Giáo Trình Thủy Nông _ ĐH Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh

Bài giảng Thủy Nông 1
Mục lục
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 2
Chương 1 GIỚI THIỆU MÔN HỌC.
I/ Định nghĩa
Thủy nông là một ngành khoa học kỹ thuật nghiên cứu việc sử dụng nước để
gia tăng sản xuất nông nghiệp, nâng cao sản lượng của cây trồng. Như vậy các công
tác chính trong Thủy nông là:
a/ Mang nước từ nguồn (sông, suối, ao, hồ, giếng v.v ) đến nơi cần sử dụng cho
nông nghiệp (tưới) hay mang nước thừa từ ruộng ra ngoài (tiêu).
b/ Phân bố và sử dụng nước (có trên ruộng) kết hợp với các phương pháp nông
nghiệp khác, để biến đất thành môi trường tối hảo cho cây trồng đồng thời duy trì hay
cải tiến độ phì nhiêu của đất.
Tóm lại, Thủy nông bao gồm việc tưới, tiêu, cải tạo đất và bảo vệ đất.
Với định nghĩa trên, đối tượng của môn học Thủy nông là nước nhưng không
phải là nước chung chung, mà là nước khi nó tác động lên đất để tạo điều kiện thuận
lợi cho cây trồng. Vì vậy ta có thể nói đất nông nghiệp và cây trồng là 2 đối tượng phụ
của Thủy nông.
II/ Vấn đề về nguồn nước tưới trên thế giới hiện nay:
Trước hết, nước là yếu tố không thể thiếu được để thảo mộc tăng trưởng phát
triển. Trong 5 yếu tố căn bản của cây trồng (chất dinh dưỡng, nước, ánh sáng, không
khí và nhiệt độ) thì yếu tố nước dễ thay đổi hơn cả, và là yếu tố hàng đầu trong việc
đưa đến năng suất cây trồng (nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống). Đồng thời, thay
đổi điều kiện của nước có thể thay đổi tác dụng của các yếu tố khác lên cây trồng. Thí
dụ, tác dụng của ẩm độ đất trong việc phân hóa các chất đạm, kiểm soát về nhiệt độ và
độ ẩm không khí. Nước còn có ảnh hưởng rất lớn đến lề lối canh tác và điều kiện canh
tác (ví dụ: sạ lúa nổi, lúa cấy 2 lần, việc cơ giới hóa v.v ). Vì thế, Nhà nước Việt nam
cũng như toàn thế giới đã đặt công tác thủy lợi lên hàng đầu trong việc tăng gia sản
xuất nông nghiệp.
Đối với trên toàn thế giới, diện tích đất nông nghiệp được tưới khởi đầu từ năm

1950 với 94 triệu hectares và diện tích này mở rộng không ngừng cho đến năm 1978
với tốc độ phát triển đáng kể, trung bình 2.8 % một năm (lớn hơn tốc độ gia tăng dân
số) để đạt đến khoảng 206 triệu ha. Tuy nhiên, kể từ 1978-1991 sự phát triển diện tích
đất nông nghiệp có tưới chậm lại, khoảng 1,2%/ năm (hình 1).
Trong tương lai, diện tích đất nông nghiệp có tưới tuy vẫn còn tiếp tục gia tăng
nhưng sẽ không đạt được tốc độ gia tăng dân số. Một phần nào đó là do việc sử dụng
không bền vững nguồn nước ngầm, thiếu nguồn nước ngọt (miền Bắc Trung quốc)
hoặc bị nhiễm mặn (10-30%).
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 3
Chính vì điều này, khi nhu cầu nước dành cho sinh hoạt, công nghiệp, và những
mục đích về môi trường ngày càng cao, nước sử dụng cho nông nghiệp sẽ càng ít đi.
Trong khi đó tài nguyên nước lại khan hiếm để có thể có những kế hoạch mở rộng
diện tích đất nông nghiệp có tưới, đòi hỏi chúng ta càng phải tiết kiệm nước trong sản
xuất nông nghiệp (theo tài liệu Producing more rice with less water from irrigated
systems, 1998).
III/ Vấn đề thủy nông ở Việt nam:
Việt nam có vị trí thuận lợi về nguồn nước dựa trên hệ thống sông ngòi chằng
chịt, địa hình và mưa thuận lợi so với quy mô dân số. Hình 2 cho thấy Việt nam có
lượng nước sử dụng trên đầu người cao nhất trong khu vực (1200 m3/người). Tổng
lượng nước trung bình hàng năm là 880 tỉ m3, trong đó lưu vực sông Hồng và sông
Cữu long (Mekong) chiếm 75% lượng nước cấp. Tuy nhiên do Việt nam name ở hạ
lưu nguồn cung cấp nước của sông Mekong, sông Hồng, Mã, Cả và Đồng Nai, do đó
khả năng chủ động kiểm sóat nguồn nước đều nằm ngòai tầm tay của Việt Nam, đặc
biệt khả năng sử dụng nguồn nước bị hạn chế trong mùa khô.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 4
Nhìn chung, nước ta nằm vào khu vực nhiệt đới gió mùa, hai mùa mưa nắng rõ
rệt. Lượng mưa trung bình năm trên 1500 mm. Nhưng gần 90% lượng mưa hàng năm
tập trung vào 6 tháng mùa mưa và 80 % trong số này lại tập trung vào 4 tháng mưa

nhiều nhất. Hậu qủa là tại một nơi sẽ sảy ra tình trạng: Khô hạn vào mùa nắng và dư
thừa nước vào mùa mưa. Ngoài ra, do sự khác biệt về địa hình, đất đai, sông rạch, thủy
văn, mà tại mỗi vùng sẽ có những thuận lợi và khó khăn về thủy nông. Sau đây ta khảo
sát sự quan trọng của công tác Thủy nông ở nước ta, nhất là ở các khu vực thuộc Nam
bộ.
1. Khu vực miền Tây nam bộ (Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long):
Đây là vùng sản xuất nông nghiệp chủ lực của Việt nam, với sản lượng chiếm
27% GDP của cả nước, khoảng 40% tổng sản lượng nông nghiệp và ½ tổng sản lượng
lúa của cả nước, với 11 triêu tấn/ năm , bình quân 740 kg/ đầu người
(mặc dù mật độ dân số khá cao là 400 người/ 1 km2). Ngoài ra thủy sản cũng chiếm
phần quan trọng trong xuất khẩu của đất nước.
Với địa hình khu vực tương đối bằng phẳng, với diện tích nông nghiệp hơn 3
triệu ha, trong đó khoảng 2.4 triệu ha đất được sử dụng trong nông nghiệp và nuôi
trồng thủy sản. Tiềm năng mở rộng đất nông nghiệp hiện nay hạn chế trong khoảng
0.2 triệu ha. Các vấn đề chủ yếu liên quan đến nguồn nước ở vùng Đồng Bằng Sông
Cửu Long là : Úng lụt kéo dài trên phạm vi rộng, tình trạng thiếu nước ngọt trong mùa
khô, vấn đề xâm nhập mặn từ biển Đông và biển Tây trở ngại cho canh tác nông
nghiệp nhưng thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản và vấn đề lan truyền và ô nhiễm phèn
trong đầu mùa mưa.
Các hệ thống thủy nông đã và sẽ ảnh hưởng rất lớn đến nền sản xuất nông
nghiệp cũng như Thủy sản ở vùng Đồng bằng sông Cửu long:
a/ Làm thay đổi hệ thống sản xuất lúa.
Trước đây khoảng 2 thập kỷ, nhờ vào hệ thống thủy nông đã làm thay đổi hệ
thống canh tác lúa cấy 2 lần (khoảng 300.000 ha ở vùng nước ngập lâu, chịu ảnh
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Hình 2:
Bài giảng Thủy Nông 5
hưởng của triều như ở Sóc trăng, Trà Vinh) sang lúa cấy 1 lần, hoặc làm thay đổi vùng
lúa nổi (khoảng 500.000 ha ở vùng ngập sâu như ở An giang, Châu đốc) sang lúa cấy.
b/ Thủy nông giúp phát triển việc trồng lúa năng suất cao: Nhờ vào việc kiểm

soát được mực nước trong ruộng => có thể áp dụng giống lúa năng suất cao.
c/ Làm tăng vụ trồng: Với lịch canh tác thích hợp thì có thể tăng từ 1 vụ lên 2 -
3 vụ/năm.
d/ Tăng khả năng đa canh: Nhờ vào các công tác thủy lợi, một số vùng như An
Giang, thay vì độc canh cây lúa, nông dân có thể trồng đậu, bắp v.v… trên vùng đất
trồng lúa.
e/ Tăng khả năng lấy nước mặn phục vụ nuôi trồng thủy sản cho vùng ven biển
và duyên hải.
2. Khu vực miền Đông Nam bộ:
Miền Đông Nam bộ, bao gồm Sông Bé, TP Hồ Chí Minh, Tây Ninh, Đồng Nai
và Bà Rịa Vũng Tàu, diện tích khoảng 2,3 triệu ha, có tiềm năng rất lớn về cây lương
thực lẫn cây công nghiệp. Đồng thời phần lớn diện tích của miền Đông Nam bộ chủ
yếu là đất đỏ vàng, đất xám, đất phèn và mặn chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 173,000 ha nằm
chủ yếu ở khu vực Cần Giờ_TPHCM, Châu Thành, Xuyên Mộc- Bà Rịa Vũng Tàu và
một khối chạy dài từ TPHCM dọc sông Vàm Cỏ Đông lên tận Gò Dầu - Tây Ninh thì
hoàn toàn nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của nước mặn và bị nhiễm phèn nặng nề.
Có hai hệ thống sông chính trong khu vực:
a. Hệ thống sông Đồng Nai: bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn Nam, phần
thượng lưu gồm 2 nhánh Đa nhim và Đa Dung, tổng chiều dài 635 km, diện tích lưu
vực 37,400 km2, độ cao 1700m, độ cao bình quân lưu vực 470 m, độ dốc bình quân
lưu vực 4.6%. Vùng hạ lưu sông Đồng Nai lên tới Trị an có các sông chính đổ vào là
Sông Bé, Sài Gòn, Lá Buông và Vàm Cỏ. Trong điều kiện tự nhiên, thủy triều khống
chế toàn bộ khu vực hạ lưu lên tới tận chân thác Trị An.
b. Hệ thống sông Dinh và sông Ray: Là các sông ngắn, đổ trực tiếp ra biển, lưu
lượng dòng chảy thấp, khả năng bồi đắp phù sa kém.
Khó khăn trong nông nghiệp xuất phát từ tình trạng thiếu nước. Trong năm, khu
vực ít mưa hơn Đồng bằng Bắc bộ. Mùa khô kéo dài tới 5 tháng, thời gian đó lượng
mưa trung bình mỗi tháng võn vẹn 10-50mm ( so với 400-450mm vào mùa mưa). Đặc
điểm sông rạch vùng này, do địa hình dốc cao, gây sự khác biệt lớn về dòng chảy của
hệ thống sông qua các thời kỳ trong năm. Mùa mưa tập trung kéo dài 7 tháng từ tháng

5 đến tháng 11, chiếm hơn 90% lượng mưa cả năm .
Hiện tượng xâm nhập mặn cao vào mùa khô cũng khá nghiêm trọng, mặc dù
mặn nằm ở hạ lưu của điểm lấy nước sinh hoạt cho TPHCM, nhưng nguy cơ làm
giảm chất lượng nước vẫn còn khi mặn vẫn đang xâm nhập sâu qua khỏi đoạn hợp
dòng sông Đồng Nai, Sài Gòn và Vàm Cỏ 7km.
Tốc độ đô thị hóa ở vùng này khá cao, dự kiến kinh tế khu vực Đồng nai sẽ
tăng lên gấp đôi trong vòng 5 năm tới và có thể tiếp tục phát triển đến năm 2015. Tốc
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 6
độ đô thị hóa cao sẽ kéo theo những khó khăn nghiêm trọng về chất lượng cung cấp và
các vấn đề môi trường nước liên quan đến xử lý nước thải.
Các biện pháp quản lý hiện thời:
Cải tạo và mở rộng hệ thống thủy lợi, phát triển các công trình đa mục tiêu:
- Công trình Trị An ở trung lưu sông Đồng Nai, hoàn thành 1989 với công suất
lắp đặt 400 MW, sức chứa 2.8 tỉ m3 và cho dòng chảy bình quân mùa khô 200 m3/s để
ngăn mặn.
- Công trình Đa nhim, thượng nguồn sông Đồng Nai xây dựng 1964, công suất
160 MW, tưới cho 12800 ha.
- Công trình Thác Mơ trên sông Bé, công suất lắp đặt 150 MW, chứa 820 triệu
m3 và diện tích cần tưới là 42000 ha, tăng dòng chảy tối thiểu lên 50 m3/s
- Công trình Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn, do World Bank tài trợ 1986, diện
tích tưới dự kiến là 84000 (thực tế tưới 44000 ha), sức chứa 1.5 tỉ m3 và cho dòng
chảy tối thiểu 25 m3/s. Ngoài ra còn có thêm 3 đập tràn phụ trách tưới cho 24700 ha.
Các công trình đa mục tiêu:
Các dự án quy hoạch tổng thể lưu vực đang được nhà nước đầu tư để khai thác
tiềm năng nguồn nước của lưu vực sông Đồng Nai: Đồng Nai 4 và 8 (Đắc Lắc) , Đa
Mi, Hàm Thuận, Bắc Lạc, Phúc Hòa và Bôn Rôn. Số liệu cho thấy các công trình này
chứa khoảng 2 tỉ m3 và công suất lắp đặt là 1300 MW.
Các chiến lược khác:
Hổ trợ cho việc ngăn mặn, các phương án xây các cửa cống và đê được tiến

hành ở công trình thủy lợi Hóc Môn- Bắc Bình Chánh gần TP HCM (trên diện tích
12000 ha) theo dự án cải tạo Thủy lợi của Ngân hàng Thế giới.
Đồng thời đề ra chiến lược phát triển nguồn nước ngầm vùng thấp và trung du
của khu vực. Chiến lược trước hết cần chú trọng đến nhu cầu nước sinh hoạt nhân dân
vùng ven biển, nơi đến nay vẫn chưa sử dụng nước mặt chất lượng tốt với số lượng đủ
dùng.
3. Khu vực Tây nguyên:
So với các khu vực khác, khu vực vùng Tây nguyên có lượng mưa lớn hơn. Tuy
nhiên, đây là vùng núi, nếu không có các hệ thống Thủy lợi giữ nước mùa khô thì các
sông rạch, suối đều khô cạn gây ra hiện tượng hạn hán nặng nề. Đồng thời, nếu không
có các công trình chắn nước thì rất dễ bị xói mòn nghiêm trọng.
Việc thiết lập các hồ chứa nước nhỏ ở những khe núi có thể giải quyết phần nào
vấn đề này. Ngoài ra việc khai thác các sông Sesan, Sperok, Drayling có thể cung cấp
nước tưới cho khoảng 150,000 ha thuộc Kontum, Gialai và Daklak.
4. Vùng duyên hải trung bộ:
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 7
Đây là vùng sông dốc và ngắn. Đất ít, dân đông. Do đó, nếu không có các hệ
thống Thủy nông (đập, hồ chứa ở thượng lưu) để mở rộng diện tích và tăng vụ thì chắc
chắn vùng này không thể tự túc lương thực được. Việc thiết lập các đập, hồ chứa ở
thượng lưu các sông dốc và ngắn ở miền Trung có khả năng cung cấp nước tưới cho
khoảng 400,000 ha và giảm được nhiều thiệt hại, đặc biệt do lũ lụt gây ra trong mùa
mưa.
5. Vùng Bắc bộ:
Các sông ở miền Bắc có độ dốc tương đối lớn,phối hợp với địa hình của lưu
vực các sông nên nước lũ thường tập trung rất nhanh. Mưa tập trung hơn (tháng 7,
tháng 8 chiếm 40-45% lượng mưa cả năm), do đó rất dễ bị hạn hán, lũ lụt, xói mòn
v.v trầm trọng hơn miền Nam do đó các biện pháp Thủy lợi nói chung, Thủy nông
nói riêng là cấp bách và bức thiết nhất trong tất cả các vùng ở miền Nam.
6. Đánh giá nguồn nước tại Việt Nam:

Theo “Đánh giá tổng quan nguồn nước tại Việt nam” (Ngân hàng thế giới,
1996), các khó khăn mà các nguồn nước sông chính đang và sẽ phải đương đầu:
Lưu vực
song
Nước mùa khô Lũ lụt mùa
mưa
Nước
mặt
Nước
ngầm
Lưu vực
Thiếu Xâm
nhập
mặn
Lụt
do
sông
Ngập
do
tiêu
thoát
Ô
nhiễm
Ô
nhiễm
Xuống
cấp
Bắc
Giang-
Kỳ

Cùng
Trung
bình
Không
có
Trung
bình
Trung
bình
Thấp Thấp
Sông
Hồng
ít Cao Cao Cao Cao Tiềm ẩn Cao
Mã Cao Cao Cao Cao Thấp Thấp
Cả ít Cao Cao Cao Thấp Thấp
Thu
Bồn
ít Tiềm
ẩn
Cao Cao Tiềm ẩn
Ba ít Thấp Cao Cao Thấp Thấp Cao
Đồng
Nai
Cao Cao Thấp Trung
bình
Cao Thấp
ĐBSCL Trung
bình
Cao Cao Cao Trung
bình

Thấp Không
có
Srepok Trung
bình
cao
Không
có
Thấp Thấp Thấp Thấp Cao
Ghi chú: Không có: không biết, không tác dụng lúc này nhưng có thể có trong
tương lai
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 8
7. Qui hoạch cho tương lai:
Phát triển thủy lợi đã tạo điều kiện cho việc sử dụng nước trong các ngành gia
tăng. Hình 1.3 ước tính từ nay đến 2030, lượng nước dự kiến lấy ra tăng lên dưới 100
triệu m3, nông nghiệp sẽ vẫn là ngành sử dụng nước chính và chiếm 75% trong 2030
so với hiện nay là 92%, trong khi đó lượng nước dùng trong công nghiệp và tiêu dùng
cũng gia tăng nhưng ít hơn so với nông nghiệp.
Do đó, cần xem xét lại tình trạng các nguồn nước hiện nay như đã nêu trên và
đẩy mạnh biện pháp thủy nông cho từng vùng.
IV/ Thủy nông và các môn học liên hệ:
Thủy nông không phải là môn học biệt lập mà nó có những liên hệ mật thiết với
các môn học khác. Sự phát triển của Thủy nông là hậu qủa và cũng là nguyên nhân của
sự phát triển của các ngành khác. Quan trọng nhất là Nông nghiệp, Thủy lợi, Thủy lực,
Khí tượng, Địa chất, Kinh tế, Xã hội….
VI/ Giới hạn của gíao trình:
Mục đích của giáo trình này là cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản
về Thủy nông: những số liệu cơ bản, các lý luận cơ sở, các phương pháp và biện pháp
Thủy nông.
Tập bài giảng gồm 4 phần chính:

Phần I: Dựa trên cơ sở phân tích các tương quan giữa Đất-Nước-Cây trồng,
khảo sát việc tưới nước cho cây trồng trên đồng ruộng. Tính toán yêu cầu nước, chế độ
tưới và phương pháp tưới.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 9
Phần II: Dựa trên kiến thức phần I, trình bày Hệ thống điều tiết nước ruộng, hệ
thống kênh tưới, tiêu và biện pháp quản lý 1 hệ thống Thủy nông.
Phần III: là phần chuyên đề, áp dụng các kiến thức trong 3 phần đầu để giải
quyết các vấn đề đặc biệt như cải tạo đất, chống xói mòn, v.v
Phần bài tập thực hành không nằm trong tập giáo trình này.
Bài giảng được soạn tương đối đầy đủ chi tiết để có thể làm tài liệu tham khảo
cho các sinh viên muốn đi sâu hơn về Thủy nông.
***
Các tài liệu tham khảo chính:
1. Tô phúc Tường, Giáo trình Thủy nông, ĐHNL, 1976:
2. Giáo trình Thủy nông. Nhà xuất bản Nông nghiệp,
3. M. Jansen, Design and Operation of farm irrigation system, the American Society
of Agricultural Engineers, 1983.
4. Daniel Hillel, Introduction to Soil Physics, Academic Press, 1982.
5. Vaughn E. Hansen…, Irrigation principles and practices, 4
th
edition, 1962.
6. Nurul Islam, Population and Food in the Early Twenty-First Century: Meeting
Future Food Demand of an Increasing Population, International Food Policy
Research Institute , 1995.
7. Producing more rice with less water from irrigated systems. IRRI, SWIM,IIMI,
1998
8. Edward J. Plaster, Soil Science and Management, 3
rd
edition, 1996.

9. R.P.C. Morgan, Soil erosion and Conservation, 1986.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 10
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 11
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 12
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 13
Bài đọc thêm:
Những thách thức Kỹ thuật Thủy nông trong tương lai
(trích từ Design and Operation of farm irrigation systems trang 9-10).
• Những vấn đề về phân phối nước cho các trang trại cần phải được quan tâm
chú ý. Trong đó việc hiện đại hóa những kế hoạch tưới nứơc cổ lỗ, lạc hậu
để hệ thống phân phối nước, hoặc chính sách phân phối nước, không giới
hạn hiệu suất tưới.
• Hiện nay, vẫn chưa có những hệ thống tưới có hiệu qủa kinh tế có thể áp
dụng nước với độ đồng đều gần như hoàn hảo. Khi mục tiêu này đạt
được, chúng ta có thể phát triển thêm những phương pháp kiểm soát lượng
nước áp dụng đến mức độ chỉ gồm cho ET (BTH) và thấm lậu (leaching)
cần thiết mà thôi. Nhiều hệ thống tưới mặt đất không thể hoạt động một
cách hiệu qủa mà không có sự đầu tư (input) một khối lượng lớn về lao
động.
• Vấn đề về nguồn năng lượng đưa nước tưới (section 3.7). Trong đó rất
nhiều nguồn năng lượng mới đang được ứng dụng (ví dụ: Sức gió) kể từ
1980s đang là vấn đề đáng chú ý.
• Vấn đề về môi trường (section 3.8) và sức khoẻ con người ở những nước
đang phát triển (section 2.1 và 9.5).
• Số liệu thực đo (actual data) về thiết kế và những khó khăn trong việc vận
hành những hệ thống tưới hiện tại.

Những thách đố về tưới nước sẽ là vấn đề lớn nhất (đối với các nước đang phát
triển mà ở đó đã cải thiện những ứng dụng quản lý nước) sẽ có một tiềm năng
to lớn trong việc gia tăng sản xuất lương thực thực phẩm, và fibre.
Chương trình hành động cuối cùng (đã được thảo luận tại Maryland, USA, 13-
15/5/1980) sẽ bao gồm việc ĐẦU TƯ (input) hệ thống tưới có ý nghĩa, những
chương trình ở các mức độ : TRANG TRẠI, LÀNG XÃ, QUỐC GIA VÀ CẢ
QUỐC TẾ.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 14
Chương 2 HỆ THỐNG ĐẤT-NƯỚC-CÂY TRỒNG
Nội dung:
I/ Giới thiệu dẫn nhập.
II/ Hệ thống ĐẤT-NƯỚC (theo quan niệm tỉnh).
1. Độ ẩm đất.
2. Các dạng nước trong đất.
3. Các hằng số nước trong đất (Thang độ ẩm).
III/ Hệ thống ĐẤT NƯỚC (theo quan niệm động).
1. Năng lượng nước trong đất ẩm.
2. Các thành phần năng lượng nước trong đất ẩm.
3. Đường tương quan giữa áp suất giữ nước và ẩm độ đất.
IV/ Các phương pháp xác định độ ẩm và đường đặc trưng của đất.
1. Phương pháp sấy khô.
2. Phương pháp dùng điện trở.
3. Phương pháp phóng xạ.
4. Phương pháp dùng trương lực kế (tensiometer).
5. Phương pháp đo đường đặc trưng (màng áp suất).
V/ Hiện tượng thảo mộc rút nước từ rễ cây.
1. Tổng quát.
2. Các quan niệm về lượng nước hữu hiệu cho cây.
- Quan niệm cũ. - Quan niệm mới.

3. Phân tích các hiện tượng di chuyển của nước trong hệ thống ĐẤT –NƯỚC-
CÂY TRỒNG.
4. Rễ cây rút nước trong đất.
Từ khóa: - Độ ẩm đất hoặc ẩm độ đất (soil moisture),
- hằng số nước trong đất (moisture constants),
- lượng nước hữu hiệu (available water), - nước dính (adhesion water),
- nước màng (cohesion water), - nước trọng lực (gravitional water),
- lực giữ nước của đất (water retention) (pF),
- hệ số truyền nước (K) (hydraulic conductivity).
Các vấn đề cần nắm vững:
1. Các khái niệm, cách tính ẩm độ đất và việc theo dõi (đo) độ ẩm đất.
2. Các dạng nước trong đất và các lực giữ nước trong đất.
3. Các khái niệm về lượng nước hữu hiệu đối với cây trồng.
4. Sự di chuyển của nước trong đất vào vùng rễ cây (hoặc sự hấp thụ nước trong đất
của rễ cây và sự di chuyển lên thân lá).
5. Các yếu tố ảnh hưởng lên việc hấp thụ nước của rễ cây.
*****
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 15
Chương 2: HỆ THỐNG ĐẤT-NƯỚC-CÂY TRỒNG.
I/ Giới thiệu dẫn nhập:
Mục đích cuối cùng của Thủy nông vẫn là việc dùng nước để tạo trong đất một
môi trường tối hảo cho cây trồng, đồng thời duy trì hay cải tiến độ phì nhiêu của đất.
Mỗi một loại đất, mỗi một cây trồng có nhu cầu nước riêng, vì thế để thiết kế hệ thống
thủy nông trước hết ta phải biết các cây trồng, các loại đất có phản ứng như thế nào, sử
dụng lượng nước tưới như thế nào khi được tưới nước? Có như thế thì ta mới tính tóan
đúng được lượng nước, phẩm chất nước, kế hoạch tưới nước cho từng thửa ruộng, và
trên cơ sở cho 1 hệ thống rộng.
Nói một cách khác, các liên hệ giữa Đất-Nước-Cây Trồng phải được xem là
cơ sở cho việc thiết kế các hệ thống và sử dụng các hệ thống thủy nông. Các liên hệ

đó phải được xem là các liên hệ nội tại, hữu cơ trong một hệ thống thống nhất. Mục
đích của chương này là khảo sát các mối liên hệ đó.
II/ Hệ thống ĐẤT-NƯỚC (theo quan niệm thổ nhưỡng hay quan niệm tỉnh):
II.1. Độ ẩm đất:
Một khối đất thông thường (hình 2.1) thực sự là 1 hỗn hợp gồm:
- Các hạt đất: là các khoáng chất ở thể rắn (đặc, solid).
- Các tế khổng: là các lổ rổng giữa các hạt đất. Trong tế khổng có chứa nước,
hơi nước và không khí. Như vậy nước hiện diện trong đất dưới 2 dạng: thể lỏng và thể
khí (hơi). Thành phần ở thể hơi không đáng kể so với thành phần ở thể lỏng. Vì vậy,
để diển tả hay đo lường lượng nước có trong đất , người ta dùng các chỉ số “ độ ẩm”
hay “ẩm độ” như sau:
a/ Độ ẩm tính theo trọng lượng (ω, tính theo %):
ω (%) = [(TL đất ướt –TL đất khô) * 100] / TL đất khô.
b/ Độ ẩm tính theo thể tích (θ, tính theo %):
θ (%) = 100 * (TT nước chứa trong đất)/ TT toàn thể khối đất.
c/ Chiều cao lớp nước tương đương (htd, tính bằng đơn vị chiều cao): là chiều cao
của lớp nước chứa trong 1 chiều cao đơn vị của đất (ví dụ: 1 m).
htd = (thể tích nước chứa trong đất)/(thể tích toàn thể khối đất).
d/ Mối quan hệ giữa ω và θ.
θ = ω * eb.
Trong đó eb là dung trọng hay tỉ trọng biểu kiến khô của đất.
eb (g/cm3) = (TL đất khô)/(TT toàn thể khối đất)
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 16
• Một số thông số khác thường dùng trong thủy nông là:
1. Tỉ trọng đất (density of solid) (ρs):
ρs = TL đất khô/ thể tích hạt rắn = Ms/Vs.
2. Độ rỗng (porosity) (f)
f = Vf/Vt = (Va + Vw) / (Va + Vw + Vs)
3. Độ bảo hòa (degree of saturation) (s)

s = Vw/Vf = Vw / (Va + Vw)
4. Tỉ lệ rỗng (void ratio) (e)
e = (Va + Vw) / Vs = Vf / (Vt – Vf)
5. Độ rỗng không khí (air filled porosity) (fa)
fa = Va/Vt = Va / (Va + Vw + Vs)
• Các mối quan hệ giữa các thông số:
- Độ rỗng và tỉ lệ rỗng : e = f/(1-f) => f = e / (1-e)
- Độ ẩm thể tích và độ bảo hòa: θ = s*f => s = θ/f
- Độ rỗng và dung trọng: f = (ρs –ρb) / ρs = 1 - ρb/ ρs

Thí dụ 1: Một mẫu đất có trọng lượng ướt (Mt) là 1000 g, thể tích khối đất (Vt) là 640
cm3. Trọng lượng sau khi sấy khô (Ms) là 800g. Giã sử đất có tỉ trọng hạt ρs là 2,65
g/cm3.
Tính:
1. Dung trọng ρb = Ms/Vt = 800/640 = 1.25 g/cm3.
2. Độ rỗng f = 1 - ρb/ρs = 1 – 1.25/2.65 = 1 – 0.472 = 0.528 = 52.8%
3. Tỉ lệ rỗng e = Vf/Vs = (Vt-Vs)/Vs = Vt/Vs – 1 = 640/(800/2.65) – 1 = 1.12
4. Độ ẩm trọng lượng w= Mw?Ms = (Mt-Ms)/Ms = (1000-800)/800 = 0.25 =
25%.
5. Độ ẩm thể tích θ= Vw/Vt = 200/640 = 0.3125 = 32.15%
6. Độ ẩm bảo hòa s = Vw/(Vt-Vs) = 200/(640-301.9) = 0.592 = 59.2%.
7. Độ rỗng không khí fa = Va/Vt = (600-200-301.9)/640 = 0.216 = 21.6%.
Thí dụ 2: a/Tính chiều cao lớp nước tương đương (cm) trong 1 phẫu diện đất sâu 1m
với các thông số như sau:
b/ Tính lượng nước chứa trên 1 ha có trong phẫu diện trên.
Độ sâu h (cm) w (%) ρb
0 – 40 15 1.2
40-100 25 1.4
Giải:
a/ Độ sâu h (cm) w (%) ρb θ(%) htd (cm)

0 – 40 15 1.2 18 40 * 18/100 = 7.2
40-100 25 1.4 35 60 * 35/100 = 21
Tổng cộng 28.2
Vậy
b/ V = h * S = 28.2 * 10
–2
* 10
4
= 2820 m3.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 17
II.2. Các dạng nước trong đất (hình 2.2):
a/ Hơi nước: Hơi nước có mặt trong tế khổng rất cần cho sự hoạt động phát
triển của bộ rễ, lông rễ. Hơi nước luôn di chuyển từ chổ có áp suất tuyệt đối cao đến
nơi có áp suất tuyệât đối thấp hơn, nó cũng có thể di chuyển từ trong đất ra ngoài
không khí và bị gió cuốn đi một cách thụ động. Đó là nguyên nhân chủ yếu để hình
thành sự bốc hơi mặt đất (mất nước trong đất).
b/ Nước liên kết hóa học: Do đặc tính hóa học của nước là một phân tử 2 cực
(diopole) [H
2
O <=> H
+
+ OH
-
], nước có thể liên kết với các hạt đất (ví dụ ion Na+
trong đất) tạo thành một lớp nước liên kết hóa học, liên kết vô cùng chặt chẻ với các
phân tử rắn trong đất, và không thể hút bởi rễ cây nên cây không sử dụng được. Vì thế
khi tính độ ẩm đất, người ta không tính đến lượng nước này. Lượng nước này chỉ có
thể tách rời khỏi đất khi có lực hút lớn (ví du:ï sấy ở 500 oC).
c/ Nước liên kết lý học: Đây là lượng nước giữ lại trong đất nhờ các lực phân

tử. Nó bao gồm:
- Nước dính (nước hấp thụ, hay nước liên kết): do lực hấp thụ của các hạt đất lên
các phân tử nước. Nước tạo thành 1 lớp mỏng chung quanh hạt đất, có chiều dày
khoảng 5 lần đường kính phân tử nước. Lượng nước này thay đổi tùy theo thành phần
cơ giới của đất (đất sét > đất cát). Lượng nước này chỉ có thể di chuyển khi biến thành
hơi (sấy).
- Nước màng (hay nước liên kết hờ): lượng nước này được lớp nước dính hấp
thu bằng các lực phân tử định hướng. Lớp nước màng có chiều dày từ 2 - 6 lần chiều
dày của lớp nước dính. Nước màng có thể di chuyển ở thể lỏng từ chổ màng dày đến
chổ màng mỏng khi có1 lực hút lớn; cây trồng có thể hấp thụ một phần của lượng
nước này nhưng rất khó khăn. Lượng nước này gia tăng khi các hạt đất là hạt nhỏ. Cát
khoảng 1,5 % trong khi đó sét có thể lên đến 30%.
d/ Nước tự do: Nói chung tất cả các lượng nước không chịu tác dụng bởi các
lực liên kết phân tử thì được gọi là nước tự do.
Không khí và hơi nước

Hạt đất
Nước dính
Nước màng
Nước mao quản
(nước tự do)
Hình 2.2: Các dạng nước trong đất.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 18
- Nước mao quản: là lượng nước nằm ngoài lớp nước màng, chịu sự tác dụng của
lực mao dẫn. Chính nhờ nước mao quản này mà nước ngầm có thể từ dưới leo lên trên
(mao quản leo), hay vẫn tiếp tục di chuyển từ trên xuống dưới sau khi ngừng cung cấp
nước (mao quản treo). Người ta còn chia nước mao quản thành 2 loại: nước góc chỉ
chịu sự tác dụng của lực mao quản (là nước tại chổ cong nơi tiếp xúc của các lớp nước
màng). Khi nước góc này dày thêm, tiếp xúc với nhau thì tạo thành mao quản ống

(chịu tác dụng của lực mao dẫn lẫn trọng lực).
- Nước trọng lực: sau khi thành lập nước mao quản ống, giữa các tế khổng có khi
còn chổ trống chưa chứa nước . Nếu được tiếp tục cung cấp nước thêm thì các chổ
trống này sẽ chứa nước. Lượng nước này gọi là nước trọng lực vì nó chỉ chịu sự tác
dụng của trọng lực.
Nước tự do là lượng nước cây trồng có thể hấp thu được.
II.3. Các hằng số nước trong đất (hay là thang ẩm độ)(hình 2.3 và bảng 2.3):
a/ Độ ẩm bảo hòa (ĐA)bh: khi các lỗ rổng chứa đầy nước.
b/ Độ ẩm đồng ruộng hay còn gọi là thủy dung ngoài đồng (field capacity):
Khi đất đã ở độ ẩm bảo hòa mà ngưng cung cấp nước, nước tiếp tục chuyển
động xuống sâu theo tác dụng của trọng lực. Sau khi lượng nước trọng lực vừa chảy đi
hết khoảng 2-3 ngày sau khi mưa hoặc tưới, thi độ ẩm đất lúc đó là độ ẩm đồng ruộng
(ĐA)dr. Áp suất giữ nước tương ứng lúc đó khoảng 1/3 bars. Ngoài ra ngưới ta còn có
thể định nghĩa (ĐA)dr theo lực giữ nước của đất (sẽ học ở phần tiếp theo sau) là:
- Áp lực giữ nước là –100 cm hay pF = 2 và mực nước ngầm sâu hơn 1m (theo
Driessen, 1986a).
- Áp suất giữ nước là –50vm => - 330 cm (theo Keague et al 1984).
Những yếu tố ảnh hưởng lên độ ẩm đồng ruộng là:
a1. Sa cấu: sa cấu càng mịn thì ĐA(dr) càng cao.
a2. Loại sét (type of clay): Nhiều montmorillonite thì ĐA(dr) càng cao.
a3. Thành phần hữu cơ : thành phần hữu cơ có thể giúp đất giữ nước nhiều hơn,
nhưng lượng nước hữu cơ hiện diện trong đất thường rất thấp nên ảnh hưởng không
đáng kể.
a4. Tỉ lệ tái phân phối độ ẩm càng chậm => ĐA(dr) càng cao.
a5. Sự hiện diện của tầng không thấm làm cản trở việc tái phân phối độ ẩm, do đó
làm tăng ĐA(dr).
a6. Bốc thoát hơi.
c/ Độ ẩm min (ĐA)min: Độ ẩm tối thiểu để duy trì năng suất cây trồng (được trình
bày chi tiết ở phần V.2).
Độ ẩm min có thể được xác định bằng 2 cách như sau:

c1. Khi không có đầy đủ tài liệu:
(ĐA)min = [(ĐA)dr + (ĐA)hc]/2.
c2. Xét theo 2 yếu tố : nhóm cây và ETm => p:
Trong đó p = [(ĐA)dr – (ĐA)min] / [(ĐA)dr – (ĐA)hc].
p được gọi là hệ số thiếu hụt độ ẩm (bảng 2.1 và bảng 2.2).
Bảng 2.1: Nhóm cây (theo Doorenbos et al, 1979)
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bi ging Thy Nụng 19
Nhúm cõy Cõy trng i din
1 Hnh lỏ, Tiờu, Khoai tõy
2 Bp ci, u (Pea), C chua
3 u (Bean), u phng, Hng dng, Da hu, Lỳa mỡ.
4 Bụng vi, Bp, Mớa, Thuc lỏ
Bng 2.2: H s thiu ht m p (theo nhúm cõy v ETm).
ETm
(cm/ngy)
Nhúm cõy
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
1 0.5 0.425 0.35 0.3 0.25 0.225 0.2 0.2 0.175
2 0.675 0.575 0.475 0.4 0.35 0.325 0.275 0.25 0.225
3 0.8 0.7 0.6 0.5 0.45 0.425 0.375 0.35 0.3
4 0.875 0.8 0.7 0.5 0.55 0.5 0.45 0.425 0.4
d/ m hộo cõy (wilting point) (A)hc: l m m ti ú cõy tuy cú kh
nng cú th hỳt c nc nhng khụng duy trỡ c s sng. Lc gi nc ca t
tng ng lỳc ú l15 bars.
* Khi vi lỏ bt u hộo m khụng phc hi (ti) tr li thỡ gi ú l m hộo cõy
vnh vin (permanent wilting point).
* Khi ton cõy ó hộo thỡ gi l m hộo cõy ti hu (ultimate wilting point).
Tuy s khỏc bit o bng m gia 2 tr s ny rt nh, nhng s khỏc bit

gia ỏp sut hỳt li khỏ ln (xem phn sau).
e/ Khong nc hu hiu: l khong m t (A)dr n (A)hc.
f/ Khong duy trỡ nng sut: l t (A)dr n (A)min.
Dng nc Hng s nc trong t Khong m
(A)bo hũa
Nc
Trng lc
(A) ng rung
(1/3 bar)
Khong nc
Nc hu hiu
mao qun
(A) hộo cõy vnh vin
Nc (15 bar) Khong
mng hộo cõy
(A) hộo cõy ti hu
Khong
Nc liờn kt
dớnh cht
0 khụ
Hỡnh 2.3: S liờn h gia cỏc dng nc trong t v cỏc hng s nc.
Bng 2.3: Cỏc hng s nc trong t.
B mụn Thy nụng Khoa Nụng hc Trng i Hc Nụng Lõm TPHCM. 8/13/2014
Nửụực lieõn keỏt Nửụực tửù do
Bài giảng Thủy Nông 20
Loại đất (ĐA)dr
(%)
(ĐA)hc
(%)
LN hữu hiệu

(%)
LN hữu hiệu
(cm/m đất)
Cát thô 8 - 10 3,5 – 4,5 4,5 – 5,5 6,7 - 9,2
Thịt nhiều cát 14 – 17 6 - 7,5 8 – 9,5 10 – 14
Thịt 17 – 20 7,5 – 9,5 9,5 – 10,5 14 – 15,5
Thịt nhiều sét 19 – 24 8,5 – 11 9,5 – 13 16 – 19
Sét 27 – 35 15 – 19 12 – 16 18 – 23
Source: theo SCS, 1964.
III/ Hệ thống ĐẤT-NƯỚC (theo quan niệm động học).
III.1. Năng lượng nước trong đất ẩm:
Nước trong đất, cũng như bao vật chất khác, đều có chứa năng lượng.
Xét 1 điểm bất kỳ trong chất lỏng nằm trong đất. Theo phương trình Bernouilli,
năng lượng tại điểm đó là:
E = z + p/ρg + v
2
/2g.
Trong đó:
z : Thế năng của điểm đang khảo sát, chính là độ cao của điểm đó so với mặt
chuẩn , mặt chuẩn thường là mặt đất tự nhiên.
p/ρg : Lực giữ nước do đất gây ra, còn gọi là năng lượng ma trận ay lực phân tử
(Matrix potential), ρ là tỉ trọng chất lỏng đang khảo sát và g là gia tốc trọng trường.
v
2
/2g : Động năng của chất lỏng tại điểm khảo sát, với v là vận tốc dòng chảy
của chất lỏng trong đất.
Tuy nhiên nước trong đất di chuyển rất chậm, nên động năng (v
2
/2g) không
đáng kể.

Năng lượng nước trong đất ẩm hầu hết ở trạng thái tỉnh tùy thuộc vào vị trí (z)
và tình trạng nội tại (năng lượng ma trận) ( p/ρ g) của phân tử nước đang xét.
Khi có sự khác biệt năng lượng giữa 2 điểm nước trong đất mà nước có thể di
chuyển từ điểm này qua điểm khác (từ nơi có tiềm năng cao đến nơi có tiềm năng thấp
hơn).
Như vậy lực tác dụng lên sự di chuyển của nước là
Fs = -dE/ds.
trong đó: dE: chênh lệch năng lượng của 1 đơn vị trọng lượng nước.
ds: đọan đường di chuyển, hay khỏang cách giữa 2 điểm.
Dấu – chỉ sự giảm năng lượng theo đọan đường di chuyển.
Do đó để nói đến năng lượng của nước tại 1 điểm là phải so sánh năng lượng ở
điểm đó với năng lượng của 1 điểm khác ở điều kiện chuẩn nào đó. Điều kiện chuẩn,
có thể là nước ở trạng thái tự do, không chứa chất hòa tan, có áp suất khí trời, cùng
nhiệt độ và độ cao như nước trong đất tại điểm ta đang xét.
Theo định nghĩa trên đây thì năng lượng nước trong đất bảo hòa sẽ dương (+)
và trong đất khô hay ẩm sẽ âm (-). Như vậy nói đến lực giữ nước của đất ở 1 trạng thái
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 21
nào đó là nói đến cần 1 lực để đem nước từ đất ở trạng thái đó sang trạng thái ứng với
điều kiện chuẩn.
Năng lượng nước có thể đo bằng đơn vị lực: atmosphere (atm), bar, chiều cao
cột nước (H, cm), hay kgf/m2 ….trong đó:
1 atm = 1 bar = 10 m nước = 1 kgf/cm2.
III.2. Các thành phần năng lượng nước trong đất:
Nước trong đất chịu sự tác dụng của nhiều lực, chính các lực này làm năng
luợng của nước trong đất khác năng lượng của nước tự do. Các lực thông thường nhất
là:
• Trọng lực (tạo nên thế năng).
• Lực phân tử (do các hạt đất tác dụng lên nước) (tạo nên năng lượng ma trận).
• Lực do sự khác biệt nồng độ (tạo nên năng lượng thẩm thấu).

- Thế năng (Eg): chỉ phụ thuộc vào vị trí so với 1 mặt chuẩn bất kỳ,
do đó Eg = ρ * g * z.
- Năng lượng ma trận (Em): Ma trận các hạt đất tác dụng lên nước các lực mao
dẫn và liên kết làm cho năng lượng của nước trong đất thấp hơn năng lượng nước tự
do ở cùng vị trí. Hai khái niệm lực mao dẫn và liên kết đều bắt nguồn từ sự hiện diện
của nước trong các hạt đất và kẻ hở, rất khó để có thể phân biệt được khi nào thì lực
này chuyển sang lực kia, cho nên dưới khía cạnh năng lượng, ta gọi chúng là lực ma
trận.
Nếu gọi P là áp suất trong hệ thống thì Em = P (P <0).
-Năng lượng thẩm thấu (Et): Nước ở trong đất cũng như nước trong hệ thống rễ
cây đều chứa các chất hòa tan, và vì nước trong đất phải được ngấm vào trong rễ, cho
nên năng lượng của thẩm thấu cần được để ý (thí dụ trong trường hợp đất nước mặn).
(Et < 0 )
Thông thường khi so sánh năng lượng là ta so sanùh với năng lượng nước ở điều
kiện chuẩn ở cùng 1 cao độ (ta có thể lấy z = 0).
Vì vậy E = Em + Et.
Ngoài ra, Em>>Et, Do đó E = Em = P. (hình 2.4).
Hình 2.4 cho thí dụ về ảnh hưởng của chất lượng nước lên áp suất nước trong đất.
Nước trong đất có thể chứa nhiều chất hòa tan, nên nếu nó tiếp xúc với nước tự do
(nước cất) qua khối đất nằm ở giữa 2 màng bán thấm (nghĩa là chỉ thấm nước không
cho không khí và chất hòa tan đi qua) thì nước tự do sẽ chảy qua đất . Nói cách khác,
chất hòa tan đã làm hạ năng lượng của nước trong đất.
Màng thấm nước và chất hòa tan Màng thấm nước
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Nöôùc
caát
Dung
dòch ñaát
Ñaát öôùt
Nöôùc caát

Bài giảng Thủy Nông 22
Tổng Thẩm thấu
Cộng Ma trận
Hình 2.4: Áp suất giữ nước của đất.
III.3. Đường tương quan giữa áp suất giữ nước và ẩm độ trong đất.
Đất sét Đất bị nén
Đất cát Đất
Không bị nén
Lượng nước trong đất Lượng nước trong đất
Hình 2.5: Ảnh hưởng của sa cấu lên Hình 2.6: Ảnh hưởng của cấu
lực giữ nước. trúc lên lực giữ nước của hạt đất.
Tại mỗi ẩm độ, nước trong đất có 1 năng lượng ma trận riêng tùy thuộc vào tính
chất của đất và của nước. Do đó, người ta có thể thiết lập đường biểu diễn sự liên hệ
giữa năng lượng ma trận (hay áp suất giữ nước) và ẩm độ đất. Đường này gọi là đường
đặc trưng ẩm độ-áp suất giữ nước. Đường đặc trưng này thay đổi tùy theo sa cấu (hình
2.5) và theo cơ (kết) cấu đất (hình 2.6).
IV/ Các phương pháp xác định độ ẩm và đường đặc trưng của đất.
IV.1. Phương pháp sấy khô:
Đây là phương pháp thông dụng nhất.
Nguyên tắc và dụng cụ: Tủ sấy (dùng để chỉnh nhiệt độ tự động), sấy ở nhiệt độ 105
oC
trong thời gian khoảng 24 giờ (nghĩa là cho đến khi sự thay đổi trọng lượng không
đáng kể). Sau đó dùng công thức (1) để xác định độ ẩm.
Ưu điểm: - Dễ thực hiện.
Khuyết điểm: - Không đo được tức thời, tại chổ (hiện trường).
- Một số loại sét còn giữ lại nước dính, nước màng.
- Một số chất hữu cơ có thể bị oxýt hóa (ozidized), và bị phân hủy
(decomposed, decay) ở 105
oC
. Do đó, việc giảm trọng lượng có thể không hoàn toàn

do mất nước trong đất. Để giảm khuyết điểm trên đây, người ta tăng kích cở mẫu và
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nông 23
giảm số lượng mẫu, nhưng điều này lại dẫn đến việc phá hủy hoặc làm rối loạn
(disturb) lô quan sát thí nghiệm.
IV.2. Phương pháp dùng điện trở : (electric resistance) (hình 2.7).
Nguyên tắc và dụng cụ: Gồm 1 thỏi sứ hay fibre glass có 1 cặp điện cực (electrodes).
Thỏi sứ hút nước, cân bằng ẩm độ với lớp đất chung quanh nếu được chôn xuống đất.
Ẩm độ trong thỏi sứ làm thay đổi điện trở của điện cực và do đó có thể xác định bằng
1 ohm-mét.
- Ưu điểm: - Đo tức thời, tại chổ.
- Khuyết điểm: - Khoảng ẩm độ khảo sát hẹp.
- Trị số đo bị ảnh hưởng bởi các chất hòa tan.
- Trị số đo sẽ sai khi thỏi sứ không tiếp xúc với đất tốt.
IV.3. Phương pháp phóng xạ:
Nguyên tắc: Phóng xạ xuất phát từ 1 thỏi radium và berryllium hay amdricium và
berryllium, sẽ đụng vào các hạt nhân của các nguyên tử chung quanh làm tăng năng
lượng của các phóng xạ. Năng lượng giảm nhiều nhất khi các phóng xạ (neutrons, các
hạt trung hoà) đụng phải các hạt nhân có trọng lượng gần bằng chúng, đó là các hạt
nhân H
2
trong H
2
O (Hillel, 1971). Thí nghiệm cho thấy, số lượng các hạt trung hòa bị
giảm năng lượng tỉ lệ với số lượng các phân tử H
2
trong đất. Số lượng các hạt bị làm
chậm lại được đo bởi các đồng hồ phóng xạ.
Dụng cụ: Gồm 1 probe hình trụ, đầu có gắn chất phóng xạ. Chung quanh được bảo vệ
bằng lưới chì (Pb) và Polyethylene. Đồng hồ đo các hạt H

2
bị làm chậm lại.
Ưu khuyết điểm: Đo được độ ẩm tính theo thể tích. Vùng ảnh hưởng đo được là 1 hình
cầu 15cm < D < 50cm. Vì vậy trị số đo được là trị số trung bình. Ngoài ra, phương
pháp này không thích hợp cho việc đo gần mặt đất hay những nơi có độ ẩm mất liên
tục (mặt ướt, wetting front).
IV.4. Phương pháp dùng trương lực kế: (tensiometter) (hình 2.8)
Nguyên tắc và dụng cụ: Gồm chén sứ, ống nối và áp suất kế, nước được chứa đầy bên
trong. Khi chôn chén sứ vào đất, sức hút nước từ đất khiến nước trong trương lực kế
thoát ra ngoài theo các tế khổng của chén sứ làm giảm áp suất trong ống, áp suất kế sẽ
ghi lại trị số này và đó là áp suất giữ nước của đất.
Ưu khuyết điểm: Thường được dùng ngoài đồng để theo dõi độ ẩm của đất trồng trọt.
Chỉ đo được áp suất trong đất khi áp suất đo nhỏ hơn áp suất khí trời (< 1atm).
IV. 5. Phương pháp đo đường đặc trưng: (dùng màng áp suất) (hình 2.9).
Nguyên tắc và dụng cụ: Các thành phần chủ yếu được trình bày trong hình 2.9. Mẫu
đất được đặt trên các tấm sứ rỗng (porous plate) làm bằng ceramic hay các màng
cellulose acetate. Phía trên tấm sứ có áp suất cao. Phía dưới tấm sứ có áp suất thấp (khí
trời). Tất cả chứa trong 1 hộp (chamber) chịu áp suất cao. Khi tăng áp suất phía trên,
tức là tăng sức hút từ phía dưới, nước sẽ thoát ra khỏi dĩa và xuống phía dưới. Khi sức
hút đã cân bằng vơi lực giữ nuớc của đất thì nước sẽ không thoát ra khỏi đất nữa. Lúc
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014
Bài giảng Thủy Nơng 24
đó ta ngưng áp suất, lấy mẫu ra và xác định độ ẩm bằng phương pháp cân sấy. Như
vậy là ta xác định được các cặp trị số (p,W). Nếu tiếp tục thay đổi áp suất ta sẽ cóù các
cặp trị số tương ứng khác (p
2
W
2
; p
3

W
3
…pnWn). Đây chính là đường tương quan giữa
áp suất giữ nước của đất và ẩm độ.
Ưu khuyết điểm: Dụng cụ đắt tiền, nhưng có thể thiết lập được đường đặc trưng từ 0-
20 bars (hoặc 100 bar nếu là màng cellulose acetate)
IV.6. Phương pháp dùng giấy lọc (Using filter paper Whatman No 42.)(đọc thêm)
Phương pháp dùng giấy lọc dựa trên đặc tính ẩm độ chuẩn hóa của giấy lọc để
suy ra đặc tính ẩm độ đất. Phương pháp này xác định cho áp suất tiềm thế từ khoảng –
10 đến 10
-5
.
V/ Hiện tượng thảo mộc rút nước từ rể cây.
V.1. Tổng qt:
Bộ mơn Thủy nơng – Khoa Nơng học – Trường Đại Học Nơng Lâm TPHCM. 8/13/2014

Hình 2.8 Dụng cụ trương lực kế để đo lực giữ nước của đất

Sứ

Nắp mở đổ

đầy nước

Mặt đất

Áp kế

Áp kế

thủy ngân

Chỗ ống nối

Chiều sâu d

Bài giảng Thủy Nông 25
Lượng nước rễ cây hút từ đất truyền qua cây, phần lớn (>90%) được thoát ra ngoài
không khí bằng hiện tượng thoát hơi (transpiration). Có thể nói lượng nước hút bởi rễ
cây không phải kiểm soát bằng nhu cầu sinh tồn và dinh dưỡng của cây mà bằng hiện
tượng bốc hơi từ các tế khổng ra lớp không khí chung quanh. Có hiện tượng này là vì
có 1 gradient áp suất từ lá cây qua môi trường không khí chung quanh.
Nhưng không phải hoàn toàn thụ động, mà cây có thể kiểm soát được tới 1 mức
nào đó lượng nước bốc hơi bằng cách đóng hay mở cửa khổng (stoma) (hình 2.10). Lẽ
dĩ nhiên việc đóng cửa khổng có ảnh hưỡng đến việc tăng trưởng của cây vì phòng
dưới khổng (sub-stomatal cavity) cũng là nơi lá cây hấp thụ CO
2
cần thiết cho hiện
tượng quang hợp, và đôi khi làm cho cây qúa nóng, nước không thoát ra ngoài được.
Đứng về phương diện thủy nông, ta xét:
a. Đất cung cấp nước cho cây có dễ dàng không? Khi nào đất không cung cấp
đủ nước cho cây?
b. Hiện tượng bốc thoát hơi có ảnh hưỡng gì lên năng lượng và sự di chuyển
của nước trong đất?
Hình 2.10: Hiện tượng thảo mộc rút nước từ rễ cây.
V.2. Các quan niệm về lượng nước hữu hiệu cho cây:
Quan niệm cũ:
Nhiều người quan niệm rằng cây chỉ dùng nước trong khoảng từ (ĐA)dr đến
(ĐA)hc và hai giới hạn này chỉ tùy thuộc vào loại đất.
Nhiều người khác cho rằng , cây hấp thụ nước dễ dàng khi ẩm độ thay đổi từ

(ĐA)dr đến (ĐA)hc rồi tại điểm này, cây không hút được nước nữa (theo Veihmeyer,
Henrickson, 1955) (đường số 1, hình 2.11).
NSuất
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 8/13/2014