L ỜI CẢM ƠN
3. Ý nghĩa khoa học và thực ti ễn
3.3. TÍNH TỐN HỆ THỐNG TƯỚI CHO NHÀ LƯỚI
3.3.1.1. Nguyên tắc
Ba nguyên tắc chính của tưới nước cho cây con trong vườn ươm nhà lưới:
- Nền thốt nước của nhà lưới phải tốt. Khi bề mặt gốc cĩ thể thốt nước tốt,
việc tưới nước thích hợp cĩ thể đạt được cho cây như mong muốn.
- Tưới nước triệt để mỗi lần. Điều quan trọng là phải tưới nước tất cả các bề mặt
mỗi khi tưới để nướcđến tận rễ và tạo ra một cây khỏe mạnh.
- Tưới nước trước khi cây thiếu độ ẩm, nên tưới nước ngay trước khi sự căng
thẳng độ ẩm xảy ra.
3.3.1.2. Yêu cầu
- Tưới và tiêu nước kịp thời, hợp lý: mỗi lần tưới thì phải đảm bảo đúng lưu lượng, thường xuyên kiểm tra các tình trạng của cây để tưới cho đúng chế độ. Luơn
luơn phải chủ động trong việc cung cấp nước cho cây con.
- Bán kính tưới phải thỏa mãn yêu cầu sao cho khơng cĩ cây nào bị thiếu nước.
- Áp suất phun khơng được ảnh hưởng tới cây, gây ra các hiện tượng đập nát
hoặc các hiện tượng ứ đọng.
- Nguồn nước phải là nguồn nước sạch, khơng được chứa các chất ơ nhiễm
3.3.1.3. Phân loạihệ thống tưới
- Căn cứ vào cách thức tưới:
+ Tưới thủ cơng.
+ Tưới bằng các hệ thống thủy canh hiện đại: động cơ, ống, vịi phun… - Căn cứ vào quá trình hoạt động:
+ Tưới cĩ điều khiển.
+ Tưới khơng điều khiển.
- Căn cứ vào phương pháp tưới: cĩ 2 phương pháp như sau:
+ Phương pháp tưới gián tiếp (tưới ngấm): nước được vận chuyển bằng các đường ống hoặc theorãnh trên mặt đất để tưới cho cây. Phương pháp này cĩ hai cách
thức tưới, đĩ là: tưới rãnh và tưới vịi phun (phun sương và phun mưa).
+ Phương pháp tưới trực tiếp (tưới ngầm): nước cũng được vận chuyển bằng ống cứng cĩ khoang các lỗ nhỏ nhưng đặt ở bên dưới mặt đất. Khi cần tưới thì khởi động bơm nước sẽ chảy qua các lỗ nhỏ và cấp trực tiếp cho bộ rễ của cây.
+Phương pháp tưới rãnh: nước để nước chảy theo các rãnh được thiết kế giữa
các hàng cây, nước được thấm dần vào đất và cung cấp cho cây trồng.
3.3.2. Lựa chọn phương pháp tưới cho nhà lưới
Để cĩ thể lựa chọn phương pháp tưới cho nhà lưới ươm cây lâm nghiệp, phải căn cứ vào điều kiện sinh trưởng, nhu cầu nước của cây con, loại đất, điều kiện mơi trường… Cây trồng cĩ thể cĩ nhiều phương pháp tưới khác.
3.3.2.1. Điều kiện địa hình
Độ dốc mặt đất ảnh hưởng lớn đến sự chảy của nước trên mặt đất và cĩ quan hệ
chặt chẽ với phương pháp tưới và kỹ thuật tưới.
- Với độ dốc m = 0 1,5% cĩ thể áp dụng tất cả các phương pháp tưới.
- Với độ dốc m = 1,5% nên sử dụng loại nước tưới rãnh kèm đường ống lưu động hoặc tưới phun mưa.
- Với độ dốc m > 4% (địa hình dốc cao, mặt đất gồ ghề phức tạp) ta nên áp dụng phương pháp tưới phun mưa.
