3.3.1 Phương trình cân bằng nước
So sánh nhu cầu nước tưới cho lúa của ba nhóm nông dân sản xuất lúa (Mô hình AWD, lan tỏa và đối chứng) thông qua phương trình cân bằng nước theo Lê Anh Tuấn (2009) như sau:
Tổng nước đầu vào = Tổng nước đầu ra
Trong canh tác nông nghiệp:
+ Lượng nước đầu vào = Lượng mưa + Lượng nước tưới.
+ Lượng nước đầu ra = Lượng bốc thoát hơi + Trực di + Chảy tràn ± Không xác định Khi đó ta được phương trình cân bằng nước như sau:
R + I = ET + P + D
Trong đó: R là lượng mưa theo dõi tại vùng nghiên cứu; I là lượng nước tưới cho ruộng;
ET là lượng bốc thoát hơi trong ruộng; P là lượng nước trực di hay thấm lậu; D là lượng nước chảy tràn;
là sai số do một phần lượng nước không thể xác định.
Lượng mưa
Thiết bị đo mưa là một thùng trụ tròn có đáy làm bằng thiết với chiều cao 40 cm, đường kính 16 cm, phía trong được thiết kế theo dụng cụ đo lượng mưa ở các trạm Khí tượng thủy văn.
Hình 3.2: Thùng đo mưa
Để đo được lượng mưa, thùng đo mưa phải được đặt cách mặt đất chiều cao khoảng 1 m. Thời gian lấy mẫu lúc 7 giờ sáng mỗi ngày, lượng mưa hằng ngày được ghi lại vào sổ theo dõi.
Lượng nước bốc thoát và trực di
Lượng nước bốc thoát và trực di được tính bằngPhương pháp 2 thùng được cải tiến dựa trên phương pháp 3 thùng (Lê Anh Tuấn, 2009). Phương pháp này nhằm xác định trực tiếp lượng nước bốc hơi, thoát hơi và lượng nước trực di vào đất trong ruộng lúa thí nghiệm.
Để tiến hành thí nghiệm, ở mỗi ruộng ta đặt 2 thùng sắt hình khối vuông có kích thước 60 x 60 x 60 cm gồm có 1 thùng có đáy và 1 thùng không đáy. Những thùng này được đặt vào ruộng 1 ngày trước khi gieo sạ.
Đối với thùng không đáy, ta nhấn thùng xuống đất với chiều sâu 40 cm. Lưu ý khi nhấn đảm bảo được đất trong thùng không bị thay đổi về các tính chất so với ban đầu và mặt thùng phải song song với mặt đất.
Đối với thùng có đáy, ta đào tại vị trí định đặt thùng một hố với kích thước vừa đủ để đặt thùng xuống và bắt đầu đặt thùng xuống sao cho chiều sâu của thùng là 40 cm, mặt thùng phải song song với mặt đất sau đó cố định và lắp đất lại. Lưu ý đất trong và ngoài thùng phải như nhau về tính chất và độ cao.
Ngoài ra, lúa vẫn được gieo sạ vào thùng bình thường giống như trong ruộng lúa.
Hinh 3.3: Bố trí thí nghiệm theo phương pháp 2 thùng
Gọi tên 2 thùng theo thứ tự là thùng A và thùng B (A là thùng có đáy, B là thùng không đáy). Gọi E là lượng nước bốc hơi tự do mặt thoáng, T là lượng nước thoát hơi, P là lượng nước trực di vào đất. Lượng nước mất đi ở mỗi thùng như sau:
Thùng A: a = E + T Thùng B: b = E + T + P
Suy ra: Lượng trực di: P = b – a Lượng bốc thoát hơi: ET = a
Lượng nước tưới
Mực nước ruộng được đo định kỳ 3 ngày một lần, trước và sau khi bơm nước và trước và sau khi trời mưa bằng dụng cụ đo mực nước.
P
Thùng A Thùng B
ET
Ống theo dõi
mực nước ET (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau khi bơm nước vào ruộng, dùng dụng cụ đo mực nước xác định mực nước ruộng. Sau đó, đổ nước vào 2 thùng cho đến khi mực nước trong thùng bằng với mực nước bên ngoài. Ghi nhận lượng nước và quy đổi lượng nước cho diện tích 1 hecta.
Lượng nước chảy tràn
Lượng nước chảy tràn được tính bằng cách đo sự chênh lệch giữa mực nước trong thùng không đáy và mực nước ruộng thực tế.
Lượng nước chảy tràn (m3/ha) = [mực nước trong thùng không đáy (mm) – mực nước ngoài ruộng (mm)] x 10
3.3.2 Phân tích hiệu quả sản xuất lúa
+ Năng suất thực tế:
Gặt lúa trong khung 5m2 tại 2 điểm trong lô, ra hạt, cân trọng lượng (W) và đo ẩm độ ngay khi cân rồi quy về trong lượng ẩm độ chuẩn (14%) theo công thức :
W14% =
Trong đó : W14% : Trọng lượng ở ẩm độ 14% (kg). W: Trọng lượng lúc cân (kg).
H0: Ẩm độ lúc cân. Công thức tính năng suất thực tế :
Năng suất thực tế = W14% x 2 (đơn vị : tấn/ha)
+ Doanh thu là số tiền mà người sản xuất thu được sau khi bán sản phẩm:
Doanh thu = Sản lượng x Đơn giá
+ Tổng chi phí trong nghiên cứu này sẽ là tất cả các khoảng đầu từ mà nông hộ bỏ ra trong suốt quá trình canh tác của từng vụ lúa. Số liệu được ghi nhận trong sổ nhật ký nông hộ của nông dân.
+ Sau khi có được các chỉ số về doanh thu và tổng chi phí sản xuất lúa trong một vụ, ta có thể dễ dàng tính ra được lợi nhuận mà nông hộ đạt được của từng vụ lúa. Lợi nhuận chính là hiệu số mà doanh thu trừ đi tổng chi phí bỏ ra:
Lợi nhuận = Doanh thu – Tổng chi phí
+ Tỷ suất lợi nhuận trong một vụ sản xuất lúa được tính như sau:
Lợi nhuận Tỷ suất lợi nhuận =
Tổng chi phí
W (100 – H0) 86
+ Hiệu quả sử dụng lượng nước trong canh tác:
Năng suất lúa (kg/ha) Sức sản xuất của nước (kg/m3) =
Lượng nước bốc thoát (m3/ha) Năng suất lúa (kg/ha) Hiệu quả sử dụng nước (kg/m3) =
Lượng nước cung cấp (m3/ha) 3.3.3 Phương pháp thống kê phân tích
Sử dụng phần mềm SPSS để phân tích và so sánh các giá trị trung bình bằng phân tích phương sai ANOVA và kiểm định DUNCAN của các chỉ tiêu đã được theo dõi trên cây lúa gồm một số chỉ tiêu về lượng nước đầu vào và đầu ra, năng suất, hiệu quả tài chính giữa 3 nghiệm thức.
