Ưu và nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt
Hệ thống tưới nhỏ giọt là phương pháp tưới tiết kiệm nước hay còn lại là tưới vi mô (micro irrigation), hiện ngày càng được rộng rãi trong ngành trồng trọt. Với những ưu điểm vượt trội đã được thử nghiệm và ứng dụng trong thực tế, hệ thống tưới nhỏ giọt giúp tiết kiệm nước, tiết kiệm phân bón, nâng cao năng suất và chất lượng nông sản. Tuy nhiên, tính ứng dụng của hệ thống tưới nhỏ giọt tại Việt Nam vẫn rất hạn chế vì đặc thù và văn hóa canh tác, và nhiều bà con nông dân vẫn chưa tin tưởng ứng dụng phương pháp tưới này. Trong bài này, chúng tôi sẽ phân tích những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt.
Ưu điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt
- Tiết kiệm nước: thông qua việc cung cấp từng lượng nước nhỏ qua các điểm tưới (emitters), tưới nhỏ giọt giúp tiết kiệm nước một cách tối đa, tránh thất thoát nước.
- Tiết kiệm phân bón: bằng phương pháp bón tưới kết hợp bón các loại phân bón tan trong hệ thống tưới nhỏ giọt, lượng phân được phân bổ đều với liều lượng vừa đủ trong khu vực bộ rễ của cây trồng, giúp cây trồng dễ dàng hấp thụ và tránh lãng phí vì nhiều nguyên nhân: rửa trôi, thẩm thấu sâu xuống tầng đất, hay lượng phân cung cấp không đều giữa các gốc.
- Tiết kiệm chi phí nhân công: tưới nhỏ giọt giúp giảm chi phí nhân công so với phương pháp tưới thủ công thông thường. Đồng thời, tưới nhỏ giọt dễ dàng kết hợp với công nghệ tự động hóa, cơ giới hóa giúp giảm tối đa rủi ro và chi phí liên quan đến nhân công, tăng sự chính xác cho hoạt động canh tác.
- Duy trì độ ẩm cho đất: tưới nhỏ giọt theo chương trình tưới phù hợp giúp duy trì độ ẩm đất theo nhu cầu của cây, giúp cây sinh trưởng tốt, khỏe mạnh, năng suất cao.
- Lượng nước và phân bón phân bổ đều: các điểm tưới nhỏ giọt thường có lưu lượng cố định nên luôn đảm bảo lượng nước tưới và phân bón đồng đều trong các lần tưới khác nhau và trên các cây trồng trong cùng khu vực tưới. Điều này giúp cây trồng phát triển đồng đều, khỏe mạnh, năng suất đồng đều và giảm hư hại, thất thoát.
- Giảm bệnh hại cây trồng: tưới nhỏ giọt giúp hạn chế hiện tượng ngập úng vùng rễ, đảm bảo rễ cây có thể hô hấp và phát triển khỏe mạnh. Đồng thời, giảm sự phát triển của nấm bệnh sinh sôi, phát triển do độ ẩm cao.
- Giảm chi phí thuốc trừ cỏ: hệ thống tưới nhỏ giọt chỉ cung cấp nước tại các điểm tưới cố định và thường tập trung tại vùng rễ cây, nên hạn chế được sự phát triển của cỏ dại xung quanh.
Nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt
- Dễ tắc nghẽn: hệ thống tưới nhỏ giọt dễ dàng bị tắc nghẽn bởi nhiều yếu tố: cắt cặn, sinh vật hữu cơ, tảo, phân bón lắng cặn, kết tủa,.. nên yêu cầu nguồn nước phải đảm bảo và trang bị bộ lọc chất lượng tốt. Đồng thời, người trực tiếp vận hành phải được trang bị kiến thức nền tảng về kỹ thuật vận hành, bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt.
-
Yêu cầu chuyên môn thiết kế và lắp đặt: không như những hệ thống tưới thông thường, hệ thống tưới nhỏ giọt yêu cầu người thiết kế phải có chuyên môn nền tảng về hệ thống tưới nhỏ giọt để tránh các lỗi vận hành liên quan đến thiết kế như: dội áp, hụt áp, lượng nước không đều, bơm không phù hợp,…
Bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt như thế nào?
Để tối ưu hóa hoạt động, hệ thống tưới nhỏ giọt cần được bảo dưỡng định kỳ. Mặc dù trong những năm gần đây, sự phát triển và cải tiến của thiết kế giúp ngăn chặn rủi ro tắc nghẽn mắt nhỏ giọt, nhưng do chất lượng nguồn nước tưới không đồng nhất, quá trình tưới phân qua hệ thống tưới, bộ lọc không đảm bảo hoặc các yếu tố môi trường khác, bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt là một yêu cầu cần được ưu tiên.
Việc bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt giúp cho hệ thống xài được lâu bền, vận hành hiệu quả hơn. Bà con hãy tưởng tượng việc sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt cũng như mình mua 1 chiếc xe máy, nhà sản xuất cam kết mình sử dụng chiếc xe tối thiểu 10 năm và gửi kèm một sổ tay hướng dẫn thông tin về lịch bảo dưỡng, thay nhớt định kỳ. Nếu chúng ta tuân theo hướng dẫn đó thì có thể ta sử dụng chiếc xe ít nhất được 10 năm theo như cam kết của nhà sản xuất, nhưng ngược lại, nếu chúng ta mua chiếc xe và chạy liên tục, không thay nhớt, bảo dưỡng, kiểm tra định kỳ thì có thể sau 5 năm, ta phải tiễn nó vào kho phế liệu.
Các hoạt động bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt
Bảo dưỡng phòng ngừa: nhằm mục đích ngăn chặn các mắt nhỏ giọt không bị tắc nghẽn, có thể chia làm 2 hoạt động chính:
- Xả đường ống.
- Xử lý bằng hóa chất.
Bảo dưỡng xử lý sự cố: hoạt động loại bỏ những tác nhân làm tắc nghẽn mắt nhỏ giọt, bao gồm:
- Súc rửa đường ống.
- Thành phần hữu cơ (xử lý bằng oxy già).
- Các chất khoáng đóng cặn (xử lý bằng acid hoặc kết hợp giữa acid và oxy già).
- Đồng thời xuất hiện thành phần hữu cơ và cặn khoáng (xử lý đồng thời bằng acid và oxy già).
Lịch trình bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt
Khi vận hành hệ thống tưới lần đầu (sau khi lắp đặt)
- Súc xả đường ống chính (PVC hoặc HDPE), đường ống nhánh.
- Súc xả đường ống nhỏ giọt.
- Kiểm tra áp suất hoạt động (bar) và lưu lượng trong mỗi lần tưới.
- So sánh các thông số thực tế với thông số thiết kế (sai lệch không quá 5%).
Định kỳ hàng tuần (7 ngày)
- Kiểm tra lưu lượng và áp suất hoạt động trong mỗi lần tưới (khi hệ thống đã hoạt động ổn định sau 30 phút).
- Kiểm tra xem có nước ở cuối đường ống nhỏ giọt hay không.
- Kiểm tra áp suất chênh lệch trước và sau bộ lọc (một bộ lọc hoạt động tốt với áp suất chênh lệch giữa áp suất đầu vào và đầu ra trong khoảng 0.2 – 0.3 bar, nếu áp suất chênh lệch từ 0.5 bar thì bà con vệ sinh bộ lọc).
Định kỳ hàng tháng
- Kiểm tra lưu lượng và áp suất hoạt động sau bơm (thông thường đối với hệ thống có trang bị đồng hồ lưu lượng thì có thể kiểm tra được lưu lượng).
- Súc xả đường ống nhỏ giọt (tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước, nếu chất lượng nguồn nước kém: nhiều cáu bẩn, phù sa, tảo,.. thì nên xả đường ống thường xuyên hơn và ngược lại).
Định kỳ sau mỗi vụ (cây ngắn ngày) hoặc 6 – 12 tháng (cây dài ngày)
- Kiểm tra các mắt nhỏ giọt xem có bị tắc không.
- Kiểm tra hoạt động tất cả các van trên đường ống.
- Xả đường ống dẫn nước và ống nhánh.
- Nếu cần thiết, có thể xử lý bằng acid hoặc oxy già.
Định kỳ hàng năm
- Sử dụng hóa chất hòa vào nước súc xả đường ống chính, ống nhánh và ống nhỏ giọt.
- Xả đường ống nhỏ giọt.
Súc rửa đường ống hệ thống tưới nhỏ giọt như thế nào?
Oxy già là chất khử trùng và oxy mạnh, phản ứng nhanh giúp oxy hóa các tác nhân gây tắc nghẽn hệ thống tưới (thành phần hữu cơ, mangan, sắt, lưu huỳnh, vi khuẩn) và phân hủy tỏa nhiệt thành oxy và nước.
Chú ý: Oxy già là một hóa chất nguy hiểm cho con người. Cần đọc hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất trước khi sử dụng.
Tỷ lệ lượng oxy già sử dụng để súc rửa đường ống tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước, tỷ lệ sử dụng thông thường từ 200-500 ppm (1 ppm = 1/1000000, một phần triệu).
Lưu ý: không sử dụng hóa chất súc rửa trong trường hợp trồng cây giá thể hoặc cây trồng có vùng rễ chưa phát triển mạnh.
Hệ thống tưới nhỏ giọt là kĩ thuật cho phép bà con đạt được hiệu quả tối đa từ mỗi mét khối nước được sử dụng. Tuy nhiên, để tận dụng tối đa tiềm năng của của phương pháp này, bà con cần có hệ thống tưới hoạt động tốt và áp dụng quy trình kỹ thuật hợp lý. Do đó, yếu tố quan trọng nhất là lựa chọn hệ thống tưới nhỏ giọt phù hợp nhằm mang lại hiệu quả tối đa, tạo ra lợi ích lớn nhất và tiết kiệm nước nhất.
Để có được một hệ thống tưới nhỏ giọt phù hợp, bà con cần lưu ý các vấn đề liên quan đến vùng canh tác và nhu cầu đầu tư thực tế của bà con.
Đặc tính thủy văn của đất
Lượng nước ngấm vào đất phụ thuộc vào kết cấu của đất. Phân tích tính chất vật lý của đất là rất quan trọng để biết các đặc điểm thủy văn của nó.
Hình 1: dòng chảy của nước trong đất phụ thuộc vào kết cấu đất
Trên thực tế, phạm vi nước thẩm thấu xuống bề mặt đất phụ thuộc vào đặc tính thủy văn của đất, tốc độ dòng chảy và lượng nước được cung cấp. Liên quan đến đặc tính của đất, nước thẩm thấu rộng khi đất chứa nhiều sét và nước thẩm thấu sâu khi đất chứa nhiều cát.
Biểu đồ 1: mối tương quan giữa đường kính thẩm thấu và lưu lượng nước nhỏ giọt
Biểu đồ 1 đây cho thấy, đối với ba loại đất, đường kính vùng đất được nước thẩm thấu phụ thuộc vào lưu lượng nước nhỏ giọt được cung cấp bởi mắt nhỏ giọt. Ví dụ, mắt nhỏ giọt 1 lít/giờ trên hỗn hợp đất trung tính sẽ tương ứng với đường kính vùng đất được nước thẩm thấu là 0,8 m.
Biểu đồ 2: mối tương quan giữa lưu lượng nhỏ giọt và lưu lượng nước giữ lại ở lớp đất sâu 40 cm
Biểu đồ 2 cho thấy, tùy thuộc vào lưu lượng nhỏ giọt, lưu lượng nước được giữ lại trong lớp đất sâu 40 cm so với bề mặt đất trong ba loại đất khác nhau là khác nhau. Ví dụ, ở lưu lượng nhỏ giọt là 1 lít/giờ, lưu lượng nước được giữ lại trong đất cát là 2 lít, đất trung tính là 11 lít và đất sét là 33 lít.
Do đó, việc lựa chọn lưu lượng tưới chính xác, phù hợp với đặc điểm của đất và cấu tạo của bộ rễ là một nhiệm vụ quan trọng, tránh lãng phí nước.
Đặc tính địa hình và chiều dài luống
Trên thực tế, địa hình và chiều dài luống có vai trò quyết định trong việc lựa chọn loại dây nhỏ giọt phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế của bà con.
Ở những địa hình đồi dốc và chiều dài luống dài, sự chênh lệch áp suất giữa các vị trí mắt nhỏ giọt là điều không thể tránh khỏi, khi có sự chênh lệch áp suất, lưu lượng nước tưới ở các mắt nhỏ giọt sẽ có sự chênh lệch lớn, dẫn tới sự sinh trưởng của cây trồng không đồng đều. Vì vậy, bà con cần sử dụng loại dây nhỏ giọt có bù áp giúp đảm bảo lượng nước tưới đều nhau tại tất cả các mắt nhỏ giọt.
Với địa hình đất bằng phẳng và chiều dài luống ngắn (<50m), bà con chỉ cần sử dụng loại dây nhỏ giọt không bù áp vẫn đảm bảo được lượng nước tưới tại các mắt nhỏ giọt có sự đồng đều cao.
Phương thức canh tác và loại cây trồng
- Tưới trên bề mặt đất: đối với phương pháp này, hệ thống dây nhỏ giọt được rải trên bề mặt đất, phù hợp cho điều kiện canh tác không thường xuyên sử dụng máy móc cơ giới.
- Tưới dưới bề mặt đất: đối với phương pháp này, hệ thống dây nhỏ giọt được chôn trong lòng đất, thông thường độ sâu tối thiểu 20cm, phù hợp cho điều kiện canh tác hay thường xuyên sử dụng máy móc cơ giới. Phương pháp này phải sử dụng dòng dây chuyên dụng để chôn để tránh bị nghẹt do đất, cát lấp hoặc rễ cây ăn vào mắt nhỏ giọt.
Đối với mỗi loại cây trồng khác nhau, tùy vào đặc điểm sinh trưởng, điều kiện canh tác, thời gian mùa vụ mà bà con tiến hành lựa chọn hệ thống tưới nhỏ giọt với các thông số phù hợp cho cây trồng của mình.
Cách lựa chọn dây tưới cho hệ thống tưới nhỏ giọt phù hợp
| Loại dây nhỏ giọt | Tên sản phẩm | Thông số sản phẩm | Ứng dụng |
| Không bù áp | Dây P1 Irritec phi 16 mm |
|
Phù hợp tưới khoai lang, dưa hấu… cây trồng ngoài đồng ngắn vụ. |
| Dây eXXtreme Irritec phi 16 mm |
|
Phù hợp tưới khoai lang, dưa hấu… cây trồng ngoài đồng ngắn vụ. Khả năng chống tắc nghẽn tốt với chiều dài lọc chạy theo chiều dài dây. | |
| Dây P1 Irritec phi 16 mm |
|
Phù hợp tưới măng tây, tưới chuối, hoa màu… cây trồng ngoài trời ngắn vụ, dài vụ. | |
| Dây P1 Irritec phi 12 mm |
|
Phù hợp tưới cà chua, dưa leo, ớt chuông, hoa… cây trồng trong nhà kính. | |
| Bù áp | PCF Irritec phi 16 mm |
|
Phù hợp tưới chuối, cây ăn trái, mía đường… trồng trên địa hình dốc, diện tích lớn. |
| Nhỏ giọt que cắm Irritec |
|
Phù hợp tưới cà chua, dưa leo, ớt chuông, dưa leo… trồng trên giá thể trong nhà kính. |
Các loại lọc trong hệ thống tưới nhỏ giọt
Để đảm bảo chất lượng nước tưới đạt yêu cầu sử dụng cho hệ thống tưới, đặc biệt giảm rủi ro tắc nghẽn hệ thống tưới nhỏ giọt do các chất rắn không hòa tan trong nước tưới hoặc phân bón, chúng ta cần phải sử dụng hệ thống lọc phù hợp và đúng yêu cầu kỹ thuật. Trong bài viết này, Finom sẽ giới thiệu cho bà con các hệ thống lọc phổ biến trong hệ thống tưới nhỏ giọt
Lọc đĩa
Lọc đĩa có lõi lọc cấu tạo từ nhiều lớp đĩa chồng lên nhau. Trên bề mặt của mỗi khay đĩa sẽ có rãnh nhỏ quyết định đến khả năng lọc kích thước của chất rắn không hòa tan. Thông thường, các kích cỡ lọc phổ biến của lọc đĩa là 80 mesh, 100 mesh, 120 mesh, 150 mesh và 200 mesh. Chỉ số mesh càng cao thì lọc càng mịn.
Lọc đĩa là thiết bị lọc được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống tưới nhờ cách lắp đặt đơn giản và chi phí đầu tư thấp. Thông thường, lọc đĩa được lắp sau bộ phận châm phân của hệ thống tưới để ngăn chặn các loại phân bón không hòa tan hoặc đóng cặn, kết tủa có trong nước tưới trước khi đi đến các điểm tưới.
Lọc tách cát (Hydrocyclone Filter)
Lọc tách cát hay còn gọi là lọc ly tâm, là thiết bị giúp tách những chất rắn không hòa tan có trong nguồn nước trước khi đi vào hệ thống tưới. Thông qua cơ chế chuyển động ly tâm, dòng chảy nước tạo thành vòng xoáy và đẩy các chất rắn không hòa tan ở tâm dòng xoáy đi ra khỏi lọc.
Thông thường lọc tách cát được lắp tại những khu vực nguồn nước có nhiều cặn rắn, cát sỏi như nguồn nước giếng khoan, sông suối, hồ chứa,… Một điều cần lưu ý là lọc tách cát không thể lọc các chất rắn hữu cơ, như rêu tảo,…
Lọc cát (Sand/ Media Filter)
Lọc cát là thiết bị lọc các chất đóng cặn, kể cả những rắn cặn nổi hoặc chìm (phù sa, mùn, tảo,…). Đây được xem là hệ thống lọc giúp cải thiện chất lượng nước tưới tốt nhất, có khả năng loại bỏ các chất không hòa tan dưới 10 ppm có trong nước tưới. Vì thế, bên cạnh lĩnh vực nông nghiệp, lọc cát còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: xử lý nước thải, nước sinh hoạt,…
Cơ chế hoạt động của lọc cát khá đơn giản. Dòng nước bẩn khi đi qua bầu lọc (chamber) và bị nén dưới áp suất cao của dòng chảy, các chất không tan trong dòng chảy sẽ bị cát giữ lại và nguồn nước sạch sẽ đi ra khỏi bầu lọc.
Lọc cát thường được lắp đặt ở những vị trí có chất lượng nguồn nước kém, gây rủi ro tắc nghẽn hệ thống tưới nhỏ giọt.
Chi phí đầu tư hệ thống tưới nhỏ giọt
Hiện nay đối với canh tác cây rau màu, bà con sử dụng nhiều phương pháp tưới khác nhau, trong đó hệ thống tưới béc là phổ biến nhất do giá thành đầu tư thấp. Tuy nhiên, chúng tôi khuyến cáo bà con có thể thay đổi sang sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt nhờ những ưu điểm như sau:
- Giảm thiểu chi phí nhân công tưới nước và bón phân.
- Kết hợp tưới phân bón qua hệ thống tưới, tạo điều kiện tưới phân thường xuyên và tiết kiệm lượng phân bón hao phí bị rửa trôi như khi bón phân rải truyền thống.
- Giảm thiểu cỏ dại và bệnh hại cây trồng.
- Nâng cao năng suất cây trồng và phẩm chất sản phẩm.
Cách bố trí hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây rau màu
Thông thường khi trồng các loại rau màu như cải thảo, cải bắp, khoai lang, xà lách, cải kale…bà con thường trồng theo quy cách sau:
- Lên líp (ở vùng Lâm Đồng, bà con thường gọi là rò) rộng từ 0.8 – 1.2 mét, trồng từ 2 – 5 hàng rau trên 1 líp tùy loại cây.
- Đào rãnh sâu 20 – 30 cm, rộng 30 cm.
Dựa vào quy cách trên, chúng tôi khuyến cáo sử dụng dây nhỏ giọt P1 IRRITEC với khoảng cách mắt nhỏ giọt 20cm, lưu lượng 1.5 lít/giờ, độ dày thành ống từ 0.15 mm (sử dụng dưới 2 năm) hoặc 0.30 mm (sử dụng từ 3 – 5 năm). Bố trí 1 hàng dây nhỏ giọt giữa 2 hàng rau đối với các loại rau như xà lách hay cải kale, bố trí 1 hàng dây nhỏ giọt cho 1 hàng rau đối với cá loại rau như cải thảo, cải bắp, khoai lang…
Thông tin trang trại:
- Diện tích: 1000 m2 (25 x 40 mét)
- Số lượng líp (rộng 1.2 mét gồm líp + rãnh): 33 líp
- Số lượng hàng rau: tùy đối tượng cây trồng
- Số lượng hàng dây nhỏ giọt (tính trung bình): 2 – 3 hàng
Thông số hệ thống tưới nhỏ giọt:
- Tổng lưu lượng tưới: 12.5 m3/giờ
- Số ca tưới: 1
- Thời gian tưới/ngày: 30 – 60 phút
| STT | TÊN VẬT TƯ | XUẤT XỨ | QUY CÁCH | SỐ LƯỢNG | |
| I. BỘ TRUNG TÂM | |||||
| 1 | Bơm 3HP Tân Hoàn Cầu | Việt Nam | Cái | 1 | |
| 2 | Lọc đĩa Irritec phi 60 mm, 20 m3/h | Ý | Cái | 1 | |
| 3 | Van xả khí Irritec phi 34 mm | Ý | Cái | 1 | |
| 4 | Đồng hồ đo áp Irritec (0 – 6 bar) | Ý | Cái | 1 | |
| 5 | Van điều áp Irritec 49 mm | Ý | Cái | 1 | |
| 6 | Venturi hút phân phi 34 mm | Ý | Bộ | 1 | |
| 7 | Phụ kiện lắp bộ điều khiển trung tâm | Việt Nam | Bộ | 1 | |
| II. HỆ THỐNG TƯỚI | |||||
| 1 | Dây nhỏ giọt P1 Irritec phi 12mm, khoảng cách mắt nhỏ giọt 20cm, lưu lượng 1.5 lít/giờ, dày 0.30 mm. | Ý | Mét | 1800 – 2500 | |
| 2 | Khởi thủy phi 12mm, roan cao su | Ý | Cái | 70 | |
| III. ĐƯỜNG ỐNG HDPE/PVC | |||||
| 1 | HDPE 63 mm (hoặc PVC 60 mm), dày 3.0 mm | Việt Nam | Mét | 40 | |
| 2 | Phụ kiện lắp đặt đường ống: Co, Tê, Cút… | Việt Nam | Bộ | 1 | |
| 3 | Van bi 60 mm | Việt Nam | Cái | 2 | |
| 4 | Phụ kiện lắp ráp đường ống: Keo, cao su non, băng keo đen… | Việt Nam | Bộ | 1 | |
TỔNG CHI PHÍ ĐẦU TƯ: 12 – 15 triệu, chưa bao gồm chi phí vận chuyển và lắp đặt.
Lưu ý: chi phí trên tính tiêu chuẩn cho diện tích 1000m2 phải đầu tư đầy đủ cơ sở hạ tầng, tuy nhiên khi làm thực tế thì chi phí cơ sở hạ tầng cho bộ trung tâm dùng chung cho toàn diện tích của bà con nên chi phí tính trên 1000m2 sẽ khác tùy vào diện tích thực tế trang trại.
