Trong quá trình thực nghiệm xác định chế độ tưới hợp lý cho cây nho lấy lá, tác giả đã khảo nghiệm diễn biến thấm của kỹ thuật tưới nhỏ giọt đồng thời tại 2 vị trí: (1) Đất tự nhiên (không trồng cây) và (2) Đất trồng cây nho lấy lá. Bài viết này trình bày kết quả thực nghiệm tại khu vực đất tự nhiên (không trồng cây).
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DIỄN BIẾN THẤM TRONG ĐẤT CỦA KỸ THUẬT TƯỚI NHỎ GIỌT PHỤC VỤ TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC HỢP LÝ CHO CÂY TRỒNG CẠN TẠI VÙNG KHÔ HẠN NAM TRUNG BỘ Trần Thái Hùng, Trần Mạnh Trường Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Trong q trình thực nghiệm xác định chế độ tưới hợp lý cho nho lấy lá, tác giả khảo nghiệm diễn biến thấm kỹ thuật tưới nhỏ giọt đồng thời vị trí: (1) Đất tự nhiên (không trồng cây) (2) Đất trồng nho lấy Bài viết trình bày kết thực nghiệm khu vực đất tự nhiên (khơng trồng cây) Qua đó, tác giả phân tích quan hệ tương quan giữa: độ sâu thấm (Z), bán kính trung bình vùng đất ướt theo phương ngang (R), lượng nước (W) thời gian tưới (t), tốc độ thấm đứng thấm ngang (Vz VR) kỹ thuật tưới nhỏ giọt Các biểu đồ biểu thị tương quan đại lượng có hệ số R2 cao (từ 0,90 ÷ 0,99) Thiết lập hệ phương trình hồi quy truyến tính nhân tố với kết kiểm định đảm bảo yêu cầu, phù hợp có ý nghĩa suy tổng thể để ứng dụng cho việc tưới tiết kiệm nước hợp lý cho trồng cạn (có rễ nơng ÷ 45cm) vùng khơ hạn Nam Trung Bộ Từ khóa:Diễn biến thấm, hồi quy, tốc độ thấm, tưới nhỏ giọt, tương quan Summary:During the experimental process to determine the suitable irrigation schedule for Grape leaves at the water scarce region, the author observed infiltration process of drip irrigation at two places: (1) Natural soil (without planting crops) and (2) Cultivated soil with Grape leaves This paper presented experimental results at the natural place (without crops) Based on observed results, the author analysed correlations of parameters as follows: infilltration depth (Z), average radius of wetting front on horizontal direction (R), irrigation water amount (W) and time (t), velocity of horizontal and vertical permeability (VR and Vz) of drip irrigation technique The correlation histograms of parameters have high value of R2 (from 0.90 to 0.99) Establishing the equation system of homogeneous regression with all verificative results are satisfied, conformable and significant infering the overall in order to apply to suitable water saving irrigation for dry crops (with shallow rooting 0÷45cm) at the Droughty region in the South Central part of Vietnam Keywords:Correlation, drip irrigation, infiltration process, permeable velocity, regression ĐẶT VẤN ĐỀ* Phương pháp tưới kỹ thuật tưới có ảnh hưởng lớn đến trình thấm nước vào đất Khi đất tưới theo phương pháp truyền thống, nước thấm dàn trải từ mặt đất xuống phía Như vậy, vị trí nằm gốc cây, lượng nước bị Ngày nhận bài: 16/7/2018 Ngày thông qua phản biện: 31/8/2018 Ngày duyệt đăng: 25/9/2018 lãng phí, đơi tạo điều kiện cho cỏ dại mọc phát triển mạnh, gây tác dụng xấu trồng Trong kỹ thuật tưới nhỏ giọt, nước cấp hợp lý từ điểm mặt đất thông qua thiết bị tưới, sau lan tỏa xung quanh thấm xuống dưới, với lượng nước cung cấp vừa đủ tạo đủ độ ẩm cho vùng hoạt động rễ cây, đất khơng bị thừa nước gây bão hịa lãng phí Đối với loại trồng, rễ hoạt động có đặc điểm khác dung tích khơng gian, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ đất cung cấp nước chất dinh dưỡng cách hợp lý, rễ hấp thụ đủ nước, chất dinh dưỡng khơng khí để giúp trồng sinh trưởng phát triển tốt, mang lại suất sản phẩm chất lượng cao Phân tích từ thực nghiệm trình lan truyền nước đất chia thành giai đoạn: giai đoạn thấm chưa ổn định (thấm hút) giai đoạn thấm ổn định Sự lan truyền nước đất phụ thuộc vào loại đất, cấu tượng đất kỹ thuật tưới Đối với loại đất canh tác khác nhau, khả thấm trữ ẩm đất khác nhau, thời gian tưới thay đổi tùy theo loại đất Đã có nhiều nghiên cứu diễn biến thấm phương pháp tưới truyền thống (tưới tràn, tưới rãnh, tưới dải…), nghiên cứu mô kỹ thuật tưới nhỏ giọt (nước cung cấp từ điểm tỏa xung quanh) Như vậy, xảy tượng tưới thừa thiếu nước vùng đất có độ ẩm tối ưu vượt nhỏ không gian rễ hoạt động trồng Điều khơng đạt u cầu sản xuất nông nghiệp, đặc biệt vùng khan nước [1], [5], [6], [8], [9], [10], [11] Bình Thuận Ninh Thuận hai tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ có điều kiện tự nhiên khí hậu khắc nghiệt Trong năm gần đây, lượng mưa bình qn năm ln thấp nước phân bố không theo không gian thời gian (khoảng 500÷800mm) Chính đặc điểm khí hậu khắc nghiệt nguyên nhân gây nguồn tài nguyên nước khan tình trạng hạn hán, thiếu nước nghiêm trọng việc phục vụ phát triển kinh tế-xã hội, đặc biệt sản xuất nông nghiệp vùng Vì vậy, nghiên cứu lan truyền thấm kỹ thuật tưới nhỏ giọt thực quan trọng cần thiết Trong trình thực nghiệm chế độ tưới hợp lý cho nho lấy lá, tác giả khảo nghiệm lan truyền thấm đồng thời khu vực: (1) Đất tự nhiên (không trồng cây) (2) Đất trồng nho lấy lá, để làm sở phục vụ xác định chế độ tưới hợp lý cho loại trồng cạn khác có rễ nơng 0÷45cm (được lắp đặt hệ thống tưới tiết kiệm nước) Từ góp phần ứng dụng vào thực tế sản xuất giúp mang lại hiệu tưới tránh lãng phí nước vùng khô hạn Nam Trung Bộ 2.MỤC TIÊU, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Thiết lập tương quan đại lượng: độ sâu thấm (Z), bán kính trung bình vùng đất ướt theo phương ngang (R), lượng nước tưới (W) thời gian tưới (t), tốc độ thấm đứng (Vz) tốc độ thấm ngang (VR) kỹ thuật tưới nhỏ giọt phục vụ xác định chế độ tưới hợp lý cho trồng cạn vùng khô hạn Nam Trung Bộ 2.2 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu (1) Tiếp cận lý thuyết thực tiễn cách toàn diện, kế thừa có chọn lọc kết nghiên cứu lan truyền thấm đất công nghệ tưới tiết kiệm nước phục vụ sản xuất; (2) Tiếp cận mơ hình sử dụng nước: nguồn, vận chuyển, khai thác sử dụng ứng dụng tiến khoa học công nghệ về: thiết bị tưới, trồng phần mềm tính tốn phục vụ việc phân tích, lựa chọn thiết kế mơ hình thực nghiệm trường; (3) Lấy mẫu đất trường Thí nghiệm tiêu cơ, lý thấm ổn định phịng thí nghiệm; [3] (4) Thiết lập mơ hình thực nghiệm, quan trắc tưới diễn biến thấm đất khu vực không trồng theo không gian (thấm ngang thấm sâu) thời gian chu kỳ tưới: ngày (CK2), ngày (CK3) ngày (CK4) Định kỳ quan trắc trình lan truyền thấm theo bước thời gian phút/lần: 1, 3, 5, 10, 15, 20,… đến 200(phút) dừng tưới Sau tiếp tục quan trắc bước thời gian: 210, 240, 270, 300, 330 360 (phút) dừng quan trắc; TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC (5) Phân tích tương quan thiết lập hệ phương trình hồi quy đại lượng: độ sâu thấm (Z), bán kính trung bình vùng đất ướt theo phương ngang (R), lượng nước tưới (W), thời gian tưới (t), tốc độ thấm theo chiều sâu T i nguyên t-n c ang b khai thác c n ki t, ngu n n c b nhi