Tài liệu Nghiên cứu phân vùng thích nghi đất đai làm cơ sở cho quy hoạch sản xuất cây khoai môn tại huyện chợ đồn, tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------------- PHẠM VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI LÀM CƠ SỞ CHO QUY HOẠCH SẢN XUẤT CÂY KHOAI MÔN HUYỆN CHỢ ĐỒN - TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Thái Nguyên - 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------------- PHẠM VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI LÀM CƠ SỞ CHO QUY HOẠCH SẢN XUẤT CÂY KHOAI MÔN HUYỆN CHỢ ĐỒN - TỈNH BẮC KẠN Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60.85.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THẾ HÙNG Thái Nguyên - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Phạm Văn Tuấn ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, tôi luôn nhận được sự quan tâm dạy dỗ và chỉ bảo ân cần của các thầy giáo, cô giáo, sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của các bạn đồng nghiệp, sự động viên kịp thời của gia đình và người thân đã giúp tôi vượt qua những trở ngại và khó khăn để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành: Quản lý đất đai. Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ sự chân thành cảm ơn tới PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng đã hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường, Phòng Đào tạo, các giáo sư, tiến sĩ hợp tác giảng dạy sau Đại học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên. Xin cảm ơn Phòng Tài nguyên & Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, UBND huyện huyện Chợ Đồn, UBND các xã và các hộ gia đình tham gia phỏng vấn đã giúp đỡ tôi trong việc điều tra nghiên cứu thực tế để hoàn thành luận văn này. Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, do điều kiện hạn chế về thời gian, nhân lực và những khó khăn khách quan nên không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng Học viên Phạm Văn Tuấn năm 2015 iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1 . Tính cấp thiết đề tài ................................................................................................1 2. Mục tiêu tổng quát của đề tài ................................................................................2 3. Mục tiêu cụ thể của đề tài ......................................................................................2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................................2 4.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................2 4.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3 1.1. Tổng quan về cây khoai môn ...............................................................................3 1.1.1. Nguồn gốc và sự phân bố cây khoai môn .........................................................3 1.1.2. Đặc điểm thực vật học và phân loại cây khoai môn .........................................4 1.1.3. Yêu cầu sinh thái ...............................................................................................9 1.2. Đánh giá thích nghi đất đai ...............................................................................10 1.2.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................................10 1.2.2. Tiến trình đánh giá đất đai .............................................................................12 1.2.3. Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai ...............................................12 1.3. Phần mềm Đánh giá đất đai tự động (ALES) ...................................................15 1.3.1. Giới thiệu ALES.............................................................................................15 1.3.2. Đặc điểm của ALES trong đánh giá đất .........................................................16 1.4. Tổng quan về GIS ..............................................................................................17 1.4.1. Khái niệm GIS.................................................................................................17 1.4.2. Thành phần hệ thống GIS ..............................................................................19 1.5. Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES trong đánh giá thích nghi đất đai .. 20 1.5.1. Trên thế giới ...................................................................................................20 1.5.2. Ở Việt Nam ....................................................................................................21 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................23 2.1. Đối tượng, phạm vi và địa điểm nghiên cứu ......................................................23 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................23 2.1.2. Phạm vi phạm nghiên cứu ...............................................................................23 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................23 2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................23 2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................23 2.3.1 Phương pháp kế thừa số liệu ............................................................................23 iv 2.3.2 Phương pháp điều tra nhanh.............................................................................24 2.3.3 Phương pháp xây dựng bản đồ ........................................................................24 2.3.4 Phân vùng thích nghi cây khoai môn ...............................................................24 2.3.5 Quy trình thực hiện đề tài.................................................................................25 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................26 3.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội huyện Chợ Đồn ........................................26 3.1.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................26 3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội ..................................................................................29 3.1.3 Đánh giá chung ................................................................................................33 3.1.4. Hiện trạng sử dụng đất ....................................................................................35 3.2. Xác định điều kiện yêu cầu sinh thái cơ bản cho phát triển cây khoai môn ......37 3.3. Xây dựng tiêu chuẩn phân chia đơn vị đất đai phục vụ việc thành lập bản đồ đơn vị đất đai .............................................................................................................37 3.3.1. Xác định các chỉ tiêu xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ....................................37 3.3.2. Xây dựng các bản đồ đơn tính theo các chỉ tiêu .............................................39 3.3.2. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai và mô tả các đơn vị bản đồ đất huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn ....................................................................................................51 3.4. Xây dựng bản đồ thích nghi cây khoai môn ......................................................55 3.4.1 Quy trình thực hiện đánh giá trên phần mềm...................................................55 3.4.2 Xây dựng bản đồ thích nghi đất đai .................................................................62 3.4.3. Xây dựng bản đồ đề xuất quy hoạch sản xuất cây khoai môn .......................63 3.5. Một số giải pháp đề xuất phát triển sản xuất cây khoai môn tại địa phương .....66 3.5.1. Giải pháp đầu tư cơ sở hạ tầng ........................................................................66 3.5.2. Giải pháp về khoa học khuyến nông ...............................................................66 3.5.3. Giải pháp chính sách hỗ trợ sản xuất ..............................................................67 3.5.4. Giải pháp thị trường và xúc tiến thương mại ..................................................67 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................................68 1. Kết luận .................................................................................................................68 2. Đề nghị ..................................................................................................................68 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................69 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ FAO (Food and Agriculture Organization) LUT Loại hình sử dụng đất GIS ( Geographic Information System ) Hệ thống Thông tin Địa lý GPS Global Positioning System (Hệ thống định vị toàn cầu) HTTTĐL Hệ thống Thông tin Địa lý CSDL Cơ sở dữ liệu. LHSDĐ Loại hình sử dụng đất TIN (Triangle Irregular Network) Mạng lưới tam giác không đều PCA (Principal Component Analysis ) Phân tích thành phần chính ALES (Automated Land Evaluation system): Hệ thống đánh giá đất đai tự động LMU (Land Mapping Unit): Bản đồ đơn vị đất đai LUR (Land Use Requirement): Yêu cầu sử dụng đất LUT (Land Use Type): Loại hình sử dụng đất LC (Land Characteristic): Đặc tính đất đai LQ (Land Quaility): Chất lượng đất đai LS (Land Sustainability): Sự thích hợp đất đai N (Non Suitable): Không thích nghi S1 (High Suitable): Rất thích nghi S2 (Monderately Suitable): Thích nghi trung bình S3 (Marginally Suitable): Ít thích nghi vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976)....................13 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2012-2014 .......................32 Bảng 3.2. Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 .............................................................36 Bảng 3.3: Các chỉ tiêu phân cấp xây dựng bản đồ đơn vị đất đai .............................38 Bảng 3.4. Kết quả xây dựng bản đồ thổ nhưỡng.......................................................39 Bảng 3.5: Kết quả xây dựng bản đồ độ pH ...............................................................41 Bảng 3.6: Kết quả xây dựng bản đồ thành phần cơ giới ...........................................43 Bảng 3.7: Kết quả xây dựng bản đồ độ dày tầng canh tác ........................................45 Bảng 3.8: Kết quả xây dựng bản đồ độ dốc ..............................................................47 Bảng 3.9: Kết quả xây dựng bản đồ chế độ tưới .......................................................49 Bảng 3.10: Các đơn vị bản đồ đất đai (LMU)...........................................................51 Bảng 3.11: Tổng hợp các yêu cầu sử dụng đất .........................................................55 Bảng 3.12: Tổng hợp các tính chất đất đai (LC – Land characteristic) ....................56 Bảng 3.13: Tổng hợp số liệu phân cấp thích nghi các yếu tố tự nhiên .....................61 Bảng 3.14: Tổng hợp kết quả diện tích đề xuất loại hình sử dụng đất cây khoai môn sau khi chồng xếp bản đồ quy hoạch sử dụng đất năm 2020 huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn ...................................................................................65 vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Sơ đồ quy trình nghiên cứu .......................................................................25 Hình 3.1: Bản đồ loại đất ..........................................................................................40 Hình 3.2: Bản đồ độ pH khu vực huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn .............................42 Hình 3.3: Bản đồ thành phần cơ giới ........................................................................44 Hình 3.4: Bản đồ độ dầy tầng canh tác .....................................................................46 Hình 3.5: Bản đồ độ dốc huyện Chợ Đồn .................................................................48 Hình 3.6: Bản đồ chế độ tưới ....................................................................................50 Hình 3.7: Bản đồ đơn vị đất đai huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn ..............................54 Hình 3.8: Thiết lập các thông số trên phần mềm Ales ..............................................55 Hình 3.9 : Khai báo các LUR ....................................................................................56 Hình 3.10: Nhập dữ liệu khai báo đặc điểm đất đai trên ALES ...............................57 Hình 3.11: Mô tả LUT ..............................................................................................57 Hình 3.12: Xây dựng cây quyết định ........................................................................58 Hình 3.13: Xác định yếu tố hạn chế lớn nhất Ales ...................................................59 Hình 3.14: Nhập cơ sở dữ liệu bản đồ đơn vị đất đai vào ALES..............................60 Hình 3.15: Kết quả đánh giá đơn vị bản đồ đất đai...................................................60 Hình 3.16: Bản đồ thích nghi cây khoai môn huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn ..........62 Hình 3.17: Bản đồ quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 huyện Chợ Đồn ..............63 Hình 3.18: Bản đồ đề xuất quy hoạch sản xuất cây khoai môn ................................64 1 MỞ ĐẦU 1 . Tính cấp thiết đề tài Cây khoai môn có tên khoa học là Colocasia esculeuta L. Schott, là cây một lá mầm thuộc chi Colocasia, họ ráy Araceae là loài cây đã được trồng trọt từ lâu đời trên thế giới (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004) [5]. Theo nhiều tài liệu xác định loài cây này được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và vùng ôn đới ấm áp. Ở Việt Nam, cây khoai môn có mặt ở nhiều vùng sinh thái trong cả nước như Bắc Kạn, Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái…nó được trồng trên nhiều loại đất khác nhau từ đất ruộng vườn ở đồng bằng đến đất đồi núi dốc (đất nương rẫy) ở miền núi. Sản phẩm của cây khoai môn vừa làm lương thực, thực phẩm và rau sạch có giá trị dinh dưỡng cao được nhiều người ưa dùng. Đề án phát triển Rau quả và Hoa cây cảnh giai đoạn 1994 -2010 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã đưa cây khoai môn vào một trong mười loại cây trồng chính trong chương trình phát triển sản xuất và xuất khẩu [2]. Vì vậy, việc nghiên cứu, mở rộng diện tích tại những vùng phù hợp tạo ra những vùng chuyên canh đem lại hiệu quả kinh tế cho bà con nông dân, đặc biệt là bà con nông dân ở những vùng xa xôi, hẻo lánh, thực hiện công cuộc xoá đói giảm nghèo của Đảng và Nhà nước ta hiện nay là việc làm cần thiết. Để thực hiện được nhiệm vụ trên, yêu cầu cấp thiết đặt ra là cần phải có nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai cho cây khoai môn trên từng vùng không gian từng huyện trong tỉnh. Đánh giá thích nghi đất đai nhằm mục tiêu cung cấp thông tin về sự thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng đất đai, làm căn cứ để ra quyết định chiến lược về quản lý và sử dụng đất đai. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau được sử dụng trong quá trình đánh giá đất đai. Trong đó, mô hình tích hợp Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) và phần mềm Đánh giá Đất đai tự động (ALES) được đánh giá là phương pháp giúp tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất lao động với kết quả đầu ra chính xác và có tính hiện thực cao, có thể áp dụng ở nhiều vùng khác nhau [3]. Phương pháp này tận dụng được ưu điểm của ALES là tính toán khả 2 năng thích nghi dựa trên phương pháp đánh giá đất đai của FAO, đồng thời phát huy khả năng của GIS bao gồm lưu trữ, cập nhật, kết nối dữ liệu dễ dàng, phân tích, hiển thị trực quan dữ liệu không gian mạnh mẽ. Xuất phát từ những lí do nêu trên, đề tài “Nghiên cứu phân vùng thích nghi đất đai làm cơ sở cho quy hoạch sản xuất cây khoai môn tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn” đã được thực hiện. 2. Mục tiêu tổng quát của đề tài Mục đích chung đề tài là ứng dụng GIS và ALES xây dựng bản đồ phân vùng thích nghi đất đai cho phát triển cây khoai môn tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Trên cơ sở đó, đề xuất, hỗ trợ ra quyết định quy hoạch phát triển sản xuất theo hướng thích nghi đất đai trên địa bàn huyện 3. Mục tiêu cụ thể của đề tài - Tìm hiểu các yếu tố thích nghi đất đai cho trồng khoai môn. - Xây dựng mô hình tích hợp GIS và ALES đánh giá thích nghi đất đai tự nhiên cho cây khoai môn. - Thành lập bản đồ phân vùng thích nghi và bản đồ đề xuất quy hoạch sản xuất cây khoai môn trên địa bàn huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học - Góp phần bổ sung lý luận khoa học cho đánh giá phân hạng thích nghi đất đai ở quy mô cấp huyện; - Sử dụng kiến thức đã học áp dụng vào thực tế nâng cao tính thực tiễn, chiều sâu của kiến thức ngành học cho bản thân. Đồng thời là cơ hội cho bản thân tiếp cận với vấn đề đánh giá thích nghi đất đai 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Trên cơ sở đánh giá thích nghi đất đai cây trồng khoai môn tại địa phương. Đề tài xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính phân vùng thích nghi đất đai phục vụ công tác quy hoạch sản xuất cây khoai môn huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về cây khoai môn 1.1.1. Nguồn gốc và sự phân bố cây khoai môn Cây khoai môn (Colocasia esculenta (L) Schott) là cây một lá mầm thuộc chi Colocasia, họ ráy (Araceace). Đây là loại cây được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Cây khoai môn được xác định có nguồn gốc phát sinh tại các dải đất kéo dài từ Đông Nam Ấn Độ và Đông Nam Á tới Papua New Guinea và Melanesia dựa vào rất nhiều minh chứng thực vật học của loại cây này (Kuruvilla and Singh, 1981; Matthew, 1995; Lebot, 1999). Lịch sử trồng trọt cũng bắt đầu từ những vùng đất đó. Vào khoảng 100 năm trước công nguyên khoai môn đã được trồng ở Trung Quốc và Ai Cập. Trong thời tiền sử, sự trồng trọt được mở rộng tới các quần đảo Thái Bình Dương, sau