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 yếu tố lượng nước tưới và lượng bốc thoát hơi trên ruộng. Chính vì vậy khi giữ mực nước trên ruộng cao và tưới nhiều lần sẽ dẫn đến lượng nước bốc thoát càng cao do diện tích tiếp xúc của mặt nước với nhiệt độ cao bên ngoài.
Hình 4.4: Mối quan hệ giữa lượng nước tưới và lượng bốc thoát hơi a) vụ Hè Thu năm 2013, b) vụ Đồng Xuân năm 2013 - 2014
Vào giai đoạn đầu của vụ Hè Thu, đây là thời điểm cuối mùa khô và đầu mùa mưa, tuy có mưa nhiều vào thời điểm này, nhưng ở giai đoạn cây lúa từ 0 – 70 NSS vẫn còn chịu ảnh hưởng nhiều do nắng gắt làm cho lượng bốc hơi trong giai đoạn này tăng cao hơn so với những thời điểm khác. Ngoài ra, lượng nước đầu vào ở các ruộng cũng đã tác động không nhỏ đến lượng nước mất đi do sự bốc thoát hơi nước, ta có thể thấy rõ điều đó khi đối chiếu với lượng nước tưới cho ruộng ở Hình 4.3, lượng nước tưới càng nhiều thì lượng nước bốc thoát đi cũng càng nhiều. Lượng nước bốc thoát cao nhất vẫn là ở giai đoạn cây lúa 41 – 70 NSS, do tại đây chính là giai đoạn mà nông dân tưới nhiều nước nhất cho cây lúa phát triển. Trong thời điểm này, lượng nước mất
a)
đi của ruộng đối chứng trung bình đạt đến mức 1.552 m3/ha, có sự khác biệt ở mức ý nghĩa thống kê so với 2 nghiệm thức còn lại. Bốc thoát hơi của các ruộng trong nghiệm thức mô hình là 1.229 m3/ha và ở nghiệm thức lan tỏa đạt 1.352 m3/ha. Từ sau thời điểm 70 NSS, tuy nông dân không bơm nước vào nhưng do mưa nhiều làm cho mực nước đo được tại các ruộng cũng tương đối cao, có thời điểm mực nước lên hơn 7 cm (Hình 4.2) kết hợp với nắng nóng làm cho lượng nước bốc hơi đo được qua các ruộng thí nghiệm không nhỏ. Tuy nhiên, sau giai đoạn 70 NSS, các yếu tố nước đầu vào cũng như vấn đề ảnh hưởng do nắng gắt ở cả 3 nghiệm thức đều tương tự như nhau. Chính vì vậy, cả 3 nghiệm thức đều không khác nhau ở mức ý nghĩa thống kê về lượng nước bốc thoát của vụ Hè Thu qua các giai đoạn phát triển của cây lúa sau 70 NSS.
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 4.5: Lượng nước mất đi do bốc thoát tại các nghiệm thức trong a) Vụ Hè Thu năm 2013 và b) Vụ Đông Xuân năm 2013 – 2014.
Ở vụ Đông Xuân, tuy đây là thời điểm không có mưa nhưng vào giai đoạn 21 NSS đến 70 NSS đã chịu ảnh hưởng của thời tiết lạnh đầu mùa khô, do thiếu nắng nên vấn đề bốc thoát hơi nước được giảm mạnh. Trong mùa vụ này, 2 nghiệm thức mô hình và lan tỏa có lượng nước tưới tương đương nhau, điều này dẫn đến lượng nước bốc thoát của 2 nghiệm thức này cũng tương đối không khác biệt ở mức ý nghĩa thống kê. Bốc thoát hơi cao nhất vẫn là nghiệm thức đối chứng với lượng nước mất đi do bốc thoát hơi đạt ngưỡng trung bình 1.686 m3/ha ở giai đoạn 41 – 70 NSS, 2 nghiệm thức còn lại chỉ tương đương khoảng 50% lượng bốc thoát so với nghiệm thức đối chứng ở giai đoan 41 – 70 NSS nói riêng và các giai đoạn trước 70 NSS nói chung (Hình 4.5b).
4.3.2 Lượng nước do trực di
Cũng tương tự lượng nước bốc thoát đã chịu sự tác động từ lượng bốc thoát, qua
Hình 4.6 đã cho thấy rõ rằng lượng nước tưới cho ruộng càng nhiều thì lượng nước trực di cũng tăng theo.
