j được ước

lượng (dự báo) tại thời điểm ,k vậy hàm mục tiêu có thể được viết như sau:

1

0

− = + ∆∑ + + + =ˆ ˆ ,

| | |

pJ F x G x uk k p k k j k k j k

j (3)

với các hàm (.), (.)F G được gọi là các hàm phạt và hàm giá tại trạng thái cuối (kết thúc), p được gọi là tầm dự báo.

Hàm mục tiêu Jk thường có dạng toàn

phương, giả thiết rằng + |wk j k là giá trị đặt của

+xk j tại thời điểm .k Gọi ma trận xác định

bán dương Q và ma trận xác định dương R là các ma trận trọng số thì hàm mục tiêu (3) có thể viết lại dưới dạng như sau:

2 21

1 0

−= − + ∆∑ ∑+ + += =

ˆ| | |

p pJ x w uk k j k k j k k j k

Rj jQ (4) Vậy từ công thức (1) và (4), bài toán điều khiển dự báo cho hệ phi tuyến tại từng thời điểm trích mẫu trở thành bài toán cực tiểu hóa

hàm Jk và xác định lượng số gia tương ứng

cho tín hiệu điều khiển

1 2 1 ∆ ∆ ∆ ∆ + + + −

...| | | |

u u u uk k k k k k k p k với các ràng

buộc (2). Để đơn giản, từ công thức (4), ta

thấy +ˆ|

xk j k có thể xác định được thông qua dự

báo đầu ra nếu ma trận C là ma trận tuyến tính hằng, như vậy hàm mục tiêu (4) cho bài toán điều khiển dự báo có thể chuyển thành:

2 1 2

1 02 1 2

1 0

−

+ + += =

−

+ + += =

= − + ∆

= − + ∆

∑ ∑

∑ ∑

| | |

| | |

ˆ

ˆ

p p

k k j k k j k k j kR

j jQ

p p

k j k k j k k j kR

j jQ

J C x w u

y w u

(5) (5)

Tại các thời điểm ∆ + |uk j k trong phiếm hàm

mục tiêu (5) có thể được thay đổi sao cho

+ |uk j k thỏa mãn yêu cầu thực tế của các bài

toán điều khiển.

ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO CHO MÔ HÌNH HỆ PHI TUYẾN VỚI TẦM DỰ BÁO BẰNG 1

Ngoại trừ các hệ phi tuyến đặc biệt như mô hình phi tuyến Hammerstein thì điều khiển dự báo dựa trên mô hình cho hệ phi tuyến với tầm dự báo lớn hơn 1 là rất khó khăn và hầu hết không thỏa mãn điều kiện về lời giải, đặc biệt là trong trường hợp có kể đến nhiễu. Tuy nhiên, điều này có thể khắc phục được nếu hệ là khả nghịch, khi đó điều khiển dự báo cho hệ phi tuyến luôn luôn có nghiệm [5]. Vì vậy bài báo này chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu điều khiển dự báo mô hình hệ phi tuyến với tầm dự báo bằng 1.

Quay trở lại với hệ (1), điều khiển dự báo với tầm dự báo bằng 1 có thể được suy ra trực

tiếp 1∆ = − −| |u u uk k k k k với một dữ liệu chưa biết

tại thời điểm k như sau:

1

11

1

= + + = + + ∆−

= + ∆+

ˆ| |

|

( )| |

x f x g x uk k k kk k

f x g x u g x uk k kk k k

x g x uk k k k k (6)

Trong biểu thức trên, 1

1+ |xk k là ký hiệu của

phần trong đó chứa các dữ liệu đã biết

( )1−,x uk k tại thời điểm ,k và

( )∆ |g x u

k k k là

phần chưa biết của trạng thái dự báo 1+ˆ .|

xk k

Nếu mô hình không chính xác do ảnh hưởng của nhiễu và các sai lệch của mô hình thì sai lệch dự báo của (6) sẽ có dạng như sau:

1 1 1 1ζ= − =+ + + +

ɶ ˆ| |

x x xk k k k k k (7)

Trong đó 1ζ +k là nhiễu do sai lệch mô hình và

nhiễu của hệ (1), nếu ζk là nhiễu ngẫu nhiên

ngẫu nhiên dừng, có kỳ vọng toán bằng

không và có phương sai 2ζ δ = ,E

k thì ta có

thể thấy rằng 0

1

= +

ɶ|

E xk k

và


57

21 1 1 1

δ − − = + + + +

ɶ ɶ ɶ ɶ| | | |

T

E x E x x E x nk k k k k k k k

hay nói cách khác cả kỳ vọng toán và phương sai của sai lệch dự báo là cực tiểu, do vậy bài toán dự báo (6) là bài toán dự báo tối ưu.

Nếu giá trị đặt là xsp , đủ trơn và là đường

cong mong muốn của trạng thái trong tương lai thì giá trị trạng thái mong muốn tại thời

điểm 1k+ được chọn là 1

1α α= + −+ ( )

|w x xk k k sp

trong đó 0 1α ∈ ,

được gọi là hệ số trơn hóa, do vậy hàm mục tiêu của bài toán điều khiển dự báo cho hệ phi tuyến có nhiễu với tầm dự báo bằng 1 có thể được viết như sau:

2 2= − + ∆+ + +ˆ

| | |J x w uk k j k k j k k j k

Q R (8)

Để cực tiểu hóa (8) với các ràng buộc, ta phải

có

0∂

=∂∆

|

Jk

uk k và

2

02

∂>

∂∆|

Jk

uk k do vậy:

1

1 1

− ∆ =− + − + + ˆ( ) ( ) ( )

| | |Tu g x Qg x R g x Q x w

kk k k k k k k k (9)

Ký hiệu

= +( ) ( )TH g x Qg x R

k k

và 1 1

= − + + ˆ( )

| |F g x Q x w

k k k k k

thì lượng gia tăng tín hiệu điều khiển tại bước k là:

1−∆ =−|

u H Fk k (10)

Nhưng trong thực tế điều khiển, các tín hiệu đầu vào và đầu ra luôn có những giới hạn của nó, do vậy có những kết quả thu được từ biểu thức (10) trên thường không phù hợp. Để thỏa mãn các ràng buộc, chúng ta phải đưa các giới hạn mang tính logic vào trong các giá trị

,u xk k . Để đơn giản chúng ta sẽ sử dụng

phương pháp Lagrange [5] .

Trước hết, giả sử rằng các ràng buộc có thể

viết lại được dưới dạng 1 2∆ ≤ =, , ,...,

|Ta u b i qi k k i

khi đó các ràng buộc có thể được biểu diễn dưới dạng ma trận như sau:

∆ ≤

|A u B

k k (11)

Trong đó:

1 2 1 2 = =

⋯ ⋯,T T

T T TA a a a B a a aq q

. Chọn hàm Lagrange là

1 2λ λ = + ∆ − =

, , , ..., ,

|

T TL J a u b i qk k ii i k k i

đặt

0λ∂

= ∆ + + =∂∆ |

|

LH u F a

k k i iuk k

và

0λ∂

= ∆ − =∂∆

,|

L Ta u bi k k i

i

thì

1 λ− ∆ = − + |

u H F ak k i i (12)

1

1λ

− += −

−

Ta H F bi i

i Ta H ai i (13)

Nếu λi thu được từ (13) nhỏ hơn hoặc bằng

0, có nghĩa là điều kiện ràng buộc tương ứng

sẽ không ảnh hưởng đến ∆

|uk k , do vậy chúng

ta có thể chọn 0λ = ,

i nhưng nếu 0λ >

i , các

ràng buộc tương ứng sẽ ảnh hưởng đến ∆u

k

do đó chúng ta phải chọn λ λ= ,i i cuối cùng

lượng số gia tín hiệu điều khiển cho bài toán điều khiển dự báo cho hệ phi tuyến với tầm dự báo bằng 1 là:

1 −∆ =− + Λ |

Tu H F Ak k

(14)

trong đó 1 2λ λ λ Λ=

⋯T

q

Tóm lại ta có thuật toán tại từng thời điểm trích mẫu để xác định lượng số gia tín hiệu điều khiển như sau:


58

Bước 1: Xác định ma trận Q và R từ hàm mục tiêu của bài toán, xác định hệ số trơn hóa α .

Bước 2: Xác định tín hiệu đặt 1ω + |k k cho

bước tiếp theo Bước 3: Xác định các ma trận H và F Bước 4: Xác định lượng gia tăng tín hiệu điều khiển theo công thức (12) Bước 5: Tính tín hiệu điều khiển tại thời

điểm k theo công thức 1= +∆−| |

u u uk k k k k

Bước 6: Đo đầu ra của hệ ,y

k xác định xk

bằng công thức =y Cx

k k Bước 7: Xác định tín hiệu trạng thái của hệ tại thời điểm k+1 tiếp theo bằng mô hình dự báo (6) Bước 8: Thời điểm k+1 tiếp theo, quay lại bước 1

MINH HỌA BẰNG VÍ DỤ MÔ PHỎNG Để kiểm chứng các kết quả trên, ta áp dụng thuật toán đã trình bày ở phần 3. Cho hệ thống bồn nước [8] như mô tả trên hình vẽ sau:

Hình 1. Mô hình hệ thống bồn nước

Giả thiết các biến trong hệ thống ở điều kiện thông thường và thời gian trích mẫu là 1s, ta có mô hình dạng (1) như sau:

0 2021 0 019231

0 100

0 100

γ= − + ++ ∈ ∈

. .

%, %

%, %

x x x uk k k kk

xk

uk (15)

Trong đó xk là độ cao của mức nước trong

bồn, uk lưu lượng dòng nước đổ vào trong

bồn từ bơm P1 và van V1, trong khi van V2 luôn được mở ở một góc bất kỳ nào đó, đặc trưng cho nhiễu tác động lên hệ thông qua

biến trạng thái γk . Trong bài toán điều khiển

bồn nước, chúng ta chọn trạng thái hệ thống

là đầu ra, có nghĩa là =y x

k k hay hàm hệ

thống là 0 2021

= −

.f x x xkk k và

0 01923=( ) .g xk

Để thay đổi chiều cao của mức nước trong bồn, chúng ta thay đổi lưu lượng dòng nước đổ vào bồn bằng cách điều chỉnh van V1 và quan hệ thông thường giữa độ mở van và lưu lượng dòng chảy đổ vào bồn được cho trong hình sau:

Hình 2. Quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng

dòng chảy vào trong bồn

Sau đây ta sẽ áp dụng thuật toán điều khiển dự báo với tầm dự báo bằng 1 cho bài toán ổn định mức trong bồn với giả thiết van V2 luôn được mở, đây là điểm đặc trưng cho nhiễu tác động lên hệ trong mô hình (1).

Trước hết chọn hàm mục tiêu là:

2 20 0011 1

30

= − + ∆+ +=

ˆ( ) .| | |

%

J x w uk k k k k k k

xsp (16)

và chọn hệ số trơn hóa 0 975α = . . Giả thiết rằng mô hình không có sai lệch, tức

là trong mô hình (1) có 0υ = .

k Kết quả mô phỏng được thể hiện như trên các hình vẽ sau rõ ràng đã đáp ứng yêu cầu về mục tiêu điều khiển.

Hình 3. Đáp ứng mức nước x và lưu lượng dòng chảy

u (không có sai lệch mô hình)


59

Để nghiên cứu ảnh hưởng của sai lệch mô hình, ta sẽ sử dụng mô hình của bồn nước có sự sai lệch so với mô hình (1) như sau:

110 0 20211

90 0 01923 γ

= − ×++ × +

% .

% .

x x xk k k

uk k (17)

trong khi đó ta vẫn sử dụng mô hình dự báo là:

0 2021 0 019231 = − ++ . .x x x uk k kk (18)

Sau khi thực hiện mô phỏng ta nhận được kết quả như sau:

Hình 4. Đáp ứng mức nước x và lưu lượng dòng

chảy u (có sai lệch mô hình)

Ta nhận thấy rằng kết quả điều khiển không đáp ứng được yêu cầu vì đã tồn tại sai lệch điều khiển, điều này chính là do ảnh hưởng của sai lệch mô hình. Để giải quyết vấn đề này, ta sử dụng phương pháp bù sai lệch sử dụng phản hồi.

Khi mô hình có sai lệch thì khi đó có sai lệch tĩnh, sai lệch đó không phụ thuộc vào ma trận Q mà phụ thuộc và hệ số trơn hóa α .

Bảng 1: So sánh = −e x x

s sp giữa mô phỏng và phân tích lý thuyết

α Q = −e x x

s sp Mô phỏng %

= −e x xs sp

Giá tr ị của 15%

0.975 0

0.001

0.01

-8.3489

-8.3489

-8.3489

-8.3489

-8.3489

-8.3489

0.95 0

0.001

0.01

-4.5279

-4.5279

-4.5279

-4.5279

-4.5279

-4.5279

Bảng 1 so sánh sai lệch = −e x x

s sp giữa mô phỏng và phân tích lý thuyết với các giả thuyết: + Mô hình mô phỏng:

110 0 2021 90 0 019231

= − × + ×+ % . % .x x x uk k k k và

+ Mô hình dự báo: 0 2021 0 01923

1= − ++ . .x x x u

k k k k Từ bảng 1 chúng ta thấy rằng, chúng ta không thể bỏ qua sai lệch tĩnh bằng cách điều chỉnh α , do vậy chúng ta có thể sử dụng mạch bù phản hồi để tạo ra đại lượng bù bù lại sai lệch này, giải thích sai lệch dự báo tại

thời điểm k là ek như sau:

1 1 1 1 = − = − + ∆ − − − −

ˆ ˆ ( )| |

e x x x x g xk k k k k k k k k

(19)

Trong đó: xk nhận được bởi phản hồi hệ

thống tại thời điểm k và 1−ˆ|

xk k là giá trị dự

báo của xk tại thời điểm k-1.

Sau đó thêm ek vào giá trị dự báo của 1+x

k tại thời điểm k một cách trực tiếp, qua đó (6) có thể được viết lại như sau:

1 1

1

= + + ∆ ++ −

= + ∆ ++

ˆ ( ) ( ) ( )| |

ˆ ( )| |

x f x g x u g x u ek k k k k k kk k

x g x u ek k k kk k (20)

Sử dụng giá trị dự báo mới để tiến hành thuật toán NMPC, kết quả mô phỏng như ở hình 5. Có thể thấy rằng chúng ta đã thay đổi được tính bền vững của nó dưới sai lệch mô hình, với phương pháp bù phản hồi này chúng ta đã hoàn toàn loại bỏ được sai lệch tĩnh.

Hình 5. Đáp ứng mức nước x và lưu lượng dòng chảy

u (có sai lệch mô hình) và có bù phản hồi trực tiếp


60

Phương pháp bù phản hồi trực tiếp ở trên rất dễ dàng để thực hiện, nhưng nó cũng rất dễ nhạy cảm với nhiễu. Hình 6 là kết quả mô phỏng của nó khi có nhiễu ảnh hưởng đến trạng thái của hệ thống, chúng ta có thể nhận thấy rằng sự dao động đầu vào rất lớn, điều đó có nghĩa là nó không những gây hại cho cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển mà còn gây hại cho sự vận hành của hệ thống, bởi vì cơ cấu chấp hành thường xuyên không theo kịp sự thay đổi của tín hiệu vào.

Hình 6. Đáp ứng mức nước x và lưu lượng dòng chảy u (có sai lệch mô hình, có nhiễu)

sử dụng bù phản hồi trực tiếp Để giải quyết vấn đề này, ta có thể cải tiến đặc tính của mạch bù phản hồi, đơn giản chúng ta sử dụng sai lệch trung bình có trọng

số ek thay vì

ek trong công thức (20) như

biểu diễn sau đây:

11 1 11

11

∑= + ∆ ++ + + −== + ∆ ++

ˆ ˆ ( )| | |

ˆ ( )| |

sx x g x u hek k k k k kk i k ii

x g x u ek k k kk k (21)

với 1

1∑ ==

,s

hii chọn 20=i và

0 05= .hi

ta được kết quả mô phỏng như trên Hình 7.

Hình 7. Đáp ứng mức nước x và lưu lượng dòng chảy u (có sai lệch mô hình, có nhiễu) sử dụng bù phản hồi

trực tiếp và sai lệch trung bình có trọng số

So sánh hình 7 với hình 6, ta thấy rằng các đặc tính hầu như giống nhau, nhưng đầu vào

có dạng trơn hơn. Sử dụng cùng một phương pháp và các tham số, ta tiến hành thực nghiệm trên hệ thống bồn nước như mô tả ở Hình 1, kết quả thu được như mô tả trên Hình 7 đã minh chứng cho hiệu quả của phương pháp NMPC với tầm dự báo bằng 1 cho hệ phi tuyến đang xét sử dụng thêm mạch bù phản hồi trực tiếp và sai lệch trung bình có trọng số đã được cải tiến.

KẾT LUẬN

Kết quả mô phỏng cho thấy mô hình dự báo đã đạt được những kết quả nhất định. Như vậy bằng việc sử dụng mô hình dự báo có tầm dự báo bằng 1 chúng ta có thể xây dựng mô hình dự báo cho đối tượng phi tuyến, với mô hình này chúng ta có thể nhận được kết quả dự báo tương đối chính xác trong các trường hợp từ đơn giản đến phức tạp. Với những giả thiết từ không có sai lệch mô hình, có sai lệch mô hình và có nhiễu ta đều có phương pháp để loại bỏ sai lệch tĩnh và giảm bớt nhiễu bằng cách sử dụng bù phản hồi trực tiếp và sai lệch trung bình có trọng số để đưa ra tín hiệu bám sát tín hiệu đặt. Đây là một yếu tố thực sự quan trọng để có thể cài đặt thành công một bộ điều khiển dự báo. Việc chỉnh định tham số của bộ điều khiển tương đối dễ dàng. Đây là những ưu điểm của phương pháp này, với ưu điểm này đã mở ra hướng có thể phát triển thuật toán MPC sử dụng mô hình này cho các đối tượng phi tuyến trong công nghiệp nhằm nhận được chất lượng điều khiển tốt hơn.


1. Lê Thị Huyền Linh, Nguyễn Thị Mai Hương (2011),"Một phương pháp xây dựng điều khiển dự báo dựa trên mô hình Gauss", Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Thái Nguyên; số 10 tập 86 (Trang 195 - 200). 2. Lê Thị Huyền Linh, Nguyễn Thị Mai Hương (2013), "Sử dụng mô hình mờ Takagi – Sugano để xây dựng mô hình dự báo cho hệ động học phi tuyến", Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Thái Nguyên; số 02 tập 102 (Trang 161-167). 3. V. Adetola, D. DeHaan, and M. Guay (2009), Adaptive Model Predictive Control for Constrained Nonlinear Systems, Systems and Control Letters, vol. 58, pp. 320-326.


61

4. D. Bainov & P. Simeonov (1992), Integral Inequalities and Applications, Kluwer Academic Press: Dordrecht. 5. Cannon M. (2004). Efficient nonlinear model predictive control algorithms. Annual Reviews in Control, Vol.28, No.2, January, 2004, pp. 229–237, ISSN 1367-5788. 6. Eduardo F.Camacho and Carlos Bordons (2007), Model Predictive Control, Springer, ISBN 3540762418..

7. Manfred Morari, Jay H. Lee (1999), Model

Predictive Control: past, present and future,

Computers and Chemical Engineering, no. 23,pp.

667–682.

8. Chen W.; Wu G. (2006). Modeling of

nonlinear two-tank system and model predictive

control. Journal of System Simulation, Vol.18,

No.8, August, 2006, pp2078-2081, ISSN 1004-

731X.

SUMMARY MODEL PREDICTIVE CONTROL FOR NONLINEAR SYSTEM WITH ONE STEP

Le Thi Huyen Linh 1*, Lai Khac Lai2, Nguyen Thi Mai Huong1

1College of Technology – TNU, 2Thai Nguyen University

Model predictive control (MPC) has been mentioned and researched in several papers [1], [2]. Model predictive controller have ability to improve quality control significantly compared to other methods. That MPC has been studied and widely used in industry, especially in linear systems with time varying [3], [4]. This paper deals to build the method predictive control for nonlinear system with cost function althorythm and building predictive control method for non-linear with one step. Key words: Predictive control, Model Predictive Control for Nonlinear System with one step

Phản biện khoa học: PGS.TS. Nguyễn Như Hiển – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên



62

Lê Thị Thu Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 63 - 68

63

THI ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHI ỂN THÍCH NGHI THEO MÔ HÌNH M ẪU CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG QUA BÁNH RĂNG

Lê Thị Thu Hà*, Tr ần Thị Thanh Thảo Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng trên cơ sở sử dụng mô hình trạng thái của hệ. Khả năng bám tiệm cận tốt theo mô hình mẫu của hệ có chứa đầy đủ các thành phần bất định sinh ra từ hiệu ứng khe hở, ma sát, độ dẻo bánh răng đã được chứng minh cả về lý thuyết và mô phỏng. Từ khóa: điều khiển thích nghi, mô hình mẫu, hệ thống bánh răng, khe hở, mômen ma sát.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Điều khiển bám ổn định hệ truyền động qua bánh răng mang đầy đủ trong nó các yếu tố bất định như khe hở, độ không cứng vững của vật liệu làm bánh răng luôn giữ vai trò trung tâm trong lớp các bài toán điều khiển hệ truyền động.

Hình 1: Minh họa hệ truyền động qua bánh răng

Theo [3] thì hệ truyền động qua bánh răng, có sơ đồ cấu trúc minh họa ở hình 1, không có khoảng chết giữa các bánh răng, sẽ mô tả được bởi mô hình Euler-Lagrange:

2 21 1 1 1 12 2 1

2 22 2 2 2 21 1 2

cos ( )

cos ( )

d f

c f

J cr i M M

J cr i M M

ϕ α ϕ ϕ

ϕ α ϕ ϕ

+ + = −

− + = − −

ɺɺ

ɺɺ(5)

trong đó

− 1 2, r r là bán kính vòng ngoài của hai bánh răng.


− 1 2, f fM M là các moment ma sát của hai

bánh răng 1 và 2.

− c là chỉ số đo độ cứng của vật liệu làm bánh răng. Nó chính là đại lượng đánh giá độ cứng vững của hệ truyền động.

− Lα là góc khớp hai răng. Đây là chỉ số đo độ khe hở giữa các bánh răng. Với hai răng ăn

khớp chính xác tuyệt đối thì 20Lα = ° . Các

cặp răng có khe hở luôn có 20Lα > °

− 1 1 2, dJ J J J= + là các moment quán tính của cặp bánh răng 1,2 và của động cơ dẫn động.

− 1

12 21 12, i i i−= là tỷ số truyền của hai bánh răng.

− cM là moment cản (tải), được xem như nhiễu tác động vào hệ.

− 2 2, ϕ ϕɺ là vị trí và tốc độ của bánh răng thụ

động và 2ϕ sẽ được xem là tín hiệu ra của hệ.

Nếu giữa hai bánh răng có các khe hở thì khi ở chế độ khe hở, moment dẫn động ở đầu vào không có tác dụng thay đổi tốc độ của bánh răng bị động và bánh răng bị động lúc đó chỉ còn chạy theo quán tính. Nói cách khác, ở giai đoạn khe hở, hệ sẽ có mô hình [3]:

1 1 1

2 2 2

d f

c f

J M M

J M M

ϕϕ

= −

= − +

ɺɺ

ɺɺ (6)

1

2

P

dM

cM

1msM

2msM

dM

cM


64

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Xây dựng mô hình cho hệ truy ền động qua bánh răng ở cả hai chế độ làm việc Ứng với từng loại mô hình (5) và (6) mô tả hai chế độ làm việc khác nhau của hệ, người ta thường áp dung các phương pháp điều khiển khác nhau. Thường dùng nhất là sử dụng các công cụ nhận dạng hoặc xấp xỉ khe hở để từ đó sử dụng nguyên lý điều khiển bù nhằm giúp loại bỏ được mô hình (6) trong quá trình thiết kế bộ điều khiển.

Tuy nhiên, nếu xem khe hở cũng là một thành phần bất định trong hệ, giống như các tham số c đo độ cứng của vật liệu làm bánh răng,

1 2, f fM M mô tả các thành phần ma sát hay

góc khớp hai răng Lα , thì ta có thể ghép hai mô hình (5) và (6) chung lại với nhau thành một mô hình tổng quát:

2 21 1 1 1 12 2 1

2 22 2 2 2 21 1 2

cos ( )

cos ( )

L L d f

L L c f

J cr i M M

J cr i M M

ϕ α ϕ ϕ

ϕ α ϕ ϕ

+ + = −

− + = − −

ɺɺ

ɺɺ

(7)

trong đó tham số c

được định nghĩa là:

0

=

cc

ở chế độ ăn khớp

ở chế độ khe hở

Như vậy mô hình (7) này sẽ chứa trong nó tất cả các yếu tố bất định của hệ. Đây là những tham số hoặc các hàm rất khó, hoặc không thể xác định được một cách đủ chính xác. Có thể kể đến đó là độ không cứng vững c của vật

liệu, góc ăn khớp Lα giữa hai bánh răng,

moment ma sát 1 2, f fM M trên các trục

truyền động, moment tải cM , khe hở.

Tiếp theo, để đơn giản hóa trong trình bày, ta

sẽ sử dụng các ký hiệu kθ cho hằng số và kd cho hàm số bất định như sau:

/

/

2 21 1

1 2 22 2

1 1 1 1 1

2 2 2 2 2

cos

cos

( , )

( , )

L L

L L

f

c f

cr

cr

M d t

M M d t

θ α

θ αθ ϕ ϕ

θ ϕ ϕ

−

=

== +

− = − −

ɺ

ɺ (8)

với / /

1 2, θ θ là hai hằng số bất định đo thành phần moment ma sát động được giả thiết là

tuyến tính với vận tốc và 1 1 2 2( , ), ( , )d t d tϕ ϕ là những thành phần moment ma sát phụ thuộc gia tốc, moment tải. Với những ký hiệu cho trong (8) này, mô hình Euler-Lagrange (7) được viết lại thành:

/

/

1 1 1 1 12 2 1 1 1

1 12 2 2 2 12 1 2 2 2

( )

( )

dJ i M d

J i d

ϕ θ ϕ ϕ θ ϕ

ϕ θ ϕ ϕ θ ϕ− −

+ + = − −

− + = − −

ɺɺ ɺ

ɺɺ ɺ(9)

Để chuyển (9) về dạng mô hình trạng thái, trước tiên, từ phương trình thứ hai trong (9) ta có:

( )/1 12 2 2 2 2 2 2 2

3 2 4 2 12 2 3

i J d

i d

ϕ θ ϕ θ ϕ ϕ

θ ϕ θ ϕ ϕ

= + + −

= + − +

ɺɺ ɺ

ɺɺ ɺ (10)

với:

/

3 12 2 2 3 2 2 4 12 2 2, , d i d J iθ θ θ θ θ θ= = = là các thành phần bất định hằng số và hàm số tương ứng.

Đạo hàm theo thời gian hai vế của 1ϕ cho trong công thức (10), ta có:

1 3 2 4 2 12 2 4i dϕ θ ϕ θ ϕ ϕ= + − +ɺ ɺɺɺ ɺɺ ɺ (11)

trong đó 4 3d d= ɺ là thành phần hàm bất định, được giả thiết cũng bị chặn. Từ đây ta suy ra

(4)

1 3 4 2 12 2 52 i dϕ θ ϕ θ ϕ ϕ= + − +ɺɺ ɺɺɺ ɺɺ (12)

với 5 4d d= ɺ .

Thay (11), (12) vào phương trình thứ nhất của mô hình (9), ta được:

( )( )( )/

(4)1 3 4 2 12 2 52

1 3 2 4 2 12 2 3 12 2

1 3 2 4 2 12 2 4 1

d

J i d

i d i

M i d d

θ ϕ θ ϕ ϕ

θ θ ϕ θ ϕ ϕ ϕ

θ θ ϕ θ ϕ ϕ

+ − + +

+ + − + + =

= − + − + −

ɺɺɺ ɺɺ

ɺɺ ɺ

ɺɺɺ ɺɺ ɺ

và điều này dẫn đến:

( )( )( )( )

/

/

/

/

(4)1 3 1 4 1 3 22

1 4 1 3 1 12 2

1 4 1 12 2

1 5 1 3 1 4 1

dM J J

J i

i

J d d d d

θ ϕ θ θ θ ϕ

θ θ θ θ ϕ

θ θ θ ϕ

θ θ

= + + +

+ + − +

+ − +

+ + + +

ɺɺɺ

ɺɺ

ɺ

Sử dụng ký hiệu vector của tham số hằng bất

định , f gθθθθθ

với:


65

1 3

1g

Jθ

θ=

(13)

/

/

/

1 4 1 12

1 4 1 3 1 121 3

1 4 1 3

1f

i

J iJ

J

θ θ θθ θ θ θ

θθ θ θ

− = − + − +

θθθθ

(14)

và hàm số bất định ( , )d tx :

( )/

1 5 1 3 1 4 11 3

1d J d d d d

Jθ θ

θ= − + + +

(15)

cũng như từ thực tế là ta chỉ cần quan tâm tới

tốc độ 2ϕɺ , tức là chỉ cần quan tâm tới ba biến trạng thái:

1 2

2 2

3 2

x

x

x

ϕϕϕ

= =

ɺ

ɺɺ

ɺɺɺ

x

(16)

thì với ký hiệu của tín hiệu đầu vào:

du M= ta có dạng mô hình trạng thái tương đương của mô hình Euler-Lagrange (7):

1 2

2 3

3 ( , )Tf g

x x

x x

x d t uθ

= =

= + +

ɺ

ɺ

ɺ θθθθ x x (17)

Thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu

Giả thiết rằng hệ truyền động có ma sát không phụ thuộc gia tốc, tức là có gia tốc rất nhỏ.

Khi đó ta có thể bỏ qua thành phần ( , )d tx trong (17). Ngoài ra, nếu như ta có thể xấp xỉ

được gθ là hằng số xác định thì không mất

tính tổng quát ta có thể cho rằng 1gθ =

. Khi đó (17) trở thành:

1 2

2 3

3Tf

x x

x x

x u

= =

= +

ɺ

ɺ

ɺ θθθθ x (18)

Dễ thấy được rằng khi sử dụng bộ điều khiển vòng trong:

0 1 1 2 2 3u v a x a x a x= − − − (19)

với ba hằng số 0 1 2, ,a a a tùy chọn cho hệ (18), ta sẽ thu được hệ kín dạng tuyến tính chuẩn điều khiển với mô hình trạng thái:

( )0 1 2

0 1 0

0 0 1 Tf

m

v

a a a

= + +

− − −

ɺ

b

A

θθθθx x x

(20) trong đó

2 3

3 0 1 2det( )ms a a s a s s− = + + +I A Điều này dẫn ta tới ý tưởng rằng có thể chọn

các hằng số 0 1 2, ,a a a theo phương pháp gán

các điểm cực 1 2 3, ,s s s tương ứng với chất lượng mong muốn đặt trước. Chẳng hạn để hệ ổn định, không có dao động trong quá trình

quá độ, ta chọn ba hằng số thực âm 1 2 3, ,s s s , rồi tính:

3

3 21 2 3 1 2 2 3 1 3 1 2 3

1 2

( ) ( )

( )( )( )

s s s s s s s s s s s s s s s

s s s s s s

= − + + + + + −

− − − =

⇔

0 1 2 3 1 1 2 2 3 1 3

2 1 2 3

, ( )

( )

a s s s a s s s s s s

a s s s

= − = + += − + + (21)

Nói cách khác, hệ thu được (20) nhờ bộ điều khiển vòng trong (19), trừ thành phần bất định

fθθθθ cho bởi (14), đã có đầy đủ tất cả các chất

lượng mong muốn đặt trước. Bởi vậy nhiệm vụ điều khiển tiếp theo bây giờ chỉ còn là loại bỏ

sự ảnh hưởng của fθθθθ trong hệ kín (20).

Để làm được điều này ta sẽ áp dụng nguyên tắc thích nghi theo mô hình mẫu, tức là ta sẽ thiết kế thêm bộ điều khiển vòng ngoài để hệ (20) bám tiệm cận theo được mô hình mẫu, suy ra từ (20) sau khi loại bỏ đi sự ảnh hưởng

của thành phần bất định fθθθθ như sau:

m m m w= +ɺ A bx x (22)

Hình 2 minh họa nguyên tắc điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho đối tượng (5) ở chế độ chạy gần đều (để bỏ qua được các ma sát phụ thuộc gia tốc), gồm hai vòng điều khiển trong và ngoài.


66

Hình 2. Sơ đồ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động bánh răng

Để thiết kế bộ điều khiển vòng ngoài với nhiệm vụ là cho hệ (20) bám tiệm cận theo được mô hình mẫu (22), trước tiên ta cần đến phương trình mô tả sai lệch mô hình.

Ký hiệu m= −e x x là sai lệch mô hình. Khi đó với các phép gán:

Tz =x p và v w z= −

trong đó ( )tp là vector tham số bộ điều khiển vòng ngoài cần phải xác định, ta có

( )Tm= + −ɺ A b θθθθe e x p (23)

Sử dụng hàm trơn xác định dương

( ) ( )( )TTV = + − −P Eθ θθ θθ θθ θe e e p p (24)

với 3 3, ×∈RP E là đối xứng xác định dương

tùy chọn, ta sẽ có với (23)

( )( )

( ) ( )

( ) ( )

2

2

2

TT T

T Tm m

T T

T TT

V = + − −

= + −

− − −

= − − − −

ɺ ɺ ɺ ɺ

ɺ

ɺ

P P E

A P PA

E Pb

Q E Pb

θθθθ

θθθθ

θθθθ

e e e e p p

e e

p p x e

e e p p x e

(25)

trong đó

Tm m+ = −A P PA Q (26)

Rõ ràng, với việc chọn các tham số 0 1 2, ,a a a của bộ điều khiển vòng trong theo (21) có các

điểm cực 1 2 3, ,s s s chọn trước nằm bên trái

trục ảo thì ma trận mA là ma trận bền. Điều này đảm bảo chắc chắn rằng phương trình

Lyapunov (26) với mọi ma trận đối xứng xác

định dương 3 3×∈RQ luôn có nghiệm

3 3×∈RP cũng đối xứng xác định dương.

Từ công thức đạo hàm (25) của hàm xác định dương (24) thì theo lý thuyết Lyapunov II,

với bộ chỉnh định thích nghi tham số ( )tp :

1 T

Tz

− =

=

E b Pɺp x e

x p (27)

sẽ có

0, TV = − < ∀ ≠Q 0ɺ e e e (28)

Đó là điều kiện đủ để được

lim ( )t

t→∞

= 0e

và ( )t < ∞e

tức là sẽ có được tính bám tiệm cận của (20) theo mô hình mẫu (22). Tuy nhiên, do với

công thức (28) thì Vɺ chỉ xác định âm theo sai lệch e , nói cách khác nó chỉ bán xác định âm

theo e và −pθθθθ , nên cũng chỉ đảm bảo có

được tính tiệm cận của → 0e , chứ chưa

khẳng định được cũng sẽ có →p θθθθ , nên cơ cấu chỉnh định (27) không thay thế được cơ cấu nhận dạng tham số bất định trong mô hình.

Tổng kết lại, bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng làm việc ở chế độ có moment ma sát không phụ thuộc gia tốc, xây dựng trên nền mô hình trạng thái (18) của hệ, sẽ được tổng hợp qua các bước như sau:

1. Chọn các điểm cực 1 2 3, ,s s s nằm bên trái trục ảo, ứng với chất lượng ổn định mong muốn của hệ kín rồi tính các tham số cho bộ

điều khiển vòng trong 0 1 2, ,a a a theo công thức (21). Để hệ kín không những ổn định mà

ở chế độ còn có tín hiệu đầu ra 1 2x ϕ= ɺ bám

tiệm cận theo tín hiệu mẫu ( )w t , ta cần chọn

chúng thỏa mãn thêm 1 2 3 1s s s = −

2. Chọn 3 3×∈RQ đối xứng xác định dương

và tìm nghiệm 3 3×∈RP cũng đối xứng xác

định dương của phương trình Lyapunov (26).

u x

mx

w v

e z

Đối tượng (18)

Điều khiển vòng trong (19)

Điều khiển vòng ngoài (27)

Mô hình mẫu (22)


67

Ma trận 3 3×∈RQ được chọn có ∞Q

càng lớn, tốc độ bám của (20) theo mô hình mẫu (22) càng cao. Chú ý khi đó phải trả giá là độ quá điều chỉnh càng lớn.

3. Chọn 3 3×∈RE đối xứng xác định dương.

Nếu chọn E có ∞E càng nhỏ, tốc độ chỉnh

định ( )tp càng cao, do đó quá trình quá độ của hệ càng ngắn.

4. Xây dựng bộ điều khiển vòng trong theo (19), bộ điều khiển vòng ngoài theo (27) và mô hình mẫu theo (22)

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Xét hệ truyền động có mô hình (18). Chọn

1 1 3 1s s s= = = − ta sẽ có với (21):

0 1 21 , 3 , 3a a a= = =

Chọn các ma trận 310= =Q E I ta có đồ thị

quỹ đạo 1 2x ϕ= ɺ của hệ và tín hiệu mẫu ( )w t cho ở hình 3. Nó cho ta thấy trực quan được khả năng bám tốt của tín hiệu đầu ra của hệ theo tín hiệu mẫu.

Hình 4 mô tả sai lệch e . Nó xác nhận tính bám tiệm cận theo mô hình mẫu của hệ kín.

Ngoài ra, các hình 5 còn cho thấy mặc dù các

tham số ( )tp của bộ điều khiển vòng ngoài không nhất thiết phải bám theo giá trị bất định

fθθθθ, song hệ vẫn có được chất lượng bám ổn

định rất tốt. Đặc biệt nữa là ở mô phỏng này ta

còn có ( )f tθθθθ

là hàm thay đổi theo thời gian.

0 10 20 30 40 50 60 70 80-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Hình 3. Quỹ đạo tín hiệu ra so sánh

với tín hiệu đặt

0 10 20 30 40 50 60 70-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

Hình 4. Sai lệch bám

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-1.6

-1.4

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

Hình 5. Tham số bộ điều khiển vòng ngoài

KẾT LUẬN

Bộ điều khiển của bài báo được thiết kế trên nền thích nghi giả định rõ.

Bằng kết quả mô phỏng, bài báo còn chỉ ra từ hình 5 rằng bộ điều khiển giới thiệu ở đây còn đảm bảo chất lượng bám ngay cả khi các

tham số bất định fθθθθ của hệ truyền động

không phải là hằng số, mặc dù ở phần chứng minh ta phải giả thiết nó chỉ là tham số hằng bất định để có được sự biến đổi từ công thức (24) thành (25).

Theo lý thuyết, việc vẫn có được tính bám tiệm cận tốt được ngay cả khi có hàm bất định

( )f tθθθθ có thể không phải là sự ngẫu nhiên mà

vẫn đúng cho mọi trường hợp, không chỉ riêng ở phần mô phỏng này. Suy nghĩ đó là hợp lý vì thực chất ở đây, để đưa ra được công thức (27) cho cơ cấu chỉnh định, ta đã sử dụng lý thuyết Lyapunov, vốn chỉ là một điều kiện đủ.

Bởi vậy bài toán chứng minh chặt chẽ tính

bám tiệm cận của hệ vẫn thỏa mãn khi ( )f tθθθθ

là hàm bất định, sẽ là bài toán mở tiếp theo của nhóm tác giả.


68


1. Couwder, R. (2006), Electric Drivers and

Electromechanical Systems. Elservier GB.

2. Eutebach, T. and Pacas, J.M. (1999),

Damping of torsional vibration in high dynamic

drivers. 8. European Conference on Power

Electronics and Applications EPE 99.

3. Ha,L.T.T. (2012), Modelling of transmission two-weel gearing System. Reaserch report, TNUT. 4. Menon, K. and Krishnamurty (1999), Control of low friction and gear backlash in machine tool feed drive systems.. Mechatronics 9, pp.33-52. 5. Thosen,S abd Fuchs,F.W. (2009), Speed control of torsional driver systems with backlash. European Conference on Power Electronics and Applications EPE 09.

SUMMARY DESIGN OF MODEL REFERENCE ADAPTIVE CONTROLLER FOR GEARING TRANSMISSION SYSTEM

Le Thi Thu Ha *, Tran Thi Thanh Thao College of Technology - TNU

This paper presents the design method of the model reference adaptive controller for gearing transmission systems based on using this model. The asymptotic tracking behavior of the system in the presence of all uncertainties caused by effect of backlash, friction or cogwheel elasticity is proved theoretically and experimentally. Key words: Adaptive tracking, model reference, gearing systems, backlash, torsional moment.

Phản biện khoa học: PGS.TS. Lại Khắc Lãi – Đại học Thái Nguyên


Trương Thị Thu Hương Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 69 - 72

69

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CẤU TẠO ĐĨA NGHIỀN ĐẾN CHẤT LƯỢNG NGHIỀN BỘT GIẤY

Trương Thị Thu Hương Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Đĩa nghiền là chi tiết chính của máy nghiền. Tuy nhiên, vấn đề lựa chọn kết cấu đĩa nghiền phù hợp với một quá trình nghiền cụ thể vẫn là khó khăn lớn cho ngành chế tạo máy trong nước. Bài viết trình bày sự ảnh hưởng của một số thông số cấu tạo đĩa nghiền đến chất lượng bột giấy. Đây là cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo đĩa nghiền cho các cơ sở sản xuất giấy. Từ khoá: Nghiền, bột giấy, đĩa nghiền, cấu tạo, chất lượng bột giấy.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Nghiền bột giấy là một giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất giấy. Nghiền quyết định tính chất, đặc điểm cấu tạo của giấy. Nghiền làm cho xơ sợi dẻo dai, mềm mại, được chổi hóa, trương nở, liên kết với nhau bền chắc giúp quá trình tạo hình tờ giấy được đồng đều và đan kết chặt chẽ. Trong quá trình nghiền, tính năng kỹ thuật của máy, đặc điểm cấu tạo của đĩa nghiền là yếu tố quyết định chất lượng nghiền [1,2,4,6].

CÁC THÔNG SỐ CẤU TẠO ĐĨA NGHIỀN

Bề mặt làm việc của đĩa nghiền được đặc trưng bởi số lượng, kích thước các răng nghiền, rãnh nghiền và sự phân bố của rãnh trên bề mặt đĩa [1,2,7].

Hình 1 mô tả các thông số hình học cơ bản của đĩa nghiền, gồm chiều rộng răng (a), chiều rộng rãnh (b), chiều cao răng (c), góc quạt răng (θ) và góc nghiêng răng (góc nghiền) (α).


ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ CẤU TẠO ĐĨA NGHIỀN ĐẾN KẾT QUẢ NGHIỀN

Ký hiệu s và r lần lượt là chỉ số biểu thị đĩa cố định và đĩa quay. Dễ thấy, số các dao nghiền trên đĩa nghiền có bán kính r được xác định là:

απcos.

.2)(

ba

rrn

+=

(1)

Mặt khác, theo [4], chiều dài nghiền phụ thuộc thông số thiết kế đĩa và được xác định:

drrnrnLr

r

rs ω)().(2

1

∫= (2)

Trong đó:

+ L: Chiều dài nghiền;

+ ns(r), nr(r): Số lượng răng nghiền trên đĩa cố định và đĩa quay;

+ r1, r2: Bán kính ngoài và bán kính trong của đĩa nghiền.

Biểu thức (1) và (2) cho thấy, các thông số chiều rộng răng, rộng rãnh, chiều cao răng, góc nghiêng răng đều quan hệ chặt chẽ tới kết quả quá trình nghiền. Chiều rộng răng (a) là yếu tố liên quan mật thiết với số lượng dao và số lần cắt qua giữa hai răng nghiền đối diện. Nếu chiều rộng răng nhỏ thì số lượng răng và số lần cắt qua giữa hai răng nghiền đối diện sẽ tăng và do đó sẽ tăng lượng xơ sợi được nghiền. Chiều rộng rãnh nghiền ảnh hưởng đến dòng bột giấy chảy trong vùng nghiền. Chiều rộng và chiều sâu của rãnh giảm sẽ giúp cho xơ sợi dễ dàng được tiếp xúc với

Hình 1. Các thông số của đĩa nghiền


70

mép răng nghiền, thúc đẩy quá trình nghiền nhưng làm giảm khả năng chứa huyền phù và tốc độ dòng huyền phù bột giấy. Ngược lại, nếu chiều sâu rãnh lớn sẽ làm cho dòng huyền phù đi qua máy nghiền mà không được nghiền. Góc dao (α) ảnh hưởng đến số lượng răng và chiều dài răng nghiền cũng như quá trình vận chuyển bột giữa các đĩa nghiền. Góc nghiêng răng tăng sẽ làm tăng chiều dài nghiền do đó sẽ tăng cường quá trình nghiền và tăng lượng xơ sợi được nghiền.

Mặt khác, giả sử, xét trường hợp hai dao nghiền tiếp xúc với nhau khi dao roto trượt và nén lên dao stato như hình 2.

Tại vị trí tiếp xúc, vận tốc nghiền v để thực hiện quá trình nghiền được phân tích thành hai thành phần vt và vn. Trong đó, vn là vận tốc theo phương song song với dao cố định. Đây là thành phần chính tạo nên sự cọ xát và nén sơ xợi, một phần tạo nên quá trình cắt xơ sợi (gọi tắt là vận tốc phân tơ sợi). Thành phần vt là vận tốc theo phương tiếp tuyến chủ yếu tạo nên sự trượt của dao roto trên dao stato và một phần tạo nên quá trình nén xơ sợi trong quá trình nghiền (gọi tắt là vận tốc cắt sợi) [5].

Giả sử, xét trường hợp khi răng đĩa nghiền quay cắt qua răng đĩa nghiền cố định khi chuyển động từ vị trí A đến vị trí B trong khoảng thời gian từ t đến t +dt. OA là cung tròn bán kính ρ, OB là cung tròn bán kính ρ+dρ, với dρ được xác định bởi đoạn AC. Đoạn AB và AD được xác định bởi các góc ϕr

và ϕs (Hình 3).

Hình 3. Sự dịch chuyển của răng quay trên răng

cố định khi nghiền

Xét các tam giác vuông ACB và ACD, bằng cách biến đổi lượng giác ta dễ dàng xác định được vận tốc cắt sợi và phân tơ sợi khi nghiền như sau:

rsnv

ααρρω

sin

sin 220

2 −=

;( rsα ≠0) (3)

rs

rs

tvα

ραραωρ

sin

sinarcsincos 0

−=

; (4)

Trong đó: αrs là góc giao nhau giữa răng đĩa quay và đĩa cố định.

Nhận xét:

Từ hai biểu thức (3) và (4), có thể nhận thấy, đĩa nghiền quay và đĩa nghiền cố định không thể bố trí có phương trùng khít lên nhau.

Mặt khác, trong giai đoạn nghiền thứ nhất cần ưu tiên quá trình cắt ngắn xơ sợi hơn quá trình phân tơ chổi hóa, vì vậy cần tăng giá trị vận tốc vt và ngược lại trong giai đoạn nghiền thứ hai cần ưu tiên quá trình phân tơ chổi hóa xơ sợi hơn quá trình cắt ngắn xơ sợi, vì vậy cần tăng giá trị vận tốc vn.

Xét ở giai đoạn nghiền thứ hai, để tăng vn ta cần xem xét đến thành phần góc nghiêng răng nghiền (α ) và góc giao nhau giữa răng đĩa

quay và răng đĩa cố định ( rsα ). Để vn tăng ta cần giảm sinα và giảm sinαrs (tức giảm αrs nhưng với αrs≠0) . Mặt khác, theo phương trình (3) tính số các dao nghiền giao nhau tại một điểm dịch chuyển dọc theo dao cố định trong khoảng thời gian bột ở trong máy nghiền ở

V

Vn

V

Hình 2. Tiếp xúc giữa hai răng nghiền

Răng đĩa cố định

Răng đĩa quay


71

trên thì số răng nghiền tiếp xúc nhau tăng khi α nhỏ. Tuy nhiên, khi α quá nhỏ thì lại làm cho quá trình dịch chuyển của dòng bột trong đĩa nghiền khó khăn, và làm giảm chiều dài lưỡi cắt do vậy làm giảm năng suất nghiền [4]. Vì vậy, các thông số a,b,c và góc α cần được lựa chọn cận thẩn cho một quá trình nghiền cụ thể. Bài báo này sẽ tìm hiểu ảnh hưởng của thông số chiều rộng răng (a) và chiều rộng rãnh (b) của đĩa nghiền đến quá trình nghiền bột giấy. THỰC NGHIỆM Máy nghiền thí nghiệm là máy nghiền dạng đĩa gồm một đĩa quay và một đĩa cố định. Đường kính đĩa 240mm. Tốc độ máy nghiền có thể điều chỉnh được từ 600 - 1500 v/ph). Nguyên liệu nghiền là bột gỗ thông tẩy trắng. Nồng độ bột nghiền là 3.5%.

Các bộ đĩa nghiền thí nghiệm có các thông số cấu tạo như sau: Bảng 1. Các thông số cấu tạo của đĩa thí nghiệm

Stt Đường kính

D (mm) a (mm)

b (mm)

c (mm)

α (0)

β (0)

dtrong dngoài

1 80 240 2,5 4 5 10 24

2 80 240 3 4 5 10 24

3 80 240 3,5 4 5 10 24

4 80 240 4 4 5 10 24

5 80 240 4,5 4 5 10 24

Hình 5 minh họa một mẫu đĩa nghiền thí nghiệm. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Số lượng và chiều dài răng nghiền cũng như góc nghiêng răng nghiền xác định hiệu quả cắt sợi và chổi hoá sợi. Ảnh hưởng của chiều rộng răng nghiền được minh họa ở hình 6.

Hình 6. Ảnh hưởng của chiều rộng răng

đến chiều dài nghiền

Ảnh hưởng của chiều rộng răng nghiền được minh hoạ ở hình 7.

Hình 7. Mối quan hệ giữa chiều rộng răng và độ nghiền, tiêu thụ năng lượng khi nghiền

Từ hình 7 ta thấy, các đĩa có răng càng rộng, thì tiêu thụ năng lượng ít nhưng hiệu quả nghiền thấp hơn những đĩa có răng hẹp. Điều này có thể được giải thích như sau: Nghiền bột giấy bằng máy nghiền đĩa, các lực hướng kính trên bề mặt đĩa song song với nhau. Khi chiều rộng các răng nghiền lớn thì số răng nghiền trên bề đĩa nghiền ít. Khi đó rất ít sợi được tiếp xúc với bề mặt răng. Hay nói cách

Hình 5. Bản vẽ đĩa nghiền

Hình 4. Máy nghiền đĩa


72

khác, ít sợi nhận được năng lượng nghiền từ răng nghiền và được nghiền. Ngược lại, nếu răng nghiền hẹp hơn, số lượng răng nghiền trên bề mặt đĩa nhiều hơn, nhiều sợi nhận được năng lượng nghiền và được nghiền nhiều hơn do đó hiệu quả nghiền cao hơn. Do đó, khi muốn tăng độ nghiền và hạn chế việc cắt ngắn sợi thì răng nghiền nên có kích thước nhỏ hơn. KẾT LUẬN

Việc lựa chọn kích thước hình học của các thông số cấu tạo đĩa nghiền là rất quan trọng. Các thông số này cần được xác định theo mục đích của từng giai đoạn nghiền. Chiều rộng răng, chiều rộng rãnh nghiền nên nhỏ khi muốn thực hiện quá trình chổi hoá sợi và lớn hơn khi muốn cắt ngắn sợi. Các thông số cấu tạo này sẽ được nghiên cứu kết hợp với khe hở đĩa nghiền, tốc độ nghiền để xác định được loại đĩa nghiền phù hợp với một quá trình nghiền cụ thể.


[1]. Jens Olaf Heymer, Measurement of

heterogeneity in low consistency pulp refining by

comminution modeling.

[2]. Joseph M. Genco, Department of Chemical

Engineering.

[3]. Kristian Goldszer (2009), Papermaking

Course Montevideo, Part II - Paper Processes.

[4]. Hannu Paulapuro, Papermarking Part 1, Stock

Preparation and Wet End.

[5]. High consistency refining of mechanical pulps

during varying refining conditions, Master of

science thesis, Sweden, 2008

[6]. Lars Ake Hammar (2005), Literature survey

Measurement techniques suitable for the refining

zone of disc and conical LC refiners.

[7]. Matech Europe, fillings for disc refiners.

SUMMARY STUDYING EFFECT OF SOME STRUCTURE PARAMETERS OF REFINER DISK ON REFINING PULP’S QUANLITY

Truong Thi Thu Huong* College of Technology - TNU

Refine disk is a main part of refiners. However, choicing a kind of refiner disk which fited a specific refining process is still a difficult problem for machine manufacture in Vietnam. This paper will present effect of some structure parameters of refine disc on pulp’s quanlity. It is a basic to design, manufacture refine disc for pulp factories. Key words: Refine, pulp, refiner disk, structrure, quanlity pulp.

Phản biện khoa học: TS. Đỗ Thị Tám – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên


Phạm Hương Quỳnh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 73 - 77

73

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC RÁC HUYỆN PHÚ BÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG KEO TỤ

Phạm Hương Quỳnh* ,Vũ Thị Thùy Trang, Nguyễn Thị Thu Trang

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Nước rác bãi chôn lấp Huyện Phú Bình có thành phần ô nhiễm cao COD từ 2300 đến 9200 mg/l.Với thành phần phức tạp và thay đổi rất nhanh của nước ríc rác, công nghệ xử lý nước ríc rác của các nước trên thế giới đều kết hợp các quá trình sinh học, hóa học và hóa lý. Phương pháp đông keo tụ là một phương pháp có hiệu quả cao, chi phí thấp để giảm thiểu tải trọng COD trong xử lý sinh học và xử lý SS, độ mầu. Nghiên cứu được tiến hành nhằm lựa chọn tác nhân keo tụ và nâng cao hiệu quả của quá trình đông keo tụ. Các thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm đã xác định với hàm lượng chất trợ keo N208 ở nồng độ 2mg/l và 1800 mg/l phèn sắt. Kết quả cho thấy phương pháp này đã xử lý được 39,2%COD và 72,3% độ mầu. Từ khóa: Đông keo tụ, xử lý nước thải, nước rác, nước thải, keo tụ.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Nước rác được tạo ra khi có nước lọt vào ô chôn lấp và hòa tan các hợp chất có trong rác và các sản phẩm của quá trình phân hủy rác. Nước rác chứa nhiều các chất ô nhiễm như hợp chất hữu cơ, nitơ, photpho, SS, kim loại nặng… Chúng có thể thấm vào các nguồn nước ngầm nước mặt, đất, gây ô nhiễm môi trường. Do đó việc giảm thiểu và xử l ý là rất cần thiết.

Hiện nay ở Việt Nam, xử lý chất thải rắn sinh hoạt đô thị chủ yếu vẫn là chôn lấp. Trên địa bàn các thành phố lớn của Việt Nam như: Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ chất thải rắn sinh hoạt đô thị đem chôn lấp chiếm tới 80-90%; Cụ thể trên địa bàn thành phố Hà Nội, tỷ lệ chất thải rắn sinh hoạt đô thị đem chôn lấp 73-81%, sản xuất phân Compost <7% và tái chế 12-20% (URENCO Hà Nội 2006). Trên địa bàn cả nước chỉ có 17/91 bãi chôn lấp được xem là hợp vệ sinh thì vấn đề xử lý cũng là vấn đề cần quan tâm. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, ngoài 2 bãi rác Đông Thạnh và Gò Cát đã đóng cửa và ngừng tiếp nhận rác từ năm 2008, hiện có 3 khu liên hiệp xử lý chất thải rắn là khu xử lý chất thải rắn Tây Bắc (Củ Chi), khu xử lý chất thải rắn Thủ Thừa (Long An). Tại các cơ sở này, công

* Email:[email protected]

nghệ xử lý rác cho đến nay chủ yếu vẫn là chôn lấp hợp vệ sinh; việc xử lý nước rác vẫn đang là vấn đề bức xúc.

Hiện nay, trên địa bàn cả nước có rất ít bãi chôn lấp có trạm xử lý nước rác. Các trạm xử lý nước rác mới chỉ được đầu tư xây dựng tại các bãi chôn lấp được xem là hợp vệ sinh như trạm xử lý nước rác Nam Sơn (Hà Nội); trạm xử lý nước rác ở Đèo Sen, trạm xử lý nước rác Hà Khẩu, trạm xử lý nước rác Quang Hanh (Quảng Ninh). Theo đánh giá của các chuyên gia, trong số các trạm xử lý nước rác kể trên, các trạm xử lý nước rác được đầu tư xây dựng hiện đại, hiệu quả xử lý cao, đạt TCVN 5945-1995 là Nhà máy xử lý nước rác Nam Sơn (Hà Nội) và Nhà máy xử lý nước rác Gò Cát (Thành phố Hồ Chí Minh).

Bên cạnh những hệ thống xử lý được đầu tư quy mô công nghiệp, hiện đại, vẫn còn tồn tại những trạm xử lý chỉ được đầu tư tạm thời; ngay cả những nhà máy xử lý nước rác hiện đại cũng đã và đang bộc lộ những bất cập, tồn tại cần giải quyết tiếp. Thực tế cho thấy, nước ríc rác đầu vào có sự dao động rất lớn về lưu lượng (khi có mưa và không mưa), nồng độ, từ đó ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của quá trình xử lý. Để xử lý nước ríc rác đạt hiệu quả, ngoài yếu tố công nghệ xử lý cần đặc


74

biệt quan tâm đến lưu lượng và nồng độ của nước rác; diện tích hoạt động của bãi chôn lấp chịu tác động trực tiếp của nước mưa; mức độ pha trộn và rửa trôi giữa nước mưa, nước rác; hệ số thấm qua các lớp rác (đã nén, chưa nén), hệ số thấm qua lớp trung gian và lớp phủ bề mặt của bãi chốn lấp; hệ thống thu gom và hồ điều hoà nước ríc rác – lưu lượng và nồng độ đầu vào cho việc xác định quy mô, công suất và dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước rác.

Phương pháp đông keo tụ là một biện pháp cho hiệu quả khử màu và COD khá cao, làm tăng tỉ lệ BOD/COD, đồng thời loại bỏ một số kim loại, không gây ức chế các tác nhân trong hệ sinh học xử lý tiếp theo, hơn nữa điều kiện vận hành đơn giản và giá thành dễ chấp nhận.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu

Nước rác bãi chôn lấp rác huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.

Phương pháp phân tích

- Phân tích tổng N bằng phương pháp Kjeldan

- Phân tích PO43- bằng phương pháp trắc

quang với chỉ thị Amommolipdat.

- Phân tích BOD bằng thiết bị Oxitop

- Phân tích COD bằng phương pháp hồi lưu đóng với tác nhân oxy hóa là Bicromatkali

- Phân tích MLVSS bằng phương pháp xác định SS.

- Phân tích độ mầu bằng phương pháp so mầu

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Kết quả khảo sát đặc trưng nước rác

Kết quả phân tích chất lượng nước rác được lấy vào tháng 3-12 năm 2012 cho thấy hàm lượng các chất ô nhiễm biến động khá lớn: COD từ 3217÷8076 mg/1 và BOD từ 1488 ÷ 4263 mg/1. Trong đó cao nhất vào tháng 11/2012 COD = 8076 mg/1, BOD5 = 4263 mg/1). Hàm lượng các chất ô nhiễm giảm đáng kể ở tháng 7 COD = 3417mg/l, BOD5 = 1488 mg/1, do đây là tháng mưa (bảng 1).

Bảng 1. Đặc trưng cơ bản nước rác của bãi rác

STT Thông số Đơn vị Kết quả 1 pH - 7,8-8,3

3 Độ màu Pt-Co 7534-9123

4 COD mg/1 3217÷8076

5 BOD5 mg/l 1488 ÷ 4263

6 Tổng Nitơ mg/1 212-433

7 TổngPhotpho mg/l 22-79

8 SS mg/l 785-1388

Kết quả khảo sát trên cũng cho thấy: tỷ lệ BOD/COD là khá thấp, biến động từ 0,38 - 0,49. ngoài ra hàm lượng tổng nitơ rất cao ΣN=212-433 mg/l, độ màu từ 7534-9123 Pt-Co và hàm lượng phốt pho cũng khá cao biến động từ 22 mg/1 đến 79 mg/1, nếu áp dụng xử lý bằng phương pháp sinh học trực tiếp sẽ không đạt được hiệu quả như mong muốn.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất tr ợ keo tới hiệu quả xử lý nước rác bằng phương pháp đông keo tụ Trong xử lý bằng đông keo tụ, một số chất trợ keo tụ thường được sử dụng để tăng hiệu quả lắng bùn và có thể làm tăng hiệu quả khử màu cũng như COD.

Hiện trên thị trường có rất nhiều loại chất trợ keo dạng polymer khác nhau. Do tính chất khác nhau nên hiệu quả tác dụng không giống nhau với mỗi đối tượng nước thải. Chất trợ keo được sử dụng thuộc 3 nhóm cation, Anion và trung tính.

- Điều kiện nghiên cứu:

+ Các chất trợ keo lựa chọn nghiên cứu: N202, N208, C303, C510, A310, A 350

+ Liều lượng phèn sắt: 1.800mg/l.

+ Hàm lượng chất trợ keo 2g/m3 và 5g/m3

+ CODvào = 4168 mg/1, độ màu = 7236 (Pt- Co)

+ pHvào = 7.9

Kết quả nghiên cứu với 6 loại chất trợ keo khác nhau với li ều lượng 2 mg/1 sau khi keo tụ bằng phèn sắt với li ều lượng là 1800 mg/1 cho thấy: Hiệu quả khử COD và độ màu cao nhất là nhóm chất trợ keo trung tính (N202 , N208) đặc biệt là N208 có hiệu quả cao nhất đạt hiệu suất khử COD là 34,3% và độ màu là


75

70,6% với 2mg/l đã làm tăng hiệu quả xử lý COD và độ màu lên tương ứng 7,3% và 12,4% so với mẫu không sử dụng chất trợ keo (COD = 31%, độ màu = 58,2%) [bảng 2]. Các chất trợ keo khác như C510 và A 350 cũng cho hiệu quả khử COD khá cao (36,4%) tuy nhiên bông bùn xốp, lắng chậm hơn N208.

Kết quả trên cũng cho thấy hiệu quả khử COD của mỗi tác nhân có sự khác biệt không lớn khoảng 2-3% nhưng tác dụng khử màu lớn hơn rõ rệt (7-10%). [bảng 2].

Khi tăng, liều lượng chất trợ keo lên 5mg/l thì hiệu quá khử COD và độ màu tăng không đáng kể với cả 6 loại (COD tăng 0,3 - 0,9%, độ màu tăng 0.4 - 1,9%).

Như vậy có thể kết luận chất trợ keo làm tăng hiệu quả khử COD, độ màu và đặc biệt là làm cho bùn keo tụ lắng nhanh. Dung tích bùn lắng khoảng 12 -15%, tốt nhất đối với mẫu nước rác nghiên cứu là N208

Bảng 2. Ảnh hưởng của chất trợ keo tới quá trình khử COD, độ màu

Thông số

LL (mg/l)

COD

(mg/1) Ycod (%)

ĐM (Pt-Co)

Y đm (%)

Vào 4168 0 7236 0

KCTK 0 2872 31,1 3044 57,9

Với 2mg/l trợ keo

A310 2 2647 36,5 2808 61,2

A350 2 2563 38,5 2447 66,2

C303 2 2698 35,3 2634 63,6

C510 2 2667 36,0 2406 66,7

N202 2 2576 38,2 2339 67,7

N208 2 2535 39,2 2004 72,3

Với 5 mg/l trợ keo

A310 5 2635 36,8 2716 62,5

A350 5 2547 38,9 2345 67,6

C303 5 2655 36,3 2581 64,3

C510 5 2677 35,8 2247 68,9

N202 5 2581 38,1 2251 68,9

N208 5 2515 39,7 1824 74,8

Ảnh hưởng của tác nhân đông keo tụ và liều lượng tới hiệu quả xử lý COD và độ màu Nước rác sử dụng trong nghiên cứu có pH trong khoảng 7,8 - 8,2 và đây cũng là khoảng pH hiệu quả khi sử dụng hai tác nhân đông keo tụ là phèn sắt và phèn nhôm. Mặt khác phèn nhôm và phèn sắt cũng được sử dụng phổ biến trong thực tế do hiệu quả cao và giá thành dễ chấp nhận. Trong nghiên cứu sử dụng phèn nhôm (A12(S04).18H20) và phèn sắt III (Fe2(S04).9H20). Nghiên cứu được tiến hành đồng thời với cả hai loại. Các giá trị đặc trưng nước rác (COD. pH, độ màu...) và liều lượng phèn nghiên cứu như nhau. Để tăng hiệu quả đông keo tụ, trợ keo N208 được sử dụng trong quá trình nghiên cứu với nồng độ 5 mg/1. - Điều kiện nghiên cứu: + Tác nhân đông keo tụ: (Al2(SO4). 18 H2O và Fe2(SO4). 9H2

+ Liều lượng phèn: từ 600 – 2400 mg/l (với bước nhảy 200mg/l) + Chất trợ keo: N208, liệu lượng 5mg/l. + COD vào= 3.250mg/l. Độ màu = 8.520mg/l + pH vào = 8,1 Kết quả nghiên cứu xử lý bằng phèn nhôm. Kết quả nghiên cứu xử lý nước rác tác nhân là phèn nhôm cho thấy: hiệu quả khử COD và độ màu có biến động lớn ở các liều lượng phèn khác nhau (bảng 3). - Với li ều lượng phèn nhôm là 600mg/l hiệu quả khử COD và độ màu là 11,9% và 12,1%. Khi tăng hàm lượng phèn từ 600 mg/1 đến 1200 mg/1 hiệu suất xử lý tăng không đáng kể, khoảng 6% với COD, lượng bùn tạo thành rất ít, kích thước bông nhỏ và lắng rất chậm. - Khi tăng hàm lượng phèn nhôm tới 1.600 mg/1 thì hiệu xuất khử COD và độ màu tăng đáng kể, COD đạt 30,1% và độ màu giảm 52,5%. Đặc biệt lượng bùn tạo ra khá nhiều, bùn lắng tốt hơn, về mặt cảm quan đã nhìn thấy sự phân lớp của bùn lắng sau 30 phút (10% thể tích). - Khi tăng lượng phèn nhôm lên 1.800 và 2.400 mg/1 thì hiệu suất khử COD tiếp tục tăng nhưng không đáng kể (33,3% và 36,9%) trong khi hiệu quả khử màu thì tăng đáng kể đạt 70,1%.


76

Đáng chú ý là khi tăng hàm lượng phèn nhôm từ 1.800 mg/1 lên 2.400 mg/1 thì YCOD và màu tăng chậm nhưng bông bùn lớn, khả năng lắng rất tốt và hiệu quả lắng bùn đạt 96% sau 20 phút (thể tích bùn chiếm 12%).

Qua đó có thể thấy hiệu quả khử COD và độ màu đạt tối ưu tại hàm lượng phèn nhôm là 1800mg/1.

Bảng 3. Ảnh hưởng của lượng phèn nhôm đến hiệu quả xử lý COD và độ màu

TS

Phèn nhôm (mg/1)

COD (mg/1)

YCOD ĐM

(Pt-Co) YĐM

Mdv 0 4168 0 7236 0

M1 600 3691 11,4 6415 11,3

M2 800 3554 14,7 6139 15,2

M3 1000 3421 17,9 5051 30,2

M4 1200 3473 16,7 4486 38,0

m5 1400 3571 14,3 4043 44,1

M6 1600 2890 30,7 3447 52,4

m7 1800 2720 34,7 2330 67,8

M8 2000 2677 35,8 2158 70,2

M9 2200 2655 36,3 2144 70,4

M10 2400 2611 37,4 2047 71,7

Kết quả nghiên cứu xử lý bằng phèn sắt

Nghiên cứu xử lý bằng phèn sắt với các điều kiện nghiên cứu tương tự như phèn I nhôm.

- Kết quả nghiên cứu cho thấy tại dải nồng độ phèn thấp (từ 600 - 1.000mg/l) hiệu quả xử lý không cao, đạt 19,6% với COD và 35% độ màu. Khi tăng liều lượng phèn đến 1600 mg/1 hiệu quả xử lý tăng đáng kể, COD đạt 33,1% và độ màu giảm 59,5%. Tuy nhiên khả năng lắng của bùn không tốt, bông nhỏ, dung tích bùn lắng chiếm 10%, phần lớp không rõ nước vẩn đục.

Hiệu quả khử COD tăng nhanh nhất khi tăng hàm lượng phèn sắt từ 1.600 lên 1800mg/1 đạt 39,1% (tăng 6%) và độ màu giảm tới 70,6%. Sau đó hiệu quả khử COD và độ màu tăng chậm dần tới lượng phèn là 2.400 mg/1 đạt 44,7% và 77,1%.

- Khi tăng lượng phèn từ 1.800 - 2.400mg/l (tăng 33,3% lượng phèn) thì hiệu quả khử COD lắng 5,6% (từ 38,1 - 44,7%), độ màu

giảm 6,5% (từ 70,6 - 77,1%). Điều này cho thấy hiệu quả xử lý có xu thế chậm lại, không có lợi về mặt kinh tế cho quá trình xử lý.

- Như vậy hiệu quả xử lý COD và độ màu của phèn sắt đạt tối ưu tại hàm lượng 1800mg/1, Hiệu suất khử COD là 38,4% và độ màu là 70,6% (bảng 4).

Bảng 4. Ảnh hưởng của lượng phèn sắt đến hiệu quả xử lý COD và độ màu

TS P. Fe

(mg/1) COD (mg/1)

YCOD (%)

ĐM (Pt-Co)

YĐM

(%) Mdv 0 4168 0 7236 0

M1 600 3718 10,8 6215 14,1

M2 800 3476 16,6 5935 18,0

M3 1000 3313 20,5 4695 35,1

M4 1200 3137 24,7 3855 46,7

m5 1400 2933 29,6 3294 54,5

M6 1600 2774 33,4 3050 57,8

m7 1800 2602 37,6 2116 70,8

M8 2000 2491 40,2 2003 72,3

M9 2200 2336 44,0 1861 74,3

M10 2400 2297 44,9 1651 77,2

Để lựa chọn loại và lượng phèn phù hợp cho xử lý nước rác ta phải căn cứ vào một số chỉ tiêu đánh giá sau:

Về kinh tế: Giá thành giữa phèn sắt và phèn nhôm trên thị trường hiện nay chênh lệch là không đáng kể, phèn nhôm cao hơn phèn sắt từ 200 - 500 đ/kg (phèn công nghiệp).

Về kỹ thuật: Phèn sắt có nhược điểm là tạo ra các phức chất có thể làm tăng độ màu cho nước sau xử lý, tuy nhiên bông bùn của phèn nhôm thường xốp, tỷ trọng thấp nên khả năng nén và lắng kém hơn phèn sắt.

Hiệu quả xứ lý: Kết quả nghiên cứu cho thấy. Tại cùng một liều lượng phèn thì hiệu quả khử COD và màu của phèn sắt là cao hơn phèn nhôm, như tại hàm lượng phèn là 1800 mg/1 thì hiệu quả của phèn sắt đạt 37,57% đổi với COD trong khi đó phèn nhôm chỉ dạt 34,74% [bảng 3] và [bảng 4].

Như vậy phèn sắt III là tác nhân đông keo tụ phù hợp để áp dụng cho công đoạn tiền xử lý nước rác.


77

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

600100

0140

0180

0220

0

Liều lượng phèn (mg/l)

Hiệ

u xuất

sử

lý (

%)

Ym AL (%)

Ym Fe (%)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

600 800100

0120

0140

0160

0180

0200

0220

0240

0

Liều lượng phè n (mg/ l)

Y-AL (%)

Y- Fe (%)

KẾT LUẬN

Nước rác bãi chôn lấp Huyện Phú Bình có hàm lượng ô nhiễm khá cao, đặc biệt COD, BOD5, ΣN…vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Để sử lý sinh học hiệu quả và kinh tế cần thiết phải thực hiện loại bỏ COD và độ mầu bằng phương pháp đông keo tụ.

Sử dụng chất chợ keo N208 và Phèn sắt hiệu quả xử lý cao 39,2%COD và 72,3% độ mầu mặt khác tỷ trọng bông bùn lớn khả năng loại bỏ bùn dễ dàng.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Khánh (2009), Môi trường - Bãi chôn lấp chất thải và kỹ thuật xử lý nước rác, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [2] Official journal of ISWA. Waste managerment & Research. 1999,2000,2001 [3] William Holand. LTH. Waste managerment & Research Landfiling, First preliminari version. [4] GS.TS. Phạm Ngọc Đăng (2000), Quản l ý môi trường đô thị và khu công nghiệp. [5] S. Kalyuzhniy, M. Gadhenko (2004), Heavy metal pollution from Russian landfill leachates and elimination together with other contamminants, Moscow state University.

SUMMARY RESEARCH ON LEACHATE TREATMENT IN PHU BINH DISTRICT BY USING FLOCCULATION METHOD

Pham Huong Quynh* ,Vu Thi Thuy Trang, Nguyen Thi Thu Trang

College of Technology - TNU

Leachate from landfills in Phu Binh district has high COD parameters which is from 2300 to 9200 mg/l. Because leachate has complex component and rapid transformation, leachate treatment technology in the world have combined biological processes with chemistry and physical chemistry processes. Flocculation is a method having high efficiency anf low cost to reduce COD concentration, SS and color. This study were conducted to select flocculation agents and improve efficiency of flocculation process. The experiments were conducted in the laboratory using ferric salt (1800 mg/l) and flocculating angent N28 (2 mg/l). Results demonstrated that this method remove 39.2% COD and 72.3 color. Key words: Flocculation, wastewater treatment, leachate, waste waster, coagulation

Phản biện khoa học: ThS. Nguyễn Thị Thu Thủy – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

* Email:[email protected]


78

Trần Thị Bích Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 79 - 81

79

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CH ẤT THẢI RẮN HỮU CƠ ĐÔ THỊ CHO MỤC ĐÍCH PHÂN H ỦY YẾM KHÍ

Tr ần Thị Bích Thảo*, Phạm Hương Quỳnh Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo đưa ra được đặc tính của chất thải rắn hữu cơ đô thị và dựa trên đặc tính này đánh giá khả năng áp dụng công nghệ phân hủy yếm khí xử lý thành phần hữu cơ trong chất thải rắn đô thị. Kết quả của thí nghiệm này cho biết với chất thải hữu cơ đô thị có TS = 28,5 – 32,8%WW; VS = 48,5 – 56,3%TS; C/N = 33,7 – 38,81 Từ khóa: chất thải rắn, chất thải rắn hữu cơ, chất thải rắn hữu cơ đô thị, phân hủy yếm khí, đặc tính chất thải rắn

MỞ ĐẦU*

Chất thải rắn đô thị (CTR-ĐT) ở Việt Nam có thành phần khá đa dạng thì thành phần hữu cơ chiếm một phần đáng kể. Thành phần này cần được quan tâm xử lý theo hướng thích hợp thay vì phải mang đi chôn lấp tốn quá nhiều diện tích và chứa đựng những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước. Nó có thể xử lý theo phương pháp sinh học như làm phân bón hữu cơ hay xử lý phân hủy sinh học yếm khí để có thể thu về khí biogas làm nguồn năng lượng phục vụ cho chính cuộc sống con người. Phương pháp phân hủy yếm khí (PHYK) thành phần hữu cơ của CTR-ĐT là công nghệ đã được nghiên cứu và áp dụng nhiều trên thế giới, cho thấy có nhiều ưu điểm hơn so với quá trình hiếu khí, nhưng ở Việt Nam phương pháp này vẫn chưa được chú ý nhiều. Hiệu quả của quá trình PHYK phụ thuộc vào đặc tính của chất thải mà đặc tính này có sự biến đổi lớn khi so sánh giữa các nước đang phát triển và nước phát triển. Do vậy, để ứng dụng công nghệ PHYK ở Việt Nam thì trước hết phải nghiên cứu, xem xét đặc tính của thành phần hữu cơ trong chất thải này.


Lấy mẫu chất thải rắn hữu cơ đô thị Chất thải hữu cơ đô thị (CTR-HCĐT) được thu gom từ các chợ và hộ gia đình trên địa bàn thành phố Hà Nội. Chất thải này được phân loại thủ công để xác định thành phần chất thải và để phân tích đặc tính thì chất thải * Tel: 0986.222.553

sau phân loại được lấy mẫu theo nguyên tắc lấy hai phần chéo nhau. Sau đó xử lý kích thước chất thải về 1-2 mm.

Mẫu được lấy trong 3 đợt vào các ngày: 27/01; 02/02; 19/02/2011 – Ký hiệu tương ứng với các đợt là M1, M2, M3.

Phân tích các chỉ tiêu lý - hóa Khối lượng riêng [8] Khối lượng riêng của CTRĐT được xác định theo công thức:

(kg/m3)

Trong đó:

- M1: Khối lượng của thiết bị chứa (kg);

- M2: Khối lượng của thiết bị chứa và CTR hữu cơ (kg);

- V: Thể tích của thiết bị chứa (m3).

Độ ẩm (MC) và Tổng chất khô (TS) [6] MC và TS được tính theo công thức

%MC =

%TS = 100% - %MC

Trong đó:

- : Khối lượng ban đầu của mẫu CTRSH (g);

- : Khối lượng của lần cân cuối cùng (g).

Chất rắn bay hơi (VS) [6] Giá trị VS được xác định theo công thức:

%VS =


80

Trong đó:

- : Khối lượng ban đầu của mẫu và cốc (g);

- : Khối lượng mẫu và cốc sau khi nung (g);

- : Khối lượng của cốc (g).

Tổng Nitơ Kjeldahl (TKN) [TCVN 6498:1999]: Hàm lượng Nitơ Kjeldahl trong mẫu được tính theo công thức

(%)

Trong đó:

- MTS: Khối lượng mẫu tính theo gTS (g);

- V1: Thể tích H2SO4 tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu (ml);

- V2: Thể tích H2SO4 tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng (ml);

- : Nồng độ H2SO4 chuẩn dung để chuẩn độ (N);

- 14,01: Khối lượng nguyên tử của Nitơ (g);

Tổng cacbon hữu cơ (TOC) – Thực hiên theo TCVN 6644:2000 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Thành phần chất thải rắn Qua 3 đợt lấy mẫu, thành phần của chất thải rắn được xác định ngay tại hiện trường ở thời điểm lấy mẫu (sau khi tiến hành phân loại thủ công). Phần trăm trung bình của các thành phần trong CTR qua các đợt lấy mẫu được thể hiện qua đồ thị:

Hình 1. Đồ thị % các thành phần của CTR

Có thể thấy phần chất thải có giá trị như giấy, nhựa, kim loại…chiếm tỷ trọng khá nhỏ. Đó là do, một phần chất thải này được các hộ gia đình, cơ sở thương mại, khách sạn, nhà hàng…đã thu hồi ngay tại nguồn và bán cho người thu mua phế liệu (thu hồi lần 1); một

phần nữa được những người làm nghề bới rác hoặc công nhân vệ sinh thu nhặt tại các thùng rác của các hộ gia đình (thu hồi lần 2); và chất thải sau khi vận chuyển ra bãi chôn lấp thì một phần nữa được thu hồi nhờ những người bới rác (thu hồi lần 3). Do đó, dù chưa áp dụng các biện pháp phân loại tại nguồn nhưng phần lớn rác thải có khả năng tái chế đã được tận thu.

Thành phần hữu cơ dao động trong khoảng 58,4 ÷ 65,0 %, trung bình 61,8 %. Kết quả này cho thấy, thành phần hữu cơ chiếm tỉ trọng khá cao nên loại chất thải này thích hợp cho xử lý bằng phương pháp sinh học. Tuy nhiên, cần nâng cao chất lượng phần hữu cơ này để tăng hiệu xuất xử lý.

