BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
……o0o……
NGUY N V N TUY N
NGHI N CỨU
H NH QUẢN
NƢỚC
TRONG H THỐNG C NH TÁC TỔNG H P
V NG NGẬP
ĐỒNG ẰNG
S NG CỬU ONG Đ TH CH ỨNG
VỚI I N ĐỔI H HẬU
LUẬN ÁN TI N SỸ
NGÀNH
I TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC
Cần Thơ, 2017
HO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
I TRƢỜNG VÀ TÀI NGUY N THI N NHI N
……o0o……
NGUY N V N TUY N
NGHI N CỨU
H NH QUẢN
NƢỚC
TRONG H THỐNG C NH TÁC TỔNG H P
V NG NGẬP
ĐỒNG ẰNG
S NG CỬU ONG Đ TH CH ỨNG
VỚI I N ĐỔI H HẬU
LUẬN ÁN TI N SỸ
NGÀNH
I TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC
CÁN Ộ HƢỚNG DẪN
PGS.TS. V N PHẠ
TS. PHẠ
HO HỌC
Đ NG TR
V N TOÀN
Cần Thơ, 2017
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 12.0). 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 4.0). 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 3.956 ha (chiếm 0,58%). 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 302.348 ha (chiếm 88,69 %). 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
ii
ng can tác
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 12.0). 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 4.0). 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 uplandcrop 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.TS. 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.TS.
Nguyễn H u Chiếm và PGS.TS. Nguyễn Văn Công. Xin gửi lời cảm n đến
hai thầy PGS. TS. 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 .............................................................................. 1
1.1 Giới thiệu ................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 2
1.3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 3
1.4 Giới hạn của nghiên cứu ............................................................................ 3
1.5 ngh a khoa học và ý ngh a thực tiễn của luận án ..................................... 3
1.5.1 ngh a khoa học ..................................................................................... 3
1.5.2 ngh a thực tiễn ..................................................................................... 4
1.6 Điểm mới của luận án ................................................................................ 4
CH NG 2: T NG QUAN T I LI U ........................................................... 5
2.1 Tổng quan về đánh giá đất đai .................................................................... 5
2.1.1 Định ngh a về đất ..................................................................................... 5
2.1.2 Định ngh a đất đai .................................................................................... 5
2.1.3 Hệ thống sử dụng đất đai ......................................................................... 6
2.2 Tổng quan về phư ng pháp đánh giá thích nghi đất đai .............................. 7
2.2.1 Phư ng pháp trước FAO (1976) ............................................................... 7
2.2.2 Phư ng pháp FAO (1976) ........................................................................ 7
2.2.3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước .......................... 8
2.2.4 Định lượng về hiệu quả kinh tế trong phư ng pháp đánh giá thích nghi
đất đai ...................................................................................................... 9
2.3 Tổng quan về các hệ thống canh tác nông nghiệp ở ĐBSCL .................... 13
2.3.1 Hiện trạng phân bố các hệ thống canh tác .............................................. 13
2.3.2 Hệ thống canh tác thích nghi triển vọng ................................................. 17
2.4 Tổng quan về cây trồng cạn và cây lúa ..................................................... 18
2.4.1 Tình hình sản xuất cây màu và cây lúa ................................................... 18
2.4.2 Tổng hợp các thông tin của cây trồng cạn và cây lúa .............................. 21
2.4.3 Hiệu quả kinh tế của sản xuất cây màu và cây lúa .................................. 22
2.5 Tác động của Biến đổi khí hậu đến nền nông nghiệp ở ĐBSCL và các giải
pháp thích ứng ......................................................................................... 23
2.6 Canh tác tiết kiệm nước ........................................................................... 24
2.7 Tổng quan về cân bằng nước .................................................................... 25
2.7.1 Cân bằng nước trong ruộng lúa .............................................................. 26
2.7.2 Cân bằng nước ở ruộng b p ................................................................... 26
2.8 Tổng quan về nhu cầu nước của cây trồng................................................ 27
2.9 Cách xác định lượng nhu cầu nước của cây trồng ..................................... 29
2.10 Giới thiệu mô hình AQUACROP ........................................................... 30
2.11 Các nghiên cứu đ thực hiện về đánh giá hiệu quả kinh tế ...................... 31
2.12Tổng quan về các phư ng pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước ............. 32
2.13Ứng dụng mô hình Aquacrop mô phỏng năng suất – nước cho cây trồng. 33
2.13.1 Ngoài nước........................................................................................ 33
2.13.2 Trong nước........................................................................................ 35
2.13.3 Đánh giá ưu điểm và khuyết điểm của mô hình Aquacrop ................. 36
2.14 Tổng quan về địa điểm nghiên cứu ......................................................... 36
2.14.1 Vị trí địa lý tỉnh An Giang ................................................................. 36
2.14.2 Vị trí địa lý huyện Châu Phú, tỉnh An Giang ..................................... 37
vii
2.14.3 Điều kiện tự nhiên của tỉnh An Giang ............................................... 37
CH NG 3: PH NG TI N V PH NG PH P NGHI N CỨU ........... 41
3.1 Tiến trình thực hiện nghiên cứu chung của luận án .................................. 41
3.2 Nội dung 1: Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang. ........................... 42
3.2.1 Các bước thực hiện nội dung 1 ............................................................... 42
3.2.2 Phư ng pháp thu thập số liệu thứ cấp ..................................................... 43
3.2.3 Phư ng pháp đánh giá thích nghi đất đai tự nhiên .................................. 43
3.2.4 Phư ng pháp điều tra nông hộ ................................................................ 44
3.2.5 Phư ng pháp phân tích số liệu ............................................................... 45
3.2.6 Phư ng pháp phân tích SWOT ............................................................... 46
3.2.7 Phư ng pháp xử lý số liệu ...................................................................... 48
3.3 Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng cạn ở mô hình
thí nghiệm ................................................................................................ 48
3.3.1 Các bước thực hiện nội dung 2 ............................................................... 48
3.3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................... 49
3.3.3 Bố trí thí nghiệm .................................................................................... 49
3.3.4 Lấy mẫu và phân tích đất ....................................................................... 51
3.3.5 Tính toán lượng nước tưới, thời điểm tưới, nguồn nước tưới .................. 52
3.3.6 Công thức bón phân ............................................................................... 53
3.3.7 Chỉ tiêu và phư ng pháp xác định các chỉ tiêu ....................................... 54
3.3.8 Kiểm định và đánh giá mô hình Aquacrop ............................................. 55
3.3.9 Phư ng pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước ....................................... 55
3.3.10 Phư ng tiện nghiên cứu ..................................................................... 58
3.3.11 Phư ng pháp xử lý số liệu ................................................................... 58
3.4 Nội dung 3: Xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các
cây trồng khác nhau. ................................................................................ 58
CH NG 4: K T QU V TH O LU N .................................................. 59
4.1 Đánh giá về đất đai tỉnh An Giang ........................................................... 59
4.2.1 Hiện trạng canh tác nông nghiệp tỉnh An Giang ..................................... 59
4.2.2 Bản đồ đ n vị đất đai ............................................................................. 61
4.2.3 Phân tích và mô tả các kiểu sử dụng đất đai chọn lọc ............................. 63
4.2.4 Chất lượng đất đai và yêu cầu sử dụng đất đai cho các kiểu sử dụng đất
đai tỉnh An Giang................................................................................... 64
4.2.5 Phân hạng khả năng thích nghi đất đai tỉnh An Giang ............................ 65
4.2.6 Phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên tỉnh An Giang ............................. 65
4.2.7 Nhận xét và lựa chọn các kiểu sử dụng đất thích hợp cho tỉnh An Giang 70
4.2.8 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - x hội của sản xuất nông nghiệp huyện
Châu Phú tỉnh An Giang ........................................................................ 71
4.2.9 Đánh giá thuận lợi và khó khăn khi chuyển đổi canh tác từ cây lúa sang
cây màu ................................................................................................. 78
4.2 Đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong mô hình thí nghiệm ...................... 80
4.2.1 Đ c điểm lý hóa của khu đất thí nghiệm ................................................ 80
4.2.2 Tính toán nhu cầu tưới của cây b p và cây ớt......................................... 82
4.2.3 Kiểm định và đánh giá mô hình AQUACROP ....................................... 85
4.2.4 Đánh giá hiệu quả sử dụng nước ............................................................ 91
4.3 Tìm qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng .................... 94
viii
4.3.1 Trường hợp canh nhiều loại cây màu ..................................................... 95
4.3.2 Trường hợp canh tác 1 loại cây màu ...................................................... 96
CH NG 5: K T LU N V KI N NGH .................................................. 99
5.1 Kết Luận .................................................................................................. 99
5.2 Kiến nghị ................................................................................................. 99
T I LI U THAM KH O ............................................................................ 100
ix
DANH SÁCH ẢNG
Bảng 2.1: Sự phân chia các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống sử dụng đất đai ... 6
Bảng 2.2: Kết quả phân tích các đ c tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất
(LUT) ở huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh (Triệu đồng/ha/năm).(Lê
Thị Linh et al., 2011) ................................................................... 12
Bảng 2.3: : Kết quả phân tích các đ c tính kinh tế của các kiểu sử dụng đất
(LUT) ở huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu (Triệu đồng/ha/năm).
(Phan Ngọc Duyên, 2006) ........................................................... 12
Bảng 2.4: Tổng hợp thông tin về một số cây trồng ....................................... 21
Bảng 3.1: Ma trận SWOT ............................................................................. 46
Bảng 3.2: Các mô hình canh tác được theo d i trong thời gian 5 năm từ năm
2012-2016 ................................................................................... 50
Bảng 3.3: Bảng tra CN theo ẩm độ đất thực tế và hệ số thấm b o hòa .......... 57
Bảng 3.4: Các thông số về cây trồng trong mô hình thí nghiệm .................... 58
Bảng 4.1: Diện tích và t lệ các mô hình canh tác chính của tỉnh An Giang
năm 2011 ..................................................................................... 60
Bảng 4.2: Đ n vị đất đai tỉnh An Giang ........................................................ 61
Bảng 4.3: Yêu cầu chất lượng đất đai cho các mô hình sản xuất nông nghiệp
tỉnh An Giang .............................................................................. 65
Bảng 4.4: Diện tích mức độ thích nghi của từng kiểu sử dụng đất đai tỉnh An
Giang........................................................................................... 66
Bảng 4.5: Kết quả phân vùng thích nghi tự nhiên tỉnh An Giang .................. 67
Bảng 4.6: Diện tích vùng thích nghi tự nhiên theo đ n vị hành chính huyện
thuộc tỉnh An Giang .................................................................... 67
Bảng 4.7: Thông tin chung về nông hộ tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang .. 73
Bảng 4.8: Các loại giống lúa được gieo sạ ở vụ Đông - Xuân năm 2012 ....... 74
Bảng 4.9: Các loại giống cây màu được trồng ở vụ Đông-Xuân năm 2012 .. 75
Bảng 4.10: Chi phí sản xuất của mô hình canh tác lúa và màu trong vụ ĐôngXuân và H -Thu năm 2012 .......................................................... 76
Bảng 4.11: Chỉ số tài chính của mô hình canh tác lúa và màu trong vụ ĐôngXuân và H -Thu năm 2012 .......................................................... 77
Bảng 4.12: Phân tích SWOT khi nông dân chuyển đổi lúa sang cây màu...... 78
Bảng 4.13: Đ c điểm lý hóa của các mô hình canh tác trong khu đất thí
nghiệm ........................................................................................ 80
Bảng 4.14: Các thông số của cây ớt và b p tại điểm thí nghiệm năm 2012 ... 83
Bảng 4.15: Một số đ c tính đất đai tại địa điểm nghiên cứu năm 2012 tại x
V nh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, An Giang .......................... 84
Bảng 4.16: Các thông số của cây b p và cây ớt được hiệu chỉnh .................. 84
Bảng 4.17: Lượng tưới và số lần tưới cho cây b p và cây ớt ......................... 85
Bảng 4.18: Kết quả mô phỏng sinh khối của cây b p .................................... 88
Bảng 4.19: Kết quả đánh giá mô hình cho cây b p và cây ớt về khối lượng sản
phẩm ........................................................................................... 89
x
Bảng 4.20: Kết quả mô phỏng năng suất của cây b p và cây ớt .................... 90
Bảng 4.21: Lượng nước tưới và hiệu quả sử dụng nước của các mô hình canh
tác trong 1 năm ............................................................................ 91
Bảng 4.22: Lượng nước tưới và hiệu quả sử dụng nước của cây trồng theo
mùa vụ ........................................................................................ 93
Bảng 4.23: Bảng tra CN theo ẩm độ đất thực tế và hệ số thấm b o hòa ........ 97
xi
D NH SÁCH H NH
Hình 2.1: Vùng sinh thái nông nghiệp ở ĐBSCL .......................................... 14
Hình 2.2: Phân bố các HTCT chính ở ĐBSCL ............................................. 16
Hình 2.3: Diện tích canh tác lúa ở ĐBSCL ................................................... 20
Hình 2.4: Diện tích canh tác lúa ở An Giang ................................................ 21
Hình 2.5: Cân bằng nước ở ruộng b p .......................................................... 26
Hình 2.6: Cấu trúc mô hình Aquacrop với các thành phần đất-cây trồng-khí
quyển........................................................................................... 30
Hình 2.7: Vị trí huyện Châu Phú, tỉnh An Giang .......................................... 37
Hình 2.8: Nhiệt độ Tmax, Tmin và TTB từ năm 1995-2015 ......................... 38
Hình 2.9: Lượng mưa tích lũy trung bình tại Châu Đốc từ năm 1995-2015... 38
Hình 2.10: Mực nước lũ qua các năm tại Tân Châu và Châu Đốc ................. 39
Hình 2.11: Lưu lượng nước qua các năm tại Tân Châu và Châu Đốc ............ 39
Hình 2.12: Bản đồ ngập lũ của tỉnh An Giang qua các năm .......................... 40
Hình 3.1: Tiến trình thực hiện nội dung nghiên cứu của luận án ................... 41
Hình 3.2: Tiến trình thực hiện đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang. .... 42
Hình 3.3: Quy trình đánh giá đất đai tự nhiên ............................................... 44
Hình 3.4: Vị trí thực hiện nghiên cứu ........................................................... 45
Hình 3.5: Tiến trình thực hiện đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây trồng
cạn............................................................................................... 48
Hình 3.6: S đồ bố trí thí nghiệm ................................................................. 50
Hình 3.7: Lịch mùa vụ của mô hình canh tác ................................................ 51
Hình 3.8: Vị trí và độ sâu lấy mẫu đất .......................................................... 51
Hình 3.9: S đồ thực hiện mô phỏng lượng nước tưới và năng suất .............. 52
Hình 4.1: Bản đồ hiện trạng canh tác nông nghiệp tỉnh An Giang năm 2011 59
Hình 4.2: Bản đồ đ n vị đất đai tỉnh An Giang ............................................. 61
Hình 4.3: Lịch thời vụ các mô hình sản xuất nông nghiệp tại tỉnh An Giang 64
Hình 4.4: Bản đồ thích nghi tự nhiên tỉnh An Giang ..................................... 68
Hình 4.5: Bản đồ hiện trạng đê bao huyện Châu Phú năm 2015.................... 71
Hình 4.6: Bản đồ hiện trạng kênh rạch huyện Châu Phú năm 2011 ............... 72
Hình 4.7: Nhiệt độ, lượng mưa, bốc thoát h i tham chiếu tại Châu Đốc ....... 82
Hình 4.8: Số giờ n ng, vận tốc gió, ẩm độ tại Châu Đốc năm 2011 .............. 82
Hình 4.9: Lượng nước tưới mô phỏng của cây b p vụ Đông-Xuân năm 2012 85
Hình 4.10: Lượng nước tưới mô phỏng của cây ớt vụ H -Thu năm 2012 ..... 85
Hình 4.11: Nhiệt độ, lượng mưa và bốc thoát h i tham chiếu tại Châu Đốc .. 86
Hình 4.12: Độ ẩm, tốc độ gió, số giờ n ng trung bình tại Châu Đốc ............. 86
Hình 4.13: Lượng nước tưới thực tế của cây b p vụ Đông-Xuân năm 2012 .. 87
Hình 4.14: Lượng nước tưới thực tế của cây ớt vụ H -Thu năm 2012 .......... 87
Hình 4.15: Sinh khối b p và ớt mô phỏng và thực tế vụ Đông-Xuân năm 2012
.................................................................................................... 89
Hình 4.16: Năng suất b p và ớt mô phỏng và thực tế qua các năm ............... 90
Hình 4.17: Qui trình xác định hiệu quả sử dụng nước cho cây màu .............. 95
Hình 4.18: Qui trình xác định hiệu quả sử dụng nước cho cây màu .............. 96
xii
D NH
Từ viết t t
ỤC CÁC TỪ VI T TẮT
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ADPC
Asian Disaster
Preparedness Center
Trung tâm Ứng phó thiên tai
Châu
ARCC
American Rivers
Conservation Council
Ủy ban bảo tồn các sông của M
Alternate Wet Dry
Benefit –costs ratio
Tưới ướt khô xen kẽ
T số lợi ích –chi phí
Biến đổi khí hậu
Bảo vệ thực vật
Độ phủ tán lá ban đầu
Độ phủ tán lá tối đa
AWD
BCR
BĐKH
BVTV
CCo
CCx
CDC
CGC
CSDL
ĐBSCL
ĐVĐĐ
ĐX
EF
ET
ETc
ETo
FAO
FAOSTAT
FC
FCC
FLI
HIo
HT
HTCT
HLC
Initial canopy cover
Maximum canopy cover
Canopy development
Hệ số phát triển độ phủ tán lá
Cover
Canopy growth coefficient Hệ số tăng trưởng tán lá
C sở d liệu
Đồng Bằng Sông Cửu Long
Đ n vị đất đai
Đông Xuân
The modelling efficiency
Hiệu suất mô hình
Evapotranspiration
Bốc thoát h i
Crop evapotranspiration
Bốc thoát h i cây trồng
Reference
Bốc thoát h i tham chiếu
evapotranspiration
Food and Agriculture
Tổ chức lư ng thực và nông
organization
nghiệp liện hiệp quốc
Food and Agriculture
Organization Statistics
Thống kê của tổ chức lư ng thực
và nông nghiệp liện hiệp quốc
Field capacity
Fertility Capability
Classification
Family Labour Income
Reference harvest index
Thủy dung
Hệ thống phân loại độ phì
Household Labour Cost
xiii
Thu nhập lao động gia đình
Chỉ số thu hoạch tham chiếu
H Thu
Hệ thống canh tác
Chi phí lao động gia đình
IASVN
Institude of Agricultural
Science for southern
VietNam
Viện khoa học k thuật Miền
Nam
ICEM
International Center
Environmental
Management
Trung tâm quản lý môi trường
quốc tế
ICRAF
International Center for
research in Agroforestry
Trung tâm nghiên cứu nông
nghiệp quốc tế
IQQM
Intergrated Quality and
Quality Model
Mô hình canh tác cân bằng nước
KTTV
LĐGĐ
LUT
MDI
MRC
NMRI
Land Use Type
Mekong Delta
Development Research
Institute
Mekong River
Commission
National Maize research
Intitute
NN&PTNT
NRMSE
NSTT
NTTS
PCR
PTNT
PRA
PWP
QA
QC
RMSE
SPR
SWOT
TC
TTBNNPTNT
TVP
UBND
WP
Normalized Root Mean
Square Error
Profit-costs ratio
Permanelt wilting point
Quality Assurance
Quality Cotrol
Root mean square error
Soil protection and
restoration
Strengths-WeaknessesOpportunities -Threats
Total costs
Total value product
Water Productive
xiv
Khí thượng thủy văn
Lao động gia đình
Kiểu sử dụng đất đai
Viện nghiên cứu phát triển
ĐBSCL
Ủy hội sông Mekong
Viện nghiên cứu B p
Nông nghiệp và phát triển nông
thôn
Căn bậc hai của sai số trung bình
bình phư ng chuẩn hóa
Năng suất thực tế
Nuôi trồng thủy sản
T suất lợi nhuận
Phát triển nông thôn
Đánh giá nhanh
Điểm héo v nh viễn
Đám bảo chất lượng
Kiểm soát chất lượng
Sai số tiêu chuẩn trung bình
Bảo vệ và phục hồi đất
Phư ng pháp phân tích SWOT
Tổng chi phí
Thông tư- Bộ nông nghiệp & phát
triển nông thôn
Tổng giá trị sản phẩm
Ủy ban nhân dân
Hiệu suất nước
CHƢƠNG 1: GIỚI THI U
1.1 Giới thiệu
Nước và an ninh lư ng thực là vấn đề được thế giới quan tâm nhiều.
Biến đổi khí hậu đ làm cho nguồn nước ngọt h u dụng trên thế giới ngày
càng trở nên cạn kiệt. Chính vì vậy, tài nguyên nước đang cần được bảo vệ,
tiết kiệm và sử dụng hợp lý (Đinh Thị Như Trang, 2014). Các nước phát triển
trên thế giới đ thực hiện nhiều giải pháp tổng thể nhằm quản lý, phát triển và
sử dụng tiết kiệm tài nguyên nước đạt hiệu quả kinh tế cao. Cụ thể, ở
Campuchia, một trong các giải pháp để ứng phó với hiện tượng khô hạn là xây
dựng ao hồ để tr nước vào mùa mưa, người dân quanh hồ Tonle Sap đ tr
nước lũ trong đầm lầy để tưới vào mùa khô (Fox and Ledgerwood, 1999). Ở
Đông B c bang Rajasthan, Ấn Độ, chính phủ đ xây dựng khoảng 10.000
công trình tr nước dưới đất đ giúp tưới được 14.000 ha cho ngũ cốc, rau và
hoa màu (Panigrahi et al., 2011). Ngoài ra, vùng bán khô cằn ở Châu Phi đ
xây dựng hệ thống hồ chứa nước mưa tự nhiên phục vụ cho sản xuất nông
nghiệp (Traore and Wang, 2011).
Đối với Việt Nam cũng g p các khó khăn về nước cũng như là bị thu hẹp
diện tích sản xuất nông nghiệp và có thể dẫn đến mất an ninh về lư ng thực.
Tình hình hạn hán, xâm nhập m n kéo dài từ năm 2015 - 2016 đ làm khoảng
369.000 hộ dân thiếu nước sinh hoạt, 250.000 ha lúa, 19.000 ha hoa màu,
37.000 ha cây ăn quả tập trung, 164.000 ha cây lâu năm, 6.900 ha nuôi trồng
thủy sản bị thiệt hại (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2016). Đối với
thủy lợi, các tỉnh cần quản lý ch t chẽ nguồn nước, tổ chức lấy nước và tích
tr vào các ao, hồ, trục sông, trục kênh. Thực hiện tưới tiết kiệm nước, không
để rò rỉ, thất thoát nước trên hệ thống kênh rạch nội đồng (Nguyễn Thanh
S n, 2009). Nạo vét một số trục kênh chính, củng cố bờ bao ngăn m n, tr
ngọt, sửa ch a các cống, điều tiết nước... để tăng khả năng tr nước ngọt (Bộ
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2015).
Vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) cũng g p khó khăn về nước
và an ninh lư ng thực do biến đổi khí hậu và gia tăng sử dụng nước ở thượng
nguồn đ c biệt trong mùa khô. Trong điều kiện biến đổi khí hậu (BĐKH) hiện
nay, các biểu hiện như: gia tăng mực nước biển, gia tăng nhiệt độ, thay đổi
lượng mưa và các hiện tượng thời tiết cực đoan đ ảnh hưởng đáng kể (cả trực
tiếp và gián tiếp) đến các hệ thống canh tác nông nghiệp ĐBSCL (Lê Anh
Tuấn, 2016). Ngoài biến đổi khí hậu, việc việc gia tăng sử dụng nước sông
Mekong cũng làm lượng nước về ĐBSCL giảm (Osborme, 2009). Cụ thể, Lào
và Campuchia đang dự kiến tăng diện tích sản suất lúa lên 31.000 ha thông
qua việc tận dụng nguồn nước sông MeKong để tưới (ICEM, 1999), Thái Lan
1
đang tiến hành dự án (Kong-Loei-Chi-Mun) chuyển nước từ dòng sông
MeKong đến các khu vực hạn hán vùng Đông B c Thái Lan, tất cả các yếu tố
trên đều ảnh hưởng tiêu cực đến ĐBSCL (MRC, 2016). Việc tăng sử dụng
nước ở đầu nguồn sông MeKong làm giảm lưu lượng nước từ thượng nguồn
chảy đến và thiếu nước vào mùa khô ở vùng hạ lưu sông MeKong làm đất
đồng bằng giảm đánh kể lượng phù sa, nước m n xâm nhập ngày càng sâu vào
đất liền vùng ven biển cả về không gian và thời gian (Lu and Siew, 2006).
Nh ng phân tích trên cho thấy việc phát triển kinh tế nông nghiệp ở
ĐBSCL một cách bền v ng thì đòi hỏi phải có nh ng nghiên cứu về nhu cầu
tưới của cây trồng và hiệu quả sử dụng nước. Việc xác định nhu cầu tưới của
cây trồng giúp cho việc xác định chế độ tưới cho cây trồng hợp lý. Xác định
hiệu quả sử dụng nước giúp xác định được cây màu nào sử dụng nước phù
hợp nhất đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao. Do đó câu
hỏi nghiên cứu được đ t ra là:
(1) Cây màu nào tiết kiệm tài nguyên nước và đem lại hiệu quả kinh tế
trong sản xuất nông nghiệp cao?
(2) Qui trình nào giúp đánh giá nhanh hiệu quả sử dụng nước cho cây
trồng khác nhau?
Chính vì vậy 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”
được thực hiện nhằm góp phần phục vụ cho mục tiêu phát triển nông nghiệp
bền v ng trong bối cảnh nguồn nước không ổn định ở đầu nguồn tình An
Giang.
Giả thiết nghiên cứu:
(1) Đưa cây màu vào trồng trên nền đất lúa sẽ có hiệu quả sử dụng nước
tưới cao h n.
(2) Có thể phát triển một qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho
các loại cây màu.
1.2 Mục ti u nghi n cứu
Mục tiêu tổng quát: Xác định nhu cầu tưới cho cây màu và đánh giá
hiệu quả sử dụng nước tưới trong nông nghiệp để phục vụ cho mục tiêu phát
triển nông nghiệp bền v ng trong bối cảnh nguồn nước không ổn định ở đầu
nguồn tỉnh An Giang
2
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định loại cây màu canh tác trên nền đất lúa sử dụng tài nguyên
nước ít mà đem lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất nông nghiệp.
- Xác định qui trình giúp các nhà khoa học, nhà quản lý và nông dân
đánh giá nhanh hiệu quả sử dụng nước.
1.3 Nội dung nghi n cứu
Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu trên, nghiên cứu thực hiện 3
nội dung sau:
(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
(3) Xác định qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng
khác nhau ở tỉnh An Giang.
1.4 Giới hạn của nghi n cứu
Phạm vi nghi n cứu: Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây b p, ớt
trong mùa vụ Đông - Xuân và H - Thu vùng ngập lũ huyện Châu Phú, tỉnh
An Giang.
Thời gian nghi n cứu: Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 01/2012 đến
tháng 08/2016.
Đối tƣợng nghi n cứu: Nghiên cứu tập trung đánh giá tính thích nghi
cho mô hình màu - màu và lúa - màu trên nền đất lúa ở tỉnh An Giang, xác
định nhu cầu tưới của cây b p và cây ớt trong vụ Đông - Xuân và H - Thu.
Ngoài ra, nghiên cứu còn tập trung xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử
dụng nước tưới vùng An Giang.
1.5
ngh a khoa học v
1.5.1
ngh a th c ti n của luận án
ngh a khoa học
ngh a khoa học của nghiên cứu là trong điều kiện biến đổi khí hậu và
gia tăng việc sử dụng nước ở thượng nguồn sông MeKong thì việc xác định
nhu cầu nước của cây trồng và tìm cách thức quản lý hiệu quả sử dụng nước
theo hướng tiết kiệm để thích ứng trong điều kiện thiếu nước tưới. Ngoài ra,
xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho loại cây màu khác
nhau cho vùng An Giang phục vụ phát triển nông nghiệp bền v ng cho tỉnh
An Giang.
3
1.5.2
ngh a th c ti n
Việc canh tác tiết kiệm nước ở vùng thượng nguồn giúp tiết kiệm nước
cho vùng hạ lưu (đ c biệt là trong mùa khô).
Việc luân canh (đưa cây màu trồng trên nền đất lúa), sau đó thực hành
tưới tiết kiệm nước cho cây màu góp phần tăng lợi nhuận do giảm chi phí vận
hành b m tưới.
Việc thực hiện luân canh lúa màu góp phần đa dạng hóa mô hình canh
tác phá thế độc canh cây lúa, cải thiện độ phì nhiêu cho đất. Về m t môi
trường, góp phần giảm thiểu phát thải khí hiệu ứng nhà kính do canh tác lúa 3
vụ liên tục.
Qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước giúp đánh giá hiệu quả sử
dụng nước tưới cho cây trồng khác nhau. Qui trình giúp đánh giá canh tác loại
cây nào sử dụng ít nước mà đem lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện
nguồn nước không ổn định.
1.6 Đi m mới của luận án
So với các công trình nghiên cứu gần đây, nghiên cứu tập trung vào một
số điểm mới c bản sau:
- Đưa cây màu vào trồng trên nền đất lúa, sau đó đánh giá hiệu quả sử
dụng nước của mô hình canh tác và cây màu trên nền đất lúa tại Châu Phú, An
Giang dựa trên đánh giá t số iệu quả in t trong sản u t n ng ng iệp trên
m3 nước sử dụng.
- Xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước tiêu biểu cho các
cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang. p dụng qui trình đánh giá hiệu quả sử
dụng nước cho cây màu nhằm biết được cây màu nào tiết kiệm được tài
nguyên nước và đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp.
4
- Xem thêm -