NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC TỔNG HỢP VÙNG NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐỂ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC TỔNG HỢP VÙNG NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐỂ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

……o0o……

NGUYỄN VĂN TUYẾN

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC TỔNG HỢP

VÙNG NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐỂ THÍCH ỨNG

VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

Cần Thơ, 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

……o0o……

NGUYỄN VĂN TUYẾN

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC TỔNG HỢP

VÙNG NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐỂ THÍCH ỨNG

VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VĂN PHẠM ĐĂNG TRÍ

TS PHẠM VĂN TOÀN

Cần Thơ, 2018

TÓM TẮT

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả sử dụng nước để biết được

mô hình canh tác và cây trồng có thể đem lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện thiếu nước tưới Nghiên cứu được thực hiện trong thời gian 5 năm (từ năm 2012 đến 2016) tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang Các nội dung nghiên cứu bao gồm: (1) Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang; (2) Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu trên nền đất lúa ở mô hình thực nghiệm tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang; và, (3) Xác định quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang

Để đánh giá đất đai ở tỉnh An Giang, nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập số liệu thứ cấp tại sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang (bản

đồ đất, bản đồ ngập, bản đồ khả năng tưới/tiêu, bản đồ hành chính) sau đó xử

lý số liệu bằng phần mềm GIS (MapInfo - phiên bản 12.0) Ngoài ra, phương pháp bố trí thí nghiệm ngoài thực địa được thực hiện để thu thập số liệu về đất

- nước - cây trồng phục vụ cho công tác hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tính toán nước - cây trồng (AquaCrop - phiên bản 4.0) Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước được sử dụng theo công thức: Lợi nhuận/m3 nước sử dụng Xác định quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau được tiến hành theo 3 bước: (1) Xác định mục đích, phạm vi, điều kiện áp dụng quy trình; (2) Xây dựng lưu đồ thực hiện công việc trong quy trình; và, (3) Mô tả quy trình.

Kết quả đánh giá tiềm năng đất đai ở tỉnh An Giang cho thấy mô hình Lúa - Màu thích nghi hầu hết ở toàn tỉnh An Giang, mô hình Màu - Màu thích nghi cao ở vùng Chợ Mới, mô hình Lúa – Màu: Một số vùng Tịnh Biên, Tri Tôn, Thoại Sơn bị hạn > 6 tháng không thích hợp canh tác Lúa –màu Kết quả

về tiết kiệm nước, mô hình canh tác 2 vụ màu tiết kiệm được 2.006 m3nước/ha/năm, mô hình canh tác 1 vụ lúa - 1 vụ màu tiết kiệm được 1.036 m3nước/ha/năm so với mô hình canh tác 2 vụ lúa Kết quả về hiệu quả sử dụng nước, mô hình canh tác 2 vụ màu đem lại hiệu quả sử dụng nước 12.896 đồng/m3, mô hình canh tác 1 vụ lúa – 1 vụ màu đem lại hiệu quả kinh tế 3.958 đồng/m3, trong khi đó mô hình canh tác 2 vụ lúa đem lại hiệu quả sử dụng nước chỉ có 2.933 đồng/m3 Về từng loại cây màu, canh tác cây bắp tiết kiệm được 1.033 m3 nước/ha/vụ, canh tác cây ớt tiết kiệm được 764 m3 nước/ha/vụ

so với canh tác lúa Canh tác cây bắp đem lại hiệu quả sử dụng nước 4.785 đồng/m3, canh tác cây ớt đem lại hiệu quả sử dụng nước 19.284 đồng/m3, trong khi đó canh tác lúa đem lại hiệu quả sử dụng nước có 3.223 đồng/m3 Ngoài ra, nghiên cứu đã xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước

cho một số cây màu khác nhau Quy trình này giúp xác định loại cây trồng sử dụng ít nước đem lại hiệu quả kinh tế cao

Để có cơ sở khoa học xác định nhóm cây màu khác có nhu cầu tưới ít nhất mà mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao nên tiến hành nghiên cứu tiếp theo với nhóm cây màu khác (đậu xanh, đậu nành, mè ) Nghiên cứu các giải pháp hạn chế và giảm thất thoát nước do bốc hơi

và thấm lậu là rất cần thiết trong điều kiện thiếu nước tưới Tìm biện pháp kỹ thuật duy trì năng suất cây màu trong khi áp dụng phương pháp tưới tiết kiệm nước

Từ khóa: Hiệu quả sử dụng nước, hiệu quả kinh tế, hệ thống canh tác, nhu cầu tưới

ABSTRACT

This reasearch was aimed to evaluate water use efficiency for farming systems and crops may bring high economic efficiency in agriculture production with the context of irrigation water shortage in the future This study, carried out over a 5-year period (from 2012 to 2016) the in Chau Phu district, An Giang province The research includes: (1) To evaluate the potential suitability of land resources in the An Giang Province; (2) To evaluate water use efficiency for rice-based upland crop production systems

on an experimental base at the Vinh Thanh Trung commune, Chau Phu district, An Giang province; and, (3) To determine an analytical framework to evaluate water use efficiency for different crops in An Giang

To evaluate the potential suitability of land resources in An Giang province, existing data collected from the Department of Natural Resources and Environment, An Giang province (landuse planning, flood maps, maps of irrigation infrastructure, and administrative boundaries) were digitized using a GIS software (MapInfo version 12.0) Survey data were obtained from household interviews to assess agricultural land use efficiency based on financial indicators, including: Profit/Costs Ratios (PCR) and Benefit/Cost Ratios (BCR) Beside, field experiments were then conducted to collect data

on soil, water and plant properties in order to calibrate and validate an applied numerical crop-water model (AquaCrop version 4.0) To evaluate the water use efficiency, the indicator of financial profit achieved per m3 of water use was applied The process of evaluation water use efficiency for different upland-crops is achieved by three steps, including: (1) Identifying the purpose, scope and conditions of application process; (2) Constructing work flowchart performed in the process; and, (3) Describing the identified flowchart

The results of rating adaptability of natural land in the An Giang province showed that double upland - crops was adaptable in most of An Giang province, double upland - crops was highly adaptable in Cho Moi district Some district such as: Tinh Bien, Tri Ton, Thoai Son have been water shortage more than 6 months were not suitable for rotational rice - upland crop Results on water saving, double upland crops (maize and chilli cropping) save 2,006 m3/ha/year and rotational rice and maize or chilli cropping save 1,036 m3/ha/year in comparision to double rice crops The farming system of combining maize with chilli per year and rotation of rice and maize or chilli farming system got a financial profit of about 12,896 VND/m3 and 3,958 VND/m3, respectively, while double rice crops got a financial profit about only 2,933 VND/m3 On each upland crop, maize cultivation save 1,033

m3/ha/crop and chilli cultivation save 764 m3/ha/crop in comparison to rice cultivation Maize and chilli cultivation got financial profit of about 4,785 VND/m3 and 19,284 VND/m3 respectively, while rice cultivation got profit about only 3,223 VND/m3 In addition, the research has developed an analytical framework to evaluate water use efficiency for different upland - crops in An Giang Water use efficiency calculations supports decision making to determine which crops needs least water but still bringing high water use efficiency

In order to have a scientific basis for identifying the specific crop needs the least irrigation water demand but still bringing high economic efficiency in agricultural production Further research should be done for different upland-crops (e.g green bean, soybean, and sesame) Studying on solutions to limit and reduce water losses from evaporation and seepage is essential in the context of irrigation water shortage Studying on technical methods to maintain crop yields while applying water saving irrigation is also needed

upland-Keywords: Water use efficiency, economic efficiency, farming system, irrigation

demand

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin trân trọng và bài tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Văn Phạm Đăng Trí và TS Phạm Văn Toàn đã tận tình hướng dẫn khoa học, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn chuyên đề PGS.TS Nguyễn Hữu Chiếm và PGS.TS Nguyễn Văn Công Xin gửi lời cảm ơn đến hai thầy PGS TS Lê Anh Tuấn và TS Đặng Kiều Nhân góp ý kiến sâu sắc cho Luận án Xin chân thành cám ơn đến quý Thầy Cô ngồi trong Hội đồng đánh giá chuyên đề và Hội đồng cơ sở, cùng quý Thầy Cô trong Khoa Môi trường và TNTN đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh

An Giang; Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường và TNTN, Khoa Sau Đại học, Phòng Quản lý Khoa học của trường Đại học Cần Thơ, Ban chủ nhiệm Bộ môn Kỹ thuật môi trường và đồng nghiệp đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh

Xin được cảm ơn Ban chủ nhiệm dự án “Nghiên cứu về phát triển kỹ

thuật canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu (Jircas)”

và đề tài nghiên cứu cấp trường “Nghiên cứu khả năng trữ nước tưới cho cây

trồng cạn trong mùa khô thông qua sử dụng mô hình Aquacrop” của trường

Đại học Cần Thơ đã hỗ trợ kinh phí cho tôi nghiên cứu

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ, người thân của tôi đã luôn động viên, chia sẽ để tôi hoàn thành luận án này

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 3

1.4 Giới hạn của nghiên cứu 3

1.5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án 3

1.5.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.6 Điểm mới của luận án 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Tổng quan về đánh giá đất đai 5

2.1.1 Định nghĩa về đất 5

2.1.2 Định nghĩa đất đai 5

2.2 Tổng quan về phương pháp đánh giá thích nghi đất đai 5

2.2.1 Phương pháp FAO (1976) 5

2.2.3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước 6

2.2.4 Định lượng về hiệu quả kinh tế trong phương pháp đánh giá thích nghi đất đai 7 2.3 Tổng quan về các hệ thống canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL 10

2.3.1 Hiện trạng phân bố các hệ thống canh tác 10

2.3.2 Hệ thống canh tác thích nghi triển vọng 14

2.4 Tổng quan về cây trồng cạn và cây lúa 15

2.4.1 Tình hình sản xuất cây màu và cây lúa 15

2.4.2 Tổng hợp các thông tin của cây trồng cạn và cây lúa 18

2.4.3 Hiệu quả kinh tế của sản xuất cây màu và cây lúa 19

2.5 Tác động của Biến đổi khí hậu đến nền nông nghiệp ở ĐBSCL và các giải pháp thích ứng 20

2.6 Canh tác tiết kiệm nước 22

2.7 Tổng quan về cân bằng nước trong ruộng canh tác cây màu 24

2.8 Tổng quan về nhu cầu nước của cây trồng 25

2.9 Cách xác định lượng nhu cầu nước của cây trồng 26

2.10Giới thiệu mô hình AquaCrop 28

2.11Các nghiên cứu đã thực hiện về đánh giá hiệu quả kinh tế 29

2.12Tổng quan về các phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước 29

2.13Ứng dụng mô hình AquaCrop mô phỏng năng suất – nước cho cây trồng 31

2.13.1 Ngoài nước 31

2.13.2 Trong nước 33

2.13.3 Đánh giá ưu điểm và khuyết điểm của mô hình AquaCrop 33

2.14Tổng quan về vùng ngập lũ ở ĐBSCL 34

2.15Tổng quan về địa điểm nghiên cứu 34

2.15.1 Vị trí địa lý tỉnh An Giang 35

2.15.2 Điều kiện tự nhiên của tỉnh An Giang 35

2.15.3 Vị trí địa lý huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 38

2.15.4 Điều kiện tự nhiên phục vụ cho sản xuất nông nghiệp huyện Châu Phú 39

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU42 3.1 Tiến trình thực hiện nghiên cứu chung của luận án 42

3.2 Nội dung 1: Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang 43

3.2.1 Các bước thực hiện nội dung 1 43

3.2.2 Đánh giá về hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp tỉnh An Giang 43

3.2.3 Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang 43

3.2.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế – xã hội của sản xuất nông nghiệp huyện Châu Phú 45

3.2.4.1 Thu thập dữ liệu sơ cấp bằng phương pháp điều tra nông hộ 45

3.2.4.2 Phương pháp phân tích số liệu 46

3.2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 46

3.2.5 Phương pháp phân tích SWOT 47

3.3 Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng cạn trên nền đất lúa ở mô hình thí nghiệm tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang.48 3.3.1 Các bước thực hiện nội dung 2 48

