(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu công nghệ tưới nhỏ giọt cho mía Áp dụng cho vùng nguyên liệu Lam Sơn Thanh Hóa

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện với sự nỗ lực của bản
thân tác giả đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu cơng nghệ
tưới nhỏ giọt cho mía: áp dụng cho vùng nguyên liệu Lam Sơn-Thanh Hóa” với
mong muốn đóng góp một phần nhỏ của mình vào cơng tác nghiên cứu, đánh giá và
đưa ra một chế độ tưới khoa học nhằm nâng cao năng suất cây mía vùng ngun
liệu Lam Sơn-Thanh Hóa. Để hồn thành luận văn này, ngồi sự cố gắng của bản
thân cịn có sự giúp đỡ lớn lao của các thầy cô, bạn bè và gia đình đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tác giả học tập và hoàn thành luận văn này.
Tác giả chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa kỹ
thuật tài nguyên nước, các thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện
và động viên giúp đỡ về mọi mặt để tác giả hồn thành luận văn.
Tác giả bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn: TS. Đặng Minh
Hải và TS. Nguyễn Quang Phi - đã hướng dẫn chỉ bảo tận tình để tác giả hồn
thành luận văn.
Do trình độ và thời gian có hạn nên luận văn khơng thể tránh khỏi những tồn
tại, hạn chế, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và trao đổi chân
thành của các thầy cô giáo, các anh chị và bạn bè đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 03 năm
2015 TÁC GIẢ

Lê Thùy Giang


LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước – Trường Đại học Thủy Lợi
Tên tác giả: Lê Thùy Giang
Học viên cao học: CH21Q11
Người hướng dẫn: TS. Đặng Minh Hải
TS. Nguyễn Quang Phi

Tên đề tài Luận văn: “Nghiên cứu cơng nghệ tưới nhỏ giọt cho mía: áp dụng
cho vùng ngun liệu Lam Sơn-Thanh Hóa”.
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các thơng tin,
tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nêu trong luận
văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Thùy Giang


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................
MỤC

LỤC ....................................................................................................................

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................
DANH MỤC HÌNH.....................................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................................
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài.............................................................................................. 2
3. Cách tiếp cận và Phương pháp nghiên cứu........................................................ 2
4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu....................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN................................................................................... 4
1.1. Tình hình phát triển diện tích trồng mía ở Việt Nam.................................... 4
1.1.1. Diện tích và sản lượng mía đường Việt Nam............................................... 4
1.1.2. Giống mía đường Việt Nam.......................................................................... 6
1.1.3. Năng suất và chất lượng mía đường Việt Nam............................................. 6

1.1.4. Đánh giá chung về hiện trạng mía đường Việt Nam....................................7
1.2. Phương pháp và cơng nghệ tưới cho mía........................................................ 9
1.2.1. Phương pháp tưới rãnh................................................................................ 9
1.2.2. Cơng nghệ tưới phun.................................................................................. 10
1.2.3. Công nghệ tưới nhỏ giọt............................................................................. 11
1.3. Tổng quan về nghiên cứu tưới cho mía đã thực hiện.................................... 13
1.3.1. Nghiên cứu phát triển công nghệ tưới cho cây mía trên thế giới...............13
1.2.2. Hiện trạng nghiên cứu và phát triển cơng nghệ tưới mía tại Việt Nam......19
CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT..............................21
2.1. Cơ sở dữ liệu.................................................................................................... 21
2.1.1. Tài liệu về khí tượng.................................................................................. 21


2.1.2. Tài liệu về nông nghiệp.............................................................................. 21
2.2. Cơ sở lý thuyết................................................................................................. 21
2.2.1. Tính tốn lượng nước cần cho mía............................................................ 21
2.2.2. Cách sử dụng phần mềm Cropwat 8.0 trong tính IRR cho cây mía............24
2.3. Phương pháp phân tích độ nhạy.................................................................... 25
2.4. Cơ sở lý thuyết để thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt........................................ 25
2.4.1. Cấu tạo chung............................................................................................ 25
2.4.2. Vòi tạo giọt................................................................................................ 26
2.4.3. Các loại vòi tạo giọt và cấu tạo................................................................. 26
2.4.4. Các vòi tưới ghép theo tuyến dài của dòng chảy....................................... 27
2.4.5. Thiết bị tạo giọt kiểu vòi............................................................................ 28
2.4.6. Ống dẫn nước............................................................................................ 30
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO MÍA VÙNG NGUYÊN
LIỆU LAM SƠN, THANH HÓA......................................................................... 33
3.1. Đặc điểm của vùng nghiên cứu....................................................................... 33
3.1.1. Điều kiện tự nhiên...................................................................................... 33
3.1.2. Đặc trưng khí hậu và thủy văn................................................................... 36

3.2. Đặc điểm sinh trưởng của cây mía ở vùng nguyên liệu Lam Sơn................38
3.3. Đánh giá hiện trạng tưới cho mía ở vùng nguyên liệu Lam Sơn, Thanh Hố
.........................................................................................................................................................................

40

3.4. Tính tốn chế độ tưới cho mía........................................................................ 42
3.4.1. Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới và các đặc trưng khí tượng.............42
3.4.2. Tính tốn nhu cầu nước cho mía huyện Thọ Xn, tỉnh Thanh Hóa trong
điều kiện hiện tại.................................................................................................. 44
3.5. Phân tích độ nhạy của sự thay đổi nhu cầu nước của mía đối với sự thay
đổi của các yếu tố khí hậu...................................................................................... 46
3.6. Thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt cho khu tưới điển hình...............................60
3.6.1. Chế độ tưới hiệu quả cho cây mía.............................................................. 60
3.6.2. Thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây mía.............................................. 62


3.7. Quy trình vận hành hệ thống tưới nhỏ giọt cho mía..................................... 69
CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ, TÀI CHÍNH...................71
4.1. Phân tích hiệu quả kinh tế, tài chính............................................................. 71
4.1.1. Mục đích.................................................................................................... 71
4.1.2. Các chỉ tiêu phân tích kinh tế, tài chính..................................................... 71
4.2. Phân tích hiệu quả kinh tế khi sử dụng cơng nghệ tưới nhỏ giọt cho mía...72
4.3. Phân tích hiệu quả tài chính khi sử dụng cơng nghệ tưới nhỏ giọt cho mía 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 80
PHỤ

LỤC .....................................................................................................................

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MARD

Bộ Nông nghiệp và phát triển nơng thơn

DCP

Cục trồng trọt

ĐBSCL

Đồng bằng sơng Cửu Long

VMNLLS

Vùng mía nguyên liệu Lam Sơn

TTKN

Tưới tiết kiệm nước

CSS

Trữ lượng đường của mía

NST

Ngày sinh trưởng

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tổng diện tích trồng mía của Việt Nam qua các năm................................5
Hình 1.2. Tổng sản lượng mía của Việt Nam qua các năm........................................5
Hình 1.3. So sánh năng suất và chất lượng cây mía đường Việt Nam và Thái Lan...7
Hình 1.4. Cơng nghệ tưới rãnh cho cây mía..............................................................9
Hình 1.5. Ứng dụng công nghệ tưới phun bằng Nelson cho mía tại Cơng ty CP
đường Ninh Hịa......................................................................................................10
Hình 1.6. Ứng dụng tưới phun cho mía tại Cơng ty cổ phần Mía đường - Nhiệt điện
Gia Lai..................................................................................................................... 10
Hình 1.7. Sơ đồ bố trí hệ thống tưới nhỏ giọt..........................................................11
Hình 1.8. Đường ống nước chơn ngầm...................................................................14
Hình 1.9. Hệ thống kênh lớn tưới mía.....................................................................14
Hình 1.10. Tưới rãnh thẳng cho mía tại Ấn Độ.......................................................16
Hình 1.11. Máy tưới sử dụng năng lượng mặt trời..................................................16
Hình 1.12. Giải pháp tưới phun mưa bằng thủ cơng tại Ấn Độ...............................16
Hình 1.13. Tưới nhỏ giọt cho mía tại Phủ Quỳ - Nghệ An......................................20
Hình 1.14. Mơ hình tưới nhỏ giọt mía ngun liệu Lam Sơn - Thanh Hóa.............20
Hình 3.1. Vị trí vùng nghiên cứu.............................................................................33
Hình 3.2. Kết quả u cầu nước của mía Chín Sớm thời kỳ hiện tại dưới dạng bảng
...................................................................................................................................

45

Hình 3.3. Kết quả yêu cầu nước của mía Chín Sớm thời kỳ hiện tại.......................45
Hình 3.4. Độ nhạy của ETo đối với sự thay đổi của các yếu tố khí hậu theo mùa và
trong năm................................................................................................................55
Hình 3.5. Độ nhạy của mức tưới đối với sự thay đổi của các yếu tố khí hậu theo mùa
và trong năm...........................................................................................................58
Hình 3.6. Vịi nhỏ giọt bù áp Dripnet PC................................................................64

Hình 3.7. Tưới nhỏ giọt ngầm cho cây Mía.............................................................64
Hình 3.8. Mặt cắt bố trí chi tiết tưới mặt ruộng.......................................................64
Hình 3.9. Sơ đồ bố trí hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây mía......................................65


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Tổng hợp so sánh một số chỉ tiêu chủ yếu đạt được năm 2010.................4
Bảng 3.1. Kết quả tính tốn các thơng số thống kê X , Cv,Cs......................................43
Bảng 3.2. Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng......................................43
Bảng 3.3. Lượng mưa tháng năm thiết kế trạm Bái Thượng...................................43
Bảng 3.4. Nhiệt độ bình quân tháng trạm Bái Thượng............................................43
Bảng 3.5. Độ ẩm khơng khí trung bình tháng trạm Bái Thượng..............................44
Bảng 3.6. Tốc độ gió trung bình tháng tại trạm Bái Thượng...................................44
Bảng 3.7. Số giờ nắng trung bình tháng trạm Bái Thượng......................................44
Bảng 3.8. Thời vụ mía Chín Sớm.............................................................................44
Bảng 3.9. Sự thay đổi về nhiệt độ (0C).....................................................................46
Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về nhiệt độ cả năm...................................................................................................47
Bảng 3.11. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về nhiệt độ mùa xuân...............................................................................................47
Bảng 3.12. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về nhiệt độ mùa hạ...................................................................................................47
Bảng 3.13. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về nhiệt độ mùa thu.................................................................................................48
Bảng3.1 4. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về nhiệt độ mùa đông...............................................................................................48
Bảng 3.15. Sự thay đổi về tốc độ gió (m/s)..............................................................48
Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về tốc độ gió cả năm................................................................................................49
Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi

về tốc độ gió mùa xuân............................................................................................49
Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về tốc độ gió mùa hạ................................................................................................49


