Cách xác định lượng nước cần tưới cho cây được bắt đầu bằng việc đo lượng nước đang có trong đất hay độ ẩm của đất. Để xác định được đất chứa hàm lượng nước là bao nhiêu, người ta sử dụng 2 phương pháp chính là: cảm biến độ ẩm của đất và đo sức căng của nước trong đất. Sau đây hãy cùng Agmin tim hiểu rõ hơn về nội dung này.

1. Độ ẩm của đất

Độ ẩm của đất là lượng nước được giữ trong khoảng không giữa các hạt đất. Đơn vị của độ ẩm là %.

Có 3 thông số quan trọng liên quan đến lượng nước trong đất là: Sức chứa nước của đồng ruộng (Field capacity); Điểm héo (Wilting point); Lượng nước khả dụng (Available water).

• Sức chứa của đồng ruộng là hàm lượng nước còn lại trong đất sau khi lượng nước dư thừa (do tưới hoặc mưa) đã thoát hết. Được ước tính bằng hàm lượng nước trong đất ở thế năng ma trận (Ψ) là -1/3 bar.
• Điểm héo là điểm giới hạn mà cây trồng bắt đầu bị khô héo do thiếu nước. Điểm héo vĩnh viễn là mức cây trồng khô héo không thể phục hồi. Được ước tính bằng hàm lượng nước trong đất ở thế năng ma trận là -15 bar.
• Lượng nước khả dụng là lượng nước trong đất nằm giữa điểm héo và sức chứa của đồng ruộng.

Mối quan hệ giữa độ ẩm trong đất và thế năng ma trận được mô tả bằng đường cong giữ nước. Dưới đây là ví dụ về các đường cong giữ nước.

Phân tích đường cong thể hiện khả năng giữ nước của mỗi loại đất:

Do đó, để diễn giải chính xác thông số hàm lượng thể tích nước trong đất mà thiết bị cảm biến đo được, chúng ta phải hiệu chỉnh thông số theo loại đất, hoặc tốt hơn nữa là đường cong giữ nước của đất. Đồng thời, chúng ta phải biết được lượng nước khả dụng tại sức chứa của đồng ruộng và điểm héo.

Đo sức căng của nước là phép đo trực tiếp của thế năng ma trận và có thể được sử dụng để xác định kế hoạch tưới tiêu, trong khi đo độ ẩm của đất là phép đo gián tiếp.

2. Các công cụ đo độ ẩm của đất

Cảm biến độ ẩm của đất (Soil moisture sensor) là thiết bị cảm biến dùng để đo hàm lượng thể tích nước trong đất.

Cảm biến độ ẩm của đất.

Thiết bị quan trắc độ ẩm đất (Tensiometer) là một thiết bị đo sức căng của nước trong đất chính xác và đáng tin cậy, làm cơ sở để xác định độ ẩm trong các tầng đất.

Thiết bị quan trắc độ ẩm của đất.

Để hiểu được sự khác biệt giữa hai phương pháp này, trước hết chúng ta phải xem xét yếu tố nào quyết định khả năng hấp thụ nước từ đất của cây.

Giữa các hạt đất tồn tại những khoảng trống. Những khoảng trống này tạo thành những lỗ rỗng giữ nước trong đất. Điều này rất giống với cách nước được giữ bên trong một miếng bọt biển. Lỗ nhỏ hơn có thể giữ nước chặt hơn lỗ lớn do lực mao dẫn mạnh hơn. Để hấp thụ được nước, thực vật phải vượt qua lực giữ nước của các lỗ rỗng.

Nước được giữ ở khoảng trống giữa các hạt đất.

Máy đo sức căng của nước được dùng để đo cường độ lực thực tế phải áp dụng để di chuyển nước trong đất, trong khi cảm biến đo độ ẩm của đất giúp đo hàm lượng thể tích nước (θ) trong đất, tức là phần trăm thể tích đất bị nước chiếm giữ.

Thực chất, đây là hai tham số liên quan nhau. Với cùng một sức căng, đất có lỗ rỗng lớn hơn, chẳng hạn như đất cát, sẽ giữ ít nước hơn đất có lỗ rỗng nhỏ hơn, ví dụ: đất sét. Điều này có nghĩa là thể tích nước (độ ẩm) trong đất sét tương đối cao hơn, tuy nhiên một lượng lớn nước không khả dụng cho cây, bởi vì nước được giữ quá chặt trong các lỗ rỗng của đất.

Do đó, máy đo sức căng được lắp đặt ở hai loại đất khác nhau có thể cho ra cùng một thông số, nhưng độ ẩm của hai loại đất thì lại có thể khác nhau.

Như vậy, đất cát đòi hỏi tưới thường xuyên với một lượng nước nhỏ trong mỗi lần tưới, còn đất sét thì cần tần suất tưới ít hơn nhưng mỗi lần tưới lượng nước lớn hơn.

3. Xác định lượng nước cần tưới dựa trên phép đo độ ẩm của đất

Để lập kế hoạch tưới tiêu hợp lý dựa trên các thông số đất, chúng ta cần phải đo trạng thái nước ở độ sâu tối thiểu là 2 tầng đất: một là tầng đất mặt, đây là tầng chứa nhiều chất hữu cơ, rễ cây chủ yếu phát triển ở tầng này; và tầng còn lại là tầng sâu hơn hay còn gọi là tầng tích tụ. Độ sâu tiêu chuẩn là 20 cm, 60 cm và 90 cm, tùy thuộc vào mức độ ăn sâu của bộ rễ.

Phẫu diện đất.

Có 2 loại máy đo sức căng của nước (quan trắc độ ẩm của đất) được sử dụng phổ biến là:

• Máy đo sức căng “nông”: được lắp đặt vừa bằng chiều sâu của rễ, cung cấp chỉ báo về thời điểm tưới nước.
• Máy đo sức căng “sâu: được lắp đặt tới tầng đất sâu hơn, cung cấp chỉ báo về lượng nước cần tưới.

2 Loại máy đo sức căng của nước.

Ý nghĩa thông số đo sức căng của nước:

• Dưới 10 cbar (centibar): đất đủ độ ẩm.
• Trên 50 cbar: đất khô.

Đối với hầu hết các phương pháp tưới, cây cần được tưới khi khoảng 50% lượng nước khả dụng đã cạn kiệt. Riêng tưới nhỏ giọt, con số này là 20-30%, bởi vì độ ẩm của đất phải được giữ ở mức không đổi. Do đó, thông số sức căng của nước ở mức thấp hơn chính là yếu tố kích hoạt việc tưới tiêu.

Mức kích hoạt tưới tiêu dựa trên thông số đo sức căng (nguyên tắc ngón tay cái*)

Ví dụ:

Đất mùn phù sa, sức chứa nước của đồng ruộng là 30%, điểm héo là 12%. Giả sử lượng nước khả dụng đã cạn 50%, vậy hàm lượng thể tích nước mà người trồng cần tưới là bao nhiêu?

Trả lời:

Đối với mức cạn kiệt cho phép 50%: Hàm lượng nước = (30 + 12)/2 = 21%

*Nguyên tắc ngón tay cái đề cập đến một quy trình hoặc tiêu chuẩn dễ học và dễ áp dụng, dựa trên kinh nghiệm thực tế hơn là lý thuyết.

4. Vị trí lắp đặt thiết bị đo độ ẩm của đất

Vị trí lắp đặt thiết bị đo độ ẩm của đất có thể ảnh hưởng đáng kể đến thông số đo được, số lượng thiết bị cần dùng và các quyết định được đưa ra.

Thiết bị phải được lắp đặt ở các vị trí phản ánh đúng tính chất đất và cây trồng. Độ biến động của thực địa càng cao thì càng cần nhiều thiết bị đo.

Các yếu tố cần xem xét bao gồm:

• Tính chất đất biến đổi theo không gian – kết cấu đất, địa hình khác nhau.
• Loại cây trồng – các loại cây trồng khác nhau có kiểu hấp thụ nước khác nhau.
• Các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cùng một loại cây trồng.
• Các mô hình hệ thống tưới

Trong tưới nhỏ giọt và tưới phun mưa, điều quan trọng là phải đặt thiết bị cách nguồn phát (emitter) một khoảng thích hợp. Sự chuyển động của nước theo chiều ngang khác nhau ở mỗi loại đất. Do đó, trong đất cát, thiết bị đo nên được đặt gần nguồn phát.

Trên đây là các thông tin liên quan đến cách xác định lượng nước cần tưới cho cây dựa trên phép đo độ ẩm của đất. Tùy thuộc vào kết cấu của đất và thành phần cơ giới của nó, độ ẩm thay đổi từ 70-85%. Độ ẩm tối ưu của đất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây là khoảng 60-70%. Ngoài ra, tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước tưới và cách tính nhu cầu nước của cây ở mỗi giai đoạn sinh trưởng cũng là chủ đề rất hữu ích. Agmin mời bà con dành ra ít phút để tham khảo thêm!

Biên tập bởi Agmin.vn