3.3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 49

3.3.3 Bố trí thí nghiệm 49

3.3.4 Lấy mẫu và phân tích đất 51

3.3.5 Tính toán lượng nước tưới, thời điểm tưới, nguồn nước tưới 52

3.3.6 Công thức bón phân 53

3.3.7 Chỉ tiêu và phương pháp xác định các chỉ tiêu 54

3.3.8 Hiệu chỉnh mô hình AquaCrop 55

3.3.9 Kiểm định mô hình AquaCrop 55

3.3.10 Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước 55

3.3.11 Phương tiện nghiên cứu 58

3.3.12 Phương pháp xử lý số liệu 58

3.4 Nội dung 3: Xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau 58

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

4.1 Đánh giá về đất đai tỉnh An Giang 59

4.1.1 Tình hình sử dụng đất nông nghiệp tỉnh An Giang năm 2011 59

4.1.2 Bản đồ đơn vị đất đai 61

4.1.3 Phân tích và mô tả các kiểu sử dụng đất đai chọn lọc 63

4.1.4 Chất lượng đất đai và yêu cầu sử dụng đất đai cho các kiểu sử dụng đất đai tỉnh An Giang 64

4.1.5 Phân hạng khả năng thích nghi đất đai tỉnh An Giang 65

4.1.6 Phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên tỉnh An Giang 65

4.1.7 Nhận xét và lựa chọn các kiểu sử dụng đất thích hợp cho tỉnh An Giang 70

4.1.8 Đánh giá thuận lợi và khó khăn khi chuyển đổi canh tác từ cây lúa sang cây màu 76

4.2 Đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong mô hình thí nghiệm 78

4.2.1 Đặc điểm lý hóa của khu đất thí nghiệm 78

4.2.2 Tính toán nhu cầu tưới của cây bắp và cây ớt 80

4.2.3 Kiểm định mô hình AquaCrop 84

4.2.4 Đánh giá hiệu quả sử dụng nước 89

4.3 Tìm quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng 93

4.3.1 Trường hợp canh nhiều loại cây màu 93

4.3.2 Trường hợp canh tác 1 loại cây màu 95

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

5.1 Kết Luận 97

5.2 Kiến nghị 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả phân tích các đặc tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất

(LUT) ở huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh 9

Bảng 2.2: Kết quả phân tích các đặc tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất (LUT) ở huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu 9

Bảng 2.3: Tổng hợp thông tin về một số cây trồng 18

Bảng 3.1: Ma trận SWOT 47

Bảng 3.2: Các mô hình canh tác được theo dõi trong thời gian 5 năm từ năm 2012-2016 50

Bảng 3.3: Bảng tra CN theo ẩm độ đất thực tế và hệ số thấm bão hòa 57

Bảng 3.4: Các thông số về cây trồng trong mô hình thí nghiệm 58

Bảng 4.1: Diện tích và tỷ lệ các mô hình canh tác chính của tỉnh An Giang năm 2011 60

Bảng 4.2: Đơn vị đất đai tỉnh An Giang 61

Bảng 4.3: Yêu cầu chất lượng đất đai cho các mô hình sản xuất nông nghiệp tỉnh An Giang 65

Bảng 4.4: Diện tích mức độ thích nghi của từng kiểu sử dụng đất đai tỉnh An Giang 66

Bảng 4.5: Kết quả phân vùng thích nghi tự nhiên tỉnh An Giang 67

Bảng 4.6: Diện tích vùng thích nghi tự nhiên theo đơn vị hành chính huyện thuộc tỉnh An Giang 67

Bảng 4.7: Thông tin chung về nông hộ tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 71

Bảng 4.8: Các loại giống lúa được gieo sạ ở vụ Đông - Xuân năm 2012 72

Bảng 4.9: Các loại giống cây màu được trồng ở vụ Đông-Xuân năm 2012 73

Bảng 4.10: Chi phí sản xuất của mô hình canh tác lúa và màu trong vụ Đông-Xuân và Hè-Thu năm 2012 74

Bảng 4.11: Chỉ số tài chính của mô hình canh tác lúa và màu trong vụ Đông-Xuân và Hè-Thu năm 2012 75

Bảng 4.12: Phân tích SWOT khi nông dân chuyển đổi lúa sang cây màu 76

Bảng 4.13: Đặc điểm lý hóa của các mô hình canh tác trong khu vực thí nghiệm 78

Bảng 4.14: Các thông số của cây ớt và bắp tại điểm thí nghiệm năm 2012 81

Bảng 4.15: Một số đặc tính đất đai tại địa điểm nghiên cứu năm 2012 tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, An Giang 82

Bảng 4.16: Các thông số của cây bắp và cây ớt được hiệu chỉnh 82

Bảng 4.17: Lượng tưới và số lần tưới cho cây bắp và cây ớt 83

Bảng 4.18: Kết quả mô phỏng sinh khối của cây bắp 86

Bảng 4.19: Kết quả đánh giá mô hình cho cây bắp và cây ớt về khối lượng sản phẩm 88

Bảng 4.20: Kết quả mô phỏng năng suất của cây bắp và cây ớt 89

Bảng 4.21: Lượng nước tưới và hiệu quả sử dụng nước của các mô hình canh tác trong 1 năm 90

Bảng 4.22: Lượng nước tưới và hiệu quả sử dụng nước của cây trồng theo mùa vụ 91

Bảng 4.23: Bảng tra CN theo ẩm độ đất thực tế và hệ số thấm bão hòa 96

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Vùng sinh thái nông nghiệp ở ĐBSCL 11

Hình 2.2: Phân bố các HTCT chính ở ĐBSCL 13

Hình 2.3: Diện tích canh tác lúa ở ĐBSCL 17

Hình 2.4: Diện tích canh tác lúa ở An Giang 18

Hình 2.5: Cân bằng nước ở ruộng canh tác cây màu 24

Hình 2.6: Cấu trúc mô hình AquaCrop với các thành phần đất-cây trồng-khí quyển 28

Hình 2.7: Diện tích ngập lũ ĐBSCL 34

Hình 2.8: Nhiệt độ Tmax, Tmin và TTB từ năm 1995-2015 36

Hình 2.9: Lượng mưa tích lũy trung bình tại Châu Đốc từ năm 1995-2015 36

Hình 2.10: Mực nước lũ qua các năm tại Tân Châu và Châu Đốc 37

Hình 2.11: Lưu lượng nước qua các năm tại Tân Châu và Châu Đốc 37

Hình 2.12: Bản đồ ngập lũ của tỉnh An Giang qua các năm 38

Hình 2.13: Vị trí huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 39

Hình 2.14: Bản đồ đê bao huyện Châu Phú năm 2014 40

Hình 2.15: Bản đồ kênh rạch huyện Châu Phú năm 2014 41

Hình 3.1: Tiến trình thực hiện nội dung nghiên cứu của luận án 42

Hình 3.2: Tiến trình thực hiện đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang 43

Hình 3.3: Quy trình đánh giá đất đai tự nhiên 44

Hình 3.4: Vị trí thực hiện nghiên cứu 45

Hình 3.5: Tiến trình thực hiện đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng cạn 49

Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 50

Hình 3.7: Lịch mùa vụ của mô hình canh tác 51

Hình 3.8: Vị trí và độ sâu lấy mẫu đất 51

Hình 3.9: Sơ đồ thực hiện mô phỏng lượng nước tưới và năng suất 52

Hình 4.1: Bản đồ canh tác nông nghiệp tỉnh An Giang năm 2011 59

Hình 4.2: Bản đồ đơn vị đất đai tỉnh An Giang 61

Hình 4.3: Lịch thời vụ các mô hình sản xuất nông nghiệp tại tỉnh An Giang 64 Hình 4.4: Bản đồ thích nghi tự nhiên tỉnh An Giang 68

Hình 4.5: Nhiệt độ, lượng mưa, bốc thoát hơi tham chiếu tại Châu Đốc 80

Hình 4.6: Số giờ nắng, vận tốc gió, ẩm độ tại Châu Đốc năm 2011 80

Hình 4.7: Lượng nước tưới mô phỏng của cây bắp vụ Đông-Xuân năm 2012 83 Hình 4.8: Lượng nước tưới mô phỏng của cây ớt vụ Hè-Thu năm 2012 83

Hình 4.9: Nhiệt độ, lượng mưa và bốc thoát hơi tham chiếu tại Châu Đốc 84

Hình 4.10: Độ ẩm, tốc độ gió, số giờ nắng trung bình tại Châu Đốc 84

Hình 4.11: Lượng nước tưới thực tế của cây bắp vụ Đông-Xuân năm 2012 85

Hình 4.12: Lượng nước tưới thực tế của cây ớt vụ Hè-Thu năm 2012 85

Hình 4.13: Sinh khối bắp và ớt mô phỏng và thực tế vụ Đông-Xuân năm 2012 87

Hình 4.14: Năng suất bắp và ớt mô phỏng và thực tế qua các năm 88

Hình 4.15: Quy trình xác định hiệu quả sử dụng nước cho cây màu 94

Hình 4.16: Quy trình xác định hiệu quả sử dụng nước cho cây màu 95

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADPC Asian Disaster

Preparedness Center

Trung tâm Ứng phó thiên tai Châu Á

ARCC American Rivers

Conservation Council Ủy ban bảo tồn các sông của Mỹ AWD Alternate Wet Dry Tưới ướt khô xen kẽ

BCR Benefit –costs ratio Tỷ số lợi ích –chi phí

CCo Initial canopy cover Độ phủ tán lá ban đầu

CCx Maximum canopy cover Độ phủ tán lá tối đa

Cover Hệ số phát triển độ phủ tán lá CGC Canopy growth coefficient Hệ số tăng trưởng tán lá

EF The modelling efficiency Hiệu suất mô hình

ETc Crop evapotranspiration Bốc thoát hơi cây trồng

FAOSTAT Food and Agriculture

Organization Statistics

Thống kê của tổ chức lương thực

và nông nghiệp liện hiệp quốc

IASVN

Institude of Agricultural Science for southern VietNam

Viện khoa học nông nghiệp Miền Nam, Việt Nam

ICEM

International Center Environmental Management

Trung tâm quản lý môi trường quốc tế

ICRAF International Center for

research in Agroforestry

Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế

IQQM Intergrated Quality and

Quality Model Mô hình canh tác cân bằng nước

MDI

Mekong Delta Development Research Institute

Viện nghiên cứu phát triển ĐBSCL

NMRI National Maize research

thôn NRMSE Normalized Root Mean

PCR Profit-costs ratio Tỷ suất lợi nhuận

PWP Permanelt wilting point Điểm héo vĩnh viễn

QA Quality Assurance Đám bảo chất lượng

RMSE Root mean square error Sai số tiêu chuẩn trung bình SPR Soil protection and

restoration

Bảo vệ và phục hồi đất

SWOT

Strengths-Weaknesses-Opportunities -Threats Phương pháp phân tích SWOT

TT-BNNPTNT

Thông tư- Bộ nông nghiệp & phát triển nông thôn

TVP Total value product Tổng giá trị sản phẩm

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu

Nước và an ninh lương thực là vấn đề được thế giới quan tâm nhiều Biến đổi khí hậu đã làm cho nguồn nước ngọt hữu dụng trên thế giới ngày càng trở nên cạn kiệt Chính vì vậy, tài nguyên nước đang cần được bảo vệ, tiết kiệm và sử dụng hợp lý (Đinh Thị Như Trang, 2014) Đối với Việt Nam cũng gặp các khó khăn về nước cũng như là bị thu hẹp diện tích sản xuất nông nghiệp và có thể dẫn đến mất an ninh về lương thực Tình hình hạn hán, xâm nhập mặn kéo dài từ năm 2015 - 2016 đã làm khoảng 369.000 hộ dân thiếu nước sinh hoạt, 250.000 ha lúa, 19.000 ha hoa màu, 37.000 ha cây ăn quả tập trung, 164.000 ha cây lâu năm, 6.900 ha nuôi trồng thủy sản bị thiệt hại (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2016)

Vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) cũng gặp khó khăn về nước

và an ninh lương thực do biến đổi khí hậu và gia tăng sử dụng nước ở thượng nguồn đặc biệt trong mùa khô Trong điều kiện biến đổi khí hậu (BĐKH) hiện nay, các biểu hiện như: gia tăng mực nước biển, gia tăng nhiệt độ, thay đổi lượng mưa và các hiện tượng thời tiết cực đoan đã ảnh hưởng đáng kể (cả trực tiếp và gián tiếp) đến các hệ thống canh tác nông nghiệp ĐBSCL (Lê Anh Tuấn, 2016) Ngoài biến đổi khí hậu, việc việc gia tăng sử dụng nước sông Mekong cũng làm lượng nước về ĐBSCL giảm (Osborne, 2009) Cụ thể, Lào

và Campuchia đang dự kiến tăng diện tích sản suất lúa lên 31.000 ha thông qua việc tận dụng nguồn nước sông MeKong để tưới (ICEM, 1999), Thái Lan đang tiến hành dự án (Kong-Loei-Chi-Mun) chuyển nước từ dòng sông MeKong đến các khu vực hạn hán vùng Đông Bắc Thái Lan, tất cả các yếu tố trên đều ảnh hưởng tiêu cực đến ĐBSCL (MRC, 2016) Việc tăng sử dụng nước ở đầu nguồn sông MeKong làm giảm lưu lượng nước từ thượng nguồn chảy đến và thiếu nước vào mùa khô ở vùng hạ lưu sông MeKong làm đất đồng bằng giảm đánh kể lượng phù sa, nước mặn xâm nhập ngày càng sâu vào đất liền vùng ven biển cả về không gian và thời gian (Lu and Siew, 2006) Các nước phát triển trên thế giới đã thực hiện nhiều giải pháp tổng thể nhằm quản lý, phát triển và sử dụng tiết kiệm tài nguyên nước đạt hiệu quả kinh tế cao Cụ thể, ở Campuchia, một trong các giải pháp để ứng phó với hiện tượng khô hạn là xây dựng ao hồ để trữ nước vào mùa mưa, người dân quanh

hồ Tonle Sap đã trữ nước lũ trong đầm lầy để tưới vào mùa khô (Fox and Ledgerwood, 1999) Ở Đông Bắc bang Rajasthan, Ấn Độ, chính phủ đã xây dựng khoảng 10.000 công trình trữ nước dưới đất đã giúp tưới được 14.000 ha

cho ngũ cốc, rau và hoa màu (Panigrahi et al., 2011) Ngoài ra, vùng bán khô

cằn ở Châu Phi đã xây dựng hệ thống hồ chứa nước mưa tự nhiên phục vụ cho

sản xuất nông nghiệp (Traore and Wang, 2011) Ở Việt Nam, đối với thủy lợi, các tỉnh cần quản lý chặt chẽ nguồn nước, tổ chức lấy nước và tích trữ vào các

ao, hồ, trục sông, trục kênh Thực hiện tưới tiết kiệm nước, không để rò rỉ, thất thoát nước trên hệ thống kênh rạch nội đồng (Nguyễn Thanh Sơn, 2009) Nạo vét một số trục kênh chính, củng cố bờ bao ngăn mặn, trữ ngọt, sửa chữa các cống, điều tiết nước để tăng khả năng trữ nước ngọt (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2015)

Những phân tích trên cho thấy việc phát triển kinh tế nông nghiệp ở ĐBSCL một cách bền vững thì đòi hỏi phải có những nghiên cứu về nhu cầu tưới của cây trồng và hiệu quả sử dụng nước Việc xác định nhu cầu tưới của cây trồng giúp cho việc xác định chế độ tưới cho cây trồng hợp lý (không sử dụng nước lãng phí) Xác định hiệu quả sử dụng nước giúp xác định được cây màu nào sử dụng nước phù hợp nhất đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao Do đó câu hỏi nghiên cứu được đặt ra là:

(1) Cây màu nào tiết kiệm tài nguyên nước và đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao?

(2) Quy trình nào giúp đánh giá nhanh hiệu quả sử dụng nước cho cây

trồng khác nhau?

Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu mô hình quản lý nước trong hệ thống canh tác tổng hợp vùng ngập lũ ĐBSCL để thích ứng với biến đổi khí hậu” được thực hiện nhằm góp phần phục vụ cho mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững trong bối cảnh nguồn nước không ổn định ở đầu nguồn tình An Giang

Giả thiết nghiên cứu:

(1) Đưa cây màu vào trồng trên nền đất lúa sẽ có hiệu quả sử dụng nước tưới cao hơn

(2) Có thể phát triển một quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các loại cây màu

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát: Xác định nhu cầu tưới cho cây màu và đánh giá

hiệu quả sử dụng nước tưới trong nông nghiệp để phục vụ cho mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững trong bối cảnh nguồn nước không ổn định ở đầu nguồn tỉnh An Giang

1.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu trên, nghiên cứu thực hiện 3 nội dung sau:

(1) Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang

(2) Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu trên nền đất lúa ở mô

hình thực nghiệm tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang

(3) Xác định quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng

khác nhau ở tỉnh An Giang

1.4 Giới hạn của nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây bắp, ớt

trong mùa vụ Đông - Xuân và Hè - Thu vùng ngập lũ huyện Châu Phú, tỉnh

An Giang

Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 01/2012 đến

tháng 08/2016

Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung đánh giá tính thích nghi

cho mô hình màu - màu và lúa - màu trên nền đất lúa ở tỉnh An Giang, xác định nhu cầu tưới của cây bắp và cây ớt trong vụ Đông - Xuân và Hè - Thu Ngoài ra, nghiên cứu còn tập trung xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước tưới vùng An Giang

1.5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án

1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Luận án đã xác định được nhu cầu nước của cây màu (cụ thể là cây bắp

và cây ớt) trong điều kiện biến đổi khí hậu và gia tăng việc sử dụng nước ở thượng nguồn sông MeKong

Ngoài ra, luận án đề xuất quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho loại cây màu khác nhau cho vùng An Giang phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững cho tỉnh An Giang

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Về mặt kinh tế: Kết quả nghiên cứu xác định cây màu (cây bắp, cây ớt)

có hiệu quả sử dụng nước hơn cây lúa, cây màu có thể thay thế cây lúa trong điều kiện thiếu nước tưới và nơi trồng lúa kém hiệu quả Mô hình canh tác màu – màu và lúa – màu tiết kiệm nước và hiệu quả kinh tế cao so với mô hình lúa – lúa

Về mặt môi trường: Góp phần giảm thiểu phát thải khí hiệu ứng nhà kính

do canh tác lúa 3 vụ liên tục Việc thực hiện luân canh lúa màu góp phần đa

dạng hóa mô hình canh tác phá thế độc canh cây lúa, cải thiện độ phì nhiêu cho đất Ngoài ra, việc canh tác tiết kiệm nước ở vùng thượng nguồn giúp tiết kiệm nước cho vùng hạ lưu (đặc biệt là trong mùa khô)

Về mặt xã hội: Kết quả của luận án về đánh giá đất đai giúp nhà quản lý

và qui hoạch thực hiện qui hoạch và quản lý nguồn tài nguyên đất đai trong phạm vi toàn tỉnh An Giang Kết quả của luận án hỗ trợ người dân địa phương lựa chọn cơ cấu nông nghiệp phù hợp trong điều kiệm cụ thể tỉnh An Giang Ngoài ra, kết quả của luận án có ảnh hưởng đến chuyển biến nhận thức của nông dân trong việc sử dụng nước tưới tiết kiệm cho cây trồng

Về mặt kỹ thuật: Kết quả luận án đã đề xuất qui trình đánh giá hiệu quả

sử dụng nước, qui trình này giúp đánh giá canh tác loại cây nào sử dụng ít nước mà đem lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện nguồn nước không ổn định Ngoài ra, kết quả luận án đã bổ sung vào giải pháp kỹ thuật trong sản xuất cây ớt và cây bắp

1.6 Điểm mới của luận án

So với các công trình nghiên cứu gần đây, nghiên cứu tập trung vào một

số điểm mới cơ bản sau:

- Đưa cây màu vào trồng trên nền đất lúa, sau đó đánh giá hiệu quả sử dụng nước của mô hình canh tác và cây màu trên nền đất lúa tại Châu Phú, An

Giang dựa trên đánh giá tỷ số hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp trên

m 3 nước sử dụng

- Xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước tiêu biểu cho các cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang Áp dụng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu nhằm biết được cây màu tiết kiệm được tài nguyên nước và đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về đánh giá đất đai 2.1.1 Định nghĩa về đất

Đất (soil) là phần tơi xốp của vỏ trái đất mà trên đó có các hoạt động của sinh vật Độ dày thường được quy định từ 120-150 cm kể từ lớp đất mặt Ở những nơi có tầng đất mỏng thì được tính từ lớp đá mẹ hay tầng cứng rắn mà

rễ cây không thể xuyên qua được trở lên, có khi chì 10-20 cm Ví dụ về một số loại đất như: Đất phù sa (Fluvisols), đất đỏ (Ferrasols) và đất xám (Acrisols) (Lê Quang Trí, 2010)

2.1.2 Định nghĩa đất đai

Đất đai (land): là diện tích đất cụ thể của bề mặt trái đất, là khí hậu, địa hình, nước, trầm tích, sinh vật, hoạt động của con người (Lê Quang Trí, 2010) Brinkman và Smyth (1976) đã định nghĩa đất đai: “Là một vùng đất chuyên biệt trên bề mặt của trái đất có những đặc tính mang tính ổn định, hay

có chu kỳ dự đoán được trong khu vực sinh khí quyển theo chiều thẳng từ trên xuống dưới, trong đó bao gồm: Không khí, đất và lớp địa chất, nước, quần thể thực vật và động vật và kết quả của những hoạt động bởi con người trong việc

sử dụng đất đai ở quá khứ, hiện tại và trong tương lai” (Lê Quang Trí, 2010) Theo FAO (1976) đất đai bao gồm điều kiện tự nhiên, khí hậu, địa hình, đất, nước và thực vật trong phạm vi ảnh hưởng đến tiềm năng sử dụng đất đai Điều đó còn bao gồm các hoạt động của con người trong qua khứ và hiện tại

Ví dụ: sự khai thác từ biển, phát hoang thực vật, và những kết quả mang tính bất lợi Ngoài ra, đất còn bị mặn hóa, xâm nhập mặn Còn đặc tính về kinh tế - xã hội thì không bao gồm trong thành phần của đất đai

Theo FAO (1995) thì đất đai được định nghĩa hoàn chỉnh hơn về các đặc tính của đất đai bao gồm cả về yếu tố kinh tế xã hội

2.2 Tổng quan về phương pháp đánh giá thích nghi đất đai 2.2.1 Phương pháp FAO (1976)

kinh tế xã hội của các kiểu sử dụng đất đai nhưng vẫn chưa đề cập đến vấn đề đánh giá đất đai bền vững Hall and Wang (1992) đề xuất một phương pháp phân loại thích nghi đất đai trong khung FAO Đến năm 1993, sau hội nghị Brazil (1992) FAO cho ra đời khung đánh giá đất đai phục vụ cho quản lý đất đai bền vững, trong đó nhấn mạnh quan điểm sử dụng đất đai bền vững và chú trọng đến các yêu cầu sử dụng đất đai cho các kiểu sử dụng đất đai mang tính bền vững

