a. Bơm piston một chiều; b Bơm piston hai chiều; c Bơm vi sai; d Bơ m3 piston; A Buồng áp thấp; B Buồng trung gian; C Buồng cao áp
3.3.1.Kỹ thuật tướ
3.3.1.1. Các phương pháp tưới
Hiện nay thường sử dụng các phương pháp tưới sau đây:
- Phương pháp tưới bề mặt: là phương pháp cung cấp nước cho đất theo bề
mặt của đất Phương pháp này gồm: tưới tràn, tưới khoảnh, tưới rãnh, tưới kiểu gợn sóng.
- Phương pháp tưới thẩm thấu: là phương pháp cung cấp nước cho đất từ lớp
đất đáy, nước tự thẩm thấu vào đất hoặc ngập nước. Phương pháp này gồm các dạng tưới: nước ngập, nước thấm tự do. nước thấm từ hệ thống ống dẫn. nước thấm từ các bình chứa nước.
- Phương pháp tưới phun: là phương pháp cung cấp nước cho đất dưới dạng phun mưa như dùng thùng tưới có ô doạ, té nước, hệ thống ống dẫn có đục lỗ và tưới bằng vòi phun mưa.
3.3.1.2. Nhu cầu về nước của cây
Trong cùng điều kiện khí hậu, các loại cây trồng khác nhau cần tổng lượng nước khác nhau, và số lượng nước do cùng loại cây tiêu thụ cũng khác nhau theo từng thời kỳ sinh trưởng và phát triển. Trước hết trong thời gian gieo trồng, nảy mầm và cây còn non, cây trồng tiêu thụ nước với tỷ lệ thấp. Cùng với sự phát triển của cây trồng, tỷ lệ đó sẽ tăng dần và đạt mức tối đa ở hầu hết các loại cây vào thời điểm cây bắt đầu nở hoa và bắt đầu chín.
3.3.1.3. Độẩm của đất:
Kết cấu của đất bao gồm một mạng lưới chất rắn được bao phủ bởi hệ thống các ô hốc và khe rãnh trong đất để chứa khí và nước. Khi toàn bộ thể tích này
chứa đầy nước thì đất đó được gọi là đất bão hoà nước. Đất chỉ giữđược trạng thái bão hoà khi mức nước thấp hơn cột nước định mức và không bị rò rỉ hay thẩm thấu tự do. Đất có thể giữ trạng thái bão hoà tạm thời khi mức nước cao hơn cột nước đinh mức trong suốt quá trình hay ngay sau khi tưới hoặc có mưa to. Tổng lượng nước hay độ ẩm mà đất giữ được ở trạng thái bão hoà phụ thuộc vào thể
tích các ô hốc và được gọi là khả năng bão hoà. Các nhà khoa học đất cho rằng
độẩm trong đất có thể chia thành 3 dạng chính: nước trọng lực, nước mao dẫn và nước màng (nghiệm
ẩm). Nước trọng lực khi cao hơn cột nước định mức chỉ có thể giữ được trong đất trong thời gian ngắn vì nó sẽ bị thấm hay chảy ra ngoài do tác động của trọng lực. Nước mao dẫn được hiểu là những màng mỏng trên bề mặt các hạt đất hay
những giọt nhỏ hoặc màng nước ở giữa các ô hốc, khe rãnh. Nước mao dẫn chính là nguồn nước cần thiết cho cây trồng phát triển và tổng lượng nước được giữ
trong đất sau khi nước trọng lực bị chảy hoặc thấm hết ra ngoài gọi là khả năng giữ nước của đất. Nước màng bao gồm các màng rất mỏng được giữ bên ngoài các tế bào đất và rễ cây không thể hút được.
Khi cây sinh trưởng và phát triển trên đất với lượng nước không đủ thì cây bắt
đầu héo và cột nước ở mức đó được gọi là điểm héo. Vào thời điểm này nếu ta cung cấp nước kịp thời thì cây sẽ hồi lại. Mức nước này bao gồm cả nước màng và một phần nước mao dẫn. Hiệu sốđộẩm trong đất và độẩm ởđiểm héo được hiểu là nước có ích. Khối lượng của các loại nước trong đất được biểu thịở hình 4.38. Khối lượng nước có ích được xcm như không đổi đối với từng loại đất cụ thế và khác nhau phụ thuộc vào kết cấu và độ chặt của đất Khi đất được tưới nước, trước tiên nước sẽ dâng dần lên mức bão hoà và nếu ruộng tưới bị thẩm thấu tự nhiên thì lượng nước trọng lực sẽ bị thấm hết ra ngoài. Lượng nước trọng lực thấm hết ra khỏi vùng rễ không quá 1.ngày đối với đất cát, cát pha và trong vòng 3-4 ngày đối với đất sét.
Nước có ích: lượng nước có ích là lượng nước cần thiết cho cây trồng. Cũng như lượng nước mưa hay nước tưới được tính theo độ sâu của nước, lượng nước có ích trong đất cũng được tính tương tự. Nếu ta gọi X là trọng lượng khô của loại
đất đã cho theo đơn vị tính g/cm3, f là phần trăm trọng lượng của nước có ích thì 1m3 đất có chứa 10*f*X kg nước. Thể tích của lượng nước này sẽ là 10*f*X lít. Thể tích này trong 1m3đất sẽ có độ sâu là 10*f*X mm.
Tổng lượng nước có ích trong mỗi loại đất cụ thể sẽ là lượng nước có ích trên im nhân với chiều sâu của đất. Thí dụ một lượng đất tới độ sâu l,5m với 80mm nước có ích trên 1m chiều sâu sẽ chứa 80*1,5 = 120mm tổng lượng nước có ích. Với cùng loại đất đó tới chiều sâu 0,5m chỉ chứa 40mm nước có ích.
3.3.1.4. Vùng rễ của cây
Mỗi loại cây khác nhau có chiều sâu vùng rễ khác nhau và cây non có hệ
thống rễ nông nhiều hơn cây trưởng thành. Vùng đất canh tác nông sẽ có vùng rễ
nông. Nên tưới sao cho nước có thể thấm vượt quá vùng rễđể chăm sóc cho vùng rễ nông này, bởi vì trong điều kiện khô hạn chỉ có lượng nước có ích ở vùng sâu mới kích thích rễ ăn sâu hơn. Nhìn chung, hầu hết lượng nước được cây sử dụng
được lấy từ nửa phần phía trên của vùng rễ và trên thực tế cây chỉ sử dụng hết một nửa lượng nước có ích trong đất. Cụ thể:
Độ sâu vùng rễ 1/4 thứ nhất 1/4 thứ hai 1/4 thứ ba 1/4 thứ tư Trung bình:
Tỷ lệ nước có ích được cây sử dụng 80%
60% 40% 20% 50%
Do vậy để đạt hiệu quả tưới cao người ta chỉ cấp cho đất với lượng nước tối (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đa mỗi lần tưới là 50% khả năng giữ nước của đất.
3.3.1.5. Tỷ lệ thấm nước
Nước đi vào được trong đất là nhờ tác động của trọng lực và quá trình đó
được gọi là quá trình thấm nước. Tỷ lệ thấm nước lớn nhất khi đất khô vào thời
điểm bắt đầu có nước. giảm dán tới khi bề mặt đất trở lên bão hoà và gần như một tỷ lệ không đổi và tỷ lệđó được hiểu là tỷ lệ thấm nước khi tưới. Tỷ lệ thấm nước của đất được tính theo lam chiều sâu thấm nước trên giờ.
Nếu tỷ lệ tưới cao hơn tỷ lệ thấm nước, nước sẽ bị hao phí; nếu thấp hơn, lượng nước hao phí do bay hơi có thể sẽ cao hơn. Tỷ lệ thấm nước sẽ cho phép xác định thời gian thích hợp để cấp nước cho đất. Thí dụ một loại đất có tỷ lệ thấm nước là 20 mạnh với chiều cao cần tưới 80 lâm thời gian cấp nước thích hợp là 80/20 = 4h.
3.3.1.6. Lượng nước tưới thích hợp
Khi lập kế hoạch tưới nước cho cây cần phải xcm xét tất cả các yếu tố liên quan đến nhu cầu về nước của cây kể cả sự thay đổi thời gian sinh trưởng, chương trình canh tác cho mỗi loại cây và lượng nước mưa. Lượng nước tưới thích hợp
đất và cây là ETo (số liệu thu được từ thực nghiệm), hệ số hấp thụ nước của cây là Kc. Khi đó lượng nước cần thiết cho cây là: ETc = Kc x ETo và lượng nước cần cung cấp thêm cho cây vào thời điểm đó là:
Ln = ETc - Rd
Trong thực tế, khi điều kiện không cho phép xác định chính xác lượng thoát hơi nước, ta có thể xác
định lượng nước tưới tương đối qua việc theo dõi nhu cầu về nước của cây ở từng vụ, từng thời gian. Thí dụ, lượng nước tưới tương đối của
mỗi đợt tưới là h (mm), khi đó tổng lượng nước cần cung cấp sẽ là: Q = S * h * k;
Trong đó: - S: diện tích cần tưới; - h: mức nước cần tưới;
- k: hiệu suất của phương pháp tưới;
Nhưng để đảm bảo mức nước thấm vào đất đồng đều ở đầu và cuối thửa ruộng thì mức nước thấm vào đất không được chênh lệch quá 10%.
Theo điều kiện trên thì Δh/ h ≤ 10%. Để tính được Ha và Hb, trong thực tế
người nông dân thường sử dụng nguyên tắc 1/4. Nếu ta gọi thời gian để cung cấp
đủ Q (m3) nước cho thửa ruộng đó là T thì thời gian đế nước đi từđầu thửa ruộng A tới cuối thửa ruộng B là t = T/4. Nếu loại đất tại thửa ruộng đó có hệ số thấm nước là f, ta có:
Δh = Ha - Hb = t * f
Từ công thức này ta sẽ tính được lưu lượng và thời gian tưới thích hợp.
Thí dụ: một thửa ruộng có diện tích 0,1ha, độ thấm nước f = 10mm/h cần tưới tới mức nước h = 30 mm. Tổng lượng nước cần tưới là: Q = 1000 m2 * 0,03 m = 30 m3; Theo điều kiện Δh/ h ≤ 10% ⇒Δh ≤3 mm.
Ta chọn Δh = 2,5 mm. Theo công thức trên ta có thời gian tưới thích hợp là: T = 4 * t = 4 * Δh/ f = 4 * 2,5/ 10 = 1,0 h; Khi đó lưu lượng tưới thích hợp sẽ là: Ф = Q/ T = 30 m3 /1,0 h = 30 m3/h = 500 lít/ phút.
3.3.1.7. Hiệu suất tưới
Tổng lượng nước L1 cung cấp cho ruộng có cây trồng lớn hơn rất nhiều so với lượng nước phù hợp với yêu cầu của cây Ln do tỷ lệ thất thoát khi cấp nước. Đối với phương pháp tưới bề mặt lượng nước bị thất thoát do sự thẩm thấu tự do vào
lớp đất đáy dưới vùng rễ, do bị tràn và các dạng hao hụt khác. Đối với phương pháp tưới phun lượng nước hao hụt cơ bản là do nước bay hơi trực liếp vào không khí trước khi tới được cây và do ảnh hưởng của gió làm sai lệch dòng phun. Tỷ lệ
Ln/lf được gọi là hiệu suất tưới và được tính theo tý lệ %. Sau đây là hiệu suất tưới của một số phương pháp tưới:
Phương pháp tưới
+ Tưới bề mặt - Tưới tràn: - Tưới khoảnh: - Tưới rãnh:
- Tưới ngập (lúa nước): (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tưới phun bằng vòi phun:
Hiệu suất tưới 40% 50% 60% 30% 60-80%
Trong thí dụ ở phần trước cho thấy lượng nước phù hợp Ln cho vụ sớm vào tháng có nhu cầu cao nhất (tháng 9) là 60mm. Nếu sử dụng phương pháp tưới rãnh với hiệu suất tưới 60% thì lượng nước cần cung cấp cho ruộng vào tháng đó là: 60/0,6 = 100 mm. Nếu sử dụng phương pháp tưới phun bằng vòi phun với hiệu suất 70% thì lượng nước cần cung cấp là: 60/0,7 - 86mm.
Đối với những vùng nước tưới được dẫn bằng hệ thống kênh mương hở, lượng nước bị hao hụt do nước tự bay hơi, và nếu là kênh mương đất còn do sự rò rỉ qua hai bên bờ và lòng kênh mương. Do vậy, để nâng cao hiệu suất sử dụng nhất thiết phải chú ý đến các yếu tố gây ra hiện tượng hao hụt nước.