Bài viết này giới thiệu kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tưới nhỏ giọt cho một trang trại hộ gia đình có quy mô 0.2 ha trồng cây bưởi ở huyện Sóc Sơn ngoại thành Hà Nội. Kết quả nghiên cứu từ mô hình điểm là cơ sở khoa học và thực tiễn để nhân rộng mô hình tưới hiện đại cho các loại cây có giá trị kinh tế cao như cây bưởi để phát triển kinh tế hộ gia đình.
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TƯỚI NHỎ GIỌT CHO CÂY BƯỞI VÙNG VEN ĐƠ THÀNH PHỐ HÀ NỘI TS Trần Chí Trung Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Ưu điểm lớn cuả công nghệ tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước, nước tưới cấp trực tiếp cho trồng, khơng bị thất bốc thấm sâu Tưới nhỏ giọt cịn có khả giữ độ ẩm đồng tầng đất canh tác góp phần nâng cao suất trồng Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tưới nhỏ giọt cho trang trại hộ gia đình có quy mơ 0.2 trồng bưởi huyện Sóc Sơn ngoại thành Hà Nội Kết nghiên cứu từ mơ hình điểm sở khoa học thực tiễn để nhân rộng mô hình tưới đại cho loại có giá trị kinh tế cao bưởi để phát triển kinh tế hộ gia đình Đặt vấn đề Trong năm gần nguồn nước ngày trở nên khan nên nhiều nước quan tâm đến nghiên cứu đầu tư công nghệ tưới tiết kiệm nước cho loại trồng Các công nghệ tưới tiết kiệm nước đại phổ biến kỹ thuật tưới phun mưa, tưới nhỏ giọt tưới ngầm Các phương pháp tưới nhỏ giọt phun mưa phổ biến, ứng dụng từ đầu kỷ XX, phương pháp tưới ngầm phát triển thập kỷ trở lại Tưới nhỏ giọt kỹ thuật đưa nước đến gốc trồng dạng giọt Khác với phương pháp tưới truyền thống tưới phun làm ẩm phần đất quanh khu vực rễ tưới nhỏ giọt gọi tưới cục (vào gốc trồng) Theo ước tính FAO (2004), nay, quốc gia giới nhiều áp dụng cơng nghệ tưói tiết kiệm nước Kỹ thuật tưới nhỏ giọt sử dụng rộng rãi nước công nghiệp phát triển với ứng dụng cơng nghệ vật liệu, điển hình Mỹ, Israel, Nhật Úc Israel quốc gia tiếng giới việc nghiên cứu áp dụng thành cơng có nhiều đóng góp quan trọng việc phát triển kỹ thuật tưới nhỏ giọt Khoảng 40% diện tích trồng bơng Israel (24.000 ha) tưới kỹ thuật tưới nhỏ giọt Việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt ăn vùng trồng thương mại hứa hẹn tiềm phát triển lớn Tuy nhiên, lợi ích khía cạnh kinh tế cơng nghệ tưới phụ thuộc lớn vào điều kiện cụ thể vùng, điều kiện kinh tế, cơng nghệ tưới nhỏ giọt có giá thành đầu tư cao so với kỹ thuật tưới phun mưa Tưới tiết kiệm nước cho loại trồng trở nên phổ biến điều kiện kinh tế xã hội Việt Nam Trong năm gần đây, số dự án nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho loại trồng triển khai nước ta mơ hình tưới nhỏ giọt cho 1.5 rau Trường Cao đẳng Kỹ thuật Hà Tây, 65 chè thị xã Tuyên Quang, ăn Núi Cốc, Bắc Thái, rau Viện nghiên cứu ăn Gia Lâm, Hà Nội, mơ hình tưới nhỏ giọt Trung tâm giống Phú Hộ - Phú Thọ trồng mía huyện An Khê tỉnh Gia Lai 3.8 trồng nho Ninh Thuận, trồng long tỉnh Bình Thuận [1], [2], [3] Hiệu đề tài nghiên cứu khẳng định nhiều địa phương, nhiều 27 trồng nước Tuy nhiên, việc nghiên cứu công nghệ tưới nhỏ giọt nước ta cịn chưa nhiều, chưa có kết luận xác thực việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho loại trồng khác Đến nay, chưa có nghiên cứu áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho loại ăn có múi nói chung bưởi nói riêng Hơn nữa, nghiên cứu chủ yếu áp dụng cho trạm thí nghiệm Viện nghiên cứu, nghiên cứu ứng dụng mơ hình tưới tiết kiệm nước cho trang trại hộ gia đình cịn chưa nhiều Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tưới nhỏ giọt cho bưởi huyện Sóc Sơn ngoại thành Hà Nội, kết nghiên đề tài cấp Thành phố “Ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho ăn vùng ngoại thành Hà Nội”, thực năm 2008-2009 Huyện Sóc Sơn Thành phố quy hoạch vùng phát triển trồng loại ăn có diện tích hàng ngàn có điều kiện đất đai, khí hậu phù hợp để trồng loại ăn có giá trị kinh tế cao bưởi, vải nhãn Vùng Sóc Sơn có địa hình gị đồi nhiều, nguồn nước khan hiếm, khó khăn việc cung cấp nước cho trồng Việc sử dụng nguồn nước mặt khó khăn, nên việc khai thác sử dụng nguồn nước ngầm thơng qua giếng khoan có độ sâu khoảng 8-10 m phổ biến Biện pháp tưới địa phương áp dụng cho loại ăn kỹ thuật tưới rãnh thông thường lãng phí nước tốn tiền điện bơm nước Do mà việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt, công nghệ tưới đại cho bưởi loại trồng có giá trị kinh tế cao có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao, góp phần phát triển kinh tế hộ gia đình vùng ngoại thành Nội dung phương pháp nghiên cứu + Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu công nghệ tưới nhỏ giọt phù hợp cho bưởi huyện Sóc Sơn - Kiểm nghiệm công nghệ tưới nhỏ giọt cho 28 bưởi - Xác định chế độ tưới hợp lý cho bưởi + Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phần mềm CROPWAT FAO đề xuất để xác định nhu cầu nước tưới cho bưởi - Phương pháp chọn lọc kế thừa: Phân tích mơ hình tưới tiết kiệm nước cho ăn dể lựa chọn sơ đồ công nghệ tưới nhỏ giọt phù hợp cho bưởi - Xây dựng mơ hình hệ thống tưới nhỏ giọt cho bưởi có quy mơ khoảng 2000 m2 - Thí nghiệm phịng: Phân tích chất lượng nguồn nước, tính chất hóa, lý đất xác định độ ẩm đất - Tiến hành thực nghiệm để kiểm nghiệm công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi để xác định mức độ phân bố độ ẩm đất, hiệu tiết kiệm nước chế độ tưới cho bưởi Kết nghiên cứu thảo luận + Đặc điểm khu vực nghiên cứu Khu tưới thí nghiệm trồng bưởi có diện tích khoảng 2000 m2 (0.2 ha) trang trại hộ gia đình xã Thanh Xn, huyện Sóc Sơn, ngoại thành Hà Nội Khu tưới có địa hình tương đối phẳng Khu vườn trồng bưởi tổng cộng có 72 bưởi, bố trí thành 13 hàng cây, chiều dài trung bình hàng 40 m, khoảng cách hàng 5m, khoảng cách bưởi hàng 4.7m Cây bưởi trồng loại bưởi Diễn, đến tuổi thu hoạch năm Cây bưởi có độ cao trung bình m, tán rộng có bán kính m, độ sâu rễ bưởi khoảng 1,2 m Khu đối chứng chọn vườn trồng bưởi Diễn có diện tích 0.3 ha, tưới phương pháp tưới rãnh truyền thống có điều kiện chất đất điều kiện khí hậu với khu thí nghiệm + Mơ hình tưới nhỏ giọt phù hợp cho bưởi Thiết kế hệ thống tưới chế độ tưới áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt xác định dựa việc tính tốn nhu cầu nước tưới bưởi Trên sở tài liệu khí tượng thu thập từ Trạm Khí tượng Láng (số liệu 25 năm, từ 1983 đến 