Luận án: Mô hình quản lý nước canh tác tổng hợp vùng ngập lũ ĐBSCL thích ứng BĐKH

T TẮT Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả sử dụng nước để biết được mô hình canh tác và cây trồng có thể đem lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện thiếu nước tưới. Nghiên cứu được thực hiện trong thời gian 5 năm (từ năm 2012 đến 2016) tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang. Các nội dung nghiên cứu bao gồm: (1) Đánh giá tiềm năng đất đai tỉnh An Giang; (2) Đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu trên nền đất lúa ở mô hình thực nghiệm tại x V nh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang; và, (3) Xác định qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang. Để đánh giá đất đai ở tỉnh An Giang, nghiên cứu sử dụng phư ng pháp thu thập số liệu thứ cấp tại sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang (bản đồ đất, bản đồ ngập, bản đồ khả năng tưới/tiêu, bản đồ hành chính) sau đó xử lý số liệu bằng phần mềm GIS (MapInfo - phiên bản 12.

Nghiên cứu sử dụng phư ng pháp phỏng vấn nông hộ, để đánh giá hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp dựa trên một số chỉ tiêu tài chính bao gồm: lợi nhuận/chi phí (PCR) và thu nhập/chi phí (BCR). Ngoài ra, phư ng pháp bố trí thí nghiệm ngoài thực địa được thực hiện để thu thập số liệu về đất - nước - cây trồng phục vụ cho công tác hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tính toán nước - cây trồng (AquaCrop - phiên bản 4. Phư ng pháp đánh giá hiệu quả sử dụng nước được sử dụng theo công thức: Lợi nhuận/m3 nước sử dụng. Xác định qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho các cây trồng khác nhau được tiến hành theo 3 bước: (1) Xác định mục đích, phạm vi, điều kiện áp dụng qui trình; (2) Xây dựng lưu đồ thực hiện công việc trong qui trình; và, (3) Mô tả qui trình.

Kết quả đánh giá tiềm năng đất đai ở tỉnh An Giang cho thấy diện tích mức độ thích nghi cao (S1) của kiểu sử dụng đất màu - màu với tổng diện tích là 3. Mức độ thích nghi S2 (mức thích nghi trung bình) cho kiểu sử dụng lúa - màu với tổng diện tích là 306.305 ha, và diện tích đất phù hợp cho sản xuất 2 vụ màu là 302. Kết quả khảo sát các mô hình canh tác trong vụ Đông - Xuân và H - Thu năm 2012 cho thấy lợi nhuận của nông hộ tại mô hình canh tác ớt 2 vụ/năm có lợi nhuận cao nhất (61,8 triệu đồng/ha/vụ), canh tác cây b p 2 vụ/năm có lợi nhuận 21,9 triệu đồng/ha/vụ, canh tác cây lúa 2 vụ/năm có lợi nhuận 18,4 triệu đồng/ha/vụ, canh tác cây lúa 3 vụ/năm có lợi nhuận 14,5 triệu đồng/ha/vụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình canh tác 2 vụ màu tiết kiệm được 2.006 m3 nước/ha/năm, mô hình canh tác 1 vụ lúa - 1 vụ màu tiết kiệm được 1.036 m3 nước/ha/năm so với mô hình canh tác 2 vụ lúa.

Mô hình canh tác 2 vụ màu i đem lại hiệu quả kinh tế 12.896 đồng/m3 nước sử dụng, mô hình canh tác 1 vụ lúa – 1 vụ màu đem lại hiệu quả kinh tế 3.958 đồng/m3 nước sử dụng, trong khi đó mô hình canh tác 2 vụ lúa đem lại hiệu quả kinh tế chỉ có 2.933 đồng/m3 nước sử dụng. Về từng loại cây màu, canh tác cây b p tiết kiệm được 1.033 m3 nước/ha/vụ, canh tác cây ớt tiết kiệm được 764 m3 nước/ha/vụ so với canh tác lúa. Canh tác cây b p đem lại hiệu quả kinh tế 4.785 đồng/m3 nước sử dụng, canh tác cây ớt đem lại hiệu quả kinh tế 19.284 đồng/m3 nước sử dụng, trong khi đó canh tác lúa đem lại hiệu quả kinh tế chỉ có 3.223 đồng/m3 nước sử dụng. Ngoài ra, nghiên cứu đ xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho một số cây màu khác nhau.

Qui trình này giúp h trợ ra quyết định nhanh đối với xác định loại cây trồng sử dụng ít nước đem lại hiệu quả kinh tế cao. Để có c sở khoa học xác định nhóm cây màu khác có nhu cầu tưới ít nhất mà mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp cao nên tiến hành nghiên cứu tiếp theo với nhóm cây màu khác (đậu xanh, đậu nành, m. Nghiên cứu các giải pháp hạn chế và giảm thất thoát nước do bốc h i và thấm lậu là rất cần thiết trong điều kiện thiếu nước tưới. Tìm biện pháp k thuật duy trì năng suất cây màu trong khi áp dụng phư ng pháp tưới tiết kiệm nước.

Từ khóa: Hiệu quả sử dụng nước, iệu quả in t , ệ t ng can tác ii ABSTRACT This reasearch was aimed to evaluate water use efficiency for farming systems and crops may bring high economic efficiency in agriculture production with the context of irrigation water shortage in the future. This study, carried out over a 5-year period (from 2012 to 2016) the in Chau Phu district, An Giang province. The research includes: (1) To evaluate the potential suitability of land resources in the An Giang Province; (2) To evaluate water use efficiency for rice-based upland crop production systems on an experimental base at the Vinh Thanh Trung commune, Chau Phu district, An Giang province; and, (3) To determine an analytical framework to evaluate water use efficiency for different crops in An Giang. To evaluate the potential suitability of land resources in An Giang province, existing data collected from the Department of Natural Resources and Environment, An Giang province (landuse planning, flood maps, maps of irrigation infrastructure, and administrative boundaries) were digitized using a GIS software (MapInfo version 12.

Survey data were obtained from household interviews to assess agricultural land use efficiency based on financial indicators, including: Profit/Costs Ratios (PCR) and Benefit/Cost Ratios (BCR). Beside, field experiments were then conducted to collect data on soil, water and plant properties in order to calibrate and validate an applied numerical crop-water model (AquaCrop version 4. To evaluate the water use efficiency, the indicator of financial profit achieved per m3 of water use was applied. The process of evaluation water use efficiency for different upland-crops is achieved by three steps, including: (1) Identifying the purpose, scope and conditions of application process; (2) Constructing work flowchart performed in the process; and, (3) Describing the identified flowchart.

The evaluation of potential suitability of land resources in the An Giang province showed that high suitability level (S1) for double upland - crops was about 3,956 ha (0,58%). The suitability level S2 (average suitability) for rotational rice - upland crop and for double upland - crops was approximately about 306,305 ha and 302,348 ha, respectively, corresponding to 88,69% of the total area. Survey results for both Winter - Spring and Summer - Autumn cropping seasons in 2012 showed that the double - chilli pepper crops model is the greatest in terms of profits (61.8 million/ha/crop) while the double maize crops, double - rice crops and triple - rice crops got financial profits of 21.9 million/ha/crop, 18.4 million/ha/crop, and 14.5 million/ha/crop, respectively. iii Double upland crops (maize and chilli cropping) save 2,006 m3/ha/year and rotational rice and maize or chilli cropping save 1,036 m3/ha/year in comparision to double rice crops.

The farming system of combining maize with chilli per year and rotation of rice and maize or chilli farming system got a financial profit of about 12,896 VND/m3 and 3,958 VND/m3, respectively, while double rice crops got a financial profit about only 2,933 VND/m3. On each upland crop, maize cultivation save 1,033 m3/ha/crop and chilli cultivation save 764 m3/ha/crop in comparison to rice cultivation. Maize and chilli cultivation got financial profit of about 4,785 VND/m3 and 19,284 VND/m3 respectively, while rice cultivation got profit about only 3,223 VND/m3. In addition, the research has developed an analytical framework to evaluate water use efficiency for different upland - crops in An Giang.

Water use efficiency calculations supports decision making to determine which crops needs least water but still bringing high water use efficiency. In order to have a scientific basis for identifying the specific upland- crop needs the least irrigation water demand but still bringing high economic efficiency in agricultural production. Further research should be done for different upland-crops (e.g green bean, soybean, and sesame). Studying on solutions to limit and reduce water losses from evaporation and seepage is essential in the context of irrigation water shortage.

Studying on technical methods to maintain crop yields while applying water saving irrigation is also needed. Keywords: Water use efficiency, economic efficiency, farming system. iv LỜI CẢM TẠ Tôi xin trân trọng và bài tỏ lòng biết n sâu s c đến PGS. Văn Phạm Đăng Trí và TS.

Phạm Văn Toàn đ tận tình hướng dẫn khoa học, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này. Xin gửi lời cảm n sâu s c đến hai thầy hướng dẫn chuyên đề PGS. Nguyễn H u Chiếm và PGS. Xin gửi lời cảm n đến hai thầy PGS.

Lê Anh Tuấn và TS. Đ ng Kiều Nhân góp ý kiến sâu s c cho Luận án. Xin chân thành cám n đến quý Thầy Cô ngồi trong Hội đồng đánh giá chuyên đề và Hội đồng c sở, cùng quý Thầy Cô trong Khoa Môi trường và TNTN đ truyền đạt nh ng kiến thức quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm n đến Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh An Giang; Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường và TNTN, Khoa Sau Đại học, Phòng Quản lý Khoa học của trường Đại học Cần Th , Ban chủ nhiệm Bộ môn K thuật môi trường và đồng nghiệp đ tạo điều kiện cho tôi hoàn thành chư ng trình nghiên cứu sinh.

Xin được cảm n Ban chủ nhiệm dự án “ g i n c u v p át tri n t u t can tác n ng ng iệp t c ng với i n i u (Jircas)” và đề tài nghiên cứu cấp trường “Nghiên cứu khả năng tr nước tưới cho cây trồng cạn trong mùa khô thông qua sử dụng mô hình Aquacrop” của trường Đại học Cần Th đ h trợ kinh phí cho tôi nghiên cứu. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết n sâu s c đến Ba Mẹ, người thân của tôi đ luôn động viên, chia sẽ để tôi hoàn thành luận án này. v vi ỤC ỤC CH NG 1: GI I THI U .2 Mục tiêu nghiên cứu .3 Nội dung nghiên cứu .4 Giới hạn của nghiên cứu .5 ngh a khoa học và ý ngh a thực tiễn của luận án .1 ngh a khoa học .2 ngh a thực tiễn .6 Điểm mới của luận án. 4 CH NG 2: T NG QUAN T I LI U .1 Tổng quan về đánh giá đất đai .1 Định ngh a về đất .2 Định ngh a đất đai .3 Hệ thống sử dụng đất đai .2 Tổng quan về phư ng pháp đánh giá thích nghi đất đai .1 Phư ng pháp trước FAO (1976) .2 Phư ng pháp FAO (1976) .3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai trong và ngoài nước .