Nghiên cứu này đề cập thực trạng áp dụng tưới tiết kiệm nước của một số cây trồng cạn và các mô hình áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước hiệu quả. Để phát triển ứng dụng các công nghệ tưới tiết kiệm nước bên cạnh việc nghiên cứu các giải pháp tích hợp, hoàn thiện công nghệ cần phải nghiên cứu các giải pháp cơ chế chính sách khuyến khích áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước nhằm giải quyết tình trạng thiếu nguồn nước vùng khô hạn và trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao.
I. Sự cần thiết
Thủy lợi có vai trò và vị trí quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, là cơ sở hạ tầng thiết yếu phục vụ phát triển bền vững nông nghiệp, nông thôn, kinh tế – xã hội ở Việt nam. Bộ NN&PTNT đã xây dựng một chiến lược phát triển KHCN cho nông nghiệp và nông thôn đến năm 2020 các thành tựu KHCN sẽ đóng góp từ 40-50% GDP nông nghiệp, trong đó sản phẩm nông nghiệp công nghệ cao chiếm 30% giá trị sản xuất của các sản phẩm chủ yếu. Theo Đề án “Phát triển ngành trồng trọt đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tổng diện tích cây trồng cạn chủ lực, có thị trường (cà phê, chè, hồ tiêu, điều, mía, cây ăn quả, rau, hoa) đến năm 2020 là 2.705.000 ha. Một trong những mục tiêu của Đề án “Tái cơ cấu ngành Thủy lợi” là Phát triển một nền nông nghiệp chủ động tưới, tiêu theo hướng hiện đại, đẩy mạnh trên diện rộng các giải pháp tưới tiên tiến, tiết kiệm nước cho các cây trồng cạn chủ lực: cà phê, hồ tiêu, chè, cây điều, cây mía, cây ăn quả, rau, hoa. Đến năm 2020 sẽ có 500.000 ha cây trồng cạn chủ lực được tưới tiên tiến, tiết kiệm nước.
II. Thực trạng áp dụng tưới tiết kiệm nước cho cây trồng cạn tại Việt Nam
Theo niên giám thống kê năm 2013, diện tích gieo trồng của một số loại cây chủ lực như sau: cà phê 635.000 ha, chè 128.200 ha, hồ tiêu 67.900 ha, điều 310.900 ha, mía 309.400 ha, cây ăn quả (cam và quýt, xoài, chuối) 281.700 ha
Bảng 1. Phân bố diện tích gieo trồng một số cây trồng cạn chủ lực có lợi thế, có thị trường năm 2013
Bảng 1. Phân bố diện tích gieo trồng một số cây trồng cạn chủ lực có lợi thế, có thị trường năm 2013
| TT | Cây trồng | Diện tích
(1000 ha) |
Phân theo vùng | |||||
| Đồng bắng sông Hồng | Trung du và miền núi phía Bắc | Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ | Tây Nguyên | Đông Nam Bộ | Đồng bằng sông Cửu Long | |||
| 1 | Cà phê | 635,0 | 14,8 | 10,1 | 565,7 | 44,5 | ||
| 2 | Chè | 128,2 | 4,1 | 92,2 | 8,8 | 23,0 | ||
| 3 | Hồ tiêu | 67,9 | 6,3 | 32,4 | 28,5 | 0,7 | ||
| 4 | Điều | 310,9 | 37,2 | 76,5 | 195,3 | 1,8 | ||
| 5 | Mía | 309,4 | 2,2 | 32,3 | 122,0 | 55,8 | 36,9 | 60,2 |
| 6 | Cam, quýt | 70,4 | 5,6 | 13,8 | 7,7 | 0,7 | 5,7 | 36,8 |
| 7 | Xoài | 85,2 | 2,0 | 8,5 | 13,9 | 2,3 | 18,3 | 40,2 |
| 8 | Chuối | 126,1 | 18,7 | 17,8 | 34,6 | 5,0 | 10,5 | 39,5 |
Công nghệ, kỹ thuật tưới tiết kiệm nước đã được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trên thế giới từ lâu và ở Việt Nam từ hơn 20 năm qua. Phương thức sử dụng công nghệ, kỹ thuật tưới này đã chứng tỏ tính ưu việt so với phương thức tưới truyền thống về nhiều mặt như tiết kiệm đáng kể lượng nước tưới, tiết kiệm phân bón, giảm công chăm sóc, tăng năng suất, cải thiện thu nhập người dân và góp phần bảo vệ môi trường.
Kết quả nghiên cứu và thực tế áp dụng tưới tiên tiến, tiết kiệm nước cho một số cây chủ lực có lợi thế và có thị trường như cà phê, hồ tiêu, thanh long, mía ở Việt Nam đã cho thấy rằng, áp dụng công nghệ này kết hợp với tưới phân có thể gia tăng năng suất từ 10% – 40%, giảm chi phí công chăm sóc, tăng thu nhập của hộ gia đình từ 20% – 50% (thậm chí có thể tăng gần 170% đối với Mô hình Trung tâm mía đường Bến Cát – Bình Dương) và tiết kiệm nước so với tưới truyền thống từ 20% – 40%. Mặc dù có nhiều ưu điểm nổi trội so với tưới truyền thống, việc áp dụng công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước trong nông nghiệp nước ta vẫn còn rất hạn chế. Theo thống kê sơ bộ, tính đến thời điểm hiện tại, diện tích cây trồng cạn được áp dụng tưới tiên tiến, tiết kiệm nước khoảng 28.447 ha, trong đó, tưới nhỏ giọt 21.207 ha và tưới phun mưa cục bộ 7.240 ha.
Nguyên nhân áp dụng tưới tiết kiệm còn hạn chế chủ yếu là do chi phí đầu tư, nhất là đầu tư ban đầu, đối với công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước còn cao so với thu nhập của người dân và đòi hỏi có một kiến thức, trình độ nhất định khi sử dụng, trong khi động lực của người sản xuất chưa đủ lớn (chưa thấy hết được lợi ích, nhất là lợi ích kinh tế của việc áp dụng công nghệ này so với phương pháp tưới truyền thống) nên chưa mạnh dạn áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước. Ngoài ra, cơ chế, chính sách hỗ trợ cho người nông dân, tổ chức kinh tế, xã hội để thúc đẩy ứng dụng công nghệ, kỹ thuật tưới tiết kiệm cho cây trồng chủ lực còn chưa hoàn thiện, đồng bộ, chưa tạo động lực cho việc áp dụng công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước trong sản xuất nông nghiệp.
III. Một số mô hình áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước hiệu quả
Đề án Tái cơ cấu ngành thủy lợi của Bộ NN&PTNT (2014) đã đưa rả các giải pháp phát triển tưới tiên tiến cho cây trồng cạn là:
– Áp dụng đồng bộ trên diện rộng các giải pháp tưới tiên tiến và tiết kiệm nước, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả, giảm thiểu rủi ro cho các loại cây trồng chủ lực có giá trị kinh tế cao như cây cà phê, hồ tiêu, điều, mía, chè, cây ăn quả và các loại cây trồng cạn khác; khuyến khích phát triển công nghệ chế tạo để sản xuất, cung cấp dịch vụ cho tưới tiên tiến, tiết kiệm nước.
– Tiếp tục đầu tư xây dựng hệ thống công trình thủy lợi ( hồ chứa quy mô vừa và nhỏ, các trạm bơm, hệ thống chuyển nước áp lực và kênh dẫn) để tạo nguồn nước tưới cho vùng cây công nghiệp tập trung, ưu tiên khu vực Tây Nguyên, miền Trung và Đông Nam bộ; đồng thời, cung cấp nước cho khu vực đất dốc để tăng diện tích canh tác, tăng vụ, khai thác hiệu quả, bền vững vùng đất dốc, góp phần xóa đói giảm nghèo, giảm nạn phá rừng cho vùng miền núi phía Bắc và miền Trung.
Một số mô hình áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước hiệu quả ở Việt Nam như dưới đây.
a) Giải pháp thu trữ nước
Đề tài “Nghiên cứu các giải pháp công nghệ trữ nước tại chỗ phục vụ canh tác bền vững trên đất dốc và bảo vệ đất chống xói mòn” (2008) đã tìm ra được các loại hình thu trữ nước nhằm đảm bảo kinh phí xây dựng thấp nhất, tuổi thọ cao và dễ dàng áp dụng, quản lý vận hành đối với người nông dân. Đề tài đã nghiên cứu và áp dụng thành công 3 công nghệ thu trữ nước tại Hòa Bình và Bình Thuận, bao gồm: (1) thu trữ nước bằng HDPE (tấm bạt nhựa có độ bền cao); (2) thu trữ nước bằng công nghệ xi măng vỏ mỏng; (3) thu trữ nước bằng công nghệ xi măng – đất.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ thu trũ nước trên đất dốc
Những kết quả ưu việt của đề tài là: (i) Lần đầu tiên giải pháp thu trữ nước mưa phục vụ canh tác nông lâm nghiệp được nghiên cứu và triển khai xây dựng thành công tại Việt Nam; (ii) Nghiên cứu và áp dụng thành công công nghệ thu trữ nước tại chỗ với nhiều loại hình thích hợp cho những khu vực địa chất khác nhau; suất đầu tư cho 1m3 nước rẻ nhất trong các loại hình thu trữ nước tại chỗ hiện nay mà vẫn đảm bảo tuổi thọ công trình ngang bằng các công trình truyền thống; (iii) Biện pháp sử dụng hỗn hợp xi măng đất (trộn xi măng với đất) làm bể trữ nước và gia cố lưu vực hứng nước được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam và (iv) Giải pháp thu trữ nước mưa vào mùa mưa, trữ lại để tưới bổ sung cho cây trồng trong các thời kỳ thiếu nước vào mùa khô là một cách tiếp cận mới.
Kết quả triển khai các giải pháp công nghệ “thu trữ nước mưa phục vụ canh tác bền vững trên đất dốc, bảo vệ đất, chống xói mòn và phòng chống sa mạc hóa” cho thấy đây là giải pháp mới, phù hợp cho các vùng đất dốc không được hưởng lợi từ các công trình thủy lợi đặc biệt là các vùng đất đang có nguy cơ sa mạc hóa như vùng ven biển Nam Trung Bộ. Do kỹ thuật đơn giản, rẻ tiền nên người dân dễ dàng triển khai xây dựng các mô hình bằng giải pháp công nghệ này. Trong tương lai khi các mô hình thu trữ nước mưa kết hợp canh tác nông lâm nghiệp được triển khia rộng rãi sẽ tạo điều kiện hình thành các vùng sinh thái mới và cải tạo môi trường. Giải pháp công nghệ đã góp phần xóa đói giảm nghèo cho cộng đồng khi năng suất cây trồng được nâng cao và có thể canh tác chủ động không phải phụ thuộc vào nước trời. Nếu người dân nghèo được hỗ trợ một phần kinh phí vật liệu xây dựng thì giải pháp này sẽ được nhân rộng rõ ràng.
b) Ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho cây Nho tại vùng khô hạn Nam Trung Bộ (2011). Chế độ tưới, kỹ thuật tưới nhỏ giọt cho cây Nho được thí nghiệm trên khu ruộng có 3,8ha, tại Trung tâm giống cây trồng vật nuôi, thuộc xã Phước Sơn, huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận. Bố trí thí nghiệm theo các công thức tưới M1, M2 và công thức phân bón và P1, P2 (M1: giữ ẩm suốt thời kỳ sinh trưởng không dưới 70%bdr, M2: giữ ẩm suốt thời kỳ sinh trưởng không dưới 80%bdr, P1: phân chuồng 20m3/ha/năm (1 năm 2 vụ chính), P2: Bón giai đoạn, 4 lần/vụ phân NPK (mỗi lần 250-300kg/ha)
BẢNG 2. KẾT QUẢ LƯỢNG NƯỚC TƯỚI CHO NHO VỤ ĐÔNG XUÂN 2007 – 2008
| Công thức tưới | Năng suất (Tấn/ha) | NS so với đối chứng (%) | Lượng nước tưới (m3/ha) | Lượng nước so với đối chứng (%) | Số lần tưới |
| m1p1 | 28,0 | 126 | 2017,4 | 58 | 12 |
| m2p1 | 26,6 | 119,3 | 2840,0 | 81,6 | 16 |
| Đối chứng | 22,3 | 100 | 3480,0 | 100 | 17 |
Như vậy công thức duy trì độ ẩm suốt thời kỳ sinh trưởng (70 – 100)%bdr,bón phân chuồng 20m3/ha là công thức cho năng suất cao nhất (28Tấn/ha), lượng nước tưới bằng 58% khu đối chứng. Hiệu quả của công nghệ tưới nhỏ giọt là tương đối cao; suất đầu tư 47,8 trđ/1ha, tiết kiệm được 17,5 công/ha/vụ; tiết kiệm được lượng nước (1462-1637)m3/ha/vụ; tổng chi phí sản xuất cho 1 ha là 78,2 trđ; sản lượng thu hoạch được 53 tấn/năm*4trđ = 212trđ, như vậy chỉ sau 1,25 năm là đã hoàn được vốn.
Chế độ tưới, kỹ thuật tưới cho cây Thanh Long, nghiên cứu được thí nghiệm trên khu ruộng có diện tích 3,74ha tại xã Hàm Kiện, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận (Nam Trung Bộ), tưới theo 2 công thức tưới giữ ẩm bmin ÷ bmax, (duy trì 70%-100%bdr (CT1) , duy trì 60%-100%bdr (CT2), chia làm 7 lô thí nghiệm và lấy bmax làm độ ẩm tối đa đồng ruộng. các chỉ tiêu cơ bản được xác định:
BẢNG 3. KẾT QUẢ MỨC TƯỚI CHO CÂY THANH LONG CỦA CÁC CÔNG THỨC TƯỚI
| Công thức tưới | Mức tưới (m3/ha) | So với đối chứng (%) | ||
| Cây 3 tuổi | Cây trưởng thành | Cây 3 tuổi | Cây trưởng thành | |
| CT1 | 1092 | 1717,2 | 46 | 72 |
| CT2 | 1130 | 1785 | 33 | 56 |
Kết quả là cây Thanh Long cho năng suất cao nhất khi duy trì độ ẩm trong khoảng (70%-100)%bdr và áp dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt để cấp nước cho cây. Viêc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây Thanh Long đem lại hiệu quả kinh tế rất cao, tỷ suất lợi nhuận B/C đạt 3,2, hệ số kinh tế nội hoàn IRR đạt 72,24%, chỉ cần 2 năm là đã hoàn vốn.
IV. Kết luận
Giải pháp công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước là một giải pháp hữu hiệu, có tính đột phá cho vùng khô han, thiếu nguồn nước và trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao nhằm gia tăng chuỗi giá trị nông sản, cải thiện đời sống người dân. Tiềm năng phát triển công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước ở Việt Nam còn rất lớn cả về phạm vi và quy mô. Để phát triển ứng dụng các công nghệ tưới tiết kiệm nước trên diện rộng cần nghiên cứu các giải pháp tích hợp, hoàn thiện công nghệ, thiết bị nhằm giảm giá thành đầu tư xây dựng hạ tầng kỹ thuật tưới tiên tiến, tiết kiệm nước. Ngoài giải pháp về công nghệ cũng cần nghiên cứu các giải pháp cơ chế chính sách khuyến khích áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước, như chính sách khuyến khích đầu tư công – tư trong xây dựng, quản lý khai thác công trình tưới tiên tiến, tiết kiệm nước cho cây trồng cạn chủ lực có thị trường, chính sách liên kết giữa tổ chức khoa học công nghệ với doanh nghiệp để sản xuất quy mô lớn, cung ứng công nghệ, thiết bị, cấu kiện tưới tiên tiến, tiết kiệm nước.
Tài liệu tham khảo
1. Niên giám thống kê ngành nông nghiệp, 2013
2. Lê Trung Tuân (2008). Các giải pháp công nghệ trữ nước tại chỗ phục vụ canh tác bền vững trên đất dốc và bảo vệ đất chống xói mòn”.
3. Nguyễn Quang Trung (2011). Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho cây Nho và Than hlong tại vùng khô hạn Nam Trung Bộ