Mục lục bài họcĐang ở d05-b2
Irrigation, Pesticides, and Sustainable Agriculture
Four irrigation methods and what each costs
- Furrow / flood irrigation — water runs down ditches between rows. Cheapest, no pumping, but only about $60\%$ reaches the roots. Drawbacks: waterlogging (the water table rises into the root zone and roots suffocate) and salinization (evaporation leaves dissolved salts behind as a white crust).
- Spray / centre-pivot irrigation — pumped through overhead sprinklers, about $75\%$ efficient, works on uneven ground, but loses water to evaporation and wind drift and needs continuous energy.
- Drip irrigation — perforated tubing delivers water at the plant base, up to $95\%$ efficient, minimises evaporation and salinization. Drawback: high capital cost and clogged emitters.
- Flood/furrow from a canal also carries the Aral Sea failure mode — diverting so much river water that the terminal lake shrinks.
The arithmetic that matters: the volume that must be withdrawn equals the root-zone requirement divided by the efficiency. Efficiency sits in the denominator.
Pesticides, resistance, and the treadmill
A pesticide is a selective agent, not a mutagen. A population already contains rare resistant genotypes; spraying kills the susceptible ones and the survivors reproduce, so resistance frequency rises every generation. Growers respond with higher doses or new chemicals, and the cycle repeats — the pesticide treadmill. Broad-spectrum sprays also kill natural predators, which can trigger a secondary pest outbreak. Persistent lipid-soluble pesticides such as DDT undergo bioaccumulation and biomagnification.
Integrated Pest Management and sustainable practices
IPM combines biological control, crop rotation, resistant cultivars, and mechanical removal, and applies a narrow-spectrum pesticide only after monitoring shows an economic threshold has been crossed. IPM does not mean zero pesticide; it means pesticide as the last tool rather than the calendar default. Soil-conserving practices: contour ploughing (rows follow the contour so each furrow is a small dam), terracing on steep slopes, strip cropping, windbreaks, no-till, cover crops, and crop rotation that breaks pest life cycles and restores nitrogen with legumes.
Các phương pháp tưới và mặt trái của từng phương pháp
- Tưới rãnh / tưới tràn — nước chảy theo rãnh giữa các luống. Rẻ nhất, không cần bơm, nhưng chỉ khoảng $60\%$ tới được rễ. Hai mặt trái kinh điển: ngập úng (mực nước ngầm dâng vào tầng rễ, rễ ngạt) và nhiễm mặn (nước bốc hơi để lại muối hoà tan, đóng thành lớp vỏ trắng trên mặt ruộng).
- Tưới phun — bơm nước qua vòi phun phía trên, hiệu suất khoảng $75\%$, dùng được cả trên đất gồ ghề, nhưng mất nước vì bay hơi và gió thổi lệch, và tốn điện bơm liên tục.
- Tưới nhỏ giọt — ống đục lỗ nhả nước ngay gốc cây, hiệu suất tới $95\%$, hạn chế bay hơi và nhiễm mặn. Mặt trái: vốn lắp đặt lớn, đầu nhỏ giọt dễ tắc nên phải lọc nước.
- Lấy nước sông vào kênh tưới quy mô lớn còn kéo theo kiểu hỏng biển Aral: chuyển dòng quá nhiều làm hồ cuối nguồn teo lại và hoá mặn.
Phép tính then chốt: lượng nước phải lấy lên bằng nhu cầu ở tầng rễ chia cho hiệu suất. Hiệu suất nằm ở mẫu số.
Thuốc trừ sâu, tính kháng và vòng xoáy thuốc
Thuốc trừ sâu là tác nhân chọn lọc, không phải tác nhân gây đột biến. Trong quần thể vốn đã có sẵn một số cá thể mang kiểu gen kháng hiếm gặp; phun thuốc giết những cá thể mẫn cảm, cá thể sống sót sinh sản, nên tần số alen kháng tăng lên qua từng thế hệ. Nông dân đáp lại bằng cách tăng liều hoặc đổi hoạt chất, và vòng lặp chạy tiếp — gọi là vòng xoáy thuốc trừ sâu (pesticide treadmill).
Thuốc phổ rộng còn giết luôn thiên địch, mở đường cho bùng phát dịch hại thứ cấp: loài trước đây bị thiên địch khống chế nay bùng lên thành dịch mới. Thuốc bền vững và tan trong mỡ như DDT thì tích tụ sinh học trong cơ thể và khuếch đại sinh học lên các bậc dinh dưỡng trên.
Quản lý dịch hại tổng hợp và canh tác bền vững
IPM phối hợp đấu tranh sinh học, luân canh, giống kháng, bắt/bẫy cơ học, và chỉ dùng thuốc phổ hẹp sau khi theo dõi mật độ cho thấy đã vượt ngưỡng kinh tế. IPM không có nghĩa là bỏ hẳn thuốc; nó có nghĩa thuốc là công cụ cuối cùng chứ không phải lịch phun mặc định.
Nhóm biện pháp giữ đất: cày theo đường đồng mức (luống chạy ngang sườn dốc nên mỗi rãnh thành một con đập nhỏ chặn dòng chảy), ruộng bậc thang cho sườn dốc mạnh, trồng xen dải, hàng cây chắn gió, không cày xới (no-till), cây che phủ vụ nghỉ, và luân canh — vừa cắt vòng đời sâu bệnh vừa trả lại đạm cho đất nếu luân canh với cây họ đậu.
Một trang trại $80$ ha trồng bông cần $600$ mm nước ở tầng rễ mỗi vụ. Hiện dùng tưới rãnh hiệu suất $60\%$. Chủ trại cân nhắc chuyển sang nhỏ giọt hiệu suất $90\%$, chi phí lắp $\$2{,}000$ mỗi ha, giá nước $\$0{,}12$ mỗi $\mathrm{m^3}$. Tính lượng nước tiết kiệm mỗi vụ và số vụ để hoàn vốn. Biết $1$ mm nước trên $1$ ha $=10\ \mathrm{m^3}$.
Bước 1 — nhu cầu ở tầng rễ. Đây là lượng cây thật sự dùng, chưa tính hao:
$$600\times80\times10=480{,}000\ \mathrm{m^3}$$Bước 2 — lượng phải bơm lên với từng phương pháp. Chia cho hiệu suất:
$$\text{rãnh}=\frac{480{,}000}{0{,}60}=800{,}000\ \mathrm{m^3}$$$$\text{nhỏ giọt}=\frac{480{,}000}{0{,}90}=533{,}333\ \mathrm{m^3}$$Bước 3 — nước tiết kiệm và tiền tiết kiệm.
$$800{,}000-533{,}333=266{,}667\ \mathrm{m^3/vụ}$$$$266{,}667\times0{,}12=\$32{,}000\ \text{mỗi vụ}$$Bước 4 — hoàn vốn. Vốn lắp $=80\times2{,}000=\$160{,}000$.
$$\frac{160{,}000}{32{,}000}=5{,}0\ \text{vụ}$$Kết luận. Nhỏ giọt tiết kiệm $2{,}67\times10^5\ \mathrm{m^3}$ mỗi vụ và hoàn vốn sau $5$ vụ. Nếu vùng đó đang bơm quá mức tầng nước ngầm hoặc giá nước còn được trợ giá thấp hơn giá thật, giá trị thực của khoản tiết kiệm còn cao hơn con số $\$32{,}000$.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 5 — Land and Water Use gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.