Nghiên cứu động thái ẩm của đất trong kỹ thuật tưới nhỏ giọt phục vụ tưới tiết kiệm nước hợp lý cho cây trồng cạn vùng khan hiếm nước (Vùng khô hạn)
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
NGHIÊN CỨU ĐỘNG THÁI ẨM CỦA ĐẤT TRONG KỸ THUẬT TƯỚI
NHỎ GIỌT PHỤC VỤ TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC HỢP LÝ CHO
CÂY TRỒNG CẠN VÙNG KHAN HIẾM NƯỚC (VÙNG KHÔ HẠN)
Trần Thái Hùng, Võ Khắc Trí, Lê Sâm
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
Tóm tắt: Trong quá trình thực nghiệm xác định chế độ tưới hợp lý trong kỹ thuật tưới nhỏ giọt cho cây
nho lấy lá tại vùng khan hiếm nước tỉnh Bình Thuận, tác giả đã khảo nghiệm động thái ẩm của đất tại
đồng thời 2 vị trí: (1) Đất tự nhiên (không trồng cây) và (2) Đất trồng cây nho lấy lá trong 3 mùa vụ với
3 chu kỳ tưới:2 ngày (CK2), 3 ngày (CK3), và 4 ngày (CK4). Bài viết này trình bày kết quả thực nghiệm
tại khu vực đất tự nhiên. Kết quả quan trắc cho thấy: cuối chu kỳ tưới, độ ẩm đất CK2 vẫn lớn hơn độ
ẩm tối thiểu thích hợp cho cây (θp), độ ẩm đất CK3 (các tầng phía trên) và đặc biệt là CK4 có độ ẩm
giảm xuống thấp hơn giá trị độ ẩm θp, đôi khi nằm sát giá trị độ ẩm cây héo (θwp). Sự giảm độ ẩm
vào ban ngày lớn hơn buổi tối và đêm, buổi chiều giảm nhiều hơn buổi sáng. Hao hụt độ ẩm thời đoạn
9÷15g có giá trị lớn nhất, kế đến là từ 15÷21g, 3÷9g và thấp nhất là từ 21÷3g sáng hôm sau. Thiết lập
hệ phương trình hồi quy truyến tính giữa đường đặc trưng ẩm và độ ẩm các tầng đất với kết quả kiểm
định đều đảm bảo yêu cầu và phù hợp. Do vậy, từ kết quả thí nghiệm này có thể sử dụng hệ phương
trình hồi quy xác định chế độ tưới tiết kiệm nước hợp lý theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển
cho cây trồng cạn vùng khan hiếm nước (vùng khô hạn) Nam Trung Bộ.
Từ khóa: Cây trồng cạn, chu kỳ tưới, động thái ẩm của đất, hồi quy, tưới nhỏ giọt.
Summary: During the experimental research on a suitable irrigation schedule of drip irrigation
technique for Grape leaves at the water scarce region of Binh Thuan province, the author has
concurrently experimented on soil moisture dynamic at two places: (1) Natural land (non crops) and
(2) Cultivated one with Grape leaves in three crop seasons with 3 irrigation frequencies: 2days (CK2),
3days (CK3) and 4days (CK4). This article was presented at the Natural land. The observed results
showed that: at the end of the irrigation frequency, water content of CK2 was larger than suitable min
one for crops (θp), water contentof CK3 (above layers) and the whole CK4 decreased lower than (θp),
it sometimes approached the moisture at wilting point (θwp). The day water content decreased more
greately than the evening and night ones, and the afternoon one decreased more greately than the
morning one. The water content decrease was the greatest during 9:00÷15:00, the next ones were in
period’s 15:00÷21:00, 3:00÷9:00 and the lowest one was in 21:00÷3:00 of the next morning.
Establishing the equation system of homogeneous regression between pF and water content in each
layer with all verificative results are satisfied and conformable. Therefore, based on these results, this
equation system of homogeneous regression can be used to determine suitable water saving irrigation
schedule following each development stage schedule for dry crops at the water scarce region
(Droughty region) in the South Central part of Vietnam.
Keywords: Drip irrigation, dry crops, irrigation frequency, regression, soil moisture.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ*
cho cây (θp) và độ ẩm cây héo (θwp), trong đó
độ trữ ẩm đồng ruộng và độ ẩm tối thiểu thích
hợp được quan tâm nhiều hơn cả, mục đích để
tính toán và cung cấp một lượng nước hiệu quả
cho cây trồng, đảm bảo độ ẩm đất luôn nằm
Trong công tác tưới tiêu nước cho cây trồng,
lượng nước trong đất cần được chú ý tới như:
độ trữ ẩm toàn phần (bão hòa nước θs), độ trữ
ẩm đồng ruộng (θfc), độ ẩm tối thiểu thích hợp
Ngày nhận bài: 08/6/2018
Ngày duyệt đăng: 10/10/2018
Ngày thông qua phản biện: 11/7/2018
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
1
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
trong khoảng (θp ÷ θfc). Khi giá trị độ ẩm đo
được trong đất giảm xuống tới θp, cần tiến hành
tưới ngay để đưa độ ẩm đất tăng lên đạt θfc,
đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng - phát triển
tốt và đạt năng suất cao. [1], [11]
khan hiếm nước (vùng khô hạn) Nam Trung
Bộ.
2.2 Nội dung nghiên cứu
Lấy mẫu đất hiện trường và thí nghiệm các chỉ
tiêu cơ lý của đất;
Để phục vụ công tác thủy nông có khoa học và
tự động hóa, việc nghiên cứu động thái ẩm
trong đất trồng luôn được quan tâm bởi các nhà
khoa học, nhà sản xuất thiết bị và cả những
người nông dân trực tiếp sản xuất. Ở những
trung tâm nghiên cứu và các trang trại sản xuất
các loại nông sản có giá trị kinh tế cao, người ta
thường lắp đặt các thiết bị tự động đo áp lực hút
nước của đất (Tensiometer) để theo dõi động
thái độ ẩm của đất phục vụ các mục đích nghiên
cứu hoặc quản lý tưới. Bên cạnh sự phát triển
các hệ thống quan trắc công nghệ cao, việc
nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm
động thái ẩm của đất đã được quan tâm [5], [7],
[9], [10]. Nhiều mô hình toán mô phỏng quá
trình vận động của nước và chất trong đất vẫn
đang được phát triển. [3], [8], [12]
Thiết lập mô hình tưới tiết kiệm nước bằng kỹ
thuật tưới nhỏ giọt; thực nghiệm tưới trong 3
mùa vụ của mùa khô: vụ V1 từ tháng
01÷4/2012, vụ V2 từ tháng 9÷12/2012 và vụ V3
từ tháng 01÷4/2013 (không quan trắc trong
những tháng mùa mưa);
Quan trắc động thái ẩm sau khi ngừng tưới với
khoảng thời gian 6 giờ/lần (0,5 giờ, 6 giờ, 12
giờ,…48 giờ (CK2), 54giờ,…, 72giờ (CK3), 78
giờ, …, 96 giờ (CK4));
Xử lý dữ liệu và phân tích kết quả động thái ẩm
đất của kỹ thuật tưới nhỏ giọt;
2.3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên
cứu
Tiếp cận toàn diện lý thuyết và thực tiễn, kế
thừa có chọn lọc các nghiên cứu liên quan;
Vùng khan hiếm nước (vùng khô hạn) Nam
Trung Bộ có điều khiện khí hậu khắc nghiệt,
nhiệt độ và lượng bốc thoát hơi nước ETc khá
lớn, thổ nhưỡng có thành phần chủ yếu là đất
cát mịn. Các loại cây trồng cạn được trồng chủ
yếu gồm: nho, thanh long, táo, rau màu (măng
tây, cà tím, cà chua, hành, tỏi, ớt, đậu phộng,
sắn, ngô)... Do nguồn nước trong khu vực để
phục vụ tưới bị hạn chế, nên các kết quả nghiên
cứu thực nghiệm động thái ẩm của đất là rất cần
thiết, nhằm ứng dụng vào thực tiễn giúp nâng
cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên
đồng ruộng và trong phòng;
Ứng dụng phần mềm IBM SPSS Statistics 20
để xử lý, phân tích và kiểm định dữ liệu thực
nghiệm, đảm bảo mức sai số cho phép và có ý
nghĩa thống kê. [2]
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Đặc tính cơ lý của đất
Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý cho thấy
loại đất khu thực nghiệm là cát mịn, tơi xốp,
giúp rễ cây hút nước và ôxy dễ dàng. Hàm
lượng chất hữu cơ (mùn): lớp đất mặt (0÷10cm)
thuộc loại đất nghèo và các lớp phía dưới thuộc
loại rất nghèo chất hữu cơ [4].
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP
CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Xác định động thái ẩm của đất phục vụ tưới
tiết kiệm nước hợp lý cho cây trồng cạn vùng
2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Bảng 1: Kết quả phân tích lý tính của mẫu đất
Phân tích thành ph
ầ
n h
ạ
t
Đặc tính vật lý
Hữu
c
ơ
Cát (%)
B
ụ
i (%)
Dung trọng
Độ
bão
hòa
Sét
(%) Ướ
T
ỷ
ng
Độ Ch
ỉ
số
(mùn
L
ớ
ất
p
Trung
bình
M
ịn
Thô
M
ị
n
t
Khô tr
ọ
r
ỗ
ng rỗng
)
đ
(cm)
2,0 0,85
0,25
÷0,10
6
0,075 0,01
<
gw
gd
0,425
÷0,25
0,106 ÷
0,075
÷
÷
÷
÷0,00 0,00 (g/cm (g/cm3
3)
D
S (%) n (%) eo
%
0,85 0,425
0,01
5
5
)
0÷10
10÷2
0
3,60 48,70 41,20 2,10 0,60 0,40 3,40 1,47
1,44 2,65 6,67 45,70 0,84 1,62
4,30 47,60 41,50 1,70 0,40 0,50 4,00 1,60
1,56 2,65 8,86 40,99 0,69 1,04
20÷4
0
3,50 47,40 36,10 6,40 0,50 0,50 5,60 1,56
3,80 48,20 35,20 6,10 0,46 0,50 5,74 1,68
1,51 2,63 13,30 42,70 0,75 0,63
1,62 2,64 15,70 38,66 0,63 0,47
40÷6
0
mặt (5÷10cm) và tầng giữa (10÷15cm);
3.2 Phân tích động thái ẩm của đất
a) Động thái ẩm theo chiều sâu tầng đất
Tầng đất 20÷25cm: độ ẩm tầng đất này vẫn chịu
ảnh hưởng của yếu tố khí tượng và sự thấm
xuống phía dưới, tuy nhiên mức độ và tốc độ
giảm đã chậm hơn 4 tầng đất phía trên;
Tầng đất mặt 0÷5cm: độ ẩm đất chịu tác động
mạnh của yếu tố khí tượng, đặc biệt là nắng,
nhiệt độ và gió... là nguyên nhân chính gây ra
sự mất nước tầng đất này. Độ ẩm đất sau khi Tầng đất 25÷30cm: sự ảnh hưởng của yếu tố khí
dừng tưới 0,5giờ tương đối giống nhau giữa các tượng tới độ ẩm tầng này giảm hẳn và yếu hơn
chu kỳ và các mùa vụ, sau đó giảm dần khá đều rất nhiều so với 5 tầng phía trên, đồng thời nước
theo thời gian;
cũng thấm sâu xuống phía dưới. Tốc độ giảm
độ ẩm chậm nhất so với 5 tầng phía trên.
Tầng đất 5÷10cm: độ ẩm tầng đất này vẫn chịu
ảnh hưởng mạnh của yếu tố khí tượng (nắng, b) Động thái ẩm theo chu kỳ tưới
nhiệt độ và gió...), hơi nước bốc thoát lên phía
Phân tích động thái ẩm theo chu kỳ tưới để thấy
được sự khác nhau của độ ẩm đất giữa các chu
kỳ tưới. Đồng thời, kết quả so sánh độ ẩm đất ở
trên bay ra ngoài không khí. Tốc độ giảm độ ẩm
chậm hơn so với tầng đất mặt (0÷5cm);
Tầng đất 10÷15cm: độ ẩm tầng đất này vẫn chịu cuối các chu kỳ tưới (trước khi tưới cho chu kỳ
ảnh hưởng của yếu tố khí tượng nhưng yếu hơn tiếp theo) với độ ẩm tối thiểu thích hợp (θp) và
2 tầng đất (0÷5cm và 5÷10cm) phía trên. Tốc độ ẩm cây héo (θwp) của một số cây trồng cạn,
độ giảm độ ẩm chậm hơn so với tầng mặt cho thấy tính hợp lý của mỗi chu kỳ tưới khi áp
(0÷5cm) và tầng giáp tầng mặt (5÷10cm);
dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho cây trồng
cạn phổ biến vùng khan hiếm nước (vùng khô
hạn) như thanh long, nho, táo, mía, rau, cà chua,
hành tỏi…[10]
Tầng đất 15÷20cm: mức độ ảnh hưởng của yếu
tố khí tượng tới độ ẩm tầng đất này đã giảm hẳn
so với 3 tầng phía trên. Tốc độ giảm độ ẩm tầng
đất này chậm hơn tầng mặt (0÷5cm), tầng giáp Chu kỳ tưới 2 ngày: độ ẩm của các tầng đất thời
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
3
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
khả năng chịu hạn tốt hơn, độ ẩm đất gần tương
đương hoặc lớn hơn θp: từ 1,09÷1,25lần (táo)
đến 1,29÷1,36lần (mía); Các tầng đất từ
15÷30cm: độ ẩm cuối chu kỳ nhỏ hơn hoặc
tương đương θp (ở hành tỏi, rau ở khoảng
15÷20cm), và lớn hơn θp các loại cây còn lại
(táo, thanh long, mía). Khi so sánh với độ ẩm
cây héo θwp, độ ẩm các tầng đất đều lớn hơn
θwp.
điểm cuối CK2 trong 3 mùa vụ hầu hết đều xấp
xỉ hoặc lớn hơn θp của các cây trồng, chỉ nhỏ
hơn θp hành, tỏi ở tầng 0÷10cm. Cụ thể so sánh
với θp của các cây trồng như sau: tầng đất
0÷10cm: Hành tỏi 0,90÷1,08 lần; Mía
1,19÷1,42lần; tầng 10÷20cm: Hành tỏi:
1,17÷1,48lần; Mía: 1,69÷2,13lần; tầng
20÷30cm: Hành tỏi: 1,50÷1,73lần; Mía:
2,11÷2,43lần. Các cây trồng khác (rau, cà chua,
táo, thanh long) ở mức giữa của 2 loại cây trồng
trên;
Chu kỳ tưới 4 ngày: độ ẩm tầng đất 0÷20cm
đa phần nhỏ hơn θp của các loại cây rất nhiều:
cây rau, hành tỏi: 0,50÷0,97lần; táo: 0,58 ÷
1,07lần, thậm chí tầng đất 0÷5cm có giá trị
xấp xỉ độ ẩm cây héo θwp; tầng đất 25÷30cm:
giá trị độ ẩm đất đa phần nhỏ hơn hoặc tương
đương θp của các loại cây nhạy cảm với nước:
rau cà chua, hành tỏi: từ 0,87÷1,13lần; so
sánh với thanh long, táo và mía: từ
1,04÷1,45lần.
Chu kỳ tưới 3 ngày: độ ẩm thời điểm cuối chu
kỳ của tầng đất 0÷10cm ở 3 mùa vụ đều nhỏ
hơn θp của hầu hết các cây trồng, chỉ bằng từ
0,68÷0,85lần (hành tỏi), đến 0,89÷1,0lần (mía);
tầng đất 10÷15cm: độ ẩm cuối chu kỳ nhỏ hơn
θp các loại cây nhạy cảm với hạn (hành tỏi, rau,
cà chua và táo), cụ thể: 0,90÷1,03lần (hành tỏi);
các cây trồng còn lại (táo, thanh long, mía) có
4
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Hình 1: So sánh độ ẩm đất cuối các chu kỳ tưới với độ ẩm cây héo (θwp) và độ ẩm tối thiểu
thích hợp (θp) của các loại cây trồng, 3 mùa vụ
Bảng 2: So sánh độ ẩm cuối các chu kỳ tưới với độ ẩm θp của các cây trồng cạn – Vụ V1
Chu Độ θcu
ối
θp
θcuối
θp θcu
ối
θp
θcuối
θp θcu
ối
θp
θcuối
k
ỳ
sâu
CK2 Thanh CK2/θp Táo CK2/ Mía CK2/ Rau, CK2/θ Hành, CK2/θ
long Thanh
long
θp
θp
cà p rau,
t
ỏi
p
Táo
mía chua
cà
hành
chua
tỏi
(cm) (%)
(%)
(l
1,17 9,25 1,07 8,15 1,22 9,99 1,00 10,73 0,93
-10 10,81 8,52 1,27 9,25 1,17 8,15 1,33 9,99 1,08 10,73 1,01
-15 12,12 7,09 1,71 7,93 1,53 6,68 1,82 8,76 1,38 9,60 1,26
-20 13,18 7,09 1,86 7,93 1,66 6,68 1,97 8,76 1,50 9,60 1,37
-25 14,28 6,81 2,10 7,56 1,89 6,44 2,22 8,31 1,72 9,06 1,58
-30 15,01 6,81 2,20 7,56 1,99 6,44 2,33 8,31 1,81 9,06 1,66
ầ
n) (%) (l
ầ
n) (%) (l
ầ
n) (%) (l
ầ
n) (%)
(lần)
-5
9,94 8,52
CK2
CK3
-5
7,29 8,52 0,86 9,25 0,79 8,15 0,89 9,99 0,73 10,73 0,68
8,11 8,52 0,95 9,25 0,88 8,15 1,00 9,99 0,81 10,73 0,76
9,10 7,09 1,28 7,93 1,15 6,68 1,36 8,76 1,04 9,60 0,95
-10
-15
-20 9,99 7,09
-25 10,68 6,81
-30 11,24 6,81
1,41 7,93 1,26 6,68 1,50 8,76 1,14 9,60 1,04
1,57 7,56 1,41 6,44 1,66 8,31 1,29 9,06 1,18
1,65 7,56 1,49 6,44 1,75 8,31 1,35 9,06 1,24
-5
5,74 8,52 0,67 9,25 0,62 8,15 0,70 9,99 0,58 10,73 0,54
6,17 8,52 0,72 9,25 0,67 8,15 0,76 9,99 0,62 10,73 0,57
6,61 7,09 0,93 7,93 0,83 6,68 0,99 8,76 0,75 9,60 0,69
CK4 -10
-15
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
5
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
-20 7,29 7,09 1,03 7,93 0,92 6,68 1,09 8,76 0,83 9,60 0,76
-25 7,87 6,81
-30 8,31 6,81
1,16 7,56 1,04 6,44 1,22 8,31 0,95 9,06 0,87
1,22 7,56 1,10 6,44 1,29 8,31 1,00 9,06 0,92
c) Động thái ẩm theo giờ trong ngày
Độ ẩm thời điểm cuối các chu kỳ tưới tăng dần
từ mặt đất xuống tầng phía dưới;
Các yếu tố khí tượng ảnh hưởng rất rõ tới động
thái ẩm của đất tại từng khoảng thời gian trong
ngày, các yếu tố về nắng, gió và nhiệt độ… đã
Độ ẩm đất thời điểm cuối CK2 gần tương
đương thời điểm 2/3 thời gian của CK3 và 1/2
làm mức giảm độ ẩm đất vào ban ngày lớn hơn thời gian của CK4. Tương tự với CK3, độ ẩm
đất tại thời điểm cuối CK3 gần tương đương
thời điểm 3/4 thời gian của CK4. So sánh độ ẩm
đất thời điểm cuối của các chu kỳ tưới với (θp)
của các loại cây trồng cạn cho kết quả tăng dần
lần lượt từ hành tỏi (giá trị θp cao nhất), rau, cà
chua, táo, thanh long, mía (giá trị θp thấp nhất);
buổi tối và đêm, buổi chiều giảm nhiều hơn
buổi sáng sớm. Diễn biến cụ thể khoảng thời
gian 21g÷3g sáng có mức giảm độ ẩm nhỏ nhất:
từ 0,84÷1,44% (CK2), 0,61÷1,30% (CK3),
0,42÷1,07%(CK4); kế đến là 3g÷9g có mức
giảm lớn thứ ba trong ngày: 1,08÷1,80%
(CK2), 0,98÷1,78%(CK3), 0,76÷1,60%(CK4);
từ 9g÷15g, mức giảm đạt lớn nhất trong ngày:
2,64÷4,25% (CK2), 2,48÷4,28% (CK3),
1,59÷3,44% (CK4); từ 15g÷21g có mức giảm
độ ẩm đất lớn thứ hai (chỉ đứng sau thời đoạn
9g÷15g): 1,32÷3,68% (CK2), 1,27÷3,64%
(CK3), 0,94÷3,31%(CK4). Tại cùng 1 khoảng
thời gian trong ngày (ví dụ thời đoạn từ 9g÷15g
hay từ 15g÷21g), mức giảm độ ẩm ở đầu chu kỳ
tưới lớn hơn ở giữa và cuối chu kỳ. Khi xét sự
giảm độ ẩm giữa các tầng đất, tầng đất mặt
0÷5cm có mức giảm lớn nhất, kế đến lần lượt là
các tầng đất phía dưới 5÷10cm, 10÷15cm,…,
25÷30cm.
Về mức giảm độ ẩm ở đầu chu kỳ tưới lớn hơn
thời điểm giữa và cuối chu kỳ (tại cùng một
khoảng thời gian trong ngày 3 ÷ 9g hoặc 9 ÷
15g…), có thể nhận thấy rằng ở thời điểm đầu
chu kỳ tưới mức độ hao hụt độ ẩm khá lớn, sau
đó giảm dần, cuối chu kỳ tưới mức độ suy giảm
khá đều nhau giữa các chu kỳ, điều này được
lý giải rằng vào cuối chu kỳ tưới, cây trồng rất
cần nước phục vụ trao đổi chất và quang hợp,
trong khi độ ẩm đất giảm, nên xuất hiện hiện
tượng háo nước tức thời trong thân cây, khi
tiến hành tưới, rễ cây sẽ hút nước rất mạnh,
ngay cả vào khoảng thời gian 15 ÷ 21g tối, biểu
hiện bằng trực quan rõ ràng nhất là ở những
ngày đầu chu kỳ tưới, các lá cây xanh mướt
hơn so với những ngày giữa và cuối chu kỳ.
Nhận xét:
6
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Hình 2: Động thái ẩm của đất theo thời gian (giờ) - CK2, Vụ V1, V2 và V3
Bảng 3: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 – Vụ V1 (đơn vị: %)
T
ầ
g
n 9:00 15:0 21:0
15:0 21:0
21:0
0
15:0 21:0
15:0
0
3:00 9:00
(sau (sau
18g) 24g)
3:00 9:00 Chu
(sau (sau
3:00 9:00
(sau (sau
12g) 18g)
3:00 9:00
(sau (sau
36g) 42g)
(sau
0
0
0
0
0
0
kỳ
đ
ấ
t 0,5g (sau (sau
(sau (sau
30g) 36g)
(sau
6g)
(sau (sau
24g) 30g)
(sau
48g)
42g) 48g) m
ới
(cm)
0÷5
5÷10
10÷1
5
)
-
-
6g) 12g)
4,10 2,50 1,35 1,80 3,58 2,23 1,28 1,70
4,01 2,43 1,32 1,75 3,52 2,15 1,25 1,60
-
3,60 1,42 1,65 3,43 2,16 1,14 1,52 3,16
3,50 1,38 1,62 3,38 2,13 1,13 1,51 3,14
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3,86 2,32 1,27 1,65 3,41 2,08 1,21 1,50
3,76 2,14 1,22 1,50 3,18 1,91 1,16 1,39
3,64 1,92 1,15 1,40 3,02 1,80 1,08 1,33
3,44 1,82 1,10 1,33 2,95 1,74 1,00 1,23
3,26 1,30 1,55 3,25 1,96 1,08 1,36 3,04
3,04 1,21 1,43 3,11 1,68 1,00 1,31 2,93
2,83 1,14 1,35 3,03 1,63 0,94 1,26 2,81
2,78 1,10 1,27 2,92 1,55 0,89 1,21 2,72
15÷2
0
20÷2
5
25÷3
0
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
7
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Hình 3: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 – Vụ V1
Bảng 4: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 - Vụ V2 (đơn vị: %)
21:0
9:00
(sau
0,5g
)
0
(sa
u
21:0
0
9:00
(sau
42g
)
T
ầ
ấ
ng
15:00
(sau
6g)
3:00 9:00 15:00 21:00 3:00 9:00 Chu
(sau (sau (sau (sau (sau (sau k
18g) 24g) 30g) 36g) 42g) 48g) m
3:00 9:00 15:00 21:00 3:00
(sau (sau (sau (sau (sau
12g) 18g) 24g) 30g) 36g)
15:00
(sau
đ
t
ỳ
ớ
(sau
6g)
(cm)
i
48g)
12g
)
2,5
3
0÷5
-
-
-
-
-
-
4,25
4,04
3,82
3,68
1,28 1,71 3,53 2,27 1,21 1,59
1,24 1,66 3,44 2,20 1,19 1,55
1,20 1,54 3,36 2,09 1,17 1,43
1,13 1,38 3,16 1,89 1,04 1,29
-
3,50 1,24 1,54 3,34 2,12 1,08 1,47 3,05
3,41 1,18 1,49 3,25 1,86 1,06 1,39 2,99
3,17 1,13 1,39 3,12 1,70 1,03 1,34 2,93
2,83 1,11 1,36 3,00 1,51 0,99 1,30 2,85
2,51 1,09 1,30 2,94 1,39 0,93 1,25 2,75
2,4
0
5÷10
-
10÷1
5
2,2
6
-
-
-
15÷2
0
2,0
4
20÷2
5
3,58 1,93 1,00 1,23 2,98 1,65 0,98 1,18
25÷3
0
3,40 1,75 0,93 1,20 2,89 1,59 0,87 1,08 - 2,48 1,04 1,26 2,79 1,32 0,88 1,17 2,64
Hình 4: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 – Vụ V2
Bảng 5: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 – Vụ V3 (đơn vị: %)
8
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
3:0
0
9:0
9:00
(sau
0,5g
)
9:00 15:0
3:00
T
ầ
ấ
ng
15:00 21:00
21:00 3:00 9:00 Chu 21:00 3:00 0 15:00 21:00
9:00 15:00
(sau (sau
42g) 48g)
(sau
0
(sau
36g
)
đ
t
(sau (sau (sau
(sau (sau (sau k
ỳ
ớ
(sau (sau (sau (sau (sau
24g (sau
(cm)
6g) 12g) 18g
)
36g) 42g) 48g) m
i 6g) 12g) 18g 24g) 30g)
)
30g)
)
0÷5
-
-
4,14 2,45 1,44 1,76 3,58 2,38 1,20 1,69
4,11 2,43 1,42 1,73 3,54 2,35 1,19 1,67
-
3,68 1,40 1,71 3,60 2,17 1,16 1,62 3,30
3,61 1,32 1,66 3,49 2,07 1,13 1,58 3,21
5÷10
-
-
10÷1
5
-
-
-
-
3,96 2,32 1,38 1,65 3,41 2,24 1,21 1,55
3,81 2,20 1,22 1,52 3,22 1,98 1,15 1,38
3,58 2,04 1,21 1,46 3,13 1,87 1,10 1,32
3,44 1,94 1,16 1,36 3,06 1,82 1,05 1,29
3,41 1,23 1,56 3,40 1,96 0,96 1,43 3,11
3,23 1,18 1,53 3,33 1,84 0,92 1,37 2,96
3,06 1,05 1,47 3,25 1,71 0,87 1,31 2,86
3,02 1,02 1,43 3,21 1,68 0,84 1,28 2,82
15÷2
0
-
-
-
20÷2
5
25÷3
0
Hình 5: Mức giảm độ ẩm trong ngày của các tầng đất, CK2 – Vụ V3
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
9
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
10
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
11
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
phương pháp One-Way ANOVA, trong đó có
kiểm định Levene Statistic về sự đồng nhất
phương sai (Test of Homogeneity of
Variances), kiểm định F về sự khác biệt có ý
nghĩa thống kê giữa các thang đo (ANOVA) và
kiểm định Welch cho trường hợp vi phạm giả
định phương sai không đồng nhất (Robust Tests
of Equality of Means). Kết qua kiểm định các
dữ liệu quan trắc đều đảm bảo yêu cầu về thống
kê, phục vụ phân tích động thái ẩm đất được cụ
thể hơn. [2]
3.3 Kiểm định dữ liệu, phân tích tương quan
và thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính
giữa đường đặc trưng ẩm và độ ẩm các tầng
đất
Kiểm định dữ liệu thực nghiệm
Dữ liệu thực nghiệm được xử lý bằng phương
pháp phân tích thống kê, kiểm định độ tin cậy
thang đo Cronbach's Alpha và phân tích nhân tố
khám phá EFA để thu nhỏ các biến quan trắc
thành phần về 1 biến đại diện. Kiểm định sự
khác biệt trung bình có ý nghĩa thống kê bằng
Bảng 12: Kết quả kiểm định dữ liệu thực nghiệm động thái ẩm đất
Ki
Cronbach’s Alpha
ương
n t ng
ể
m đ
ị
nh
Ki
ểm định
Phân tích nhân t
KMO Sig.
ố
khám phá EFA
ng phương sai
One-Way ANOVA
H
ệ
s
ố
H
ệ
s
ố
t
T
ổ
Sig.
Leven
e
Sig.
F
Sig.
Welc
h
Cronbac
quan bi
ế
ổ
(Kaiser-
Meyer-
Olkin)
(Bartlett’s
Test of
trích (Extraction
Sums of Squared
Loadings)
h’s Alpha (Corrected Item-
Total Correction)
Sphericity)
Statisti
c
<0,0
5
<
≥ 0,6
≥ 0,3
0,5 ÷ 1,0
< 0,05
0,000
≥ 50%
< 0,05
0,000
0,05
0,941 ÷
0,957
99,658 ÷
99,842%
0,00
0
1,00
0,995 ÷ 1,000
0,000
Phân tích tương quan
Kiểm định F đều có Sig. bằng 0,0001 < 0,05 (độ
tin cậy 95%), như vậy các mô hình hồi quy
tuyến tính được xây dựng phù hợp và có ý nghĩa
suy ra tổng thể;
Kết quả phân tích tương quan Pearson các nhân
tố: đường đặc trưng ẩm và độ ẩm các tầng đất
cho thấy: Kiểm định hệ số tương quan (r) có
Sig. đều bằng 0,0001 < 0,05%. Hệ số tương Kiểm định t về các hệ số hồi quy đều có Sig.
quan cao, từ 0,939 ÷ 0,952 > 0,9, thể hệ các đại bằng 0,0001 < 0,05 (độ tin cậy 95%), như vậy
lượng có sự tương quan rất chặt chẽ với nhau.
các hệ số của mô hình hồi quy tuyến tính đều
khác 0 và có ý nghĩa;
Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính:
f(θzi) = f(θpF)
Hệ số phóng đại phương sai VIF các mô hình
đều < 10 và Eigenvalue >1;
Hệ số R2 (hiệu chỉnh) của các mô hình khá cao
(đảm bảo điều kiện > 0,5), vậy các biến độc lập Biểu đồ tần số phần dư các nhân tố cho thấy
có ý nghĩa ảnh hưởng lớn tới sự thay đổi của phân phối phần dư tiệm cận chuẩn khi trung
biến phụ thuộc;
bình Mean xấp xỉ 0 và độ lệch chuẩn Std.Dev
(= 0,926) xấp xỉ 1.
12
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Nhận xét:
đồng biến (với hệ số góc Beta gần bằng 1), kết
quả được ứng dụng để xác định độ ẩm đất phục
vụ công tác tưới hợp lý cho cây trồng.
Đường đặc trưng ẩm có quan hệ chặt chẽ với
động thái ẩm của các tầng đất, xu thế đồ thị
Bảng 13: Phương trình hồi quy tuyến tính giữa độ ẩm đất (θzi) và đường cong pF
Mùa
vụ
TT
Tầng đất Zi (cm)
CK2
CK3
CK4
0 ÷ 5
θz5 = 0,947*θpF θz5 = 0,946*θpF θz5 = 0,946*θpF
θz10 = 0,945*θpF θz10 = 0,949*θpF θz10 = 0,945*θpF
θz15 = 0,948*θpF θz15 = 0,952*θpF θz15 = 0,948*θpF
θz20 = 0,947*θpF θz20 = 0,951*θpF θz20 = 0,947*θpF
θz25 = 0,941*θpF θz25 = 0,942*θpF θz25 = 0,942*θpF
θz30 = 0,939*θpF θz30 = 0,939*θpF θz30 = 0,942*θpF
θz5 = 0,944*θpF θz5 = 0,948*θpF θz5 = 0,946*θpF
θz10 = 0,943*θpF θz10 = 0,947*θpF θz10 = 0,943*θpF
θz15 = 0,946*θpF θz15 = 0,950*θpF θz15 = 0,946*θpF
θz20 = 0,944*θpF θz20 = 0,949*θpF θz20 = 0,945*θpF
θz25 = 0,935*θpF θz25 = 0,944*θpF θz25 = 0,940*θpF
θz30 = 0,933*θpF θz30 = 0,943*θpF θz30 = 0,940*θpF
5 ÷ 10
V1
và
10 ÷ 15
15 ÷ 20
20 ÷ 25
25 ÷ 30
0 ÷ 5
1
V3
5 ÷ 10
10 ÷ 15
15 ÷ 20
20 ÷ 25
25 ÷ 30
2
V2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
13
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Hình 12: Tương quan động thái ẩm theo thời gian
(minh họa tại thời điểm cuối các chu kỳ tưới) - Vụ V1, V2 và V3
Hình 13: Biểu đồ tần suất của phần dư chuẩn hóa và hồi quy tuyến tính các nhân tố:
động thái ẩm các tầng đất (θzi) và đường đặc trưng ẩm (pF)
CK4. So sánh độ ẩm đất thời điểm cuối của các
chu kỳ tưới với (θp) của các loại cây trồng cạn
cho kết quả tăng dần lần lượt từ hành tỏi (giá trị
θp cao nhất), rau, cà chua, táo, thanh long đến
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Thời điểm cuối chu kỳ tưới, độ ẩm đất các tầng
phía trên thấp hơn các tầng phía dưới. Độ ẩm
CK2 lớn nhất, kế đến là CK3 và thấp nhất là
14
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
KHOA HỌC
mía (giá trị θp thấp nhất). Vì vậy, kiến nghị áp trong thân;
CÔNG NGHỆ
dụng chu kỳ tưới 2 ngày, đặc biệt là các cây
trồng có độ nhạy cảm cao với nước như hành
tỏi, rau và cà chua, để tránh cho cây bị thiếu
nước vào những ngày cuối của chu kỳ tưới, giúp
cây trồng phát triển, nâng cao năng suất và chất
lượng sản phẩm;
Kết quả kiểm định các dữ liệu quan trắc đều
đảm bảo yêu cầu về thống kê, phục vụ việc phân
tích và tính toán. Thiết lập tương quan và xây
dựng phương trình hồi quy tuyến tính các nhân
tố của đường đặc trưng ẩm và độ ẩm các tầng