Với cùng loại đất và các điều kiện khác giống nhau thì độ dốc càng lớn địi hỏi
mức tưới càng giảm và ngược lại. Khi độ dốc lớn nếu tưới với mức tưới nhiều thì sẽ gây
ra hiện tượng xĩi mịn và dễ tạo ra hiện tượng phân bố độ ẩm dọc dải đất khơng đều.
Bảng 3.1. Quan hệ giữa độ dốc và mức tưới
Độ dốc mặt đất 1/4001/500 1/5001/600 1/6001/700 Mức tưới (m3/ha) 100 600 8000
3.3.2.2. Điều kiện thổ nhưỡng
Gồm một số điều kiện: cấu tạo của đất, vận tốc (hay hệ số) thấm nước của đất, độ dày của tầng đất canh tác, mức tưới.
+ Căn cứ vào cấu tạo của đất
Đất nhẹ(đất cát): sử dụng phương pháp tưới phun mưa.
Đất trung bình: áp dụng mọi phương pháp tưới.
Đất nặng: dùng phương pháp tưới rãnh.
+ Căn cứ vào vận tốc (hay hệ số) thấm nước của đất: vận tốc thấm nước biểu
thị tính thấm của đất. Hệ số thấm nước bao gồm thấm hút và thấm bão hịa (hệ số
thấm ổn định).
Với hệ số thấm trung bình (1.10–4 5.10-3 cm/s) sử dụng được với mọi phương pháp tưới.
Với hệ số thấm lớn (> 5.10-3 cm/s) áp dụng phương pháp tưới phun mưa. + Căn cứ vào độ dày tầng đất canh tác
Độ dày bình thường: áp dụng được tất cảcác phương pháp tưới.
Độ dày mỏng: sử dụng phương pháp tưới phun mưa là phù hợp.
+ Căn cứ vào mức tưới
Mức tưới là cơ sở xác định các yếu tố của kỹ thuật tưới. Mức tưới thường xác định từ chế độ tưới theo các số liệu thử nghiệm hoặc tính tốn lý thuyết. Khi thiết kế
tài liệu thực nghiệm cĩ thể tính tốn mức tưới cho cây trồng theo cơng thức (4.1)
M = 104.H.A.(B - R); (tấn/ha) (4.1)
Trong đĩ:
H: Độ sâu dự định nước sẽ thấm tới (m);
Đối với cây rễ mỏng như rau và đậu thì H = 0,5 (m)
Đối vơi cây rẽ sâu hơn như khoai tây thì H = 0,5 0,75 (m) Đối với cây rễ phát triển thì H = 0,75 1 (m)
A: Khối lượng riêng của tầng đất canh tác (tấn/m3); B: Độ ẩm đồng ruộng (%);
R: Độ ẩm của đất lúc tưới (%).
+ Điều kiện địa chất, thủyvăn
Độ sâu và thành phần hĩa học của nước ngầm cũng ảnh hưởng đến lựa chọn phương pháp tưới. Nếu nước ngầm ở độ sâu khơng lớn và cĩ khả năng dâng cao thì nên chọn phương pháp tưới phun mưa cịn nếu vùng đất trũng ở ven sơng lớn cĩ thể tháo nước phù xa vào thì ta nên dùng phương pháp tưới rãnh.
+ Cơ cấu cây trồng
Tùy thuộc vào từng loại giống cây trồng, thời kỳ sinh trưởng mà ta cĩ các
phương pháp tưới khác nhau. Nếu cây cĩ thân lá to bộ rễ chùm ăn nơng trên bề mặt đất
thì ta nên sử dụng phương pháp phun mưa cịn nếu lá nhỏ rễ cọc ăn sâu trong lịng đất
+ Điều kiện kinh, tế kỹ thuật
Vấn đề quan trọng nhất để giúp ta lựa chọn ra phương pháp tưới phù hợp và hiệu quả là điều kiện kinh tế, kỹ thuật. Xem các phương pháp tưới truyền thống, tính kinh tế và sự hiệu quả của nĩ khi áp dụng vào thực tế.
