Tên đề tài: “Nghiên cứu mô hình quản lý nước trong hệ thống canh tác tổng hợp vùng ngập lũ ĐBSCL để thích ứng với biến đổi khí hậu” .

 Tác giả: Nguyễn Văn Tuyến, Khóa: 2011

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước;  Mã số: 9440303. Nhóm ngành: Môi trường.

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Văn Phạm Đăng Trí, Trường Đại học Cần Thơ.

 Người hướng dẫn phụ: TS. Phạm Văn Toàn, Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Việc đánh giá hiệu quả sử dụng nước để biết được mô hình canh tác và cây trồng có thể đem lại hiệu quả sử dụng nước 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, với mục tiêu góp phần cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên nước và khả năng thích nghi của mô hình canh tác trên nền đất lúa trong điều kiện thiếu nước tưới. 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 trồng cạn trên nền đất lúa ở mô hình thực nghiệm tại xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang; (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 phương 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 khô hạn, bản đồ khả năng tưới/tiêu, bản đồ hành chính) sau đó xử lý số liệu bằng phần mềm GIS (MapInfo-phiên bản 12.0). Nghiên cứu sử dụng phương 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, phương 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 4.0). Phương 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 cho thấy diện tích mức độ thích nghi cao (S1) (chiếm 0,58%) của  kiểu sử dụng đất màu - màu với tổng diện tích là 3.956 ha. Kết quả cho thấy mức độ thích nghi S2 (mức thích nghi trung bình) (chiếm 88,69 %) 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 302.348 ha. Kết quả khảo sát các mô hình canh tác trong vụ Đông - Xuân và Hè - 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 bắp 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 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 bắp 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 bắp 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.

  Nghiên cứu đã xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho một số cây màu khác nhau. Qui trình này còn giúp hỗ trợ ra quyết định nhanh đối với xác định loại cây trồng sử dụng ít nước đem lại hiệu quả kinh tế cao.

2. Những kết quả mới của luận án:

Đánh giá hiệu quả sử dụng nước của mô hình canh tác tại Châu Phú, An Giang dựa trên đánh giá tỷ số giữa hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp và m³ nước sử dụng.

Xây dựng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước tiêu biểu cho các cây trồng khác nhau ở tỉnh An Giang. Áp dụng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước cho cây màu nhằm giúp cho nhà khoa học, quản lý và nông dân biết được cây màu nào tiết kiệm được tài nguyên nước và đem lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp.

3. Các khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

Sử dụng qui trình đánh giá hiệu quả sử dụng nước để đánh giá hiệu quả cho các cây trồng khác nhau và ở các vùng khác ở ĐBSCL vì qui trình này dễ sử dụng và phổ biến bởi dữ liệu luôn sẵn có. Kết quả đánh giá hiệu quả sử dụng nước giúp cho người ra quyết định chọn cây màu phù hợp để canh tác trong điều kiện thiếu nước tưới.

Nghiên cứu tiếp theo sâu hơn được thực hiện với các loại cây trồng cạn khác nhau (đậu xanh, đậu nành, mè) để xác định cây màu nào có nhu cầu tưới ít nhất mà mang lại hiệu quả kinh tế cao.

1. Abstract:

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, aimed at improving the water-use efficiency of rice-based farming models and assessing adaptation measures for a potential future of extreme drought conditions. 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, 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 12.0). 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 4.0). 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.

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 framework supports decision making to determine which crops use less water while bringing high water use efficiency.

2. Creativeness and innovativeness:

To evaluate water use efficiency for farming systems and crops in Chau Phu, An Giang based on the ratio of economic efficiency of agricultural production per cubic meter of water used.

To create a process to evaluate water use efficiency for different crops in the An Giang province.

To apply water use efficiency process for upland crops to support scientists, decision-makers and farmers to identify which upland crops use less water resources and get a better economic efficiency of agricultural production.

3. Applicability and further studies:

In order to effectively use the assessment process to evaluate water use efficiency for different crops and in other areas in the VMD, this process is rather easy to use and could be popular given the availability of input data. Results of water use efficiency will help related stakeholders to identify crops suitable in the context of water shortage. Further research should be done for different upland crops (e.g. green bean, soybean, and sesame) to determine which upland crop needs least water but still bringing high economic efficiency.

             Academic advisor                                                  Postgraduate

            Van Pham Dang Tri                                               Nguyen Van Tuyen

Confirmation of postgraduate education unit head

>> Xem chi tiết nội dung luận án

>> Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo.