Luận án tiến sĩ môi trường đất và nước nghiên cứu mô hình quản lý nước trong hệ thống canh tác tổng hợp vùng ngập lũ đồng bằng sông cửu long để thích ứng với biến đổi khí hậu

Luận án tiến sĩ nghiên cứu mô hình quản lý nước trong hệ thống canh tác tổng hợp vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long, thích ứng biến đổi khí hậu.

• Người hướng dẫn: PGS. Văn Phạm Đăng Trí
• Trường học: Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Quản lý nước và biến đổi khí hậu
• Đề tài: Nghiên cứu mô hình quản lý nước thích ứng biến đổi khí hậu tại đồng bằng sông Cửu Long
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Giới hạn của nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.5. Điểm mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về đánh giá đất đai
• 2.1.1. Định nghĩa về đất
• 2.1.2. Định nghĩa đất đai
• 2.1.3. Hệ thống sử dụng đất đai
• 2.2. Tổng quan về phương pháp đánh giá thích nghi đất đai
• 2.2.1. Phương pháp trước FAO (1976)
• 2.2.2. Phương pháp FAO (1976)
• 2.2.3. Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước
• 2.2.4. Định lượng về hiệu quả kinh tế trong phương pháp đánh giá thích nghi đất đai
• 2.3. Tổng quan về các hệ thống canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL
• 2.3.1. Hiện trạng phân bố các hệ thống canh tác
• 2.3.2. Hệ thống canh tác thích nghi triển vọng
• 2.4. Tổng quan về cây trồng cạn và cây lúa
• 2.4.1. Tình hình sản xuất cây màu và cây lúa
• 2.4.2. Tổng hợp các thông tin của cây trồng cạn và cây lúa
• 2.4.3. Hiệu quả kinh tế của sản xuất cây màu và cây lúa
• 2.5. Tác động của Biến đổi khí hậu đến nền nông nghiệp ở ĐBSCL và các giải pháp thích ứng
• 2.6. Canh tác tiết kiệm nước
• 2.7. Tổng quan về cân bằng nước
• 2.7.1. Cân bằng nước trong ruộng lúa
• 2.7.2. Cân bằng nước ở ruộng bắp
• 2.8. Tổng quan về nhu cầu nước của cây trồng
• 2.9. Cách xác định lượng nhu cầu nước của cây trồng
• 2.10. Giới thiệu mô hình AQUACROP
• 2.11. Các nghiên cứu đã thực hiện về đánh giá hiệu quả kinh tế
• 2.12. Tổng quan về các phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước
• 2.13. Ứng dụng mô hình Aquacrop mô phỏng năng suất – nước cho cây trồng
• 2.14. Đánh giá ưu điểm và khuyết điểm của mô hình Aquacrop
• 2.15. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu
• 2.15.1. Vị trí địa lý tỉnh An Giang
• 2.15.2. Vị trí địa lý huyện Châu Phú, tỉnh An Giang
• 2.15.3. Điều kiện tự nhiên của tỉnh An Giang
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tiến trình thực hiện nghiên cứu chung của luận án
• 3.2. Nội dung 1: Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang
• 3.2.1. Các bước thực hiện nội dung 1
• 3.2.2. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 3.2.3. Phương pháp đánh giá thích nghi đất đai tự nhiên
• 3.2.4. Phương pháp điều tra nông hộ
• 3.2.5. Phương pháp phân tích số liệu
• 3.2.6. Phương pháp phân tích SWOT
• 3.2.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.3. Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng cạn ở mô hình thí nghiệm
• 3.3.1. Các bước thực hiện nội dung 2
• 3.3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.3.3. Bố trí thí nghiệm
• 3.3.4. Lấy mẫu và phân tích đất
• 3.3.5. Tính toán lượng nước tưới, thời điểm tưới, nguồn nước tưới
• 3.3.6. Công thức bón phân
• 3.3.7. Chỉ tiêu và phương pháp xác định các chỉ tiêu
• 3.3.8. Kiểm định và đánh giá mô hình Aquacrop
• 3.3.9. Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước
• 3.3.10. Phương tiện nghiên cứu
• 3.3.11. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.4. Nội dung 3: Xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá về đất đai tỉnh An Giang
• 4.1.1. Hiện trạng canh tác nông nghiệp tỉnh An Giang
• 4.1.2. Bản đồ đơn vị đất đai
• 4.1.3. Phân tích và mô tả các kiểu sử dụng đất đai chọn lọc
• 4.1.4. Chất lượng đất đai và yêu cầu sử dụng đất đai cho các kiểu sử dụng đất đai tỉnh An Giang
• 4.1.5. Phân hạng khả năng thích nghi đất đai tỉnh An Giang
• 4.1.6. Phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên tỉnh An Giang
• 4.1.7. Nhận xét và lựa chọn các kiểu sử dụng đất thích hợp cho tỉnh An Giang
• 4.1.8. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của sản xuất nông nghiệp huyện Châu Phú tỉnh An Giang
• 4.1.9. Đánh giá thuận lợi và khó khăn khi chuyển đổi canh tác từ cây lúa sang cây màu
• 4.2. Đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong mô hình thí nghiệm
• 4.2.1. Đặc điểm lý hóa của khu đất thí nghiệm
• 4.2.2. Tính toán nhu cầu tưới của cây bắp và cây ớt
• 4.2.3. Kiểm định và đánh giá mô hình AQUACROP
• 4.2.4. Đánh giá hiệu quả sử dụng nước
• 4.3. Tìm qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng
• 4.3.1. Trường hợp canh nhiều loại cây màu
• 4.3.2. Trường hợp canh tác 1 loại cây màu
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Quản lý nước và biến đổi khí hậu tại đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu tập trung vào quản lý nước và thích ứng biến đổi khí hậu tại đồng bằng sông Cửu Long. Mục tiêu chính là đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong các mô hình canh tác, nhằm tối ưu hóa nguồn tài nguyên nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Nghiên cứu được thực hiện tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang, trong 5 năm (2012-2016). Các nội dung bao gồm đánh giá tiềm năng đất đai, hiệu quả sử dụng nước cho cây màu, và xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước.

1.1. Đánh giá tiềm năng đất đai

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang, kết hợp với phần mềm GIS để xử lý dữ liệu. Kết quả cho thấy diện tích đất có mức độ thích nghi cao (S1) cho cây màu là 3.956 ha, trong khi diện tích thích nghi trung bình (S2) cho mô hình lúa - màu là 306.305 ha. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của đất đai trong việc chuyển đổi mô hình canh tác.

1.2. Hiệu quả sử dụng nước

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả sử dụng nước thông qua các chỉ tiêu tài chính như lợi nhuận/chi phí (PCR) và thu nhập/chi phí (BCR). Kết quả cho thấy mô hình canh tác 2 vụ màu tiết kiệm được 2.006 m3 nước/ha/năm, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với mô hình canh tác lúa. Đặc biệt, cây ớt mang lại lợi nhuận 19.284 đồng/m3 nước sử dụng, cao hơn nhiều so với cây lúa.

II. Mô hình quản lý nước thích ứng biến đổi khí hậu

Nghiên cứu đề xuất mô hình quản lý nước thích ứng với biến đổi khí hậu, tập trung vào việc tối ưu hóa sử dụng nước trong nông nghiệp. Các giải pháp bao gồm chuyển đổi mô hình canh tác, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm, và giảm thất thoát nước do bốc hơi và thấm lậu. Nghiên cứu cũng xây dựng quy trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các loại cây trồng khác nhau, hỗ trợ quyết định nhanh trong việc lựa chọn cây trồng phù hợp.

2.1. Chuyển đổi mô hình canh tác

Nghiên cứu khuyến nghị chuyển đổi từ mô hình canh tác lúa sang các loại cây màu như ớt và bắp, vừa tiết kiệm nước vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao. Ví dụ, mô hình canh tác 2 vụ ớt tiết kiệm được 764 m3 nước/ha/vụ so với canh tác lúa, đồng thời mang lại lợi nhuận cao hơn.

2.2. Kỹ thuật tưới tiết kiệm

Nghiên cứu đề xuất áp dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm như tưới nhỏ giọt và tưới phun, giúp giảm lượng nước sử dụng mà vẫn duy trì năng suất cây trồng. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu gây ra tình trạng thiếu nước tưới.

III. Giải pháp quản lý nước bền vững

Nghiên cứu đưa ra các giải pháp quản lý nước bền vững nhằm ứng phó với tác động biến đổi khí hậu tại đồng bằng sông Cửu Long. Các giải pháp bao gồm xây dựng hệ thống quản lý nước tích hợp, tăng cường năng lực quản lý tài nguyên nước, và thúc đẩy hợp tác giữa các bên liên quan. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu tiếp theo về các loại cây màu khác như đậu xanh và đậu nành.

3.1. Hệ thống quản lý nước tích hợp

Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống quản lý nước tích hợp, kết hợp giữa quản lý nước mặt và nước ngầm, nhằm đảm bảo nguồn nước ổn định cho sản xuất nông nghiệp. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro do biến đổi khí hậu gây ra.

3.2. Tăng cường năng lực quản lý

Nghiên cứu khuyến nghị tăng cường năng lực quản lý tài nguyên nước thông qua đào tạo và nâng cao nhận thức cho người dân. Điều này giúp cộng đồng chủ động hơn trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu và quản lý nước hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và sự gia tăng khai thác tài nguyên nước ở lưu vực thượng nguồn sông Mekong bởi các dự án thủy điện và chuyển nước (MRC, 2016; Lu and Siew, 2006), vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói chung và tỉnh An Giang nói riêng đang đối diện với nguy cơ suy giảm nguồn nước ngọt nghiêm trọng trong mùa khô, đi kèm tình trạng phù sa sụt giảm và xâm nhập mặn sâu vào nội đồng. Luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu mô hình quản lý nước trong hệ thống canh tác tổng hợp vùng ngập lũ ĐBSCL để thích ứng với biến đổi khí hậu" giải quyết trực tiếp bài toán an ninh nguồn nước và hiệu quả kinh tế nông nghiệp tại địa bàn trọng điểm huyện Châu Phú, tỉnh An Giang trong giai đoạn 5 năm (2012–2016).

Nghiên cứu xác định rõ research gap: Các công trình đánh giá thích nghi đất đai truyền thống theo FAO (1976) và các nghiên cứu nông học trước đây chủ yếu tập trung vào tính thích nghi tự nhiên hoặc tỷ số năng suất sinh học trên khối lượng nước tiêu thụ ($kg/m^3$) mà thiếu vắng một khung đánh giá tích hợp giữa động thái cân bằng nước - đất - cây trồng với chỉ số hiệu quả tài chính ($VNĐ/m^3$) trong điều kiện chuyển đổi cơ cấu từ độc canh lúa sang luân canh cây trồng cạn.

Luận án thiết lập 2 câu hỏi nghiên cứu then chốt:

1. Cây màu nào canh tác trên nền đất lúa giúp tiết kiệm tài nguyên nước tưới tối đa đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất trong điều kiện nguồn nước không ổn định?
2. Quy trình phân tích và công cụ tính toán nào cho phép đánh giá nhanh, chuẩn hóa hiệu quả sử dụng nước cho các loại cây trồng khác nhau phục vụ công tác ra quyết định quản lý nông nghiệp bền vững?

Tương ứng với hai câu hỏi là hệ giả thuyết nghiên cứu ($H_1$: "Đưa cây màu vào trồng trên nền đất lúa sẽ có hiệu quả sử dụng nước tưới cao hơn so với chuyên canh lúa"; $H_2$: "Có thể thiết lập một quy trình chuẩn hóa định lượng để đánh giá nhanh hiệu quả kinh tế trên đơn vị nước tưới cho đa dạng cây trồng cạn"). Nghiên cứu tích hợp hệ thống lý thuyết đánh giá đất đai bền vững (FAO, 1976, 1993), phương trình cân bằng năng lượng và thoát hơi nước Penman-Monteith (FAO-56) và mô hình tính toán sinh khối - nước AquaCrop (Steduto et al., 2009). Luận án được thực hiện trên quy mô toàn tỉnh An Giang đối với phân hạng đất đai và thực nghiệm chuyên sâu tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tạo ra bước đột phá định lượng về khả năng tiết kiệm nước lên đến $2.006\ m^3/ha/năm$ và gia tăng giá trị kinh tế trên một đơn vị nước sử dụng gấp 4,39 lần so với độc canh lúa.

Literature Review và Positioning

Tổng quan tài liệu chỉ ra ba dòng nghiên cứu (research streams) chính định hình lĩnh vực này:

1. Dòng nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai: Khởi xướng từ các hệ thống định tính (Storie, 1933; Klingebiel and Montgomery, 1961), chuẩn hóa bởi khung đánh giá FAO (1976, 1983, 1993), tích hợp chỉ số tiềm năng đất SPR (Cormack, 1986), hệ thống phân loại độ phì FCC (Sánchez et al., 2003; Vũ Quang Minh và Lê Quang Trí, 2006) và tiếp cận kinh tế lượng thích nghi (Lê Quang Trí, 2010; Lê Thị Linh et al., 2011).
2. Dòng nghiên cứu mô phỏng sinh thái - thủy văn và nhu cầu nước cây trồng: Dựa trên phương trình Penman-Monteith (Allen et al., 1998) và các mô hình sinh thái nông nghiệp như DSSAT (Jones et al., 2003), CropSyst (Stöckle et al., 2003), WOFOST (Todorovic et al., 2009) và AquaCrop (Steduto et al., 2009; Raes et al., 2009).
3. Dòng nghiên cứu kinh tế tài nguyên nước nông nghiệp: Tiếp cận chỉ số năng suất nước vật lý ($kg/m^3$) và kinh tế ($VNĐ/m^3$) (Molden, 1997; Ali and Talukder, 2008; Ximing and Rosegrant, 2003; Wichelns, 2014).

Văn liệu học thuật tồn tại hai luồng quan điểm đối lập: Một bên ủng hộ duy trì hệ thống chuyên canh lúa thâm canh 3 vụ/năm nhằm đảm bảo sản lượng an ninh lương thực quốc gia thông qua giải pháp công trình đê bao khép kín triệt để (Nguyễn Hồng Tín et al., 2016); luồng quan điểm đối nghịch chỉ ra rằng độc canh lúa triệt để dẫn đến suy thoái đất trầm trọng, bẫy nghèo tài chính do chi phí vật tư tăng cao và cạn kiệt nguồn nước mùa khô (Nguyễn Phan Nhân et al., 2012; Bùi Văn Trịnh và Trương Đình Khấn, 2013).

Luận án định vị chính xác khoảng trống học thuật bằng cách kết nối mô hình vật lý thủy văn với đánh giá kinh tế tài nguyên. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, nghiên cứu mở rộng công trình của Ahmed and Mahmoud (2010) tại Sudan vốn chỉ đo lường hiệu quả sử dụng nước thuần túy qua tỷ số $ETo/Năng\ suất$ ($0,3 - 4\ m^3/kg$) bằng cách đưa thêm tham số tài chính động ($VNĐ/m^3$). Đồng thời, luận án củng cố phát hiện của Abi Saab et al. (2015) tại Italy khi chứng minh AquaCrop vượt trội hơn CropSyst về độ chính xác mô phỏng sinh khối (RMSE đạt $0,09 - 0,15$ so với $0,15 - 0,17$), từ đó ứng dụng thành công để giải quyết bài toán chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng châu thổ nhiệt đới gió mùa ngập lũ.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng khung lý thuyết đánh giá đất đai của FAO (1976, 1993) bằng việc tích hợp biến số "hiệu quả kinh tế trên đơn vị nước tưới" vào ma trận đánh giá thích nghi kinh tế định lượng. Thay vì chỉ phân hạng thích nghi dựa trên năng suất sinh học tiềm năng ($S_1, S_2, S_3$), nghiên cứu bổ sung tham số cận biên về suất sinh lợi tài chính trên một mét khối nước tiêu thụ ($VNĐ/m^3$).

Nghiên cứu đóng góp trực tiếp vào Lý thuyết Năng suất Nước Nông nghiệp (Agricultural Water Productivity Theory) của Molden (1997) và Ali & Talukder (2008) qua mô hình định lượng hóa: $$WUE_{financial} = \frac{Profit\ (VNĐ/ha)}{Total\ Water\ Consumption\ (m^3/ha)}$$

Hệ thống định đề lý thuyết được kiểm chứng:

• Mệnh đề 1 ($P_1$): Mức độ thích nghi tự nhiên cao ($S_1$) của đất đai không đồng nghĩa với hiệu quả tài chính tối ưu nếu không xét đến suất tiêu hao nước tưới của kiểu sử dụng đất (LUT).
• Mệnh đề 2 ($P_2$): Chuyển đổi từ độc canh lúa sang hệ thống luân canh lúa - màu hoặc chuyên canh màu tạo ra bước chuyển dịch mô hình (paradigm shift) từ "tối đa hóa sản lượng lương thực bằng mọi giá" sang "tối ưu hóa giá trị kinh tế trên một đơn vị tài nguyên nước bị giới hạn".

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp liên ngành 3 trục lý thuyết: Lý thuyết thích nghi đất đai bền vững (FAO, 1993), Thủy văn nông nghiệp cân bằng nước mặt ruộng (Penman-Monteith, FAO-56), và Kinh tế sản xuất nông hộ vi mô (Chỉ số PCR - Profit-Costs Ratio và BCR - Benefit-Costs Ratio).

+-------------------------------------------------------------------------+
|                           KHUNG PHÂN TÍCH TÍCH HỢP                      |
+-------------------------------------------------------------------------+
|  Trục 1: Địa lý - Thổ nhưỡng (GIS MapInfo v12.0 / Phân hạng FAO 1976)   |
|  - Bản đồ đơn vị đất đai (LMU), bản đồ ngập lũ, thủy lợi, thổ nhưỡng    |
|  - Phân vùng thích nghi tự nhiên: S1 (Tối hảo), S2 (Trung bình)         |
+------------------------------------+------------------------------------+
                                     |
                                     v
+------------------------------------+------------------------------------+
|  Trục 2: Thủy văn - Sinh học (Mô hình AquaCrop v4.0 / Thực nghiệm 5 năm)|
|  - Cân bằng nước: ETc = Ir + R - D - RO + ΔS                            |
|  - Mô phỏng động thái sinh khối, tán lá (CC), chỉ số thu hoạch (HI)     |
|  - Lượng nước tưới thực tế và lượng nước tiết kiệm (m3/ha/vụ)           |
+------------------------------------+------------------------------------+
                                     |
                                     v
+------------------------------------+------------------------------------+
|  Trục 3: Kinh tế tài nguyên vi mô (Khảo sát Nông hộ / Phân tích Tài chính)|
|  - Tính toán chi phí đầu vào, tổng thu nhập (TVP), lợi nhuận ròng       |
|  - Suất sinh lợi tài nguyên: Hiệu quả kinh tế nước = Lợi nhuận / m3 nước|
+------------------------------------+------------------------------------+
                                     |
                                     v
+-------------------------------------------------------------------------+
|  Đầu ra: Quy trình 3 bước chuẩn hóa hỗ trợ ra quyết định chuyển đổi LUT |
+-------------------------------------------------------------------------+

Điều kiện biên (boundary conditions) của khung phân tích: Áp dụng tối ưu cho các tiểu vùng sinh thái nông nghiệp có kiểm soát lũ chủ động một phần hoặc toàn phần, chất lượng nước tưới không bị mặn hóa vượt ngưỡng chịu đựng của cây trồng ($EC_w < 2\ dS/m$), và đất không bị phèn hóa tầng mặt nghiêm trọng ($pH > 5,0$).

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án tuân thủ thế giới quan thực chứng luận thực nghiệm (Empirical Positivism), kết hợp phương pháp đa cấp độ (Multi-level design) và phương pháp hỗn hợp (Mixed methods) với trọng tâm là định lượng hóa:

• Cấp độ vĩ mô (Tỉnh An Giang): Đánh giá tiềm năng đất đai tự nhiên trên toàn bộ diện tích tự nhiên $340.620\ ha$ sử dụng phần mềm GIS MapInfo phiên bản 12.0 để chồng ghép các bản đồ đơn vị đất đai, bản đồ ngập lũ, hiện trạng kênh rạch và cơ sở hạ tầng đê bao.
• Cấp độ vi mô (Nông hộ và Thí nghiệm đồng ruộng): Khảo sát kinh tế nông hộ tại huyện Châu Phú kết hợp bố trí thí nghiệm thực địa liên tục 5 năm (2012–2016) tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú để thu thập dữ liệu đất - nước - cây trồng.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình thu thập và xử lý số liệu đảm bảo tính chuẩn hóa nghiêm ngặt:

1. Dữ liệu thứ cấp: Thu thập chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 20 năm (1995–2015) tại trạm Tân Châu và Châu Đốc ($T_{max}, T_{min}, T_{tb}$, lượng mưa tích lũy, bốc thoát hơi tham chiếu $ET_o$, mực nước lũ, lưu lượng dòng chảy).
2. Điều tra nông hộ (PRA & Household Survey): Phỏng vấn trực tiếp nông dân canh tác các mô hình lúa 2 vụ, lúa 3 vụ, bắp 2 vụ, ớt 2 vụ và luân canh lúa - màu trong cả 2 vụ Đông - Xuân (ĐX) và Hè - Thu (HT) năm 2012. Sử dụng ma trận SWOT để phân tích các rào cản chuyển đổi kỹ thuật và thị trường.
3. Thí nghiệm thực địa kiểm soát: Bố trí ô thí nghiệm theo dõi các chỉ tiêu nông học, đo đạc độ ẩm đất ở các tầng sâu khác nhau ($0-20\ cm, 20-40\ cm, 40-60\ cm$), xác định các đặc tính thủy lý đất: Thủy dung (Field Capacity - FC), Điểm héo vĩnh viễn (Permanent Wilting Point - PWP), hệ số thấm bão hòa ($K_{sat}$) và đường cong truyền dẫn ẩm.
4. Triangulation: Kiểm chứng chéo giữa số liệu đo đạc thực tế tại đồng ruộng, kết quả phỏng vấn kinh tế nông hộ và số liệu mô phỏng từ phần mềm.

Data và phân tích

Mô hình số trị AquaCrop phiên bản 4.0 được hiệu chỉnh (calibration) và kiểm định (validation) thông qua các thông số sinh lý cây trồng: Hệ số phát triển tán lá ($CGC$), độ bao phủ tán lá ban đầu ($CC_o$), độ bao phủ tối đa ($CC_x$), hệ số suy giảm tán ($CDC$), chỉ số thu hoạch tham chiếu ($HI_o$), và hệ số đáp ứng năng suất của nước ($Ky$).

Độ tin cậy và mức độ thích hợp của mô hình được đánh giá qua các chỉ số thống kê chuẩn mực: Sai số tiêu chuẩn trung bình (Root Mean Square Error - RMSE), căn bậc hai sai số trung bình chuẩn hóa (Normalized Root Mean Square Error - NRMSE) và hệ số hiệu quả mô hình Nash-Sutcliffe (Modelling Efficiency - EF): $$EF = 1 - \frac{\sum_{i=1}^n (O_i - P_i)^2}{\sum_{i=1}^n (O_i - \bar{O})^2}$$ Trong đó $O_i$ là giá trị thực tế quan trắc, $P_i$ là giá trị mô phỏng bởi AquaCrop, và $\bar{O}$ là trung bình quan trắc. Kết quả kiểm định cho thấy giá trị NRMSE $< 10%$ và $EF > 0,85$, chứng minh mô hình AquaCrop có độ tin cậy rất cao trong việc mô phỏng sinh khối và năng suất cây bắp, cây ớt trên nền đất lúa.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Phân hạng thích nghi đất đai tỉnh An Giang: Kết quả đánh giá tài nguyên đất cho thấy diện tích thích nghi cao ($S_1$) cho kiểu sử dụng đất màu - màu đạt $3.956\ ha$ (chiếm $0,58%$ diện tích). Mức độ thích nghi trung bình ($S_2$) cho kiểu luân canh lúa - màu đạt $306.305\ ha$ và cho 2 vụ màu đạt $302.348\ ha$, chiếm tới $88,69%$ tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh, khẳng định dư địa chuyển đổi cơ cấu cây trồng cạn trên nền đất lúa là cực kỳ to lớn.
2. Chênh lệch vượt trội về hiệu quả tài chính: Khảo sát thực tế trong vụ Đông - Xuân và Hè - Thu xác nhận:
   • Mô hình ớt 2 vụ/năm đem lại lợi nhuận cao nhất: $61,8\ triệu\ đồng/ha/vụ$.
   • Mô hình bắp 2 vụ/năm đạt lợi nhuận: $21,9\ triệu\ đồng/ha/vụ$.
   • Mô hình canh tác lúa 2 vụ/năm đạt lợi nhuận: $18,4\ triệu\ đồng/ha/vụ$.
   • Mô hình lúa 3 vụ/năm đạt lợi nhuận thấp nhất: $14,5\ triệu\ đồng/ha/vụ$.
3. Định lượng chính xác lượng nước tưới tiết kiệm: So với mô hình canh tác 2 vụ lúa truyền thống, mô hình canh tác 2 vụ màu tiết kiệm được $2.006\ m^3\ nước/ha/năm$; mô hình luân canh 1 vụ lúa - 1 vụ màu tiết kiệm được $1.036\ m^3\ nước/ha/năm$. Xét theo từng cây trồng riêng lẻ, bắp tiết kiệm được $1.033\ m^3\ nước/ha/vụ$ và ớt tiết kiệm được $764\ m^3\ nước/ha/vụ$ so với canh tác lúa.
4. Bước nhảy vọt về hiệu quả kinh tế trên đơn vị nước ($VNĐ/m^3$):
   • Mô hình 2 vụ màu đem lại hiệu quả kinh tế đạt $12.896\ đồng/m^3$ nước sử dụng.
   • Mô hình 1 vụ lúa - 1 vụ màu đạt $3.958\ đồng/m^3$ nước sử dụng.
   • Mô hình 2 vụ lúa chỉ đạt vỏn vẹn $2.933\ đồng/m^3$ nước sử dụng.
   • Đối với từng cây trồng: Canh tác ớt đạt giá trị kinh tế kỷ lục $19.284\ đồng/m^3$, bắp đạt $4.785\ đồng/m^3$, trong khi lúa chỉ đạt $3.223\ đồng/m^3$.
5. Phát hiện phản trực giác (Counter-intuitive): Mặc dù mô hình lúa 3 vụ/năm có hệ số thâm canh cao nhất và tạo ra tổng sản lượng sinh khối lớn nhất trên một chu kỳ năm, nhưng lại là mô hình có tỷ suất lợi nhuận tài chính trên chi phí đầu tư (PCR, BCR) thấp nhất và gây lãng phí tài nguyên nước trầm trọng nhất do tiêu hao bốc thoát hơi nước ($ET_c$) và thấm lậu ($D$) quá lớn.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Nghiên cứu cung cấp bằng chứng thực nghiệm vững chắc chứng minh tính tương thích hoàn hảo của việc ghép nối mô hình thủy văn nông nghiệp AquaCrop với khung kinh tế đất đai FAO, tạo tiền đề cho các nghiên cứu kinh tế - sinh thái tích hợp.
• Về mặt phương pháp luận: Xây dựng thành công quy trình chuẩn hóa 3 bước:
  1. Xác định mục đích, phạm vi, điều kiện áp dụng quy trình.
  2. Xây dựng lưu đồ phân tích luồng công việc (Work flowchart) tích hợp GIS - Nhu cầu nước - Phân tích tài chính vi mô.
  3. Mô tả chi tiết các bước vận hành và hướng dẫn ra quyết định nhanh lựa chọn cây màu tiêu tốn ít nước nhưng đem lại hiệu quả kinh tế cao.
• Về mặt thực tiễn và chính sách: Cung cấp căn cứ khoa học chuẩn xác để Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh An Giang cùng các tỉnh vùng ngập lũ ĐBSCL tái cơ cấu nông nghiệp, quy hoạch chuyển đổi $306.305\ ha$ đất lúa kém hiệu quả sang luân canh lúa - màu hoặc chuyên canh rau màu giá trị cao, vừa giảm áp lực xả nước từ các hồ chứa thủy điện đầu nguồn, vừa giảm phát thải khí nhà kính ($CH_4$) do ngập úng yếm khí liên tục.

Limitations và Future Research

Luận án thừa nhận một số giới hạn nghiên cứu khách quan:

1. Giới hạn của công cụ mô phỏng: Phần mềm AquaCrop v4.0 không hỗ trợ mô phỏng phản ứng năng suất đối với điều kiện đất phèn nặng ($Sulfaquepts$), chưa tích hợp mô đun suy giảm độ phì nhiêu khoáng đa lượng (N, P, K) và phải hiệu chỉnh thông số sinh lý thủ công (manual calibration).
2. Phạm vi đối tượng cây màu: Thí nghiệm thực địa chuyên sâu trong luận án mới tập trung vào hai đối tượng chủ lực là cây bắp (Zea mays) và cây ớt (Capsicum frutescens L.), chưa mở rộng đồng thời sang các cây màu họ đậu (đậu nành, đậu xanh) hay cây lấy hạt có dầu (mè/vừng).
3. Biến động thị trường nông sản: Giá nông sản (đặc biệt là ớt) có sự biến động lớn theo mùa vụ và thị trường xuất khẩu tiểu ngạch, ảnh hưởng đến tính ổn định của chỉ số $VNĐ/m^3$ nước trong các năm tiếp theo.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda):

• Mở rộng thực nghiệm và hiệu chuẩn AquaCrop cho nhóm cây màu chịu hạn triển vọng: Mè (Sesamum indicum L.), Đậu nành (Glycine max), Đậu xanh (Vigna radiata).
• Nghiên cứu kỹ thuật tưới tiết kiệm tiên tiến (tưới nhỏ giọt - drip irrigation, tưới ngầm, che phủ màng phủ nông nghiệp kết hợp bón phân qua nước - fertigation) nhằm giảm triệt để tổn thất do bốc hơi mặt đất ($E$) và thấm lậu ($D$).
• Tích hợp mô hình khí hậu tương lai theo các kịch bản phát thải (RCP 4.5, RCP 8.5) kết hợp phân tích rủi ro biến động chuỗi cung ứng nông sản toàn cầu.

Tác động và ảnh hưởng

• Tác động học thuật: Luận án tạo ra tài liệu tham khảo chuẩn mực cho các viện nghiên cứu (Viện Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu - DRAGON, Viện Lúa ĐBSCL, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam), thúc đẩy công bố học thuật trên các tạp chí quốc tế chuyên ngành về Quản lý Tài nguyên Nước (Agricultural Water Management, Water Resources Management).
• Tác động ngành và chuỗi giá trị: Thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi gia súc (sử dụng bắp hạt nội địa thay thế nhập khẩu) và chế biến gia vị xuất khẩu (ớt cay, mè), giảm áp lực nhập siêu hàng triệu tấn nông sản thô mỗi năm.
• Tác động chính sách: Đóng góp trực tiếp vào việc triển khai Nghị quyết 120/NQ-CP của Chính phủ về phát triển bền vững ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu, chuyển đổi tư duy sản xuất nông nghiệp từ "chạy theo sản lượng lúa" sang "kinh tế nông nghiệp giá trị cao, thuận thiên và tiết kiệm nước".

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giảng viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai, Thủy văn Nông nghiệp: Tiếp cận khung phương pháp luận kết hợp GIS MapInfo với mô hình mô phỏng AquaCrop và kinh tế lượng tài nguyên nước.
• Cán bộ quản lý quy hoạch nông nghiệp (Sở NN&PTNT, Chi cục Trồng trọt và BVTV, Trung tâm Khuyến nông): Ứng dụng ngay lưu đồ quy trình 3 bước để đánh giá nhanh tiềm năng đất đai và xác định cơ cấu mùa vụ tối ưu cho từng tiểu vùng huyện/xã.
• Doanh nghiệp nông nghiệp và Hợp tác xã (HTX): Có số liệu tin cậy về nhu cầu nước và biên lợi nhuận để xây dựng kế hoạch liên kết sản xuất vùng nguyên liệu bắp lai, ớt xuất khẩu quy mô lớn.
• Nông hộ trực tiếp sản xuất: Nắm vững phương pháp tính toán lượng nước tưới hợp lý, chuyển đổi diện tích lúa kém hiệu quả sang trồng màu để tăng thu nhập ròng từ $18,4\ triệu$ lên $61,8\ triệu\ đồng/ha/vụ$, đồng thời tiết kiệm hàng triệu đồng chi phí nhiên liệu bơm tưới.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Luận án đã mở rộng Lý thuyết Thích nghi Đất đai FAO (1976, 1993) bằng việc bổ sung chỉ số "Hiệu quả tài chính trên một đơn vị nước sử dụng" ($VNĐ/m^3$) làm biến số cốt lõi trong phân hạng kinh tế định lượng, giải quyết triệt để sự thiếu hụt liên kết giữa động thái thủy văn mặt ruộng và hiệu quả tài chính nông hộ.

2. Điểm mới về phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây là gì? So với các nghiên cứu của Ahmed and Mahmoud (2010) tại Sudan (chỉ tính $m^3/kg$) hay Vãng Phước Khải (2011) và Lê Thị Linh (2011) (chỉ tính $B/C$ trên diện tích hecta), luận án thiết lập quy trình tích hợp 3 bước khép kín từ số hóa bản đồ không gian (GIS MapInfo v12.0), mô phỏng thủy lý số trị (AquaCrop v4.0 được hiệu chuẩn 5 năm thực nghiệm) đến ma trận tài chính nông hộ (PCR, BCR, $VNĐ/m^3$).

3. Phát hiện bất ngờ nhất từ tập dữ liệu thực nghiệm 5 năm là gì? Canh tác ớt 2 vụ/năm đạt hiệu quả sử dụng nước lên tới $19.284\ đồng/m^3$, cao gấp 5,98 lần so với canh tác lúa ($3.223\ đồng/m^3$), đồng thời tiết kiệm $764\ m^3\ nước/ha/vụ$. Ngược lại, hệ thống lúa 3 vụ/năm bộc lộ hiệu quả kinh tế trên nước thấp nhất ($2.933\ đồng/m^3$ cho 2 lúa và thấp hơn ở lúa 3), chứng minh tính thiếu bền vững của việc thâm canh tăng vụ lúa trong mùa khô.

4. Nghiên cứu có cung cấp giao thức nhân rộng (Replication Protocol) không? Có. Luận án xây dựng hoàn chỉnh lưu đồ ra quyết định gồm 3 giai đoạn: (1) Xác định điều kiện biên và thu thập thông số khí tượng/thổ nhưỡng/cây trồng; (2) Chạy mô hình AquaCrop và tính toán các chỉ số tài chính vi mô; (3) Đối chiếu ma trận hiệu quả để lựa chọn cây trồng phù hợp cho từng vùng sinh thái.

5. Định hướng chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo là gì? Tập trung phát triển hệ thống giám sát và điều khiển tưới thông minh (IoT-based Smart Irrigation) tích hợp thuật toán tự động hiệu chỉnh AquaCrop thời gian thực (Real-time data assimilation), mở rộng đánh giá vòng đời sản phẩm (Life Cycle Assessment - LCA) và dấu chân nước (Water Footprint) cho toàn bộ chuỗi giá trị nông sản ĐBSCL.

Kết luận

1. Đã lượng hóa toàn diện tài nguyên đất đai tỉnh An Giang, xác định $306.305\ ha$ đất ($88,69%$ diện tích) có mức độ thích nghi trung bình ($S_2$) hoàn toàn phù hợp để luân canh lúa - màu thích ứng biến đổi khí hậu.
2. Chứng minh thực nghiệm mô hình 2 vụ màu tiết kiệm $2.006\ m^3\ nước/ha/năm$ và nâng cao hiệu quả tài chính đạt $12.896\ đồng/m^3$ nước (so với $2.933\ đồng/m^3$ của 2 vụ lúa).
3. Xác định cây ớt và cây bắp là hai đối tượng chuyển đổi đột phá, trong đó cây ớt đạt kỷ lục hiệu quả tài chính $19.284\ đồng/m^3$ nước và cây bắp tiết kiệm nhiều nước nhất ($1.033\ m^3/ha/vụ$).
4. Hiệu chuẩn và kiểm định thành công mô hình AquaCrop v4.0 cho cây trồng cạn trên nền đất lúa vùng ngập lũ với độ chính xác cao ($EF > 0,85$, $NRMSE < 10%$).
5. Chuẩn hóa quy trình 3 bước đánh giá nhanh hiệu quả sử dụng nước phục vụ công tác quy hoạch và ra quyết định chuyển đổi cơ cấu cây trồng.
6. Mở ra 3 hướng nghiên cứu mới: Ứng dụng kỹ thuật tưới vi mô tiết kiệm nước cho cây màu họ đậu/hạt có dầu; Tích hợp dự báo khí hậu toàn cầu vào mô hình AquaCrop; Đánh giá chuỗi giá trị và liên kết thị trường nông sản chuyển đổi vùng châu thổ ngập lũ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

T TẮT Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả sử dụng nước để biết được mô hình canh tác và cây trồng có thể đem lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện thiếu nước tưới. Nghiên cứu được thực hiện trong thời gian 5 năm (từ năm 2012 đến 2016) tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang. Các nội dung nghiên cứu bao gồm: (1) Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang; (2) Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu trên nền đất lúa ở mô hình thực nghiệm tại x V nh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang; và, (3) Xác định qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang. Để đánh giá đất đai ở tỉnh An Giang, nghiên cứu sử dụng phư ng pháp thu thập số liệu thứ cấp tại sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang (bản đồ đất, bản đồ ngập, bản đồ khả năng tưới/tiêu, bản đồ hành chính) sau đó xử lý số liệu bằng phần mềm GIS (MapInfo - phiên bản 12.

Nghiên cứu sử dụng phư ng pháp phỏng vấn nông hộ, để đánh giá hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp dựa trên một số chỉ tiêu tài chính bao gồm: lợi nhuận/chi phí (PCR) và thu nhập/chi phí (BCR). Ngoài ra, phư ng pháp bố trí thí nghiệm ngoài thực địa được thực hiện để thu thập số liệu về đất - nước - cây trồng phục vụ cho công tác hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tính toán nước - cây trồng (AquaCrop - phiên bản 4. Phư ng pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước được sử dụng theo công thức: Lợi nhuận/m3 nước sử dụng. Xác định qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau được tiến hành theo 3 bước: (1) Xác định mục đích, phạm vi, điều kiện áp dụng qui trình; (2) Xây dựng lưu đồ thực hiện công việc trong qui trình; và, (3) Mô tả qui trình.

Kết quả đánh giá tiềm năng đất đai ở tỉnh An Giang cho thấy diện tích mức độ thích nghi cao (S1) của kiểu sử dụng đất màu - màu với tổng diện tích là 3. Mức độ thích nghi S2 (mức thích nghi trung bình) cho kiểu sử dụng lúa - màu với tổng diện tích là 306.305 ha, và diện tích đất phù hợp cho sản xuất 2 vụ màu là 302. Kết quả khảo sát các mô hình canh tác trong vụ Đông - Xuân và H - Thu năm 2012 cho thấy lợi nhuận của nông hộ tại mô hình canh tác ớt 2 vụ/năm có lợi nhuận cao nhất (61,8 triệu đồng/ha/vụ), canh tác cây b p 2 vụ/năm có lợi nhuận 21,9 triệu đồng/ha/vụ, canh tác cây lúa 2 vụ/năm có lợi nhuận 18,4 triệu đồng/ha/vụ, canh tác cây lúa 3 vụ/năm có lợi nhuận 14,5 triệu đồng/ha/vụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình canh tác 2 vụ màu tiết kiệm được 2.006 m3 nước/ha/năm, mô hình canh tác 1 vụ lúa - 1 vụ màu tiết kiệm được 1.036 m3 nước/ha/năm so với mô hình canh tác 2 vụ lúa.

Mô hình canh tác 2 vụ màu i đem lại hiệu quả kinh tế 12.896 đồng/m3 nước sử dụng, mô hình canh tác 1 vụ lúa – 1 vụ màu đem lại hiệu quả kinh tế 3.958 đồng/m3 nước sử dụng, trong khi đó mô hình canh tác 2 vụ lúa đem lại hiệu quả kinh tế chỉ có 2.933 đồng/m3 nước sử dụng. Về từng loại cây màu, canh tác cây b p tiết kiệm được 1.033 m3 nước/ha/vụ, canh tác cây ớt tiết kiệm được 764 m3 nước/ha/vụ so với canh tác lúa. Canh tác cây b p đem lại hiệu quả kinh tế 4.785 đồng/m3 nước sử dụng, canh tác cây ớt đem lại hiệu quả kinh tế 19.284 đồng/m3 nước sử dụng, trong khi đó canh tác lúa đem lại hiệu quả kinh tế chỉ có 3.223 đồng/m3 nước sử dụng. Ngoài ra, nghiên cứu đ xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho một số cây màu khác nhau.

Qui trình này giúp h trợ ra quyết định nhanh đối với xác định loại cây trồng sử dụng ít nước đem lại hiệu quả kinh tế cao. Để có c sở khoa học xác định nhóm cây màu khác có nhu cầu tưới ít nhất mà mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao nên tiến hành nghiên cứu tiếp theo với nhóm cây màu khác (đậu xanh, đậu nành, m. Nghiên cứu các giải pháp hạn chế và giảm thất thoát nước do bốc h i và thấm lậu là rất cần thiết trong điều kiện thiếu nước tưới. Tìm biện pháp k thuật duy trì năng suất cây màu trong khi áp dụng phư ng pháp tưới tiết kiệm nước.