2007), kết hợp với thí nghiệm xác định tính chất vật lý đất (dung trọng khơ, hệ số thấm đất), nhu cầu nước tưới bưởi huyện Sóc Sơn tính tốn qua phần mềm CROPWAT 8.0 FAO đề xuất năm 2004 [4] Bảng Kết tính tốn nhu cầu tưới cho bưởi Tháng ET0 10 11 12 Tổng 46,8 47,9 63,2 82,5 112,2 115,5 120,0 114,1 103,8 84,9 63,6 53,3 Hệ số trồng Kc 0,6 0,6 0,6 0,6 0,59 0,58 0,57 0,56 0,56 0,56 0,56 0,6 Bốc ETc (mm) 28,1 28,7 38,8 49,7 64,7 65,8 67 64 57,3 47,8 37,7 32,2 582,5 Nhu cầu nước tưới bưởi vùng Sóc Sơn theo tính tốn 124 mm/năm tương đối hợp lý vùng Sóc Sơn, khu vực đặc trưng vùng Đống sông Hồng có lượng mưa năm tương đối lớn, nhiệt độ, xạ mặt trời, tốc độ gió bình quân năm không cao Các tháng mùa mưa thời gian có mưa nhiều, nên gần khơng cần phải tưới, mà bưởi cần tưới nước chủ yếu vào tháng đầu cuối năm Hệ thống tưới nhỏ giọt cho bưởi thiết kế gồm có hệ thống cấp nước động lực lấy nước từ giếng khoan, nước sau bơm lên lọc lọc qua hệ thống ống chính, ống nhánh, ống tưới có vịi nhỏ giọt cung cấp nước cho bưởi Giá thành lắp đặt hệ thống tưới nhỏ giọt cho khu thí nghiệm 20 triệu đồng, đó, phận lọc, đồng hồ đo Mưa hiệu (mm) 5,6 7,8 31,1 28,9 117,3 186,3 95,2 99,2 102,5 88,4 2,5 12,4 776,1 Nhu cầu nước tưới (mm) 22,5 21,1 7,7 20,6 0 0 0 35,1 19,8 124,0 áp, ống nhánh ống tưới thiết bị nhập từ Isael Ống nhánh bố trí chạy dọc theo hàng ống tưới đặt vòng quanh gốc bưởi Vòi nhỏ giọt gắn trực tiếp vào bên ống tưới loại vòi có cấu tạo đặc biệt với lỗ nhỏ giọt, hai lỗ bị tắc, lỗ lại tự động chảy Kết tính tốn thủy lực hệ thống tưới nhỏ giọt cho bưởi cho thơng số chủ yếu sau: - Cơng trình đầu mối giếng khoan đáp ứng lưu lượng nước cung cấp so với nhu cầu tưới trồng có đường kính D= 45mm, chiều sâu H=20m, mực nước ngầm độ sâu m mặt đất - Máy bơm có lưu lượng Qmax = 5,4m3/h, cột nước Hmax = 42m, khả hút chân không Hhút = 9m, cơng suất điện 74KW/h - Đường kính ống 40 mm ống 29 nhánh 20 mm đường kính ống tưới vịng quanh gốc 12 mm Tổng cộng có 50 vịi tưới 10 m ống tưới cho gốc bưởi, khoảng cách vòi tưới 20 cm với lưu lượng vòi l/h tác cho đợt tưới ngày 5/10/2008 thể hình 15.0 17.0 19.0 21.0 23.0 25.0 27.0 29.0 10 20 30 Trước tưới 40 50 Sau tưới 1,5 gi Sau tưới 24gi Sau tưới 168 gi 60 70 80 90 100 Hình 2: Phân bố độ ẩm đất theo thời gian tầng đất canh tác khu tưới Hình Hệ thống tưới nhỏ giọt cho khu tưới trồng bưởi + Kiểm nghiệm công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi Mức độ phân bố độ ẩm đất: Trong nghiên cứu này, độ ẩm đất xác định theo phương pháp: Lấy mẫu đất thực địa để cân sấy phịng thí nghiệm dùng máy đo độ ẩm nhanh thực địa Mức độ phân bố độ ẩm đất áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt kiểm nghiệm theo không gian thời gian tầng đất theo chiều sâu Công tác thực nghiệm đánh giá mức độ phân bố độ ẩm đất tiến hành cho đợt tưới năm 2008 2009 Kết thực nghiệm cho thấy, khu tưới có diện tích nhỏ, đường ống nhánh không dài (khoảng 40m) nên chênh lệch độ ẩm đầu cuối ống nhánh không đáng kể, phân bổ độ ẩm theo không gian tương đối đồng đều, chênh lệch khoảng 1-2% Phân bố độ ẩm đất theo thời gian theo chiều sâu tầng đát canh tác khu tưới đánh giá qua