Dựa theo các nhu cầu và biến đổi khí hậu thì xu hướng phát triển thủy lợi, công trình tưới tiêu là khai thác tối đa hiệu quả của các công trình sẵn có, đồng thời bổ sung, nâng cao các kĩ thuật tưới nhằm gia tăng hiệu quả của việc sử dụng nước.
Các kĩ thuật công nghệ tưới có vai trò quan trọng trong việc cung cấp,
phân bố lượng nước trực tiếp đến cây trồng, với các phương pháp tưới truyền thống
thì phải dùng một lượng nước hơn so với nhu cầu của cây. Vì vậy cần phải đánh
giá, lựa chọn và áp dụng các phương pháp kĩ thuật tưới phù hợp với cây trồng, địa
hình đất trồng và khi hậu tại đó.
Mục đích của việc tưới tiêu là cung cấp đủ nước đảm bảo cho
cây trồng sinh trưởng và phát triển thông quá đất trồng. Đặc biệt đối với các
vùng khô hạn hoặc bán khô hạn thì việc tưới nước càng trở nên quan trọng bởi vì
chỉ có tưới nước mới có thể đảm bảo sự sống cho cây trồng. Phương pháp tưới
truyền thống đã được sử dụng từ hàng nghìn năm nay, sử dụng chủ yếu là từ sức
người và thủ công, vì vậy phương pháp này có rất nhiều nhược điểm như lãng phí
nước, gây đóng váng, xói mòn đất, hoặc nước tưới không kịp ngấm vào đất trồng tạo
thành dòng chảy mặt, hoặc là đất ngấm quá nhiều nước sẽ đưa nước và chất hữu cơ
xuống sâu khỏi tầng rễ cây khiến cho cây không thể hấp thụ được chất dinh dưỡng,
không đảm bảo được độ ẩm đất trồng thích hợp theo yêu cầu, gây ảnh hưởng xấu đến
quá trình phát triển của cây. Tuy nhiên với kĩ thuật tưới tiết kiệm có thể cung
cấp nước tưới một cách hợp lí và hiệu quả nhất, góp phần tăng năng suất và sản
lượng cây trồng một cách đáng kể. Vì vậy mà việc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng
kĩ thuật tưới tiết kiệm nước là đặc biệt quan trọng và cần thiết, nó sẽ tạo ra
triển vọng phát triển nông nghiệp trồng trọt cây công nghiệp, cây ăn quả, rau
màu và các loại cây có giá trị kinh tế cao trên các vùng khan hiếm nước ở Việt
Nam.

Tưới phun mưa cho thanh long
1. Kĩ thuật tưới tiết kiệm nước
1.1. Khái niệm
Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước hay còn gọi là tưới cục bộ
(Locolized Irrigation System) hoặc hệ thống tưới ít nước (Low Volume Irrigation
System) là công nghệ tưới được sử dụng nhằm tối ưu hóa hiệu quả của lượng nước,
kĩ thuật tưới này sẽ kiểm soát được cung ứng một lượng nước tưới hạn chế với tần
suất đều đặn cho tầng đất canh tác (bộ rễ cây hoạt động hiệu quả nhất ở tầng
này). Công nghệ tưới tiết kiệm được nghiên cứu, cải tiến và hoàn thiện kĩ thuật
trong suốt 20 năm. Hiện này, khi đã được hoàn thiện các chức năng hoạt động,
công nghệ tưới tiết kiệm khi được thiết kế và quản lí thích hợp sẽ mang lại hiệu
quả to lớn trong việc cung cấp, phân phối nước kết hợp cung cấp chất dinh dưỡng
cho cây trồng cũng như việc cơ giới hoá, tự động hoá các khâu tưới nước và chăm
sóc.
Tưới tiết kiệm nước sẽ cung cấp nước cho cây trồng với một hệ
thống đường ống khép kín với các thiết bị tưới là đầu ra cuối cùng. Các thiết bị
tưới sẽ là phần khác biệt và đặc trưng nhất của mỗi hệ thống tưới. Vì vậy công
nghệ tưới tiết kiệm nước sẽ được phân loại dựa vào các thiết bị đầu tưới của hệ
thống, gồm 2 loại: Tưới nhỏ giọt và tưới phun mưa cục bộ
+ Tưới nhỏ giọt: Là
kĩ thuật tưới có các đầu ra là các thiết bị tạo giọt nước được đặt trên mặt dất
gần gốc cây, cung cấp nước tưới cho cây trồng dưới dạng nước nhỏ giọt.