Tính chất của chất thải rắn hữu cơ đô thị Thành phần hữu cơ của CTR đô thị được phân tích tại phòng thí nghiệm có kết quả như sau:

Bảng 1. Các chỉ tiêu lý hóa của CTR hữu cơ đô thị

Mẫu MC (%)

TS (%WW)

VS (%TS)

TOC (%TS)

TKN (%TS) C/N

M1 67,2 32,8 48,5 20,0 0,5 40,0

M2 69,3 30,6 51,2 22,9 0,6 38,2

M3 71,4 28,5 56,3 23,6 0,7 33,7

Trung bình 69,3 30,6 52,0 22,2 0,6 37,3

Kết quả phân tích cho thấy chất thải có hàm lượng TS dao động từ 28,5 – 32,8%WW, trung bình 30,6%WW đối chiếu với một số kết quả tham khảo đối với CTR-HC đô thị trên thế giới có TS = 30 – 35, % WW [7] và 38,7, %WW [3] thì CTR-HCĐT ở Việt Nam cũng có hàm lượng TS khá tương đương.

Hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) thường được sử dụng để đánh giá sơ bộ khả năng phân hủy sinh học của thành phần hữu cơ trong chất thải rắn. Hàm lượng VS cao thì thường thích hợp cho phân hủy sinh học. Nhưng bản chất của CTR-HCĐT phụ thuộc nhiều vào địa bàn lãnh thổ của mỗi quốc gia, mức sống và chất lượng cuộc sống, phong cách tiêu dùng và sinh hoạt của người dân. Ở đây, thành phần hữu cơ có VS từ 48,5 -


81

56,3%TS, trung bình 52,0%TS. Giá trị VS này thấp hơn so với kết quả tham khảo đối với một số nước trên thế giới, như VS = 82,3 – 83,7, %TS [2]; 88%TS [1]; 84,5%TS [4]. Do mẫu CTR-HCĐT chưa được phân loại tại nguồn nên trong thành phần hữu cơ có chứa nhiều tạp chất vô cơ như tro, xỉ than…rất khó loại bỏ, chính yếu tố này đã làm giá trị VS thấp hơn. Tuy giá trị này không cao nhưng là tốt so với các thành phần khác của CTR-ĐT đối với mục đích phân hủy yếm khí. Nếu muốn hiệu quả của quá trình PHYK tăng thì nhất thiết phải tiến hành phân loại chất thải tại nguồn để nâng cao giá trị VS của chất thải.

Đối với hàm lượng C/N, tỉ lệ này thích hợp cho quá trình phân hủy yếm khí là từ 25 ÷ 30 [5], qua phân tích thì tỉ lệ này đối với thành phần hữu cơ của chất thải trung bình là 37,3, tỉ lệ này cao so với tỉ lệ tối ưu cho quá trình phân hủy yếm khí, vì vậy để khởi động quá trình sinh khí mêtan cần bổ sung thêm dinh dưỡng để đảm bảo tỉ lệ C/N thích hợp cho sự hoạt động của các vi khuẩn mêtan. Điều này mở ra khả năng phối hợp các loại chất thải khác nhau để tiến hành đồng phân hủy chất thải.

KẾT LUẬN

Mẫu CTR hữu cơ đô thị có đặc tính cơ bản: TS: 30,6%WW; VS: 52,0%TS; C/N: 37,3. Điều này cho thấy chất thải rắn hữu cơ đô thị Hà Nội có tiềm năng xử lý bằng công nghệ PHYK khô thu hồi biogas. Tuy nhiên,

cần bổ sung thêm dinh dưỡng để tối ưu hơn nữa tỷ lệ C/N giúp cho các vi khuẩn Metan hoạt động tốt.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Cecchi, F., Traverso, PG. and Cescon, P. (1986), “Anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste-digester performance”, The Science of Total Environment 56. pp. 183 – 197. [2]. Chea Eliyan, Radha Adhikari, Jeanger P. Juanga and Chettiyappan Visvanathan. (2007), “Aerobic Digestion of Municipal Solid Wasste in Thermophilic Continuous Operation”, Proceedings of the International Conference on Sustainable Solid Waste Management, pp. 377-384. [3]. Gijzen, H.J., Lubberding, H.J., Verhagen, F.J., Zwart, K.B and Vogeld, G.D. (1987), “Appliacation of rumen microoganisms for enhanced anaerobic. [4]. Marimon, S.R. (1982), Los residous sólidos urbanos. Análisis de un servicio minicipal. Servicios de los Estudios en Barcelona del Banco Urquijo. [5]. Mata-Alvarez, J. (2003), Biomethnization of the organic fraction ofmunicipal solid waste, IWA publishing, Alliance house, 12 caxton street, London SW1H0QS, UK. [6]. Nguyen, P.H.L (2004), Dry anaerobic digestion of municipal solid waste as pretreatment prior to landfills, AIT master degree thesis. [7]. Pauss, A., Nyns. and Naveau, H. (1984). Production of methane by anaerobic digestion of domestic refuse. Eec Conference on Anaerobic and Carbohydrat Hydrolysis of Waste, 8 - 10 May, 1984, Luxembourg [8]. PGS.TS. Nguyễn Văn Phước (2008), Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn, Nhà xuất bản Xây dựng.

SUMMARY RESEARCH INTO THE CHARACTERISTICS OF URBAN ORGANIC SOLID WASTES FOR ANAEROBIC DIGESTION

Tran Thi Bich Thao *, Pham Huong Quynh College of Technology – TNU

This paper will describe the characteristics of urban organic solid waste and to evaluate the applicability of anaerobic digestion technology treatment of organic municipal solid waste. The results of this experiment indicate with urban organic wastes have TS = 28.56 to 32.8% WW, VS=48.56 to 56.37% TS, C / N = 35.09 to 38, 81 Key words: solid waste, organic waste, solid waste municipal organic, anaerobic digestion, waste characteristics

Phản biện khoa học: ThS. Mạc Duy Hưng – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0986.222.553


82

Đặng Thị Loan Phượng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 83 - 88

83

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHI ỂN MÔ HÌNH N ỘI ĐỂ NÂNG CAO KHẢ NĂNG LÀM VI ỆC ỔN ĐỊNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ VỚI LƯỚI TRONG TRƯỜNG HỢP LƯỚI ĐỐI XỨNG

Đặng Thị Loan Phượng*, Đỗ Thị Mai, Lê Thị Thu Huyền

Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Do nhu cầu tăng cao về năng lượng điện trong nước hiện nay nên đòi hỏi phải đa dạng hoá các nguồn cung cấp năng lượng, trong đó có nguồn năng lượng tái tạo từ sức gió. Với yêu cầu ngày càng cao về chất lượng điện năng của lưới điện, yêu cầu máy phát điện phải làm việc với lưới có độ ổn định cao để đảm bảo không bị rã lưới, đảm bảo chất lượng điện áp, tần số. Đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề điều khiển năng lượng ổn định trong điều kiện nối lưới; tuy nhiên các nghiên cứu còn chưa hoàn chỉnh. Trong bài báo này tác giả đề cập đến vấn đề nâng cao khả năng làm việc ổn định của máy phát điện sức gió với lưới bằng phương pháp điều khiển mô hình nội. Đây là một phương pháp có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác. Các kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống có đáp ứng hoà đồng bộ với lưới và tính ổn định cao. Từ khoá: Ổn định, phương pháp IMC , máy phát điện không động bộ rô to dây quấn, điện áp lưới, lưới đối xứng.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Năng lượng sạch có thể được tái tạo từ gió. Trên thế giới người ta đã chế tạo các loại tuốc bin gió với công suất lớn tới trên 7 MW. Nếu dùng loại tuốc bin gió tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa stator và lưới thì sẽ tốn kém, đắt tiền do bộ biến đổi cũng phải có công suất bằng công suất của toàn tuốc bin. Vì vậy các hãng chế tạo tuốc bin gió có xu hướng sử dụng máy dị bộ nguồn kép làm máy phát trong các hệ thống tuốc bin gió công suất lớn để giảm công suất của bộ biến đổi và giảm giá thành. Do đó đối tượng nghiên cứu trong bài báo này là hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ rô to dây quấn. Để đảm bảo khả năng làm việc ổn định của máy phát điện sức gió nối lưới, công suất vô công lớn yêu cầu bộ điều khiển phía máy phát phải đảm bảo ổn định đối với dao động của điện áp lưới, thay đổi của tốc độ máy phát ở chế độ máy phát ở chế độ bình thường và lỗi lưới và dao động của từ thông khi lỗi lưới.

Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu việc ứng dụng phương pháp mô hình nội để nâng cao khả năng ổn định của hệ thống máy phát


điện sức gió với lưới trong trường hợp lưới đối xứng. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN NỘI Trong bài báo này áp dụng phương pháp thiết kế phi tuyến dựa trên cơ sở hàm Lyapunov và phương pháp điều khiển theo mô hình nội IMC( internal model control)cho máy phát điện không đồng bộ rô to dây quấn DFIG (doubly-fed induction generator). Có rất nhiều trang trại phong năng sử dụng các tuốc bin gió dùng máy điện không đồng bộ rô to dây quấn (DFIG). Bộ biến đổi của mạch kích từ (DFIG) bao gồm một bộ biến đổi nguồn áp sử dụng các phần tử bán dẫn điều khiển hoàn toàn. Bộ biến đổi ở phía máy phát đưa dòng kích từ với tần số thay đổi được vào trong dây quấn Roto thông qua vành trượt. Điều này cho phép duy trì dòng stato bằng với tần số của lưới trong khi bộ biến đổi phía lưới được cung cấp điện áp một chiều ổn định cho bộ biến đổi. Để đạt được các mục tiêu này, người ta đã đề xuất ra một sơ đồ điều khiển tổng thể dựa trên hệ thống DFIG. Bao gồm phần điều khiển cho tuốc bin gió và phần điều khiển cho DFIG. Trong thực tế giải pháp điều khiển tỉ lệ tích phân (PI) đã được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên việc thiết lập các thông số cho bộ điều khiển PI vẫn là một vấn đề đáng quan tâm.


84

Bộ điều khiển theo mô hình nội là một giải pháp điều khiển quá trình được đề xuất vào năm 1982 và đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. [1] Sử dụng IMC để chế ngự các lỗi trong DFIG. [2] Mô tả bộ điều khiển mô hình nội thích nghi mẫu - mô hình trực tiếp cho DFIG, bộ điều khiển theo mô hình nội trên cơ sở bù sức phản điện động và hạn chế ảnh hưởng của nhiễu sức phản điện động thông qua điện trở phản hồi Ra.

Bộ điều khiển theo mô hình nội Cấu trúc kinh điển của IMC được trình bày trong hình.

( )cG s( )w s′ ( )u s ( )e s ( )y s

( )sε

ˆ( )y s

( )F s( )mG s

( )pG s( )wG s

( )fG s

( )w s

Hình 1: Cấu trúc bộ điều khiển mô hình nội

Các hàm truyền

( )pG s , ( )mG s , ( )cG s , ( )fG s và ( )wG s , biểu

diễn cho đối tượng, mô hình, bộ biến đổi, mạch lọc và tính hiệu đặt đầu vào; w(s), y(s), e(s) lần lượt là các hàm đầu vào, đầu ra và hàm nhiễu. F(s) là hàm điều khiển của IMC. Gỉa thiết ( ) 1wG s = khi đó theo hình 1 ta có:

( ) ( )( ) ( )

1 ( ) ( )[ ( ) ( )]

( )[1 ( ) ( ) ( )]( )

1 ( ) ( )[ ( ) ( )]

c p

c f p m

p c f m

c f p m

G s G sy s w s

G s G s G s G s

G s G s G s G se s

G s G s G s G s

= ++ −

−+ −

(2.1)

Nếu mô hình có thể biểu diễn cho đối tượng một cách chính xác thì điều đó có nghĩa là

( )pG s = ( )mG s và hàm truyền đầu vào của

vòng kín hệ thống chỉ phụ thuộc vào nhánh truyền thẳng ( ) ( ) ( )o c pF s G s G s= .

Theo như thuộc tính của IMC, BĐK lý tưởng 1( ) ( )c pG s G s−= có thể thu được dưới điều

khiển là đối tượng dịch và mô hình chính xác. Do vậy điều khiển tiên quyết là mô hình chính xác. Để giữ cho bộ điều khiển Gc(s) là ổn định thì Gc(s) có thể được định nghĩa như sau.

1( ) ( )n

c mG s G ss

αα

− = + (2.2)

Trong đó n được chọn bởi mô hình của hàm truyền nhằm đảm bảo cho tính ổn định của Gc(s). Giả thiết rằng e(s) = 0 thì Gf(s) = 1, hàm truyền vòng kín Gcl(s) là:

( ) ( )

( )1 ( )[ ( ) ( )]

c pcl

c p m

G s G sG s

G s G s G s=

+ − (2.3)

Nếu mô hình là chính xác, thay (2.2) vào (2.3) dẫn đến:

( )n

clG ss

αα

= + (2.4)

( )( )

1 ( ) ( )c

c m

G sF s

G s G s=

− (2.5)

Đối với hệ thống bậc 1, tức là 1n = IMC khi đó được biến đổi sang dạng điều khiển (PI):

( )

( )i

pm

kF s k

s G s s

α= = + (2.6)

Do vậy, dựa trên nguyên tắc IMC ta có thể dễ dàng thu được thông số bộ điều khiển (PI): KP, KI của hệ thống bậc 1. Khi đó hàm truyền giữa nhiễu đầu vào và đầu ra được viết như sau:

( )[1 ( ) ( )] ( ) ( )( )

1 ( )[ ( ) ( )] 1 ( ) ( )p c m p p

ec p m p

G s G s G s G s sG sG s

G s G s G s F s G s sα−

= = =+ − + +

(2.7)

Nếu tín hiệu đầu vào nhiễu là hàm bước nhảy ( ) 1/e s s= đáp ứng xác lập của nhiễu có thể

được tính toán như sau:

(2.8)

Phương trình (2.8) chỉ ra rằng đặc tính đáp ứng động của nhiễu đầu vào liên quan đến hàm truyền của đối tượng Gp(s). Trên thực tế đặc tính đáp ứng động của đối tượng không được tốt như hàm truyền của vòng kín [3].

Do đó đầu vào nhiễu sẽ gây ra một tác động lên đáp ứng của hệ thống. Lý do là vì phản hồi âm trạng thái được đưa vào ở đây nhằm hạn chế ảnh hưởng của nhiễu và cải thiện độ bền vững của hệ thống điều khiển. Giả thiết rằng ( ) 1fG s = và ( ) 1wG s = , mô hình IMC

nâng cấp được thể hiện như hình 2.

0 0 0

( ) ( )1lim ( ) ( ) lim lim 0p p

es s s

sG s sG ssG s e s s

s s sα α→ → →= = =

+ +


85

u (s)Gc (s)

y (s)w (s)Gp (s)

Gm (s)

Ra

Ra

ε (s)

y (s)

-

+-

+

-+

e (s)

F(s)

Hình 2: Bộ điều khiển nâng cấp dựa trên nguyên tắc IMC

Khi: ( )

( )1 ( )

pp

p

G sG s

kG s=

+ɶ ,

( )( )

1 ( )m

mm

G sG s

kG s=

+ɶ ,

nếu Gp(s) và Gm(s) có thể tương thích theo ( )pG sɶ , ( )mG sɶ cũng phải tương thích.

Nếu 1( ) ( )n

c mG s G ss

αα

− = + ɶ . Điều này

muốn nói là bộ điều khiển nâng cấp sẽ không ảnh hưởng đến đặc tính của đáp ứng giữa hàm truyền đầu vào đặt và hệ thống. Ngoài ra

( )

( )( )i

pmm

k kkF s k

sG s s ssG s

αα α α += = + = +ɶ

(2.9)

Từ hình 2 hàm truyền giữa e(s) và đầu ra là:

1

( ) 1( )

1 ( ) ( )p

ep p

G ss sG s

s kG s s G s kα α −= =+ + + + (2.10)

Bằng cách lựa chọn thông số K phù hợp. Đặc tính động của nhiễu có thể được loại bỏ đi đáng kể trong khi phản hồi âm không làm thay đổi thuộc tính sai lệch tĩnh của hệ thống. Nếu hệ thống là bậc một thì phương trình (2.10) của hệ thống được rút gọn như (2.11).

2( )

( )e

sG s K

s α=

+ (2.11)

So sánh (2.11) với (2.4) ta dễ dàng kết luận hàm truyền vòng kín của hệ thống có cùng điểm cực vòng kín với của nhiễu. Do đó lựa chọn thông số phản hồi K phù hợp có thể giữ nguyên đặc tính đáp ứng hệ thống giữa nhiễu và tín hiệu đặt. Và đảm bảo hệ thống không có sai lệch tĩnh khi có nhiễu ở đầu vào.

Áp dụng mô hình nội để điều khiển phía

máy phát Mục đích của điều khiển dòng điện bên trong là để bám theo giá trị đặt của Roto và điện áp đầu ra kích thích các phương trình.

Áp dụng cho thành phần trục d

Phương trình mô tả mô hình dòng điện cho

thành phần trục d [4]:

22

2 1.

1

mrs

m

mmrs

m

m LLL

L

LLLL

L

L −=

−=−

σσ

(2.12)

2 2 2

2 2

2

2 2 2

. '( ) ( )

. . '

rd r s s m s mrd r rq sd

s s r m s s r m

m s msq rd sd

s r m s r m r s m

di R L R L R Li i

dt L L L L L L L L

L L LU U

L L L L L L L L L

ω ψ

ωψ

+⇒ = − + +

− −

− + −− − −

(2.13)

Thiết kế bộ điều khiển thành phần dòng trục d 2

2

' ' . ' . .

. . .

s r mrd pd d id d a rd r rq

s

s m m msd sq rd sd

s s s

L L LU K e K e ddt R i i

L

R L L LU U

L L L

ω

ψ ωψ

−= + = +

+ − + −

∫(2.14)

2

rd p d d id d a rd

s r mr rq d

s

U K e K e d t R i

L L Li E

Lω

= + −

−− +

∫

(2.15)

Trong đó:

sqs

msd

s

mssd

s

md L

L

L

LRU

L

LE ψωψ .

2+−=

(2.16)

Áp dụng cho thành phần trục q Phương trình mô tả mô hình dòng điện cho thành phần trục q [4]:

1 1

. . .

1 1 1 1. ' '

rqr rd rq

lr ls

sd sq rq sqs lr lm

dieU i i

dt

U UT

σσ σ

σ σωψ ψσ σ σ

−= − − +

− −+ + + −

(2.17)

Thay 2

.

1 ; ; ;.

' ; '

m srr s

r s r s

s qs ds d s q

m m

L LLT T

L L R R

L L

σ

ψψψ ψ

= − = =

= =

ta được:

( )

( )

2 2 2

22

2

2 22

. .. . . . '

.. .

.'

. .. .

rq r s s m mr rd rq sd

s r ms s r m

s m s msq rq sq

s r m s r ms s r m

di R L R L LeU i i

dt L L LL L L L

R L L LU U

L L L L L LL L L L

ωψ

ψ

+= − − +−−

+ + −− −−

(2.18)


86

Thiết kế bộ điều chỉnh thành phần dòng trục q phía máy phát theo nguyên tắc IMC [4]:

Từ:

( )2

2

.' . . .

..

rq s mr s a rq a rq r rd

s

m s m msd sq rq sq

s s s

di L Lr LL R R R i R i i

dt L

L R L LU U

L L L

σ ω

ωψ ψ

−= − + + + −

+ + + −

(2.19) 2

2

2

.. .

..

.

.. . .

s mq a rq r rd

s

rq pq q iq

m m s msq sd sq

s s s

s mpq q iq q a rq r rd q

s

L Lr Le dt R i i

LU K e K

L L R LU

L L L

L Lr LK e K e dt R i i E

L

ω

ωψ ψ

ω

−− +

⇒ = +

+ − −

−= + − + +

∫

∫

(2.20)

Với:

sds

msq

s

mssq

s

mq L

L

L

LRU

L

LE ψωψ .

2−−=

(2.21)

Trong đó Ed ; Eq được dùng để định nghĩa cho thành phần trục d, q của sức phản điện động phía Roto.

Các phương trình trên cho thấy. Trục d và trục q của đối tượng diều khiển chịu ảnh hưởng đan xen kênh “ảnh hưởng chéo”. Đối tượng điều khiển trục d bao gồm thành phần

xen kênh của trục q, 2 rqL Iσω ′ trong đó đối

tượng điều khiển trục q cũng bao gồm

2 rdL Iσω ′− của trục d. Trong khi cả 2 đối tượng này được đưa đến thành phần trục d,q là Ed , Eq.

Theo nguyên tắc IMC bộ điều khiển có thể được thiết kế như trong hình 3. Để đưa ra điều khiển tách kênh, các bộ điều khiển dòng điện của trục d ,q sử dụng bộ đánh giá phản

hồi 2ˆˆ rqL Iσω và 2

ˆˆ rdL Iσω− để loại bỏ ảnh

hưởng xen kênh. Trong đó 2ω là bộ đánh giá

của bộ 2ω , Lσ là bộ đánh giá của Lσ .Nếu

2ω và Lσ có thể được đánh giá chính xác thì hàm truyền của đối tượng điều khiển trên trục d, q có thể được biểu diễn như hình 3.

Do đặc trưng của IMC là sẽ không tạo ra sai lệch tính với đầu vào nhiều, do đó nó được dùng để loại bỏ sức phản điện động E lên chất lượng làm việc xác lập của máy điện không đồng bộ rô to dây quấn [4]. Để đạt được điều này bộ điều khiển dòng điện sử dụng phản hồi âm Kd; Kq để tạo ra hàm truyền vòng kín cho hệ thống và nhiều sẽ củng cố các điểm cực của vòng kín.

Hình 3: Bộ điều khiển dòng điện trục d và trục q dựa trên IMC

K pd + K id /s G pd (S)

R a

i rq

l s l r -l m2

l s l s l r-l m2

l s

K pq + K iq /s G pq (S)

R a

i rqref

E q

i rq

E d

i rqd ref

-E d

+E q

(+)

(-)

(+)

(+)(+)

(-)

ω r ω rid

ω riq

(-)

(-)

Mô hình dòng MĐKĐ trục

d

Mô hình dòng MĐKĐ trục

q


87

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Kết quả mô phỏng ở chế độ bình thường Thành phần dòng điện Ird của rô to

a) Ra = 0 b) Ra = 0,5

Hình 4: Dòng điện Ird

Ta thấy kết quả mô phỏng được khẳng định giá trị thực của dòng rotor đã bám tốt theo giá trị đặt lưới, bộ điều khiển theo mô hình nội trên cơ sở bù sức phản điện động và hạn chế ảnh hưởng của nhiễu sức phản điện động thông qua điện trở phản hồi Ra. Tại thời trường hợp Ra = 0,5 dòng điện Ird bám lưới tốt hơn so với trường hợp Ra = 0.

Kết quả mô phỏng ở chế độ lỗi lưới ngắn mạch ba pha đối xứng Thành phần dòng điện rô to Ird:

a) Ra=0 b) Ra=0,5

Hình 5: Dòng điện Irq

Cả hai kết quả mô phỏng ở hình 5 khẳng định giá trị thực của dòng rotor đã bám tốt theo giá trị đặt. Trong thời gian t=0,5s đến 2s trường hơp Ra=0 độ bám lưới theo giá trị đặt không tốt bằng trường hợp Ra=0,5 , điều đó đã khẳng định sự khử sai lệch tĩnh tốt trong trường hợp Ra=0,5.

Nhận xét

Qua kết quả mô phỏng ta thấy quá trình hòa đồng bộ và ổn định bằng phương pháp mô hình nội thỏa mãn điều kiện hòa đồng bộ theo đúng như lý thuyết đã phân tích.

KẾT LUẬN

Để vấn đề giải quyết được trọn vẹn và phù hợp với thực tế, việc nghiên cứu thiết kế nâng cao khả năng làm việc ổn định của máy phát điện sức gió với lưới trong trường hợp lưới không đối xứng là rất cần thiết với các bước phát triển tiếp theo.

Thiết kế bộ điều khiển để nâng cao khả năng làm việc ổn định của máy phát điện sức gió với lưới là một khâu rất quan trọng khi xây dựng hệ thống phát điện sức gió.


88


[1] Nguyễn Phùng Quang (1998), Điều khiển tự

động truyền động điện xoay chiều ba pha (tái bản

lần thứ 1), Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.

[2] Nguyễn Phùng Quang, Andreas Dittrich

(2002), Truyền động điện thông minh, Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

[3] Nguyễn Doãn Phước (2002), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [4] Cao Xuân Tuyển; Nguyễn Phùng Quang (2005), Các thuật toán phi tuyến trên cơ sở kỹ thuật Backstepping điều khiển máy điện dị bộ nguồn kép trong hệ thống phát điện chạy sức gió. The 6th Vietnam Conference on Automation (6th VICA), Proc.,545 – 550.

SUMMARY USE METHOD IMC FOR IMPROVING STABILITY OF THE WIND GENERATORS THAT WORKS IN THE SYMMETRIC GRID

Dang Thi Loan Phuong*, Do Thi Mai, Le Thi Thu Huyen College of Information Communication and Technology - TNU

The rising demands for electric energy for the country now require diversifying energy sources, including renewable energy from wind power. With the increasing requirements for the quality of electric power grids, generators are required to work in greatly stable grids to ensure the quality of voltages and frequencies. Many studies on the stability control in electric power grids have been conducted. However, they still need further studies. In this article, the author mentions improving the operation stability of wind power generators in their grids by means of internal control model. This method has many advantages compared to others. The simulation results show that the system can synchronize with its grid with great stability. Key words: Stability, IMC method, wind generators, grid voltages, symmetric grid

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Duy Minh – Trường Đại học CNTT & TT – ĐH Thái Nguyên


Đỗ Thị Loan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 89 - 95

89

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG PHÂN BIỆT TIẾNG NÓI VỚI ÂM NH ẠC

Đỗ Thị Loan, Lưu Thị Li ễu, Nguyễn Thị Hiền Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Tự động nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc là công cụ quan trọng trong nhiều ứng dụng đa phương tiện. Để nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc, chúng tôi đã sử dụng ba đặc trưng: tần suất vượt điểm không cao (HZCRR), tỷ lệ khung có năng lượng ngắn hạn thấp (LSTER), độ biến thiên phổ (SF) và thuật toán sử dụng để huấn luyện cũng như nhận dạng là K-NN (K Nearest Neighbor). Dữ liệu là các đoạn nhạc gồm nhiều thể loại từ nhạc không lời tới nhạc có lời (nhạc Việt Nam, nhạc Rock, nhạc Pop, Đồng quê), các đoạn tiếng nói của giọng nam và nữ bằng tiếng Việt. Trong bài báo này mục đích nghiên cứu ban đầu của chúng tôi chủ yếu là nhận dạng phân biệt hai loại âm thanh: tiếng nói và âm nhạc với kết quả thu được có độ chính xác khá cao, với tiếng nói có độ chính xác xấp xỉ 84%, âm nhạc là 92%. Trong tương lai chúng tôi mong muốn phát triển hệ thống có khả năng nhận dạng phân biệt nhiều lớp âm thanh hơn. Từ khóa: Phân biệt, tiếng nói, âm nhạc, nhạc Việt Nam, tiếng Việt.

GIỚI THIỆU*

Nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc là một phần trong hệ thống phân loại âm thanh ASC (Audio Signal Classifier) [1] hay trong hệ thống nhận dạng các khung cảnh âm thanh CASR (Computeral Audio Scence Recognizer) [2], nhận dạng các chương trình trên ti vi [3], [4], hay hệ thống phiên dịch nốt nhạc AMTS [5]. Để xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh thì rất khó khăn vì âm thanh rất phong phú, đa dạng và mỗi loại có những đặc trưng riêng, sự kết hợp giữa chúng tạo nên vô vàn các dạng âm thanh khác nhau, điều này ảnh hưởng lớn đến việc phân loại các khung cảnh âm thanh. Hầu hết các nghiên cứu nhận dạng phân biệt các lớp âm thanh đều căn cứ theo từng trường hợp mà bạn đưa về số lớp, và một vài điều kiện ràng buộc khác. Chẳng hạn phân loại âm thanh thành bốn lớp: âm nhạc, tiếng nói, nhiễu, khoảng lặng [4], [6] hoặc chỉ phân thành tiếng nói và âm nhạc không thôi [3], [7].

SỰ KHÁC NHAU GIỮA TIẾNG NÓI VÀ ÂM NHẠC

Các tín hiệu âm thanh là một tín hiệu có ý nghĩa trong khoảng thời gian ngắn. Khi kiểm

* Tel: 0972998865; Email:[email protected]

tra tín hiệu âm thanh trong khoảng thời gian đủ ngắn (giữa 5 và 100msec), ta có thể nhận thấy đặc điểm của nó là khá cụ thể. Tuy nhiên trong thời gian dài, các đặc tính của tín hiệu thay đổi để phản ánh đặc điểm của chuỗi tín hiệu như một bài phát biểu hay một đoạn nhạc. Trong phần này, chúng tôi đưa ra một số nhận định về sự khác biệt giữa tiếng nói và âm nhạc như sau:

- Thanh điệu: Giai điệu có ý nghĩa sự biểu thị của dạng sóng âm thanh. Âm nhạc có xu hướng được tạo ra từ sự đa dạng của các tần số. Còn tiếng nói có giai điệu từ chính sắc điệu và giọng nói của người nói. - Chuỗi thay thế: Tiếng nói cho ta một chuỗi các tiếng ồn, khoảng lặng xem kẽ từng đoạn trong khi âm nhạc không có. Nói cách khác, lời nói có tín hiệu phân phối thông qua quang phổ ngẫu nhiên hơn so với âm nhạc. - Băng thông: Tiếng nói thường có 90% năng lượng tập trung ở tần số thấp hơn 4kHz (và hạn chế đến 8kHz), trong khi âm nhạc có thể mở rộng thông qua các giới hạn trên khoảng 20kHz. - Phân phối: Năng lượng của tiếng nói thường tập trung ở tần số thấp sau đó giảm rất nhanh trong các miền tần số cao hơn. Còn tín hiệu âm nhạc thì trải đều hơn.


90

- Tần số cơ bản: với tiếng nói cụ thể, ta có thể xác định được tần số cơ bản nhưng với âm nhạc thì không. - Khoảng âm điệu: Thời hạn của nguyên âm trong tiếng nói là rất thường xuyên. Âm nhạc thể hiện một biến thể rộng lớn hơn chiều dài của giai điệu, không được hạn chế do quá trình phát âm nhạc. - Năng lượng ngắn hạn: Năng lượng của tín hiệu tiếng nói có sự biến thiên nhiều hơn so với tín hiệu âm nhạc. - Tỷ lệ vượt điểm không: Tùy thuộc vào tín hiệu âm nhạc và tiếng nói nhưng thông thường tỷ lệ vượt điểm không của tín hiệu tiếng nói sẽ lớn hơn tín hiệu âm nhạc.

LỰA CHỌN ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG PHÂN BIỆT TIẾNG NÓI VỚI ÂM NHẠC

Cho tới nay có khá nhiều đặc tính của tín hiệu âm thanh để nhận dạng, phân biệt tiếng nói và âm nhạc hay các hệ thống nhận dạng phân loại khác nhau. Mỗi nghiên cứu đều đưa ra một số lượng các đặc tính của tín hiệu âm thanh và phương thức sử dụng để phân loại. Các đặc tính của tín hiệu âm thanh thường được chia làm hai loại chính là: các đặc tính vật lý và các đặc tính cảm thụ âm thanh của con người.

Đặc tính vật lý là các đặc tính đặc trưng trong miền tần số và đặc trưng trong miền thời gian như: biên độ, tần số vượt điểm không ZCR, năng lượng ngắn hạn, hệ số phổ MFCC, cặp phổ tuyến tính LSP (Linear Spectrum Pair) [6], độ biến thiên phổ SF.

Đặc tính về cảm thụ âm thanh của con người là các đặc tính được con người cảm nhận như nhịp điệu, độ cao của âm (Pitch), độ ngân, âm sắc,…. Cũng như nhiều nghiên cứu trước đây, để nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc nói riêng hay nhận dạng phân biệt các lớp âm thanh khác nói chung hầu như chỉ sử dụng các đặc trưng vật lý là đủ. Bởi vậy trong bài báo này, chúng tôi cũng chỉ dùng các đặc trưng liên quan tới miền tần số và miền thời gian (đặc trưng vật lý).

Dựa trên các phân tích, đánh giá về đặc điểm của tín hiệu âm thanh, giữa âm nhạc và tiếng nói về đặc điểm âm học, dải tần, đặc điểm về

phân bố năng lượng, chúng tôi đã lựa chọn ba đặc trưng: Tỷ lệ tần suất vượt qua điểm không cao HZCRR (Hight Zero Crossing Rate Ratio), tỷ lệ khung có năng lượng ngắn hạn thấp LSTER (Low Short Time Energy Ratio) và độ biến thiên phổ SF (Spectrum Flux). Còn phương pháp nhận dạng phân biệt chúng tôi sử dụng là thuật toán K láng giêng gần nhất K-NN (K Nearest Neighbor) [8].

Lựa chọn đặc trưng Đặc trưng tần suất vượt qua điểm không cao - HZCRR

Hình 1: Biểu đồ tần suất vượt điểm không

của tín hiệu âm thanh

Công thức của HZCRR như sau:

∑−

=

=1

0

[21 N

n

signN

HZCRR (ZCRn – THL) +1

Trong đó:

- n là thứ tự của cửa sổ trích chọn đặc trưng

- N là độ rộng của cửa sổ trích chọn đặc trưng

- ZCR là tần suất vượt điểm không trong khoảng ngắn theo công thức :

ZCRk = F21 )]()([ 1

1−

+−=

−∑ m

k

Fkmm xsignxsign

F: độ dài khoảng ngắn - thường là 1 frame

- THL là tần suất vượt điểm không trung bình trong cửa sổ theo công thức:

][1 1

0∑

−

=

=N

nnZCR

NTHL

Đặc trưng năng lượng ngắn hạn của tín hiệu - LSTER Công thức tính LSTER như sau:

∑−

=

+−=1

0

]1)([21 N

nnSTETHLsign

NLSTER


91

Trong đó:

- STE là năng lượng trong khoảng ngắn (trong 1 frame) theo công thức:

)2.1

2(mk

wk

Fkmm

xk

STE −∑+−=

=

W là cửa sổ (có thể là chữ nhật hoặc hamming)

- THL là năng lượng trung bình theo công thức:

][2

1 1

0∑

−

=

=N

nnSTE

NTHL

Đặc trưng độ biến thiên phổ - SF

Trong đó:

- K là bậc của phổ DFT.

- δ là hằng số bé (=0.01) để loại trường hợp log(0).

- A(n,m) là biến đổi Fourier rời rạc(DFT) theo công thức:

|

2

).()(),(

| ∑∞

−∞=−=

i

miL

jeinLwix

mnA

π

Hình 2. Biểu đồ histogram độ biến thiên phổ

theo không gian 3 chiều (a): music (b):speech

Thuật toán KNN Thuật toán K-NN [8] là phương pháp phân loại dựa trên chỉ tiêu không gian khoảng cách. Xác định một điểm thuộc miền nào bằng cách tính toán dựa trên khoảng cách không gian. Có nhiều phương pháp để tính khoảng cách giữa các vectơ như phương pháp đo khoảng cách Euclidean, phương pháp đo khoảng cách Hamming, phương pháp đo khoảng cách

Mahalanobis hay phương pháp đo khoảng cách City Block. Bài toán: Giả sử ta có một không gian đa chiều (Y1, Y2,…,Yn) và có một tập hợp các khu vực A, B trong đó:

- Khu vực A ta biết được sự tồn tại của các đối tượng XA1, XA2, … XAn với XAi= Y Ai1, YAi2,…, YAin

- Khu vực B ta chỉ biết sự tồn tại của các đối tượng XB1, XB2, … XBn với XBi= Y Bi1, YBi2,…, YBin

Có một đối tượng Xi ( Yi1, Yi2,…, Yin) bất kì ta cần xác định đối tượng Xi này thuộc khu vực A hay B.

Hình 3: Mô tả thuật toán K-NN

Giải thuật: Trong tất cả các đối tượng đã xác định rõ khu vực A và B, ta tìm K đối tượng gần với X i nhất, trong K đối tượng này sẽ xác định xem có bao nhiêu đối tượng thuộc khu vực A, bao nhiêu đối tượng thuộc khu vực B, khu vực nào nhiều đối tượng gần Xi hơn thì X i có khả năng thuộc khu vực đó.

Để tính khoảng cách giữa các vectơ dùng công thức:

D(X,X’)=

THỰC HIỆN HỆ THỐNG NHẬN DẠNG PHÂN BIỆT TIẾNG NÓI VỚI ÂM NHẠC

Hệ thống có dạng tổng quát như hình 4.

Hoạt động của hệ thống gồm hai quá trình riêng biệt: thứ nhất là quá trình học (huấn luyện) và thứ hai là quá trình nhận dạng phân biệt với tín hiệu đầu vào.

Quá trình huấn luyện: Tín hiệu đầu vào được đưa vào phân tích đặc trưng. Tại đây chúng được xử lý, tính toán và lấy ra giá trị các đặc trưng cần trích chọn phục vụ cho việc xây dựng hệ thống. Sau đó tới khối huấn


92

luyện được xử lý và lưu vào cơ sở dữ liệu (CSDL) mẫu. Quá trình huấn luyện dùng phương pháp học có giám sát nghĩa là chúng ta đã biết rõ sự phân lớp trên tập dữ liệu mẫu dùng để học, ở đây chỉ có hai lớp: tiếng nói và âm nhạc. Các đặc trưng mẫu của từng lớp được trích chọn lưu riêng vào CSDL.

Hình 4: Mô hình tổng quát của hệ thống

Quá trình nhận dạng phân biệt: Trình tự thực hiện cũng như trên nhưng chỉ khác là tín hiệu sau khi được trích chọn đặc trưng sẽ được đưa vào khối nhận dạng phân biệt. Tại khối này chúng ta phân tích đánh giá với CSDL mẫu đã được huấn luyện thông qua thuật toán K-NN. Kết quả này sau đó được chuyển tới bộ ra quyết định để xác định xem tín hiệu hiệu đó thuộc lớp tín hiệu nào. Vectơ đặc trưng là vectơ 3 chiều vì ta chỉ chọn 3 đặc trưng như đã trình bày ở trên.

Phân khung tín hiệu: Do tín hiệu tiếng nói ổn định trong khoảng vài chục ms, nên khi tiến hành các phép phân tích, biến đổi người ta thường chia tín hiệu thành có đoạn nhỏ khoảng 10 đến 30ms, đó được gọi là phân khung, các khung tín hiệu liên tiếp có thể chồng nhau khoảng ½ độ dài.

Hình 5: Phân khung tín hiệu

Tuy nhiên vấn đề khi phân khung của tín hiệu đó chính là sai số của cả phép biến đổi so với tín hiệu gốc, do đó nên sử dụng hàm cửa sổ để hạn chế các sai số do độ dài hữu hạn của các tín hiệu gây ra trong các phép biến đổi. Hàm cửa sổ thường được dùng là Hamming được cho bởi công thức sau:

)1

2cos(*46.054.0

−Π−=

N

nWn

KẾT QUẢ

Cài đặt hệ thống Chúng tôi thực hiện hệ thống nhận dạng phân biệt với tín hiệu đầu vào là các file âm thanh chuẩn dạng WAVE (*.wav), việc tính toán, xử lý, phân biệt đều thực hiện dựa trên file wave này. Như đã phân tích ở trên quá trình huấn luyện gồm các bước cơ bản sau:

Hình 6: Mô hình quá trình huấn luyện

Với mỗi dãy tín hiệu âm thanh đọc được, ta thực hiện xác định khung tín hiệu, tính các thông số cơ bản STE, ZCR, A của dãy tín hiệu.

Giao diện cài đặt của quá trình huấn luyện:

Hình 7: Giao diện huấn luyện, tạo dữ liệu mẫu


93

- Bên phải là đồ thị của tín hiệu: tại khung cửa sổ thứ nhất là dạng tín hiệu âm thanh, tiếp theo là năng lượng trong khoảng ngắn hạn và tần suất vượt điểm không của tín hiệu âm thanh.

- Bên trái là các điều khiển: mở file wave, nghe thử, xác định tiếng nói hay âm nhạc, lưu dữ liệu.

Quá trình nhận dạng:

Hình 8: Mô hình quá trình nhận dạng

Quá trình nhận dạng có một số bước trùng với quá trình huấn luyện như việc đọc dữ li ệu file wave, thông số cơ bản, tính các thông số đặc trưng.

Hình 9: Giao diện nhận dạng phân biệt

Tương tự như giao diện huấn luyện, giao diện nhận dạng cũng có các phần:

- Bên phải là đồ thì biểu diễn của tín hiệu: tại khung cửa sổ thứ nhất là dạng tín hiệu của âm thanh, tiếp theo là năng lượng trong khoảng ngắn hạn và tần suất vượt điểm không của tín hiệu âm thanh, tuy nhiên khác với giao diện huấn luyện, giao diện nhận dạng còn có thêm

khung cửa sổ thứ 4 thể hiện đây là tiếng nói hay âm nhạc (tiếng nói có biên độ bằng 2/3 khung còn âm nhạc có biên độ = 1/3 khung).

- Bên trái cũng là khung điều khiển mở, chọn tín hiệu file wave. Ngoài ra còn có sự lựa chọn tham số K (K là số phần tử thuộc lớp đặc trưng mẫu gần với mẫu cần nhận dạng phân biệt nhất).

Đánh giá

Chương trình thực hiện phân biệt tiếng nói và âm nhạc dựa trên một tập các tín hiệu âm thanh mẫu mà tôi sưu tầm có được : tập hợp tiếng nói là tiếng Việt, tập hợp âm nhạc là các thể loại nhạc không lời của một số trường phái âm nhạc.

Tập hợp tiếng nói gồm có 1037 file là các file phát âm các từ của tiếng Việt, mỗi file có độ dài < 1s, có tần số lấy mẫu 16000Hz, bit rate là 16bit/mẫu.

Tập hợp âm nhạc gồm có 77 file là các file nhạc không lời của các thể loại R&B, Rock, Country…. Mỗi file có độ dài < 30s và có cùng tần số lấy mẫu 16000Hz, bit rate 16bit/mẫu.

Các file dữ liệu mẫu trên đều là các file âm thanh mono (một kênh).

Qua thử nghiệm, thống kê tôi thấy chương trình đã thực hiện việc phân biệt tiếng nói và âm nhạc với tỉ lệ chính xác tốt với các trường hợp tiếng nói và âm nhạc riêng biệt.

Sau đây là kết quả thu được khi thử nghiệm:

Bảng 1: Kết quả thống kê cơ sở dữ liệu

Âm nhạc

Tiếng nói

Giá trị trung bình của LSTER

0.2048 0.14599

Giá trị trung bình của HZCRR

0.3942 0.2632

Giá trị trung bình của SF 0.3885 0.22


94

Bảng 2: Kết quả thống kê nhận dạng với một số lượng đầu vào là tiếng nói và âm nhạc với K=3

Âm nhạc Tiếng nói

Nhận dạng là âm nhạc

10838432 (92.36%)

945553 (15.56%)

Nhận dạng là tiếng nói

897324 (7,64%)

5131722 (84.44%)

Tổng 11735756 (100%)

6077275 (100%

Bảng 3: Kết quả thống kê nhận dạng với một số lượng đầu vào là tiếng nói và âm nhạc với K=5

Âm nhạc Tiếng nói Nhận dạng là

âm nhạc 10878964 (92.7%)

974188 (16.03%)

Nhận dạng là tiếng nói

856792 (7,3%)

5103087 (83.97%)

Tổng 11735756 (100%)

6077275 (100%)

KẾT LUẬN

Trong nghiên cứu này chúng tôi chủ yếu tập trung phân tích đánh giá các đặc điểm vật lý, đặc điểm về cảm thụ âm thanh của hai tín hiệu: âm nhạc và tiếng nói: sau khi thử nghiệm dùng ba đặc trưng HZCRR, LSTER, SF với thuật toán phân loại K-NN chúng tôi thấy kết quả thu được là khá tốt. Trong tương lai, chúng tôi sẽ tiếp tục hoàn thiện hệ thống sao cho có được một hệ thống hoàn chỉnh để có thể thực hiện tự động nhận dạng phân biệt tiếng nói với âm nhạc đem áp dụng vào thực

tế (ứng dụng tự động thu thập thông tin, đánh giá chỉ mục cho dữ liệu đa phương tiện.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. David Gerhard, (2000), “Audio Signal classification: an overview” , Canadian Artificical Intelligence, 45:4-6, Winter. [2]. Peltonen, V., (2001) “Computational Auditory Scene Recognition”. MSc Thesis, Tampere University. [3]. Saunders, J., “Real-Time Discrimi-nation of Broadcast Speech/Music”, Proc. ICASSP, pp993-996 [4]. Srinivasan, S., (1999), Petkovic, D., Poncelcon, D, “Toward robust features for classifying audio in the CueVideo System”, Proc 7th ACM Int, Conf Multimedia, pp. 393-400. [5]. M.D. Plumbley, S.A Abdallah, J.P. Bello,

M.F. Davies, G, Monti , M.B. Sandler (2002),

“Automatic music transcription and audio source

separation”, Cybernetics and System, 33(6):603-627.

[6]. Lu, L., Jiang, H., and Zhang, H. J., (2001),

“A robust audio classification and Segmentation

method”, in Proc. 9th ACM Int Conf Multimedia,

pp 203-211.

[7]. Scheier, E., Slaney, M., (1997),

“Construction and Evaluation of a Robust

Multifeature Speech/Music Discrimination”. Proc.

ICASSP, pp1331-1334. [8]. S. Theodoridis, K. Kontroumbas (1999), “Pattern Recognition”, Academic Press.


SUMMARY RESEARCH INTO METHOD OF DISCRIMINATION BETWEEN SPEECH AND MUSIC

Do Thi Loan*, Luu Thi Lieu, Nguyen Thi Hien College of Information Communication and Technology – TNU

Automatic discrimination of speech and music is an important tool in many multimedia applications. For the discrimination of speech and music we have used three characteristics: HZCRR (High Zero Crossing Rate Ratio), LSTER (Low Short Time Energy Ratio), SF (Spectrum Flux) and the algorithm for training and discrimination is K Nearest Neighbor. The data is musical segments with different kind of music like Vietnamese music, Rock, Pop songs, country music and speech segments of male and female voices for Vietnamese. In the article the major objective of our research is to discriminate two audio signals: speech and music. We have got results with rather high accuracy: about 88% for speech and 92% for music. In the future, we would like to develop the system to classify more classes of audio signal. Key words: Discrimination, speech, music, Vietnamese music, Vietnamese

Phản biện khoa học: TS. Phạm Đức Long – Trường Đại học CNTT & TT – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0972998865; Email:[email protected]


96

Nguyễn Thị Thu Hiền Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 97 - 102

ỨNG DỤNG ĐIỀU KHI ỂN MỜ ĐIỀU CHỈNH CÔNG SUẤT CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRỤC CÁN ĐỂ THỎA MÃN YÊU CẦU CÁN THÔ TRONG DÂY CHUY ỀN CÁN NÓNG LIÊN T ỤC CÓ CÔNG SUẤT NHỎ

Nguyễn Thị Thu Hiền

Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Trong công nghệ cán yêu cầu: Ở chế độ cán thô, mô men không đổi, công suất cho phép biến thiên; còn ở chế độ cán tinh, mô men cho phép biến thiên, công suất không đổi. Trong bài báo này tiến hành phân tích và tổng hợp hệ truyền động cho trục cán làm việc ở chế độ cán thô trong dây chuyền cán nóng liên tục có công suất nhỏ. Hệ thống truyền động này đang có phổ biến ở nước ta. Kết quả của việc khảo sát và đáng giá thấy được chất lượng thực trạng của hệ thống, từ đó giúp cho việc nghiên cứu để khai thác và nâng cao chất lượng hệ thống. Từ khóa: Hệ thống truyền động một chiều kiểu T-Đ, tổng hợp hệ, mô phỏng, điều khiển mờ, mạch vòng phản hồi

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Trong các dây chuyền cán nóng liên tục có công suất nhỏ, một trục cán làm việc ở hai chế độ, vừa cán thô vừa cán tinh. Ở chế độ cán thô, việc điều chỉnh tốc độ và thực hiện đồng tốc giữa các trục cán đều do điều chỉnh công suất. Ở chế độ cán tinh, công suất trục cán được giữ không đổi, quá trình điều chỉnh mômen để điều chỉnh tốc độ, việc đồng tốc không được thực hiện. Với việc thiết kế như vậy sẽ làm cho việc đầu tư kinh tế ít, thu hồi vốn nhanh. Những dây chuyền cán nóng liên tục được thiết kế như nêu ở trên thường dùng để sản xuất thép xây dựng có chất lượng thấp và những dây chuyền cán này thường có phổ biến ở nước ta [1].

Trong những dây chuyền cán này, việc điều chỉnh tốc độ trục cán được thực hiện từ hệ truyền động cho trục cán. Hệ truyền động cho trục cán trong dây truyền cán nóng liên tục đang được sử dụng phổ biến hiện nay ở nước ta là hệ T - Đ. Ví dụ như hệ thống truyền động T - Đ trục cán trong dây chuyền cán nóng liên tục ở nhà máy cán Natseel Vina. Động cơ truyền động trong hệ truyền động này có công suất P =110 KW. Ở chế độ cán


thô, việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện ở mạch phần ứng động cơ, còn ở chế độ cán tinh việc điều chỉnh tốc độ được hiện ở mạch kích từ.

TỔNG HỢP HỆ TRUYỀN ĐỘNG

Để đánh giá được chất lượng hệ thống truyền động cho các trục cán trong các dây truyền cán đang có ở nước ta, thì việc phân tích tổng hợp và tiến hành mô phỏng hệ truyền động là một yêu cầu rất quan trọng. Ta có sơ đồ cấu trúc hệ truyền động như hình vẽ 1.

Với sơ đồ cấu trúc này sẽ tiến hành tổng hợp hệ truyền động làm việc ở chế độ cán thô, chế độ cán tinh sẽ tiếp tục nghiên cứu sau. Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động làm việc ở chế độ cán thô được thể hiện như hình 2.

Trong sơ đồ này hệ truyền động T-Đ với hai mạch vòng âm tốc độ và âm dòng điện là hai mạch vòng quen biết, còn mạch vòng thứ ba là mạch vòng lực căng nhằm thực hiện đồng tốc. Qua phân tích thấy rõ thực chất của mạch vòng thứ ba là mạch vòng vị trí. Vì vậy, việc xây mô hình cấu trúc hệ truyền động như hình 3 là hợp lý. Quá trình tổng hợp hệ thống được thực hiện từ mạch vòng trong ra đến mạch vòng ngoài. Kết quả tổng hợp mỗi mạch vòng sẽ chọn được bộ điều chỉnh thích hợp.


98

Hình 1. Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động trục cán

Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống ở chế độ cán thô

Trong đó: Tđ Tín hiệu điều khiển(điện áp)

WCBI Hàm truyền đạt của cảm biến dòng điện

WCBω Hàm truyền đạt của cảm biến tốc độ

WCBT Hàm truyền đạt của cảm biến lực căng

Tổng hợp mạch vòng dòng điện Sơ đồ cấu trúc thu gọn của mạch vòng dòng điện khi bỏ qua ảnh hưởng của sức điện động như hình 3.

Trong bài báo này tiến hành tổng hợp mạch vòng dòng điện theo tiêu chuẩn tối ưu modul để tìm hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện:

Hình 3. Sơ đồ thu gọn mạch vòng dòng điện

Ta có:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )0

( ) . 1( ) . (1)

1 . 1 1 . 1 .cl i

idk dk v i u

I p K KS p

U p R pT pT pT pT= =

+ + + +

Trong đó: Tđk là hằng số thời gian của mạch điều khiển

Kcl hệ số mạch chỉnh lưu

Ti là hệ số thời gian của cảm biến dòng điện

Tư là hệ số thời gian điện từ của mạch phần ứng

Tv là hệ số thời gian của động cơ điều khiển

K i điện trở của cảm biến dòng điện

Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu modul ta có:

2

1( )

1 2 2 .OMiF ppσ στ τ

=+ +

(2)

Chọn τσ = min (Tsi, Tư) = Tsi .Ta có hàm truyền của mạch vòng dòng điện :

+=

+=

usiiCL

u

siiCL

ui TpTKK

TR

pTKKp

TppR

.

11

...2

.

...2

.1)(

(3)

Ri(p) là khâu tỷ lệ - tích phân (PI)

Tổng hợp mạch vòng tốc độ Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng tốc độ như hình vẽ 4.

Để tổng hợp mạch vòng tốc độ, ta có thể tổng hợp theo phương pháp tối ưu modul và


phương pháp tối ưu đối xứng [2, 3]. Trong bài báo này, áp dụng theo tiêu chuẩn tối ưu modul để xác định hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ :

Hình 4. Sơ đồ thu gọn mạch vòng tốc độ

Trong đó:

).1(.

....

1.

).21(1

)(ω

ω Tp

K

pTK

R

KpTpS

cisio +

ΦΦ+

= (4)

Tsi là hệ số thời gian của sensơ dòng điện

Tư là hệ số thời gian điện từ của mạch phần ứng

Tv là hệ số thời gian của động cơ điều khiển

K i điện trở của cảm biến

Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu modul ta có:

222..21

1)(

pppFOM

σσω ττ ++

= (5)

Chọn τσ = Tsω . Ta có hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ theo tiêu chuẩn tối ưu modul:

ωωω

s

ci

TKR

TKKpR

.2..

..)(

Φ= ; (6)

Rω(p) là khâu tỷ lệ (P).

Tiêu chuẩn này được sử dụng khi hệ thống khởi động đã mang tải, lúc đó ta không coi IC là nhiễu nữa.

Kết quả khi tổng hợp mạch vòng tốc độ bằng tiêu chuẩn tối ưu modul ta có:

ωωωωωωω

KpTKpTpTp

p

sssd

1.

.21

11.

2.21

1

)(

)(22 +

≈++

= (7)

Tổng hợp mạch vòng lực căng Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng lực căng như hình 5.

Hình 5. Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng lực căng

Tổng hợp mạch vòng lực căng theo tiêu chuẩn tối ưu modul tìm được hàm truyền của bộ điều chỉnh lực căng có dạng khâu PD:

).21(.2..

)( pTTKK

KpR s

TTrT ω

ω += (8)

Với: pKKR DPT .+= (9)

TTr

P TKK

KK

2..ω= (10)

TTr

sD TKK

TKK

..

. ωω= (11)

MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG

Thông số động cơ truyền động trục cán lấy từ Nhà máy cán Natsteel như sau:

Công suất định mức của động cơ:

Pđm =110 KW, Pktđm = 9 KW

Điện áp định mức của động cơ:

Uđm =220 V, Uktđm =110 V

Tốc độ định mức: nđm= 1500 v/ph

Hiệu suất định mức: ηđm= 90%

Điện cảm mạch phần ứng: Lư =0,0016 H

Điện trở mạch phần ứng: Rư =0,019 Ω

Hằng số thời gian bộ chỉnh lưu: Tv=0,0033 s

Hằng số thời gian mạch điều khiển bộ chỉnh lưu: Tđk= 0,00015 s

Hằng số thời gian của cảm biến dòng điện:

Ti =0,0025 s

Hằng số thời gian của cảm biến tốc độ:

Tω = 0,0015 s

Hằng số thời gian của cảm biến lực căng:

TT = 0,3s

Từ đó ta tính được:

)/(15755,9

1500sraddm ==ω

Mômen định mức:

)(7,477157

1000.75Nm

PM

dm

dmdm ===

ω

Dòng điện định mức:

)(9,340220

1000.75A

U

PI

dm

dmdm ===


100

4,19,340

7,477 ===dm

dmdm I

MKφ

Hằng số thời gian mạch phần ứng:

087,00253,0

0022,0 ===u

uu R

LT

Hàm truyền của động cơ :

PTPRW

uuD 087,01

52,39

1.

1.

1

+=

+=

Hàm truyền của mạch kích từ:

Chọn Uđk = 10V

Hệ số khuếch đại bộ chỉnh lưu mạch kích từ:

2210

220 ===dk

dmcl U

UK

Hàm truyền của bộ biến đổi mạch kích từ:

.)0267,01(30

3,1.22

)1(

..WKt PpTR

KK

ktkt

kcl

+=

+=

Trong đó: Kk được tính dựa vào đặc tính từ hoá bằng cách tuyền tính hoá đoạn đặc tính làm việc.

0kok

k I,Φ∆I∆Φk = , Kk = 1,3

⇒

)0267,01(

1,1

+=ktW

Chọn bộ điều chỉnh tốc độ PID: Vì hằng số thời gian của cuộn kích từ qúa lớn.

KR là hệ số hàm hiệu chỉnh chọn KR = 11.7

Suy ra:

PPT

PTT

PT

K

T

KTTpF

c

kc

c

R

c

RckR 0136.0

03.09.5

.)()(

**

++=+++

=ω

Sau khi tính toán các thông số của hệ thống theo tiêu chuẩn tối ưu modul, tìm ra hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh, tiến hành ghép nối các khâu lại với nhau và kiểm nghiệm lại hệ thống. Sử dụng phần mềm Matlab -Simulink để tiến hành mô phỏng hệ thống ở chế độ cán thô khi khối điều chỉnh lực căng dùng bộ điều khiển PID (PD) [4, 5]. Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển như hình 6.

Hình 6. Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển ở chế độ cán thô

Hình 7. Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển ở chế độ cán thô khi khối điều chỉnh lực căng dùng bộ điều khiển

PID kết hợp với bộ điều khiển mờ


Trong thực tế để phát huy hết ưu điểm của bộ điều khiển mờ và bộ điều khiển truyền thống, người ta thường dùng các hệ kết hợp giữa bộ điều khiển truyền thống và điều khiển mờ với nhau, do vậy ta có các hệ điều khiển mờ lai. Ta xét hệ điều khiển có cấu trúc 2 vòng, với mạch vòng thứ nhất là bộ điều khiển PID và vòng hai là bộ điều khiển mờ.

Bổ xung thêm bộ điều khiển mờ ta thiết kế với 1 biến đầu vào và 1 biến đầu ra. Với tính đơn giản và khả năng tính toán nhanh ta chọn luật hợp thành MAX-MIN. Từ đó thiết lập ra các luật mờ. Dựa vào các luật mờ đã thiết lập ta giải mờ bằng phương pháp cực đại theo nguyên lý trung bình để giải mờ là phù hợp nhất với việc tính toán đơn giản, tính liên tục và tính hợp lý của kết quả nhận được.Với bộ điều khiển mờ ta thiết kế thay vào sơ đồ hình 6, ta được sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển ở chế độ cán thô khi khối điều chỉnh lực căng dùng bộ điều khiển PID kết hợp với bộ điều khiển như hình 7 [6]. Kết quả mô phỏng cho 2 trường hợp sử dụng bộ điều khiển PID và bộ điều khiển PID kết hợp với BĐK mờ như hình 8 và hình 9.

Bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID kết

hợp với BĐK mờ

Hình 8. Kết quả mô phỏng với Td=10V

(Khi không tải)

Bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID kết

hợp với BĐK mờ

Hình 9. Kết quả mô phỏng với Td=10V (có tải)

KẾT LUẬN

Qua khảo sát, tính toán và mô phỏng hệ thống truyền động trục cán ở chế độ cán thô chỉ dùng bộ điều khiển PID kết hợp bộ điều khiển mờ với các thông số cố định ta nhận thấy:

Chất lượng động của hệ thống truyền động tương đối đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thể hiện là tốc độ tăng đều và gia tốc giữ không đổi. Trong hệ thống có mạch vòng lực căng là mạch vòng chứa tính phi tuyến mà hệ thống chỉ mô phỏng với thông số cố định nên chất lượng của hệ thống chưa cao khi chưa kết hợp bộ điều khiển mờ. Do vậy, ta thấy dạng tín hiệu ra của dòng điện, tốc độ và lực căng có dao động. Vấn đề này đã được giải quyết khi chúng ta có thể dùng các phương pháp điều khiển hiện đại để nâng cao chất lượng hệ thống đó là dùng bộ điều khiển mờ.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi (2006), Trang bị điện – điện tử máy gia công kim loại, Nhà xuất bản Giáo dục. [2]. Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi (1999), Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.


102

[3]. Trần Thọ, Võ Quang Lạp (2008), Cơ sở điều khiển tự động truyền động điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [4]. Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab và Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

[5]. William S.Levine University of Maryland, Using Matlab to analyze and Design Control Systems. [6]. Nguyễn Trọng Thuần (2006), Điều khiển mờ và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

SUMMARY FUZZY CONTROL APPLICATIONS POWER REGULATION OF ROLL DRIVE SYSTEM TO SATISFY COARSE ROLL REQUIREMENT IN SMALL POWER CONTINUOUS HOT ROLLING LINE

Nguyen Thi Thu Hien*

College of Information Communication and Technology - TNU

In rolling technology requires: In coarse roll mode, moment is constant, power enables variable, but in finishing roll mode, moment enables variable, power is constant. In this paper analyze and synthetize a roll drives system operate at coarse roll mode in small power continuous hot rolling line. Drive system is having widespread in Viet Nam. Evaluation and studies results show real situation quality of system, help study to improve and develop system quality since. Key words: Drivetrain DC T-D model, system synthesis, simulation, fuzzy control, the feedback loop

Phản biện khoa học: TS. Phạm Đức Long – Trường Đại học CNTT & TT – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Thu Hà Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 103 - 108

103

PHÁT TRI ỂN NÔNG NGHIỆP SINH THÁI, HƯỚNG ĐI MỚI ĐỐI VỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Nguyễn Thị Thu Hà Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

Ngày nay chúng ta đang đứng trước nhiều vấn đề lớn như: vấn đề ô nhiễm môi trường, đất đai bạc màu, suy giảm đa dạng sinh học, bùng phát sâu bệnh,… Nền nông nghiệp nước ta cũng đang đứng trước nhiều thách thức không nhỏ: năng suất thấp, sử dụng nhiều phân bón hóa học, thuốc trừ sâu…đã gây ra nhiều vấn đề lớn đối với sức khỏe của con người, với xã hội… Do đó, những nhà sản xuất nông nghiệp đã cố gắng tìm ra một nền nông nghiệp mới có thể đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế xã hội một cách bền vững mà không làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và sức khỏe, cuộc sống của con người, đó là nền “nông nghiệp sinh thái”. Từ khóa: Nông nghiệp sinh thái, sản xuất nông nghiệp.

KHÁI NI ỆM NỀN NÔNG NGHIỆP SINH THÁI *

“N ền nông nghiệp sinh thái là nền nông nghiệp kết hợp hài hòa những cái ưu điểm, tích cực của hai nền nông nghiệp: nông nghiệp hóa học và nông nghiệp hữu cơ một cách hợp lý và có chọn lọc nhằm: thỏa mãn nhu cầu hiện tại nhưng không gây hại đến các nhu cầu của các thế hệ tương lai (nông nghiệp bền vững); thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của con người về sản phẩm nông nghiệp, nghĩa là phải đạt năng suất cao, phẩm chất nông sản tốt với mức đầu tư vật chất ít và hiệu quả kinh tế cao.” (Lê Văn Khoa, 1999, Nông nghiệp & Môi trường).

Hệ sinh thái nông nghiệp là một tổng thể bao gồm môi trường và những quần thể sinh vật (cây trồng, vật nuôi, cây rừng), các sinh vật gây hại (sâu, bệnh, chuột, cỏ dại, sinh vật gây bệnh cho vật nuôi...), các sinh vật có ích khác. Các yếu tố (đất, nước, khí hậu, môi trường), kể cả con người trong hệ sinh thái này được hình thành và biến đổi đều do hoạt động của con người. Mỗi hệ sinh thái phải có tính đồng nhất nhất định về các điều kiện vật lí, khí tượng, hoá học, thực vật học và động vật học. Các thành phần trong hệ sinh thái nông nghiệp có chức năng riêng và góp phần chu chuyển vật chất, năng lượng, các thành phần đó có quan hệ chặt chẽ và thống nhất, có phản ứng hệ thống với mọi loại hình tác động.


Cho đến nay nền nông nghiệp sinh thái còn chưa được hiểu một cách đầy đủ và đúng nghĩa. Đa số người ta cho rằng, sản xuất nông nghiệp theo các mô hình mới, hiện đại, áp dụng những tiến bộ khoa học kĩ thuật vào sản xuất… chỉ nhằm mục đích nâng cao hiệu quả kinh tế mà ít ai biết được rằng đây cũng chính là một nền nông nghiệp sinh thái. Tuy nhiên với các cấp độ khác nhau đó là những mô hình đơn giản như VAC, trước mắt chỉ nhằm vào lợi ích kinh tế, cải thiện đời sống. Với mức độ cao hơn đó là nông nghiệp sinh thái.

Sản xuất nông nghiệp theo nền nông nghiệp sinh thái đem lại nhiều hiệu quả mà hơn hết đó là lợi ích môi trường. Nền nông nghiệp sinh thái vừa cải thiện được môi trường sống vừa khai thác thêm được nguồn năng lượng, khiến tổn hại do ô nhiễm môi trường, lãng phí năng lượng và sự phá hoại tài nguyên đất giảm xuống độ thấp nhất. Từ đó đạt được sự thống nhất cao độ giữa ba lợi ích kinh tế, sinh thái và xã hội. Cho nên có thể nói, đây là một mô hình nông nghiệp bền vững, sẽ chiếm địa vị chủ yếu trong nền nông nghiệp tương lai.

Sản xuất nông nghiệp theo hướng sinh thái sẽ giúp giải quyết 3 vấn đề. Thứ nhất là không làm mất cân bằng sinh thái trên đồng ruộng. Vì lâu nay, sản xuất nông nghiệp ở nước ta đã sử dụng quá nhiều phân bón, thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa chất. Việc lạm dụng hóa chất đã khiến cho hệ sinh thái trên đồng ruộng bị mất cân bằng nghiêm trọng. Từ


104

đó, dẫn tới nhiều nguy cơ như dễ bùng phát dịch hại. Thứ hai là không ảnh hưởng xấu tới môi trường. Lâu nay, việc tác động nhiều vào đồng ruộng bằng hóa chất, bằng các biện pháp kỹ thuật không phù hợp đã gây tổn hại nhiều tới môi trường tự nhiên. Chẳng hạn nguồn nước ở nhiều nơi đang bị ô nhiễm vì phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật. Chất lượng đất trồng cũng đang bị suy giảm. Thứ ba là sản xuất nông nghiệp theo nền nông nghiệp sinh thái sẽ tạo ra những sản phẩm sạch mà sản xuất theo hướng sử dụng nhiều phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật và các chất kích thích sẽ không thể nào có được.

NỘI DUNG NỀN NÔNG NGHIỆP SINH THÁI

Khác với những nền nông nghiệp khác, nền nông nghiệp sinh thái cần phải đảm bảo các nội dung cơ bản sau:

- Tính đa dạng sinh học: Trong nền nông nghiệp truyền thống, mô hình canh tác độc canh đã làm hệ sinh thái mất cân bằng và các qui luật sinh thái bị thay đổi, nên rất dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố của môi trường. Vì vậy, tính đa dạng sinh học trong nền nông nghiệp sinh thái ở đây là phải đảm bảo các qui luật sinh thái tự nhiên và môi trường sinh thái phải được cân bằng. Thực hiện đa dạng sinh học cũng là thực hiện đa dạng hóa những nguồn thu nhập, giảm nguy cơ mất mùa toàn bộ. Như vậy, cần phải trồng nhiều giống cây trồng, vật nuôi khác nhau; thực hiện luân canh, xen canh; lai tạo giống mới… để có năng suất cao hơn; canh tác theo phương thức nông – lâm kết hợp; bảo tồn và giữ gìn các giống cây trồng, vật nuôi khác loài làm tăng tính đa dạng sinh học.

- Nuôi dưỡng đất cho đất sống: Đất được xem là một vật thể sống. “Đất sống” là loại đất có nhiều chất dinh dưỡng, có độ màu mỡ cao và đặc biệt trong đất có chứa nhiều sinh vật sống. Hoạt động của những sinh vật này ở trong đất sẽ là yếu tố có tính chất quyết định cho sức khỏe, độ dẻo dai và độ phì nhiêu của đất. Vì vậy, cần phải tạo những điều kiện thuận lợi để các sinh vật đất phát triển. Muốn nuôi dưỡng đất chúng ta cần: thường xuyên

bón phân hữu cơ; che phủ mặt đất để chống xói mòn, rửa trôi; tìm các biện pháp để khử các yếu tố gây hại cho đất.

- Đảm bảo tái sinh vật chất: Trong đất nông nghiệp, hầu như tất cả sản lượng sinh khối bị lấy đi khỏi đất sau thu hoạch mà không có gì trả lại cho đất hoặc có thì rất ít, hoặc do bón phân hóa học quá nhiều sẽ làm cạn kiệt dần độ phì nhiêu của đất, đất sẽ bị chai cứng, bạc màu… dẫn đến chu trình tái sinh của đất bị rối loạn và nảy sinh nhiều vấn đề khác trong quá trình sản xuất. Thực hiện tái sinh vật chất là tạo ra mối quan hệ đúng đắn giữa các thành phần và tác nhân của hệ sinh thái nông nghiệp như: rơm rạ sẽ được cày vùi lại trong đất để làm phân hữu cơ thay vì bị đốt hoặc mang dùng vào việc khác. Các loại cây trồng khác (ngô, đậu,…) sau khi thu hoạch sẽ được phơi khô để che phủ mặt đất chống xói mòn đất và làm phân hữu cơ khi bị mục.

- Cấu trúc nhiều tầng: Cơ cấu cây trồng trong nền nông nghiệp sinh thái chủ yếu là trải dài theo bề ngang nên cũng có những hạn chế nhất định. Do đó cần thực hiện gieo trồng theo phương thức nông lâm kết hợp, trồng xen vụ, trồng gối vụ….. để có thể khai thác khoảng không hiệu quả hơn.

Thực hiện nền nông nghiệp sinh thái cần phải tuân thủ theo một số nguyên tắc sau:

- Không phá hoại môi trường: Môi trường là yếu tố quan trọng hàng đầu của nền nông nghiệp sinh thái. Ở các nước phát triển vấn đề môi trường ngày càng được chú trọng. Người nông dân được nhận hỗ trợ nhiều từ những chương trình của Chính phủ. Họ không chỉ được tham gia bảo hiểm nông nghiệp do thất bát, dủi do của mùa màng mà hàng năm họ còn được nhận một khoản hỗ trợ nhiều hơn thế chỉ để duy trì hệ sinh thái đồng ruộng. Họ sản xuất không chỉ vì mục tiêu kinh tế mà họ nhắm đến mục đích môi trường. Họ trồng trọt, chăm bón một cách tự nhiên để duy trì màu xanh cho đồng ruộng. Đây là một thực tế mà lợi ích môi trường của nó đem lại lớn hơn gấp nhiều lần so với lợi ích kinh tế song nó vẫn được đầu tư phát triển. Thực tế cho thấy, nền nông nghiệp hiện nay đang diễn ra theo


105

một xu thế bất lợi cho chính con người. Họ chỉ chạy theo lợi ích kinh tế, sẵn sàng hủy hoại môi trường, sử dụng các chất hóa học để tăng năng suất… đã ảnh hưởng rất lớn đối với đời sống con người. Dư lượng các chất hóa học, thuốc trừ sâu, chất kích thích ảnh hưởng đến sức khỏe của con người là không thể tính được. Mặt khác, lượng phân bón hóa học sử dụng bình quân / ha ở một số địa phương có mức độ thâm canh cao đã gây áp lực lớn cho môi trường đất. Sử dụng phân khoáng liên tục, không kết hợp bón phân hữu cơ có thể làm cho đất trở nên chua hóa nhanh, chai cứng, giảm năng suất cây trồng. Cùng với vấn đề thuốc bảo vệ thực vật, tổng khối lượng chất thải chăn nuôi bình quân khoảng hơn 73 triệu tấn / năm cũng là nguồn gây ô nhiễm lớn. Không chỉ trồng trọt, chăn nuôi mà tình trạng phát triển nuôi trồng thủy sản tự phát, thiếu quy hoạch, thức ăn thừa không được xử lý, việc sử dụng kháng sinh tùy tiện cũng dẫn tới ô nhiễm môi trường xảy ra nghiêm trọng ở một số nơi.

- Đảm bảo năng suất ổn định: Sản xuất theo mô hình nông nghiệp sinh thái, ngoài việc tạo ra những sản phẩm sạch, an toàn có lợi cho sức khỏe con người còn làm tăng thêm giá trị của sản phẩm. Mặt khác còn giúp được người dân biết và có thói quen sử dụng sản phẩm an toàn, từ đó nâng cao thu nhập trên một đơn vị diện tích, góp phần cải tạo đất, cải tạo môi trường trong lành hơn. Ít tác động đến môi trường tự nhiên thì cũng ít bị ảnh hưởng bởi thiên tai, dịch bệnh hơn vì thế mà năng suất cây trồng được đảm bảo hơn, ít gặp rủi do hơn…

- Đảm bảo khả năng thực thi, ít phụ thuộc vào bên ngoài: Nếu như nền nông nghiệp hàng hóa phụ thuộc lớn vào các yếu tố bên ngoài: Các chất hóa học như phân bón, thuốc trừ sâu…thì nền nông nghiệp sinh thái lại chỉ dựa vào khả năng sản xuất và các yếu tố môi trường tự nhiên là chính. Việc không hoặc rất ít sử dụng các chất hóa học vào sản xuất làm giảm thiểu tới mức tối đa chi phí và sự ảnh hưởng của nó đến môi trường tự nhiên, trước hết đó là môi trường đất, nước và không khí.

Việc sử dụng các phương pháp sinh học vào sản xuất nông nghiệp không những đem lại nhiều lợi ích về kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn đối với sức khỏe của con người.

- Ít lệ thuộc vào hàng nhập ngoại: Với cấu trúc nhiều tầng, cơ cấu cây trồng trong nền nông nghiệp sinh thái phong phú tạo ra nhiều loại sản phẩm có chất lượng tốt đảm bảo cung cấp đủ cho nhu cầu tại chỗ của người dân chính vì vậy mà ít phải lệ thuộc vào những mặt hàng nhập ngoại. Mặt khác, lòng tin của người dân dần được hình thành sẽ tạo dựng thói quen sử dụng những loại sản phẩm này mà quên đi tư tưởng “sính ngoại” tr ước đây của người dân.

Trong nền nông nghiệp sinh thái, các ruộng cây trồng trao đổi năng lượng với khí quyển bằng cách nhận năng lượng bức xạ mặt trời, thông qua quá trình quang hợp của lá xanh tổng hợp thành các chất hữu cơ, đồng thời có sự trao đổi CO2 với khí quyển và đất, đạm và các chất khoáng với đất. Tất cả các sản phẩm đó là năng suất sơ cấp của hệ sinh thái.

Trong các sản phẩm của cây trồng như lúa, màu, thức ăn gia súc có tích lũy năng lượng, protein và các chất khoáng. Năng lượng và vật chất trong lương thực – thực phẩm được cung cấp cho khối dân cư. Ngược lại, con người trong quá trình lao động cũng cung cấp năng lượng cho ruộng cây trồng. Ngoài ra các chất bài tiết của con người (phân, nước tiểu) được trả lại cho đồng ruộng dưới dạng chất hữu cơ. Một phần lương thực làm thức ăn cho gia súc cung cấp cho các trang trại chăn nuôi và vật nuôi gia đình. Vật nuôi chế biến, tổng hợp năng lượng và vật chất của cây trồng thành các sản phẩm chăn nuôi đó chính là năng suất thứ cấp của hệ sinh thái. Các chất bài tiết của vật nuôi trả lại cho đồng ruộng qua phân bón… Chính quá trình này tạo nên những chu trình tương đối khép kín trong phạm vi nhỏ của hệ sinh thái.

MỘT SỐ MÔ HÌNH HIỆU QUẢ CỦA NỀN NÔNG NGHIỆP SINH THÁI

Hiện nay, ở Việt Nam đã xuất hiện nhiều mô hình nông nghiệp sinh thái như: mô hình


106

Vườn - Ao - Chuồng, Vườn - Ao - Chuồng - Rừng; mô hình Nông - Lâm - Đồng cỏ, Nông - Lâm kết hợp; Rừng - Ruộng bậc thang... Sau đây là một số mô hình tiêu biểu.

Mô hình Vườn – Ao – Chuồng (VAC)

VAC là một hệ thống sản xuất kết hợp giữa ba bộ phận trồng trọt, chăn nuôi và thủy sản. Trong đó sản phẩm hay phế phẩm của bộ phận này có thể dùng để tạo nên sản phẩm của bộ phận khác có giá trị cao hơn và trong hệ thống này hầu như không có phế liệu nào cả.

Thực chất nó là một hệ thống sản xuất kết hợp gồm vườn, ao, chuồng của một hộ gia đình. Trong đó thứ phẩm của đơn vị này được dùng để tạo ra sản phẩm của đơn vị khác. Đây là mô hình đã được bà con áp dụng từ lâu và cũng đem lại nhiều hiệu quả kinh tế. Mô hình này được đông đảo người dân áp dụng bởi nó phù hợp với khá nhiều địa phương của nước ta.

Ưu điểm của mô hình này là sự kết hợp sử dụng một cách triệt để các dòng dinh dưỡng vật chất đầu vào và đầu ra của từng phân hệ theo một chu trình khép kín, tận dụng tối đa những phế phụ phẩm trong quá trình sản xuất để tạo nên đầu ra lớn hơn trên toàn hệ thống nhưng không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.

- Vườn: Cây trồng vừa có thể cung cấp rau quả cho nông hộ vừa cung cấp thức ăn cho chăn nuôi (chuồng) và ao cá.

- Ao cá: Cung cấp các giá trị dinh dưỡng cao, cải thiện đời sống cho nông hộ đồng thời ao cung cấp nước tưới cho vườn cây và thức ăn cho chăn nuôi.

- Chuồng: vừa cung cấp phân bón cho trồng trọt (vườn) lại vừa làm thức ăn cho cá (ao).

Nhiều địa phương đã áp dụng thành công mô hình này là huyện Châu Thành và Tân Châu của tỉnh An Giang điển hình là hệ canh tác VAC của nông dân Nguyễn Đa ở huyện Tân Châu đã đem lại lợi nhuận khá cao mỗi năm khi áp dụng mô hình trên (Nguyễn Trần Nhẫn Tánh, 2003).

Có thể nói đây là một trong những mô hình sản xuất nông nghiệp nhằm tối ưu hóa các

nguồn lực để tạo ra sản phẩm và mang tính bền vững.

Mô hình ruộng lúa bờ hoa

Mô hình “ruộng lúa bờ hoa” là cách nói của nông dân Nam bộ khi đề cập đến chương trình “Công nghệ sinh thái” được Ủy ban nhân dân tỉnh An Giang và Viện Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) tổ chức chuyển giao kỹ thuật với “Công nghệ sinh thái” là chương trình trồng hoa quanh ruộng lúa để phòng trừ sâu bệnh và chương trình này đã được thử nghiệm tại An Giang, Tiền Giang trong năm 2010 và vụ đông xuân năm 2011 vừa qua. Theo đó, việc chọn các giống hoa dại phù hợp trồng quanh ruộng lúa để dẫn dụ thiên địch có khả năng tiêu diệt rầy nâu và các côn trùng gây hại khác là rất quan trọng. Một số loài hoa thường được trồng hiện nay là: Xuyến chi, Cúc mặt trời, Cúc cánh giấy, Sao nhái, Mè, đay, các cây họ đậu,…

Theo các nhà khoa học, hoa gồm có 2 phần: mật và phấn hoa. Các loài côn trùng thích ăn mật hoa và phấn hoa vì có nhiều chất đường, protein... Đặc biệt, cây trồng ra hoa màu trắng và màu vàng có nhiều phấn sẽ càng thu hút nhiều thiên địch. Chúng sẽ đến hút mật, đẻ trứng và tấn công các loài sâu hại nên nông dân không phải sử dụng thuốc trừ sâu.