diễn biến độ ẩm đất trước sau tưới Phân bố độ ẩm minh họa qua kết đo đạc thực nghiệm diễn biến độ ẩm đất trước sau tưới tầng đất canh 30 Kết kiểm nghiệm cho thấy độ ẩm đất phân bố tương đối đồng theo chiều sâu tầng đất canh tác Ở lớp đất bề mặt từ 0- 30cm, độ ẩm thay đổi rõ rệt, sau tưới khoảng thời gian ngắn độ ẩm lớp đất tăng nhanh lượng nước bề mặt nhanh chóng ngấm xuống Độ ẩm đất tầng sâu (60-90cm) thay đổi chậm theo thời gian sau tưới Trong tầng đất canh tác bưởi từ 090 cm, sau thời gian tuần, độ ẩm đất biến đổi từ 21-25% trọng lượng đất khô, tức từ 70-90% độ ẩm tối đa đồng ruộng Hiệu tiết kiệm nước: Hiệu tiết kiệm nước công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi xác định cách so sánh lượng nước tưới khu thí nghiệm tưới nhỏ giọt khu đối chứng Kết tính tốn hiệu tiết kiệm nước áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi năm 2009 cho thấy lượng nước tưới khu thí nghiệm giảm 425 m3/ha/năm, tức tiết kiệm 40% so với lượng nước tưới áp dụng kỹ thuật tưới rãnh thông thường Kết thực nghiệm cho thấy áp dụng cơng nghệ tưới nhỏ giọt ngồi hiệu tiết kiệm nước, làm tăng suất trồng Năng suất bưởi khu thí nghiệm đạt 30.2 tấn/ha, tăng 8% so với khu đối chứng Bảng Hiệu tiết kiệm nước áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi TT Lượng nước tưới Lượng nước tưới (m3/ha/năm) Lượng nước tưới tiết kiệm (m3/ha/năm) Hiệu tiết kiệm nước (%) Khu đối chứng 1.040 Khu thí nghiệm tưới nhỏ giọt 615 425 40 + Xác định chế độ tưới: Mục đích việc cấp nước cho trồng trì độ ẩm đất từ độ ẩm héo đến độ ẩm tối đa đồng ruộng khoảng độ ẩm hoạt động, tương ứng với độ ẩm hoạt động lượng nước hữu ích cho Tuy nhiên, thực tế không chờ đến độ ẩm đất xuống tới trị số độ ẩm héo tưới, bắt đầu bị héo ảnh hưởng nghiêm trọng tới suất trồng Do mà cần tưới độ ẩm đất đạt tới giá trị tối thiểu nằm độ ẩm đồng ruộng độ ẩm héo Đối với khu tưới, thí nghiệm độ ẩm đất cho kết dung trọng khô 1.41 g/cm3, độ ẩm tối đa đồng ruộng 26% so với dung trọng khô đất Độ ẩm héo bưởi 13% so với dung trọng khô đất (50% độ ẩm tối đa đồng ruộng) Xác định chế độ tưới cho bưởi bao gồm việc xác định thời gian tưới, lượng nước tưới đợt lượng nước tưới năm Thời gian tưới lượng nước tưới đợt xác định dựa vào kết theo dõi diễn biến độ ẩm đất Ở nghiên cứu này, tưới nước cho bưởi độ ẩm đất đạt 60% 70% độ ẩm tối đa đồng ruộng Qua năm thực nghiệm, chế độ tưới hợp lý áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi đề nghị trình bầy bảng Bảng Chế độ tưới hợp lý áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi Chỉ tiêu Thời gian tưới Số đợt tưới Mức tưới đợt (m3/ha) Tổng lượng nước tưới (m3/ha/năm) Giai đoạn sinh trưởng trồng Sau thu hoạch Ra hoa- nhỏ Quả nhỏ - thu - hoa hoạch Tháng 1- Tháng Tháng Tháng 5-10 1 1-2 176 176 132 132 Cây bưởi cần 4-5 đợt tưới năm, với lượng nước tưới từ 616 đến 748m3/ha/năm, có đợt tưới vào giai đoạn từ sau thu hoạch đến hoa, đợt tưới vào giai đoạn từ hoa đến nhỏ đợt tưới giai đoạn từ có nhỏ đến thu hoạch Mức tưới đợt giai đoạn từ sau thu hoạch đến đến nhỏ 176 m3/ha, tương ứng với lượng nước tưới độ ẩm tối thiểu đất Cả năm 4-5 616-748 đạt 60% độ ẩm đồng ruộng Mức tưới đợt giai đoạn từ nhỏ đến thu hoạch 132 m3/ha, tương ứng với lượng nước tưới độ ẩm tối thiểu đất đạt 70% độ ẩm đồng ruộng Tưới theo công thức đảm bảo cung cấp đủ nước theo nhu cầu nước trồng, độ ẩm phân bố tương đối đồng theo tầng đất canh tác yếu tố quan trọng đảm bảo tăng suất trồng 31 Kết luận Kết nghiên cứu áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi huyện Sóc Sơn cho thấy phân bố độ ẩm đất theo thời gian tầng đất canh tác tuơng đối đồng Ứng dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt có khả thực chế độ tưới theo độ ẩm tối ưu điều khiển chế độ tưới dễ dàng, cần lượng nước phù hợp cho lần tưới, tổn thất nước cho ngấm sâu, chảy tràn, hao hụt thấp nước tưới cấp trực tiếp cho trồng Do mà áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt mang lại hiệu tiết kiệm nước nhiều so với kỹ thuật tưới rãnh thông thường Nghiên cứu kiểm nghiệm công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi loại trồng có giá trị kinh tế cao phát triển vùng ngoại thành Hà Nội Kết nghiên cứu từ mơ hình điểm sở khoa học thực tiễn cho việc phát triển công nghệ tưới đại cho loại ăn có giá trị kinh tế cao bưởi để phát triển kinh tế hộ gia đình Tài liệu tham khảo Lê Sâm (2005) Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, NXB Nơng nghiệp, TP Hồ Chí Minh Phạm thị Minh Thư (2006) Nghiên cứu công nghệ tưới giữ ẩm cho dứa vùng đồi Bắc Trung Bộ nhằm nâng cao giá trị thương phẩm”, đề tài khoa học cấp Bộ (Bộ NN&PTNT) Nguyễn Quang Trung (2008) Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho nho long vùng khô hạn Nam Trung Bộ, đề tài cấp (Bộ NN&PTNT) CropWat for windows: User guide, FAO 2004 Abstract: UTILIZING DRIP IRRIGATION TECHOLOGY FOR GRAPEFRUIT IN SUBURBUN HANOI CITY Dr Tran Chi Trung The most advantage for application of drip irrigation technology is water saving, due to water is supplied directly to trees without losses from evaporation and percolation Drip irrigation can also ensure equity distribution of soil moistures in the layer of tree root to increase crop yield This paper introduces the results in applying drip irrigation for a household farm with area of 0.2 growing grapefruit trees in Soc Son district, a sub-burn district of Ha Noi city Results from the pilot model are scientific base and actual evdence for expending widely modern irrigation technology for high value fruit trees to develop household based economic 32 ... nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tưới nhỏ giọt cho bưởi huyện Sóc Sơn ngoại thành Hà Nội, kết nghiên đề tài cấp Thành phố ? ?Ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho ăn vùng ngoại thành Hà Nội? ??,... nước công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi xác định cách so sánh lượng nước tưới khu thí nghiệm tưới nhỏ giọt khu đối chứng Kết tính tốn hiệu tiết kiệm nước áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho bưởi. .. cứu công nghệ tưới nhỏ giọt nước ta chưa nhiều, chưa có kết luận xác thực việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho loại trồng khác Đến nay, chưa có nghiên cứu áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho