4 hình thức tưới là gì?

Bốn nhóm hình thức tưới chính gồm tưới bề mặt, trong đó nước chảy theo trọng lực trên ruộng; tưới phun mưa, phun nước từ trên cao; vi tưới, bao gồm tưới nhỏ giọt, phun mưa cục bộ và tưới sủi; và tưới ngầm, chẳng hạn như tưới nhỏ giọt chôn ngầm hoặc tưới từ dưới trong nhà kính. Mỗi hình thức có sự cân đối khác nhau giữa chi phí, nhân công và hiệu quả sử dụng nước, nên lựa chọn tốt nhất phụ thuộc vào cây trồng, đất, hình dạng thửa ruộng và nguồn nước.

Hình thức tưới nào hiệu quả nhất?

Tưới nhỏ giọt và tưới nhỏ giọt ngầm thường hiệu quả nhất, với hiệu suất tưới điển hình khoảng 85 đến 95 phần trăm, vì nước được đưa thẳng đến vùng rễ với lượng bốc hơi hoặc chảy tràn thấp. Tiếp theo là hệ thống tưới quay quanh trục trung tâm được quản lý tốt, sử dụng béc áp suất thấp, đạt khoảng 75 đến 90 phần trăm. Tưới ngập bề mặt thường kém hiệu quả nhất, trừ khi ruộng được san phẳng bằng laser và quản lý cẩn thận.

Béc phun mưa đập là gì?

Béc phun mưa đập là béc tưới quay được dẫn động bằng một cần có lò xo đập vào dòng nước, làm đầu béc quay một chút sau mỗi lần đập. Các mẫu dùng trong nông nghiệp thường vận hành ở khoảng 2 đến 4 bar (30 đến 60 psi) và có bán kính tưới khoảng 10 đến 20 mét. Phiên bản bằng đồng thau có độ bền cao và được sử dụng phổ biến trên đồng cỏ chăn thả, đồng ruộng và hệ thống ống tưới di chuyển thủ công.

Phun mưa cục bộ và tưới nhỏ giọt khác nhau như thế nào?

Béc phun mưa cục bộ phun nước trên một vùng tròn nhỏ, thường có đường kính 2 đến 10 mét, với lưu lượng khoảng 20 đến 200 lít mỗi giờ. Đầu nhỏ giọt cấp nước tại một điểm với lưu lượng khoảng 0.5 đến 8 lít mỗi giờ. Phun mưa cục bộ làm ướt nhiều đất hơn, phù hợp với cây có bộ rễ rộng, đất cát và chống sương giá, còn tưới nhỏ giọt sử dụng ít nước hơn và phù hợp với cây trồng theo hàng hoặc trong chậu, thùng.

Hệ thống nhỏ giọt có tốt hơn ống tưới thấm không?

Có, nếu quy mô lớn hơn một luống vườn nhỏ. Hệ thống nhỏ giọt sử dụng các đầu nhỏ giọt có lưu lượng ấn định, nên lượng nước tưới vẫn đồng đều trên các tuyến dài và hệ thống có thể được trang bị bù áp, lọc nước và tưới kết hợp bón phân. Ống tưới thấm rỉ nước không đều, phụ thuộc nhiều vào áp suất và xuống cấp dưới ánh nắng chỉ sau vài vụ. Ống tưới thấm phù hợp với vườn gia đình nhưng không phù hợp với canh tác thương mại.

Tưới sủi được dùng để làm gì?

Tưới sủi làm ngập một bồn nhỏ quanh cây thân gỗ hoặc cây bụi với lưu lượng cao hơn tưới nhỏ giọt, thường khoảng 50 đến 250 lít mỗi giờ. Phương pháp này được dùng cho cây ăn quả non, cây cảnh quan và các loại đất cần giữ nước đọng trong thời gian ngắn để nước thấm vào. Béc tưới sủi ít đòi hỏi lọc hơn đầu nhỏ giọt, nhưng mỗi cây cần có bồn hoặc bờ bao để ngăn nước chảy tràn.

Tưới phun mưa có những nhược điểm gì?