Vụ hè thu năm 2011 vừa qua, An Giang đã chọn 4 huyện để hỗ trợ thực hiện mô hình ứng dụng công nghệ sinh thái “ruộng lúa bờ hoa” gồm các xã: An Hòa (Châu Thành), Khánh Hòa (Châu Phú), Định Thành (Thoại Sơn) và Tân Tuyến (Tri Tôn). Kết quả là việc trồng xen các loại hoa để xua đuổi côn trùng đã hạn chế rất nhiều sâu bệnh trên ruộng lúa, đồng thời đạt hiệu quả kinh tế cao do giảm chi phí thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ con người (Theo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2011).

Hệ thống canh tác nông - lâm bền vững trên đất dốc

Đây là hệ thống canh tác kết hợp lĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp một cách khoa học, có sự hỗ trợ với nhau, nhằm khai thác tốt


107

các tiềm năng phát triển của vùng đất dốc trên núi: Nông - Lâm - Đồng cỏ, Nông - Lâm kết hợp; Rừng - Ruộng bậc thang,…

Mô hình nông - lâm kết hợp là một hệ thống quản lý đất đai trong đó các sản phẩm của rừng và trồng trọt được sản xuất cùng lúc hay kế tiếp nhau trên các diện tích đất thích hợp để tạo ra các lợi ích kinh tế, xã hội và sinh thái cho cộng đồng dân cư tại địa phương (PCARRD, 1979).

Ưu điểm của mô hình nông lâm kết hợp là tăng được sản phẩm cần dùng hàng ngày, đồ dùng, củi đun, thức ăn,... Tạo thêm việc làm, tận dụng được mọi nguồn lao động ở nông thôn. Tăng cường tiếp cận với kỹ thuật, thị trường, nâng cao trình độ hiểu biết của người dân. Tận dụng nguồn năng lượng mặt trời và đất đai, nâng cao được sinh khối trên đơn vị diện tích. Giữ gìn được cân bằng sinh thái đảm bảo cho sự phát triển ổn định lâu bền. Mô hình nông lâm kết hợp được áp dụng khá hiệu quả tại những vùng đất dốc: Tại miền Bắc đó là vùng Trung du miền núi Bắc Bộ với địa hình dốc là chủ yếu thì đây là mô hình sản xuất thích hợp nhất. Ngoài ra tại các địa phương khác, tùy vào điều kiện cụ thể của địa phương mà vận dụng cho phù hợp, bởi nước ta có tới 3/4 diện tích là đồi núi.

Nhìn chung đây là mô hình đã được đông đảo bà con áp dụng dựa trên sự vận dụng, kết hợp với những kiến thức bản địa. Với mỗi địa phương lại có sự áp dụng một cách linh hoạt cho phù hợp với điều kiện cụ thể của địa phương mình để đạt hiệu quả cao nhất. Đó là sự kết hợp linh hoạt giữa các mô hình nông nghiệp sinh thái. Tại An Giang, tiêu biểu là ở huyện Tri Tôn, huyện Thoại Sơn (Các huyện này đã triển khai mô hình Rừng - Vườn - Ao - Chuồng). Đặc biệt trong giai đoạn tới, huyện Tri Tôn sẽ phát triển thêm một số mô hình đang trong giai đoạn thử nghiệm: Trồng cây thảo dược dưới tán cây rừng; nuôi heo rừng kết hợp với trồng rừng… (Theo Sở Khoa học & Công nghệ An Giang, 2011).

Trên lãnh thổ trên đất liền của Việt Nam có thể chia thành tám vùng theo hệ sinh thái nông nghiệp. Vùng Tây Bắc, Vùng Đông Bắc,

Vùng đồng bằng sông Hồng, Vùng Bắc Trung bộ, Vùng Nam Trung bộ, Vùng Tây Nguyên, Vùng Đông Nam bộ, Vùng Tây Nam bộ mỗi vùng sẽ phù hợp với một hoặc một số mô hình nào đó tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng địa phương.

Nền nông nghiệp sinh thái kết hợp một cách hài hòa và phù hợp giữa 2 nền nông nghiệp: nông nghiệp hóa học và nền nông nghiệp sinh học. Bằng các tiến bộ khoa học, sinh thái học phải làm cho năng suất sinh học của các hệ sinh thái không ngừng được nâng cao mà hệ sinh thái này vẫn bền vững để tiếp tục sản xuất.

Nền nông nghiệp sinh thái không loại trừ việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, chọn giống nhân tạo,… Mà là sử dụng hợp lý, tiếp tục phát huy nông nghiệp truyền thống, tránh những giải pháp công nghệ đem đến sự hủy hoại môi trường.

KẾT LUẬN

Nông nghiệp sinh thái là một hướng đi hoàn toàn mới cho những người nông dân, những nhà sản xuất nông nghiệp hiện đại. Nó không chỉ đem lại lợi ích kinh tế mà còn mang lại những giá trị to lớn về môi trường – một trong những giải pháp góp phần cải thiện môi trường sống của chúng ta hiện nay.

Sản xuất nông nghiệp vốn đã mang trong nó bản chất sinh thái, sản xuất nông nghiệp muốn phát triển có hiệu quả và ổn định đương nhiên phải phù hợp với điều kiện đất đai, khí hậu, thời tiết, thuỷ văn, môi trường và quần thể sinh vật tạo nên hệ sinh thái nông nghiệp. Chính sự phù hợp đó làm cho cây trồng vật nuôi phát huy mọi ưu thế và tác động lẫn nhau để tồn tại và phát triển, đó là một nền nông nghiệp sinh thái hay cũng chính là nông nghiệp bền vững, một nền nông nghiệp sinh thái, hay bền vững đều mang lại hiệu quả kinh tế và hiệu quả xã hội. Nhưng ngược lại, một nền sản xuất nông nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế cao, chưa chắc đã là một nền nông nghiệp sinh thái và bền vững nếu như nó không có tác động đến bảo vệ môi trường sinh thái.


108


1. Dương Quảng Châu (2011), Mô hình Khe Soong, Sơn Kim1, Hương Sơn, Hà Tĩnh. Nông nghiệp sinh thái và phát triển bền vững nông thôn miền núi. 2. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Đức Lương, Nguyễn Thế Truyền, (1999), Nông nghiệp & môi trường, Nhà xuất bản Giáo dục.

3. Bùi Thanh Thinh. 28/02/2011. Hội thảo mô hình nông nghiệp sinh thái.: http://www.longan.gov.vn/chinhquyen/hthoa/Pages/Hoi-thao-mo-hinh-nong-nghiep-sinh-thai.aspx 4. Hỗ trợ phát triển phương thức tiếp cận nông nghiệp sinh thái ở vùng trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam. http://www.ambafrance-vn.org/

5. VTC 16. Phim tài liệu tiếng Việt "Kỹ thuật canh tác đất dốc bền vững".

SUMMARY ECOLOGICAL AGRICULTURE DEVELOPMENT, NEW DIRECTIONS FOR AGRICULTURAL PRODUCTION

Nguyen Thi Thu Ha * College of Education – TNU

Today we are facing major problems such as environmental pollution, discolored soil, biodiversity reduced, major outbreaks of pests... Agriculture in of our country is facing many significant challenges: Cost of lost productivity, using multiple of chemical fertilizers pesticide... has caused major many issues for human health and society... Therefore, the farmers agriculture production has been tried to figure out a new agriculture can satisfy demand economic and social development a sustainable manner that does not affecting the the ecological environment and human health, the life of man which is the the "ecological agriculture" . Key words: ecological agriculture, agriculture.

Phản biện khoa học: PGS.TS. Lê Ngọc Công – Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Duyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 109 - 113

109

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VITAMIN B1 TRONG MỘT SỐ LOẠI GẠO VÀ RAU TRÊN THI ẾT BỊ CỰC PHỔ VA797

Nguyễn Thị Duyên, Vũ Thị Ánh*, Nguyễn Thị Hải, Nguyễn Thương Tuấn Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Các tác giả đã nghiên cứu xây dựng được quy trình phân tích vitamin B1 trên thiết bị Cực phổ VA797, trong đó: Vitamin B1 trong các mẫu gạo, rau được chiết bằng axit clohydric 0,1N trong điều kiện đun sôi cách thuỷ, dung dịch chiết được điều chỉnh về pH = 4÷4,5 bằng dung dịch CH3COONa. Các điều kiện tối ưu là: dung dịch đệm axetat pH = 6,6; thời gian sục khí 200s. Hệ số thu hồi của phương pháp trên các mẫu gạo và mẫu rau đạt từ 80,22 ÷ 93,39%, nằm trong giới hạn cho phép của AOAC. Các kết quả phân tích hàm lượng vitamin B1 trên mẫu gạo thu thập được dao động từ 0,615 ÷ 3,420mg/kg; mẫu rau từ 0,060 ÷ 0,147mg/kg. Các thông số nghiên cứu đều phù hợp với TCVN 6910:2001 về độ chính xác của phương pháp và kết quả đo. Từ khoá: Vitamin B1, phương pháp cực phổ, dung dịch đệm, hệ số thu hồi, mẫu gạo, mẫu rau…

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Vitamin B1 (Vit B1) có tên khoa học là thiamin là một trong những hợp chất quan trọng, đóng vai trò thiết yếu trong các quá trình sinh hoá xảy ra trong cơ thể sống. Thiếu Vit B1 sẽ gây ra một số bệnh nguy hiểm có thể dẫn đến tử vong. Các loại thực phẩm như: thịt, cá, rau xanh … là nguồn cung cấp Vit B1 tự nhiên rất tốt cho cơ thể [5]. Ở Việt Nam, phương pháp xác định Vit B1 chủ yếu áp dụng các phương pháp thủ công có độ chính xác không cao, một số phòng thí nghiệm lớn sử dụng thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao đèn huỳnh quang (HPLC), tuy nhiên chi phí phân tích cho một mẫu là tương đối cao. Theo nghiên cứu, Vit B1 là một hợp chất có tính khử, có thể phân tích bằng các phương pháp điện hoá, đặc biệt là phương pháp Vôn – Ampe hoà tan trên máy cực phổ . Đây là một trong những phương pháp phân tích hữu cơ nhanh và đạt được độ chính xác cao, ngoài ra chi phí cho máy móc thiết bị và hoá chất phù hợp với điều kiện của các phòng thí nghiệm ở Việt Nam [4].


ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

* Đối tượng nghiên cứu: Một số loại gạo và

rau đang được sử dụng cho người trên địa bàn

thành phố Thái Nguyên

* Nội dung nghiên cứu:

- Xây dựng quy trình tách, chiết Vit B1 trong

một số loại gạo và rau được nghiên cứu.

- Lựa chọn một số điều kiện tối ưu để phân

tích hàm lượng Vit B1 trên thiết bị cực phổ

VA797.

- Đánh giá hệ số thu hồi của quy trình phân

tích đã xây dựng được.

- Áp dụng quy trình để phân tích Vit B1 trong

một số loại gạo và rau.

* Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp lấy mẫu:

Mẫu gạo được lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam

5451:1991;

Mẫu rau được lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam

9016:2011;

- Phương pháp phân tích Vit B1


110

Chương trình chạy máy Cực phổ VA 797 phân tích Vit B1 [7]

Thông số Yêu cầu

Chế độ đo Xung vi phân (DP)

Cường độ dòng thấp nhất 100nA

Cường độ dòng cao nhất 10mA

Điện cực DME

Kích thước giọt 4

Tốc độ khuấy 2000rpm Thời gian khuấy sau khi cho mẫu

3s

Thời gian cân bằng trước khi quét thế

10s

Thế bắt đầu -1,5V

Thế kết thúc -1,0V

Bước nhảy thế 6mV


Quy trình tách chiết Vit B1 trong gạo, rau Dựa vào một số tính chất lý, hoá học của Vit B1, chúng tôi xây dựng quy trình tách chiết Vit B1 trong mẫu rau, gạo như sau:

Khảo sát, lựa chọn một số điều kiện tối ưu Chọn nền Trong nền axit xitric – hidrophotphat không xuất hiện peak ở hai giá trị pH= 5,0 và

pH=6,0. Peak chỉ xuất hiện ở giá trị pH = 6,6 với thế đỉnh peak Ep = -1,44 và cường độ dòng Ip = -56nA, tuy nhiên peak lên bị nhiễu (hình 1). Bảng 1. Khảo sát sóng cực phổ của VitB1 trong

các nền đệm khác nhau

pH 5,0 6,0 6,6

Đệm axit xitric –

hidrophotphat

Ep (mV)

- - -1,44

Ip (nA) - - -56

Đệm axetat

Ep (mV)

- -1,30

-1,27

Ip (nA) -401

- 523

-568

Đệm photphat

Ep (mV)

- -1,39

-1,24

Ip (nA) - -367

-240

Ghi chú: Dấu (-) thể hiện không xuất hiện peak

Hình 1. Đệm axit xitric – hidrophotphat, pH=6,6

Hình 2. Đệm axetat, pH=6,6

-1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5

-200n

-400n

-600n

Cân 5÷15g mẫu đã đồng nhất

+ 100ml HCl 0,1N Đun sôi cách thuỷ 40÷45 phút

Để nguội, chỉnh pH=4÷4,5 bằng CH3COONa

Định mức 250ml

Lọc qua giấy lọc

Thu dịch lọc mẫu

Cực phổ

Đồng nhất mẫu

Determination of Vitamine B1 (thiamine) vitamine b1

-1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5

-200n

-600n

-400n

Vit.B1


111

Trong nền đệm axetat, xuất hiện peak ở cả 3 giá trị pH khảo sát, peak lên đều, cân đối (hình 2). Thế đỉnh peak (Ep) nằm trong khoảng từ -1,19V đến – 1,30V. Chiều cao peak thay đổi theo giá trị pH, tại khoảng pH = 6,6 Ip đạt cao nhất.

Trong nền đệm photphat, xuất hiện peak ở hai giá trị pH khảo sát 6,0 và 6,6 peak lên bị nhiễu. Thế đỉnh peak (Ep) nằm trong khoảng từ -1,24V đến – 1,39V. Chiều cao peak thay đổi theo giá trị pH, tại khoảng pH = 6,6 Ip đạt cao nhất, tuy nhiên peak lên nhiễu (hình 3).

Từ những nghiên cứu trên, với mục đích chọn được dung dịch nền thích hợp cho quy trình phân tích Vit B1 bằng phương pháp cực phổ và thao tác pha chế đơn giản, tiết kiệm, chúng tôi chọn nền đệm axetat có pH=6,6 là dung dịch đệm cho các thí nghiệm tiếp theo.

Ảnh hưởng của oxi hòa tan Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của oxi hòa tan đến sóng cực phổ của Vit B1 ở nồng độ 0,05mg/l bằng cách sục khí nitơ vào phễu đo. Chiều cao sóng cực phổ được đo sau các khoảng thời gian 0s, 60s, 90s, 120s, 200s, 300s suc khí. Kết quả được thể hiện ở bảng 2.

Qua bảng 2 ta thấy, ở thời gian sục khí là 0, 60, 90s các peak của Vit B1 chưa ổn định do oxi hòa tan chưa được đuổi hết. Sau 120s sục khí các peak xuất hiện tương đối ổn định, tuy nhiên chiều cao peak không đều. Sau 200s, tại khoảng nồng độ Vit B1 là 0,05mg/l oxi hòa tan không còn ảnh hưởng đến sóng cực phổ của Vit B1. Như vậy, để đảm bảo trong mọi trường hợp oxy hòa tan được đuổi hết không

ảnh hưởng đến phép đo, cũng như tiết kiệm thời gian phân tích chúng tôi chọn 200s là thời gian sục khí niơ ban đầu trong các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 2. Ảnh hưởng của oxi hòa tan đến sóng cực phổ

t (s) Ip (nA)

pI (nA) Lần 1 Lần 2 Lần 3

0 - - - -

60 - -520 - -

90 -512 -564 - -

120 -365 -340 -392 -365,7

200 -340 -338 -339 -339,0

300 -331 -342 -336 -336,3

Ghi chú: Dấu (-) thể hiện không xuất hiện peak

Hệ số thu hồi của quy trình thử nghiệm

Hệ số thu hồi của quy trình trên các mẫu thử nghiệm được thể hiện qua bảng 3. Hệ số thu hồi của phương pháp trên các mẫu gạo và rau đạt từ 80,22 ÷ 93,39%. Trong đó, trung bình hệ số thu hồi của mẫu gạo đạt 91,91%, mẫu rau đạt 82,84%. Như vậy, mẫu gạo cho hệ số thu hồi cao hơn mẫu rau 9,07%. Tuy nhiên hệ thu hồi của các mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép của AOAC (80 -110%) [6].

Bảng 3. Hệ số thu hồi Vit B1 đối với các mẫu nông sản thực phẩm

Mẫu m mc Cm Cm +c R

(g) (µg) (mg/kg

) (mg/kg

) (%)

Gạo Khang

dân 10,1732 30 0,71 3,36 89,86

Gạo Bao thai

10,5719 30 0,62 3,27 93,39

Gạo Bắc thơm

11,0976 30 0,84 3,34 92,48

Trung bình hệ số thu hồi ( R ) 91,91

Rau cải 12,5890 30 0,06 2,06 83,93

Rau dền 12,3415 30 0,08 2,03 80,22

Rau lang 12,4061 30 0,10 2,14 84,36

Trung bình hệ số thu hồi ( R ) 82,84

Hình 3. Đệm photphat, pH=6,6

-1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5


112

Áp dụng quy trình để phân tích một số mẫu nông sản

Bảng 4. Kết quả phân tích hàm lượng Vit B1 trong mẫu gạo

Tên mẫu P mẫu (g)

Nồng độ (mg/l)

HL Vit B1 (mg/kg)

Hạt gạo nguyên 1

5,1776 0,061 2,945

Hạt gạo nguyên 2

5,4822 0,075 3,420

Gạo Bao thai 10,1732 0,029 0,713

Gạo Bắc thơm 10,5719 0,026 0,615

Gạo Nếp nương 10,0010 0,034 0,847

Gạo Tám 9,1221 0,031 0,843

Gạo tẻ thường 9,9080 0,029 0,802

Kết quả thu được trong bảng 4 cho thấy, các mẫu gạo khác nhau có hàm lượng vit B1 khác nhau, dao động từ 0,615÷ 3,420 mg/kg. Trong các mẫu gạo phân tích, có 02 mẫu hạt gạo nguyên còn vỏ cám có hàm lượng cao hơn so với các mẫu gạo trắng còn lại và 02 mẫu có hàm lượng Vit B1 thấp hơn so với tiêu chuẩn chất lượng gạo cho phép (0,8 mg/kg) [1], các mẫu gạo còn lại đều đạt tiêu chuẩn chất lượng. Kết quả nghiên cứu trên hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu của Lê Thị Khánh Loan (2010) [2].

Bảng 5. Kết quả phân tích hàm lượng Vit B1 trong mẫu rau

Tên mẫu P mẫu (g) Nồng độ (mg/l)

HL VitB1 (mg/kg)

Rau cần tây 10,2129 0,006 0,147

Rau dền 12,3415 0,004 0,081

Rau lang 12,4061 0,005 0,101

Rau ngót 11,1045 0,005 0,113

Rau cải 12,5890 0,003 0,060

Rau cải xanh 11,2956 0,005 0,111

Qua bảng 5 ta thấy, trong các mẫu rau nghiên cứu đều có chứa Vit B1, các mẫu khác nhau thì có hàm lượng Vit B1 khác nhau, dao động từ 0,060÷0,147 mg/kg. Kết quả nghiên cứu trên phù hợp với kết quả đã công bố của Viện dinh dưỡng.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Kết luận - Đã nghiên cứu xây dựng được quy trình tách chiết Vit B1 trong một số loại nông sản bằng axit clohydric 0,1N trong điều kiện đun sôi cách thuỷ và khảo sát chọn được dung dịch đệm thích hợp cho phân tích vit B1 là đệm axetat, pH =6,6 với thời gian sục khí thích hợp là 200s.

- Đã tiến hành đánh giá hệ số thu hồi của phương pháp trên nền mẫu rau và mẫu gạo đạt 80,22 ÷ 93,39% và áp dụng quy trình xác định Vit B1 trong một số mẫu gạo và rau thu thập trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.

- Các thông số kỹ thuật, độ chính xác đều phù hợp với TCVN 6910:2001 và nằm trong giới hạn cho phép của AOAC [3],[6].

Đề nghị Tiếp tục nghiên cứu khảo sát một số điều kiện và các nền mẫu khác để quy trình hoàn thiện hơn.


[1]. Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn (2000), Tuyển tập tiêu chuẩn thóc gạo của Việt Nam, một số nước và tổ chức quốc tế. [2]. Lê Thị Khánh Loan (2010). So sánh tác dụng của một số enzym thủy phân để xác định hàm lượng vitamin b1 trong gạo, Viện ĐH mở Hà Nội. [3]. Tổng cục đo lượng chất lượng, TCVN 6910:2001, Độ chính xác của phương pháp và kết quả đo. [4]. Từ Vọng Nghi, Phạm Luận, Trần Chương Huyến (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, Chương trình hợp tác KHKT Việt Nam – Hà Lan. [5]. Viện kiểm nghiệm (1976). Định lượng vitamin, Nxb Y học, p180-231 [6]. Officical Methods of Analysis of AOAC International (1997), Volume I, sixteenth edition, 3rd renvision. [7]. Peter A. bruttel (2008), Voltammetric analysis methods in electroplating, Metrohm Ltd, Herisau, Switzerland.


113

SUMMARY STUDY ON BUILDING THE PROCEDURE OF DETERMINING VITA MIN B1 IN SOME KINDS OF RICE AND VEGETABLE WITH COMPUTRACE VA797

Nguyen Thi Duyen, Vu Thi Anh*, Nguyen Thi Hai, Nguyen Thuong Tuan

College of Agriculture & Forestry – TNU

The authors have studied and successfully built procedure of determining vitamin B1 on computrace VA797, in which: Vitamin B1 in rice and vegetable samples were extracted with hydrochloric acid 0.1 N in water-bath conditions; then the solution was adjusted with CH3COONa to pH = 4÷4.5. The experimental research had showed that the acetate buffer solution (pH = 6.6) and aeration time in 200s were optimal factors for determining vitamin B1 by polarographic method. The recovery coefficient of the method with rice and vegetable samples were from 80.22 to 93.39%, within the limitation allowed by the AOAC. The vitamin B1 content in rice samples ranged from 0.615 ppm to 3.420 ppm and from 0.060 ppm to 0.147 ppm with vegetable samples. The findings of the research were satified with TCVN 6910:2001 for the accuracy of the method and results. Key words: Vitamin B1, polarographic method, buffer solution, recovery factor, rice samples, vegetable samples…

Phản biện khoa học: PGS.TS. Lương Thị Hồng Vân – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên



114

Phạm Thị Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 115 - 118

115

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ NẤM MEN Saccharomyces cerevisiae (STH) ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC ỔI LÊN MEN

Phạm Thị Vinh*, Vũ Thị Hạnh, Trần Thị Lý

Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Lượng nấm men khởi động ban đầu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phát triển nhanh hay chậm của quá trình lên men nước ổi. Quả ổi sau khi được nghiền tách lấy dịch quả và phối chế với nồng độ 35% dịch quả. Dịch quả được bổ sung đường tăng nồng độ chất khô hòa tan lên 180Bx, sau đó tiến hành bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae (STH) với nồng độ nấm men ban đầu từ 0,005% - 0,03%, tiến hành lên men ở nhiệt độ 300C trong thời gian 5 ngày. Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ nấm men ban đầu bổ sung 0,005% là nồng độ thấp nhất nhưng lượng cồn tạo ra vẫn đạt yêu cầu của sản phẩm nước giải khát lên men có độ cồn thấp, hơn nữa qua đánh giá cảm quan tại nồng độ 0,005% vẫn cho trạng thái màu sắc, mùi và vị đạt tốt nhất. Từ khóa: nấm men, nước ổi, đường, axit, lên men.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Sản phẩm nước quả lên men độ cồn thấp là một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi cho sức khoẻ [1]. Sản phẩm này hiện nay đang là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới, đặc biệt là các nước Anh, Pháp, Mỹ. Người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ bởi vì giá trị dinh dưỡng của nó mà còn bởi vì đây là một loại đồ uống giá rẻ, thích hợp đối với mọi lứa tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em.

Ổi là loại cây ăn quả thích nghi được với những điều kiện sinh thái đa dạng và có nhiều chủng. Trong thành phần quả ổi có chứa nhiều các chất dinh dưỡng, đặc biệt là có hàm lượng vitamin C cao. Các sản phẩm chế biến từ quả ổi như necta ổi, nước quả giải khát, nước ổi lên men đã được sản xuất và tiêu thụ trên thị trường trong nước cũng như xuất khẩu.

Sản phẩm thực phẩm lên men là các dạng thực phẩm đã được nghiên cứu và sản xuất từ lâu ở trên thế giới như một số loại thực phẩm lên men từ rau, quả và ở nước ta như các loại sữa chua, phomat lên men. Nấm men là những vi sinh vật có lợi có tác dụng tốt đối với sức khỏe con người [4]. Tuy nhiên, việc ứng dụng chúng vào thực phẩm ở nước ta vẫn còn hạn chế. Do đó, việc ứng dụng nấm men


vào chế biến thực phẩm đặc biệt là nước quả ở nước ta hiện nay là rất cần thiết. Ứng dụng nấm men vào thực phẩm là một hướng nghiên cứu mới nhằm đa dạng hóa sản phẩm, tăng chất lượng và tạo ra những sản phẩm thực phẩm có lợi cho sức khỏe, đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng ngày càng cao.

Chủng nấm men S. cerevisiae (thường dùng trong nghề chế biến rượu) thường được dùng trong lên men thực phẩm có tác dụng làm tăng lượng vitamin B1, vitamin PP và biotin [2]. Mặc dù có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng chủng nấm men S. cerevisiae trên nhiều sản phẩm lên men nhưng chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về việc sử dụng nấm men S. cerevisiae trên sản phẩm lên men nước ổi. Vì vậy, việc tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm cho sản phẩm lên men nước ổi là điều hết sức cần thiết. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nấm men S. cerevisiae cho sản phẩm nước ổi lên men nhằm phục vụ thiết thực cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu về sản phẩm nước quả lên men có độ cồn thấp.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật li ệu thí nghiệm - Nấm men: sử dụng chủng nấm men S. cerevisiae (SHT – tạo cồn và hương) để bổ sung vào lên men nước quả ổi.

Phạm Thị Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2:115 - 118

116

Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn với 3 lần lặp lại. Ổi sau khi làm sạch, nghiền ép lấy dịch quả và phối chế dịch quả 35%, bổ sung hàm lượng đường để làm tăng hàm lượng chất khô lên 180Bx, bổ sung nấm men SHT với các nồng độ khác nhau như sau:

Công thức Nồng độ nấm men (%) CT1 0,005 CT2 0,01 CT3 0,02 CT4 0,03

- Nước ổi sau khi bổ sung nấm men được lên men ở nhiệt độ 300C trong vòng 5 ngày. Sau 5 ngày lên men chúng tôi tiến hành xác định các chỉ tiêu: hàm lượng đường tổng số, axit tổng số, nồng độ cồn và đánh giá chất lượng cảm quản dịch quả.

Các phương pháp phân tích

Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hoá sinh

- Xác định hàm lượng đường tổng số qua việc xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp Bertrand [5].

- Xác định hàm lượng acid hữu cơ tổng số bằng phương pháp chuẩn độ NaOH 0,1 N với chỉ thị màu phenolphtalein [3].

- Xác định nồng độ cồn bằng phương pháp đo bằng rượu kế sau khi đã chưng cất để tách rượu ra khỏi chất hòa tan [6].

Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan dịch quả

Đánh giá chất lượng cảm quan của nước quả bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3216 – 1994.

Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu thí nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và Microsoft Excel.


Ảnh hưởng của nồng độ nấm men STH đến sự biến đổi hàm lượng đường tổng số (%) trong quá trình lên men nước ổi

Nồng độ nấm men tiếp giống ban đầu ảnh hưởng đến khả năng sử dụng đường.

Đồ thị 1: Sự biến đổi của hàm lượng đường

trong 5 ngày lên men tại các nồng độ nấm men khác nhau

Kết quả cho thấy nồng độ tiếp giống nấm men ban đầu có ảnh hưởng đến khả năng sử dụng hàm lượng đường trong quá trình lên men. Trong các ngày lên men hàm lượng đường giảm dần do nấm men sử dụng để tăng sinh khối và tạo ra sản phẩm. Với 4 nồng độ nấm men này, tốc độ phát triển và việc sử dụng đường trong quá trình lên men là khác nhau. Nồng độ nấm men càng cao, hàm lượng đường giảm càng mạnh.

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men STH đến sự biến đổi hàm lượng axit hữu cơ tổng số (%) trong quá trình lên men nước ổi Axit hữu cơ là thành phần tạo cho rau quả có mùi vị đặc trưng. Trong quá trình lên men dịch quả, hàm lượng axit hữu cơ tổng số thường giảm đi nhưng riêng từng axit có thể tăng lên [5], sự biến đổi này có ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng nước quả trong quá trình bảo quản [7].

Bảng 1: Sự biến đổi hàm lượng axit hữu cơ tổng số trong quá trình lên men với các nồng độ

nấm men khác nhau

Nồng độ nấm men STH (%)

Hàm lượng axit hữu cơ tổng số (%)

1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày 5 ngày

0,005 0,29a 0,35a 0,41a 0,47a 0,5a

0,01 0,31a 0,39a 0,43a 0,45a 0,51a

0,02 0,34a 0,42a 0,44a 0,49a 0,56a

0,03 0,36a 0,47a 0,52a 0,59a 0,64a

(Các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác nhau ở mức ý nghĩa α = 0,05)

Qua bảng 1 cho thấy, hàm lượng axit hữu cơ tổng số trong dịch lên men cũng thay đổi nhưng không đáng kể. Lượng axit hữu cơ

Phạm Thị Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 115 - 118

117

tổng số tạo ra tăng dần trong quá trình lên men. Với nồng độ tiếp giống nấm men ban đầu càng cao, lượng axit hữu cơ tổng số trong sản phẩm tạo ra càng nhiều. Càng về cuối quá trình lên men lượng axit tạo ra tăng chậm hơn. Điều này có thể giải thích như sau: các nấm men sử dụng axit hữu cơ trong nước quả làm dinh dưỡng tăng sinh khối đồng thời tiết ra các enzyme nội sinh như cenllulase, pectinnase, glucose... lên men đường tạo ra các axit [8].

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men STH đến sự biến đổi nồng độ cồn trong quá trình lên men nước ổi Để đánh giá khả năng tạo rượu của các chủng nấm men, tiến hành đo nồng độ cồn sau khi chưng cất từ dịch lên men.

Đồ thị 2: Sự biến đổi của nồng độ cồn trong 5

ngày lên men tại các nồng độ nấm men khác nhau

Qua theo dõi cho thấy lượng cồn trong quá trình lên men thay đổi theo ngày. Ở ngày lên men thứ nhất, với nồng độ tiếp giống nấm men ban đầu là 0,03% có lượng cồn lớn nhất là 1,3 % (V/v), sau đó giảm dần đến nồng độ 0,02% là 1,0 % (V/v) và lượng cồn thấp nhất với nồng độ nấm men 0,005% đạt có 0,68 % (V/v). Đến ngày lên men thứ hai thì lượng cồn tạo ra bắt đầu tăng nhanh và đến ngày lên men thứ 5 lượng cồn của nồng độ nấm men 0,03% đạt 7,6 % (V/v), 0,02% đạt 7,2 % (V/v), 0,01% đạt 6,5 % (V/v) và nồng độ nấm men 0,005% đạt 6,1 % (V/v). Theo yêu cầu của nước giải khát lên men có độ cồn thấp, hàm lượng rượu sau lên men đạt từ 4 – 6 độ cồn là đạt yêu cầu. Ở đây các nồng độ nấm men ban đầu khác nhau nhưng sau quá trình lên men lượng cồn tạo ra là tương đương nhau, tại nồng độ nấm men

0,005% ban đầu tuy nhỏ nhưng lượng cồn tạo ra vẫn đạt yêu cầu.

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men STH đến chất lượng cảm quan nước ổi lên men Sau khi kết thúc 5 ngày lên men, tiến hành đánh giá cảm quan màu sắc, hương thơm và vị của sản phẩm lên men ở các nồng độ nấm men khác nhau. Kết quả đánh giá được thể hiện ở bảng 2.

Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ nấm men STH đến chất lượng cảm quan nước ổi lên men

Nồng độ nấm men STH (%)

Chỉ tiêu Điểm

Màu sắc

Hương thơm Vị

0,005 Vàng trong

Thơm đặc trưng

Chua, ngọt hài hòa

8,5a

0,01 Vàng Thơm đặc trưng

Cay, ít ngọt, ít chua

8,0a

0,02 Vàng, hơi đục

Thơm đặc trưng

Cay - ít chua, ngọt

7,5b

0,03 Vàng, hơi đục

Thơm đặc trưng

Cay, chua

6,5c

(Các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác nhau ở mức ý nghĩa α = 0,05)

Qua bảng 2 cho thấy, mặc dù với nồng độ nấm men tiếp giống ban đầu cao thì tốc độ phát triển của nấm men nhanh hơn nhưng lượng cồn tạo ra trong quá trình lên men cũng tăng không đáng kể. Với nồng độ nấm men 0,005% tuy là nồng độ thấp nhất nhưng lượng cồn tạo ra cũng tương đương với các nồng độ cao hơn và lượng cồn tạo ra vẫn đạt yêu cầu của nước giải khát lên men có độ cồn thấp. Hơn nữa qua đánh giá cảm quan tại nồng độ 0,005% được đánh giá chất lượng cảm quan cho trạng thái màu sắc, mùi và vị đạt tốt nhất (8,5 điểm).

KẾT LUẬN

Sử dụng nấm men S. cerevisiae với nồng độ 0,005% - 0,03% để lên men nước ổi có tác dụng tốt cho việc tạo ra lượng cồn đạt yêu của nước giải khát lên men có độ cồn thấp và cho chất lượng cảm quan sản phẩm tốt.

Phạm Thị Vinh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2:115 - 118

118

Với nồng độ nấm men S. cerevisiae sử dụng 0,005% để lên men nước ổi là nồng độ thấp nhất nhưng lượng cồn tạo ra cũng tương đương với các nồng độ cao hơn và lượng cồn tạo ra vẫn đạt yêu cầu của nước giải khát lên men có độ cồn thấp, đồng thời qua đánh giá cảm quan tại nồng độ 0,005% được đánh giá chất lượng cảm quan cho trạng thái màu sắc, mùi và vị đạt tốt nhất.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Đăng (2000), Ngành sản xuất nước giải khát tại Việt Nam và khu vực hướng phát triển trong tương lai (giai đoạn 2000 – 2020), Tham luận tại Đại hội Hiệp hội rượu bia – nước giải khát Việt Nam. 2. Hoàng Thị Lệ Hằng (2004), Nghiên cứu nâng cao chất lượng nước mơ và nước ổi bằng phương pháp sử dụng chế phẩm enzyme, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 3. Ngô Xuân Mạnh (2003), Giáo trình hóa sinh thực phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, trang 23-29.

4. Lương Đức Phẩm (1998), Nấm men công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, trang 65. 5. Vũ Thy Thư, Nguyễn Ngọc Khanh, Nguyễn Đức Tuân, Nguyễn Thị Thu Châu, Nguyễn Thị Phúc (2004). “Nghiên cứu phương pháp bảo quản quả hồng (Diospyros kaki T.) bằng hợp chất hữu cơ không độc và bằng bao gói túi HDPE”. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, số 4, trang 1-7. 6. Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2000), Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 7. Nguyễn Thị Bích Thủy, Nguyễn Thị Thu Nga, Đỗ Thị Thu Thủy (2008). “Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản chanh”. Tạp chí Khoa học và Phát triển, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, tập 4, số 1, trang 70-75. 8. Beaulieu, J.C. and E.A. Baldwin (2002). Flavor and Aroma of Fresh-cut Fruits and Vegetables. Science, Technology and Market. Boca Raton, FL, CRC Press, pp. 391-425.

SUMMARY STUDY OF AFFECT CONCENTRATION OF YEAST Saccharomyces cerevisiae (STH) TO QUALITY FERMENTATION GUAVA JUICE

Pham Thi Vinh*, Vu Thi Hanh, Tran Thi Ly

College of Agriculture and Forestry – TNU

The amount of initial yeast is an important factor which affects the fast or slow development of guava juice fermentation. After the guava had been ground, it was filtered to get guava juice diluted with 35% concentration. Guava juice was added sugar to increase the concentration up 180Bx and supplemented Saccharomyces cerevisiae yeast (STH) with initial yeast concentration from 0.005 % to 0.03 %, it was fermented at 300C temperature within 5 days. The research results showed that the initial concentration of supplemented yeast at 0.005% is the lowest, however amount of producible alcohol met requirements of fermentation products with low alcohol content, assessment sensory quality of products including color, smell and taste is the best. Key words: yeast, guava juice, sugar, acid , fermentation.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Văn Duy – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Hải và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 119 - 124

119

NGHIÊN CỨU HÀM L ƯỢNG VÀ XỬ LÝ AFLATOXIN TRONG NÔNG S ẢN, PHỤ PHẨM CHẾ BIẾN BẰNG ACID SORBIC VÀ H ẤP ƯỚT Ở ÁP SUẤT CAO

Nguyễn Thị Hải*, Dương Thị Khuyên, Thái Thị Ngọc Trâm

Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Các tác giả tiến hành nghiên cứu thực trạng nhiễm aflatoxin trong một số loại nông sản, phụ phẩm chế biến cho thấy: có 79,41% mẫu nhiễm aflatoxin B1; 58,82% mẫu nhiễm aflatoxin B2; 35,29% mẫu nhiễm aflatoxin G1 và không có mẫu nhiễm aflatoxin G2. Trong đó, mẫu ngô chiếm tỷ lệ 32,53%, mẫu gạo chiếm 14,71%, khô đỗ chiếm 20,58% và cám gạo chiếm 20,58% tổng số mẫu. Trong 27 mẫu nhiễm aflatoxin B1 thì có 18 mẫu vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế từ 2,53 - 21,10 lần, chiếm tỷ lệ 66,67%; có 45% mẫu nhiễm aflatoxin B2 vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,06 - 1,92 lần. Xử lý hàm lượng aflatoxin bằng acid sorbic có hiệu quả hơn so với phương pháp hấp ướt ở áp suất cao 6,21% và làm giảm hàm lượng aflatoxin B1 94,39%, aflatoxin B2 93,51% và aflatoxin G1 94,95%. Xử lý bằng phương pháp hấp ướt ở áp suất cao làm giảm hàm lượng aflatoxin B1 90,89%; aflatoxin B2 84,10%; aflatoxin G1 89,21%. Từ khoá: Aflatoxin, cám gạo, khô đỗ tương, gạo, ngô, acid sorbic.

MỞ ĐẦU*

Aflatoxin (AF) là độc tố được sinh ra từ các loài nấm mốc thuộc giống Aspergillus. AF gây giảm tỷ lệ nuôi sống và sinh trưởng của vật nuôi, biến dạng bộ xương, giảm chất lượng thịt, ảnh hưởng đến gan, mật, thận, đồng thời độc tố này còn tồn dư nhiều ở gan, trứng, sữa gây hại đến sức khỏe của người sử dụng, đặc biệt là gây ung thư cho con người. Nấm Aspergillus xuất hiện trong nông sản trước và trong thời gian thu hoạch, nhưng cũng bị nhiễm trong thời gian bảo quản nếu như điều kiện bảo quản không tốt. Việt Nam là nước có khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển. Qua kết quả kiểm tra của hãng Biomin (2005) cho thấy sự có mặt và nồng độ của AF ở Việt Nam và Philippin là khá cao, từ 65 - 69%, đặc biệt một mẫu ngô của Việt Nam có nồng độ cao nhất là 347µg/kg [2]. Chính vì vậy vấn đề xử lý AF trong nông sản và phụ phẩm chế biến hiện nay ngày càng được quan tâm nhiều. Nghiên cứu của Davidson (2001) [8] cho biết dung dịch acid sorbic và acid benzoic có tác dụng khử AF trong lương thực thực phẩm cho kết quả tốt. Ở trong nước, Đậu Ngọc Hào và cs (2003) [3] đã thử nghiệm khả năng khử


độc tố AF bằng chế phẩm Mycofix plus trên thức ăn gà con 1 ngày tuổi và gà đẻ trứng cho kết quả khá khả quan. Hiện nay, việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng các loại nông sản và phụ phẩm chế biến trong thức ăn chăn nuôi là một vấn đề được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm.

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật li ệu

- Vật liệu nghiên cứu: Một số nông sản và phụ phẩm chế biến như: Ngô, gạo, khô đỗ, cám gạo…

- Phương pháp xử lý aflatoxin: Phương pháp hấp ướt ở áp suất cao và phương pháp hóa học dùng acid sorbic

- Địa điểm nghiên cứu:

+ Địa điểm lấy mẫu: Một số huyện, thành phố thuộc tỉnh Thái Nguyên.

+ Địa điểm triển khai và phân tích: Phòng Phân tích hóa học - Viện Khoa học sự sống - Đại học Thái Nguyên.

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 06/2012 đến tháng 06/2013.

Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát thực trạng nhiễm aflatoxin trong một số loại nông sản, phụ phẩm chế biến.


120

- Dùng aicid sorbic và hấp ướt ở áp suất cao để xử lý hàm lượng AF trong mẫu nông sản, phụ phẩm chế biến.

- Phân tích lại những mẫu nông sản, phụ phẩm chế biến đã được xử lý để đánh giá hiệu quả xử lý độc tố của hai phương pháp trên.


- Phương pháp lấy mẫu: Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4325-2007 (ISO 6497 - 2002) [6]. Lấy mẫu ban đầu ngẫu nhiên ở nơi chứa, sau đó, gộp các mẫu ban đầu lại thành mẫu chung cho sản phẩm. Từ mẫu chung chia làm 3 phần. Một phần được xử lý mẫu theo Tiêu chuẩn Việt Nam 6952: 2001 (ISO 6498: 2002) [5] để phân tích hàm lượng AF và hàm lượng vật chất khô ngay. Hai phần còn lại tiến hành xử lý bằng hai phương pháp khác nhau. Phân tích

hàm lượng AF theo Tiêu chuẩn Việt Nam 7596 - 2007 (ISO 16050:2003) [7] trên máy sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).

- Phương pháp xử lý hàm lượng aflatoxin trong một số loại nông sản

+ Phương pháp sử dụng acid sorbic: Dùng acid sorbic khan, trộn đều acid sorbic với mẫu theo tỷ lệ 1/1000 bằng máy trộn trong vòng 15 phút. Sau đó bảo quản trong túi nilon ở 4oC trong vòng 72h. Đem sấy ở 40oC (48h) và phân tích lại để xác định hàm lượng AF.

+ Phương pháp xử lý bằng hấp ướt ở áp suất cao: Cho nguyên liệu vào túi tiệt trùng và hấp trong nồi hấp ở nhiệt độ 121oC, áp suất 250oF trong 30 phút, đợi áp suất về 0 lấy mẫu để nguội đem phân tích.


Kết quả phân tích hàm lượng aflatoxin trong một số loại nông sản

Bảng 1. Hàm lượng aflatoxin trong ngô

TT Tên mẫu ngô

Địa điểm lấy mẫu Đánh giá cảm quan

VCK *

(%) Hàm lượng aflatoxin (ppb) B1 B2 G1 G2

Tiêu chuẩn cho phép [1] 5 15 15 15

1 NK 4300 (mới thu hoạch)

Phú Bình Màu vàng, không mốc

88,64 0 0 0 0

2 NK 4300 (sau 4 tháng)

Phú Bình Màu vàng, mốc ở một số hạt

86,23 87,53 22,42 2,83 0

3 LVN 14 (sau 3 tháng)

Định Hóa Màu vàng, mốc ở một số hạt

86,87 89,53 8,83 6,73 0

4 LVN 61 (mới thu hoạch)

Phú Lương Màu vàng, không mốc

88,03 3,76 0 0 0


Phú Lương Màu vàng, mốc ở một số hạt

85,84 103,73 28,85 3,94 0

6 LNV 4 (mới thu hoạch)

TP Thái Nguyên

Màu vàng, không mốc

87,93 4,52 1,86 0 0


TP Thái Nguyên

Màu vàng, mốc ở một số hạt

85,72 79,63 19,63 1,97 0

8 Nếp lai (mới thu hoạch)

Phú Bình Màu trắng, không mốc

89,04 0 0 0 0

9 Nếp lai (sau 4 tháng)

Phú Bình Màu trắng, mốc ở một số hạt

86,83 68,53 14,56 1,85 0

10 Q6 (sau 3 tháng)

Phổ Yên Màu vàng, mốc ở một số hạt

86,39 100,93 15,95 9,66 0

* VCK: V ật chất khô

Kết quả bảng 1 cho thấy: có 80% số mẫu ngô nhiễm aflatoxin B1 (AFB1) từ 3,76 -103,73 ppb, 70% số mẫu phân tích nhiễm aflatoxin B2 (AFB2) từ 1,86-28,85 ppb và có 60% số mẫu nhiễm aflatoxin G1 (AFG1) từ 1,85 - 9,66 ppb, không có mẫu nào nhiễm aflatoxin G2 (AFG2). Khi so


121

sánh hàm lượng AF trong các mẫu phân tích với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế (2007)[1] thì có 75% số mẫu nhiễm AFB1 vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 13,71 đến 20,75 lần; có 57,14% số mẫu nhiễm AF B2 vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,06 đến 1,92 lần. Như vậy, tỷ lệ bị nhiễm AF ở các mẫu ngô là tương đối cao, đặc biệt là hàm lượng AFB1 và AFB2. Sự nhiễm AF phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ ẩm của hạt, phương thức thu hoạch và thời gian bảo quản.

Bảng 2. Hàm lượng aflatoxin trong gạo

TT Tên mẫu gạo Địa điểm lấy mẫu

Đánh giá cảm quan VCK (%)

Hàm lượng aflatoxin (ppb)

B1 B2 G1 G2

Tiêu chuẩn cho phép [1] 5 15 15 15

1 Gạo Khang Dân Phổ Yên Màu trắng, không mốc 91,21 0 0 0 0

2 Gạo Khang Dân Phú Bình Màu xỉn, không mốc 87,67 35,76 12,12 0 0

3 Gạo Xi Phú Lương Màu xỉn, có mùi mốc 86,63 59,94 22,03 0 0

4 Gạo U17 Phú Lương Màu xỉn, không mốc 88,94 3,02 0 0 0

5 Gạo Tám Thơm TPTN Màu trắng, không mốc 91,73 0 0 0 0

6 Gạo Bao Thai Định hóa Màu trắng, không mốc 90,78 4,81 0 0 0

7 Gạo Sim 6 Đại từ Màu xỉn, không mốc 87,23 12,67 2,64 0 0

8 Gạo nếp Phú Bình Màu trắng, không mốc 90,64 0 0 0 0

Qua bảng 2 cho thấy: các mẫu gạo khác nhau có hàm lượng AF khác nhau. Có 62,5% số mẫu phân tích nhiễm AFB1 từ 3,02 - 59,94 ppb; có 37,5% số mẫu nhiễm AFB2; không có mẫu nào nhiễm AFG1 và AFG2. Khi so sánh hàm lượng AF trong mẫu gạo với Tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế (2007) [1] thì có 75% số mẫu gạo nhiễm AFB1 vượt tiêu chuẩn từ 2,53 - 11,99 lần và có 33,33% số mẫu nhiễm AFB2 vượt tiêu chuẩn 1,47 lần.

Bảng 3. Hàm lượng aflatoxin trong khô đỗ tương

TT Tên mẫu khô đỗ

Địa điểm lấy mẫu


Hàm lượng aflatoxin (ppb) B1 B2 G1 G2

Tiêu chuẩn cho phép [1] 5 15 15 15 1 Khô đỗ I Sông Công Màu nâu vàng 90,76 3,73 0 0 0

2 Khô đỗ III Mẫu lưu tại VKHSS

Màu nâu vàng, hơi mốc

89,21 105,5 3,72 1,95 0

3 Khô đỗ IV Phổ Yên Màu nâu vàng 89,93 3,87 1,16 0 0 4 Khô đỗ V Phổ Yên Màu vàng, hơi mốc 89,52 69,53 18,89 0 0

5 Khô đỗ VI Đại Từ Màu nâu vàng, hơi mốc

89,73 92,64 21,83 4,84 0

6 Khô đỗ VIII Đồng Hỷ Màu nâu vàng, hơi mốc

88,73 79,78 12,1 3,07 0

7 Khô đỗ IX Đồng Hỷ Màu nâu vàng, hơi mốc

89,06 4,92 5,94 1,04 0

8 Khô đỗ X Phú Bình Màu nâu vàng 90,72 0 0 0 0

Qua bảng 3 cho thấy: có 87,5% số mẫu khô đỗ phân tích nhiễm AFB1 với hàm lượng từ 3,73 - 105,5 ppb; 75,0% số mẫu nhiễm AFB2 với hàm lượng từ 6,72 - 13,89 ppb; 50% số mẫu nhiễm AFG1 với hàm lượng từ 1,04 - 4,84 ppb, không có mẫu nào nhiễm G2. Trong 6 mẫu nhiễm B1, có 66,67% số mẫu vượt Tiêu chuẩn của Bộ Y tế (2007) [1] từ 13,91 đến 21,10 lần; có 33,33% số mẫu nhiễm B2 vượt từ 1,26 - 1,46 lần còn mức độ nhiễm của G1 dưới mức cho phép.


122

Bảng 4. Hàm lượng aflatoxin trong cám gạo

TTTên mẫu cám gạo

Địa điểm lấy mẫu


Hàm lượng aflatoxin (ppb) B1 B2 G1 G2

Tiêu chuẩn cho phép [1] 5 15 15 15 1 Cám gạo I Định Hóa Màu vàng nhạt, mất mùi 89,78 23,76 0 0 0 2 Cám gạo II Phổ Yên Màu nâu vàng, mùi hắc 92,12 59,73 7,12 0 0 3 Cám gạo III Phổ Yên Màu nâu xám, vón cục 86,89 96,63 18,56 1,93 0 4 Cám gạo IV Đại Từ Màu vàng nhạt, mất mùi 89,63 3,42 0 0 0 5 Cám gạo V Đồng Hỷ Màu nâu xám 87,93 43,72 2,87 0 0 6 Cám gạo VI Đồng Hỷ Màu nâu vàng, mất mùi 88,45 4,25 0 0 0

7 Cám gạo VII

Phú Lương Màu vàng nhạt, mùi thơm 91,63 0 0 0 0

8 Cám gạo VIII Mẫu lưu tại VKHSS

Màu vàng nhạt, mùi hắc 89,52 79,63 16,83 3,73 0

Kết quả bảng 4 cho thấy: Có 87,5% số mẫu phân tích nhiễm AFB1 từ 3,42 -96,63 ppb; có 50% số mẫu nhiễm AFB2 từ 2,87 - 12,56 ppb; có 25% số mẫu nhiễm AFG1. Khi so sánh kết quả phân tích với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế (2007) [1] có 71,43% mẫu nhiễm vượt từ 8,7 đến 19,33 lần; có 50% số mẫu nhiễm AFB2 vượt tiêu chuẩn từ 1,12 - 1,24 lần còn các mẫu nhiễm AFG1 đều thấp hơn tiêu chuẩn cho phép. Để có một cách nhìn tổng quát về về tỷ lệ nhiễm AF trong nông sản và phụ phẩm chế biến, chúng tôi tổng hợp kết quả về tỷ lệ nhiễm AF, kết quả được thể hiện ở biểu đồ hình 1.

Hình 1. Tỷ lệ nhiễm AF trong các mẫu phân tích

Trong tổng số 34 mẫu phân tích có tới 27/34 mẫu nhiễm AFB1, chiếm tỷ lệ 79,41%; có 20/34 mẫu nhiễm AFB2, chiếm tỷ lệ 58,82%; có 12/34 mẫu nhiễm AFG1, chiếm tỷ lệ 35,29%; không mẫu nào nhiễm AFG2. Mức độ nhiễm AF trong từng loại nông sản là khác nhau, trong đó mức độ nhiễm AFB1 là nhiều nhất, gấp 1,35 lần AFB2 và gấp 2,25 lần AFG1. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thùy Châu và cs [2].

Kết quả phân tích hàm lượng aflatoxin sau xử lý

Khi xác định được hàm lượng của từng loại AF trong các loại nông sản, phụ phẩm chế biến chúng tôi tiến hành xử lý các mẫu bị nhiễm bằng hai phương pháp vật lý (hấp ướt) và hóa học (sử dụng acid sorbic). Sau đó tiến hành phân tích AF để kiểm tra hiệu quả của hai phương pháp. Kết quả được thể hiện ở biểu đồ hình 2, hình 3 và hình 4.

Biểu đồ hình 2 cho thấy, sử dụng 2 phương pháp vật lý và hóa học để xử lý hàm lượng AFB1 trong nông sản và phụ phẩm chế biến đều đem lại hiệu quả tương đối cao. Cụ thể: phương pháp xử lý bằng acid sorbic hàm lượng AFB1 trong các mẫu giảm còn 1,28-2,69 ppb, tương đương 93,82 - 96,06%. Xử lý bằng hấp ướt hàm lượng AFB1 trong các mẫu giảm từ 20,71 - 67,72 ppb xuống còn 2,26-4,38 ppb tương ứng 89,09 - 93,49%. Trong 2 phương pháp trên hiệu quả xử lý trung bình của phương pháp hóa cao hơn phương pháp hấp ướt là 3,34%.

67.27

4.38

2.65

20.71

2.261.28

51.42

4.722.35

44.45

4.222.69

0

10

20

30

40

50

60

70

Ngô Gạo Khô đỗ Cám gạo Loại mẫu

Hàm lương AFB1 (ppb)

Chưa xử lý

Xử lý vật lý

Xử lý hóa học

Hình 2. Hàm lượng AFB1 trước và sau xử lý

79,41

58,82

35,29

00

10

20

30

40

50

60

70

80

AFB1 AFB2 AFG1 AFG2 Aflatoxin

Tỷ lệ %


123

16.01

2.85

1.02

11.38

2.060.83

10.61

1.470.81

11.35

1.570.53

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Ngô Gạo Khô đỗ Cám gạoLo ại mẫu

Hàm lượng A FB 2 ( ppb )

Chưa xử lýXử lý vật lý

Xử lý hóa học

Hình 3. Hàm lượng AFB2 trước và sau xử lý

Qua biểu đồ hình 3 cho thấy: các mẫu sau khi tiến hành xử lý bằng phương pháp hấp ướt và acid sorbic, hàm lượng AFB2 đều giảm, mức độ giảm ở hai phương pháp là khác nhau. Cụ thể, đối với phương pháp hấp ướt hàm lượng AFB2 trung bình ở các mẫu giảm từ 10,61-16,01 ppb xuống còn 1,47 - 2,85 ppb, tương ứng với từ 81,90 - 86,16%. Xử lý bằng acid sorbic giảm xuống còn từ 0,53 - 1,01 ppb, tương ứng với từ 92,36 - 95,33%. Như vậy, đối với AFB2 phương pháp xử lý bằng acid sorbic có hiệu quả hơn phương pháp hấp ướt.

4.50

0.570.26

2.18

0.260.12

2.83

0.220.14

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5

Ngô Khô đỗ Cám gạo Loại m ẫu

Hàm lượng A FG 1

( p pb )

Chưa xử lý

Xử lý vật lý

Xử lý hóa học

Hình 4. Hàm lượng AFG1 trước và sau xử lý

Biểu đồ hình 4 cho thấy: hàm lượng AFG1 trong các mẫu phân tích giảm nhiều khi xử lý bằng 2 phương pháp trên. Cụ thể, phương pháp hấp ướt hàm lượng AFG1 trung bình giảm từ 2,18 - 4,50 ppb xuống còn 0,22 - 0,57 ppb tương ứng giảm từ 83,49 - 92,23%. Xử lý bằng acid sorbic giảm xuống còn 0,12 - 0,26 ppb tương ứng giảm từ 94,22 - 95,05%.

KẾT LUẬN

Kết quả phân tích hàm lượng AF trong nông sản và phụ phẩm chế biến cho thấy:

- Có 27/34 mẫu nhiễm AFB1, chiếm tỷ lệ 79,41%; có 20/34 mẫu nhiễm AFB2, chiếm tỷ lệ 58,82%; có 12/34 mẫu nhiễm AFG1, chiếm tỷ lệ 35,29%; không mẫu nào nhiễm AFG2.

- Hàm lượng aflatoxin trong các mẫu ở mức độ cao: có 18/27 mẫu nhiễm AFB1 vượt quá tiêu chuẩn của Bộ Y tế từ 2,53 - 21,10 lần; có 9/20 mẫu nhiễm AFB2 vượt quá tiêu chuẩn của Bộ Y tế từ 1,06 - 1,92 lần. - Xử lý hàm lượng AF bằng hấp ướt ở áp xuất cao và acid sorbic đều đạt hiệu quả cao. Trong đó, sử dụng acid sorbic hiệu quả hơn phương pháp hấp ướt 6,21%. Như vậy, qua các kết quả sử lý AF của hai phương pháp trên cho thấy phương pháp hấp ướt ở áp suất cao đã làm giảm đáng kể hàm lượng AF trong nông sản, phụ phẩm chế biến. Tuy nhiên, quá trình sấy ở nhiệt độ cao sẽ làm giảm một số thành phần dinh dưỡng. Mặt khác phương pháp này phức tạp mà chi phí lại cao nên chỉ phù hợp khi áp dụng với quy mô nhỏ. Trong khi đó phương pháp hóa học sử dụng acid sorbic có ưu thế rõ rệt hơn hẳn, vừa đơn giản, chi phí thấp, không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản mà lại có thể áp dụng cho cả phạm vi gia đình và sản xuất công nghiệp.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Bộ Y tế Việt Nam (2007), Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm, Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT ra ngày 19 tháng 12 năm 2007. [2]. Nguyễn Thùy Châu, Đào Thị Hương, Vũ Thị Hương (2011), “Đánh giá mức độ nhiễm nấm mốc và độc tố aflatoxin B1 trên một số nông sản trong giai đoạn bảo quản tại Việt Nam”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 21, trang 13 - 21. [3]. Đậu Ngọc Hào, Lê Thị Ngọc Diệp (2003), Nấm mốc và độc tố aflatoxin trong thức ăn chăn nuôi, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, trang 53 - 198. [4]. Tiêu chuẩn Việt Nam (2001), Thức ăn chăn nuôi - Chuẩn bị mẫu thử. TCVN 6952: 2001 (ISO 6498: 2002) [5]. Tiêu chuẩn Việt Nam (2001), Thức ăn chăn nuôi - Xử lý mẫu. TCVN 6952: 2001 (ISO 6498: 2002). [6]. Tiêu chuẩn Việt Nam (2007), Thức ăn chăn nuôi - Lấy mẫu. TCVN 4325-2007 (ISO 6497 - 2002). [7]. Tiêu chuẩn Việt Nam (2007), Thực phẩm - Xác định aflatoxin B1 và hàm lượng tổng số aflatoxin B1, B2, G1 và G2 trong ngũ cốc, các loại hạt và sản phẩm của chúng - Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. TCVN 7596 - 2007 (ISO 16050 - 2003) [8]. Davidson (2001), Chemical preservatives and natural antimicrobial compounds, pp 593 - 628.


124

SUMMARY STUDY ON AFLATOXIN CONTENT AND TREATING IN SOME AGRICULTURAL PRODUCTS, PROCESSING BY-PRODUCTS BY SORBIC ACID AND WET STEAM IN HIGH PRESSURE

Nguyen Thi Hai*, Duong Thi Khuyen, Thai Thi Ngoc Tram College of Agriculture & Forestry - TNU

The authors has investigated on the status of aflatoxin infection in some agricultural products and processing by-products. The results showed that: 79.41% researched samples were infected aflatoxin B1, 58.82% samples were infected aflatoxin B2, 35.29% samples were infected aflatoxin B2 and no sample of aflatoxin G2. Whereas 32.53% infected samples was corn seed, 14.71% was rice samples; 20.58% belonged to soybean meal samples and 20.58% was rice bran. There were 18 samples that exceeded the permission standards of the Ministry of Health from 2.53 to 21.10 times (accounted for 66.67%) in total of 27 aflatoxin infected samples; this number was 45% - from 1.06 to 1.92 times with Aflatoxin B2. Treating aflatoxin by sorbic acid had 6,21% higher efficiency than wet steaming in high pressure whereas the content of aflatoxin B1 was reduced 94.39%, 93.51% aflatoxin B2 and 94.95% aflatoxin G1 .Treating by wet steaming in high pressure reduced aflatoxin B1 content of 90.89%, 84.10% aflatoxin B2 and 89.21% of aflatoxin G1. Key words: Aflatoxin, rice bran, soybean meal, rice, corn, sorbic acid.

Phản biện khoa học: PGS.TS. Lương Thị Hồng Vân – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130

125

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN QUẢNG UYÊN - TỈNH CAO BẰNG

Trương Thị Ánh Tuyết*, Lý Văn Sơn, Hà Huy Hoàng Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong thời gian từ tháng 2 – 4/2013, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Quảng Uyên, tỉnh Cao Bằng. Kết quả cho thấy khi ủ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với các chế phẩm, nhiệt độ trong các xô ủ tăng dần trong quá trình ủ. Đến ngày thứ 12 nhiệt độ trong các xô đạt cao nhất, sau đó giảm dần, đồng thời với giảm nhiệt độ thì trọng lượng và thể tích các xô ủ cũng giảm theo. Kết quả sử dụng các loại phân sau ủ trồng rau cải canh cho thấy các công thức sử dụng phân bón được ủ từ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với chế phẩm EM, tro và men rượu thì rau cải canh sinh trưởng tốt hơn, chiều cao, số lá và năng suất cao hơn so với ủ không Từ khóa: EM, men rượu, phân hữu cơ, phế phụ phẩm nông nghiệp, ủ phân, tro

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Cao Bằng là một tỉnh thuộc trung du miền núi phía Bắc Việt Nam, kinh tế chủ yếu của tỉnh là dựa vào sản xuất nông nghiệp và khai khoáng. Hoạt động nông nghiệp hàng năm làm phát sinh nhiều loại phế phụ phẩm nông nghiệp, nếu không được xử lý sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và sức khỏe của người dân, làm mất cảnh quan đô thị nông thôn. Để xử lý phế phụ phẩm sau khi thu hoạch, đại đa số người dân đều đem đốt bỏ. Điều này không những gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí nguồn nguyên liệu phân bón, vì đa số phế phụ phẩm nông nghiệp đều là chất hữu cơ nên dễ dàng phân hủy nếu có biện pháp hợp lý (Đặng Văn Minh và cs, 2011).

Huyện Quảng Uyên nằm ở phía Đông tỉnh Cao Bằng, tiềm năng khai thác các nguồn nguyên liệu sẵn có để sản xuất phân bón tại chỗ ở đây rất lớn. Các phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp như: rơm rạ, thân lá ngô, thân lá vỏ quả các cây họ đậu và nhiều loại chất hữu cơ xanh khác sau khi thu hoạch vẫn chưa được tận dụng để làm phân bón. Có thể nói đây là nguồn tài nguyên vô cùng lớn và có giá trị đối với sản xuất nông nghiệp. Nếu lượng phế phụ phẩm này cứ tiếp tục bị đốt, vứt bỏ không hoàn trả cho đất thì đất sẽ thiếu trầm trọng chất hữu cơ, ngày càng chai cứng, không

* Tel 0916938087; email: [email protected]

có khả năng hút và giữ nước, khiến cây cối không thể sinh trưởng, phát triển bình thường nên năng suất thấp và giảm dần theo thời gian. Việc tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất phân hữu cơ không chỉ tận dụng được nguồn phế thải mà còn đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế, xã hội và môi trường.

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu - Phế phụ phẩm nông nghiệp (thân ngô và rơm rạ)

- Cây rau cải canh

Nội dung - Nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ ở các công thức thí nghiệm

- Nghiên cứu sự thay đổi trọng lượng và thể tích trong quá trình ủ ở các công thức thí nghiệm

- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và năng suất của rau cải canh trên các loại phân sau ủ

Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sản xuất phân bón từ phế phụ phẩm nông nghiệp Thí nghiệm gồm 4 công thức, 3 lần nhắc lại + Công thức 1: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với chế phẩm EM2

+ Công thức 2: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với tro


126

+ Công thức 3: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với men rượu + Công thức 4: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ không Mỗi công thức được tiến hành với 3 xô (3 xô x 3 lần nhắc lại = 9 xô), cả thí nghiệm là 36 xô, mỗi xô gồm 4kg thân ngô và rơm rạ.

• Cách ủ + Sơ đồ quy trình

+ Các bước tiến hành Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ - Phế phụ phẩm có nguồn gốc từ nông nghiệp băm nhỏ dài từ 5 đến 10cm phơi khô. - Chế phẩm EM2, Men rượu, tro, - Xô nhựa tối màu,

- Túi nilong tối màu, dây cao su để đậy kín miệng xô.

Bước 2: Trộn chế phẩm với nguyên liệu ủ

- Cho nguyên liệu vào từng xô sau đó cho thêm chế phẩm vào trộn đều

- Nếu khô quá cho thêm nước vào cho độ ẩm đạt từ 50 đến 60% là được

Bước 3: Tiến hành ủ

- Đảo đều cho nguyên liệu thấm đều chế phẩm đem ủ

- Dùng túi chụp miệng xô lại và quấn dây cao su bên ngoài tránh tiếp xúc với không khí.

Bước 4: Bảo quản

- Sau khi ủ chọn nơi thoáng mát tránh ánh nắng để xô ủ

- Sau 4 ngày kiểm tra xô ủ, đo các chỉ số liên quan và đảo lại cho đều.

+ Thời gian tiến hành từ 15/2 – 20/3

• Cách theo dõi + Theo dõi kiểm tra 4 ngày một lần: Mở túi nilong chụp miệng xô ra kiểm tra, đo đếm các chỉ tiêu, sau đó chụp lại và quấn dây cao su cho kín miệng xô • Các chỉ tiêu theo dõi + Đánh giá cảm quan: xác nhận màu sắc và mùi vị đặc trưng của từng xô ủ + Đo nhiệt độ: Dùng nhiệt kế cắm vào giữa xô ủ để 3 đến 5 phút rồi ghi chỉ số nhiệt độ, các lần đo vào cùng thời gian trong ngày khoảng 4 đến 5 giờ chiều. + Cân khối lượng: Dùng cân bàn để cân, đặt cả xô ủ lên cân rồi ghi số cân và trừ đi trọng lượng của xô với túi nilong, dây cao su quấn ngoài. + Đo thể tích: Dùng thước cứng hình vuông nhỏ cắm vào giữa xô ủ để đo chiều cao phân ủ rồi ghi kết quả lại. Công thức tính thể tích là: V = πR2h Trong đó: - V là thể tích - R là bán kính trung bình của xô ủ bằng 15cm = 1,5dm - h là chiều cao thực của nguyên liệu ủ trong xô. Theo dõi sinh trưởng của cây - Loại cây trồng: rau cải canh có thời gian sinh trưởng nhanh - Thời gian trồng: 20/3/2013 đến 30/4/2013 - Diện tích trồng: 24 m2 chia thành 12 ô, mỗi ô 2m2, mật độ trồng 20x20 - Lượng phân bón áp dụng theo công thức 10 tấn phân/1ha. Theo đó, mỗi ô thí nghiệm (2m2) bón 2kg phân ủ. - Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại

Phương pháp theo dõi

- Động thái sinh trưởng của cây

+ Theo dõi sau trồng 10 ngày, cứ 5 ngày tiến hành đo đếm 1 lần

+ Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng, đo 10 cây trong một luống.

- Động thái ra lá

+ Theo dõi trên các cây đo chiều cao, đếm cùng thời điểm đo chiều cao cây

Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ

Tr ộn chế phẩm với nguyên liệu ủ

Tiến hành ủ

Bảo quản


127


Kết quả nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ của các công thức thí nghiệm Bảng 1: Diễn biến của nhiệt độ trong nguyên liệu của các công thức thí nghiệm

Đơn vị: 0C

Thời gian sau khi ủ (ngày)

Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với...... EM Tro Men r ượu Ủ không

1 21 21 21 21 4 36 27 35 28 8 47 46 46 43 12 53 53 54 52 16 48 49 47 49 20 44 42 42 45 24 38 36 37 40 28 34 33 35 35 32 30 30 32 32

Bảng 2: Diễn biến về sự thay đổi trọng lượng trong quá trình ủ

Đơn vị: kg

Thời gian sau khi ủ (ngày) Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với......

EM Tro Men r ượu Ủ không 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4 4,0 4,0 4,3 4,0 8 3,9 4,0 4,1 4,0 12 3,8 3,9 3,9 3,9 16 3,8 3,9 3,9 3,9 20 3,8 3,9 3,7 3,8 24 3,8 3,9 3,7 3,8 28 3,7 3,8 3,6 3,8 32 3,7 3,8 3,6 3,8

Số liệu bảng 1 cho thấy sau khi ủ nhiệt độ tăng dần ở các công thức thí nghiệm. Sau 4 ngày nhiệt độ ở các công thức đã đạt 27-360C. Trong đó, hỗn hợp rơm rạ thân ngô ủ với EM có nhiệt độ tăng cao nhất (360C), ủ với men rượu (350C). Đến ngày 12 sau ủ, nhiệt độ trong các xô ủ đạt cao nhất, dao động từ 52-540C. Trong đó, hỗn hợp ủ với men rượu có nhiệt độ cao nhất (540C), tiếp đến là hỗn hợp ủ với EM và tro bếp (530C), ủ không có nhiệt độ thấp nhất (520C). Sau thời điểm này, nhiệt độ các xô ủ theo công thức thí nghiệm giảm dần, đến 32 ngày sau ủ nhiệt độ trong các xô ủ giảm còn 30-320C.

Kết quả theo dõi sự thay đổi sự thay đổi về tr ọng lượng và thể tích trong quá trình ủ của các công thức thí nghiệm

Sự thay đổi về trọng lượng

Số liệu bảng 2 cho thấy trong 4 ngày đầu hỗn hợp ủ không có sự thay đổi về trọng lượng (trừ công thức 3: ủ với men rượu), công thức ủ với men rượu trọng lượng tăng là do men rượu ở dạng lỏng.

Sau 8 ngày trở đi trọng lượng các xô ủ ở các công thức thí nghiệm giảm dần. Đến ngày thứ 32 sau ủ, trọng lượng hỗn hợp trong các xô ủ biến động từ 3,6 – 3,8 kg. Trong đó công thức 3 (ủ với men rượu) có trọng lượng (3,6 kg) thấp hơn các công thức khác.

Sự thay đổi về thể tích

Số liệu bảng 3 cho thấy sự thay đổi về thể tích trong các xô ủ khá phức tạp trong vài ngay đầu tiên thể tích trong các xô ủ tăng lên từ 0,5 đến 1 dm3 nhưng các ngày tiếp theo thể tích các xô ủ giảm dần theo thời gian ủ. Thể tích diễn biến như vậy là do nguyên liệu khô


128

khi ủ cho thêm nước làm thời gian đầu nguyên liệu bị trương nước sau đó có sự phân giải xảy ra thể tích bắt đầu giảm dần. Sau 32 ngày ủ thể tích trong các xô ủ biến động từ 9,89 – 10,6 dm3.

Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng của rau cải canh trồng bằng các loại phân sau khi ủ

Động thái tăng trưởng chiều cao cây

Số liệu bảng 4 cho thấy sau trồng 10 ngày chiều cao cây của các công thức thí nghiệm chênh lệch không lớn, biến động từ 16,2-17,7 cm. Tốc độ tăng trưởng chiều cao tăng dần qua các giai đoạn sinh trưởng.

Giai đoạn 35 ngày sau trồng chiều cao cây rau ở các công thức thí nghiệm biến động từ 31,4

-35,6cm. Trong đó công thức 1 (bón phân hỗn hợp ủ EM) và công thức 2 (bón phân hỗn hợp ủ men rượu) có chiều cao cây cao nhất (35,5-35,6cm), công thức 4 (hỗn hợp ủ không) có chiều cao cây thấp nhất ở mức tin cậy 95%.

Động thái ra lá của cây

Số liệu bảng 5 cho thấy số lá rau tăng dần theo thời gian sinh trưởng, tăng nhanh nhất là giai đoạn từ 20 – 30 ngày sau trồng, sau giai đoạn này tốc độ ra lá chậm lại. Thời điểm thu hoạch (35 ngày sau trồng), số lá các rau cải ở các công thức thí nghiệm đạt từ 8,4 – 10,3. Trong thí nghiệm công thức 1,2 và 3 có số lá tương đương nhau và cao hơn công thức 4 ở mức tin cậy 95%.

Bảng 3: Diễn biến về thể tích của nguyên liệu trong từng xô ủ Đơn vị: dm3

Thời gian sau khi ủ (ngày) Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với......

EM Tro Men r ượu Ủ không

0 14,84 15,54 16,25 14,13

4 15,54 14,84 16,25 14,84

8 14,13 14,13 14,13 14,13

12 13,42 14,13 13,42 14,13

16 13,42 12,72 13,42 13,42

20 12,72 11,30 12,01 12,72

24 12,72 11,30 12,01 11,30

28 11,30 10,60 11,30 10,60

32 10,60 9,89 9,89 9,89

Bảng 4: Động thái tăng trưởng chiều cao của rau cải canh trồng bằng các sản phẩm phân bón sau khi ủ Đơn vị: cm

CT S ố ngày

Loại phân

Chiều cao cây sau trồng … ngày

10 15 20 25 30 35

1 Hỗn hợp ủ với EM 17,7 21,4 24,9 27,5 31,7 35,6

2 Hỗn hợp ủ với tro 17,6 20,9 23,8 26,6 29,5 33,1

3 Hỗn hợp ủ với men rượu 17,5 21,8 25,5 27,1 30,9 35,5

4 Hỗn hợp ủ không 16,2 18,5 21,6 25,3 28,2 31,4 P <0,05 CV% 3,2 LSD.05 1,59


129

Bảng 5: Động thái ra lá của rau cải canh trồng bằng các sản phẩm phân bón sau khi ủ

Đơn vị: lá

CT Số ngày

Loại phân Số lá sau trồng … ngày

10 15 20 25 30 35

1 Hỗn hợp ủ với EM 4,7 5,6 6,7 8,2 9,8 10,3

2 Hỗn hợp ủ với tro 4,1 5,4 6,7 7,9 8,6 9,1

3 Hỗn hợp ủ với men rượu 4,4 5,3 6,6 7,5 8,7 9,4

4 Hỗn hợp ủ không 3,8 4,6 5,5 6,3 7,4 8,4 P <0,05 CV% 6,5 LSD.05 1,2

Năng suất rau cải canh ở các công thức thí nghiệm

Bảng 6. Năng suất rau cải canh ở các công thức

thí nghiệm

CT Loại phân Năng suất

(tạ/sào)

1 Hỗn hợp ủ với EM 9,18

2 Hỗn hợp ủ với tro 7,92

3 Hỗn hợp ủ với men rượu 9,00

4 Hỗn hợp ủ không 7,20

P <0,05

CV% 3,7

LSD.05 0,62

Số liệu bảng 6 cho thấy năng suất rau cải canh trồng trên các loại phân sau ủ ở các công thức biến động từ 7,2 – 9,18 tạ/sào. Trong thí nghiệm năng suất rau cải ở công thức 1 (hỗn hợp ủ với EM) và công thức 3 (hỗn hợp ủ với men rượu) đạt năng suất cao nhất (9 – 9,18 tạ/sào), tiếp đến là công thức 2 (hỗn hợp ủ với tro) và công thức 4 (hỗn hợp ủ không) đạt năng suất thấp nhất (7,2 tạ/sào), sự sai khác giữa các công thức trên có ý nghĩa ở mức tin cậy 95%. Như vậy khi sử dụng hỗn hợp thân ngô và rơm rạ làm phân bón nên ủ với chế phẩm EM, tro hoặc men rượu để các hỗn hợp trên nhanh chóng phân hủy cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

KẾT LUẬN

- Khi ủ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với các chế phẩm, nhiệt độ trong các xô ủ tăng dần trong quá trình ủ. Sau ủ 12 ngày nhiệt độ trong các xô đạt cao nhất, dao động từ 52-540C. Trong

đó, hỗn hợp ủ với men rượu có nhiệt độ cao nhất (540C), tiếp đến là hỗn hợp ủ với EM và tro bếp (530C), ủ không có nhiệt độ thấp nhất (520C). Sau thời điểm này, nhiệt độ các xô ủ ở các công thức thí nghiệm giảm dần.

- Trọng lượng và thể tích các xô ủ thay đổi trong quá trình ủ

+ Sau 8 ngày ủ trọng lượng các xô bắt đầu giảm. Đến ngày thứ 32 trọng lượng các xô ủ biến động từ 3,6 – 3,8 kg. Trong đó công thứ 3 (ủ với men rượu) có trọng lượng (3,6 kg) thấp hơn các công thức khác

+ Thể tích của hỗn hợp các xô ủ trong 4 ngày đầu tăng lên từ 0,5 - 1 dm3, sau đó giảm dần theo thời gian ủ. Sau 32 ngày thể tích trong các xô ủ biến động từ 9,89 – 10,6 dm3, trong đó công thức 1 (hỗn hợp ủ với EM) giảm thể tích ít nhất.

- Kết quả sử dụng các loại phân sau ủ trồng rau cải canh cho thấy các công thức sử dụng phân bón được ủ từ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với chế phẩm EM, tro và men rượu thì rau cải canh sinh trưởng tốt hơn, chiều cao, số lá và năng suất cao hơn so với ủ không


1. Dang Van Minh, Nguyen Van Tam, Le Thi Thu (2011). “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón hữu cơ vi sinh sản xuất tại chỗ đến sinh trưởng, phát triển của giống lúa CTA 88 tại tỉnh Lào Cai”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, Tập 77, số 01, 29-33.


130

SUMMARY RESEARCH ON PRODUCTION OF ORGANIC FERTILIZERS FROM AGRICULTURAL BY-PRODUCTS IN QUANG UYEN DISTRIC T - CAO BANG PROVINCE

Truong Thi Anh Tuyet *, Ly Van Son, Ha Huy Hoang College of Agriculture and Forestry – TNU

During the period from February- April/2013, we conducted experiments on producing organic fertilizers fro agricultural by-products in Quang Uyen district, Cao Bang province. The results showed that compostion of mixture (corn stalks, rice straw) with the preparations, the temperature in the composted bucket increased during composting progress. By day 12, the temperature in buckets reached the peak, then decreased gradually, and together with the temperature fall, the weight and volume of the composted buckets fell down as well. Results of using compost fertilizers after planting vegetable indicated that vegetable applied fertilizers composted by mixture of corn stalks, rice straw with the EM, ash and alcoholic ferment developed better, its height and number of leave and productivity were higher than non-composted fertilizers. Key words: organic fertilizers, agricultural byproduct, compost, EM, ash and alcoholic ferment

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Mão – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

* Tel 0916938087; email: [email protected]

Vũ Thị Ánh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 131 - 136

131

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ LOẠI PHÂN BÓN ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG DƯA MẬT (HONEYDEW MELON)

Vũ Thị Ánh, Nguyễn Văn Hồng*, Trần Thị Tý Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón đến sinh trưởng, phát triển của giống dưa Mật. Kết quả các thí nghiệm cho thấy: (i) Bón lót phân hữu cơ sinh học Nông Lâm có ảnh hưởng tốt đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây dưa Mật. Cụ thể: Sau trồng 35 ngày, chiều cao cây trung bình đạt 113,44cm, đường kính thân trung bình đạt 0,75 cm, số nhánh đạt 13 nhánh/cây, số lá đạt 14,22 lá, lá có màu xanh thẫm. Số hoa đực là 59,61 hoa/cây, số hoa cái ra là 5,55 hoa/cây. Tỷ lệ đậu quả đạt 52,49%, trọng lượng quả chín đạt 2,53kg/quả, chất lượng quả tốt; (ii) Bón thúc bằng phân NPK Lâm Thao (12:5:10) có tác động tốt nhất đến sinh trưởng, phát triển của cây dưa Mật. Cụ thể: Sau trồng 35 ngày chiều cao cây trung bình đạt 103,06 cm/cây, đường kính thân trung bình đạt 0,73 cm/cm, số nhánh đạt 15 nhánh/cây, số lá đạt 13,89 lá/cây, lá có màu xanh thẫm. Số hoa đực là 46,17 hoa/cây, số hoa cái ra là 4,32 hoa/cây. Tỷ lệ đậu quả đạt 52,87%, trọng lượng quả chín đạt 2,43kg/quả, chất lượng quả tốt. Từ khóa: Phân bón lót, phân bón thúc, sinh trưởng, phát triển, dưa Mật.