CHƯƠNG 4
KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1 QUẢN LÝ NƯỚC
Trong vụ Hè Thu, lượng nước mưa nhiều (9.460 m3/ha) nên phần lớn các nông dân tận dụng nguồn nước này, vì thế số lần bơm và lượng nước tưới cho ruộng tương đối thấp, đặc biệt là ở mô hình AWD. Ở nghiệm thức đối chứng, nông dân theo tập quán canh tác lúa truyền thống nên bơm nước vào đồng ruộng với mực nước cao hơn 5 cm và họ giữ mực nước cao trên cánh đồng trong khoảng thời gian dài cho đến khi gần thu hoạch. Tuy đã có lượng nước mưa khá lớn nhưng nông dân đối chứng vẫn có 8 lần bơm nước vào ruộng. Trong khi đó 2 nghiệm thức còn lại mực nước tối đa chỉ vào khoảng 5 cm và chỉ có 5 lần bơm trong suốt giai đoạn sinh trưởng của cây lúa. Trong giai đoạn trước 10 NSS, nông dân ở cả 3 nghiệm thức sợ ảnh hưởng của mưa liên tục nên giữ mực nước ruộng thấp hơn khuyến cáo nhưng do đã xử lý cỏ dại tiền nẩy mầm tốt nên không ngại cỏ phát triển vào giai đoạn này. Kết quả từ Hình 4.1a cũng cho thấy rằng áp dụng kỹ thuật AWD cho phép mặt ruộng khô nước ít nhất 5 lần trong mùa mưa và ở thời điểm 41 và 64 NSS, mực nước xuống đến mức -12 cm; đặc biệt là mực nước gần -20 cm ở 56 NSS.
Ở vụ Đông Xuân, vì không có mưa, lượng nước tưới cung cấp cho cây lúa đều từ lượng nước bơm qua hệ thống kênh trữ nước ở vụ này. Thời gian, số lần bơm cũng như mực nước trên ruộng hoàn toàn do nông dân trực tiếp canh tác quyết định. Số lần bơm nước ở những ruộng mô hình và lan tỏa tương đương nhau và giảm 4 lần so với nghiệm thức đối chứng và mực nước đã đạt dưới -10 cm trước lần bơm nước tiếp theo (Hình 4.1b). Đặc biệt sau 53 NSS, lượng mưa giảm, nắng gắt nên mực nước ruộng AWD và lan tỏa thường xuyên xuống dưới -15 cm. Hơn nữa, mực nước ở các ruộng đối chứng không thể giữ ngập liên tục như vụ Hè Thu mặc dù nguồn nước được bơm liên tục 3 - 7 ngày/lần, mực nước xuống đến cấp độ -5 và -15 cm dưới mặt đất ở những giai đoạn sau. Ở vụ lúa này, nông dân nhóm lan tỏa đã quản lý mực nước ruộng tuân theo kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ, thậm chí có những thời điểm họ để mực nước ruộng xuống thấp hơn nhóm nông dân ở nghiệm thức mô hình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.1: Mực nước đo được tại các ruộng thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2013 (a) và Đông Xuân 2013-2014 (b)
4.2 PHÂN TÍCH LƯỢNG NƯỚC ĐẦU VÀO 4.2.1 Lượng mưa 4.2.1 Lượng mưa
Lượng mưa phân bố không đồng đều trong vụ Hè Thu, tập trung vào giai đoạn mạ và trước khi thu hoạch (Hình 4.2), gây nhiều khó khăn cho nông dân trong việc quản lý nước trên ruộng. Có những thời điểm mưa lớn liên tục rồi lại có những thời điểm diễn ra tình trạng không có mưa kéo dài. Trong giai đoạn 1-20 NSS, lượng mưa khá lớn (gần 250 mm), tuy nhiên đối với cây lúa còn nhỏ, mực nước cao sẽ làm cây lúa rất dễ chết, vì thế nông dân phải thoát nước từ ruộng ra hệ thống kênh dẫn nước. Sau đó, lượng mưa lại giảm xuống ở những giai đoạn tiếp theo và nông dân đã phải bơm nước trở lại cánh đồng nhiều lần (đặc biệt là nông dân trong nhóm đối chứng). Trong giai đoạn trước thời điểm thu hoạch, mưa diễn ra thường xuyên, vì thế nông dân cũng phải thoát nước liên tục ra kênh để giảm bớt thiệt hại do đổ ngã cũng như tạo điều kiện dễ dàng khi tiến hành thu hoạch.
Hình 4.2: Lượng mưa đo được tại điểm thí nghiệm trong vụ Hè Thu năm 2013
Vụ Hè Thu diễn ra trong thời gian mưa nhiều trong năm, điều này có thể giúp nông dân giảm phần nào các chi phí bơm tưới cho ruộng, nhưng điều đó cũng dẫn đến nhiều khó khăn cho nông dân canh tác lúa như: dịch hại và sâu bệnh tăng nhiều, mưa nhiều gây đổ ngã lúa … Trong khi đó, vụ Đông Xuân hoàn toàn không có mưa, do đó việc tưới nước thường xuyên vào ruộng là điều khó tránh khỏi, làm cho công lao động và chi phí bơm nước ở vụ này tăng lên đáng kể. Ngoài ra, vào cuối vụ Đông Xuân và đầu vụ Hè Thu, tình trạng thiếu nước diễn ra nghiêm trọng tại địa bàn Thị xã, song song đó là vấn đề nhiễm mặn vào các kênh chính gây nhiều khó khăn cho nông dân canh tác lúa, nếu tình trạng như thế kéo dài mà không có biện pháp khắc phục có thể gây ra vấn đề khô hạn trên mặt ruộng và dẫn đến chết lúa.
4.2.2 Lượng nước tưới
Qua kết quả Hình 4.3a cho thấy được, nước tưới cho các ruộng trong vụ Hè Thu tương đối thấp, do điều kiện thời tiết mưa nhiều. Vào giai đọan 0 – 20 NSS của vụ Hè Thu, tuy mưa nhiều ở giai đoạn này nhưng chỉ tập trung vào một thời điểm nhất định. Nông dân phải xả nước ra rồi lại bơm nước vào khi bón phân đợt 1. Mặc dù vậy, nông dân ở nghiệm thức mô hình đã áp dụng được kỹ thuật tưới tiết kiệm theo AWD và có những biện pháp quản lý cỏ tốt mà vẫn đảm bảo cho sự phát triển của cây lúa. Chính vì thế, lượng nước tưới của nhóm nông dân mô hình ở giai đoan 0 – 20 NSS thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với 2 nghiệm thức còn lại, với lượng nước chỉ bằng 25% nghiệm thức đối chứng và bằng 40% nghiệm thức lan tỏa. Bên cạnh đó, cùng một giai đoạn ban đầu của cây lúa (0 – 20 NSS) tại vụ lúa Đông Xuân, nông dân buộc phải bơm nước nhiều hơn vào ruộng, kể cả với các ruộng mô hình, nguyên nhân chính là điều kiện thời tiết không có mưa của vụ lúa Đông Xuân, sự khác biệt giữa nghiệm thức mô hình và đối chứng tuy rằng khác biệt có ý nghĩa thống kê, chênh lệch vào khoảng 30%, nghiệm thức đối chứng vẫn đạt giá trị cao nhất trong 3 nghiệm thức.
Giai đoạn cây lúa sinh trưởng mạnh nhất từ 21 – 70 NSS, tại thời điểm này cây lúa cần lượng nước rất lớn để hấp thụ được nhiều dưỡng chất. Ở nghiệm thức mô hình, nông dân, tưới ở lượng nước thấp hơn 2 nghiệm thức còn lại, đặc biệt ở giai đoạn 21 –
40 NSS, lượng nước tưới của nghiệm thức mô hình chỉ có 230 m3/ha, trong khi đó nghiệm thức đối chứng lượng nước lên đến 1.400 m3/ha. Lượng nước cung cấp cho cây lúa trong giai đoạn cây lúa từ 41 – 70 NSS của vụ Hè Thu là cao nhất ở cả 3 nghiệm thức. Đây là giai đoạn cây lúa chuẩn bị đón đòng, cần lượng nước tương đối cao cho sự sinh trưởng ở giai đoạn này. Đối chiếu với lượng mưa ở Hình 4.2, thời điểm mưa thấp nhất cũng rơi vào giai đoạn 41 – 70 NSS. Chính 2 yếu tố trên đã dẫn đến lượng nước tưới cao nhất thuộc ở giai đoạn 41 – 70 NSS, nghiệm thức đối chứng có lượng nước 1.867 m3/ha, nghiệm thức lan tỏa là 1.112 m3/ha và thấp nhất vẫn là nhóm nông dân ở nghiệm thức mô hình với 789 m3/ha. Ở vụ Đông Xuân, tuy rằng không có mưa, nông dân phải tưới nước nhiều hơn so với vụ Hè Thu vừa qua, nhưng lượng nước tưới cho ruộng lúa của nhóm nông dân ở 2 nghiệm thức mô hình và lan tỏa vẫn tiếp tục giữ ở mức thấp hơn nhiều so với nghiệm thức đối chứng. Vẫn tương tự như vụ Hè Thu, giai đoan lúa từ 41 – 70 NSS của vụ Đông Xuân vẫn là giai đoạn cần nhiều nước nhất trong các giai đoạn khác ở cả 3 nghiệm thức. Tại nghiệm thức đối chứng đạt lượng nước tưới ở mức cao nhất với lượng nước 2.132 m3/ha, 2 nghiệm thức còn lại thấp hơn so với đối chứng. Nhưng nhìn chung, sự khác biệt giữa 2 nghiệm thức mô hình và lan tỏa không có ý nghĩa thống kê với lượng nước tưới của nghiệm thức mô hình và nghiệm thức lan tỏa là 1.234 m3/ha và 1.255 m3/ha.
Khi tiến hành so sánh 2 nghiệm thức mô hình và lan tỏa thì hầu hết qua các giai đoạn 2 nghiệm thức này không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5%. Như vậy, qua một vụ canh tác lúa với kỹ thuật tưới tiết kiệm AWD ở vụ Hè Thu năm 2013, thì nông dân ở nhóm lan tỏa đã thấy được hiệu quả và có kinh nghiệm khi áp dụng kỹ thuật này. Bước sang vụ lúa tiếp theo (vụ Đông Xuân năm 2013 – 2014), nông dân hầu như đã triển khai rất tốt kỹ thuật AWD trên ruộng lúa của mình.
Ghi chú: Trong cùng một giai đoạn, sự khác biệt giá trị của các cột ở mức ý nghĩa 5% được biểu diễn qua sự khác biệt các chữ cái (a,b,c) đại diện cho mỗi cột.
Hình 4.3: Lượng nước tưới qua các giai đoạn của các nghiệm thức trong a) vụ Hè Thu 2013 và b) vụ Đông Xuân 2013 - 2014.
Sau giai đoạn sau 70 NSS, đây là giai đoạn lúa chuẩn bị trổ và nuôi hạt cần lượng nước vừa đủ cho cây hấp thụ các chất dinh dưỡng tạo điều kiện để đón và nuôi đòng một cách đầy đủ nhất. Tuy nhiên, trong vụ Hè Thu do có mưa ở giai đoạn sau 70 NSS và lượng nước mưa ở mức độ vừa phải (1.205 m3/ha giai đoan 70 – 90 NSS), đủ đáp ứng cho nhu cầu phát triển của cây lúa, vì thế nông dân không bơm nước vào ở giai đoạn này. Vụ Đông Xuân do không có mưa nên nông dân phải bơm nước vào thường xuyên, trong giai đoạn 70 – 90 NSS lượng nước tưới đo được trung bình là 1067 m3/ha ở nghiệm thức mô hình. Trung bình lúc 10 ngày trước khi thu hoạch, cần tháo nước cạn toàn bộ ruộng để giúp lúa chín đều, nền đất cứng giúp thu họach và vận chuyển lúa hạt dễ dàng, nhất là thu họach bằng máy gặt đập liên hợp.
4.3 PHÂN TÍCH LƯỢNG NƯỚC ĐẦU RA 4.3.1 Lượng nước bốc thoát 4.3.1 Lượng nước bốc thoát
Từ kết quả hồi quy tương quan (Hình 4.5) đã cho thấy được mối liên hệ giữa 2