Tưới phun mưa làm thất thoát một phần nước do bốc hơi và gió cuốn, cần áp suất bơm cao hơn tưới nhỏ giọt và làm ướt tán lá, có thể làm tăng bệnh trên lá ở một số cây trồng. Phạm vi tưới sẽ không đồng đều nếu áp suất, kích thước béc hoặc khoảng cách bố trí không phù hợp, và đất nặng có thể xảy ra chảy tràn nếu cường độ tưới quá cao. Béc áp suất thấp và thiết kế tốt giúp giảm những nhược điểm này.

Các loại hệ thống tưới

Trả lời ngắn gọn

Các loại hình tưới chính gồm tưới mặt (tưới rãnh, tưới ngập ô và tưới dải), tưới phun mưa (béc đập, hệ thống cố định, hệ thống trục quay trung tâm và súng tưới tầm xa), tưới vi mô (nhỏ giọt, phun mưa cục bộ, phun tia cục bộ và phun sủi) và tưới nhỏ giọt ngầm. Hiệu suất tưới điển hình tăng từ khoảng 40–70% ở hệ thống tưới mặt lên 65–90% ở hệ thống phun mưa và trục quay trung tâm, và 85–95% ở hệ thống nhỏ giọt. Đó là lý do tưới nhỏ giọt chiếm ưu thế trong nhà kính, trồng rau và vườn cây ăn quả.

Các loại hình tưới chính là gì?

Các loại hình tưới chính gồm tưới mặt (tưới rãnh, tưới ngập ô và tưới dải), tưới phun mưa (từ béc đập đến hệ thống trục quay trung tâm và súng tưới tầm xa), tưới vi mô (nhỏ giọt, phun mưa cục bộ, phun tia cục bộ và phun sủi) và các hệ thống tưới dưới bề mặt như nhỏ giọt chôn ngầm và tưới từ dưới lên trong nhà kính. Mỗi loại hình tưới đòi hỏi sự cân nhắc giữa chi phí lắp đặt với hiệu quả sử dụng nước, nhân công và độ chính xác khi đưa nước đến vùng rễ.

Hướng dẫn này giải thích từng loại hình từ góc nhìn của người trồng: cách hệ thống hoạt động, áp suất và lưu lượng điển hình, các bộ phận liên quan, ưu nhược điểm, cũng như cây trồng và quy mô trang trại phù hợp. Các lựa chọn cho hộ gia đình như ống tưới thấm được giới thiệu ngắn gọn ở cuối bài để bạn thấy mối liên hệ với hệ thống dùng cho trang trại.

So sánh nhanh các loại hình tưới

Cách nhanh nhất để lựa chọn giữa các loại hình tưới là đối chiếu trực tiếp hiệu suất tưới, áp suất vận hành và chi phí trên mỗi hecta. Các số liệu hiệu suất dưới đây là khoảng giá trị điển hình được các cơ quan khuyến nông thuộc trường đại học và hướng dẫn của USDA NRCS công bố; kết quả thực tế phụ thuộc nhiều vào thiết kế và quản lý.

Loại	Áp suất điển hình	Hiệu suất cấp nước tưới điển hình	Chi phí đầu tư tương đối	Phù hợp nhất với
Tưới mặt (rãnh, ngập ô, dải)	Nhờ trọng lực, rất thấp	Khoảng 40–70% (cao hơn khi san phẳng đất và tưới theo đợt)	Chi phí thiết bị thấp, chi phí chuẩn bị mặt bằng cao	Lúa, ngũ cốc, bông, đồng cỏ trên đất bằng phẳng
Hệ thống phun mưa di chuyển thủ công và cố định	Khoảng 2–4 bar (30–60 psi)	Khoảng 65–80%	Trung bình	Rau, vườn ươm, đồng cỏ, bảo vệ chống sương giá
Trục quay trung tâm và di chuyển tuyến tính	Khoảng 0.7–3 bar (10–45 psi) với đầu phun áp suất thấp	Khoảng 75–90%	Trung bình trên mỗi hecta ở cánh đồng lớn	Ngô, đậu tương, cỏ linh lăng, khoai tây trên cánh đồng lớn
Súng tưới tầm xa di động	Khoảng 4–7 bar (60–100 psi)	Khoảng 55–75%	Thấp đến trung bình, tiêu thụ năng lượng cao	Đồng cỏ, cây thức ăn chăn nuôi, ruộng có hình dạng không đều
Phun mưa cục bộ và phun tia cục bộ	Khoảng 1–2.5 bar (15–35 psi)	Khoảng 80–90%	Trung bình đến cao	Vườn cây ăn quả, cây có múi, vườn ươm, nhà kính
Tưới nhỏ giọt trên mặt đất	Khoảng 0.5–2 bar (8–30 psi)	Khoảng 85–95%	Trung bình đến cao	Rau, cây mọng, cây thân leo, nhà kính
Tưới nhỏ giọt ngầm (SDI)	Khoảng 0.7–2 bar (10–30 psi)	Khoảng 90–95%	Cao, tuổi thọ dài	Cây trồng theo hàng, cỏ linh lăng, cây lâu năm có giá trị cao
Tưới từ dưới lên trong nhà kính (ngập rút)	Thấp, bàn trồng được bơm ngập nước	Rất cao, nước được tuần hoàn	Cao	Cây trồng chậu, cây con, vườn ươm

Tưới mặt là gì?

Tưới mặt đưa nước qua ruộng nhờ trọng lực, theo các rãnh giữa hàng cây, vào các ô đất bằng phẳng hoặc dọc theo các dải đất dốc có bờ phân cách. Đây là loại hình tưới lâu đời nhất và vẫn phổ biến nhất trên thế giới vì cần ít thiết bị và ít năng lượng khi nước được dẫn đến bằng kênh hoặc mương.

Tưới rãnh dẫn nước dọc theo các rãnh nhỏ cạnh hàng cây, thường được cấp nước bằng ống xi phông hoặc ống có cửa xả.
Tưới ngập ô làm ngập các khu đất bằng phẳng có bờ bao, là phương pháp tiêu chuẩn cho lúa nước và một số vườn cây ăn quả.
Tưới dải dẫn một lớp nước xuống các dải đất dài, dốc thoải, thường dùng cho đồng cỏ và cỏ linh lăng.

Nhược điểm là làm ướt không đều từ đầu đến cuối ruộng, mất nước do chảy tràn và thấm sâu, đồng thời tốn nhiều nhân công. San phẳng mặt ruộng bằng laser, van tưới theo đợt và thu hồi nước cuối ruộng có thể nâng cao đáng kể hiệu suất, nhưng trên đất cát hoặc địa hình nhấp nhô, các hệ thống có áp thường hoạt động tốt hơn.

Tưới phun mưa là gì và hoạt động như thế nào?

Tưới phun mưa, còn gọi là tưới từ trên cao hoặc tưới phun, bơm nước qua đường ống rồi phun vào không khí qua đầu phun để nước rơi xuống cây trồng như mưa. Phương pháp này sử dụng được trên địa hình không bằng phẳng và hầu hết các loại đất, đồng thời có thể dùng để bảo vệ chống sương giá, làm mát và đưa phân bón hoặc hóa chất đến cây nếu nhãn sản phẩm cho phép.

Hệ thống tưới phun mưa gồm những bộ phận nào?

Các bộ phận của hệ thống tưới phun mưa tương tự nhau ở trang trại nhỏ và lớn. Một cấu hình điển hình gồm:

Nguồn nước và bơm tưới phun mưa, được lựa chọn theo lưu lượng của một khu tưới và áp suất cần thiết tại béc phun xa nhất. Xem hướng dẫn về bơm tưới của chúng tôi để xác định thông số phù hợp.
Bộ lọc, thường là lọc lưới cho hệ thống phun mưa; cần lọc tinh hơn nếu cùng một bơm còn cấp nước cho hệ thống nhỏ giọt.
Đường ống chính và ống nhánh chính bằng PVC hoặc PE, có van hoặc trụ cấp nước cho từng khu tưới.
Ống nhánh tưới và ống đứng đưa béc phun lên cao hơn tán cây.
Béc phun mưa và đầu phun tưới, được lựa chọn theo lưu lượng, bán kính và kích thước giọt nước.
Thiết bị điều khiển: van, bộ điều áp, đồng hồ đo và bộ hẹn giờ hoặc bộ điều khiển.

Các bộ phận tưới phun mưa như ống đứng, khớp nối, đầu phun và bộ điều áp bị mòn theo thời gian, và hầu hết các trang trại đều dự trữ để thay thế.

