Tưới ngập khô xen kẽ AWD cho lúa tại Việt Nam

Biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, ô nhiễm trở thành vấn đề toàn cầu. Nông nghiệp và nông dân, đặc biệt ở các nước Đông Nam Á trồng lúa như Việt Nam, chịu tác động trực tiếp từ hạn kéo dài, xâm nhập mặn, làm giảm nghiêm trọng nguồn nước tưới sạch. Chính phủ phải tìm nhiều giải pháp ứng phó.

Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ — Alternate Wetting and Drying (AWD) — đã thể hiện hiệu quả rõ rệt. Đây không phải kỹ thuật hoàn toàn mới: Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) đã áp dụng thành công tại Nhật Bản, Trung Quốc, Philippines và Thái Lan.

Việt Nam nghiên cứu, thử nghiệm trong khoảng một thập kỷ trước thời điểm bài viết và đạt kết quả triển vọng. Để tháo gỡ trở ngại, phát huy AWD, BSB Nanotechnology tại Việt Nam, Net Zero Carbon từ Thái Lan và Spiro Carbon có trụ sở ở Hoa Kỳ cùng triển khai chương trình BNS. Chuyên môn kết hợp hướng tới nông nghiệp bền vững, tăng năng suất và bảo vệ môi trường.

1. Tổng quan AWD ### 1.1. Kỹ thuật Theo nghiên cứu IRRI được bài dẫn, lúa cần ngập nước ở giai đoạn đầu ra rễ, đẻ nhánh; nước bơm vào ruộng tối đa 5 cm (Van Der Hoek và cộng sự, 2001). Mực nước điều chỉnh theo từng giai đoạn.

Trong tuần đầu sau gieo, giữ khoảng 1 cm nước và duy trì đến lần bón phân thứ hai, khoảng 20–25 ngày sau gieo, để hỗ trợ sinh trưởng ban đầu và hạn chế hạt cỏ nảy mầm.

Từ ngày 25–40, lúa đẻ nhánh mạnh, cần ít nước hơn. Theo hướng dẫn trong bài, cho mực nước xuống đến 15 cm dưới mặt đất để khuyến khích rễ phát triển sâu và hạn chế cạnh tranh cỏ dại. Dụng cụ theo dõi là ống đục lỗ, đánh dấu mỗi 5 cm. Hình 1: mô hình dụng cụ đo mực nước, nguồn CGIAR.

Từ ngày 40–45, vào lần bón phân thứ ba (bón thúc), duy trì 1–3 cm nước trước bón để tránh thất thoát hoặc bay hơi phân.

Từ ngày 60–70, giai đoạn ra hoa, giữ 3–5 cm nước trong khoảng 10 ngày để hỗ trợ thụ phấn.

Sau ngày 70 đến thu hoạch, mực nước trong khoảng ngang mặt đất đến 15 cm dưới mặt đất. Giảm nước 10 ngày trước thu hoạch để ruộng khô, thuận tiện thu hoạch. Hình 2 so sánh quản lý nước ngập liên tục với AWD (Leon & Izumi, 2022).

1.2. Lợi ích Qua nghiên cứu, IRRI xác định ba nhóm hiệu quả:

• Tiết kiệm nước: giảm thời gian ruộng ngập giúp giảm đến 40% nước tưới.
• Giảm khí nhà kính: AWD được ghi nhận có thể giảm 50% methane CH₄. Tháo nước phá vỡ môi trường kỵ khí thuận lợi cho vi khuẩn sinh methane (Yang và cộng sự, 2020).
• Tăng lợi nhuận: giảm chi phí nước, nhân công, thời gian trong khi duy trì năng suất, chất lượng, nâng giá trị kinh tế cho nông dân (Arai và cộng sự, 2021).

2. Ứng dụng AWD tại Việt Nam ### 2.1. Hiện trạng Đồng bằng sông Cửu Long là vùng lúa lớn nhất Việt Nam, gồm nhiều tiểu vùng sinh thái: đất phù sa, nhiễm mặn, dễ ngập và bị ảnh hưởng kiềm, dẫn đến mức phát thải khác nhau. CH₄ ước tính tại đây là 1,92 kg/ha/ngày, so với hệ số Đông Nam Á 1,22 và mặc định toàn cầu 1,19 kg/ha/ngày (Yona và cộng sự, 2020). Mức trung bình vùng cao hơn toàn cầu (Nguyen Cong và cộng sự, 2022).

Trước biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn, Nghị quyết 120 năm 2017 định hướng canh tác bền vững, yêu cầu giảm nước tưới ở đồng bằng, thúc đẩy nghiên cứu AWD.

2.2. Biến thể AWD Farmer Ứng dụng AWD có thể gặp nguy cơ tăng N₂O, mất dinh dưỡng đất và bất tiện cho nông dân. Phiên bản đơn giản AWD Farmer (AWDF) cho phép nông dân quyết định thời điểm cấp nước bằng kinh nghiệm, không bắt buộc tuân thủ ngưỡng nước xuống 15 cm như AWD chuẩn.

AWDF phổ biến tại An Giang, nơi có hệ thống đê thuận lợi. Nghiên cứu cho thấy tổng CH₄ mỗi vụ giảm 35% so với ngập liên tục, trong khi N₂O không khác biệt.

Kết quả gợi ý AWDF có thể giảm CH₄ mà không làm giảm dinh dưỡng đạm đất. Nông dân thường áp dụng vào mùa mưa khi nguồn nước dồi dào; mùa ít mưa vẫn ưu tiên ngập liên tục để phòng hạn.

2.3. Tiềm năng Tại Đồng bằng sông Cửu Long, ruộng AWD có năng suất, chỉ số thu hoạch và tỷ lệ hạt chắc cao hơn ruộng ngập liên tục lần lượt 8,9%, 4,4%, 3,5%. Hàm lượng đạm trong hạt thấp hơn và lượng nước giảm 43% (Arai và cộng sự, 2021).

Phân tích chi phí–lợi ích cho thấy thu nhập ròng tăng chủ yếu nhờ giảm chi phí sản xuất. Thu nhập ròng bổ sung ước khoảng 8.540 tỷ đồng/năm, tương đương 371,36 triệu USD, so với canh tác thông thường (Mai và cộng sự, 2019).

2.4. Trở ngại Hai trở ngại lớn là chất lượng hệ thống tưới chưa đạt yêu cầu và hiệu quả kinh tế thấp. Bài dẫn diện tích canh tác trung bình khoảng 0,13 ha/hộ trong mô hình nông hộ nhỏ; giá trị sản phẩm khó bù đầu tư tưới hiện đại.

Khả năng tiếp cận thông tin, nhận thức về hiện đại hóa và bảo vệ môi trường không đồng đều, dẫn đến nhiều cách canh tác trong cùng khu vực. Khi chỉ một ô được làm khô, xung quanh vẫn ngập liên tục, chuột và sinh vật gây hại có thể tập trung tấn công ô khô, giảm hiệu quả AWD (Gupta và cộng sự, 2023).

2.5. Hướng phát triển: IoT Thiết bị đo mực nước ứng dụng Internet vạn vật, dùng năng lượng mặt trời đã được nghiên cứu, triển khai tại Việt Nam. Người dùng quản lý nước qua phần mềm di động kết nối cảm biến ngoài ruộng; bài mô tả cảm biến có kết nối vệ tinh. Nông dân có thể điều khiển bơm bằng điện thoại khi mực nước thấp hơn ngưỡng AWD.

Kết hợp IoT giúp tiết kiệm thêm 13–20% nước so với AWD thủ công, đồng thời tiết kiệm năng lượng, thời gian. Ở giai đoạn cuối thử nghiệm, năng suất cao hơn AWD thủ công trên 11% tại Cần Thơ, gần 5% tại Trà Vinh và An Giang (Gupta và cộng sự, 2023).

2.5. Hướng phát triển: sản phẩm sinh học Khi chuyển từ ngập sang khô, lúa cần thời gian thích nghi và dễ bị sâu bệnh tấn công. Phân bón, sản phẩm bảo vệ cây hỗ trợ duy trì năng suất. Lựa chọn nguồn sinh học, không gây hại môi trường và con người, giúp phát huy giá trị bền vững của AWD.

2.6. Chương trình hợp tác BNS BNS — BSB Nanotechnology, Net Zero Carbon, Spiro Carbon — cung cấp giải pháp hiện đại hóa nông nghiệp bền vững. Spiro Carbon tại Hoa Kỳ dùng AI phân tích nhiều nguồn dữ liệu, gồm ảnh vệ tinh, để giám sát, đánh giá giảm khí nhà kính trong canh tác lúa. Nông dân có thể có thêm thu nhập từ bán lượng bù trừ carbon cho người quan tâm bảo vệ môi trường.

BSB đóng góp công nghệ silica nano nguồn phụ phẩm lúa như ECO OK, cung cấp giải pháp sinh học quản lý nấm, sâu hại, virus và vi khuẩn có hại, tăng năng suất, giảm chi phí, phù hợp canh tác bền vững.

BNS đã đi vào nghiên cứu thực tiễn tại Thái Lan và Việt Nam. Theo kế hoạch giai đoạn 2023–2024 nêu trong bài, Đắk Lắk, Bình Phước, Đồng Tháp, Hậu Giang và Kiên Giang tiên phong triển khai; mô hình dự kiến mở rộng khắp Đồng bằng sông Cửu Long từ vụ tiếp theo.

Tài liệu tham khảo Danh mục tài liệu gốc được giữ nguyên tên tác giả, tên công trình và đường dẫn bên dưới để thuận tiện tra cứu.