m CƠNG NGHỆ (VZ) tốc độ thấm theo chiều ngang (VR) theo mục tiêu nghiên cứu đề xuất; [2] (6)Tổng hợp phân tích kết thực nghiệm phần mềm Excel SPSS20 [2] Gi i pháp c p n c cho tr ng b ng khoa h c k thu t hi n i Xác nh l i ch tiêu c p n cho tr ng c C S KHOA H C PH C V NGHIÊN C U CH T I TH CH H P CHO C Y TR NG T ng quan nghiên c u v lan truy n th m: Khái ni m ph ng pháp v k thu t nghiên c u, tính tốn Đặc điểm điều kiện tự nhiên: khí hậu, thổ nhưỡng, tài nguyên đất – nước… Công ngh t i ti t ki m n c: t i nh gi t, t i phun m a Tính tốn nhu c u n c v thi t k , xây d ng mô hình s n xu t, qu n lý t i, tiêu n c c i m sinh lý c a tr ng c n vùng khô h n K thu t s n xu t nông nghi p, tiêu chu n ch t l ng s n ph m (thu ho ch v b o qu n) Yêu c u s d ng t ng h p ngu n n cv b ov môi tr ng sinh thái b n v ng ThXác nh thông s k thu t c b n xây d ng mơ hình th c nghi mt i ti t ki m n c cho tr ng c n vùng khô h n ực nghiệm tưới; Th c nghi m t i; Thi t l p h th ng quan tr c di n bi n th m v xác nh t ng quan h i quy gi a il ng Z~t Z ~ W, R VZ ~ W, R R~t R~W VR ~ W, R PH C V X Y D NG CH T I TH CH H P CHO C Y TR NG C N V NG KHƠ H N Hình 1: Sơ đồ logic cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Thí nghiệm thấm ổn định trường phương pháp đổ nước vào hai khung trịn thép (Double rings) đường kính 50cm 25cm, chiều cao hai khung 25cm đóng vào đất 5cm, chiều cao cột nước thí nghiệm khơng đổi 20cm Định kỳ thời gian quan trắc độ thấm hút nước đất đạt tốc độ thấm ổn định Tính tốn hệ số thấm K tầng đất bão hịa từ 0÷50cm theo thời gian t (14TCN153-2006) Thí nghiệm thấm phòng mẫu đất lấy từ trường: cấp nước ổn định từ độ cao 100mm theo ống tio qua dao vịng tiêu chuẩn chứa mẫu (đường kính 6,0cm, chiều cao 4,0cm) Quan trắc từ chiều cao 100mm xuống 0mm vào tốc độ thấm mẫu để đọc theo bước thời gian tương ứng (5, 10, 15 giây…) Tính tốn hệ số thấm K (TCVN 8723-2012) Lắp đặt thiết bị (thước đo, bình đo thể tích nước, đồng hồ, máy đo độ ẩm đất…) để quan trắc diễn biến thấm trường đại lượng: Z, R, W theo thời gian (t); KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Mô tả phẫu diện kiểm tra đặc tính lý đất Đào phẫu diện mô tả tầng đất độ sâu từ 0÷60cm khu vực khơng trồng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 1: Mơ tả phẫu diện đất từ ÷ 60cm TT Độ sâu (cm) Đặc điểm tầng đất Đất cát mịn có màu xám nâu, đất có lẫn mùn cỏ, tơi xốp ÷ 1,5 1,5 Đất cát mịn có màu xám nâu, đất có rễ cỏ cây, tơi xốp giảm so với tầng đất mặt ÷ 20 20 Đất cát mịn có màu xám vàng, đất khơng lẫn rễ cỏ cây, đất chặt so với tầng đất 0÷20cm ÷ 40 40 Hình 2: Phẫu diện đất từ 0÷60cm Đất cát mịn có màu xám vàng, đất khơng lẫn rễ cỏ cây, đất chặt so với tầng đất 0÷40cm ÷ 60 Theo dẫn đồ đất tỉnh Bình Thuận [4], đất khu vực thực nghiệm loại đất cát biển sử dụng, có tính chua (Dystri Haplic Arenosols-ARh.d theo phân loại FAO/UNESCO) Kết phân tích tiêu lý đất cho thấy cấu trúc đất cát mịn, tơi xốp, giúp rễ hút nước ôxy dễ dàng [3] Bảng 2: Kết phân tích lý tính mẫu đất Phân tích thành phần hạt Cát (%) Trung Lớp (cm) 2,0 0,85 0,42 ÷ ÷ 0,8 0,42 ÷0,2 5 0÷10 3,60 10÷20 4,30 20÷40 3,50 40÷60 3,80 Bụi (%) Mịn bình đất ÷0,1 06 47,6 41,5 0 47,4 36,1 0 48,2 35,2 Thô Mịn 0,25 0,106 0,07 0,01 48,7 41,2 Đặc tính vật lý ÷ 5÷ 0,075 0,01 Dung trọng (%) Ướt Khơ < gw gd ÷0,0 0,0 (g/cm (g/cm 05 2,10 0,60 0,40 1,70 0,40 0,50 6,40 0,50 0,50 6,10 0,46 0,50 4.2 Thấm ổn định trường Sét 05 3,4 4,0 5,6 5,7 Tỷ Độ trọn bão