Hình 4.6: Mối quan hệ giữa lượng nước tưới và lượng trực du a) vụ Hè Thu năm 2013, b) vụ Đồng Xuân năm 2013 - 2014
a)
Đối chiếu với kết quả đo đạt lượng nước trực di tai các ruộng trong Hình 4.7,
vào đầu vụ Hè Thu, đây là giai đoạn khô hạn nhất trong năn, trước khi gieo sạ đất đã được cài xới làm cho các lỗ khí trong đất tương đối lớn. Bên cạnh đó, mưa lớn xuất hiện đột ngột vào thời điểm này, nên mực nước ruộng có khi lên đến 10 cm. Từ 2 yếu tố đó có thể giải thích được tại sao lượng nước trực di trong giai đoạn 0 – 20 NSS ở vụ Hè Thu cao hơn mức bình thường rất nhiều, cao nhất tại nghiệm thức lan tỏa mất đi trung bình 997 m3/ha tại giai đoạn này, 2 nghiệm thức mô hình và đối chứng lần lược là 924 m3/ha và 882 m3/ha. Các giai đoạn khác chênh lệch nhau không nhiều nhưng vẫn có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức, sự chênh lệch thường tùy thuộc vào lượng nước mưa, nước tưới, nhiệt độ, loại đấy, độ ẩm đất … Đặc biệt là nghiệm thức đối chứng thường cao hơn nghiệm thức mô hình và lan tỏa.
Tại vụ Đông Xuân, hầu hết các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa trước 70 NSS, lượng nước mất đi do trực di vào đất tại ruộng mô hình đều thấp hơn so với ruộng đối chứng hơn 50%. Đặc biệt là tại giai đoạn lúa từ 21 – 40 NSS, lượng nước mất đi do trực di ở ruộng mô hình chỉ bằng 26% lượng nước so với ruộng đối chứng. Mặt khác, lượng nước mất đi do trực di tại vụ Đông Xuân lại tương đối thấp hơn nhiều so với vụ Hè Thu, đỉnh điểm chỉ vào khoảng 872 m3/ha tại nghiệm thức đối chứng ở giai đoạn từ 41 – 70 NSS. Như vậy có thể thấy rằng ở những giai đoạn mực nước ruộng cao thì lượng nước trực di cũng lớn hơn và áp dụng tưới ngập khô xen kẽ cũng làm giảm thất thoát nước do trực di.
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 4.7: Lượng nước mất đi do trực di tại các nghiệm thức trong
a) Vụ Hè Thu năm 2013 và b) Vụ Đông Xuân năm 2013 – 2014.
4.3.3 Lượng nước do chảy tràn và không xác định
Ngoài những chỉ số đầu vào và đầu ra của lượng nước sư dụng trong canh tác lúa, có một sự chênh lệch giữa tổng lượng nước đầu vào và đầu ra, đó được xem là lượng nước mất đi do chảy tràn và một phần nhỏ ta không thể xác định.
Ở vụ Hè Thu, do yếu tố mưa nhiều, làm cho lượng nước mất đi do chảy tràn tăng cao ở tất cả các nghiệm thức. Tại một số giai đoạn, cây lúa không cần mực nước cao nhưng do mưa nhiều nên nông dân phải rút nước ra để tranh cây lúa bị ngập úng, sau đó lại bơm nước vào khi đến giai đoạn bón phân và không có mưa. Đặc biệt, ở nghiệm thức đối chứng, tổng lượng nước chảy tràn và không xác định ở vụ Hè Thu lên đến 4.609 m3/ha, ở nghiệm thức lan tỏa và mô hình lần lượt là 3.627 m3/ha và 3.420 m3/ha.
Bên cạnh đó, tại vụ Đông Xuân, lượng nước chảy tràn hầu như không có ở cả 3 nghiệm thức, chỉ dao động vào khoảng 210 đến 256 m3/ha nước chảy tràn.
Điều này cho thấy được, lượng nước chảy tràn và không xác định chịu ảnh hưởng chủ yếu từ lượng mưa xuất hiện vào những giai đoạn không cần thiết: lúc cây lúa còn nhỏ và trước khi thi hoạch. Do nông dân không thể kiểm soát được nguồn nước này làm cho lượng nước mất đi do chảy tràn và một phần không xác định tăng cao.
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 4.8: Lượng nước chảy tràn và không xác định (m3/ha) ở vụ Hè Thu năm 2013 và vụ Đông Xuân năm 2013 – 2014.