Bảng 3.19. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về tốc độ gió mùa thu..............................................................................................50
Bảng 3.20. Tổng hợp kết quả tính tốn yêu cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về tốc độ gió mùa đơng............................................................................................50
Bảng 3.21. Sự thay đổi về số giờ nắng (h)...............................................................50
Bảng 3.22. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về số giờ nắng cả năm.............................................................................................51
Bảng 3.23. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về số giờ nắng mùa xuân.........................................................................................51
Bảng 3.24. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về số giờ nắng mùa hạ.............................................................................................51
Bảng 3.25. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về số giờ nắng mùa thu............................................................................................52
Bảng 3.26. Tổng hợp kết quả tính tốn u cầu nước mía Chín Sớm với sự thay đổi
về số giờ nắng mùa đông.........................................................................................52
Bảng3.27. Tổng hợp thiết bị tưới nhỏ giọt cho 1ha mía..........................................68
Bảng 3.28. Định kỳ bảo dưỡng................................................................................70
Bảng 4.1. Tính tốn lợi nhuận kinh tế thu được của 1 ha mía khi tưới theo phương
pháp truyền thống....................................................................................................72
Bảng 4.2. Tính toán lợi nhuận kinh tế thu được của 1 ha mía áp dụng cơng nghệ
tưới nhỏ giọt............................................................................................................73
Bảng 4.3. Tính tốn lợi nhuận tài chính thu được của 1 ha mía khi tưới theo
phương pháp truyền thống......................................................................................74
Bảng 4.4. Tính tốn lợi nhuận tài chính thu được của 1 ha mía áp dụng công nghệ
tưới nhỏ giọt............................................................................................................75

10
1
0
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thanh Hố là một trong những tỉnh có quy mơ phát triển mía đường lớn
trong cả nước. Ngành cơng nghiệp chế biến mía đường trở thành một ngành kinh tế
quan trọng trong cơ cấu kinh tế của tỉnh, giá trị sản xuất công nghiệp năm 2012
chiếm tỷ trọng 7,63% trong cơ cấu ngành cơng nghiệp của tỉnh. Trong 3 vùng mía
ngun liệu của tỉnh Thanh Hóa, vùng mía ngun liệu Lam Sơn (VMNLLS) có
năng suất, sản lượng và diện tích lớn nhất: có diện tích 14000 ha, chiếm 50% tổng
diện tích trồng mía của tỉnh Thanh Hóa. Trong những năm qua, năng suất mía trong
Vùng khơng ổn định và có xu hướng giảm từ 60,6 tấn/ha (năm 2006-2010) xuống
còn 56,3 tấn/ha (năm 2011/2012). Thêm vào đó, theo cam kết AFTA, thị trường
Đường sẽ mở cửa vào năm 2015. Vì vậy, năng suất mía cần phải được nâng lên
đáng kể để sản phẩm từ cây mía trong Vùng có thể cạnh tranh được với các sản
phẩm ngoại nhập.
Bên cạnh diễn biến phức tạp của thời tiết, thiên tai và sâu bệnh, cùng với các
biện pháp kỹ thuật thâm canh mía chưa được thực hiện có hiệu quả, thì tưới tiêu
chưa chủ động, thiếu khoa học được coi là một nguyên nhân quan trọng của việc
giảm năng suất mía kể trên. Hiện nay, diện tích mía trong Vùng được tưới cịn thấp,
chỉ có 650 ha (chiếm 4,5%). Việc cấp nước để sinh trưởng, phát triển cây mía thuộc
phần diện tích cịn lại hồn tồn phụ thuộc vào nước mưa. Vì vậy, để nâng cao năng
suất và trữ lượng đường của cây mía trong Vùng, thì việc áp dụng kỹ thuật tưới hiện
đại trong canh tác được coi là một khâu then chốt.
Công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây mía đã được triển khai thành cơng ở nhiều
nơi trên thế giới. Công nghệ này đã chứng tỏ tính ưu việt bởi nước và phân bón
được dẫn trực tiếp tới vùng rễ cây. Nhờ đó tiết kiệm nước, phân bón, thuốc trừ sâu,

năng lượng và tăng sản lượng mía so với phương pháp tưới ngập. Nghiên cứu ở Ấn
Độ và Brasin cho thấy hiệu quả sử dụng nước đạt 90% và sản lượng mía tăng thêm
30-40%.


Từ năm 2008, công nghệ tưới nhỏ giọt đã được áp dụng ở vùng nguyên liệu
Lam Sơn. Kết quả cho thấy năng suất mía tăng thêm 10%-20% so với năng suất
trước đây khi dùng phương pháp tưới ngập. Kết quả đạt được bước đầu cho thấy
tiềm năng của công nghệ tưới nhỏ giọt trong việc nâng cao năng suất cây mía vùng
nguyên liệu Lam Sơn. Tuy nhiên, cần nghiên cứu chế độ tưới khoa học khi sử dụng
công nghệ tưới nhỏ giọt cho vùng nguyên liệu mía Lam Sơn để năng suất có thể
tăng thêm 30-35%. Vì vậy, đề tài luận văn của em là ”Nghiên cứu công nghệ tưới
nhỏ giọt cho mía: áp dụng cho vùng nguyên liệu Lam Sơn-Thanh Hóa”.
2. Mục đích của đề tài
- Xác định chế độ tưới khoa học cho cây mía vùng nguyên liệu Lam Sơn- Thanh
Hóa.
- Xác định cơ sở kinh tế, kỹ thuật cho việc triển khai áp dụng công nghệ tưới nhỏ
giọt cho tồn bộ vùng mía ngun liệu Lam Sơn -Thanh Hóa.
3. Cách tiếp cận và Phương pháp nghiên cứu
*Cách tiếp cận:
- Theo quan điểm hệ thống
- Theo quan điểm phân tích nguyên nhân và kết quả
- Theo quan điểm bền vững
* Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích sử dụng để phân tích, đánh giá các số liệu về: đặc điểm
khí tượng; đặc điểm thổ nhưỡng; điều kiện kinh tế xã hội;
- Phương pháp mơ hình tốn để tính tốn chế độ tưới bằng sử dụng mơ hình
Cropwat;
- Phương pháp phân tích thống kê để đánh giá độ nhạy của các thơng số khí tượng
đối với nhu cầu nước của mía;

- Sử dụng các lý thuyết của các mơn khoa học về: tốn, thuỷ lực, thuỷ nơng, máy
bơm và trạm bơm, cấp thoát nước,… trong các phần nghiên cứu liên quan.


