CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về tình hình tưới cho lúa trên thế giới và Việt Nam 1. Tổng quan về tình hình tưới cho lúa trên thế giới Hiện nay trên toàn thế giới có 3.800 tỷ m3 nước được khai thác sử dụng, trong đó có 2.700 tỷ m3 (chiếm 70%) được sử dụng trong tưới tiêu nông nghiệp. Tuy nhiên nhu cầu nước sử dụng trong tưới tiêu nông nghiệp lại thay đổi tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên, cơ cấu kinh tế và dân số của từng khu vực, quốc gia.
Ví dụ: Gần 95% lượng nước tại các nước đang phát triển được sử dụng để tưới tiêu cho nông nghiệp. Trong khi đó tại các nước Hy Lạp, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha lượng nước được sử dụng để tưới tiêu cho nông nghiệp lần lượt chiếm 88%, 72%, 59%. Tùy theo điều kiện cung cấp nước, địa hình, đất trồng lúa có thể phân chia làm các loại như sau: đất lúa đồng bằng được tưới (chiếm khoảng 79 triệu ha), đất lúa nhờ nước mưa ( 54 triệu ha), đất lúa ngập nước quanh năm (11 triệu ha), đất lúa nương rẫy (14 triệu ha). Trong số 79 triệu ha đất lúa thuộc khu vực đồng bằng được tưới cung cấp cho thế giới 75% tổng sản lượng lúa của thế giới.
Như vậy nước đóng một vai trò quan trọng trong nền nông nghiệp toàn thế giới song có một thực tế đó là hiện nay nguồn nước ngầm đã giảm mạnh và cạn kiệt ở 20 nước với dân số chiếm tới 50% dân số thế giới. Nạn khan hiếm nước cho nông nghiệp tại 3 nước sản xuất ngũ cốc hàng đầu thế giới là Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ đặc biệt lo ngại. Liên Hợp Quốc khẳng định Châu Á có thể đối mặt với tình trạng thiếu lương thực triền miên nếu không tiến hành một cuộc cách mạng triệt để thói quen sử dụng nước. Châu Á sở hữu tới 70% diện tích đất được tưới của thế giới vì vậy người nông dân phải tự chịu trách nhiệm về việc đưa nước vào đồng ruộng của họ.
Phần lớn nông dân chỉ sử dụng những thiết bị bơm nước và phương pháp tưới tiêu lạc hậu, không hiệu quả nhưng lại có thể lấy một lượng nước không hạn chế vào đồng ruộng khiến các nguồn nước ngày một cạn kiệt. Nếu thói quen này vẫn tiếp diễn thì khủng hoảng lương thực sẽ bùng phát khắp Châu Á. Nếu cứ sử dụng nước như hiện nay, khu vực Nam Á sẽ cần thêm 57% nước để tưới tiêu đồng ruộng, còn các nước Đông Á cần thêm 70%. 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nguồn nước cung cấp cho nền nông nghiệp có tưới thậm chí còn bị cắt giảm nhiều hơn do phải cạnh tranh với các ngành dùng nước khác như cấp nước sinh hoạt, cấp nước công nghiệp.
Trong bối cảnh nhu cầu lương thực gia tăng cùng với sự gia tăng của dân số thế giới, biến đổi khí hậu cũng như sự suy giảm nguồn nước đã dẫn tới một thách thức lớn cho ngành nông nghiệp toàn cầu, đòi hỏi cần tìm kiếm các giải pháp nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước (sản xuất lượng lương thực nhiều hơn trên một đơn vị nước tưới). Tổng quan về tình hình tưới cho lúa tại Việt Nam Cả nước hiện nay có 104.548 công trình thủy nông lớn, vừa và nhỏ phục vụ tưới cho tổng diện tích 2. Trong đó hồ chứa vừa và lớn có 743 hồ, trạm bơm điện có 1796 trạm bơm, đập dâng có 1017 cái, cống lấy nước có 4716 cái [5]. Xét về tỷ lệ diện tích canh tác được tưới, Việt Nam có tỷ lệ diện tích canh tác được tưới là 52%, cao hơn nhiều so với các nước trên thế giới và khu vực [5].
