Lượng tiêu dùng a bằng tổ lượng bốc h ượng thấm g đất và lượng chảy mất trên mặt. Lượng nước bốc hơi của ru
ngày, ít sai khác giữa các vùng. Mặc dù sau khi lúa tốt có tác dụng che phủ, trị số đó cũng hầu như không thay đổi. Nước chảy trên bề mặt có thể được tiếp tục dừng l
xét nước dùng cho
thấm xuống đất thì có khác biệt rất lớn, do tính vật lý của đất, mực nước ngầm dưới đất, ruộng nước được cầy lật hay không, ở ruộng nước thường thay đổi từ mấy milimet đến mấy chục milimet. Vì thế lượng tiêu dùng nước của ruộng nước có sự sai khác rất lớn, tuỳ theo cách xử lý đối với lượng nước thấm. Ðộng thái của nước thấm xuống đất vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng, một phần nước thấm xuống đất có thể trở lại thành nước chảy bề mặt và được dùng lặp lại. Do nâng cao mức sử dụng lại nước, lượng tiêu dùng nước của ruộng nước diện tích lớn sẽ dần dần gần với lượng bốc hơi. Nhưng nước tồn tại lúc nào, nơi nào và với hình thức nào lại trở thành vấn đề đối với nông nghiệp. Ðể thoả mãn nhu cầu nước cho sinh trưởng phát triển và việc trồng trọt chăm sóc cây trồng, chủ yếu nhất là nhân tố thời gian. Diện tích ruộng nước của nước ta khoảng 4,24 triệu hecta (diện tích gieo trồng 7,35 triệu ha/2 vụ, 2003), không tăng nhiều
tích lá, cấu trúc lá, độ mở của khí khổng với các điều kiện
các
loài h lá
Chỉ số diện tích lá
ình 26.3. Tỉ số thoát hơi nước của các loài cây trồng khi chỉ số diện tích lá lớn nhất (Uchifuji 1969)
1. Rau diếp; 2. Xà lách; 3. Rau cần; 4. Su hào; 5. Bắp cải không cuốn; 6. Su lơ; 7. Bắp cải cuốn; 8. Bắp cải Sơn Ðông; 9. Khoai tây; 10. Khoai sọ; 11. Gừng; 12. Ớt 7. Bắp cải cuốn; 8. Bắp cải Sơn Ðông; 9. Khoai tây; 10. Khoai sọ; 11. Gừng; 12. Ớt xanh; 13. Cà; 14. B gô; 15. Dưa h ; 16. Lúa nước (1962); 17. Lúa c (1963); 18. Lúa nước trồng cạn (1962) cạn (1963); 20. Ngô; 21. Dưa
chuột (có c ương;
25. Câ
trong hơn một thập kỷ qua (Tổng cục Thống kê, 2002; Bùi Thị Hương và cộng tác viên, 2004). Nhìn về điều kiện phát sinh đất, đất ruộng có thể khai khẩn được đều đã khai khẩn hết. Mặt khác, trong quá trình khai khẩn lâu dài, hễ thiếu nước là bỏ hoang, kết quả qua vô số lần sai lầm như vậy, cuối cùng mới tìm được cân bằng tự nhiên giữa diện tích ruộng nước và nguồn nước.
Thoát hơi nước của cây trồng và lượng nước cần: Thực vật có tác dụng quan trọng trong quá trình tuần hoàn nước. Trong những chất mà thực vật lấy ở môi trường thì lớn nhất là nước. Lúa nước sinh trưởng tốt, một ngày hút lượng nước khoảng 70 tấn/ha. Số nước hút này, có 5% dùng để duy trì chức năng của chất nguyên sinh và quang hợp, phần lớn số còn lại biến thành hơi nước thoát ra qua khí khổng. Quan hệ giữa các nhân tố bên trong như sự thoát hơi nước, diện
bên ngoài như cường độ chiếu sáng, độ nhiệt, độ ẩm, gió, lượng nước trong đất... vô cùng phức tạp. Phần dưới sẽ đề cập tới quan hệ định lượng giữa chúng, ở đây chỉ nêu lên sự khác biệt giữa các loài cây trồng về sự thoát hơi nước ở điều kiện được tưới đầy đủ.