3.3.3. Tính tốn chế độ tướicho nhà lưới
Chế độ tưới của các cây con trong các vườn ươm giâm hom cây lâm nghiệp là rất
quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự ra rễ của cây trong giai đoạn đang phát triển.
Hiện nay, cũng đã cĩ nhiều nghiên cứu về thời vụ giâm hom, ảnh hưởng của ánh sáng
và chế độ tưới đối với cây con trong giai đoạn vườn ươm của một số loài cây rừng. Trong vườn ươm cây lâm nghiệp, các cây con thường được đặt trong các bầu đất chứa nhiều tro, phân, vỏ cây... đã được nghiền nhỏ để tăng độ tơi xốp và khả năng
giữ ẩm.
Chế độ tưới nước cho Keo lai trong vườn ươm ở giai đoạn huấn luyện cũng đã
được Nguyễn Đức Minh và cộng sự nghiên cứu. Các tác giả đã xác định được lượng nước tưới cĩ hiệu quả cao cho Keo lai là 70-80ml/bầu/lần [9].
Nhìn chung, chế độ tưới nước cho hom Keo lai trong các NGH bằng hệ thống phun sương cho đến nay vẫn được xác định bằng kinh nghiệm:
- Giai đoạn 1: từ lúc bắt đầu giâm hom khi hom chuẩn bị ra rễ (10 - 15 ngày), số
lần tưới được xác định khoảng 5 - 7 giây/lần, giãn cách giữa 2 lần tưới từ 5 - 10 phút tuỳ thuộc thời tiết nĩng ít hay nhiều.
- Giai đoạn 2: tiếp theo đến khi hom đã hồn thiện quá trình ra rễ, thời gian tưới
trong 1 lần tăng lên đến 10 -15 giây và giãn cách giữa 2 lần tưới tới 15 phút.
- Giai đoạn 3: trong vịng 1 tuần trước khi đưa hom ra ngồi vườn huấn luyện
cĩ dàn che nắng, vịm ni lơng giữ ẩm được gỡ bỏ để thống cho cây, số lần tưới trong ngày thưa hơn và thờigian tưới mỗi lần cũng tăng lên.
Tĩm lại, việc chọn chế độ tưới theo kinh nghiệm hiện nay khơng đúng với nhu
cầu của cây con nên chưa tạo đựợc điều kiện tốt nhất cho quá trình ra rễ và phát triển
của hom.
Trong đề tài của Tơ Quốc Huy [6]với điều kiện nắng mùa hè ở Tây Nguyên cĩ che sáng 1 lớp lưới đen và chế độ tưới bằng vịi phun Toro (thời gian ngừng bơm là Tn
= 20 phút, thời gian phun là Tp = 10giây) sẽ cho kết quả tốt nhất, tỷ lệ hom Keo lai ra
3.3.3.1. Phân loại, lựa chọn vịi phun
* Phân loại vịi phun
Vịi phun là một bộ phận quan trọng của hệ thống tưới, là bộ phận thể hiện được
hay khơng sự hiệu quả của toàn hệ thống tưới. Nĩ quyết định đến độ to nhỏ và độ đồng đều khi tưới cho cây. Trên ngồi thị trường hiện naycĩ nhiều loại vịi phun khác nhau,người ta cĩ thể phân loại tùy thuộc vào yêu cầu, đặc điểm, cơng dụng.
- Căn cứ vào cấu tạo, vịi phun được chia làm 2 loại:
+ Vịi phun ly tâm: nước phun ra với một áp lực nhất định, nhờ cĩ mà chắn nước ở đầu vịi mà nước bị đập ngước trở lại, khi đĩ bị xé tơi thành từng hạt nhỏ phân
bố đều trên một diện tích hình trịn.Vịi phun ly tâm thường dùng cho các hệ thống cĩ
áp lực đầu ra nhỏ, bán kính phun khơng quá 5m. Loại vịi phun này áp dụng cho quy
mơ nhỏ để tưới rau, hoa, cây con.
