I. Mở đầu

Diện tích lúa có tưới ở ĐBSCL tăng nhanh từ 40% lên 70% chỉ trong 10 năm. Tuy nhiên, nhiều vùng còn bị thiếu nước trong mùa khô, theo tính toán thì đến năm 2025 khoảng 2 triệu ha lúa có tưới vào mùa khô và 13 triệu ha có tưới vào đầu mùa mưa ở Châu Á rơi vào tình trạng thiếu nước. Nghiêm trọng hơn nữa hầu hết 22 triệu ha lúa có tưới trong mùa khô ở Nam và Đông Nam Á sẽ bị thiếu nước ở ngưỡng kinh tế, Bouman và ctv., (2002); Tuong và Bouman (2003). Ở ĐBSCL vụ Đông Xuân và Xuân Hè nhu cầu nước tưới cho lúa ngày càng tăng do tăng diện tích. Xuất phát từ các vấn đề trên việc quản lý tưới nước, tưới nước tiết kiệm cần được chú trọng để không ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng lúa gạo. Cây trồng cạn có nhu cầu nước để thỏa mãn bốc thoát hơi nước thấp hơn so với cây lúa. Một số cây trồng cạn có thời gian sinh trưởng ngắn, nhưng lại có giá trị kinh tế cao như: Đâu nành, đậu xanh, ngô… (Lê Sâm và ctv., 1998).

II. Nhu cầu nước qua các thời kỳ sinh trưởng của cây lúa

1. Thời kỳ sạ-mạ

            Sau khi sạ cần đảm bảo đủ ẩm và nước để hạt giống nẩy mầm và hạn chế cỏ dại phát triển. Hạt lúa nẩy mầm tốt trong điều kiện nhiệt độ từ 27-37oC, độ ẩm đất từ 85-98%. Thời kỳ mới sạ đến mạ có 3 lá, chế độ nước liên quan đến nhiệt độ và oxy. Nếu ruộng làm đất kỹ, bằng phẳng cần giữ nước bảo hòa hay giữ một lớp nước 2-5 cm để bộ rễ lúa phát triển và hút thức ăn thuận lợi.

2. Thời kỳ cuối đẻ nhánh-trước làm đòng

            Sau khi lúa đẻ nhánh rộ, nếu cần tăng cường đẻ nhánh thì rút cạn nước chỉ vừa đủ ẩm, giun trong đất hoạt động mạnh làm đất thoáng khí, cây lúa đẻ thêm một số nhánh lúc đó cần đưa nước vào ruộng trở lại 5-6 cm để các nhánh đã đẻ phát triển tốt.

3. Thời kỳ làm đòng đến trổ

            Trong thời kỳ này, cây lúa phát triển ở mức cao nhất, nhu cầu nước cao, nếu thiếu nước dù là thời gian ngắn cũng ảnh hưởng đến năng suất. Lớp nước bề mặt đủ cho cây lúa sử dụng và nhiệt độ đất được điều hòa, kích thích bộ rễ ăn sâu và đâm ngang hút được nhiều dinh dưỡng hơn. Khi độ ẩm đất xuống dưới 60% thì năng suất lúa bị giảm.

4. Thời kỳ trổ đến chín

            Sau khi lúa trổ bông, các sản phẩm quang hợp tích lũy ở thân lá chuyển vào hạt. Vì vậy, thời kỳ này cây thiếu nước sẽ ảnh hưởng đến năng suất, nhưng nếu giữ lớp nước trên ruộng trong suốt thời kỳ này thì lúa chín chậm, hàm lượng nước trong hạt cao, chất lượng sản phẩm không tốt. Rút nước ruộng khi bông lúa đỏ đuôi sẽ làm bông lúa chín nhanh, thuận lợi cho thu hoạch.

            Khô hạn làm ức chế ra lá và lá phát triển chậm, giảm diện tích lá, từ đó giảm quang tổng hợp của lá. Khô hạn ảnh hưởng đến phân chia và lớn lên của tế bào. Sự tăng trưởng của lá bị giảm khi ẩm độ đất xuống dưới độ ẩm bảo hòa (hiệu thế nước cao hơn 1 kPa) tương đương khoảng 30% nước ngầm trong đất.

Khí khổng đóng kín, dẫn đến giảm tốc độ bốc hơi nước trên tán lá cây và giảm quang hợp. Khi khô hạn khí khổng không đóng kín ngay, vì thế cây vẫn còn quang hợp cho đến khi khí khổng đóng kín hẳn. Sự đồng hóa không đóng góp cho tăng trưởng, nhưng đóng góp cho tích lũy trong lá, thân và rễ. Khí khổng đóng kín là lúc thế năng nước trên lá cao hơn các bộ phận khác của cây và sự bốc hơi giảm dần vào khoảng 750 kPa. Ở giống lúa cải thiện năng suất cao như IR73, khí khổng bắt đầu đóng lại lúc thế năng nước trong đất đạt 75 kPa. Lá lúa cuốn lại dẫn đến giảm diện tích hữu hiệu của lá trong tiếp nhận ánh sáng. Khi thế năng nước trong đất đạt 630 kPa làm lá già cỗi nhanh, giảm sự che phủ và quang hợp. Thiếu nước rễ tăng trưởng nhiều hơn, rễ ăn sâu để tìm nguồn nước ở lớp đất bên dưới, khi thiếu nước trầm trọng làm giảm chiều cao cây và dẫn đến năng suất giảm.

Lúa mẫn cảm với thiếu nước ngầm trong giai đoạn trổ bông, ảnh hưởng đến sự thụ phấn, thụ tinh, gia tăng gié bất thụ. Nếu khô hạn xảy ra ở giai đoạn này dẫn đến tỷ lệ gié trên bông giảm, vì thế sẽ giảm số hạt trên bông và năng suất lúa sẽ bị giảm.

            Vai trò của mực nước ngầm còn đánh giá chưa đúng mức. Các nghiên cứu ở Trung Quốc và Philippines thông qua quá trình tưới ngập liên tục, một lượng lớn nước trực di đã đưa mực nước ngầm dâng lên gần bề mặt. Điều này đúng với đất có kết cấu nặng và rút nước khó khăn ở tầng đế cày. Khi mực nước ngầm nằm ở độ sâu (-20) cm vẫn là nguồn nước cung cấp trực tiếp cho rễ hấp thu thông qua mao dẫn. Với mực nước ngầm nông, cây trồng sinh trưởng với một ít nước tưới vẫn tăng trưởng tốt vì được cung cấp nước từ mực nước ngầm.

III. Quản lý nước và gia tăng hiệu quả sử dụng nước cho lúa

Do sự phụ thuộc vào qui mô của hiệu quả tưới nước và lượng nước tiết kiệm, cho rằng để đánh giá hiệu quả tưới nước (Water Productivity WP) và lượng nước tiết kiệm (Water Input Saving WIS), điều quan trọng là phải (i) xác định giới hạn lĩnh vực quan tâm, và (ii) nghiên cứu đặc tính của cây trồng và quá trình chuyển đổi dòng chảy của nước. Sản lượng cây trồng (Pr) liên hệ với thoát hơi nước qua khí khổng của cây (T):

                                                        Pr = WPT * T                                                [1]

Trong đó WPT là hiệu quả của lượng nước thoát hơi.

Sự phụ thuộc lẫn nhau của các thành phần nước khác nhau trong một lĩnh vực chịu chi phối bởi phương trình cân bằng nước:

                                                     Qin = Qout +ΔS                                               [2]

Qin tiêu biểu cho các thành phần cung cấp nước chung, gồm nước tưới (I) và các lượng nước chảy vào không tưới (AInf) như nước mưa, dòng chảy mao dẫn từ các mực nước cạn và các dòng chảy ngang từ các vùng kế cận.

Qout bao gồm các dòng nước chảy ra nói chung như thoát hơi nước qua khí khổng của cây trồng (T), sự thoái hóa các nguồn nước không có lợi khác vào khí quyển (E, bốc hơi nước từ đất ẩm, thoát hơi nước từ cỏ dại, .v.v…) và dòng nước chảy ra các vùng chung quanh (Outf). ΔS tiêu biểu cho nước dự trữ trong vùng khảo sát. Phương trình [2] có thể được viết thành:

                                                    I+AInf=T+E+Outf+ΔS                                      [3]

                                                            T=I+AInf-E-Outf-ΔS

                                  Từ [1] và [3]      Pr=WPT*(I-E-Outf+AInf-ΔS)                       [4]

Trong phạm vi hệ thống lúa có tưới, mục tiêu gia tăng hiệu quả tưới nước và đo lường lượng nước tiết kiệm là (i) tối đa hóa sản lượng cây trồng, (ii) giảm thiểu sử dụng hoặc chi phí tưới nước mà không ảnh hưởng đến lượng nước có sẵn với thoát hơi nước của cây trồng. Từ phương trình [1] và [4], mục tiêu này có thể nhận được bởi 5 nguyên lý sau: (i) Gia tăng WPT; (ii) Giảm các sự thoái hoá không có lợi, E; (iii) Giảm các dòng chảy ra, Outf; (iv) Sử dụng có hiệu quả các dòng chảy vào khác trong lĩnh vực quan tâm, AInf; (v) Sử dụng có hiệu quả nước dự trữ (và vì thế giảm kích cỡ dự trữ của chúng, -ΔS) như là một nguồn cung cấp nước (Molden và ctv., 2003).

Các nhà lai tạo lúa đã đóng góp vào việc gia tăng hiệu quả sử dụng nước WPT bằng cách gia tăng năng suất kết hợp với giảm thời gian sinh trưởng, vì thế giảm được lượng thoát hơi nước. Năng suất hạt là sản phẩm của (i) lượng sinh khối tạo ra bởi quang hợp và (ii) lượng sinh khối tạo hạt, thường được diễn tả bằng chỉ số thu hoạch (HI). Một số tác giả cho rằng ngày nay HI có thể tiếp cận với giới hạn lý thuyết ở nhiều loại cây trồng. Nói chung, quá trình quang hợp chi phối sinh khối/đơn vị nước thoát hơi hoặc hiệu quả nước sử dụng (water use efficiency, WUE). Mặc dù có báo cáo là có sự khác nhau một ít về tốc độ quang hợp giữa các giống lúa trồng, WUE của loại hình lúa Japonica cao hơn loại hình lúa Indica tới 25-30% .

Lượng nước tưới cho ruộng lúa là từ 900-3000 mm nước, mặc dù nhu cầu thoát hơi nước của cây chỉ từ 350-550 mm. Nước cũng bị mất vào khí quyển qua quá trình bốc hơi nước khi làm đất (100-180 mm), bốc hơi từ đất và bề mặt nước trong ruộng lúa (150-200 mm) và thoát hơi nước từ cỏ dại. Các dòng chảy của nước ra khỏi ruộng bao gồm chảy vòng trong quá trình làm đất (350-1500 mm), từ thấm ngang và thấm sâu (300-1500 mm)/vụ. Hiệu quả sử dụng nước ngoài đồng (WPTWI) biến động rất lớn. Trên đất có thành phần cơ giới nhẹ, mực nước thủy cấp sâu và sử dụng giống lúa địa phương hiệu quả sử dụng nước rất thấp (từ 0,0 - <1,0) trong khi ở đất sét, mực nước thủy cấp cạn và sử dụng giống lúa lai như ở Trung Quốc, WP từ >1  - 2,2 (Cabangon và ctv., 2004).

Vì vậy, chiến lược và kỹ thuật để giảm lượng nước tưới và gia tăng hiệu quả sử dụng nước ở mức đồng ruộng đưa ra đảm bảo 5 nguyên lý đề cập trên:

- Gia tăng WP: Đối với một loại cây trồng và độ phì đất nhất định, việc quản lý cây trồng tốt, cung cấp đầy đủ, cân đối dưỡng chất, giảm sâu bệnh, cỏ dại sẽ gia tăng phát triển tán lá, năng suất tiềm năng. Hơn nữa, tích lũy sinh khối phụ thuộc phần lớn vào lượng bức xạ mặt trời mà tán lá tiếp nhận được. Mặt khác, bốc hơi và thoát hơi nước cũng phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết như nhiệt độ, tốc độ gió. Những thông số khí hậu này biến động rộng từ vùng này sang vùng khác, từ vụ này sang vụ khác.

- Làm giảm những suy thoái không có lợi: Để giảm bốc hơi nước là rút ngắn thời gian làm đất. Sự khép tán sớm sẽ giúp giảm bốc hơi nước sau khi gieo trồng, bằng cách sử dụng mật độ cây thích hợp và sử dụng các giống lúa sinh trưởng tốt có cường lực mạ cao. Các biện pháp này cũng giúp cây lúa cạnh tranh tốt hơn với cỏ dại và gia tăng năng suất lúa. Những biện pháp phòng trừ cỏ khác như san phẳng ruộng tốt, ngập nước đúng lúc, làm cỏ bằng tay, sử dụng thuốc cỏ cũng góp phần làm giảm thoát hơi nước từ cỏ.

Bề mặt nước có tốc độ bốc hơi nước cao hơn bề mặt đất. Các kỹ thuật như tưới nước khô-ngập luân phiên; trồng cây theo nương, luống; hệ thống lúa hiếu khí, làm giảm thời gian ruộng bị ngập cũng sẽ làm giảm lượng nước bốc hơi.

- Giảm các dòng chảy ra: Một lượng nước chảy ra cao xảy ra ở ruộng lúa ngập nước bởi sự hiện diện của lớp nước trên ruộng, chính lớp nước này tạo ra áp lực bắt nước di chuyển thông qua đất. Dòng chảy ra này có thể giảm đi bằng cách làm giảm tốc độ dòng chảy hoặc giảm thời gian ruộng ngập nước. Các kỹ thuật làm giảm tốc độ dòng chảy được phân loại ra thành: (i) Kỹ thuật quản lý đất để gia tăng tính kháng với dòng chảy của nước. Hiệu quả của trục bùn trong việc giảm thấm sâu tùy thuộc phần lớn vào đặc tính đất. Trục bùn rất hữu hiệu ở đất sét mà việc hình thành các kẻ nứt trong thời gian bỏ hóa xâm nhập vào lớp đất dưới lớp đất mặt có tính bán thấm cao, và (ii) Kỹ thuật quản lý nước để giảm áp lực nước như canh tác lúa trên đất bão hòa nước, kỹ thuật tưới nước khô- ngập luân phiên, hoặc trồng lúa hiếu khí, v.v…

- Sử dụng hiệu quả các nguồn nước chảy vào khác (không do tưới) như mưa

- Sử dụng hiệu quả nước dự trữ trong phạm vi liên quan: Trong hệ thống tưới của chính quyền, phân bố nước không phải luôn luôn tương xứng với nhu cầu nước ngoài đồng. Khi sự mất tương hợp này xảy ra trong giai đọan trổ có thể gây ra mất năng suất nghiêm trọng.

Những kết quả nghiên cứu ở ĐBSH cho thấy các nhóm giống lúa khác nhau nhu cầu nước cũng khác nhau. Các nhóm giống lúa vụ xuân nhu cầu nước cao hơn so với các nhóm giống lúa mùa (1,68-1,92 lần). Đối với cây màu, nhu cầu  nước cũng thay đổi giữa các loại cây và vụ trồng. Nhu cầu nước của các cây màu vụ đông lớn hơn vụ xuân. Khi tăng diện tích màu lên 25%, nhu cầu nước tưới giảm xuống 16-25% và tổng lượng nước tưới tiết kiệm 19-33%. Ngoài ra, khi tăng diện tích cây màu hợp lý còn tăng thu nhập cho người nông dân, (Lê Thị Nguyên, 1994).

Ở ĐBSCL, hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng là chuyển đổi từ đất trồng lúa kém hiệu quả sang cây trồng cạn, chuyển đổi vụ lúa Xuân Hè kém hiệu quả trên đất có sa cấu nhẹ ở dọc ven sông Hậu bằng cây bắp lai, cây đậu nành, khoai lang luân canh trên chân đất 2 vụ lúa không bị ngập sâu trong mùa lũ. Trồng bắp, đậu nành luân canh trên đất 2 vụ lúa sẽ tiết kiệm nước tưới, tăng độ phì nhiêu của đất, gia tăng thu nhập cho người nông dân, duy trì đất sản xuất bền vững. Đất phù sa ngọt ven sông không bị xâm nhập mặn vào mùa khô và có sa cấu đất tương đối nhẹ là vùng đất giàu tiềm năng cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Những vùng này có thể trồng 2 vụ lúa và một vụ màu. Hiệu quả kinh tế trồng bắp lai Xuân Hè gia tăng rất rõ, nếu so sánh hiệu quả kinh tế giữa bắp lai Xuân Hè và lúa Xuân Hè cho thấy: thu nhập từ cây bắp lai là (15,44 triệu đ/ha) và từ cây lúa là (5,53 triệu đ/ha). Tổng thu nhập từ hệ thống canh tác lúa-bắp-lúa (32,71 triệu đ/ha) gia tăng 46,8% so với tổng thu nhập từ canh tác lúa-lúa-lúa (22,28 triệu đ/ha), (Trịnh Quang Khương, 2010).

IV. Cải thiện đất nhiễm phèn, mặn trồng lúa bằng biện pháp quản lý nước

Có nhiều thí nghiệm về các phương pháp canh tác như làm hệ thống mương phèn trên ruộng để thoát nước phèn, bố trí mùa vụ canh tác sao cho trong thời gian sinh trưởng của cây lúa có được điều kiện đất khô và ẩm xen kẽ nhau và phương pháp quản lý nước trên đất phèn làm giảm các nguyên tố gây độc cho cây lúa. Rửa phèn được thực hiện thông qua các biện pháp như sau:

1. Biện pháp rửa phèn: Biện pháp lên líp đào mương phèn với kích thước và khoảng cách thích hợp có thể rửa được các độc chất hoà tan Fe2+, Al3+ và nồng độ cao của ion H+. Tuy nhiên, biện pháp này cũng rửa đi một lượng dưỡng chất cần thiết nếu ruộng thường bị khô, do đó biện pháp này trở nên không hữu hiệu. Việc cày bừa chuẩn bị đất ở thời điểm thích hợp có thể tăng cường hiệu quả của biện pháp rửa. Các công trình nghiên cứu cho rằng: việc cày bừa và phơi khô đất trong hai tuần trước khi rửa sẽ làm gia tăng tốc độ rửa và có thể làm giảm hàm lượng Al3+ trong dung dịch đáng kể so với lô không cày.

2. Biện pháp quản lý mực ngầm: Biện pháp ém phèn là duy trì chế độ nước tự nhiên của vùng, ngăn cản sự chua hóa do quá trình oxy hóa trong mùa khô trên đất phèn hiện tại hoặc ngăn cản sự oxy hóa Pyrite trên đất phèn tiềm tàng.

Theo Tuong (1999), ghi nhận rằng mực ngầm có vai trò trong việc kiểm soát các tiến trình hóa học đất. Mực nước ngầm ảnh hưởng đến sự mao dẫn phèn và độc tố lên tầng mặt trong mùa khô. Mực nước ngầm cao sẽ ngăn cản sự rửa các muối tích lũy trên bề mặt đất và làm giảm sự thoáng khí ở vùng rễ. Trái lại, việc hạ thấp mực nước ngầm trên đất phèn hiện tại làm hạn chế sự mao dẫn phèn lên tầng mặt. Thực tế việc quản lý mực nước ngầm ở diện rộng cũng gặp khó khăn, cần một mạng lưới kênh dẫn dày đặc và cần rất nhiều công sức cũng như lượng nước để duy trì mực nước thích hợp trong mương.

3. Biện pháp quản lý nước trên mặt: Khi áp dụng biện pháp ngập liên tục, hàm lượng Al3+ hòa tan giảm thấp hơn so với biện pháp ngập gián đoạn và quá trình khử liên tục sẽ gây ra những ảnh hưởng bất lợi là Fe2+ cao, hàm lượng H2S gia tăng ảnh hưởng đến cây trồng. Do đó, đã đề nghị biện pháp rút nước từng giai đoạn vì họ quan sát thấy nghiệm thức này hệ thống rễ khỏe hơn, hạt ít bị lép hơn. Xét về hiệu quả kinh tế, duy trì lớp nước mặt thường xuyên sẽ tốn chi phí hơn.

4. Biện pháp rửa phèn bằng nước mặn: Rửa phèn bằng nước mặn là biện pháp hữu hiệu để giảm một phần lượng Al3+ trao đổi trong keo đất. Biện pháp này có thể áp dụng ở những vùng có đủ nước ngọt rửa mặn ngay sau đó. Rửa phèn bằng nước mặn rồi sau đó rửa lại bằng nước ngọt làm giảm muối hòa tan và hàm lượng Al3+ trong keo đất. Nồng độ muối càng cao lượng Al3+ trao đổi càng mạnh và có tác dụng làm giảm độ độc do nhôm.

4.1. Tưới nước đối với đất phèn mặn

Loại đất chua mặn chủ yếu ở khu vực đồng bằng ven biển chiếm 20-25% diện tích lúa cả nước. Đối với loại đất này thường xuyên để một lớp nước ngập trên ruộng tuỳ theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa. Không được để ruộng cạn quá 24 giờ, vì khi cạn nước, chất phèn chua, muối mặn sẽ leo lên tầng đất canh tác làm hư hại bộ rễ lúa. Nên thay nước (thau chua rửa mặn) vào những giai đoạn sinh trưởng quan trọng của cây lúa. Cách tưới cụ thể như sau:

- Từ cấy đến hồi xanh, làm cỏ bón thúc đợt 1 (10-15 ngày sau cấy tuỳ vụ): Tưới nông 3-5cm. Sau khi bón phân thúc đợt 1, để lắng 1-2 ngày, thay nước ngọt mới, tưới nông 3-5cm, có tác dụng kích thích lúa đẻ nhánh.

- Sau khi bón thúc đợt 1 khoảng 10-20 ngày, tưới ngập 12-15cm trong 20 ngày, để hạn chế đẻ nhánh vô hiệu.

- Giai đoạn làm đòng, trỗ chín cần tưới ngập 3-5cm bằng nước ngọt.

- Khoảng 20-30 ngày thay nước cũ một lần bằng nước ngọt mới, để thau chua, rửa mặn, tránh ngộ độc mặn cho bộ rễ lúa.

4.2. Cơ sở sinh lý của việc tưới nước cho cây

Làm thế nào để tưới nước cho cây đúng lúc nhất?

Trong đời sống của thực vật ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau thì có những yêu cầu về nước rất khác nhau. Nguyên nhân chủ yếu là:

- Do diện tích thoát hơi nước của thực vật trong các thời kỳ sinh trưởng có khác nhau. Cây non, diện tích lá nhỏ, sự thoát hơi nước ít, cây trưởng thành lá to, nhiều lá thoát hơi nước nhiều hơn.

- Do hoạt động sinh lý của thực vật trong chu kỳ sống của nó mà yêu cầu của nó đối với nước nhiều ít khác nhau. Thời kỳ làm đòng, yêu cầu nước lớn: 25-30% tổng lượng nước trong suốt thời gian sinh trưởng.

Điều kiện ngoại cảnh chủ yếu là nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước.

Chúng ta cần giải quyết 3 mặt sau đây để nâng cao sản lượng cây trồng: 

- Tưới nước để tăng cường hoạt động sinh lý của cây (nước là môi trường và là chất tham gia phản ứng).

- Tưới nước và rút nước nhằm cải tạo điều kiện sống của thực vật, nhằm tăng khả năng giữ nước, giữ nhiệt độ và điều hòa không khí trong đất.

- Tưới nước và rút nước nhằm khống chế quá trình sinh trưởng của cây, điều tiết mối quan hệ giữa các bộ phận nhằm đạt đến kết cấu hợp lý quần thể cây trồng.

Cho nên, cung cấp nước cho cây theo nhu cầu sinh lý của chúng là hợp lý nhất. Vậy thì tưới nước vào lúc nào là tốt nhất? Tưới trong suốt quá trình sống của cây. Nhưng thiếu nước thì gây tác hại nặng nhất là thời kỳ khủng hoảng nước. Trong kỳ sinh trưởng của cây nó thường có nhiều thời kỳ khủng khoảng nước và mỗi thời nó cũng gây hại khác nhau. Đối với cây hòa thảo thường bắt đầu từ lúc đẻ nhánh đến trỗ bông và từ khi ngậm sữa đến cuối chín sữa. Nói chung, trong nhiều cây trồng thời kỳ khủng hoảng nước ở vào giai đoạn ra hoa.

Về liều lượng tưới và số lần tưới thì tùy theo yêu cầu về nước của từng cây, tùy theo thành phần cơ giới và hóa tính của đất. Ví dụ đất cát thì cần tưới nhiều lần, đất mặn thì lượng nước tưới vào không phải chỉ để cho cây hút mà cần phải tưới lượng nước nhiều hơn so với yêu cầu của cây vì cần số nước để rửa mặn nữa. Đất sét thì số lần tưới nước có thể giảm đi.

Về phương pháp tưới thì có nhiều cách: tưới ngập như những cây lúa nước chẳng hạn, tưới theo rãnh đối với các cây rau màu, tưới mưa nhân tạo (tưới phun) đối với những vùng đất có nền đáy rỗng không giữ được nước.

Trong các yếu tố quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp như đất, nước, cây trồng và khí hậu thì nước được xem là yếu tố hàng đầu, là tác nhân chuyển hoá các quá trình hình thành, phát triển đất, phát triển môi sinh. Chế độ tưới nước ảnh hưởng rõ rệt đến chế độ nhiệt, không khí và dinh dưỡng trong lòng đất. Trong thiên nhiên, nước phân bố không đều cả về không gian và thời gian, vì vậy việc điều tiết chế độ tưới nước vào trong đất phù hợp với nhu cầu của cây trồng là một biện pháp kỹ thuật quan trọng để tăng vụ, tăng năng suất cây trồng, nâng cao độ phì và cải tạo đất. Bởi thế việc khai thác nguồn nước trong vấn đề tưới tiêu là rất quan trọng trong sản xuất nông nghiệp.

Hiện nay trên thế giới có nhiều khu vực đang trong tình trạng thiếu nước và trong thế kỷ 21 này thì nước là nguồn tài nguyên rất quý giá cho nên cần có các giải pháp giảm mức nước tưới, nhưng đồng thời phải đảm bảo đủ nước cho cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường. Ở ĐBSCL là khu vực có diện tích trồng lúa lớn, và lúa là cây trồng cần rất nhiều nước, vì thế lượng nước cần để tưới là rất lớn. Vào mùa khô, lượng nước ngọt đổ về ĐBSCL từ thượng nguồn sông Mê Kông tương đối ít. Lượng mưa hàng năm lớn nhưng lại phân bố không đều, nhất là vào mùa khô lượng mưa chỉ bằng 10–20 % lượng mưa cả năm dẫn đến tình trạng thiếu nước ngọt cho sản xuất gây ra nhiều khó khăn cho đời sống nhân dân một số vùng. Do đó, phải thực hiện các biện pháp giảm mức tưới nhằm: tiết kiệm tài nguyên nước, tránh lãng phí nước, nhưng vẫn đảm bảo đủ nước cần thiết để tưới cho cây trồng. Hiện nay, trên thế giới một kỹ thuật mới trong canh tác lúa giúp đảm bảo năng suất nhưng giảm chi phí đầu tư cho tưới tiêu đặc biệt là những vùng khan hiếm nước ngọt đã được nghiên cứu và đưa ra ứng dụng, đó là biện pháp tưới khô ngập luân phiên cho ruộng lúa.

Tuy nhiên, các nghiên cứu về biện pháp tưới này ở nước ta còn rất hạn chế, vấn đề đặt ra là với một quỹ tưới hạn chế và một hệ thống cây trồng đã xác định, để đạt được năng suất và tổng giá trị sản lượng cây trồng cao nhất, thực chất là bài toán lựa chọn chế độ phân phối tối ưu hay thích hợp để mức độ giảm năng suất và giá trị sản lượng là tối thiểu, vì vậy sự biến động về năng suất lúa và sự thay đổi dinh dưỡng đạm, lân, kali (NPK) của lúa đối với phương pháp tưới này còn là vấn đề cần nghiên cứu.

V. Kết luận

Nhu cầu nước của cây trồng thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng; giải pháp tưới phải dựa vào quy luật nhu cầu nước của cây trồng để phân phối sao cho có hiệu qủa.

Đối với cây lúa: Trường hợp khả năng nguồn nước cung cấp đầy đủ, nhu cầu nước tăng dần từ giai đoạn lúa non-đẻ nhánh, đạt cao nhất ở giai đoạn làm đòng và trỗ rồi giảm dần xuống giai đoạn chắc xanh (chín sữa). Theo đó, ứng với chế độ tưới là duy trì lớp nuớc mặt ruộng khi giảm xuống giới hạn dưới (hmin) thì tưới lên giới hạn trên (hmax), tức là diễn biến lớp nước mặt ruộng từ hmin-hmax =30-60mm. Cây lúa có khả ngập nên để lợi dụng nước mưa, có thể trữ thêm lượng nước mưa đến giới hạn cho phép (Hcp = 60-100mm).Nhu cầu nước và lượng nước tưới dưỡng cho lúa tại mặt ruộng ở tỉnh ta như sau: Đông Xuân (5500-6000 m3/ha), Hè Thu (6500-7000 m3/ha), Vụ Mùa (6000-6500 m3/ha), (Bouman B. A. M., 2005)./.

 (1)      TS. Trịnh Quang Khương, Trưởng Bộ môn Nông học, Viện Lúa ĐBSCL

          ThS. Lê Ngọc Phương, Nghiên cứu viên, Bộ môn Nông học, Viện Lúa ĐBSCL

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bouman B. A. M., Hengsdijk H., Hardy B., Bindraban P. S., Tuong T. P., and Ladha J. K. (EDS). (2002), Water wise production. Los Baños, Philippines, IRRI. pp. 356.
2. Bouman B. A. M., Peng S., Castañeda, and Visperas R. M. (2005), Yield and water use of irrigated tropical aerobic rice systems. Agicultural Water Management 74, pp. 87-105.
3. Cabangon R. J., T. P. Tuong, E. G. Castillo, L. X. Bao, G. Lu, G. H. Wang, L. Cui, B. A. M. Bouman, Y. Li, Chongde, Chen, and Jianzhang, Wang. (2004), Effect of irrigation method and N-fertilizer management on rice yield, water productivity and nutrient-use efficiencies in typical lowland rice condition in China. Paddy Water Environment 2, 195-206.
4. Lê Sâm, Nguyễn Văn Sáng và Trần Văn Tuấn. 1998. Xác định nhu cầu nước của cây trồng ở ĐBSCL. Tuyển Tập kết quả khoa học công nghệ thủy nông cải tạo đất và môi trường. Viện khoa học thủy lợi miền Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp. tr 179-181.
5. Lê Thị Nguyên (1994), Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam nhà xuất bản Nông nghiệp. tr. 70-74.
6. Molden D., Murray-Rust H., Sakthivadivel R., and Makin I. (2003), A water productivity framework for understanding and action. In “Water productivity in agriculture: limits and opportunities for improvement”. (Eds. JW Kijne, R Baker. and D Molden). Wallingford UK (CABI). : 1-18.
7. Trịnh Quang Khương. (2010), Luận văn tiến sỹ “Cải thiện canh tác lúa thâm canh bằng biện pháp luân canh, điều chỉnh mật độ sạ, lượng đạm và quản lý nước”.
8. Tuong T. P., and Bouman B. A. M. (2003), Rice production in water scare environments. In Kijne L, Barker R.W, and Molden D, eds. Water productivity in agriculture: Limits and opportunities for improvement. The Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture Series, Vol. 1, p. 13-42. Wallingfort, UK, CABI Publishing.
9. Tuong T. P. (1999), Productive water use in rice production: opportinities and limitations. Journal of Crop Production 2(2), 241-246.