Tưới nước tiết kiệm – Giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế, môi trường trong sản xuất cà phê bền vững ở Tây Nguyên

Posted By on 10/08/2018

 

TS. Trương Hồng, TS. Phạm Công Trí

1. MỞ ĐẦU

     Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra ngày càng phức tạp, những hiện tượng thời tiếtcực đoan gia tăng về mức độ tác động, quy mô ảnh hưởng và tần suất xuất hiện đã gây ra nhiều tác động có hại đối với sản xuất nông nghiệp. Thiên tai, đặc biệt hạn hán, ngày càng diễn ra thường xuyênvà biểu hiện rõ, làm cho tài nguyên nước có xu hướng suy giảm; dẫn đến nguy cơ thiếu nuớc tưới cho cây trồng.

     Nhu cầu nước cho cà phê trong mùa khô rất lớn. Trung bình lượng nước tưới cho cà phê như hiện nay khoảng 1.600-1.700 m3/ha (theo khuyến cáo của WASI), thì nhu cầu nước toàn vùng lên đến 800-850 triệu m3/năm. Trong khi đó, biến đổi khí hậu làm cho dự trữ nước mặt và nước ngầm ngày suy giảm nghiêm trọng và có nguy cơ thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp nói chung và đối với cây cà phê nói riêng, đặc biệt là trong điều kiện hạn hán[2].

     Các kết quả điều tra của WASI cho thấy trung bình gần 60% số hộ sản xuất cà phê tưới (3- 4 lần/mùa khô) với lượng nước từ 400 – 600 lít/cây/lần tưới và đây là nước tương đối hợp lý cho cây cà phê có thể sinh trưởng và phát triển bình thường, song so với khuyến cáo hiện nay của WASI thì trong số đó có > 50% số hộ tưới > 520 lít/cây/lần, và có tới 23,2% số hộ sản xuất cà phê tưới thừa nhiều nước (600 – 950 lít/lần tưới). Nếu cho rằng tưới > 520 lít/cây là thừa nước so với khuyến cáo thì có > 73 % số hộ nông dân tưới thừa nước cho cà phê; và do vậy sẽ gây nên tình trạng lãng phí nguồn nước và làm tăng chi phí sản xuất.. Đây là những cơ sở khoa học và thực tiễn để khuyến cáo điều chỉnh lượng nước tưới hợp lý nhằm giảm chi phí. Tính toán cho thấy, chi phí tưới nước của nông dân hiện nay cao hơn so với khuyến cáo khoảng > 32 % (tưới bằng động cơ, với nhiên liệu là dầu diesel)[2].

     Các kết quả nghiên cứu tưới nước tiết kiệm cho cây cà phê trong thời gian qua đã được tiến hành bởi WASI, kết quả bước đầu cho thấy tưới nước tiết kiệm đã không làm ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất, chất lượng cà phê nhân, vì vậy đã góp phần làm giảm chi phí đầu tư cho sản xuất, tăng thu nhập, tăng hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường do sử dụng nguồn tài nguyên nước hiệu quả hơn.

2. CÁC HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TIẾT KIỆM CHO CÀ PHÊ Ở TÂY NGUYÊN

2.1. Hệ thống tưới nhỏ giọt (Hệ thống tưới ISRAEL)

     Là hệ thống ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt nhập khẩu từ Israel.

     Hệ thống hoạt động trên nguyên tắc đưa nước đến vùng rễ cây(cà phê, hồ tiêu,…)thông qua hệ thống ống dẫn, áp suất cao cân bằng kín bù áp. Nước được tưới thông qua các đầu nhỏ giọtthấm đều ở vùng rễ. Thiết kế các dây nhỏ giọt theo khoảng cách cố định chạy dọc 2 bên hàng cây, mỗi 40 cm trên đoạn dây có 1 đầu nhỏ giọt. Mỗi đầu nhỏ giọt trung bình từ 1,0 – 1,6 lít/giờ. Vật liệu làm hệ thống là các loại PVC và ống PE nhỏ giọt nhập khẩu từ Israel. Hệ thống đi kèm với bộ châm phân và phải sử dụng bộ lọc nước.

     – Hệ thống trung tâm:Bộ lọc nước, bộ châm phân, đồng hồ đo áp, van an toàn,…

     – Đường ống chính (Φ42, 49 hoặc 60 mm): Là đoạn ống nối trực tiếp từ máy bơm hoặc từ bộ phận cấp phân ra ống cấp 2. Rồi nước được dẫn vào các dây nhỏ giọt qua các đầu khởi thủy. Ống được chôn sâu 20-30 cm.Tổng chiều dài ống cần dùng từ 500-700m/ha.

     – Đường ống nhỏ giọt: Là đoạn ống PE nối từ ống chính qua các khởi thủy. Đường ống này đi dọc hàng cây, mỗi hàng cây chạy 2 dây nhỏ giọt hoặc dây nhỏ giọt quấn quanh gốc. Ống được chôn sâu 20-30 cm.Tổng chiều dài ống cần sử dụng 1ha khoảng 9.000m/ha.

Hình 1. Sơ đồ Hệ thống tưới nhỏ giọt Israel

Hình 2. Hình ảnh hệ thống tưới nhỏ giọt Israel cho cà phê vối

2.2. Hệ thống tưới tiết kiệm phun mưa tại gốc (Hệ thống tưới WASI)

     Là kết quả nghiên cứu tưới tiết kiệm của Viện KHKT Nông lâm nghiệp Tây Nguyên (WASI), được Bộ Nông nghiệp và PTNT ban hành theo Quyết định số 5075/QĐ-BNN-TT ngày 06/12/2016 của Cục Trồng trọt. Tiết kiệm khoảng 25 % lượng nước, 33,3 % công tưới và 20% lượng phân bón.Lượng nước ra ở mỗi gốc chênh nhau < 10%.

Hệ thống hoạt động trên nguyên tắc đưa nước tới từng gốc cây (cà phê, hồ tiêu,…) thông qua hệ thống ống dẫn, áp suất thấp cân bằng hở không bù áp. Nước được tưới cho cây theo nguyên lý phun mưa tại gốc với đầu béc phun mưa nhỏ, nên nước được thấm đều trên cả diện tích bồn cây, tại vùng rễ.Thiết kế tối ưu theo thực tế địa hình, diện tích tưới, hiện trạng vườn cây và thiết bị cấp nước. Lưu lượng tưới thiết kế phổ biến là 60 lít/giờ. Vật liệu hệ thống sử dụng chủ yếu là các loại PVC và ống PE sẵn có trên thị trường.Hệ thống đi kèm với bộ châm phân và không nhất thiết phải sử dụng bộ lọc nước.

     – Đường ống cấp 1(Φ42mm,49mm hoặc 60 mm): Là đoạn ống nối trực tiếp từ máy bơm hoặc từ bộ phận cấp phân ra ống cấp 2. Tùy theo địa hình của lô thửa và công suất máy bơm mà ta có thể gắn thêm một số khóa (42, 49, hoặc 60 mm) để điều tiết lượng nước được tưới hoặc chia ra các khu vực tưới khác nhau. Ống được chôn sâu 20-30 cm.Tổng chiều dài ống cần sử dụng từ 500-700m/ha.

     – Đường ống cấp 2 (Φ 21mm hoặc 27mm): Là đoạn ống PVC, PE nối từ ống cấp 1. Đường ống này đi dọc giữa 2 hàng cây. Ống được chôn sâu 20-30 cm.Tổng chiều dài ống cần sử dụng từ 1.250-1.600m/ha.

    – Ống cấp 3 (Φ 6 mm): Là đoạn ống đen mềm nối từ ống cấp 2 ra béc phun mưa cục bộ bằng 1 cút nhựa cứng.Độ dài ống từ ống cấp 2 ra đến gốc cây 1,8m: tính từ gốc cà phê đến ống cấp 2 (1,5m), được chôn sâu 20 cm và một đoạn nổi trên mặt đất 30cm. Tổng chiều dài ống cần dùng từ 1.800 – 2.100m/ha (tuỳ địa hình, yêu cầu sử dụng).

     – Béc phun mưa cục bộ: Gắn trực tiếp vào đầu ống cấp 3 và được cố định vào thân cà phê. Béc phun mưa dưới gốc để cung cấp nước cho cà phê với diện tích hình tròn có bán kính khoảng 1-1,5m. Lượng nước ra 60 lít/giờ. Cần sủ dụng 1.111 béc/ha (mỗi cây 1 béc).

Hình 3. Sơ đồ hệ thống phun mưa tại gốc do WASI ứng dụng và phát triển.

Hình 4. Hình ảnh hệ thống tưới phun mưa tại gốc (WASI) cho cà phê vối KTCB

Hình 5. Hình ảnh hệ thống tưới phun mưa tại gốc (WASI) cho cà phê vối kinh doanh

3. TƯỚI NƯỚC TIẾT KIỆM GÓP PHẦN NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG

3.1. Tưới tiết kiệm góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế của sản xuất cà phê

     Tưới tiết kiệm (công nghệ Israel, công nghệ WASI) đã góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế bởi nó chẳng những đã tiết kiệm chi phí mà còn làm gia tăng năng suất vườn cây, kết quả nghiên cứu về tưới và hiệu quả của các mô hình tưới tiết kiệm được tổng hợp và trình bày ở bảng 1.

Bảng 1. Hiệu quả kinh tế của các mô hình tưới nước tiết kiệm

Đơn vị tính: triệu đồng/ha/năm

TT

Chỉ tiêu

Tưới dí gốc
(Đối chứng)

Tưới nhỏ giọt (CN-Israel)

Tưới tiết kiệm (CN-Wasi)

1

Năng suất (tấn/ha)

4,0

4,6

4,5

2

Tổng thu (**)

160,0

184,0

180,0

3

Tổng chi

82,5

71,0

66,9

3.1

Chi phí vật tư

49,3

39,0

31,0

 

 – Phân hữu cơ

11,0

11,0

11,0

 

 – Phân vô cơ

32,7

23,6

16,8

 

 – Năng lượng (dầu, điện)

0,6

0,4

0,5

 

 – Thuốc BVTV

5,0

4,0

2,8

3.2

Chi phí công

30,0

22,4

26,6

3.3

Khấu hao hệ thống tưới (*)

1,2

7,6

6,2

3.4

Chi khác

2,0

2,0

3,0

4

Lợi nhuận

77,5

113,0

113,1

5

Lợi nhuận tăng

 

35,5

35,6

            (*) Khấu hao hệ thống 10 năm                (**) Giá cà phê là 40 triệu đồng/tấn          

Nguồn dữ liệu:Tưới nhỏ giọt và đối chứng: Báo cáo tổng kết gói tư vấn tưới tiết kiệm dự án ACP DakLak, 2016

              Mô hình  tưới tiết kiệm Wasi: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu hệ thống tưới tiết kiệm của WASI

            Qua bảng 1 cho thấy:

+ Cả hai hệ thống tưới tiết kiệm đều gia tăng lợi nhuận hơn 35,5 triệu đồng/ha/năm (với dự kiến khấu hao hệ thống tưới trong 10 năm); tuy nhiên chỉ cầnsau 2-3 năm tích luỹ thì khoản lợi nhuận này cũng đã đủ để bù đắp được chi phí lắp đặt hệ thống tưới tiết kiệm (62-76 triệu đồng/ha).

+ Các hệ thống tưới tiết kiệm đã giúp giảm chi phí đầu vào 10-18 triệu đồng/ha/năm là một khỏn vốn đầu tư không nhỏ với đa số nông hộ trồng cà phê hiện nay. Đồng thời tối ưu hoá nước tưới còn gia tăng năng suất vườn cây khoảng 0,5 tấn nhân/ha.

3.2. Tưới nước tiết kiệm góp phần bảo vệ môi trường, ổn định sản xuất cây có tưới

Các kết quả điều tra cho thấy các mô hình áp dụng hệ thống tưới nước tiết kiệm so với tưới theo truyền thống đã giảm rất đáng kể lượng nước tưới (Bảng 2).

Bảng 2. Lượng nước đã tiết kiệm của hai hệ thống tưới nước tiết kiệm

Chỉ tiêu theo dõi

Tưới truyền thống

Tưới phun mưa (WASI)

Tưới nhỏ giọt (ISRAEL)

Lượng nước tưới (lít/gốc/năm)

2.400

1.800

1.250

Lượng tiết kiệm  (lít/gốc/năm)

 

600

1.150

Tỷ lệ tiết kiệm (%)

 

25,0

47,9

Nguồn: Lê Ngọc Báu và ctv, 2013

Kết quả ở bảng 1 cho thấy, so với tưới truyền thống thì các hệ thống tiết kiệm đã giảm được rất đáng kể lượng nước tưới (600-1150 lít/gốc/năm, tương ứng 25,0-47,9%).Đồng thời chỉ ra rằng các hệ thống tưới tiết kiệm đã góp phần vào việc bảo vệ môi trường ở cả ba khía cạnh:

+ Sử  dụng tài nguyên nước hợp lý và tiết kiệm hơn; trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng diễn ra khốc liệt, hạn hán ngày càng trầm trọng thì việc tiết kiệm 25,0-47,9% lượng nước tưới (600-1150 lít/gốc/năm) là những con số đáng lưu tâm, rất có ý nghĩa cả về lý luận lẫn thực tiễn sản xuất.

+ Nguồn nước bảo tồn tốt hơn thông qua sử dụng nước hợp lý tiết kiệm hơn, cũng có nghĩa là tăng thêm cơ hội sử dụng nước cho nhiều người hơn, việc chia sẻ nguồn nước cho các thành viên trong cộng đồng hiệu quả và thiết thực hơn; Tiết kiệm nước tưới cà phê là một giải pháp cốt lõi góp phần ứng phó với biến đối khí hậu tích cực và hiệu quả hơn.

+ Việc tiết kiệm nước tưới cho cà phê cũng đồng thời giúp là giảm cạnh tranh nguồn nước tưới giữa cà phê với các cây trồng cần tưới khác trên địa bàn.Nhờ đó không phải giảm diện tích tưới cà phê mà vẫn đảm bảo diện tích tưới cho các cây trồng khác, góp phần đa dạng ngành hàng, ổn định và phát triển sản xuất của địa phương.

Các kết quả điều tra tình hình bón phân cho cà phêvà các kết quả thí nghiệm nghiên cứu phân bón qua hệ thống tưới nước tiết kiệm đã được tổng hợp và trình bày ở Bảng 3.

Bảng 3. Lượng đạm và kali đã tiết kiệm được của 2 hệ thống tưới tiết kiệm

 Chỉ tiêu theo dõi

Lượng bón N (kg/ha)

Lượng bón K2O (kg/ha)

Tưới
truyền thống(a)

Tưới
phun mưa (WASI)(b)

Tưới
nhỏ giọt (ISRAEL)(b)

Tưới
truyền thống(a)

Tưới
phun mưa (WASI)(b)

Tưới
nhỏgiọt (ISRAEL)(b)

Lượng sử dụng

300

240

225

250

200

185

Lượng tiết kiệm

 

60

75

 

50

65

Tỷ lệ tiết kiệm (%)

 

20,0

25,0

 

20,0

26,0

                Ghi chú: (a): Bón rải phân trên mặt bồn cà phê                                       Nguồn: Lê Ngọc Báu và ctv, 2013

                               (b): Bón phân qua hệ thồng tưới

     Qua bảng 3 cho thấy, bón phân qua nước tướiở các hệ thống tưới nước tiết kiệmđã góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón; nhờ đó tiết kiệm lượng phân bón sử dụng (giảm 20-26% lượng phân nguyên chất), hạn chế nguy cơ phú nhưỡng nguồn nước, duy trì và cải thiện độ phì đất

4. KẾT LUẬN

     Các hệ thống tưới tiết kiệm cho cà phê ở Tây Nguyên (Israel và WASI) góp phần giảm chi phí đầu vào và nâng cao hiệu quả kinh tế của sản xuất cà phê.

     Tưới nước tiết kiệm, kết hợp với bón phân qua hệ thống tưới cho cà phê bước đầu mang lại hiệu quả rất khả quan; góp phần bảo tồn đất và nước, tăng cơ hội san sẻ tài nguyên nước và đất trong cộng đồng.

 

Tài liệu tham khảo

  1. Trương Hồng, Hoàng Hải Long và ctv (2018), Giải pháp chống hạn cho cây hồ tiêu thích ứng với biến đổi khí hậu, Tham luận hội nghị Khuyến nông Hồ tiêu, Bình Phước 2018.
  2. Trương Hồng (2013), Quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) cho cà phê – giải pháp giảm chi phí đầu vào, tăng hiệu quả kinh tế, góp phần sản xuất cà phê bền vững, tham luận Hội nghị triển vọng ngành hàng cà phê, Đăk Lăk 2013.
  3. Lê Ngọc Báu và ctv (2011), Nghiên cứu kỹ thuật tưới tiết kiệm nước kết hợp bón phân qua nước cho cây cà phê ở Gia Lai, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp tỉnh, Đăk Lăk 2011.
  4. Lê Ngọc Báu và ctv (2014), Nghiên cứu kỹ thuật tưới tiết kiệm nước kết hợp bón phân qua nước cho cây cà phê ở Gia Lai, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp tỉnh, Gia Lai 2014.
  5. Phan Việt Hà, Phạm Công Trí và ctv (2017), Giải pháp tưới nước tiết kiệm cho cây cà phê vối bằng công nghệ phun mưa tại gốc, Đăk Lăk 2017.
  6. Netafim, Báo cáo tổng kết gói tư vấn tưới tiết kiệm dự án ACP Đăk Lăk.