g hịa D TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 Độ rỗng S n (%) (%) 3) 3) 1,47 1,44 2,65 6,67 1,60 1,56 2,65 8,86 1,56 1,51 2,63 1,68 1,62 2,64 phòng đất bão hòa Hữu 45,7 40,9 13,3 42,7 0 15,7 38,6 Chỉ số (mù rỗng n) eo % 0,84 1,62 0,69 1,04 0,75 0,63 0,63 0,47 KHOA HỌC 2.00 1.50 1.00 Kết thí nghiệm thấm ổn định trường phòng phù hợp với đặc điểm vật lý loại đất cát mịn có hệ số rỗng cao 1.20 1.15 1.10 1.05 0.50 0.00 Hệ số thấm ổn định phịng lớp đất ÷ 20cm cao, thấm đứng có hệ số: kz = 1,848 cm/phút; thấm ngang: kr = 1,510 cm/phút K (cm/phút) K (cm/phút) Kết thí nghiệm cho thấy, hệ số thấm sâu tầng đất lớn, nhiên chênh lệch giá trị hệ số tầng đất khơng lớn Tầng đất mặt ÷ 20cm có hệ số thấm cao 1,176 cm/phút, sau tới tầng thứ hai 20 ÷ 40cm 1,152 cm/phút, tầng 40 ÷ 60cm 1,111 cm/phút CƠNG NGHỆ 1.00 Phương thấm PP.Thấm ngang - 20 PP Thấm đứng 20 - 35 35 - 50 Tầng đất (cm) Hình 3: Biểu đồ hệ số thấm thí nghiệm phịng, tầng đất 0÷20cm Hình 4: Biểu đồ hệ số thấm thí nghiệm trường Hình 5: Quan trắc thí nghiệm thấm ổn định trường phịng đất bão hịa 4.3 Phân tích diễn biến thấm đất khơng bão hịa a) Chu kỳ tưới ngày (CK2): Trong khoảng 15phút đầu, tốc độ thấm theo phương đứng ngang nhau, Z15 = 10,55÷10,70cm, R15 = 10,05÷10,25cm, VZ15 = 0,50cm/phút, VR15 = 0,46cm/phút; sau thấm theo phương ngang có xu chậm lại thấm theo phương đứng diễn với mức độ giảm hơn; sau 30phút, tốc độ thấm đứng gấp lần thấm ngang; khoảng 60÷120phút tiếp theo, tốc độ thấm đứng lớn tốc độ thấm ngang 2,44÷3,0lần; thời điểm sau 180phút, tốc độ thấm đứng lớn tốc độ thấm ngang diễn chậm Thời điểm ngừng tưới (tưới 200phút), Z200 = 40,6÷41,9cm, R200 = 21,15÷22,0cm, VZ200 = 0,08cm/phút; VR200 = 0,01cm/phút, sau nước tiếp tục thấm đến độ sâu Z360 = 42,5÷44,8cm khơng thấm theo phương ngang b) Chu kỳ tưới ngày (CK3): Trong 1phút tốc độ thấm sâu (VZ1 = 1,52cm/phút) nhanh thấm ngang (VR1 = 1,38cm/phút), TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 4phút tốc độ thấm theo phương (đứng ngang) nhanh CK2 nhau, 10phút tốc độ thấm giảm (nhỏ so với CK2), Z15 = 10,90÷11,20cm, R15 = 10,15÷10,35cm, VZ15 = 0,48cm/phút, VR15 = 0,42 cm/phút; sau 30phút, tốc độ thấm đứng gấp gần lần thấm ngang; khoảng 60÷120phút, tốc độ thấm đứng lớn tốc độ thấm ngang 2,9÷7,5lần; điểm tưới 180phút, tốc độ thấm đứng lớn tốc độ thấm ngang, diễn biến chậm Thời điểm ngừng tưới (tưới 200phút), Z200 = 42,15÷44,2cm, R200 = 19,60÷20,15cm, VZ200 = 0,08cm/phút; VR200 = 0,01 cm/phút, sau nước tiếp tục thấm đến độ sâu Z360 = 44,0÷46,20cm khơng thấm sang phương ngang nữa, R360 = 19,70÷20,15cm c) Chu kỳ tưới ngày (CK4): Trong 1phút tốc độ thấm sâu (VZ1 = 1,7cm/phút) nhanh thấm ngang (VR1 = 1,55cm/phút), 10phút tốc độ thấm ngang giảm xuống so với CK2 CK3, Z15 = 11,85÷12,0cm, R15 = 10,45÷10,7cm, VZ15 = 0,51 cm/phút, VR15 = 0,41 cm/phút; thời gian tốc độ thấm theo phương ngang có xu chậm lại nước thấm theo phương đứng diễn với mức độ giảm hơn; sau 30phút, tốc độ thấm đứng lớn 2,2 lần thấm ngang; khoảng 110÷170phút tiếp theo, tốc độ thấm đứng lớn tốc độ thấm ngang 11÷16lần Thời điểm ngừng tưới (tưới 200phút), Z200 = 43,0÷45,7cm, R200 = 17,9÷18,8cm, VZ200 = 0,08cm/phút; VR200 = 0, sau nước tiếp tục thấm đến độ sâu Z360 = 46,2÷47,8cm khơng thấm sang phương ngang Bảng 3: Tóm tắt số kết quan trắc diễn biến thấm đất Chu kỳ tưới ngày Thời gian Vz2 W2 Vz3 (cm/ (cm/ (cm) (cm) phút phút (ml) R2 ) Chu kỳ tưới ngày Vr3 (cm/ (cm/ W4 Z4 (cm) (cm) phút phút (ml) (cm) Z3 R3 ) ) ) R4 (c m) Vz4 Vr4 (cm/ (cm/ phút phút ) ) 17,50 1,4 1,3 1,41 1,35 17,55 1,5 1,4 1,52 1,38 17,65 1,7 1,6 1,70 1,55 52,50 3,5 3,3 1,06 1,03 52,65 3,8 3,6 1,14 1,11 53,00 4,2 4,0 1,27 1,23 87,50 5,1 4,8 0,78 0,77 87,75 5,5 5,2 0,86 0,78 88,25 6,0 5,6 0,88 0,79 8,0 0,61 0,59 175,50 8,7 8,1 0,64 0,60 9,4 8,5 0,67 0,58 10 15 30 60 120 Vr2 W3 Z2 (ml) Chu kỳ tưới ngày 175,0 262,5 525,0 1050, 00 2100, 00 8,1 10,6 10,5 0,50 0,46 263,25 11,1 10,3 0,48 0,42 16,3 13,7 0,34 0,17 526,50 16,4 13,5 0,30 0,16 23,9 17,7 0,20 0,08 33,4 21,1 0,12 0,04 1053,0 2106,0 23,6 16,3 0,22 0,08 34,6 19,0 0,15 0,02 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 176,5 264,7 529,5 1059, 00 2118, 00 11,9 17,6 25,3 35,2 10, 13, 16, 17, 0,51 0,41 0,35 0,16 0,20 0,07 0,14 0,01 KHOA HỌC 160 200 2800, 00 3500, 00 37,6 22,1 0,10 0,01 41,1 22,9 0,08 0,01 2808,0 3510,0 39,6 19,7 0,10 0,01 43,3 20,1 0,08 0,01 CÔNG NGHỆ 2824, 00 3530, 00 40,3 44,1 300 0,00 43,2 23,2 0,01 0,00 0,00 45,0 20,1 0,00 0,00 0,00 46,6 360 0,00 43,4 23,4 0,00 0,00 0,00 45,1 20,1 0,00 0,00 0,00 46,8 18, 18, 18, 18, 0,11 0,01 0,08 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 Hình 6: Quan trắc diễn biến thấm mơ hình thực nghiệm, tỉnh Bình Thuận TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC Sau ct phút CÔNG NGHỆ Sau ct phút i M t t 1,41 ÷ 1,7cm 5,1 ÷ 6,0cm 9,8 ÷ 11,2cm 2,8 ÷ 3,2cm Sau ct 10 phút i Sau ct 30 phút 8,13 ÷ 9,4cm i i 16,32 ÷ 17,6cm 15,8 ÷ 17,0cm Sau ct 60 phút i M t 27,0 ÷ 27,4cm Sau tưới 120 phút t 23,6 ÷ 25,3cm 33,43 ÷ 35,2cm 35,8 ÷ 40,6cm 32,6 ÷ 33,4cm Đường đẳng ẩm Sau tưới 200 phút Sau dừngtưới 160 phút 41,07 ÷ 44,1cm 43,37 ÷ 46,8cm 36,8 ÷ 43,2cm 36,8 ÷ 43,2cm Hình 7: Sơ họa thực nghiệm diễn biến thấm đất Nhận xét: Khi nước thấm vào đất, khối đất ướt trơng hình bán cầu Trong thời gian đầu, nước lan nhanh bề mặt đất theo hình tròn, tốc độ nước lan tỏa theo phương ngang nhanh gần phương thẳng đứng (thấm sâu xuống phía dưới) Giai đoạn tiếp theo, tốc độ thấm ngang nhỏ thấm sâu Giai đoạn cuối nước chủ yếu thấm sâu, thấm ngang CK4: thời gian lặp lại lần tưới dài nên đất khô hơn, lượng ẩm đất giảm nhiều so với CK2 CK3 nên tốc độ thấm CK4 lớn nhất, nước có xu hướng thấm sâu mạnh sang phương ngang So sánh bước thời gian quan trắc độ sâu thấm (Z) CK4 lớn CK2 CK3, thấm ngang (R) lại nhỏ CK2 CK3 CK2: Mặc dù bị thoát nước bề mặt đất chứa hàm lượng ẩm cao nên nước có xu hướng thấm ngang so với thấm sâu Từ thực nghiệm quan trắc thấm, kết hợp với kết phân tích lý tính loại đất khu vực cho thấy: tốc độ độ dài thấm sâu lớn thấm ngang tác động trọng lực CK3: Lượng ẩm đất giảm so với CK2 nên nước thấm phương: sang ngang xuống phía So sánh bước thời gian quan trắc độ sâu thấm (Z) CK3 lớn CK2 ngược lại thấm ngang (R) lại nhỏ CK2 4.4 Kiểm định liệu, phân tích tương quan xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính Kiểm định liệu thực nghiệm Dữ liệu thực nghiệm xử lý phương pháp phân tích thống kê, kiểm định độ tin cậy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC thang đo Cronbach's Alpha phân tích nhân tố khám phá EFA để thu nhỏ biến quan trắc thành phần biến đại diện Kiểm định khác biệt trung bình có ý nghĩa thống kê phương pháp One-Way ANOVA, có kiểm định Levene Statistic đồng phương sai (Test of Homogeneity of Variances), kiểm định F khác biệt có ý CƠNG NGHỆ nghĩa thống kê thang đo (ANOVA) kiểm định Welch cho trường hợp vi