ĐẶT VẤN ĐỂ*

Dưa Mật (Honeydew Melon) là loại dưa hiện đang được người tiêu dùng ưa chuộng vì có hương thơm quyến rũ với vị ngọt mát và giá trị dinh dương cao. Loại dưa này rất giầu vitamin C, B6, folate và kali bên cạnh đó hàm lượng chất béo, cholesterol và sodium rất thấp. Điều này có ý nghĩa rất tốt trong việc bảo vệ sức khoẻ và giảm cân. Theo kết quả phân tích trong 160g quả tươi thì các thành phần dinh dưỡng quan trọng gồm có Carbohydrates (10,5g), sơ (1,5g), chất béo (0,5g), và năng lượng (210 kj)[5].

Dưa Mật được trồng ở Việt Nam trong những năm gần đây và hầu hết các tỉnh mới đưa vào thử nghiệm. Một số vùng đã thử nghiệm thành công trên các giống dưa Tú Thanh (Hà Tĩnh, năm 2009), giống dưa vàng Starplus F1 và Sienne F1 (Công ty cổ phần Hoa nhiệt đới Mộc Châu, 2010),… với giá bán trên thị trường dao động từ 80.000-150.000 đồng/kg. Như vậy, trồng dưa Mật hứa hẹn mang lại nguồn thu nhập khá cao cho người sản suất.

Dưa Mật cũng như nhiều các loại cây trồng khác muốn sinh trưởng, phát triển cho năng


suất cao và chất lượng tốt cần phải bón đầy đủ chất dinh dưỡng. Không chỉ dinh dưỡng đa lượng, trung lượng và vi lượng là những nguyên tố quan trọng trong việc cấu thành nên năng suất và chất lượng của dưa. Tuy nhiên, việc sử dụng phân bón không đúng cách, đúng liều lượng, bón không cân đối cũng làm giảm hiệu lực của phân bón đến cây trồng nói chung và cây dưa nói riêng. Người trồng dưa hiện nay vẫn chưa yên tâm vì trong thực tế sản xuất mới chỉ manh mún, chưa có quy trình kỹ thuật trồng trọt và chăm sóc chuẩn cho cây dưa Mật. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xác định công thức phân bón thích hợp cho cây dưa Mật.


* Vật li ệu nghiên cứu: Giống cây dưa Mật (Honeydew melon) được trồng từ hạt lai F1, nhập nội từ Hà Lan.

* Địa điểm nghiên cứu: Khu nhà lưới - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

* Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp bố trí thí nghiệm: Các thí nghiệm bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD), với 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại 30 cây dưa Mật [3].


132

- Các thí nghiệm tiến hành:

Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón lót tới sinh trưởng, phát triển của giống dưa Mật.

Thí nghiệm tiến hành với 03 công thức: CT1: bón phân hữu cơ sinh học Nông Lâm, CT2: bón phân vi sinh Sông Gianh, CT3: bón phân NPK Lâm Thao (5:10:3).

Cách bón phân:

+ Bón lót: Loại phân bón tùy từng công thức thí nghiệm. Phân hữu cơ sinh học nông lâm: 200g/hốc trộn đều với đất; Phân vi sinh Sông Gianh: 200g/hốc trộn đều với đất; Phân NPK (5:10:3): 200g/hốc trộn đều với đất.

+ Bón thúc: Sử dụng phân bón NPK Lâm thao (12:5:10). Bón vào 3 đợt: Đợt 1 (thúc sinh trưởng): sau trồng 1 tuần, bón khoảng 5 - 10 gram/hốc; Đợt 2 (thúc ra hoa): sau trồng 20 - 25 ngày, bón khoảng 5 - 10 gram/hốc; Đợt 3 (thúc quả): sau trồng 40 - 45 ngày (sau khi định quả), liều lượng bón khoảng 10 gram/hốc.

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón thúc tới sinh trưởng, phát triển của giống dưa Mật.

Thí nghiệm tiến hành với 03 công thức: CT1: bón NPK Lâm Thao (5:10:3), CT2: bón phân NPK Lâm Thao (12:5:10), CT3: bón phân NPK Đầu Trâu (17:10:5).

Cách bón phân:

+ Bón lót: Phân vi sinh Sông Gianh: 200g/hốc trộn đều với đất

+ Bón thúc: Sử dụng các loại phân bón theo các công thức thí nghiệm. Bón vào 3 đợt: Đợt 1 (thúc sinh trưởng): sau trồng 1 tuần, bón khoảng 5 - 10gram/hốc; Đợt 2 (thúc ra hoa): sau trồng 20 - 25 ngày, bón khoảng 5 - 10 gram/hốc; Đợt 3 (thúc quả): sau trồng 40 - 45 ngày (sau khi định quả), liều lượng bón khoảng 10 gram/hốc.

- Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu: Tiến hành theo dõi các chỉ tiêu về sinh trưởng lá, sinh trưởng thân, các chỉ tiêu về hoa, quả.

- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu sau khi tổng hợp được xử lý bằng phần mềm excel và IRRISTAT 4.1 trên máy vi tính [2].


Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón lót đến sinh trưởng thân, lá của dưa Mật

Bảng 1. Ảnh hưởng của một số loại phân bón lót đến sinh trưởng thân, lá của dưa Mật

CT TN

Loại phân bón

Chỉ tiêu sinh trưởng lá Chỉ tiêu sinh trưởng thân

Số lá (lá)

Dài lá (cm)

Rộng lá

(cm)

Màu sắc lá

Chiều cao cây TB (cm)

Đường kính thân TB (cm)

Số nhánh/cây (nhánh)

CT1 Phân hữu cơ sinh học Nông Lâm

14,22a 18,73b 15,01a Xanh thẫm

113,44a 0,75a 13a

CT2 Phân vi sinh Sông Gianh

14,28a 18,03c 14,11a Xanh thẫm

108,72b 0,73a 12a

CT3 Phân NPK Lâm Thao (5:10:3)

13,89a 19,36a 14,72a Xanh nhạt 105,72c 0,74a 8b

LSD0.5 0,94 0,5 1,39 3,43 0,03 1,83

CV% 2,90 1,20 4,20 1,4 1,7 7,9

Về chỉ tiêu sinh trưởng lá: Số lá trung bình ở các công thức thí nghiệm dao động từ 13,89 lá đến 14,28 lá, không thể hiện sự khác biệt và đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan (với độ tin cậy 95%). Trong đó, CT2 có số lá trung bình cao nhất đạt 14,28 lá, màu sắc xanh thẫm. Với độ tin cậy 95%, ở các công thức thí nghiệm chiều rộng lá dao động từ 14,11cm đến 15,01cm, không


133

thể hiện sự sai khác và đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Chiều dài lá trong các công thức thí nghiệm dao động từ 18,73 cm đến 19,36 cm và được xếp theo thứ tự giảm dần ở các mức “a”, “b”, “c” trong so sánh dulcan. Trong đó CT3 có chiều dài lá lớn nhất trung bình đạt 19,36 cm xếp ở mức “a”.

Bảng 2. Ảnh hưởng của một số loại phân bón lót tới sự ra hoa của dưa Mật

CT TN

Loại phân bón Thời gian ra

hoa đực (ngày)

Số hoa đực (hoa)

Thời gian ra hoa cái

(ngày)

Số hoa cái (hoa)

CT1 Phân hữu cơ sinh học Nông Lâm 24,00a 59,61a 34,33a 5,55a

CT2 Phân vi sinh Sông Gianh 25,00a 51,44a 34,67a 4,34b

CT3 Phân NPK Lâm Thao (5:10:3) 25,00a 50,89a 35,00a 4,28c

LSD0.5 1,31 12,74 1,85 0,62

CV% 2,3 10,4 2,4 3,5

Về chỉ tiêu sinh trưởng thân: Chiều cao cây trung bình ở các công thức thí nghiệm dao động từ 105,72cm đến 113,44cm và được xếp theo thứ tự giảm dần ở các mức “a”, “b”, “c” trong so sánh dulcan. Trong đó, CT1 có chiều cao trung bình cao nhất đạt 113,44cm được xếp ở mức “a”. Đường kính thân trung bình ở các công thức khác biệt là không rõ ràng dao động từ 0,73cm đến 0,75cm và đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Về chỉ tiêu số nhánh trên cây, ở CT1 và CT2 cho số nhánh dao động từ 12 đến 13 nhánh và được xếp cùng mức “a” trong so sánh dulcan. CT3 cho số nhánh ít hơn là 8 nhánh xếp ở mức “b” trong so sánh dulcan.

Như vậy, trong ba loại phân bón lót là phân hữu cơ sinh học Nông Lâm, Phân vi sinh Sông Gianh, phân NPK (5:10:3) thì phân hữu cơ sinh học Nông Lâm có ảnh hưởng tốt hơn đến khả năng sinh trưởng phát triển của lá, thân cây dưa Mật.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón lót tới ra hoa, kết quả của dưa Mật

Qua bảng 2 cho thấy: Với độ tin cậy 95%, ở các công thức thí nghiệm cho tổng số hoa đực trung bình dao động từ 50,89 hoa đến 59,61 hoa và đều được xếp ở cùng mức “a” trong so sánh dulcan. Số hoa cái, dao động từ 4,28 hoa đến 5,55 hoa ở ba công thức, với độ tin cậy 95% thì được xếp theo các mức giảm dần là “a”, “b”, “c” trong so sánh dulcan. Trong đó,

CT1 cho trung bình số hoa cái đạt cao nhất 5,55 hoa được xếp ở mức “a”. Về thời gian ra hoa đực, hoa cái sự biến động không đáng kể. Thời gian ra hoa đực chỉ dao động từ 24 ngày đến 25 ngày cùng xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Thời gian ra hoa cái dao động từ 34,33 đến 35 ngày đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Hai chỉ tiêu về thời gian ở các CT thí nghiệm tuy có sự khác nhau nhưng sự sai khác không có ý nghĩa trong so sánh dulcan.

Như vậy, xét về mặt tổng thể thấy CT1 (phân hữu cơ sinh học Nông Lâm) có ảnh hưởng tốt hơn đến khả năng ra hoa của cây dưa Mật. Và thời gian sau trồng đến ra hoa đực, hoa cái sớm cũng sớm hơn so với CT2 (phân vi sinh Sông Gianh), CT3 (phân NPK 5:10:3).

Qua bảng 3 cho thấy, với độ tin cậy 95% ở các công thức thí nghiệm cho tỷ lệ đậu quả dao động từ 36,39% đến 52,49% được xếp ở mức “a” và “b” trong so sánh dulcan. Trong đó CT1 và CT2 có tỷ lệ đậu quả lần lượt là 52,49%, 46,49% được xếp ở mức “a”, CT3 cho tỷ lệ đậu quả thấp hơn đạt 36,39%. Với các loại phân bón lót khác nhau cho khối lượng quả và chất lượng quả cũng khác nhau, CT1 và CT2 cho khối lượng quả trung bình lần lượt là 2,53 kg và 2,47 kg, chất lượng quả được đánh giá cao ở mức (+++). CT3 cho khối lượng quả và chất lượng quả là kém nhất, khối lượng quả trung bình chỉ đạt 1,83 kg và chất lượng quả ở mức (++).


134

Bảng 3. Ảnh hưởng của một số loại phân bón lót tới sự ra quả của dưa Mật

CTTN Loại phân bón Tỷ lệ đậu quả (%)

Khối lượng quả (kg)

Chất lượng quả

CT1 Phân hữu cơ sinh học Nông Lâm 52,49a 2,53a +++

CT2 Phân vi sinh Sông Gianh 46,49a 2,47a +++

CT3 Phân NPK Lâm Thao (5:10:3) 36,39b 1,83b ++

LSD0.5 8,49 0,14

CV% 8,3 2,8

(+++): Qu ả ngọt, thơm, giòn; (++) Quả ngọt vừa, thơm, giòn

Kết quả thu được trong bảng 2 và bảng 3 cho thấy: bón lót phân hữu cơ sinh học Nông Lâm cho cây dưa Mật giúp cho cây ra hoa, kết quả, sinh trưởng quả tốt hơn so với sử dụng phân bón lót là Phân hữu cơ Sông Gianh và phân NPK Lâm Thao (5:10:3).

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón thúc đến sinh trưởng thân, lá của dưa Mật

Bảng 4. Ảnh hưởng của một số loại phân thúc tới sự sinh trưởng thân, lá của dưa Mật

CT TN

Loại phân bón

Chỉ tiêu sinh trưởng lá Chỉ tiêu sinh trưởng thân

Số lá (lá)

Dài lá (cm)

Rộng lá (cm)

Màu sắc lá Chiều cao

(cm)

Đường kính thân

(cm)

Số nhánh/cây (nhánh)

CT1 NPK Lâm Thao(5:10:3)

13,33b 18,47a 14,24a Xanh nhạt 96,89a 0,74a 9,00b


14,53a 18,84a 14,68a Xanh 99,07a 0,74a 13,00a

CT3 NPK Đầu Trâu(17:10:5)

13,89a 19,88a 15,08a Xanh thẫm 103,06a 0,73a 15,00a

LSD0.5 1,02 2,60 1,25 15,67 0,01 5,36

CV% 3,20 6,00 3,80 6,90 0,70 3,20

Qua bảng 4 cho thấy: Về chỉ tiêu sinh trưởng lá: Các công thức thí nghiệm có tổng số lá trung bình dao động từ 13,33 lá đến 14,53 lá được xếp ở hai mức “a” và “b” trong so sánh dulcan. Khả năng sinh trưởng lá ở CT3, và CT2 cho tổng số lá trung bình nhiều hơn đạt 13,89 lá đến 14,53 lá cùng xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Đồng thời màu sắc lá ở CT2, CT3 cũng xanh hơn thể hiện sự sinh trưởng lá mạnh hơn so với CT1. Việc sử dụng các loại phân bón thúc khác nhau không tác động rõ ràng đến kích thước lá. Chỉ tiêu dài lá, chiều rộng lá đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Như vậy, việc sử dụng phân NPK Lâm Thao (12:5:10) và phân NPK Đầu Trâu (17:10:5) để bón thúc có ảnh hưởng tốt hơn so với phân NPK Lâm Thao (5:10:3) về sinh trưởng lá cây dưa Mật.

Về chỉ tiêu sinh trưởng thân: Chiều cao cây và đường kính thân không biểu hiện sự sai khác rõ ràng với độ tin cậy 95% và đều được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. Số nhánh ở các công thức thí nghiệm biến động từ 9 đến 15 nhánh, được xếp ở hai mức “a” và “b” trong so sánh dulcan. Trong đó CT2, CT3 có số nhánh nhiều hơn đạt 13 đến 15 nhánh được xếp cùng mức “a”. CT1 cho số nhánh ít hơn chỉ đạt 9 nhánh và được xếp ở mức “b”. Mặc dù không thể hiện rõ sự sai khác về chiều cao và đường kính thân, nhưng xét về mặt số học, CT2 và CT3 có ưu thế hơn về chiều cao, đường kính thân và số nhánh. Như vậy, qua ba chỉ tiêu đánh giá trên thấy rằng CT3 (phân NPK Đầu Trâu 17:10:5) và CT2 (phân NPK Lâm Thao 12:5:10) có ảnh hưởng tốt hơn so với CT1 (phân NPK Lâm Thao 5:10:3) đến sinh trưởng thân, nhánh cây dưa Mật.


135

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bón thúc đến sinh trưởng thân, lá của dưa Mật

Bảng 5. Ảnh hưởng của một số loại phân thúc tới sự ra hoa của dưa Mật

CTTN Loại phân bón Thời gian ra

hoa đực (ngày)

Số hoa đực/cây (hoa)

Thời gian ra hoa cái (ngày)

Số hoa cái/cây (hoa)


24,33a 46,88a 35,00a 4,37a


24,00b 46,17a 34,33a 4,32a

CT3 NPK Đầu Trâu(17:10:5)

24,67a 37,72b 35,33a 3,78b

LSD0.5 1,31 5,85 1,19 0,38

CV% 2,4 5,9 1,5 4,0

Bảng 6. Ảnh hưởng của một số loại phân bón thúc đến sự ra quả của dưa Mật

CTTN Loại phân bón Tỷ lệ đậu quả

(%) Khối lượng quả

(kg) Chất lượng quả

CT1 NPK Lâm Thao(5:10:3) 44,31b 1,85c ++ CT2 NPK Lâm Thao(12:5:10) 52,87a 2,43a +++ CT3 NPK Đầu Trâu(17:10:5) 42,54b 2,23b ++

LSD0.5 5,44 0,16 CV% 5,2 3,2

(+++): Qu ả ngọt, thơm, giòn; (++) Quả ngọt vừa, thơm, giòn

Kết quả thu được trong bảng 5 cho thấy, thời gian ra hoa đực ở các công thức thí nghiệm dao động từ 24 đến 25 ngày, CT2 ra hoa sớm nhất là 24 ngày sau trồng, xếp ở mức “b”. CT1 và CT3 ra hoa muộn hơn và xếp ở mức “a”. Số lượng hoa đực ở các công thức có sự biến động khác nhau. Trong đó CT1 và CT2 cho số hoa đực trung bình đạt 46,88 hoa, và 46,17 hoa, cùng được xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan. CT3 số hoa đực ít nhất là 37,72 hoa và xếp ở mức “b”.

Thời gian ra hoa cái biến động từ 34,33 đến 35 ngày và xếp cùng mức “a” trong so sánh dulcan. Số lượng hoa cái ở các công thức thí nghiệm dao động từ 3,78 đến 4,37 hoa được xếp theo thứ tự giảm dần với các mức “a”, “b” trong so sánh dulcan. Trong đó, CT1 và CT2 có số lượng hoa cái lần lượt là 4,37 hoa và 4,32 hoa. CT3 có số hoa cái thấp nhất đạt 4,28 hoa xếp mức “b”. Như vậy, các công thức cho giá trị khác nhau là có ý nghĩa.

Như vậy, việc bón thúc bằng phân NPK Lâm Thao (5:10:3) và phân NPK Lâm Thao (12:5:10) có ảnh hưởng tốt hơn so với phân NPK Đầu Trâu (17:10:5) về sự ra hoa đực, hoa cái ở cây dưa Mật. Qua số liệu bảng 6, với độ tin cậy 95% tỷ lệ đậu quả ở CT2 cho tỷ lệ đậu quả cao nhất đạt 52,87% xếp ở mức “a” trong so sánh dulcan; CT1, CT3 đạt lần lượt là 44,31%, 42,54% xếp ở mức “b”. Về chỉ tiêu khối lượng quả, với độ tin cậy 95% khối lượng quả dao động từ 1,85kg đến 2,43kg và được xếp theo thứ giảm dần ở các mức “a”, “b”, “c” trong so sánh dulcan. Trong đó CT2 cho khối lượng lớn nhất 2,43kg được xếp ở mức “a”. Về chất lượng quả, ở CT2 cho chất lượng quả ngọn hơn CT1 và CT3, quả ngọt, thơm, giòn và được đánh giá ở mức (+++).

Như vậy, với thí nghiệm về phân bón thúc qua số liệu thu được từ bảng 5 và bảng 6 cho thấy rằng bón thúc bằng phân NPK Lâm Thao (12:5:10) cho cây dưa Mật có ảnh hưởng tốt ra sự hoa, kết quả.


136

KẾT LUẬN

1. Sử dụng phân hữu cơ sinh học Nông Lâm để bón lót cho cây dưa Mật giúp cây sinh trưởng phát triển tốt. Cụ thể:

Sau trồng 35 ngày, chiều cao trung bình đạt 113,44cm, đường kính thân đạt 0,75 cm, số nhánh đạt 13 nhánh, số lá đạt 14,22 lá, lá có màu xanh thẫm.

Sau trồng 45 ngày, số hoa đực là 59,61 hoa, số hoa cái ra là 5,55 hoa. Tỷ lệ đậu quả đạt 52,49%, trọng lượng quả khi chín đạt 2,53kg, chất lượng quả tốt (quả ngọt, thơm, giòn).

2. Bón thúc cho cây dưa Mật bằng phân bón NPK Lâm Thao (12:5:10) có tác động tốt đến sinh trưởng thân lá. Cụ thể:

Sau trồng 35 ngày chiều cao trung bình đạt 103,06 cm, đường kính thân đạt 0,73 cm, số nhánh đạt 15 nhánh, số lá đạt 13,89 lá, lá có màu xanh thẫm.

Sau trồng 45 ngày, số hoa đực là 46,17 hoa, số hoa cái ra là 4,32 hoa. Tỷ lệ đậu quả đạt 52,87%, trọng lượng quả khi chín trung bình đạt 2,43kg, chất lượng quả tốt (quả ngọt, thơm, giòn).


1. Hoàng Minh Châu (1998), Cẩm năng sử dụng

phân bón, Nxb Trung tâm thông tin khoa học kỹ

thuật hóa chất, Hà Nội.

2. Phạm Tiến Dũng (2003), Hướng dẫn sử dụng

phần mềm IRRISTAT 4.0, Nxb Nông nghiệp.

3. Hoàng Văn Phụ, Đỗ Thị Ngọc Oanh (2002),

Giáo trình phương pháp nghiên cứu trong trồng

trọt, Nxb Nông nghiệp.

4.Vũ Hữu Yên (1995), Giáo trình phân bón và

cách bón phân, Nxb Nông Nghiệp.

5. Great-workout.com (February, 2009),

Honeydew Melon Nutrition Facts. Retrieved

February 14, 2009, from http://www.great-

workout.com/nutrition/fruit/honeydew-melon-

nutrition-facts.cfm.

6. Food Price Search – Food & Agri. Products

Daily Market Price in China. Retrieved February

15, 2009, from http://www.21food.com/news/

foodprice.jsp?sdate=2009-02-15&product=honey

dew%20melon.

SUMMARY RESEARCH THE INFLUENCE OF USE FERTILIZERS ON GROWTH AND DEVELOPMENT OF HONEYDEW MELON

Vu Thi Anh, Nguyen Van Hong* , Tran Thi Ty

College of Agrciculture & Forestry - TNU The experiment for studying the effects of fertilizer application on the growth and development of honeydew melon was conducted on a number of fertilizers are widely used in the market. The results of the experiments show that: (i) basal fertilizing organic Biology of Agriculture and Forestry have a positive impact on the growth and development of honeydew melon plants. Specifically, after 35 days planting, the average height is 113.44 cm, 0.75 cm diameter, the branch at 13 branches, 14.22 dark green leaves. There are 59.61 male flowers a tree, 5.55 female flowers a tree. Fruiting rate is 52.49%, a ripe fruit weight is 2.53 kg, quality of fruit is good; (ii) putting by Lam Thao NPK (12:5:10) have the best impact on the growth and development of Honeydew Melon plants. Specifically, after 35 days planting, the average height is 103.06 cm, 0.73 cm diameter, the branch at 15 branches, 13.89 dark green leaves. There are 46.17 male flowers a tree, 4.32 female flowers a tree. Fruiting rate was 52.87%, a ripe fruit weight is 2.43 kg, quality of fruit is good. Key words: basal fertilizers, top dressing fertilizers, growth, development, honeydew melon.

Phản biện khoa học: TS. Lê Sỹ Lợi – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Đinh Thị Lan Hương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 137 - 142

137

PHÂN TÍCH D ẠNG SỐNG VÀ YẾU TỐ ĐỊA LÝ CỦA THỰC VẬT LÀM THU ỐC Ở HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN

Đinh Thị Lan Hương, Lê Thị Thanh Hương* Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Qua điều tra về dạng sống và yếu tố địa lý của hệ thực vật làm thuốc theo kinh nghiệm của người Dao ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên, hệ thực vật làm thuốc nơi đây được cấu thành bởi 5 yếu tố chính: nhiệt đới, ôn đới, đặc hữu, yếu tố thế giới và yếu tố cây trồng. Dạng sống của thực vật làm thuốc chủ yếu là nhóm cây chồi trên với 171 loài, nhóm cây chồi nửa ẩn với 23 loài, nhóm cây chồi ẩn có 15 loài, nhóm cây một năm có 9 loài và nhóm cây chồi sát đất ít nhất có 2 loài. Từ khóa: dân tộc Dao, huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên, dạng sống, yếu tố địa lý.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Đồng Hỷ là một huyện miền núi được thiên nhiên ưu đãi, có diện tích rừng tự nhiên khá lớn nên hệ thực vật phát triển đa dạng và phong phú. Đồng thời, nơi đây có nhiều dân tộc anh em cùng chung sống như Kinh, Tày, Nùng, Dao, Sán Dìu… nên có sự giao lưu văn hóa giữa các tộc người, đặc biệt là y học dân tộc. Dân tộc Dao ở huyện Đồng Hỷ từ lâu đã có kiến thức y học bản địa đặc sắc được các ông lang, bà mế người địa phương đúc kết trải qua nhiều thế hệ. Nghiên cứu về dạng sống và yếu tố địa lý của thực vật làm thuốc của người Dao ở huyện Đồng Hỷ góp phần định hướng cho việc khai thác, sử dụng và bảo tồn nguồn tài nguyên cây thuốc của địa phương.


Phương pháp điều tra thực địa, thu thập và xử lý mẫu vật: Dựa theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2006) [9].

Phương pháp đánh giá đa dạng về yếu tố địa lí thực vật: Việc xây dựng phổ các yếu tố địa lí, dựa trên khung phân loại của Nguyễn Nghĩa Thìn, 1999 [9].

Phương pháp đánh giá đa dạng về phổ dạng sống: Sử dụng thang phân chia phổ dạng sống của Raunkiaer (1934), có bổ sung của Nguyễn Nghĩa Thìn (2006) [9], [11].

* Tel: 0988478975


Hệ thống các yếu tố địa lý của thực vật làm thuốc

Mỗi khu hệ thực vật được hình thành ngoài mối tương quan với các sinh vật và các điều kiện môi trường cũng như các yếu tố địa lý, địa chất nó còn phụ thuộc vào các điều kiện đã tồn tại trong quá khứ mà nay không còn nữa, chính các yếu tố này đã góp phần tạo nên sự đa dạng sinh học. Việc phân tích tính đa dạng về yếu tố địa lý của các cây thuốc định hướng cho ta thấy nguồn nguyên liệu và sự phân bố của cây thuốc để dễ dàng trong việc khai thác và sử dụng. Từ đó đưa ra các chính sách và biện pháp phù hợp cho quá trình khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả nguồn tài nguyên này. Dựa theo phân loại hệ thống các yếu tố địa lý trong “Các phương pháp nghiên cứu thực vật” của Nguyễn Nghĩa Thìn [9]. Kết quả ở bảng 1 và hình 1 cho thấy các loài cây thuốc của đồng bào Dao ở huyện Đồng Hỷ chủ yếu nằm trong hệ thống nhiệt đới châu Á với 131 loài chiếm 58,48%. Một số loài được dùng chữa bệnh như: Mật đất (Picria fel – terrae (Lour.) điều trị ung thư, tắm mụn nhọt, chữa lao lực, hộc máu; Thâu kén thon (Helicteres lanceolata DC.) chữa đau bụng, đi ngoài; Dây gân bông hẹp (Gouania leptostachya DC.) chữa nhức mỏi chân tay, đau lưng, đau người. Tiếp đến là các loài đặc hữu với 42 loài chiếm 18,75% phân bố rải rác ở các họ Hoa hồng (Rosaceae) như: Ngấy hương (Rubus cochinchinensis Tratt.)


138

chữa băng huyết cho phụ nữ, Dum không đổi (Rubus etropicus (Hand.-Mazz.) N.V.Thuan) chữa bệnh về gan; họ Cà phê (Rubiaceae) như: An điền nón (Hedyotis pilulifera (Pitard) chữa đái dắt, đái buốt, viêm họng sưng amidan, Găng nghèo (Fagerlindia depauperata (Drake) Tirveng.) chữa mụn ở đầu ngón tay, Vĩ đà la

(Vidalasia tonkinensis (Pitard) Tirveng.) chữa gan; họ Râu hùm (Taccaceae): Phá lủa (Tacca subflabellata P. P. Ling & C. T. Ting) chữa bệnh tim; họ Trung quân (Ancistrocladaceae) như: Trung quân Nam bộ (Ancistrocladus cochinchinensis Gagnep) dùng tắm mồ hôi trộm…

Bảng 1. Các yếu tố địa lý của hệ thực vật làm thuốc ở KVNC

Kí hiệu

Yếu tố địa lí Số loài Tỉ lệ (%) Số loài Tỉ lệ (%)

1 Yếu tố thế giới 1 0,45 1 0,45

2 Liên nhiệt đới 7 3,13 Liên nhiệt đới

2.3 Nhiệt đới châu Á và châu Mĩ 5 2,23 12 5,36

3 Cổ nhiệt đới Cổ nhiệt đới

3.1 Nhiệt đới châu Á và châu Úc 19 8,48 22 9,82

3.2 Nhiệt đới châu Á và châu Phi 3 1,34

4 Nhiệt đới châu Á 48 21,43 Nhiệt đới châu Á

4.1 Đông Dương - Malezi 17 7,59

131 58,48

4.2 Đông Dương - Ấn Độ 36 16,07

4.3 Lục địa Đông Nam Á 3 1,34

4.4 Đông Dương - Nam Trung Hoa 20 8,93

4.5 Đông Dương 7 3,13

5.1 Đông Á - Bắc Mỹ 2 0,89 Ôn đới

5.2 Ôn đới cổ thế giới 1 0,45

10 4,46 5.3 Ôn đới Địa Trung Hải 1 0,45

5.4 Đông Á 6 0,45

6 Đặc hữu Việt Nam 1 0,45 Đặc hữu Việt Nam

6.1 Cận đặc hữu 41 18,30 42 18,75

7 Các loài cây trồng 1 0,45 1 0,45

Không xác định 5 2,23 5 2,23

Tổng số 224 100 224 100

Hình 1. Các yếu tố địa lý của hệ thực vật làm thuốc ở KVNC

22

1112

131

42

10

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7

1

2

3

4

5

6

7


139

Các loài thuộc yếu tố địa lý còn lại chiếm số lượng nhỏ, vùng ôn đới Địa Trung Hải - Đông Á - Bắc Mỹ có 10 loài chiếm 4,46%; yếu tố cây trồng và yếu tố thế giới chỉ có 1 loài chiếm 0,45%. Trong đó, đặc biệt chú ý đến loài A luân cung (Croton maieuticus Gagnep.) thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) là duy nhất thuộc nhóm đặc hữu Việt Nam được người Dao nơi đây sử dụng chữa bệnh trúng phong, trúng gió. Như vậy, thực vật làm thuốc của đồng bào Dao ở Đồng Hỷ tập trung chủ yếu ở nhóm nhiệt đới châu Á nằm trong khu hệ Đông Dương - Ấn Độ - Nam Trung Hoa. Đây cũng là những vùng có nguồn thảo

dược đa dạng, phong phú và nền y học dân tộc phát triển.

Dạng sống của cây thuốc

Theo hệ thống phân chia dạng sống thực vật của Raunkiaer (1934) [11], thực vật có các nhóm dạng sống chính, phân biệt theo vị trí của chồi mầm trong mùa khắc nghiệt nhất đối với sinh trưởng thường niên của chúng. Tại khu vực nghiên cứu, chúng tôi đã xác định được 5 nhóm chính: Nhóm cây chồi trên (Ph), nhóm cây chồi nửa ẩn (Hm), nhóm cây chồi ẩn (Cr), nhóm cây một năm (Th), nhóm cây chồi sát đất (Ch). Kết quả được thể hiện qua bảng 2 và hình 2.

Bảng 2. Dạng sống của các loài cây thuốc của người Dao ở huyện Đồng Hỷ

Ký hi ệu Dạng sống Số loài Tỷ lệ (%) SB Ph Nhóm cây chồi trên 171 76,34 77,73 Hm Nhóm cây chồi nửa ẩn 23 10,27 10,45 Cr Nhóm cây chồi ẩn 15 6,70 6,82 Th Nhóm cây một năm 9 4,02 4,09 Ch Nhóm cây chồi sát đất 2 0,89 0,91

Chưa xác định 4 1,79 - Tổng 224 100 100

Như vậy, phổ dạng sống của hệ thực vật làm thuốc của cộng đồng người Dao ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên là: SB = 77,73Ph + 10,45Hm + 6,82Cr + 4,09Th + 0,91Ch.

171

23

15 9 2 4 Ph Nhóm cây chồi trên

Hm Nhóm cây chồi nửa ẩn

Cr Nhóm cây chồi ẩn

Th Nhóm cây một năm

Ch Nhóm cây chồi sát đất

Ch Chưa xác định

Hình 2. Tỷ lệ dạng sống các loài cây thuốc ở KVNC

Theo thống kê ở bảng 2 và hình 2 các loài cây thuốc tại huyện Đồng Hỷ chủ yếu thuộc cây chồi trên (Ph) với 171 loài chiếm 76,34% tổng số loài cây thuốc. Trong tổng số 224 loài cây thuốc có 4 loài chưa xác định được phổ dạng sống chiếm 1,79%. Tiếp đó, nhóm cây chồi nửa ẩn (Hm) có 23 loài chiếm 10,27%; cây chồi ẩn (Cr) 15 loài chiếm 6,70%; cây một năm (Th) có 9 loài chiếm 4,02%; cây chồi sát đất (Ch) có 2 loài chiếm 0,89%. Đồng thời, chúng tôi đánh giá phổ dạng sống


140

SB (Spectrum of Biology) đối với các loài đã xác định được, trong đó nhóm chồi trên chiếm tỉ lệ cao nhất (77,73%) điều này phản ánh đặc trưng bản chất sinh thái của hệ thực vật ở huyện Đồng Hỷ có diện tích rừng tự nhiên lớn thuận lợi, cho sự phát triển của các loài cây thuốc thuộc nhóm chồi trên (Ph) được thể hiện ở bảng 3.

Bảng 3. Dạng sống của nhóm cây chồi trên (Ph)

Ký hi ệu Dạng sống Số loài Tỷ lệ (%) SB Na Cây chồi trên lùn 84 49,12 49,12 Lp Dây leo 46 26,90 26,90 Mi Cây chồi trên nhỏ 15 8,77 8,77 Hp Cây chồi trên thân thảo 15 8,77 8,77 Me Cây chồi trên nhỡ 6 3,51 3,51 Ep Cây bì sinh 2 1,17 1,17 Pp) Cây kí sinh 2 1,17 1,17 Mg Cây chồi trên to 1 0,58 0,58

Tổng 171 100 100

Qua bảng 3 cho thấy, đồng bào dân tộc Dao ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên chủ yếu sử dụng cây bụi (Na) làm thuốc chữa bệnh với 84 loài chiếm 49,12% tổng số cây trong nhóm chồi trên (Ph). Một số loài có công dụng chữa bệnh cho trẻ em như: Dây tấm cám (Stixis fasciculata (King) Gagnep.) chữa trẻ em chậm biết đi; Khế rừng (Rourea minor ssp. microphylla (Hook.& Arn.) J. E. Vidal) chữa cho trẻ em lên mụn nhọt, ho ra máu; Tóp mỡ lá to (Flemingia macrophylla (Willd.) Prain) chữa cam sài trẻ em… Dây leo có 46 loài chiếm 26,9% gặp nhiều ở các họ Thiên lý (Asclepiadaceae), họ Tiết dê (Mernispermaceae), họ Táo (Rhamaceae), họ Tung (Hernandiaceae), họ Mã tiền (Loganiaceae) dùng để chữa các bệnh khác nhau như: Mã tiền láng (Strychnos nitida G.Don) chữa đau đầu; Thiên kim đằng (Stephania japonica (Thunb.) Miers) chữa vôi hóa cột sống, đau bụng; Liên đằng hoa nhỏ (Illigera parviflora Dunn), Khâu tai (Illigera dunniana Levl.) dùng tắm cho phụ nữ sau khi sinh. Dạng cây chồi trên nhỏ (Mi) và cây chồi trên thân thảo (Hp) đều có 15 loài chiếm 8,77% phân bố chủ yếu ở họ Cam (Rutaceae), họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) đối với dạng cây chồi nhỏ (Mi); họ Ô rô (Acanthaceae), họ Rau dền (Amaranthaceae) đối với dạng chồi trên thân thảo (Hp). Một số loài dùng để chữa các bệnh như: Ngưu tất (Achyranthes bidentata Blume) làm thuốc bổ gan, bổ thận, hạ huyết áp, chữa viêm khớp, thấp khớp; Bán

tự lông (Hermigraphis hirsuta T. Anders.) chữa hắc lào; Bưởi bung (Acronychia pedunculata (L.) Miq.) chữa cảm cúm, ho; Kim sương (Micromelum minutum (Forst. f.) Wight & Arn.) chữa bệnh gan, thấp khớp…

Các loài cây chồi trên nhỡ (Me) chỉ có 6 loài được người Dao làm thuốc chữa bệnh như: Trâm lá chụm ba (Syzygium formosum (Wall.) Masam) dùng tắm ngứa, chữa dị ứng; Giâu da đất (Baccaurea ramiflora Lour.) tắm cho trẻ em bị rôm sảy; Chòi mòi lá kèm (Antidesma fordii Hemsl.) chữa đậu lào; Núc nác (Oroxylum indicum (L.) Kurz) và Rà đẹt bon (Radermachera boniana Dop) thuộc họ Chùm ớt (Bignoniaceae) chữa dị ứng, mẩn ngứa, nổi bìu; Mạn kinh (Vitex quinata (Lour.)) dùng tắm sài cho trẻ em, chữa đau lưng, đau xương. Cây bì sinh và cây kí sinh chiếm tỉ lệ nhỏ chỉ với 2 loài chiếm 1,17% nhưng giá trị làm thuốc cao: Tắc kè foortun (Drynaria fortunei (Kuntz ex Mett.) J. Smith) chữa đau dây thần kinh tọa; Dây lưỡi lợn (Hoya parasitica (Roxb.) Wall. ex Wight) đắp hạch, chữa mụn nhọt. Cuối cùng là cây chồi trên to (Mg) có duy nhất 1 loài chiếm 0,58% là Gáo trắng (Neolamarckia camdamba (Roxb.) Bosser) thuộc họ Cà phê (Rubiaceae). Tỷ lệ dạng sống của nhóm cây chồi trên được thể hiện qua hình 3, chúng tôi tiến hành lập phổ dạng sống của nhóm cây chồi trên:

SB = 49,12Na + 26,90Lp + 8,77 Mi + 8,77 Hp + 3,51 Me + 1,17 Ep + 1,17 Pp + 0,58 Mg


141

84

46

15

15 6 2 21Na Cây chồi trên lùn

Lp Dây leo

Mi Cây chồi trên nhỏ

Hp Cây chồi trên thân thảo

Me Cây chồi trên nhỡ

Ep Cây bì sinh

Pp) Cây kí sinh

Mg Cây chồi trên to

Hình 3. Tỷ lệ dạng sống nhóm cây chồi trên

Việc sử dụng những cây thuốc vào mục đích chữa bệnh chủ yếu tập trung vào những cây dễ thu hái như cây chồi trên thấp (Na) hoặc, cây chồi trên (Mi) nhỏ hay dạng cây leo (Lp) với tỷ lệ khác nhau. Điều này làm cho nguồn cây thuốc dần bị cạn kiệt cùng với việc khai thác, chặt phá rừng bừa bãi của đồng bào dân tộc nơi đây dẫn tới mất hệ cân bằng sinh thái. Vì vậy, đòi hỏi phải có những biện pháp để bảo vệ nguồn tài nguyên dược liệu, đồng thời tuyên truyền, phổ biến nâng cao ý thức, nhận thức của nhân dân địa phương về vấn đề bảo tồn nguồn gen cây thuốc, đặc biệt là các loài cây thuốc quý hiếm thuộc diện bảo tồn ở Việt Nam.

KẾT LUẬN

1. Hệ thực vật làm thuốc theo kinh nghiệm của người Dao tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên cấu thành bởi 5 yếu tố chính: nhiệt đới (73,66%), ôn đới (4,46%), thế giới (0,45%), cây trồng (0,45%), đặc hữu (18,75%).

2. Công thức phổ dạng sống của hệ thực vật làm thuốc ở khu vực nghiên cứu là: SB = 77,73Ph + 10,45Hm + 6,82Cr + 4,09Th + 0,91Ch.


1. Đỗ Huy Bích nnk. (2003), Cây thuốc và động

vật làm thuốc ở Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học

và Kỹ thuật, Hà Nội, tập 1-2.

2. Võ Văn Chi (2012), Từ điển cây thuốc Việt

Nam – tập 1, Nxb Y học Hà Nội.

3. Phạm Hoàng Hộ (1999-2000), Cây cỏ Việt

Nam, Nhà xuất bản Trẻ, Thành phố Hồ Chí Minh,

tập 1-3.

4. Đỗ Tất Lợi (2005), Những cây thuốc và vị thuốc

Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội, tr. 1274.

5. Trần Thị Kim Liên, Thực vật chí Việt Nam, tập

4, Họ Đơn nem – Myrsinaceae R. Br., Nxb Khoa

học và Kỹ thuật Hà Nội.

6. Vũ Xuân Phương, Thực vật chí Việt Nam, tập

2, họ Bạc hà – Lamiaceae Lind L. (họ Hoa môi

– Labiatae Juss.), Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà

Nội.

7. Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi

trường – Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Sinh thái

và Tài nguyên sinh vật – Trung tâm Khoa học tự

nhiên và Công nghệ Quốc gia (2001 – 2005),

Danh lục các loài thực vật Việt Nam, Nhà xuất

bản Nông nghiệp Hà Nội, tập 2-3.

8. South - Western Forestry College, Forestry

Department of Yunnan province (1972-1976),

Iconographia Cormophytorum Sinicorum - ICS,

Science Publisher, Beijing, Tomus I-V.

9. Nguyễn Nghĩa Thìn (2006), Các phương pháp

nghiên cứu thực vật, Nhà xuất bản Đại học Quốc

gia Hà Nội.

10. Nguyễn Nghĩa Thìn (2004), Đa dạng tài

nguyên di truyền và tài nguyên thực vật, Nxb

ĐHQG Hà Nội.

11. Raunkiear C. (1934), Plant life forms,

Claredon, Oxford, 104.


142

SUMMARY WAVEFORM ANALYSIS FACTORS AND PLANT GEOGRAPHY OF MEDICINE AT DONG HY DISTRICT, THAI NGUYEN PROVINCE

Dinh Thi Lan Huong, Le Thi Thanh Huong*

College of Sciences – TNU

Through the investigation of forms of life and geographical factors of the medicinal flora of experience in the Dao in Dong Hy district, Thai Nguyen province, medicinal flora here is composed of five main elements: tropical , temperate endemic elements and world crop factor. Life forms of medicinal plants mainly in the group with 171 species of tree buds, shoots half-hidden group of plants with 23 species, tree buds hidden group of 15 species, a group of tree species and species groups with 9 buds close to the ground at least 2 species. Key words: Dao, Dong Hy district, Thai Nguyen, life form, geographical factors.

Phản biện khoa học: PGS.TS. Lê Ngọc Công – Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0988478975

Luân Thị Đẹp và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 143 - 148

143

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI HOM TRONG NHÂN GI ỐNG CÂY CẨM NHUỘM MÀU TH ỰC PHẨM TẠI THÁI NGUYÊN

Luân Thị Đẹp*, Hoàng Bích Thảo, Nguyễn Viết Hưng, Lưu Thị Xuyến, Hà Huy Hoàng,

Trương Thị Ánh Tuyết, Vũ Thị Hải Anh Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Vụ xuân năm 2013, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các loại hom khác nhau trong nhân giống cây cẩm nhuộm màu thực phẩm. Kết quả cho thấy cây cẩm có khả năng tái sinh mạnh, có thể sử dụng các loại hom khác nhau để nhân giống đều cho tỷ lệ sống cao (77,3 – 97,3% ), năng suất thân lá của các loại hom khác nhau không có sự sai khác (cẩm nhuộm đỏ: 8,18 – 10,15 tấn/ha, cẩm nhuộm tím: 6,27 – 6,93 tấn/ha). Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ có khả năng tái sinh mạnh hơn cây cẩm nhuộm màu tím, tỷ lệ nảy mầm các đoạn hom trồng khác nhau đạt > 90%, khả năng sinh trưởng thân lá mạnh, phân cành cấp 1 nhiều hơn và năng suất cao hơn cây cẩm nhuộm màu tím. Từ khóa: cây cẩm, hom, nhân giống, nhuộm màu thực phẩm, Thái Nguyên

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Theo Lưu Đàm Cư và Trần Minh Hợi (1995) [1] Vi ện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (Viện KH - CN Việt Nam) và Tổ chức bảo tồn Thiên nhiên thế giới (IUCN) cho thấy, hệ thực vật Việt Nam có trên 12.000 loài, trong đó nhóm cây nhuộm màu có khoảng 200 loài. Hiện nay, ở Việt Nam, có tới 112 loài cây được người dân sử dụng trực tiếp làm chất nhuộm màu thực phẩm. Trong đó có 18 loài cho màu nhuộm xanh, 57 loài cho màu nhuộm đỏ, 6 loài cho màu nhuộm tím, 28 loài cho màu nhuộm vàng và 2 loài cho màu nhuộm đen. Gần đây, Lưu Đàm Cư và cs (2002) [2] đã điều tra phát hiện 114 loài cây được hoặc có thể sử dụng để nhuộm màu thực phẩm ở Việt Nam.

Đồng bào các dân tộc thiểu số Việt Nam ở một số vùng đã có kinh nghiệm lâu đời trong việc sử dụng các loại cây nhuộm màu thực phẩm phục vụ cuộc sống của mình. Trong đó cây cẩm (peristrophe bivalvis (L.)Merr) thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) là loài cây lâu năm ưa ẩm, ưa bóng, có thể mọc dại hoặc trồng trong vườn nhà. Đây là loài cây nhuộm màu phổ biến nhất, do bộ phận sử dụng nhuộm màu là thân lá với gần đủ các màu cơ bản như đỏ,

* Tel: 0912911319, Email: [email protected]

xanh, tím, vàng. Tuy nhiên đa số người dân chỉ trồng những loài cây này theo kinh nghiệm ở cấp hộ gia đình hoặc khai thác dựa vào tự nhiên. Cho đến nay chưa có một nghiên cứu nào về các biện pháp kỹ thuật như nhân giống, mật độ, thời vụ, phân bón…đối với các cây nhuộm màu thực phẩm. Do đó chúng tôi đã tiến hành đề tài này. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được loại hom giống đạt hiệu quả cao trong nhân giống đối với cây cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng Thí nghiệm được tiến hành với cây cẩm (peristrophe bivalvis (L.) Merr) nhuộm màu thực phẩm, gồm 2 loại cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím Địa điểm và thời gian nghiên cứu - Địa điểm: Tại khu thí nghiệm cây trồng cạn - Trung tâm thực hành thực nghiệm - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. - Thời gian: Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 3 - 7/2013 Nội dung - Nghiên cứu tỷ lệ cây sống ở các công thức nhân giống khác nhau.


144

- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm

- Đánh giá năng suất thân lá ở các công thức thí nghiệm

Phương pháp * Phương pháp bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm mỗi cây (cẩm nhuộm đỏ và nhuộm tím) gồm 3 công thức:

1) Công thức 1: Hom đoạn gốc

2) Công thức 2: Hom đoạn ngọn

3) Công thức 3: Hom lá cành cấp 1.

- Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ô vuông la tinh, 3 công thức và 3 lần nhắc lại. Sơ đồ bố thí thí nghiệm như sau (2 thí nghiệm bố trí như nhau) :

Sơ đồ thí nghiệm nhân giống như sau

I 1 2 3

II 2 3 1

III 3 1 2

- Diện tích 1 ô thí nghiệm: 2m2 (5 m x 0,4m)

* Quy trình kỹ thuật - Làm đất: đất được cầy bừa kỹ, làm sạch cỏ, chia khối lên luống và rạch hàng. - Phân bón: 5 tấn phân chuồng /1 ha. - Phương pháp bón: bón lót 100% lượng phân chuồng vào rãnh trước khi trồng - Khoảng cách trồng: cây cách cây 20 cm - Chiều dài hom: 25 cm * Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi - Tỷ lệ sống: Đếm số cây sống/ tổng số cây trong ô. - Động thái tăng trưởng chiều cao cây: Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng, mỗi lần nhắc lại đo 10 cây, sau trồng 30 ngày bắt đầu đo lần 1, sau đó cách 10 ngày đo 1 lần. - Tốc độ ra lá: Đếm số lá/ cây (thời gian đếm và số cây theo dõi trùng với chỉ tiêu chiều cao cây), lấy số lá lần đếm sau trừ đi lần đếm trước. - Khả năng phân cành cấp 1: Cành cấp 1 là cành mọc ra từ thân chính, một cành được tính khi mọc dài 2cm, cành cấp 2 là cành mọc

ra từ cành cấp 1. Đếm số cành/ cây, mỗi giống đếm 10 cây thời kỳ thu hoạch.

- Năng suất thân lá: Khi cây cao từ 35 – 45 cm, thu hoạch toàn bộ thân lá của các cây/ô thí nghiệm, sau đó quy ra tấn/ha.


Kết quả theo dõi tỷ lệ sống ở các công thức thí nghiệm Cẩm có 3 dạng khác nhau đó là cẩm nhuộm màu đỏ, màu tím và màu vàng, cẩm thường mọc dại ở trong rừng hoặc được đưa về trồng trong vườn để tiện sử dụng. Cây cẩm chủ yếu sinh sản vô tính, đồng bào các dân tộc thường trồng cẩm bằng thân hoặc bằng cành. Do vậy tỷ lệ sống là chỉ tiêu rất quan trọng trong quá trình nhân giống. Đối với cây nhân giống bằng thân, cành thì khả năng tái sinh phụ thuộc vào chất lượng của các đoạn hom sử dụng. Kết quả theo dõi tỷ lệ sống ở các công thức thí nghiệm được trình bày ở bảng 1. Bảng 1: Tỷ lệ sống của cây cẩm ở các công thức

thí nghiệm

CT Tỷ lệ sống (%)

Cẩm nhuộm đỏ Cẩm nhuộm tím 1 97,30 77,30

2 94,67 84,00

3 90,67 88,00

Số liệu bảng 1 cho thấy tỷ lệ sống của cây cẩm nhuộm màu đỏ ở các công thức thí nghiệm biến động từ 90,67 - 97,3%, cao hơn cây cẩm nhuộm màu tím (77,3 - 88 %). Như vậy cây cẩm nhuộm màu đỏ có khả năng tái sinh mạnh hơn, có thể sử dụng các đoạn khác nhau (đoạn gốc, đoạn ngọn, đoạn cành) làm giống đều đạt tỷ lệ sống cao (> 90%). Đối với cây cẩm nhuộm màu tím sử dụng đoạn ngọn và đoạn cành làm giống cho tỷ lệ sống cao hơn (84 - 88%), cao hơn đoạn gốc chỉ đạt 77,3%.

Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm * Động thái tăng trưởng chiều cao cây cẩm ở các công thức thí nghiệm Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, chiều cao là một chỉ tiêu quan trọng thể hiện sức sống cũng như năng suất cây trồng nói


145

chung và cây cẩm nói riêng. Ngoài ra thân còn là một bộ phận quan trọng được sử dụng trong nhuộm màu, do vậy theo dõi động thái tăng trưởng chiều cao cây là cần thiết nhằm xác định khả năng sinh trưởng qua các giai đoạn để có biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp. Kết quả theo dõi động thái tăng trưởng chiều cao cây của cây cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím được trình bày ở bảng 2 và 3.

Số liệu bảng 2 cho thấy chiều cao của cây cẩm nhuộm màu đỏ tăng dần qua các giai đoạn sinh trưởng.

Sau trồng một tháng chiều cao cây ở các công thức thí nghiệm biến động từ 12,4 - 14,03 cm, nhìn chung giống trồng bằng cành (CT3) có xu hướng cao hơn (14,03 cm) so với công thức 1 và 2 (12,4 - 12,73 cm). Tăng trưởng chiều cao cây nhanh dần sau trồng 50 - 60 ngày, đạt 20,87 - 22,03 cm.

Giai đoạn từ 60 - 70 ngày sau trồng do gặp nhiệt độ cao (>400C), ẩm độ thấp làm ảnh hưởng đến quá trình tăng trưởng chiều cao

cây, do vậy giai đoạn này chiều cao cây tăng không đáng kể, biến động từ 20,87 - 22,5cm.

Sau trồng 80 – 90 ngày, do gặp mưa, chiều cao cây cẩm tăng nhanh, giai đoạn 90 ngày sau trồng chiều cao cây giữa các công thức thí nghiệm tương đương nhau, biến động từ 34,7 – 36 cm. Như vậy nhân giống bằng các đoạn gốc, đoạn ngọn, đoạn cành đều có khả năng sinh trưởng chiều cao như nhau.

Tương tự như cây cẩm nhuộm màu đỏ, cây cẩm nhuộm màu tím có chiều cao cây tăng dần qua các giai đoạn sinh trưởng. Tuy nhiên tốc độ tăng chiều cao cây của cây cẩm nhuộm màu tím có xu hướng chậm hơn so với cây cẩm nhuộm màu đỏ ở tất cả các thời điểm theo dõi. Giai đoạn 90 ngày sau trồng chiều cao cây ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau (P > 0,05), biến động từ 27,5 – 30,8 cm. Qua quan sát thí nghiệm chúng tôi thấy cây cẩm nhuộm màu đỏ có thân mọc thẳng đứng, cây nhuộm màu tím đoạn thân ở gốc có xu hướng nằm ngang.

Bảng 2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của cây cẩm nhuộm màu đỏ ở các công thức thí nghiệm

Đơn vị: cm

Công thức Chiều cao cây sau trồng........ ngày

30 40 50 60 70 80 90

1 12,40 14,00 16,60 22,03 22,50 28,2 33,5

2 12,73 15,21 18,50 21,20 21,63 28,2 36,0

3 14,03 15,80 18,26 20,87 21,18 28,6 34,7

P >0,05

CV% 9,00

LSD 4,45

Bảng 3: Động thái tăng trưởng chiều cao cây của cây cẩm nhuộm màu tím ở các công thức thí nghiệm

Đơn vị: cm

Công thức Chiều cao cây sau trồng........ ngày

30 40 50 60 70 80 90

1 7,47 9,30 12,03 14,53 15,00 21,87 27,5

2 7,90 11,13 13,97 17,10 17,60 24,77 30,8

3 7,37 9,13 12,87 15,87 16,40 23,30 28,5

P > 0,05

CV% 5,50

LSD 1,78


146

Bảng 4: Tốc độ ra lá của cây cẩm nhuộm màu đỏ ở các công thức thí nghiệm

Đơn vị: Lá/10 ngày

Công thức Tốc độ ra lá sau trồng........ ngày

30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90

1 2,90 3,70 4,83 5,10 5,30 8,36 10,16

2 2,73 3,73 4,93 5,17 5,33 8,53 10,39

3 2,77 3,70 4,67 5,17 5,33 8,73 10,59

Bảng 5: Tốc độ ra lá của cây cẩm nhuộm màu tím ở các công thức thí nghiệm

Đơn vị: Lá/10 ngày

Công thức Tốc độ ra lá sau trồng........ ngày

30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90

1 1,67 2,33 3,50 4,03 4,33 7,33 8,87

2 2,63 3,40 4,73 5,37 5,70 9,60 11,20

3 2,50 3,40 4,47 5,50 5,60 8,34 10,03

* Kết quả nghiên cứu tốc độ ra lá của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm Lá là một bộ phận rất quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển đối với cây trồng nói chung và cây cẩm nhuộm màu nói riêng. Vì lá làm nhiệm vụ quang hợp để tổng hợp các chất dinh dưỡng cho cây, đồng thời đối với cây nhuộm màu, thân và lá là bộ phận quan trọng dùng trong nhuộm màu thực phẩm. Số lá/cây phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm của giống, ngoài ra nó còn chịu tác động của các biện pháp kỹ thuật canh tác.

Kết quả theo dõi tốc độ ra lá của cây cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím được trình ở bảng 4 và 5.

Số liệu bảng 4 cho thấy tốc độ ra lá của cây cẩm nhuộm màu đỏ ở các công thức thí nghiệm tăng dần theo thời gian sinh trưởng. Tuy nhiên giai đoạn 60 – 70 ngày sau trồng do gặp thời tiết nóng và khô nên tốc độ ra lá có xu hướng chậm lại.

Giai đoạn 80 – 90 ngày sau trồng do gặp thời tiết thuận lợi, cây sinh trưởng mạnh, phân cành nhiều, tốc độ ra lá nhanh hơn. Thời điểm 90 ngày sau trồng tốc độ ra lá giữa các công thức tương tương nhau (P > 0,05), biến động từ 10,16 – 10,59 lá (đạt 1 lá/ngày).

Số liệu bảng 5 cho thấy tốc độ lá của cây cẩm nhuộm màu tím ở các công thức thí nghiệm tăng dần theo thời gian sinh trưởng. Cũng như cây cẩm nhuộm màu đỏ, giai đoạn từ 60 - 70

ngày sau trồng số lá tăng chậm lại, do lúc này trùng với đợt nắng nóng đầu tiên của năm 2013 (từ 14 - 19/5 nhiệt độ cao > 400C) làm cho thân lá của cây đều tăng rất chậm. Thời điểm 90 ngày sau tốc độ lá ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau (P > 0,05), biến động từ 8,87 – 11,2 lá/cây.

* Đặc điểm hình thái thời kỳ thu hoạch Sau trồng 4 tháng chiều cao cây cẩm đạt từ 35 – 45 cm thì có thể thu hoạch thân lá làm nguyên liệu cho nhuộm màu. Giai đoạn này cây đang tăng trưởng chiều cao và phân cành mạnh. Kết quả theo dõi một số đặc điểm hình thái của cây cẩm thời kỳ thu hoạch của các công thức thí nghiệm được trình bày ở bảng 6

Bảng 6: Một số đặc điểm hình thái của cây cẩm thời kỳ thu hoạch

CT

Chiều cao cây (cm)

Số cành cấp 1 (cành)

Số cành cấp 2 (cành)

Cẩm đỏ

Cẩm tím

Cẩm đỏ

Cẩm tím

Cẩm đỏ

Cẩm tím

1 46,33 34,67 9,57 7,03 2,60 2,40

2 45,80 37,20 10,00 8,47 2,53 3,67

3 47,27 36,17 9,83 8,50 2,57 3,43

P >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 <0.05

CV% 2,7 5,1 5,1 8,1 18,3 11,1

LSD.05 2,83 4,16 1,14 1,46 1,07 0,79

Số liệu bảng 6 cho thấy thời điểm thu hoạch chiều cao cây cẩm ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau, dao động từ 45,8 – 47,27


147

cm (cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 34,67 – 37,2 cm (cẩm nhuộm màu tím). Trong đó chiều cao cây cẩm nhuộm màu đỏ có xu hướng cao hơn cây cẩm nhuộm màu tím.

Nhìn chung cây cẩm có khả năng phân cành cấp 1 và cấp 2 nhiều, thời điểm thu hoạch số cành cấp 1 của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau, dao động từ 9,57 – 10 cành (cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 7,03 – 8,5 cành (cẩm nhuộm màu tím). Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ có xu hướng phân cành cấp 1 nhiều hơn cây cẩm nhuộm màu tím. Số cành cấp 2 của cây cẩm nhuộm màu đỏ ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau, biến động từ 2,53 – 2,6 cành. Cây cẩm nhuộm màu tím có số cành cấp 2 biến động từ 2,4 – 3,67 cành, trong đó công thức 1 (đoạn hom gốc) có khả năng phân cành cấp 2 ít hơn so với 2 công thức còn lại ở mức tin cậy 95%.

Ảnh hưởng của các loại hom trồng khác nhau đến năng suất thân lá

Đối với cây cẩm năng suất thân lá rất quan trọng, vì đây là bộ phận sử dụng làm nguyên liệu cho nhuộm màu. Kết quả theo dõi ảnh hưởng của các loại hom khác nhau đến năng suất thân lá được trình bày ở bảng 7.

Bảng 7: Năng suất thân lá của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm

Công thức Cẩm đỏ (tấn/ha)

Cẩm tím (tấn/ha)

1 10,15 6,87 2 8,68 6,93 3 9,58 6,27 P > 0,05 > 0,05

CV% 25,1 15,4 LSD.05 5,37 2,33

Số liệu bảng 7 cho thấy sau trồng 4 tháng năng suất thân lá của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau đạt từ 8,68 – 10,15 tấn/ha ( cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 6,27 – 6,93 tấn/ha (cẩm nhuộm màu tím). Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ đạt năng suất cao hơn cẩm nhuộm màu tím.

Như vậy, đối với cây cẩm có thể sử dụng các đoạn hom khác nhau để nhân giống.

KÊT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Kết luận

- Cây cẩm có khả năng tái sinh mạnh, do vậy có thể nhân giống bằng đoạn gốc, đoạn ngọn, đoạn cành đều có tỷ lệ sống cao. Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ có tỷ lệ sống cao hơn (90%) so với cây cẩm nhuộm màu tím (77 -88 %).

- Đối với cây cẩm sử dụng đoạn gốc, ngọn hay cành cấp 1 làm hom giống để trồng đều có khả năng sinh trưởng tốt, phân cành cấp 1, cấp 2 nhiều. Thời điểm thu hoạch chiều cao cây cẩm ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau, dao động từ 45,8 – 47,27 cm (cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 34,67 – 37,2 cm (cẩm nhuộm màu tím). Số cành cấp 1 dao động từ 9,57 – 10 cành (cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 7,03 – 8,5 cành (cẩm nhuộm màu tím).

- Năng suất thân lá của cây cẩm ở các công thức thí nghiệm tương đương nhau đạt từ 8,68 – 10,15 tấn/ha (cẩm nhuộm màu đỏ) và từ 6,27 – 6,93 tấn/ha (cẩm nhuộm màu tím). Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ đạt năng suất cao hơn cẩm nhuộm màu tím.

Đề nghị

- Do hạn chế về thời gian nên đề tài mới theo dõi được một số chỉ tiêu về sinh trưởng trong một thời gian ngắn, cần tiếp tục theo dõi một số chỉ tiêu khác như năng suất, khả năng tái sinh sau thu hoạch của các tháng trong năm để có kết luận chính xác hơn.

- Tiếp tục nghiên cứu các thí nghiệm về thời vụ, mật độ và phân bón để hoàn chỉnh một số biện pháp kỹ thuật chính cho cây cẩm nhuộm màu thực phẩm.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1- Lưu Đàm Cư, Trần Minh Hợi, (1995), Các cây nhuộm màu phổ biến ở Việt Nam. Tuyển tập công trình nghiên cứu, Viện STTNSV. 2- Lưu Đàm Cư, (2003), Nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm ở Việt Nam. Hội nghị quốc gia lần 2: nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống, Huế, tr 47-51.


148

SUMMARY STUDY ON THE EFFECT OF CUTTINGS IN THE PROPAGATION OF NATURAL FOOD COLOUR PLANTS IN THAI NGUYEN

Luan Thi Dep*, Hoang Bich Thao, Nguyen Viet Hung, Luu Thi Xuyen, Ha Huy Hoang,

Truong Thi Anh Tuyet, Vu Thi Hai Anh College of Agriculture & Forestry – TNU

In spring 2013, we conducted experiments on studying the effects of different types of cuttings in the propagation of natural food colour plants. The results showed that colour plants had strong capabilities in regeneration, were able to be propagated from different types of cuttings with high survival rate (from 77.3 to 97.3%), yields of cuttings had no difference (plants producing red dye gained from 8.18 to 10.15 tons/ha, plants producing purple dye obtained from 6.27 to 6.93 tons/ha). In which, plants producing red dye had stronger capabilities in regeneration than ones producing purple dye, the germination of different plant cuttings was more than 90%, strong growth shoots capabilities, branching level 1 was more and higher productivity than plants producing purple dye. Key words: natural food colour plants, cuttings, propagation, food coloring, Thai Nguyen

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Lân – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Văn Lâm và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 149 - 154

149

ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH TH ƯỚC NANG TRỨNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TRỨNG LỢN NUÔI THÀNH TH ỤC IN VITRO

Nguyễn Văn Lâm1, Hứa Nguyệt Mai 2*, Nguyễn Văn Hạnh1, Nguyễn Việt Linh 1

1Viện Công nghệ sinh học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát tỷ lệ các nhóm nang có kích thước khác nhau có trên bề mặt buồng trứng lợn và đánh giá ảnh hưởng của kích thước nang trứng tới chất lượng trứng trong quá trình nuôi thành thục in vitro. Các nang trứng được chia thành 3 nhóm với kích thước dưới 2mm, từ 2-3mm và trên 3mm với tỷ lệ lần lượt là 60,8±3,1%; 26,1±2,0% và 13,1±2,5% (P< 0,05). Tỷ lệ trứng loại A ở nhóm nang trên 3 mm cao hơn so với nhóm nang 2-3mm (20,5±6,8% và 5,8±2,3%), (P<0,05) trong khi nhóm nang dưới 2mm không có trứng loại A. Trứng loại B ở hai nhóm nang từ 2-3mm và trên 3mm có tỷ lệ tương đương nhau (63,1%±4,9 và 62,5±7,8%) còn ở nhóm nang dưới 2mm thấp hơn chỉ đạt 40,5±4,1% (P<0,05). Những trứng đủ tiêu chuẩn ở các nhóm nang được nuôi trong điều kiện 38,5 0C và 5% CO2. Kết quả cho thấy tỷ lệ trứng thành thục ở nhóm nang trên 3mm cao nhất 60,7±5.4%, nhóm nang từ 2-3mm và dưới 2mm có tỷ lệ thành thục thấp hơn (29,7±4,6% và 6,8±3,1%); (P<0,05). Kích thước nang trứng có ảnh hưởng đến tỷ lệ của từng loại trứng khi thu nhận và tỷ lệ trứng thành thục sau quá trình nuôi in vitro. Nang có kích thước trên 3mm cho kết quả cao nhất cả về số trứng tốt và tỷ lệ trứng thành thục sau quá trình nuôi. Từ khóa: Kích thước nang; Trứng lợn; Chất lượng; Nuôi thành thục.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Lợn là nguồn cung cấp thực phẩm chủ yếu cho con người. Lợn còn là đối tượng gần gũi với con người về mặt sinh lý học do đó lợn có tiềm năng trở thành nguồn nguyên liệu các loại nội tạng phục vụ cho y học thay thế. Vì vậy, lợn được quan tâm nghiên cứu đặc biệt trên phôi. Việc sản xuất phôi lợn in vitro làm nguyên liệu cho các nghiên cứu đó hiện tại vẫn chưa đạt hiệu quả tương đương với các loài khác. Một trong những nguyên nhân của hạn chế này là sự thành thục chưa đầy đủ của các trứng lợn nuôi in vitro.

Đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng trứng lợn thành thục in vitro. Leibfried và đồng tác giả đã nghiên cứu dựa vào trạng thái bên ngoài của trứng như độ dày của lớp tế bào cận noãn bao quanh noãn bào trứng để chọn ra trứng có đủ chất lượng nuôi thành thục [8]. Trứng có lớp tế bào cận noãn dày, tơi thì tỷ lệ thành thục tốt hơn [10]. Trứng được nuôi trong môi trường có bổ sung thêm hormone FSH có tỷ lệ ở giai đoạn MII * Tel: 0973 113 541; Email: [email protected]

cao hơn so với khi được nuôi trong môi trường không có FSH (lần lượt là 86,7 và 58,0%) [4]. Mùa vụ cũng có ảnh hưởng tới chất lượng trứng lợn, khi thu trứng ở mùa xuân có tỷ lệ thành thục thấp hơn khi trứng thu ở mùa hè (lần lượt là 58,0 và 66,1%). Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng môi trường có bổ sung dịch nang trứng (pFF) sẽ kích thích trứng thành thục [12]. Qian và đồng tác giả đã khảo sát ảnh hưởng của kích thước nang đến chất lượng thành thục trong ống nghiệm. Kết quả cho thấy trứng thu ở nang trên 5mm có chất lượng thành thục và khả năng phát triển sau thụ tinh đến giai đoạn 6-8 tế bào cao hơn hẳn so với trứng được thu ở nang 2-2,9mm (90,5% với 67,4%) và (34,5% với 7,7%) [12].

Ở Việt Nam, việc thí nghiệm nuôi thụ tinh ống nghiệm (TTON) trứng lợn đã được tiến hành đầu những năm 2000 [3]. Tuy nhiên tỷ lệ trứng thành thục và hiệu suất tạo phôi vẫn còn thấp (tỷ lệ thành thục 14,8-18,3% [2]). Vì vậy việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng từ đó nâng cao sự thành thục của trứng cũng như hiệu suất TTON và tạo phôi ở đối tượng lợn là cần thiết nhằm có được một hệ thống sản


150

xuất phôi hiệu quả và ổn định. Trong nghiên cứu này chúng tôi tìm hiểu ảnh hưởng của kích thước nang đến chất lượng trứng lợn thành thục in vitro.


Vật li ệu nghiên cứu

Trứng lợn thu từ buồng trứng được lấy từ lò mổ trên địa bàn thành phố Hà Nội.


Trên buồng trứng lợn chúng tôi chia ra làm ba nhóm nang có kích thước khác nhau: dưới 2mm; từ 2-3mm và trên 3mm.

Nội dung 1: Khảo sát tỷ lệ các nhóm nang có mặt trên buồng trứng.

Nội dung 2: Đánh giá ảnh hưởng của kích thước nang trứng tới chất lượng trứng mới thu.

Nội dung 3: Đánh giá khả năng thành thục của trứng thu ở các nhóm nang sau 44 giờ nuôi.


Thu và phân loại trứng: Buồng trứng lợn sau khi thu ở lò mổ được bảo quản trong nhiệt độ từ 35-37 0C và vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm. Tại đây buồng trứng được làm sạch và rửa lại nhiều lần trong dung dịch NaCl 9‰ trước khi tiến hành thu trứng, Ở thí nghiệm này chúng tôi tiến thu trứng bằng phương pháp hút nang: dùng xi lanh 10ml gắn với kim tiêm 20G chọc vào nang trứng và hút phần dịch nang có chứa trứng. Trứng được thu bằng kim thủy tinh có kích thước thích hợp và rửa lại 3-4 lần trong môi trường thu trứng và phân loại trứng theo phương pháp của Leibfried và First, 1979 [8]. Tất cả các

giai đoạn được thực hiện trong điều kiện vô trùng và ở 37oC.

Nuôi thành thục in vitro: Trứng sau khi được phân loại, đánh giá chất lượng sẽ được đưa vào môi trường nuôi thành thục theo phương pháp được mô tả trong nghiên cứu của Kikuchi và đồng tác giả, 2002 [6], [7]. Trong thí nghiệm này chúng tôi chỉ nuôi và đánh giá chất lượng thành thục các trứng loại A và B. Từng nhóm 40-50 trứng được nuôi trong 0,5ml môi trường MAT-I (môi trường NCSU-37 có bổ sung các hormone PMSG và hCG, cùng với dbcAMP) và trong đĩa nuôi tế bào 4 giếng, trong tủ ấm 38,5oC và 5% CO2, độ ẩm 95%. Sau 24 giờ trong môi trường MAT-I, trứng được chuyển sang môi trường MAT-II (môi trường NCSU-37 không bổ sung hormone và dbcAMP) nuôi tiếp trong 20 giờ. Sau đó trứng được tách sạch tế bào cận noãn và đánh giá tỷ lệ thành thục.

Đánh giá sự thành thục của trứng: Được làm theo phương pháp của Leibfried và Frist, 1979 [8]. Trứng lợn sau khi nuôi thành thục được tách sạch lớp tế bào cận noãn bằng cách xử lý trong giọt men hyaluronidase và vi thao tác bằng các kim thủy tinh có đường kính đầu kim bằng với đường kính của trứng. Sau đó rửa lại 3 - 4 lần trong môi trường nuôi thành thục (MAT-II), quan sát và ghi nhận sự có mặt hoặc không có mặt của thể cực thứ nhất dưới kính hiển vi với độ phóng đại 40-100 lần.


Khảo sát tỷ lệ các nhóm nang trên buồng trứng

Kết quả khảo sát tỷ lệ các nhóm nang trên buồng trứng được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1: Kết quả tỷ lệ các nhóm nang có mặt trên buồng trứng.

Số buồng trứng

Số nang trứng

Nhóm nang trứng

Dưới 2mm Từ 2-3mm Trên 3mm

31 1983 1205 (60,8±3,1) a 518 (26,1±2,0) b 260 (13,1±2,5) c

TB số nang/BT 64±5,4 38,9 a±5,9 16,7b ±2,0 8,4c ±2,1

Thí nghiệm được lặp lại 6 lần. Ký hiệu a, b, c trên cùng một hàng thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05)


151

Bảng 2: Kết quả phân loại chất lượng trứng

Kích thước nang (mm)

Số trứng thu được

Phân loại chất lượng trứng

Trứng A (% ± SEM) Trứng B (% ± SEM) Trứng C (% ± SEM)

Dưới 2 825 0 (0)a 334 (40,5±4,0)a 491 (59,5±4,7)a

Từ 2-3 860 50 (5,8±2,3)b 543 (63,1±4,9)b 267 (31,1±5,3)b

Trên 3 626 128 (20,5±6,8)c 391 (62,5±7,8)b 107 (17,1±1,9)c

Thí nghiệm được lặp lại 7 lần. Kí hiệu a, b, c trên cùng một cột thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05).

Tổng số nang của 31 buồng trứng là 1983 nang, trung bình số nang trên mỗi buồng trứng khảo sát là 64 nang/buồng trứng; nhóm nang có kích thước dưới 2mm có trung bình nang/buồng trứng cao nhất 38,9 chiếm 60,8%; nhóm nang có kích thước trên 3mm có trung bình nang/buồng trứng thấp nhất là 8,4 chỉ chiếm 13,1% và nhóm từ 2-3mm có trung bình nang/buồng trứng là 16,7 chiếm 26,1%. Kết quả này khá phù hợp với kết quả khảo sát của Ratky và đồng tác giả [10] khi khảo sát 60 buồng trứng lợn kết quả thu được, số nang trên bề mặt mỗi buồng trứng đạt từ 60-90 nang, trong đó số nang có kích thước ≥2 mm là 24,8 nang/buồng trứng. Như vậy có thể thấy không có sự sai khác về số lượng nang trứng và tỷ lệ các nang với kích thước khác nhau giữa nghiên cứu của chúng tôi với nghiên cứu của Ratky và đồng tác giả [10], về các chỉ tiêu trên của cùng một giống lợn ở hai địa điểm nghiên cứu cách xa nhau về địa lý cũng như khí hậu.

Ảnh hưởng của kích thước nang trứng đến chất lượng trứng mới thu: Theo tiêu chuẩn phân loại trứng của Leibfied và cộng sự (1979) [8]. Trứng A có từ 3 lớp tế bào cận noãn trở lên, bông tơi bao phủ đồng đều trên mặt tế bào trứng và noãn bào chất có độ đồng nhất cao về màu sắc; Trứng B có từ 2 đến 3 lớp tế bào cận noãn, độ bao phủ của các tế bào cận noãn và mức độ đồng nhất màu sắc của noãn bào chất không bằng trứng A, trứng C là trứng có hoặc không có lớp tế bào cận

noãn, noãn bào chất không đồng nhất. Ứng dụng phương pháp phân loại của Leibfied và cộng sự (1979) [8], chúng tôi thu được kết quả chi tiết được thể hiện ở bảng 2.

Trứng loại A ở nhóm nang trên 3mm có tỷ lệ cao hơn hẳn so với 2 nhóm còn lại từ 2-3mm và dưới 2mm lần lượt là (20,5±6,8%; 5,8±2,3 và 0%). Trứng loại B ở nhóm nang trên 3mm và từ 2-3mm có tỷ lệ tương đương nhau (62,5±7,8% và 63,1±4,9%). Trứng loại C được thu ở nhóm nang có kích thước dưới 2mm có tỷ lệ cao hơn hẳn so với nhóm nang có kích thước từ 2-3mm và trên 3mm lần lượt là (59,5±4,7%; 31,1±5,3% và 17,1±1,9%). Những kết quả trên cho thấy kích thước nang có ảnh hưởng rõ rệt tới chất lượng trứng lợn. So với kết quả của tác giả Nguyễn Thị Ước và cộng sự khi khảo sát trên 90 buồng trứng lợn thu được kết quả số lượng trứng loại A và B từ nang trên 2 mm là 79,83 ± 0,03% [4], thì kết quả của chúng tôi thấp hơn không đáng kể (74,8%). Điều đó cho thấy sự ổn định của hệ thống khi trứng được thu nhận và nuôi trong cùng mùa vụ.

Khả năng thành thục của trứng thu từ các nhóm nang sau 44 giờ nuôi in vitro: Sau khi thu và phân loại trứng, tiến hành nuôi cấy trứng trong môi trường MAT-I (môi trường NCSU-37 có bổ sung các hormone PMSG và hCG, cùng với dbcAMP), trong đĩa nuôi tế bào 4 giếng, trong tủ ấm 38,5oC và 5% CO2, độ ẩm 95%. Kết quả được trình bày cụ thể ở bảng 3.


152

Bảng 3: Đánh giá thành thục bằng phương pháp soi thể cực sau 44 giờ nuôi

Kích thước nang

Số trứng thí nghiệm

Số trứng thành thục %

Dưới 2 mm 192 13 (6,8±3,1)a

Từ 2-3mm 175 52 (29,7±4,6)b

Trên 3 mm 150 91 (60,8±530.4)c

Thí nghiệm lặp lại 6 lần. Kí hiệu a, b, c trên cùng một cột thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa với P<0,05

Kích thước nang có ảnh hưởng tới chất lượng và tỷ lệ thành thục của trứng lợn nuôi trong ống nghiệm. Tỷ lệ thành thục của trứng ở nhóm nang có kích thước trên 3mm (60,8%) cao hơn hai nhóm còn lại. Tuy nhiên so với mộ số nghiên cứu trên thế giới vẫn còn thấp hơn rất nhiều (86,7% [5] và 90,5% [12]). Sự kém thành thục khi nuôi trứng in vitro có thể do rất nhiều nguyên nhân, trong đó có điều kiện chăn nuôi ở nước ta với chế độ dinh dưỡng chưa hợp lý, thức ăn chứa nhiều chất kích thích tăng trọng, và độ tuổi giết mổ sớm hơn so với độ tuổi trưởng thành của con vật. Như vậy cần có những nghiên cứu sâu hơn nhằm cải tiến hệ thống IVM cho trứng lợn thu tại Vi ệt Nam phục vụ cho tạo phôi bằng thụ tinh ống nghiệm (in vitro fertilization), kích thích mẫu sinh (parthenogenesis) hoặc nhân bản vô tính (cloning).

KẾT LUẬN

- Qua khảo sát chúng tôi rút ra kết luận: trứng lợn thu được từ nhóm nang có kích thước dưới 2mm chiếm tỷ lệ 60,8%; nhóm nang có kích thước trên 3mm chỉ chiếm tỷ lệ 13,1% và nhóm từ 2-3mm chiếm tỷ lệ là 26,1%.