2.2.3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước

2.2.3.1 Trong nước

Theo nghiên cứu của Trần Thanh Bé (2000) đánh giá vùng ĐBSCL sẽ chịu

sự tác động nặng nhất do biến đổi khí hậu so với toàn quốc Mô hình canh tác lúa 3

vụ, lúa 2 vụ, chuyên tôm, tôm - lúa, tôm - rừng,…được áp dụng Một số nghiên cứu hệ thống đánh giá đất cho khu vực đất phèn ở ĐBSCL được xây dựng bởi Van Mensvoort và Le Quang Tri (2002) Theo Van Mensvoort và Le Quang Tri (2002) nghiên cứu đánh giá đất đai trên hai huyện Phụng Hiệp và Thạnh Hóa, kết quả có 11 kiểu sử dụng đất đai ở huyện Phụng Hiệp và 6 kiểu sử dụng đất đai ở huyện Thạnh Hóa được lựa chọn cho đánh giá đất đai Sau khi đối chiếu giữa yêu cầu sử dụng đất đai và chất lượng đất đai, tác giả cho thấy ở Phụng Hiệp có một số kiểu sử dụng đất đai như: lúa 2 vụ; mía - lúa, khóm

và tràm thích nghi trung bình hoặc cao trên những vùng đất phèn Theo Võ Quang Minh và Lê Quang Trí (2006), ứng dụng hệ thống phân loại độ phì FCC nghiên cứu cho cây trồng thực tế của ở vùng ĐBSCL dựa trên cơ sở các chất lượng đất đai định lượng tầng đất mặt và tầng đất dưới trực tiếp ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây trồng, với hệ thống phân loại này thì yêu cầu sử dụng đất đai chỉ tập trung vào các đặc tính đất đai về mặt tự nhiên (đất) cho phát triển cây trồng, chủ yếu nghiên cứu trên đất thâm canh lúa Kết quả đưa ra được các trở ngại của đất để đánh giá khả năng sản xuất của đất nhưng chưa quan tâm đến yêu cầu về quản lý đến sự phát triển của cây trồng Tuy nhiên, để chọn lựa được hệ thống sản xuất nông nghiệp phù hợp, phát triển bền vững và hiệu quả, các nhà quản

lý, các nhà khoa học vào cuộc để giúp nông dân nhiều hơn (Đỗ Nam, 2009)

2.2.3.2 Ngoài nước

Nghiên cứu của Glesias et al (1996) về “Biến đổi khí hậu ở châu Á: Một

đánh giá của tính dễ tổn thương và thích ứng trồng trọt” nghiên cứu đánh giá định lượng các tác động biến đổi khí hậu tiềm năng về sản xuất nông nghiệp ở

châu Á Theo Jurandir et al.(2006) đã nghiên cứu về “Đánh giá tác động của

biến đổi khí hậu vào quy hoạch nông nghiệp” Kết quả cho thấy nếu tăng nhiệt

độ trung bình thì diện tích canh tác khu vực thích hợp cho bắp và cà phê sẽ

giảm cụ thể ở bang Sao Paulo (Brazil) Ngoài ra nghiên cứu của Iglesias et al

(2011) về “Tác động biến đổi khí hậu để phát triển các chiến lược thích ứng cho nông nghiệp ở châu Âu” được kết quả biến đổi khí hậu dự kiến sẽ tăng cường những rủi ro hiện tại, đặc biệt là ở khu vực phía Nam Châu Âu, và tạo

ra những cơ hội mới ở một số khu vực phía Bắc Châu Âu Nghiên cứu của

Buan et al (2013) đã nghiên cứu đề tài “Đánh giá tính dễ bị tổn thương của

lúa gạo và bắp do biến đổi khí hậu ở Philippines” cho rằng các tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu đối với cây lúa và bắp ở Philippines, kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ, lượng mưa, nồng độ CO2 ảnh hưởng đến năng suất của cây lúa và cây bắp

Đánh giá đất đai là cơ sở khoa học quan trọng nhất cho công tác lập quy hoạch sử dụng đất Đánh giá thích nghi đất đai nhằm mục tiêu cung cấp những thông tin về sự thuận lợi và khó khăn cho việc sử dụng đất đai, làm căn cứ cho việc đưa ra những quyết định về việc sử dụng đất và quản lý đất đai một cách hợp lý

2.2.4 Định lượng về hiệu quả kinh tế trong phương pháp đánh giá thích nghi đất đai

Theo Lê Quang Trí (2010) thì đánh giá thích nghi định lượng kinh tế gồm các bước sau:

i) Xác định mức độ thích nghi định tính của các kiểu sử dụng đất đai đối với từng ĐVĐĐ thể chọn S1, S2 và S3

ii) Xây dựng bảng tổng hợp các giá trị của các chỉ tiêu kinh tế cho từng ĐVBĐĐĐ đối với từng kiểu sử dụng đất đai

iii) Xây dựng bảng phân cấp yếu tố về các chỉ tiêu kinh tế cho tất cả các kiểu sử dụng đất đai

iv) Đối chiếu giữa các giá trị của các chỉ tiêu kinh tế trong từng ĐVBĐĐĐ với bảng phân cấp yếu tố của các chỉ tiêu kinh tế để xác lập phân hạng thích nghi kinh tế cho từng kiểu sử dụng đất đai

v) Xây dựng bảng tổng hợp phân hạng thích nghi đất đai kinh tế cho các kiểu sử dụng đất đai cho từng ĐVBĐĐĐ

vi) Phân vùng thích nghi kinh tế

Dựa vào mức độ đầu tư và năng suất đạt được cho từng kiểu sử dụng đất đai ta tính được lợi nhuận và hiệu quả đồng vốn (B/C) cho kiểu sử dụng đất đai với từng cấp thích nghi (tính cho 1ha)

- Tổng thu = Sản lượng * giá bán

- Lợi nhuận = Tổng thu - tổng chi phí

- Hiệu quả đồng vốn (B/C) = Lợi nhuận/tổng chi phí

Đánh giá thích nghi kinh tế chỉ tiến hành cho những hệ thống sử dụng đất có mức thích nghi tự nhiên từ S3 trở lên (S1, S2, S3), không đánh giá ở những nơi không thích nghi tự nhiên Một số nghiên cứu về sự kết hợp này cũng được một số tác giả nghiên cứu cụ thể như: Võ Phước Khải (2011) đã sử dụng cách chuyển đổi theo phần trăm năng suất tối hảo theo hướng dẫn của FAO (1976) từ kết quả phân hạng thích nghi đất đai định tính sang bảng tổng hợp đặc tính kinh tế theo chỉ tiêu lợi nhuận và B/C cho các ĐVĐĐ để đánh giá thích nghi đất đai định lượng kinh tế Theo hướng dẫn của FAO (1976), thì năng suất các cấp thích nghi được tính bình quân năng suất tối hảo như sau:

- Năng suất S1: 90% (năng suất tối đa cây trồng đạt ở vùng nghiên cứu);

- Năng suất S2: 60% (so với năng suất S1);

- Năng suất S3: 30% (so với năng suất S1)

Sau khi tính được các giá trị, dựa vào giá trị phân loại để đánh giá thích nghi kinh tế cho từng chỉ tiêu kinh tế

Sau khi thành lập bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế gồm lợi nhuận và B/C Từ đó lấy trung bình giá trị chỉ tiêu kinh tế ở mức thích nghi tự nhiên S1 kiểu sử dụng đất đai Bảng phân cấp yếu tố kinh tế theo phương pháp chuyển đổi % năng suất tối hảo của FAO (1976) được thành lập như sau:

+ Mức thích nghi cao S1: ≥ 80% giá trị trung bình chỉ tiêu kinh tế ở mức thích nghi tự nhiên S1 của kiểu sử dụng đất đai

+ Mức thích nghi S2: ≥ 40% đến < 80% giá trị trung bình chỉ tiêu kinh tế ở mức thích nghi tự nhiên S1 của kiểu sử dụng đất đai

+ Mức thích nghi S3: ≥ 20% đến < 40% giá trị trung bình chỉ tiêu kinh tế ở mức thích nghi tự nhiên S1 của kiểu sử dụng đất đai

+ Không thích nghi N: < 20% giá trị trung bình chỉ tiêu kinh tế ở mức thích nghi tự nhiên S1 của kiểu sử dụng đất đai

Lê Thị Linh et al.,(2011) đã xác định 04 đặc tính kinh tế: đầu tư, thu

nhập, lợi nhuận và hiệu quả đồng vốn B/C theo phân cấp yếu tố theo FAO (1976) Xây dựng phân cấp yếu tố bằng phương pháp tính ngưỡng dưới của % năng suất tối hảo cho các cấp thích nghi của S1, S2, S3, theo công thức sau:

S1= S80%= ( ∑g (S80% LUT1 + S80% LUT2 + S80% LUTn))/n S2 = S40%= ( ∑(S40% LUT1 + S40% LUT2 + S40% LUTn))/n

S3 = S20%= ( ∑(S20% LUT1 + S20% LUT2 + S20% LUTn))/n

Kết quả khảo sát điều tra các đặc tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất đai đạt hiệu quả cao nhất được thực hiện thông qua tính trung bình Dựa vào mức độ đầu tư và năng suất tối hảo đạt được cho từng kiểu sử dụng đất đai từ

đó tính được lợi nhuận và tỷ số lợi nhuận/chi phí (B/C) theo các công thức

được trình bày trong phần phương pháp (tính cho 1 ha/năm) Đối với người nông dân trong quá trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng thì vấn đề họ quan tâm

là lợi nhuận của cơ cấu cây trồng mới được chọn lọc có cao hơn hay mang tính ổn định hơn hay không Một thí dụ về đánh giá định lượng về kinh tế được thể hiện chi tiết số liệu về tổng thu, tổng chi, lợi nhuận và hiệu quả đồng vốn (B/C) qua Bảng 2.1

Bảng 2.1: Kết quả phân tích các đặc tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất (LUT) ở

huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh (Triệu đồng/ha/năm) (Lê Thị Linh et al., 2011)

Tiêu

chuẩn

Kết quả so sánh, đánh giá các kiểu sử dụng đất LUT

điểm số cao nhất

chuẩn

Kết quả so sánh, đánh giá các kiểu sử dụng đất LUT

điểm số cao nhất

Ghi chú: TN: thích nghi; LUT1: Lúa 02 vụ; LUT2: Lúa 01 vụ-cá; LUT3: Lúa 01 vụ-tôm; LUT4: Lúa

01 vụ+cá-tôm; LUT5: Chuyên tôm

Kết quả ở Bảng 2.2 cho thấy kiểu sử dụng đất đai Lúa+cá-tôm (LUT4) được đánh giá rất cao do hệ số hiệu quả đồng vốn (B/C) cao nhất (đạt 4,76), trong khi đó kiểu sử dụng đất đai Lúa 02 vụ (LUT1) có hiệu quả đồng vốn thấp nhất (đạt 1,05)

Tóm lại, để đưa ra một kiểu sử dụng đất đai có triển vọng phải đáp ứng được thích nghi đất đai cả về mặt tự nhiên và kinh tế xã hội Trước đây, các kết quả nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ thích nghi tự nhiên, chỉ ra được vùng sản xuất phù hợp Tuy nhiên, do giá cả thị trường, chi phí đầu tư, biến động thị trường làm cho kiểu thích nghi cao ở tự nhiên nhưng không có hiệu quả cao về mặt kinh tế Từ đó, trong nghiên cứu gần đây đã sử dụng phương pháp đánh giá đất đai định lượng kinh tế trên cơ sở của kết quả thích nghi định tính để phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất đai theo sự biến đổi của thị trường hàng hoá nông sản mà phương pháp đánh giá đất đai định tính chưa giải quyết được để đưa ra vùng thích nghi thích hợp

2.3 Tổng quan về các hệ thống canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL 2.3.1 Hiện trạng phân bố các hệ thống canh tác

2.1.1.1 Vùng sinh thái nông nghiệp và sự thay đổi của HTCT

Dựa trên đặc điểm đất đai, địa hình và thủy văn, ĐBSCL được phân làm

6 vùng sinh thái nông nghiệp chính bao gồm: (1) Tứ giác Long Xuyên, (2) Đồng Tháp Mười, (3) phù sa ngọt ven sông Tiền và sông Hậu, (4) vùng trũng phèn Tây nam sông Hậu, (5) ven biển và (6) bán đảo Cà Mau (Nguyễn Hồng

Tín và ctv., 2016)

Trước năm 1970 vùng Đồng Tháp Mười và Tứ Giác Long Xuyên còn hoang thì nay được thay thế bằng các hệ thống canh tác 2 - 3 vụ, lúa - màu luân canh, lúa-cá/tôm kết hợp hoặc luân canh Từ thập niên 1970 đến nay, HTCT trong sử dụng đất nông nghiệp ở ĐBSCL thay đổi một cách đáng kể trên cơ sở thâm canh, chuyên canh thành những vùng sản xuất chuyên biệt Trong đó, HTCT lúa và HTCT thủy sản (ngọt, mặn, lợ) là hai lĩnh vực chính thay đổi rất lớn về quy mô sản xuất lẫn mức độ thâm canh, tăng vụ Diện tích gieo trồng lúa cả năm tăng từ 2,50 triệu ha năm 1990 đến 4,30 triệu ha năm