phạm giả định phương sai không đồng (Robust Tests of Equality of Means) Kết qua kiểm định liệu quan trắc đảm bảo yêu cầu thống kê, phục vụ phân tích diễn biến thấm đất cụ thể [2] Bảng 4: Kết kiểm định liệu thực nghiệm lan truyến thấm đất Kiểm định Phân tích nhân tố khám phá Kiểm định Cronbach’s Alpha EFA One-Way ANOVA Hệ số Hệ số tương KMO Sig Tổng phương Sig Sig Sig Cronbach quan biến tổng (Kaiser- (Bartlett’s sai trích Leven F Welch ’s Alpha (Corrected Meyer- Test of (Extraction e Item-Total Olkin) Sphericity Sums of Statist ) Squared ic 0,90 (Hình 8, 10) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ R 30.0 (cm) 25.0 Z 50.0 (cm) 40.0 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 5.0 R² = 0.931 60 120 180 240 300 360 420 t (phút) Z 50.0 (cm) 40.0 R 25.0 (cm) 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 60 120 180 240 5.0 R² = 0.921 0.0 R² = 0.974 0.0 0.0 300 360 420 t (phút) R² = 0.99 0.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) V (cm/p) 50.0 Z (cm) 40.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) 1.600 1.400 1.200 30.0 1.000 20.0 600 800 400 10.0 200 R² = 0.968 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 000 25.0 R (cm) 10 30 50 70 Vz2-tb (cm/p) 90 110 130 150 170 190 240 360 Thời gian (phút) Vr2-tb (cm/p) Hình 8: Biểu đồ quan hệ tương quan đại lượng chu kỳ tưới ngày Z 50.0 (cm) 40.0 R 25.0 (cm) 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 5.0 R² = 0.914 120 180 240 300 360 420 t (phút) Z 50.0 (cm) 40.0 R 25.0 (cm) 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 R² = 0.901 0.0 10 60 R² = 0.969 0.0 0.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 5.0 60 120 180 240 300 360 420 t (phút) R² = 0.989 0.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 1.600 V (cm/p) Z 50.0 (cm) 40.0 1.400 1.200 1.000 30.0 800 20.0 600 400 10.0 R² = 0.979 200 0.0 000 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 R (cm) 10 30 50 70 Vz3-tb (cm/p) 90 110 130 150 170 190 240 360 Thời gian (phút) Vr3-tb (cm/p) Hình 9: Biểu đồ quan hệ tương quan đại lượng chu kỳ tưới ngày Z 50.0 (cm) 40.0 R 25.0 (cm) 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 5.0 R² = 0.926 0.0 60 120 180 240 300 360 420 t (phút) Z 50.0 (cm) 40.0 R 25.0 (cm) 20.0 30.0 15.0 20.0 10.0 10.0 60 120 5.0 R² = 0.915 0.0 R² = 0.937 0.0 240 300 360 420 t (phút) R² = 0.970 0.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) 180 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 W (ml) 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 000 V (cm/p) Z 50.0 (cm) 40.0 30.0 20.0 10.0 R² = 0.971 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 R (cm) 10 30 50 70 Vz4-tb (cm/p) 90 110 130 150 170 190 240 360 Vr4-tb (cm/p) Thời gian (phút) Hình 10: Biểu đồ quan hệ tương quan đại lượng chu kỳ tưới ngày a) Xây dựng hệ phương trình hồi quy tuyến tính: + f (Z) = f (t); + f (Z) = f (W, R); + f (Vz) = f (W, R); Để tránh tượng cộng tuyến đa cộng tuyến hoàn hảo biến độc lập, thiết lập hệ phương trình hồi quy tuyến tính đơn bội sau: + f (R) = f (t); + f (R) = f (W); + f (VR) = f (W, R); Kiểm định phù hợp mơ hình: + Hệ số R2của mơ hình cao (đảm bảo TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 11 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ điều kiện > 0,5), biến độc lập có ý nghĩa ảnh hưởng lớn tới thay đổi biến phụ thuộc; hệ số mơ hình hồi quy tuyến tính + Kiểm định F có Sig 0,0001 < 0,05 khác có