- Trứng lợn loại A ở nhóm nang trứng có kích thước trên 3mm có tỷ lệ cao nhất (20,5±6,8%); Trứng lợn loại B ở nhóm nang trứng có kích thước trên 3mm và từ 2-3mm có tỷ lệ tương đương nhau (62,5±7,8% và 63,1±4,9%). Trứng loại C ở nhóm nang trứng có kích thước dưới 2mm có tỷ lệ cao nhất (59,5±4,7%). Kết quả trên cho thấy kích thước nang trứng có ảnh hưởng rõ rệt tới chất lượng trứng lợn.

- Trứng lợn thu được từ nang trứng có kích thước trên 3mm có tỷ lệ thành thục cao nhất là 60,8% khi nuôi in vitro. Chúng tôi đề nghị sử dụng các trứng thu từ nang trứng có kích thước trên 3mm để nâng cao hiệu suất tạo phôi.

Hình 1. Tập hợp tế bào trứng thu được và phân loại trứng

(A: Trứng A; B: trứng B; C: trứng C)

Hình 2. Trứng xuất hiện thể cực thứ nhất


153


[1]. Nguyễn Thị Phương Hiền (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng của mùa vụ lên kết quả nuôi thành thục một số động vật nuôi, Luận văn thạc sỹ Nông nghiệp. [2]. Huỳnh Thị Lệ Duyên, Phan Kim Ngọc, Hồ Huỳnh Thùy Dương, Nguyễn Quốc Đạt (2003), “Ứng dụng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm trên heo”, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội, tr.639-642. [3]. Bùi Xuân Nguyên (2003), “Phát triển công nghệ phôi và tế bào phôi ở Việt Nam”, Kỷ yếu Viện Công nghệ sinh học, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr. 411 - 417 [4]. Nguyễn Thị Ước, Nguyễn Việt Linh, Nguyễn Văn Hạnh, Quản Xuân Hữu, Đặng Nguyễn Quang Thành, Trần Thị Thơm, Nguyễn Thị Mến, Bùi Linh Chi, Nguyễn Trung Thành, Dương Đình Long, Nguyễn Khắc Tích, Phan Ngọc Minh, Bùi Xuân Nguyên (2008), “ Nghiên cứu sản xuất phôi lợn mini nội địa bằng tổ hợp công nghệ ống nghiệm và nhân bản vô tính”, Tạp chí công nghệ sinh học, 6(4A), tr. 625-635. [5]. Schoevers E.J., Kidson A., Verhijden J.H.M., Bevers M.M. (2003), “Effect of follicle-stimulating hormone on nuclear and cytoplasmic maturation of sow oocytes in vitro”. Theriogenology., 59: 2017-2028. [6]. Kikuchi K., Onishi A., Kashiwasaki N., Iwamoto M., Noguchi J., Kaneko H., Akita T., Nagai T. (2002), “Successful piglet production after transfer of blastocyst produced by a modified invitro system”, Biol Reprod., 66: 1033-1041. [7]. Kikuchi K., Kashiwazaki N., Noguchi J., Shimada A., Takahashi R., Hirabayashi M., Shino M., Ueda M., Kaneko H. (1999), “Developmental competence, after transfer to

recipients, of porcine matured, fertilized, and cultured in vitro”. Biol Reprod., 6:336-340. [8]. Leibfried L. and First N.L. (1979),

“Characterization of bovine follocular oocytes and

their ability invitro”. J. Anim. Sci.,48:76-86.

[9]. Ni Wayan Kurniani Karja. (2008), “Nuclear

Maturation of Porcine Oocytes in vitro: Effect

ofthe Cumulus-Oocyte Complexes Quality”,

Indonesian Journal of Biotechnology.,13 (2):

1078-1084.

[10]. Ratky, Katiyar P.K., Raminder Singh.

(2003), “Maturation of porcine oocytes in vitro

and developmental competence of porcine

oocytes”, Biology of reproduction., 11: 299-305.

[11]. Tatemoto H., Sakurai N., Muto N.( 2000),

“Protection of porcine oocytes against apoptoic

cell death caused by oxidative stress during In

vitro maturation: role of cumulus cells”, Biol

Reprod.,63: 805-810.

[12]. Yun Qian., Wei Qun Shi., Jia Tong Ding., Bi

Qin Fan., Yutaka Fuku. (2001), “Effect of follicle

size on Cumulus - Expansion, In vitro fertilization

and development of porcine follicular oocytes”,

Journal of Reproduction and Development., 47(3):

145 – 152.

Lời cảm ơn: Các tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Bùi Xuân Nguyên, TS. Nguyễn Thị Ước và các đồng nghiệp tại Phòng Công nghệ Phôi, Viện Công nghệ sinh học đã giúp đỡ thực hiện và đóng góp ý kiến. Nghiên cứu được tài trợ bởi đề tài NAFOSTED 106.16.141.09, chủ nhiệm đề tài TS. Bùi Xuân Nguyên.


154

SUMMARY EFFECTS OF FOLLICLE SIZE ON OOCYTE QUALITY AFTER IN VITRO MATURATION

Nguyen Van Lam1, Hua Nguyet Mai2*, Nguyen Van Hanh1, Nguyen Viet Linh1

1Institute of Biotechnology - Vietnam Academy of Science and Technology 2College of Science -TNU

In this experiment, we examined the proportion of groups of different sized follicles on the surface of pig ovaries and evaluate the effects of follicle size to quality oocytes during in vitro culture. On ovaries, we are divided into 3 groups of different sized follicles under 2mm, 2-3mm and >3mm the results is (60.8 ± 3.1% and 26.1 ± 2.0% and 13.1 ± 2.5%, respectively) (P <0.05). The rate of grade A oocytes in groups of 3 mm follicles than group 2-3mm follicles (20.5 ± 6.8% and 5.8 ± 2.3%), while less than 2 mm without the oocyte capsule type A (0 %) (P <0.05). Oocytes grade B from group 2-3mm and >3mm similar rate (63.1 ± 4.9% and 62.5 ± 7.8%) is less than 2 mm follicles in the lower group was only 40,5 ± 4.1% (P <0.05). The oocytes in the group qualify conducted follicles cultured in 38.50C and 5% CO2 and 95% N. The results showed that the rate of oocyte maturation in the highest group 3mm is 60.7 ± 5,4% followed by group 2-3mm follicles for maturation rate is 29.7 ± 4.6% and less than 2 mm follicle group is 6.8 ± 3.1% (P <0.05). Follicle size affects the results obtained and the rate of oocyte maturation in vitro culture process. The follicles size >3 mm for best results both in terms of good oocytes and oocyte maturation rate after the in vitro maturation. Key words: Follicle size; Porcine oocyte; Quality; Maturation.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Hải Yến – Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên


Đặng Thị Mai Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 155 - 161

155

NGHIÊN CỨU NHỮNG BIẾN ĐỔI BỆNH LÝ CỦA BỆNH TỤ HUYẾT TRÙNG Ở GÀ NUÔI TẠI MỘT SỐ PHƯỜNG, XÃ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

Đặng Thị Mai Lan *, Dương Thị Hồng, Lê Văn Điệp, Nguyễn Thị Hiền Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Chúng tôi đã tiến hành điều tra và theo dõi gà mắc bệnh tụ huyết trùng tại 4 phường, xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên và nhận thấy tỷ lệ gà mắc bệnh theo lứa tuổi và mùa vụ là tương đối cao. Tỷ lệ gà mắc bệnh tụ huyết trùng tính chung cho cả 4 phường, xã là 9,43% và lần lượt các phường, xã chiếm tỷ lệ dao động từ 8,2 - 11,82%. Quan sát ở gà mắc bệnh đều có những triệu chứng lâm sàng và bệnh tích đại thể, vi thể đặc trưng. Đồng thời chúng tôi cũng tiến hành điều trị cho gà mắc bệnh bằng 3 phác đồ (Gentamycin, Sulfathiazole, Oxytetracyclin kết hợp với B.complex) kết quả thu được dao động từ 57,78-66,67%. Từ khóa: Gà, bệnh trên gà, gà mắc bệnh tụ huyết trùng, tụ huyết trùng…

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Thái Nguyên là tỉnh nằm ở vùng Đông Bắc, sản xuất nông nghiệp là chủ yếu. Trong những năm gần đây thực hiện mục tiêu CNH-HĐH nông nghiệp nông thôn theo chủ trương của Đảng và Nhà nước, Thái Nguyên đã tập trung chuyển dịch mạnh mẽ cơ cấu trong nông nghiệp, ngành chăn nuôi từng bước đã có sự đầu tư về khoa học kỹ thuật, vốn, đưa giống mới có năng suất, chất lượng cao vào sản xuất góp phần làm thay đổi bộ mặt kinh tế nông thôn. Với địa hình thuận lợi, chính sách chăn nuôi phù hợp, đặc biệt trên địa bàn tỉnh có rất nhiều công ty, trại sản xuất giống, thức ăn chăn nuôi, nên chăn nuôi gà phát triển mạnh mẽ với rất nhiều trại nuôi gà quy mô lớn.

Tuy nhiên, hiện nay ngành chăn nuôi gà còn gặp nhiều khó khăn nảy sinh trong quy trình chăm sóc nuôi dưỡng và vệ sinh thú y phòng chống dịch bệnh dẫn đến đến gà thường mắc một số bệnh như: Ký sinh trùng, Newcastle, Tụ huyết trùng, Gumboro… Đặc biệt bệnh Tụ huyết trùng gây thiệt hại không nhỏ đến ngành chăn nuôi.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của sản xuất, đồng thời để thấy rõ hơn về tình hình nhiễm


bệnh, triệu chứng, bệnh tích của gà mắc bệnh Tụ huyết trùng, góp phần khống chế dịch bệnh và làm giảm bớt thiệt hại về kinh tế trong ngành chăn nuôi gia cầm hiện nay chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu những biến đổi bệnh lý của bệnh Tụ huyết trùng ở gà nuôi tại một số phường xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên”.



Gà ở mọi lứa tuổi nuôi tại một số phường, xã của thành phố Thái Nguyên.


+ Theo dõi và mô tả triệu chứng và bệnh tích bằng thuật ngữ chuyên môn.

+ Thu thập mẫu bệnh phẩm từ gà mắc bệnh tụ huyết trùng tiến hành làm tiêu bản vi thể và quan sát trên kính hiển vi điện tử những biến đổi của cơ quan, tổ chức.

+ Sử dụng thử nghiệm một số phác đồ điều trị cho gà mắc bệnh tụ huyết trùng.

+ Phương pháp xử lý số liệu theo phương pháp thống kê sinh vật học.


156

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tình hình gà mắc bệnh tụ huyết trùng nuôi ở một số phường, xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên

Bảng 1. Tỷ lệ gà mắc bệnh tụ huyết trùng tại 4 phường, xã trên địa bàn thành phố

Địa điểm Số gà điều tra

(con) Số gà mắc bệnh

(con) Tỷ lệ (%)

P. Quang Trung 423 50 11,82

P. Tân Lập 350 32 9,14

P. Đồng Quang 415 36 8,67

Xã Quyết Thắng 488 40 8,20

Tính chung 1.676 158 9,43

Chúng tôi đã tiến hành điều tra 4 phường, xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, kết quả cho thấy: trong tổng số 1.676 gà điều tra có 158 gà mắc bệnh chiếm tỷ lệ là 9,43%. Trong đó phường có tỷ lệ mắc bệnh cao nhất là phường Quang Trung với 50 con mắc trong tổng số 423 con điều tra chiếm 11,82% sau đó là phường Tân Lập với 32 con mắc trên tổng số 350 con điều tra chiếm 9,14%; phường Đồng Quang chiếm 8,67% và cuối cùng là xã Quyết Thắng chiếm tỷ lệ thấp nhất là 8,20%.

Tình hình gà mắc bệnh tụ huyết trùng theo lứa tuổi

Bảng 2. Tỷ lệ gà mắc bệnh tụ huyết trùng theo lứa tuổi

Tuổi gà (ngày) Số gà điều tra (con) Số gà bị bệnh (con) Tỷ lệ (%)

SS - 30 496 18 3,62

30 - 60 588 53 9,01

> 60 592 77 13,01

Tính chung 1.676 158 9,43

Kết quả ở bảng 2 cho thấy: giai đoạn từ SS - 30 ngày tuổi có 18 gà mắc bệnh trong tổng số 496 gà điều tra chiếm tỷ lệ mắc bệnh thấp nhất là 3,62%, đứng thứ 2 là giai đoạn 30 - 60 ngày tuổi có 53 gà mắc bệnh trong tổng 588 con điều tra chiếm 9,01% và cao nhất là giai đoạn trên 60 ngày tuổi với tỷ lệ bị bệnh là 13,01%.

Tình hình gà mắc bệnh Tụ huyết trùng theo mùa vụ

Bảng 3. Tỷ lệ gà mắc bệnh tụ huyết trùng theo mùa vụ

Mùa vụ theo dõi Số gà điều tra (con) Số gà mắc bệnh (con) Tỷ lệ (%) Đông - Xuân 982 74 7,54

Hè - Thu 694 84 12,10

Tính chung 1.676 158 9,43

Kết quả ở bảng 3 cho thấy tỷ lệ gà mắc bệnh tụ huyết trùng giữa các mùa vụ trong năm có sự khác nhau rõ rệt. Vụ Hè - Thu chiếm 12,10% cao hơn so với vụ Đông- Xuân (chiếm 7,54%). Vì vào vụ Hè - Thu thường hay có các trận mưa rào đột ngột, ẩm ướt hoặc các cơn gió lạnh đầu mùa tạo điều kiện thuận lợi cho mầm bệnh phát triển. Còn vụ Đông - Xuân thì tỷ lệ nhiễm thấp hơn là do mùa Đông thời tiết tương đối lạnh, khí hậu hanh khô.


157

Một số tri ệu chứng lâm sàng của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Bảng 4. Các biểu hiện lâm sàng của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Số gà theo dõi

(con)

Số gà bị bệnh (con)

Tri ệu chứng lâm sàng quan sát được Số gà có biểu hiện

(con)

Tỷ lệ (%)

1.676 158

Con vật sốt cao 42 - 430C, ủ rũ, xù lông, bỏ ăn đi lại chậm chạp, đi xiêu vẹo, miệng và mũi chảy nhớt sủi bọt có lẫn máu, mào, tích tím thẫm, da tím bầm

143 90,51

Ỉa chảy, phân lỏng, nhiều nước, màu xanh, chứa nhiều dịch nhày, lẫn máu

141 89,24

Khó thở, chết ngạt 12 7,59 Gầy còm, mào và yếm sưng, thủy thũng, đau mắt, chảy nước mũi

107 67,72

Qua bảng 4 cho thấy: Trong đó tổng số 158 gà được điều tra có 143 con có biểu hiện sốt cao 42-430C, ủ rũ, xù lông, bỏ ăn đi lại chậm chạp, đi xiêu vẹo, miệng và mũi chảy nhớt sủi bọt có lẫn máu, mào, tích tím tái, da tím bầm chiếm tỷ lệ 90,51%.

Tiếp đến là những biểu hiện ỉa chảy, phân lỏng, nhiều nước, màu xanh, chứa nhiều dịch nhày, lẫn máu có 141 con chiếm 89,24%. Số gà bị bệnh có biểu hiện gầy còm, mào và tích sưng, thủy thũng, mắt sưng, chảy nước mũi có 107 con chiếm tỷ lệ là 67,72%. Các triệu chứng khó thở, chết ngạt có 12 con chiếm tỷ lệ thấp nhất là 7,59%.

Hình 1. Mào, tích tím tái, mắt sưng Hình 2. Tụ huyết, xuất huyết dưới da

Những bệnh tích đại thể của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Bảng 5. Những bệnh tích đại thể của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Số gà mổ khám

(con)

Bệnh tích đại thể

Bệnh tích chủ yếu Số gà có bệnh

tích (con) Tỷ lệ (%)

15

Tim sưng to, mỡ vành tim xuất huyết 8 53,33 Lách sưng, tụ máu 13 86,67 Phổi tụ máu, xuất huyết đỏ thẫm 7 46,67 Gan sưng , hoại tử 15 100 Niêm mạc ruột viêm, tụ máu, xuất huyết hoặc có phủ fibrin 6 40,00


158

Kết quả mổ khám cho thấy bệnh tích rõ nhất là gan sưng, hoại tử, xuất huyết ở tổ chức liên kết dưới da chiếm 100%, lách sưng tụ máu là 86,67%; tiếp đó là phổi tụ máu, xuất huyết đỏ thẫm chiếm 46,67%; tỷ lệ thấp nhất là tim sưng to, mỡ vành tim xuất huyết, niêm mạc ruột viêm, tụ máu, xuất huyết hoặc có phủ fibrin chiếm 40%.

Hình 3. Xuất huyết đường tiêu hoá Hình 4. Gan sưng, lấm tấm xuất huyết và có nốt hoại tử trắng

Những biến đổi vi thể của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Bảng 6. Những biến đổi vi thể của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Số mẫu

Biến đổi vi thể của gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Số mẫu có biểu

hiện

Tỷ lệ (%)

9

Gan xuất huyết, tăng sinh nhiều tế bào viêm. 9 100 Ruột xuất hiện nhiều tế bào bạch cầu, hồng cầu ở niêm mạc ruột. Lông nhung, vi nhung bị đứt nát.

6 66,67

Phổi xuất huyết, lòng phế quản và phế nang chứa nhiều hồng cầu. 5 55,56 Lách viêm, xuất huyết, tăng sinh các tế bào đại thực bào. 9 100

Kết quả bảng 3.6 cho thấy gà bị bệnh tụ huyết trùng có bệnh tích vi thể thường thấy nhất là gan xuất huyết, tăng sinh nhiều tế bào viêm và lách viêm, xuất huyết, tăng sinh các tế bào đại thực bào chiếm tỷ lệ 100%. Ngoài ra, ở niêm mạc ruột xuất hiện nhiều tế bào hồng cầu, bạch cầu, hệ thống lông nhung, vi nhung bị đứt nát (66,67%) và phổi xuất huyết, lòng phế quản và phế nang chứa nhiều hồng cầu, cơ tim giãn, các sợi cơ vân phì đại xuất hiện các đám tế bào viêm chiếm 55,56%.

Hình 6. Lớp cơ tim giãn, các sợi cơ phì đại, xen kẽ là đám tế bào viêm

(TB nhuộm HE, độ phóng đại 400)

Hình 7: Tĩnh mạch trung tâm tiểu thùy gan chứa đầy tơ huyết và tế bào viêm, tế bào gan bị hoại tử

(TB nhuộm HE, độ phóng đại 400)

Tế bào gan bị hoại tử


159

Hình 8. Lớp niêm mạc ruột bị Hình 9. Lớp niêm mạc ruột bị thoái

thoái hóa, hoại tử và xung huyết hóa, hoại tử và xung huyết mạnh

(TB nhuộm HE, độ phóng đại 200) (TB nhuộm HE, độ phóng đại 400)

Hình 10. Mô đệm niêm mạc ruột Hình 11. Lách viêm, xuất huyết,

tăng sinh huyết quản, xung huyết mạnh tăng sinh các tế bào đại thực bào

(TB nhuộm HE, độ phóng đại 400) (TB nhuộm HE, độ phóng đại 400)

Hình 12. Biểu mô phế quản phổi Hình 13. Các phế nang của phổi thoái hóa, long tróc. Trong lòng phế quản xâm nhập nhiều tế bào viêm

chứa nhiều tế bào viêm (TB nhuộm HE, độ phóng đại 400) (TB nhuộm HE, độ phóng đại 400)

Biểu mô niêm mạc ruột thoái hóa, long tróc, xâm nhập viêm

Biểu mô phế quản phổi


160

Kết quả thử nghiệm các phác đồ điều tr ị gà mắc bệnh tụ huyết trùng

Bảng 7. Hiệu quả điều trị bệnh tụ huyết trùng gà theo 3 phác đồ

Phác đồ

Tên thuốc

Li ều lượng và cách dùng

Thời gian điều tr ị (ngày)

Số gà điều tr ị (con)

Số gà khỏi bệnh (con)

Tỷ lệ (%)

I

Gentamycin B.complex

120-150mg/kg P 2 - 3 ngày 45 30 66,67

II

Sulfathiazole B.complex

100mg/kg P 3-4 ngày 45 26 57,78

III

Oxytetracyclin B.complex

50mg/kg P 3-4 ngày 45 29 64,44

Chúng tôi đã sử dụng 03 loại kháng sinh kết hợp với B. complex để điều trị bệnh kết quả thu được như sau:

+ Phác đồ I: điều trị cho 45 gà thì có 30 gà khỏi chiếm 66,67%

+ Phác đồ II: điều trị cho 45 gà thì có 26 gà khỏi chiếm 57,78%

+ Phác đồ III: điều trị cho 45 gà thì có 29 con khỏi chiếm 64,44%

KẾT LUẬN

- Tỷ lệ mắc gà bệnh Tụ huyết trùng nuôi tại 4 phường, xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên là 9,43%. Dao động từ 8,2 - 11,82%.

- Gà ở giai đoạn 1 - 30 ngày tuổi thì tỷ lệ mắc bệnh thấp nhất là 5,65% và cao nhất là giai đoạn trên 60 ngày tuổi chiếm 13,01%.

- Vụ Hè - Thu gà mắc bệnh chiếm tỷ lệ 12,10% cao hơn vụ Đông - Xuân (7,54%)

- Hầu hết gà mắc bệnh tụ huyết trùng đều có triệu chứng rõ rệt: gà sốt cao lên đến 42 - 430C, ủ rũ, xù lông, bỏ ăn, đi lại chậm chạp, đi xiêu vẹo, miệng và mũi nước nhớt sủi bọt có lẫn máu, mào tích tím thẫm, da tím bầm, gà ỉa chảy, phân lỏng, nhiều nước, sau có màu xanh, chứa nhiều dịch nhày, lẫn máu con vật gầy còm mào yếm sưng thủy thũng... chiếm tỷ lệ từ 7,59-90,51%.

- Bệnh tích rõ nhất là gan sưng, hoại tử chiếm 100% còn các bệnh tích khác như niêm mạc ruột viêm, tụ máu, xuất huyết hoặc có phủ fibrin chiếm từ 40,00% đến 86,67%.

- Bệnh tích vi thể thấy rõ ở gà mắc bệnh tụ huyết trùng là gan xuất huyết, tăng sinh nhiều tế bào viêm (100%).

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Xuân Bình (1995), “Nghiên cứu đặc điểm dịch tễ bệnh Tụ huyết trùng gia cầm ở Long An và biện pháp phòng trừ thích hợp”. Luận án Phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp Hà Nội. 2. Nguyễn Bá Hiên. Nguyễn Quốc Doanh, Phạm Sỹ Lăng, Nguyễn Thị Kim Thành, Chu Đình Tới (2009), “Vi sinh vật, bệnh truyền nhiễm vật nuôi”, NXB Giáo dục Việt Nam. 3. Lê Lập (1996),“Nghiên cứu một số đặc tính sinh học và miễn dịch của chủng vacxin N14 và các chủng Pasteurella multocida phân lập ở gia cầm tại một số tỉnh miền Trung, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng vacxin”, Luận án Phó Tiến sĩ khoa học nông nghiệp Hà Nội. 4. Dương Thế Long và Lê Văn Tạo (1995), “ Xác định serotype kháng nguyên capsular của vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập từ vật nuôi ở Sơn La”, Tạp chí nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm, số 1, tr. 35 5. Hoàng Đạo Phấn (1986), “Đặc tính của Pasteurella multocida và type huyết thanh của chúng”. Tạp chí KHKT thú y, tr. 1-7 6. Phan Thanh Phượng (1989),“ Cơ sở miễn dịch và dịch tễ điều khiển phòng chống đặc hiệu bệnh tụ huyết trùng gia súc và gia cầm ở Việt Nam”, Luận án Tiến sĩ khoa học Matxcova 7. Carter G.R. (1967), Pasteurellosis: Pasteurella multocida and P.haemolytica in advances in Veterinary Science. Academic Press New York, 1967, 11: 321 - 379. 8. Carter G.R (1984), Pasteurella, Yersinia, and Franciella, P 111 - 121 in: Diagnostic Procedures in Veterinary Bacteriology and Mycology 4th ed (Carter G.R, ed). Charles C, Thomas Publisher, Springfield. 9. Das M.S (1958), Studies on Pasteurella septica (Pasteurella multocida). Observation on some biophysical characteristics J. Comp. Pathol ther, 68: 288 - 294. 10. Dorsey T.A (1963), Studies of fowl cholera I. A biochemic study of avian Pasteurella


161

multocida strain. Avian Dis, 7: 386 - 392. 11. Heddleston R.L (1972), Fowlchotera: Geldiffusion prepition tesi for sero typing P.mulltocida avian species, aviandidecise 16, p.925-936.

12. Rhoades K.R, Rimler R.B and Sandhu T.S (1992). Pasteurellosis and pseudotuberculosis. In: A laboratory manual for the isolation and identification of Avian pathogens. 3rd, 1992, 3: 14-20.

SUMMARY STUDY OF DISEASES OF CHANGE PASTEURELLOSIS DISEASE IN CHICKENS IN A FEW WARDS, VILLAGES IN THE AREA OF THAI NGUYEN CITY

Dang Thi Mai Lan *, Duong Thi Hong, Le Van Diep, Nguyen Thi Hien

College of Agriculture & Forestry – TNU

We conducted a follow-up investigation and fowl infected chickens at 4 wards and communes in Thai Nguyen city and found the rate of disease whooping ages and seasons are relatively high. The rate of convergence chicken pasteurellosis disease in the whole four wards and communes as 9.43% turn communes and wards occupied rate ranged from 8.2 to 11.82%. Observed in chickens infected have clinical symptoms and lesions generally, microscopic characteristics. At the same time, we also conducted for the treatment of chickens infected with 3 regimens (Gentamycin, Sulfathiazole, Oxytetracyclin, combined with B.complex) results ranged from 57.78 to 66.67%. Key words: Chicken, disease chicken, disease fowl, pasteurellosis convergence

Phản biện khoa học: PGS.TS. Đặng Xuân Bình – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên



162

Phạm Thị Phương Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 163 - 167

163

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH H ỌC CỦA VI KHU ẨN PASTEURELLA MULTOCIDA GÂY BỆNH TỤ HUYẾT TRÙNG Ở TRÂU BÒ PHÂN LẬP TẠI HÀ GIANG VÀ CAO BẰNG

Phạm Thị Phương Lan*, Đặng Xuân Bình Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Từ các mẫu bệnh phẩm nghi mắc bệnh tụ huyết trùng trâu, bò thu thập được trên địa bàn hai tỉnh Hà Giang và Cao Bằng, đã tiến hành phân lập và giám định các đặc tính sinh vật hóa học. Kết quả thu được cho thấy, các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được có đặc tính sinh vật hóa học đặc trưng của loài: dạng cầu trực khuẩn, bắt màu gram âm, không gây dung huyết trên thạch máu, lên men các đường Glucose, Mannitol, Saccarose, Fructose, không lên men đường Lactose, Mantose. Sản sinh Indol, không di động và không sinh H2S, độc lực mạnh, gây chết 100% chuột thí nghiệm trong vòng 8-48 giờ. Từ khóa: Pasteurella multocida, Mẫu bệnh phẩm, Phân lập, Trâu, Bò.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Bệnh tụ huyết trùng trâu, bò thể bại huyết (Hemorrhagic Septicemia) là một bệnh truyền nhiễm cấp tính, xảy ra ở hầu hết các lứa tuổi trâu, bò. Hàng năm trên địa bàn các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta, tình hình bệnh tụ huyết trùng xảy ra ở trâu, bò gây ra những thiệt hại kinh tế to lớn. Theo các báo cáo tổng kết công tác thú y hàng năm, tại tỉnh Hà Giang năm 2008 đã có 276 trâu, 157 bò chết vì bệnh tụ huyết trùng; tương tự như vậy, tại tỉnh Cao Bằng trong năm 2008 đã có 455 trâu, bò chết và năm 2009 có gần 400 trâu bò chết do bệnh tụ huyết trùng (Đặng Xuân Bình và cs (2010) [1]).

Việc tiếp tục phân lập xác định vi khuẩn Pasteurella là cần thiết để làm rõ hơn nữa đặc điểm dịch tễ của bệnh nhằm tìm ra quy luật lưu hành, đặc điểm phát sinh và tính gây bệnh của vi khuẩn để sản xuất và ứng dụng vắc xin phòng bệnh phù hợp trong từng khu vực, địa phương.



- Vi khuẩn Pastrurella multocida phân lập được tại Hà Giang và Cao Bằng.


- Chuột bạch khỏe mạnh từ 18-20g/con

- Các loại môi trường dùng để nuôi cấy vi khuẩn và sử dụng trong các phản ứng sinh hóa.

- Các hóa chất, trang thiết bị cần thiết cho thí nghiệm.


- Sử dụng các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thường quy dùng trong xác định độc lực. Lấy mẫu, phân lập, giám định đặc tính sinh vật hóa học theo Quinn P.J.et al (1994) [9]


Phân lập vi khuẩn Pasteurella multocida từ bệnh phẩm gia súc nghi mắc bệnh tụ huyết trùng

Từ bảng 1, các kết quả thu được cho thấy: Qua kiểm tra 152 mẫu bệnh phẩm trâu bò nghi mắc bệnh tụ huyết trùng thu thập tại Hà Giang và Cao Bằng, đã phân lập được vi khuẩn Pasteurell multocida. Tỷ lệ phân lập được vi khuẩn tại Hà Giang là 8,93% trong tổng số 56 mẫu bệnh phẩm và ở Cao bằng là 12,5% trong tổng số 96 mẫu bệnh phẩm thu thập được.


164

Bảng 1. Kết quả phân lập Pasteurella multocida từ bệnh phẩm gia súc nghi mắc bệnh tụ huyết trùng

Gia súc Loại bệnh

phẩm

Hà Giang Cao Bằng Số mẫu thu thập

Số mẫu (+)

Tỷ lệ (%)

Số mẫu thu thập

Số mẫu (+)

Tỷ lệ (%)

Trâu

Gan 4 0 0 15 0 0 Lách 4 1 25 15 1 6,7 Phổi 8 1 12,5 18 4 22,2

Tủy xương 8 0 0 18 2 11,1

Bò

Gan 5 0 0 6 0 0 Lách 4 0 0 6 1 16,7 Phổi 9 1 11,1 8 1 12,5

Tủy xương 14 2 14,3 10 3 30 Tổng 56 5 8,93 96 12 12,5

Kết quả giám định một số đặc tính sinh vật - hoá học của các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được

Sau khi phân lập được một số chủng vi khuẩn từ các mẫu bệnh phẩm của trâu, bò nghi mắc bệnh tụ huyết trùng, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra đặc điểm hình thái, tính chất bắt màu, đặc tính sinh vật, hóa học trên các môi trường đặc trưng để khẳng định tính chính xác của vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được. Kết quả được trình bày ở bảng 2.

Bảng 2. Kết quả giám định một số đặc tính sinh vật, hoá học của các chủng vi khuẩn phân lập được

STT Ký hiệu chủng vi khuẩn

Kết quả thử phản ứng sinh hóa Bắt màu Gram

Di động H2S Indol Catalaza

Oxydaza Dung huyết

1 HGLT 1 + - - + + + - 2 HGPT 2 + - - + + + - 3 HGPB 3 + - - + + + - 4 HG XB 5 + - - + + + - 5 CBPT 7 + - - + + + - 6 CB XT 11 + - - + + + - 7 CB PB 14 + - - + + + - 8 CB XB 17 + - - + + + -

Tất cả các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được tại Hà Giang và Cao Bằng đều có dạng cầu trực khuẩn, bắt màu Gram âm; vi khuẩn phát triển tốt trên môi trường thạch máu và không gây dung huyết, khuẩn lạc có màu tro xám hình giọt sương, có mùi tanh của nước dãi khô rất đặc trưng. Kết quả trên còn cho thấy, tất cả các chủng phân lập được đều cho phản ứng Oxydaza và Catalaza dương tính; sản sinh Indol, không di động và không sinh H2S.

Căn cứ vào cách phân biệt loài vi khuẩn thuộc giống Pasteurella của các tác giả Hoàng Đạo Phấn (1986)[4], Hedleston và cs (1972)[8] thì kết quả của chúng tôi phù hợp với các tiêu chuẩn của các tác giả trên.

Từ kết quả thu được ở bảng 3 cho thấy, 100% các chủng vi khuẩn phân lập được đều lên men các đường Glucose, Mannitol, Saccarose, Fructose, Galactose và Sorbitol, không lên men đường Lactose, Mantose, Arabinose. Hoàng Đăng Huyến (2004)[3] đã nghiên cứu về đặc tính sinh hóa của vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập từ trâu, bò tại Bắc Giang và Trần Xuân Hạnh (2007) [2] cũng nghiên cứu về vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập từ trâu, bò và lợn tại Vi ệt Nam. Đặc tính sinh hóa và khả năng lên men đường của các chủng chúng tôi phân lập được rất giống đặc tính sinh hóa của các chủng mà hai tác giả trên đã nghiên cứu.


165

Bảng 3. Kết quả phản ứng lên men đường của các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được

STT Loại đường Tổng sô mẫu

Kết quả

Số mẫu (+) Số mẫu (-) Tỷ lệ (%)

1 Glucose 8 8 0 100

2 Mantose 8 0 8 0

3 Mannitol 8 8 0 100

4 Lactose 8 0 8 0

5 Saccarose 8 8 0 100

6 Fructose 8 8 0 100

7 Galactose 8 8 0 100

8 Arabinose 8 0 8 0

9 Sorbitol 8 8 0 100

Từ kết quả phân lập, xác định tính chất sinh vật hoá học của các chủng vi khuẩn phân lập được, chúng tôi có thể khẳng định đó loài vi khuẩn Pasteurella multocida gây bệnh tụ huyết trùng cho trâu, bò tại Hà Giang và Cao Bằng. Xác định độc lực của các chủng Pasteurella multocida phân lập được

Độc lực của các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida được xác định bằng cách, tiêm xoang phúc mạc cho chuột bạch 0,2ml canh khuẩn đã được bồi dưỡng trong môi trường BHI trong vòng 24 giờ. Tỷ lệ chuột chết được trình bày ở bảng 4.

Bảng 4. Kết quả thử độc lực của các chủng Pasteurella multocida phân lập được

Ký hi ệu chủng vi khuẩn

Số chuột thử

(con)

Li ều tiêm phúc mạc (ml/con)

Kết quả theo dõi số chuột thí nghiệm chết sau khi công cường độc (con)

8h 24h 32h 48h 72h 6

ngày Tỷ lệ (%)

HGLT 1 4 0,2 0 1 2 1 0 0 100

HGPT 2 4 0,2 1 2 0 1 0 0 100 HGPB 3 4 0,2 0 0 2 2 0 0 100

HGXB 5 4 0,2 1 1 2 0 0 0 100 CBPT 7 4 0,2 2 2 0 0 0 0 100 CBXT 11 4 0,2 0 2 2 0 0 0 100 CBPB 14 4 0,2 0 0 1 3 0 0 100

CBXB 17 4 0,2 1 2 1 0 0 0 100

Kết quả bảng 4 cho thấy: Tất cả các chủng đều có độc lực cao đối với chuột bạch, 100% chuột thí nghiệm chết trong vòng 8-48 giờ. Kết quả thí nghiệm của chúng tôi tương đồng với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thiên Thu (1996)[6] khi kiểm tra độc lực của các chủng Pasteurella multocida phân lập từ dịch ngoáy mũi trâu, bò miền Trung và Tây Nguyên (100% các chủng đều giết chết chuột

thí nghiệm trong vòng 5 - 48 giờ), nhưng thấp hơn so với kết quả của Hoàng Đăng Huyến (2004) [3], khi nghiên cứu bệnh tụ huyết trùng trâu, bò, lợn tại Bắc Giang, có tới 100% chuột thí nghiệm chết sau 5 - 10 giờ. Kết quả bảng 4 còn cho thấy độc tính của các chủng vi khuẩn phân lập được là không giống nhau, có chủng thể hiện độc lực mạnh với chuột thí nghiệm sau 24 giờ công cường độc, nhưng có


166

chủng phải sau 32-48 giờ chuột mới chết. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đình Trọng (2002) [7] và Nguyễn Vĩnh Phước (1985) [5] khi nghiên cứu về vi khuẩn này, các tác giả đã thấy đa số các chủng có độc lực cao giết chết chuột thí nghiệm và có một số chủng không gây chết chuột. Các nghiên cứu về độc lực của vi khuẩn trên thế giới cho thấy độc lực của vi khuẩn này không ổn định, nó thay đổi tùy thuộc vào chủng vi khuẩn, loài vật mà nó ký sinh, cấy chuyển nhiều lần trên môi trường nhận tạo, độc lực của nó cũng yếu đi.

KẾT LUẬN

- Đã phân lập được vi khuẩn Pasteurella multocida tại hai tỉnh Hà Giang và Cao Bằng. Tỷ lệ phân lập được vi khuẩn tại Hà Giang là 8,93% và Cao bằng là 12,5%.

- Các chủng vi khuẩn Pasteurella mutocida phân lập được có đầy đủ các đặc tính sinh vật hóa học đặc trưng, điển hình của loài Pasteurella multocida như các tài liệu đã mô tả.

- Tất cả các chủng vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập được đều có độc lực cao đối với chuột bạch, 100% chuột thí nghiệm chết trong vòng 8-48 giờ.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Đặng Xuân Bình, Nguyễn Thị Kim Dung, Nguyễn Thị Hà, Lê Bá Hiệp (2010), Khảo sát sự lưu hành của vi khuẩn Pasteurella multocida ở gia súc một số tỉnh miền núi phía bắc, tạp chí khoa học kỹ thuật thú y - tập XVII số 2-2010 - Tr 53-57. 2. Trần Xuân Hạnh và Tô Thị Phấn (2007), “Một số đặc tính vi khuẩn Pasteurella multocida phân

lập từ trâu, bò, lợn”, Khoa học Kỹ thuật Thú y, 14 (4), tr. 30-41. 3. Hoàng Đăng Huyến (2004), Nghiên cứu đặc điểm dịch tễ, các yếu tố ảnh hưởng đến bệnh tụ huyết trùng trâu, bò tại Bắc Giang và đề xuất một số biện pháp phòng chống, Luận án tiến sỹ Nông nghiệp, Viện Thú y, Hà Nội. 4. Hoàng Đạo Phấn (1996), “Nghiên cứu tác động của thực khuẩn thể đặc hiệu đối với Pasteurella multocida phân lập từ gia súc, gia cầm”, Khoa học Kỹ thuật Thú y, 3 (1), Hà Nội, tr. 37-40. 5. Nguyễn Vĩnh Phước, Lê Thanh Tòng, Lê Anh Phụng, Nguyễn Văn Vĩnh, Mai Hồng Phước (1986a), “Phân lập định type huyết thanh học vi khuẩn tụ huyết trùng trâu, bò ở các tỉnh phía Nam”, K ết quả hoạt động Khoa học Kỹ thuật thú y 1975 - 1985, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 105-125. 6. Nguyễn Thiên Thu (1996), Nghiên cứu một số đặc tính vi sinh vật và kháng nguyên của vi khuẩn Pasteurella multocida phân lập từ trâu, bò mang trùng ở khu vực miền Trung Việt Nam, Luận án Phó tiến sỹ khoa học Nông nghiệp, Viện Thú y Quốc gia, Hà Nội. 7. Nguyễn Đình Trọng (2002), Phân lập, xác định đặc tinh sinh học của vi khuẩn Pasteurella sp ở trâu, bò nuôi tại tỉnh Bắc Kạn, lựa chọn vắc xin phòng bệnh thích hợp, Luận án Tiến sỹ khoa học Nông Nghiệp, Hà nội. 8. Heddleston K. L., Gallagher J. E. and Roberts P. A. (1972), “Fowl cholera: Gel diffusion precision test for serotyping Pasteurella multocida avian species”, Avian disease, 16, pp. 925-936. 9. Quinn P. J., Carter M. E., Markey B. K., Carter G. R. (1994), Pasteurella species. In: Quinn, P.J; Carter, M.E; Markey, B.K; Carter, G.R. (Eds.), Clinical Veterinary Microbiology. Mosby, Edinburgh, pp.254-259.


167

SUMMARY BIOCHEMICAL CHARACTERS OF PASTEURELLA MULTOCIDA CAUSE HEMORRHAGIC SEPTICEMIA ON BUFFALO AND CATTLE IN CAO BANG AND HA GIANG PROVINCES

Pham Thi Phuong Lan*, Dang Xuan Binh College of Agriculture and Forestry - TNU

The Pasteurella spp bacteria were isolated from visceral samples which were collected in the buffalo and cattle with the symptom of Hemorrhagic Septicemia at Cao Bang and Ha Giang provinces. The biochemical characteristics of the isolated bacteria were detected. The results showed that: The bacteria isolated have a specific characters of Pasteurella multocida; Gram-negative, non-hemolytic, nonmotile; fermenting Glucose, Mannitol, Saccarose, Fructose; nonferment Lactose, Mantose; Indole production, and non-hydrogen sulfide-producing. The strains of Pasteurella spp bacteria isolated have a strong virulence factors, it was killed the mousse test within 8 to 48 hours after affected. Key words: Pasteurella multocida, visera samples, isolated, buffalo, cattle.

Phản biện khoa học: TS. Đỗ Quốc Tuấn – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên



168

Bùi Thị Thơm và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 169 - 175

169

ẢNH HƯỞNG CỦA NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI TRONG KH ẨU PHẦN ĂN ĐẾN SINH TRƯỞNG, CHẤT LƯỢNG THỊT VÀ HI ỆU QUẢ CHĂN NUÔI LỢN RỪNG LAI T ẠI THÁI NGUYÊN

Bùi Thị Thơm*, Trần Văn Phùng

Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh với tổng số 72 lợn rừng lai thương phẩm được chia làm 2 lô thí nghiệm, thí nghiệm 2 lần, mỗi lần 18 con/lô. Các lô thí nghiệm đảm bảo đồng đều về giống, tuổi, khối lượng và tình trạng sức khoẻ và nhắc lại một lần. Lợn được nuôi bán hoang dã và bổ sung 2-3 bữa / ngày tùy giai đoạn tuổi. Khẩu phần thí nghiệm được thiết kế như sau: Mức năng lượng trao đổi 3000 -2900 và 2900-2800 kcal tương ứng giai đoạn sinh trưởng và vỗ béo, lần lượt lô thí nghiệm 1 và 2; Hai thí nghiệm có cùng mức protein thô là 16-14 % và axit amin được tính toán theo đề xuất của ARC 1981, [2], [3], [7]. Kết quả cho thấy lô thí nghiệm có mức năng lượng 3000-2900 kcal/kg thức ăn ở mức protein thô trong khẩu phần là 16 – 14 % thì tốc độ sinh trưởng của lợn rừng lai F2 tăng hơn 4,31%; giảm tiêu tốn thức ăn tinh 4,71% và thức ăn xanh 5,97% đồng thời giảm được chi phí thức ăn 4,74% so với lô thí nghiệm có mức năng lượng 2900-2800 kcal/kg thức ăn ở cùng giai đoạn tuổi. Chất lượng thịt nạc có xu hướng tăng lên khi năng lượng trao đổi trong khẩu phần hợp lý. Tuy nhiên, số lượng tăng này không có ý nghĩa thông kê và cũng không ảnh hưởng đến thành phần hóa học của thịt. Như vậy, chăn nuôi lợn rừng lai thương phẩm trong điều kiện bán hoang dã tại Thái Nguyên có mức năng lượng trao đổi 3000-2900 kcal và tỷ lệ protein 16-14% tương ứng giai đoạn sinh trưởng và vỗ béo trong khẩu phần là hợp lý vừa phù hợp điều kiện thực tế, khả năng sinh trưởng của lợn và có hiệu quả kinh tế. Từ khoá: Năng lượng trao đổi (ME), lợn rừng lai, sinh trưởng của lợn rừng lai.

ĐẶT VẤN ĐỀ* Trong thời gian vừa qua, chăn nuôi lợn rừng thương phẩm đã và đang được người tiêu dùng ưa chuộng và sản xuất theo hướng hàng hóa “đặc sản” đáp ứng nhu cầu hiện nay. Xu thế nuôi thuần hóa lợn rừng Việt Nam, con lai giữa lợn đực rừng với con cái giống lợn địa phương trong điều kiện bán hoang dã để khai thác tiềm năng di truyền và tận dụng nguồn thức ăn ở địa phương là phù hợp điều kiện miền núi. Thịt lợn rừng là món ăn được hấp dẫn người tiêu dùng ở chất lượng thịt nạc, ít cholesterol, sạch và an toàn do được chăn nuôi bán tự nhiên.

Năm 2008, Trần Văn Phùng và cs đã tạo ra dòng lợn rừng lai F1 giữa lợn rừng với lợn địa phương ở Bắc Kạn. Nhóm lợn lai này mang có các đặc điểm ưu thế mang giá trị kinh tế của hai giống lợn bố mẹ, tuy nhiên cần có những khảo sát đánh giá khả năng sinh trưởng, tính năng sản xuất thịt để tạo ra các * Tel: 0985 382 125

sản phẩm có giá trị thực phẩm và giá trị kinh tế. Để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, bên cạnh việc chú trọng công tác giống, thú y, cải tạo giống vv… để nâng cao năng suất, chất lượng thịt được con người ưu thích thì cần bổ sung nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng hợp lý, giá thành hạ nhưng phải được cân đối đầy đủ các chất phù hợp với từng loại lợn, các giai đoạn chăn nuôi lợn, cũng như các hướng nuôi lợn khác nhau vv… Trong đó, nhu cầu năng lượng trao đổi (ME) trong chăn nuôi lợn là nhu cầu rất cần thiết cho đối tượng lợn rừng, con lai sinh trưởng, tích lũy mỡ vừa phải góp phần nâng cao chất lượng thịt và hiệu quả chăn nuôi.

Từ những lý do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thí nghiệm này nhằm xác định ảnh hưởng của mức năng lượng trao đổi trong khẩu phần đến sinh trưởng, chất lượng thịt và hiệu quả chăn nuôi lợn rừng lai thương phẩm, từ đó tìm ra mức năng lượng trao đổi hợp lý nhằm phát triển chăn nuôi lợn rừng lai trên diện rộng, đặc biệt là vùng núi phía Bắc.


170

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật li ệu nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi - Nguyên liệu thức ăn bao gồm: Thức ăn xanh, ngô đỏ, cám mạch, khô đậu tương, bột cá, bột cá loại 1. - Lợn rừng lai F2 [ rừng Việt Nam x F1 ( rừng x Địa phương)] - Các chỉ tiêu theo dõi gồm: Sinh trưởng tích luỹ (kg/con); Tiêu tốn thức ăn và tiêu tốn protein/kg tăng khối lượng (kg); Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng (đồng); Các chỉ tiêu về khảo sát và phân tích chất lượng thịt. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh, với tổng số 72 lợn rừng lai được chia làm 2 lô mỗi lô 36 con, thí nghiệm 2 lần, mỗi lần 18 con/ lô và đảm bảo đồng đều về khối lượng, tính biệt, tình trạng sức khỏe.... Lợn được tẩy giun sán và tiêm phòng đầy đủ trước khi đưa vào thí nghiệm chính thức theo quy trình thú y của cơ sở, được nuôi theo chế độ ăn tự do có bổ sung 2-3 bữa/ ngày, hình thức bán hoang dã. Khẩu phần thức ăn thí nghiệm

- Công thức thức ăn thí nghiệm được xây dựng trên phần mềm Brill Formulation của Mỹ. Thí nghiệm được thiết kế 2 lô thí nghiệm 1 và 2 tương ứng mức năng lượng trao đổi là 3000-2900 và 2900-2800 kcal/kg thức ăn, các khẩu phần đều có cùng mức protein thô trong

khẩu phần là 16-14% tương ứng với các giai đoạn sinh trưởng và vỗ béo. Tính toán các axit amin theo đề xuất của ARC 1981, Wang, Fuller 1989, Cole 1992, Baker, Chung 1992.

- Về phương pháp chế biến thức ăn:

Các nguyên liệu thức ăn được dự trữ đầy đủ trong suốt thời gian thí nghiệm và được phân tích xác định thành phần hoá học tại Vi ện Khoa học sự sống- Đại học Thái Nguyên để làm căn cứ tính toán phối hợp khẩu phần. Thức ăn được trộn theo nguyên tắc vết dầu loang, sau đó trộn nhiều lần cho đều và thức ăn thành phẩm có dạng bột. Lợn được nuôi chăn thả, cho ăn theo bữa (2-3 bữa/ngày định mức tùy theo giai đoạn tuổi).

Kết quả thí nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm Exell và Minitab 12.


Sinh trưởng tích luỹ của lợn thí nghiệm

Kết quả sinh trưởng tích luỹ của lợn thí nghiệm ở Bảng 1 cho thấy: Khối lượng trung bình của lợn lúc bắt đầu thí nghiệm (2 tháng tuổi) của cả hai lô không có sự khác nhau với mức P >0,05. Cụ thể khối lượng lợn trung bình của lô 1 là 3,83 kg, lô 2 là 3,88 kg /con. Điều này chứng minh rằng việc bố trí lợn thí nghiệm ở các lô đảm bảo được yếu tố đồng đều về khối lượng. Đây chính là cơ sở ban đầu để đánh giá chính xác hơn về sinh trưởng của lợn thí nghiệm ở hai mức protein khác nhau.

Bảng 1. Sinh trưởng tích lũy của lợn thí nghiệm (kg/con)

STT Diễn giải Diễn giải Lô TN1 (n=36)

XmX ±

Lô TN2 (n=36)

XmX ±

1 P bắt đầu TN P bắt đầu TN 3,83a± 0,16 3,88a± 0,17 2 P sau 1 tháng TN P sau 1 tháng TN 6,45 ± 0,22 6,36 ± 0,24 3 P sau 2 tháng TN P sau 2 tháng TN 8,56 ± 0,36 8,24 ± 0,30 4 P sau 3 tháng TN P sau 3 tháng TN 11,25 ± 0,47 10,66± 0,37 5 P sau 4 tháng TN P sau 4 tháng TN

14,22 ± 0,54 13,59± 0,46 6 P sau 5 tháng TN P sau 5 tháng TN

17,17 ± 0,73 16,44 ± 0,65 7 P sau 6 tháng TN P sau 6 tháng TN

20,59b ± 1,19 19,70b ±0,695 8 So sánh So sánh 100 95,69

Ghi chú: Trong cùng hàng ngang, các số mang các chữ cái giống nhau thì mức độ sai khác nhau không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05)


171

Kết quả theo dõi về sinh trưởng cho thấy, nhóm lợn rừng lai giữa lợn đực rừng Việt Nam và lợn địa phương của 2 lô thí nghiệm đều có tốc độ sinh trưởng chậm. Trong đó, lợn rừng lai ở lô TN2 sinh trưởng chậm hơn lợn rừng lai của 2 lô TN1. Nếu coi khối lượng lợn của lô TN1 là 100%, thì khối lượng lợn của lô TN2 thấp hơn 4,31%. Kết thúc đợt thí nghiệm ta thấy ở lô TN1 với mức năng lượng 3000-2900 kcal/kg thức ăn, thì lợn có xu hướng phát triển nhanh hơn so với lợn của lô còn lại. Điều này, cho thấy rằng năng lượng trao đổi chưa hợp lý ở giai đoạn đoạn sinh trưởng đã làm giảm khả năng sinh trưởng của lợn. Kết quả nghiên cứu của Phùng Thị Vân và cs (2007)[8] cho biết sinh trưởng của lợn Co Mạ của Sơn La lúc 2, 6, 8 và 12 tháng tuổi đạt 4,8 kg; 13,7 kg; 22,2 kg và 43,8 kg.

Bảng 2. Sinh trưởng tuyệt đối của lợn thí nghiệm (g/con/ngày)

STT Diễn giải Lô TN1 (n=36) XmX ±

Lô TN2 (n=36) XmX ±

1 Giai đoạn 2 -3 tháng TN 87,15 ± 5,32 82,50 ± 4,78 2 Giai đoạn >3-4 tháng TN 72,19 ± 5,78 62,81 ± 5,55 3 Giai đoạn >4-5 tháng TN 87,95 ± 8,34 80,58 ± 8,34 4 Giai đoạn >5-6 tháng TN 98,84 ± 8,99 97,81 ± 9,03 5 Giai đoạn >6-7 tháng TN 98,55 ± 9,12 94,95 ± 9,56 6 Giai đoạn >7-8 tháng TN 113,77 ± 10,23 108,57 ± 11,12 7 TB cả giai đoạn TN 93,08a± 7,95 87,87b ± 8,06 8 So sánh (%) 100 94,41


Kết quả bảng 2 cho thấy, sinh trưởng tuyệt đối của lợn rừng lai F2 có sự thay đổi giữa các lô thí nghiệm. Ở giai đoạn 2 - 3 tháng thí nghiệm, sinh trưởng tuyệt đối của lợn lai F2 ở lô TN1 là 87,15 g/con/ngày, lô TN2 là 82,50 g/con/ngày. Đến giai đoạn 7 - 8 tháng thí nghiệm sinh trưởng tuyệt đối của lợn đã có sự biến đổi lớn, ở lô TN1 là 113,77 g/con/ngày và lô TN 2 là 108,57 g/con/ngày. Khi năng lượng trao đổi giảm đi từ 3000-2900 kcal (Lô TN1) xuống 2900-2800 kcal/kg khối lượng (lô TN2) thì sinh trưởng tuyệt đối giảm đi đáng kể 5,59% (P<0,05).

Hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn thí nghiệm

Khả năng tiêu thụ thức ăn/ngày của lợn thí nghiệm

Bảng 3. Tiêu thụ thức ăn/ ngày của lợn thí nghiệm (kg/con/ngày)

STT Diễn giải Lô TN1 (n=36) Lô TN2 (n=36)

TA tinh TA xanh TA tinh TA xanh 1 Giai đoạn 2-3 tháng TN 0,26 0 0,26 0 2 Giai đoạn >3-4 tháng TN 0,35 0 0,35 0 3 Giai đoạn >4 - 5 tháng TN 0,39 0,10 0,39 0,10 4 Giai đoạn >5 - 6 tháng TN 0,42 0,25 0,42 0,25 5 Giai đoạn >6 -7 tháng TN 0,50 0,30 0,50 0,30 6 Giai đoạn >7 - 8 tháng TN 0,58 0,40 0,55 0,40 7 Trung bình lượng TTTĂ 0,42 0,18 0,41 0,18

Số liệu thu được ở Bảng 3 cho thấy khả năng tiêu thụ thức ăn tinh và thức ăn xanh giữa hai lô tương đương nhau, với lô TN2 tiêu thụ thức ăn/ngày của lợn là cao hơn chút ít so với lô còn lại và thức ăn xanh không có sự thay đổi giữa 2 lô. Điều này cho thấy khẩu phần có mức năng lượng


172

trao đổi cao thường có nhu cầu thức ăn tinh cao hơn, đáp ứng nhu cầu của cơ thể phù với quy luật hợp nhưng chưa rõ ràng lắm. Vì vậy, trong thí nghiệm có thể chưa bổ sung tối đa nhu cầu thức ăn tinh cho đối tượng lợn rừng.

Tiêu tốn thức ăn và năng lượng trao đổi /kg tăng khối lượng

Bảng 4. Tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm

STT Chỉ tiêu ĐVT Lô TN1 Lô TN2

1 Tổng KL lợn tăng kg 582,5 549,7

2 Tổng thức ăn tinh tiêu thụ kg 2643,3 2611,8

3 Tiêu tốn thức ăn tinh/kg tăng KL kg 4,54 4,75

4 So sánh % 100 104,71

5 Tổng thức ăn xanh tiêu thụ kg 735 735

6 Tiêu tốn thức ăn xanh/kg tăng KL kg 1,26 1,34

7 So sánh % 100,00 105,97

Kết quả Bảng 4 cho thấy, tiêu tốn thức ăn/kg tăng khối lượng của lợn rừng lai F2 ở lô TN2 là cao hơn lô TN1. Lô có năng lượng trao đổi 2900-2800 kcal thì tiêu tốn thức ăn tinh và thức ăn xanh tương ứng tăng lên 4,71-5,97%. Do vậy, nuôi lợn lai F2 với mức năng lượng trong khẩu phần là 3000 kcal/kg thức ăn, sẽ đem lai hiệu quả kinh tế cao. Kết quả nghiên cứu của Lê Đình Cường và cs (2008)[4], cho thấy tiêu tốn thức ăn tinh/kg tăng khối lượng ở lợn Mường Khương là 3,56 ± 0,8, thấp hơn kết quả nghiên cứu của chúng tôi về lợn rừng lai F2 (5,04 - 5,44 kg/con/ngày). Điều này tương đối phù hợp với kết quả thí nghiệm của chúng tôi khi nghiên cứu trên lợn rừng lai.

Bảng 5. Tiêu tốn năng lượng trao đổi (ME) /kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm

STT Chỉ tiêu ĐVT Lô TN1 Lô TN2

1 Tổng KL lợn tăng kg 582,5 549,7

2 Tổng TT ME trong thức ăn tinh tiêu thụ kcal/kg 7.835.400 7.574.220

3 Tổng TT ME trong thức ăn xanh tiêu thụ kcal/kg 418.516 418.516

4 Tổng TT ME trong thức ăn kcal/kg 8.348.115 7.992.435

5 Tiêu tốn năng lượng/kg tăng KL kcal/kg 14.332 14.540

6 So sánh % 100 101,45

Kết quả bảng 5 cho thấy, lợn thí nghiệm ở 2 lô TN1 và TN2 mức tiêu tốn năng lượng gần tương đương nhau. Tiêu tốn năng lượng ở lô TN2 cao hơn 1,45% so với lô TN1. Bên cạnh tính được tiêu tốn ME/kg tăng khối lượng của lợn thí nghiệm, thí nghiệm tính toán được chi phí thức ăn của lợn thí nghiệm/kg tăng khối lượng.

Chi phí thức ăn/ kg tăng khối lượng của lợn thí nghiệm

Bảng 6. Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm

STT Chỉ tiêu ĐVT Lô TN1 Lô TN2 1 Tổng KL lợn tăng kg 582,5 549,7 2 Tổng thức ăn tinh tiêu thụ kg 2.643,3 2.611,8 3 Đơn giá TA tinh đ/kg 8.720 8.720 4 Tổng thức ăn xanh tiêu thụ kg 735 735 5 Đơn giá TA xanh đ/kg 1.000 1.000 6 Tổng chi phí thức ăn đ 23.784.576 23.509.896 7 Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng đ 40.832 42.769 8 So sánh % 100 104,74


173

Qua bảng 6 chúng ta thấy, chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng của lợn rừng lai F2 ở lô TN2 là cao hơn so với lô TN1, mà đơn giá của 1 kg thức ăn xanh là như nhau. Chi phí thức ăn/kg tăng khối lượng lợn thí nghiệm của lô 1 (3000-2900 kcal/kg) là 100%, thì lô thí nghiệm 2 (2900-2800 kcal) lại tăng lên 4,74 %. Vì vậy, so sánh các mức năng lượng trên 2 lô thí nghiệm thì kết quả cho thấy, lô TN1 (3000-2900 kcal/kg thức ăn) có kết quả hợp lý hơn lô TN2. Điều này cho thấy rằng thành phần dinh dưỡng hợp lý sẽ thúc đẩy khả năng sinh trưởng tốt và có hiệu quả.

Kết quả khảo sát năng suất và thành phần hoá học của thịt lợn Bảng 7: Kết quả mổ khảo sát năng suất thịt lợn thí nghiệm

TT Di ễn giải ĐVT Lô TN1 (n=3)

XmX ±

Lô TN2 (n=3)

XmX ±

1 Khối lượng sống Kg 24,11 ± 2,45 24,14 ± 2,16 2 Tỷ lệ móc hàm Kg 78,12 ± 0,19 78,89 ± 0,43 3 KL thịt xẻ Kg 13,45 ± 2,10 13,88 ± 2,15 4 Tỷ lệ thịt xẻ % 68,59 ± 1,26 68,69 ± 2,09 5 Tỷ lệ thịt nạc % 55,67a ± 0,81 55,23a ± 1,11 6 Tỷ lệ thịt mỡ % 14,07 ± 0,76 14,23 ± 0,45


Kết quả Bảng 7 cho thấy rằng ở các lô thí nghiệm, với kết quả mổ khảo sát lợn thí nghiệm tương đương nhau nhưng tỷ lệ nạc ở các lô thí nghiệm TN 1 có tỷ lệ thịt nạc cao hơn tuy nhiên sự sai khác không đáng kể, không có ý nghĩa thống kê (P> 0,05). Mặt khác thí nghiệm còn đánh giá thành phần hóa học của thịt lợn ở Bảng 8.

Bảng 8: Kết quả phân tích thành phần hoá học của thịt lợn thí nghiệm

(% trong thịt tươi)

Chỉ tiêu Lô TN1 (n=3) XmX ±

Lô TN2 (n=3) XmX ±

Con đực Con cái Con đực Con cái

Vật chất khô

Mông 23,45±0,03 22,56±0,34 24,04±0,04 23,12±0,18 Vai 24,37±0,12 22,43±0,03 25,61±0,08 24,08±0,23

Protein tổng số

Mông 21,19±0,17 20,27±0,15 19,53±0,12 21,12±0,43

Vai 20,3±0,18 20,12±0,19 18,44±0,18 19,32±0,34

Lipit tổng số

Mông 0,93±0,23 1,23±0,24 3,43±0,06 3,21±0,45

Vai 2,91±0,34 2,03±0,19 11,56±0,03 2,99±0,23

Khoáng tổng số

Mông 1,20 ±0,09 1,24±0,34 1,07±0,02 1,05±0,56

Vai 1,11±0,02 1,11±0,12 1,01±0,01 1,02±0,34

Kết quả phân tích thành phần hoá học của thịt lợn thí nghiệm Bảng 8 cũng cho thấy, hầu như không có sự khác nhau về tỷ lệ các thành phần hoá học thịt, nhất là tỷ lệ protein của thịt lợn. Điều này cho thấy, khi cân đối năng lượng trao đổi trong khẩu phần ăn, cùng mức protein nhưng vẫn cân đối một số axit amin thiết yếu thì không ảnh huởng đến thành phần hoá học của thịt lợn.

KẾT LUẬN

Kết quả thí nghiệm cho thấy: Lợn rừng lai F2 [ Rừng VN x F1 ( Rừng x địa phương) có mức năng lượng 3000-2900 kcal/kg thức ăn, với mức protein tương ứng là 16-14% có tốc độ sinh trưởng tăng lên 4,31% (0,89 kg/con) và sinh trưởng tuyệt đối tăng 5,59% (5,21 g/con/ngày); giảm tiêu tốn thức ăn trong đó 4,71% thức ăn tinh và 5,97% thức


174

ăn xanh, đồng thời giảm được chi phí thức ăn 4,74% so với lô thí nghiệm có mức năng lượng 2900-2800 kcal/kg thức ăn ở cùng giai đoạn tuổi. Đánh giá năng suất thịt lợn thí nghiệm có sự sai khác không đáng kể giữa tỷ lệ móc hàm, thịt nạc, xẻ không sai khác có ý nghĩa thống kê và cũng không ảnh hưởng đến thành phần hóa học của thịt. Vì vậy, đối với nuôi lợn rừng lai thương phẩm, khẩu phần ăn có mức protein 16-14% và năng lượng trao đổi 3000-2900 kcal trong khẩu phần ăn tương ứng giai đoạn sinh trưởng và vỗ béo là hợp lý nhất, vừa có khả năng sinh trưởng của lợn rừng lai và có hiệu quả kinh tế trong điều kiện chăn nuôi theo phương thức bán hoang dã ở điều kiện sinh thái ở Thái Nguyên.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. ARC - Agricultural Research Council (1981). The Nutrient requirement for pigs. Commonwealth agricultural Bureaux, Slough, England, p.124. 2. Baker, D.H.; Chung, T.K. (1992). Ideal protein for swine and poultry. Kyowa Hakko technical review. 4, 16s. 3. Cole, D.J.A. (1992). Interaction between energy and amino acid balance. 2nd International feed production conference 25-26. Piacenza, Italy.

4. Lê Đình Cường, Mai Thị Hoa và Giàng Văn Sơn (2008), “Nghiên cứu chọn lọc nâng cao năng suất sinh sản và cho thịt của giống lợn Mường Khương”. Tạp chí khoa học kỹ thuật Viện chăn nuôi Quốc Gia. 5. Trần Văn Phùng, Đỗ Tuấn Khiêm, Bùi Văn Quang (2008), Báo cáo kết quả dự án “ Xây dựng mô hình chăn nuôi lợn địa phương Pác Nặm theo hình thức bán hoang dã”, Sở khoa học công nghệ Bắc Kạn 6. NRC (1998). Nutrient requirement of swine. Tenth Revised Edition. USA. 7. Van de Ligt C. P. A. , Lindemann M. D., and Cromwell G. L. (2002). Assessment of chromium tripicolinate supplementation and dietary protein level on growth, carcass, and blood criteria in growing pigs. J. Anim. Sci. 2002. 80:2412–2419. 8. Phùng Thị Vân, Trần Thanh Thủy, Nguyễn Đăng Thanh, Lê Đình Cường, Nguyễn Văn Lục, Nguyễn Vương Quốc (2007), Đánh giá thực trạng và ứng dụng một số giải pháp kỹ thuật tổng hợp vào xây dựng mô hình chăn nuôi lợn nái giống địa phương tại Sơn La , Thông báo kỹ thuật khoa học Chăn nuôi - Viện Chăn nuôi 9. Wang, T.C., Fuller, M.F. (1989). The optimum dietary amino acid pattern for growing pigs. British J. Nutrit. 62. s. 77-89.


175

SUMMARY THE INFLUENCE OF ENERGY EXCHANGE LEVELS IN RATIONS COME GROWTH, MEAT QUALITY AND EFFICIENCY LIVESTOCK FOR C ROSS-BRED WILD BOARS IN THAI NGUYEN PROVINCE

Bui Thi Thom *, Tran Van Phung College of Agriculture & Forestry - TNU

The experiment was carried out by the method of comparative subdivision with a total of 72 cross-bred wild boars were divided into two experimental groups, Experiment 2 times per 18 pigs / lot. The experimental groups to ensure uniformity of seed, age, weight and health status and repeated. The cross-bred wild boars were raised in semi-wild condition and supplied with additional 2-3 meals per day depending on age period. Experimental diets were designed as follows: The energy exchange 3000 -2900 and 2900-2800 kcal respective growth stages and martial fat, respectively plots 1 and 2, two experiments with the same level of crude protein is 16-14% and amino acids were calculated as proposed by the ARC in 1981, Wang, Fuller 1989, Cole 1992, Baker, Chung 1992, Van de Ligt 2002. Results showed that treatments with energies 3000-2900 kcal / kg diet crude protein level in the diet is 16-14%, the growth rate of pigs increased by 4.31% F2 hybrids; reduce satellite feed and forage 4.71% 5.97% while reducing feed costs 4.74% compared to treatments with energy levels 2900-2800 kcal / kg feed in the same age period . Quality lean meats tend to rise when the energy exchange in reasonable portions. However, the amount of which was not statistically significant and did not affect the chemical composition of meat. Thus, cross-bred wild boars are breeding sold commercially in wild conditions in Thai nguyen is the 3000-2900 kcal metabolizable energy and protein 16-14% rate corresponding stages of growth and fattening ration is has reasonable match actual conditions, the growth of pigs and economic efficiency. Key words: Energy exchange,Commercial cross-bred wild boars, growth of hybrid wild boars, Pig meat

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Mạnh Hà – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0985 382 125


176

Nguyễn Thị Ngân và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 177 - 182

177

MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM DỊCH TỄ BỆNH SÁN DÂY Ở GÀ THẢ VƯỜN TẠI THÀNH PH Ố THÁI NGUYÊN, T ỈNH THÁI NGUYÊN

Nguyễn Thị Ngân*, Nguyễn Thị Kim Lan Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Xét nghiệm 942 mẫu phân gà thả vườn ở 4 xã, phường thuộc thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, kết quả cho thấy: có 335 mẫu nhiễm sán dây, chiếm 35,56%, biến động từ 29,54% đến 44,55%. Gà nhiễm sán dây chủ yếu ở cường độ nhẹ (71,94%) và trung bình (20,30%), cường độ nặng chỉ chiếm 7,76%. Mổ khám 115 gà có 42 gà nhiễm sán dây, chiếm 36,52%, biến động từ 26,67% đến 43,75%; cường độ nhiễm từ 3 – 109 sán/gà. Tỷ lệ nhiễm sán dây cao nhất ở gà trên 6 tháng tuổi (60,20% khi xét nghiệm phân và 52,00% khi mổ khám), thấp nhất ở gà ≤ 3 tháng tuổi (20,90% khi xét nghiệm phân và 26,92% khi mổ khám). Có 5 loài sán dây ký sinh ở gà thả vườn tại 4 xã, phường của thành phố Thái Nguyên, gồm: R. tetragona, R. echinobothrida, R. cesticillus, R. volzi, Cotugina digonopora (tần suất xuất hiện tại các xã, phường từ 50,00% - 100%). Từ khóa: Sán dây, loài, tỷ lệ nhiễm, cường độ nhiễm, Thái Nguyên.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Bệnh sán dây là bệnh thường gặp ở gà, đặc biệt là gà thả vườn. Sán dây ký sinh ở ruột non và ruột già, dùng giác bám bám vào niêm mạc ruột gây tổn thương. Nếu nhiều sán sẽ làm tắc ruột, thủng ruột, viêm xoang bụng. Sán dây ký sinh làm gà gầy yếu, còi cọc và có thể chết nếu mắc bệnh nặng. Trong những năm gần đây, chăn nuôi gà ở Thái Nguyên phát triển khá mạnh, trong đó chăn nuôi gà thả vườn chiếm một số lượng lớn. Tuy nhiên, việc phòng và trị bệnh sán dây ở gà còn ít được chú ý. Để có cơ sở khoa học cho công tác phòng và trị bệnh, chúng tôi đã nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ bệnh sán dây ở gà thả vườn tại một số xã, phường của thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, từ đó đề xuất các biện pháp phòng và trị bệnh có hiệu quả.


Vật liệu

- Mẫu phân tươi của gà thả vườn ở các lứa tuổi tại 4 xã, phường của thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Gà thả vườn (mổ khám sán dây).

* Tel: 0915217020; E.mail: [email protected]

- Kính lúp, kính hiển vi quang học. Glyxerin, axit lactic, cồn (từ 700 đến 960), thuốc nhuộm Carmin, Xylen, Bomcanada… và các dụng cụ thí nghiệm khác.


Xác định một số đặc điểm dịch tễ bệnh sán dây ở gà thả vườn tại 4 xã, phường của thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên qua xét nghiệm phân và mổ khám (tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây ở các địa phương và ở các lứa tuổi gà, loài sán dây ký sinh ở gà).


- Lấy mẫu theo phương pháp lấy mẫu chùm nhiều bậc.

- Xét nghiệm mẫu phân bằng phương pháp lắng cặn Benedek (1943).

- Mổ khám gà theo phương pháp mổ khám không toàn diện (theo tài liệu của Phạm Văn Khuê và cs, 1996 [1], Nguyễn Thị Kim Lan và cs, 2008 [4]).

- Định loài sán dây: căn cứ vào hình thái, cấu tạo của sán dây trưởng thành theo khoá định loại ghi trong tài liệu của Phan Thế Việt và cs (1977) [10], Nguyễn Thị Kỳ (1994) [3].


178


Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây ở gà thả vườn tại một số xã, phường thuộc thành phố Thái Nguyên

Bảng 1a. Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây ở gà thả vườn tại thành phố Thái Nguyên (qua xét nghiệm phân)

Địa điểm nghiên cứu

(xã, phường)

Số mẫu kiểm tra

Số mẫu

nhiễm

Tỷ lệ nhiễm (%)

Cường độ nhiễm

Nhẹ Trung bình Nặng Số

mẫu Tỷ lệ (%)

Số mẫu

Tỷ lệ (%)

Số mẫu

Tỷ lệ (%)

Thịnh Đán 237 70 29,54 47 67,14 14 20,00 9 12,86 Quyết Thắng 250 75 30,00 53 70,67 17 22,67 5 6,67 Tân Cương 235 92 39,15 65 70,65 20 21,74 7 7,61 Phúc Xuân 220 98 44,55 76 77,55 17 17,35 5 5,10 Tính chung 942 335 35,56 241 71,94 68 20,30 26 7,76

Bảng 1b. Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây ở gà thả vườn tại thành phố Thái Nguyên (qua mổ khám)

Địa điểm nghiên cứu (xã, phường)

Số gà mổ khám (con)

Số gà nhiễm (con)


Cường độ nhiễm (số lượng sán/ gà)

Thịnh Đán 30 8 26,67 3 - 47

Quyết Thắng 27 9 33,33 4 - 78

Tân Cương 16 7 43,75 7 - 109

Phúc Xuân 42 18 42,86 5 - 81

Tính chung 115 42 36,52 3 - 109

Bảng 1a cho thấy, xét nghiệm 942 mẫu phân gà thả vườn nuôi tại 4 xã, phường tại thành phố Thái Nguyên, tỷ lệ mẫu nhiễm sán dây là 35,56%, biến động từ 29,54% - 44,55%. Gà nhiễm sán dây chủ yếu ở cường độ nhẹ và trung bình. Trong đó, gà thả vườn ở xã Phúc Xuân nhiễm cao nhất (44,55%), tiếp đến là gà nuôi ở xã Tân Cương (39,15%); phường Thịnh Đán có tỷ lệ gà nhiễm sán dây thấp nhất (29,54%).

Kết quả mổ khám gà thả vườn ở bảng 1b cũng cho thấy sự khác nhau về tỷ lệ nhiễm giữa các địa phương: Mổ khám 115 gà có 42 gà nhiễm sán dây, chiếm tỷ lệ 36,52%. Trong đó, gà nuôi ở xã Tân Cương và xã Phúc Xuân có tỷ lệ gà nhiễm sán dây cao hơn gà nuôi ở phường Thịnh Đán và xã Quyết Thắng. Tỷ lệ gà thả vườn nhiễm sán dây qua mổ khám tại các xã, phường biến động từ 26,67% - 43,75%. Số lượng sán dây ký sinh biến động từ 3 – 109 sán/gà.

Sự khác nhau về tỷ lệ nhiễm sán dây của gà ở các địa phương phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, thời tiết khí hậu, điều kiện chăn nuôi, tình trạng vệ sinh thú y, mức độ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật… Ở xã Tân Cương và xã Phúc Xuân, nhiều hộ chăn nuôi gà theo phương thức tận dụng, điều kiện vệ sinh thú y kém, đồng thời các loại ký chủ trung gian phát triển nhiều nên tỷ lệ gà nhiễm sán dây cao. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với nhận xét của Phạm Sỹ Lăng và cs (2002) [7]; Dương Công Thuận (2003) [9]. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi thấp hơn so với kết quả nghiên cứu của Đặng Ngọc Thanh và cs (2008) [8] (mổ 703 gà có 629 gà nhiễm sán dây, chiếm 89,47%; tỷ lệ nhiễm sán của gà nhà là 93,40%, gà rừng 83%).


179

Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây theo tuổi gà

Bảng 2a. Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây theo tuổi gà (qua xét nghiệm phân)

Tuổi gà (tháng)

Số mẫu kiểm tra

Số mẫu

nhiễm


Cường độ nhiễm

Nhẹ Trung bình Nặng Số

mẫu Tỷ lệ (%)

Số mẫu

Tỷ lệ (%)

Số mẫu

Tỷ lệ (%)

≤ 3 67 14 20,90 11 78,57 2 14,29 1 7,14 > 3 - 6 185 56 30,27 43 76,79 10 17,86 3 5,36

> 6 98 59 60,20 36 61,02 16 27,12 7 11,86 Tính chung 350 129 36,86 90 69,77 28 21,71 11 8,53

Bảng 2b. Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây theo tuổi gà (qua mổ khám)

Tuổi gà (tháng) Số gà mổ

khám (con) Số gà nhiễm

(con) Tỷ lệ nhiễm

(%) Cường độ nhiễm (số lượng sán/ gà)

≤ 3 13 2 15,38 3 - 24

> 3 - 6 52 14 26,92 4 - 78

> 6 50 26 52,00 7 - 109

Tính chung 115 42 36,52 3 - 109

Bảng 2a và 2b cho thấy: gà thả vườn ở các lứa tuổi đều nhiễm sán dây, nhưng lứa tuổi khác nhau thì tỷ lệ và cường độ nhiễm khác nhau. Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây tăng theo tuổi gà. Gà dưới 3 tháng tuổi nhiễm sán dây với tỷ lệ thấp nhất (20,90% qua xét nghiệm phân và 15,38% qua mổ khám); gà 3 - 6 tháng tuổi nhiễm sán dây 30,27% (qua xét nghiệm phân) và 26,92% (qua mổ khám); gà trên 6 tháng tuổi nhiễm tới 60,20% (qua xét nghiệm phân) và 52,00% (qua mổ khám). Số lượng sán dây ký sinh biến động từ 3 – 109 sán/gà. Số lượng sán/gà ở lứa tuổi trên 6 tháng cũng nhiều nhất.

Kết quả của chúng tôi thấp hơn so với kết quả nghiên cứu của Lê Đức Kỷ (1984) [2] (mổ khám thấy 66% gà nhiễm sán dây, gà 2 tháng tuổi nhiễm 63%, gà 2 - 6 tháng tuổi nhiễm 72%); và thấp hơn so với kết quả nghiên cứu của Permin A. và cs (2002) [12] (gà con nhiễm sán dây 94%, gà trưởng thành nhiễm 100%). Kết quả nghiên cứu của Magwisha H. B. và cs (2002) [11] cũng cho biết: tỷ lệ nhiễm sán dây cao ở gà đang tăng trưởng và gà trưởng thành.

Như vậy, gà ở mọi lứa tuổi đều nhiễm sán dây, sự cảm nhiễm sán dây có thể xảy ra ngay

từ tháng tuổi đầu, tuổi gà càng lớn thì việc tìm kiếm thức ăn và ăn các côn trùng càng tăng lên, đồng nghĩa với nguy cơ nhiễm sán dây tăng theo tuổi gà.

Một số đặc điểm phân biệt các loài sán dây ký sinh ở gà tại thành phố Thái Nguyên

Kết quả ở bảng 3 cho thấy:

Loài R. echinobothrida: kích thước dài đầu trung bình 0,32 mm, rộng đầu 0,28 mm; giác bám hình tròn, đường kính 0,124 mm; lỗ sinh dục nằm ở 1 bên của đốt sán.

Loài R. volzi: kích thước dài đầu trung bình 0,28 mm, rộng đầu 0,44 mm; giác bám hình bầu dục, dài trung bình 0,17 mm, rộng trung bình 0,14 mm; lỗ sinh dục nằm ở 1 bên của đốt sán.

Loài R. tetragona: kích thước dài đầu trung bình 0,25 mm, rộng đầu 0,23 mm; giác bám hình bầu dục, dài trung bình 0,17 mm, rộng trung bình 0,10; lỗ sinh dục nằm ở 1 phía.

Loài R. cesticillus: kích thước dài đầu trung bình 0,14 mm, rộng trung bình 0,29 mm; giác bám hình tròn nhỏ, đường kính trung bình 0,12 mm; lỗ sinh dục xen kẽ không đều.


