Tài liệu Nghiên cứu một số biện pháp phát triển sản xuất lúa ở huyện yên mỹ, tỉnh hưng yên

MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... iii MỤC LỤC ......................................................................................................... iv DANH MỤC CÁC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ................................... viii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. ix DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. xi MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................ 1 2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu ............................................................... 2 2.1. Mục đích................................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu .................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3 4. Giới hạn của đề tài .................................................................................... 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................... 4 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài ............................................................................. 4 1.1.1. Hệ thống trồng trọt (HTTT) ...................................................................... 4 1.1.2. Hệ thống cây trồng (HTCTr)..................................................................... 4 1.2. Những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng ........................... 6 1.2.1. Khí hậu ..................................................................................................... 6 1.2.2. Đất đai với hệ thống cây trồng .................................................................. 8 1.2.3. Cây trồng và hệ thống cây trồng ............................................................... 9 1.2.4. Quần thể sinh vật và hệ thống cây trồng.................................................. 10 1.2.5. Khoa học công nghệ ............................................................................... 11 1.2.6. Phương thức canh tác và hệ thống cây trồng ........................................... 11 1.2.7. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cây trồng ....................................... 15 1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam.............................. 16 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 1.3.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới .................................................. 16 1.3.2. Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam ................................................. 18 1.4. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón trên thế giới và ở Việt Nam ....... 20 1.4.1. Cơ sở lý luận của việc bón phân cho lúa ................................................. 20 1.4.2. Yêu cầu dinh dưỡng của cây lúa ............................................................. 21 1.4.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ cho lúa............................ 23 1.5. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật để tăng năng suất, hiệu quả trong sản xuất lúa.................................................................................... 29 1.5.1. Giống...................................................................................................... 30 1.5.2. Kỹ thuật và mật độ cấy ........................................................................... 30 1.5.3. Kỹ thuật bón phân cho lúa ...................................................................... 31 1.5.4. Quản lý sâu bệnh và cỏ dại ..................................................................... 33 1.5.5. Quản lý nước trên ruộng ......................................................................... 33 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 34 2.1. Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu .......................................... 34 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................... 34 2.1.2. Thời gian nghiên cứu .............................................................................. 34 2.1.3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................. 34 2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................... 34 2.2.1. Đánh giá hiện trạng điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên ......................................................................... 34 2.2.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất. ............................................................. 34 2.2.3. Đánh giá thực trạng áp dụng kỹ thuật canh tác với cây trồng trên đất lúa (chia theo: vụ xuân - vụ mùa - vụ đông) ............................................ 35 2.2.4. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trồng trọt nhằm nâng cao năng suất, mở rộng diện tích giống lúa chất lượng ........................................... 35 2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 35 2.3.1. Phương pháp điều tra và thu thập ............................................................ 35 2.3.2. Phương pháp thí nghiệm trên đồng ruộng ............................................... 36 2.3.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ..................................................... 38 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v 2.4. Phương pháp tính toán và phân tích kết quả nghiên cứu .......................... 39 2.4.1. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế ........................................................... 39 2.4.2. Phân tích kết quả thí nghiệm ................................................................... 40 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 41 3.1. Phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Yên Mỹ ............ 41 3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................. 41 3.1.2. Tài nguyên khí hậu ................................................................................. 42 3.1.3. Điều kiện kính tế - xã hội ........................................................................ 45 3.1.4. Đánh giá chung ....................................................................................... 50 3.2. Thực trạng sử dụng đất đai ở Yên Mỹ năm 2014 .................................... 52 3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp ........................................................ 53 3.2.2. Hiện trạng sử dụng đất phi nông nghiệp .................................................. 53 3.2.3. Đất chưa sử dụng .................................................................................... 53 3.3. Thực trạng sản xuất nông nghiệp của huyện Yên Mỹ .............................. 54 3.3.1. Thực trạng sản xuất ngành chăn nuôi ...................................................... 54 3.3.2. Thực trạng sản xuất ngành trồng trọt....................................................... 55 3.3.3. Hiện trạng loại hình sử dụng đất trên đất lúa huyện Yên Mỹ .................. 58 3.3.4. Hiện trạng sử dụng phân bón cho lúa và một số cây trồng tại huyện Yên Mỹ .................................................................................................. 64 3.3.5. Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, phòng trừ dịch hại cây trồng .................. 66 3.3.6. Hiệu quả kinh tế của các cây trồng trên đất lúa ....................................... 66 3.3.7. Hiệu quả kinh tế các công thức trồng trọt chính trên đất lúa .................... 71 3.3.8. Đánh giá tổng quát về cơ cấu cây trồng trên đất lúa huyện Yên Mỹ ........ 73 3.4. Kết quả thí nghiệm ................................................................................. 75 3.4.1. Thời gian sinh trưởng ............................................................................. 75 3.4.2. Ảnh hưởng tương tác của liều lượng phân bón và giống đến một số chỉ tiêu sinh trưởng cây lúa ..................................................................... 77 3.4.3. Các chỉ tiêu sinh lý ................................................................................. 80 3.4.4. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ...................................... 87 3.4.5. Hiệu quả kinh tế của các công thức trong thí nghiệm .............................. 91 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi 3.5. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trồng trọt nhằm nâng cao năng suất mở rộng diện tích lúa chất lượng ..................................................... 93 3.5.1. Giải pháp về cải tiến công thức trồng trọt ............................................... 93 3.5.2. Giải pháp về kỹ thuật .............................................................................. 93 3.5.3. Các giải pháp khác .................................................................................. 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 95 1. Kết luận .................................................................................................. 95 2. Kiến nghị ................................................................................................ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 97 PHỤ LỤC........................................................................................................ 101 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC CÁC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu BVTV CCCC CCCTr CT Bảo vệ thực vật Chiều cao cuối cùng Cơ cấu cây trồng Công thức Đ/c ĐBSCL ĐBSH ĐVT Đối chứng Đồng bằng sông Cửu Long Đồng bằng sông Hồng Đơn vị tính HH HTCT HTCTr Hữu hiệu Hệ thống canh tác Hệ thống cây trồng HTNN HTTT IRRI KHCN Hệ thống nông nghiệp Hệ thống trồng trọt Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế Khoa học công nghệ LAI LĐNN NN Chỉ số diện tích lá Lao động nông nghiệp Nông nghiệp NS NSLT NSTT PTNT Năng suất Năng suất lý thuyết Năng suất thực thu Phát triển nông thôn SXNN TBKT TGST Sản xuất nông nghiệp Tiến bộ kỹ thuật Thời gian sinh trưởng THCS THPT TL UBND Trung học cơ sở Trung học phổ thông Tỷ lệ Ủy ban nhân dân Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Sản xuất lúa gạo trên thế giới năm 2010 ............................................ 