Béc đập, béc đồng thau và súng tưới tầm xa

Béc đập quay khi tay đòn có lò xo đập vào dòng nước, tạo ra tiếng lách cách quen thuộc và vùng tưới hình tròn rộng, đồng đều. Béc tưới nông nghiệp loại này thường hoạt động ở khoảng 2–4 bar (30–60 psi), với bán kính làm ướt khoảng 10–20 m (35–65 ft). Béc đập bằng đồng thau chịu mài mòn và tia UV tốt hơn nhựa, được dùng phổ biến để tưới ruộng và đồng cỏ với đường ống di chuyển thủ công.

Súng tưới tầm xa có một đầu phun lớn, phun nước xa khoảng 30–60 m (100–200 ft) ở áp suất cao. Súng tưới tầm xa dùng với bộ cuốn ống kéo phù hợp với đồng cỏ, cây thức ăn chăn nuôi và ruộng có hình dạng không đều, nhưng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn và chịu ảnh hưởng của gió nhiều hơn các lựa chọn phun mưa áp suất thấp.

Hệ thống trục quay trung tâm và di chuyển tuyến tính

Hệ thống trục quay trung tâm gồm một dãy nhịp giàn đặt trên các tháp có bánh xe, quay quanh một điểm cố định và mang theo các ống thả cùng đầu phun áp suất thấp gần cây trồng. Máy tưới di chuyển tuyến tính chạy theo đường thẳng qua cánh đồng hình chữ nhật. Đây là các hệ thống phun mưa phổ biến nhất cho trang trại lớn ở Bắc Mỹ vì một máy có thể tưới hàng chục hecta với ít nhân công. Chi phí hệ thống tưới trục quay trung tâm phụ thuộc vào chiều dài, số tháp và nguồn cấp nước; chúng tôi giải thích các khoảng chi phí điển hình trong hướng dẫn về chi phí hệ thống tưới.

Ưu nhược điểm của tưới phun

Ưu điểm: sử dụng được trên đất dốc và đất nhẹ, tưới phủ toàn bộ bề mặt, phù hợp với cây trồng dày như cỏ, cỏ linh lăng và rau ăn lá, đồng thời có thể bảo vệ chống sương giá và làm mát cây trồng.
Nhược điểm: thất thoát do bay hơi và gió cuốn, lá ướt có thể làm tăng áp lực bệnh, cần áp suất bơm cao hơn tưới nhỏ giọt, và tưới không đều nếu áp suất hoặc khoảng cách bố trí không phù hợp.

Tưới vi mô là gì?

Tưới vi mô là các hệ thống áp suất thấp, lưu lượng thấp đưa nước đến gần từng cây qua đầu nhỏ giọt, béc phun mưa cục bộ, đầu phun tia cục bộ hoặc đầu phun sủi. USDA NRCS xếp các phương pháp này vào cùng một nhóm vì đều sử dụng bộ lọc, điều áp và tưới thường xuyên với lượng nước nhỏ.

Tưới nhỏ giọt

Tưới nhỏ giọt cấp nước từng giọt tại vùng rễ qua băng tưới nhỏ giọt, ống nhỏ giọt hoặc các đầu nhỏ giọt riêng lẻ, thường ở lưu lượng khoảng 0.5–8 L/h (0.13–2 gph) cho mỗi đầu. Đây là loại hình sử dụng nước hiệu quả nhất cho cây trồng theo hàng, nhà kính và vườn cây ăn quả, đồng thời phù hợp để tưới kết hợp bón phân. Hướng dẫn về hệ thống tưới nhỏ giọt của chúng tôi trình bày các bộ phận và cách bố trí, còn bài so sánh băng tưới nhỏ giọt và ống nhỏ giọt giải thích nên mua loại ống nhánh tưới nào.

Tưới phun mưa cục bộ và phun tia cục bộ

Béc phun mưa cục bộ có bộ phận đổi hướng dòng nước nhỏ xoay hoặc quay, còn béc phun tia cục bộ có bộ phận đổi hướng cố định để phun theo một dạng xác định. Lưu lượng điển hình khoảng 20–200 L/h (5–50 gph), với đường kính làm ướt khoảng 2–10 m. Tưới phun mưa cục bộ làm ướt diện tích đất lớn hơn tưới nhỏ giọt, phù hợp với cây có múi và các cây thân gỗ khác có vùng rễ rộng, đất cát và vườn cây ăn quả cần bảo vệ chống sương giá. Béc tưới phun mưa cục bộ cũng được sử dụng trong vườn ươm và nhà kính.

Béc phun sương hoặc thiết bị tạo sương mù tạo ra những giọt nước rất mịn cho nhà nhân giống và làm mát. Phun sương chủ yếu là công cụ điều chỉnh độ ẩm và làm mát hơn là phương pháp cung cấp nước cho cây trồng.

Tưới sủi

Tưới sủi làm ngập một bồn nhỏ quanh cây thân gỗ hoặc cây bụi với lưu lượng cao hơn tưới nhỏ giọt, thường khoảng 50–250 L/h (tương đương khoảng 0.2–1 gpm). Béc tưới sủi hữu ích cho cây non, cây cảnh quan và các loại đất cần giữ nước đọng trong thời gian ngắn để nước thấm vào. Béc tưới sủi ít đòi hỏi lọc hơn tưới nhỏ giọt nhưng phải kết hợp với bồn giữ nước, nếu không nước sẽ chảy tràn.

Tưới nhỏ giọt ngầm và các loại hình tưới trong nhà kính

Tưới nhỏ giọt ngầm (SDI) chôn băng tưới nhỏ giọt hoặc ống nhỏ giọt ở độ sâu khoảng 20–45 cm (8–18 in), giúp bề mặt đất luôn khô, hạn chế cỏ dại nảy mầm và cho phép máy móc di chuyển trên ruộng. Phương pháp này có chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng tuổi thọ dài khi việc lọc, súc xả và ngăn rễ xâm nhập được quản lý tốt. Xem tưới nhỏ giọt cho vườn cây ăn quả và đồng ruộng để tìm hiểu cách bố trí SDI.

Nhà kính sử dụng một số hình thức tưới chuyên dụng:

Tưới nhỏ giọt và que cắm nhỏ giọt cho giá thể, chậu, tấm giá thể và xô Hà Lan (Dutch bucket).
Dàn tưới di động trên cao chạy phía trên bàn trồng để tưới cây con và cây con trong khay bầu.
Đường ống phun mưa và phun sương trên cao phục vụ nhân giống và làm mát.
Ngập rút (tưới từ dưới), trong đó bàn trồng hoặc sàn được làm ngập rồi tháo cạn, cho phép tái tuần hoàn dung dịch dinh dưỡng. Hướng dẫn về bàn ngập rút của chúng tôi trình bày thiết kế bàn trồng, và bàn trồng di động ngập rút là một ví dụ về phương pháp này.

Để tìm hiểu đầy đủ các bước thiết kế tưới cho nhà kính, hãy đọc hướng dẫn về hệ thống tưới nhà kính.

Nhỏ giọt và phun mưa: khi nào nên chuyển hệ thống phun mưa sang nhỏ giọt?

Chuyển đổi từ tưới phun mưa sang tưới nhỏ giọt là lựa chọn hợp lý khi nguồn nước hạn chế hoặc đắt đỏ, bệnh trên lá gây trở ngại, hoặc cây được trồng theo hàng hay từng cây riêng lẻ. Quá trình chuyển đổi thường khá đơn giản vì tưới nhỏ giọt vận hành ở áp suất thấp hơn tưới phun mưa.

Lập sơ đồ các khu tưới và đo lưu lượng, áp suất sẵn có tại nguồn.
Lắp bộ lọc và bộ điều áp tại mỗi khu tưới được chuyển đổi, hoặc lắp cụm thiết bị đầu nguồn trung tâm có bộ lọc đĩa và chức năng tưới kết hợp bón phân.
Thay các đường ống nhánh phun mưa bằng ống nhỏ giọt hoặc băng tưới nhỏ giọt, hoặc lắp bộ chia chuyển đổi từ phun mưa sang nhỏ giọt để biến một ống đứng thành nhiều đầu ra nhỏ giọt cho diện tích nhỏ.
Chia lại các khu tưới nếu cần để lưu lượng nhỏ giọt của từng khu phù hợp với dải vận hành hiệu quả của bơm.
Lập trình lại thời gian tưới: tưới nhỏ giọt thường có chu kỳ dài hơn, tần suất cao hơn và lưu lượng trên mỗi hecta thấp hơn nhiều.

Nhiều trang trại duy trì cả hai hệ thống: tưới nhỏ giọt để cung cấp nước hằng ngày và tưới kết hợp bón phân, còn phun mưa hoặc phun mưa cục bộ để hỗ trợ nảy mầm, làm mát hoặc chống sương giá.

So sánh ống tưới thấm cho vườn và tưới nhỏ giọt

Ống tưới thấm là loại ống có cấu trúc xốp cho nước rỉ ra dọc toàn bộ chiều dài; hệ thống nhỏ giọt sử dụng các đầu nhỏ giọt có lưu lượng xác định. Ống tưới thấm cho vườn có giá rẻ và dễ bố trí trên luống rau, nhưng lượng nước ra không đều trên các tuyến dài, thay đổi theo áp suất và ống xuống cấp dưới nắng chỉ sau vài vụ.

Khi so sánh hệ thống tưới nhỏ giọt với ống tưới thấm, tưới nhỏ giọt vượt trội về độ đồng đều, chiều dài tuyến ống, khả năng bù áp và khả năng châm phân. Các sản phẩm được bán dưới tên ống tưới thấm nhỏ giọt thường chỉ là ống xốp thấm nước; với quy mô lớn hơn vườn gia đình, ống nhỏ giọt kết hợp bộ lọc và bộ điều áp là lựa chọn chuyên nghiệp.

Cách chọn loại hình tưới phù hợp cho trang trại

Chọn hình thức tưới phù hợp với cây trồng, hình dạng thửa ruộng, đất, nguồn nước và nhân công, sau đó so sánh chi phí vòng đời thay vì giá mua. Hãy sử dụng các tiêu chí sau khi yêu cầu báo giá thiết bị tưới nông nghiệp:

Cây trồng và khoảng cách trồng: cây trồng theo hàng và từng cây riêng lẻ phù hợp với tưới nhỏ giọt; cây trồng mật độ cao như cỏ chăn thả và cỏ linh lăng phù hợp với tưới phun mưa hoặc hệ thống tưới quay quanh trục.
Diện tích và hình dạng thửa ruộng: hệ thống tưới quay quanh trục phù hợp với ruộng lớn hình vuông; tưới nhỏ giọt và phun mưa cố định phù hợp với các lô nhỏ hoặc có hình dạng không đều.
Nguồn nước: lưu lượng tính bằng m³/h (gpm), áp suất và chất lượng nước, trong đó chất lượng nước quyết định yêu cầu lọc.
Đất: đất cát cần tưới thường xuyên với lượng nước nhỏ; đất sét nặng đòi hỏi giới hạn cường độ phun mưa để tránh chảy tràn.
Năng lượng: hệ thống phun mưa áp suất thấp và tưới nhỏ giọt giúp giảm chi phí bơm; cân nhắc bơm chạy bằng năng lượng mặt trời ở nơi không có điện lưới.
Tự động hóa và tưới kết hợp bón phân: hệ thống tưới nhỏ giọt và vi tưới dễ tích hợp với bộ điều khiển và thiết bị châm phân.

Đối với phần lớn nhà kính, rau giá trị cao, cây quả mọng và vườn cây ăn quả, vi tưới là lựa chọn mặc định hiệu quả, còn tưới phun mưa vẫn là công cụ hữu hiệu cho cây trồng trên diện tích lớn và đồng cỏ chăn thả.

Các bước tiếp theo

Mars Vertical Farm sản xuất cụm thiết bị đầu nguồn tưới, bộ lọc đĩa tự động và máy tưới kết hợp bón phân tương thích với hệ thống tưới nhỏ giọt, phun mưa cục bộ và tưới nhà kính. Khám phá dòng thiết bị tưới và tưới kết hợp bón phân, hoặc gửi cho chúng tôi thông tin về cây trồng, diện tích và nguồn nước để các kỹ sư đề xuất hệ thống phù hợp với giá trực tiếp từ nhà máy và quy mô được tùy chỉnh theo nhu cầu.

Đội ngũ kỹ thuật Mars Vertical Farm

Kỹ thuật hệ thống, Thượng Hải. Bài viết do các kỹ sư và quản lý dự án trực tiếp thiết kế và xuất giao hệ thống Mars Vertical Farm biên soạn. Hỏi tác giả