2014 Trong khi đó, diện tích NTTS chủ yếu tăng ở vùng ven biển, bán đảo Cà Mau (thủy sản nước lợ/mặn) và vùng ven sông Tiền, sông Hậu người dân nuôi

trồng thủy sản nước ngọt (Nguyễn Hồng Tín và ctv., 2016)

Hình 2.1: Vùng sinh thái nông nghiệp ở ĐBSCL (Nguồn: https://onthidialy.wordpress.com/2015/04/17/bai-35-dbscl-dia-ly-9) Phân vùng sinh thái nông nghiệp ở ĐBSCL đã được cập nhật dựa trên nền tảng phân vùng sinh thái của Võ Tòng Xuân (1982) cho thấy ĐBSCL được chia thành 9 vùng sinh thái nông nghiệp cụ thể như sau:

Đồng lụt ven sông (Fluvial plain) với hệ thống canh tác chính trong hiện

tại gồm: Lúa 3 vụ, 2 vụ, lúa 1 vụ - màu và cây ăn trái Nếu vẫn giữ nguyên hệ thống canh tác trên, với việc tăng độ sâu ngập và độ mặn trong tương lai, có thể có những tác động đến việc sản xuất lúa 3 vụ và cây ăn trái

Đồng lụt kín (Closed depression) với hệ thống canh tác chính trong hiện

tại gồm: Lúa 2 vụ, lúa 1 vụ, chuyên màu và cây ăn trái Nếu vẫn giữ nguyên

hệ thống canh tác trên, với sự thay đổi về động thái nguồn nước (độ mặn tăng lên trong tương lai), có thể gây khó khăn cho việc trồng cây ăn trái

Đồng lụt hở (Opened depression of flood plain) với hệ thống canh tác

chính trong hiện tại gồm: Lúa 2 vụ, lúa 1 vụ, rừng và chuyên màu Với việc giảm diện tích bị xâm nhập mặn với độ mặn cao trong tương lai, có thể có những thuận lợi hơn cho việc sản xuất lúa

Đồng bằng ven biển cao (High coastal plain) với hệ thống canh tác chính

trong hiện tại gồm: Lúa 2 vụ, lúa 1 vụ - màu, cây ăn trái và chuyên tôm Nếu vẫn giữ nguyên các hệ thống canh tác hiện tại, với việc tăng độ sâu ngập và độ mặn trong tương lai, có thể có những bất lợi đến việc trồng cây ăn trái và màu (trừ trường hợp trồng màu trên đất giồng cát) nhưng có thể có những thuận lợi hơn cho việc nuôi tôm

Đồng bằng ven biển thấp (Low coastal plain) với hệ thống canh tác

chính trong hiện tại gồm: Chuyên tôm, lúa 1 vụ - màu, lúa 2 vụ và 3 vụ Với việc tăng diện tích bị ngập với độ ngập > 0,5 m và tăng diện tích bị mặn với

độ mặn > 4 g/l, có thể có những thuận lợi cho việc nuôi tôm nhưng có thể gặp khó khăn về nguồn nước nếu phát triển lúa 3 vụ và sản xuất màu

Đồng bằng ven biển (Opened depression of coastal plain) với hệ thống

canh tác chính trong hiện tại gồm: Rừng, lúa 1 vụ, lúa 1 vụ - màu Sự thay đổi động thái nguồn nước trong tương lai, tăng độ sâu ngập và độ mặn, có thể không gây khó khăn cho các hệ thống canh tác hiện tại

Đồng bằng ven biển ngập triều (Tidally inundated plain of coastal plain)

với hệ thống canh tác chính trong hiện tại gồm: Chuyên tôm, rừng - tôm, muối, lúa 1 vụ - màu Sự thay đổi động thái nguồn nước trong tương lai, tăng

độ sâu ngập, có thể không gây khó khăn cho các hệ thống canh tác hiện tại

Thềm phù sa (Alluvial terrace) với hệ thống canh tác hiện tại gồm: Lúa 2

vụ và lúa 1 vụ Nhìn chung, thềm phù sa không có sự thay đổi nhiều về động thái nguồn nước giữa hiện tại và tương lai; tuy nhiên, việc xuất hiện vùng bị mặn với độ mặn 2-4 g/l cũng cần được quan tâm vì đã cho thấy dấu hiệu của việc bị xâm nhập mặn và có thể có ảnh hưởng đến các hệ thống canh tác

Đồi núi thấp (Hill Mountains) với khu vực đồi núi thấp không có sự thay

đổi về động thái nguồn tài nguyên nước mặt trong hiện tại và tương lai

2.1.1.2 Hiện trạng các hệ thống canh tác ở ĐBSCL

Hệ thống canh tác ở ĐBSCL rất đa dạng và phân bố khác nhau theo vùng sinh thái HTCT ở ĐBSCL được phân thành nhóm chuyên canh hoặc luân canh trên nền đất lúa Hệ thống canh tác luân canh với mô hình canh tác cụ thể như: nông - ngư hoặc nông – lâm - ngư kết hợp chiếm từ 60-80% tổng diện tích tự nhiên của đồng bằng HTCT ở ĐBSCL rất đa dạng, HTCT này có vai trò rất quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội cũng như tạo sinh kế cho

người dân ĐBSCL (Nguyễn Hồng Tín và ctv., 2016)

Sự phân bố một số HTCT chính ở ĐBSCL năm 2010 (được trình bày ở

Phụ lục 1) Theo đó, lúa là đối tượng nền được phân bố khắp ĐBSCL từ vùng

đầu nguồn đến vùng ven biển ngoại trừ một số địa phương của vùng bán đảo

Cà Mau - vùng nước mặn không thích hợp cho trồng lúa Canh tác lúa có tưới tiêu chủ động phân bố ở vùng phù sa nước ngọt đầu nguồn, ven sông Tiền và sông Hậu, vùng nước trời ven biển

Tương tự, nuôi trồng thủy sản nước ngọt tập trung ở đầu nguồn, ven sông Tiền và sông Hậu (An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long, Tiền Giang) trong khi nuôi thủy sản nước lợ/mặn tập trung vùng ven biển ở các tỉnh

Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang (Balica et al.,

2012) Sự phân bố các HTCT chính ở ĐBSCL được trình bày ở Hình 2.2

Hình 2.2: Phân bố các HTCT chính ở ĐBSCL(Nguồn: Nguyễn Văn Sánh và Đặng Kiều Nhân, 2016) Hiện trạng các hệ thống canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL dựa trên nền đất lúa có các mô hình canh tác như sau:

- Mô hình chuyên lúa: Mô hình chuyên lúa chiếm tỷ lệ canh tác cao nhất ở ĐBSCL (diện tích canh tác lúa 4,2 triệu ha), trong đó gồm mô hình 3 vụ lúa/năm và 2 vụ lúa/năm (Tổng cục thống kê, 2014) Canh tác 3 vụ lúa (tổng thu nhập trung bình 89,4 triệu đồng/ha/năm, lợi nhuận 30,4 triệu đồng/ha/năm) Canh tác 2 vụ lúa (tổng thu nhập trung bình từ 48,3 - 56,8

triệu đồng/ha, lãi từ 17,1 - 21,2 triệu đồng/ha)(Nguyễn Hoàng Đan et al.,

2015) Trong tương lai việc trồng lúa gặp những nguy cơ đe dọa như thiếu nguồn nước ngọt để tưới, thiếu thông tin về thị trường và giá vật tư (giống, phân bón, thuốc BVTV và xăng dầu) và công lao động đều tăng cao và giá

lúa có chiều hướng giảm dẫn đến việc giảm lợi nhuận (Nguyễn Minh Phương

et al., 2009) Việc canh tác lúa 2 vụ /năm hoặc 3 vụ/năm làm đất bị suy thoái

(chất lượng chất hữu cơ trong đất ngày càng suy giảm, giảm độ phì và nguy

cơ gây ngộ độc hữu cơ cho lúa), tăng nguy cơ dịch hại, sử dụng nhiều nước

để tưới và ô nhiễm môi trường do sử dụng nhiều lượng phân bón và thuốc

BVTV (Nguyễn Phan Nhân et al., 2016)

- Mô hình lúa - màu: Mô hình canh tác lúa – màu được đánh giá là mô hình mang lại hiệu quả kinh tế cao và đang được nhân rộng ở ĐBSCL Mô hình này gồm có: 1 lúa – 2 màu, 2 lúa – 1 màu và 1 lúa - 1 màu (Nguyễn Duy

Cần, 2009) Theo (Đỗ Văn Xê, 2010) canh tác theo mô hình lúa - màu kết hợp giúp nông dân tăng thêm lợi nhuận từ 8 triệu đồng đến 15 triệu đồng/ ha

so với trồng độc canh lúa và mô hình canh tác lúa - màu giúp tăng việc làm cho lao động địa phương hơn so với mô hình chuyên lúa

Mô hình lúa - thủy sản: Các mô hình lúa – thủy sản ở ĐBSCL gồm: mô hình bán thâm canh 1 vụ tôm - 1 vụ lúa phổ biến ở các tỉnh Sóc Trăng, Trà Vinh, trong khi ở các tỉnh Kiên Giang, Cà Mau và Bạc Liêu mô hình quảng canh cải tiến tôm-lúa chiếm tỷ lệ lớn diện tích nuôi tôm-lúa tại địa phương

(Trương Hoàng Minh et al., 2013) Mô hình canh tác lúa - tôm có tổng thu

nhập và lợi nhuận cao nhất (tổng thu nhập từ 88,5 - 101,4 triệu đồng/ha năm,

lợi nhuận trung bình từ 36,2 - 38,8 triệu đồng/ha/năm)(Nguyễn Hoàng Đan et

al., 2015)

2.3.2 Hệ thống canh tác thích nghi triển vọng

Hệ thống màu - chăn nuôi - thủy sản kết hợp: Hệ thống màu - chăn nuôi

- thủy sản kết hợp là một hình thức đa dạng hóa hoạt động sinh kế của nông

hộ và được khuyến cáo ở vùng nước lợ, nước trời của những tỉnh ven biển

Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh (Nguyễn Hồng Tín và ctv., 2016) Lúa - cá/tôm - màu kết hợp: Theo Nguyễn Hồng Tín và ctv., (2016) đánh

giá Hệ thống này được phân bố và khuyến cáo cho vùng nước lợ Canh tác lúa (mùa mưa) luân canh với nuôi tôm sứ trong mùa khô và trồng rau màu trên bờ bao Hệ thống canh tác này có chi phí đầu tư tương đối cao 110-150 trỉệu/ha/năm, song lợi nhuận cũng rất cao, từ 50-80 triệu/ha/năm

Hệ thống nông - lâm (- ngư) kết hợp: Theo Nguyễn Hồng Tín và ctv.,

(2016) đánh giá nông - lâm (- ngư) kết hợp là hệ thống sử dụng đất bao gồm một loại cây thân gỗ lâu năm kết hợp với một hay nhiều loại cây trồng hàng năm hoặc chăn nuôi, nuôi thủy sản trên cùng một mảnh đất, đồng thời hay luân phiên với mục đích cho ra sản phẩm tối đa và duy trì sức sản xuất lâu dài của đất (ICRAF, 2014) Nói cách khác, hộ thống nông - lâm (- ngư) kết hợp là một HTCT kết hợp có từ hai hợp phần cây lâu năm và cây con hàng năm nhằm tạo ra sinh khối cao nhất trên một đơn vị diện tích đất sử dụng Theo báo cáo kỹ thuật của ICRAF (2013), ở ĐBSCL có nhiều hệ thống nông - lâm (-ngư) kết hợp, đây là hoạt động sinh kế rất quan trọng cho nông dân của vùng Trong đó, nổi bật và phổ biến nhất là các hộ thống nông - lâm (- ngư) kết hợp cây ăn trái và cây rừng với hoa màu, chăn nuôi hay thủy sản khác phân bố

khắp các vùng sinh thái nông nghiệp ĐBSCL (được trình bày ở Phụ lục 2)

Nhìn chung, ở ĐBSCL có nhiều mô hình canh tác có thể thích ứng với tác động và sự thay đổi của các yếu tố môi trường, kinh tế và xã hội Tùy điều kiện thực tế, nguồn lực sinh kế nông hộ và sự lựa chọn hệ thống thích hợp sẽ giúp địa phương thích ứng và giảm nhẹ dưới tác động BĐKH trong tương lai

2.4 Tổng quan về cây trồng cạn và cây lúa

2.4.1 Tình hình sản xuất cây màu và cây lúa

2.4.1.1 Tình hình sản xuất bắp

Việc sản xuất bắp (May Zea) trong nước những năm gần đây phát triển

khả quan, cụ thể sản xuất bắp trong năm 2010 đạt 1,112 ha với năng suất trung bình 4,6 tấn/ha, tổng sản lượng 4,620 triệu tấn và trong năm 2012 sản lượng bắp đạt 4,97 triệu tấn và trong năm 2013 sản lượng bắp đạt 5,20 triệu tấn (FAOSTAT, 2015) Hiện nay, sản lượng bắp của Việt Nam đạt 62% so với mục tiêu vào năm 2015 và gần 50% so với mục tiêu vào năm 2020, có nghĩa là sản xuất không đủ đáp ứng nhu cầu (Viện nghiên cứu ngô Việt Nam, 2015) Theo bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam và Hiệp hội chăn nuôi Việt Nam năm 2013, nước ta phải nhập khẩu 2,19 triệu tấn bắp từ Ấn Độ, Brazil, Argentina, Campuchia, Lào, tăng 35,6% về số lượng và 34,9 % về giá trị so với cùng kỳ năm 2012 (Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, 2013) Hiện nay trung bình cả nước tiêu thụ khoảng 12,5 - 13,4 triệu tấn/năm thức ăn chăn nuôi, nhưng nguồn nguyên liệu cung cấp không đủ, sản xuất thức ăn chăn nuôi sử dụng phần lớn nguyên liệu đầu vào là bắp hạt, chiếm 40% trong thành phần thức ăn gia súc (Đỗ Văn Ngọc và Trần Đình Thao, 2014)

Tình hình sản xuất bắp ở tỉnh An Giang: Vùng đất An Giang rất thuận lợi để phát triển cây bắp, nhất là vùng đầu nguồn giáp với biên giới Campuchia mỗi năm lũ về cho lượng phù sa rất lớn Các huyện giáp biên giới như: Tịnh Biên, An Phú của tỉnh An Giang phát triển cây bắp lai mạnh hơn cây bắp nếp so với các tỉnh khác ở ĐBSCL, diện tích bắp lai trên 4.500 ha/năm, còn cây bắp nếp 4.338 ha/năm.Ngoài ra, cây bắp còn được trồng nhiều ở huyện Chợ Mới và Phú Tân (Cục thống kê tỉnh An Giang, 2015) Kết

quả diện tích canh tác, năng suất và sản lượng bắp (được thể hiện ở Phụ lục

3)

2.4.1.2 Tình hình sản xuất ớt

Ớt cay là cây trồng có diện tích và sản lượng tiêu thụ lớn nhất trong các loại gia vị Theo FAO (2014), năm 2013 diện tích trồng ớt tươi trên thế giới 2.026.038 ha và sản lượng ớt tươi 27.543.857 tấn, sản lượng ớt khô, ớt bột 2.747.003 tấn Châu Á đứng đầu thế giới về năng suất và sản lượng, với

60,5% diện tích và 64,8% sản lượng của toàn thế giới (Tổng cục Thống kê Việt Nam, 2014)

Cây ớt ở ĐBSCL, từ nhiều năm nay, bà con nông dân ở các tỉnh ĐBSCL như An Giang, Đồng Tháp, Trà Vinh, Vĩnh Long, Tiền Giang, Long An… và một số tỉnh ở miền Đông Nam bộ đã trồng ớt mang lại hiệu quả cao Mặc dù, hiện nay giá ớt trên thị trường đôi lúc biến động, nhưng đa số bà con đều thu nhập cao hơn so với trồng lúa Cụ thể ở huyện Thanh Bình là nơi trồng ớt nhiều nhất tỉnh Đồng Tháp (Niên giám thống kê huyện Thanh Bình, 2013) Cụ thể, toàn huyện Thanh Bình có trên 2.000 ha ớt, diện tích canh tác ớt lớn nhất ĐBSCL, với sản lượng trung bình đạt khoảng 25.000 tấn/năm Trong vụ Đông

- Xuân 2013 - 2014 nông dân An Giang đã xuống giống được 2.146 ha ớt, chiếm 10% tổng diện tích cây màu, trong đó nhiều nhất là huyện Chợ Mới 700

ha, An Phú 574 ha, Phú Tân 240 ha, Tân Châu 232 ha (Cục thống kê tỉnh An Giang, 2014) nhưng sản lượng vẫn không đủ cung cấp cho thị trường Năm

2015, huyện như Chợ Mới và An Phú có kế hoạch chuyển đổi đất trồng lúa kém hiệu quả sang trồng ớt hay tận dụng đất bờ đê, cặp lộ giao thông dẫn vào đồng ruộng để trồng ớt (Vương Thoại Trung, 2015)

2.4.1.3 Tình hình sản xuất đậu nành

Canh tác đậu nành ở An Giang chủ yếu tập trung ở An Phú (278 ha) và Châu Phú (146 ha) (Cục thống kê tỉnh An Giang, 2015) Ở hai vùng này, nông

hộ có diện tích canh tác lớn nhất là 1- 2 ha nhưng chỉ chiếm 6,67% và diện tích canh tác nhỏ nhất là 0,2 ha chiếm 20%, diện tích canh tác bình quân là 0,4

ha (Hình 2.5) Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 80 đến 85 ngày, nông dân

Tỉnh An Giang đã bố trí xen canh 2 vụ lúa, 1 vụ đậu nành (Lê Hùng Cường et

al., 2016) Diện tích canh tác lớn nhất là ở huyện An Phú (278 ha)

2.4.1.4 Tình hình sản xuất mè

Cây mè (Sesamum indicum L.) được trồng khắp các châu lục trên thế

giới Sản lượng hàng năm khoảng 2 triệu tấn Các vùng trồng chính: Châu Á: Sản xuất 55-60% sản lượng mè trên thế giới Châu Mỹ: 18-20% Châu Phi:18-

20 % Năng suất bình quân trên thế giới thấp khoảng 500-700kg/ha Tổng diện tích mè ĐBSCL khoảng 10.000 ha, năng suất bình quân 900 kg/ha) An Giang diện tích hiện nay 16.000 ha Huyện Châu Phú, Chợ Mới, mè trồng trong vụ

Hè -Thu sau lúa Đông -Xuân, năng suất trung bình đạt 1.650 kg/ha, nhiều hộ đạt 2.000 kg/ha (năng suất trung bình trong tỉnh là 1.250 kg/ha) Tại huyện Tri Tôn, mè trồng ở các xã Ô Lâm, Lương An Trà, An Tức, trên đất cát pha, bạc màu, ruộng trên và ruộng trên có bưng, thiếu nước tưới, năng suất đạt 900-1.250 kg/ha (Phạm Thị Phương Lan, 2012)

2.4.1.5 Tình hình sản xuất lúa

Tổng hợp số liệu về tình hình sản xuất lúa vùng ĐBSCL giai đoạn 2005 -

2015 tại Hình 2.3 cho thấy năm 2015 diện tích gieo trồng lúa cả năm của vùng

là 4.246.800 ha, chiếm 53,9% diện tích lúa cả nước, năng suất lúa bình quân đạt 5,94 tấn/ha, cao hơn 3,13% so với năng suất lúa cả nước Sản lượng lúa đạt 25.244.200 tấn, chiếm 56,13% sản lượng lúa cả nước (Tổng cục Thống kê, 2015)

Hình 2.3: Diện tích canh tác lúa ở ĐBSCL (Nguồn: Tổng cục thống kê, 2015)

Từ năm 2005 đến năm 2015, sản xuất lúa của vùng tăng liên tục về diện tích gieo trồng, năng suất và sản lượng Trong đó, diện tích tăng 420.500 ha (tốc độ tăng 1,17%/năm), năng suất tăng 9 tấn/ha (tốc độ tăng 1,84%/năm) và sản lượng tăng 5.945.700 tấn (tốc độ tăng 3,03%/năm) (Tổng cục Thống kê, 2015)

Diện tích canh tác lúa ở An Giang được trình bày ở Hình 2.4 Diện tích canh tác lớn nhất là Thoại sơn (98.120 ha) kế đến là huyện Châu Phú (83.118 ha), diện tích canh tác lúa thấp nhất là TP Long Xuyên (10.961 ha)

Hình 2.4: Diện tích canh tác lúa ở An Giang (Nguồn: Cục thống kê tỉnh An Giang, 2015)

2.4.2 Tổng hợp các thông tin của cây trồng cạn và cây lúa

Thông tin chung của cây trồng cạn (Bắp, ớt, đậu nành, mè) và cây lúa được trình bày ở Bảng 2.3

Bảng 2.3: Tổng hợp thông tin về một số cây trồng

Thông số Đơn vị Cây bắp Cây ớt Cây đậu

Ethiopi (Châu Phi)

Trung Quốc

Tên khoa

học

Zea mays

Capsium Frutescens

L

Glycine max (L) Merr

Sesamum indicum

L

Oryza Sativa L

nước m3/ha/vụ 3.000-4.000 4.500-5.000 4.500-6.000 1.700-3.200 4.500-5.000 Điều kiện

đất đai pH=5,5-7,0

6,8

pH=5,5-7,2

pH=6,5-8,0

7,5 Tiềm năng

pH=5,5-năng suất tấn/ha 6,0-8,0 8,0 – 12 1,8-4,0 1,7-2,0 6,0 - 10

Thông tin cụ thể về nhu cầu sinh lý và sinh thái của cây bắp, ớt, đậu

nành, mè và lúa (được trình bày ở Phụ Lục 4)

Thông tin về kỹ thuật canh tác của cây bắp, ớt, đậu nành, mè và lúa

(được trình bày ở Phụ Lục 5)

2.4.3 Hiệu quả kinh tế của sản xuất cây màu và cây lúa

2.4.3.1 Hiệu quả kinh tế của sản xuất bắp

Từ hiệu quả các mô hình canh tác bắp non cho thấy, thu nhập kinh tế rất cao: bắp non lợi nhuận 2 triệu đồng/công/vụ, trồng được bốn vụ/năm Trồng bắp non chưa đầy hai tháng đã thu hoạch, trừ chi phí lợi nhuận hơn 2 triệu đồng/công Ngoài thu hoạch từ trái, lấy cây, vỏ, cờ bắp cho bò ăn hoặc bán Trong khi trồng lúa lợi nhuận chỉ hơn 1 triệu đồng (Trần Trọng Triết, 2015) Đối với cây bắp nếp đạt doanh thu trung bình khoảng 26,1 triệu đồng/ha, chi phí trung bình 12,1 triệu đồng/ha, lợi nhuận đạt trung bình khoảng 14 triệu

đồng/ha (Nguyễn Mỹ Hoa et al., 2014)

2.4.3.2 Hiệu quả kinh tế của sản xuất ớt

Tổng thu nhập trung bình khi canh tác ớt 200-250 triệu đồng/ha, chi phí trung bình khoảng 70-80 triệu đồng/ha, lợi nhuận trung bình khoảng 130-170 triệu đồng /ha (Trần Thị Kim Sơn, 2016) Nhằm xác định các mô hình canh tác phù hợp đem lại hiệu quả kinh tế cao ở vùng ngọt hóa Gò Công, tỉnh Tiền Giang, Nguyễn Văn Kiền (2013) đã thực hiện khảo sát PRA tại xã Vĩnh Phước

để xác định các mô hình canh tác màu có triển vọng Kết quả theo dõi qua hai năm (2006 - 2007) cho thấy các mô hình sản xuất cây ớt (16,5 triệu/1.000

m2/vụ) cao hơn nhiều so với cây lúa (1,9 triệu/1.000 m2/vụ)