đất. Kết quả kiểm định đảm bảo yêu cầu, hệ số
Ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng tới động tương quan cao. Do vậy, từ kết quả thí nghiệm
thái ẩm của đất trong ngày là rất khác nhau, sự này có thể sử dụng hệ phương trình hồi quy xác
giảm độ ẩm vào ban ngày lớn hơn buổi tối và định chế độ tưới tiết kiệm nước hợp lý theo từng
đêm, buổi chiều giảm nhiều hơn buổi sáng. Hao giai đoạn sinh trưởng, phát triển cho cây trồng
tụt độ ẩm thời đoạn 9÷15g có giá trị lớn nhất, cạn vùng khan hiếm nước (vùng khô hạn) Nam
kế đến là từ 15÷21g, 3÷9g và thấp nhất là từ Trung Bộ
21÷3g sáng. Độ suy giảm độ ẩm nhiều nhất tại
Kết quả thực nghiệm này rất có ý nghĩa trong
tầng đất mặt (0÷5cm) và sau đó lần lượt giảm
việc ứng dụng vào công tác lập kế hoạch tưới
dần xuống tầng đáy (25÷30cm). Vì vậy, khuyến
hiệu quả cho cây trồng cạn có bộ rễ nông
nghị người dân nên tưới nước vào buổi sáng để
(0÷30cm) và tính toán cấp nước trong sản xuất
cây hút được nhiều nước phục vụ tốt cho quá
nông nghiệp vùng khan hiếm nước (vùng khô
trình quang hợp, trao đổi chất và cân bằng nhiệt
hạn) Nam Trung Bộ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] FAO/UNESCO/ISRIC. (1991). Revised Legend.
[2] Hoàng Trọng, Chu Nguyễn Mộng Ngọc. (2008). Phân tích dữ liệu nghiên cứu với SPSS.
Trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh. Nhà xuất bản Hồng Đức.
[3] Kim. N.Q. and Kawano, H. (1997). Soil and plant based irrigation management model:
formulation and application. Transaction of JSIDRE. Vol. 187, p1÷8.
[4] Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh. (1996). Phương
pháp phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng. NXB Giáo Dục.
[5] Ngô Sỹ Giai và cs. (2004). Nghiên cứu điều kiện độ ẩm đất phục vụ phát triển các vùng
trồng cây ăn quả, cây công nghiệp ngắn và dài ngày, cây cỏ chăn nuôi ở các vùng trung du,
miền núi Việt Nam. Đề tài KHCN cấp Bộ.
[6] Phạm Quang Khánh và cs. (2003). Báo cáo chú dẫn bản đồ đất tỉnh Bình Thuận. Chương
trình “Điều tra bổ sung, chỉnh lý, xây dựng bản đồ đất phục vụ công tác quy hoạch Nông -
Lâm nghiệp và thủy lợi cấp tỉnh Vùng Đông Nam bộ”. Dự án cấp tỉnh.
[7] Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Trọng Hà (2006), Nghiên cứu công nghệ tưới giữ ẩm cho dứa
vùng đồi Bắc Trung Bộ nhằm nâng cao giá trị thương phẩm. Đề tài khoa học cấp Bộ (Bộ
NN&PTNT).
[8] Per-Erik Jansson & Louise Karlberg. (2016). Coupled heat and mass transfer model for soil-
plant-atmosphere systems. Dept. of Land and Water Resources Engineering Royal Institute
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
15
CHUYỂN GIAO
CÔNG NGHỆ
of Technology. KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Sweden.
[9] Tran Thai Hung, Vo Khac Tri, Le Sam (2016), Research on Infiltration Spread in Soil of
Drip Irrigation Technique for Grape Leaves at the Water Scarce Region of Vietnam.
International Journal of Agricultural Science and Technology, Vol.4, No.2-August 2016
(ISSN: 2327-7645), DEStech Publications, Inc. USA. pp.45-54.
[10] Trần Thái Hùng, Võ Khắc Trí, Lê Sâm. (2017). Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng đường
đặc trưng ẩm của đất (pF) phục vụ xác định chế độ tưới hợp lý cho cây trồng cạn tại vùng
khô hạn Nam Trung Bộ. Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trường, Đại học Thủy lợi. Số 57,
trang 40 ÷ 49.
[11] Trần Viết Ổn, Lê Thị Nguyên. (2012). Tương tác giữa đất - nước và thực vật. Bài giảng cao
học Đại học Thủy lợi.
[12] Võ Khắc Trí (2002). Nghiên cứu sự chuyển vận của nước và chất hòa tan trong đất phèn
Đồng Tháp Mười. Luận án tiến sỹ kỹ thuật.
16
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu động thái ẩm của đất trong kỹ thuật tưới nhỏ giọt phục vụ tưới tiết kiệm nước hợp lý cho cây trồng cạn vùng khan hiếm nước (Vùng khô hạn)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
nghien_cuu_dong_thai_am_cua_dat_trong_ky_thuat_tuoi_nho_giot.pdf