4.4 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NƯỚC
Nhìn chung có thể thấy rằng lượng nước đầu vào ở nghiệm thức mô hình luôn thấp hơn nghiệm thức đối chứng trong cả hai vụ lúa thí nghiệm và các ruộng lân cận đã chủ động quản lý nước giống như ruộng mô hình trong vụ Đông Xuân. Sự khác biệt giữa 3 nghiệm thức chỉ tập trung vào các giai đoạn trước 70 NSS.
Tại vụ Hè Thu, lượng nước tưới cho ruộng trong nghiệm thức mô hình tương đối thấp, chỉ bằng 30% so với 2 nghiệm thức còn lại. Như vậy có thể nói rằng, lượng nước để tưới cho 1 hecta ruộng theo phương pháp truyền thống có thể sử dụng cho 3 hecta ruộng áp dụng AWD. Bên cạnh đó, khoảng cách giữa 2 đợt bơm nước có thể lên đến 15 – 20 ngày trong giai đoạn hạn đầu vụ mà không ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây lúa. Từ 2 đặc điểm đó, trong trường hợp xâm nhập mặn kéo dài trong khoảng 30 – 40 ngày vào hệ thống kênh chính, dẫn đến việc hạn chế nguồn nước tại các kênh nội đồng thì có thể tăng gấp 3 lần khả năng cung cấp nước cho các diện tích canh tác của kênh nội đồng khi nông dân áp dụng mô hình AWD và người nông dân vẫn yên tâm canh tác.
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 4.9: Lượng nước đầu vào và đầu ra tại các ruộng trong
a) Vụ Hè Thu năm 2013 và b) Vụ Đông Xuân năm 2013 – 2014
Trong vụ Hè Thu áp dụng AWD giúp lượng nước thất thoát do bốc thoát, trực di và chảy tràn giảm đi trung bình 2.950 m3/ha so với các ruộng trong nghiệm thức đối chứng. Trong vụ Đông Xuân thì lượng nước đầu ra ở cả 3 nghiệm thức đều giảm so với vụ Hè Thu do lượng nước đầu vào giảm. Nghiệm thức đối chứng có lượng nước đầu ra cao hơn so với 2 nghiệm thức còn lại 2.380 m3/ha, khác biệt ở mức ý nghĩa 5%.
a) b) a a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b c c c
4.5 HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NƯỚC CỦA MÔ HÌNH AWD 4.5.1 Hiệu quả sử dụng nước 4.5.1 Hiệu quả sử dụng nước
Về cơ bản, khi áp dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm vào canh tác lúa thì sẽ không có tác dụng rõ rệt lên năng suất cũng như là lợi nhuận, phù hợp với các thí nghiệm trong báo cáo của Cabangon et al. (2001) và Moya et al. (2004). Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, khi áp dụng mô hình AWD vào trong canh tác lúa, đã góp phần lớn vào vấn đề giảm thất thoát do đổ ngã tại thức mô hình, duy trì được năng suất lúa khô 6,24 tấn/ha cao hơn so với đối chứng 5,37 tấn/ha.
Khai thảo luận với các hộ nông dân cho biết được, các ruộng khi áp dụng AWD vào canh tác thì tỷ lệ lúa đổ ngã chỉ vào khoảng 30 – 50% trong điều kiện mưa lớn kéo dài trước khi thu hoạch. Trong khi đó, hầu hết các ruộng lúa trong xã tỷ lệ đổ ngã lên đến khoảng 80% diện tích lúa và hiện tượng đổ ngã cũng xảy ra sớm hơn ruộng mô hình. Chính vì vậy, khi trình diễn mô hình, nhiều nông dân đã đánh giá cao về hiệu quả của mô hình, một số ông dân cho biết sẽ áp dụng mô hình AWD cho các vụ lúa tiếp theo.
Bảng4.1: Phân tích hiệu quả sử dụng nước trong hai vụ thử nghiệm
Mô hình Lan tỏa Đối chứng Mức ý nghĩa Vụ Hè Thu
Lượng nước sử dụng (m3/ha) 10710 ±112c 11543 ±87b 13660 ±173a * Năng suất lúa độ ẩm 14% (tấn/ha) 6,24 ±0,29a 5.82 ±0,06a 5,37 ±0,09a ns Sức sản xuất của nước (kg/m3) 1,35 ±0,09a 1,14 ±0,02b 0,93 ±0,03c * Hiệu quả sử dụng nước(kg/m3 ) 0,58 ±0,04a 0,51 ±0,02a 0,40 ±0,01b *
Vụ Đông Xuân
Lượng nước sử dụng (m3/ha) 4603 ±90b 4543 ±85b 6983 ±59a * Năng suất lúa độ ẩm 14% (tấn/ha) 7,97 ±0,01a 7,89 ±0,02a 7,67 ±0,02a ns Sức sản xuất của nước (kg/m3) 2,23 ±0,04a 2,18 ±0,07a 1,52 ±0,03b * Hiệu quả sử dụng nước(kg/m3 ) 1,73 ±0,03a 1,74 ±0,06a 1,10 ±0,03b *
Ghi chú: ns = không khác biệt, * = khác biệt ở mức ý nghĩa 5%.
Trong cùng một hàng, giá trị trung bình theo sau bởi cùng một chữ cái không khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Lượng nước đã được sử dụng để sản xuất một kg lúa khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức. Trong đó, sử dụng 1 m3 nước tại vụ Hè Thu, mô hình thí điểm tạo ra được 0,58 kg lúa, trong khi nghiệm thức lan tỏa và đối chứng lần lượt chỉ tạo ra 0,51 v 0,40 kg lúa. Trong mùa khô, nông dân ở tất cả các nghiệm thức đều tưới cho ruộng nhiều hơn để sản xuất, điều này làm cho hiệu quả sử dụng nước đều tăng ở tất cả các nghiệm thức. Tuy nhiên, nghiệm thức đối chứng vẫn có giá trị thấp hơn 2 nghiệm thức còn lại (đạt 1,1 kg lúa/m3 nước ở vụ Đông Xuân). Điều đó đã khẳng định, hiệu quả sử dụng nước khi áp dụng mô hình AWD đạt giá trị cao so với các ruộng đối
chứng ở cả 2 mùa vụ. Khi canh tác lúa áp dụng mô hình AWD đã giảm được khoảng 3000 m3/ha lượng nước cung cấp cho ruộng lúa ở vụ Hè Thu so với phương pháp truyền thống và 2429 m3/ha đối với vụ Đông Xuân. Vấn đề này rất quan trọng và hữu ích đối với các vùng canh tác lúa thiếu nước cũng như xâm nhập mặn kéo dài như tại địa bàn nghiên cứu.
Bên cạnh đó, phương pháp quản lý nước truyền thống làm cho lượng nước bốc thoát tăng và sức sản xuất của nước trong nghiệm thức này có giá trị thấp hơn hai nghiệm thức còn lại trong cả hai vụ. Tuy nhiên, trong mùa mưa, sự khác biệt giữa sức sản xuất và hiệu quả sử dụng nước cho thấy có lượng nước được sử dụng mà không cần thiết, bên cạnh nước tưới, nó tập trung vào lượng nước mưa lớn trong giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của vụ Hè Thu và nông dân không thể sử dụng có hiệu quả lượng nước này, đặc biệt là ở nghiệm thức đối chứng.
4.5.2 Hiệu quả tài chính
Do các ruộng thí nghiệm đều cùng nằm trong một hợp tác xã nên các kỹ thuật canh tác về giống, phân bón và thuốc BVTV được điều tiết tương tự nhau ở các ruộng, tuy nhiên chi phí phân bón ở nghiệm thức mô hình và lan tỏa thấp hơn đối chứng do nông dân ở nghiệm thức mô hình chủ động giảm lượng phân bón hóa học cho cây lúa vì cây lúa sinh trưởng tốt trong điều kiện áp dụng kỹ thuật AWD, điều này dẫn đến lượng phân bón ở nghiệm thức mô hình có khuynh hướng thấp hơn 2 nghiệm thức còn lại. Trong vụ Hè Thu 2013, so với nghiệm thức đối chứng, nghiệm thức mô hình tiết kiệm được 0,40 triệu đồng/ha phân bón. Với cùng một vụ, việc áp dụng mô hình AWD vào quản lý nước trong canh tác lúa đã cho thấy rõ lợi ích khi giảm thiểu được chi phí bơm khoảng 50% so với ruộng đối chứng. Doanh thu đạt được khi bán lúa khô ở nghiệm thức mô hình đạt 37,46 triệu đồng/ha, cao hơn 2,52 triệu đồng/ha so với nghiệm thức lan tỏa và cao hơn 5,22 triệu đồng/ha so với nghiệm thức đối chứng, do khi canh tác lúa áp dụng theo kỹ thuật AWD thì năng suất đạt cao hơn và cây lúa ít đổ ngã Song song đó, việc nông dân áp dụng mô hình AWD vào ruộng lúa của mình đã giảm thiểu được nhiều khoảng chi phí. Chính vì thế, lợi nhuận đạt được của nhóm