Từ khóa: Hiệu quả sử dụng nước, iệu quả in t , ệ t ng can tác ii ABSTRACT This reasearch was aimed to evaluate water use efficiency for farming systems and crops may bring high economic efficiency in agriculture production with the context of irrigation water shortage in the future. This study, carried out over a 5-year period (from 2012 to 2016) the in Chau Phu district, An Giang province. The research includes: (1) To evaluate the potential suitability of land resources in the An Giang Province; (2) To evaluate water use efficiency for rice-based upland crop production systems on an experimental base at the Vinh Thanh Trung commune, Chau Phu district, An Giang province; and, (3) To determine an analytical framework to evaluate water use efficiency for different crops in An Giang. To evaluate the potential suitability of land resources in An Giang province, existing data collected from the Department of Natural Resources and Environment, An Giang province (landuse planning, flood maps, maps of irrigation infrastructure, and administrative boundaries) were digitized using a GIS software (MapInfo version 12.

Survey data were obtained from household interviews to assess agricultural land use efficiency based on financial indicators, including: Profit/Costs Ratios (PCR) and Benefit/Cost Ratios (BCR). Beside, field experiments were then conducted to collect data on soil, water and plant properties in order to calibrate and validate an applied numerical crop-water model (AquaCrop version 4. To evaluate the water use efficiency, the indicator of financial profit achieved per m3 of water use was applied. The process of evaluation water use efficiency for different upland-crops is achieved by three steps, including: (1) Identifying the purpose, scope and conditions of application process; (2) Constructing work flowchart performed in the process; and, (3) Describing the identified flowchart.

The evaluation of potential suitability of land resources in the An Giang province showed that high suitability level (S1) for double upland - crops was about 3,956 ha (0,58%). The suitability level S2 (average suitability) for rotational rice - upland crop and for double upland - crops was approximately about 306,305 ha and 302,348 ha, respectively, corresponding to 88,69% of the total area. Survey results for both Winter - Spring and Summer - Autumn cropping seasons in 2012 showed that the double - chilli pepper crops model is the greatest in terms of profits (61.8 million/ha/crop) while the double maize crops, double - rice crops and triple - rice crops got financial profits of 21.9 million/ha/crop, 18.4 million/ha/crop, and 14.5 million/ha/crop, respectively. iii Double upland crops (maize and chilli cropping) save 2,006 m3/ha/year and rotational rice and maize or chilli cropping save 1,036 m3/ha/year in comparision to double rice crops.

The farming system of combining maize with chilli per year and rotation of rice and maize or chilli farming system got a financial profit of about 12,896 VND/m3 and 3,958 VND/m3, respectively, while double rice crops got a financial profit about only 2,933 VND/m3. On each upland crop, maize cultivation save 1,033 m3/ha/crop and chilli cultivation save 764 m3/ha/crop in comparison to rice cultivation. Maize and chilli cultivation got financial profit of about 4,785 VND/m3 and 19,284 VND/m3 respectively, while rice cultivation got profit about only 3,223 VND/m3. In addition, the research has developed an analytical framework to evaluate water use efficiency for different upland - crops in An Giang.

Water use efficiency calculations supports decision making to determine which crops needs least water but still bringing high water use efficiency. In order to have a scientific basis for identifying the specific upland- crop needs the least irrigation water demand but still bringing high economic efficiency in agricultural production. Further research should be done for different upland-crops (e.g green bean, soybean, and sesame). Studying on solutions to limit and reduce water losses from evaporation and seepage is essential in the context of irrigation water shortage.

Studying on technical methods to maintain crop yields while applying water saving irrigation is also needed. Keywords: Water use efficiency, economic efficiency, farming system. iv LỜI CẢM TẠ Tôi xin trân trọng và bài tỏ lòng biết n sâu s c đến PGS. Văn Phạm Đăng Trí và TS.

Phạm Văn Toàn đ tận tình hướng dẫn khoa học, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này. Xin gửi lời cảm n sâu s c đến hai thầy hướng dẫn chuyên đề PGS. Nguyễn H u Chiếm và PGS. Xin gửi lời cảm n đến hai thầy PGS.

Lê Anh Tuấn và TS. Đ ng Kiều Nhân góp ý kiến sâu s c cho Luận án. Xin chân thành cám n đến quý Thầy Cô ngồi trong Hội đồng đánh giá chuyên đề và Hội đồng c sở, cùng quý Thầy Cô trong Khoa Môi trường và TNTN đ truyền đạt nh ng kiến thức quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm n đến Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh An Giang; Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường và TNTN, Khoa Sau Đại học, Phòng Quản lý Khoa học của trường Đại học Cần Th , Ban chủ nhiệm Bộ môn K thuật môi trường và đồng nghiệp đ tạo điều kiện cho tôi hoàn thành chư ng trình nghiên cứu sinh.

Xin được cảm n Ban chủ nhiệm dự án “ g i n c u v p át tri n t u t can tác n ng ng iệp t c ng với i n i u (Jircas)” và đề tài nghiên cứu cấp trường “Nghiên cứu khả năng tr nước tưới cho cây trồng cạn trong mùa khô thông qua sử dụng mô hình Aquacrop” của trường Đại học Cần Th đ h trợ kinh phí cho tôi nghiên cứu. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết n sâu s c đến Ba Mẹ, người thân của tôi đ luôn động viên, chia sẽ để tôi hoàn thành luận án này. v vi ỤC ỤC CH NG 1: GI I THI U .2 Mục tiêu nghiên cứu .3 Nội dung nghiên cứu .4 Giới hạn của nghiên cứu .5 ngh a khoa học và ý ngh a thực tiễn của luận án .1 ngh a khoa học .2 ngh a thực tiễn .6 Điểm mới của luận án. 4 CH NG 2: T NG QUAN T I LI U .1 Tổng quan về đánh giá đất đai .1 Định ngh a về đất .2 Định ngh a đất đai .3 Hệ thống sử dụng đất đai .2 Tổng quan về phư ng pháp đánh giá thích nghi đất đai .1 Phư ng pháp trước FAO (1976) .2 Phư ng pháp FAO (1976) .3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước .