Tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả và đồng ruộng: Bố trí, SDI và thiết bị

Tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả và đồng ruộng là gì?

Tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả và đồng ruộng cấp nước và phân bón từ từ qua các đầu nhỏ giọt bố trí dọc đường ống polyethylene, trực tiếp vào vùng rễ của từng cây hoặc hàng cây. So với tưới ngập, tưới rãnh hoặc tưới phun mưa, phương pháp này chỉ làm ướt một phần đất, nên giảm lượng nước thất thoát do bốc hơi, chảy tràn và cỏ dại sử dụng.

Tưới nhỏ giọt thuộc nhóm tưới cục bộ, còn gọi là vi tưới, bao gồm cả tưới phun mưa cục bộ và tưới sủi gốc. Đối với vườn cây ăn quả, vườn nho và cây trồng theo hàng, đây đã trở thành một trong những hệ thống tưới nông nghiệp phổ biến nhất ở những nơi nguồn nước khan hiếm hoặc đắt đỏ, vì dễ kết hợp với tưới bón phân và tự động hóa.

Hướng dẫn này trình bày cách so sánh tưới nhỏ giọt với các phương pháp tưới khác, cách bố trí tưới nhỏ giọt cho cây ăn quả và cây trồng đồng ruộng, khi nào nên dùng tưới nhỏ giọt ngầm và những thiết bị tưới nông nghiệp cần có tại đầu hệ thống.

Các loại hệ thống tưới chính trong nông nghiệp là gì?

Hệ thống tưới nông nghiệp được chia thành ba nhóm chính: tưới bề mặt (tưới ngập và tưới rãnh), tưới phun mưa (bao gồm hệ thống quay quanh trục trung tâm và súng tưới) và tưới cục bộ (tưới nhỏ giọt và phun mưa cục bộ). Mỗi nhóm phù hợp với những loại cây trồng, đất và nguồn nước khác nhau.

Các số liệu hiệu suất là những khoảng giá trị điển hình của hệ thống được quản lý tốt; một hệ thống tưới nhỏ giọt bảo trì kém có thể hoạt động kém hiệu quả hơn hệ thống tưới bề mặt được vận hành tốt.

Ưu và nhược điểm của tưới nhỏ giọt so với các phương pháp tưới khác

• Ưu điểm: hiệu quả sử dụng nước cao, tưới kết hợp bón phân chính xác, tán lá và lối đi giữa các hàng khô ráo (ít bệnh hơn, dễ phun thuốc và thu hoạch hơn), phù hợp với ruộng có hình dạng không đều và địa hình dốc, áp suất vận hành thấp và dễ tự động hóa.
• Nhược điểm: chi phí đầu tư ban đầu cao hơn hệ thống tưới bề mặt, đầu nhỏ giọt có thể tắc nếu lọc không tốt, dễ bị động vật gặm nhấm và máy móc làm hỏng, muối có thể tích tụ ở rìa vùng đất ướt tại các khu vực khô hạn và khả năng bảo vệ khỏi sương giá của tưới nhỏ giọt thấp hơn nhiều so với tưới phun mưa cục bộ.

Thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả như thế nào?

Tưới cây ăn quả bằng hệ thống nhỏ giọt cần làm ướt đủ phần vùng rễ, chứ không chỉ đặt đầu nhỏ giọt gần thân cây. Cây trưởng thành cần một dải đất ướt rộng, còn cây non cần nước ở gần bầu rễ nhỏ.

Cây non

Với cây mới trồng, một đường ống nhánh cho mỗi hàng cùng một hoặc hai đầu nhỏ giọt gần mỗi cây thường là đủ. Một số người trồng dùng một đoạn ống nhỏ giọt ngắn tạo thành vòng quanh mỗi cây non, thường gọi là vòng tưới gốc cây, giúp phân bố nước đều quanh bầu rễ. Khi cây lớn lên, bổ sung đầu nhỏ giọt ở xa thân hơn hoặc lắp đường ống nhánh thứ hai.

Cây trưởng thành

Với vườn cây trưởng thành, các cách bố trí phổ biến gồm:

• Một đường ống nhánh với các đầu nhỏ giọt tích hợp đặt gần nhau, ví dụ cách nhau 50–100 cm, tạo thành một dải đất ướt liên tục. Phổ biến trong vườn táo, lê và cây ăn quả hạch trồng mật độ cao, cũng như vườn nho.
• Hai đường ống nhánh, mỗi bên hàng cây một đường, thường cách thân 0.5–1.5 m tùy kích thước tán. Dùng cho cây lớn như cây có múi, bơ, xoài, óc chó và hạnh nhân.
• Nhiều đầu nhỏ giọt cấp nước tại từng điểm cho mỗi cây, bố trí quanh thân gần mép tán. Hướng dẫn khuyến nông thường đề xuất chia lưu lượng tưới cho một cây qua ba hoặc bốn đầu nhỏ giọt thay vì chỉ một đầu.

Mục tiêu thực tế được nhiều đơn vị thiết kế áp dụng là làm ướt khoảng một phần ba đến một nửa diện tích dưới tán, nhiều hơn trên đất cát và trong khí hậu nóng, khô. Ống tưới cây và các đoạn ống vi tưới dẫn ngắn (ống spaghetti) có thể đưa nước từ đường ống nhánh đến từng cây, nhưng ở quy mô thương mại, ống nhỏ giọt có đầu tích hợp sẵn thường lắp đặt nhanh hơn và dễ bảo trì hơn.

Vườn nho và cây trồng trên giàn

Trong vườn nho và vườn cây ăn quả trồng trên giàn, đường ống nhánh thường được kẹp vào dây giàn thấp nhất, cách mặt đất 30–60 cm. Cách này giúp đường ống tránh máy cắt cỏ và các hoạt động kiểm soát cỏ dại, dễ phát hiện rò rỉ và cho nước nhỏ xuống hàng nho. Các đầu nhỏ giọt tích hợp thường được bố trí theo khoảng cách cây nho hoặc gần nhau hơn để tạo dải đất ướt liên tục trên đất nhẹ. Nhiều vườn nho áp dụng chiến lược tưới thiếu hụt ở một số giai đoạn sinh trưởng, khiến việc cấp nước chính xác, đồng đều và bộ điều khiển có chức năng giám sát lưu lượng càng trở nên quan trọng.

Một cây ăn quả cần bao nhiêu nước?

Lượng nước sử dụng hằng ngày phụ thuộc vào kích thước tán, loại cây trồng, khí hậu và mùa vụ. Đơn vị thiết kế ước tính lượng nước này dựa trên bốc thoát hơi nước tham chiếu (ET), hệ số cây trồng và diện tích được tán che bóng. Một cây trưởng thành có tán lớn có thể sử dụng từ vài chục lít đến hơn nhiều so với 100 lít mỗi ngày vào thời kỳ nhu cầu cao nhất trong mùa hè ở khí hậu nóng, khô; cây nhỏ sử dụng ít hơn nhiều. Hãy thiết kế công suất hệ thống theo nhu cầu cao điểm, sau đó để bộ điều khiển giảm thời gian vận hành trong những tuần mát hơn. Hướng dẫn thiết kế tưới nhỏ giọt của chúng tôi trình bày từng bước tính toán.

Tưới nhỏ giọt được sử dụng cho cây trồng đồng ruộng như thế nào?

Tưới nhỏ giọt ngoài đồng phổ biến với rau, dưa, cây quả mọng, bông, mía, ngô sản xuất hạt giống và các cây trồng khác có giá trị cao hoặc được trồng trong điều kiện thiếu nước. Một hệ thống tưới đồng ruộng điển hình sử dụng:

• Băng tưới nhỏ giọt đặt trên mặt hoặc ngay dưới bề mặt luống trong một hoặc vài vụ, thường nằm dưới màng phủ nông nghiệp.
• Ống nhỏ giọt có thành dày hơn cho cây trồng nhiều năm hoặc khi đường ống được thu hồi và tái sử dụng.
• Ống mềm dẹt hoặc ống chính phụ PVC/PE dọc đầu ruộng, với một van cho mỗi lô.

Lựa chọn giữa băng và ống nhỏ giọt chủ yếu phụ thuộc vào thời gian canh tác của cây, độ dày thành ống và ngân sách; xem so sánh băng tưới nhỏ giọt và ống nhỏ giọt để biết chi tiết. Với cơ sở trồng rau quy mô nhỏ hơn, hướng dẫn tưới nhỏ giọt cho rau và trang trại nhỏ của chúng tôi là điểm khởi đầu phù hợp hơn.

Khi nào nên sử dụng tưới nhỏ giọt ngầm?

Tưới nhỏ giọt ngầm (SDI) đặt băng tưới nhỏ giọt hoặc ống nhỏ giọt dưới mặt đất, thường ở độ sâu khoảng từ 15 đến 60 cm tùy cây trồng, đất và phương thức làm đất. Cơ quan Khuyến nông Đại học Bang Colorado mô tả SDI là hệ thống áp suất thấp, hiệu suất cao và cho biết tuổi thọ thông thường khoảng 12–15 năm đối với hệ thống được bảo trì tốt.

Hệ thống tưới nhỏ giọt ngầm phù hợp với:

• Cây lâu năm hoặc cây trồng luân canh theo hàng, nơi đường ống có thể giữ nguyên vị trí trong nhiều năm, như cỏ linh lăng, ngô, bông và một số hệ thống luân canh rau.
• Vườn cây ăn quả và vườn nho nơi người trồng muốn giữ mặt đất khô để kiểm soát cỏ dại và thuận tiện cho máy móc di chuyển.
• Vùng khô hạn, nhiều gió, nơi lượng bốc hơi từ mặt đất cao.

Các rủi ro chính là rễ xâm nhập vào đầu nhỏ giọt, hư hại do động vật gặm nhấm và tình trạng tắc nghẽn khó phát hiện cho đến khi cây biểu hiện bị stress. Lọc tốt, súc xả định kỳ, xử lý hóa học khi chất lượng nước đòi hỏi và van xả khí/phá chân không là những yếu tố thiết yếu. Tưới ngầm không phải lựa chọn phù hợp ở nơi động vật gặm nhấm đào hang xuất hiện phổ biến và không thể kiểm soát.

Những yếu tố nào quyết định chi phí tưới nhỏ giọt ngầm?

Chi phí tưới nhỏ giọt ngầm trên mỗi hecta cao hơn tưới nhỏ giọt trên mặt đất do cần thiết bị lắp đặt, ống thành dày hơn, ống góp súc xả và hệ thống lọc được thiết kế kỹ hơn. Các yếu tố chi phí chính gồm diện tích và hình dạng ruộng, khoảng cách đường ống nhánh và độ dày thành ống, chất lượng nước (quyết định yêu cầu lọc và xử lý), yêu cầu bơm và mức độ tự động hóa. Ruộng lớn, có hình dạng đều đặn thường có chi phí trên mỗi hecta thấp hơn.

Cần những thiết bị tưới nông nghiệp nào tại đầu hệ thống?

Cụm đầu hệ thống, đôi khi gọi là cụm điều khiển đầu nguồn, chuẩn bị nước trước khi nước đi vào mạng lưới. Với vườn cây ăn quả và đồng ruộng, trình tự điển hình là:

1. Nguồn nước và máy bơm: giếng, kênh, hồ chứa hoặc ao, kết hợp với máy bơm chạy điện, năng lượng mặt trời hoặc động cơ. Hệ thống tưới dùng bơm động cơ kết hợp bón phân IoT phù hợp với ruộng không có điện lưới; xem thêm hệ thống tưới sử dụng năng lượng mặt trời.
2. Chống chảy ngược, cần có ở mọi nơi châm phân bón hoặc hóa chất.
3. Lọc sơ cấp: bộ lọc cát cho nước mặt chứa tảo và nhiều chất hữu cơ, hoặc bộ tách cát ly tâm cho nước giếng có cát. Hệ thống lọc cát rửa ngược là lựa chọn phổ biến cho nước ao và nước kênh.
4. Châm phân: bộ hút phân venturi, bộ châm phân theo tỷ lệ hoặc cụm định lượng. Cụm tưới bón phân di động dạng kéo có thể phục vụ nhiều thửa ruộng phân tán.
5. Lọc thứ cấp: bộ lọc đĩa hoặc lọc lưới, thường khoảng 120–150 mesh cho ống nhỏ giọt và thường mịn hơn cho băng tưới thành mỏng, tùy khuyến nghị của nhà sản xuất đầu nhỏ giọt.
6. Van điều khiển, bộ điều áp, lưu lượng kế và bộ điều khiển.

Lọc là yếu tố đơn lẻ có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ hệ thống tưới nhỏ giọt. Hướng dẫn về bộ lọc tưới của chúng tôi giải thích cách chọn loại lọc phù hợp với nguồn nước. Về lập lịch tưới, xem bộ điều khiển tưới thông minh; bộ hẹn giờ hoặc bộ điều khiển vi tưới đơn giản phù hợp cho lô thử nghiệm, nhưng các lô lớn sẽ được hỗ trợ tốt hơn nhờ giám sát lưu lượng và cảnh báo từ xa.

Danh sách kiểm tra lắp đặt tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả và đồng ruộng

1. Kiểm tra chất lượng nước (EC, pH, sắt, mangan, độ cứng, chất rắn lơ lửng) trước khi chọn bộ lọc và đầu nhỏ giọt.
2. Lập bản đồ ruộng có thông tin cao độ; chia thành các lô sao cho mỗi lô được tưới đồng đều với lưu lượng hiện có.
3. Chọn loại ống nhánh, lưu lượng và khoảng cách đầu nhỏ giọt phù hợp với thành phần cơ giới đất và vùng rễ.
4. Sử dụng ống nhỏ giọt bù áp trên địa hình dốc hoặc các tuyến ống dài.
5. Lắp van xả khí/phá chân không tại các điểm cao và van hoặc ống góp súc xả ở cuối các đường ống nhánh.
6. Súc xả ống chính, ống chính phụ và ống nhánh trước khi kết nối đầu nhỏ giọt, rồi súc xả lại sau khi lắp đặt.
7. Đo lưu lượng và áp suất ở đầu và cuối một số đường ống nhánh để xác nhận độ đồng đều.
8. Thiết lập lịch bảo trì: vệ sinh bộ lọc, súc xả đường ống và xử lý bằng axit hoặc clo khi cần.

Tìm nguồn cung vật tư tưới nông nghiệp

Ống và đầu nhỏ giọt là vật tư tiêu hao, còn cụm đầu hệ thống (máy bơm, bộ lọc, thiết bị tưới bón phân và điều khiển) là khoản đầu tư dài hạn. Mars Vertical Farm sản xuất các cụm lọc, tưới bón phân và bơm tại Thượng Hải, áp dụng quản lý chất lượng ISO 9001 và báo giá bằng USD theo điều kiện EXW, FOB Thượng Hải hoặc CIF. Xem danh mục thiết bị tưới và tưới kết hợp bón phân, hoặc gửi cho chúng tôi bản đồ ruộng, kết quả phân tích nước và kế hoạch cây trồng để nhận đề xuất cụm đầu hệ thống.

Nguồn tham khảo

• Cơ quan Khuyến nông Đại học Bang Colorado: Tưới nhỏ giọt ngầm (SDI), Tài liệu thông tin 4.716
• Cơ quan Khuyến nông Đại học Bang Oklahoma: Hệ thống tưới nhỏ giọt