180

Bảng 3. Một số đặc điểm phân biệt các loài sán dây ký sinh ở gà thả vườn tại thành phố Thái Nguyên

Loài sán dây

KT đầu (mm)

( X± xm

)

KT giác bám (mm)

( X± xm

)

Hình dạng giác bám

Vị trí lỗ

sinh dục Dài Rộng Dài Rộng

R. echinobothrida (n = 2)

0,32 ± 0,09 0,28 ± 0,04 0,124 Tròn Nằm ở 1 bên

đốt sán

R volzi (n = 8)

0,28 ± 0,02 0,44 ± 0,01 0,17 ± 0,01 0,14 ± 0,01 Bầu dục

Nằm ở 1 bên

đốt sán Cotugnia

digonopora (n = 3)

0,56 ± 0,06 0,98 ± 0,04 0,36 ± 0,02 0,43 ± 0,01 Bầu dục

Nằm ở 2 bên

đốt sán

R. tetragona (n = 4)

0,25 ± 0,01 0,23 ± 0,01 0,17 ± 0,01 0,10 ± 0,02 Bầu dục

Nằm ở 1 bên

đốt sán

R. cesticillus (n = 2)

0,14 ± 0,01 0,29 ± 0,02 0,12 ± 0,06 Tròn nhỏ

Xen kẽ không

đều

Loài Cotugnia digonopora: kích thước dài đầu trung bình 0,56 mm, rộng trung bình 0,98 mm; giác bám hình bầu dục, dài trung bình 0,36 mm, rộng trung bình 0,43 mm; lỗ sinh dục nằm ở 2 bên đốt sán.

Như vậy, từ kết quả đo kích thước và giám định được hình thái của các loài sán dây ký sinh ở gà tại thành phố Thái Nguyên, dựa theo khoá định loài của Nguyễn Thị Kỳ, 1994 [3], chúng tôi xác định được 5 loài sán dây ký sinh phổ biến ở gà nuôi tại thành phố Thái Nguyên.

Sự phân bố các loài sán dây ký sinh ở gà thả vườn ở một số xã, phường thuộc thành phố Thái Nguyên

Bảng 4. Những loài sán dây ký sinh ở gà thả vườn tại thành phố Thái Nguyên

Thành phần loài sán dây Vị trí ký

sinh

Phân bố (xã, phường) Tần suất xuất hiện

(%) Thịnh Đán

Quyết Thắng

Tân Cương

Phúc Xuân

R. echinothrida (Megnin, 1880)

Ruột non Ruột già

+ + + + 100

R. tetragona (Molin, 1858)


+ + + + 100

R. cesticillus (Molin, 1858)


+ - + + 75,00

R. volzi (Fuhrmann, 1905)


- + - + 50,00

Cotugniadigonopora (Pasquale,1890)

Ruột non - + + - 50,00

Tổng loài phát hiện Ruột non Ruột già

3 4 4 4 5

* Ghi chú: (+): Có phát hiện thấy ; (-): Không phát hiện thấy.


181

Hình 1. Phần đầu

R. tetragona Hình 2. Phần đầu R. echinobothrida

Hình 3. Đỉnh đầu Cotugina digonopora

Kết quả của bảng 4 cho thấy: Gà nuôi ở 4 địa điểm của thành phố Thái Nguyên nhiễm 5 loài sán dây: R. echinobothrida, R. volzi, R. tetragona, R. cesticillus, Cotugnia digonopora. Trong đó, loài Cotugnia digonopora thuộc giống Cotugnia, họ Davaineidae, lớp Cestoda. Loài R. echinobothrida, R. volzi, R. tetragona, R. cesticillus thuộc phân giống Raillietina, họ Davaineidae của lớp Cestoda. Đây là 5 loài sán dây phổ biến và gây tác hại lớn cho gà của nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Trong đường tiêu hoá gà, 5 loài sán dây trên ký sinh ở ruột non và ruột già, ký sinh nhiều ở 2 vị trí là hồi tràng (thuộc ruột non) và đoạn đầu manh tràng (thuộc ruột già).

Thành phần loài sán dây ở gà thả vườn ở tỉnh Thái Nguyên cũng tương đồng với dẫn liệu của các tác giả Phan Thế Việt và cs (1977) [10]; Nguyễn Thị Kỳ (1994) [3]; Nguyễn Thị Lê và cs (1996) [6]; Phạm Sỹ Lăng và Phan Địch Lân (2002) [7]; Nguyễn Thị Kim Lan (2011) [5].

KẾT LUẬN

- Gà thả vườn ở 4 xã, phường thuộc thành phố Thái Nguyên nhiễm sán dây với tỷ lệ 35,56% (qua xét nghiệm phân) và 36,52% (qua mổ khám); trong đó có 7,76% nhiễm ở cường độ nặng. Số lượng sán/ gà biến động từ 3 - 109 con.

- Tỷ lệ và cường độ nhiễm sán dây tăng dần theo tuổi, gà trên 6 tháng tuổi nhiễm sán với tỷ lệ 60,20% (qua xét nghiệm phân) và 52,00% (qua mổ khám).

- Gà nuôi ở 4 xã, phường của thành phố Thái Nguyên nhiễm 5 loài sán dây: R. tetragona, R. echinobothrida, R.cesticillus, R. volzi, Cotugnia digonopora. Tần suất xuất hiện các loài trên tại các xã, phường từ 50,00% - 100%.


1. Phạm Văn Khuê và cs (1996), Ký sinh trùng thú y, Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 33 - 36, 156 - 165. 2. Lê Đức Kỷ ( 1984), Phòng và chữa bệnh cho gà nuôi trong gia đình, Nxb Nông nghiệp – Hà Nội, tr. 59 - 61.

Hình 4. Phần đầu

R. cesticillus Hình 5.

Phần đầu R. volzi


182

3. Nguyễn Thị Kỳ (1994), Sán dây (Cestoda) ký sinh ở động vật nuôi Việt Nam, tập 1, Nxb Khoa học và kỹ thuật, tr. 16-52. 4. Nguyễn Thị Kim Lan, Nguyễn Thị Lê, Phạm Sỹ Lăng, Nguyễn Văn Quang (2008), Ký sinh trùng học thú y (Giáo trình dùng cho bậc cao học), Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 103 - 110. 5. Nguyễn Thị Kim Lan (2011), Những bệnh ký sinh trùng phổ biến ở gia cầm, lợn và loài nhai lại Việt Nam (Sách chuyên khảo dùng cho bậc đào tạo sau đại học), Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 28 - 48. 6. Nguyễn Thị Lê, Nguyễn Thị Kỳ, Phạm Văn Lực, Hà Duy Ngọ, Nguyễn Thị Minh (1996), Giun sán ký sinh ở gia cầm Việt Nam, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, tr. 15 - 58. 7. Phạm Sỹ Lăng, Phan Địch Lân (2002), Bệnh ký sinh trùng ở gia cầm, Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 35 - 43. 8. Đặng Ngọc Thanh, Đặng Huy Huỳnh, Cao Văn Sung, Nguyễn Thị Lê, Lê Xuân Huệ, Thái

Trần Bái, Nguyễn Văn Sung (2008), Động vật chí Việt Nam, Nxb Khoa học và Kỹ thuật. 9. Dương Công Thuận (2003), Phòng trị bệnh ký sinh trùng cho gà nuôi gia đình, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 3 – 47. 10. Phan Thế Việt, Nguyễn Thị Kỳ, Nguyễn Thị Lê (1977), Giun sán ký sinh ở động vật Việt Nam, Nxb Khoa học và kỹ thuật, tr. 153-221. 11. Magwisha H. B., Kassuku A. A., Kyvsgaard N. C., Permin A. (2002), “A comparison of the prevalence and burdens of helminth infections in growers and adult free - range chickens”, Tropical Animal Health Prod, 34(3), pp. 205 - 214. 12. Permin A., Esmann J. B., Hove T., Mukaratirwa S. (2002), “Ecto - endo - and haemoparasites in free - range chickens in the Goromonzi District in Zimbabwe”, Prev. Vet. Med. 2002 Jul 25; 54(3), pp. 213 - 224.

SUMMARY SOME EPIDEMIC CHARACTERISTICS OF TAPEWORM DISEASE ON GARDEN – RANGE CHICKEN IN THAI NGUYEN CITY

Nguyen Thi Ngan*, Nguyen Thi Kim Lan College of Agriculture - TNU

Exemined 942 fecal samples of garden – range chicken in Thai Nguyen city, the results whowed that: The infectious rate of tapeworm was 35.56%, varied from 29.54% to 44.55%. The slight infectious rate was 71.94%, the median infectious rate was 20.30%, and serious infectious rate was 7.76%. Autopsy of 115 chickens, the infectious rate of tapeworm was 36.52%, varied from 26.67% to 43.75%; the infectious intensity from 3 to 109 tapeworms per chicken. The infectious rate was highest in chicken of 6 months age (60.20% by examined feces and 52.00% by surgery), that was lowest in chicken under 3 months age (20.90% by examined feces and 26.92% by surgery). There are 5 species of of tapeworm in scavenged chicken in 4 communes of Thai Nguyen city, they were: R. tetragona, R. echinobothrida, R. cesticillus, R. volzi, Cotugina digonopora (the frequency to appear them was from 50,00% to 100%). Key words: Tapeworm, species, infectious rate, infectious intensity, Thai Nguyen.

Phản biện khoa học: TS. Phan Thị Hồng Phúc – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0915217020; E.mail: [email protected]

Phan Thị Hồng Phúc và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 183 - 188

183

BIỂU HỆN LÂM SÀNG, BỆNH TÍCH Ở DẠ MÚI KH Ế VÀ RUỘT NON CỦA TRÂU BÒ MẮC BỆNH GIUN XOĂN DẠ MÚI KH Ế TỈNH THÁI NGUYÊN

Phan Thị Hồng Phúc*, Nguyễn Thị Kim Lan Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Xét nghiệm phân của 1726 trâu, 1760 bò bình thường và 357 trâu, 387 bò tiêu chảy tại 4 huyện thành của tỉnh Thái Nguyên, kết quả cho thấy: Có 67,23% số trâu và 67,96% số bò bị tiêu chảy nhiễm giun xoăn dạ múi khế, trong đó có 33,33% (trâu), 43,35% (bò) nhiễm ở cường độ nặng và rất nặng. Trong khi tỷ lệ nhiễm ở Trâu, bò bình thường là 46,12% và 49,77%, đồng thời chỉ nhiễm ở cường độ nhẹ và trung bình. Trâu, bò nhiễm giun xoăn dạ múi khế có triệu chứng: Ăn kém, gầy, da khô, lông xù dễ rụng, niêm mạc nhợt nhạt, ỉa chảy nhiều ngày, phân lỏng, thủy thũng ngực, bụng. Mổ khám 197 trâu và 261 bò thấy: Giun xoăn dạ múi khế gây tổn thương, viêm và xuất huyết ở cả dạ múi khế và ruột non, song tập trung ở dạ múi khế là chủ yếu, với các biến đổi bệnh lý như: Tổn thương niên mạc, tăng sinh tế bào vùng hạ niêm mạc, hoại tử tế bào biểu mô, hạ niêm mạc thấm dịch phù (tổn thương, viêm và xuất huyết khi có từ 867 – 1732 giun ký sinh). Từ khóa: Trâu bò, tỷ lệ nhiễm, giun xoăn dạ múi khế, tiêu chảy, triệu chứng, bệnh tích.

ĐẶT VẤN ĐỂ*

Bệnh giun xoăn dạ múi khế là bệnh phổ biến trên đàn trâu, bò của nước ta cũng như đàn trâu, bò của nhiều nước trên thế giới. Bệnh do nhiều loài giun tròn ký sinh ở dạ múi khế và ruột non của trâu, bò và các gia súc nhai lại khác gây nên. Ở tỉnh Thái Nguyên trâu, bò bị nhiễm giun xoăn dạ múi khế khá nhiều, ảnh hưởng đến năng suất chăn nuôi và gây thiệt hại về kinh tế. Để thấy rõ tác động gây bệnh của giun xoăn dạ múi khế, chúng tôi đã nghiên cứu về biểu hiện lâm sàng và bệnh tích của trâu, bò mắc bệnh ở tỉnh Thái Nguyên, từ đó có sơ sở khoa học cho việc chẩn đoán bệnh bằng phương pháp chẩn đoán lâm sàng, mổ khám và có khuyến cáo hợp lý đối với cán bộ thú y, người chăn nuôi trâu, bò ở các địa phương.


Vật liệu

- Mẫu phân trâu, bò ở các lứa tuổi tại 4 huyện thành của tỉnh Thái Nguyên

- Trâu, bò mắc bệnh giun xoăn dạ múi khế.

- Dạ múi hế và ruột non của trâu, bò bị bệnh.


- Máy cắt tiêu bản tế bào Microtom, kính hiển vi quang học, buồng đếm Mc.Master, thuốc nhuộm Hematoxylin – Eosin, hóa chất và dụng cụ thí nghiệm khác.


- Xác định tỷ lệ và cường độ nhiễm giun xoăn dạ múi khế ở trâu, bò bình thường và tiêu chảy

- Biểu hiện lâm sàng của trâu, bò mắc bệnh giun xoăn dạ múi khế.

- Bệnh tích ở dạ múi khế và ruột non của trâu, bò mắc bệnh.


- Lấy mẫu theo phương pháp lấy mẫu chùm nhiều bậc (Nguyễn Như Thanh, 2001) [8].

- Xét nghiệm mẫu bằng phương pháp Fulleborn, đếm trứng giun xoăn dạ múi khế trên buồng đếm Mc. Master (Jorgen Hansen và cs, 1994) [9].

- Quan sát biểu hiện lâm sàng của trâu, bò mắc bệnh theo phương pháp của Hồ Văn Nam (1982)[5].

- Mổ khám trâu, bò bị bệnh bằng phương pháp mổ khám phi toàn diện (Skrjabin K.I., 1963) [7].

- Làm tiêu bản tổ chức học theo phương pháp của Cao Xuân Ngọc (1997) [6].


184


Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun xoăn dạ múi khế ở trâu, bò bình thường và trâu, bò tiêu chảy

Bảng 1. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun xoăn dạ múi khế ở trâu, bò bình thường và tiêu chảy

Địa phương

Tr ạng thái phân

Loại gia súc

Số trâu, bò kiểm tra

(con)

Số trâu, bò

nhiễm (con)

Tỷ lệ

nhiễm (%)

Cường độ nhiễm (số trứng/gam phân)

≤ 500 > 500 - 800 >800 - 1000 >1000

n % n % n % n %

TP. Thái

Nguyên

Bình thường

Trâu 528 207 39,20 163 78,74 44 21,26 0 0,00 0 0,00

Bò 495 195 39,39 136 69,74 59 30,26 0 0,00 0 0,00

Tiêu chảy

Trâu 44 27 61,36 13 48,15 1 3,70 9 33,33 4 14,81

Bò 60 28 46,67 7 25,00 1 3,57 15 53,57 5 17,86

H. Phổ Yên

Bình thường

Trâu 417 175 41,97 130 74,29 45 25,71 0 0,00 0 0,00

Bò 425 176 41,41 115 65,34 61 34,66 0 0,00 0 0,00

Tiêu chảy

Trâu 54 36 66,67 16 44,44 2 5,56 13 36,11 5 13,89

Bò 82 42 51,22 11 26,19 4 9,52 21 50,00 6 14,29

H. Phú Bình

Bình thường

Trâu 437 191 43,71 114 59,69 77 40,31 0 0,00 0 0,00

Bò 586 352 60,07 191 54,26 161 45,74 0 0,00 0 0,00

Tiêu chảy

Trâu 132 88 66,67 27 30,68 38 43,18 18 20,45 5 5,68

Bò 149 122 81,88 31 25,41 49 40,16 28 22,95 14 11,48

H. Đồng Hỷ

Bình thường

Trâu 344 223 64,83 159 71,30 64 28,70 0 0,00 0 0,00

Bò 254 153 60,24 102 66,67 51 33,33 0 0,00 0 0,00

Tiêu chảy

Trâu 127 89 70,08 40 44,94 23 25,84 17 19,10 9 10,11

Bò 96 71 73,96 26 36,62 20 28,17 14 19,72 11 15,49

Tính chung

Bình thường

Trâu 1726 796 46,12 566 71,11 230 28,89 0 0,00 0 0,00

Bò 1760 876 49,77 544 62,10 332 37,90 0 0,00 0 0,00

Tiêu chảy

Trâu 357 240 67,23 96 40,00 64 26,67 57 23,75 23 9,58

Bò 387 263 67,96 75 28,52 74 28,14 78 29,66 36 13,69

Kiểm tra 1726 trâu và 1760 bò có trạng thái phân bình thường, 357 trâu và 387 bò phân lỏng, tỷ lệ và cường độ nhiễm giun xoăn dạ múi khế ở trâu, bò bình thường và trâu, bò bị tiêu chảy có sự khác nhau.. Có 67,23% số trâu và 67,96% số bò bị tiêu chảy nhiễm giun xoăn dạ múi khế, trong đó có 33,33% trâu và 43,35% bò nhiễm ở cường độ nặng và rất nặng. Tất cả những trâu, bò nhiễm ở cường độ nặng và rất nặng đều bị tiêu chảy, phân lỏng, dính ở đuôi và khoeo. Trong khi trâu, bò phân bình thường nhiễm giun xoăn dạ múi khế với tỷ lệ thấp hơn (46,12 và 49,77%), 100% nhiễm ở cường độ nhẹ và trung bình. Sự khác nhau này là rõ rệt (P< 0,01). Như vậy, trâu, bò nhiễm giun xoăn dạ múi khế cường độ nặng và rất nặng đều bị tiêu chảy. Đây là một triệu chứng lâm sàng quan trọng trong bệnh giun xoăn dạ múi khế.


185

Biểu hiện lâm sàng của trâu, bò bị bệnh giun xoăn dạ múi khế ở một số địa phương của tỉnh Thái Nguyên

Bảng 2. Biểu hiện lâm sàng chủ yếu của trâu, bò bị bệnh giun xoăn dạ múi khế

Địa phương

Loại gia súc

Số trâu, bò nhiễm

(con)

Số trâu, bò có biểu hiện lâm

sàng (con)

Tỷ lệ (%)

Những biểu hiện lâm sàng chủ yếu

Thái Nguyên Trâu 234 13 5,56

- Gầy, da khô, lông xù - Phân nát, chuyển dần

sang lỏng - Niêm mạc nhợt nhạt - Một số con có hiện

tượng thủy thũng ở vùng thấp của cơ thể.

Bò 223 20 8,97

Phổ Yên Trâu 211 18 8,53 Bò 218 27 12,39

Phú Bình Trâu 279 23 8,24 Bò 474 42 8,86

Đồng Hỷ Trâu 312 26 8,33 Bò 224 25 11,16

Tính chung Trâu 1036 80 7,72 Bò 1139 114 10,01

Kết quả bảng 2 cho thấy: Tất cả những trâu bò nhiễm ở cường độ nặng, rất nặng và một số trâu, bò nhiễm ở cường độ trung bình có triệu chứng lâm sàng. Tất cả những trâu, bò nhiễm ở cường độ nhẹ và phần lớn số trâu, bò nhiễm ở cường độ trung bình đều không thấy xuất hiện bất cứ một dấu hiệu nào của bệnh.

Từ kết quả trên, chúng tôi nhận thấy: Tỷ lệ trâu, bò có triệu chứng lâm sàng thấp trong tổng số trâu, bò nhiễm giun xoăn dạ múi khế (7,72% - 10,01%). Điều đó chứng tỏ, trâu, bò nhiễm giun xoăn dạ múi khế phần lớn ở tình trạng mang trùng (khoảng 90%). Mặc dù không có biểu hiện lâm sàng, nhưng những trâu, bò mang trùng là nguồn gieo rắc trứng giun xoăn ra ngoại cảnh, làm cho những trâu, bò khác nhiễm bệnh. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với mô tả về triệu chứng bệnh ở của Nguyễn Thị Kim Lan và cs (1997) [3] (2008) [3], Phạm Sỹ Lăng và cs (2002) [4].

Những biểu hiện lâm sàng của trâu, bò mắc bệnh giun xoăn dạ múi khế không có gì đặc biệt so với các bệnh ký sinh trùng đường tiêu hoá khác, tuy nhiên qua kết quả nghiên cứu về đặc điểm dịch tễ (đã được chúng tôi công bố trên Tạp chí Khoa học kỹ thuật thú y số trước) thì trâu, bò nhiễm giun xoăn dạ múi

khế rất phổ biến. Vì vậy, các biểu hiện lâm sàng trên vẫn là những dấu hiệu quan trọng để nhận định khả năng đó là bệnh do giun xoăn dạ múi khế gây nên, từ đó có biện pháp phòng trị kịp thời và hiệu quả.

Bệnh tích ở dạ múi khế và ruột non ở cơ quan tiêu hoá trâu, bò do giun xoăn dạ múi khế gây ra

* Bệnh tích đại thể:

Bảng 3 cho thấy:

- Đối với trâu, bò nhiễm loài H. contortus: Tỷ lệ có bệnh tích là 20,93% (ở trâu), và 16,92% (ở bò). Số giun biến động từ 1009 - 1219 con/trâu và 867 - 1201 con/bò.

- Đối với trâu, bò nhiễm loài H. similis: Không có trâu, bò nào có biểu hiện bệnh tích, số lượng giun nhiễm ít: 26 - 69 con/ trâu, (bò).

- Đối với trâu, bò nhiễm loài M. digitatus: Tỷ lệ có bệnh tích là 14,29% (ở trâu), và 10,14% (ở bò). Số giun biến động từ 972 - 1732 con/trâu và từ 1028 - 1249 con/bò.

- Đối với trâu, bò nhiễm hỗn hợp cả 3 loài : Tỷ lệ có bệnh tích là 18,52% (ở trâu), và 24,32% (ở bò). Số giun biến động từ 981 - 1580 con/trâu và từ 976 - 1697con/bò.

Trâu, bò mắc bệnh do loài H.contortus gây nên có biểu hiện bệnh tích: Niêm mạc dạ múi


186

khế tổn thương và xuất huyết từng đám, niêm mạc ruột non viêm cata. Trong khi đó loài M. digitatus chỉ gây bệnh tích ở dạ múi khế. Trong nghiên cứu của chúng tôi, khi số lượng

giun có từ 867 con trở lên mới gây bệnh tích rõ rệt cho trâu, bò. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Lan và cs (1998) [3].

Bảng 3. Bệnh tích đại thể ở cơ quan tiêu hoá trâu, bò do giun xoăn dạ múi khế

Số trâu, bò mổ khám (con)

Số trâu, bò

nhiễm (con)

Loài GXDMK

Số trâu bò

nhiễm (con)

Số trâu, bò có bệnh tích

(con)

Tỷ lệ có

bệnh tích (%)

Bệnh tích chủ yếu

Số giun/ trâu, bò có bệnh

tích (con)

Trâu (197)

93

H. contortus

43 9 20,93 - Niêm mạc dạ múi khế tổn thương và xuất huyết từng đám - Niêm mạc ruột non viêm cata

1009- 1219

H. similis 2 0 0,00 0 26 - 43

M. digitatus

21 3 14,29 - Niêm mạc dạ múi khế tổn thương và có nhiều điểm xuất huyết

972 -

1732

Nhiễm hỗn hợp

27 5 18,52

- Niêm mạc dạ múi khế tổn thương và có nhiều điểm xuất huyết - Niêm mạc ruột non viêm cata, có nhiều điểm xuất huyết

981 -

1580

Bò (261)

175

H. contortus

65 11 16,92 - Niêm mạc dạ múi khế tổn thương, có nhiều điểm xuất huyết - Niêm mạc ruột non viêm cata.

867 -

1201 H. similis 4 0 0,00 0 37 - 69

M. digitatus

69 7 10,14 - Niêm mạc dạ múi khế tổn thương và có nhiều điểm xuất huyết

1028 -

1249

Nhiễm hỗn hợp

37 9 24,32 - Niêm mạc dạ múi khế tổn thương, có nhiều điểm xuất huyết - Niêm mạc ruột non viêm cata.

976 -

1697

* Bệnh tích vi thể:

Kết quả bảng 4 cho thấy: Tiêu bản dạ múi khế có bệnh tích vi thể chiếm tỷ lệ cao (79,49 – 83,33%), tiêu bản ruột non có tỷ lệ bệnh tích vi thể thấp (4,76 – 7,69%).

Từ kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi thấy, giun xoăn dạ múi khế chủ yếu ký sinh ở dạ múi khế và gây nên những biến đổi vi thể như: Tổn thương niên mạc, tăng sinh tế bào vùng hạ niêm mạc, hoại tử tế bào biểu mô, hạ niêm mạc thấm dịch phù.

Bảng 4. Tỷ lệ tiêu bản có bệnh tích vi thể

Loại gia súc

Nguồn gốc

tiêu bản

Số tiêu bản

nghiên cứu

Số tiêu bản có biến đổi vi thể

Tỷ lệ (%)

Trâu Dạ múi khế 42 35 83,33

Ruột non 42 2 4,76

Bò Dạ múi khế 39 31 79,49

Ruột non 39 3 7,69


187

Tăng sinh tế bào viêm vùng hạ niêm mạc Ảnh 1. Tế bào niêm mạc dạ múi khế tổn

thương. (x 150) Ảnh 2. Tế bào biểu mô thoái hoá hạt. Tăng sinh tế bào viêm

vùng hạ niêm mạc. Hạ niêm mạc thấm dịch phù. (x 150)

KẾT LUẬN

- 67,23% số trâu và 67,96% số bò bị tiêu chảy nhiễm giun xoăn dạ múi khế, trong đó có 33,33% (trâu) và 43,35% (bò) nhiễm ở cường độ nặng và rất nặng. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun xoăn dạ múi khế của trâu, bò bị tiêu chảy cao và nặng hơn rõ rệt so với trâu, bò bình thường.

- 7,72% số trâu và 10,01% số bò nhiễm giun xoăn dạ múi khế có triệu chứng: Ăn kém, gầy, da khô, lông xù dễ rụng, niêm mạc nhợt nhạt, ỉa chảy nhiều ngày, phân lỏng, thủy thũng ngực, bụng.

- Giun xoăn dạ múi khế gây tổn thương, viêm và xuất huyết ở cả dạ múi khế và ruột non, song tập trung ở dạ múi khế là chủ yếu, với các biến đổi bệnh lý như: Tổn thương niên mạc, tăng sinh tế bào vùng hạ niêm mạc, hoại tử tế bào biểu mô, hạ niêm mạc thấm dịch phù.


[11]. Nguyễn Thị Kim Lan, Nguyễn Văn Quang, Phan Địch Lân (1997), “Kết quả nghiên cứu bệnh giun xoăn dạ múi khế ở dê cỏ nuôi tại tỉnh Thái Nguyên – Bắc Kạn và hiệu lực của các thuốc Synanthic, Levamisol và Mebenvet”, Tạp chí

Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên. Tr 72 – 75. [12]. Nguyễn Thị Kim Lan, Phan Địch Lân, Nguyễn Khánh Quắc, Nguyễn Văn Quang (1998), “Nhận xét về bệnh tích đại thể và một số chỉ tiêu huyết học của dê nhiễm giun sán đường tiêu hóa”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thú y, Tập V, số 3, Tr 94 – 98. [13]. Nguyễn Thị Kim Lan, Nguyễn Thị Lê, Phạm Sỹ Lăng, Nguyễn Văn Quang (2008), Ký sinh trùng học Thú y, (Giáo trình dùng cho bậc cao học), Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. [14]. Phạm Sỹ Lăng, Phan Địch Lân (2002), Bệnh thường gặp ở bò sữa Việt Nam và kỹ thuật phòng trị, (Tập I – Bệnh truyền nhiễm và bệnh ký sinh trùng), Nhà xuất bản Nông nghiệp,Hà Nội. [15]. Hồ Văn Nam (1982), Giáo trình chẩn đoán bệnh không lây ở gia súc, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội. [16]. Cao Xuân Ngọc (1997), Giải phẫu bệnh đại cương thú y, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. [17]. Skrjabin K.I. Petrov A.M (1963), Nguyên lý môn giun tròn thú y. Do Bùi Lập, Đoàn Thị Băng Tâm, Tạ Thị Vinh, dịch từ tiếng Nga, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1977. [18]. Nguyễn Như Thanh (2001), Dịch tễ học Thú y, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội. [19]. Jorgen Hansen, Brian Perry (1994), The Epidemiology, Diagnosis and Control of helminth parasites of ruminants, Intenational Livestock Centre for Africa Addis Ababa, Ethiopia, Ilrad, P 17 – 18, 113.

Tế bào biểu mô

thoái hoá hạt

Hạ niêm mạc thấm dịch phù


188

SUMMARY A STUDY ON SYMPTOMS AND LESIONS OF TRICHOSTRONGYLID AE WORM DISEASE OF CATTLE IN THAI NGUYEN PROVINCE

Phan Thi Hong Phuc*, Nguyen Thi Kim Lan

College of Agriculture & Forestry - TNU

The research was conducted to test feces of 1726 nomal buffaloes, 1760 normal cows and 357 diarrhea buffaloes, 387 diarrhea cows in 4 districts in Thai Nguyen provice. The results showed that: there were 67.23% of diarrhea buffalos and 67.96% of diarrhea cows infected Trichostrongylidosys in abomasum, in which 33.33% buffaloes and 43.35% cows were infectious with heavy and very heavy intensity. While the infectious intensity of normal buffaloes and normal cows were 46.12% and 49.77% respectively, and the most of them were infected with moderate intensity. The results of surgery examination on 197 buffaloes and 261 cows showed that: symtoms of buffaloes and cows infected Trichostrongylidosys in abomasum were anorexia, thin, dry skin, feathers ruffled and easy loss, pale mucous membranes, diarrhea for several days, loose, water barrels chest, abdomen. Trichostrongylidosys in abomasum caused damage, inflammation and hemorrhage in both the abomasum and small intestine, but it concentrated mainly in the abomasum with pathological changes such as lesions in mucous membranes, proliferation of cells in lower mucosal, damage of epithelial cells, lower mucosal with permeability oedema fluid (trauma, inflammation and hemorrhage will appear when the number of worms reach to 867-1732 individuals). Key words: Buffaloes, cows, intensity, infection rate, Trichostrongylidosys in abomasum, diarrhea, symtoms, pathology.

Phản biện khoa học: TS. Lê Minh – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Bích Ngà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 189 - 193

189

TÌNH HÌNH NHI ỄM GIUN TRÒN TRICHOCEPHALUS Ở LỢN TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN

Nguyễn Thị Bích Ngà1*, Nguyễn Thị Kim Lan 2,

Đỗ Thị Vân Giang1, Trương Thị Tính1

1Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật – ĐH Thái Nguyên, 2Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Mổ khám 110 lợn tại huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên, thu thập giun tròn giống Trichocephalus ở những lợn bệnh để định loài, đã xác định được giun tròn giống Trichocephalus ký sinh ở lợn là một loài duy nhất - loài Trichocephalus suis (T. suis). Kiểm tra phân của 750 lợn ở 5 xã của huyện Đồng Hỷ, có 212 lợn nhiễm giun T. suis, chiếm tỷ lệ 28,27 %, lợn nhiễm từ cường độ nhẹ (60,38 %) đến nặng (12,74 %). Lứa tuổi, phương thức chăn nuôi, vệ sinh thú y có ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở lợn. Từ khoá: Lợn, mổ khám, Trichocephalus spp., tỷ lệ nhiễm, cường độ nhiễm, huyện Đồng Hỷ.

ĐẶT VẤN ĐỀ* Thái Nguyên là tỉnh có nghề chăn nuôi lợn khá phát triển. Để chăn nuôi lợn mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người chăn nuôi thì ngoài các yếu tố như giống, thức ăn, chế độ chăm sóc nuôi dưỡng... công tác phòng trị bệnh nói chung và bệnh ký sinh trùng nói riêng có ý nghĩa rất quan trọng. Trong các ký sinh trùng gây tác hại lớn cho lợn, có giun tròn Trichocephalus ký sinh ở lợn. Theo Phạm Sỹ Lăng và cs (2006) [4], giun tròn Trichocephalus spp. ký sinh gây ra các tổn thương và viêm nhiễm kế phát do vi khuẩn xâm nhập vào các nội quan của lợn, ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, đặc biệt là tiêu tốn thức ăn, giảm tăng trọng từ 15 - 20 % so với lợn không bị bệnh. Do vây, nghiên cứu về tình hình nhiễm giun tròn Trichocephalus ở lợn tại huyện Đồng Hỷ là rất cần thiết, làm cơ sở để xây dựng quy trình phòng trị bệnh có hiệu quả cao.

NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


- Định danh loài giun tròn giống Trichocephalus ký sinh ở lợn tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.

* Tel:0976238295;Email:[email protected]

- Nghiên cứu một số đặc điểm dịch tễ bệnh do giun tròn Trichocephalus gây ra ở lợn tại huyện Đồng Hỷ.


- Mổ khám và thu thập giun tròn Trichocephalus ở lợn tại huyện Đồng Hỷ.

- Mẫu phân lợn ở các lứa tuổi tại huyện Đồng Hỷ.

- Kính hiển vi quang học, buồng đếm Mc. Master.

- Dung dịch muối NaCl bão hoà, dung dịch Barbagallo.

- Các hoá chất và dụng cụ thí nghiệm khác.


- Định danh loài giun tròn giống Trichocephalus theo khóa định loại của Skrjabin và cs (1963) [6], Nguyễn Thị Lê (1996) [5].

- Thu thập mẫu phân lợn theo phương pháp lấy mẫu phân tầng (Nguyễn Như Thanh, 2000) [7].

- Xác định tỷ lệ nhiễm bằng phương pháp Fullerborn (Nguyễn Thị Kim Lan, 2012) [3]

- Xác định cường độ nhiễm bằng phương pháp Mc. Master (Jorgen Hansen và cs, 1994) [2].


190


Định danh loài giun tròn giống Trichhocephalus ký sinh ở lợn tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

Kết quả định danh giun Trichocephalus thu thập từ 110 lợn mổ khám được trình bày ở bảng 1.

Bảng 1. Định danh loài giun tròn giống Trichhocephalus ký sinh ở lợn nuôi tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

Địa phương (xã)

Thành phần loài Vị trí ký sinh Tỷ lệ trong số mẫu xác định

(%) Hoá Trung Trichocephalus suis Manh tràng, kết tràng 100 Sông Cầu Trichocephalus suis Manh tràng, kết tràng 100 Linh Sơn Trichocephalus suis Manh tràng, kết tràng 100 Quang Trung Trichocephalus suis Manh tràng, kết tràng 100 Hoá Thượng Trichocephalus suis Manh tràng, kết tràng 100

Mổ khám 110 lợn tại huyện Đồng Hỷ, thu thập giun tròn giống Trichocephalus ở những lợn bệnh để định loại tại Vi ện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, kết quả cho thấy: giun tròn giống Trichocephalus ký sinh ở lợn tại huyện Đồng Hỷ chỉ là một loài duy nhất - loài Trichocephalus suis (T. suis), thuộc họ Trichocephalidae. Trong đường tiêu hoá của lợn, giun tròn T. suis ký sinh ở manh tràng và kết tràng, đây là loài giun tròn ký sinh phổ biến, gây tác hại lớn cho lợn của nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi tương đồng với dẫn liệu của các tác giả: Skrjabin (1963) [6], Phan Thế Việt và cs (1977) [8], Nguyễn Thị Lê và (1996) [5].

Hình 1. Lỗ sinh dục và trứng của giun T. suis cái Hình 2. Bao gai và gai giao cấu của giun T. suis đực

Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở huyện Đồng Hỷ Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở lợn tại huyện Đồng Hỷ được trình bày ở bảng 2. Bảng 2 cho thấy: Kiểm tra 750 lợn ở 5 xã của huyện Đồng Hỷ có 212 lợn nhiễm giun T. suis, chiếm tỷ lệ 28,27 % (biến động từ 19,33 % - 35,33 %). Trong đó, tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở xã Hoá Trung cao và nặng nhất (35,33 % và 18,87 %), sau đó đến xã Sông Cầu (32,67 % và 14,29 %), xã Quang Sơn (28,67 % và 11,63 %), và xã Linh Sơn (25,33 % và 13,16 %). Lợn nuôi ở xã Hoá Thượng có tỷ lệ nhiễm giun T. suis thấp nhất (19,33 %) và nhẹ nhất.

Hình 3. Lợn nhiễm giun T. suis Hình 4. Trứng giun T. suis mới thải theo phân lợn

Lợn nhiễm giun T. suis


191

Bảng 2. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở huyện Đồng Hỷ

Địa phương (xã)

Số lợn kiểm tra

(con)

Số lợn nhiễm (con)


Cường độ nhiễm (trứng /g phân)

≤ 500 > 500 - 1000 >1000

n % n % n % Hoá Trung 150 53 35,33 26 49,06 17 32,08 10 18,87

Sông Cầu 150 49 32,67 27 55,10 15 30,61 7 14,29

Quang Sơn 150 43 28,67 28 65,12 10 23,26 5 11,63

Linh Sơn 150 38 25,33 25 65,79 8 21,05 5 13,16 Hoá Thượng 150 29 19,33 22 75,86 7 24,14 0 0

Tính chung 750 212 28,27 128 60,38 57 26,89 27 12,74

Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tuổi lợn Kết quả về tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tuổi lợn được trình bày ở bảng 3.

Bảng 3. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tuổi lợn

Tuổi lợn

(tháng)


(con)


Tỷ lệ (%)

Cường độ nhiễm (trứng/g phân) So sánh sự sai khác giữa các

độ tuổi ≤ 500 > 500-1000 > 1000

n % n % n % ≤ 2 90 23 25,56 16 69,565 5 21,739 2 8,70 χ2

≤2,>2-4 = 7,191 P = 0,007

χ2>2-4,>4-6 = 0,851 P

= 0,356 χ2

>4-6,>6 = 13,929 P = 0,000

χ2≤2,>6 = 4,464 P = 0,031

χ2>2-4,>6 = 20,992

P = 0,000

> 2 - 4 90 37 41,11 19 51,351 11 29,73 7 18,92

> 4 - 6 90 31 34,44 19 61,29 9 29,032 3 9,68

> 6 90 10 11,11 8 80,00 2 20,00 0 0,00

Tính chung

360 101 28,06 62 61,39 27 26,73 12 11,88

Bảng 3 cho thấy: Ở các lứa tuổi khác nhau thì tỷ lệ và cường độ lợn nhiễm giun T. suis có sự khác nhau. Lợn con nhiễm giun T. suis khá sớm với tỷ lệ, cường độ nhiễm tương ứng là 25,56 % và 8,7 %. Tỷ lệ, cường độ nhiễm cao và nặng nhất ở giai đoạn > 2 - 4 tháng tuổi (41,11 % và 18,92 %), sau đó là lứa tuổi > 4 - 6 tháng (34,44 % và 9,68 %). Lợn nái và lợn trưởng thành nhiễm giun T. suis nhưng thường ở thể mang trùng. Tỷ lệ lợn > 2 - 4 tháng tuổi nhiễm giun T. suis cao hơn rõ rệt so với lợn ≤ 2 tháng tuổi và trên 6 tháng tuổi (P < 0,001). Tuổi của lợn là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến tính cảm thụ đối với bệnh giun T. suis. Vì vậy, tỷ lệ nhiễm giun T. suis theo tuổi là một chỉ tiêu xác định gia súc ở lứa tuổi nào dễ nhiễm giun nhất để có kế hoạch phòng trị thích hợp (Nguyễn Thị Lê, 1996 [5]). Kết quả này góp phần xây dựng quy trình phòng trị bệnh giun T. suis có hiệu quả. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun tóc theo phương thức chăn nuôi Kết quả về tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo phương thức chăn nuôi được trình bày ở bảng 4.


192

Bảng 4. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo phương thức chăn nuôi

Phương thức chăn nuôi


(con)


Tỷ lệ (%)

Cường độ nhiễm (trứng/g phân)

≤ 500 > 500 - 1000 > 1000

n % n % n %

Truyền thống 104 42 40,38 22 52,381 13 30,952 7 16,67

Bán công nghiệp 104 31 29,81 20 64,516 8 25,806 3 9,68

Công nghiệp 104 13 12,50 10 76,923 2 15,385 1 7,69

Tính chung 312 86 27,56 52 60,47 23 26,74 11 12,79

So sánh sự sai khác giữa các phương thức chăn nuôi

χ2TT - BCN = 2,554

P = 0,110 χ2

BCN - CN= 9,339 P = 0,002

χ2TT - CN= 20,788

P = 0,000

Kết quả bảng 4 cho thấy: Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis có sự khác nhau theo phương thức chăn nuôi. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis ở phương thức chăn nuôi truyền thống (40,38 % và 16,67 %) cao và nặng hơn hẳn so với phương thức chăn nuôi công nghiệp (12,50 % và 7,69%) (P < 0,001). Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với nhận xét của Phạm Văn Khuê (1982) [1], nuôi lợn bằng thức ăn sống hay chín, tập quán chăn nuôi lợn nhốt chuồng hay thả rông có liên quan chặt chẽ tới tình hình nhiễm giun sán. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tình trạng vệ sinh thú y Kết quả về tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tình trạng vệ sinh thú y được trình bày ở bảng 5. Bảng 5 cho thấy: Ở tình trạng vệ sinh thú y khác nhau, tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis có sự khác nhau (P < 0,05). Lợn nuôi trong tình trạng vệ sinh thú y kém có tỷ lệ nhiễm cao (43,30 %) và cường độ nhiễm giun T. suis nặng (16,67 %) hơn nhiều so với tình trạng vệ sinh thú y trung bình (27,84 % và 11,11 %) và tình trạng vệ sinh thú y tốt (13,40 % và 0,00 %).

Bảng 5. Tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis theo tình trạng vệ sinh thú y

Tình tr ạng VSTY


(con)


Tỷ lệ (%)

Cường độ nhiễm (trứng/g phân)

≤ 500 500 - 1000 > 1000

n % n % n %

Tốt 97 13 13,40 10 76,923 3 23,077 0 0,00

Trung bình 97 27 27,84 17 62,963 7 25,926 3 11,11

Kém 97 42 43,30 23 54,762 12 28,571 7 16,67

Tính chung 291 82 28,18 50 60,98 22 26,83 10 12,20 So sánh sự sai khác giữa ba mức độ VSTY

χ2T-TB = 6,173 P = 0,013

χ2TB-K = 5,061 P = 0,024

χ2T-K = 21,341 P = 0,000

Như vậy, vệ sinh thú y kém là điều kiện thuận lợi để trứng giun T. suis có sức gây bệnh nhiễm vào cơ thể lợn. Chuồng trại đảm bảo yêu cầu vệ sinh thú y làm giảm tỷ lệ mắc bệnh, góp phần tăng năng suất và hiệu quả chăn nuôi. KẾT LUẬN - Loài giun tròn giống Trichocephalus ký sinh ở lợn tại huyện Đồng Hỷ là loài Trichocephalus suis

- Tỷ lệ lợn nhiễm giun T. suis ở huyện Đồng Hỷ là 28,27 %, biến động từ 19,33 % - 35,33%.

- Tỷ lệ và cường độ nhiễm T. suis ở lợn ≥ 2 - 4 tuần tuổi là cao và nặng nhất (41,11 % và 18,92 %).

- Lợn nuôi theo phương thức truyền thống có tỷ lệ và cường độ nhiễm T. suis (40,38 %) cao và nặng hơn rõ rệt so với lợn nuôi theo phương thức công nghiệp và bán công nhiệp.


193

- Lợn nuôi ở tình trạng vệ sinh thú y kém có tỷ lệ và cường độ nhiễm giun T. suis cao nặng hơn nhiều so với lợn nuôi ở tình trạng vệ sinh thú y tốt.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Phạm Văn Khuê (1982), Giun sán ký sinh ở lợn vùng đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học Thú y, Trường đại học Nông nghiệp I Hà Nội. [2]. Jorgen Hansen, Prian Perry (1994), The Epidemiology, Diagnosis and Control of helminth parasites of ruminant, International Livestock Centre for Africa. Addis Ababa, Ethiopia, Ilrad, pp. 17 - 18, 113. [3]. Nguyễn Thị Kim Lan (2012), Ký sinh trùng và bệnh ký sinh trùng thú y, Nxb Nông nghiệp - Hà Nội, tr. 48 - 49.

[4]. Phạm Sỹ Lăng, Nguyễn Thị Kim Lan, Nguyễn Văn Thọ (2006), Các bệnh ký sinh trùng và bệnh nội sản khoa thường gặp ở lợn và biện pháp phòng trị, Nxb Nông nghiệp - Hà Nội, tr. 39 - 43. [5]. Nguyễn Thị Lê, Phạm Văn Lực, Hà Duy Ngọ, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Thị Minh (1996), Giun sán ký sinh ở gia súc Việt Nam, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, tr. 157 - 158. [6]. Skrjabi K.I., Petrov A.M. (Bùi Lập, Đoàn Thị Băng Tâm và Tạ Thị Vịnh dịch) (1963), Nguyên lý môn giun tròn thú y (tập 1), Nxb Khoa học - Kỹ thuật, tr. 102 - 104. [7]. Nguyễn Như Thanh (2000), Cơ sở của phương pháp nghiên cứu dịch tễ học thú y. Nhà xuất bản Nông nghiệp. [8]. Phan Thế Việt, Nguyễn Thị Kỳ, Nguyễn Thị Lê (1997), Giun sán ký sinh ở động vật Việt Nam, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, tr. 357 - 358.

SUMMARY THE PREVALENCE OF TRICHOCEPHALUS SPP. IN PIGS IN DONG HY DISTRICT, THAI NGUYEN PROVINCE

Nguyen Thi Bich Nga1*, Nguyen Thi Kim Lan2, Do Thi Van Giang1, Truong Thi Tinh 1

1 College of Economics and Technology - TNU, 2 College of Agriculture and Forestry - TNU

Autopsy 110 pigs in Dong Hy district, Thai Nguyen province, Trichocephalus spp. worms that collected from pigs to classify. The results showed that: all of them were Trichocephalus suis species only. Examination of samples of 750 pigs in Dong Hy district, there was 212 pigs infected with T. suis worms, the infectious rate was 28,27%, the intensity rate from light to severe (60,38 % and 12,74 %). The age, raising precedures, veterinary hygiene that effected to the prevalence of T. suis in pigs. Key words: Pigs, autopsy, Trichocephalus spp., infectiuos rate, infections intensity rate, Dong Hy district.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Văn Quang – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

* Tel:0976238295;Email:[email protected]


194

Nguyễn Thị Thoa Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 195 - 200

195

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH R ỪNG TRÊN NÚI ĐÁ VÔI T ẠI KHU B ẢO TỒN THIÊN NHIÊN TH ẦN SA – PHƯỢNG HOÀNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

Nguyễn Thị Thoa*


TÓM TẮT

Kết quả điều tra cho thấy thành phần loài cây tái sinh trên núi đá vôi khá phong phú, số lượng loài cây tái sinh từ 42 loài đến 74 loài, trong đó có 4-6 loài tham gia vào công thức tổ thành. Tuy nhiên, cây tái sinh có chất lượng tốt chiếm tỷ lệ nhỏ, mật độ tái sinh của rừng biến động từ 3187 cây/ha đến 7133 cây/ha, cây tái sinh chủ yếu là từ hạt chiếm 81,19%. Ở cấp chiều cao từ 50-100cm mật độ cây tái sinh nhiều nhất. Thành phần loài cây tái sinh tham gia vào công thức tổ thành chủ yếu là những cây ít giá trị kinh tế, chỉ có 2 loài quý hiếm tham gia vào công thức tổ thành ở 2 phân quần hệ III và IV nhưng với tỷ lệ thấp. Để phục hồi thảm thực vật rừng trên núi đá vôi cần tiến hành các giải pháp khoanh nuôi bảo vệ, cải tạo rừng, tăng cường công tác quản lý, bảo vệ để làm giảm những tác động tiêu cực của người dân đến rừng. Từ khóa: Tái sinh, rừng trên núi đá vôi, mật độ, tổ thành, rừng nhiệt đới thường xanh

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Khu bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Thần Sa - Phượng Hoàng với tổng diện tích rừng tự nhiên là 17.639 ha. Nguyễn Thị Thoa (2013) [4], dựa theo hệ thống phân loại thảm thực vật của UNESCO (1973) đã thống kê được thảm thực vật nơi đây gồm có 10 quần hệ và 6 phân quần hệ của 4 lớp, mang những nét đặc trưng cho hệ sinh thái và thảm thực vật vùng núi đá phía Bắc Việt Nam. Đây là hệ sinh thái hết sức quan trọng nhưng lại mỏng manh và kém bền vững. Thành phần thực vật gồm có 1086 loài thuộc 645 chi và 160 họ ở 5 ngành thực vật khác nhau [2]. Có nhiều loài thực vật quý hiếm đang trở nên ít dần và ít xuất hiện ở lớp cây tái sinh, điều này gây khó khăn không nhỏ cho công tác phục hồi rừng, đặc biệt đối với vấn đề phục hồi rừng trên núi đá vôi.

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng [3]. Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng, lỗ trống rừng, rừng sau khai thác, trên đất rừng sau làm nương đốt rẫy… Nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng sẽ cho thấy rõ hiện trạng phát triển của rừng, cũng như tiềm năng phát triển trong tương lai. Các đặc điểm tái sinh rừng là cơ sở


khoa học để xác định kỹ thuật lâm sinh phù hợp điều chỉnh quá trình tái sinh rừng theo hướng bền vững cả về mặt kinh tế, môi trường và đa dạng sinh học. Việc nghiên cứu tái sinh rừng đã được thực hiện khá nhiều nhưng những nghiên cứu về đặc điểm tái sinh rừng trên núi đá vôi còn hạn chế, đặc biệt là ở Khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng chưa có một nghiên cứu cụ thể về vấn đề tái sinh rừng trên núi đá vôi.


Số liệu được thu thập từ 46 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình của hệ sinh thái rừng núi đá. Ô tiêu chuẩn được thiết lập có diện tích 500m2.

Trên OTC, lập 5 ô dạng bản (ODB) có diện tích 25m2 (5 m x 5m) tại 4 góc và điểm giao nhau của đường chéo OTC. Trong ODB thống kê tất cả cây tái sinh có đường kính nhỏ hơn 6cm vào phiếu điều tra theo các chỉ tiêu: Tên loài cây tái sinh, chiều cao cây tái sinh, chất lượng cây tái sinh, nguồn gốc tái sinh.

Phân cấp chất lượng cây tái sinh:

+ Cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt, không sâu bệnh.

+ Cây xấu là những cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, sâu bệnh, còn lại là những cây có chất lượng trung bình.


196

Phân cấp chiều cao cây tái sinh theo 3 cấp: 0 - 50cm, 50 -100cm và >100cm

Xử lý số liệu:

- Xác định tỷ lệ tổ thành của từng loài tái sinh được tính theo công thức [1]:

i%

m

i 1

Ni.100

NNi

=

=∑

Ni%: Tỷ lệ tổ thành loài i

Ni: Số lượng cá thể loài i

Nếu: Ni ≥5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành

Ni < 5% thì loài đó không được tham gia vào công thức tổ thành.

- Mật độ cây tái sinh được tính theo công thức:

S

n10.000N/ha

×=

Trong đó: S là tổng diện tích các ODB điều tra tái sinh (m2). n là số lượng cây tái sinh điều tra được.

- Chất lượng cây tái sinh: Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu theo công thức:

100N

nN% ×=

Trong đó: N%: tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, xấu

n: tổng số cây tốt, trung bình, xấu

N: tổng số cây tái sinh

- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao: Thống kê số lượng cây tái sinh theo 3 cấp chiều cao: 0-50cm, 50-100cm và >100cm. Vẽ biểu đồ biểu diễn số lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao bằng phần mềm Excel.


Tổ thành và mật độ cây tái sinh

Kết quả bảng 1 cho thấy, số lượng loài cây tái sinh xuất hiện ở Rừng nhiệt đới thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp (<500m) là 59 loài, trong đó có 4 loài tham gia vào công thức tổ thành: Mạy tèo (Streblus macrophyllus), Nhãn rừng (Nephelium cuspidatum), Lòng mang (Pterospermum heterophyllum), Dẻ gai (Castanopsis

chinensis), trong đó Mạy tèo (Streblus macrophyllus) là loài chiếm tỷ lệ tổ thành cao nhất là 25,77%. Thành phần loài cây tái sinh ở đây chủ yếu là những loài cây ít giá trị kinh tế, một số loài cây quý hiếm như Nghiến (Excentrodendron tonkinense) và Trai lý (Garcinia fagracoides) chỉ một tỷ lệ rất nhỏ trong phân quần hệ khoảng trên 2%, Dẻ cau (Lithocarpus cerebrinus) và Sồi phảng (Castanopsis fissoides) khoảng gần 1%, những loài này không có mặt trong công thức tổ thành. Mật độ cây tái sinh là 4480 cây/ha, Mạy tèo (Streblus macrophyllus) là loài chiếm ưu thế với 1154 cây/ha.

Rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên trên núi đá vôi ở núi thấp ( >500m): Số loài cây tái sinh là 45 loài, trong đó có 6 loài tham gia vào công thức tổ thành là: Lòng mang (Pterospermum heterophyllum), Dẻ gai (Castanopsis chinensis), Nhãn rừng (Nephelium cuspidatum), Táu muối (Vatica chevalieri), Mánh (Grewia paniculata), Trám chim (Canarium tonkinensis), trong đó Lòng mang (Pterospermum heterophyllum) chiếm tỷ lệ tổ thành cao nhất là 11,78%, mật độ là 840 cây/ha. Mật độ tái sinh của toàn rừng là 7133 cây/ha. Trong số những loài có mặt trong công thức tổ thành không loài nào thuộc nhóm loài cây quý hiếm. Có 4 loài quý hiếm là Sồi phảng (Castanopsis fissoides) chiếm tỷ lệ rất thấp 3,36% (240 cây/ha), Trai lý (Garcinia fagracoides) 1,87% (133 cây/ha), Trám đen (Canarium tramdenum) 1,31% (93 cây/ha), Nghiến (Excentrodendron tonkinense) 0,56% (40 cây/ha), những loài này không tham gia vào công thức tổ thành.

Rừng nhiệt đới thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở núi thấp ( >500m): Số loài cây tái sinh xuất hiện là 74 loài, trong đó có 6 loài tham gia vào công thức tổ thành là: Mạy puôn (Cephalomappa sinensis), Mạy tèo (Streblus macrophyllus), Lòng mang (Pterospermum heterophyllum), Nghiến (Excentrodendron tonkinense), Nhãn rừng (Nephelium cuspidatum), Nhọc (Polyanthia sp.), trong đó Mạy puôn (Cephalomappa sinensis) và Mạy tèo (Streblus macrophyllus) là 2 loài chiếm


197

ưu thế với tỷ lệ là 13,16% (mật độ là 583 cây/ha) và 12,65% (mật độ là 560 cây/ha). Mật độ tái sinh của cả phân quần hệ là 4429 cây/ha, trong đó có một số loài quí hiếm như: Nghiến (Excentrodendron tonkinense) chiếm tỷ lệ 5,68% (251 cây/ha), Trai lý (Garcinia fagracoides) 4% (177 cây/ha), Sến mật (Madhuca pasquieri) 1,29% (57 cây/ha), Gió bầu (Aquilaria crassna), Rau sắng (Melientha suavis) có hệ số tổ thành thấp, chỉ ở mức 0,13% (6 cây/ha).

Rừng thưa thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp: có 42 loài cây tái sinh xuất hiện, trong đó có 5 loài tham gia vào công thức tổ thành là: Mạy tèo (Streblus macrophyllus) chiếm tỷ lệ tổ thành cao nhất là 25,31% (807 cây/ha), sau đó là Lòng mang (Pterospermum heterophyllum) 10,88% (347 cây/ha), Nhãn rừng (Nephelium cuspidatum) 9,41% (300 cây/ha), Trai lý (Garcinia fagracoides) 9,21% (293 cây/ha), Nghiến (Excentrodendron tonkinense) 7,53% (240 cây/ha). Mật độ tái sinh của rừng là 3187 cây/ha. Có một số loài quý

hiếm là Trai lý (Garcinia fagracoides), Nghiến (Excentrodendron tonkinense), Sến mật (Madhuca pasquieri), Giổi (Michelia balansae).

Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh

Chất lượng cây tái sinh là kết quả tổng hợp những tác động qua lại giữa cây rừng với nhau và giữa cây rừng với điều kiện hoàn cảnh. Năng lực tái sinh được đánh giá theo các chỉ tiêu về mật độ, phẩm chất, nguồn gốc tái sinh. Năng lực tái sinh phản ánh mức độ thuận lợi của điều kiện hoàn cảnh đối với quá trình phát tán, nẩy mầm hạt giống và quá trình sinh trưởng của cây mạ, cây con. Điều kiện hoàn cảnh rừng có tác động rất lớn ở giai đoạn này, vì vậy căn cứ vào các kết quả nghiên cứu về khả năng tái sinh của các thảm thực vật rừng, đề xuất được các giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý tác động vào rừng để thúc đẩy quá trình tái sinh.

Trên cơ sở số liệu thu thập trong quá trình điều tra chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh được tổng hợp ở bảng 2.

Bảng 1. Tổ thành và mật độ cây tái sinh trên các thảm thực vật rừng núi đá vôi tại Khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng

TT

Thảm thực vật

I II III IV

Loài N

(%) N

(Cây/ha) Loài

N (%)

N (Cây/ha)

Loài N

(%) N

(Cây/ha) Loài

N (%)

N (Cây/ha)

1 Mạy tèo 25,77 1154 Lòng mang

11,78 840 Mạy puôn

13,16 583 Mạy tèo 25,31 807

2 Nhãn rừng

8,16 366 Dẻ 9,53 680 Mạy tèo

12,65 560 Lòng mang

10,88 347

3 Lòng mang

6,89 309 Nhãn rừng

8,22 587 Lòng mang

6,32 280 Nhãn rừng

9,41 300

4 Dẻ gai 5,99 269 Táu muối

6,36 453 Nghiến 5,68 251 Trai lý 9,21 293

5 Lk (55) 53,19 2383 Mánh 5,79 413 Nhãn rừng

5,29 234 Nghiến 7,53 240

6 Trám chim

5,23 373 Nhọc 5,16 229 Lk (37) 37,66 1200

Lk (39) 53,08 3786 Lk (68) 51,74 2292

Tổng 59 100 4480 45 100 7133 74 100 4429 42 100 3187 Ghi chú: I. Rừng nhiệt đới thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp (<500m) II. Rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên trên núi đá vôi ở núi thấp ( >500m) III. Rừng nhiệt đới thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở núi thấp ( >500m) IV. Rừng thưa thường xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp.


198

Bảng 2. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh rừng trên núi đá vôi ở Khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng

Thảm thực vật

N/ha (Cây)

Tỷ lệ chất lượng (%) Nguồn gốc

Tốt TB Xấu Hạt

(Cây/ha) %

Chồi (Cây/ha)

%

I 4480 54,34 39,03 6,63 3800 84,82 680 15,18

II 7133 45,61 44,30 10,09 5600 78,50 1533 21,50

III 4429 57,94 34,84 7,23 3554 80,26 874 19,74

IV 3187 50,84 46,03 3,14 2587 81,17 600 18,83

TB 4807 52,18 41,05 6,77 3885 81,19 922 18,81

Bảng 3. Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng

Thảm thực vật N/ha (Cây)

Số cây tái sinh theo cấp chiều cao (Cây/ha)

<50cm 50-100cm >100cm

I 4480 1114 1920 1446 II 7133 1667 2693 2773 III 4429 1086 1680 1663 IV 3187 913 1367 907 TB 4807 1195 1915 1697

Kết quả bảng 2 cho thấy mật độ tái sinh ở tất cả các thảm thực vật rừng trên núi đá vôi biến động từ 3187 - 4480 cây/ha. Rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên trên núi đá vôi ở núi thấp (>500m) là có mật độ cao hơn cả với 7133 cây/ha.

- Cây tái sinh chủ yếu có nguồn gốc từ hạt biến động từ 78,50% đến 84,82%, trung bình là 81,19%. Điều đó chứng tỏ các loài cây gỗ chủ yếu là tái sinh từ hạt, chỉ một phần nhỏ có nguồn gốc từ chồi do tác động cơ giới làm tổn thương những cây tái sinh từ hạt và một phần rất nhỏ các cây tái sinh từ chồi gốc khi cây mẹ bị chặt hạ. Đặc điểm này thuận lợi cho việc hình thành tầng rừng chính trong tương lai. Vì trong cùng một loài cây thì cây mọc từ hạt có đời sống dài hơn cây chồi, khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của ngoại cảnh tốt hơn cây tái sinh chồi.

- Phẩm chất cây tái sinh: Tỷ lệ cây tốt biến động từ 45,61% đến 57,94% trung bình là 52,18%, cây có phẩm chất trung bình từ 34,84% đến 46,03% , trung bình là 41,05% và cây có phẩm chất xấu từ 3,14% đến 10,09%, trung bình là 6,77%. Như vậy, ta thấy rằng phần lớn cây tái sinh có chất lượng tốt và

trung bình, đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình lợi dụng tái sinh tự nhiên để phục hồi rừng trên núi đá vôi. Tuy nhiên, kết quả điều tra cũng thấy rằng chất lượng cây tái sinh phụ thuộc nhiều vào những tác động của con người, những nơi có tác động nhiều thì chất lượng cây tái sinh rất xấu, chúng bị chèn ép khó có thể sinh trưởng và phát triển được.

Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao

Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao được trình bày trong bảng 3.

Kết quả bảng 3 cho thấy mật độ cây tái sinh của các thảm thực vật chủ yếu tập trung ở cấp chiều cao từ 50-100cm, biến động từ 1367 cây/ha đến 2693 cây/ha, trung bình đạt 1915 cây/ha. Mật độ cây tái sinh thấp nhất ở cấp chiều cao <50cm, biến động từ 913 cây/ha đến 1667 cây/ha, trung bình đạt 1195 cây/ha. Bởi vì rừng trên núi đá vôi đã khép tán tương đối ổn định. Mật độ cây tái sinh ở cấp chiều cao >100cm biến động từ 907 cây/ha đến 2773 cây/ha, trung bình là 1697 cây/ha. Trong đó, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên trên núi đá ở núi thấp (> 500m) có mật độ cây tái sinh cao nhất là 2773 cây/ha.


199

Từ số liệu trên, phân bố số cây tái sinh được mô phỏng như sau:

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

N (Cây/ha)

I II III IVThảm thực vật rừng

<50cm

50-100cm

>100cm

Hình 1. Phân bố cây tái sinh rừng trên núi đá vôi ở Khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng theo cấp chiều cao

KẾT LUẬN

Số lượng loài cây tái sinh trong các trạng thái rừng trên núi đá vôi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng hoàng khá phong phú, biến động từ 42 đến 74 loài.

Tổ thành cây tái sinh tương đối giống nhau, các loài ưu thế gồm: Mạy tèo (Streblus macrophyllus), Mạy puôn (Cephalomappa sinensis), Lòng mang (Pterospermum heterophyllum), Nhãn rừng (Nephelium cuspidatum).

Mật độ tái sinh của rừng biến động từ 3187 cây/ha đến 7133 cây/ha; chất lượng cây tốt thấp, chiếm 52,18%. Nguồn gốc tái sinh chủ yếu là từ hạt chiếm 81,19%. Cây tái sinh chủ yếu tập trung ở cấp chiều cao từ 50-100cm, mật độ thấp nhất ở cấp chiều cao <50cm. Có thể thấy rằng, tái sinh rừng núi đá có mật độ và thành phần loài có thể đáp ứng được mục tiêu phục hồi rừng, nhưng những loài có giá trị kinh tế thì chiếm tỷ lệ thấp. Rừng trên núi đá vôi có ý nghĩa rất quan trọng, tuy nhiên đây là một hệ sinh thái khó tái tạo, một khi đã

bị tàn phá thì khó có khả năng phục hồi lại. Vì vậy, để phục hồi và phát triển thảm thực vật rừng trên núi đá vôi cần tiến hành các giải pháp khoanh nuôi bảo vệ, cải tạo rừng, tăng cường công tác quản lý, bảo vệ để làm giảm những tác động tiêu cực của người dân đến rừng.


[1]. Trần Văn Con (2009), “Động thái tái sinh rừng tự nhiên lá rộng thường xanh vùng núi phía bắc”, Tạp chí Nông Nghiệp & PTNT, (7), tr 99 – 103. [2]. Ngô Xuân Hải, Đặng Kim Vui (2010),

“Nghiên cứu tính đa dạng thực vật Khu bảo tồn

thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, tỉnh Thái

Nguyên”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, (1), tr.

115 – 119.

[3]. Phùng Ngọc Lan (1986), Lâm sinh học, tập I,

Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội

[4]. Nguyễn Thị Thoa (2013), “Tính đa dạng thảm

thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa –

Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên”, Tạp chí Nông

nghiệp và PTNT tháng 5/2013, tr 205-212.


200

SUMMARY STUDY ON FOREST REGENERATION ON LIMESTONE MOUNTAIN AT THAN SA - PHUONG HOANG NATURAL RESERVE -THAI NGUYEN PROVINCE

Nguyen Thi Thoa*

College of Agriculture and Forestry -TNU

The study results showed that the composition of regenerated seedlings on limestone mountains in Than Sa – Phuong Hoang Nature Reserves is quite diverse. The number of seedlings range from 42 to 72 species including 4-6 species that involved in composition formula. However, in this forest type the good quality seedlings accounted for very low proportion. The density of regeneration seedlings fluctuated from 3187 to 7133 stems/ha, in which the natural seedlings accounted for 81,19% and the most of regeneration seedling is at the height of 50-100cm. The composition of regeneration seedlings involved in composition formula is mainly common species. There are only two rare species that involved in composition formula with the low proportion at two types (III and IV). In order to restore forest vegetation on limestone, we should have several solutions in terms of restoration-oriented protection, forest management to reduce the negative impacts on forest ecosystems. Key words: regeneration, limestone forest, density, composition, ever-green forest.

Phản biện khoa học: TS. Hồ Ngọc Sơn – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 201 - 205

201

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MÔ HÌNH SINH THÁI R ỪNG PHÒNG HỘ VEN HỒ HÒA BÌNH ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CH ẤT ĐẤT TẠI TI ỂU KHU 54 LÒNG HỒ SÔNG ĐÀ VÀ KHO ẢNH 3 XÃ THUNG NAI, HUY ỆN CAO PHONG, TỈNH HÒA BÌNH

Nguyễn Thị Tuyết1*, Nguyễn Thị Oanh2

1Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên 2Viện Nghiên cứu sinh thái và Môi trường rừng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

TÓM TẮT

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng đất tại các mô hình nghiên có pHKCl ở các năm (2006-2011) đều ở dạng chua dao động từ 3,01 đến 4,32; Hàm lượng mùn tăng dần và đều ở mức trung bình và khá, dao động từ 2,14% đến 4,43%. Nts đều ở mức trung bình đến khá dao động từ 0,15% đến 0,37%. Hàm lượng Pdt và Kdt ở mức nghèo đến trung bình dao động trong khoảng tương ứng là 13,07ppm đến 27,03ppm và 21,12 ppm đến 36,24 ppm. Nhìn chung tính chất hóa học của đất nghiên cứu đã có sự biến động và được cải thiện theo chiều hướng tốt dần lên theo các năm. Tuy nhiên, đây chỉ là những kết quả nghiên cứu ban đầu về diễn biến tính chất đất theo thời gian dưới các mô hình canh tác, sử dụng đất khác nhau. Từ khóa: mô hình rừng, độ che phủ, phòng hộ, tính chất hóa học đất

MỞ ĐẦU*

Đất là nhân tố cơ bản quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển và tích luỹ chất hữu cơ của cây rừng. Đặc điểm của đất đai quyết định rất lớn tới việc chọn loại cây trồng, sinh trưởng của rừng và cuối cùng là sự thành bại của các công tác trồng rừng [2]. Chính vì vậy nên việc phân tích lý hoá tính của đất tại các mô hình trồng rừng trong đó có các mô hình rừng phòng hộ đầu nguồn là một vấn đề hết sức cần thiết để giúp cho việc lựa chọn các loài cây trồng phù hợp gớp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu được tiến hành tại các mô hình sinh thái rừng phòng hộ đầu nguồn sông Đà là khu vực phòng hộ có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước ta.

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: Thảm thực vật và môi trường đất trong các mô hình nghiên cứu sau: - Mô hình trồng cây bản địa xen cây dược liệu. (MH1): Trồng cây bản địa xen cây Dược liệu. Cây bản địa gồm 5 loài: Re gừng (Cinamomum obtussifolium), Giẻ đỏ *

(Lithocarpus ducampii), Sao đen (Hopea odorata), Lim xanh (Erythrophleum fordii), Lim xẹt (Pentophorum pterocarpum),. Các loài Dược liệu bao gồm có: Ba kích (Monrinda Officinalis), Sa nhân (Amonum ovoideum), Gừng (Zinziber officinalis). Phương thức trồng hỗn giao theo hàng dọc theo đường đồng mức. - Mô hình trồng luồng thuần loài (MH2) - Mô hình Nông Lâm kết hợp (MH3): Lim xanh, Giẻ đỏ, Re gừng, Sao đen kết hợp với cây nông nghiệp: Na, Xoài, Ngô, Sắn, trồng theo phương thức một hàng cây lâm nghiệp xen 1 hàng cây nông nghiệp. - Mô hình làm giàu rừng (MH4): Khoanh nuôi rừng hiện có và bố trí trồng bổ sung theo rạch bằng các loài bản địa.

- Mô hình cây bản địa đa tác dụng (MH5): trồng cây bản địa đa tác dụng, với các loài: Trám trắng (Canarium album), Trám đen (Canarium nigrum), Sấu (Dracotomelum duperreanum).

- Mô hình trồng Keo lai xen cây bản địa (MH6): trồng Keo lai (Acacia Hybrid) xen cây bản địa. Keo lai có vai trò là loài cây phù trợ. Các loài bản địa được trồng trong mô hình có vai trò là những cây mục đích.


202

- Mô hình trồng cây cốt khí xen cây bản địa (MH7): trồng cây Cốt khí (phù trợ) xen cây bản địa. Ta tạo các băng Cốt khí dọc theo đường đồng mức. Giữa các băng Cốt khí trồng cây bản địa hỗn giao theo hàng.

- Mô hình trồng Luồng xen cây bản địa (MH8): trồng Luồng (Dendrocalagamus babatus) xen cây bản địa. Các loài bản địa được trồng gồm Lim xanh, Giẻ đỏ, Re gừng.

- Đối chứng: không trồng rừng (ĐC).

Phạm vi nghiên cứu

- Các mô hình nghiên cứu được tiến hành tại tiểu khu 54 lòng hồ sông Đà (MH1, 2, 3, 4, 5) và khoảnh 3 xã Thung Nai, huyện Cao Phong, tỉnh Hoà Bình (MH6, 7, 8, ĐC). Thời gian từ năm 2006 đến năm 2011.


Phương pháp ngoại nghiệp

* Bố trí thí nghiệm: theo khối ngẫu nhiên đầy đủ, mỗi công thức lặp lại 3 lần, trong mỗi khối chọn được sự đồng nhất về điều kiện lập địa. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 0,6 ha.

* Thu thập số liệu ngoài hiện trường:

- Điều tra trạng thái thực vật bằng phương pháp lập ô định vị với diện tích 1000m2 (40x25m). Các ô dạng bản được lập trong ô tiêu chuẩn điển hình với diện tích 16m2 (4x4m), số lượng ô dạng bản là 5 ô. Các ô dạng bản được bố trí tại 4 góc và trung tâm ô tiêu chuẩn điển hình. Sau đó ta tiến hành điều tra các chỉ tiêu như đếm số loài, độ che phủ, và sự xuất hiện các loài mới.

- Thu thập số liệu về đất

+ Điều tra đất cũng được tiến hành trên một số ô tiêu chuẩn điển hình tại mỗi ô thí nghiệm. Các chỉ tiêu điều tra đất được thực hiện trên phẫu diện đất. Phẫu diện đất được chọn điển hình cho khu vực về độ dốc, hiện trạng thực bì, độ che phủ.

+ Lấy mẫu phân tích: mẫu đất lấy được tại các mô hình được cho vào túi nilon với trọng lượng là 0,5kg/mẫu. Mẫu đất được lấy tại những vị trí đặc trưng cho mô hình theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp. Sau khi lấy, mẫu đất được tiến hành phân tích tại phòng

thí nghiệm đất và môi trường của Trung tâm nghiên cứu sinh thái và Môi trường rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.

Phương pháp nội nghiệp

* Phương pháp kế thừa

- Kế thừa có chọn lọc các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Thung Nai, huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình.

- Kế thừa có chọn lọc các tài liệu đã có của các dự án nghiên cứu, các số liệu điều tra trong các đề tài khác nhau…tại khu vực nghiên cứu. Những công trình khoa học đã công bố có liên quan tới phạm vi và khu vực nghiên cứu.

* Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Phân tích một số tính chất hóa lý của đất cụ thể như sau:

- Độ ẩm: sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC đến trọng lượng không đổi

- Mùn tổng số: phương pháp Walkley Black

- Đạm tổng số: Phương pháp Kjendal

- pHKCl của đất: Máy đo pH met M25

- P2O5 dễ tiêu: Phương pháp Kiecxanop

- K2O dễ tiêu: Phương pháp Maslova và đo trên quang kế ngọn lửa

* Phương pháp xử lý số liệu: được tiến hành trên máy tính với sự hỗ trợ của phần mềm excel.


Khái quát về khu vực phòng hộ sông Đà và thủy điện Hòa Bình

Khu phòng hộ sông Đà đã được thành lập trên phạm vi 3 tỉnh Tây Bắc là Lai Châu, Sơn La và Hoà Bình, trong đó diện tích lưu vực Sông Đà tại Hòa Bình là 159.860 ha. Vùng phòng hộ xung yếu ven hồ Hoà Bình gồm 2 dải đất chạy dọc ven hồ có chiều dài 200 km tính từ đập chính công trình thuỷ điện Hoà Bình đến Tạ Bú (Sơn La), chiều rộng mỗi dải bình quân 2 km tính từ mép nước hồ lên. Phạm vi đất đai vùng dự án đầu tư xây dựng vùng kinh tế phòng hộ xung yếu ven hồ Hoà Bình nằm trong địa phận các huyện: Đà Bắc, Tân Lạc,


203

Cao Phong, Mai Châu, thành phố Hoà Bình (tỉnh Hoà Bình) và các huyện: Mường La, Mai Sơn, Bắc Yên, Mộc Châu, Phù Yên (tỉnh Sơn La). Diện tích các loại đất vùng xung yếu khu vực sông Đà tỉnh Hoà Bình được trình bày trong bảng 1. Hiện trạng các mô hình trồng rừng phòng hộ xây dựng tại khu vực nghiên cứu Hiện trạng các mô hình trồng rừng phòng hộ tại khu vực nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2. Số liệu Bảng 2 cho thấy: các mô hình khác nhau được lựa chọn loài cây trồng khác nhau với mật độ khác nhau, trong đó mật độ trồng ban đầu từ 240 cây/ha (MH2) đến 1165 cây/ha (MH3), trồng từ năm 2004. Các loài cây được sử dụng trồng trong các mô hình là các loài cây bản địa bao gồm Lim xanh, Lim xẹt, Giẻ đỏ, Kháo vàng, Sao đen, re gừng. Các mô hình nghiên cứu tiến hành trồng thử nghiệm kết hợp các loài cây bản địa với một số loài khác nhau.

8 mô hình (MH1-MH8 ) được trồng từ năm 2004 và đến năm 2011 (sau 7 năm) thì đều đạt độ che phủ >60% và dao động trong khoảng từ 60- 79%, thấp nhất trong các mô hình là mô hình 8 (trồng Luồng xen cây bản địa), độ che phủ đạt 60%, cao nhất là mô hình 4 (mô hình làm giàu rừng), đạt 79%. Tại ô đối chứng không có sự tác động của công tác trồng rừng. Các loài cây trong ô đối chứng chủ yếu là cây bụi, độ che phủ tại thời điểm hiện tại là 56%. Ảnh hưởng của các mô hình tới tính chất đất Kết quả phân tích một số tính chất lý hoá học của đất tại các mô hình nghiên cứu trong một số năm được trình bày trong Bảng 3 . Từ kết quả trong Bảng 3 cho thấy: Tính chất lý hoá học đất tại các mô hình nghiên cứu đã có sự biến động và được cải thiện theo chiều hướng tốt dần lên theo các năm. Tuy nhiên, sự biến động này là không lớn nhưng cũng đánh giá được phần nào ảnh hưởng của quá trình trồng các mô hình tại khu vực nghiên cứu.

Bảng 1. Diện tích các loại đất vùng xung yếu khu vực sông Đà tỉnh Hòa Bình

Huyện, Xã

Tổng Diện tích

(ha)

Loại đất ( ha)

Đất nông nghiệp

Đất ở và vườn tạp

Đất chuyên dùng

Đất chưa sử dụng

Đất lâm nghiệp

Tổng số 70619,0 2.195,7 1.800,6 11.275,8 2653,1 52693,8

1. Đà Bắc 46899,0 1.193,1 1.215,6 7086,8 1208,1 36195,5

2. Mai Châu 8746,0 540,8 214,0 949,9 382,1 6.659,2

3. Tân Lạc 7182,0 165,3 145,7 1594,8 313,7 4.962,5

4. Cao Phong 6162,0 273,8 197,5 1008,9 682,1 3.999,7

5. TP Hoà Bình 1630,0 22,7 27,8 635,5 67,1 876,9

(Nguồn: Đoàn điều tra quy hoạch rừng Hòa Bình, 2007)

Bảng 2. Hiện trạng các mô hình rừng phòng hộ nghiên cứu

TT Tên mô hình

Loài cây trồng Năm tr ồng

Mật độ tr ồng

(cây/ha)

Độ che phủ (%)

1 MH1 Dẻ đỏ, Kháo vàng, Re gừng, sa nhân, Ba kích, gừng 2004 600 73 2 MH2 Luồng 2004 240 71 3 MH3 Dẻ đỏ, Kháo vàng, Re gừng, Xoài, Nhãn, Ngô, sắn 2004 1165 64 4 MH4 Dẻ đỏ, Kháo vàng, Re gừng 2004 400 79 5 MH5 Trám trắng, Trám đen, Sấu 2004 600 76 6 MH6 Keo lai, Lim xanh, Lim xẹt, Dẻ đỏ, Re gừng, Sao đen 2004 830 71 7 MH7 Lim xanh, Lim xẹt, Dẻ đỏ, Re gừng, Sao đen, Cốt khí 2004 1000 72 8 MH8 Lim xanh, Dẻ đỏ, Re gừng, Luồng 2004 730 60 9 ĐC Cây bụi - - 56


204

Bảng 3. Kết quả phân tích một số tính chất lý hoá học đất tại các mô hình nghiên cứu

Mô hình

Năm pHKCl Mùn (%)

Nts (%)

P2O5

(ppm) K 2O

(ppm)

Mô hình

Năm

pHKCl

Mùn (%)

Nts (%)

P2O5

(ppm)

K 2O

(ppm)

MH1

2006 3,60 3,20 0,33 18,89 25,50 MH5

2006 4,03 3,18 0,25 13,99 21,17

2007 3,73 3,52 0,39 17,52 31,39 2007 4,18 3,34 0,29 13,07 21,12

2009 3,76 3,54 0,37 16,34 30,36 2009 4,25 3,32 0,31 14,10 21,36

2011 3,81 3,63 0,42 16,52 32,31 2011 4,32 3,38 0,37 14,26 21,82

MH2

2006 3,64 2,14 0,20 24,28 31,06 MH6

2006 3,79 3,54 0,21 20,19 27,54

2007 3,71 2,40 0,24 23,87 33,08 2007 3,75 3,56 0,25 21,85 27,62

2009 3,80 2,42 0,27 21,60 30,56 2009 3,62 4,11 0,24 24,25 33,21

2011 3,82 2,35 0,25 24,30 32,35 2011 3,81 4,00 0,29 24,68 33,60

MH3

2006 3,52 3,15 0,21 24,59 25,56 MH7

2006 3,63 3,79 0,24 22,54 30,25

2007 3,76 3,44 0,30 25,45 23,15 2007 3,59 3,82 0,27 23,67 31,29

2009 3,80 3,56 0,28 24,91 28,01 2009 3,51 4,43 0,26 28,31 36,24

2011 3,87 3,64 0,29 25,60 29,64 2011 3,70 4,40 0,29 28,82 36,40

MH4

2006 3,01 3,08 0,31 27,03 20,58 MH8

2006 3,84 2,92 0,16 17,21 23,67

2007 3,84 3,46 0,30 26,44 22,11 2007 3,86 3,01 0,15 18,34 26,41

2009 3,80 3,26 0,28 26,00 24,98 2009 3,88 3,15 0,17 19,11 27,23

2011 3,71 3,32 0,32 27,09 25,36 2011 3,91 3,20 0,19 19,42 28,36

* pHKCl của các mô hình ở các năm đều ở dạng chua dao động từ 3,01 đến 4,32. Nhìn chung, pH ở tất cả các mô hình đều tăng lên theo thời gian ở tất cả các mô hình. Năm 2011, pHKCl cao nhất là ở mô hình 5 (Mô hình trồng Keo lai xen cây Bản địa). Thấp nhất là tại mô hình 4 (mô hình Làm giàu rừng) pH đạt 3,71.

