Nhiều loại cây rễ dài hàng km, diện tích cĩ khi đến 100 m2 (cỏ hàng niên). Tuy vậy trong khối đất chứa rễ, chỉ cĩ chừng 1% hạt đất tiếp xúc với rễ cây (Hillel). Như vậy, muốn vào được trong rễ, nước phải di chuyển trong đất cĩ khi hàng cm (Gardner, 1968).
Muốn rễ cây liên tục lấy được nước, lực hút nước của rễ phải lớn hơn lực giữ nước của đất. Nhưng như vậy chưa đủ, vì lực giữ nước của đất nơi tiếp xúc với rễ dần dần cân bằng với lực hút nước của rễ. Như vậy phải cĩ điều kiện nữa là nước phải di chuyển trong đất về phía rễ với 1 lưu lượng bằng lượng bốc thốt hơi. Gardner (1968) chứng minh rằng sự khác biệt giữa lực hút nước của rễ và lực giữ nước của trung bình khối đất chung quanh để duy trì một lưu lượng q sẽ tỉ lệ thuận với lưu lượng và tỉ lệ nghịch với khả năng truyền nước k của đất (xem bài đọc thêm). Như vậy thì dE cần cĩ để duy trì sự chảy sẽ tùy thuộc vào :
• Lượng thốt hơi nước của cây (chi phối q). • Độ ẩm trong đất (chi phối k).
Cây sẽ mất nước khi lượng nước hút vào khơng đủ bù cho lượng nước thốt hơi q (vì thốt hơi qúa cao hay rễ qúa thưa). Trong những trường hợp đĩ, hoặc cây phải gia tăng lực hút nước của rễ cây hay tăng mật độ của rễ cây, nếu khơng cây sẽ héo dần (đĩng cửa khổng). Như vậy độ ẩm hay lực giữ nước của đất tương ứng khi cây héo khơng cố định mà tùy thuộäc vào q và k (qua độ ẩm đất).
• Lượng thốt hơi q (hình 2.13): chỉ khi q =0 thì lực hút nước của rễ và lực giữ nước trong đất mới bằng nhau, khi đĩ cả 2 lực này đều nhỏ hơn 10 bar. Khi q tăng và lực giữ nước trong đất hơn 10 bar thì lực hút nước của rễ phải cao hơn, khoảng 20-30 bar thì mới duy trì được sự hút nước của rễ ở lưu lượng q.
Tuy nhiên rễ cây chỉ duy trì được lực hút tối đa khoảng 15-20 bar. Do đĩ, ứng với một lưu lượng thốt hơi q > 0 và khi lực hút nước của rễ cây đạt tối đa thì tới một lúc nào đĩ đất sẽ khơ dần và khơng đủ nước cung cấp theo yêu cầu lượng q, cây sẽ héo dần. Tại điểm cây héo, lực giữ nước trong đất sẽ nhỏ hơn và ẩm độ trong đất tương ứng sẽ lớn hơn so với trường hợp q nhỏ hơn hoặc q=0.
• Độ ẩm đất (hình 2.14). khi q=0 , thì lực hút của rễ bằng lực giữ nước, lúc này đường đậm chính là đường đặc trưng ẩm độ -lực giữ nước trong đất. Trong đất cát, phần lớn nước được chứa trong tế khổng lớn, chỉ cĩ khỏang 6-7% nước chứa trong tế khổng nhỏ, do đĩ cây cần phải tăng lực hút nhiều mới rút được lượng nước này ra. Chính vì lẽ đĩ cho nên trong đất cát, độ ẩm của đất ít cĩ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây, và cho đến khi độ ẩm gặp giới hạn điểm héo thì cây sẽ héo đột ngột.
Trong trường hợp đất sét, đường đặc trưng biến động nhiều từ độ ẩm cao đến thấp, nghĩa là ảnh hưởng của độ ẩm lean cây từ từ. Hình 2.13, 2.14 cũng cho thấy ẩm độ héo cây thay đổi ít đối với cát nhưng thay đổi khá nhiều khi đất là sét ở các lưu lượng hút nước của rễ khác nhau.
Hình 2.13: Tùy thuộc vào lưu lượng hút nước của rễ. Hình 2.14: Tùy thuộc vào ẩm độ đất.
Câu hỏi thảo luận:
1. Tại sao nước cĩ thể cung cấp cho những cây cao cĩ thể lên đến 50m? 2. Cây cĩ hấp thụ nước vào ban đêm khơng ? Tại sao?
3. Một loại đất cĩ thể thích hợp cho tất cả các loại cây trồng khơng ? Tại sao? 4. Sự khác biệt giữa quan niệm tỉnh và quan niệm động trong quan hệ Đất -
Nước?
Chương 3: BỐC THỐT HƠI & NHU CẦU NƯỚC của CÂY TRỒNG. Nội dung:
I/ Tổng quát:
II/ Những yếu tố ảnh hưởng đến Bốc thốt hơi. 1. Khí tượng.
2. Đất đai. 3. Cây trồng. 4. Các yếu tố khác
III/ Các phương pháp xác định lượng Bốc thốt hơi. 1. Phương pháp trực tiếp.
