xây dựng mô hình tưới thích hợp cho vùng sản xuất rau an toàn xã võng xuyên, huyện phúc thọ - thành phố hà nội

Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, yêu cầu và đòi hỏi phải áp dụng, phát triển các phương pháp tưới hiện đại tiết kiệm nước đã được đặt ra một cách bức thiết và nó đã mở r

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, các đồng nghiệp, gia đình và sự nỗ lực của bản thân trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, khoa

Sau đại học, khoa Kỹ thuật tài nguyên nước và các thầy giáo, cô giáo trong trường

đã tận tình truyền đạt kiến thức, giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu trường Cao đẳng Thủy lợi Bắc Bộ nơi tác giả đang công tác đã tạo mọi điều kiện cho tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Thị Nguyên,

TS Nguyễn Thái Hòa trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tác giả xin cảm ơn tới bạn bè và người thân trong gia đình đã tin tưởng, giúp đỡ, động viên, khích lệ để tác giả hoàn thành luận văn theo đúng kế hoạch đề ra

Xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 8 năm 2013

Tác giả

Nguyễn Văn Hiếu

BẢN CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Xây dựng mô hình tưới thích hợp cho vùng sản xuất rau an toàn xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ - thành phố Hà Nội” là đề tài do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê

Thị Nguyên và TS Nguyễn Thái Hòa

Các số liệu sử dụng để tính toán là trung thực, những kết quả nghiên cứu trong

đề tài luận văn chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

Tôi xin chịu trách nhiệm về đề tài luận văn của mình /

Tác giả

Nguyễn Văn Hiếu

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ tài nguyên môi trường

BVTV: Bảo vệ thực vật

CN-TTCN: Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

FAO: Tổ chức lương thực thế giới

GAP: Phương thức thực hành nông nghiệp tốt

IPM: Chương trình quản lý dịch hại tổng hợp

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

RAT: Rau an toàn

TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

VietGAP: Quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau, quả tươi an toàn tại Việt Nam

WTO: Tổ chức thương mại thế giới

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1: Thấm nước từ rãnh theo hướng đứng và hướng bên 10

Hình 1.2: S ơ đồ tưới rãnh và vùng thấm nước của các rãnh tưới 10

Hình 1 3: S ơ đồ tưới dải 12

Hình 1.4: S ơ đồ cấu tạo chung một hệ thống phun mưa 13

Hình 1.5: Cấu tạo chung của một hệ thống tưới hiện đại tiết kiệm nước 17

Hình 2.1: Bản đồ xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ, Thành phố Hà Nội 26

Hình 3.1: Vị trí vùng sản xuất RAT và khu vực bố trí hệ thống tưới phun mưa và hệ thống tưới nhỏ giọt 60

Hình 3.2: S ơ đồ bố trí cụm công trình và thiết bị đầu mối 62

Hình 3.3: Vòi phun Gyronet Tubo 64.

Hình 3.4: S ơ đồ bố trí vòi phun mưa kiểu hình vuông 65

Hình 3.5: S ơ đồ hệ thống tưới phun mưa 66

Hình 3.6: Bộ châm phân bón Venturi 75

Hình 3.7: Đồng hồ đo nước Arad IRT 75

Hình 3.8: Đồng hồ đo áp lực OR 75

Hình 3.9: Đầu nhỏ giọt Uniram 77

Hình 3.10: S ơ đồ bố trí đường ống tưới nhỏ giọt cho cây cà chua 77

Hình 3.11: S ơ đồ bố trí đường ống tưới nhỏ giọt cho cây khoai tây 78

Hình 3.12: S ơ đồ hệ thống tưới nhỏ giọt ……78

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang Bảng 1.1: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật và hoá chất gây hại

trong sản phẩm rau, quả, chè 4

Bảng 1.2: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong đất trồng rau, quả, chè 6

Bảng 1.3: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong nước tưới cho rau, quả, chè 7

Bảng 1.4: Ảnh hưởng của độ ẩm đất và độ ẩm không khí đến năng suất cà chua và d ưa chuột (trọng lượng quả của một cây) 9

Bảng 2.1: Trị số bình quân nhiều năm các yếu tố khí tượng trạm Sơn Tây 27

Bảng 2.2: Phân bố mưa trong năm tại trạm Sơn Tây 29

Bảng 2.3: Các đặc trưng cơ lý của đất ở khu vực nghiên cứu 32

Bảng 3.1: Kết quả tính toán các thông số thống kê X, C V , C S 46.

Bảng 3.2: Bảng thống kê chọn năm điển hình ứng với từng thời vụ 46

Bảng 3.3: Mô hình mưa thiết kế vụ Xuân 47

Bảng 3.4: Mô hình mưa thiết kế vụ Hè Thu 48

Bảng 3.5: Mô hình mưa thiết kế vụ Đông 49

Bảng 3.6: Nhu cầu nước và yêu cầu tưới của cây cải bắp 50

Bảng 3.7 : Nhu cầu nước và yêu cầu tưới của cây khoai tây 51

Bảng 3.8: Nhu cầu nước và yêu cầu tưới cây cà chua 52

Bảng 3.9: Kế hoạch tưới cho cây cải bắp 54

Bảng 3.10: Kế hoạch tưới cho cây khoai tây 54

Bảng 3.11: Kế hoạch tưới cho cây cà chua 56

Bảng 3.12: Các thông số kỹ thuật của vòi Gyronet Tubo 64

Bảng 3.13: Số liệu yêu cầu tính vòi phun và ống tưới 72

Bảng 3.14: Kết quả tính thủy lực đường ống tưới phun 73

Bảng 3.15: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh tưới phun cấp 2 73

Bảng 3.16: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh tưới phun cấp 2 73

Bảng 3.17: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh tưới phun cấp 1 73

Bảng 3.18: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh tưới phun cấp 1 74

Bảng 3.19: Số liệu yêu cầu tính đường ống tưới phun chính 74

Bảng 3.20: Kết quả tính thủy lực đường ống tưới phun chính 74

Bảng 3.21: Các thông số kỹ thuật của đầu nhỏ giọt 76

Bảng 3.22: Các thông số kỹ thuật của đường ống nhỏ giọt 76

Bảng 3.23: Số liệu tính đường ống tưới nhỏ giọt và đầu nhỏ giọt cho khoai tây 86

Bảng 3.24: Số liệu tính đường ống tưới nhỏ giọt và đầu nhỏ giọt cho cà chua 86

Bảng 3.25: Kết quả tính thủy lực đường ống nhỏ giọt cho khoai tây 86

Bảng 3.26: Kết quả tính thủy lực đường ống nhỏ giọt cho cà chua 86

Bảng 3.27: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh cấp 2 tưới cho khoai tây 86

Bảng 3.28: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh cấp 2 tưới cho cà chua 87

Bảng 3.29: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh cấp 2 tưới cho khoai tây 87

Bảng 3.30: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh cấp 2 tưới cho cà chua 87

Bảng 3.31: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh cấp 1 tưới cho khoai tây 87

Bảng 3.32: Số liệu yêu cầu tính đường ống nhánh cấp 1 tưới cho cà chua 88

Bảng 3.33: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh cấp 1tưới cho khoai tây 88

Bảng 3.34: Kết quả tính thủy lực đường ống nhánh cấp 1tưới cho cà chua 88

Bảng 3.35: Số liệu yêu cầu tính đường ống chính tưới cho khoai tây 88

Bảng 3.36: Số liệu yêu cầu tính đường ống chính tưới cho cà chua 88

Bảng 3.37: Kết quả tính thủy lực đường ống chính tưới cho khoai tây 89

Bảng 3.38: Kết quả tính thủy lực đường ống chính tưới cho cà chua 89

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của Đề tài 1

2 Mục đích của Đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

5 Nội dung nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 4

1.1 Khái niệm về rau an toàn 4

1.2 Đặc điểm sinh lý nước của cây rau và cơ sở tưới nước cho các loại rau 7

1.2.1 Đặc tính sinh lý nước của cây rau 7

1 2.2 Cơ sở tưới nước cho các loại rau 8

1.3 Tổng quan phương pháp tưới, kỹ thuật tưới cho cây trồng cạn 9

1.3.1 Kỹ thuật tưới rãnh, tưới dải 10

1.3 1.1 Kỹ thuật tưới rãnh 10

1.3.1.2 Kỹ thuật tưới dải 11

1.3.2 Kỹ thuật tưới phun mưa 13

1.3.2.1 Cấu tạo 13

1.3 2.2 Ưu, nhược điểm 14

1.3.2.3 Phạm vi áp dụng 15

1.3.3 Kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ tiết kiệm nước 15

1.3.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống tưới phun cục bộ tiết kiệm nước 15

1.3.3.2 Ưu, nhược điểm 18

1.3.3.3 Điều kiện áp dụng tốt kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ 19

1.3.4 Kỹ thuật tưới nhỏ giọt 20

1.3.4.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống tưới nhỏ giọt 20

1.3.4.2 Ưu, nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt 20

1.3.4.3 Điều kiện áp dụng tốt kỹ thuật tưới nhỏ giọt 20

1.4 Tổng quan về mô hình tưới cho vùng sản xuất rau an toàn 21

1.4.1 Mô hình tưới truyền thống ở vùng sản xuất rau an toàn xã Văn Đức, huy ện Gia Lâm, thành phố Hà Nội 21

1.4.1.1 Khái quát về mô hình 21

1.4.1.2 Một số nhận xét 21

1.4.2 Mô hình tưới cho rau an toàn ở phường Lĩnh Nam, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội 22

1.4.2.1 Khái quát về mô hình 22

1.4.2.2 Một số nhận xét và đánh giá 23

1.4.3 Đánh giá chung các mô hình tưới cho rau an toàn 24

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .26

2.1 Cơ sở và đối tượng nghiên cứu vùng rau an toàn xã Võng Xuyên, Phúc Thọ, thành phố Hà Nội 26

2.1.1 Cơ sở nghiên cứu 26

2.1.1.1 Điều kiện tự nhiên xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội 26

2.1.1.2 Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội và phương hướng phát triển nông nghiệp 32

2.1.1.3 Hiện trạng vùng sản xuất rau 34

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 37

2.1.2.1 Nhóm rau ăn bắp và ăn chồi (lá) 37

2.1.2.2 Nhóm rau ăn củ 38

2.1.2.3 Nhóm rau ăn quả 39

2.2 Nội dung nghiên cứu 40

2.3 Phương pháp nghiên cứu 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44

3.1 Xác định nhu cầu nước, nhu cầu tưới và chế độ tưới cho rau an toàn 44

3.1.1 Tài liệu cần cho tính toán 44

3.1.1.1 Tài liệu khí tượng 44

3.1.1.2 Tài liệu mưa 44

3.1.1.3 Tài liệu cây trồng 44

3.1.1.4 Tài liệu đất trồng 45

3.1.1.5 Tài liệu kế hoạch tưới 45

3.1.2 Xác định mô hình mưa vụ thiết kế 46

3.1.2.1 Chọn tần suất thiết kế 46

3.1.2.2 Chọn thời đoạn tính toán 46

3.1.2.3 Chọn phương pháp tính toán 46

3.1.2.4 Kết quả tính toán 46

3.1.3 Kết quả tính toán nhu cầu tưới cho các nhóm rau an toàn 50

3.1.4 Kết quả tính toán kế hoạch tưới cho các nhóm rau an toàn 54

3.2 Cơ sở khoa học lựa chọn phương pháp tưới, kỹ thuật tưới thích hợp cho vùng sản xuất rau an toàn 58

3.2.1 So sánh các kỹ thuật tưới truyền thống và các kỹ thuật tưới hiện đại 58

3.2.2 So sánh các kỹ thuật tưới hiện đại 59

3.2.3 Điều kiện nguồn nước, chất lượng nước/ sự phù hợp với nguồn nước, chất lượng nước của vùng rau an toàn nghiên cứu 59

3.2.4 Sự phù hợp với quy hoạch xây dựng Nông thôn mới 59

3.3 Xây dựng mô hình tưới thích hợp cho vùng sản xuất rau an toàn 60

3.3.1 Quy hoạch bố trí hệ thống tưới phun mưa và tưới nhỏ giọt 60

3.3.1.1 Xác định vị trí và quy mô khu sản xuất 60

3.3.1.2 Lựa chọn nguồn nước và công trình đầu mối lấy nước 61

3.3.1.3 Bố trí cụm công trình và thiết bị đầu mối 62

3.3.1.4 Bố trí hệ thống đường ống 64

3.3.2 Thiết kế hệ thống tưới phun mưa và tưới nhỏ giọt 64

3.3.2.1 Thiết kế hệ thống tưới phun mưa 64

3.3.2.2 Thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 77

3.3.2.3 Xác định dung tích bể chứa 91

3.3.2.4 Tính toán lựa chọn các thông số thiết kế giếng khoan và máy bơm chìm 91

3.3.3 Quản lý vận hành 92

3.3.3.1 Tổ chức thực hiện tưới 92

3.3.3.2 Kiểm soát, theo dõi và điều khiển quá trình tưới 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

PHỤ LỤC……… 101

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Rau là cây thực phẩm rất quan trọng cung cấp chất dinh dưỡng cho con người Rau được coi là nhân tố quan trọng đối với sức khỏe và đóng vai trò chống lại bệnh tật, nhân dân ta có câu: “Cơm không rau như ốm đau không thuốc” vì thế, rau còn là thành phần không thể thiếu được trong bữa ăn hàng ngày Nhiều kết quả nghiên cứu cho rằng, ở nhiều nước, lượng rau chiếm tỷ lệ 30÷40% trong bữa ăn, nhu cầu dùng rau trong bữa ăn hàng ngày ngày càng tăng, lượng rau trong bữa ăn hàng ngày của các nước phát triển nhiều hơn các nước đang phát triển

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, tốc độ công nghiệp hóa, đô thị hóa diễn ra nhanh đã làm diện tích đất nông nghiệp trên cả nước nói chung và ở thành phố Hà Nội nói riêng ngày càng bị thu hẹp (trung bình mỗi năm diện tích đất nông nghiệp ở Hà Nội giảm khoảng 1000 ha) Để đảm bảo phát triển bền vững, nền kinh tế có mức tăng trưởng cao và ổn định thì chuyển dịch

cơ cấu kinh tế hợp lý theo hướng dịch vụ - công nghiệp - nông nghiệp là nhiệm vụ trọng tâm Nông nghiệp mặc dù chỉ chiếm một phần nhỏ trong cơ cấu kinh tế nhưng

có vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống đô thị về thực phẩm, đảm bảo sức khỏe, tạo môi trường sống trong lành, đảm bảo chất lượng cuộc sống cho người dân Thủ Đô Trước thềm hội nhập WTO thì sản xuất nông nghiệp theo hướng an toàn GAP (Good Agricultural Practice) là yếu tố rất cần thiết cho sự phát triển nông nghiệp Cung cấp các sản phẩm nông nghiệp theo hướng nông nghiệp - đô thị - sinh thái du lịch, hình thành các vùng sản xuất hàng hóa đặc sản như rau an toàn, rau sạch, cây cảnh, cây ăn quả v.v… đáp ứng nhu cầu phát triển đã và đang là nhiệm vụ cấp thiết

Rau xanh là loại cây trồng có hiệu quả kinh tế cao và có ý nghĩa nhiều mặt đối với sản xuất của nông dân ngoại thành Hà Nội Hiện nay thành phố Hà Nội có khoảng 4.500ha đất trồng rau các loại, trong đó có 1.364ha đất trồng rau an toàn Để đáp ứng được cho mỗi người dân Hà Nội mỗi năm là 70kg/năm thì thành phố cần tới 280.000 tấn rau/năm Vì vậy, việc mở rộng diện tích canh tác rau an toàn đang

đòi hỏi rất lớn và lâu dài trong định hướng sản xuất nông nghiệp của huyện Phúc Thọ cũng như của thành phố Hà Nội

Huyện Phúc Thọ là huyện nằm phía Tây Bắc của Hà Nội, có địa hình tương đối bằng phẳng, việc cấp nước để phục vụ nông nghiệp nói chung và sản xuất rau xanh nói riêng là rất cần thiết và cấp bách Hơn nữa, việc sản xuất rau xanh có vai trò chủ đạo, là nguồn thu nhập chính của nông dân trong vùng

Tuy nhiên, việc nghiên phương pháp tưới, kỹ thuật tưới cho cây rau còn mang tính tự phát, thiếu cơ sở khoa học và đầu tư kỹ thuật đã hạn chế nhiều đến năng suất, sản lượng, chất lượng rau Do vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tưới nước cho rau là rất cần thiết

Với các phương pháp tưới phổ biến (phương pháp tưới rãnh, tưới dải, tưới gốc) cho rau, không duy trì được phạm vi độ ẩm thích hợp, có khi cao hơn hoặc thấp hơn độ ẩm thích hợp, gây bất lợi cho quá trình sinh trưởng, phát triển, làm giảm năng suất và chất lượng rau

Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, yêu cầu và đòi hỏi phải áp dụng, phát triển các phương pháp tưới hiện đại tiết kiệm nước đã được đặt ra một cách bức thiết và nó đã mở ra các triển vọng lớn cho việc phát triển các cây trồng cạn có giá trị kinh tế cao nói chung và các cây rau nói riêng Đây là chủ trương của

Nhà nước hiện nay là “Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn”, phù

hợp với xu thế phát triển nông nghiệp đô thị sinh thái bền vững và chủ trương quy hoạch phát triển sản xuất rau an toàn của Thành phố Hà Nội đến năm 2015, đáp ứng được nhu cầu về sản phẩm rau an toàn của người tiêu dùng và góp phần thúc đẩy phát triển sản xuất rau an toàn ở ngoại thành

Xuất phát từ những yêu cầu trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xây dựng mô hình tưới thích hợp cho vùng sản xuất rau an toàn xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ – thành phố Hà Nội”

2 Mục đích của đề tài

- Xác định chế độ tưới cho các loại rau

- Xây dựng mô hình tưới cho các loại rau an toàn nhằm nâng cao hiệu quả sản

xuất và hiệu quả tưới

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Ba nhóm cây rau: nhóm rau ăn bắp và ăn chồi (lá), nhóm rau ăn củ và nhóm rau ăn quả Mỗi nhóm rau lấy một cây đại diện để tính toán

- Phạm vi nghiên cứu: Khu sản xuất chuyên canh rau an toàn 70ha của xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Cách tiếp cận: Tiếp cận thực tế, kinh nghiệm, hiện đại và phát triển bền vững

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Nghiên cứu lý thuyết, phân tích các tài liệu tham khảo kết hợp điều tra khảo sát thực địa vùng sản xuất rau an toàn

+ Phương pháp nghiên cứu kế thừa, lựa chọn và phát triển các kết quả đã nghiên cứu

+ Ứng dụng chương trình CROPWAT 8.0 của FAO để tính nhu cầu nước và chế độ tưới cho các loại rau vùng nghiên cứu

5 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

- Đánh giá các điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội vùng nghiên cứu

- Xác định nhu cầu nước, yêu cầu tưới và chế độ tưới cho các loại rau

- Phân tích lựa chọn phương pháp tưới và kỹ thuật tưới thích hợp với loại rau

an toàn cho vùng nghiên cứu

- Xây dựng mô hình tưới thích hợp cho các loại rau an toàn của vùng nghiên cứu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Khái niệm về rau an toàn

Theo Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN ngày 15/10/2008 của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn ban hành quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, quả và chè an toàn [2]: Rau, quả an toàn là sản phẩm rau, quả tươi được sản xuất, sơ chế phù hợp với các quy định về đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm có trong VietGAP (Quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau, quả tươi an toàn tại Việt Nam) hoặc các tiêu chuẩn GAP khác tương đương VietGAP và mẫu điển hình đạt chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm

Rau "an toàn" được quy định là các chất sau đây chứa trong rau không được vượt quá tiêu chuẩn cho phép đó là: (i) Dư lượng thuốc hóa học, (ii) Số lượng vi sinh vật và ký sinh trùng, (iii) Dư lượng đạm nitrat (NO3), (iv) Dư lượng các kim loại nặng (chì, thủy ngân, asêníc, kẽm, đồng )

Mức giới hạn tối đa cho phép của một số sinh vật và hóa chất gây hại trong sản phẩm rau, quả, chè được trình bày ở bảng 1.1 Giới hạn tối đa cho phép một số kim loại nặng trong đất trồng rau và nước tưới cho rau thể hiện ở bảng 1.2 và 1.3

Bảng 1.1: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số vi sinh vật và hoá chất gây hại

trong sản phẩm rau, quả, chè

đa cho phép Phương pháp thử

7 Đậu ăn quả, Măng tây, Ớt ngọt 200

II Vi sinh vật gây hại

(quy định cho rau, quả) CFU/g **

TCVN 6848:2007

III Hàm lượng kim loại nặng

(quy định cho rau, quả, chè) mg/kg

- Rau ăn lá, rau thơm, nấm 0,1

- Rau ăn thân, rau ăn củ, khoai tây 0,2

IV Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật

(quy định cho rau, quả, chè)

1 Những hóa chất có trong Quyết định Theo Quyết định Theo TCVN hoặc

46/2007/QĐ-BYT ngày 19/12/2007

của Bộ Y tế

BYT ngày 19/12/2007 của

46/2007/QĐ-Bộ Y tế

ISO, CODEX tương

ứng

2

Những hóa chất không có trong

Quyết định 46/2007/QĐ-BYT ngày

19/12/2007 của Bộ Y tế

Theo CODEX hoặc ASEAN

( Nguồn: Quyết định Ban hành Quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, quả và chè an toàn số 99/2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) Bảng 1.2: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong đất trồng

Bảng 1.3: Mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong nước tưới

cho rau, quả, chè

TT Nguyên tố Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/lít) Phương pháp thử

1.2 Đặc điểm sinh lý nước của cây rau và cơ sở tưới nước cho các loại rau

1.2.1 Đặc tính sinh lý nước của cây rau [10]

Cây rau yêu cầu về nước khác với các loại cây trồng khác Chúng có yêu cầu đặc biệt cao đối với nước, là loại cây rất ưa nước Nói chung trong cây rau chứa tới

75 ÷ 95% nước Khối lượng nước một cây rau mất đi do thoát hơi nước trong thời gian sinh trưởng có thể lớn đến hàng trăm lần trọng lượng của cây ở trạng thái xanh Theo Brigx và Santx thì hệ số sử dụng nước của khoai tây là 636, bắp cải là 539, dưa hấu là 600, dưa chuột 713 trong khi đó cây ngô chỉ có 368

Nếu không được cung cấp nước đầy đủ và thường xuyên thì năng suất và chất lượng rau giảm rõ rệt thậm chí không cho thu hoạch Thiếu nước rau chóng già cỗi, nhiều xơ, đắng Nhiều nước quá cũng làm giảm phẩm chất rau, khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu hạn kém Theo số liệu thực nghiệm của Trung tâm thí nghiệm tưới nước và cải tạo đất ở Hải Hưng thì nhu cầu sử dụng nước của một số loại rau chính như sau: Cải bắp 1.680 m3

/ha, Cà chua 2.195 m3/ha, Cà 3.030 m3/ha, Khoai tây 2.000 m3/ha, Su hào 1.900 m3/ha

Nhóm rau ăn bắp và ăn chồi (Cải bắp, cải bao, cải xanh, su hào…) có diện tích

lá lớn, hệ rễ nhỏ, phân bố trên lớp đất mặt, nên yêu cầu nước cao, tiêu hao nhiều

nước, khả năng hút nước yếu Độ ẩm đất thích hợp nhất là 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng và độ ẩm không khí từ 85 ÷ 95%

Nhóm rau ăn củ (khoai tây, cà rốt, củ cải,…) và nhóm rau ăn quả (cà chua, dưa chuột, đậu các loại, cà các loại,… ) thường có thân lá nhỏ hơn, thân lá thường có lông, hệ rễ phát triển hơn nhóm rau ăn bắp và chồi, khả năng chịu hạn trung bình Yêu cầu độ ẩm đất 70 ÷ 80% và độ ẩm không khí 55 ÷ 65% Các nhóm rau này thuộc loại tiêu hao nước trung bình, hút nước trung bình

1.2.2 Cơ sở tưới nước cho các loại rau [10]

Rau là loại cây trồng yêu cầu độ ẩm đất cao cho nên rất mẫn cảm với nước tưới Mức bão hòa nước trong tế bào của rau rất cao và chỉ trong điều kiện đảm bảo được mức bão hòa đó, rau mới nâng được tốc độ tích lũy chất xanh hơn các cây trồng khác Theo tài liệu của Culicôp ở độ ẩm đất dưới 60%, lượng nước trong lá cải bắp đạt 448 ÷ 483% trọng lượng lá thì lượng chất khô tích lũy được 9,7 mg/dm2 lá/giờ Nhưng ở độ ẩm đất 80%, lượng nước trong lá tăng lên tới 579% và lượng chất khô tích lũy được tới 22,6 mg/dm2 lá/giờ, dẫn đến năng suất đạt 402,6 tạ/ha tăng gấp 2 lần so với trường hợp trên Các loại cây rau đều có rễ nhỏ, ăn nông, khả năng hút nước yếu, nên đòi hỏi độ ẩm đất phải cao, có khả năng cung cấp nước dễ dàng Mặt khác, khả năng thoát hơi nước ở lá lớn nên chúng rất mẫn cảm không những với độ ẩm đất mà cả độ ẩm không khí Vì vậy, ngay cả khi độ ẩm đất thích hợp cũng chưa chắc rau đã sinh trưởng tốt, nếu độ ẩm không khí không thuận lợi Tài liệu của Viện sinh lý (Liên bang Nga) cho thấy ảnh hưởng của độ ẩm đất, độ ẩm không khí đến năng suất cà chua và dưa chuột như ở bảng 1.4

Tưới nước cho nhóm rau ăn bắp và chồi là nhằm luôn luôn đảm bảo cho tế bào bão hòa nước ở mức cao để có tốc độ tích lũy vật chất lớn, sinh trưởng thân lá tốt, kìm hãm được quá trình phát dục của chúng Đối với nhóm rau ăn củ và ăn quả, biện pháp kỹ thuật gieo trồng là tạo được mức sinh trưởng cần thiết về thân lá và cần phải kìm hãm ở mức độ nhất định sự sinh trưởng dinh dưỡng quá mức gây ảnh hưởng xấu cho quá trình phát dục Nhóm rau này yêu cầu về độ ẩm đất và tưới nước

ít hơn loại ăn bắp và ăn chồi Theo tài liệu của Culicôp, Liên Bang Nga, đối với cải

bắp sớm, trồng đầu vụ trong điều kiện thời tiết khô hanh độ ẩm đất cần đảm bảo không thấp hơn 80% và duy trì như vậy cho tới lúc thu hoạch Độ ẩm đất thấp 60% làm giảm 50% năng suất và độ ẩm đất 70% tuy không làm giảm trọng lượng của cây nhưng làm giảm trọng lượng của phần bắp cuộn (phần thu hoạch)

Bảng 1.4: Ảnh hưởng của độ ẩm đất và độ ẩm không khí đến năng suất cà chua và

dưa chuột (trọng lượng quả của một cây)

Xuân, thời tiết hanh khô, ít mưa Tưới nước là một biện pháp kỹ thuật quan trọng để rau sinh trưởng, phát triển bình thường và cho năng suất cao, phẩm chất ngon

1.3 Tổng quan phương pháp tưới, kỹ thuật tưới cho cây trồng cạn

Hiện nay, để tưới cho các cây trồng cạn nói chung và cây rau nói riêng có rất nhiều phương pháp, kỹ thuật tưới đã và đang được sử dụng, có thể chia ra hai loại chủ yếu: Phương pháp tưới theo trọng lực như tưới rãnh, tưới dải, …và phương pháp tưới bằng áp lực như tưới phun mưa, tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa nhỏ, tưới ngầm Mỗi phương pháp, kỹ thuật tưới đều có những ưu nhược điểm, phạm vi và điều kiện áp dụng cho các cây trồng, các loại đất đai, nguồn nước, chất lượng nước, cũng như điều kiện kinh tế xã hội ở mỗi vùng khác nhau Dựa vào đó người ta có thể lựa chọn phương pháp, kỹ thuật tưới cho phù hợp

1.3 1 Kỹ thuật tưới rãnh, tưới dải

1.3 1.1 Kỹ thuật tưới rãnh[5],[7]

Tưới rãnh là kỹ thuật tưới ẩm cho các loại cây trồng cạn, trồng rộng hàng và theo luống như ngô, khoai, mía, bông, rau đậu … Khi tưới, nước từ trong lòng rãnh thấm vào đất và cung cấp cho cây trồng

Đối với tưới rãnh nước được phân bố vào đất theo hai hướng ngang và đứng Như vậy, thể tích đất giữa hai hướng tưới đã được thấm ướt bởi sự dẫn truyền nước theo phương ngang (thấm ngang) và phương đứng (thấm đứng) do tác dụng của các lực căng mao dẫn và trọng lực Khả năng thấm của đất phụ thuộc vào loại đất Đất nhẹ thấm ngang nhỏ, thấm đứng lớn Ngược lại, đất nặng, nước trong rãnh tưới được phân bố theo phương ngang rộng và thấm đứng nhỏ

1 Cấu tạo

Sơ đồ cấu tạo kỹ thuật tưới rãnh ở hình 1.1 và hình 1.2

Hình 1.1: Thấm nước từ rãnh theo hướng đứng và hướng bên

Hình 1.2: Sơ đồ tưới rãnh và vùng thấm nước của các rãnh tưới

Mặt cắt A-A

2 Ưu, nhược điểm

a Ưu điểm

- Kinh phí xây dựng ít vì không yêu cầu thiết bị nhiều

- Đất canh tác thích hợp hoạt động cho mọi thời gian

- Đất không bị nén, không bị kết váng, không bị xói mòn

- Không phá vỡ cấu tượng đất vì nước cung cấp chủ yếu cho cây bằng mao dẫn

- Lá cây không bị ẩm ướt khi tưới, do vậy không gây bệnh đối với cây

- Phương pháp tưới này tốn nhiều nhân lực để làm đất và cần có nhiều kinh nghiệm trong phân phối nước ở mương dẫn nước

3 Phạm vi ứng dụng

- Kỹ thuật tưới rãnh thích hợp với địa hình có độ dốc tối ưu i = 0,2 ÷ 0,7%

- Áp dụng thích hợp cho cây trồng thành luống

1.3 1.2 Kỹ thuật tưới dải [4]

Tưới dải là hình thức phân phối nước cho cây trồng theo dòng chảy tràn trên dải tưới Mặt ruộng được chia thành từng ô nhỏ (gọi là dải ruộng) được ngăn cách bởi các bờ dải, nước chảy tràn trên mặt ruộng từ đầu dải đến cuối dải Quá trình chảy nước sẽ ngấm xuống tầng rễ cây và cung cấp nước cho cây trồng

1 Cấu tạo

Sơ đồ cấu tạo kỹ thuật tưới dải ở hình 1.3

2 Ưu, nhược điểm

Kỹ thuật tưới này yêu cầu lưu lượng khá lớn Đòi hỏi phải san phẳng mặt ruộng cẩn thận, khi tưới cần ít nhân lực, ít trở ngại cho máy móc canh tác trên đồng ruộng Khu tưới đòi hỏi phải có hệ thống tiêu hoàn chỉnh

- Đối với cây trồng có hệ rễ ăn nông cần tưới nhiều lần, mức tưới mỗi lần nhỏ,

độ dốc dải tưới tối thiểu phải là 3%

- Chiều rộng dải tưới có thể từ 3 ÷ 30m, dài 100 ÷ 800m, thích hợp với ruộng rộng ít nhất là 4 ha

1.3 2 Kỹ thuật tưới phun mưa [8],[11],[15]

Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật cung cấp nước cho cây trồng dưới dạng mưa nhân tạo bằng các thiết bị phun mưa, đặc điểm của kỹ thuật tưới này là lưu lượng vòi phun q ≥ 250l/h

a MÆt c¾t I - I

Hình 1 3: Sơ đồ tưới dải

Rãnh phân phối nước

Rãnh tiêu nước Dải tưới

1.3 2.1 Cấu tạo

Sơ đồ cấu tạo hệ thống tưới phun mưa ở hình 1.4

Hệ thống tưới phun mưa thông thường gồm các bộ phận cơ bản sau:

- Tổ máy bơm và động cơ có tác dụng lấy nước từ nguồn nước cấp cho hệ thống phun mưa dưới dạng áp lực

- Hệ thống ống dẫn chịu áp lực các cấp khác nhau như: Đường ống chính, đường ống nhánh, đường ống tưới (trên đó đặt các vòi phun mưa), có nhiệm vụ dẫn, cấp nước

áp lực cho các vòi phun làm việc

- Vòi phun mưa, có nhiệm vụ lấy và biến nước áp lực thành dạng phun mưa để cung cấp cho cây trồng

- Các thiết bị phụ như thiết bị lọc nước, thùng – tăng kết hợp bón phân hoá học và thuốc trừ sâu khi tưới nước, các giá đỡ vòi phun, các gioăng cao su chống rò

rỉ nước, nối chạc ba, van đóng mở, các chân chống đường ống

1.3 2.2 Ưu, nhược điểm

1 Nguồn nước tưới 2 Máy bơm và động cơ 3 Đường ống chính

4 Van nước 5 Đường ống nhánh 6 Đường ống tưới phun

7 Vị trí vòi phun 8 Diện tích được phun tưới

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo chung một hệ thống phun mưa

- Tiết kiệm nước do chỉ bị bốc hơi trong quá trình phun mưa, nước còn tổn thất do vận chuyển không đáng kể, hệ số sử dụng nước cao tới 85% ÷ 90% (tưới rãnh chỉ đạt 50% ÷ 70%)

- Tưới phun mưa thoả mãn cao nhu cầu sinh lý nước của cây trồng Cả lớp đất

mà bộ rễ hoạt động và bề mặt là cây đều được tưới, nên còn có tác dụng điều hoà tiểu khí hậu (chống nóng, chống lạnh cho cây trồng)

- Tưới phun mưa thích ứng với mọi điều kiện địa hình vì dẫn nước tưới áp lực, không gây xói mòn trôi màu, không phá vỡ cấu tượng của đất, không làm dập nát cây trồng

- Năng suất lao động tưới nước cao vì toàn bộ quá trình tưới được cơ giới hoá,

tự động hoá, còn kết hợp nâng cao năng suất các khâu canh tác nông nghiệp khác như bón phân hoá học, thuốc trừ sâu ) Năng suất tưới có thể tăng gấp hàng chục lần so với tưới mặt

- Giảm được diện tích chiếm đất của kênh mương và công trình tưới Diện tích chiếm đất do tưới mặt là 12% ÷ 15%, còn tưới phun không đáng kể vì toàn bộ hệ thống dẫn nước có thể được đặt ngầm dưới đất hoặc có thể tháo, lắp vận chuyển được

2 Nhược điểm

- Kỹ thuật tưới hơi phức tạp đòi hỏi phải có trình độ nhất định để sử dụng

- Chất lượng tưới phun mưa (sự phân bố không đều hạt mưa trên diện tích tưới) bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết (tốc độ gió hướng gió) Nếu tốc độ gió lớn hơn 6 m/s có thể phải tạm ngừng tưới

- Các vòi phun có thể bị tắc nghẽn khi trong nước có nhiều tạp chất

1.3 2.3 Phạm vi áp dụng

- Nguồn nước: Ở những nơi nguồn nước khan hiếm, khó khăn, kỹ thuật phun

mưa sử dụng được mọi loại nguồn nước nhất là các nguồn nước tương đối trong sạch như nước ngầm, nước từ hồ chứa, bể chứa

- Đất đai: Phun mưa phù hợp với mọi loại đất đai đặc biệt là với đất thấm

nhiều, tổn thất nước do thấm lớn, các vùng đất làm kênh mương tưới mặt gặp khó khăn do mực nước lên xuống thất thường như các vùng bãi sông

- Địa hình: Kỹ thuật phun mưa phù hợp với mọi loại địa hình, phát huy tác

dụng cao tại những vùng canh tác có địa hình dốc, tiểu địa hình phức tạp (vùng đồi núi, trung du )

- Năng lượng, thiết bị: Những vùng có điều kiện thuận lợi về cung cấp năng

lượng và thiết bị sẽ tạo điều kiện tốt ứng dụng kỹ thuật phun mưa

- Cây trồng phù hợp: Phun mưa phù hợp với mọi loại cây trồng, nhất là các

cây trồng cạn, nên ưu tiên áp dụng cho các vùng cây trồng có giá trị kinh tế cao (để rút ngắn thời gian hoàn vốn đầu tư) như cà phê, chè, lạc, cam, các loại hoa, các loại rau

1.3 3 Kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ tiết kiệm nước [4],[8],[11],[15]

Là kỹ thuật tưới hiện đại tiết kiệm nước, đặc điểm của kỹ thuật tưới này là lưu lượng vòi phun nhỏ (q < 250l/h), áp lực đầu vòi thấp cung cấp một lượng nước nhỏ hơn so với kỹ thuật phun mưa truyền thống, hoà phân bón dưới dạng hạt mưa nhỏ nhờ đường ống áp lực và kết cấu vòi đặc trưng để phun nước vào lá và gốc cây một cách đồng đều, chính xác theo nhu cầu nước của cây trồng, nhằm sử dụng nước tối

ưu

1.3 3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống tưới phun cục bộ tiết kiệm nước

1 Cấu tạo hệ thống tưới phun cục bộ tiết kiệm nước

Một hệ thống tưới phun cục bộ - tiết kiệm nước thông thường có 4 thành phần

cơ bản như được chỉ ra trên hình 1.5

a Công trình đầu mối cấp nước áp lực thích hợp

Nước áp lực có thể tạo ra nhờ một máy bơm, một bể chứa nước đặt trên cao hay cũng có thể lấy từ một mạng đường ống phân phối nước áp lực Máy bơm thường là máy bơm ly tâm, nhưng đối với các hệ thống nhỏ thì chỉ cần loại máy bơm pít tông

là thích hợp hơn cả, thường có lưu lượng nhỏ và cột nước làm việc trung bình hoặc nhỏ

b Các thiết bị xử lý và điều khiển

Các thiết bị này có thể đầy đủ hoặc chỉ là một số trong các thiết bị sau đây:

- Van kiểm tra: Dùng để điều áp bảo vệ an toàn đường ống áp lực

- Các van điều chỉnh: Dùng để điều chỉnh áp lực và lưu lượng trên hệ thống

- Thùng chứa và hoà tan chất dinh dưỡng hoặc hoá chất: Dùng để hoà tan phân bón, thuốc trừ sâu, hoá chất, là một loại bình có áp nhỏ với một lối nước vào và một lối nước ra

- Thiết bị lọc sạch nước: Để xử lý nước đạt chất lượng đưa vào hệ thống tưới,

do các vòi phun mưa nhỏ có lỗ thoát nước nhỏ nên hay bị tắc nghẽn

c Các đường ống áp lực

Các đường ống này có thể bao gồm đường ống chính, đường ống nhánh các cấp

và đường ống tưới Các đường ống trên có thể là ống nhôm, kẽm, thông dụng nhất vẫn là các đường ống nhựa PVC, PE

d Các vòi phun mưa nhỏ và thiết bị phụ

- Thiết bị tưới đặc trưng và quan trọng nhất vẫn là các vòi phun mưa nhỏ áp lực thấp Vòi tưới phun mưa nhỏ là loại vòi có áp lực làm việc 5 ÷ 15 m, đường kính lỗ vòi 0,8 ÷ 2,0 mm, lưu lượng vòi q < 250 l/h

- Thiết bị phụ khác trên đường ống cũng tương tự như ở trên hệ thống phun mưa truyền thống nhưng có kích thước nhỏ hơn

- Vòi phun mưa nhỏ được phân làm 2 loại chính như sau: Vòi phun mưa nhỏ kiểu cố định, vòi phun mưa nhỏ kiểu quay

- Vật liệu chế tạo vòi phun mưa nhỏ thường bằn vật liệu chất dẻo gồm PVC, PE mầu đen; đồng, nhôm và Animol Hiện nay trên thị trường có nhiều kiểu loại vòi phun mưa nhỏ do các nhà sản xuất ở nước ngoài và trong nước chế tạo, người thiết

kế có thể lựa chọn theo yêu cầu của mình

2 Nguyên lý hoạt động

Khi được cung cấp nước áp lực, nước chảy qua van kiểm tra, van tổng rồi đi vào thùng chứa và hoà tan chất dinh dưỡng dưới một áp lực thích hợp, nếu trong thùng có chứa phân bón hoá học hoặc thuốc trừ sâu hoà tan thì dòng chảy sẽ hoà lẫn mang theo chất đó đi ra khỏi thùng trở lại vào đường ống chính Tuỳ theo nhu cầu

sử dụng nước mà người quản lý hệ thống điều chỉnh lưu lượng, áp lực thông qua các van khống chế tại đầu các đường ống Nước áp lực được cung cấp từ máy bơm

rồi, chuyển qua các đường ống đến các thiết bị tưới để cung cấp cho cây trồng 1.3 3.2 Ưu, nhược điểm

- Lượng nước tưới có thể được khống chế điều khiển rất dễ dàng để bảo đảm nước phân bố đều trong vùng đất có bộ rễ cây hoạt động

- Có thể tạo ra các sản phẩm sạch từ các loại cây trồng (rau, hoa quả sạch ) làm tăng giá trị thương phẩm của cây trồng được tưới

- Không gây ra xói mòn đất , không phá vỡ cấu tượng đất trong quá trình tưới

vì có lưu lượng, cường độ tưới nhỏ phù hợp với khả năng thấm nước và kết cấu của đất

