phần mở đầu một bài báo về canh tác lúa tiết kiệm nước đăng trên tạp chí Plant Production Sciences số 8 (3) năm 2005 [34]. Tưới nước hợp lý, ngoài tiết kiệm đáng kể được lượng nước trong canh tác còn giúp nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và giảm sâu bệnh hại trên đồng ruộng. Nguyên lý chung cho việc phát triển công nghệ và hệ thống mới trong quá trình canh tác lúa tiết kiệm nước nhằm giảm tối thiểu lượng nước đầu vào, tăng lượng nước sản xuất hay còn gọi là lượng nước mà cây sử dụng là quản lý nguồn nước ở mức độ hệ thống. Làm ra nhiều thóc gạo hơn nhưng lại sử dụng nước tiết kiệm hơn hoàn toàn có thể thực hiện khi qui trình quản lý nước được thực hiện các biện pháp tổng hợp: (i) Chọn tạo và sử dụng nguồn gen, giống chống chịu hạn, đồng thời thực hiện các biện pháp kỹ thuật quản lý nguồn tài nguyên nhằm tăng năng suất cây trồng.
(ii) Quản lý nước ở mức độ toàn bộ hệ thống chẳng hạn như lượng nước tiết kiệm trên đồng ruộng được sử dụng hiệu quả hơn khi tưới cho các ruộng trồng lúa mà các cây trồng trước đó không cần tưới hoặc sử dụng ít nước. n 4 Nhiều nghiên cứu gần đây về canh tác lúa ở Trung Quốc, IRRI, Philippine, Ấn độ… đã chỉ ra rằng khi canh tác lúa bằng các kỹ thuật mới như tưới và không tưới xen kẽ theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trưởng, lượng nước có thể tiết kiệm được cho lúa là rất lớn, chỉ cần từ 32 - 54% so với phương thức canh tác ngập nước truyền thống nhưng năng suất chỉ giảm nhẹ khoảng 8% so với đối chứng. Tuy nhiên hiệu số sử dụng nước trong phương pháp mới là cao hơn hẳn 0,35 so với 0,23 của đối chứng [36]. Mặc dù vậy trong thực tế việc giảm thiểu lượng nước đầu vào, thay đổi hẳn tập quán canh tác cây lúa sẽ gây ra những tác động rất lớn cần nghiên cứu như: cỏ dại, dinh dưỡng cây trồng, dinh dưỡng đất, môi trường, duy trì hệ thống canh tác bền vững… đòi hỏi chúng ta cần nỗ lực tập chung nghiên cứu tìm ra được những giải pháp tổng thể đảm bảo canh tác bền vững cây lúa.
Khái quát về tài nguyên nước 1. Một số khái niệm về tài nguyên nước Nước là tài nguyên có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển của con người và xã hội loài người. Ngôn ngữ Việt Nam đã dùng chữ ‘nước” để nói lên phạm vi lãnh thổ quốc gia, trên đó người dân của quốc gia được hưởng những quyền lợi chung của dân tộc. Nước là thành phần cấu thành sinh quyển và tác động trực tiếp đến các yếu tố của thạch quyển, khí quyển và các nhân tố tác động tới khí hậu, thời tiết trong khí quyển.
Nước vừa là tài nguyên vật liệu vừa mang năng lượng, di chuyển các vật chất trên trái đất dưới dạng hoà tan, lơ lửng hoặc di đẩy trong nước. Nước di chuyển theo tuần hoàn nước như là một chu trình thu thập, thanh lọc và phân phối nước một cách liên tục khắp mọi nơi trên Trái Đất. Nước là một trong những nhân tố chủ yếu quyết định chất lượng môi trường sống của con người, cũng như của mọi sinh vật sống trên trái đất. Chỗ nào có nước chỗ ấy có sự n 5 sống, không có nước thì mọi hoạt động sống đều đình chỉ.
Nước bao phủ 70% mặt đất và tạo thành hơn 2/3 trọng lượng của tất cả các sinh vật sống [5]. Phân bố nước trên trái đất Nước là dạng tài nguyên rất phong phú gần như vô tận trong sinh quyển, tập trung nhiều nhất ở Đại Dương và trong các lớp băng hà. Tuy nhiên, lượng nước ngọt thực sự hiện hữu cho nhân loại trực tiếp sử dụng không phải là vô tận và đặc biệt do sự phân bố không đồng đều nên con người ở nhiều khu vực trên thế giới đã chịu hạn hán thiếu nước trầm trọng, nhất là vào mùa khô. Bên cạnh đó, lượng nước ngầm, nước sông suối còn bị ô nhiễm do hoạt động sinh hoạt của con người nên một số trường hợp trở thành nguy hiểm cho sức khoẻ và đời sống của con người và sinh vật.
Tổng lượng nước lớn nhưng lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được rất ít và chỉ có thể khai thác được từ các nguồn sau (lượng nước ngọt trên bề mặt đất): - Lượng nước mưa rơi xuống mặt đất. - Nước tồn tại trong các sông, rạch, ao, hồ. - Một phần rất ít nước từ đầm lầy và băng tuyết. Hiện nay trên phạm vi toàn cầu con người dùng 8% trong tổng lượng nước ngọt được khai thác cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho nông nghiệp [5].
Nước ta với lượng mưa bình quân năm khoảng gần 2.000 mm/năm trên cả nước, lại ở vùng trung và hạ lưu một số sông lớn xuất phát từ các quốc gia khác nên có lượng nước bình quân trên đầu người khá lớn bằng 17. Modun dòng chảy vùng nhiều mưa lên tới 70 – 100 l/giây/km2, nơi ít mưa cũng 5 l/giây/km2. Sông ngòi Việt Nam có tiềm năng cung cấp cho dân sinh và các ngành kinh tế ở nước ta một lượng nước khoảng 100-150 km3/năm, chưa kể lượng nước từ bên ngoài đổ vào. Trữ lượng nước n 6 ngầm có thể khai thác vào khoảng 10 triệu m3/ngày, hiện nay ta đã khai thác khoảng 500m3/năm/người, chỉ khoảng 3% tiềm năng [5].
Trong thực tế hiện tượng thiếu nước đã trở nên nghiêm trọng tại một số địa phương. Các hồ chứa nước lớn nhỏ, các khu tưới lớn được xây dựng và hoạt động vài mươi năm gần đây đã tăng tổn thất nước do bốc hơi. Lượng nước tưới cho nông nghiệp không hồi quy vào vùng hạ lưu lên tới trên 20% lượng nước dùng. Tại các vùng rừng đã bị tàn phá nghiêm trọng các suối khô cạn, nạn thiếu nước trở nên trầm trọng.
Vào mùa khô nhân dân vùng núi cao phía Bắc (Đồng Văn, Mèo Vạc.) Tây Bắc (Lai Châu) phải đi xa hàng chục km để lấy nước ăn. Năm 1993 hạn hán nghiêm trọng tại Quảng Trị, năm 1995 tại Đắc Lắc gây thiệt hại nghiêm trọng về nông nghiệp và khó khăn lớn về đời sống. Ví dụ tại đồng bằng Miền Bắc Trung Quốc, khu vực này đang thiếu hụt khoảng 15 tỷ m3 nước hàng năm, điều này làm sụt giảm năng suất và lượng nước ngầm đang ngày càng cạn kiệt dần [36]. Hơn nữa, sự cạnh tranh về nhu cầu nước của các ngành công nghiệp, sinh hoạt của các khu đô thị ngày càng tăng đối với nguồn nước sử dụng cho nông nghiệp.
Diện tích đất dành cho canh tác đặc biệt là những cây trồng đòi hỏi lượng nước lớn như lúa nước lúa bắt đầu bị cắt giảm từ những năm 2002, và năm 2007 lúa nước bị cấm canh tác ở khu vực thành phố Bắc Kinh [37]. Ở Việt Nam trong đợt hạn kéo dài đầu năm 2007, do cần một lượng nước tưới lớn cung cấp cho đồng bằng Sông Hồng canh tác nông nghiệp, nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam đã phải cắt giảm sản xuất đến mức duy trì tối thiểu để đập nước Hòa Bình xả nước cho sản xuất nông nghiệp lưu vực hạ lưu sông Hồng. Do đó, vấn đề sử dụng nước ngọt một cách hợp lý và hữu hiệu cần phải đặc biệt chú ý nhằm có đủ dự trữ cho nhu cầu ngày càng tăng nhanh (nước sinh hoạt, nước tưới tiêu, nước cho công nghiệp và giải trí. Tác động gây suy thoái chất lượng nguồn nước Ngày nay, nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con người đã lờ đi các tác động ảnh hưởng đến các nhân tố tự nhiên và môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp.
Đặc biệt đối với các nước đang phát triển và các nước nghèo đã làm cho môi trường nước bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng hơn. Sự gia tăng dân số quá nhanh là nguyên nhân chính gây áp lực lên nguồn nước. Vì nhu cầu nước cho phát triển nông nghiệp để gia tăng lương thực thực phẩm, phát triển công nghiệp để gia tăng hàng hóa và gia tăng thêm nhiều hình thức dịch vụ. Với trình độ công nghệ hiện nay để sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước, 1 tấn phân đạm cần 600 tấn nước.
Trong nông nghiệp để sản xuất đường hoặc chất bột cần khoảng 1000 tấn nước. Sản xuất chất bột từ lúa nước còn cần nhiều hơn. Nhu cầu sinh học của người và động vật vào khoảng 10 tấn nước/1tấn tế bào sống. Để đáp ứng nhu cầu của mình, tại nhiều nơi trên thế giới con người đã sử dụng hết nguồn nước mặt và đã phải khai thác nguồn nước ngầm.
So với 3 thập kỉ trước đây lượng nước ngầm khai thác đã tăng gấp 30 lần và đến đầu thế kỉ 21 tăng thêm 1/3 lần nữa. Chất lượng nước có những suy thoái nghiêm trọng. Nồng độ Nitrat ở các sông châu Âu cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [5]. Từ năm 1980, Liên Hiệp Quốc đã khởi xướng “thập kỉ quốc tế về cung cấp nước uống và vệ sinh” với mục tiêu là tới năm 1990 tất cả mọi người trên thế giới đều được cung cấp nước sạch và có các điều kiện vệ sinh tối thiểu cần thiết.
Chương trình đã sử dụng khoảng 300 tỉ USD, thu được nhiều kết quả tốt nhưng mục tiêu cuối cùng vẫn chưa đạt tới. Tới cuối năm 1990, theo báo cáo chỉ 79% dân thành thị và 41% dân nông thôn được hưởng nước sạch và điều kiện vệ sinh. Bình quân trong 5 người sống ở các nước đang phát triển, có 3 n 8 người không được uống nước sạch, không có nguồn bệnh. 80% bệnh tật trong nhân dân ở các nước này bắt nguồn từ việc dùng nước bị ô nhiễm [5].
Các dòng nước mặt (sông, kênh rạch…) đặc biệt là ở vùng đô thị đều bị ô nhiễm trầm trọng bởi rác thải, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư xả vào kênh rạch chưa qua xử lý. Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch để sinh sống, xả rác và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước mặt, cản trở lưu thông của dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù. Môi trường yếm khí gia tăng phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước và môi trường mà còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt để xử lý thành nguồn nước sạch cấp cho nhu cầu xã hội. Nhu cầu nước sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt và các hoạt động khác của con người gia tăng, dẫn đến tình trạng khai thác nước dưới đất tràn lan gây cạn kiệt nguồn nước và ảnh hưởng đến môi trường như sụp lún, nhiễm mặn.