Cẩm nang tra cứu » Phạm vi, đồng cỏ, chăn thả » Hệ thống tưới và Hệ thống tưới phân

Hệ thống tưới và Hệ thống tưới phân

Các nguyên tắc của hệ thống tưới nhỏ giọt

Bài viết này sẽ tóm tắt các nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật tưới nhỏ giọt, mô tả những thành phần chính của hệ thống tưới nhỏ và trao đổi những ưu và nhược điểm của phương pháp tưới này

Thuật ngữ “ nhỏ giọt – drip”, “tưới rỉ rả – trickle”, và “phun mưa – spray” được nhiều dùng trong khoảng 15 năm trở lại đây đã được thay thế bằng thuật ngữ “ tưới nhỏ – micro irrigation”. Kỹ thuật tưới nhỏ bao gồm tất cả các phương pháp tưới nước thường xuyên ,với tốc độ chảy chậm, trên hay dưới mặt đất. Lí tưởng nhất là lượng nước được tưới trực tiếp vào vùng rễ cây ở mức vừa đủ nhu cầu của cây trồng. Thông qua việc quản lí tốt hệ thống tưới nhỏ, độ ẩm của vùng rễ cây có thể được duy trì gần với độ ẩm đồng ruộng (field capacity) trong suốt thời gian sinh trưởng của cây trồng, tạo một trạng thái cân bằng giữa nước và không khí trong đất gần với điều kiện tốt nhất cho cây phát triển. Thêm vào đó, các mức dinh dưỡng cho cây trồng được hòa tan cùng với nước tưới trong hệ thống có thể được kiểm soát chính xác. Trong mùa khô ở vùng ẩm ướt hay trong vùng có khí hậu khô hạn, hệ thống tưới nhỏ có thể có hiệu quả cao rõ rệt cả về năng suất và chất lượng cây trồng, kiểm soát dịch hại và thời điểm thu hoạch.

CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT

Trong một hệ thống tưới nhỏ, nước được phân phối sử dụng trong một mạng lưới các loại ống để dẫn nước từ nguồn tới cây trồng (hình 1).

Các đầu tưới nhỏ giọt (emitter) được đặt trên ống nhánh (lateral) là ống phân phối nước cuối cùng được thiết kế để việc phân phối nước được đồng đều. Ống nhánh thường được lắp đặt bằng ống nhựa PVC hay PE hay HDPE hoặc LDPE. Thường chúng được đặt trên mặt đất, nhưng chúng có thể được chôn lấp đi. Đối với loại cây trồng theo hàng, trong ống nguồn của hệ thống tưới nhỏ, ống nhánh thường đảm nhận cả 2 vai trò ống dẫn và emitter. Hệ thống này gồm các ống nhánh làm bằng loại ống có nhiều lỗ nhỏ li ti, ống có những lỗ khoan giống nhau hay ống có những emitter được đặt bên trong những khoảng cách đều. Mỗi nhà sản xuất thường cung cấp dữ liệu về độ dài cho phép của ống nhánh, áp lực khuyến cáo đối với từng loại ống. Các khuyến cáo được căn cứ trên đặc tính thủy lực của sản phẩm. Các emitter nối với các ống nhánh bằng các đoạn nối trong quá trình lắp đặt thường được đặt ở những vị trí đã định sẵn, chẳng hạn như ở vùng cần được tưới của cây.

Các ống nhánh được nối vào các ống phân phối (manifold) hay ống phụ (submain). Ống phân phối hay ống phụ đưa nước tưới một khu vực riêng biệt trên cánh đồng hay vườn cây, thường được đặt bằng ống dẽo, có thành trơn, không thể gấp lại, ống nhựa PE đen hay ống PVC dẽo có thể được đặt trên mặt đất. Chúng cũng có thể được lắp bằng ống PVC cứng chôn dưới mặt đất để bảo vệ khỏi ánh nắng phá hư và ngăn ngừa tảo phát triển bên trong làm nghẽn ống. Các thiết bị kiểm soát để điều chỉnh tốc độ nước chảy và áp suất thường được đặt trên ống phân phối hay ống phụ; đó là các valve và thiết bị hẹn giờ để tưới riêng cho từng khu vực.

Nước được ống chính (main line) dẫn đến toàn khu vườn hay cánh đồng. Ống chính thường là ống PVC màu trắng, cũng được chôn dưới đất để tránh ánh nắng hại. Ống phải được chọn lựa đúng để dùng riêng và chịu được áp suất thiết kế trong hệ thống.

Một trạm kiểm soát chính, thường được gọi là “đầu não kiểm soát”, thường được đặt gần nguồn nước. Một trạm kiểm soát tiêu biểu thường gồm máy bơm, valve ngăn nước chảy ngược về, hệ thống tiêm hóa chất để bón phân, chlorine hay các loại hóa chất khác và một tập hợp các hệ thống lọc nước, một valve chính và đồng hồ nước. Hệ thống tưới nhỏ có thể được điều khiển bằng tay hay tự động. Việc điều khiển tự động có thể dùng cơ điện hay điện tử ( computer). Bộ phận điều khiển thường được đặt cạnh bên các thành phần khác của trạm kiểm soát. Chúng có thể kiểm soát valve chính, hệ thống tiêm hóa chất, các bộ lọc rửa bằng dòng nước ngược, valve từ tính, các thiết bị kiểm soát khác và các vị trí ở xa trong hệ thống. Dựa vào hệ thống, một phần hay toàn bộ các bộ phận có thể được tự động hóa.

CÁC MẪU TẠO ẨM TRONG HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ

Theo cách tưới nhỏ, chỉ có một phần mặt đất và vùng rễ (root zone) là được làm ướt. Dòng nước từ emitter được ngấm vào đất bằng trọng lực và lực mao dẫn tạo thành những đường viền như hình 3 trình bày, thường hình dạng như củ hành.

Hình dáng chính xác của hình củ hành tại vùng rễ được làm ẩm tùy thuộc thành phần cơ lý của đất, và tùy tốc độ tưới nước. Nếu đất có nhiều cát, pha cát, hình củ hành có dạng dài và hẹp theo chiều thẳng đứng, nếu đất sét thì hình củ hành sẽ năm ngang,rộng và nông. Hình 4 mô tả vài thí dụ về ảnh hưởng của thành phần cơ giới của đất và tầng để cày đối với sự phân phối vùng ẩm ướt. Khi các emitter được bố trí gần nhau, vùng đất ẩm sẽ là một hàng dài

NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT.

Hệ thống tưới nhỏ có nhiều ưu điểm so với các phương pháp tưới khác. Ưu điểm này liên quan tới tốc độ tưới chậm. Cũng có ý kiến ngược lại là những ưu điểm này không chỉ riêng có của hệ thống tưới nhỏ. Tuy nhiên tổng hợp các lợi ích này chỉ riêng hệ thống tưới nhỏ có mà thôi.

1. Tiết kiệm nước:

2. Tốc độ tưới chậm

3. Kết hợp dùng hóa chất

4. Có thể tưới bằng nước có nồng độ muối cao

Một ưu điểm rất rõ của hệ thống tưới nhỏ là có thể dùng nước có hàm lượng muối tương đối cao để tưới. Để cây trồng phát triển tốt nhất, cần duy trì độ ẩm ở vùng rễ trong một khoảng ẩm độ nhất định. Độ ẩm này tùy thuộc mức độ khó khăn của cây trồng khi hút nước từ trong đất . đối với đất rất khô, con số âm càng lớn, đối với đất ở trạng thái bão hòa, trị số bằng zero. Tổng lượng nước tiềm thế trong vùng rễ cây là tổng của tiềm thế matric và tiềm thế osmotric. Vì tiềm thế matric gần bằng zero trong hệ thống tưới nhỏ ( do độ ẩm cao), thành phần tiềm thế osmotric có thể có trị số âm lớn, chỉ rõ hàm lượng muối cao, mà không gây hại cho sự phát triển của cây trồng. Điều này không thể có đối với các cách tưới khác.

5. Cải thiện chất lượng nông sản

6. Áp dụng cho mọi địa hình

7. Các lợi ích khác

Trong mùa khô hay ở những vùng có khí hậu khô hạn, hệ thống tưới nhỏ có thể giúp hạn chế được dịch hại ( bệnh và côn trùng) vì lá cây không bị ướt. Với chỉ một vùng đất mặt nhỏ được tưới, các hoạt động đồng áng khác vẫn có thể được tiếp tục trong khí tưới; cỏ dại vì vậy cũng bị hạn chế rõ rệt. Gió không có ảnh hưởng đến sự phân bổ nước, trong khi hệ thống tưới phun thường bị. Hệ thống tưới nhỏ sẽ giúp giảm chi phí lao động rất nhiều.

NHỮNG VẤN ĐỀ TIỀM TÀNG CỦA HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ

1. Tắt nghẽn

2. Phân bố vùng ẩm

3. Tích tụ muối

Hệ thống tưới nhỏ có thể dùng nước mặn để tưới. Tuy nhiên, một vấn đề có thể nảy sinh do việc tích tụ muối ở rìa của vùng ẩm sau một thời gian khô hạn kéo dài. Những cơn mưa nhỏ sẽ rữa các muối này tan vào vùng rễ, việc này có thể gây xót rễ, hại cây. Ở vùng có khí hậu khô hạn, thỉnh thoảng cần tưới bổ sung bằng cách tưới phun mưa để rửa lượng muối tích tụ giữa các mùa. Ở những vùng mưa nhiều, nước mưa sẽ rửa muối khỏi vùng rễ tước khi có thể tích tụ.

4. Chi phí ban đầu cao

Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ có thể cao hơn hệ thống tưới khác. Các hệ thống tiêm hóa chất, lọc, tự động hóa càng làm tăng giá thành. Chi phí vận hành thay đổi tùy theo loại hệ thống, thiết bị lọc, nguồn nước, chất lượng nước, xử lí nước và thiết bị tự động.

5. Các trở ngại khác.

Lượng nước chảy ra dưới dạng giọt, tia nước nhỏ hay phun mưa nhỏ qua các lỗ thoát nước (emitter) đặt dọc theo các ống nhánh (lateral). Các emitter có thể được đặt trên hay dưới mặt đất. Nói chung, hệ thống tưới nhỏ được phân loại căn cứ vào loại emitter được dùng. Đó là: nhỏ giọt (drip), sủi bọt (bubble), phun tia(spray jet), và tưới dưới mặt đất (subsurface) (ASAE EP 405).

Các emitter có thể thay đổi từ các loại thiết bị rất tinh vi, chảy nước liên tục ở các áp lực khác nhau (những emitter điều hòa áp suất) cho tới những lỗ thoát rất nhỏ và đơn giản. Có rất nhiều loại emitter khác nhau đã được phát triển để tìm ra loại hoàn thiện nhất. Mục đích chính là đảm bảo cho nước được phân phối đều. Điều thiết yếu là lượng nước chảy ra phải đổng đều, không thay đổi nhiều với ít sự chênh lệch áp suất trong hệ thống. Đồng thời các emitter cũng phải được lắp đặt sao cho chúng ít bị bít nhất. Chi phí và kích cỡ cũng rất quan trọng. Các loại emitter đang có bán trên thị trường có thể được phân thành 5 loại: loại emitter đường dài (long path emitter), loại lỗ ngắn (short orifice emitter), loại emitter nước xoáy (vortex emitter), loại emitter có điều chỉnh áp suất(pressure compensatinh emitter), và loại ống có nhiều lỗ nhỏ li ti hay ống nhỏ. Thêm vào đó, các thiết bị emitter của hệ thống tưới nhỏ còn bao gồm thiết bị tưới sủi bọt (buble) và tưới phun mưa nhỏ(jet spray). (Xem hình 2)

Loài gặm nhắm và côn trùng có thể cắn lủng các lỗ nhựa. Con người đôi khi cũng vô tình phá hư hệ thống vì không biết rõ vị trí của chúng ở đâu.

Nguồn: ThS. Huỳnh Ngọc Điền

Ý kiến của bạn