+ Tưới phun mưa cục
bộ: Là kĩ thuật tưới cung cấp nước cho cây trồng dưới dạng hạt mưa hoặc hạt
sương trên một phạm vi nhất định xung quanh gốc cây trồng.
1.2. Cấu tạo hệ thống tưới tiết kiệm nước
Một hệ thống tưới tiết kiệm nước cơ bản sẽ bao gồm bốn phần
chính:
Đầu vào: Đây là
phần đầu tiên của hệ thống tưới tiết kiệm nước, là các máy bơm có nhiệm vụ hút nước
từ các nguồn ở bên ngoài như ao, hồ, sông, giếng, bể….để cung cấp nước cho toàn
hệ thống. Các máy bơm được sử dụng ở phần đầu vào thường là các máy bơm li tâm
có lưu lượng nhỏ và áp lực bơm từ thấp đến trung bình.
Các thiết bị xử lý và
điều khiển: Đây là phần quan trọng nhất, được coi như não bộ của cả hệ thống
tưới tiết kiệm. Ở phần này sẽ bao gồm 4 thiết bị:
+ Van điều chỉnh có
chức năng thay đổi áp lực và lưu lượng nước trên toàn hệ thống. Van điều chỉnh
sẽ có một van tổng đặt tại đầu hệ thống và một số van đặt tại đầu các đường ống
nhánh hoặc đầu các ống cấp dưới.
+ Van kiểm tra có
vai trò điều chỉnh áp lực bảo vệ an toàn cho đường ống.
+ Thùng chứa được
dùng hoà tan chất dinh dưỡng hoặc hóa chất như phân bón, thuốc trừ sâu. Thùng chứa
sẽ được thiết kế với áp lực nhỏ với một đầu vào và một đầu ra.
+ Thiết bị lọc sạch
nước có thể thiết kế dùng 1 tấm lưới, ống lọc có đường kính mắt lưới hoặc cũng
có thể là bể lọc ngược tùy theo cầu của thiết bị tưới, cũng có thể là một bể lọc
ngược.
Đường ống áp lực:
Bao gồm các đường ống chính, ống nhánh. Đường ống chính có nhiệm vụ kết nối các
đường ống nhánh với công trình đầu mối, đường ống tưới nối với đường ống nhánh
cấp cuối cùng. Chất liệu của hệ thống đường ống phụ thuộc vào ngân sách cũng
như các điều kiện khí hậu tại vùng trồng trọt, có thể sử dụng các đường ống làm
từ các chất liệu thép, nhựa PVC, xi măng, Polyetylen...vv thông dụng nhất vẫn
là PVC, Pe...vv.
Thiết bị tưới: Hay còn gọi là béc tưới, là thiết bị đầu ra của hệ thống tưới tiết
kiệm nước, thiết bị này có nhiều chủng loại đa dạng như thiết bị tạo giọt, thiết
bị phun mưa, phun sương để lộ thiên hoặc đặt ngầm dưới mặt đất, hoặc cũng có thể
các đoạn ống nhỏ, chùm ống nhỏ, ống có đục lỗ (vách đơn hoặc vách kép).
Một số đầu tưới phun sương
1.3. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống tưới tiết kiệm nước được hoạt động theo nguyên lí:
Bộ phận đầu vào sẽ cung cấp nước cho hệ thống từ nguồn nước bên ngoài, khi đó
dưới áp lực, nước sẽ chảy qua van kiểm tra, van điều chỉnh. Một phần dòng chảy sẽ
qua thùng chứa và sẽ hòa tan chất dinh dưỡng có trong thùng chứa dưới một áp lực
thích hợp, phần dòng chảy còn lại sẽ chảy hướng xuyên qua thùng. Nếu trong
thùng có chứa phân bón hoặc thuốc trừ sâu hòa tan thì dòng chảy sẽ hòa lẫn và
mang theo chất đó ra khỏi thùng và chảy vào đường ống chính. Nước được lọc sạch
khi qua thiết bị lọc.
Hình thức và phạm vi tưới nước của hệ thống tưới được phân
phối và cung cấp phụ thuộc vào cấu tạo và chức năng của các thiết bị tưới khác
nhau. Thiết bị tưới nhỏ giọt, các thiết bị đục lỗ, ống tưới nhỏ, chùm ống nhỏ,
các thiết bị tạo ra giọt nước hoặc rỉ ra với lưu lượng nhỏ không đổi dưới áp lực
không khí hoặc gần với áp lực không khí. Thiết bị tưới phun mưa khi có dòng nước
áp lực đi đến đập vào mặt chắn hay cánh quay sẽ phân xé dòng nước phun ra không
khí ở dạng các hạt mưa nhỏ hoặc hạt sương.
Tùy theo nhu cầu sử dụng nước mà người quản lý hệ thống điều
chỉnh lưu lượng, áp lực thông qua van khống chế tại đầu các đường ống. Nước có
áp chuyển động trong các đường ống đến các thiết bị tưới để cung cấp cho cây trồng.
2. Nghiên cứu và ứng dụng tưới tiết kiệm nước trên thế giới và ở việt nam.
Kĩ thuật tưới tiết kiệm nước đã được áp dụng lần đầu vào những
năm 40 của thế kỉ XX tại các nhà kính trồng cây ở nước Anh. Vào những năm tiếp
theo của thập kỉ 50, hệ thống tưới tiết kiệm nước được áp dụng vào những cánh đồng
trồng trọt tại Israel với nhiều cải tiến hơn so với ở Anh. Hệ thống tưới tiết
kiệm nước tiếp tục được nghiên cứ và cải tiến trong những năm tiếp theo, đặc biệt
vào những năm 60 của thế kỉ XX, Mĩ và Israel đã nghiên cứu và hoàn thiện kĩ thuật
tưới nhỏ giọt với các kĩ thuật công nghệ tự động hiện đại, có khả năng tiết kiệm rất
nhiều lượng nước tưới cho cây trồng so với cách tưới truyền thống.
Việc Israel ứng dụng thành công việc sử dụng các đường ống
và thiết bị tưới là bằng chất liệu nhựa được coi là bước tiến vượt bậc trong
quá trình cải tiến hoàn thiện hệ thống tưới tiết kiệm nước, mở ra gia đoạn mới
trong cho việc áp dụng công nghệ váo canh tác nông nghiệp trên toàn thế giới.
Diện tích canh tác được tưới bằng kỹ thuật, công nghệ tưới tiết kiệm nước trên
thế giới không ngừng tăng lên. Mỹ, Israel, úc, ý, áo, Tây Ban Nha, Hungary, Đức
vv... là những nước trên thế giới có nhiều
kinh nghiệm và thành tựu trong lĩnh vực nghiên cứu, áp dụng công nghệ kỹ thuật
tưới tiết kiệm nước.
Kĩ thuật tưới tiết kiệm nước được du nhập vào Việt Nam từ
năm 1993 nhưng chủ yếu là dưới dạng thực nghiệm tại các cơ sở sản xuất nông
nghiệp. Khi du nhập vào Việt Nam, để phù hợp với điều kiện tự nhiên và đặc điểm
sinh trưởng của cây trồng mà hệ thống tưới tiết kiệm hoạt động ở mức thấp là tưới
trực tiếp vào tận gốc cây trồng (nhờ đường ống dẫn áp lực thấp - vòi nước mềm
do công nhân điều khiển). Đây là mô hình đã được Trường Đại học Thủy lợi thiết
kế, xây dựng áp dụng thử nghiệm trên quy mô khá rộng (hơn 200 ha) vào các năm
1993 đến năm 1995 tại khu dự án khoa học công nghệ “phát triển hệ sinh thái
nông nghiệp Phủ Quỳ- Nghệ An” trên đồi
núi canh tác cây ăn quả (cam, quýt) rất khó khăn về nguồn nước, đất đai thoái
hóa. ứng dụng và phát triển kết quả từ hệ thống tưới gốc dự án Phủ Quỳ - Nghệ
An, một số cơ sở và nghiên cứu khác đã xây dựng tiếp hệ thống tưới loại này để
tưới cho các cây ăn quả, cây công nghiệp như Trung tâm nghiên cứu cây ăn quả Phủ
Quỳ - Nghệ An, một số nông trại canh tác cà phê ở Đăk lăk, Lâm Đồng, Sơn La,...
và một số tưới gốc cho các vườn ươm cây rừng ở Vĩnh Phú, Lâm Đồng, Đăk Lăk, Gia
Lai,... hệ thống có hạn chế là độ bền, tuổi thọ chưa cao do thiết bị đường ống không
được sản xuất chuyên dùng.