+ Vịi phun tia: nước phun dưới dạng tia cĩ áp lực lớn hơn nhiều so với vịi
phun ly tâm. Để dịng tia phun đi xa khỏi vịi phun thường được lắp thiết bị chỉnh
dịng. Nước từ đường ống vào thân vịi phun qua lỗ vịi phun vào cơ cấu phản xạ của đồn gánh, làm quay địn gánh quanh chốt giữa. Sau đĩ dịng tia từ vịi ra lại làm quay
địn gánh và quá trình trên lặp lại.
- Căn cứ vào áp lực nước phun ra ở vịi phun: gồm 3 loại:
+ Loại vịi phun áp lực thấp, bán kính tầm phun nhỏ: tiêu hao năng lượng tương đối ít, hạt mưa nhỏ, độ đồng đều tương đối phù hợp với diện tích nhỏ cho các vườn rau, hoa, cây con trong các vườn ươm.
+ Loại vịi phun áp lực trung bình, bán kính tầm phun trung bình: độ đồng đều tương đối cao, hạt mưa nhỏ và cường độ phun trung bình.Loại vịi phun này thích hợp ở vuờn cây ăn quả, diện tích lớn và các loại đất.
+ Loại vịi phun áp lực cao, bán kính tầm phun lớn: tiêu hao năng lượng lớn,
khống chế diện tích phun lớn, hiệu suất cao, hạt mưa to. Loại vịi phun này thích hợp
Bảng 3.2. Thơng số kỹ thuật chính của các loại vịi phun mưa thường được sử dụng để tưới cho cây trồng cạn
Thơng số kỹ thuật Vịi phun áp lực thấp Vịi phun áp lực vừa Vịi phun áp lực cao 1. Áp lực làm việc, MPa Từ 0,1 đến 0,3 Từ 0,3 đến 0,5 > 0,5 2. Lưu lượng phun, m³/h Từ 0,3 đến 11,0 Từ 11 đến 40 > 40 3. Bán kính tầm phun, m Từ 5 đến 20 Từ 20 đến 40 > 40
*Lựa chọn vịi phun và sơ đồ phun
Chọn vịi phun phải căn cứ vào điều kiện thực tế tại vùng tưới và đặc điểm sinh
học của loại cây trồng cần tưới, các thơng số của nhà sản xuất đưa ra cho từng loại vịi phun (áp suất, kích cỡ, đường kính phun,…) mà lựa chọn loại vịi phun mưa phù hợp.
Theo kết quả nghiên cứu của Tơ Quốc Huy [6], về việc xác định đặc tính kỹ thuật của
4 loại vịi phun đang được dùng phổ biến trong sản xuất hiện nay (xem bảng 3.4).
Theo TCVN 9170– 2012 [1], quy định trị số H/d thích hợp đối với các loại cây
trồng, trong đĩ H là áp lực nước đầu vịi phun và d là đường kính miệng vịi. Đơn vị
của H và d tính bằng mét (m).
Bảng 3.3. Trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng
Loại cây trồng Trị số H/d
1. Các loại rau, cây con ≥ 4 000
2. Cây lương thực và cây cơng nghiệp ≥ 3 000 3. Cây ăn quả ≥ 2 500
4. Cỏ chăn nuơi ≥ 2 000
* Sơ đồ bố trí vịi phun
Yêu cầu của việc bố trí vịi phun là phải hợp lý, khi phun khơng được thiếu
hoặc thừa lượng nước quá nhiều cho cây, phải phủ được toàn bộ số cây được ươm
Việc chọn sơ đồ bố trí bao gồm xác định phương hướng bố trí các nhánh, sơ đồ
bố trí vịi, khoảng cách giữa các vịi trong một luống và giữa các luống.
+ Phương hướng bố trí nhánh: ta phải căn cứ vào hướng gieo trồng, hướng dốc
mặt đất và hướng giĩ nếu cần.
+Sơ đồ bố trí tổ hợp vịi phun: bao gồm một số dạng như sau:
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí vịi phun
Trong đĩ:
a: khoảng cách giữa hai vịi phun;
b: khoảng cách giữa hai hàng phun (ống tưới);
R: bán kính tầm phun mưa.
Xác định khoảng cách tổ hợp vịi: khoảng cách vịi cĩ quan hệ trực tiếp với bán kính phun và sơ đồ của cây con bố trí trong luống. Việc xác định khoảng cách tổ hợp
cĩ nhiều cách trong đĩ cĩ phương pháp tổ hợp hình học là phương pháp được ưa dùng. Theo phương pháp này thì tồn bộ diện tích được tưới phủ kín, khơng bỏ sĩt. Trên cơ
sở các hình thức tưới của vịi (chữ nhật hoặc tam giác), sử dụng phương pháp đồ giải,
lấy bán kính thiết kế (bán kính phun hiệu quả).
Xác định bán kính phun của vịi phun:
Trong đĩ:
Rtt: bán kính phun thực tế (mm);
K: hệ số ổn định, thơng thường K = 0,7 - 0,9;
R: bán kính phun (mm) của vịi phun do nhà sản xuất đưa ra.
Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của 4 loại vịi phun đang được dùng phổ biến
trong sản xuất
TT Loại vịi phun Các
đại lượng đo
Áp suất phun P (Pa), đơn vị 105 Pa
1,0 1,5 1,8 2,0 2,2
1 Vịi phun sương Đài Loan
Q (l/ph) R (mm) T (%) 0,58 820 30 0,68 1035 45 0,73 990 70 0,78 885 75 0,82 850 80
2 Vịi phun sương Hà Lan
Q (l/ph) R (mm) T (%) 0,39 830 40 0,54 930 55 0,66 1065 60 0,63 960 70 0,71 910 83
3 Vịi phun sương Toro - Úc
Q (l/ph) R (mm) T (%) 0,45 820 60 0,52 880 80 0,58 960 85 0,61 850 95 0,63 710 97
4 Vịi phun dịng xốy PS97 –Việt Nam Q (l/ph) R ( mm) T (%) 1,24 810 40 1,91 1035 50 2,03 990 70 2,18 885 82 2,22 880 85 3.3.3.2. Tính tốn chế độ tưới
Xác định cường độ phun mưa
Theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 9170: 2012 [1]. Cường độ phun mưa p là
lượng nước rơi xuống trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích, được xác định theo cơng thức (4.3).
- Xác định p theo lý thuyết
Trong đĩ:
R: bán kính tầm phun mưa(m);
q: lưu lượng phun (m³/h), phụ thuộc vào loại vịi phun;
β: hệ số phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vịi.
Sơ đồ bố trí hình vuơng: β= 1,57
Sơ đồ bố trí hình tam giác: β= 1,20
Sơ đồ bố trí hình chữ nhật: β= 1,81
- Xác định p theo số liệu thực tếđo ngồi hiện trường
Tùy theo yêu cầu và điều kiện thực tế về cơng nghệ mà người tađo cường độ
phun mưa ngồi thực nghiệm.
Cường độ phun mưa xác định theo cách trên khơng lớn hơn hệ số ngấm của đất được tưới trong thời gian phun mưa và khơng vượt quá cường độ phun mưa cho phép.
- Với khu vực tưới cĩ độ dốc mặt đất dưới 5%:p được cho như sau.
+ Đất cát: 20 (mm/h);
+ Đất thịt pha cát: 15 (mm/h); + Đất cát pha: 12 (mm/h); + Đất thịt: 10 (mm/h); + Đất sét: 8 (mm/h).
- Khi độ dốc địa hình khu tưới từ 5% trở lên, cường độ phun mưa phải giảm tương ứng với tỷ lệ giảm tốc độ thấm của đất, lấy theo bảng 3.5.
Bảng 3.5. Mức độ giảm tốc độ thấm theo độ dốc bề mặt khu tưới
Độ dốc mặt đất (%) Mức độ giảm tốc độ thấm (%) < 5 0 Từ5 đến 8 20 Từ 8 đến 12 40 Từ 12 đến 20 60