ý nghĩa; (độ tin cậy 95%), mơ hình hồi quy + Hệ số phóng đại phương sai VIF mơ tuyến tính xây dựng phù hợp có ý hình nhỏ 10 Eigenvalue >1; + Kiểm định t hệ số hồi quy có Sig 0,0001 < 0,05 (độ tin cậy 95%), nghĩa suy tổng thể; Bảng 5: Tổng hợp kết kiểm định mơ hình hồi quy tuyến tính thấm đất T T 12 Phương trình hồi quy tuyến tính f(Z) = f(t) f(Z) = f(W, R) f(Vz) = f(W, R) f (R) = f (t) f(R) = f(W) f(VR) = f(W, R) R2 Kiểm định Kiểm định (hiệu F t chỉnh) Sig Sig (> 0,5) (< 0,05) (< 0,05) CK2 0,785 0,000 0,000 1,000 1,816 CK3 0,797 0,000 0,000 1,000 1,816 CK4 0,783 0,000 0,000 1,000 1,816 CK2 0,997 0,000 0,000 3,930 2,837 CK3 0,997 0,000 0,000 3,235 2,835 CK4 0,997 0,000 0,000 2,435 2,831 CK2 0,951 0,000 0,000 3,930 2,837 CK3 0,935 0,000 0,000 3,235 2,835 CK4 0,945 0,000 0,000 2,453 2,831 CK2 0,739 0,000 0,000 1,000 1,851 CK3 0,683 0,000 0,000 1,000 1,851 CK4 0,582 0,000 0,000 1,000 1,851 CK2 0,739 0,000 0,000 1,000 1,851 CK3 0,876 0,000 0,000 1,000 1,000 CK4 0,582 0,000 0,000 1,000 1,851 CK2 0,950 0,000 0,000 3,930 2,837 CK3 0,956 0,000 0,000 3,235 2,835 CK4 0,956 0,000 0,000 2,453 2,831 Chu kỳ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 VIF (< 10) Eigenval ue ( > 1) KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Bảng 6: Hệ phương trình hồi quy tuyến tính thấm đất T T Phương trình hồi quy f (Z) = f (t) f (Z) = f (W, R) f (Vz) = f (W, R) CK2 CK3 CK4 Z2 = 0,889t2 Z3 = 0,895t3 Z4 = 0,888t4 Z2 = 0,482W2 + Z3 = 0,618W3 + Z4 = 0,655W4 + 0,553R2 0,424R3 0,403R4 Vz2 = 0,428W2 - Vz3 = 0,344W3 - Vz4 = 0,189W4 - 1,321R2 1,235R3 1,112R4 f (R) = f (t) R2 = 0,863t2 R3 = 0,831t3 R4 = 0,770t4 f (R) = f (W) R2 = 0,863W2 R3 = 0,937W3 R4 = 0,770W4 f (VR) = f (W, R) VR2 = 0,592W2 - VR3 = 0,480W3 - VR4 = 0,331W4 - 1,440R2 1,341R3 1,198R4 Hình 11: Biểu đồ tần suất phần dư chuẩn hóa hồi quy tuyến tính nhân tố: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 13 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Độ sâu thấm (Z) bán kính thấm theo phương ngang (R) - CK2 Nhận xét: Đặc điểm xu phương trình hồi quy tuyến tính sau: + Biến phụ thuộc Z R, biến độc lập t, W: phương trình có xu đồng biến + Biến phụ thuộc Z, biến độc lập W R: phương trình có xu đồng biến Tuy nhiên, ảnh hưởng biến độc lập tới biến phụ thuộc có khác chu kỳ tưới, CK2 biến R có ảnh hưởng mạnh W tới biến phụ thuộc Z, riêng CK3 CK4 ngược lại; + Biến phụ thuộc Vz VR, biến độc lập W R: phương trình có xu nghịch biến biến R ảnh hưởng mạnh W tới biến phụ thuộc Z hệ số Beta R mang dấu âm (-) chu kỳ tưới; + Biểu đồ tần số phần dư nhân tố cho thấy phân phối phần dư tiệm cận chuẩn trung bình Mean xấp xỉ độ lệch chuẩn Std.Dev 0,975 ÷ 0,988 (xấp xỉ 1) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết thực nghiệm lan truyền thấm phù hợp với đặc điểm thổ nhưỡng loại đất cát mịn có hệ số rỗng cao khu vực khơ hạn Nam Trung Bộ Tầng đất 0÷5cm bị bốc nước nhiều có tốc độ thấm hút nhanh, từ 5cm trở xuống tốc độ thấm tương đối ổn định So sánh bước thời gian quan trắc độ sâu thấm (Z) CK4 lớn CK2 CK3, ngược lại thấm ngang (R) CK4 lại nhỏ CK2 CK3 Biểu đồ biểu thị quan hệ tương quan đại lượng có hệ số R2 cao (từ 0,90 ÷ 0,99) Thiết lập hệ phương trình hồi quy truyến tính nhân tố với kết kiểm định đảm bảo yêu cầu, phù hợp có ý nghĩa suy tổng thể để ứng dụng công tác tưới tiết kiệm nước hợp lý cho trồng cạn (có rễ nơng ÷ 45cm) vùng khơ hạn Nam Trung Bộ Khuyến cáo rằng, với thực tiễn sản xuất trồng