* Hàm lượng mùn tại tất cả các mô hình nghiên cứu tăng dần và đều ở mức trung bình và khá, dao động trong khoảng từ 2,14% đến 4,43%. Hàm lượng mùn nhìn chung cao nhất là tại mô hình 7 (trồng cây bản địa xen cây Cốt khí) và thấp nhất tại mô hình 2 (Mô hình trồng Luồng).

* Đạm tổng số tại các mô hình nhìn chung đều ở mức trung bình đến khá, dao động trong khoảng 0,15% đến 0,37%. Hàm lượng đạm tổng số đạt giá trị cao nhất tại mô hình 5 (mô hình trồng Keo lai xen cây Bản địa) và thấp nhất là ở mô hình 8 (mô hình trồng Luồng xen cây Bản địa). Năm 2011, nitơ tổng số tại mô hình 5 đạt 0,37%, còn tại mô hình 8 là 0,15%.

* Hàm lượng Phốt pho dễ tiêu tại các mô hình đều ở mức nghèo đến trung bình, tăng dần lên theo năm, dao động trong khoảng 13,07ppm đến 27,03ppm. Cao nhất tại mô hình 4 và thấp nhất là ở mô hình 5.

* Hàm lượng Kali dễ tiêu tại các mô hình nghiên cứu nhìn chung cũng ở mức nghèo đến trung bình, các giá trị dao động trong khoảng từ 21,12 ppm đến 36,24 ppm. Cao nhất là tại mô hình 7 và thấp nhất là tại mô hình 5.

KẾT LUẬN

8 mô hình (MH1-MH8 ) được trồng từ năm 2004 đến năm 2011 (sau 7 năm) đều đạt độ che phủ >60%. Tỷ lệ này lớn hơn so với mô hình đối chứng không có sự tác động của công tác trồng rừng (chỉ đạt 56%).

Tính chất lý hoá học đất tại các mô hình nghiên cứu có pHKCl ở các năm đều ở dạng chua dao động từ 3,01 đến 4,32; Hàm lượng mùn tăng dần và đều ở mức trung bình và khá, dao động từ 2,14% đến 4,43%. Nts đều ở mức trung bình đến khá dao động từ 0,15% đến 0,37%. Hàm lượng Pdt và Kdt ở mức


205

nghèo đến trung bình dao động trong khoảng tương ứng là 13,07ppm đến 27,03ppm và 21,12 ppm đến 36,24 ppm. Tính chất hóa học của đất nghiên cứu đã có sự biến động và được cải thiện theo chiều hướng tốt dần lên theo các năm.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1]. Cao Lâm Anh (2003). Nghiên cứu đánh giá các mô hình lâm nghiệp cộng đồng ở Việt Nam. Báo cáo đề tài nghiên cứu. Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội.

[2]. Nguyễn Ngọc Bình (1996). Đất rừng Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. [3]. Nguyễn Anh Dũng (2009). Nghiên cứu đánh giá hiệu quả phòng hộ đầu nguồn của một số mô hình rừng trồng vùng hồ Hoà Bình. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 6/2009. [4]. Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải (1996). Kết quả bước đầu nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước của một số thảm thực vật chính và các nguyên tắc xây dựng rừng phòng hộ. Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

SUMMARY STUDYING IMPACT OF ECOLOGICAL MODELLING COASTAL PROTECTION FOREST LAKE TO SOME SOIL PROPERTIES IN A REA 54 DA RIVER RESERVOIR AND PLOT 3 THUNG NAI COMMUN ES, CAO PHONG DISTRIC, HOA BINH PROVINCE

Nguyen Thi Tuyet1*, Nguyen Thi Oanh2

1 College of Sciences-TNU, 2 Research Institute of Forest Ecology and Environment

- Forest Science Institute of Vietnam Research has shown that the chemical properties of soil in the study may model pHKCl in the year are in the form of acid ranged from 3,01 to 4,32, increasing humus content and are at average or better, ranging from 2,14% to 4,43%. Nitrogen total are medium to good level ranged from 0,15% to 0,37%. Potassium available and Plutonium available are poor to moderate levels ranged from 13,07 ppm, respectively, to 27,03 ppm and 21,12 ppm to 36,24 ppm. General chemical soil is highly variable and is a good way to improve gradually over the years. However, this is only the initial results of research on soil quality changes under different forest model should be studied further in the coming years. Key words: forest model, cover, protection, chemical properties of soil

Phản biện khoa học: TS. Ngô Văn Giới – Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên

*


206

Bùi Lan Anh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 207 - 212

207

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT RAU HỌ HOA THẬP TỰ (BRASSICACEAE) VỤ ĐÔNG XUÂN NĂM 2009 – 2010 TẠI THÁI NGUYÊN B ẰNG VIỆC SỬ DỤNG DUNG DỊCH NGÂM QUẢ CÀ ĐỘC DƯỢC (DATURA METEL LINNAEUS)

Bùi Lan Anh


TÓM TẮT Thời gian sinh trưởng của cải bắp ở CT3 (phun dung dịch ngâm quả Cà độc dược + 0,1% xà phòng) ngắn hơn so với 2 công thức đối chứng. Còn khả năng ra lá và đường kính bắp cải ở CT3

đều cao hơn đối chứng. Dung dịch ngâm quả Cà độc dược kết hợp với 0,1% xà phòng có hiệu lực phòng trừ sâu hại rau cải bắp nhanh và mạnh (đạt 20,32 – 37,91% sau phun 1 ngày và đạt 76,49 – 100,0% sau phun 5 ngày). Năng suất bắp cải ở CT3 (phun dung dịch ngâm quả Cà độc dược + 0,1% xà phòng) đạt cao nhất 37,27 – 43,34 tấn/ha; tiếp đến dung dịch xà phòng 0,1% (đạt 12,51 – 14,91 tấn/ha) và thấp nhất là CT1 (phun nước lã) đạt 10,77 – 12,40 tấn/ha. Trong các thời vụ trồng bắp cải, năng suất rau bắp cải trồng chính vụ đạt cao nhất (12,40 – 43,34 tấn/ha); tiếp đến vụ muộn (đạt 11,45 – 39,84 tấn/ha) và thấp nhất là rau bắp cải trồng vụ sớm (đạt 10,77 – 37,27 tấn/ha). Từ khóa: Cà độc dược (Datura metel Linnaeus), Brassicaceae, xà phòng, sâu xanh, sâu tơ, sâu khoang, bọ nhảy, rệp

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Rau là loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của con người, rau cung cấp nhiều Vitamin, chất khoáng, chất xơ và rau có tính dược lý cao mà các thực phẩm khác không thể thay thế được [1], [6], [7], [8]. Chính vì vậy, diện tích và chủng loại rau ngày càng gia tăng và đây cũng chính là nguyên nhân làm cho tình hình sâu bệnh hại diễn biến phức tạp hơn, xuất hiện nhiều đối tượng sâu bệnh hại mới. Cho nên, số lượng và chủng loại thuốc BVTV sử dụng cũng tăng lên mạnh mẽ [4], [5] là nguy cơ gây ô nhiễm, phá hủy môi trường; là mối đe dọa đối với sức khỏe con người và đó cũng là nguyên nhân làm giảm sức cạnh tranh của nông sản, hàng hóa trên thị trường thế giới. Đồng thời, gia tăng hiện tượng nhờn thuốc, chống thuốc của sâu hại, tiêu diệt những loài có ích, gây mất cân bằng sinh thái.

Trước thực tế đó, để sản xuất rau vừa đạt được năng suất cao, vừa khắc phục được những nhược điểm do thuốc hóa học gây ra,


chúng tôi đã thực hiện đề tài:“Nghiên cứu sản xuất rau họ hoa thập tự (Brassicae) vụ đông xuân năm 2009 – 2010 tại Thái Nguyên bằng việc sử dụng dung dịch ngâm quả cà độc dược (Datura metel Linnaeus)”.

VẬT LIỆU, NỘI DUNG & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật li ệu và đối tượng nghiên cứu

* Vật liệu, đối tượng nghiên cứu:

- Rau cải bắp (Brassica oleracea) giống KKcross.

- Quả cà độc dược (Datura metel Linnaeus),

Nội dung

- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc dùng dung dịch ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) đến sinh trưởng của rau cải bắp.

- Nghiên cứu hiệu quả của dung dịch ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau cải bắp.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc dùng dung dịch ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của rau bắp cải.


208

Phương pháp

* Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, gồm 3 công thức và 3 lần nhắc lại.

* Quy trình trồng KKcross

- Quy trình kỹ thuật trồng cải bắp KKcross được thực hiện đúng, Quy trình sản xuất rau cải an bắp an toàn 10 TCN 442-2001“ như trong Quyết định số 116/2001/QĐ-BNN [2].

- Thời vụ trồng: Vụ sớm, trồng vào ngày 15/8; chính vụ trồng ngày 15/10 và vụ muộn trồng ngày 15/12.

- Mật độ trồng: 35.000 cây/ha; khoảng cách 60 x 40 cm. Diện tích ô thí nghiệm 20 m2.

- Phân bón cho 1ha: 25 tấn phân chuồng + 300 kg N + 400 kg lân + 200 kg KCl.

- Phương pháp bón: Bón lót toàn bộ phân chuồng + phân lân

Bón thúc chia làm 3 lần:

+ Lần 1: Sau trồng 10 ngày, bón 70 kg N + 60 kg KCl

+ Lần 2: Sau trồng khoảng 25 ngày (bón vào thời kỳ bắt đầu trải lá): Bón 150 kg N + 80 kg KCl.

+ Lần 3: Sau trồng khoảng 40 ngày (Bón khi cây bắt đầu cuốn): Bón 80 kg N + 60 kg KCL

- Tưới nước: Ngày tưới 1 – 2 lần tùy vào điều kiện thời tiết và ẩm độ.

- Chăm sóc:

+ Thời kỳ từ Trồng – Hồi xanh: Xới váng, dặm cây chết.

+ Thời kỳ Hồi xanh – Trải lá: Tưới rãnh, vun gốc, bón thúc lần 1, phun d2 ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) trừ sâu.

+ Thời kỳ Trải lá – Cuốn: Tưới rãnh, bón thúc lần 2, tỉa lá già, phun d2 ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) trừ sâu.

+ Thời kỳ Cuốn – Thu hoạch: Tưới nước, bón phân lần cuối, tỉa lá già và phun d2 ngâm quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus) trừ sâu hại. Khi bắp cuốn chặt trước khi thu hoạch 20 ngày ngừng tưới nước và phun trừ sâu hại.

* Các chỉ tiêu theo dõi, đánh giá

- Các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển (Thời gian sinh trưởng, số lá, đường kính bắp, khối lượng bắp trung bình và năng suất) được tiến hành theo Quy chuẩn Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống cải bắp (QCVN 01-120:2013/BNNPTNT) thuộc Thông tư Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giống cây trồng số 33/2013/TT-BNNPTNT ngày 21 tháng 06 năm 2013 [3].

Hiệu quả phòng trừ sâu hại được tính theo công thức của Henderson C.F. & Tilton (1955) [9].

Phương pháp xử lý số liệu

- Xử lý Số liệu theo chương trình thống kê SAS.

- Đồ thị biểu thị các số liệu trung bình được vẽ theo chương trình Microsolf Word 2007 và Excel 2007 trên máy vi tính.


Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến sinh trưởng của rau cải bắp

Ảnh hưởng dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến thời gian sinh trưởng của rau cải bắp Bảng 1 cho thấy, thời gian sinh trưởng của rau cải bắp từ trồng - trải lá; từ trồng – cuốn; từ trồng – thu hoạch ở công thức thí nghiệm đều ngắn hơn đối chứng chắc chắn ở mức độ tin cậy 95%. Thời gian từ trồng đến thu hoạch của cải bắp dao động từ 90,41 – 93,51 ngày. Trong đó, thời gian sinh trưởng của rau cải bắp ở CT1 (Phun nước lã) là dài nhất (đạt 91,43 – 93,51 ngày); tiếp đến ở CT2 (Phun d2

xà phòng bột pha với nước theo tỷ lệ 0,1%) đạt 90,94 – 91,38 ngày và ở CT3 (Phun d2

ngâm rễ cây Ruốc cá pha với nước theo tỷ lệ 1:10 và kết hợp với 0,1% xà phòng bột) là ngắn nhất, chỉ đạt 90,41 – 90,97 ngày.

Ở các thời vu khác nhau, thời gian sinh trưởng của rau cải bắp không giống nhau: Thời gian từ trồng đến thu hoạch ở vụ ĐXS là dài nhất (đạt 90,97 – 93,51 ngày); tiếp đó ở vụ ĐXCV (đạt 90,68 – 92,43 ngày) và ngắn nhất là ở vụ ĐXM (đạt 90,41 – 91,43 ngày).


209

Bảng 1. Ảnh hưởng của dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến thời gian sinh trưởng của rau cải bắp

Đơn vị tính: ngày

Công thức

Vụ Đông xuân sớm (Thời gian từ trồng đến...)

Vụ Đông xuân chính vụ (Thời gian từ trồng đến...)

Vụ Đông xuân muộn (Thời gian từ trồng đến...)

Tr ải lá Cuốn Thu

hoạch Tr ải lá Cuốn

Thu hoạch

Tr ải lá Cuốn Thu

hoạch CT1 (Đ/C1): Nước lã

25,14a* 43,56a 93,51a 26,06a 42,69a 92,43a 26,13a 41,86a 91,43a

CT2 (Đ/C2): xà phòng 0,1% 24,33b 43,02ab 91,26b 24,97b 41,58b 91,38b 25,83b 41,05ab 90,94b

CT3: Quả cà độc dược+CT2

24,51c 41,38c 90,97c 24,05bc 40,63c 90,68c 24,52c 39,92c 90,41bc

Số liệu trung bình của 2 năm 2009 và 2010

* Trong cùng một cột, số liệu theo sau các chữ khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa với độ tin cậy 99% trong so sánh Duncan

Ảnh hưởng dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến khả năng ra lá và đường kính bắp

Bảng 2: Ảnh hưởng của dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến khả năng ra lá và đường kính bắp cải

Công thức Số lá/cây (lá) Đường kính bắp (cm)

ĐXS ĐXCV ĐXM ĐXS ĐXCV ĐXM CT1 (Đ/C1): Nước lã 24,27c* 27,82c 25,53c 37,0c 42,41c 38,92c CT2 (Đ/C2): xà phòng 0,1% 25,71b 28,34b 26,56b 45,48b 51,90b 47,84b

CT3: Quả cà độc dược + CT2

28,0 30,82 29,39 68,29 75,15 71,67

Số liệu trung bình của 2 năm 2009 và 2010


Bảng 2 cho thấy: Số lá/cây ở công thức thí nghiệm cao hơn ở công thức đối chứng chắc chắn ở mức độ tin cậy 99%. Trong đó, số lá ở CT3 (phun d2 ngâm Quả cà độc dược) là cao nhất (đạt 28,0 – 30,82 lá); tiếp đến số lá ở CT2 (phun dung dịch 0,1% xà phòng) đạt 25,71 – 28,34 lá và số lá/cây ở CT1 (phun nước lã) là thấp nhất, chỉ đạt 24,27 – 27,82 lá.

Số lá/cây ở vụ đông xuân chính vụ (ĐXCV) cao nhất (đạt 27,82 – 30,82 lá); tiếp đến ở vụ đông xuân muộn (ĐXM) đạt 25,53 – 29,39 lá và số lá/cây ở vụ đông xuân sớm (ĐXS) là thấp nhất, chỉ đạt 24,27 – 28,0 lá.

Đường kính bắp ở công thức thí nghiệm cao hơn ở công thức đối chứng chắc chắn ở mức độ tin cậy 99%. Trong đó, đường kính bắp ở CT3 (phun d2 ngâm Quả cà độc dược) là cao nhất (đạt 68,29 – 75,15 cm); tiếp đến số lá ở CT2 (phun dung dịch 0,1% xà phòng) đạt

45,48 – 51,90 cm và đường kính bắp ở CT1

(phun nước lã) là thấp nhất, chỉ đạt 37,0 – 42,41 cm.

Đường kính bắp ở vụ đông xuân chính vụ (ĐXCV) cao nhất (đạt 42,41 – 75,15 cm); tiếp đến ở vụ đông xuân muộn (ĐXM) đạt 38,92 – 71,67 cm và đường kính bắp ở vụ đông xuân sớm (ĐXS) là thấp nhất, chỉ đạt 37,0 – 68,29 cm.

Nghiên cứu hiệu quả của dung dịch ngâm quả Cà độc dược trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau cải bắp

Bảng 3 cho thấy, dung dịch ngâm quả Cà độc dược kết hợp với 0,1% xà phòng bột có hiệu lực phòng trừ sâu hại rau cải bắp cao hơn cả 2 công thức đối chứng (phun nước lã – CT1 và đối chứng phun 0,1% xà phòng – CT2) chắc chắn ở mức độ tin cậy 99%.


210

Bảng 3. Hiệu lực của dung dịch ngâm quả Cà độc dược trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau cải bắp (TN ngoài đồng ruộng)

Đơn vị tính: %

Công thức thí nghiệm

Sau phun 1 ngày Sau phun 5 ngày Sâu xanh

Sâu tơ Sâu

khoang Bọ

nhảy Rệp

Sâu xanh

Sâu tơ Sâu

khoang Bọ

nhảy Rệp

CT1 (Đ/C1): Nước lã

0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c 0,0c

CT2 (Đ/C2): xà phòng 0,1%

5,25b 3,96b 5,03b 2,37b 7,46b 8,26b 6,27b 7,88b 3,76b 11,80b

CT3: Quả Cà độc dược+ CT2

25,42a 25,59a 20,32a 32,11a 37,91a 76,49a 83,97a 77,49a 100,0a 88,94a


Dung dịch ngâm quả Cà độc dược kết hợp với 0,1% xà phòng bột phát huy hiệu lực phòng trừ sâu hại rau cải bắp ngay sau phun 1 ngày (đạt 20,32 – 37,91%), sau đó hiệu lực tiếp tục tăng lên và đạt cao nhất sau phun 5 ngày (đạt 76,49 – 100,0%).

Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất bắp cải

Bảng 4. Ảnh hưởng của dung dịch ngâm quả Cà độc dược đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suẩt bắp cải

CT thí nghiệm Độ chặt của bắp Khối lượng TB bắp (kg)

Năng suất thực thu (tấn/ha)

ĐXS ĐXC

V ĐXM ĐXS ĐXCV ĐXM ĐXS ĐXCV ĐXM

CT1 (Đ/C1): Nước lã

>1 >1 >1 0,75c* 0,90c 0,81c 10,77c 12,40c 11,45c

CT2 (Đ/C2): xà phòng 0,1%

<1 <1 <1 0,83b 1,0b 0,89b 12,51b 14,91b 13,65b

CT3: Quả Cà độc dược +CT2

<1 <1 <1 1,73a 2,07a 1,86a 37,27a 43,34a 39,84a

* Trong cùng một cột, số liệu theo sau các chữ khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa với độ tin cậy 99% trong so sánh Duncan Bảng 4 cho thấy: Độ chặt của bắp, khối lượng trung bình bắp và năng suất bắp cải đều cao hơn đối chứng cả 2 đối chứng (phun nước lã – CT1 và đối chứng phun 0,1% xà phòng – CT2) chắc chắn ở mức độ tin cậy 99%.

Khối lượng trung bình bắp ở vụ ĐXCV cao nhất (đạt 0,90 – 2,07 kg); tiếp đến ở vụ ĐXM (đạt 0,81 – 1,86 kg) và khối lượng trung bình bắp thấp nhất ở vụ ĐXS (đạt 0,75 – 1,73 kg).

Năng suất bắp cải ở vụ ĐXCV cao nhất (đạt 12,40 – 43,34 tấn/ha); tiếp đến ở vụ ĐXM (đạt 11,45 – 39,84) và năng suất bắp cải thấp nhất ở vụ ĐXS (đạt 10,77 – 37,27 tấn/ha).

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHI

Kết luận

Thời gian sinh trưởng của cải bắp ở CT3 (phun dung dịch ngâm quả Cà độc dược + 0,1% xà phòng) ngắn hơn so với 2 công thức đối chứng. Còn khả năng ra lá và đường kính bắp cải ở CT3 đều cao hơn đối chứng.

Dung dịch ngâm quả Cà độc dược kết hợp với 0,1% xà phòng có hiệu lực phòng trừ sâu hại rau cải bắp nhanh và mạnh (đạt 20,32 – 37,91% sau phun 1 ngày và đạt 76,49 – 100,0% sau phun 5 ngày).


211

Năng suất bắp cải ở CT3 (phun dung dịch ngâm quả Cà độc dược + 0,1% xà phòng) đạt cao nhất 37,27 – 43,34 tấn/ha; tiếp đến dung dịch xà phòng 0,1% (đạt 12,51 – 14,91 tấn/ha) và thấp nhất là CT1 (phun nước lã) đạt 10,77 – 12,4 tấn/ha.

Trong các thời vụ trồng bắp cải, năng suất rau bắp cải trồng chính vụ đạt cao nhất (12,40 – 43,34 tấn/ha); tiếp đến vụ muộn (đạt 11,45 – 39,84 tấn/ha) và thấp nhất là rau bắp cải trồng vụ sớm (đạt 10,77 – 37,27 tấn/ha).

Đề nghị

Dung dịch ngâm quả Cà độc dược có hiệu quả cao trong phòng trừ sâu hại rau cải bắp nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho cây sinh trưởng phát triển tốt, đạt năng suất cao. Mặt khác, việc sản xuất rau bằng sử dụng rễ cây Ruốc cá còn không gây ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và những loài có ích; đồng thời không có dư lượng thuốc tồn dư trong sản phẩm.


1. Nguyễn Thục Anh (2010), "Vai trò của canxi trong thời kỳ mang thai", Sức khỏe và đời sống, cơ quan ngôn luận của bộ Y tế, Ngày 21 tháng 5. 2. Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn (2001), Quyết định về việc Ban hành Tiêu chuẩn ngành 10TCN 442-2001 đến 10TCN 448-2001, Số 116/2001/QĐ-BNN ngày 04 tháng 12 năm 2001. 3. Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn (2013), Thông tư Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật

Quốc gia về Khảo nghiệm giống cây trồng, Số 33/2013/TT-BNNPTNT ngày 21 tháng 06 năm 2013. 4. Đinh Xuân Hưởng, Trần Xuân Bí, Lê Văn Thiệu và Lê Thị Tĩnh (1987), "Một số kết quả khảo sát thuốc thảo mộc trừ bọ xít dài hại lúa", Thông tin BVTV, 5, tr. 193 - 195. 5. Đỗ Văn Ngạc (1979), "Bước đầu nghiên cứu sử dụng cây Bình bát làm thuốc trừ sâu", Thông tin BVTV, 3. 6. Phùng Chúc Phong (2010), "Vai trò quan trọng của rau tươi trong dinh dưỡng", Viện dinh dưỡng, ngày 20 tháng 5. 7. Anderson J.W and Davis R.H. (2009), "Health benefits of dietary fiber", Nutr Rev., Vol. 67(4), pp. 188 - 205. 8. Boeing H., Dietrich T., Hoffmann K., Pischon T., Ferrari P., Lahmann P.H., Boutron-Ruault M.C., Clavel-Chapelon F., Allen N., Key T., Skeie G., Lund E., Olsen A., Tjonneland A., Overvad K., Jensen M.K., Rohrmann S., Linseisen J., Trichopoulou A., Bamia C., Psaltopoulou T., Weinehall L., Johansson I., Sánchez M.J., Jakszyn P., Ardanaz E., Amiano P., Chirlaque M.D., Quirós J.R., Wirfalt E., Berglund G., Peeters P.H., van Gils C.H., Bueno-de-Mesquita H.B., Büchner F.L., Berrino F., Palli D., Sacerdote C., Tumino R., Panico S., Bingham S., Khaw K.T., Slimani N., Norat T., Jenab M. and Riboli E. (2006), "Intake of fruits and vegetables and risk of cancer of the upper aero-digestive tract", The prospective EPIC-study-Cancer cause and control, Vol. 17(7), pp. 957 - 969. 9. Henderson C. F. and Tilton E. W. (1955), “Tests with acaricides against the brow wheat mite”, J. Econ. Entomol, Vol. 48, pp. 157 – 161.


212

SUMMARY STUDY ON THE PRODUCTION OF BRASSICACEAE VEGETABLES DURING THE WINTER-SPRING SEASON 2009-2010 IN THAI NGUYEN USING DATURA METEL LINNAEUS -IMMERSED SOLUTION

Bui Lan Anh*

College of Agriculture and Forestry - TNU

The growth time of cabbages in treatment CT3 sprayed by the soapberry-immersed solution plus 0.1% soap solution was shorter than the control (control 1-CT1 used water and control 2-CT2 sprayed 0.1% soap solution. The abilitiy of cabbages to develope leaves and diameter in CT3 was higher than the control. The use of Datura metel-immersed solution plus 0.1% soap solution showed to effectively and fast control the insects (The outcome was 20.32 – 37.91% after 1 day spray and 76.49 – 100,0% after 5 day spray). The yield of cabbage in CT3 reached from 37.27 to 43.34 tonne/ha, followed by 0.1% soap solution (12.51 - 14.91 tonne/ha), the lowest yield was in CT1, ranging from 10.77 to 12.4 tonne/ha. Amongst cabbages growing seasons, the highest production was from main season (12.4-43.34 tonne/ha, the medium was late season (11.45-39.84 tonne/ha) and the lowest was early season (10.77-37.27 tonne/ha) Key words: Datura metel Linnaeus, Brassicaceae, detergent, cabbageworm, Diamondback, Cutworm, Fleabeetles, Aphid

Các từ viết tắt trong bài báo:

d2: Dung dịch CT: Công thức Đ/C: Đối chứng BVTV: Bảo vệ thực vật ĐXS: Đông xuân sớm ĐXCV: Đông xuân chính vụ ĐXM: Đông xuân muộn

Phản biện khoa học: GS.TS. Nguyễn Ngọc Ngoạn – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên


Lê Thị Thanh Hoa và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 213 - 216

213

THỰC TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ SỨC KHỎE CỦA LAO ĐỘNG NỮ TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN XI M ĂNG LA HIÊN - THÁI NGUYÊN

Lê Thị Thanh Hoa*, Hạc Văn Vinh,

Trường Đại học Y Dược - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT Nghiên cứu mô tả cắt ngang với 253 công nhân nữ đã được nhóm tác giả thực hiện nhằm mô tả thực trạng môi trường và sức khỏe người lao động nữ tại Công ty cổ phần xi măng La Hiên, Thái Nguyên đã được nhóm tác giả thực hiện, kết quả thu được như sau: môi trường lao động bị ô nhiễm do nồng độ bụi cao; nồng độ bụi hô hấp (6,94±1,84 mg/m3, bụi toàn phần (12,50±3,02 mg/m3), nhiệt độ, độ ẩm nơi làm việc đạt TCCP, tuy nhiên tốc độ gió thấp(0,1m/s). Số công nhân nữ có thể lực loại III chiếm tỷ lệ cao nhất (58,5%) trong khi sức khỏe loại I chỉ chiếm 0,8% và không có trường hợp nào sức khỏe loại V. Tỷ lệ một số bệnh tật như Tai - mũi - họng (23,7%), Da liễu (5,1%), Mắt (23,7%), Răng - hàm - mặt (40,3%), Nội khoa (34,0%), Phụ khoa (9,1%). Từ khóa: xi măng, môi trường lao động, sức khỏe, bệnh tật, phụ nữ.

ĐẶT VẤN ĐỀ* Các nhà máy xí nghiệp, trong đó có các nhà máy xi măng đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội, công nghiệp hóa và đáp ứng nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng ngày càng lớn của xã hội. Tuy nhiên việc xây dựng các nhà máy, xí nghiệp phải đi đôi với việc quan tâm đến vấn đề môi trường lao động và sức khỏe công nhân để phát triển lâu dài và bền vững. Thực tế nhiều năm qua, người lao động đặc biệt là lao động nữ phải tiếp xúc với rất nhiều các yếu tố tác hại nghề nghiệp. Công ty Cổ phần Xi măng La Hiên (CTCP XM La Hiên) được xây dựng trên địa bàn xã La Hiên, huyện Võ Nhai là một nhà máy lớn và có đóng góp rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế, xã hội trong tỉnh Thái Nguyên cũng như một số tỉnh khu vực miền núi phía Bắc. Hiện nay tại Thái Nguyên chưa có nghiên cứu nào về sức khỏe người lao động nữ trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng. Việc quan tâm xem các bệnh thường gặp ở người lao động nữ trong ngành sản xuất xi măng có gì khác so với các đối tượng lao động khác cũng đang là vấn đề còn bỏ ngỏ. Để giải đáp vấn đề này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thực trạng môi trường và sức khỏe của lao động nữ tại Công ty Cổ phần xi măng La Hiên - Thái Nguyên”, nhằm đáp ứng 2 mục tiêu:


1. Xác định một số yếu tố môi trường lao động ở Công ty Cổ phần xi măng La Hiên năm 2013.

2. Mô tả tình hình sức khỏe và bệnh tật của lao động nữ tại Công ty cổ phần xi măng La Hiên, Thái Nguyên.


Đối tượng nghiên cứu: + Môi trường lao động của CTCP XM La Hiên.

+ Người lao động nữ tại CTCP XM La Hiên, Thái Nguyên.

- Thời gian nghiên cứu: Tháng 10 năm 2012 - tháng 8 năm 2013.

- Phương pháp nghiên cứu: Mô tả cắt ngang kết hợp hồi cứu các số liệu theo dõi thu thập tại Trạm Y tế và Phòng Tổ chức hành chính của Công ty.

- Chọn mẫu:

+ Mẫu môi trường: lấy mẫu tại 19 phòng ban, phân xưởng. Mỗi phòng ban, phân xưởng lấy ở 5 vị trí (lấy ngang tầm hô hấp của công nhân).

+ Mẫu sức khỏe: chọn mẫu theo phương pháp chủ đích, cỡ mẫu toàn bộ người lao động nữ tại công ty tham gia khám sức khỏe với đầy đủ các chuyên khoa. Kết quả chọn được 253 người.

Dựa trên yếu tố tác hại nghề nghiệp chia vị trí lao động của CTCPXM La Hiên thành 3 khu vực:


214

+ Khu vực I là khu vực có nguy cơ (NC) cao, gồm 3 phân xưởng (PX): PX lò quay, PX cấp liệu, PX thành phẩm.

+ Khu vực II là khu vực có NC vừa gồm 3 phân xưởng: PX cơ điện, PX vận tải, PX khai thác.

+ Khu vực III là khu vực có NC thấp, gồm các phòng ban làm công việc hành chính và PX vận hành trung tâm.

Dựa vào đặc điểm nghề nghiệp và môi trường lao động, chúng tôi chia lao động nữ ra làm 3 nhóm nghiên cứu:

+ Nhóm I: công nhân làm việc ở khu vực I Nhóm này có 123 công nhân.

+ Nhóm II: công nhân làm việc ở khu vực II. Nhóm này có 10 công nhân.

+ Nhóm III: công nhân viên làm việc ở khu vực III. Nhóm này có 120 công nhân.

- Các chỉ số nghiên cứu:

+ Tuổi đời

+ Tuổi nghề

+ Loại sức khỏe

+ Các bệnh thường gặp: Tai - mũi - họng; Da liễu; Răng - hàm - mặt; Mắt; Nội khoa; Phụ khoa.

- Xử lý số liệu trên phần mềm SPSS 16.0.


Kết quả nghiên cứu về môi trường Bảng 1. Kết quả vi khí hậu nơi làm việc

Vi khí hậu Khu vực

Nhiệt độ (0C)

Độ ẩm (%)

Tốc độ gió

(m/s)

Khu vực I 26,15 ±

1,19 72,48 ±

5,25 0,38 ± 0,29

Khu vực II 25,56 ±

0,64 72,48 ±

1,91 0,53 ± 0,46

Khu vực III 25,10 ±

0,4 71,79 ±

6,17 0,55 ± 1,57

Ngoài trời 25,6 79,1 0,3 TCCP

3733/2002 16 - 30 ≤ 80 0,5 - 1,5

Nhiệt độ nơi làm việc ở cả 3 khu vực đều đạt TCCP (16 - 320C). Nhiệt độ cao nhất ở khu vực I (26,15oC). Kết quả này khác biệt so với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Thái (2005) hầu hết ở các khu vực được đo nhiệt

độ đều tăng từ 1 - 70C so với TCCP [7]. Độ ẩm ở cả 3 khu vực nghiên cứu đều đạt TCCP (≤ 80%). Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của tác giả [7] và cao hơn nghiên cứu của một số tác giả khác [1], [3]. [6]. Kết quả đo vận tốc gió cho thấy cả 3 khu vực đều có một số mẫu đo có vận tốc gió thấp, không đạt TCCP (0,5 - 1,5 m/s). Như vậy ở khu vực I không đảm bảo sự thông thoáng tại vị trí làm việc. Bảng 2. Kết quả đo nồng độ bụi tại nơi làm việc

Bụi

KV SiO2 tự do (%)

Bụi hô hấp

Bụi toàn phần

Khu vực I 5,23

± 1,06 2,98

± 2,71 5,33

± 4,86

Khu vực II 4,37

± 0,55 2,72

± 2,26 4,70

± 4,34

Khu vực III 1,43

± 2,17 0,49

± 0,95 0,77

± 1,24 TCCP

3733/2002 ≤ 4 ≤ 6

Nồng độ bụi silic trung bình dao động trong khoảng 1,43% - 5,23%. Trong đó, khu vực I và khu vực II có một số mẫu đo vượt quá TCCP. Riêng khu vực III tất cả các mẫu đo đều đạt TCCP. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tất cả các vị trí đo ở PX Thành phẩm nồng độ bụi hô hấp đều cao hơn TCCP từ 1,2 - 3,4 lần, nồng độ bụi toàn phần cao hơn TCCP từ 1,4 - 2.7 lần. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu của một số tác giả khác như Trần Như Nguyên (2012) [6],[10],[11]. So sánh với một số ngành nghề khác như sản xuất đá hay khai thác quặng của tác giả Đinh Xuân Ngôn (2007) [5] và Nông Văn Vân (2007) [9] thì nồng độ bụi ở CTCP XM La Hiên thấp hơn.

Ở các nhóm nghề, tuổi đời < 40 chiếm đa số. Nhóm I và III, tuổi nghề ≥ 40 chiếm lần lượt 47,2% và 43,3%. Theo Loock R (1984) gần 2/3 các bệnh nghề nghiệp được phát hiện trong nửa sau của cuộc đời [9]. Với tỷ lệ 47,2% và 43,3% của nhóm tuổi ≥ 40 có thể là yếu tố khiến cho tỷ lệ bệnh tật của người lao động tại đây gia tăng đặc biệt là đối tượng lao động ở nhóm I (bảng 3).


215

Bảng 3. Tỷ lệ tuổi đời theo nhóm nghề

Nhóm nghề

Nhóm tuổi

Nhóm I (n = 123)

Nhóm II (n = 10)

Nhóm III (n=120)

< 30 10

(8,1%) 2

(20,0%) 18

(15,0%)

30 - 39 55

(44,7%) 6

(60,0%) 50

(41,7%)

40 - 49 52

(42,3%) 2

(20,0%) 45

(37,5%)

≥ 50 6

(4,9%) 0

(0%) 7

(5,8%)

Bảng 4. Tỷ lệ tuổi nghề theo nhóm nghề

NN TN

Nhóm I (n = 123)

Nhóm II (n = 10)

Nhóm III (n=120)

< 5 4

(3,3%) 0

(0%) 8

(6,7%)

5 - 9 24

(19,5%) 4

(40,0%) 29

(24,2%)

10 - 19 94

(76,4%) 6

(60,0%) 81

(67,5%)

≥ 20 1

(0,8%) 0

(0%) 2

(1,7%)

Tuổi nghề ≥ 10 năm chiếm tỷ lệ cao hơn so với tuổi nghề < 10 năm. Tuổi nghề cao có xu hướng gia tăng ở nhóm nghề có nguy cơ cao (nhóm I). Bảng 5. Phân loại sức khỏe người lao động theo

nhóm nghề Nhóm

nghề Loại SK

Nhóm I (n = 123)

Nhóm II (n = 10)

Nhóm III(n=120)

Tổng (n=253)

Loại I 1

(0,8%) 0

(0%) 1

(0,8%) 2

(0,8%)

Loại II 31

(25,2%) 6

(60,0%) 48

(40,0%) 85

(33,6%)

Loại III 82

(66,7%) 4

(40,0%) 62

(51,7%) 148

(58,5%)

Loại IV 9

(7,3%) 0

(0%) 9

(7,5%) 18

(7,1%)

Loại V 0

(0%) 0

(0%) 0

(0%) 0

(0%)

Công nhân có sức khỏe loại I, II chiếm tỷ lệ thấp hơn so với loại III, IV, V (34,4% so với 65,6%). Kết quả trên khác biệt so với nghiên

cứu của Nguyễn Duy Bảo (2012) [2] nhóm nữ công nhân có sức khỏe loại I, II cao hơn loại III, IV, V (67,7% so với 32,3%).

Bảng 6. Tỷ lệ một số bệnh theo nhóm nghề

Nhóm nghề

Loại SK

Nhóm I (n = 123)

Nhóm II (n = 10)

Nhóm

III (n=120)

Tổng (n=253)

TMH 35

(28,5%) 1

(10,0%) 24

(20,0%) 60

(23,7%)

Da liễu 8

(6,5%) 0

(0%) 5

(4,2%) 13

(5,1%)

RHM 55

(44,7%) 4

(40,0%) 43

(35,8%) 102

(40,3%)

Mắt 34

(27,6%) 0

(0%) 26

(21,7%) 60

(23,7%)

Nội khoa 43

(35,0%) 3

(30,0%) 40

(33,3%) 86

(34,0%)

Phụ khoa 13

(10,6%) 0

(0%) 10

(8,3%) 23

(9,1%)

Tỷ lệ bệnh răng miệng, nội khoa, tai - mũi - họng và mắt chiếm tỷ lệ cao (răng: 40,3%, nội khoa: 34,0%, tai - mũi - họng: 23,7%, mắt: 23,7%). Kết quả nghiên cứu của chúng tôi tương tự như kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Diễn [4].

KẾT LUẬN

- Vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm đạt TCCP tuy nhiên tốc độ gió thấp, nhất là khu vực I (0,38m/s).

- Môi trường làm việc bị ô nhiễm bởi bụi, đặc biệt ở khu vực I (phân xưởng Thành phẩm: nồng độ bụi hô hấp cao hơn TCCP từ 1,2 - 3,4 lần, nồng độ bụi toàn phần cao hơn TCCP từ 1,4 - 2,7 lần) và khu vực II (PX Khai thác: nồng độ bụi hô hấp cao hơn TCCP 1,2 lần, bụi toàn phần cao hơn TCCP 1,8 lần; vị trí nhà xưởng sửa chữa ô tô ở phân xưởng Vận tải nồng độ bụi hô hấp cao hơn TCCP 1,2 lần, bụi toàn phần cao hơn TCCP 1,1 lần).

- Sức khỏe người lao động loại I, II chiếm tỷ lệ thấp hơn so với loại III, IV, V (34,4% so với 65,6%).

- Tỷ lệ bệnh răng miệng, nội khoa, tai - mũi - họng và mắt chiếm tỷ lệ cao (răng: 40,3%, nội khoa: 34,0%, tai - mũi - họng: 23,7%, mắt: 23,7%).


216

KIẾN NGHỊ

- Tổ chức giám sát môi trường lao động theo định kỳ, lắp đặt hệ thống thông gió nhân tạo và các biện pháp kỹ thuật vệ sinh nhằm giảm thiểu lượng bụi phát sinh trong quá trình sản xuất.

- Tổ chức khám sức khỏe định kỳ, tổ chức lớp tập huấn về tác hại của bụi silic, giám sát việc sử dụng phương tiện bảo hộ lao động như quần áo, găng tay, khẩu trang, mũ...

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Ngọc Anh (2006), “Thực trạng bệnh viêm phế quản và kiến thức, thực hành trong phòng chống viêm phế quản nghề nghiệp của công nhân nhà máy luyện thép Lưu Xá - Thái Nguyên”, Tạp chí Y dược học quân sự, số 31 (2006), Học viện Quân y, tr. 192 - 198. 2. Nguyễn Duy Bảo (2012), “ Tình hình sức khỏe người lao động tại một số cơ sở khai thác mỏ”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nxb Y học, Hà Nội, tr.55 - 59. 3. Nguyễn Ngọc Diễn, Hoàng Trọng Sĩ (2007), “Thực trạng môi trường và sức khỏe bệnh tật người lao động đúc đồng tại phường Đúc - Thành phố Huế”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội, tr. 28 - 35. 4. Nguyễn Ngọc Diễn, Hồ Xuân Vũ (2007), “Tình hình môi trường và sức khỏe lao động nữ ở một số doanh nghiệp tỉnh Thừa Thiên Huế”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nxb Y học, Hà Nội, tr.35 - 40.

5. Đinh Xuân Ngôn (2005), “Đánh giá tình hình ô nhiễm bụi và biểu hiện bệnh đường hô hấp của người lao động tại một số cơ sở sản xuất đá xây dựng tư nhân ở tỉnh Hà Nam”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội, tr. 67 - 74. 6. Trần Như Nguyên, Lê Thị Thu Hằng (2012), “Môi tr ường lao động và tình hình sức khỏe công nhân nhà máy xi măng Bút Sơn - Hà Nam năm 2009 - 2010”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội, tr. 186 - 192. 7. Nguyễn Văn Thái (2005), Nghiên cứu đánh giá tác động môi trường sau 10 năm xây dựng và phát triển nhà máy xi măng La Hiên, Luận văn Thạc sỹ Y học, Trường Đại học Y - Dược Thái Nguyên. 8. Nông Văn Vân, Đỗ Hàm (2007), “Thực trạng môi trường lao động và sức khỏe công nhân khai thác quặng tại xí nghiệp kẽm - chì Chợ Điền, Bắc Kạn”, Báo cáo khoa học toàn văn, Nxb Y học, Hà Nội, 2007, tr. 274 - 277. 9. Loock R (1984), “The age distribution of occupational disease”, ZFA 1982 Jan-Feb; 37(1): 51- 57. 10. Ogunbileje J, 2010, “Effects Of Different Cement Factory Sections Products On Immunoglobulin Levels And Some Biochemical Parameters In Nigeria Cement Factory Workers”, New York Science Journal, 2010, (3) 12, p. 102 - 106. 11. Zeyede K Zeleke, Bente E Moen and Magne Bråtveit (2010), “Cement dust exposure and acute lung function: A cross shift study”, BMC Pulmonary Medicine 10 (1): 19.

SUMMARY STATUS OF WORKING ENVIRONMENT AND FEMALE WORKER’S HEALTH AT LA HIEN CEMENT JOINT STOCK COMPANY

Le Thi Thanh Hoa*, Hac Van Vinh College of Medicine and Pharmacy – TNU

Descriptive Cross-sectional study with 253 fèmale workers at La Hien cement joint stock company was conducted by outhours aiming to describe the status of working environment and female worker’s health. The results showed that: working environment was polluted by high concentrations of dust, personal respirable dust (6,94±1,84 mg/m3), average of total dust (12,50±3,02 mg/m3), temperature and humidity were acceptable as standards, however, air velocity was low (0,1m/s). Number of female workers who had got the highest proportion of type III of health (58,5%), while the percentage of the type I of health was only 0,8% and there was no once have type V of health. The percentage of some diseases such as ENT: 23,7%, dermatology: 5,1%, eye disease: 23,7%, periodontal disease: 40,3%, internal medicine disease: 34,0%, gynecological disease: 9,1%. Key words: cement, working environment, health, disease, female.

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên


Nguyễn Thị Quỳnh Hoa và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 217 - 221

217

THỰC TRẠNG VỆ SINH TRƯỜNG HỌC TẠI MỘT SỐ TRƯỜNG TIỂU HỌC, TRUNG HỌC CƠ SỞ Ở HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN

Nguyễn Thị Quỳnh Hoa*, Nguyễn Việt Quang


TÓM TẮT

Bằng phương pháp nghiên cứu mô tả cắt ngang tại 12 trường tiểu học và trường trung học cơ sở (THCS) tại huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả cho thấy 100% các phòng học có chiều dài và chiều rộng đạt tiêu chuẩn của Bộ Y Tế, 98.8% các phòng học có chiều cao không đạt tiêu chuẩn. Có 25% nhà tiểu không đạt tiêu chuẩn. Bàn ghế trong phòng học chưa phù với tầm vóc học sinh, chủ yếu là bàn cao ghế thấp; 100% khoảng cách từ bàn cuối tới bảng đạt tiêu chuẩn nhưng còn 63.8% khoảng cách từ bàn đầu tới bảng không đạt tiêu chuẩn. Về hệ số ánh sáng tự nhiên có 46.1% phòng học chưa đạt tiêu chuẩn; về chiếu sáng nhân tạo có 100% các phòng học chưa đạt tiêu chuẩn về số lượng bóng đèn và công suất bóng đèn trong phòng học, 100% các trường tiểu học treo đèn không đúng, 75% các trường THCS treo không đúng cách. Từ khóa: vệ sinh trường học, vệ sinh lớp học, ánh sáng, bàn ghế

ĐẶT VẤN ĐỀ* Thời gian ngồi trên ghế nhà trường là thời gian các em học sinh gặp phải khá nhiều bệnh tật từ môi trường sống, môi trường học đường, do các tai nạn thương tích hoặc do chế độ dinh dưỡng không hợp lý… Vấn đề vệ sinh trường học đã được quan tâm ở nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Tuy nhiên ở các vùng nông thôn cũng chưa được chú ý đúng mức. Ở tỉnh Thái Nguyên đã có một số nghiên cứu về các bệnh tật học đường và các yếu tố liên quan về vệ sinh trường học ở một số trường học thuộc địa bàn thành phố Thái Nguyên và huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Huyện Phú Bình là một huyện trung du miền núi thuộc tỉnh Thái Nguyên, vấn đề vệ sinh trường học được chính quyền và nhân dân huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên quan tâm. Xuất phát từ những yêu cầu đó, chúng tôi tiến hành đề tài: nhằm đáp ứng mục tiêu: Đánh giá vệ sinh trường học tại các trường tiểu học, trung học cơ sở ở huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên năm 2012-2013.


Đối tượng nghiên cứu - Các công trình vệ sinh trường học: hố tiêu, hố tiểu * Tel: 0915223299; Email: [email protected]

- Điều kiện vệ sinh phòng học: bàn ghế, ánh sáng, diện tích lớp học Địa điểm nghiên cứu: Tại 12 trường tiểu học, trung học cơ sở trên địa bàn huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên. Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu mô tả cắt ngang Cỡ mẫu: chọn chủ đích 12 trường Tiểu học và THCS thuộc huyện Phú Bình cùng với các điều kiện vệ sinh trường học. Cách chọn mẫu: Chọn mẫu chủ đích 12 trường Tiểu học và THCS thuộc huyện Phú Bình theo các khu vực trung tâm, ven trung tâm, xa trung tâm và phân chia theo vị trí địa lý của huyện thành 3 vùng Chỉ tiêu nghiên cứu Các chỉ tiêu vệ sinh quy hoạch trường học: Đặc điểm bố trí phòng học: hướng, kích thước, diện tích phòng học, hướng phòng học; Diện tích trường học/1 học sinh. Công trình vệ sinh: Số lượng học sinh trung bình trên 1 hố tiêu , 1m dài hố tiểu; Tỷ lệ công trình vệ sinh đạt tiêu chuẩn. Bàn ghế học sinh và bảng Số kiểu bàn ghế học sinh; Các kích thước bàn ghế(chiều cao bàn, chiều cao ghế, hiệu số bàn ghế); Khoảng cách từ bàn đầu tới bảng; Khoảng cách từ bàn cuối tới bảng; Yêu cầu vệ sinh bảng bảng lớp học: Loại bảng, màu sắc, cách treo.


218

Chiếu sáng trong phòng học:

Tỷ lệ phòng học có hệ số ánh sáng, nhân tạo tự nhiên đạt tiêu chuẩn; Số lượng, loại bóng đèn, cách lắp bóng đèn trong phòng học theo đúng quy định.

Kỹ thuật thu thập số liệu - Đo đạc kích thước phòng học, cửa sổ, kích thước bàn ghế: sử dụng thước dây 5 m

- Tính hệ số ánh sáng dựa vào công thức:

- Đo đạc ánh sáng nhân tạo

Phương pháp xử lý số liệu: Theo thuật toán thống kê y học


Quy hoạch trường học

Bảng 1. Tỷ lệ kích thước phòng học theo tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao

Đạt 100% 100% 1.2% Không đạt

0% 0% 98.8%

Nhận xét: Chiều dài và chiều rộng của tất cả các lớp học đều đạt tiêu chuẩn, chiều cao lại không đạt tiêu chuẩn, chỉ có 1,2% các lớp học đạt tiêu chuẩn về chiều cao.

Bảng 2. Diện tích phòng học trung bình trên một học sinh

Chỉ số Trường

Số lớp điều tra

Diện tích lớp học TB

X ±±±± SD

Diện tích lớp học TB/1HS

X ±±±± SD

Tiểu Học 107 42.87±4.34 1.45±0.20

THCS 60 44.5±4.14 1.16±0.18

Nhận xét: Kết quả bảng 2 cho thấy: Trường Tiểu học, diện tích lớp học trung bình/ 1 học sinh là 1.45 m2 cao hơn tiêu chuẩn; Trường THCS, diện tích lớp học trung bình/ 1 học sinh là 1.16 m2 đạt so với tiêu chuẩn.

Công trình vệ sinh

Nhận xét: Số liệu bảng 3 cho thấy: Số lượng học sinh trung bình trên 1 nhà tiêu và số lượng học sinh trung bình trên 1m2 hố tiểu phù hợp so với tiêu chuẩn cho phép.

Bảng 3. Số lượng học sinh/ 1 hố tiêu, hố tiểu

Chỉ tiêu Trung bình

X ±SD

Tiêu chuẩn

Số lượng học sinh/ 1 nhà tiêu

162.34±95.5 Từ 100 đến 200 HS/1 hố tiêu; 50 HS/ 1m2 hố tiểu

Số lượng học sinh/ 1m2 nhà tiểu

39.8±14.9

Bảng 4. Tỷ lệ nhà vệ sinh đạt tiêu chuẩn theo số lượng học sinh

Tiêu chuẩn

Đạt Không đạt

Tổng

Nhà tiêu 58.3% 41.7% 100%

Nhà tiểu 75% 25% 100%

Nhận xét: nhà tiêu đạt tiêu chuẩn về số lượng học sinh/1nhà tiêu (100-200 học sinh/ 1nhà tiêu) đạt 58,3%, nhà tiểu đạt tiêu chuẩn về số lượng học sinh trung bình trên 1m2 hố tiểu (50 học sinh) đạt 75%.

Bàn ghế và bảng Bảng 5. Loại bàn trong phòng học tại các trường

Trường Loại bàn

Tổng 2 chỗ 4 chỗ Khác

Tiểu học 1567 100%

0 0%

0 0%

1567 100%

THCS 513 57%

313 34.8%

74 8.2%

900 100%

Tổng 2080

84.3% 313

12.7% 74 3%

2467 100%

Bảng 6. Loại ghế trong phòng học tại các trường tiểu học, THCS

Trường Loại ghế

Tổng Ghế rời Ghế liền

Tiểu học

81 5.2%

1486 94.8%

1567 100%

THCS 899

99.9% 1

0.1% 900

100%

Tổng 980

39.7% 1487

60.3% 2467 100%

Nhận xét: Số liệu bảng 5 cho thấy: Có 84,3% là loại bàn 2 chỗ ngồi, 12,7% là bàn 4 chỗ ngồi, 3% là loại khác; cụ thể: Tiểu học: 100% là bàn loại 2 chỗ; THCS: 57% loại bàn 2 chỗ, 34.8% loại 4 chỗ, 8.2% loại khác.


219

Nhận xét: Số liệu bảng 6 cho thấy: có 60.3% là ghế liền, 39.7% là ghế rời với bàn, cụ thể: Tiểu học: 94.8% là ghế liền, 5.2% là ghế rời; THCS: 99.9% là ghế rời, 0.1% là ghế liền.

Bảng 7. Độ chênh lệch giữa chiều cao bàn và ghế tại các trường học

Trường Tiểu học THCS Số bộ bàn ghế 1567 900 Chiều cao bàn trung bình

63.4±4.5 70.6±3.2

Chiều cao ghế trung bình

36.1±2.5 41.5±2.3

Hiệu số bàn ghế trung bình

27.28±3.6 29.06±2.2

Tiêu chuẩn hiệu số bàn ghế

≤ 25 ≤ 28

Chênh lệch hiệu số bàn ghế so với tiêu chuẩn

2.28 1.06

Nhận xét: Trung bình hiệu số bàn ghế các trường tiểu học là 27.28 chênh lệch với tiêu chuẩn cho phép là 2.28cm, trung bình hiệu số bàn ghế các trường THCS là 29.06 chênh lệch với tiêu chuẩn cho phép là 1.06cm.

Chiếu sáng trong phòng học

Bảng 8. Hệ số ánh sáng tự nhiên trung bình theo khu vực

Khu vực Hệ số ánh sáng TB

X ± SD

Hệ số ánh sáng TB chung

X ±±±± SD Trung tâm 0.23±0.41

0.20 ± 0.05 Ven trung tâm

0.19±0.52

Xa trung tâm

0.21±0.04

Nhận xét: hệ số ánh sáng tự nhiên tại các trường điều tra là 0.20, đạt tiêu chuẩn hệ số chiếu sáng theo tiêu chuẩn của vệ sinh học đường. Trong đó các trường thuộc khu vực trung tâm, xa trung tâm là 0.23 và 0.21 đạt tiêu chuẩn, còn các trường thuộc khu vực ven trung tâm là 0.19 không đạt tiêu chuẩn.

Kết quả nghiên cứu bảng 9 cho thấy có thể thấy số phòng học đạt tiêu chuẩn hệ số ánh sáng chiếm 53.9%, số phòng học không đạt tiêu chuẩn về hệ số ánh sáng chiếm 46.1%, cụ thể: Trường tiểu học có số phòng học đạt tiêu

chuẩn hệ số ánh sáng chiếm 49.5%, không đạt chiếm 50.5%; Trường THC có số phòng học đạt tiêu chuẩn hệ số ánh sáng chiếm 61.7%, không đạt chiếm 38.3%.

Bảng 9. Tỷ lệ hệ số ánh sáng tự nhiên trong phòng học đạt tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn

Tiểu học THCS Chung

Đạt 49.5% 61.7% 53.9% Không

đạt 50.55 38.3% 46.1%

Tổng 100% 100% 100%

Bảng 10. Đặc điểm bóng đèn trong phòng học

Bóng đèn

Trường

Số bóng đèn trung bình

Công suất bóng đèn trung bình

(W)

Neon Đèn tóc

Neon Đèn tóc

Tiểu học

4±2.4 0.3±0.9 40±0 40±0

THCS 2.7±3.4 2±1.8 39.3±2.8 40±0

Nhận xét: Trường Tiểu học có số bóng đèn neon trung bình là 4 bóng , đèn tóc là 0.3 bóng với công suất 40W. Trường THCS: số bóng đèn neon trung bình là 2.7 bóng với công suất là 39.2W, đèn tóc là 2 bóng với công suất là 40W.

So với tiêu chuẩn của Bộ Y tế, nếu trong phòng học là bóng đèn tóc thì cần 4 bóng, mỗi bóng có công suất là 150W đến 200W, nếu là bóng đèn neon thì treo 6 đến 8 bóng thì các số lượng các bóng đèn, công suất bóng đèn tại các trường Tiểu học và THCS đều không đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế.

Bảng 11. Cách treo đèn tại các phòng học theo tiêu chuẩn

Trường

Tiêu chuẩn

Tiểu học THCS

SL % SL %

Đạt 0 0 15 25

Không đạt 107 100 45 75

Tổng 107 100 60 100


220

Nhận xét: 100% các trường Tiểu học treo đèn không đúng cách, 75% các trường THCS treo không đúng cách và chỉ có 25% các phòng học trường THCS treo đèn đúng cách.

KẾT LUẬN

Quy hoạch trường học Kích thước phòng học: 98.8% chưa đạt về tiêu chuẩn chiều cao phòng học, chủ yếu là thấp hơn, 100% đạt tiêu chuẩn về chiều dài và chiều rộng. Diện tích trung bình phòng học/1 học sinh: 93.5% phòng học ở các trường Tiểu học và 80% phòng học ở các trường THCS không đạt tiêu chuẩn. Công trình vệ sinh 41.7% nhà tiêu đạt tiêu chuẩn về số lượng học sinh/ 1 nhà tiêu,25% nhà tiểu không đạt tiêu chuẩn về số lượng học sinh/1m nhà tiểu. Bàn ghế Bàn ghế học sinh chưa phù hợp với tầm vóc học sinh, chủ yếu là bàn cao, ghế thấp. Ở các trường tiểu học, hiệu số chiều cao bàn ghế có 63.8% không đạt tiêu chuẩn; ở các trường THCS thì hiệu số chiều cao bàn ghế 36.8% chưa đạt tiêu chuẩn.

Chiếu sáng phòng học - Hệ số chiếu sáng tự nhiên: 46.1% số phòng học không đạt tiêu chuẩn.

- Chiếu sáng nhân tạo: 100% các phòng học chưa đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế về số lượng bóng đèn và công suất. Về cường độ ánh sáng nhân tạo, ở khu vực trung tâm 31.8% chưa đạt tiêu chuẩn, ven trung tâm 60% chưa đạt tiêu chuẩn, xa trung tâm 63.5% không đạt tiêu

chuẩn. Về cách treo đèn có 100% các trường tiểu học treo đèn không đúng cách, 75% các trường THCS treo không đúng cách.

KHUYẾN NGHỊ

1. Về quy hoạch trường học, các nhà thiết kế phòng học trong quá tình xây dựng phòng học cần chú ý đến chiều cao phòng học, hướng phòng học, thiết kế đảm bảo hệ số ánh sáng tự nhiên 2. Phòng giáo dục, ban giám hiệu nhà trường và địa phương cần có biện pháp tăng tường số lượng bóng đèn và công suất bóng đèn trong các phòng học; cần xem xét khi sử dụng các bộ bàn ghế phù hợp và theo đúng tiêu chuẩn của Bộ Y tế; xây dựng thêm nhà tiêu, nhà tiểu cho học sinh.


1. Nguyễn Huy Nga (2001), ”Sổ tay thực hành Y tế trường học” , NXB y học, Hà Nội. 2. Nguyễn Thị Hồng Diễm, và Trương Đình Bắc (2010), Thực trạng về cơ sở vật chất, trang bị và điều kiện vệ sinh trường học, tạp chí Y học thực hành (số774). 3. Ahoyo, T. A., K. J. Fatombi, et al. (2007), "[Impact of water quality and environmental sanitation on the health of schoolchildren in a suburban area of Benin: findings in the Savalou-Bante and Dassa-Glazoue sanitary districts]" Med Trop (Mars) 71(3): 281-285. 4.Deb, S., S. Dutta, et al. (2010), "Relationship of personal hygiene with nutrition and morbidity profile: a study among primary school children in South kolkata", Indian J Community Med 35(2): 280-284.


221

SUMMARY SCHOOL HYGIENE SITUTION OF SOME SCHOOL PRIMARY SCHO OLS, SECONDARY SCHOOLS IN PHU BINH DISTRICT, THAI NGUYEN PROVINCE

Nguyen Thi Quynh Hoa*, Nguyen Viet Quang College of Medicine and Pharmacy – TNU

By cross-sectional study, the author investigated 12 primary schools and secondary schools in Phu Binh district, Thai Nguyen province. The result show that 100% of the classroom length and width standards of the department of health, 98.8% of classrooms are not standard height. There are 41.7% of the latrines in the number of qualified students and 25% sub-standard in the number of students. Desks and chairs in the classroom is not consistent with the stature of students, mostly low table height chairs; 100% distance from final broad to final desk standard of the department of health, but 63.8% distance from broad to top sub-standard. In light of the natural system is 46.1% sub-standard classrooms. In artificial lighting, 100% of classrooms are not standard in the number of standard light bulbs and lamps power, 100% of primary schools are not standard hanging lights, 75% secondary schools are not standard hanging lights. Key words: school hygiene, classroom hygiene, is photic, antepodium table

Phản biện khoa học: TS. Hạc Văn Vinh – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên



222

Đỗ Minh Hương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 223 - 227

223

KHỚP CẮN VÀ TÌNH TR ẠNG KHỚP THÁI DƯƠNG HÀM CỦA SINH VIÊN Y KHOA TR ƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÁI NGUYÊN

Đỗ Minh Hương1*, Lê Thị Thu Hằng1, Bùi Thị Hương Giang2


TÓM TẮT

Mục tiêu: Xác định tình trạng khớp thái dương hàm của sinh viên y khoa trường Đại học Y Dược Thái Nguyên và mối liên quan giữa tình trạng khớp cắn với tình trạng khớp thái dương hàm. Phương pháp: Nghiên cứu mô tả cắt ngang trên 154 sinh viên với phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng. Tình trạng khớp thái dương hàm, khớp cắn được xác định bằng khám lâm sàng. Các yếu tố ảnh hưởng đến rối loạn khớp thái dương hàm được xác định qua phỏng vấn bằng phiếu điều tra thiết kế sẵn. Kết quả: Tình trạng rối loạn khớp thái dương hàm (RLKTDH) khá phổ biến (83,8%) trong đó 100% có tiếng kêu bất thường ở khớp, 3,8% có dấu hiệu đau khớp/cơ khi khám. Kết quả đã chỉ ra mối tương quan có ý nghĩa giữa RLKTDH với thói quen nhai một bên hàm (p = 0,03), siết chặt răng (p = 0,006). Không có mối liên quan nào giữa tiền sử có liên quan, tình trạng khớp cắn với tình trạng RLKTDH. Kết luận: Tình trạng RLKTDH của đối tượng nghiên cứu là khá phổ biến và không có mối tương quan với tình trạng khớp cắn. Từ khóa: Rối loạn khớp thái dương hàm, khớp cắn, yếu tố nguy cơ, Angle, sinh viên y khoa

ĐẶT VẤN ĐỀ* Rối loạn khớp thái dương hàm (RLKTDH) được định nghĩa là khi có các dấu hiệu và triệu chứng ở khớp thái dương hàm, cơ nhai và các cấu trúc liên quan [4]. RLKTDH là một bệnh có nhiều yếu tố nguy cơ và còn có nhiều tranh luận về nguyên nhân gây bệnh; RLKTDH là hậu quả từ các yếu tố tâm lí [8], khớp cắn lệch lạc, hoạt động cận chức năng, các thói quen răng miệng, chấn thương và stress [9]. Trong nghiên cứu của Casanova - Rosado và cộng sự cho thấy giới, nghiến răng khi ngủ, stress, thói quen nhai một bên là những yếu tố quan trọng có liên quan đến RLKTDH ở người lớn [3]. Ở giai đoạn đầu của bệnh, việc điều trị không quá phức tạp, tuy nhiên các triệu chứng thường thoáng qua, có thể tự khỏi mà không cần điều trị làm cho người bệnh không để ý, các thầy thuốc lâm sàng dễ bỏ qua hoặc dễ chẩn đoán nhầm với một số bệnh khác của vùng hàm mặt. Người bệnh thường đến khám khi bệnh ở giai đoạn nặng đã có biến chứng như hở khớp cắn, phá hủy khớp đã nặng nề, giới hạn vận động của hàm dưới, điều trị bệnh ở giai đoạn này thường phức tạp và cũng chỉ cải thiện được một phần.


Tỉ lệ RLKTDH trong nhiều nghiên cứu được báo cáo từ 6 - 68%. Có sự khác biệt này chủ yếu là do sự khác nhau trong tiêu chí đánh giá cũng như đối tượng nghiên cứu. Cho đến nay, ở Việt Nam còn ít nghiên cứu đề cập tới vấn đề này. Để góp phần vào việc phòng rối loạn khớp thái dương hàm chúng tôi tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu: 1. Xác định tình trạng khớp thái dương hàm của sinh viên y khoa trường Đại học Y - Dược Thái Nguyên. 2. Tìm hiểu mối liên quan giữa khớp cắn và tình trạng khớp thái dương hàm.


Đối tượng, thời gian, địa điểm Nghiên cứu trên sinh viên y chính quy trường Đại học Y Dược Thái Nguyên từ tháng 3/2012 đến tháng 11/2012 tại khoa Răng hàm mặt – Trường Đại học Y Dược Thái Nguyên.


* Phương pháp nghiên cứu: Mô tả cắt ngang.

* Tiêu chuẩn chọn mẫu - Tiêu chuẩn lựa chọn: Sinh viên y chính quy từ 18 – 25 tuổi có bộ răng đầy đủ từ 28 - 32 răng, chưa điều trị chỉnh hình hoặc phục hình, đồng ý tham gia nghiên cứu.


224

- Tiêu chuẩn loại trừ: Đang điều trị chấn thương vùng hàm mặt.

* K ỹ thuật chọn mẫu: Chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng.

Chỉ tiêu nghiên cứu - RLKTDH được đánh giá trên lâm sàng khi có dấu hiệu đau cơ/ khớp khi khám, hoặc tiếng kêu bất thường ở khớp [7].

- Tình trạng khớp thái dương hàm: dấu hiệu tiếng kêu ở khớp; đau khi há ngậm miệng, khi khám; biên độ há ngậm miệng; biên độ vận động hàm ra trước, sang bên phải, sang bên trái. - Tình trạng khớp cắn: theo phân loại của Angle và độ cắn phủ, cắn chìa. - Các yếu tố nguy cơ: tuổi, giới, một số thói quen (nghiến răng khi ngủ, nhai kẹo cao su, siết chặt răng, tì chống cằm, nhai một bên hàm, thở miệng), tiền sử có liên quan (đau hàm khi há lớn, đau và chữa trị khớp thái dương hàm, đau vùng tai, stress thường xuyên, bệnh tai mũi họng mạn tính, chấn thương vùng hàm và trước tai).

K ĩ thuật thu thập số liệu - Các chỉ số về tình trạng khớp thái dương hàm, tình trạng khớp cắn được thu thập bằng cách khám trực tiếp đối tượng điều tra bởi bác sỹ chuyên khoa răng hàm mặt.

- Các thông tin về yếu tố nguy cơ thu thập được bằng cách phỏng vấn trực tiếp đối tượng điều tra theo mẫu phỏng vấn thiết kế sẵn.

Phương pháp xử lí số liệu Giá trị trung bình, tỉ lệ phần trăm được dùng để xác định tình trạng khớp thái dương hàm, tình trạng khớp cắn. Chi- square test được sử dụng để xác định mối liên quan giữa tình trạng khớp cắn và khớp thái dương hàm, giữa các yếu tố nguy cơ và dấu hiệu lâm sàng. ANOVA test được sử dụng để đánh giá mối liên quan giữa độ cắn chùm, cắn chìa với tình trạng RLKTDH.

KẾT QUẢ

Nghiên cứu 154 sinh viên (gồm 58 nam, và 96 nữ) từ 18 đến 25 tuổi (32,5% sinh viên ở tuổi 20) thu được kết quả:

Tình tr ạng khớp thái dương hàm 83,8% sinh viên có tình trạng rối loạn khớp thái dương hàm; trong đó 100% sinh viên có tiếng kêu khớp thái dương hàm, 3,8% sinh viên có tình trạng đau/cơ khớp khi khám.

Khớp bên trái 27,9%

Khớp bên phả i

29,5%

Hai bên

khớp 42,6%

Biểu đồ 1: Triệu chứng tiếng kêu ở khớp thái

dương hàm khi khám (n = 129)

Nhận xét: Trong nhóm RLKTDH thì triệu chứng tiếng kêu một bên khớp thái dương hàm là 57,4%, tiếng kêu hai bên khớp thái dương hàm là 42,6%.

Bảng 1: Các chỉ số vận động hàm dưới

Khớp TDH

Vận động hàm dưới

Không RLKTDH ( ± SD

mm)

RLKTDH ( ± SD

mm)

Biên độ há ngậm miệng 42,9 ± 6,8 44,9 ± 6,5

Đưa hàm sang trái tối đa 8 ± 2,8 9,1 ± 2,3

Đưa hàm sang phải tối đa 7,9 ± 1,6 8,2 ± 2,6

Đưa hàm ra trước tối đa 4,4 ± 1,6 4,6 ± 2,3

Biên độ chuyển động bản lề

20,5 ± 6,9 22,8 ± 6,3

Nhận xét: Chỉ số vận động hàm dưới giữa nhóm đối tượng có RLKTDH và không có RLKTDH không có sự chênh lệch đáng kể.


225

Bảng 2. Mối tương quan về giới tính với tình trạng RLKTDH

Khớp TDH

Giới

Không RLKTDH n(%)

RLKTDH n(%) p

Nam 6(10,3) 52(89,7) 0,123

Nữ 19(19,8) 77(80,2)

Nhận xét: Không có sự khác biệt giữa tình trạng RLKTDH với đặc điểm giới tính (p > 0,05).

Bảng 3. Mối liên quan giữa các yếu tố nguy cơ và các dấu hiệu lâm sàng

Dấu hiệu lâm sàng

Yếu tố nguy cơ

Tiếng kêu ở khớp Đau cơ/khớp khi khám

n(%) p n(%) p

Thói

quen

cận

chức

năng

Nghiến răng khi ngủ 19 (12,3) 0,335 2 (1,3) 0,216

Nhai kẹo cao su thường xuyên 29 (18,8) 0,782 2 (1,3) 0,349

Siết chặt răng 10 (6,4) 0,242 2 (1,3) 0,006*

Tì chống cằm 54 (35,1) 0,735 2 (1,3) 0,919

Nhai một bên hàm 68 (44,2) 0,02 * 5 (3,2) 0,03 *

Thở miệng 29 (18,8) 0,281 1 (0,6) 0,994

Tiền

sử

có

liên

quan

Đau hàm khi há lớn 32 (20,8) 0,524 1 (0,6) 0,805

Đau và điều trị khớp TDH 1 (0,6) 0,612 0 (0) 0,854

Đau vùng tai 59 (38,4) 0,919 4 (2,6) 0,115

Chấn thương vùng hàm, trước tai 10 (6,5) 0,414 1 (0,6) 0,213

Stress thường xuyên 28 (18,2) 0,498 2 (1,3) 0,525

Bệnh mạn tính tai mũi họng 30 (19,4) 0,523 2 (1,3) 0,525

*Chi-square test

Nhận xét: Trong các thói quen cận chức năng, thói quen nhai một bên hàm là có liên quan tới RLKTDH, siết chặt răng với dấu hiệu đau cơ/ khớp khi khám (p<0,05).

Mối liên quan giữa tình trạng khớp cắn và tình trạng khớp thái dương hàm Bảng 4. Mối liên quan giữa tình trạng khớp cắn

với RLKTDH

Khớp

TDH

Khớp cắn

Không RLKTDH

n(%)

RLKTDH

n(%) P

Bình thường 3(11,5) 23(88,5) 0,476

Sai khớp cắn 22(17,2) 106(82,8)

Nhận xét: Không có mối tương quan giữa tình trạng khớp cắn và RLKTDH (p>0,05).

Bảng 5: Mối liên quan giữa độ cắn trùm, cắn chìa với RLKTDH

Khớp TDH

Khớp cắn

Không RLKTDH

± SD

mm)

RLKTDH ± SD

mm)

P

Cắn phủ 2,7 ± 1,8 2,9 ± 1,5 0,652

Cắn chìa 2,3 ± 1,7 2,5 ± 1,7 0,520

Nhận xét: Không có mối tương quan giữa độ cắn phủ, cắn chìa và RLKTDH (p>0,05).


226

BÀN LUẬN

Nghiên cứu mô tả cắt ngang được thực hiện trên 154 sinh viên từ 18 – 25 tuổi bằng cách phỏng vấn theo bộ câu hỏi được thiết kế sẵn và khám lâm sàng. Bảng câu hỏi được sử dụng trong nghiên cứu không phức tạp, dễ hiểu, thích hợp cho đối tượng nghiên cứu, ít bị ảnh hưởng bởi người nghiên cứu.

Tỷ lệ RLKTDH là 83,8%, cao hơn so với nghiên cứu của các tác giả Trần Phạm Nam Phương là 76,4%, Casanova – Rosado là 46,9%, Ebrahimi và cs là 34,7%[1][3][5]. Có sự khác biệt này có lẽ là do sự khác biệt trong tiêu chí ghi nhận RLKTDH, sự khác biệt về tỷ lệ bệnh ở các lứa tuổi.

Trong nhóm có RLKTDH, tỉ lệ sinh viên có tiếng kêu ở khớp bên trái là 27,9%, bên phải là 29,5%, cả hai bên là 42,6%. Tuy nhiên, đa số các RLKTDH ở mức độ nhẹ, tiếng kêu ở khớp chỉ có tiếng lục cục, không có tiếng kêu lạo xạo. Tỉ lệ này khá cao, cao hơn so với kết quả nghiên cứu của Ebrahimi và cộng sự là 74,1% [5], của Miyake R trên 3557 sinh viên Nhật có độ tuổi từ 18 - 26 là 41,7% [6].

Trong nghiên cứu này không có sự khác biệt về giới với RLKTDH. Nhưng bên cạnh đó cũng có một số nghiên cứu cho thấy rằng có sự khác biệt về yếu tố giới, một trong những nguyên nhân được giải thích là do sự khác nhau về hormone của hai giới [2].

Khi xem xét về mối tương quan giữa RLKTDH và các yếu tố nguy cơ thì nhận thấy có sự liên quan giữa thói quen nhai một bên hàm với dấu hiệu có tiếng kêu ở khớp cũng như với dấu hiệu đau cơ/ khớp khi khám. Kết quả này cũng giống với nghiên cứu của Casanova - Rosado [3], Miyake [6].

Tỷ lệ sai khớp cắn theo phân loại của Angle là khá cao (83,11%). Tuy nhiên, không có mối liên quan giữa tình trạng sai khớp cắn (theo Angle), độ cắn phủ, cắn chìa với dấu hiệu tiếng kêu ở khớp, đau cơ/khớp khi khám (p>0,05). Điều này có thể là do: RLKTDH là hậu quả gây nên bởi nhiều nguyên nhân và ở độ tuổi này sai khớp cắn không phải là yếu tố nguy cơ.

KẾT LUẬN

Tình trạng RLKTDH ở sinh viên y khoa trường Đại học Y Dược Thái Nguyên khá phổ biến (83,8%).

Tương quan có ý nghĩa giữa tình trạng RLKTDH và thói quen nhai một bên hàm, siết chặt răng.

Tỷ lệ sai khớp cắn theo phân loại của Angle là 83,11%. Không có mối liên quan giữa tình trạng rối loạn khớp thái dương hàm với tình trạng khớp cắn của sinh viên.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Trần Phạm Nam Phương, Trần Kim Định, Trương Nhựt Khuê, (2011), “Tình trạng rối loạn thái dương hàm ở sinh viên răng hàm mặt trường ĐH Y-Dược Cần Thơ năm 2010”. Y Học Thực Hành, 788, (10), 100 – 103. 2. Đoàn Hồng Phượng, (2005), “Tình trạng rối loạn thái dương hàm ở cư dân Tp. Hồ Chí Minh”, Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Y học - ĐHYD tp. HCM. 3. Casanova-Rosado JF, Medina-Solis CE, Vallejos-Sanchez AA, Casanova-Rosado AJ, Hernandez-Prado B, Avila-Burgos, (2006), “Prevalence and associated factors for Temporomandibular disorders in a group of Mexican adolescents and youth adults”, Clin Oral Investig, 10, 42-9. 4. De Oliveira AS, Dias EM, Contato RG, Berzin F, (2006), “Prevalence study of signs and symptoms of temporomandibular disorder in Brazilian college students”, Braz Oral Res,20, 3 - 7. 5. Ebrahimi et al, (2011), “Temporomandibular Disorders and Related Factors in a Group of Iranian Adolescents”, A Cross-sectional Survey. JODDD, 5, 123 -127. 6. Miyake R, Ohkubo R, Takehara J, Morita M, (2004), “Oral parafunctions and association with symptoms of temporomandibular disorders in Japanese university stude nts”. J Oral Rehabil, 31, (5), 18 - 23. 7. Motegi E, Miyazaki H, Ogura I, Konishi H, Sebata M, (1992), “An orthodontic study of temporomandibular joint disorders. Part 1: Epidemiological research in Japanese 6-18 year olds”, Angle Orthod, 62, 249 - 56. 8. Otuyemi OD, Owotade FJ, Ugboko VI, Ndukwe KC, Olusile OA, (2000), “Prevalence of signs and symptoms of temporomandibular disorders in young Nigerian adults”, J Orthod, 27, 61 - 5. 9. Okeson JP, (2008), “Management of Temporomandibular Disorders and Occlusion, 6th ed”, St.Louis: Mosby, 140-9, 164 - 5.


227

SUMMARY OCCLUSION AND TEMPOROMANDIBULAR JOINT STATUS OF MEDICAL STUDENTS OF THAI NGUYEN UNIVERSITY OF MEDICINE AND PHARMACY

Do Minh Huong*, Le Thi Thu Hang, Bui Thi Huong Giang College of Medicine and Pharmacy – TNU

Objectives: To determine TMJ status (Temporomandibular joint) of medical students of Thai Nguyen University of Medicine and Pharmacy and estimate the association between occlusion and temporomandibular joint status. Method: A cross-sectional study was conducted on a sample of 154 students stratified random sampling method. Students were clinical examination to detect the signs of TMDs, malocclusion and interviewed with a questionaire concerning risk factors. Results: Prevalence of TMDs was high (83,8%). Of which, 100% had TMJ sound, 3,8% had pain in TMJ or masticatory muscle. Chewing habit on one side parafuntion, clenching their teeth were significantly associated with TMDs (p<0,05). The association between the status of malocclusion and TMJ status was not found. Conclusions: TMDs prevalence was high and there was no association between malocclusion and TMJ status in this group. Key words: TMDs, malocclusion, risk factors, classification of Angle, medical students

Phản biện khoa học: TS. Hoàng Tiến Công – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên



228

Nguyễn Thị Minh Thúy và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 229 - 235

229

NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG CỦA CAO LỎNG NGƯU SÂM TRA LÊN CÁC CH Ỉ SỐ LIPID MÁU C ỦA ĐỘNG VẬT THỰC NGHIỆM

Nguyễn Thị Minh Thúy 1*, Nguyễn Thị Hạnh1,

Nguyễn Tiến Phượng2, Nguyễn Thị Nhuận3 Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Cao lỏng Ngưu sâm tra nghiên cứu trên động vật thực nghiệm được gây rối loạn các chỉ số lipid máu theo cơ chế ngoại sinh và đánh giá tác dụng của cao lỏng Ngưu sâm tra lên các chỉ số lípid máu của động vật thực nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Mô hình gây rối loạn lipid máu thỏ theo cơ chế ngoại sinh đã làm chỉ số lipid máu ở lô chứng thay đổi: CT tăng 64,21%, TG tăng 105,49%, LDL-C tăng 48,99%, HDL-C giảm 42,86%. Đánh giá tác dụng của cao lỏng Ngưu sâm tra trên các chỉ số lipid máu: + Với li ều 3g/kg thể trọng cao lỏng NST làm giảm hàm lượng cholesterol 65,22%, giảm triglycerid 86,10%, giảm LDL – C 73,56%, tăng HDL-C 75% so với lô chứng (p<0,05). + Với li ều 6g/kg thể trọng cao lỏng NST làm giảm hàm lượng cholesterol 66,19%, giảm triglycerid 93,86%, giảm LDL – C 74,24%, tăng HDL-C 83,93% so với lô chứng (p<0,05) Từ khóa: Gây rối loạn các chỉ số lipid máu, Tác dụng lên các chỉ số lipid máu, Cao lỏng NST.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Rối loạn lipid máu là một hội chứng ngày càng gia tăng theo nhịp độ phát triển của xã hội. Bệnh không biểu hiện các triệu chứng rõ rệt, nhưng nguy hiểm bởi rối loạn lipid máu được coi là một yếu tố nguy cơ quan trọng trong việc hình thành phát triển bệnh vữa xơ động mạch. Vữa xơ động mạch gây ra nhiều biến chứng nghiêm trọng đe dọa đến tính mạng con người như nhồi máu cơ tim, suy mạch vành, nhồi máu não. Bài thuốc Ngưu Sâm Tra được kê dựa trên cơ sở lý luận của Y học cổ truyền điều trị chứng đàm thấp với pháp điều trị: kiện tỳ, hóa đàm, trừ thấp có tác dụng điều trị giảm cholesterol máu. Để bài thuốc được chứng minh khoa học và ứng dụng trên lâm sàng rộng rãi chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu tác dụng của cao lỏng Ngưu sâm tra lên các chỉ số lipid máu của động vật thực nghiệm” với mục tiêu sau:

1. Gây rối loạn lipid máu của động vật thực nghiệm bằng đường uống..

2. Đánh giá tác dụng của cao lỏng Ngưu Sâm Tra lên các chỉ số lipid máu của động vật thực nghiệm.




Thành phần bài thuốc nghiên cứu

Công thức bài thuốc nghiên cứu gồm 7 vị thuốc sau:

Thổ phục linh 30g

Sơn tra 20g

Ngưu tất 20g

Đan sâm 15g

Hà thủ ô đỏ 30g

Nấm linh chi 10g

Thảo quyết minh 20g

Đặc điểm các vị thuốc trong bài thuốc

Đặc điểm của các vị thuốc trong bài thuốc đạt tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam

Dạng thuốc sử dụng

- Thuốc dùng dưới dạng thuốc sắc cô đặc thành cao lỏng tỷ lệ 1:1, 100ml cao chứa 100 gam thuốc đóng vào lọ 200 ml nấu tại bộ môn Dược lý.

- Cách sử dụng thuốc: Đối với thỏ: uống liều 3g/kg - 6g/kg.


230

Đối tượng nghiên cứu Động vật được sử dụng trong nghiên cứu - Thỏ cả hai giống khỏe mạnh, khối lượng 1,8 - 2,2kg, không phân biệt giống.

Các hóa chất và thiết bị khác * Các hóa chất phòng thục nghiệm gồm có

- Dung dịch dầu cholesterol 20%

Cách pha: cân 20 gam cholesterol. Đun cách thủy dầu lạc. Sau đó cho cholesterol vào vừa thêm vừa khuấy cho đềucho tan hết. Để nguội. Thêm dầu lạc vừa đủ 100ml, khuấy đều. Như vậy 1ml dầu chứa 0,2g cholesterol. Nếu thỏ dùng liều 1g/kg tương đương với li ều 5ml/kg.

* Các thiết bị phòng thực nghiệm gồm có

- Bơm kim tiêm

- Máy xét nghiệm sinh hóa.

- Các thiết bị dụng cụ và hóa chất cần thiết khác dùng để xét nghiệm máu.

- Dụng cụ thủy tinh.

Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm so sánh các mẫu độc lập có đối chứng.

Phương pháp chọn mẫu Với động vật thực nghiệm chọn mẫu ngẫu nhiên để đưa vào các nhóm thử nghiệm.

Thỏ 30 con được chia làm 5 lô, mỗi lô 6 con (n=6).

Cách tiến hành Thực nghiệm trên mô hình gây rối loạn lipid máu bằng đường uống.

30 con thỏ được nuôi 5 ngày trước khi làm thực nghiệm, cùng một chế độ ăn uống (đỗ tương, rau xanh và nước uống).

* Tiến hành thực nghiệm gây rối loạn lipid máu theo cơ chế ngoại sinh:

Sau khi đã được nuôi 5 ngày, 30 con thỏ chia ngẫu nhiên thành 5 lô, mỗi lô 6 con. Các nhóm thỏ được uống cholesterol vào 8h sáng và uống thuốc vào 10h sáng cùng ngày. Riêng lô đối chứng không cho uống cholesterol,

không cho uống thuốc, nuôi ở cùng chế độ ăn với các lô khác. Uống liền trong 30 ngày.

- Lô 1 (lô đối chứng): Cho thỏ uống nước sạch, không cho uống cholesterol 20%, không uống thuốc.

- Lô 2 (lô chứng): Cho thỏ uống dầu cholesterol 20% liều 1g/kg (tương đương 5ml/kg thỏ). Sau 2 giờ cho thỏ uống nước 10ml/kg thỏ.

- Lô 3: Cho thỏ uống cholesterol như lô 2. Sau 2 giờ cho uống acid Nicotinic 20mg/kg (cùng thể tích 10ml/kg thỏ).

- Lô 4: Cho thỏ uống cholesterol như lô 2. Sau 2 giờ cho uống cao lỏng NST liều 3g/kg (cùng thể tích 10ml/kg thỏ).

- Lô 5: Cho thỏ uống cholesterol như lô 2. Sau 2 giờ cho uống cao lỏng NST liều 6g/kg (cùng thể tích 10ml/kg thỏ).

* Các chỉ tiêu theo dõi:

- Tiến hành cân kiểm tra trọng lượng của thỏ ở tất cả các lô trước và sau khi tiến hành thực nghiệm.

- Lấy máu làm xét nghiệm các chỉ số CT, TG, LDL-C, HDL-C trước và sau thực nghiệm.

* Cách đánh giá:

- Ảnh hưởng của cao lỏng NST đến trọng lượng cơ thể thỏ.

- Tác dụng gây rối loạn lipid máu của dung dịch cholesterol 20% được đánh giá thông qua việc so sánh các chỉ số lipd máu thỏ ở lô đối chứng và lô chứng tại thời điểm thời điểm N0 và N30.

- Tác dụng làm giảm và phòng ngừa rối loạn lipid máu của cao lỏng NST được đánh giá thông qua việc so sánh các chỉ số lipid trong máu thỏ ở các lô trước và sau khi cho uống cholesterol, uống thuốc; và giữa các lô sử dụng thuốc với lô chứng

Xử lý số liệu

Kết quả nghiên cứu được xử lý theo phương pháp thống kê y học. Sử dụng Test t-Student và so sánh tỷ lệ phần trăm.


231


Tác dụng gây rối loạn lipid máu theo cơ chế ngoại sinh trên thỏ thực nghiệm.

Bảng 1 . Sự thay đổi hàm lượng các chỉ số lipid máu trên thỏ thực nghiệm

Chỉ số lipid máu(mmol/l)

Lô nghiên cứu CT TG LDL - C HDL - C P

Lô đối chứng

(1)(n=6)

Trước 3,8 ± 0,33 0,91 ± 0,19 1,98 ± 0,22 0,98±0,11

>0,05 Sau 3,8 ± 0,35 0,91 ± 0,16 1,98 ± 0,21 0,98±0,13

% tăng, giảm 0% 0% 0% 0%

Lô Chứng (2)(n=6)

Trước 3,8 ± 0,73 0,92 ± 0,09 1,98± 0,21 0,98±0,13

< 0,05 Sau 6,24±1,15 1,87 ± 0,67 2,95± 0,14 0,56±0,62

%t ăng, giảm Tăng 64,21% Tăng 103,3% Tăng 48,99% Giảm 42,86%

P sau của lô chứng so với nhóm đối chứng

Psau2-1<0,05 Psau2– 1 <0,05

Psau2– 1 <0,05

Psau2– 1 <0,05

* Nhận xét: Các chỉ sô lipid máu sau thực nghiệm có sự thay đổi rõ rệt: CT tăng 64,21%, TG tăng 105,49%, LDL-C tăng 48,99%, HDL-C giảm 42,86%. Tác dụng thay đổi hàm lượng cholesterol máu trên thỏ thực nghiệm

Bảng 2. Sự thay đổi hàm lượng cholesterol trước và sau thực nghiệm

Hàm lượng cholesterol (mmo/l) Lô nghiên cứu

N0

N0 (X ± SD)

N30

N30 (X ± SD)

Thay đổi so với trước dùng thuốc (%)

Lô chứng (n = 6) Liều cholesterol 1g /kg + nước cất 10ml/kg

3,8 ± 0,73 6,24 ± 1,15 Tăng 64,21

Lô nghiên cứu 1 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + 20mg/kg acid Nicotinic 2,5% Thay đổi so với lô chứng (%)

3,8 ± 0,91 2,87 ± 0,94

Giảm 54,01% Giảm 24,47

Lô nghiên cứu 2 (n = 6) Liều cholesterol 1g /kg + thuốc 3g /kg Thay đổi so với lô chứng (%)

3,75 ± 0,59

2,17 ± 0,30 Giảm 65,25%

Giảm 42,13

Lô nghiên cứu 3 (n = 6) Liều cholesterol 1g /kg + thuốc 6g /kg Thay đổi so với lô chứng (%)

4,1 ± 0,47 2,11 ± 1,04

Giảm 66,19% Giảm 48,54

P so với nhóm chứng PNC1– c sau <0,05

PNC2– c sau <0,05

PNC3 – c sau <0,05

* Nhận xét: - Với li ều thuốc 3g/kg cân nặng, 6g/kg và lô sử dụng 20mg/kg acid nicotinic 2,5%, so với lô chứng thì hàm lượng cholesterol máu sau khi dùng thuốc cũng giảm, có ý nghĩa với p < 0,05.


232

Tác dụng thay đổi hàm lượng triglycerid trên thỏ thực nghiệm

Bảng 3. Sự thay đổi hàm lượng triglycerid trước và sau thực nghiệm

Hàm lượng triglycerid (mmol/l) Lô nghiên cứu

N0

N0 (X ±SD)

N30

N30 (X ± SD)


Lô chứng (n = 6) Liều : cholesterol 1g /kg + nước cất 10ml/kg

0,92 ± 0,09 1,87 ± 0,67 Tăng 103,3

Lô nghiên cứu 1 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + 20mg/kg acid Nicotinic 2,5% Thay đổi so với lô chứng (%)

0,91 ± 0,19

0,34 ± 0,25 Giảm 81,82%

Giảm 62,64

Lô nghiên cứu 2 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + thuốc 3g /kg Thay đổi so với lô chứng (%)

0,90 ± 0,59

0,26 ± 0,18 Giảm 86,10%

Giảm 71,11


0,92 ± 0,47

0,12 ± 0,07 Giảm 93,86%

Giảm 86,16

P so với nhóm chứng

PNC1– c sau <0,05

p NC2 – c sau <0,05

pNC3 – c sau <0,05

* Nhận xét: Với li ều thuốc 3g/kg cân nặng, liều 6g/kg và lô sử dụng 20mg/kg acid nicotinic 2,5%, so với lô chứng thì hàm lượng triglycerid máu sau khi dùng thuốc cũng giảm, có ý nghĩa với p < 0,05. Tác dụng thay đổi hàm lượng HDL- C trên thỏ thực nghiệm

Bảng 4. Sự thay đổi hàm lượng HDL- C trước và sau thực nghiệm

Hàm lượng HDL – C (mmol/l) Lô nghiên cứu

N0

N0 (X ±SD)

N30

N30 (X ± SD)


Lô chứng (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + nước cất 10ml/kg 0,98 ± 0,13 0,56 ± 0,62 Giảm 42,86

Lô nghiên cứu 1 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + 20 mg/kg acid nicotinic 2,5% Thay đổi so với lô chứng (%)

0,93 ± 1.27 0,95 ± 1,11

Tăng 69,64% Tăng 2,15

Lô nghiên cứu 2 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + thuốc3g /kg Thay đổi so với lô chứng (%)

0,91 ± 0,03 0,98 ± 0,92 Tăng 75%

Tăng 7,69


0,91 ± 0,09 1,03 ± 0,97

Tăng 83,93% Tăng 13,18

p so với nhóm chứng pNC1– c sau <0,05

p NC2 – c sau <0,05

pNC3 – c sau <0,05

* Nhận xét: Với li ều thuốc 3g/kg cân nặng và 6g/kg, và lô sử dụng 20mg/kg acid nicotinic 2,5% so với lô chứng thì hàm lượng HDL - C máu sau khi dùng thuốc đều tăng, có ý nghĩa với p < 0,05.


233

Tác dụng thay đổi hàm lượng LDL- C trên thỏ thực nghiệm

Bảng 5. Sự thay đổi hàm lượng LDL- C trước và sau thực nghiệm

Hàm lượng LDL – C (mmol/l)

Lô nghiên cứu

N0

N0 (X ± SD)

N30

N30 (X ± SD)

Thay đổi so với trước dùng thuốc

(%) Lô chứng (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + nước cất 10ml/kg

1,98 ± 0,21 2,95 ± 0,14 Tăng 48,99

Lô nghiên cứu 1 (n = 6) Liều cholesterol 1g/kg + 20 mg/kg acid nicotinic 2,5% Thay đổi so với lô chứng (%)

2,10 ± 0,18

0,76 ± 0,14 Giảm 74,24%

Giảm 63,81


2,38 ± 0,72

0,78 ± 0,12 Giảm 73,56%

Giảm 67,23


2,0 ± 0,82

0,76 ± 0,45 Giảm 74,24%

Giảm 62

p so với nhóm chứng pNC1– c sau <0,05

p NC2 – c sau <0,05

pNC3 – c sau <0,05

* Nhận xét: Với li ều thuốc 3g/kg cân nặng, 6g/kg cân nặng và lô sử dụng 20mg/kg acid nicotinic 2,5% so với lô chứng thì hàm lượng HDL- C máu thỏ giảm, có ý nghĩa với p < 0,05.

BÀN LUẬN

Tác dụng gây rối loạn lipid máu theo cơ chế ngoại sinh trên thỏ thực nghiệm

Từ bảng 1 ta thấy kết quả chỉ sô lipid máu sau thực nghiệm của lô chứng so với lô đối chứng có sự thay đổi: CT tăng 64,21%, TG tăng 105,49%, LDL-C tăng 48,99%, HDL-C giảm 42,86%, sự thay đổi có ý nghĩa thống kê.

Kết quả thực nghiệm chứng tỏ chúng tôi đã thành công trong việc xây dựng mô hình gây rối loạn lipid máu thỏ thực nghiệm bằng đường uống.

Tác dụng thay đổi hàm lượng cholesterol máu Thỏ thực nghiệm

Từ bảng 2 ta thấy: Sau 30 ngày cho thỏ uống Cholesterol và cao lỏng Ngưu sâm tra liều 3g/kg cân nặng thấy, hàm lượng Cholesterol trong máu thỏ so với lô chứng giảm 65,22%. Liều 6g/kg cân nặng thấy, hàm lượng Cholesterol trong máu thỏ so với lô chứng giảm 66,19%. Trong khi nhóm uống (cholesterol và acid Nicotinic) so với chứng chỉ giảm 54,01%. Tỷ lệ trên thấp hơn so với

dịch chiết lá chè đắng dùng trên chuột với liều 1g/kg thì ức chế sự tăng cholesterol máu ở chuột uống cholesterol hàng ngày là 83,7%, với li ều 2g/kg thì có tác dụng ức chế sự tăng cholesterol máu chuột tới 106,7% [9]. So với viên hoàn mềm sau 60 ngày điều trị cho gà được gây tăng cholesterol và thuốc đã làm giảm cholesterol máu so với chứng là 74% [10]. Với các phân đoạn dịch chiết của quả Sơn tra chỉ số cholesterol giảm 0,5 mmol/l [7]. So với cao lỏng Sơn tra liều 10g/kg làm giảm 9,97% cholesterol máu thỏ so với lô chứng đã được gây rối loạn lipid máu [11].

Kết quả nghiên cứu trên cho thấy cao lỏng Ngưu sâm tra có tác dụng làm giảm cholesterol trên máu thỏ cao hơn so với nhóm dùng thuốc acid Nicotinic, so với dùng đơn thuần cao lỏng Sơn tra, liều cao thì khả năng giảm càng lớn. Trong bài thuốc các vị như Sơn tra đã được chứng minh có tác dụng tăng bài tiết cholesterol, Hà thủ ô làm giảm hấp thu cholesterol, Ngưu tất; Thảo quyết minh; Linh chi có tác dụng làm giảm cholesterol trên thực nghiệm và lâm sàng [1], [3], [6].


234

Tác dụng thay đổi hàm lượng Triglycetrd máu Thỏ thực nghiệm

Qua bảng 3 cho thấy: Sau 30 ngày cho thỏ uống Cholesterol và cao lỏng Ngưu sâm tra liều 3g/kg cân nặng thấy, hàm lượng Triglycerid trong máu thỏ so với lô chứng giảm 86,10%. Liều 6g/kg cân nặng thấy, hàm lượng Triglycerid trong máu thỏ so với lô chứng giảm 93,86%. Trong khi nhóm uống (acid Nicotinic) so với chứng chỉ giảm 81,82%. So với hoàn mềm H3LIM có tác dụng làm giảm triglycerid máu gà so với lô chứng là 76% [10]. So với phân đoạn dịch chiết quả Sơn tra có tác dụng làm giảm chỉ số triglycerid máu chuột 0,3 mmol/l [7]. Cao lỏng Sơn tra liều 10g/kg làm giảm 17,6% triglycerid máu thỏ [11].

Với kết quả trên cho thấy Cao lỏng Ngưu sâm tra có tác dụng giảm Triglycerid cao hơn acid Nicotonic, viêm hoàn mềm H3LIM, phân đoạn dịch chiết đơn thuần quả Sơn tra và cao lỏng Sơn tra. Liều cao tác dụng giảm nhiều hơn. Trong bài thuốc vị Đan sâm, Linh chi, Thảo quyết minh đã được chứng minh có tác dụng giảm triglycerid, ngoài ra Linh chi còn có tác dụng ức chế sự tạo thành triglycerid [4], [5].

Tác dụng thay đổi hàm lượng HDL - C máu Thỏ thực nghiệm

Từ bảng 3.4 ta thấy: Sau 30 ngày cho thỏ uống Cholesterol và cao lỏng Ngưu sâm tra liều 3g/kg cân nặng thấy, hàm lượng HDL - C trong máu thỏ so với lô chứng tăng 75%, và liều 6g/kg cân nặng thấy, hàm lượng HDL - C trong máu thỏ so với lô chứng tăng 83,93%. Trong khi nhóm uống (acid Nicotinic) so với chứng tăng 69,64%. Kết quả này cho thấy cao lỏng Ngưu sâm tra có ảnh hưởng làm tăng HDL - C máu thỏ tương đối cao. Mức độ tăng HDL - C máu thỏ phụ thuộc vào liều lượng thuốc và tác dụng này cao hơn so với acid Nicotinic, So với cao lỏng Sơn tra thì hơn rất nhiều [11].

Đây là tác dụng có lợi cho những người bệnh có rối loạn chuyển hóa lipid máu có thể dùng thuốc phòng chống được vữa xơ động mạch.

Đồng thời trên thực nghiệm cũng đã chứng minh được một số vị thuốc có tác dụng ngăn cản, hạn chế hình thành mảng xơ gây vữa xơ động mạch như Thảo quyết minh, Nấm linh chi. [1], [3], [5]

Tác dụng thay đổi hàm lượng LDL - C máu Thỏ thực nghiệm

Từ bảng 5 ta thấy: Sau 30 ngày cho thỏ uống Cholesterol và cao lỏng Ngưu sâm tra liều 3g/kg cân nặng thấy, hàm lượng LDL - C trong máu thỏ so với lô chứng giảm 73,56%. Liều 6g/kg cân nặng thấy, hàm lượng LDL - C trong máu thỏ so với lô chứng giảm 74,24%. Trong khi nhóm uống (acid Nicotinic) so với chứng giảm 74,24%, so với cao lỏng Sơn tra thì chỉ làm giảm 17,63% LDL- C [11]. Kết quả này cho thấy cao lỏng Ngưu sâm tra có ảnh hưởng làm giảm LDL - C máu thỏ cao. Tác dụng này tương đương so với acid Nicotinic và cao hơn sử dụng Sơn tra đơn thuần.

Từ kết quả nghiên cứu thu được các lô thỏ uống cao lỏng Ngưu sâm tra đều có chỉ số cholesterol, tryglycerid giảm thấp hơn so với lô chứng. Chúng tôi nghĩ cao lỏng Ngưu sâm tra đã có khả năng giảm hấp thu lipid ở ruột hoặc giảm tổng hợp lipid tại gan.

KẾT LUẬN

- Gây rối loạn lipid máu thỏ bằng đường uống đã làm chỉ số lipid máu ở lô chứng thay đổi: CT tăng 64,21%, TG tăng 105,49%, LDL-C tăng 48,99%, HDL-C giảm 42,86%. .

- Đánh giá tác dụng của cao lỏng NST trên các chỉ số lipid máu: + Với li ều 3g/kg thể trọng cao lỏng NST làm giảm hàm lượng cholesterol 65,22%, giảm triglycerid 86,10%, giảm LDL – C 73,56%, tăng HDL-C 75% so với lô chứng (p<0,05).

+ Với li ều 6g/kg thể trọng cao lỏng NST làm giảm hàm lượng cholesterol 66,19%, giảm triglycerid 93,86%, giảm LDL – C 74,24%, tăng HDL-C 83,93% so với lô chứng (p<0,05).


1. Bộ môn Dược liệu (1998), Dược liệu tập I,II, Trường Đại học Dược Hà Nội, trang 157,235, 247,238.


235

2. Bộ môn Y học cổ truyền (2005), Bài giảng Y học cổ truyền tập II, Đại học Y Hà Nội, tr 60 – 64. 3. Vũ Văn Chi (1997), Từ điển cây thuốc, Nhà xuất bản Y học Hà Nội.

4. Phan Việt Hà (1998), “Nghiên cứu tác dụng bài thuốc Giáng chỉ ẩm trong điều trị hội chứng rối loạn lipid máu”, Luận văn Thạc sĩ Y học. 5. Nguyễn Thy Khuê (1999), Nội tiết học đại cương, Nxb Thành phố Hồ Chí Minh, tr 555 -589 6. Trần Văn kỳ (1992), “ Những điểm mới trong điều trị nội khoa Đông Tây Y kết hợp tại Trung Quốc ’’ , Viện Y học cổ truyền thành phố Hồ Chí Minh, tr 6 – 10, 21 -30. 7. Đoàn Thị Nhu và cộng sự (1991), “Nghiên cứu tác dụng hạ cholesterol máu trên chế phẩm Bidentin bào chế từ rễ ngưu tất” , thông báo dược liệu, tập 23, số4, trang 48 – 50.

8. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh, Đỗ Ngọc Liên, Nguyễn Quang Huy, Nguyễn Khắc Tạo (2010), “Tác dụng giảm trọng lượng và lipid máu từ một số phân đoạn dịch chiết quả Sơn tra trên chuột béo phì thực nghiệm”, Tạp chí Dược học, 8/2010, số 412, tr 37 – 41. 9. Nông Thanh Sơn (2003) “Nghiên cứu độc tính, tác dụng phòng chống độc và hạ huyết áp của dịch chiết lá cây Chè đắng Cao bằng ”, Đề tài nghiên cứu cấp bộ, Trường đại học Y khoa Thái Nguyên 10. Bạch Phương Thảo (2003), “Nghiên cứu tác dụng hạ lipid máu của hoàn mềm H3LIM trên gà được gây tăng cholesterol”, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Đại học dược Hà Nội. 11. Vũ Minh Tiến (2010), “ Đánh giá tác dụng điều chỉnh rối loạn lipid máu của Sơn tra (Fructus Crataegi) ở động vật thực nghiệm”, luận văn Thạc sĩ Y học.

SUMMARY STUDY ON ACTION OF LIQUID EXTRACT OF NGUU SAM TRA ON BLOOD LIPID INDICATORS IN EXPERIMENTAL ANIMALS

Nguyen Thi Minh Thuy *, Nguyen Thi Hanh, Nguyen Tien Phuong, Nguyen Thi Nhuan

College of Medicine & Pharmacy – TNU

Liquid extract of Nguu sam Tra in experimental animals causes disorders of blood lipid indicators according to the exogenous mechanism and evaluates actions of Liquid extract of Nguu sam Tra on blood lipid indicators according in experimental animals. The results showed that: The model resulting in disorders of blood lipid indicators according to the exogenous mechanism in the controls was changed: CT increased 64.21%, TG increased 105.49%, LDL-C increased 48,99%, HDL-C dropped 42.86%. Evaluating actions of Liquid extract of Nguu sam Tra on blood lipid indicators: + with dose of 3g/kg, Liquid extract of Nguu sam Tra dropped cholesterol levels of 65.22%, decreased triglycerid levels of 86.10%, dropped LDL – C 0f 73.56%, increased HDL-C of 75% as compared to the controls (p<0,05). + With dose of 6g/kg, Liquid extract of Nguu sam Tra dropped cholesterol levels of 66.19%, decreased triglycerid levels of 93.86%, dropped LDL – C of 74.24%, increased HDL-C of 83.93% as compared to the controls (p<0,05) Key words: Disorders blood lipid indicators , actions on blood lipid indicators , Liquid extract of Nguu sam Tra

Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Hoa – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên



236

Nguyễn Thị Thu Hoài Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 237 - 243

237

MÔ TẢ MỘT VÀI ĐẶC ĐIỂM DỊCH TỄ, LÂM SÀNG BỆNH ZONA ĐIỀU TRỊ TẠI KHOA DA LI ỄU BỆNH VIỆN ĐA KHOA TRUNG ƯƠNG THÁI NGUYÊN VÀ B ỆNH VIỆN 103

Nguyễn Thị Thu Hoài Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Mục tiêu nghiên cứu: Mô tả một vài đặc điểm dịch tễ, lâm sàng bệnh zona. Đối tượng và phương pháp: gồm 71 bệnh nhân zona (cỡ mẫu thuận tiện) nằm điều trị nội trú tại khoa Da liễu - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên và bệnh viện 103 từ 7/ 2010 đến 7/2011. Thiết kế nghiên cứu: mô tả tiến cứu trên bệnh nhân về một số đặc điểm lâm sàng. Kết quả nghiên cứu: tỷ lệ bệnh ở nam: 53,5%, nữ: 46,5%. Tuổi mắc bệnh thường gặp là trên 50 (70,41%), trong đó có 22,53% bệnh nhân trên 70 tuổi. Vị trí thương tổn thường gặp nhất là liên sườn 39,44%, đầu - mặt - cổ: 36,62%, chân 9,86%, tay 8,45%. 100% bệnh nhân có tổn thương cơ bản là mảng da viêm đỏ, mụn nước mọc thành chùm, thành đám. Có 63,38% bệnh nhân có sưng hạch lân cận, sốt: 8,45%, mệt mỏi: 16,9%. Triệu chứng đau gặp ở 100% bệnh nhân nghiên cứu. Kết luận: Bệnh zona gặp ở bất kỳ mùa nào trong năm, với triệu chứng lâm sàng điển hình như y văn và các thể lâm sàng đa dạng. Từ khoá: zona, bệnh zona, varicella

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Bệnh zona là một nhiễm trùng da cấp tính do varicella zoster virus gây nên, đây là một bệnh da thường gặp trong số các bệnh da do virus. Ở Mỹ, gần 100% người lớn có chứng cứ huyết thanh về việc nhiễm varicella và đều có nguy cơ bị zona. Hàng năm có hơn 500.000 bệnh nhân bị herpes zoster. Nguy cơ mắc zona trong suốt cuộc đời: 10 đến 20% [11]. Ở nước ta, bệnh zona chiếm 41,53% tổng số bệnh da do virus và chiếm 5,33% tổng các bệnh da điều trị nội trú tại Vi ện Da liễu Quốc gia [4].

Bệnh zona có thể gặp ở mọi lứa tuổi, nhưng thường gặp ở những người lớn tuổi, đặc biệt là trên 50 tuổi. Bệnh cũng thường gặp ở những người suy giảm miễn dịch do dùng các thuốc ức chế miễn dịch kéo dài, hoá trị liệu điều trị ung thư, bệnh nhân HIV/AIDS [1], [7]. Triệu chứng lâm sàng của bệnh zona là thương tổn da và đau. Thương tổn da là mụn nước hoặc và bọng nước mọc thành chùm ở một vùng da dọc theo một vùng thần kinh chi phối bị tổn thương. Thương tổn da thường khu trú ở một bên cơ thể [1]. Xuất phát từ lí do nêu trên tôi tiến hành đề tài “Mô tả một

*

vài đặc điểm dịch tễ, lâm sàng bệnh zona điều trị tại khoa Da liễu bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên và bệnh viện 103” Mục tiêu: Mô tả một vài đặc điểm dịch tễ, lâm sàng bệnh zona điều tri tại khoa Da liễu bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên và khoa Da liễu bệnh viện 103


Đối tượng Đối tượng nghiên cứu 71 bệnh nhân được chẩn đoán zona điều trị nội trú tại khoa Da liễu - Bệnh viện 103 và Khoa Da liễu - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên.

Tiêu chuẩn chẩn đoán bệnh Zona

Dựa vào lâm sàng

- Mụn nước, phỏng nước, mụn mủ, mụn máu thành chùm trên nền da viêm đỏ khu trú dọc theo đường đi của dây thần kinh chi phối bị tổn thương.

- Đau: + Đau trước nổi mụn một vài ngày.

+ Đau với các mức độ và tính chất khác nhau

- Triệu chứng khác:+ Sưng hạch phụ cận (±), sốt (±),..


238

Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân

Tất cả bệnh nhân được chẩn đoán xác định là zona, điều trị nội trú tại Khoa Da liễu - Viện 103 và Khoa Da liễu - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên.

Tiêu chuẩn loại trừ bệnh nhân

Bệnh nhân không hợp tác

Địa điểm nghiên cứu

- Khoa Da liễu - Viện 103, Khoa Da liễu - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên.

Thời gian nghiên cứu

- Từ tháng 7/2010 đến tháng 7/2011


Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu mô tả tiến cứu

Mẫu nghiên cứu: Chọn mẫu thuận tiện

Kỹ thuật thu thập số liệu

Hỏi bệnh, khám lâm sàng và ghi chép các kết quả nghiên cứu vào phiếu bệnh án.

- Tình hình bệnh zona: tuổi, giới, mùa.

- Đặc điểm lâm sàng.

+ Đặc điểm tổn thương da.

+ Vị trí tổn thương da.

+ Diện tích thương tổn.

+ Thời điểm xuất hiện đau.

+ Tính chất đau

+ Mức độ đau theo thang điểm Likert

+ Triệu chứng toàn thân

+ Bệnh kết hợp với zona

- Thang điểm đau Likert có 11 điểm, từ 0 (không đau/ bình yên) đến 10 (đau nhiều nhất/ kêu la, choáng).

+ Chia 3 mức độ đau dựa theo thang điểm đau Likert:

Mức độ đau nhẹ ≤ 4 điểm

Mức độ đau vừa: 5 - 6 điểm

Mức độ đau nặng: ≥ 7 điểm

Cách tính thang điểm đau Likert [3]

Cường độ đau

Cảm nhận đau của bệnh nhân

Những hành vi và biểu hiện của bệnh nhân

0 điểm Không đau Biểu hiện bình yên

1 - 2 điểm Đau ít nhất Bệnh nhân hơi khó chịu

3 - 4 điểm Đau ít Nhăn mặt

5 - 6 điểm Đau vừa Rên rỉ

7 - 8 điểm Đau nặng Kêu la

9-10 điểm Đau dữ dội Bệnh nhân có thể bị choáng

Xử lý số liệu: Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê y sinh học trên phần mềm Epi info 2005 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Bảng 1: Phân bố theo giới (n=71)

Giới n %

Nam 38 53,5

Nữ 33 46,5

Tổng số 71 100

Nhận xét: Bảng 1 cho thấy tỷ lệ mắc bệnh ở nam là 53,5%, ở nữ là 46,5%.

Bảng 2: Phân bố theo nhóm tuổi (n=71)

Nhóm tuổi n %

< 10 1 1,41

10 - 19 3 4,22

20 - 29 10 14,1

30 - 39 2 2,82

40 - 49 5 7,04

50 - 59 16 22,53

60 - 69 18 25,35

≥ 70 16 22,53

Trung bình 53,93 ± 20,03

Tổng số 71 100

Nhận xét: Bảng 2 cho thấy nhóm tuổi 60 - 69 tuổi chiếm tỷ lệ cao nhất (25,35 %), thấp nhất là nhóm tuổi < 10 tuổi chiếm 1,41%. Tuổi trung bình 53,93 ± 20,03


239

Bảng 3: Phân bố theo mùa (n=71)

Mùa trong năm n % Mùa xuân (1): Tháng 2- 3- 4

20 28,17

Mùa hạ (2): Tháng 5- 6- 7

20 28,17

Mùa thu (3): Tháng 8- 9- 10

10 14,08

Mùa đông (4): Tháng 11- 12- 1

21 29,58

Tổng số 71 100

Nhận xét: Bảng 3 cho thấy bệnh zona xuất hiện ở tất cả các mùa trong năm.

Bảng 4: Dấu hiệu báo trước (n=71)

Dấu hiệu báo trước n %

Đau trước khi có thương tổn da 64 90,14

Đau cùng lúc có thương tổn da 7 9,86

Tổng số 71 100

Nhận xét: Kết quả ở bảng 4 cho thấy có 90,14% bệnh nhân có dấu hiệu báo trước là đau, chỉ có 9,86% bệnh nhân đau xuất hiện cùng lúc với thương tổn trên da.

Bảng 5: Các loại thương tổn cơ bản

Các loại thương tổn cơ bản

Số lượt Tỷ lệ (%)

Mảng da viêm đỏ 71 100 Mụn nước thành chùm 71 100 Bọng nước 65 91,55 Mụn nước lưu vong 0 0 Vảy tiết 10 14,1 Sẹo phẳng 1 1,41 Sẹo lõm 0 0

Nhận xét: Bảng 5 cho thấy trên 91% bệnh nhân có thương tổn cơ bản là mảng da viêm đỏ, mụn nước thành chùm và bọng nước, không có bệnh nhân nào có mụn nước lưu vong hoặc sẹo lõm.

Bảng 6: Vị trí thương tổn da

Vị trí thương tổn n % Một bên cơ thể 71 100 Cả hai bên cơ thể 0 0 Liên sườn 28 39,44 Đầu mặt cổ 26 36,62 Tay 6 8,45 Chân 7 9,86 Hạch gối 4 5,63 Tổng số 71 100

Nhận xét: Kết quả ở bảng 6 cho thấy thương tổn ở một bên cơ thể chiếm 100%, không có bệnh nhân nào có tổn thương ở bên đối diện. Vị trí thương tổn gặp nhiều nhất là vùng liên sườn (39,44%).

Bảng 7: Các thể lâm sàng

Các thể lâm sàng n % Zona liên sườn và ngực bụng

28 39,44

Zona ngực- cánh tay

6 8,45

Zona hạch gối- zona tai

4 5,63

Zona hạch bướm khẩu cái

7 9,86

Zona cổ, cổ gáy, cổ cánh tay

4 5,63

Zona mắt 15 21,13 Zona thắt lưng 5 7,04 Zona xương cùng 2 2,82 Tổng 71 100

Nhận xét: Bảng 7 cho thấy zona liên sườn và ngực bụng chiếm tỷ lệ cao nhất 39,44%, tiếp đến là zona mắt chiếm 21,13%, các thể lâm sàng khác có tỷ lệ thấp hơn.

Bảng 8: Triệu chứng cơ năng

Tri ệu chứng cơ năng

Số lượng Tỷ lệ (%)

Đau 71 100

Mệt mỏi 12 16,9

Nhận xét: Bảng 8 cho thấy 100% bệnh nhân zona đều có triệu chứng cơ năng là đau. Mệt mỏi chỉ chiếm tỷ lệ 16,9% trong tổng số bệnh nhân nghiên cứu.

Bảng 9: Mức độ đau và tuổi đời (n= 71)

Tuổi Nhẹ Vừa Nặng Tổng

n % n % n %

< 10 1 100 0 0 0 0 1

10-19 0 0 2 12,5 1 1,85 3

20-29 0 0 6 37,5 4 7,40 10

30-49 0 0 1 6,25 1 1,85 2

40-49 0 0 2 12,5 3 5,56 5

50-59 0 0 1 6,25 15 27,78 16

60-69 0 0 2 12,5 16 29,63 18

≥ 70 0 0 2 12,5 14 25,93 15

Tổng 1 100 16 100 54 100 71


240

Nhận xét: Kết quả ở bảng 9 cho thấy đau nặng chủ yếu gặp ở nhóm tuổi trên 50 chiếm 83,34%, còn đau vừa chủ yếu gặp ở lứa tuổi trẻ 20 - 39 chiếm 43,75%. Có 1 trẻ dưới 10 tuổi đau ở mức độ nhẹ.

Bảng 10: Các triệu chứng toàn thân

Tri ệu chứng toàn thân Số lượng

Tỷ lệ (%)

Sốt Sốt nhẹ Sốt vừa Sốt nặng

6 4 1 1

8,45 5,63 1,41 1,41

Hạch lân cận sưng đau 45 63,38

Liệt dây thần kinh VII ngoại biên

2 2,82

Nhận xét: Bảng 10 cho thấy triệu chứng toàn thân thường gặp nhất trong bệnh zona là sưng đau hạch lân cận (63,38%), sốt chỉ chiếm 8,45% trong đó chủ yếu là sốt nhẹ (5,63%).

Bảng 11: Một số bệnh kết hợp (n= 71)

Các bệnh Số bệnh nhân (n)

Tỷ lệ (%)

Tăng huyết áp 16 22,54

Bệnh dạ dày tá tràng 6 8,45

Tiểu đường 2 2,82

Tăng mỡ máu 2 2,82

Viêm bì cơ, Lupus ban đỏ hệ thống

3 4,23

Sỏi mật 1 1,41

Cắt 2/3 dạ dày 2 2,82

Thoái hoá khớp 1 1,41

Thiểu năng tuần hoàn não

1 1,41

Nhận xét: Kết quả ở bảng 11 cho thấy trong các bệnh kèm theo, tăng huyết áp chiếm tỷ lệ cao nhất 22,54%, tiếp đó là bệnh dạ dày tá tràng (11,27%)

BÀN LUẬN

Nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy rằng tỷ lệ mắc bệnh zona theo giới gần xấp xỉ như nhau, hoặc nếu có sự khác biệt thì không nhiều, các tác giả này cũng không tìm thấy sự liên quan đặc biệt nào của bệnh về giới tính [6]. Trong nghiên cứu của chúng tôi cũng cho thấy tỷ lệ mắc bệnh theo giới là không có sự khác nhau. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Đỗ Văn Khoát [4].

Bệnh Zona có thể gặp ở bất kì lứa tuổi nào, nhưng đặc biệt khi tuổi càng cao thì tỷ lệ mắc bệnh càng tăng và di chứng đau càng nhiều [1], [7], [9]. Bệnh zona thường gặp ở những người trong độ tuổi trên 50, chiếm tỷ lệ 70,41% (22,53% + 25,35% +22,53%) (bảng 2). Kết quả nghiên cứu này của chúng tôi phù hợp với kết quả nghiên cứu của Đặng Văn Em và cộng sự, độ tuổi trên 50 luôn chiếm tỷ lệ mắc bệnh zona rất cao (76,92% và 79,07%) [8], [9]. Mặc dù zona có thể gặp ở bất kỳ lứa tuổi nào nhưng lứa tuổi dưới 14 là ít gặp chỉ chiếm khoảng 5% [10]. Nghiên cứu của chúng tôi có một bệnh nhân là trẻ em (6 tuổi) chiếm 3,2%. Đây không phải ca bệnh hiếm gặp nhưng do hiện nay bệnh zona có xu hướng trẻ hóa dần như bệnh ung thư (có thể gặp trẻ em bị zona) mà nguyên nhân còn đang cần tiếp tục nghiên cứu, nên đó cũng là vấn đề cần quan tâm, theo dõi thêm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mắc bệnh zona vào mùa đông cao nhất (29,58%), mùa thu có tỷ lệ mắc bệnh thấp nhất 14,08%, tuy nhiên sự khác biệt về tỷ lệ mắc bệnh giữa các mùa trong năm này không có ý nghĩa thống kê với p > 0,05. Trong khoảng 5 - 10 năm gần đây, khí hậu nước ta có xu hướng nóng dần lên và khí hậu hai mùa lân cận đan xen nhau nên bệnh zona phát triển không mấy khác biệt giữa các mùa.

Theo Socan M và Blasko M bệnh do varicella tăng cao trong khoảng những tháng mùa đông và thấp nhất vào khoảng tháng 8 tháng 9 [10]. Trong nghiên cứu của chúng tôi tỷ lệ mắc zona cao nhất vào mùa đông và thấp nhất vào khoảng tháng 8 đến tháng 10. Như vậy kết quả nghiên cứu chúng tôi cũng phù hợp với kết quả của Socan M và Blasko M.

Dấu hiệu tiền triệu: Trước khi có thương tổn da 2 - 3 ngày thường có triệu chứng báo trước như đau, rát dấm dứt tại vùng da sắp nổi thương tổn [1], [7]. Trong nghiên cứu của chúng tôi có 90,1% bệnh nhân có triệu chứng đau tiền triệu, 9,9% bệnh nhân xuất hiện đau cùng lúc xuất hiện thương tổn da. Tính chất đau có thể là đau rát, đau nhói từng cơn hoặc đau ê ẩm khu vực sắp xuất hiện tổn thương


241

của zona là mảng viêm đỏ và mụn nước, phỏng nước. Một số bệnh nhân đã đi khám chuyên khoa như chuyên khoa thần kinh vì đau liên sườn, đau đầu, đau vai gáy, đau dây thần kinh hông; khám chuyên khoa nội vì đau vùng trước ngực trái như cơn đau tim; khám chuyên khoa ngoại vì có những cơn đau kiểu đau quặn thận…

Thương tổn cơ bản: Tất cả bệnh nhân nghiên cứu của chúng tôi đều có thời gian mắc bệnh trong 7 ngày đầu, lúc bệnh đang ở giai đoạn cấp tính cho nên hình ảnh thương tổn trên da cũng phản ánh ở giai đoạn cấp tính.

Nghiên cứu cho thấy 100% bệnh nhân có thương tổn mảng da viêm đỏ. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả của Đặng Văn Em, 100% bệnh nhân có thương tổn mảng da viêm đỏ, không có mụn nước lưu vong [2]. Trên cùng một bệnh nhân có thể gặp đồng thời nhiều loại thương tổn da. Trong nghiên cứu của chúng tôi, thương tổn da hay gặp nhất là mảng da viêm đỏ (100%), mụn nước thành chùm (100%), bọng nước (91,6%), đây chính là thương tổn cơ bản đặc trưng của zona ở giai đoạn cấp. Ngoài ra chúng tôi còn gặp các thương tổn khác như vết trợt, vảy tiết (14,1%), sẹo phẳng (1,41%)… phù hợp với bệnh cảnh lâm sàng. Vị trí thương tổn: Trong nghiên cứu của chúng tôi 100% bệnh nhân có vị trí thương tổn khu trú ở một bên cơ thể, không có bệnh nhân nào có tổn thương ở 2 bên cơ thể. Kết quả ở bảng 6 cho thấy vị trí tổn thương thường gặp nhất là vùng ngực - lưng (39,44%). So sánh với kết quả của Đỗ Văn Khoát (25,61%) [4] thì kết quả của chúng tôi cao hơn có ý nghĩa thống kê, p < 0,05. Nhưng so sánh với Arnold [6], zona liên sườn chiếm tỷ lệ cao nhất 55%, thì cao hơn kết quả của chúng tôi có ý nghĩa thống kê với p < 0,01. Zona vùng đầu mặt cổ cũng chiếm tỷ lệ khá cao 36,6%. Ngoài ra chúng tôi còn gặp thương tổn da ở một số vùng khác như: tay, chân, cùng cụt... nhưng với tỷ lệ thấp hơn.

Về các thể lâm sàng của zona, kết quả ở bảng 7 cho thấy zona liên sườn và ngực bụng gặp nhiều nhất (39,44%), tiếp đến là zona mắt: 21,13%. Ngoài ra, trong nghiên cứu của

chúng tôi còn gặp nhiều thể lâm sàng khác như: zona ngực- cánh tay, zona hạc gối- zona tai, zona hạch bướm khẩu cái, zona cổ, cổ gáy, cổ cánh tay, zona thắt lưng, zona xương cùng. Như vậy các thể lâm sàng của zona cũng rất đa dạng.

Triệu chứng toàn thân và cơ năng

Nhiều tác giả khi nghiên cứu về zona đều gặp một số triệu chứng toàn thân và cơ năng như: đau, sốt (thường là sốt nhẹ và vừa, t0 < 390C), sưng đau hạch phụ cận, mệt mỏi… [2], [6], [7]. Bản chất của đau thần kinh do zona là do varicella zoster virus phá hủy bao Myelin của sợi thần kinh cảm giác [5]. Sự phá hủy này xảy ra trước khi tổn thương trên da xuất hiện. Vì vậy, tùy thuộc vào vị trí tổn thương của dây thần kinh cảm giác mà bệnh nhân có các biểu hiện đau và triệu chứng khác nhau. Đau do zona có thể xuất hiện trước, trong hoặc sau khi có thương tổn trên da. Đau cũng có thể chỉ khu trú ở vùng tổn thương nhưng cũng có khi đau lan sang vùng khác [8]. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy đau vùng tổn thương zona gặp ở 100% bệnh nhân với các mức độ đau khác nhau theo chỉ số Likert. Đau nặng chiếm tỷ lệ cao nhất 76,06% và chủ yếu gặp ở lứa tuổi trên 50 chiếm 83,33% (45/54). Điều đó chứng tỏ triệu chứng đau cũng rất thường gặp trong zona, đặc biệt đau zona ở những người trên 50 tuổi, do vậy đau zona là vấn đề cần được lưu ý trong điều trị. Về triệu chứng sốt gặp ở 8,45% bệnh nhân, trong đó chủ yếu là sốt nhẹ chiếm 5,63%. Kết quả nghiên cứu này của chúng tôi phù hợp với kết quả của Đặng Văn Em [2], sốt chiếm 9,62%. So sánh với kết quả của Đỗ Văn Khoát (sốt nhẹ chiếm 44,34%, sốt vừa chiếm 5,6%) [4] thì kết quả cuả chúng tôi thấp hơn có ý nghĩa thống kê với p < 0,01. Dấu hiệu mệt mỏi chúng tôi gặp 12/71 bệnh nhân (chiếm 16,9%) và gặp chủ yếu ở bệnh nhân zona vùng đầu - mặt - cổ, kết quả này phù hợp với kết quả của Đỗ Văn Khoát [4], kết quả của Đặng Văn Em (19,23%) [2] . Với triệu chứng sưng đau hạch phụ cận, chúng tôi gặp ở 63,38% bệnh nhân. So sánh với Đặng Văn Em [2], hạch phụ cận sưng đau chiếm 53,85% thì kết quả nghiên cứu của chúng tôi không thực sự cao hơn với p > 0,05.


242

Ngoài những triệu chứng trên chúng tôi còn gặp triệu chứng liệt dây thần kinh VII ngoại biên chiếm 2,82%.

Như vậy ngoài tổn thương ngoài da, ở bệnh nhân zona còn có những triệu chứng khác như: đau, sốt, mệt mỏi, sưng hạch…

Bệnh kết hợp với zona chiếm tỷ lệ 46,47%, bao gồm bệnh tăng huyết áp 22,54%, bệnh dạ dày tá tràng 8,45%, tiểu đường 2,82%, lupus đỏ hệ thống và viêm bì cơ 4,23%, tăng mỡ máu 2,82%... không có bệnh nhân ung thư, HIV. Như vậy, bệnh kết hợp trong bệnh zona hầu hết là bệnh của người cao tuổi. Các bệnh tăng huyết áp hay bệnh dạ dày tá tràng không làm biến đổi miễn dịch của cơ thể nên không là nguyên nhân dễ dẫn đến bệnh zona. Có lẽ giữa bệnh zona và các bệnh kết hợp ở đây có chung một vấn đề là bệnh đều ở người cao tuổi là chủ yếu.

KẾT LUẬN

Bệnh zona gặp ở bất kỳ mùa nào trong năm, với tỷ lệ bệnh ở nam: 53,5%, nữ: 46,5%. Tuổi mắc bệnh thường gặp là trên 50 (70,41%), trong đó có 22,53% bệnh nhân trên 70 tuổi.

Vị trí thương tổn thường gặp nhất là liên sườn 39,44%, đầu - mặt - cổ: 36,62%, chân 9,86%, tay 8,45%. Tổn thương cơ bản của bệnh zona là mảng da viêm đỏ, mụn nước mọc thành chùm, thành đám. Có 63,38% bệnh nhân có sưng hạch lân cận, sốt: 8,45%, mệt mỏi: 16,9%. Triệu chứng đau gặp ở 100% bệnh nhân nghiên cứu, chủ yếu là đau nặng.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Bùi Khánh Duy - chủ biên (2008), “Zona”, Giáo trình bệnh da và hoa liễu, NXB Quân đội nhân dân, tr. 193 - 195.

2. Đặng Văn Em, Ngô Xuân Nguyệt (2005), Nghiên cứu một số tình hình và đặc điểm lâm sàng bệnh Zona điều trị nội trú tại Khoa Da liễu- Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, Tạp chí Y học thực hành số 3, tr. 27 - 29. 3. Đặng Văn Em, Ngô Xuân Nguyệt (2005), Kinh nghiệm điều trị Amitriptyline trong điều trị bệnh Zona tại Khoa Da liễu- Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, Tạp chí Y học thực hành số 5, tr. 19 - 21. 4. Đỗ Văn Khoát (1998), Nghiên cứu tình hình bệnh zona tại Viện Da liễu Việt Nam từ 1994- 1998, Luận văn thạc sỹ y học. 5. Anne L., Mouney, M.D., et al (2005), “Herpes Zoster and Postherpetic Neuralgia: Prevention and Management”, The American Family Physician, Vol.72/No.6, p. 1075 - 1082. 6. Arnold H.L., Odom R.B., James W.D., (1990), Varicella- Zoster. Andrews Disease of the Skin, p. 447 - 453. 7. Gnann J.W., Whitley R.J., (2002), “Herpes Zoster”, Clinical pratice, Vol.347, p. 340 - 346. 8. Katz J., Mcdermott M.P.,et al (2005), “Psychosocial risk factors for postherpetic neuralgia: a prospectic study of patients with herpes zoster”, J Pain, Vol.6, No.12, p. 782 - 90. 9. Kenneth Schmader (2006), “Treatment and

Prevention Strategié for Herpes zoster and

Postherpetic Neuralgia in Older Adults”, Clinical

Geriatrics, Vol.14- Issue 1 – January, p. 26 - 33.

10. Rowbotham M., et al (1998), “Gabapentin

for the treatment of postherpetic neuralgia”,

JAMA, Vol.280, p. 1837 - 1842

11. Strau S.E., Schmader K.E., Oxmas M.N.,

(2003), “Herpes Zoster”, Fitzpatrick’s

Dermatology in General Medecine, Sixth edision,

Vol.2, p. 2070 - 2080.


243

SUMMARY DESCRIBE SOME EPIDEMIOLOGY, CLINICAL CHARACTERISTIC S OF HERPES ZOSTER TREATMENT AT THE DEPARTMENT OF DERMATOLOGY IN THAINGUYEN CENTRAL GENERAL HOSPITAL AND HOSPITAL NO 103

Nguyen Thi Thu Hoai* College of Medicine and Pharmacy - TNU

Objectives: Describe some epidemiology, clinical characteristics of herpes zoster treatment at the department of dermatology in Thai Nguyen central general hospital and hospital No 103. Subjects and Methods: 71 patients with herpes zoster (convenience sampling) treated at Department of Dermatology in Thai Nguyen Central General Hospital and Hospital No 103, inthe period from 7/2010 - 7/2011. Study design: cross-sectional descriptive study. Results: rate of male: 53.5%, female: 46.5%. Age is a common disease in 50 (70.41%), of which 22.53% of patients over 70 years old. Letion positions often seen were: inter- rib (42.1%), followed by area of head- face- neck (23.7%), 9.86% legs, hands 8.45%.The rate of patient with pain was 100%, swollen neighboring glands (63.38%), fever: 8.45%, tied: 16.9%. Conclusion: Herpes zoster occur in any season of the year, with typical clinical symptoms such as literature and the diverse clinical phenotypes. Key words: shingles, herpes zoster, varicella

Phản biện khoa học: PGS.TS. Nguyễn Quý Thái – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên

*


244

Vũ Thị Kim Liên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 245 - 250

245

BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ K ẾT QUẢ KỸ THUẬT BƠM HƠI TÁCH ĐẦU MỘNG TRONG PHẪU THUẬT CẮT MỘNG GHÉP KẾT MẠC TỰ THÂN

Vũ Thị Kim Liên


TÓM TẮT Phẫu thuật điều trị mộng mắt nhằm làm cho giác mạc được trong, phẳng và hạn chế tỷ lệ tái phát. Mục tiêu: Bước đầu đánh giá kết quả kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng trong phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: 17 mắt của 14 bệnh nhân được áp dụng kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng từ tháng 3 đến tháng 9/2012. Hơi được bơm vào dưới tổ chức đầu mộng và trên diện giác mạc bằng bơm tiêm 3ml. Đầu và thân mộng được cắt bỏ sau đó ghép kết mạc tự thân ở vùng rìa. Độ trong của giác mạc được đánh giá sau phẫu thuật. Kết quả: Đầu mộng được tách khỏi diện giác mạc hoàn toàn ở 13 mắt (76,5%), 04 mắt (23,5%) tách không hoàn toàn cần can thiệp thêm bằng dao gọt giác mạc. Diện giác mạc trong và phẳng ở 16 mắt (94,1%) sau mổ 01 tháng. Không có biến chứng xảy ra trong phẫu thuật. Kết luận: Kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng dễ áp dụng, an toàn và kinh tế có thể áp dụng để loại bỏ đầu mộng khỏi diện giác mạc, tạo ra được diện giác mạc trong và phẳng. Từ khoá: Mộng, ghép kết mạc tự thân, bơm hơi

ĐẶT VẤN ĐỀ *

Mộng mắt là tổ chức tân tạo của kết mạc nhãn cầu ở góc trong hoặc góc ngoài phát triển dần về trung tâm của giác mạc. Mộng mắt thường gặp ở nơi có nhiều ánh sáng và tia UV mặt trời. Những người sống ở gần xích đạo và hoạt động nhiều ngoài trời nắng thì dễ bị mộng mắt [4, 10, 13] và tỷ lệ mắc gặp khoảng 10% dân số châu Á [3] và 5,24% ở dân số Việt Nam [1].

Mộng mắt được cấu tạo bởi ba phần: mũ, đầu và thân mộng và phát triển bò dần về phía trung tâm giác mạc. Mộng mắt phát triển dần theo chiều rộng và xâm lấn sâu vào tổ chức giác mạc. Đầu mộng là phần tổ chức mộng bám chặt nhất vào nhãn cầu do đó tách đầu mộng khỏi diện giác mạc là việc làm khó. Phần thân mộng hình quạt bám vào tổ chức kết mạc và dính lỏng lẻo vào lớp thượng củng mạc thì bóc tách dễ hơn. Mộng mắt tuy không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người bệnh nhưng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Bệnh nhân luôn có cảm giác cộm vướng, kích thích và có thể bị giảm thị lực do mộng gây loạn thị giác mạc [11] hoặc khi mộng bò qua bờ đồng tử. Ngoài ra mộng mắt còn gây phiền muộn cho * Tel: 0912656289

người bệnh bởi ảnh hưởng trực tiếp đến yếu tố thẩm mĩ.

Hiện nay, các phương pháp phẫu thuật điều trị mộng mắt đều nhằm mục đích là loại bỏ mộng để cho diện giác mạc trong và giảm thiểu khả năng tái phát. Phẫu thuật mộng mắt được chỉ định khi mộng gây kích thích cộm vướng, gây giảm thị lực hay ảnh hưởng đến yếu tố thẩm mĩ. Các phương pháp phẫu thuật ghép kết mạc tự thân đơn thuần [2], ghép kết mạc tự thân phối hợp với áp Mytomycin C [8] và phương pháp cắt và dán [9] đang được áp dụng rộng rãi với ưu điểm là tỷ lệ tái phát thấp. Trong những kỹ thuật này, việc giải phóng đầu mộng ra khỏi diện giác mạc là một bước làm khó và tốn nhiều thời gian của phẫu thuật viên do phải làm sạch tổ chức đầu mộng bám trên giác mạc. Vì tổ chức đầu mộng bám chắc nên thường không loại bỏ sạch hết sau khi gọt mà phải dùng đầu khoan bằng kim cương để mài tổ chức còn sót lại và đánh bóng cho diện giác mạc được phẳng. Chi phí cho dụng cụ phẫu thuật sẽ cao.

Tại khoa Mắt - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên, phẫu thuật điều trị mộng mắt vẫn phải dùng dao để gọt đầu mộng khỏi diện giác mạc. Vì chưa có dụng cụ để đánh bóng tổ chức giác mạc nên các bác sĩ nhãn khoa vẫn dùng dao lam để gọt dũa chau chuốt


246

giác mạc cho phẳng và trong. Việc làm này tốn khá nhiều thời gian và dễ có nguy cơ làm tổn thương giác mạc và gây loạn thị sau mổ. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu thử nghiệm kỹ thuật bơm hơi dưới đầu mộng với mục tiêu: Đánh giá kết quả phương pháp bơm hơi tách đầu mộng trong phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân mà không dùng phương pháp gọt và đánh bóng vẫn có thể loại bỏ sạch và dễ dàng tổ chức đầu mộng và không gây tổn hại nhiều cho giác mạc.


Đối tượng nghiên cứu - Gồm 14 bệnh nhân (17 mắt có mộng) có chỉ định phẫu thuật điều trị tại bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên từ tháng 03 đến tháng 09 năm 2012.

- Tiêu chuẩn chọn bệnh nhân

Các bệnh nhân được chẩn đoán có mộng mắt bò qua vùng rìa giác mạc (từ mộng độ II) có chỉ định mổ mộng và toàn thân cho phép chịu đựng cuộc mổ.

- Tiêu chuẩn loại trừ: Bệnh nhân có mộng nhưng toàn thân không cho phép phẫu thuật không thuộc đối tượng nghiên cứu của đề tài này.

Bệnh nhân làm cam đoan trước mổ. Tất cả các bệnh nhân trong nghiên cứu đều được mổ chung 1 kỹ thuật. Sau mổ 1 ngày, 07 ngày, 01 tháng, 03 tháng, bệnh nhân được khám lại để đánh giá theo chỉ tiêu nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu - Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu mô tả cắt ngang, tiến cứu

- Phương pháp chọn mẫu: Chọn mẫu nghiên cứu thuận tiện: lấy tất cả bệnh nhân bị mộng mắt đủ tiêu chuẩn nghiên cứu trong thời gian từ tháng 3 đến tháng 9 năm 2012.

- Số liệu được thu thập theo phiếu nghiên cứu, hồ sơ bệnh án được mã hoá và xử lý bằng phần mềm thống kê y học.

Các chỉ tiêu nghiên cứu - Đặc điểm của nhóm bệnh nhân nghiên cứu: tuổi, giới.

- Đặc điểm mộng mắt: vị trí, phân loại, kích thước mộng (độ).

- Thời gian phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân.

- Kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng: đầu mộng được tách hoàn toàn khỏi giác mạc, đầu mộng được tách không hoàn toàn cần thêm can thiệp thêm.

- Tình trạng giác mạc sau mổ 1 ngày, 3 ngày, 1 tuần, 1 tháng: giác mạc trong, không có sẹo; giác mạc có sẹo trắng mờ; giác mạc có sẹo trắng rõ.

- Dấu hiệu kích thích sau mổ: đau, chói, cộm vướng, chảy nước mắt.

- Biến chứng và tình trạng tái phát sau mổ: kết mạc xâm lấn vào giác mạc tại diện mộng cũ.

Kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng và ghép kết mạc tự thân 1. Sát khuẩn da mi mắt mổ bằng dung dịch Betadin 5%.

2. Tê hậu nhãn cầu bằng Lidocain 2% và tê bề mặt kết giác mạc bằng dung dịch Dicain1%.

3. Dán mi và đặt vành mi.

4. Dùng bơm tiêm 3ml để lấy hơi.

5. Đâm mũi kim ở cạnh đầu mộng, mũi vát kim quay lên trên và song song với mặt phẳng giác mạc ngay trên nền giác mạc và tổ chức đầu mộng, đẩy pitong để hơi đi vào bề mặt giữa đầu mộng và giác mạc. Lúc này sự bóc tách có thể nhìn thấy khi hơi được khuyếch tán vào nền giác mạc và đầu và thân mộng phồng nhô lên. Nếu chưa được thì bơm hơi tiếp cho đến khi thấy sự bóc tách xảy ra.

6. Dùng kéo kết mạc cắt dời đầu mộng và thân mộng cách vùng rìa giác mạc 2mm.

7. Dùng panh kẹp kéo đầu mộng phối hợp cùng saptula đẩy đầu mộng từ vùng rìa ra khỏi diện giác mạc.

8. Tách thân mộng khỏi diện củng mạc và kết mạc. Kẹp cắt thân mộng và đốt cầm máu gốc thân mộng, không đốt cầm máu diện củng mạc.

9. Lấy mảnh kết mạc cực trên góc ngoài không có bao Tenon kích thước 0.5mm x 0.8mm.


247

10. Đặt mảnh kết mạc ghép, khâu chỉ Vycryl 8-0 qua mảnh kết mạc vá và diện củng mạc tại 5 điểm: 4 điểm tại đỉnh của mảnh vá và điểm ½ giữa mảnh vá ở góc trong.

11. Tra mỡ kháng sinh, băng ép.

Bệnh nhân sau mổ được tra thuốc kháng sinh, nước mắt nhân tạo 4l /24h. sau 07 ngày cắt chỉ và cho tra dung dịch kháng sinh trong 2 tuần và dung dịch chống viêm trong 01 tháng.

Đánh giá kết quả kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng - Kỹ thuật tách đầu mộng bằng bơm hơi:

Tốt: sau bơm hơi đầu mộng được tách dễ dàng khỏi diện giác mạc mà không cần can thiệp thêm bằng gọt dũa.

- Tình trạng giác mạc nơi diện mộng xâm lấn sau mổ:

Tốt: Sau mổ giác mạc trong, phẳng


Đặc điểm của nhóm bệnh nhân nghiên cứu Tổng số có 14 bệnh nhân bao gồm 17 mắt được được phẫu thuật trong thời gian nghiên cứu. Nhóm bệnh nhân nghiên cứu có độ tuổi trung bình là: 57,6 ± 9,4, thấp nhất là 33 tuổi và cao nhất là 67 tuổi.

Bảng 1: Phân bố và tỷ lệ mắt phẫu thuật theo giới

Nam Tỷ lệ %

Nữ Tỷ lệ %

Tổng

Số bệnh nhân

3 21,4 11 78,6 14

Số mắt phẫu thuật

3 17,7 14 82,3 17

Trong đó 3 bệnh nhân nam chiếm 21,4% và 11 bệnh nhân nữ chiếm 78,6%. Trong đó có 03 bệnh nhân nữ phẫu thuật ở cả hai mắt.

Phân loại mộng Bảng 2. Phân loại mộng

Loại mộng Số mắt phẫu thuật Tỷ lệ %

Mộng mắt nguyên phát

16 94,1

Mộng mắt tái phát 1 5,9

Tổng 17 100

Các bệnh nhân trong nghiên cứu có mộng nguyên phát gặp chủ yếu chiếm 94,1%. Chỉ có 1 trường hợp (5,9%) bệnh nhân có mộng tái phát.

Vị trí mộng gặp 100% ở góc trong mắt. Duy nhất có 01 trường hợp mộng kép có thêm mộng ở cả góc ngoài.

Bảng 3: Phân độ mộng

Phân độ mộng Số mắt phẫu thuật

Tỷ lệ %

Mộng độ II (bò qua vùng rìa dưới 2 mm)

11 64,7

Mộng độ III (bò qua vùng rìa trên 2 mm)

4 23,5

Mộng độ IV (bò qua bờ đồng tử)

0 0

Mộng tái phát 1 5,9

Mộng kép 1 5,9

Tổng 17 100

Trong 17 mắt có mộng thì có 11 mắt (chiếm 64,7%) thuộc mộng độ II, 04 mắt (chiếm 23,5%) mộng độ III, 01 mắt là mộng tái phát và 01 mộng kép.

Thời gian phẫu thuật Thời gian phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân trung bình là 42,7 phút ±5,7 phút. Thời gian phẫu thuật ngắn nhất là 35 phút, dài nhất là 60 phút.

Kết quả tách đầu mộng bằng bơm hơi Bảng 4: Kết quả kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng

khỏi diện giác mạc

Kết quả bơm hơi tách đầu mộng

Số mắt phẫu thuật

Tỷ lệ %

Đầu mộng tách khỏi diện giác mạc đơn thuần

13 76,5

Phải can thiệp thêm bằng gọt giác mạc

4 23,5

Tổng 17 100

Phương pháp bơm hơi vào dưới đầu mộng để tách đầu mộng khỏi diện giác mạc đạt kết quả tốt ở 13 mắt chiếm tỷ lệ 76,5%. Hơi tách được tốt đầu mộng và chỉ cần kéo và đẩy tổ chức đầu mộng dễ dàng ra khỏi diện giác mạc mà không còn tổ chức đầu mộng sót lại, diện giác mạc trong; ở 04 mắt (chiếm tỷ lệ 23,5%)


248

sau bơm hơi dưới đầu mộng và kẹp kéo đầu mộng khỏi diện giác mạc thì vẫn còn sót tổ chức đầu mộng, cần phải dùng mũi dao lam gọt tổ chức còn sót lại trên diện giác mạc. Tất cả các trường hợp bơm hơi tách đầu mộng đều không gặp biến chứng gì. Bảng 5: Tình trạng giác mạc tại vùng mộng xâm

lấn sau mổ 1 ngày, 3 ngày, 1 tuần, 1 tháng

Tình tr ạng giác mạc tại vùng mộng xâm lấn sau mổ

1 ngày

1 tuần

1 tháng

n % n % N %

Trong, phẳng

13 76,4 15 88,2 16 94,1

Kém trong 3 11,7 1 5,9 0 0 Sẹo mờ 1 5,9 1 5,9 1 5,9

Sau mổ 01 ngày, 13 mắt có diện giác mạc trong và phẳng, 03 mắt diện giác mạc còn kém trong và 01 mắt có sẹo mờ. Sau phẫu thuật 1 tuần, diện giác mạc trong gặp ở 15 mắt. 01 tháng sau phẫu thuật giác mạc trong gặp 94,1%, 01 trường hợp có sẹo mờ.

Bảng 6: Triệu chứng cơ năng sau mổ

Tri ệu chứng cơ năng tại

mắt mổ

1 ngày 3 ngày 1 tuần

n % n % N %

Đau rát 17 100 7 41 0 0

Chói mắt 17 100 2 11,7 0 0

Cộm vướng 17 100 17 100 17 100

Sau mổ ngày thứ nhất, các bệnh đều có dấu hiệu đau rát, chói mắt và cộm vướng. 3 ngày sau phẫu thuật chỉ còn 07 bệnh nhân có cảm giác đau rát và 02 bệnh nhân có dấu hiệu chói. Sau 1 tuần phẫu thuật bệnh nhân hết dấu hiệu đau và chói mắt và chỉ còn cảm giác cộm vướng.

BÀN LUẬN

Có rất nhiều kỹ thuật áp dụng trong điều trị mộng mắt. Mục đích mong đợi của các phẫu thuật viên Nhãn khoa là loại bỏ sạch được tổ chức đầu mộng khỏi diện giác mạc để giác mạc trong và phẳng, tránh được biến chứng gây loạn thị giác mạc. Nhưng vì tổ chức đầu mộng bám chặt vào diện giác mạc nên việc loại bỏ chúng nhiều khi không đơn giản. Ở nước ngoài, sóng laser, dao lạng mộng hay

mũi khoan bằng kim cương được dùng để làm sạch tổ chức mộng và đánh bóng bề mặt giác mạc. Sau khi phẫu thuật cắt mộng đơn thuần, làm phẳng bề mặt giác mạc bằng laser hay đánh bóng bằng dao kim cương đều cho kết quả tốt [7].

Đã có những nghiên cứu về kỹ thuật tách đầu mộng có sử dụng chỉ luồn dưới đầu mộng hay dùng ethanol để tách diện đầu mộng khỏi giác mạc [12]. Với kỹ thuật sử dụng ethanol, một vòng bằng kim loại chụp lên phần đầu mộng và ethanol 20% đổ lên trên bề mặt đầu mộng để trong vòng 40 giây sau đó rửa lại bằng nước muối sinh lý. Kỹ thuật này giúp loại bỏ được đầu mộng nhanh nhưng lại cần có vòng cố định bằng kim loại. Với kỹ thuật bơm hơi, chỉ cần bơm tiêm 3ml là có thể tách được đầu mộng.

Tại khoa Mắt - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên không có những dụng cụ chuyên dụng để đánh bóng và làm phẳng tổ chức giác mạc, đầu lưỡi dao lam được dùng thay thế cho dao lạng mộng đồng thời kiêm thêm chức năng gọt dũa diện giác mạc cho phẳng. Chúng tôi tiến hành đề tài này nhằm nghiên cứu thử nghiệm phương pháp mới để tách đầu mộng khỏi diện giác mạc được dễ dàng. Ở kỹ thuật này, hơi được bơm vào dưới tổ chức đầu mộng và trên bề mặt giác mạc, khi hơi xâm chiếm vào khoảng giữa đầu mộng và bề mặt giác mạc thì sự bóc tách sẽ xảy ra.

Trong nghiên cứu này, phần lớn bệnh nhân có mộng độ II và III. Không gặp trường hợp mộng độ IV nào. Bệnh nhân có độ mộng phù hợp với chỉ định phẫu thuật khi mộng bò qua vùng rìa [6].

Kết quả phẫu thuật Kỹ thuật này bước đầu được thử nghiệm trên 17 mắt và có kết quả tốt ở 13 mắt (chiếm 76,5%). Trong điều kiện không có dụng cụ đắt tiền thì kỹ thuật này giúp các phẫu thuật viên thực hiện việc tách đầu mộng khỏi diện giác mạc được dễ dàng hơn và rút ngắn thời gian phẫu thuật mà tiết kiệm được chi phí. Tuy nhiên, vẫn còn 04 trường hợp việc bóc tách này không hoàn toàn thành công, phải dùng thêm đầu lưỡi dao lam để cắt gọt tổ


249

chức còn sót lại trên diện giác mạc. Theo kinh nghiệm lâm sàng của chúng tôi, nếu việc tách đầu mộng bằng hơi không thành công hoàn toàn thì việc gọt dũa giác mạc bằng đầu dao lam sau khi bơm hơi dưới đầu mộng cũng dễ dàng hơn so với gọt đầu mộng đơn thuần khi chưa bơm hơi. Hơn nữa với kỹ thuật này khi ta bơm hơi không những phần đầu mộng được tách khỏi diện giác mạc mà cả phần thân mộng cũng được bóc tách do đó việc tách thân mộng khỏi diện củng mạc và kết mạc cũng được nhanh hơn.

Theo dõi hậu phẫu chúng tôi thấy rằng, với những trường hợp tách đầu mộng thành công với bơm hơi đơn thuần (13 mắt) thì diện giác mạc trong và phẳng ngay sau phẫu thuật 1 ngày. 04 trường hợp phải can thiệp thêm bằng dao gọt thì diện giác mạc sau mổ 1 ngày còn kém trong. 01 trường hợp có sẹo mờ ở giác mạc là ở mắt có mộng tái phát. Ở trường hợp mộng tái phát, giác mạc đã qua 1 lần phẫu thuật gọt dũa, sau mổ thứ hai diện giác mạc trở thành có sẹo mờ. Sau 01 tháng khám kiểm tra lại, diện giác mạc trong ở 16 mắt (chiếm 94,1%). Trường hợp mộng tái phát diện giác mạc vẫn để lại sẹo mờ.

Với kỹ thuật bơm hơi tách đầu mộng, tổ chức giác mạc nơi diện mộng xâm lấn không bị ảnh hưởng nhiều như việc dùng dao gọt nên sau mổ 03 ngày chỉ còn 41% bệnh nhân còn dấu hiệu đau rát. Từ ngày thứ ba sau phẫu thuật dấu hiệu đau giảm đi. Sau mổ 01 tuần bệnh nhân vẫn còn cảm giác cộm vướng do mảnh vá chưa được phẳng và còn cương tụ, dấu hiệu này sau đó sẽ giảm dần khi mảnh ghép liền tốt.

Mục tiêu của phẫu thuật cắt mộng là tạo ra được diện giác mạc phẳng và gọn, sự cạo gọt hay đánh bóng bề mặt giác mạc quá mức có thể dẫn đến xơ hoá, sẹo giác mạc hay loạn thị [11] đồng thời cũng gây tốn về thời gian và kinh tế. Kỹ thuật bơm hơi để tách đầu mộng có thể bóc tách được hoàn toàn tổ chức đầu mộng, rút ngắn thời gian phẫu thuật do không phải gọt diện giác mạc. Ưu điểm nữa là không cần dùng thêm dụng cụ khác do vậy giảm được chi phí cho vật tư tiêu hao.

Vì đề tài nghiên cứu trong thời gian ngắn do vậy số lượng bệnh nhân nghiên cứu còn hạn chế và thời gian theo dõi chưa được nhiều. Bệnh nhân trong nghiên cứu này mới chỉ theo dõi được trong thời gian 1 tháng trong khi thời gian theo dõi tái phát sau mổ mộng ghép kết mạc tự thân được tính khoảng 01 năm [5]. Nhưng vì sau mổ mộng ghép kết mạc tự thân khoảng 01 tháng mắt bệnh nhân sẽ trở nên bình thường nên bệnh nhân không đi khám lại.

KẾT LUẬN

Kỹ thuật bơm hơi để tách đầu mộng khỏi diện giác mạc trong phẫu thuật cắt mộng có ghép kết mạc tự thân là phương pháp an toàn, dễ làm và kinh tế. Phương pháp này cho phép tạo ra diện giác mạc trong, phẳng và tiết kiệm được thời gian phẫu thuật. Với những mộng nguyên phát áp dụng kỹ thuật này đạt hiệu quả tốt. Phương pháp này là một gợi ý để các bác sĩ nhãn khoa áp dụng trong phẫu thuật cắt mộng ghép kết mạc tự thân.

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 1. Cù Nhẫn Nại, Luỹ Hoàng Thị, Tài Hà Huy (1996), “Điều tra dịch tễ học mù loà và các bệnh mắt ở thành phố Hồ Chí Minh”,Công trình nghiên cứu cấp Bộ- Viện Mắt Trung ương. 2. Đinh Thị Bích Thanh, Yên Ung Thị Hoài, Nga Dương Quang Quỳnh, et al. (2009), “Đánh giá hiệu quả của phẫu mộng thịt ghép kết mạc tự thân.”, Y học thành phố Hồ Chí Minh, 13 (6), pp. 261-267 3. Ang M., Li X., Wong W., et al. (2012), “Prevalence of and racial differences in pterygium: a multiethnic population study in Asians”, Ophthalmology, 119 (8), pp. 1509-1515. 4. Asokan R., Venkatasubbu R. S., Velumuri L., et al. (2012), “Prevalence and associated factors for pterygium and pinguecula in a South Indian population”, Ophthalmic Physiol Opt, 32 (1), pp. 39-44. 5. Avisar R., Arnon A., Avisar E., et al. (2001), “Primary pterygium recurrence time”, Isr Med Assoc J, 3 (11), pp. 836-837. 6. Avisar R., Loya N., Yassur Y., et al. (2000), “Pterygium-induced corneal astigmatism”, Isr Med Assoc J, 2 (1), pp. 14-15. 7. Jandrasits K., Schauersberger J., Nepp J., et al. (2001), “[Excimer laser versus diamond fraise: equal short-term outcome of corneal smoothing in


250

pterygium operations]”, Klin Monbl Augenheilkd, 218 (6), pp. 418-423. 8. Atircioglu Y. A., Altiparmak U. E., Duman S. (2007), “Comparison of three methods for the treatment of pterygium: amniotic membrane graft, conjunctival autograft and conjunctival autograft plus mitomycin C”, Orbit, 26 (1), pp. 5-13. 9. Koranyi G., Artzen D., Wijk T. (2012), “Learning curve in the Cut and Paste method for surgery of primary pterygium”, Acta Ophthalmol, pp. 463-468. 10. Shiroma H., Higa A., Sawaguchi S., et al. (2009), “Prevalence and risk factors of pterygium in a southwestern island of Japan: the Kumejima Study”, Am J Ophthalmol, 148 (5), pp. 766-771.

11. Tomidokoro A., Miyata K., Sakaguchi Y., et

al. (2000), “Effects of pterygium on corneal

spherical power and astigmatism”,

Ophthalmology, 107 (8), pp. 1568-1571.

12. Tsumi E., Levy J., Pitchkhadze A., et al.

(2012), “New approach for pterygium removal

using 20 % ethanol”, Int Ophthalmol, 32 (5), pp.

443-448.

13. Viso E., Gude F., Rodriguez-Ares M. T.

(2011), “Prevalence of pinguecula and pterygium

in a general population in Spain”, Eye (Lond), 25

(3), pp. 350-357.

SUMMARY TO EVALUATE THE RESULTS OF A TECHNIQUE FOR PTERYGIU M EXCISION: AIR ASSISTED DISSECTION IN THE CONJUNCTIV AL AUTOGRAFT PROCEDURE

Vu Thi Kim Lien * College of Medicine and Pharmacy - TNU

Purpose: To introduce a new technique which aids to remove the head of pterygium. Material and methods: 17 eyes of 14 patients underwent pterygium excision. Air was injected into the side of the pterygium head with a needle of the 3ml syringe, to create a dissection plane between the cornea and pterygium head. The pterygium head and body were dissected and then conjunctival autograft technique was applied. Postoperative smoothness and clarity of the cornea were evaluated. Results: Dissection with air was successfully performed in 13 eyes (76,5%) in which blunt dissection was carried easily. The corneas were clear and smooth postoperatively. In 4 eyes (23,5%) dissection with air was not completely successful and scraping with a cutting edge had to perform. No major complications were observed. After 1 months there were no recurrence. Conclusion: This is a new technique which is safe, simple and cheap method for removing the pterygium head from the cornea surface, which also facilitate the establishment of a clear and smooth corneal plane. Key words: Pterygium, conjunctival autograft, excision, air-assisted, dissection

Phản biện khoa học: TS. Vũ Quang Dũng – Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên

* Tel: 0912656289


251

tập 112, số 12/2, 2013: chuyÊn san khoa hỌc tỰ nhiÊn

Documents