Ngoài ra theo dự đoán của các chuyên gia đến năm 2025 nhu cầu dùng nước cho các ngành kinh tế của Việt Nam vào khoảng 90 tỷ m3, chiếm 10,8% lượng nước chảy vào lãnh thổ Việt Nam và chiếm 27% lượng nước sản sinh ra trên lãnh thổ, đây là tỷ lệ quá cao so với thế giới. Như vậy trước thực trạng về sự suy giảm nguồn nước, biến đổi khí hậu trong đó Việt Nam là một trong năm nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất mà chúng ta vẫn giữ các thói quen sử dụng nước một cách lãng phí, không hiệu quả thì sẽ là một thách thức rất lớn cho nền nông nghiệp nước nhà [5]. Khái quát về phương pháp tưới truyền thống và tưới tiết kiệm 1. Phương pháp tưới truyền thống Hiện nay trong sản xuất nông nghiệp đặc biệt là canh tác lúa bà con nông dân nhiều nơi vẫn áp dụng tập quán canh tác cũ đó là đưa nước vào ruộng quá nhiều, luôn có một lớp nước cao 5-7 cm trong ruộng lúa suốt thời kỳ sinh trưởng, phát triển.
Chính điều này làm cho các lỗ hổng trong đất bị chiếm chỗ, lấp đầy bởi nước làm giảm hàm lượng oxy trong đất, tạo môi trường yếm khí, ảnh hưởng không tốt đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Cây lúa, tuy là cây chịu nước nhưng không phải cây thủy sinh, có những giai đoạn cây cần nước song cũng có những thời kỳ nếu cung cấp quá nhiều nước cũng ảnh hưởng không tốt tới sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Quá trình canh tác chỉ cần tưới ngập mặt ruộng giai đoạn hồi xanh (tránh cỏ) và giai đoạn trổ bông ( không ảnh hưởng tới năng suất). Chính vì vậy canh tác theo phương pháp truyền thống gây lãng phí nước, đem lại hiệu quả không cao trong sản xuất nông nghiệp.
Phương pháp tưới tiết kiệm – Tưới nông lộ phơi (NLP) Hiện nay trong canh tác lúa, biện pháp tưới tiết kiệm nước cho hiệu quả cao và được khuyến cáo nhiều nhất là kỹ thuật tưới nông lộ phơi (NLP) – theo khuyến cáo của Cục Bảo vệ thực vật, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) và các chuyên gia trong lĩnh vực nông nghiệp. Theo IRRI kỹ thuật tưới NLP như sau: - Tuần đầu tiên sau sạ: giữ mực nước từ bão hòa đến cao khoảng 1 cm, mực nước trong ruộng sẽ được giữ cao khoảng 1 – 3 cm theo giai đoạn phát triển của cây lúa và giữ liên tục cho đến lúc bón phân lần 2 (khoảng 20 – 25 ngày sau sạ), giai đoạn này nước là nhu cầu thiết yếu để cây lúa phát triển. Giữ nước trong ruộng ở giai đoạn này sẽ hạn chế được sự mọc mầm của cỏ dại, bởi có nước làm môi trường thành yếm khí, hạt cỏ dại sẽ không mọc được và cũng cần sử dụng thuốc trừ cỏ phù hợp ở giai đoạn này. - Giai đoạn 25 – 40 ngày: đây là giai đoạn lúa đẻ nhánh rộ và tối đa, phần lớn chồi vô hiệu thường phát triển ở giai đoạn này, nên chỉ cần nước vừa đủ.
Lúc này giữ mực nước trong ruộng từ bằng mặt đến thấp hơn mặt ruộng 15 cm (đặt ống nhựa có đục lỗ bên hông, bên trong có chia vạch 5 cm để theo dõi). Khi nước xuống thấp hơn 15 cm thì bơm nước vào ruộng ngập tối đa 5 cm so với mặt ruộng. Khi nước hạ từ từ xuống dưới vạch 15 cm thì tiếp tục bơm nước vào. Ở giai đoạn này lá lúa phát triển giáp tán, hạt cỏ có nảy mầm cũng không phát triển và cạnh tranh được với cây lúa.
Đây cũng là giai đoạn cây lúa rất dễ bị bệnh khô vằn tấn công, mực nước không quá cao làm hạch nấm khô vằn sẽ không phát tán trong ruộng, bệnh ít lây lan. Cách điều tiết nước này sẽ làm phơi lộ mặt ruộng, vì vậy phương pháp này được gọi là tưới nông lộ phơi. Mực nước dưới đất càng xa (nhưng không thấp hơn 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 15 cm so với mặt ruộng) sẽ giúp rễ lúa ăn sâu vào trong đất, vừa chống đổ ngã, vừa dễ thu hoạch. Hình 1: Ống nhựa có đục lỗ bên hông, bên trong có chia vạch 5 cm để theo dõi - Giai đoạn lúa 40 – 45 ngày: đây là giai đoạn bón đón đòng, lúc này cần bơm nước vào khoảng 1– 3 cm trước khi bón phân, nhằm tránh ánh sáng làm phân hủy và phân bị bốc hơi, nhất là phân đạm.
- Giai đoạn lúa 60 – 70 ngày: đây là giai đoạn lúa trổ nên cần giữ nước cho cây lúa trổ và thụ phấn dễ dàng, hạt lúa không bị lép lửng. - Giai đoạn lúa 70 ngày tới thu hoạch: là giai đoạn ngậm sữa, chắc xanh và chín nên chỉ cần giữ mực nước từ bằng mặt ruộng đến thấp hơn mặt ruộng 15 cm (khi cần thiết thì bơm nước vào thêm). Cần xiết nước 10 ngày trước khi thu hoạch để mặt ruộng được khô ráo, dễ cho việc sử dụng máy gặt. Điều kiện áp dụng tưới lúa tiết kiệm – Tưới NLP [4] - Hệ thống công trình thủy lợi tương đối hoàn chỉnh, chủ động tưới tiêu.
- Mặt ruộng tương đối bằng phẳng. - Không áp dụng cho vùng đất trồng lúa ảnh hưởng bởi chua phèn hoạt tính và nước tưới nhiễm mặn. - Không khuyến khích áp dụng cho vùng đất trũng và lúa vụ 3 (vụ Thu Đông) vì chi phí bơm tiêu lớn. 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Lợi ích khi áp dụng kỹ thuật tưới NLP [4] - Năng suất lúa tăng 5-10% - Tiết kiệm lượng nước 20-30% - Lượng phát thải khí nhà kính giảm 20-30% - Cây lúa cứng không đổ ngã, giảm thất thoát sau thu hoạch so với tưới ngập liên tục.
Tình hình nghiên cứu tưới tiết kiệm cho lúa trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình nghiên cứu tưới tiết kiệm cho lúa trên thế giới Như đã biết, ngành nông nghiệp sản xuất lúa gạo là ngành có tỷ lệ tiêu thụ nước lớn nhất, chiếm hơn 80% lượng nước tưới ở khu vực Châu Á. Vì vậy đây là khu vực được các nhà khoa học ưu tiên nghiên cứu nhằm tìm các biện pháp tưới thích hợp thay thế biện pháp tưới truyền thống để giảm lượng nước tưới cho canh tác lúa. Tùy theo khu vực nghiên cứu, các giải pháp giảm lượng nước tưới có thể chia làm 2 loại: - Giảm lượng nước tưới trên hệ thống dẫn.
- Giảm lượng nước tưới tại mặt ruộng. Việc giảm lượng nước tưới trên hệ thống dẫn chủ yếu được thực hiện thông qua việc làm giảm tổn thất do thấm trên kênh dẫn thông qua việc cải tạo, nâng cấp hệ thống kênh dẫn nước bằng việc cứng hóa hay lát mái kênh. Hay nói cách khác là dùng giải pháp công trình để giảm lượng nước tưới. Tuy nhiên biện pháp này thường chỉ giảm được lượng nước từ 5 – 15%.
Hơn nữa biện pháp này đòi hỏi vốn đầu tư lớn.