- Hạn chế sâu bệnh và cỏ dại đến mức tối đa

- Chỉ cần sử dụng áp lực và lưu lượng nhỏ cho hệ thống các vòi phun hoạt động

- Tổng áp lực để vận hành một hệ thống tưới phun cục bộ tiết kiệm nước chỉ vào khoảng từ 50% ÷ 70% so với áp lực ở các hệ thống tưới truyền thống

- Tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí quản lý vận hành do chỉ cần sử dụng áp lực thấp cho nên kỹ thật tưới cục bộ sẽ tiết kiệm dược năng lượng, nhiên liệu chạy máy bơm, vì vậy chi phí vận hành cũng được bớt rất nhiều

- Ít bị ảnh hưởng của tốc độ gió do vòi phun áp lực thấp, phun ra các tia nước ngắn

- Rất thích hợp khi tưới trên đất bạc màu

2 Nhược điểm

- Các vòi phun có thể bị tắc nghẽn khi trong nước có nhiều tạp chất

- Có thể làm hạn chế sự phát triển của bộ rễ cây trồng do nước tưới cung cấp vào từng phần của bộ rễ

- Ít có tác dụng cải tạo tiểu khí hậu đồng ruộng

- Vốn đầu tư ban đầu khá lớn

- Đòi hỏi phải có trình độ kỹ thuật nhất định để xây dựng và quản lý vận hành 1.3 3.3 Điều kiện áp dụng tốt kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ

- Kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ được áp dụng cho mọi loại cây trồng Nó không thích hợp khi tưới cho các loại cây trồng ngập nước như lúa nước, đay, cói…

- Kỹ thuật tưới phun mưa cục bộ chủ yếu được dùng cho các vườn cây công nghiệp, cây ăn quả và các cây trồng có giá trị kinh tế cao Như cậy chè, lạc, mía, bông, thuốc lá, cam, chuối, nho, táo có thể áp dụng ở mọi vùng khí hậu, trên mọi loại địa hình và mọi loại đất khác nhau

- Đặc biệt thích hợp ở các vùng khô hạn khan hiếm nước, các vùng đất cát, các vùng sa mạc, các vùng đất nước bị nhiễm mặn hoặc chất lượng nước không có lợi cho trồng trọt

- Kỹ thuật tưới phun cục bộ tỏ ra thích hợp nhất khi tưới cho các loại cây trồng dày sát nhau, cây ở vườn ươm trong nhà kính và cả ngoài đồng ruộng, cây công

nghiệp, cây ăn quả trồng dày

- Nên ưu tiên áp dụng cho các khu tưới có quy mô vừa và nhỏ, địa hình phức tạp, nguồn nước khó khăn, các cây trồng cạn có giá trị kinh tế cao như các loại rau, hoa…

1.3 4 Kỹ thuật tưới nhỏ giọt [4], [8],[11],[15]

Kỹ thuật tưới nhỏ giọt là kỹ thuật tưới hiện đại tiết kiệm nước, đặc điểm của

kỹ thuật tưới này là lưu lượng vòi nhỏ (<250l/h), áp lực làm việc thấp, cung cấp thường xuyên một lượng nước nhỏ hòa với phân bón dưới dạng giọt nước, nhờ đường ống áp lực và kết cấu vòi đặc trưng để đưa nước trực tiếp đồng đều, chính xác vào gốc cây trồng (vùng rễ) theo nhu cầu nước của cây nhằm sử dụng nước tối

ưu

1.3 4.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống tưới nhỏ giọt

Tương tự như cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống tưới phun mưa cục

bộ tiết kiệm nước, chỉ khác là các vòi tưới trên đường ống tưới là các vòi nhỏ giọt

1.3 4.2 Ưu, nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt

Tương tự như ưu nhược điểm của hệ thống tưới phun mưa cục bộ tiết kiệm nước So với vòi tưới phun mưa cục bộ, đường kính lỗ vòi nhỏ giọt nhỏ hơn nên dễ

bị tắc hơn, diện tích làm ẩm đất nhỏ hơn Không bị ảnh hưởng của gió

1.3 4.3 Điều kiện áp dụng tốt kỹ thuật tưới nhỏ giọt

- Điều kiện địa hình phức tạp, chia cắt thành những khu nhỏ, nơi khó tiêu thoát

- Điều kiện nguồn nước phải sạch hoặc đã qua xử lý lọc, nguồn nước khan hiếm, nguồn nước bị nhiễm mặn

1.4 Tổng quan về mô hình tưới cho vùng sản xuất rau an toàn

1.4.1 Mô hình tưới truyền thống ở vùng sản xuất rau an toàn xã Văn Đức, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

1.4.1.1 Khái quát về mô hình

1 Hệ thống cấp nước tưới:

Hiện nay xã Văn Đức có khoảng 250 ha sản xuất rau an toàn Vùng sản xuất rau an toàn sử dụng nguồn nước tưới chủ yếu là là nước sông Hồng Nước tưới cho vùng rau an toàn được lấy từ hệ thống chính là kênh tưới quốc gia Kim Lan – Văn Đức, chiều dài kênh trên địa bàn xã 3.100m, kênh lấy nước từ sông Bắc Hưng Hải bằng hệ thống bơm điện Thông qua 5 trạm bơm nhỏ lấy nước từ kênh Kim Lan – Văn Đức cung cấp cho hệ thống kênh nội đồng để đưa nước vào mặt ruộng

2 Phương pháp tưới:

Ở vùng sản xuất rau người nông dân thường tưới theo phương pháp tưới rãnh

và tưới trực tiếp vào gốc cây trồng bằng gáo, o doa

3 Phương thức sản xuất và công tác quản lý điều hành sản xuất

- Phương thức sản xuất: Việc sản xuất rau do các hộ gia đình quyết định về

chủng loại, thời vụ và chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm từ khi gieo trồng đến khi thu hoạch

- Quản lý, chỉ đạo sản xuất: Hợp tác xã nông nghiệp thực hiện quản lý dịch vụ

sản xuất và hướng dẫn các khâu sản xuất như chủng loại rau, giống, nước tưới, phân bón, BVTV, thu hoạch, khoanh diện tích cho từng thời vụ Phối hợp với các cơ quan, ban ngành hướng dẫn nông dân thực hiện theo các nguyên tắc IPM, GAP và

kỹ thuật sản xuất theo các chương trình tập huấn cộng đồng

1.4.1.2 Một số nhận xét

- Cơ sở hạ tầng thủy lợi không hoàn chỉnh, hệ thống thủy lợi (kênh tưới, kênh tiêu) phần lớn là mương đất lại đi qua các vùng đất pha cát làm cho lượng nước bị thất thoát lớn, các trạm bơm tưới đã xuống cấp, công suất không đảm bảo, hơn nữa

kỹ thuật tưới rãnh yêu cầu lượng nước lớn, lượng nước tổn thất lớn, dẫn đến chưa chủ động cung cấp nước tưới Rau là cây trồng ưu ẩm, yêu cầu phải tưới nước

thường xuyên, vì vậy không chủ động được nước tưới sẽ ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng rau

- Các kênh dẫn nước đều là kênh hở nên nước dễ bị ô nhiễm, chất lượng nước tưới khó kiểm soát được làm cho chất lượng rau quả khó đảm bảo sạch và ổn định

- Với phương thức lao động cá thể, mức tưới, số lần tưới và thời gian tưới trong mỗi đợt không chỉ phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng của rau, điều kiện khí hậu khô hay ẩm mà còn phụ thuộc vào cường độ và sức lao động của từng gia đình, làm cho năng suất và chất lượng rau quả không đồng đều

- Khi bón phân, phun thuốc trừ sâu bệnh cho rau thường sử dụng các bình phun hoặc dùng ô doa để tưới, các hóa chất tồn dư sẽ theo nước ở các rãnh tưới tập trung ở kênh tiêu hay các khu thu nước, đây là nguyên nhân dẫn đến sự gây ô nhiễm nguồn nước mặt và ô nhiễm đất

- Diện tích chiếm đất của hệ thống kênh mương dẫn nước mặt lớn, cản trở canh tác cơ giới

- Hiện nay rau an toàn xã Văn Đức đã có thương hiệu trên thị trường, tuy nhiên để khẳng định được thương hiệu và hướng tới sản xuất hàng hóa với quy mô lớn, năng suất và chất lượng sản phẩm ổn định, đòi hỏi hệ thống tưới hoàn chỉnh, chủ động được nguồn nước, kiểm soát được chất lượng nước tưới thì mô hình tưới truyền thống hiện tại chưa đáp ứng được

1.4.2 Mô hình tưới cho rau an toàn ở phường Lĩnh Nam, quận Hoàng Mai, thà nh phố Hà Nội

1.4.2.1 Khái quát về mô hình

1 Hệ thống cấp nước tưới:

Có nhiệm vụ cung cấp nước áp lực cho 10 ha vùng rau Thúy Lĩnh, phường Lĩnh Nam Hệ thống cấp nước gồm nhà trạm bơm lắp 3 tổ máy trong đó có 1máy bơm chìm loại V6F70-9 và 2 máy bơm đẩy loại VMN65-200B Nước ngầm ở độ sâu trên 70m được máy bơm chìm hút lên hệ thống giàn tạo mưa, bể lọc, bể lắng sau đó được dẫn vào bể chứa có dung tích 200m3 Từ bể chứa, nước được máy bơm

đẩy bơm trực tiếp vào hệ thống đường ống kẽm chôn ngầm phân bố đều trên vùng rau

2 Phương pháp tưới:

Nước tưới cho rau được lấy ra khỏi đường ống áp lực qua hệ thống van và các họng chờ cách nhau 12m phân bố đều trên đồng ruộng Khi tưới người nông dân có thể áp dụng các biện pháp sau:

a Tưới bằng vòi phun mưa:

Tuỳ thuộc vào từng loại rau, từng thời kỳ sinh trưởng, phạm vi phân bố của rau mà người nông dân có thể chọn loại vòi phun có kích thước hạt và cường độ mưa phù hợp Sau khi tưới vòi phun có thể được tháo ra khỏi họng chờ để bảo quản

b Lấy nước vào thùng hoặc ô doa để tưới trực tiếp bằng thủ công:

Người nông dân có thể lấy nước ngay trên mặt ruộng, dùng gáo hay ô doa tưới trực tiếp vào từng gốc rau, luống rau

3 Quản lý tưới và quy trình tưới

Quản lý vận hành trạm bơm do hai cán bộ kỹ thuật của hợp tác xã dịch vụ nông nghiệp Lĩnh Nam phụ trách Mỗi ngày trạm bơm hoạt động 3 giờ và chia làm

2 đợt tưới: sáng từ 9giờ đến 10h30’, chiều từ 14giờ đến 15h30’ Đến giờ bơm, tất cả các hộ sản xuất đều có mặt tại ruộng, lấy nước trực tiếp từ họng chờ để tưới theo phương thức do họ chọn

1.4.2.2 Một số nhận xét và đánh giá

- Nguồn nước áp lực cấp cho vùng rau luôn luôn chủ động, chất lượng nước được kiểm soát, đảm bảo sạch, đồng đều và được đưa đến tận mặt ruộng trên toàn cánh đồng

- Do nguồn nước dồi dào, công suất làm việc của máy bơm lớn, nước tưới được cấp tới mặt ruộng bằng hệ thống đường ống áp lực chôn ngầm dưới đất không phụ thuộc vào điều kiện địa hình và biện pháp canh tác nên rất thuận tiện cho việc

mở rộng quy mô, phạm vi và đối tượng phục vụ

- Các đường ống được đặt ngầm dưới đất, vì thế không ảnh hưởng đến các công trình trên mặt đất cũng như việc canh tác, trồng rau

- Giảm bớt được sức lao động bỏ ra để lấy nước tưới, tiết kiệm nước tưới hơn

do áp dụng kỹ thuật tưới hiện đại, đồng thời giúp người nông dân từng bước hình thành tác phong lao động công nghiệp trong sản xuất nông nghiệp

- Giúp người nông dân tiếp nhận và ứng dụng có hiệu quả các tiến bộ khoa học trong sản xuất nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm và nhận thức được sự cần thiết phải chuyển hướng từ sản xuất rau thường, rau không an toàn thành sản xuất rau sạch và rau an toàn

Tuy nhiên mô hình cũng bộc lộ một số hạn chế:

- Khó áp dụng tự động hóa các khâu chăm sóc như bón phân, thuốc trừ sâu trong quá trình tưới trên toàn bộ cánh đồng

- Chưa đảm bảo tưới tiết kiệm tối đa trong quá trình sử dụng do người dân tự chọn biện pháp tưới trong đó có cả các biện pháp thủ công như tưới bằng gáo, ô doa

- Năng suất lao động chưa cao vì vẫn áp dụng các phương pháp tưới thủ công

1.4.3 Đánh giá chung các mô hình tưới cho rau an toàn

Sản xuất rau ở khu vực ngoại thành Hà Nội đã có từ lâu, người dân ở đây có trình độ thâm canh rất cao Tuy nhiên ở hầu hết các vùng rau an toàn vẫn áp dụng theo các phương pháp tưới thủ công truyền thống, nước tưới không đảm bảo cả về chất và lượng, dẫn đến chất lượng rau không đảm bảo, không đồng nhất về chất lượng và khó khẳng định được thương hiệu trên thị trường Trong thời gian gần đây, các biện pháp cơ giới hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn đang dần được phổ biến và áp dụng trên đồng ruộng, nhất là hiện nay với phong trào xây dựng nông thôn mới phát triển mạnh mẽ khắp nơi thì việc áp dụng những công nghệ kỹ thuật sản xuất nông nghiệp mới hiện đại càng được nhiều nông dân ứng dụng

Các mô hình tưới hiện đại tiết kiệm nước, mang lại hiệu quả kinh tế cao đang được các cơ quan nghiên cứu thí nghiệm trên đồng ruộng, các trang trại sản xuất nông nghiệp…Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây về các mô hình tưới hiện đại cho sản xuất rau an toàn mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu tạo nguồn nước và cấp nước tới mặt ruộng mà chưa nghiên cứu mô hình tưới cho từng nhóm rau cụ thể

Với yêu cầu của rau an toàn về chất lượng và cả số lượng và yêu cầu của quá trình “Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn” đòi hỏi người nông

dân tiếp nhận và ứng dụng có hiệu quả các tiến bộ khoa học trong sản xuất nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm và hình thành tác phong lao động công nghiệp trong sản xuất nông nghiệp Để đáp ứng các yêu cầu trên thì xây dựng mô hình tưới hiện đại tiết kiệm nước phù hợp với từng nhóm rau là một giải pháp đúng đắn cho các khu vực sản xuất rau an toàn

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở và đối tượng nghiên cứu vùng rau an toàn xã Võng Xuyên, Phúc Thọ, thành phố Hà Nội

2.1.1 Cơ sở nghiên cứu [2]

2.1.1.1 Điều kiện tự nhiên xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội

1 Vị trí địa lý

Hình 2.1: Bản đồ xã Võng Xuyên, huyện Phúc Thọ, Thành phố Hà Nội

Xã Võng Xuyên nằm ở phía Bắc huyện Phúc Thọ, có tọa độ địa lý là 210

08’

Vĩ độ Bắc, 105033’Kinh độ Đông;

- Phía Bắc giáp với xã Cẩm Đình, xã Xuân Phú của huyện Phúc Thọ

- Phía Đông giáp với xã Long Xuyên của huyện Phúc Thọ

- Phía Nam giáp với thị trấn Phúc Thọ, xã Phúc Hòa của huyện Phúc Thọ

- Phía Tây giáp với xã Phương Độ, xã Sen Chiểu và xã Thọ Lộc của huyện Phúc Thọ

Xã có tổng diện tích tự nhiên là 737,1 ha gồm các thôn: Phúc Trạch, Võng Nội, Võng Ngoại, Nghĩa Lộ, Lục Xuân, Bảo Lộc Vùng sản xuất rau an toàn có diện

tích 70 ha chủ yếu trên các cánh đồng của các thôn Võng Nội, Võng Ngoại, Lục Xuân

Xã nằm trên các đường tuyến đường giao thông huyết mạch, tạo điều kiện thuân lợi cho phát triển kinh tế xã hội

2 Đặc điểm địa hình địa mạo

Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình từ +9,2m đến +10,7m Trong khu vực còn có rất nhiều vùng trũng là các đầm, hồ, ao, mương, ngòi nằm xen kẽ với các khu vực bằng phẳng, nhất là ở những vùng gần giáp ranh với các xã Xuân Phú, Long Xuyên, Phúc Hòa, Thị trấn Phúc Thọ, Thọ Lộc, Sen Chiểu, Phương Độ

Khu vực được quy hoạch trồng rau an toàn có địa hình khá bằng phẳng, mang đặc trưng của địa hình đồng ruộng trồng lúa nước với nhiều ô thửa được phân chia bởi các bờ ngăn, thùng đấu, mương tưới tiêu

3 Tình hìn h khí tượng thủy văn

a Tình hình khí tượng

Bảng 2.1: Trị số bình quân nhiều năm các yếu tố khí tượng trạm Sơn Tây

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Nhiệt độ

(m/s) 1,75 2,1 2,15 2,2 1,95 1,81 1,92 1,58 1,62 1,53 1,51 1,23 Với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, mưa ít Khu vực quanh năm tiếp nhận lượng bức xạ mặt trời rất dồi dào và có nền nhiệt độ cao, khu vực có độ ẩm và lượng mưa khá lớn

Đặc điểm rõ nét của khí hậu vùng nghiên cứu là sự thay đổi và khác biệt của

hai mùa nóng, lạnh Mùa nóng kéo dài từ tháng V tới tháng IX kèm theo mưa nhiều,

nhiệt độ trung bình 28,10C Mùa lạnh kéo dài từ tháng XI tới tháng III năm sau với nền nhiệt độ thấp, trung bình 18,60

C

Nhiệt độ không khí:

Chế độ nhiệt tương đối đồng nhất, nhiệt độ trung bình năm dao động từ 23,1 ÷ 24,6 0C Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 290C (tháng VI, VII), nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 16,90C (tháng I) Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối quan trắc được vào tháng I năm 2004 là 0,90C Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối quan trắc được vào tháng VI năm 1998 là 40,70

C

Độ ẩm không khí:

Độ ẩm khá cao, trung bình nhiều năm đạt 85% Hai tháng đầu mùa đông (tháng XI, XII) là tháng khô nhất, độ ẩm vào khoảng 80% Các tháng có độ ẩm lớn nhất là III, tháng IV với độ ẩm đến 89% Độ ẩm trung bình trên các tháng đều vượt trên 80%, bình quân 80 ÷ 89% Những ngày mùa đông khô hanh, độ ẩm có thể giảm dưới 25% Trong những ngày mưa phùn độ ẩm không khí có thể tăng lên đến trên 90%

Lượng bốc hơi hàng năm:

Bốc hơi hàng năm khá lớn, bình quân đạt 856mm Các tháng V, VI, VII là các tháng có lượng bốc hơi cao nhất, bình quân đạt 70 ÷ 80mm Các tháng II, III có lượng bốc hơi thấp nhất bình quân 50 ÷ 60mm

Gió bão: Tốc độ gió không lớn, bình quân khoảng 1,6 ÷ 1,8m/s Hướng gió thịnh hành về mùa hạ là Đông Nam, về mùa đông là Đông Bắc Bão thường xảy ra vào tháng VII đến tháng IX, trong giông bão có gió mạnh đến cấp 10 Một năm có khoảng 3 ÷ 4 cơn bão ảnh hưởng đến khu vực và thường gây ra mưa to, úng ngập

trên diện rộng

Chế độ bức xạ:

Số giờ nắng cả năm trên 1.700 giờ Mỗi tháng mùa hạ có số giờ nắng từ 170 ÷

230 giờ Tháng I đến tháng III có số giờ nắng ít nhất vào khoảng 40 ÷ 50 giờ

Tình hình mưa và phân bố mưa hàng năm:

Mùa mưa từ tháng V đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau Mưa phân bố không đều trong năm Tổng lượng mưa trong mùa mưa chiếm tỷ lệ 84,3% tổng lượng nước mưa cả năm, tổng lượng mưa trong mùa khô chiếm tỷ lệ 15,7% tổng lượng mưa cả năm Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII chiếm 19,4% tổng lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng XII chiếm 1,3% lượng mưa cả năm Trung bình có 114 ngày mưa/năm Lượng mưa bình quân nhiều năm Xbq = 1598,3 mm

Bảng 2.2: Phân bố mưa trong năm tại trạm Sơn Tây

Đơn vị: mm

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 21,0 24,1 51,1 80,6 218,0 269,8 310,3 248,7 164,5 135,4 53,6 21,1 Lớn nhất 60,5 87,7 164,9 282,0 470,5 479,8 593,7 509,8 349,2 400,2 234,2 114,7 Nhỏ nhất 0,0 3,3 5,7 14,2 65,9 83,1 110,0 23,1 39,7 1,4 1,0 0,0

Nhận xét:

Đặc điểm khí hậu có một số thuận lợi đối với việc sử dụng đất nông nghiệp Tổng tích ôn cao trên 8000oC cho phép làm được 3 vụ trong năm, cho phép đa dạng hoá cây trồng và vật nuôi Mùa đông lạnh là điều kiện thuận lợi để gieo trồng các

giống cây trồng có nguồn gốc ôn đới, đặc biệt là các loại rau cao cấp Chính vì thế vùng này đã đạt được hệ số sử dụng đất cao trong những năm qua Tuy nhiên, khí hậu cũng có ảnh hưởng không nhỏ tới sản xuất Mùa đông có thời kỳ nhiệt độ xuống thấp đòi hỏi sản xuất rau xanh phải đặc biệt chú ý tới việc tránh rét, giữ ấm

để cây sinh trưởng tốt

b Tình hình thuỷ văn:

Trong phạm vi xã Võng Xuyên không có con sông nào chảy qua mà chủ yếu

là hệ thống mương tưới tiêu do các trạm bơm lấy nước sông Hồng vào Nhìn chung

hệ thống kênh mương và sông tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu thoát nước nhưng khó khăn trong việc cấp nước Trong mùa kiệt từ tháng XII đến tháng IV lượng mưa trong lưu vực rất nhỏ không đáng kể nhất là từ cuối tháng XII đến tháng

III, nên trong thời gian này mực nước sông xuống rất thấp dòng chảy hầu như cạn kiệt không đủ lượng nước để cấp cho sản xuất

4 Tình hình nguồn nước

a Nguồn nước

- Nước mặt: Nguồn nước mặt chủ yếu là nước trong hệ thống mương tưới,

nước cũng tích trữ trong các ao, hồ, đầm Nước mặt có quan hệ thủy văn với tầng chứa nước ngầm nông

- Nước ngầm: Nằm tại độ sâu từ 4,0m đến 4,80m trong tầng cát hạt nhỏ

b Chất lượng và trữ lượng nguồn nước tưới cho vùng RAT

- Nước mặt: Toàn bộ hệ thống kênh tưới nước cho vùng rau đều lấy nước từ

nguồn nước mặt của hồ Võng Ngoại với lượng trữ được vào khoảng 93.000m3 Hồ Võng Ngoại được tiếp nước từ sông Hồng qua kênh N1 của trạm bơm Phù Sa Theo kết quả lấy mẫu đánh giá nguồn nước tại vị trí trạm bơm Võng Xuyên cho thấy nguồn nước có màu phù sa rõ nét; trong hồ trữ được pha loãng nước không có màu đen, không có mùi hôi, thể hiện nước không bị ô nhiễm các chất hữu cơ Chất rắn lơ lửng (sự sa lắng) ở mức <50mg/l đảm bảo đạt tiêu chuẩn nước tưới cho nông nghiệp Nước

có độ pH từ 6,9 ÷ 7,1 đều đạt các tiêu chuẩn theo QCVN08-2008/BTNMT Nước có

độ dẫn điện không lớn, từ 0,18 ÷ 0,19ms/cm, chứng tỏ mức độ hoà tan của các ion trong nước nhỏ Độ mặn của các mẫu thí nghiệm đều nhỏ, ở dưới mức độ cho phép Hàm lượng sắt yêu cầu ở dưới mức 1,5mg/l; các trị số phân tích các mẫu nước

ở đây đều nhỏ hơn trị số cho phép nêu trên Hàm lượng các anion và cation chính (Al3+; Cl- ; Na+ ; Ca2+; Mg2+; SO42 ) là những thành phần có ảnh hưởng rất lớn đến

cơ thể con người, nếu tồn dư nhiều trong rau, quả và thực phẩm sẽ gây các bênh về xương, ung thư Các mẫu khảo sát đều có giá trị nhỏ hơn trị số cho phép rất nhiều Các chỉ tiêu về hàm lượng các hợp chất hữu cơ như lượng ô xi hoà tan (DO); nhu cầu ôxi sinh hoá (BOD); nhu cầu ôxi hoá học (COD) Lượng ôxi hoà tan của các mẫu đều đảm bảo tiêu chuẩn cho sử dụng đối với nước sinh hoạt là >4mgO2 /l Tuy nhiên trị số này có thể sai khác một chút theo thời gian đo trong ngày Đối với trị số của các hợp chất hữu cơ như nitrit (NO2-),nitrat ( NO3- ), ôxít phôt pho (P2O5);