4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết cho vùng nguyên liệu mía đường
Lam Sơn, Thanh Hố.
- Đối tượng nghiên cứu : Cây mía cơng nghiệp


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tình hình phát triển diện tích trồng mía ở Việt Nam
1.1.1. Diện tích và sản lượng mía đường Việt Nam
Ngày 15/02/2007, Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 26/2007/QĐTTg phê duyệt quy hoạch phát triển mía đường đến năm 2010 và định hướng đến
2020 với các chỉ tiêu chủ yếu đến năm 2010 là: Diện tích mía 300.000 ha, năng suất
mía bình qn 65 tấn/ha, sản lượng mía 19,5 triệu tấn và sản lượng đường là 1,5
triệu tấn (trong đó đường cơng nghiệp là 1,4 triệu tấn). Tuy nhiên, theo số liệu của
Tổng cục thống kê Việt Nam, tính đến cuối năm 2010, diện tích mía cả nước chỉ đạt
266.300 ha, sản lượng mía cả nước chỉ đạt 15,947 triệu tấn, sản lượng đường ước
đạt gần 1 triệu tấn . Trong những năm 2007 -2011, diện tích trồng mía trên cả nước
giảm dần do khơng cạnh tranh nổi với một số cây trồng có thu nhập cao hơn khiến
tình trạng thiếu nguyên liệu thường xun xảy ra. Điển hình ĐBSCL là nơi có diện
tích trồng mía lớn nhất cả nước với khoảng 60.000ha, giảm gần 10.000ha so với các
niên vụ trước, sản lượng mía nguyên liệu ước đạt 3,8 triệu tấn. Với 10 nhà máy
đường trong vùng, tổng cơng suất ép mía lên đến 22.500 tấn/ngày, nếu cân đối thời
gian sản xuất của các nhà máy thì số mía ngun liệu trên chỉ đủ dùng trong 5 - 6
tháng. Đó là chưa kể cả nước còn khoảng 30 nhà máy đường nằm rải rác từ Bắc vào
Nam, cơng suất bình qn 2.644 tấn mía cây/ngày, nhưng hoạt động chỉ đạt hơn
60% so với công suất thiết kế.
Bảng 1.1. Tổng hợp so sánh một số chỉ tiêu chủ yếu đạt được năm 2010

Đơn vị Theo Quyết định Đạt được
tính
26/2007/QĐ-TTg năm 2010
Diện tích mía
ha
300.000
266.300
Năng suất mía bình qn Tấn/ha
65
59,9
Chữ đường bình qn
CCS
11
10
Sản lượng mía Triệu tấn
19,5
15,947
Tổng công suất nhà máy Tấn/ngày
105.000
105.750
Sản lượng đường
Tấn
1.500.000
1.000.000
Chỉ tiêu

So sánh
(%)
-11,2
-7,8

-9,1
-18,2
0,7
-33,3


56
Trong những năm gần đây, cùng với sự phục hồi của thị trường thế giới, diện
tích trồng mía của Việt Nam có xu hường tăng trở lại. Sản lượng khai thác mía của
Việt Nam hiện nay đang đứng ở vị trí thứ 21 trong tổng số các quốc gia sản xuất
đường trên thế giới. Năng suất khai thác cao nhất là ở ĐBSCL, tuy nhiên chất lượng
mía ở vùng này thấp hơn so với các khu vực còn lại (Trần Hùng và nnk, 2014)

Hình 1.1. Tổng diện tích trồng mía của Việt Nam qua các năm

Nguồn: MARD, DCP 2013

Hình 1.2. Tổng sản lượng mía của Việt Nam qua các năm


1.1.2. Giống mía đường Việt Nam
Giống mía hiện có ở nước ta khá phong phú, từ các giống mía hoang dại cịn
tồn tại ở một số vùng như mía lau, mía gie, mía đế,… đến các giống mía được lai
tạo tại Việt Nam hoặc có nguồn gốc từ nhiều nước khác trên thế giới. Dưới thời
Pháp thuộc, ngoài những giống mía dại, giống địa phương được tuyển chọn, trồng
để ăn tươi và ép đường mật, bắt đầu xuất hiện một số giống nhập nội từ nước ngoài
như POJ (Indonesia), Co (Ấn Độ) và F (Đài Loan) trong vùng nguyên liệu mía. Từ
thập kỷ 1960 đến trước ngày giải phóng miền Nam (1975), bộ giống mía trong nước
đã được bổ sung thêm nhiều các giống nhập nội. Ngồi các giống mía dại, giống địa
phương như mía vàng, mía đỏ, mía tre,… chủ yếu dùng để ép đường mật, các giống

mía nhập nội như: POJ3016, POJ2878, Co290, Co300, Co421, Co419, CP49/50,
F108, F134, NCo310,… đã được trồng rộng rãi ở các vùng nguyên liệu mía và sử
dụng chủ yếu để sản xuất đường ăn tại các nhà máy đường công nghiệp hiện đại.
Từ năm 1990 đến nay, đặc biệt là sau khi Chương trình 1 triệu tấn đường
được chính thức phê duyệt năm 1995, hàng chục giống mía mới có nguồn gốc từ
Đài Loan, Trung Quốc, Thái Lan, Pháp,… được nhập nội, bổ sung vào cơ cấu giống
và được trồng rộng rãi, đều khắp các vùng mía của các nhà máy đường trên cả
nước. Một số giống mía có năng suất, chất lượng cao, thích hợp với điều kiện canh
tác ở một số vùng mía như My55-14, F156, ROC10, ROC16, VĐ86-368, QĐ11,
R570,
K84-200, K88-92, Suphanburi 7, LK92-11… đã được công nhận giống và cho phép
phổ biến rộng rãi ra sản xuất. Bên cạnh đó, cơng tác lai tạo giống mía trong nước,
vốn được khởi động từ năm 1965, sau đó được Cuba giúp đỡ khôi phục và phát triển
thêm từ năm 1982 cũng bắt đầu thu được kết quả, một số giống mía lai Việt Nam tốt
như VN84-4137, VN84-422, VN85-1427, VN85-1859,… đã được công nhận và
cho phép phổ biến rộng.
1.1.3. Năng suất và chất lượng mía đường Việt Nam
Nhìn chung năng suất mía bình quân của Việt Nam thấp hơn so với các nước
khác, đặc biệt là Thái Lan, tuy nhiên cũng đã được cải thiện đáng kể trong thời gian


16
1
6
gần đây. Năng suất mía đã được nâng từ bình quân 53,5 tấn/ha ở vụ 2002- 2003 lên
đạt 63,9 tấn/ha ở vụ 2012- 2013. Tuy nhiên, chất lượng mía nguyên liệu của ta vẫn
còn ở mức khá thấp, chữ đường thấp hơn từ 1,2 – 2,4 CCS so với Thái Lan.
90,00

N

ăn
g
su
ất
mí
a
(T
ấn
/H

13,0
12,0
11,0
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0

80,00
70,00
60,00
50,00
40,00

30,00
20,00
10,00
0,00

C
C
S
(

2002-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2006 2006-2007 2007-2008 2008-2009 2009-2010 2010-2011 2011-2012 2012-2013

Vụ
Năng suất mía (Tấn/Ha) ở Việt NamNăng suất mía (Tấn/Ha) ở Thái Lan
CCS (%) ở Việt NamCCS (%) ở Thái Lan

Nguồn: MARD, DCP 2013

Hình 1.3. So sánh năng suất và chất lượng cây mía đường Việt Nam và Thái Lan
1.1.4. Đánh giá chung về hiện trạng mía đường Việt Nam
Với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng khá thuận lợi, ngành nghề trồng mía để
sản xuất đường của Việt Nam bước đầu hình thành từ những năm 1990. Đến nay
trải qua hơn 20 năm phát triển ngành mía đường Việt Nam có thế đánh giá sơ bộ
như sau:
Cây mía đường là một cây trồng chủ lực của Việt Nam. Mía đường không
chỉ là nguồn nguyên liệu đầu vào quan trọng của nhiều ngành cơng nghiệp mà cịn
tạo ra việc làm cho hàng triệu lao động và thu vể hơn 200 triệu USD xuất khẩu
(năm 2013);
Về tổng thể, Việt Nam có khả năng đáp ứng 70 - 80% nhu cầu tiêu thụ đường
trong nước. Hàng năm, sản lượng đường sản xuất trong nước khoảng 0,9 - 1,1 triệu

tấn/năm, chiếm 70 - 80% nhu cầu tiêu thụ khoảng 1,2 - 1,4 triệu tấn/năm. Tuy vậy,
diễn biến cung cầu đường rất khó dự báo do phụ thuộc nhiều yếu tố như: sự bất


thường của thời tiết gây ảnh hưởng đến nguyên liệu mía đầu vào, sản lượng đường
nhập khẩu (chính thức và nhập lậu), sản lượng đường xuất khẩu, sự tăng/giảm nhu
cầu của các ngành sản xuất dùng đường làm nguyên liệu (bánh kẹo, sữa, nước ngọt,
bia…).
Ngành mía đường là ngành nhận được rất nhiều ưu tiên từ đầu tư phát triển
vùng nguyên liệu, xây dựng hệ thống nhà máy chế biến và chính sách ưu tiên về
thuế từ Chính Phủ. Nhưng thực tế trong thời gian vừa qua mía đường Việt Nam vẫn
cịn nhiều khó khăn và hạn chế lớn.
Mặc dù có một giai đoạn (2007 -2011) suy giảm mạnh mẽ nhưng diện tích và
sản lượng, mía đường hiện nay đang phục hồi mạnh mẽ với 300.000ha và sản lượng
1,53 triệu tấn/năm.
Tồn tại sự cạnh tranh lớn trong thu mua nguyên liệu mía đối với một số nhà
máy sản xuất đường khơng có vùng ngun liệu ổn định. Tính chung cả nước có
khoảng 40 nhà máy sản xuất đường với tổng cơng suất thiết kế khoảng 112.000 tấn
mía ngày (niên vụ 2010/2011). Tuy nhiên công suất hoạt động thực tế chỉ đạt 60% 70% do thiếu nguyên liệu (đạt 62% - niên vụ 2009/2010; 75% - niên vụ 2010/2011).
Năng lực cạnh tranh của ngành đường Việt Nam thấp so với thế giới và các
nước trong khu vực. Tình trạng thiếu hụt mía nguyên liệu diễn ra thường xuyên, kết
hợp với chất lượng mía, năng suất đường trên 1 ha thấp so với thế giới và các nước
trong khu vực dẫn đến giá thành cao, làm giảm năng lực cạnh tranh của ngành
đường Việt Nam. Đây chính là nguyên nhân làm cho đường nhập lậu có điều kiện
phát triển và hạn chế khả năng suất khẩu đường của Việt Nam.
Bên cạnh những nguyên nhân về công nghệ chế biến, tổ chức sản xuất...thì
ngun nhân lớn nhất gây ra khó khăn và tồn tại của ngành mía đường Việt Nam
hiện nay là năng suất cây mía cịn q thấp. Năng suất và chất lượng mía Việt Nam
đã được cải thiện từ 50 tấn/ha (2000) lên 60,5 tấn/ha (2010). Tuy vậy, so sánh với
năng suất mía của các nước có diện tích mía lớn như Brasil, Ấn Độ, Trung Quốc,

Thái năng suất mía của nước ta là quá thấp.


Tồn bộ diện tích mía hiện nay khơng được tưới đủ, cơng nghệ tưới lạc hậu,
trên 50% diện tích mía trơng vào nước trời là ngun nhân chính dẫn tới năng suất
mía của Việt Nam thấp như hiện nay. Áp dụng cơng nghệ tươí tiên tiến kết hợp với
quy trình canh tác khoa học là con đường bắt buộc để ngành mía đường Việt Nam
có thể thốt ra khỏi khó khăn và phát triển bền vững.
1.2. Phương pháp và công nghệ tưới cho mía
1.2.1. Phương pháp tưới rãnh
Tưới rãnh được áp dụng rộng rãi nhất trong canh tác mía với nguồn nước
tương đối thuận lợi. Tưới rãnh là phương pháp truyền thống, được áp dụng rộng rãi
đối với nhiều loại cây trồng cạn. Nước từ nguồn được đưa vào các rãnh ở giữa các
hàng mía qua hệ thống kênh dẫn, ống dẫn hoặc vòi lưu động và thấm dần sang hai
bên cho cây mía.

Hình 1.4. Cơng nghệ tưới rãnh cho cây mía
a. Các ưu điểm

- u cầu kỹ thuật khơng cao, dễ áp dụng;
- Vốn đầu tư ít;
- Khơng làm ướt lá nên có thể tránh một số bệnh cho cây.
b. Các nhược điểm

- Hiệu quả thấp, năng suất khoảng 50 tấn/ha;
- Tốn nước do lượng thất thoát nước lớn;


- Không chủ động được nguồn nước và thời gian tưới;
- Gây xói lở, phá vỡ kết cấu đất;

- Phân bón rễ bị bay hơi, rửa trơi do mưa bất thường;
- Bón phân lấp đất vất vả do phải đào rãnh và lấp phân;
- Tốn nhân công do phải di chuyển ống, vịi nước.
1.2.2. Cơng nghệ tưới phun
Hiện nay, nhiều nơi áp dụng rộng rãi phương pháp tưới phun, đặc biệt là các
cơng ty mía đường lớn trong nước như ở Khánh Hịa, cơng ty CP đường Ninh Hịa,
Cơng ty Cổ phần Mía đường Nhiệt điện Gia Lai,...Nước được máy bơm hút lên từ
nguồn thu trữ và tạo áp lực, qua hệ thống ống dẫn và phun ra tại các vịi phun được
bố trí tại mặt ruộng.

Hình 1.5. Ứng dụng cơng nghệ tưới
phun bằng Nelson cho mía tại Cơng ty
CP đường Ninh Hịa

Hình 1.6. Ứng dụng tưới phun cho
mía tại Cơng ty cổ phần Mía đường
- Nhiệt điện Gia Lai

a. Các ưu điểm

- Hiệu quả cao hơn, năng suất có thể đạt 70 - 80 tấn/ha;
- Không phải mất công di rời dây, ống như tưới tràn, chỉ cần 1 người có thể
vận hành được;
- Tiết kiệm thời gian, tiết kiệm chi phí nhân cơng;
- Khơng làm xói mịn đất, không phá vỡ kết cấu đất;


- Tan phân tốt,khơng tạo hiện tượng đóng váng bề mặt;
- Xác định được đúng lưu lượng nước, thời gian cần tưới;
- Chủ động được việc tưới, đặc biệt vào mùa cao điểm;

b. Các nhược điểm

- Hiệu quả tiết kiệm nước chưa cao;
- Hiệu quả chưa thực sự cao;
- Bất tiện trong một số hoạt động canh tác do vòi tưới nổi cố định trên mặt
ruộng.
1.2.3. Công nghệ tưới nhỏ giọt
Tưới nhỏ giọt (Hình1.7) là một dạng cơ bản của kỹ thuật tưới hiện đại tiết
kiệm nước. Tưới nhỏ giọt là hình thức đưa nước trực tiếp trên mặt đất đến vùng gốc
cây trồng một cách liên tục dưới dạng từng giọt nhờ các thiết bị đặc trưng là các vòi
tạo giọt (được cấp bởi hệ thống đường ống dẫn cấp nước áp lực).

Hình 1.7. Sơ đồ bố trí hệ thống tưới nhỏ giọt
a. Các ưu điểm

- Tưới nhỏ giọt đảm bảo phân bố độ ẩm đều trong tầng đất canh tác (phần có bộ rễ
cây trồng) tạo nên điều kiện thuận lợi về chế độ khơng khí, nhiệt độ, độ ẩm, chế độ
tiêu hóa thức ăn và quang hợp cho cây trồng.


- Tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước đến mức tối đa (hơn cả tưới phun mưa) vì nó tránh
triệt tiêu đến mức tối thiểu các loại tổn thất nước (do thấm và do bốc hơi). Ở hệ
thống tưới nhỏ giọt đất tưới cũng được tiết kiệm tối đa .
- Không gây ra xói mịn đất, khơng tạo nên váng đất đậu trên mặt và không phá vỡ
cấu tượng đất do tưới nhỏ giọt được thực hiện một cách liên tục với mức tưới rất
nhỏ dưới dạng từng giọt.
- Đảm bảo năng suất tưới, năng suất lao động được nâng cao khơng ngừng vì có khả
năng cơ khí hóa, tự động hóa cao độ khâu nước tưới. Mặt khác hệ thống tưới nhỏ
giọt cịn đảm báo cho các máy móc nơng nghiệp hoạt động trên cánh đồng tưới đạt
được năng suất cao do nó khơng ngăn cản gì tới hoạt động cơ giới hóa mà cịn tạo

điều kiện cơ giới, tự động hóa thực hiện tốt một số khâu: phun thuốc trừ sâu, bón
phân hóa học kết hợp với nước.
- Việc thực hiện tưới nhỏ giọt thực tế đã rất ít phụ thuộc vào các yếu tố thiên nhiên:
độ dốc địa hình, thành phần và cấu trúc đất tưới, mức nước ngầm ở nông hay sâu,
điều kiện nhiệt độ và nhất là khơng bị chi phối bởi ảnh hưởng của gió như là tưới
phun mưa và có thể thực hiện tưới liên tục suốt ngày đêm.
- Tưới nhỏ giọt cho phép sử dụng với nước và đất bị nhiễm chua, nhiễm mặn ở mức
độ thấp, khi đảm bảo thường xuyên có biện pháp rửa trôi bằng mưa thiên nhiên hay
bằng rửa nhân tạo.
- Hệ thống yêu cầu cột nước áp lực làm việc nhỏ, lưu lượng tưới nhỏ. Nói chung áp
lực tưới nhỏ giọt chỉ bằng 10% - 15% ở tưới phun mưa và lượng nước bơm lại ít
hơn 70% - 80%.
- Tưới nhỏ giọt đã góp phần ngăn chặn được sự phát triển của cỏ dại quanh gốc cây
và sâu bệnh, vì nước tưới chỉ làm ẩm quanh gốc cây.
b. Các nhược điểm:

Kỹ thuật tưới nhỏ giọt có một số đặc điểm sau:
- Nhược điểm chủ yếu là dễ gây ra sự tắc bí (nước khó thốt) tại các vịi tạo giọt và
ống nhỏ giọt. Sự tắc bí này đã gây tốn công sức sử lý khắc phục và yêu cầu phải xử
lý nước trong sạch.


- Khác với kỹ thuật tưới phun mưa, ở tưới nhỏ giọt khơng có khả năng làm mát
cây, cải tạo vi khí hậu khơng có khả năng rửa lá cây.
- Vốn đầu tư trong xây dựng tương đối cao và địi hỏi phải có trình độ trong xây
dựng và quản lý.
- Trong một số trường hợp, sự phân bố độ ẩm tưới bị thiếu và không đồng đều ở
khối đất canh tác chứa bộ rễ cây.
- Nếu việc tưới nhỏ giọt bị gián đoạn, chững lại thì cây trồng sẽ xấu đi nhiều so với
tưới thông thường.

Xuất phát từ những ưu nược điểm của mình mà kỹ thuật tưới nhỏ giọt được
áp dụng có hiệu quả trong các điều kiện được nêu ở mục sau:
c. Phạm vi áp dụng tưới nhỏ giọt

- Tại các nơi khô hạn, khan hiếm nguồn nước lại khó khai thác như vùng sử dụng
nước ngầm hay nguồn nước phải được sử lý gây tốn kém.
- Tại các nơi có địa hình phức tạp, khó thực hiện tưới phun mưa do gió thổi mạnh và
thường xuyên.
- Với các loại cây trồng yêu cầu phải tưới liên tục thường xuyên với mức tưới nhỏ
như các loại rau, hoa, đậu tây, nho, tưới trong nhà kính và với các loại cây ăn quả
lâu năm, cây cơng nghiệp cịn nhỏ mà trồng với mật độ thưa như cam, quýt, táo, cà
phê, chè...
- Nêu ưu tiên áp dụng cho các loại cây trồng cạn có giá trị kinh tế cao.
1.3. Tổng quan về nghiên cứu tưới cho mía đã thực hiện
1.3.1. Nghiên cứu phát triển công nghệ tưới cho cây mía trên thế giới
Cùng với những thành cơng mạnh mẽ trong nghiên cứu và phát triển công
nghệ tưới, việc áp dụng các cơng nghệ tưới hiện đại cho cây mía trên thế giới đã thu
được những thành tựu vượt bậc. Đặc biệt đối với các nước và các vùng lãnh thổ có
nền sản xuất mía lớn nhất thế giới.


1. Mỹ
Trước kia những người trồng mía tại Mỹ sử dụng phương pháp tưới tràn
hoặc tưới rãnh cho mía. Với phương pháp này, một hệ thống kênh mở rộng (hình
1.8 và 1.9) và đường ống dẫn nước chôn ngầm đường kính lớn được lắp đặt để đưa
một lượng nước lớn vào mặt ruộng, chủ yếu bằng phương pháp tự chảy. Tuy nhiên,
hiện tại những vẫn đề liên quan đến suy giảm tài nguyên nước khiến những nhà sản
xuất mía chọn các cơng nghệ tưới hiện đại và hiệu quả hơn.

Hình 1.8. Đường ống nước

chơn ngầm

Hình 1.9. Hệ thống kênh lớn tưới mía

2. Brazil
Nước sản xuất mía hàng đầu thế giới và đang phát triển thành cơng chương
trình sản xuất nhiên liệu Ethanol Alcohol từ đường mía để thay thế nhiên liệu hóa
thạch, hơn 10 năm trở lại đây, ngành cơng nghiệp mía-Ethanol alcohol đã thay đổi
cơ cấu nơng nghiệp và được đầu tư cao một cách sâu rộng tại đây, từ quy hoạch
vùng nguyên liệu tập trung lớn (được gọi là: “dormitory – cities, tạm dịch là “các
thành phố ngoại trú”, ở đó “người lao động phải đi làm rất xa”), đến áp dụng tiến bộ
khoa học công nghệ trong các khâu canh tác như nghiên cứu tạo giống năng suất,
chất lượng cao, cải tạo đất, trong đó nghiên cứu chế độ tưới, công nghệ tưới hiện đại
như tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa, tưới ngầm, cung cấp chất dinh dưỡng qua hệ
thống tưới,…Đến nay hơn 50% diện tích trồng mía trên tồn đất nước Brazil đã
được áp dụng các công nghệ tưới hiện đại.


3. Ấn Độ
Mía là một cây trồng yêu cầu lượng nước lớn cho sinh trưởng, để sản xuất 1
tấn mía, đòi hỏi khoảng 250 tấn nước. Các phương pháp như tưới rãnh, tưới nhỏ
giọt và che màng phủ có thể được sử dụng để tiết kiệm nước trong những giai đoạn
khan hiếm nước. Phun lên lá một dung dịch chứa 2,5% ure và 2,5% kali 3 đến 4 lần
trong khoảng thời gian 2 tuần trong giai đoạn khô hạn sẽ giúp giảm tác động của
hạn hán lên cây trồng. Ở khu vực nhiệt đới, thực hiện tưới 7 lần 1 tuần trong giai
đoạn nảy mầm (1-35 ngày sau khi trồng), 1 lần trong 10 ngày trong giai đoạn đẻ
nhánh (36-100 ngày sau khi trồng), tưới lại 1 lần trong 7 ngày trong giai đoạn tăng
trưởng (101 – 270 ngày sau khi trồng) và 1 lần trong 15 ngày trong giai đoạn trưởng
thành (271 ngày sau khi trồng tới khi thu hoạch). Điều chỉnh thời gian tưới trong
điều kiện có mưa ở khu vực.

Maharashtra là một trong số các bang ở Ấn Độ dẫn đầu về sản xuất mía.
Cơng nghiệp mía đường ở bang này là ngành công nghiệp dựa trên nơng nghiệp lớn
thứ hai sau sản xuất bơng, trong đó đầu tư nhiều hơn đã mang lại những thay đổi
đáng mơ ước trong đời sống xã hội, kinh tế, giáo dục và chính trị tại các khu vực
nơng thơn tại Ấn Độ. Năng suất mía cao nhất thu hoạch được tại Maharashtra lần
lượt ở các huyện Adsali (269 tấn/ha), Suru (217 tấn/ha) và Ratoon (202 tấn/ha). Tuy
nhiên, năng suất trung bình của cả bang chỉ 85 tấn/ha. Như vậy, có một khoảng cách
chênh lệch lớn giữa năng suất trung bình và năng suất tiềm năng. Lý giải cho sự
chênh lệch này đó là tiềm năng sản suất có thể đạt được bởi việc áp dụng tốt các
phương pháp quản lý nước tưới và ứng dụng các phương thức canh tác tiên tiến.
Lượng nước tiêu thụ cần thiết cho mỗi vụ mía (1 năm) vào khoảng 16002000 mm ở bang Maharastra phụ thuộc vào điều kiện khí tượng nơng nghiệp. Xem
xét lượng nước thất thoát đồng ruộng khoảng 20%, lượng nước khoảng 1400-2000
mm là đủ đáp ứng cho điều kiện tưới mặt. Tuy nhiên, lượng nước mà nông dân sử
dụng lên tới 3000-4000 mm gây ra sự lãng phí về nước vô cùng lớn. Kết quả của
việc tưới thừa nước là làm cứng bề mặt đất và tăng độ mặn của đồng ruộng. Áp


dụng kỹ thuật tưới hiện đại và quản lí tốt đã tiết kiệm 50% lượng nước sử dụng cho
đồng ruộng và làm tăng gấp đơi năng suất mía.

Hình 1.10. Tưới rãnh thẳng cho mía
tại
Ấn Độ

Hình 1.11. Máy tưới sử dụng
năng lượng mặt trời

Hình 1.12. Giải pháp tưới phun mưa bằng thủ công tại Ấn Độ
4. Trung Quốc, Thái Lan
Tại các nước có ngành cơng nghiệp mía đường đứng thứ hai, thứ ba thế giới

này, tưới mía đã được nghiên cứu khá sâu và chuyển giao kết quả một cách hiệu quả
cho các trang trại trồng mía. Ngồi nhập khẩu một số, các nước này đã nghiên cứu
và chế tạo thành công nhiều thiết bị tưới phù hợp. Hơn 45% diện tích mía của các
nước này áp dụng cơng nghệ tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa. Điều đó đảm bảo năng
suất mía của các nước này đạt chỉ số trung bình của thế giới và chất lượng mía khá
cao. Tại các nước này, nghiên cứu tưới mía đã được quan tâm và đã đưa ra những
công thức tưới, kỹ thuật tưới mía hợp lý và chuyển giao cho tất cả các vùng trồng
mía. Đặc biệt, Thái Lan đã nghiên cứu 5 công thức tưới khác nhau, áp dụng công
nghệ tưới tiết kiệm nước cho mía ở nhiều vùng khác nhau trong cả nước, nghiên