đó nó được đưa tới vùng Địa Trung Hải rồi tới Tây Phi. Từ Tây Phi, cây trồng này được mở rộng tới Tây Ấn và tới các vùng nhiệt đới của châu Mỹ. Ngày nay, khoai môn được trồng phổ biến ở khắp các vùng nhiệt đới cũng như ôn đới ấm áp. Tại nhiều nơi của vùng cận Đông Nam Á đã phát hiện được nhiều dạng khoai môn hoang dại. Từ trung tâm khởi nguyên, cây khoai môn được đưa đến Đông Nam Á, Trung Quốc, Nhật Bản và các quần đảo thuộc Thái Bình Dương. Từ Châu Á khoai môn còn được đưa tới Ả Rập và các nước ven biển Địa Trung Hải. Người ta đã tìm thấy dấu vết của khoai môn được trồng ở Trung Quốc và Ả Rập vào khoảng 100 năm trước công nguyên. Ngày nay, khoai môn được trồng phổ biến ở khắp các vùng nhiệt đới và ôn đới ấm áp. Tuy nhiên, diện tích khoai môn tập trung ở các nước Tây Phi, vùng Caribe và hầu hết các vùng của châu Á. Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á, nơi được coi là trung tâm đa dạng di truyền cây trồng, nơi phát sinh của nhiều loài cây họ ráy, trong đó có khoai môn. Chính vì vậy nguồn gen khoai môn ở Việt Nam rất đa dạng. Theo Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004 thì khoai môn, đặc biệt là khoai môn nước được thuần hoá ở nước ta từ rất sớm trước cả lúa nước, từ cách đây 10.000 – 15.000 năm. Nguồn 4 gen khoai môn được phân bố trong điều kiện tự nhiên rất đa dạng từ độ cao tương đương mực nước biển đến độ cao 1.800m, có giống sống trong điều kiện bão hoà về nước và ẩm hay phát triển trên đất khô hạn. Khoai môn cũng có các giống ưa sáng và có cả những giống ưa bóng. 1.1.2. Đặc điểm thực vật học và phân loại cây khoai môn 1.1.2.1. Phân loại thực vật khoai môn Phân loại khoa học Giới (Kingdom) : Plantae Ngành (division) : Magnoliophyta Lớp (class) : Liliopsida Bộ (order) : Alismatales Họ (family) : Araceae Chi (genus) : Colocasia Loài (species) : Colocasia esculenta Khoai môn, khoai sọ thuộc chi Colocasia, là một trong những chi quan trọng nhất của họ Ráy (Araceace). Các loài trong chi này được dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc. Nhóm cây lấy củ họ Ráy (Araceace) có tên tiếng Anh là “Taro” gồm một số loài như ráy rừng (Alocasia macrorrhira), ráy đầm lầy (Colocasia chamisonis), khoai sáp (Xantosoma agittifolium), dọc mùng (Colocasia gigantea), khoai môn (Colocasia esculenta var. Escullenta) và khoai sọ (Colocasia escullenta var. Antiquoryum). Trong số các loài này thì cây khoai môn, khoai sọ là loài có giá trị dinh dưỡng hơn cả. Họ ráy là một họ rất lớn với hơn 115 chi và 2.000 loài phân bố rộng khắp trên thế giới, trong đó có tới 92% số loài có xuất xứ từ những vùng nhiệt đới châu Á và châu Mỹ. Ở Việt Nam hiện biết đến với 21 chi và 77 loài, phần lớn là cây ưa bóng làm thành tầng cây phụ chủ yếu ở rừng hỗn giao [13]. 5 Ngoài việc được sử dụng làm thực phẩm các loài cây thuộc họ ráy còn được dùng làm cây cảnh như: Cây Vạn niên thanh lá xanh (Aglaonema siamense): Thân gầy mọc đứng, lá luôn xanh tốt; cây Vạn niên thanh dây (Scindapus aureus): Cây leo bằng rễ phụ, lá nhỏ màu xanh có đốm vàng, hình dạng giống lá trầu không, gân lá lông chim; cây Vạn niên thanh lá đốm (Diffenbachia picta): Hình dạng giống cây Vạn niên thanh lá xanh, nhưng lá lớn hơn và có đốm trắng; Cây Độc giác liên (Caladium bicolor): Có lá trông giống khoai môn nhưng nhỏ hơn, trên mặt lá có nhiều đốm sặc sỡ; Cây ráy leo lá to (Epipremnum pinatum): Cây leo rất khoẻ, mọc xuống, thân cây to bằng cổ tay, lá rất rộng, có gân lông chim, phiến lá có đốm vàng; Cây Thạch xương bổ lá nhỏ (Acorus gramineus var. pusillus): Lá hẹp, dài và nhọn như lá cỏ, có mùi rất thơm, hay được trồng trên các núi non bộ. Ngoài ra, có rất nhiều loài cây được trồng làm thuốc chữa bệnh như: Cây Thạch xương bồ (Acorus gramineus Soland): Chữa cảm lạnh, co giật, cấm khẩu, loạn nhịp tim, tay chân nhức mỏi, đầy bụng, ỉa chảy, ho lâu ngày; Cây Thiên niên kiện (Homalonema occalta Schott): Chữa tê thấp, đau dạ dày, ngộ độc; Cây Bán hạ (Typhonium trilobatum Schott): Chống nôn, tiêu đờm, bổ dạ dày; Cây Thiên nam tinh (Arisaema consangguineum): Chữa sốt rét, rắn cắn, sưng tấy, nhọt mủ, cầm máu, bó gãy xương; Cây ráy gai (Lasia spinosa Thw): Chữa ho, đau bụng, phù thũng tê thấp [10]. Để đảm bảo nguồn thức ăn cho gia súc con người đã nghĩ đến các cây thuộc họ ráy như: Cây khoai ráy (Alocasia macrorrhira L. Schott): Là cây mọc hoang trong các khu rừng thứ sinh nơi ẩm ướt, ven bờ suối và các thung lũng núi đá. Cây có thân, rễ dạng củ, lá rất lớn hình mũi tên, cuống lá đính ở gốc phiến rất mập, có thể dài hơn 1m. Cụm hoa dạng bông mo, có phiến mo màu vàng, mang hoa cái ở gốc, hoa đực ở phía trên. Quả mọng hình trứng, màu đỏ; Cây khoai nưa (Amorphophallus campanulatus): Mọc hoang rải rác khắp các vùng rừng núi. Cây thân củ nằm trong đất, củ hình bán cầu mặt dưới lồi mang một số rễ phụ và có những mắt chỉ như củ khoai tây. Củ có màu nâu, thịt trắng vàng và cứng, ăn hơi ngứa. Ngoài ra còn có các cây khác như: Bèo cái (Pistia stratioities), Khoai nước (Clocasia escullenta L. Schott). 6 Ở Việt Nam, trong nhiều tài liệu nghiên cứu về cây khoai môn , các tác giả đều sử dụng danh từ chung “Cây khoai môn” vừa để chỉ giống cây thích nghi với môi trường đất bị ngập nước hoặc ẩm ướt, với tên thường gọi là “cây khoai nước”, và cũng để chỉ nhóm cây chịu hạn mà không chịu được ngập úng, thường gọi là “cây khoai sọ” [14]. Loài phụ C. Esculenta var. Esculenta, theo phân loại dưới loài cho thấy có hai nhóm cây là nhóm khoai nước (chịu ngập úng) và nhóm khoai môn (trồng trên đất cao). Hai nhóm này sử dụng củ cái để ăn, củ con để làm giống và dọc lá dùng để chăn nuôi. Hoa có phần phụ vô tính ngắn hơn so với phần phụ hoa đực. Loài phụ C. Esculenta var. Antiquorum gồm nhóm cây khoai sọ. Nhóm này có củ cái có kích thước từ nhỏ đến trung bình, kèm theo nhiều củ con có tính ngủ nghỉ. Nhóm khoai sọ phân bố rộng, có thể trồng trên đất ruộng lúa nước hoặc trên đất bằng có tưới, thậm trí trên đất dốc sử dụng nước do mưa. Hoa có phần phụ vô tính dài hơn phần phụ hoa đực. Vì vậy chúng ta nên gọi nhóm khoai môn là chính xác nhất, kể cả khi cho rằng có một loài đa hình là C. Antiquorum và mức độ dưới loài là C. Antiquorum var. Typeca; C. Antiquorum var. Euchlora và C. Antiquorum var. Esculenta. Cần dựa vào hình thái của củ cái và củ con, số lượng nhiễm sắc thể và đặc điểm hình thái hoa để phân biệt các giống của hai nhóm này. Nếu dựa vào hình thái củ cái và củ con thì thấy rằng: - Nhóm C. Esculenta var. Esculenta (Dasheen) bao gồm các giống khoai môn và khoai nước. Đặc điểm của chúng là có một củ cái lớn quyết định năng suất giống khoai với một vài củ con nhỏ và dải khoai (stolon) ít dùng để ăn. Bông hoa của nhóm này có phần phụ vô tính ngắn hơn phần hoa đực. Khả năng thích ứng của nhóm này rộng từ đất bị ngập nước đến đất thuộc vùng trung du và miền núi với nhiều giống khoai nổi tiếng. - Nhóm C. Esculenta var. Antiquorum (Eddoe) gồm hầu hết các giống khoai sọ, với đặc điểm là có một củ cái có kích thước nhỏ hoặc trung bình, ăn sượng và hơi ngái. Xung quanh củ cái có nhiều củ con hình cầu hoặc hình trứng với kích thước khác nhau tuỳ thuộc từng giống. Ở các giống khoai sọ củ con quyết định năng 7 suất thu hoạch. Các giống nhóm này thường có củ con cấp 1, 2, 3 và thường có thời gian ngủ nghỉ nên bảo quản được lâu. Hoa nhóm này có phần phụ vô tính dài hơn phần phụ của hoa đực. Theo kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam thì ngoài hai nhóm trên trong tập đoàn còn nhiều giống khác ở dạng trung gian. Các dạng trung gian này có thể do sự lai tạo tự nhiên nên ít được quan tâm nghiên cứu. Nhóm này có củ cái và củ con gần bằng nhau. về hình dạng và kích thước. Ở Việt Nam, số lượng giống khoai sọ và khoai môn gần tương đương nhau trong tập đoàn. Trong các nước Đông Nam Á, Việt Nam là nước có sự đa dạng về giống khoai sọ hơn cả. Các giống khoai sọ tam bội chịu hạn tốt hơn các giống khoai môn nhị bội. Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu gần đây của một số tác giả thì loài C. Esculenta var. Esculenta vẫn tồn tại thể tam bội. Đối với công tác lai tạo thì các giống dạng tam bội không sử dụng được vì thế phân loại theo nhiễm sắc thể có ý nghĩa thực tiễn lớn. Trong tập đoàn khoai môn của Việt Nam, số giống dạng tam bội khá đa dạng về hình thái [5]. 1.1.2.2. Một số đặc tính sinh vật học của cây khoai môn Cây khoai môn (Colocasia esculenta) là loài cây thân thảo, thường cao từ 0,5 - 2,0m. Cây thường có một củ cái nằm ở giữa ở dưới đất, từ đó lá phát triển lên trên, các củ con, củ nách phát triển sang hai bên. - Lá khoai môn Lá và dọc lá là phần nổi trên mặt đất quyết định chiều cao của cây. Mỗi lá được cấu tạo bởi một dọc lá thẳng và một phiến lá. Phiến lá của hầu hết các kiểu gen có dạng hình khiên, gốc lá hình tim, có rốn ở gần giữa. Phiến lá nhẵn, chiều dài có thể giao động từ 20 - 70cm, chiều rộng từ 15 - 50cm. Kích thước của lá chịu ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện ngoại cảnh. Lá đạt kích thước lớn nhất ở giai đoạn sắp ra hoa. Màu phiến lá biến động từ xanh nhạt đến tím thẫm phụ thuộc vào kiểu gen. Lá có thể chỉ có một màu hoặc thêm đốm hay vết của màu khác. Lá khoai môn cũng có thể bị đổi mầu khi bị bệnh, đặc biệt là khi bị nhiễm virus. Trên phiến lá thường có 3 tia gân chính, một gân chạy thẳng từ điểm nối dọc lá với phiến lá tới 8 đỉnh phiến lá, hai gân còn lại chạy ngang về hai đỉnh của thuỳ lá. Từ 3 gân chính có nhiều gân nhỏ nổi phát ra tạo thành hình mắt lưới. Dọc lá khoai môn Dọc lá khoai môn mập, có bẹ ôm chặt ở phía gốc tạo nên thân giả. Chiều dài dọc lá biến động phụ thuộc vào kiển gen, từ 35 - 160cm. Màu dọc lá từ xanh nhạt đến tím đậm, đôi khi có sọc màu tím hoặc xanh đậm. Dọc lá và lá không phải khi nào cũng có cùng màu sắc. - Thân khoai môn Khoai môn chỉ có thân giả trên mặt đất. Cả hai dạng khoai môn và khoai sọ củ cái chính được coi là cấu trúc thân chính của cây (được gọi là thân củ). Trên thân củ có nhiều đốt, mỗi đốt có mầm phát triển thành nhánh. Sau mỗi dọc lá lụi đi thì trên thân củ có thêm một đốt và thân củ dài ra. Bề mặt củ được đánh dấu bởi vòng tròn gọi là chân dọc củ, đó là điểm nối của những lá vẩy hoặc lá già. Củ cái có nhiều mầm bên phân bố trên những đốt củ. Đỉnh của củ cái là đỉnh sinh trưởng của cây. - Rễ khoai môn Hệ rễ của cây khoai môn là hệ rễ chùm, chúng được mọc từ đốt mầm, rễ ngắn, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt, sâu tối đa là 1m. Rễ phát triển thành nhiều tầng. Số lượng rễ và chiều dài rễ phụ thuộc vào đặc tính của từng giống, đất trồng. - Củ khoai môn Cây khoai môn có phần gốc phình to thành củ hoặc thân củ trong đó chứa tinh bột. Củ khoai môn rất khác nhau về kích thước và hình dạng tuỳ thuộc vào kiểu gen, loại củ và các yếu tố sinh thái, đặc biệt là các yếu tố có ảnh hưởng đến thân củ như cấu trúc và kết cấu đất, sự có mặt của sỏi đá. Củ cái và củ con, củ nách có cấu tạo bên ngoài gần như nhau, đều có một mầm ở đỉnh và nhiều mầm ở nách của các lá vẩy trên thân củ. Củ gồm 3 phần: Vỏ ngoài, vỏ áo và lõi củ (thịt củ). Vỏ ngoài có thể nhẵn, sần sùi hoặc được phủ bằng những lớp vẩy, thường có màu nâu đậm. Lớp vỏ áo nằm giữa vỏ ngoài và lõi củ. Vỏ áo và lõi củ gồm chủ yếu là các nhu mô. Trong lõi củ, ngoài tế bào chứa nhiều hạt tinh bột còn có xơ củ. Lượng xơ củ rất khác nhau 9 giữa các kiểu gen và chịu ảnh hưởng lớn của môi trường. Sắc tố trong củ biển động từ trắng, vàng nhạt, vàng đậm, da cam, đến hồng, đỏ và tím. Ngoài ra, ở một số giống thịt củ có màu xen kẽ giữa trắng và tím đỏ, tím hoặc nhu mô trắng cùng với xơ có màu đậm hơn. Trên đồng ruộng đôi khi ở một số giống có dải bò phát triển ngang trên mặt đất, từ mắt của dải bò sẽ phát triển rễ và mọc trồi, phát triển thành cây mới. - Hoa, quả khoai môn Cây khoai môn có hoa dạng bông mo, hoa mọc từ nách lá hoặc từ giữa bẹ của lá không mở. Mỗi cây có thể có từ một cụm hoa trở lên. Cụm hoa mọc đơn độc ngắn hơn cuống lá. Cụm hoa cấu tạo bởi một cuống ngắn, một bông mo và một bẹ mo. Bẹ mo có màu vàng nhạt đến vàng đậm, có chiều dài khoảng 20cm ôm lấy bông mo. Trên cụm bông mo ngắn hơn bẹ mo, có bốn phần: Phần hoa cái dưới cùng, tiếp đến là một phần không sinh sản, trên nữa là phần hoa đực và trên cùng là phần phụ không sinh sản hình nhọn. Hoa không có bao, hoa đực có nhị tụ nhiều cạnh, bao phấn nứt rãnh. Hoa cái có bầu một ô, vòi rất ngắn [5]. Quả khoai môn là dạng quả mọng có đường kính 3 - 5cm và chứa nhiều hạt, mỗi hạt ngoài phôi còn có nội nhũ. 1.1.3. Yêu cầu sinh thái Theo tác giả Inno Onwtieme năm 1999 trong cuốn “Taro cultivation in Asia and Pacific” đúc kết tình hình sản xuất khoai môn vùng Châu Á - Thái Bình Dương đã tổng kết yêu cầu ngoại cảnh của loài Colocasia esculenta như sau: - Nhiệt độ : Khoai môn yêu cầu nhiệt độ trung bình ngày trên 21oC để sinh trưởng phát triển bình thường, thích nghi và phát triển tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ trong khoảng từ 21 - 270C. Khoai môn không thể sinh trưởng phát triển tốt trong điều kiện có sương mù, vì đây là loại cây có nguồn gốc của vùng đất thấp, mẫn cảm với điều kiện nhiệt độ. Năng suất khoai môn có xu hướng giảm dần khi nơi trồng có độ cao tăng dần. - Nước: Do có bề mặt thoát hơi nước lớn nên cây khoai môn có yêu cầu về độ ẩm đất cao: Lượng mưa hoặc tưới tối thiểu khoảng 1500 - 2000mm. Cây phát 10 triển tốt nhất trong điều kiện đất ướt hoặc ngập. Trong điều kiện khô hạn cây giảm năng suất rõ rệt, củ thường có dạng quả tạ. - Ánh sáng : Cây khoai môn đạt được năng suất cao nhất trong điều kiện cường độ ánh sáng cao, tuy nhiên nó là loại cây chịu được bóng râm hơn hầu hết các loại cây khác, có thể cho năng suất hợp lý thậm chí trong điều kiện che bóng nơi những cây trồng khác không thể phát triển được. Sự hình thành củ được tăng cường trong điều kiện ngày ngắn, trong khi hoa lại nở mạnh trong điều kiện ngày dài. - Đất đai : Cây khoai môn là loại cây có thể thích ứng được với nhiều loại đất khác nhau và được trồng nhiều ở loại đất tương đối chua có độ pH 5,5 – 6,5, thành phần cơ giới tương đối nhẹ và nhiều mùn. Đặc biệt nhóm khoai môn nước, thích ứng tốt với loại đất nặng ngập nước (60 - 80% sét và limong) hoặc đất ẩm thường xuyên vì nó có khả năng vận chuyển oxy từ lá đến gốc. Loại đất ẩm thường xuyên là điều kiện tốt nhất cho quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của khoai môn, do đó cần có biện pháp bổ xung trong điều kiện đất khô. Sản lượng đạt tối ưu ở điều kiện có mưa vượt quá 2500mm. Tuy nhiên năng suất khoai môn sẽ đạt cao nhất vẫn là chân đất phù sa ven sông, đất có thành phần cơ giới nhẹ, tơi xốp, giàu chất hữu cơ. - Chất dinh dưỡng: Cây khoai môn phát triển tốt nhất trên đất có độ pH trong khoảng 4.5 – 5.5. Một đặc tính quý của khoai môn là một số giống có tính chống chịu mặn cao. Trong khi đó các loại cây trồng khác không thể mang lại giá trị kinh tế cao hơn. Điều này cho thấy cơ hội sử dụng cây khoai môn vào cơ cấu những vùng sinh thái đặc trưng nhằm khai thác thế mạnh là một tiềm năng lớn. 1.2. Đánh giá thích nghi đất đai 1.2.1. Một số khái niệm cơ bản Đất đai (Land) là diện tích của bề mặt Trái Đất, bao gồm các thành phần vật lý và môi trường sinh học ảnh hưởng tới sử dụng đất [7]. Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LMU) là diện tích đất phân chia trên bản đồ, có những tính chất đất đai và/hoặc chất lượng đất đai xác định (FAO, 1976). LMU được định nghĩa và đo vẽ bằng các cuộc khảo sát tài nguyên thiên nhiên. Phân tích đơn vị không gian cho thích hợp đất đai là LMU [12]. 11 Tính chất đất đai (Land Characteristic - LC) là những thuộc tính của đất đai có thể đo đạc hoặc ước lượng được thường sử dụng làm phương tiện để mô tả chất lượng đất đai hoặc để phân biệt giữa các đơn vị đất đai có khả năng thích hợp cho sử dụng khác nhau. Chất lượng đất đai (Land Quaility - LQ) là những thuộc tính phức hợp phản ánh mối quan hệ và tương tác của nhiều tính chất đất đai. Chất lượng đất đai thường được chia làm 3 nhóm: Nhóm theo yêu cầu sinh thái cây trồng, nhóm theo yêu cầu quản trị và nhóm theo yêu cầu bảo tồn. Loại hình sử dụng đất (Land Use Type - LUT) đó có thể là một một loại cây trồng hoặc một số loại cây trồng trong một điều kiện kĩ thuật và kinh tế- xã hội nhất định. Các thuộc tính của loại hình sử dụng đất bao gồm: Các thông tin về sản xuất, thị thường tiêu thụ sản phẩm, đầu tư, lao động, mức thu nhập, … Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement - LUR) là toàn bộ đặc điểm về địa hình (độ dốc, độ cao, …), đất, khí hậu (nhiệt, ẩm, bức xạ); thủy lợi (điều kiện tưới, tiêu); thủy văn (ngập lụt, ngập mặn, ngập triều, chia ra độ sâu ngập, thời gian ngập); các điều kiện về cơ sở hạ tầng, dịch vụ nông - lâm - ngư nghiệp; hiệu quả môi trường (khả năng che phủ mặt đất chống xói mòn; mức độ gây phú dưỡng nguồn nước); hiệu quả kinh tế xã hội (tổng giá trị sản phẩm, thu nhập, lãi thuần, yêu cầu lao động, …) đảm bảo thỏa mãn yêu cầu sinh thái cũng như các điều kiện sản xuất của cây trồng thuộc loại sử dụng đất xác định. Yếu tố hạn chế (Limitation factor) là chất lượng đất đai hoặc tính chất đất đai có ảnh hưởng bất lợi đến loại hình sử dụng đất nhất định. Chúng thường được dùng làm tiêu chuẩn để phân cấp các mức thích hợp. Đánh giá đất đai (Land evaluation) là tiến trình so sánh các tính chất đất đai với các mục đích sử dụng nhất định sử dụng một kĩ thuật khoa học chuẩn. Kết quả có thể được dùng như một chỉ dẫn cho người sử dụng, quy hoạch để xác định sử thay đổi sử dụng đất. Là đánh giá hiệu suất đất đai khi được dùng cho một mục đích xác định, bao gồm việc tiến hành và làm sáng tỏ các khảo sát và nghiên cứu dáng đất, đất, thực vật, khí hậu và các khía cạnh khác của đất đai để nhận diện và so sánh giữa loại hình sử dụng đất với mục tiêu đánh giá [12]. Đánh giá thích hợp đất đai (Land suitability evaluation) được định nghĩa là sự đánh giá hoặc dự đoán chất lượng đất đai cho một mục đích sử dụng nhất định, về các mặt như khả năng sản xuất, nguy cơ suy giảm và các yêu cầu quản lý [24].