2.4.3.3 Hiệu quả kinh tế của sản xuất đậu nành

Thu nhập trung bình khi canh tác cây đậu tương khoảng 25,0 triệu/ha, chi phí trung bình 12 triệu đồng/ha, lợi nhuận đạt 13,0 triệu đồng /ha (Phạm Hưng, 2016)

2.4.3.4 Hiệu quả kinh tế của sản xuất mè

Tổng chi phí sản xuất cho 1 ha mô hình tại Châu Phú và Chợ Mới khoảng 20 -21 triệu đồng/ha Lãi thuần cho người trồng mè tại An Giang, trong vụ Hè –Thu năm 2012 đạt 25,3 triệu đồng/ha tại Châu Phú; 24,96 triệu đồng/ha tại Chợ Mới và 10,6 triệu đồng/ha (Phạm Thị Phương Lan, 2011) Tại Cao Lãnh, Đồng Tháp, vụ Xuân hè 2012, tổng thu nhập là 44,8 triệu đồng/ha, sau khi trừ chi phí lợi nhuận đạt 29 triêu đồng/ha Trong khi đó, lúa vụ Hè Thu cho năng suất 5,8 tấn/ha, giá bán 5.400 đồng/kg, tổng thu nhập là 31,3 triệu đồng/ha, sau khi trừ chi phí lợi nhuận đạt 11triệu đồng/ha Như vậy, cây mè

trồng 75 ngày có lợi nhuận gấp 2,5 lần so với trồng lúa khoảng 100 ngày (Lê Thị Xuân Đào, 2012) Tại phường Thới Long, quận Ô môn, Tp.Cần Thơ, nông dân trồng mè đạt năng suất 1,8 tấn/ha, giá bán 32.000 đồng/kg, sau khi trừ chi phí lợi nhuận đạt khoảng 30 triệu đồng/ha Trong khi đó giá lúa hiện lợi nhuận nông dân thu được khoảng 10 triệu đồng/ha (Nguyễn Công Thành, 2012)

2.4.3.5 Hiệu quả kinh tế của sản xuất lúa

Hiệu quả canh tác lúa trung bình của 3 vụ (Đông –Xuân, Hè –Thu, Thu –Đông) ở ĐBSCL đạt doanh thu khoảng 26,1 triệu đồng/ha/vụ, chi phí trung bình khoảng 12,1 triệu đồng/ha/vụ và lợi nhuận trung bình khoảng 14, 0 triệu

đồng /ha/vụ (Phạm Lê Thông et al 2011) Ngoài ra, còn có nghiên cứu của

Đặng Thị Kim Phượng và Đỗ Văn Xê (2011) về so sánh hiệu quả sản xuất giữa hai mô hình độc canh lúa ba vụ và lúa luân canh với màu tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang Kết quả cho thấy hiệu quả đồng vốn của mô hình lúa màu là 2,96 cao hơn hiệu quả đồng vốn của mô hình lúa 3 vụ là 2,42

2.5 Tác động của Biến đổi khí hậu đến nền nông nghiệp ở ĐBSCL và các giải pháp thích ứng

Biến đổi khí hậu (BĐKH) làm thay đổi các điều kiện thời tiết và tự nhiên như: thay đổi mưa, nhiệt độ, nước biển dâng, và xâm nhập mặn đã tác động

đáng kể (trực tiếp và gián tiếp) đến tự nhiên và con người trên thế giới (Patz et

al., 2005) Các tác động của BĐKH không còn là dự báo mà đã và đang diễn

ra trong thực tế hiện nay và Việt Nam là một trong 5 Quốc gia được đánh giá

sẽ bị tác động nặng nề bởi BĐKH do có đường bờ biển dài và hầu hết là các

hoạt động kinh tế tập chung ở gần khu vực ven biển (World Bank, 2009) Tác

động của BĐKH đến Việt Nam trên nhiều lĩnh vực khác nhau như: kinh tế, môi trường, sức khỏe con người trong đó, lĩnh vực nông nghiệp và thủy sản

là yếu tố quan trọng được xem xét nhiều nhất trong việc đánh giá tác động của BĐKH do ảnh hưởng đến nền kinh tế Việt Nam (Vien, 2011; Bộ Tài Nguyên

và Môi Trường, 2012) Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở hạ lưu sông MeKong và là vùng góp phần quan trọng cho an ninh lương thực Quốc gia và xuất khẩu gạo của Việt Nam và đây cũng là vùng đang bị tác động tiêu cực của BĐKH (Vien, 2011; Lê Anh Tuấn, 2012) Một trong những ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH đến lĩnh vực nông nghiệp ở ĐBSCL là hiện tượng thiếu nguồn nước ngọt cung cấp cho mô hình canh tác nông nghiệp do

mặn xâm nhập ở vùng đồng bằng ven biển (Wassmann et al., 2004a; Seal and

Baten, 2012) Theo các kịch bản BĐKH cho thấy, hiện trạng xâm nhập mặn được dự báo sẽ càng gia tăng về không gian và thời gian trong tương lai (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2012) và diễn biến của khí hậu ngày càng theo

hướng bất lợi đối với con người ở ĐBSCL (Trần Quốc Đạt et al., 2012; Van et

al., 2012) Sự thay đổi các điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người trên

khu vực thượng nguồn sông Mekong đã làm thay đổi đáng kế chế độ thủy văn

và tác động đáng kể đến hoạt động canh tác nông nghiệp ở khu vực thượng lưu của ĐBSCL cũng như ảnh hưởng đến toàn vùng ĐBSCL Cụ thể, theo Ziv

et al., (2012) thì hiện tại có khoản 78 đập đã được xây dựng trên sông

MeKong, vấn đề này dẫn tới sự suy giảm lưu lượng nước, lượng phù sa từ thượng nguồn, và dẫn đến việc xâm nhập mặn vào mùa khô cho khu vực hạ nguồn (Lu and Siew, 2005; Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2013) Theo báo cáo của(MRC, 2016), dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu thì lượng sẽ giảm, hạn hán sẽ kéo dài và gia tăng các điều kiện thời tiết cực đoạn

và các yếu tố này sẽ tác động tiêu cực đến hoạt động sản xuất nông nghiệp nói riêng và cho toàn khu vực ĐBSCL

Nhiều nghiên cứu về giải pháp thích ứng với BĐKH cho vùng ĐBSCL đã được thực hiện trên nhiều lĩnh vực khác nhau Trong lĩnh vực nông nghiệp, đã có các dự án, đề tài nghiên cứu quan trọng được thực hiện nhằm thích ứng với BĐKH như: dự án “Đánh giá khả năng tác động của BĐKH lên sản xuất lúa ở ĐBSCL” năm 2013 được tài trợ bởi Trung tâm Ứng phó thiên tai Châu

Á (ADPC) kết hợp với Trường Đại học Cần Thơ và Phân viện Khoa học khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu Dự án nhằm mục đích đánh giá các tác động của sự thay đổi các điều kiện khí hậu như: lượng mưa, nhiệt độ, lũ lụt lên

mô hình canh tác lúa Ngoài ra, dự án còn thử nghiệm tìm ra giống lúa mới và

kỹ thuật canh mới để giảm tác động của BĐKH trong tương lai Dự án tổng hợp phát triển nông nghiệp, thủy sản và môi trường dựa trên sự thích ứng với biến đổi khí hậu cho các kế hoạch phát triển ở ĐBSCl được thực hiện từ năm

2011 – 2013 với sự tài trợ của trường đại học Wageningen, Hà Lan kết hợp với Trường Đại học Cần Thơ thực hiện Dự án nhằm mục đích đánh giá tác động của BĐKH đến các lĩnh vực như nông nghiệp, thủy sản và môi trường ở vùng ĐBSCL Dự án cũng đưa ra các mô hình canh tác nhằm giảm tác động

và thích ứng với BĐKH cho người dân và đề xuất các giải pháp thích ứng với BĐKH cho chính quyền các địa phương ở vùng ĐBSCL trong tương lai Dự

án nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH lên sử dụng đất ở ĐBSCL và nghiên cứu các giải pháp thích ứng cho mô hình canh tác lúa, từ năm 2011 – 2015 với

sự tài trợ của chính phủ Úc kết hợp với trường Đại học Cần Thơ thực hiện Dự

án nhằm mục đích đánh giá tác động của BĐKH lên sự thay đổi sử dụng đất ở ĐBSCL và đưa ra các mô hình canh tác lúa hiệu quả thích ứng với BĐKH Nghiên cứu đựa thực hiện tại các tỉnh An Giang, Hậu Giang, Bạc Liêu và Cần Thơ và còn nhiều dự án khác (Lê Anh Tuấn, 2009) Nhìn chung các dự án

nghiên cứu về thích ứng với BĐKH trong lĩnh vực nông nghiệp cho vùng ĐBSCL chủ yếu là về mô hình canh tác lúa như: mô hình canh tác lúa tôm ở vùng bị ảnh hưởng mặn, giải pháp 1 phải năm giảm trong canh tác lúa, giải pháp tiết kiệm nước tưới cho cây lúa… Do vậy, đề tài nghiên cứu này sẽ góp phần vào các giải pháp thích ứng BĐKH trong việc sử dụng hiệu quả và tiết kiệm nước tưới trong canh tác nông nghiệp cho cây trồng cạn (cây bắp và cây ớt) ở vùng đê bao lũ ở ĐBSCL Đây là vấn đề đang được quan trong không chỉ riêng khu vực nghiên cứu mà chung cho cả toàn vùng ĐBSCL ở hiện tại

và trong tương lai (Chính Phủ Việt Nam, 2015)

2.6 Canh tác tiết kiệm nước

Khái niệm về canh tác tiết kiệm nước: Canh tác tiết kiệm nước là việc sử dụng lượng nước tưới đúng lượng và thời gian cần cung cấp cho cây trồng trong quá trình sinh trưởng và phát triển (Lê Anh Tuấn, 2005)

Do tình trạng thiếu nước nghiêm trọng xảy ra đối với một số khu vực trên thế giới làm ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, chiến lược tưới tiết kiệm nước đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi Mục đích của chiến lược là sử dụng hiệu quả nguồn nước để tiến đến một nền nông nghiệp bền vững Trên thế giới, thực hành tiết kiệm nước có nghĩa là sử dụng nước ít đi

mà năng suất không thay đổi Một số thí nghiệm đã được thực hiện nhằm tìm

ra cách thức sử dụng nước hiệu quả Ví dụ thay đổi thời gian trồng, lịch tưới

và giống cây trồng (Jalota et al., 2009) Một trong những phương pháp tưới

tiết kiệm nước được sử dụng cho các cánh đồng là tưới xen kẽ ướt và khô Phương pháp này dựa trên cơ sở là cây lúa lúc nào cũng phải tưới ngập Một phương pháp khác để tưới tiết kiệm nước là canh tác lúa hiếu khí Khi sử dụng phương pháp này cây lúa được trồng như là cây màu và đất được tưới đầy đủ

để duy trì ẩm độ thủy dung sau khi lượng nước giảm đến một lúc nào đó nằm giữa ẩm độ điểm héo vĩnh viễn và thủy dung Trong thí nghiệm này có lợi ích

là làm giảm lượng bốc hơi tiềm năng bởi vì nước không đọng lại trên bề mặt

đất (Bouman et al., 2007)

Mục đích của các phương pháp tiết kiệm nước tập trung vào việc sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên nước của địa phương, không tập trung vào nhu cầu nước tối đa của cây trồng Ngoài ra, để áp dụng phương pháp quản lý này cần phải hiểu biết về phản ứng của sự sinh trưởng cây trồng đối với sự thiếu nước và mức độ thiếu nước có thể chấp nhận được khi năng suất cây trồng bị giảm (Kirda, 2000) Tưới xen kẽ ướt và khô có thể được xem xét để

áp dụng khi tình trạng thiếu nước xảy ra

Đối với cây trồng, việc cung cấp đúng lượng nước, phân bón cho nhu cầu phát triển và sinh trưởng là rất quan trọng, nếu cung cấp thừa, thiếu hoặc không đúng thời gian đều ảnh hưởng đến sự phát triển và năng suất của cây

trồng (Wassmann et al., 2004) Hiện nay, việc tiết kiệm nước tưới trong canh

tác nông nghiệp ở Việt Nam nói chung và ĐBSCL nói riêng đang được chú trọng quan tâm do bị thiếu hụt nguồn nước ngọt từ thượng nguồn và tác động bởi nước biển dâng biến đổi khí hậu Trên thực tế đó, nhiều nghiên cứu khoa học về việc tưới tiết kiệm nước trong canh tác nông nghiệp được thực hiện canh tác Đối với canh tác lúa, các mô hình cải tiến đã được nghiên cứu áp dụng vào thực tế và mang lại kết quả cao trong việc giảm lượng nước sử dụng, giảm chi phí đầu vào nhưng vẫn đảm bảo năng suất đầu ra so với mô hình canh tác truyền thống như: mô hình cánh đồng mẫu lớn (CĐML), mô hình 01 phải 05 giảm (1P5G), mô hình tưới ngập khô xen kẽ (AWD) (Trần Thu Hà và

Đỗ Kim Chung, 2014) Trong đó, kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ (AWD) là hiệu quả nhất về tưới tiết kiệm nước cho canh tác tác lúa (Hồng Minh Hoàng

và Văn Phạm Đăng Trí, 2015) Theo nghiên cứu của Tô Lan Phương et al.,

(2012) đánh giá kỹ thuật tổng hợp (1P5G) cho kết quả giảm được 3 lần bơm tưới trong một vụ, tiết kiệm được 400 m3 (khoảng 22%) đồng thời làm tăng năng suất 170 kg/ha so với kỹ thuật canh tác truyền thống Mặc dù, qua kết quả nghiên cứu các mô hình tưới tiết kiệm đạt được nhiều lợi ích cả về hiệu quả kinh tế và sử dụng tiết kiệm nguồn nước nhưng các mô hình này lại gặp không ít khó khăn khi triển khai nhân rộng trong thực tế ở ĐBSCL (Lê Cảnh Dũng và Võ Văn Tuấn, 2014) Đối với canh tác màu, kỹ thuật tưới tiết kiệm nước trong nông nghiệp tuy vẫn còn hạn chế về kỹ thuật nhưng đã giúp tiết kiệm được lượng nước tưới đáng kể và vẫn đảm bảo được năng suất cây trồng (Nguyễn Thị Bích Hằng, 2011) Do nhu cầu của sự phát triển và sự tác động của BĐKH đến nguồn tài nguyên nước trong tương lai, nhiều nghiên cứu về việc tưới tiết kiệm nước được thực hiện như: Mô hình tưới tiết kiệm nước và xác định chế độ tưới hợp lý cho cây dứa ở Nông trường Sông Bôi, tỉnh Hoà Bình, bao gồm việc xác định điều kiện ứng dụng, tính toán nhu cầu nước cho cây trồng, thiết kế, lắp đặt và quy trình vận hành hệ thống tưới (Đinh Vũ

Thanh và Đoàn Doãn Tuấn, 2007) Nghiên cứu về biện pháp tủ gốc giữ ẩm

cho cây dứa của Phạm Thị Minh Thư và Nguyễn Trọng Hà (2010) cho kết quả

là việc tủ gốc giữ ẩm có tác dụng làm tăng giá trị độ ẩm đất và giảm được lượng nước tưới và làm tăng tỉ lệ ra hoa, năng suất dứa từ 14,7-17,3% so với không tủ gốc giữ ẩm Mô hình tưới nhỏ giọt và có che phủ nilong áp dụng trên cây cà chua theo nghiên cứu của Trần Thái Hùng (2008) đã cho thấy rằng có thể tiết kiệm được lượng nước gấp đôi so với phương pháp canh tác truyền thống thực tế

2.7 Tổng quan về cân bằng nước trong ruộng canh tác cây màu

Cân bằng nước là bài toán tính toán sự biến động (đầu vào và đầu ra) của nguồn nước trong một hệ thống dưới tác động của các điều kiện tự nhiên và con người, cơ bản thể hiện qua công thức 2.1 Dựa trên nguyên tác cơ bản của cân bằng nước và tùy thuộc vào mục tiêu nghiên cứu mà có thể ứng dụng cho nhiều nghiên cứu khác nhau như: Cân bằng nước sử dụng cho sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu trong nông nghiệp, cân bằng nước cho toàn cầu, hoặc cân

bằng nước cho khu vực (Simonovic, 2002; Panigrahi et al., 2006) Hiện nay,

các giải pháp cân bằng nước được cụ thể hóa bằng các phần mềm tính toán cho từng lĩnh vực khác nhau để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng và mục tiêu

nghiên cứu khác nhau (Hoàng Thanh Sơn và ctv., 2013; Đặng Đình Khá và

ctv., 2015) Sự biến động về nguồn nước trong tự nhiên được thể hiện qua

công thức 2.1 (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2015)

Phương trình cân bằng nước có ý nghĩa trong nghiên cứu nhu cầu tưới cho cây trồng, đó là: Đánh giá vai trò, ý nghĩa của từng thành phần trong cân bằng nước Có thể tính một thành phần khi biết các thành phần còn lại

2.8 Tổng quan về nhu cầu nước của cây trồng

Cây trồng sống và phát triển được nhờ chất dinh dưỡng trong đất được nước hoà tan và đưa lên cây qua hệ thống rễ Nước hòa tan các chất khoáng cung cấp cho cây trồng qua rễ cây, cây hấp thụ nước qua rễ cùng với các chất dinh dưỡng đi lên lá cây (Rawls và Brakensiek, 1998) Nước giúp cho cây trồng thực hiện các quá trình vận chuyển các khoáng chất trong đất giúp điều kiện quang hợp, hình thành sinh khối tạo nên sự sinh trưởng của cây trồng Trong bản thân cây trồng, nước chiếm một tỷ lệ lớn, từ 60% đến 90% trọng lượng (Nguyễn Kim Thanh, 2005) Tổng lượng nước mà cây trồng hút lên hàng ngày chủ yếu là để thoát ra ngoài ở dạng thoát hơi qua lá, nước chỉ giữ lại cho bản thân cấu trúc của cây trồng chỉ chừng 0,5 – 1,0% (Van Genuchten, 1980) Trên bề mặt lá cây có nhiều khí khổng giúp cho sự thoát hơi nước Diện tích khí khổng càng lớn thì sự hấp thụ CO2 trong không khí vào lá càng

dễ dàng, giúp cây trồng quang hợp được từ ánh sáng mặt trời (Nguyễn Thế Quảng, 2010)

Sự thoát hơi nước là động lực đòi hỏi cây trồng hút nhiều nước từ đất Nhờ hiện tượng mao dẫn mà nước từ đất có thể vào thân cây qua hệ thống rễ

và len lỏi lên cao, đôi khi hàng chục mét Bên cạnh đó, sự thoát hơi nước giúp cho sự cân bằng nhiệt ở chung quanh lá và thân Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, lá có thể hấp thu năng lượng phục vụ cho quá trình quang hợp, một phần năng lượng chuyển thành nhiệt năng làm cho nhiệt độ cây trồng tăng lên đòi hỏi phải có sự thoát hơi nước để giảm nhiệt độ bề mặt Ngoài ra, sự thoát hơi nước tạo động lực cho sự vận chuyển dưỡng chất trong đất qua sự di chuyển đi lên của nước trong bản thân cây trồng Sự thoát hơi nước lớn thì cây

trồng hấp thu dưỡng chất càng lớn (Chu Thị Thơm et al., 2005)

Rễ cây là bộ phận hút nước cho cây trồng, thông thường, rễ cây hút nhiều nước nhất (chiếm khoảng 40 - 50%) ở độ sâu ¼ chiều dài của rễ tính từ mặt đất, càng xuống sâu thì tỉ lệ hút nước càng giảm (Nguyễn Kim Thanh, 2005) Trong điều kiện đất và nước đầy đủ, rễ từng loại cây trồng sẽ phát triển tối đa để tăng trưởng Chiều sâu tối đa của hệ thống rễ cây trồng cũng chính là chiều sâu lớp đất cần tưới Yêu cầu nước của mỗi loại cây trồng là khác nhau,

để tạo ra một đơn vị chất khô cây trồng cần một lượng nước nhất định để bù lại lượng nước bốc hơi từ mặt đất và thoát hơi nước qua cây Đại lượng này phụ thuộc vào giống và giai đoạn sinh trưởng của cây, khí hậu, đất đai và các điều kiện canh tác (Lê Anh Tuấn, 2005)

Giới hạn độ ẩm: Nhu cầu nước để tưới tiêu cho cây không những phụ thuộc vào từng loại cây và đặc điểm sinh trưởng của cây mà còn phụ thuộc

vào đặc trưng độ ẩm của đất Các trạng thái độ ẩm liên quan trực tiếp đến điều tiết nước trong đất là: Độ ẩm bão hòa, độ ẩm giới hạn đồng ruộng, độ ẩm thấp nhất cho phép và độ ẩm cây héo (FAO, 2012) Giới hạn trên của độ ẩm đất có hai trường hợp: Thứ nhất, khi toàn bộ khe rỗng chứa nước là độ ẩm bão hòa; Thứ hai là khi tất cả các mao quản trong đất chứa đầy nước còn các khoảng trống khác chứa không khí thì đó là độ ẩm mao quản, được gọi là độ ẩm giới hạn đồng ruộng (hoặc gọi là độ ẩm tối đa đồng ruộng), được biểu thị bằng

phần trăm của trọng lượng đất khô (Jong et al., 1983)

Độ ẩm giới hạn đồng ruộng (FC - Field Capacity) xảy ra sau khi tưới (hoặc mưa), nước sẽ lấp đầy vào các khe rỗng lớn của đất, trường hợp đất tiêu thoát tốt nước sẽ nhanh chóng chảy xuống dưới hoặc ra ngoài giới hạn phân

bố của rễ cây Khi đó nước còn lại trong đất dưới dạng nước mao quản, lượng nước này được giữ ổn định và là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho cây Với

độ ẩm giới hạn đồng ruộng thì lượng nước trữ trong đất khoảng 60 - 75% tổng

thể tích khe rỗng, còn lại thể tích rỗng chứa không khí (Trần Bá Linh et al.,

2010)

Độ ẩm cây héo (WP - Wilting point) dùng để chỉ độ ẩm của đất mà dưới điểm đó thì cây trồng không còn đáp ứng được nhu cầu thoát hơi nước nữa, tại điểm này khí khổng đóng lại và cây héo rõ rệt, do đó quá trình quang tổng hợp

cũng bị giảm xuống (Trần Thái Hùng et al., 2016) Đây chính là lý do vì sao

quang tổng hợp giảm khi độ ẩm của đất giảm xuống dưới điểm bù khi đó sự

sự phát triển của cây bị giảm (Nguyễn Thế Quảng, 2010)

Khoảng giá trị độ ẩm nằm trong giới hạn giữa FC và WP là khoảng độ ấm của đất thích hợp cho cây trồng sinh trưởng và phát triển (AWC - available water holding capacity) (Trần Viết Ổn, 2002) Khi độ ẩm nằm trong giá trị giới hạn này sẽ giúp cung cấp đủ nước cho cây giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt, nếu xác định được WP của từng loại cây thì sẽ xác định được mức nước tối thiểu cần tưới cho cây trồng, nhằm tiết kiệm nước và tránh lãng phí, điểm héo chính là cơ sở để xây dựng mức cảm biến độ ẩm cho đất trồng cây (Võ Khắc Trí, 2002)

2.9 Cách xác định lượng nhu cầu nước của cây trồng

Xác định lượng nước tưới cho cây trồng là xác định lượng nước cần cung cấp cho cây trồng trong quá trình sinh trường và phát triển và được gọi chung

là lượng bốc thoát hơi nước (ETo) ETo là nhu cầu nước tham chiếu tính toán cho một cây trồng là cỏ chuẩn, trồng và chăm sóc đúng kỹ thuật, phủ đều trên toàn bề mặt đất và được cung cấp nước đầy đủ theo một đều kiện tối ưu

(Steduto et al., 2009) Lượng bốc thoát hơi nước (ETo) là lượng nước mất đi