trọt có đặc điểm tự nhiên tương tự, người dân (dùng kỹ thuật tưới nhỏ giọt) cần tưới khoảng 35 ÷ 40 phút đủ để nước thấm hết tầng rễ hoạt động có độ sâu 20cm, khoảng 90 phút nước đủ thấm bao phủ tầng 0÷30cm, sau dừng tưới tránh lãng phí nước thấm sâu, đảm bảo hiệu sử dụng nước Kiến nghị nghiên cứu thêm lan truyền thấm điều kiện lớp đất canh tác không đồng theo độ sâu, địa hình khơng phẳng, mực nước ngầm thay đổi có ảnh hưởng tới trồng để ứng dụng thực tiễn sản xuất cách hiệu Để giảm tượng thấm nước đất, người dân canh tác vùng khô hạn Nam Trung Bộ (có điều kiện thổ nhưỡng tương tự) cần tăng hàm lượng sét, chất mùn chất keo cho đất để giữ ẩm, giúp trồng phát triển tốt, nâng cao suất trồng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [4] Bạch Quốc Tiến (2009) Dòng thấm đất khơng bão hịa Tạp chí khoa học cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng - Số 1(30) (2009) Hoàng Trọng, Chu Nguyễn Mộng Ngọc (2008) Phân tích liệu nghiên cứu với SPSS Trường Đại học Kinh tế TP Hồ Chí Minh Nhà xuất Hồng Đức Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (1996) Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón trồng NXB Giáo Dục Phạm Quang Khánh cs (2003) Báo cáo dẫn đồ đất tỉnh Bình Thuận Chương 14 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 [2] [3] CHUYỂN GIAO CƠNG NGHỆ trình “Điều tra bổ sung, chỉnh lý, xây dựng đồ đất phục vụ công tác quy hoạch Nông Lâm nghiệp thủy lợi cấp tỉnh Vùng Đông Nam bộ” Dự án cấp tỉnh [5] Trần Kông Tấu (1971) Những lực hút nước đất, chuyển vận độ ẩm đất mức độ hữu hiệu chúng trồng Luận án PTS Sinh vật học, Chuyên ngành Thổ nhưỡng [6] Genuchten, M.TH (1980) A closed form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soil Soil Sci Soc Am Journal Vol 44, pp 892÷898 [7] Per-Erik Jansson & Louise Karlberg (2016) Coupled heat and mass transfer model for soil-plant-atmosphere systems Dept of Land and Water Resources Engineering Royal Institute of Technology KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Sweden [8] Tran Thai Hung, Xing Wengang (2008) Research on infiltration flow and soil moisture dynamics according to soil depth for drip irrigation technique ISSN 1673-7180, CN 115484/N Center for Science and Technology Development, Ministry of Education, China [9] Walter H Gardner (1979) How Water Move in Soil Crops and Soils Magazine, p13÷18 [10] Xingyi Zhang, Kai Meng, Yueyu Sui, and Ju Zhao (2004) Analysis of water characteristics of black soil over long-term experimental researches in Northeast China BULGARIA J PLANT PHYSIOL, 2004, Vol 30(3-4), p111÷120 [1] YANG Yong, XUE Qiang (2009) Research on the Application of Unsaturated Soil Water Migration SWCC Models National Natural Science Foundation of China 50874102 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 47 - 2018 15 ... tốc độ thấm ngang (VR) kỹ thuật tưới nhỏ giọt phục vụ xác định chế độ tưới hợp lý cho trồng cạn vùng khô hạn Nam Trung Bộ 2.2 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu (1) Tiếp cận lý thuyết thực tiễn... cầu, phù hợp có ý nghĩa suy tổng thể để ứng dụng công tác tưới tiết kiệm nước hợp lý cho trồng cạn (có rễ nơng ÷ 45cm) vùng khô hạn Nam Trung Bộ Khuyến cáo rằng, với thực tiễn sản xuất trồng trọt... phục vụ phát triển kinh tế-xã hội, đặc biệt sản xuất nơng nghiệp vùng Vì vậy, nghiên cứu lan truyền thấm kỹ thuật tưới nhỏ giọt thực quan trọng cần thiết Trong trình thực nghiệm chế độ tưới hợp