17 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam ............................................ 19 Bảng 1.3. Lượng phân bón (N, P2O5, K2O)/ha ................................................... 24 Bảng 1.4. Tiêu thụ phân hoá học và năng suất cây trồng ở Việt Nam................. 26 Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp huyện Yên Mỹ .......................... 43 Bảng 3.2. Cơ cấu kinh tế của huyện Yên Mỹ từ năm 2012 - 2014...................... 46 Bảng 3.3. Dân số và lao động của huyện Yên Mỹ năm 2014 ............................. 48 Bảng 3.4. Hiện trạng sử dụng đất của huyện Yên Mỹ năm 2014 ........................ 52 Bảng 3.5. Số lượng và sản lượng thịt một số loại vật nuôi trên địa bàn huyện qua 3 năm (2012 - 2014) ................................................................ 54 Bảng 3.6. Diện tích, năng suất, sản lượng một số loại cây trồng chính của huyện Yên Mỹ năm 2014 ......................................................................... 55 Bảng 3.7. Cơ cấu diện tích các loại đất trồng lúa huyện Yên Mỹ năm 2014 ....... 58 Bảng 3.8. Cơ cấu diện tích giống lúa gieo trồng vụ Xuân tại Yên Mỹ năm 2014 ................................................................................................. 60 Bảng 3.9. Cơ cấu diện tích giống lúa gieo trồng vụ mùa tại Yên Mỹ năm 2014 ................................................................................................. 62 Bảng 3.10. Hiện trạng sử dụng phân bón cho một số cây trồng chính ................ 65 Bảng 3.11. Hiệu quả kinh tế của một số giống lúa tại huyện Yên Mỹ năm 2014 (tính cho 1ha) .................................................................................. 67 Bảng 3.12. Hiệu quả kinh tế của một số cây trồng chính trên đất lúa tại huyện Yên Mỹ năm 2014 (tính cho 1ha) .................................................. 69 Bảng 3.13. Hiệu quả kinh tế của các công thức trồng trọt trên đất chuyên lúa và 2 lúa 1 màu .................................................................................... 71 Bảng 3.14. Hiệu quả kinh tế của các công thức trồng trọt trên đất 2 màu 1 lúa ......................................................................................................... 72 Bảng 3.15. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2015 tại Yên Mỹ ...................................................................................... 76 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix Bảng 3.16a. Ảnh hưởng của phân bón đến động thái tăng trưởng chiều cao và số nhánh .............................................................................................. 78 Bảng 3.16b. Ảnh hưởng của giống đến động thái tăng trưởng chiều cao và số nhánh ................................................................................................... 79 Bảng 3.16c. Ảnh hưởng tương tác của liều lượng phân bón và giống đến các chỉ tiêu sinh trưởng ............................................................................ 80 Bảng 3.17a. Ảnh hưởng của phân bón đến chỉ số diện tích lá ............................ 81 Bảng 3.17b. Ảnh hưởng của giống đến chỉ số diện tích lá .................................. 81 Bảng 3.17c. Ảnh hưởng tương tác của liều lượng phân bón và giống đến chỉ số diện tích lá ..................................................................................... 82 Bảng 3.18a. Ảnh hưởng của phân bón đến khối lượng tích lũy chất khô ............ 83 Bảng 3.18b. Ảnh hưởng của giống đến khối lượng tích lũy chất khô ................. 84 Bảng 3.18c. Ảnh hưởng tương tác của liều lượng phân bón và giống đến khối lượng tích lũy chất khô ..................................................................... 85 Bảng 3.19. Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh chính của các giống lúa .................................................................................................. 86 Bảng 3.20a. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ở các mức phân bón ........................................................................................................... 88 Bảng 3.20b. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống .................. 88 Bảng 3.20c. Ảnh hưởng tương tác của liều lượng phân bón và giống đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ............................................. 89 Bảng 3.21a. Hiệu suất sử dụng phân hữu cơ vi sinh của trung bình 3 giống ....... 91 Bảng 3.21b. Hiệu suất sử dụng phân hữu cơ vi sinh của từng giống................... 91 Bảng 3.22. Hiệu quả kinh tế của tổ hợp các mức phân bón và từng giống .......... 92 Bảng 3.23. So sánh hiệu quả kinh tế giữa công thức trồng trọt cũ và mới trên đất 2 vụ lúa - 1 màu ........................................................................... 93 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page x DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1. Hình đơn vị hành chính huyện Yên Mỹ - tỉnh Hưng Yên ................... 41 Hình 3.2. Cơ cấu kinh tế của huyện Yên Mỹ giai đoạn 2012 - 2014 .................. 46 Hình 3.3. Hiện trạng sử dụng đất của huyện Yên Mỹ năm 2014 ........................ 52 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page xi MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Yên Mỹ là một huyện thuần nông nằm ở phía Bắc tỉnh Hưng Yên, gần thủ đô Hà Nội, có 2 khu công nghiệp Phố Nối A và Phố Nối B. Mạng lưới giao thông thuận tiện tạo cho Yên Mỹ có nhiều thuận lợi trong lưu thông, hàng hóa với các huyện khác trong tỉnh, cũng như với các tỉnh, thành lân cận Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh và Hải Dương … Tổng diện tích đất tự nhiên của huyện là 9.250,1 ha, sản xuất nông nghiệp vẫn giữ vai trò chủ đạo, và cây lúa chiếm ưu thế lớn với tổng diện tích là 4.553,9 ha, năng suất bình quân năm 2014 là 62,3 tạ/ha. Trong những năm gần đây, kinh tế nông nghiệp, nông thôn của Yên Mỹ tuy đã có những bước phát triển mới. Song, nhìn chung sản xuất nông nghiệp ở đây cũng còn không ít những tồn tại, đó là: Sản xuất manh mún, nhỏ lẻ không đồng bộ, cơ cấu cây trồng chưa hợp lý; trình độ canh tác của nông dân còn hạn chế, chủ yếu sản xuất theo phương thức truyền thống; bộ giống lúa khá phong phú nhưng chất lượng giống chưa cao, phần lớn nông dân vẫn sử dụng các giống: Khang dân 18, Bắc thơm 7, Q5, IR 1561… các giống này dễ thâm canh năng suất ổn định, nhưng bắt đầu thể hiện suy giảm về năng suất và tính chống chịu, nên hiệu quả kinh tế không cao; sử dụng phân bón chưa hợp lý: còn nặng về sử dụng phân bón hóa học và sử dụng phân đạm (urê) là chính với số lượng lớn mà không cân đối với lân, kali, hạn chế sử dụng phân chuồng, đặc biệt, số hộ sử dụng phân hữu cơ vi sinh rất thấp. Tập quán canh tác này đã làm cho việc thâm canh cây lúa, cũng như cây rau màu dần trở lên kém hiệu quả, làm mất cấu trúc của đất, đất bị chai cứng, có thể làm chua hóa, giảm độ phì và khả năng giữ nước của đất, giảm tỷ lệ thông thoáng trong đất, làm cho một số vi sinh vật trong đất bị chết. Vì vậy, rất cần có sự định hướng đồng bộ cả về khoa học công nghệ cũng như cơ chế chính sách của các cấp, các ngành để giúp Yên Mỹ có hướng đi đúng đắn trong phát triển sản xuất nông nghiệp bền vững, phù hợp với điều kiện tự nhiên của huyện, nâng cao hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp, tăng giá trị ngày công và hiệu quả kinh tế là việc hết sức quan trọng, góp phần thực hiện thắng lợi Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 Chương trình xây dựng nông thôn mới tại Yên Mỹ. Đây chính là lý do Tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp phát triển sản xuất lúa ở huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên". 2. 2.1. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu Mục đích Trên cơ sở đánh giá thực trạng các biện pháp kỹ thuật và hiệu quả kinh tế của các cây trồng trên đất lúa, từ đó, đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, phù hợp với điều kiện khí hậu, đất đai và tập quán canh tác của người dân. 2.2. Yêu cầu - Đánh giá được thuận lợi, khó khăn của điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội chi phối sản xuất trồng trọt tại địa phương nghiên cứu. - Đánh giá hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp và đất trồng lúa, bộ giống, năng suất và điều kiện thâm canh, hiệu quả kinh tế của các giống lúa tại huyện. - Thực hiện thí nghiệm để chọn ra được một số giống lúa chất lượng có khả năng cho năng suất cao, chất lượng gạo khá, và xác định ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh tới năng suất và hiệu quả sử dụng phân bón phân vi sinh trong sản xuất lúa chất lượng. - Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật, chọn giống lúa chất lượng có triển vọng, phù hợp với điều kiện sinh thái của huyện, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trên đất lúa cho người nông dân. 3. 3.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung phương pháp luận về hệ thống trồng trọt, sử dụng tài nguyên theo quan điểm phát triển nông nghiệp bền vững. - Nghiên cứu thực nghiệm về một số biện pháp kỹ thuật trong sản xuất lúa. Đánh giá khả năng thích ứng và tính ưu việt của các giống lúa, biện pháp canh tác thích hợp làm căn cứ khoa học cho việc áp dụng rộng rãi vào sản xuất. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đề xuất bổ sung một số giống lúa có triển vọng và lượng phân bón hữu cơ vi sinh thích hợp với điều kiện vụ xuân tại Yên Mỹ, để tăng hiệu quả kinh tế cho hộ nông dân. - Kết quả nghiên cứu là cơ sở giúp Huyện ủy - UBND huyện có định hướng và xây dựng kế hoạch phát triển sản xuất nông nghiệp của huyện trong thời gian tới. 4. Giới hạn của đề tài Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu khái quát các hệ thống cây trồng hiện tại và cơ cấu cây trồng trên đất lúa của huyện. So sánh một số giống lúa chất lượng mới, nghiên cứu lượng phân hữu cơ vi sinh bón cho lúa chất lượng, để phục vụ công tác chỉ đạo và áp dụng vào sản xuất của địa phương trong những năm tới. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài Một số khái niệm cơ bản trong nghiên cứu hệ thống nông nghiệp. 1.1.1. Hệ thống trồng trọt (HTTT) Sản xuất trồng trọt là một hoạt động quan trọng trong hệ thống nông nghiệp (HTNN), bởi nó có vai trò quyết định đến các hoạt động khác của hệ thống. Hoạt động sản xuất trồng trọt trong HTNN tạo ra hệ thống cây trồng tương ứng. Nguyễn Duy Tính (1995) cho rằng HTTT là hệ thống con và là trung tâm của HTNN, cấu trúc của nó quyết định sự hoạt động của các hệ thống con khác như: chăn nuôi, chế biến, ngành nghề … Vậy hệ thống trồng trọt là gì? Lý thuyết về hệ thống trồng trọt dựa trên những yếu tố về điều kiện tự nhiên (khí hậu, đất đai), kinh tế - xã hội, thị trường của vùng. Nghiên cứu hệ thống trồng trọt là một vấn đề phức tạp vì nó liên quan đến các yếu tố môi trường như: đất đai, khí hậu, cây trồng, sâu bệnh, dịch hại mức đầu tư phân bón, trình độ khoa học nông nghiệp và vấn đề hiệu ứng hệ thống của hệ thống cây trồng. Tuy nhiên, tất cả nghiên cứu trên đều nhằm mục đích sử dụng có hiệu quả đất đai và nâng cao năng suất cây trồng. Theo Phạm Chí Thành và cs. (1996) hệ thống trồng trọt bao gồm: (i) hệ thống cây trồng; (ii) hệ thống công thức luân canh; (iii) hệ thống sử dụng phân bón; (iv) hệ thống tưới tiêu; (v) hệ thống bảo vệ thực vật; (vi) hệ thống quản lý... 1.1.2. Hệ thống cây trồng (HTCTr) * Khái niệm về hệ thống cây trồng. Trên thế giới có rất nhiều cách hiểu khác nhau: Zandstra et al. (1981) cho rằng hệ thống cây trồng là thành phần các giống và loài cây được bố trí trong không gian và thời gian của một hệ sinh thái nông nghiệp, nhằm tận dụng hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế - xã hội (Dẫn theo Phạm Chí Thành và cs, 1996). Theo Phạm Văn Hiền và Trần Danh Thìn (2009), nói đến HTCTr đa canh là nói đến: trồng xen, trồng gối, luân canh, trồng thành băng, canh tác phối hợp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 vườn hỗn hợp .... Trong đó, hệ thống luân canh cây trồng có vai trò rất lớn, nó góp phần tăng hiệu quả sản xuất trên một đơn vị diện tích cũng như khai thác tối đa điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội. Ngoài ra, đây là một trong những biện pháp sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước một cách có hiệu quả. HTCTr tối ưu không chỉ phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên mà còn phụ thuộc vào quy mô và phần trả lại của sản phẩm cây trồng, giá của chi phí đầu vào bao gồm cả lao động, sự kết hợp giữa các hợp phần công việc, khả năng đầu tư của nông dân và chiều hướng của rủi ro (David, 2003). * Hệ thống cây trồng hợp lý. HTCTr hợp lý là phát triển HTCTr mới trên cơ sở cải tiến HTCTr cũ. Trên thực tế là sự tổ hợp lại các công thức luân canh, các thành phần cây trồng và giống cây trồng, đảm bảo các thành phần trong hệ thống có mối quan hệ tương tác với nhau, thúc đẩy lẫn nhau, nhằm khai thác tốt lợi thế về điều kiện đất đai, tạo cho hệ thống có sức sản xuất cao, bảo vệ môi trường và các hệ sinh thái (Lê Duy Thước, 1991). Theo Trần Danh Thìn và Nguyễn Huy Trí (2008), một HTCTr được coi là hợp lý nếu đáp ứng các yêu cầu sau: (i) Đạt tổng sản lượng cao và ổn định qua các mùa vụ. Đây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá HTCTr hợp lý; (ii) khai thác triệt để và có hiệu quả điều kiện khí hậu, đất đai trong vùng và hạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hại do khí hậu và đất đai gây ra đối với cây trồng; lựa chọn giống và loại cây trồng để bố trí cho phù hợp với khí hậu và đất đai, không những tận dụng được các lợi thế mà còn có tác dụng hạn chế những trở ngại do đất đai và khí hậu gây ra; (iii) lợi dụng tốt nhất các đặc tính sinh học của cây trồng, tránh được tác hại của sâu, bệnh và cỏ dại; (iv) thúc đẩy phát triển chăn nuôi và các ngành nghề phụ khác; (v) khai thác triệt để và có hiệu quả các điều kiện kinh tế - xã hội sẵn có để phát triển bền vững; (vi) phù hợp với nguồn lực nông hộ và được nông dân chấp nhận. Theo Phạm Văn Phê và Nguyễn Thị Lan (2001) những nguyên tắc cần được áp dụng trong việc xác định hệ thống cây trồng hợp lý cho các vùng sinh thái khác nhau là: (i) Hệ thống cây trồng phải sử dụng tốt nhất nguồn nhiệt, bức Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 xạ. Có thể dựa vào tổng nhiệt của từng loại cây trồng để sắp xếp các công thức cây trồng của từng vùng; (ii) sử dụng tốt nhất nguồn nước. Trong điều kiện không tưới, cây trồng phụ thuộc vào thời gian mưa. Bố trí cây trồng cần được dựa vào lượng nước mưa theo thời gian. Trong điều kiện có tưới, khả năng chủ động tưới cho phép mở rộng diện tích gieo trồng; (iii) thích hợp và sử dụng tốt nhất điều kiện đất; (iv) tránh thiệt hại do các điều kiện khó khăn về khí hậu, đất đai, sâu bệnh gây ra; (v) bồi dưỡng độ màu mỡ của đất, tránh thoái hóa đất; (vi) đảm bảo việc sử dụng lao động hợp lý. * Đặc điểm của HTCTr. Hệ thống cây trồng có các đặc điểm sau: (a) Hệ thống cây trồng được hiểu là: loại cây trồng, giống cây, mùa vụ trồng trọt, hệ thống công thức luân canh cây trồng ở những điều kiện sinh thái cụ thể. (b) Đặc trưng của HTCTr là yếu tố động: + Động theo thời gian (hệ thống cây trồng ở nền nông nghiệp tự cung, tự cấp khác với hệ thống cây trồng làm hàng hóa); + Động theo không gian, điều kiện sinh thái cụ thể khác nhau thì hệ thống cây trồng khác nhau như (chân ruộng cao, ruộng trũng, ruộng vàn, ruộng thấp; vùng sinh thái đồng bằng, trung du, miền núi, ven biển ...); + Động theo tiến bộ kỹ thuật như (giống cây trồng, kỹ thuật trồng trọt mới ...) và động theo nhu cầu tiêu dùng của xã hội khác nhau. Tại một vùng cụ thể, cây trồng là yếu động. Chính vì vậy, chúng ta cần thường xuyên nghiên cứu sự thay đổi của hệ thống cây trồng và tập quán canh tác để phù hợp với sinh thái và điều kiện sản xuất của hộ. 1.2. Những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng 1.2.1. Khí hậu Nông nghiệp có quan hệ qua lại phức tạp với các điều kiện tự nhiên, trong đó có yếu tố khí hậu. Diễn biến khí hậu thường được thể hiện bởi thời tiết, chúng là những nhân tố tác động mạnh mẽ nhất đến sản xuất nông nghiệp, được thể hiện qua năng suất (cao hay thấp) và chất lượng nông sản (tốt hay xấu). Những điều kiện khí hậu được xác định cho nông nghiệp là ánh sáng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 nhiệt độ và nước. Ngoài ra, cũng phải thấy “khí hậu nào, đất nào, cây đó”, cho nên khí hậu là yếu tố quyết định sự phân bố động, thực vật trên trái đất, ngay cả mạng lưới sông ngòi, độ màu mỡ của đất cũng là hệ quả của khí hậu (Dẫn theo Nguyễn Văn Viết, 2009). 1.2.1.1. Nhiệt độ Theo Nguyễn Văn Viết (2009) diễn biến của nhiệt độ có ý nghĩa quyết định đến cơ cấu thời vụ gieo trồng khi các điều kiện khác nhau được bảo đảm. Từng loại cây, giống cây, các bộ phận của cây, các quá trình sinh lý của cây phát triển thích hợp và an toàn trong khoảng nhiệt độ nhất định. Theo Lý Nhạc và cs. (1987) cây ưa nóng là những cây trong 2 tháng cuối yêu cầu nhiệt độ trên 200C, cây ưa lạnh là những cây trong 2 tháng cuối yêu cầu nhiệt độ dưới 200C. Nếu không có nhiệt độ phù hợp với đặc tính ưa nhiệt của cây dẫn đến năng suất giảm. Căn cứ vào yêu cầu nhiệt độ của từng nhóm cây: ưa nóng, ưa lạnh hay ngắn ngày để bố trí HTCTr trong năm. 1.2.1.2. Ánh sáng - Ánh sáng cung cấp năng lượng cho quá trình tổng hợp chất hữu cơ của cây. Ánh sáng là yếu tố biến động, ảnh hưởng đến năng suất. Cần xác định yêu cầu của cây trồng về cường độ chiếu sáng và khả năng cung cấp ánh sáng từng thời kỳ trong năm để bố trí cây trồng hợp lý. Mỗi cây trồng có yêu cầu ánh sáng khác nhau. Theo Lý Nhạc và cs. (1987) các loại cây quang hợp theo chu trình C4 và chu trình CAM là những cây ưa sáng. Đồng thời, cũng là cây ưa nóng. Các cây quang hợp theo chu trình C3 yêu cầu ánh sáng thấp hơn. - Độ dài ngày dùng để xác định thời gian sinh trưởng của cây, muốn biết khả năng cung cấp ánh sáng cho cây, cần biết bức xạ và số giờ nắng hàng tháng hoặc số giờ nắng bình quân ngày. Khi xem xét vai trò của ánh sáng (độ dài ngày ngắn hay dài) đối với cây trồng phải xem xét độ dài ngày theo mùa sinh trưởng của cây trồng (Nguyễn Văn Liêm và cs, 2007; Nguyễn Văn Viết, 2009). Để bố trí HTCTr phù hợp, đạt năng suất cao và ổn định cần phải căn cứ vào nhu cầu của cây về nhiệt độ, ánh sáng ở giai đoạn cuối và tình hình nhiệt độ, ánh sáng từng tháng trong năm. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 1.2.1.3. Lượng mưa Nước là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với cây trồng. Cây trồng đòi hỏi một lượng nước lớn gấp nhiều lần trọng lượng chất khô của chúng. Lượng nước mà cây tiêu thụ để hình thành một đơn vị chất khô của một số cây trồng (gọi là hệ số tiêu thụ nước) như ngô: 250 - 400 đơn vị nước cho một đơn vị chất khô, lúa: 500 - 800 đơn vị nước cho một đơn vị chất khô, tiếp đến bông: 300 - 600, rau: 300 - 500, cây gỗ: 400 - 500, ... (Trần Đức Hạnh và cs, 1997). Hầu hết lượng nước được sử dụng cho nông nghiệp là nước mặt, các nguồn này được cung cấp chủ yếu từ lượng mưa hàng năm. Tùy theo lượng mưa hàng năm, khả năng cung cấp và khai thác nước đối với một vùng cụ thể được xem xét để lựa chọn hệ thống cây trồng thích hợp. 1.2.1.4. Ẩm độ Ở các huyện vùng cao miền núi phía Bắc, lượng mưa phân bố không đều, có 5 tháng (11, 12, 1, 2, 3) lượng mưa < 15 mm/tháng, lượng bốc hơi > lượng mưa. Chỉ số khô hạn quá cao > 2, năng suất giảm nghiêm trọng, tới chỉ số 4 cây trồng sẽ bị chết. Ngược lại, với mức độ chỉ số ẩm quá lớn (>2), cây trồng cũng bị ảnh hưởng và thường trong các trường hợp này do lượng mưa nhiều gây úng ngập, trời âm u ít nắng, gián tiếp ảnh hưởng đến quang hợp, sâu bệnh. Vì vậy, cần có các biện pháp chăm sóc giữ ẩm, tưới cho cây khi gặp khô hạn và bố trí mật độ thích hợp để cây trồng phát triển tốt. 1.2.2. Đất đai với hệ thống cây trồng Đất đai là một trong những nguồn tài nguyên quan trọng. Bảo vệ, duy trì và cải tiến nguồn tài nguyên này là tiêu chuẩn để tiếp tục duy trì chất lượng cuộc sống trên trái đất (Henry et al, 1996). Điều kiện đất đai và khí hậu mang tính chất quyết định để bố trí cây trồng hợp lý. Nó tùy thuộc vào điều kiện địa hình, độ dốc, chế độ nước ngầm, thành phần cơ giới đất để bố trí một hoặc một số cây trồng phù hợp. Hiểu được mối quan hệ giữa cây trồng với đất sẽ dễ dàng xác định được HTCTr hợp lý ở một vùng cụ thể. Thành phần cơ giới của đất quy định tính chất của đất như chế độ nước, không khí, nhiệt độ và dinh dưỡng. Đất có thành phần cơ giới nhẹ thích hợp cho Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 cây trồng lấy củ. Đất có thành phần cơ giới nặng và có nước trên mặt phù hợp cho các cây ưa nước. Các cây trồng cạn như ngô, lạc, đậu tương ... thường sinh trưởng tốt và cho năng suất cao trên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ (Phạm Bình Quyền và cs, 1992). Bón phân và canh tác hợp lý là biện pháp hữu hiệu điều khiển dinh dưỡng đất. Nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng ở vùng đất đồi núi nhờ nước trời ở Indonexia cho thấy hạn chế chủ yếu để cây trồng tăng trưởng và cho năng suất tốt là độ màu mỡ của đất thấp. Phân bón, đặc biệt phân đạm và phân lân là yếu tố chính để giải quyết vấn đề này (Suryatra et al. 1982). Nước ta có khoảng 22 triệu ha đất đồi núi, chiếm 2/3 tổng diện tích đất tự nhiên, có độ dốc nhất định. Gieo trồng cây ngắn ngày thường làm giảm hàm lượng hữu cơ và dự trữ mùn, đạm. Để phục hồi đất đồi núi, cần bổ sung vào đất một lượng chất hữu cơ mới (phân chuồng, phân xanh, tàn dư cây trồng ...) khoảng 10 - 15 tấn/ha/năm. Chuyển từ cơ cấu độc canh cây ngắn ngày sang đa canh sẽ tăng mạnh lượng hữu cơ và nhịp độ tuần hoàn hữu cơ trong đất. Điều đó góp phần đảm bảo cho sử dụng đất lâu bền (Nguyễn Văn Bộ, 2001). 1.2.3. Cây trồng và hệ thống cây trồng Trong hệ sinh thái đồng ruộng, cây trồng là thành phần trung tâm. Mỗi loại cây có yêu cầu về điều kiện sống như đất đai, khí hậu khác nhau. Các loại cây trồng có tập đoàn vi sinh vật đất, vi sinh vật cộng sinh và cả các loại sinh vật hại riêng. Hơn nữa, mỗi loại cây trồng lại có biện pháp canh tác, kỹ thuật chăm sóc cụ thể. Vì vậy, mỗi vườn cây có thể xem là một hệ sinh thái nông nghiệp. Nhiệm vụ của khoa học cây trồng là sử dụng những nguồn lợi đó một cách tốt nhất (Đường Hồng Dật, 2008). Khí hậu và đất đai là các yếu tố mà con người ít có khả năng thay đổi, còn với cây trồng thì con người có thể thay đổi các yếu tố đầu vào, chọn lựa, di thực. Với tiến bộ công nghệ sinh học ngày nay, con người có thể thay đổi bản chất của cây trồng theo ý muốn thông qua các biện pháp như lai tạo, chọn lọc, gây đột biến, nuôi cây vô tính. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9 Nông nghiệp nước ta thời kỳ xa xưa đã có một cơ cấu cây trồng phong phú, từ các cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới đến ôn đới. Cùng với lúa nước là loại cây lương thực chủ yếu, cơ cấu các loại cây trồng bao gồm nhiều loại cây: cây lương thực, cây có củ, cây ăn quả, cây có sợi ... đã ngày càng được bổ sung phong phú thêm trong quá trình phát triển sản xuất. Sau nhiều năm chọn lọc, di thực, hiện nay người ta có thể trồng các cây ôn đới trong vụ hè, đặc biệt là rau, cây nhiệt đới trong vụ đông nhờ biện pháp kỹ thuật canh tác trong nhà có mái che, nhà kính và công nghệ chọn tạo giống. Ví dụ: qua quá trình lai tạo, di thực đã chọn tạo ra giống bắp cải có khả năng cuộn trong vụ hè, kỹ thuật canh tác cải tiến có thể trồng su hào trong vụ hè. 1.2.4. Quần thể sinh vật và hệ thống cây trồng Trong hệ sinh thái nông nghiệp ngoài thành phần chính là cây trồng còn có các thành phần khác như cỏ dại, sâu bệnh, các vi sinh vật, các động vật ... các thành phần chính này cùng với cây trồng tạo lên một quần thể sinh vật, chúng chi phối sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Theo các tác giả Lý Nhạc và cs. (1987) thì khi xây dựng hệ thống cây trồng cần chú ý đến các mối quan hệ theo nguyên tắc: - Lợi dụng mối quan hệ tốt giữa các sinh vật với cây trồng. - Khắc phục, phòng tránh hoặc tiêu diệt mầm mống tác hại đối với cây trồng do các vi sinh vật gây nên. Trong quần thể cây trồng, quần thể chủ đạo của hệ thống cây trồng có những đặc điểm chủ yếu sau: - Mật độ của quần thể do con người quy định trước từ lúc gieo trồng. - Sự sinh sản, tử vong và phát tán không xảy ra một cách tự phát mà chịu sự điều khiển của con người. - Sự phân bố không gian tương đối đồng đều do con người điều khiển. - Độ tuổi của quần thể cũng đồng đều vì có sự tác động của con người. Trong hệ thống cây trồng cũng xảy ra sự cạnh tranh cùng loài hoặc khác loài. Khi gieo trồng một loại cây trồng thì vấn đề cạnh tranh cùng loài rất quan trọng. Cần xác định mật độ gieo trồng và các biện pháp điều chỉnh quần thể để Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10 giảm sự cạnh tranh trong loài. Sự cạnh tranh khác loài cũng xảy ra khi ta trồng xen hoặc giữa cây trồng với cỏ dại. Vì vậy, khi xây dựng hệ thống cây trồng cần chú ý các vấn đề sau: - Xác định thành phần cây trồng và giống cây trồng thích hợp với điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất. - Bố trí cây trồng theo thời vụ tốt cũng tránh tác hại của cỏ dại, sâu bệnh. Dịch sâu bệnh hại phát triển theo lứa và theo mùa, tác hại của chúng xảy ra nghiêm trọng trong thời kỳ sinh trưởng, phát triển nhất định của cây trồng. Do vậy, xác định thời vụ tốt cũng có khả năng né tránh được tác hại của sâu bệnh. 1.2.5. Khoa học công nghệ - Tiến bộ kỹ thuật: Bao gồm các quy trình, công nghệ, biện pháp kỹ thuật cụ thể và quản lý sử dụng đất, sản xuất, thu hoạch, chăm sóc, bảo vệ các loại sản phẩm nông nghiệp. Tiến bộ kỹ thuật trong trồng trọt là các kỹ thuật mang lại hiệu quả cụ thể trong việc chọn tạo giống cây trồng, kỹ thuật canh tác, chăm sóc, bón phân, cải tạo và sử dụng đất, bảo vệ thực vật ... (Nguyễn Ngọc Nông, 2002). - Các tiến bộ khoa học - công nghệ: Nhờ có công nghệ mà các yếu tố sản xuất như đất đai, sinh vật, khí hậu, máy móc, lao động và kinh tế kết hợp với nhau để tạo ra sản phẩm nông nghiệp. Trong thực tế sản xuất, những hỗ trợ tiếp cận với tiến bộ khoa học, công nghệ sản xuất, hiểu biết thị trường sẽ ảnh hưởng tới HTCTr. Vùng sản xuất nông nghiệp công nghệ cao có HTCTr chuyên sản xuất sản phẩm hàng hóa; sản xuất được điều khiển theo thị hiếu của thị trường, kinh tế giảm dần tác động yếu tố tự nhiên. 1.2.6. Phương thức canh tác và hệ thống cây trồng 1.2.6.1. Các biện pháp canh tác Các biện pháp kỹ thuật như làm đất, tưới nước, bón phân, chăm sóc, cải tạo đất, trừ cỏ dại và sâu bệnh, chọn tạo ra giống cây trồng cho năng suất cao, luân canh thời vụ gieo trồng ... đều được coi là liên quan chặt chẽ đến hệ thống cây trồng. - Giống cây trồng: Là yếu tố định tính trong việc xác lập HTCTr, chính từ yếu tố này kết hợp với các yếu tố liên quan tìm ra yếu tố định lượng cho một Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11 HTCTr cụ thể. Do vậy, việc tìm ra được giống cây nào thích hợp, có khả năng cho năng suất và giá trị kinh tế cao, cũng chính là trực tiếp làm tăng tính hợp lý của HTCTr, tận dụng tốt nhất các điều kiện của tự nhiên kinh tế và các tiến bộ kỹ thuật có sẵn. Xu thế thâm canh, tăng vụ đòi hỏi có những giống cây trồng vừa có khả năng chịu được thâm canh để cho năng suất cao, vừa có thời gian sinh trưởng ngắn để đáp ứng cho các cơ cấu gieo trồng đã được xác lập. Trên những vùng sinh thái có điều kiện địa hình và đất đai khó khăn đòi hỏi các giống cây trồng phải có được các đặc điểm thích ứng và chống chịu với các điều kiện đặc thù đó. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật chọn tạo giống mới, giống cây trồng sẽ luôn là yếu tố động trong HTCTr. - Thời vụ: Theo các tác giả: Lý Nhạc và cs, (1987), Bùi Huy Đáp (1972), Phạm Chí Thành và cs. (1996), Võ Tòng Xuân (1993) thì: thời vụ là yếu tố vừa có tính chất định tính, vừa có tính chất định lượng để xác lập HTCTr. Yếu tố thời vụ luôn gắn liền với đặc điểm của giống và điều kiện thời tiết, khí hậu, nhằm bố trí mỗi loại cây trồng sinh trưởng, phát triển trong những điều kiện tối ưu, trong mối liên hệ với các cây trồng trước và sau để đạt năng suất, hiệu quả và độ an toàn cao nhất. Cùng với tiến bộ về giống cây trồng, thời vụ gieo trồng cũng phải chuyển đổi cho phù hợp. - Kỹ thuật canh tác: Làm đất, bón phân, điều tiết nước, chăm sóc, quản lý dịch hại ... có vai trò quan trọng, thậm chí quyết định tới năng suất cây trồng và hiệu quả sản xuất (Lý Nhạc và cs, 1987), Võ Tòng Xuân (1993). 1.2.6.2. Luân canh Luân canh là biện pháp kỹ thuật nông nghiệp hoàn chỉnh có tổ chức để hoàn thành mục tiêu sản xuất nông nghiệp ở một vùng, tiểu vùng, khu vực nhất định, dựa trên cơ sở lợi dụng tốt nhất các điều kiện tự nhiên và xã hội của vùng đó. Các chế độ canh tác khác nhau như thủy lợi, phân bón, nước, đất, thuốc bảo vệ thực vật ... đều căn cứ vào loại giống cây trồng, trình tự luân phiên cây trồng trong hệ thống luân canh là cần xác định đúng chỗ đứng và khả năng thích nghi của các loại cây trồng. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12