Hình 26.3 cho thấy quan hệ giữa tỷ số thoát hơi nước và chỉ số diện tích lá của y trồng ở điều kiện gần sát với sức chứa nước đồng ruộng, khi đạt đến diện tíc câ H í n ấu nướ ; 19. Lúa nước trồng uột (bò mặt đất); 23 ọc leo); 22. Dưa ch . Đậu tương; 24. Đậu t y ngấy (Rubus); 26. Nho 1,6 14 1 25 26 15 12 9 2 3 21 7 11 22 4 10 13 5 17 19 20 18 8 6 24 21 1,2 0,8 0,4 2 4 6 8
lớn nhất. Tỷ số thoát hơi nước còn gọi là lượng thoát hơi nước tương đối, là trị số tìm được do lấy lượng thoát hơi nước chia cho lượng bốc hơi khoảng trống (đo bằng chậu đo b c hơi), dùng phương pháp này có thể loại trừ được ảnh hưởng của khí tượng. Từ hình 26.3 cho thấy, các cây trồng có chỉ số diện tích lá từ 3 trở xuống, diện tích lá càng lớn
ho thấy, trị số này phần nhiều ở trong phạm vi 1,0 - 1,4, khác biệt giữa các
ông Hồng (bảng 10.3). ố
thì tỉ số thoát hơi nước càng cao. Nhưng khi chỉ số diện tích lá lớn hơn 3, cây trồng khác nhau sẽ không thay đổi gì nữa, trị số bình quân là 1,2. Ðiều này cho thấy rõ trước khi hình thành tầng tán cây, lượng thoát hơi nước do nhân tố cây trồng là diện tích lá quyết định; sau khi đã hình thành tầng tán cây thì lại chịu ảnh hưởng nhiều hơn của điều kiện khí tượng.
Người ta cho rằng: trong quần thể cây trồng đủ nước và cây che đều hoàn toàn mặt đất, dù loại cây trồng khác nhau, chỉ cần suất phản xạ (albedo) giống nhau (màu sắc lá giống nhau), không kể loại hình đất như thế nào, thì khả năng bốc thoát hơi nước là cố định và do điều kiện khí tượng quyết định. Như vậy, hình 26.3 ở một mức độ nào đó là nhất trí với luận điểm này. Qua các báo cáo và tỷ số thoát hơi nước và khả năng bốc thoát hơi nước c
loài cây trồng tương đối nhỏ (Uchifuji, 1969). Khi diện tích lá đạt đến mức nào đó trở lên, lượng thoát hơi nước của cây trồng có xu thế cố định, đó là do lượng chiếu sáng mặt trời quan hệ chặt chẽ với sự thoát hơi nước, có hạn độ nhất định. Diện tích lá như nhau, nhưng với từng loại cây trồng có sự khác nhau chút ít về lượng thoát hơi nước là vì có sự khác về lượng thu nhận ánh sách do cấu trúc tầng lá có khác nhau, có sai khác về suất phản xạ của tầng tán cây và có sự sai khác vê sự di động hiện nhiệt và tiềm nhiệt gây ra bởi dòng xoáy khi gió lay động và độ cao cây không đều.
Lượng nước cần được dùng làm thước đo hiệu suất sử dụng nước của thực vật, là lượng nước cần thiết để sản xuất 1 gam vật chất khô. Lượng nước cần là tỉ số của lượng thoát hơi nước so với trọng lượng chất khô, nên nó cũng chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường liên quan với hai nhân tố đó. Trị số lượng nước cần khác nhau ở các loài thực vật khác nhau. Hà Học Ngô (1986) và Lê Thị Nguyên (1984) đã nghiên cứu và tìm ra nhu cầu nước của các loại cây trồng chính ở vùng Đồng bằng s
Bảng 10.3. Nhu cầu nước của một số loại cây trồng ở vùng Đồng bằng sông Hồng Cây trồng Lượng nước cần (m3/ha) Nguồn
Ðậu tương đông 2390
Ðậu tương xuân 2886
Khoai tây 2594 - 2687 Lạc xuân 3347 Thuốc l Hà Học Ngô (1986) á đông 2974 Thuốc lá xuân 2652 Bắp cải 2498 - 3625 Lúa xuân 3000 - 3700
Theo Lê Sâm (1995) và Lê Thị Nguyên (1984), lượng nước cần để tạo ra một t ay đổi theo mùa vụ tro Ví dụ, đậu tương xuân yêu cầu 1.064 m ơng hè thu yêu cầu 876 guyễn Tất Cảnh, 2000). Các nghiên cứu c ọc Ngô (1986) cho thấy đậ cần nhiều nước hơn đậu tương đông,
L yên (1994) đã tìm ra nh ủa lúa m ới
l
3 mm/ngày). Bảng 11.3 cho thấy lượng nước cần (mm/ngày) của ngô đông xuân
ấn sản phẩm th ng năm.
3 nước, đậu tư m3 (N
ủa Hà H u tương xuân
ê Thị Ngu u cầu nước c ùa lớn hơn rất nhiều so v úa xuân.
Nhiều công trình nghiên cứu của Việt Nam (Ðàm Xuân Hoàn, 1994; Nguyễn Tất Cảnh, 2000) cho thấy có mối quan hệ chặt giữa độ ẩm đất và lượng nước cần bình quân ngày của ngô vụ đông xuân và vụ xuân trên đất phù sa sông Hồng. Theo Nguyễn Tất Cảnh (1994), lượng nước cần của đậu tương vụ xuân trên đất thịt nhẹ (0,23 - 4,28 mm/ngày) có mức dao động lớn hơn so với mức nhu cầu của cây trên đất thịt trung bình (0,25 - 3,7
tỷ lệ thuận với độ ẩm trong đất.
Bảng 11.3. Quan hệ giữa độ ẩm đất và lượng nước cần bình quân ngày của ngô vụ đông xuân
Lượng nước cần (mm/ngày) Ðộ ẩm tính theo % độ giữ ẩm tối đa
Ðất thịt nhẹ Ðất thịt trung bình
80 - 100 1,29 1,27
70 - 79 1,13 1,10
60 - 69 0,62 0,57
Nguồn: Ðàm Xuân Hoàn (1994)
Theo kết quả đo được của Akrron ở Colorado đối với 150 loài thực vật thì trị số này thay đổi rấ 16 ở loài cỏ kê Kursk (Setaria) đến 1131 ở loà i Fraseria. Vấn đề khác biệ ng nước cần giữa các l c vật đã được chú ưng vẫn chưa rõ nguyên nhân. Gần đây, về mặt quang hợp người ta đã nghiên cứu sự khác biệt giữa các lo vật về sự tăng trọng l chất khô, dùng nó ột trong nhữn , khiến cho vấn đề được tiến triển. Như trên đã nêu, cườn
t lớn, từ 2 i cỏ dạ
t về lượ oài thự ý từ lâu, nh
ài thực ượng làm m
g chỉ tiêu của lượng nước cần
g độ quang hợp của thực vật C4 cao hơn thực vật C3, như bảng 12.3, có thể thấy lượng nước cần của thực vật C4 thấp hơn rõ rệt so với thực vật C3, chỉ bằng 1/2 nhưng vì sao lượng nước cần của thực vật C4 thấp, thì lý lẽ vẫn chưa rõ ràng lắm. Căn cứ vào thực nghiệm của Shakawy và Hesketh (1965), lượng thoát hơi nước/cm2/h của ngô là thực vật C4 không chênh lệch lớn lắm so với hướng dương, yến mạch là thực vật C3. Nhìn vào kết quả này, nguyên nhân chủ yếu là lượng nước cần của thực vật C4 thấp có thể là do năng lực cố định CO2 cao, mức sinh trưởng tương ứng cũng cao, kết quả là làm giảm một cách tương đối lượng nước cần để sản xuất chất khô.
Bảng 12.3. Lượng nước cần của một số loài cây trồng phụ thuộc vào hệ thống quang hợp
Hệ thống quang hợp Tên loài Lượng nước cần
Thực vật C
Rau sam Portulacc
304 349 260 Kê chổi Panicum
Lúa miến
267 Ngô
Rau giền Amaranthus
4 281 281 Ðại mạch Lúa mì ạch Yến m
Cỏ mào gà Agropyren semicostarim
Lúa Bông Mạch đen Cà 518 557 583 678 682 368 644 487 Thực vật C3 ấu olium incarratum ec hoa tím Cải bẹ trắng Cải dầu Dưa h Dưa chuột Cỏ ba lá tía Trif Luz 614 714 377 686 636 844
Nguồn: Shantz và Pieme )
Mặt khác, ngay trong loài cũng có thực vật C4 và cũng có vật C3. V.G. Alexandrop (1924) tro òn chưa biết thực vật C3 và C4 đã ch ng các
loài gần nhau về mặt phân ũng khác nha n nữa,
lượng nước cần là bao nhiêu l ạch có
diệp lục. Như Atriplex lacin i Atriplrex là thực vật C4 có bao bó mạch có diệp xuất 5 gam chất khô. Ngược lại, A. hortense (thực vật
isel (1927
cùng một thực
ng thời kỳ c ỉ ra rằ
loại, lượng nước cần của chúng c
ệ với mô lá có hay không có bao bó m u, hơ ại có quan h
iatum trong loạ lục, tiêu phí 1000 gam nước, sản
C3) không có bao bó mạch có diệp lục, chỉ sản xuất 3,4 gam chất khô. Trong họ
Zygophyllaceae, Tribulus terrestris có bao bó mạch có diệp lục có lượng sản xuất chất khô trên mỗi đơn vị nước dùng cao hơn Zygophyllum fabago, Peganum harmala không có mô này. Alexandrop không có luận thuyết nào về tác dụng về bó mạch có diệp lục, Maximop cho rằng mô này có tác dụng thúc đẩy sản phẩm đồng hoá chảy nhanh và nhiều từ lá ra, do đó có thể tăng nhanh quá trình tích lũy chất khô trong thân thực vật, và suy luận, cũng có quan hệ với quá trình di động nước trong thân thực vật.
Lượng nước cần khác nhau theo loài, vậy thì giữa nó và tính chịu hạn có quan hệ gì? Vấn đề này đã được nhiều người chú ý. Ngay từ năm 1957 Burton đã thu được kết quả thực nghiệm rất thú vị về quan hệ giữa lượng nước cần và tính chịu hạn. Cỏ chăn nuôi (thực vật C4) dòng phương Nam trồng trong điều kiện nước khác nhau, trong đó một loài cỏ gà (Cynodon dactylon) có tính chịu hạn khoẻ, lượng nước cần khi lượng nước trong đất không đủ lại thấp hơn khi đất đủ nước. Một loài cỏ gà (Cynodon dactylon), một loài Paspalum sp., cỏ Pangola (Digitaria decumbens), thường thấy tính chịu
xét lại trong mối liên hệ với hệ thống quang hợp.
h đạm, sự phân
hạn kém hơn thì ngược lại, trong trường hợp lượng nước trong đất không đủ thì lượng nước cần tăng thêm.
Maximop căn cứ vào nhiều thí nghiệm đã chỉ ra rằng tính chịu hạn và lượng nước không có quan hệ trực tiếp. Parker cho rằng tính chịu hạn có quan hệ với độ sâu và rộng của bộ rễ, kết cấu của nguyên sinh chất, độ dày của tầng mô sừng (cutin), tính phản ứng của khí khổng... cũng không đề cập quan hệ với lượng nước cần. Song cùng với những tiến triển gần đây về nghiên cứu quang hợp, lượng nước cần giữa các loài có sự khác nhau, nguyên nhân ngày càng rõ ràng. Vì vậy, vấn đề quan hệ giữa lượng nước cần và tính chịu hạn cần được xem
Sự di động vật chất nhờ nước: Nước có tác dụng hoà tan, chuyển vận vật chất, do vận động của nước mà đất bị mất màu hay được thêm màu. Phần lục địa của quả đất không ngừng bị mưa bào mòn, đưa nhiều loại muối qua các dòng sông ra biển, số lượng này hàng năm đến 2.491 triệu tấn. Người ta thấy rằng, các dòng sông của hệ thống đá trầm tích, lượng Ca chảy qua khá lớn; các dòng sông của hệ thống đá macma (núi lửa) thì lượng chảy ra của oxit silic lại nhiều hơn. Ruộng nước sở dĩ màu mỡ hơn đất cạn vì ở trạng thái ngập nước có tảo xanh và vi khuẩn quang hợp tiến hành cố địn
giải chất hữu cơ ở trạng thái bị ức chế và được thiên nhiên bù đắp Ca, Mg, SiO2 và K có khá nhiều trong nước tưới. Hiện tượng tưới nước làm giàu đồng ruộng do động thái của nước ở ruộng nước, nhất là động thái của nước ngầm mà ta chưa biết rõ, hơn nữa còn lượng mưa và sự phân bố mưa, số lượng các chất dinh dưỡng vô cơ hoà tan trong nước sông biến động khá lớn, nên hiện nay chưa thể nêu rõ về mặt định lượng. Nền nông nghiệp dựa vào nước ở điều kiện khí hậu khô, có chiếu sáng đầy đủ, có thêm dinh dưỡng vô cơ cung cấp theo nước tưới, vì thế mà thu được năng suất cao. Nhưng ở điều kiện khí hậu này, tưới lâu dài làm cho các loại muối tích tụ trên mặt đất, thường dẫn đến giảm năng suất cây trồng. Vì vậy, để khử các loại muối tích tụ trong đất cần phải có đầy đủ nước. Nền nông nghiệp của Đồng bằng sông Cửu Long được duy trì nhờ sự cung cấp các chất dinh dưỡng vô cơ và các chất hữu cơ do sông Cửu Long không ngừng mang lại và tác dụng rửa mặn của nước lũ chu kỳ.
Ngược lại, vùng ẩm ướt nhiều, đất bị bào mòn và tiêu hao dinh dưỡng rõ rệt, nhất là ở các vùng đất dốc, bào mòn là một vấn đề lớn. Ðể giữ nước và đất, mặt đất cần có cỏ tự nhiên hay các lớp thảm tự nhiên hay nhân tạo khác che phủ, và cần bón phân hữu cơ để hình thành cấu trúc viên bền trong nước, tiến hành trồng trọt theo băng và canh tác theo đường đồng mức.
TÓM TẮT
• Hệ sinh thái đồng ruộng có quá trình phát triển lâu dài bao gồm sự biến đổi
đạm tổng số và các chất dinh dưỡng khác trong đất kết hợp với diễn biến của cây trồng và cỏ dại. Các phương pháp điều khiển sự phát triển của cây trồng, hạn chế sự phát triển của cỏ dại và huy động thành phần dinh dưỡng trong đất
được đề cập đến trong chương này. Số lượng và thành phần loài cỏ dại có sự
thay đổi sâu sắc khi đất được thuần thục hóa. Ðặc biệt, phương pháp tưới gián
đoạn và tưới muộn có khả năn hàm lượng đạm vô cơ trong đất