Nghiên cứu quản lý nước tiết kiệm trên ruộng lúa vùng đồng bằng sông Hồng - thí điểm tại xã Phú Thịnh, huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên (Luận văn thạc sĩ)

BẢN CAM KẾT
Tôi là Trịnh Hồng Quân xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, các
kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan có nguồn
gốc rõ ràng và chưa từng dùng để công bố trước đây.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn,
các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả

Trịnh Hồng Quân

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận được sự
hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu
sắc tới TS. Lê Xuân Quang - Phó viện trưởng - Viện Nước, Tưới tiêu & Môi trường và
các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước của trường Đại học Thủy lợi đã
tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt
q trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Nước, Tưới tiêu &
Môi trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện

thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả

Trịnh Hồng Quân

ii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH

Biến đổi khí hậu

IPCC

Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

IRRI

Viện nghiên cứu lúa quốc tế

KNK

Khí nhà kính

SRI

Hệ thống canh tác lúa cải tiến

Trạm KTNN

Trạm khí tượng nơng nghiệp

UNDP

Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc

WTO

Tổ chức thương mại thế giới

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

CMD

Cơ chế phát triển sạch

S

Khu khô kiệt

W

Khu khô vừa

C

Khu truyền thống

BNNPTNT

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

iii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................................... 2
3. Phạm vi nghiên cứu............................................................................................................ 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ....... 3
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ......................................................................................... 3
1.1.1. Mối quan hệ giữa nước tưới và cây trồng ................................................................ 3
1.1.2. Tổng quan tình hình quản lý nước tiết kiệm trên Thế giới và Việt Nam ................. 4
1.1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa ........... 15
1.1.4. Cơ chế hình thành khí nhà kính ............................................................................. 21
1.2. Đặc điểm tự nhiên-kinh tế xã hội khu vực khu vực nghiên cứu ................................... 25
1.2.1. Khái quát đặc điểm vùng đồng bằng sông Hồng ................................................... 25
1.2.2. Nghiên cứu lựa chọn địa điểm xây dựng mơ hình ................................................. 28
1.2.3. Khái qt điều kiện tự nhiên xã Phú Thịnh ........................................................... 29

1.2.4. Hiện trạng kinh tế- xã hội xã Phú Thịnh ................................................................ 33
1.2.5. Nhận xét và đánh giá chung ................................................................................... 38
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................... 39
2.1. Phương pháp kế thừa..................................................................................................... 39
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm và đánh giá đồng ruộng ............................................... 39
2.2.1. Nguyên tắc bố trí và cách bố trí thí nghiệm ........................................................... 39
2.2.2. Xây dựng mơ hình thí nghiệm ............................................................................... 46
2.2.3. Mùa vụ, giống lúa, mật độ gieo trồng và phân bón ............................................... 52
2.2.4. Chỉ tiêu đánh giá .................................................................................................... 53
2.3. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ........................................................... 54
2.3.1. Phân tích năng suất lúa........................................................................................... 54
2.3.2 Phân tích, tính tốn khí nhà kính............................................................................. 55
2.4. Phương pháp phân tích xử lý số liệu ............................................................................. 58
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 59
3.1. Kết quả đo đạc, quan trắc các thơng số của mơ hình .................................................... 59
3.1.1 Lượng mưa và nhiệt độ ........................................................................................... 59
3.1.2. Độ ẩm ..................................................................................................................... 60
3.1.3. Mực nước trên kênh, ô ruộng ................................................................................. 61
iv


3.1.4. Lượng phát thải khí nhà kính.................................................................................. 63
3.2. Đánh giá mơ hình quản lý nước tiết kiệm ..................................................................... 65
3.2.1. Đánh giá mối quan hệ giữa chế độ tưới với phát thải khí nhà kính ........................ 65
3.2.2. Đánh giá mối quan hệ giữa chế độ tưới với năng suất cây trồng ........................... 68
3.2.3. Đánh giá hiệu quả mơ hình ..................................................................................... 71
3.3. Đề xuất biện pháp quản lý nước tiết kiệm trên đồng ruộng vùng đồng bằng sơng Hồng
.............................................................................................................................................. 75
3.3.1. Quy trình quản lý nước mặt ruộng ......................................................................... 75
3.3.2. Quy trình kỹ thuật phục vụ quản lý nước mặt ruộng .............................................. 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 84
1. Kết luận ............................................................................................................................ 84
2. Kiến nghị .......................................................................................................................... 85
TÀI LIỀU THAM KHẢO...................................................................................................... 86

v


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực nông nghiệp ................................. 17
Bảng 1.2: Hiện trạng sử dụng đất các xã Phú Thịnh................................................................ 32
Bảng 1.3: Kết quả phân tích mẫu đất tại khu vực nghiên cứu ................................................. 33
Bảng 1.4: Thống kê dân số xã Phú Thịnh tính đến 12/2017 ................................................... 34
Bảng 1.5: Hiện trạng lao động xã Phú Thịnh tính đến tháng 12/2017 ..................................... 35
Bảng 2.1: Diện tích các ơ ruộng điển hình ............................................................................... 40
Bảng 2.2: Giống, mật độ và thời vu gieo cấy khu vực nghiên cứu .......................................... 52
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu đánh giá các đặc điểm sinh trưởng, phát triển của lúa ........................ 53
Bảng 3.1: Tổng hợp hệ số phát thải CH4 và mực nước ruộng xuân mùa 2017........................ 66
Bảng 3.2: Tổng hợp hệ số phát thải CH4 và mực nước ruộng vụ mùa 2017 ........................... 66
Bảng 3.3: Cường độ phát thải khí mê tan trung bình 2 vụ năm 2017 ...................................... 68
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu cấu thành năng suất lúa năm 2017....................................................... 68
Bảng 3.5: Tổng hợp lượng nước tưới và năng suất.................................................................. 70
Bảng 3.6: Bảng tổng hợp đánh giá hiệu quả kinh tế ................................................................ 71
Bảng 3.7: Lượng phát thải khí nhà kính theo các cơng thức ................................................... 72
Bảng 3.8: Lượng bơm tưới mặt ruộng cho từng khu thí nghiệm vụ xuân 2017 ...................... 73
Bảng 3.9: Lượng bơm tưới mặt ruộng cho từng khu thí nghiệm vụ mùa 2017 ....................... 74
Bảng 3.10: Lượng nước tưới năm 2017 ................................................................................... 75
Bảng 3.11: Tổng hợp quy trình quản lý nước cho lúa vụ xuân (110 ngày) ............................. 77
Bảng 3.12:Tổng hợp quy trình quản lý nước cho lúa mùa (95 ngày) ...................................... 79

vi


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực nơng nghiệp.................................. 20
Hình 1.2: Sơ đồ phân hủy Xenlulozơ ....................................................................................... 22
Hình 1.3: Sơ đồ phân giải các hợp chất hữu cơ chứa N ........................................................... 24
Hình 1.4: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sơng Hồng .................................................................. 26
Hình 1.5: Vị trí khu bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 29
Hình 1.6: Trạm bơm và kênh khu thí nghiệm .......................................................................... 37
Hình 1.7: Sơ đồ tổ chức của Hợp tác xã dịch vụ nơng nghiệp Phú Thịnh ............................... 38
Hình 2.1 Sơ đồ khu thí nghiệm từ ảnh vệ tinh.......................................................................... 40
Hình 2.2: Sơ đồ lấy nước cho các khu thí nghiệm ................................................................... 42
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình tưới vụ Xuân ô khô kiệt (S) ............................................................ 43
Hình 2.4: Quy trình tưới vụ mùa -ơ khơ kiệt (S) ...................................................................... 44
Hình 2.5: Quy trình tưới vụ xn -ơ khơ vừa (W).................................................................... 45
Hình 2.6: Quy trình tưới vụ mùa - ơ khơ vừa (W) ................................................................... 46
Hình 2.7: Quy trình tưới vụ xn - ơ truyền thống (C) ............................................................ 46
Hình 2.8: Quy trình tưới vụ mùa - ơ truyền thống (C) ............................................................. 46
Hình 2.9: Vị trí các cống điều tiết ............................................................................................ 47
Hình 2.10: Hiện trạng và sau khi hồn thành cống điều tiết .................................................... 48
Hình 2.11: Thi cơng bờ bao chống thốt nước ......................................................................... 48
Hình 2.12: Thiết bị đo mực nước trên mặt ruộng ..................................................................... 49
Hình 2.13: Thiết bị đo mực nước trên mặt kênh (trái), thiết bị đo độ ẩm. ............................... 50
Hình 2.14: Thiết bị đo và đùng đựng bảo vệ thiết bị tại ruộng ................................................ 50
Hình 2.15: Chember và thiết bị lấy khí nhà kính đầy đủ .......................................................... 51
Hình 2.16: Thiết bị đo khí tượng thủy văn ............................................................................... 52
Hình 2.17: Lấy mẫu khí trong mơ hình lúa hàng hóa xã Phú Thịnh ........................................ 57
Hình 3.1: Biểu đồ lượng mưa và nhiệt độ vụ xuân năm 2017.................................................. 59
Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa và nhiệt độ vụ mùa năm 2017 .................................................. 60

Hình 3.3: Biểu đồ độ ẩm vụ xuân năm 2017 ............................................................................ 61
Hình 3.4: Biểu đồ độ ẩm vụ mùa năm 2017 ............................................................................. 61
Hình 3.5: Mực nước trong kênh, lượng mưa và lượng bơm tưới vụ xuân 2017 ...................... 62
Hình 3.6: Mực nước trong kênh, lượng mưa và lượng bơm tưới vụ mùa 2017 ....................... 62
Hình 3.7: Mực nước trên các ơ ruộng vụ xn 2017 ................................................................ 63
Hình 3.8: Mực nước trên các ơ ruộng vụ mùa 2017 ................................................................. 63
vii


Hình 3.9: Biểu đồ phát thải khí CH4 vụ xn 2017 ................................................................. 64
Hình 3.10: Biểu đồ phát thải khí CH4 vụ mùa 2017 ................................................................ 64
Hình 3.11: Diễn biến cường độ phát thải khí mêtan trung bình vụ xn theo 3 cơng thức.............. 65
Hình 3.12: Diễn biến cường độ phát thải khí mêtan trung bình vụ mùa theo 3 cơng thức .............. 65
Hình 3.13: Cường độ phát thải khí mêtan trung bình 2 vụ năm 2017 ..................................... 68
Hình 3.14: Lượng nước tưới trung bình trên 1ha năm 2017 .................................................... 75
Hình 3.15: Quy trình quản lý nước vụ xuân – vùng ĐBSH ..................................................... 77
Hình 3.16: Quy trình quản lý nước mặt ruộng vụ mùa – vùng ĐBSH .................................... 79
Hình 3.17: Lắp đặt ống dẫn nước............................................................................................. 81
Hình 3.18: Lắp đặt ống quan sát mực nước trên ruộng............................................................ 82
Hình 3.19: Theo dõi nước trong ống quan sát ......................................................................... 83

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở nước ta, nông nghiệp là ngành sử dụng nước nhiều nhất. Theo thống kê, lượng nước
sử dụng hàng năm cho sản xuất nông nghiệp vào khoảng 93 tỷ m3, cho công nghiệp
khoảng 17,3 tỷ m3, cho sinh hoạt là 3,09 tỷ m3 và cho ngành dịch vụ là 2,0 tỷ mét.
Trong tương lai đến năm 2030, cơ cấu dùng nước giữa các ngành sẽ thay đổi theo xu

hướng: nông nghiệp 75%, công nghiệp 16% và ngành dịch vụ, tiêu dùng là 9%. Trong
sản xuất nơng nghiệp thì nước dùng cho canh tác lúa là chủ yếu; tập quán canh tác lúa
nước truyền thống của người dân hiện nay thường sử dụng rất nhiều nước. Lượng
nước tưới mặt ruộng hàng vụ tiêu tốn từ 4500-5500 m3/ha vụ hè thu và 5500-6500
m3/ha vụ chiêm xuân, chưa kể lượng nước lãng phí do quản lý nước tưới không hiệu
quả. Theo thống kê năm 2017, tổng diện tích đất trồng lúa được tưới đạt trên 7,8 triệu
ha (vụ Đông Xuân 3,12 triệu ha, Hè Thu 2,11 triệu ha, Mùa 1,97 triệu ha, Thu Đông
0,615 triệu ha), tập trung chủ yếu tại vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), ven biển
miền Trung và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Lượng nước sử dụng hàng năm
ít nhất cũng khoảng 46,8 tỷ m3 nước.
Theo kết quả kiểm kê phát thải khí nhà kính (KNK) của Việt Nam năm 2000, ngành
nơng nghiệp là ngành có lượng phát thải KNK cao nhất với lượng phát thải là 65,09
triệu tấn CO2 chiếm 43,1% tổng lượng phát thải KNK, trong ngành nông nghiệp khu
vực trồng lúa là khu vực có lượng phát thải lớn nhất với lượng phát thải chiếm 57,5%
tổng lượng phát thải ngành nơng nghiệp. Ước tính đến năm 2030 tổng lượng phát thải
KNK lên tới 96,7 triệu tấn. Như vậy, nếu khơng có các giải pháp giảm phát thải KNK
thì ngành nông nghiệp vẫn tiếp tục là ngành phát thải KNK chiếm tỷ trọng cao.
Các nghiên cứu chỉ ra rằng bằng các biện pháp thủy lợi, rút nước trong một số giai
đoạn của việc trồng lúa có thể giảm từ 20÷44% lượng phát thải khí CH4 so với kỹ
thuật tưới truyền thống.
Hiện nay, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (BNNPTNT) đã thực hiện nhiều
giải pháp đồng bộ để phát triển nông nghiệp mang lại năng suất cao, phát thải thấp và
bảo vệ mơi trường.Vì vậy, nghiên cứu quản lý nước tiết kiệm trên ruộng lúa vùng
1


Đồng bằng sơng Hồng - Thí điểm tại xã Phú Thịnh, huyện Kim Động, tỉnh Hưng Yên
có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định được chế độ quản lý nước tiết kiệm cho lúa giúp giảm phát thải khí nhà kính

(CH4) vùng Đồng bằng sơng Hồng, từ đó làm cơ sở đề xuất quy trình quản lý nước tiết
kiệm trên ruộng lúa vùng Đồng bằng sông Hồng.
3. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là vùng đồng bằng sông Hồng gồm 10 tỉnh, thành phố bao gồm:
Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Thái Bình, Hà
Nam, Nam Định và Ninh Bình.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC
NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Mối quan hệ giữa nước tưới và cây trồng
Nước là nhân tố sinh thái quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống trên Trái
Đất. Thực vật không thể sống thiếu nước. Chỉ cần giảm chút ít hàm lượng nước trong
tế bào đã gây ra sự kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng như quang
hợp, hơ hấp và do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây. Vai trò sinh lý của nước
đối với cây là rất phức tạp, nhưng được phản ánh tập trung như sau:
Nước được xem như là thành phần quan trọng xây dựng nên cơ thể cây trồng. Trong
chất nguyên sinh hàm lượng nước chiếm 90% trọng lượng và nó quyết định tính ổn
định cấu tạo nguyên sinh chất cũng như các biến đổi của các trạng thái keo sinh chất.
Nước là dung môi đặc biệt cho các phản ứng hóa sinh sảy ra trong cây, là nguyên liệu
quan trọng cho một số phản ứng. Chẳng hạn nước tham gia vào phản ứng quang hợp
va oxi hóa ngun liệu hơ hấp giải phóng năng lượng cung cấp cho các quá trình sống
khác; nước tham gia vào hàng loạt các phản ứng thủy phân quan trọng như thủy phân
tinh bột, protein, v.v…
Nước trong cây là mơi trường hịa tan tất cả các chất khoáng lấy từ đất lên và tất cả các
chất hưu cơ trong cây như các sản phẩm quang hợp, các vitamin, các phytohormon,
các enzym,v.v… Và vận chuyển lưu thông đến tất cả tế bào, các mô cơ và các cơ quan

trọng trong cơ thể. Chính vì vậy mà nước đã đảm bảo mối quan hệ mật thiết và hài hòa
giữa các cơ quan trong cơ thể như là một chỉnh thể thống nhất. Nước tham gia vận
chuyển các sản phẩm hữu cơ về dữ trữ lại ở cơ quan có giá trị kinh tế, v.v…
Nước trong cây cịn là chất điều chỉnh nhiệt độ, nhất là gặp nhiệt độ khơng khí cao,
nhờ q trình bay hơi nước làm giảm nhiệt độ ở bề mặt lá tạo điều kiện cho quá trình
quang hợp và các hoạt động sống khác tiến hành thuận lợi.
Nước được xem như là một chất dự trữ trong thân và lá, nhờ đó mà sống được trong
điều kiện khô hạn như sa mạc, các bãi cát và đồi trọc,v.v…
3


Tế bào thực vật bao giờ cũng duy trì một sức trương nhất định. Nhờ sức trương nước
khi tế bào ở trạng thái no nước mà cây luôn ở trạng thái tươi tỉnh, rất thuận lợi cho các
hoạt động sinh lí, q trình sinh trưởng và phát triển của cây.
Rõ ràng, nước vừa tham gia cấu trúc nên cơ thể thực vật, vừa quyết định các biến đổi
sinh hóa và các hoạt động sinh lí trong cây cũng như quyết định sinh trưởng, phát triển
của cây. Chính vì vậy mà nước được xem là yếu tố sinh thái quan trọng nhất đảm bảo
và quyết định năng suất cây trồng.
Nước thực hiện được các chức năng quan trọng của nó ở trong cây là nhờ có những
đặc tính lý hóa đặc thù. Chẳng hạn, nước so tính dẫn nhiệt cao nên có tác dụng điều
chỉnh được nhiệt trong cây. Nước có sức căng bề mặt lớn giúp cho quá trình hấp thụ
và vận chuyển vật chất trong cây được dễ dàng. Nước có thể cho anh sáng xuyên qua
nên các thực vật thủy sinh mới có thể quang hợp thủy tồn tại. Nước có tính phân cực
rõ ràng, nên trong chất nguyên sinh nó gây ra hiện tượng thủy hóa, tạo nên màng nước
bao quanh keo nguyên sinh chất và duy trì sự ổn định về cấu trúc keo nguyên sinh
cũng như đảm bảo khả năng hoạt động sống của chúng. Nước có vai trị quan trọng đối
với cây như vậy, nên trong đời sống của cây, chúng tiêu phí một khối lượng nước
khổng lồ. Để tạo nên 1g chất khô cây cần đến hàng trăm gam nước. Để hình thành nên
1kg chất khô cây lúa cần trên 300kg nước; Cây mía cần trên 200kg nước, cịn cây lạc
cần trên 400kg nước…Như vậy, phần lớn lượng nước cây trồng hấp thụ vào bị mất đi

quá trình bay hơi nước, cây chỉ giữ lại một phần nước rất nhỏ để tạo nên các sản phẩm
hữu cơ. Đối với các cây trồng, trong hầu hết các điều kiện ln ln có một chế độ
nước tối ưu. Bất kỳ một sự thay đổi nào về chế độ ẩm tối ưu đều dẫn đên sinh trưởng
và năng suất giảm xuống.
1.1.2. Tổng quan tình hình quản lý nước tiết kiệm trên Thế giới và Việt Nam
1.1.2.1. Tổng quan tình hình quản lý nước tiết kiệm trên ruộng lúa Thế giới
Hiện nay trên tồn thế giới có 3.800 tỷ m3 nước được khai thác sử dụng, trong đó có
2.700 tỷ m3 (chiếm 70%) được sử dụng trong tưới tiêu nông nghiệp. Tuy nhiên, nhu
cầu nước sử dụng trong tưới tiêu nông nghiệp lại thay đổi tùy thuộc vào điều kiện tự
nhiên, cơ cấu kinh tế và dân số của từng khu vực, quốc gia. Ví dụ: Gần 95% lượng
nước tại các nước đang phát triển được sử dụng để tưới tiêu cho nông nghiệp. Trong
4


khi đó tại các nước phát triển như Hy Lạp, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha lượng nước
được sử dụng để tưới tiêu cho nông nghiệp lần lượt chiếm 88%, 72%, 59%. Tùy theo
điều kiện cung cấp nước, địa hình, đất trồng lúa có thể phân chia làm các loại như sau:
đất lúa đồng bằng được tưới (chiếm khoảng 79 triệu ha), đất lúa nhờ nước mưa ( 54
triệu ha), đất lúa ngập nước quanh năm (11 triệu ha), đất lúa nương rẫy (14 triệu ha).
Trong số 79 triệu ha đất lúa thuộc khu vực đồng bằng được tưới cung cấp cho thế giới
75% tổng sản lượng lúa của thế giới. [3]. Như vậy nước đóng một vai trị quan trọng
trong nền nơng nghiệp tồn thế giới song có một thực tế đó là hiện nay nguồn nước
ngầm đã giảm mạnh và cạn kiệt ở 20 nước với dân số chiếm tới 50% dân số thế giới.
Nạn khan hiếm nước cho nông nghiệp tại 3 nước sản xuất ngũ cốc hàng đầu thế giới là
Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ đặc biệt đáng lo ngại. Liên Hợp Quốc khẳng định Châu Á có
thể đối mặt với tình trạng thiếu lương thực triền miên nếu không tiến hành một cuộc
cách mạng triệt để thói quen sử dụng nước. Châu Á sở hữu tới 70% diện tích đất được
tưới của thế giới vì vậy người nông dân phải tự chịu trách nhiệm về việc đưa nước vào
đồng ruộng của họ. Phần lớn nông dân chỉ sử dụng những thiết bị bơm nước và
phương pháp tưới tiêu lạc hậu, không hiệu quả nhưng lại có thể lấy một lượng nước

khơng hạn chế vào đồng ruộng khiến các nguồn nước ngày một cạn kiệt. Nếu thói
quen này vẫn tiếp diễn thì khủng hoảng lương thực sẽ bùng phát khắp Châu Á. Nếu cứ
sử dụng nước như hiện nay, khu vực Nam Á sẽ cần thêm 57% nước để tưới tiêu đồng
ruộng, cịn các nước Đơng Á cần thêm 70%.
Nguồn nước cung cấp cho nền nông nghiệp có tưới thậm chí cịn bị cắt giảm nhiều hơn
do phải cạnh tranh với các ngành dùng nước khác như cấp nước sinh hoạt, cấp nước
công nghiệp v.v... Trong bối cảnh nhu cầu lương thực gia tăng cùng với sự gia tăng
của dân số thế giới, biến đổi khí hậu cũng như sự suy giảm nguồn nước đã dẫn tới một
thách thức lớn cho ngành nơng nghiệp tồn cầu, địi hỏi cần tìm kiếm các giải pháp
nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước (sản xuất lượng lương thực nhiều hơn trên một đơn
vị nước tưới).
Diện tích đất canh tác trên thế giới khoảng 1.500 triệu ha, trong đó có 288 triệu ha
(chiếm 19%) hiện nay được tưới tiêu. Kỹ thuật tưới khô ướt xen kẽ đang gia tăng tại
nhiều nước Châu Á.

5


Ở Trung Quốc do giảm nguồn cung cấp nước cho nông nghiệp, nên phương pháp tiết
kiệm nước tưới cho lúa đã được thử nghiệm, áp dụng và mở rộng ở các vùng khác
nhau của đất nước. Ba loại chính của tưới tiết kiệm nước (WEI) cho chế độ canh tác
lúa là kết hợp lớp nước nơng có làm ướt và làm khô (SWD), làm ướt và làm khô xen
kẽ (AWD) và bán khô (SDC). Dựa trên các kết quả của các thí nghiệm so với tưới lúa
truyền thống (TRI), việc sử dụng nước tưới đã được giảm 3÷18%, 7÷25% và 20÷50%
tương ứng SWD, AWD và SDC. Do việc áp dụng các WEI, hiện tượng thấm và rị rỉ
thất thốt giảm, bên cạnh đó việc tận dụng lượng mưa tốt hơn.
Tại Pakistan, lúa là cây lương thực quan trọng và được trồng trên diện tích 2,52 triệu
ha với sản lượng hàng năm của 5,20 triệu tấn. Theo tập quán và sử dụng nước truyền
thống, nông dân áp dụng nhiều nước hơn cho cây lúa so với yêu cầu thực tế cây trồng.
Để tiết kiệm nước, lúa được trồng trên nền và rãnh nơi mà sử dụng nước ít hơn so với

phương pháp truyền thống. Các kết quả của các thí nghiệm thực hiện trong ba năm cho
thấy hiệu quả sử dụng nước cho lúa theo hệ thống có đáy rãnh có thể được tăng lên
đến 0,39 kg/m3 nước so với 0,20 kg/m3 thông thường được thu theo phương pháp tưới
truyền thống. Cấy hai hàng cây lúa trên nền (khoảng cách 22 cm) kết hợp với rãnh đã
tiết kiệm 32% nước.
Nghiên cứu ở Mỹ được tiến hành ở các bang Texas, Missouri, Louisiana và Arkansas
đã đi đến các kết luận, Lúa có thể sinh trưởng và phát triển trong điều kiện tưới dải,
tưới rãnh hay tưới phun nhưng không kinh tế trong điều kiện của Mỹ. Việc giảm năng
suất là yếu tố quyết định của biện pháp tưới ẩm này. Do vậy, trong trường hợp thiếu
nước thì tốt nhất là nên theo phương pháp tưới nông lộ phơi hơn là tưới ẩm. Kết luận
quan trọng được rút ra từ các nghiên cứu này là:
Cây lúa trong điều kiện tưới ẩm thường giảm năng suất tỉ lệ thuận với việc giảm lượng
nước tưới, đặc biệt là trong các giai đoạn cây lúa nhạy cảm đối với việc thiếu nước.
Năng suất lúa trung bình đối với tưới ẩm thường thấp hơn năng suất lúa tưới ngập là
20% trong điều kiện tương tự về chăm sóc đất đai và bón phân. Trong điều kiện tốt
nhất năng suất này cũng giảm từ 10÷50%.

6


Tuy nhiên đối với các giống lúa năng suất thấp, sự khác nhau giữa tưới ngập và tưới
phun được giảm nhỏ.
Sự khác nhau giữa tưới ngập và tưới không ngập thay đổi từ 20÷50% tùy thuộc vào
loại đất, mưa, và công tác quản lý nước của hệ thống.
Thời gian giữa các lần tưới rất quan trọng đối với tưới không ngập vì nếu áp dụng
thời gian tưới hợp lý sẽ tránh được stress đối với lúa và tăng được lượng nước
mua hiệu quả.
Tại Nhật Bản các nhiên cứu cho thấy phơi ruộng vào giữa giai đoạn sinh trưởng của
lúa được công nhận là yếu tố tăng năng suất lúa. Biện pháp này đã được áp dụng từ
những năm cuối thập kỷ 60 và ngày nay đã trở thành phổ biến ở Nhật Bản. Tuy nhiên,

việc nghiên cứu biện pháp nông lộ phơi mới được các nhà khoa học Nhật Bản quan
tâm nghiên cứu của Anbumozhi và các đồng sự được tiến hành vào năm 1998. Bằng
biện pháp tưới nông lộ phơi với nước mặt ruộng tối đa là 90 mm, áp dụng 30 ngày sau
khi cấy và cho kết quả như sau:
Năng suất lúa không giảm so với tưới ngập.
Chỉ số sản phẩm lúa trên một đơn vị nước của phương pháp tưới nông lộ phơi là 1,26
kg/m3 so với 0,96 kg/m3 của phương pháp tưới ngập.
Việc tiết kiệm nước mà khơng làm giảm năng suất có thể thực hiện được khi duy trì
một chế độ nước trong điều kiện ngập–lộ hợp lý.
Tại Ấn Độ thì các nghiên cứu ở đây được tiến hành trong 3 thập kỷ qua về một loạt
các biện pháp tưới (tưới ngập truyền thống, tưới nông lộ phơi và một số các biện pháp
khác) trên hầu hết các khu vực thuộc các hệ thống tưới chính trên tồn Ấn Độ đã đi
đến một số kết luận sau đây:
- Kết quả tại tất cả các khu thí nghiệm đều cho thấy có sự tăng năng suất lúa và giảm
lượng nước tưới khi áp dụng biện pháp tưới nông lộ phơi so với biện pháp tưới ngập
liên tục hay các phương pháp khác. Tuy nhiên tỉ lệ tăng năng suất hay tỉ lệ giảm mức

7


tưới có sự khác nhau rất lớn tùy theo kết quả thí nghiệm tại từng vùng và từng địa
phương. Giải thích cho sự khác nhau về kết quả thí nghiệm gồm 3 lý do sau:
- Sự khác nhau về sự tăng năng suất là do sự không đồng nhất về các yếu tố chi phối
khác như giống, khí hậu, loại đất, và lượng phân bón, sâu bệnh, v.v…
- Sự khác nhau về lượng nước tiết kiệm được là do chế độ mưa (lượng và sự phân
bố) loại đất và vị trí thí nghiệm ở các khu vực thí nghiệm là yếu tố chi phối sự
khác nhau này.
- Các kết luận chung cho các thí nghiệm này chủ yếu xoay quanh việc khẳng định biện
pháp tưới nông lộ phơi đã tiết kiệm được một lượng nước tưới từ 10% đến 77% so với
tưới ngập truyền thống. Năng suất lúa cũng tăng từ 20% đến 87%.

1.1.2.2. Tổng quan tình hình quản lý nước tiết kiệm trên ruộng lúa ở Việt Nam
Lúa nước được người dân Việt Nam trồng cấy hàng ngàn đời nay. Đã từ lâu, cây lúa
đã trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế và xã hội
của nước ta. Với vị trí trải dài trên 5 vĩ độ, từ Bắc vào Nam đã hình thành những đồng
bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, cung cấp nguồn lương thực chủ yếu để nuôi sống
trên 90 triệu người.
Trước năm 45, diện tích trồng lúa ở 2 đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ là 1,8 triệu và 2,7
triệu ha với sản lượng thóc tương ứng 2,4 và 3,0 triệu tấn. Năng suất bình quân 13
tạ/ha. Đến năm 1974, năng suất lúa đạt 51,4 tạ/ha/năm.
Ở miền Nam vào giữa những năm 60, các giống lúa của viện IRRI như IR8, IR5, Đài
Trung 1, IR20, IR22,v.v... cũng đã nhập nội. Đến năm 1973, diện tích cấy giống lúa
mới đã lên tới 890.000 ha với năng suất tồn vùng 24,8 tạ/ha.
Bình qn lương thực quy thóc năm 1976 là 274 kg/người/ năm. 1990 là 325
kg/người/năm và 1994 là 346 kg/người/năm.
Việt Nam được cho là nước có tài nguyên dồi dào. Tuy nhiên, trong số hơn 830 tỉ m3
nước được hình thành hàng năm, có 2/3 được hình thành bên ngồi lãnh thổ. Điều này
khơng đảm bảo sự ổn định về nguồn nước hàng năm vì sự phụ thuộc vào tỉ lệ khai
8


thác, sử dụng nước của các vùng thượng nguồn. Mặt khác trong số gần 300 tỉ m3 nước
được hình thành trong nội địa, sự phân bố rất không đồng đều cả theo không gian và
thời gian đã làm cho nhiều vùng rất khan hiếm nước.
Bên cạnh đó, nhu cầu nước của các ngành kinh tế như công nghiệp, thủy sản, giao
thông thủy, du lịch,v.v... ngày càng gia tăng làm cho tình hình cấp nước càng trở nên
khó khăn. Ngành cơng nghiệp đang đứng trước thách thức to lớn trong sự cạnh tranh
ngày càng gay gắt với các ngành về nguồn nước cấp cho tưới. Thực tế đó đã thúc đẩy
việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng nước trong tưới là giải pháp sống còn
trong điều kiện cấp nước ngày càng hạn chế trong nông nghiệp. Việc nâng cao hiệu
quả sử dụng nước là việc nghiên cứu các giải pháp trong quy trình, cơng nghệ tưới cả

trên 2 phạm vi hệ thống hay lưu vực và phạm vi mặt ruộng nhằm giảm tổn thất nước
vơ ích, giảm lượng nước tiêu thụ để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm nơng nghiệp.
Hay nói cách khác là tăng khối lượng sản phẩm nông nghiệp trên một đơn vị nước tưới
tiêu thụ.
Theo số liệu thống kê, năm 2014 cả nước tổng diện tích lúa được tưới đạt trên 7,8 triệu
ha (vụ xuân 3,12 triệu ha, Mùa 2,11 triệu ha, Mùa 1,97 triệu ha, Thu đông 0,615 triệu
ha), tập trung chủ yếu tại vùng ĐBSH, ven biển miền Trung và ĐBSCL. Mức tưới vụ
xuân là 6000 ÷ 6500 m3/ha-vụ, vụ mùa là 4500 ÷ 5500 m3/ha-vụ, kỹ thuật tưới cho cây
lúa hiện nay áp dụng phổ biến là tưới ngập. Mặt khác, trong thời gian gần đây cùng
với chủ trương tái cơ cấu ngành nơng nghiệp, thì chuyển đổi sản xuất ở một số vùng
có điều kiện sản xuất khó khăn do ảnh hưởng của thiên tai (hạn hán, mưa lũ), biến đổi
khí hậu hoặc trồng lúa khơng hiệu quả là một trong những nội dung của đề án tái cơ
cấu ngành nông nghiệp. Theo báo cáo của Tổng cục Thủy lợi, hạn hán xảy ra gây
nhiều thiệt hại trong những năm qua: Năm 2012 số đợt mưa tại các tỉnh Trung bộ ít
hơn trung bình nhiều năm, riêng trong 2 tháng mùa mưa (tháng 10 và 11) từ Quảng Trị
đến Ninh Thuận tổng lượng mưa thiếu hụt từ 70 ÷ 90% so với trung bình nhiều năm.
Các hồ chứa thuỷ lợi đều nằm trong tình trạng “đói” nước từ 30 ÷ 50%, các tỉnh Tây
Nguyên thiếu từ 15 ÷ 30% so với dung tích thiết kế. Đặc biệt các tỉnh Hà Tĩnh, Quảng
Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Đăk Lăk thiếu hụt tới 60 ÷ 80%. Với nguồn nước nói
trên, khả năng đảm bảo nước tưới lúa trong vụ mùa 2012 ở các tỉnh trên là khó khăn.
9


Có một số nghiên cứu trên phạm vị hệ thống ở Việt Nam như:
Trên khía cạnh nghiên cứu cơ bản của Nguyễn Xuân Đông (2008) đã tiến hành nghiên
cứu trên phạm vi ơ thí nghiệm có kích thước 1,5 x 1,5 m, bố trí 12 ơ tại xã Liêm Tuyết,
huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam trên nền đất sét pha với giống lúa trồng đại trà IR 203,
Thời gian nghiên cứu được tiến hành 4 vụ từ 2005 ÷ 2007. Thí nghiệm được tiến hành
theo 10 cơng thức tưới.
- Tưới nơng thường xun với lớp nước mặt ruộng 30 ÷ 50 mm

- Tưới sâu thường xuyên với lớp nước mặt ruộng 50 ÷ 100mm
- Tưới nơng lộ liên tiếp với cơng thức tưới 0 ÷ 50 mm (tưới ngay sau khi ruộng cạn
nước).
- Tưới nông lộ phơi với công thức tưới 0 ÷ 50 mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 3
ngày).
- Tưới nông lộ phơi với công thức tưới 0 ÷ 50 mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 6
ngày).
- Tưới nông lộ phơi với công thức tưới 0 ÷ 50 mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 9
ngày).
- Tưới nơng lộ phơi với cơng thức tưới 0 ÷ 100 mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước).
- Tưới nông lộ phơi với cơng thức tưới 0 ÷ 100 mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 3
ngày).
- Tưới nông lộ phơi với cơng thức tưới 0 ÷ 100mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 6
ngày).
-Tưới nông lộ phơi với công thức tưới 0 ÷ 100mm (tưới ngay khi ruộng cạn nước 9
ngày).
Kết quả cho thấy sự dao động của năng suất lúa của các cơng thức thí nghiệm là khơng
đáng kể. Trong tồn bộ các cơng thức thí nghiệm, mức dao động không quá 10% giá
trị so với năng suất của ô đối chứng. Tuy nhiên, về mức tưới kết quả thí nghiệm cho
10


thấy mức tưới dao động khá lớn. Ở các công thức tưới nông lộ phơi, thời gian phơi
ruộng càng nhiều thì hệ số sử dụng nước càng tăng. Do vậy mức tưới tăng lên tùy theo
mức độ nứt nẻ lượng nước bị mất do thẩm lậu theo chiều thẳng đứng có khác nhau.
Thí nghiệm trình diễn tưới tiết kiệm nước tại thơn Địch Trung, xã Phương Đình huyện
Đan Phượng đã được tiến hành trên quy mơ 4,14 ha (diện tích ô ruộng thí nghiệm là
2,16ha, diện tích ô ruông khu đối chứng là 1,98ha). Quy trình tưới theo các sinh
trưởng của cây lúa được chia thành 5 giai đoạn gồm:
- Giai đoạn 1 ( 10 ngày đầu sau cấy): Tưới bình thường như khu đối chứng.

- Giai đoạn 2: (Từ ngày thứ 11 đến ngày thứ 30): Tưới ngập 5cm nước cho đến khi
ruộng cạn nước thì tưới tiếp.
- Giai đoạn 3 (Từ ngày thứ 31 đến ngày thứ 45, giai đoạn hãm đẻ nhánh): Thời gian
này phơi ruộng.
- Giai đoạn 4 (Từ ngày thứ 46 đến lúa đỏ đuôi (ngày thứ 85 ÷ 90)): Tưới ngập 5cm,
ruộng cạn nước 3 đến 5 ngày sau mới tưới, tùy thuộc vào vụ tưới. Đối với vụ xuân
ruộng cạn nước 5 ngày sau mới tưới. Đối với vụ hè thu ruộng cạn nước 3 ngày sau mới
tưới. Quy trình này nhằm tránh sự hình thành các vết nứt nẻ sâu làm phá mằng chống
thấm thẳng đứng, làm tăng sự thẩm lậu của ruộng lúa.
- Đối với khu đối chứng nước được tưới theo phương pháp thông thường theo công
thức tưới nông thường xuyên (30 ÷ 50)mm. Tức là khi lớp nước mặt ruộng đạt đến trị
số 30mm thì tưới ngay.
Kết quả thí nghiệm cho thấy lượng nước tưới dưỡng cho ô thi nghiệm ít hơn từu
21,6÷39,3% so với lơ ruộng đối chứng. Số lần tưới giảm từ 8 đến 9 lần. Riêng đối với
năm 2008 trong một thời gian dài từ ngày 06/05/2008 đến ngày thu hoạch, tồn bộ khu
vực thí nghiệm khơng có nước tưới nên lượng nước tưới tiết kiệm ở các giai đoạn
trước là 13,4%. Qua đó thấy lượng nước tiết kiệm được từ áp dụng mơ hình là rất lớn
và đặc biệt phát huy hiệu quả nếu mô hình được áp dụng cho những vùng canh tác
khan hiếm về nguồn nước.

11


Nghiên cứu xác định chế độ tưới tiết kiệm nước cho lúa trong điều kiện diện hẹp tại
Thường Tín.
Về thí nghiệm chế độ tưới tưới tiết kiệm nước cho lúa trong điều kiện diễn hẹp phục
vụ cho nghiên cứu cơ bản, đề tài đã nghiên cứu tiến hành thí nghiệm trên quy mô 24 ô
trên tổng số 32 ô đặt tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy nông Bắc bộ thuộc Viện Khoa
học Thủy lợi tại Thường Tín. Để nghiên cứu ảnh hưởng của đường quá trình lớp nước
mặt ruộng đến mức tưới, đề tài đã tiến hành bố trí 10 cơng thức thí nghiệm tưới khác

nhau gồm: nơng thường xun (30 -50 mm); sau thường xuyên (50-100mm); nông - lộ
liên tiếp (0 – 50mm); sâu – lộ liên tiếp (0 -100mm); nông – lộ phơi (0 – 50mm); sâu –
lộ - phơi (0 -100 mm) với các thời gian phơi ruộng là 3 ngày, 6 ngày và 9 ngày.
Kết quả thí nghiệm trong 5 vụ tai Thường tín cho thấy, mức tưới phụ thuộc vào 2 yếu
tố của công thức tưới alf thời gian phơi ruộng và độ sâu và độ sâu lớp nước mặt
ruộng.
- Về thời gian phơi ruộng: Kết quả thí nghiệm cho thấy thơi gian phơi ruộng tỉ lệ
nghịch với mức tưới. Thời gian phơi ruộng càng dài, mức tưới càng giảm. Nguyên
nhân có thể là do lượng tổn thất do thấm giảm và làm tăng lượng mưa hiệu quả khi
thời gian phơi ruộng tăng lên.
- Về độ sâu lớp nước mặt ruộng: Kết quả thí nghiệm cho thấy khi đố sâu lớp nước mặt
ruộng tăng lên , mức tưới có xu hướng tăng lên. Kết quả thí nghiệm tai 5 vụ từ 2002008 cho thấy mức tưới sâu thường xuyên (50-100mm) cao hơn mức tưới của công
thức nông thường xuyên (30-500mm) từ 10 đến xấp xỉ 18%. Tương ứng mức tưới
nông- lộ liên tiếp so với sâu lộ liên tiếp chênh lệch nhau nhau từ 4 đên 18%. Mức tưới
tưới của các công thức nông - lộ phơi và sâu lộ phơi đều chênh lệch nhau theo xu thế
tăng tỉ lệ thuận với chiều sâu lớp nước mặt ruộng của cơng thức tưới.
Kết quả thí nghiệm trình diễn tưới tiết kiệm nước tạ Bắc Nghệ An
Khu trình diễn mơ hình thí nghiệm cho lúa được xây dựng và vận hành trên khu ruộng
của các hộ dân thơn 5 xã Quỳnh Hồng. Tổng diện tích khu ruộng trình diễn là 32500
m2 được chia làm 2 ơ gồm:
12


- Ơ ruộng thí nghiệm có diện tích là 16000 m2 với cơ cấu giống lúa trồng như sau:
+ Vụ đông xuân các năm 2006, 2007 sử dựng các giống lúa lai, vụ đông xuân năm
2008 sử dụng giống lúa thuần do thời gian mùa vụ thay đổi bởi tác động bất lợi của
thời tiết.
+ Vụ hè thu các năm 2006, 2007 sử dụng giống lúa thuần.
- Ô ruộng đối chứng có diện tích là 16500m2, với cơ cấu giống lúa trồng tương tự như
ơ ruộng thí nghiệm.

Kết quả cho thấy: Trên cở sở kết quả thí nghiệm trong các năm từ 2006 đến 2008. Quy
đổi các kết quả thí nghiệm trên đơn vị diện tích hecta, ta có thể thấy rằng phương pháp
tưới tiết kiệm, tổng lượng nước tưới cho lúa giảm từ 20,4% đến 37,5% so với quy trình
tưới truyền thống ở ơ ruộng đối chứng.
Ngày 06 tháng 11 năm 2013 Tổng cục Thủy lợi- Bộ Nông nghiệp và Phát triển nơng
thơn đã có Quyết định số 726/QĐ-TCTL-KHCN ban hành Sổ tay Hướng dẫn quy trình
tưới kỹ thuật tưới lúa tiết kiệm nước, giảm phát thải khí nhà kính do TS. Nguyễn Việt
Anh-ĐHTL chủ biên, đã đưa ra quy trình tưới ĐBSH như sau:
Giai đoạn sinh
trưởng

Thời
gian
(ngày)

Quản ký nước mặt
ruộng

Quy trình tưới

VỤ XUÂN
Đổ ải

3-5

Duy trì 3-5cm

Cấy hồi xanh

10-12

Duy trì 3cm
Chỉ tưới lên 3-5cm khi

Đẻ nhánh

15-20

lớp nước thấp hơn mặt
ruộng 10-12cm

Cuối đẻ nhánh

5-7

Tháo cạn

13

Tưới3-5đợt,
500m3/ha/đợt
Tưới 01đợt,
300m3/ha/đợt
Tưới 01 đợt,
500-700m3/ha/đợt.
Cuối giai đoạn tưới 01
đợt, 500-700m3/ha/đợt.


Làm địng

12-15

Trổ bơng

10-12

Tưới lên 3-5cm khi lộ

Tưới bổ sung 01 đợt,

mặt rng 2 ngày đêm

700m3/ha/đợt.

Duy trì liên tục 3-5cm
Chỉ tưới lên 3-5cm khi

Chắc xanh- chín

20-25

lớp nước thấp hơn mặt
ruộng 10-12cm

Trước thu hoạch

7-10

Tưới 01đợt,

700m3/ha/đợt
Tưới 01-2 đợt,
600-700m3/ha/đợt.

Tháo cạn ruộng
(4850 ÷ 7000) m3/ha

Tổng cộng
VỤ MÙA
Đổ ải

2-3

Duy trì 3-5cm

Cấy hồi xanh

10-12

Duy trì 3cm
Chỉ tưới lên 3-5cm khi

Đẻ nhánh

15-20

lớp nước thấp hơn mặt
ruộng 10-12cm

Cuối đẻ nhánh

5-7

Làm địng

12-15

Trổ bơng

10-12

Tháo cạn

20-25

7-10

Tưới 01 đợt,
300m3/ha/đợt
Tưới 01 đợt,
500-700m3/ha/đợt.
Cuối giai đoạn tưới 01
đợt, 500-700m3/ha/đợt.
Tưới bổ sung 01 đợt,

mặt ruông 2 ngày đêm

700m3/ha/đợt.

Duy trì liên tục 3-5cm

lớp nước thấp hơn mặt
ruộng 10÷12cm

Trước thu hoạch

200-300m3/ha/đợt

Tưới lên 3-5cm khi lộ

Chỉ tưới lên 3-5cm khi
Chắc xanh- chín

Tưới 2-3 đợt,

Tưới 01đợt,
700m3/ha/đợt
Tưới 01-2 đợt,
600-700m3/ha/đợt.

Tháo cạn ruộng
(3700÷5400) m3/ha

Cộng

14


1.1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa
1.1.3.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực sản xuất

lúa trên thế giới
Trong Chương trình nghiên cứu liên vùng về phát thải khí mêtan trên ruộng lúa ở châu
Á do Quỹ Mơi trường tồn cầu tài trợ, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã phối hợp
với Viện nghiên cứu mơi trường khí (Cộng hồ liên bang Đức) và các Viện nghiên cứu
nông nghiệp các nước Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan và Philippin tiến hành
thí nghiệm sự phát thải khí mêtan trên ruộng lúa từ năm 1993 ÷ 1999, tại các địa điểm
đại diện về hệ sinh thái nông nghiệp và chế độ quản lý nước mặt ruộng trong vùng.
Các kết quả nghiên cứu tại từng địa điểm được giới thiệu khái quát dưới đây.
Thí nghiệm đo đạc phát thải khí mêtan tại Bắc Kinh (Trung Quốc) được tiến hành từ
năm 1995 ÷ 1998, ruộng cấy 1 vụ lúa (từ tháng 5 đến tháng 10), sau đó bỏ hoang. Khí
hậu khơ ấm và cận nhiệt đới bán khơ với lượng mưa trung bình năm 541 mm, nhiệt độ
cao nhất 17,8oC (tháng 6) và thấp nhất 7,1oC (tháng 1). Đất thịt nặng, độ pH = 7,0,
hàm lượng hữu cơ 0,99%, đạm tổng số 0,09%. Truyền thống canh tác của nơng dân
theo hình thức tưới ngập và kết hợp tiêu giữa vụ, bón phân lợn. Lượng phát thải mê tan
biến động từ 6÷503 kg/ha/vụ, trung bình 109 kg/ha/vụ, đối với khu ruộng của nông
dân, lượng phát thải trung bình 288 kg/ha/vụ. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, rút
cạn nước giữa vụ có tác dụng giảm 23% lượng phát thải khí mê tan so với tưới ngập
thường xuyên. Bón phân gia súc có thể giảm lượng phát thải mê tan từ 86 ÷ 90% so
với phân lợn và giảm từ 72 ÷ 80% so với phân rơm.
Nghiên cứu tại Jakenan (Indonesia) từ năm 1993 ÷ 1998, trên ruộng cấy 2 vụ lúa, vụ
chiêm (từ tháng 1 đến tháng 6), vụ mùa (từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau), khí hậu
nhiệt đới, ẩm và ấm, lượng mưa trung bình năm 1600 mm. Thí nghiệm trên đất thịt
nhẹ, độ pH = 4,7 hàm lượng hữu cơ 0,48%. Lượng phát thải mê tan từ 52 ÷ 181
kg/ha/vụ(vụ chiêm) và từ 26 ÷ 256 kg/ha/vụ(vụ mùa). Kết quả nghiên cứu cho thấy,
trên ruộng tưới hoàn toàn bằng nước mưa, lượng phát thải mê tan giảm khoảng 50% so
với tưới truyền thống và việc rút nước định kỳ cũng có tác dụng giảm phát thải mê tan
rõ rệt so với tưới ngập thường xuyên.

15

Tại Prachinburi (Thái Lan) từ năm 1994 ÷ 1998, thí nghiệm trên đất 1 vụ lúa (từ tháng
5 đến tháng 12), từ tháng 7 đến tháng 10, nước lũ ngập sâu từ 1 ÷ 2 m, khí hậu nhiệt
đới bán ẩm ướt và ấm, lượng mưa trung bình năm 1750 mm, nhiệt độ cao nhất 32,5oC
(tháng 4) và thấp nhất 21,8oC (tháng 12). Đất sét, độ pH = 3,9, hàm lượng hữu cơ
1,54%, đạm tổng số 0,176%. Nông dân trong vùng bón phân NPK + tro. Lượng mê tan
phát thải trong khoảng từ 5 ÷ 92 kg/ha/vụ (tưới bình thường), từ 17 ÷ 619
kg/ha/vụ(ngập sâu) và lượng mêtan trên đất cát lớn hơn so với trên đất sét.
Các kết quả nghiên cứu tại Cuttack (Ấn Độ) từ năm 1996 ÷ 1998 trên ruộng cấy 2 vụ
lúa, vụ chiêm (từ tháng 2 đến tháng 5), vụ mùa (từ tháng 7 đến tháng 10), khí hậu nhiệt
đới bán ẩm ướt và ấm, lượng mưa trung bình năm 1569 mm, nhiệt độ cao nhất 31,8oC
(tháng 6) và thấp nhất 22,1oC (tháng 1). Đất thịt nhẹ, độ pH = 7,0 hàm lượng hữu cơ
0,36%, đạm tổng số 0,04%, trên ruộng canh tác của nông dân bón phân đạm. Lượng
phát thải dao động từ 36 ÷ 77 kg/ha/vụ(vụ chiêm), từ 42 ÷ 132 kg/ha/vụ(vụ mùa).
Trên ruộng tưới ngập thường xuyên, nếu thêm một lượng rơm (2 tấn/ha) thì mêtan
tăng 94% so với khơng có rơm; trong trường hợp tưới ngập gián đoạn, lượng phát thải
ít hơn (16 kg/ha) so với tưới ngập thường xuyên (19 kg/ha), v.v...
Như vậy, các nước có nền trồng lúa nước truyền thống trên thế giới như Trung Quốc,
Nhật Bản, Ấn Độ và các nước Đơng Nam Á đã có một số cơng trình nghiên cứu cho
thấy một bức tranh tổng thể về phát thải khí nhà kính (KNK) trong nơng nghiệp từ đầu
những năm 90 của thế kỷ 20. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu chủ yếu là kiểm kê
khí nhà kính, các giải pháp giảm thiểu mêtan đã có đề xuất nhưng cơ bản dựa trên các
kết quả đo đạc cụ thể từng vùng, chưa lý giải và phân tích đầy đủ q trình phát thải
mêtan trên ruộng lúa nước cũng như ảnh hưởng của cây lúa đến phát thải mêtan.
1.1.3.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực sản xuất
lúa tại Việt Nam
Ở Việt Nam, theo kết quả kiểm kê KNK năm 1994 lượng phát thải KNK khu vực nông
nghiệp là 52,4 triệu tấn CO2 tương đương, chiếm 51% tổng lượng phát thải KNK toàn
quốc. Kết quả kiểm kê KNK năm 2000, lượng phát thải KNK khu vực nông nghiệp là
65,1 triệu tấn CO2 tương đương chiếm 45,4% tổng lượng phát thải KNK toàn quốc và

kết quả kiểm kê KNK năm 2010, lượng phát thải KNK khu vực nông nghiệp là 88,3
16


triệu tấn CO2 tương đương chiếm 33,2% tổng lượng phát thải. Dự báo lượng phát thải
KNK năm 2020 của khu vực nông nghiệp là 100,8 triệu tấn CO2 tương đương và năm
2030 là 109,3 triệu tấn CO2 tương đương.
Tổng phát thải KNK năm 2010 trong lĩnh vực nông nghiệp là 88,3 triệu tấn CO2 tương
đương, trong đó phát thải từ canh tác lúa nước chiếm 50,49%, từ quá trình tiêu hóa
thức ăn: 10,72%, từ quản lý phân bón: 9,69%, từ đất nông nghiệp: 26,95%, từ đốt phụ
phẩm nông nghiệp: 2,15%.
Trong lượng KNK ngành nơng nghiệp phát thải năm 2010, khí phát thải lớn nhất là khí
mêtan với lượng phát thải là 57,9 triệu tấn CO2 tương đương, trong đó khu vực canh
tác lúa đóng góp 44,6 triệu tấn CO2 tương đương chiếm 77,1% tổng lượng phát thải
khí mêtan ngành nơng nghiệp. Điều đó cho thấy, ở khu vực cánh tác lúa là nguồn phát
thải khí mêtan chủ yếu. Để giảm lượng phát thải KNK, một trong trong những biện
pháp là giảm phát thải mêtan trên ruộng trồng lúa nước.
Bảng 1.1: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực nơng nghiệp
Đơn vị: nghìn tấn CO2 tương đương
Nguồn phát thải / hấp thụ khí nhà

CO2 tương

Tỷ lệ

đương

(%)

9.467,51

10,72

CH4

N2O

A. Tiêu hóa thức ăn

9.467,51

0,00

Bị

5.399,23

5.399,23

Trâu

3.322,94

3.322,94

Cừu

8,27

8,27

Dê

127,04

127,04

Ngựa

35,19

35,19

Lợn

574,84

574,84

Gia cầm

0,00

0,00

kính

17