2. Phương pháp gián tiếp. IV/ Nhu cầu nước của cây trồng.
V/ Bài đọc thêm về các cơng thức tính lượng bốc thốt hơi chuẩn. Từ khĩa: - Bốc hơi (evaporation E) - Thốt hơi (transpiration T),
- Bốc thốt hơi (evapotranspiration ETa)
- Bốc thốt hơi chuẩn (reference crop evapotranspiration ETo)
- Nhu cầu nước của cây trồng (crop water needs / requirement)
- Nhu cầu nước tưới (irrigation water needs)
- Cân bằng nước (water balance).
Các vấn đề cần nắm vững:
1. Các yếu tố ảnh hưởng lên bốc thốt hơi.
2. Cách đo bốc hơi qua chậu bốc hơi loại A (Ep). 3. Các cách tính lượng bốc thốt hơi chuẩn (ETo).
4. Cách tính nhu cầu nước của cây trồng (ứng dụng bảng tính Excel…). 5. Cân bằng nước ngồi đồng.
Chương 3: BỐC THỐT HƠI VÀ NHU CẦU NƯỚC CỦA CÂY TRỒNG. I/ Tổng quát:
Sau khi tưới nước (hoặc mưa), nước ngấm xuống đất, được rễ cây hút lên, sau đĩ truyền lên thân, lá, và biến thành hơi nước thốt ra ngồi khơng khí. Đĩ là hiện tượng thốt hơi (transpiration). Đồng thời, vùng đất mặt chung quanh cây cũng bị mặt trời, giĩ, nhiệt độ, bức xạ tác động lên và biến nước trong tầng đất mặt thành hơi nước và thốt ra ngồi khơng khí. Đĩ là hiện tượng bốc hơi khoảng trống hay gọi tắt là hiện tượng bốc hơi (evaporation).
Như vậy trên một khoảnh đất trồng cây, lượng nước mất ra ngồi khơng khí (mm/ngày) bao gồm cả bốc hơi và thốt hơi. Về phương diện vật lý và sinh lý cây trồng, hai hiện tượng trên đây khác nhau. Nhưng từ khía cạnh quản lý thủy nơng, bốc hơi và thốt hơi đều gây ra việc thất thốt lượng nước trong đất ra ngồi khơng khí. Để bù lại lượng nước mất trong đất do bốc thốt hơi , cần tưới bổ sung lượng nước mới cho cây trồng. Chính vì thế, để tính được lượng nước cần tưới cho cây trồng, ta cĩ thể khảo sát hiện tượng Bốc thốt hơi (evapotranspiration).
II/ Những yếu tố ảnh hưởng đến Bốc thốt hơi (BTH): II.1. Các yếu tố khí tượng:
• Ẩm độ khơng khí tăng, BTH giảm(tỉ lệ nghịch). • Áp suất khơng khí tăng, BTH giảm (tỉ lệ nghịch). • Nhiệt độ khơng khí tăng, BTH tăng (tỉ lệ thuận). • Ánh sáng tăng, BTH tăng (tỉ lệ thuận).
• Giĩ tăng, BTH tăng (tỉ lệ thuận). II.2. Các yếu tố đất đai:
• Ẩm độ đất tăng, BTH tăng (tỉ lệ thuận).
• Biện pháp làm đất: Cày lật cĩ lượng bốc hơi thấp hơn so với cịn để rơm rạ.
II.3. Các yếu tố cây trồng:
• Lá: Những cây cĩ nhiều lớp tế bào diệp lục và những lá bị hĩa cutine nhiều thì thốt hơi nhiều hơn.
• Rễ: Những cây cĩ hệ thống rễ sâu, mật độ rễ cao, diện tích rễ lớn, cĩ khả năng hút nước cao. Do đĩ cĩ thể mất đi mọât lượng nước lớn ngay trong những điều kiện khơ hạn mà các rễ khác khơng thể hấp thu được.
• Loại cây: Do hệ thống rễ khác nhau, cấu tạo lá khác nhau, nên chắc chắn lượng nước cần khác nhau (xem phần hệ số hoa màu Kc).
• Thời kỳ tăng trưởng của cây: Khi cây cịn nhỏ, lượng bốc thốt hơi hầu như là lượng bốc hơi khoảng trống. Lượng thốt hơi tăng dần khi cây cĩ lá, và cực đại khi ra bơng kết trái (thơng thường đây là thời kỳ cây khơng thể thiếu nước) sau đĩ giảm nhanh khi chín, thu hoạch (hình 3.1).
Hình 3.1: Nhu cầu nước của cây qua các thời kỳ tăng trưởng.
Ghi chú:
Planting (Gieo trồng). Emergence (nẩy mầm). Growth (phát triển) Effective full cover (che phủ hồn tồn). Maturation (chín).
Complete irrigation (tưới hồn tồn đầy đủ). Partial irrgation (tưới 1 phần).
II.4 Các yếu tố khác:
Phương pháp dẫn thủy (tưới): Tưới ít và liên tục (từng ngày) làm lượng bốc hơi gia tăng. Tưới thưa hơn nhưng mỗi lần tưới nhiều hơn để nước di chuyển sâu xuống đất, sẽ giảm lượng bốc hơi và cây sử dụng được nhiều hơn.
Biện pháp và kỹ thuật nơng nghiệp: Các hình thức canh tác, mật độ gieo trồng, che phủ mặt đất v.v.. đều cĩ ảnh hưỡng lên chế độ nhiệt, khả năng phát triển của bộ rễ trong đất, độ ẩm đất và khả năng tiếp xúc của đất với khơng khí . Do đĩ ảnh hưởng lên sự thay đổi bốc thốt hơi.