Tài liệu Nghiên cứu yếu tố hạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp tỉnh sơn la và đề xuất giải pháp khắc phụcluận án ts. nông nghiệp626201

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƯƠNG ĐỨC TOÀN NGHIÊN CỨU YẾU TỐ HẠN CHẾ TRONG ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC ĐẤT HÀ NỘI - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƯƠNG ĐỨC TOÀN NGHIÊN CỨU YẾU TỐ HẠN CHẾ TRONG ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC ĐẤT MÃ SỐ : 62620103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC ĐẤT Người hướng dẫn Khoa học 1. PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải 2. PGS.TS. Hồ Quang Đức HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ bất cứ học vị nào khác. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Lương Đức Toàn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của tập thể, cá nhân, người thân trong gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Lãnh đạo Viện, Lãnh đạo Phòng KH&HTQT và toàn thể cán bộ Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã tạo điều kiện cho tôi tham gia thực hiện trực tiếp và sử dụng một số số liệu của đề tài Độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên đất nông nghiệp vùng miền núi Tây Bắc Việt Nam”. Tôi xin chân thành cám ơn TS. Trần Minh Tiến, chủ nhiệm đề tài đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cám ơn Lãnh đạo và cán bộ Bộ môn Phát sinh học và Phân loại đất, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa; các đơn vị, ban, ngành trong tỉnh Sơn La, Phòng Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã cùng cộng tác, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt công việc của mình. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải và PGS. TS. Hồ Quang Đức là những người thầy trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Thổ nhưỡng & Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Trân trọng cảm ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè, người thân đã luôn sát cánh bên tôi, động viên và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận án này! NCS Lương Đức Toàn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... ii MỤC LỤC.......................................................................................................................... 1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. 4 DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................... 5 DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................ 7 MỞ ĐẦU ....................................................................................................................8 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 8 2. Mục tiêu của đề tài ....................................................................................................... 10 3. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 10 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................................... 11 4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu............................................................. 11 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài nghiên cứu ............................................................. 11 5. Những đóng góp mới của đề tài .................................................................................. 11 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................12 1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH SƠN LA ..................................................................................................................................... 12 1.1.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 12 1.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ................................................................................. 17 1.2. NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 18 1.2.1. Yếu tố hạn chế (YTHC) và nguyên nhân........................................................ 18 1.2.2. Xác định các yếu tố hạn chế của đất đối với cây trồng .................................. 21 1.2.3. Nghiên cứu giải pháp khắc phục các yếu tố hạn chế của đất ......................... 25 1.3. NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN .. 30 1.3.1. Nguyên nhân xuất hiện các yếu tố hạn chế trong đất Việt Nam.................... 30 1.3.2. Nghiên cứu các giải pháp khắc phục các yếu tố hạn chế trong đất trồng ........ 34 1.4. NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ HẠN CHẾ TRONG ĐẤT DỐC TẠI VÙNG TÂY BẮC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC .................................................................. 39 1.5. ĐÁNH GIÁ CHUNG NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ................................................................................................................ 45 1 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU ..............................................................................................47 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 47 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................... 47 2.2.1. Nghiên cứu thực trạng sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La ............................. 47 2.2.2. Nghiên cứu thực trạng chất lượng đất đai và các yếu tố hạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp ......................................................................................................... 47 2.2.3. Đề xuất một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho một số cây trồng chính tỉnh Sơn La (ngô, mía, cà phê chè) .................................................................. 48 2.3. CÁCH TIẾP CẬN .................................................................................................... 49 2.3.1. Tiếp cận kế thừa ................................................................................................ 49 2.3.2. Tiếp cận hệ thống .............................................................................................. 49 2.3.3. Tiếp cận sinh thái .............................................................................................. 49 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 50 2.4.1. Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu........................................................... 50 2.4.2. Phương pháp lấy mẫu đất và phân tích đất ..................................................... 50 2.4.3. Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng đất .................................................. 53 2.4.4. Phương pháp đánh giá thực trạng chất lượng đất ........................................... 54 2.4.5. Xác định các yếu tố hạn chế của đất đối với cây trồng .................................. 55 2.4.6. Phương pháp xây dựng các loại bản đồ........................................................... 56 2.4.7. Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm ................................................ 57 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................61 3.1. THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA ........................ 61 3.1.1. Thực trạng các loại sử dụng đất nông nghiệp ................................................. 61 3.1.2. Đánh giá biến động các loại sử dụng đất sản xuất nông nghiệp .................... 62 3.1.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng đất ......................................................................... 66 3.2. THỰC TRẠNG TÀI NGUYÊN ĐẤT TỈNH SƠN LA ........................................ 78 3.2.1. Phân loại và xây dựng bản đồ đất nông nghiệp tỉnh Sơn La.......................... 78 3.2.2. Một số tính chất của đất nông nghiệp tỉnh Sơn La ......................................... 81 3.3. XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ HẠN CHẾ CHÍNH TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA................................................................................................................. 84 2 3.3.1. Chất lượng đất đai và yếu tố hạn chế chính .................................................... 84 3.3.2. Những yếu tố hạn chế khác. ............................................................................. 99 3.3.3. Kết luận về yếu tố hạn chế chính của đất nông nghiệp tỉnh Sơn La............ 100 3.4. ĐÁNH GIÁ HẠN CHẾ CỦA ĐẤT ĐAI ĐỐI VỚI MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH ........................................................................................................................... 102 3.4.1. Xây dựng bản đồ chất lượng đất đai .............................................................. 103 3.4.2. Căn cứ khoa học xác định hạn chế của đất đai đối với cây trồng ................ 105 3.4.3. Xác định các yếu tố hạn chế của đất đai đối với cây trồng chính ................ 105 3.5. XÂY DỰNG MỘT SỐ MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐẤT TẠI SƠN LA ................................................................................... 115 3.5.1. Mô hình thực nghiệm cho cây ngô ................................................................ 115 3.5.2. Mô hình thực nghiệm cho cây mía ................................................................ 119 3.5.3. Mô hình thực nghiệm cho cây cà phê chè ..................................................... 123 3.6. ĐỀ XUẤT MỘT SÔ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HẠN CHẾ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐẤT CHO TỈNH SƠN LA ................................................ 128 3.6.1. Giải pháp về khoa học kỹ thuật...................................................................... 128 3.6.2. Một số giải pháp khác..................................................................................... 136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................138 1. KẾT LUẬN................................................................................................................ 138 2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................................... 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................142 PHỤ LỤC ...............................................................................................................151 3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADB Asian Development Bank - Ngân hàng phát triển châu Á ASEAN Association of Southeast Asian Nations-Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á BS Base Saturation - Độ no bazơ CEC Cation Exchange Capacity – Khả năng trao đổi cation CLĐ Công lao động CT Công thức CN Công nghiệp DTTN Diện tích tự nhiên DMC Direct seeding Mulch-based Cropping-System - Gieo hạt cây trồng trực tiếp qua tàn dư thực vật ĐGĐĐ Đánh giá đất đai ĐVĐĐ Đơn vị đất đai FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông Lương Thế giới GDP Gross Domestic Product - Tổng sản phẩm quốc nội GIS Geographic Information System - Hệ thống Thông tin Địa lý LU Land Unit- Đơn vị đất đai LMU Land Mapping Unit - Đơn vị bản đồ đất đai LUT Land Use Type - Loại sử dụng đất NN Nông nghiệp OC Organic Carbon - Cacbon hữu cơ SXNN Sản xuất nông nghiệp SBC Sum of basic cations- Tổng cation kiềm trao đổi TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban Nhân dân UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization - Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc) WHO World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới WRB World Reference Base for Soil Resources - Tham chiếu Tài nguyên đất Thế giới 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Diện tích đất bị thoái hóa trên thế giới .....................................................19 Bảng 2.2. Nguyên nhân chính gây thoái hóa đất trên thế giới ..................................20 Bảng 2.3. Phân cấp mức độ hạn chế trong đất đối với cây trồng..............................56 Bảng 3.1. Cơ cấu 3 loại đất chính .............................................................................61 Bảng 3.2. Cơ cấu các loại sử dụng đất nông nghiệp .................................................62 Bảng 3.3. Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính (ha) ....................64 Bảng 3.4. Khó khăn của người dân trong sản xuất nông nghiệp tại Sơn La. ..............66 Bảng 3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế các loại sử dụng đất nông nghiệp chính tỉnh Sơn La .......................................................................................................................68 Bảng 3.6. Tổng hợp kết quả đánh giá hiệu quả kinh tế sử dụng đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La. ....................................................................................................70 Bảng 3.7. Mức độ đầu tư phân bón của một số loại cây trồng chính............................76 Bảng 3.8. Phân cấp chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của các loại sử dụng đất ......................76 Bảng 3.9. Tổng hợp đánh giá khả năng sử dụng bền vững của các LSD .....................77 Bảng 3.10. Kết quả phân loại đất tỉnh Sơn La .............................................................79 Bảng 3.11. Một số chỉ tiêu vật lý đất...........................................................................81 Bảng 3.12. Một số chỉ tiêu hóa học đất .......................................................................82 Bảng 3.13. Một số chỉ tiêu dinh dưỡng đất .................................................................83 Bảng 3.14. Đánh giá độ chua của đất nông nghiệp tỉnh Sơn La...................................84 Bảng 3.15. Kết quả đánh giá dung tích trao đổi cation trong đất .................................86 Bảng 3.16. Kết quả đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong đất ...................................88 Bảng 3.17. Kết quả đánh giá hàm lượng đạm tổng số .................................................90 Bảng 3.18. Kết quả đánh giá hàm lượng lân tổng số ...................................................90 Bảng 3.19. Kết quả đánh giá hàm lượng kali tổng số ..................................................90 Bảng 3.20. Kết quả đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu ....................................................92 Bảng 3.21. Kết quả đánh giá hàm lượng kali dễ tiêu ...................................................92 5 Bảng 3.22. Kết quả đánh giá độ phì nhiêu của đất.......................................................94 Bảng 3.23. Kết quả đánh giá độ dày tầng đất của các loại đất .....................................94 Bảng 3.24. Kết quả đánh giá mức độ đá lẫn ................................................................95 Bảng 3.25. Kết quả đánh giá thành phần cơ giới của đất .............................................97 Bảng 3.26. Kết quả đánh giá, phân cấp độ dốc............................................................98 Bảng 3.27. Đánh giá khả năng cung cấp nước tưới .....................................................99 Bảng 3.28. Thống kê các đơn vị đất đai theo loại đất ................................................103 Bảng 3.29. Một số yêu cầu về đất đai của cây ngô ..................................................106 Bảng 3.30. Thống kê các mức độ hạn chế của đất đai đối với cây ngô ....................107 Bảng 3.31. Một số yêu cầu về đất và khí hậu của cây mía .......................................109 Bảng 3.32. Thống kê các mức độ hạn chế của đất đai đối với cây mía ....................110 Bảng 3.33. Một số yêu cầu về đất đai của cây cà phê chè ........................................112 Bảng 3.34. Thống kê các mức độ hạn chế của đất đai đối với cây cà phê chè .........113 Bảng 3.35. Tính chất đất trước thí nghiệm cho cây ngô .........................................115 Bảng 3.36. Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất ngô..............116 Bảng 3.37. Hiệu quả kinh tế mô hình ngô ..............................................................116 Bảng 3.38. Một số tính chất đất sau thí nghiệm ngô ...............................................117 Bảng 3.39. Tính chất đất trước thí nghiệm cho cây mía .........................................119 Bảng 3.40. Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất mía..............120 Bảng 3.41. Hiệu quả kinh tế mô hình thâm canh mía .............................................120 Bảng 3.42. Một số tính chất đất sau thí nghiệm mía ...............................................121 Bảng 3.43. Tính chất đất trước thí nghiệm cho cây cà phê chè ..............................123 Bảng 3.44. Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất cà phê chè...124 Bảng 3.45. Hiệu quả kinh tế mô hình thâm canh cà phê chè bền vững ......................124 Bảng 3.46. Một số tính chất sau thí nghiệm cà phê ................................................125 Bảng 3.47. Đề xuất hướng sử dụng phân bón phù hợp cho 1 số cây trồng chính. .............134 6 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ số độ cao (DEM) tỉnh Sơn La .......................................................13 Hình 1.2. Phân bố và áp dụng kỹ thuật DMC-System (triệu ha) ..............................29 Hình 3.1. Bản đồ đất tỉnh Sơn La..............................................................................80 Hình 3.2. Giá trị pHKCl của các loại đất trong vùng điều tra ..................................85 Hình 3.3. Tổng cation kiềm trao đổi và CEC trong các loại đất ...............................87 Hình 3.4. Hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong các loại đất ...................................89 Hình 3.5. Hàm lượng dinh dưỡng tổng số trong các loại đất ....................................91 Hình 3.6. Hàm lượng lân, kali dễ tiêu trong các loại đất ..........................................93 Hình 3.7. Thành phần cấp hạt của các loại đất nông nghiệp tỉnh Sơn La .......................97 Hình 3.8. Bản đồ chất lượng đất đai tỉnh Sơn La....................................................104 Hình 3.9. Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây ngô ....................................107 Hình 3.10. Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây mía ..................................110 Hình 3.11. Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây cà phê chè........................113 Hình 3.12. Một số hình ảnh về mô hình ngô...........................................................118 Hình 3.13. Một số hình ảnh về mô hình mía...........................................................122 Hình 3.14. Một số hình ảnh về mô hình cà phê ......................................................127 7 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đất đai là yếu tố quan trọng hàng đầu, không thể thay thế được đối với tất cả các hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp. Nghiên cứu cải tiến, phát triển các hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp đều phải bắt đầu từ việc tìm hiểu, nghiên cứu, phân loại, đánh giá tài nguyên đất. Từ đó xác định được những ưu thế, tiềm năng cũng như những hạn chế của các hoạt động canh tác hiện tại sẽ tạo cơ sở đề xuất những giải pháp khoa học và xây dựng kế hoạch sử dụng đất hợp lý, giúp xây dựng mô hình canh tác phù hợp nhằm khai thác sử dụng đất tốt hơn và đảm bảo môi trường sinh thái bền vững. Nhiều kết quả điều tra, nghiên cứu gần đây cho thấy việc khai thác, sử dụng đất nông nghiệp ở nước ta còn chưa hợp lý và hiệu quả. Sử dụng và khai thác đất nông nghiệp vẫn chủ yếu lợi dụng tiềm năng của đất, xem nhẹ việc duy trì, cải tạo và phục hồi nguồn tài nguyên đất; một số nơi sử dụng phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật quá nhiều… dẫn đến tình trạng đất thoái hóa, ô nhiễm, giảm khả năng sản xuất của đất…do vậy hiệu quả sử dụng đất ngày càng giảm sút. Hầu hết các khuyến cáo để nâng cao hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp đều cho rằng cần có một giải pháp tổng thể về đất - phân bón - cây trồng gắn với định hướng phát triển sản xuất hợp lý theo từng vùng, địa phương cụ thể. Sơn La là tỉnh vùng cao, địa hình hiểm trở, nằm sâu trong nội địa, cách xa các trung tâm lớn; hệ thống giao thông vận tải chưa phát triển toàn diện, đi lại giao lưu trao đổi hàng hoá gặp nhiều khó khăn, đây là yếu tố hạn chế cơ bản trong việc thu hút đầu tư, thúc đẩy phát triển nền kinh tế - xã hội của tỉnh. Tỉnh Sơn La có tổng diện tích tự nhiên là 1.412.349 ha, đứng thứ 3 trên tổng số 63 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương của cả nước (sau Nghệ An và Gia Lai), bằng 4,28% tổng diện tích tự nhiên toàn quốc và bằng 37,88% tổng diện tích vùng Tây bắc. Tỉnh có 12 đơn vị hành chính cấp huyện (11 huyện và 01 thành phố). Dân số toàn tỉnh là 1.192.100 người (năm 2015) với 12 dân tộc (Cục Thống kê tỉnh Sơn La, 2016). 8 Hiện nay, kinh tế Sơn La phát triển chủ yếu dựa vào ngành Nông Lâm nghiệp với 30,42 % trong tổng sản phẩm trên địa bàn và với giá trị 28.716,29 tỷ đồng (2015) (Cục Thống kê tỉnh Sơn La, 2016). Là một tỉnh vùng cao, quỹ đất nông nghiệp hạn chế, hiện đang sử dụng bình quân đầu người 0,2 ha, trong đó cho sản xuất lương thực là 0,16 ha, riêng ruộng nước bình quân chỉ có 0,017 ha. Sơn La có diện tích đất sản xuất nông nghiệp không nhiều, đồng thời do địa hình bị chia cắt mạnh, đồi núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, đất sản xuất phân tán, thời tiết khí hậu diễn biến phức tạp, hạn hán kéo dài, tần suất xuất hiện sương muối thất thường, hệ thống thủy lợi được đầu tư nhưng chưa đảm bảo đủ lượng nước tưới là những yếu tố hạn chế cho sản xuất nông nghiệp của tỉnh. Tập quán sản xuất của người dân còn lạc hậu, gây khó khăn trong việc tiếp cận các biện pháp, các mô hình sản xuất tiên tiến. Trình độ thâm canh chưa cao, sản xuất hàng hóa phát triển chậm, các sản phẩm nông lâm nghiệp còn đơn điệu, chủ yếu nguyên liệu thô. Tình trạng thoái hóa, xói mòn đất sản xuất nông nghiệp diễn ra mạnh. Để nền nông nghiệp tỉnh Sơn La phát triển theo xu hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh còn nhiều câu hỏi đặt ra cần được nghiên cứu: (i) Thực trạng canh tác đất nông nghiệp hiện tại đã phù hợp với điều kiện đất đai của tỉnh chưa? (ii) những khó khăn nào, hạn chế gì của đất đai đã tác động đến quá trình sản xuất? (iii) những tiến bộ khoa học kỹ thuật nào phù hợp cho sản xuất nông nghiệp hiệu quả, bền vững và bảo vệ môi trường cho tỉnh Sơn La?. Trong vòng 10 năm trở lại đây, đã có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc chống xói mòn đất, phục hồi sức sản xuất của đất trên địa bàn tỉnh Sơn La của nhiều tổ chức trong và ngoài nước. Tuy nhiên, đa số các nghiên cứu sâu chỉ dừng lại ở quy mô hẹp, thiếu các nghiên định hướng, hệ thống, xuyên ngành, tin cậy về các hạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp trên quy mô rộng và đưa ra các giải pháp nhằm khắc phục và nâng cao hiệu quả sử dụng đất phục vụ chiến lược phát triển nông nghiệp nói chung và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất đai nói riêng cho tỉnh Sơn La. 9 Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu yếu tố hạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La và đề xuất giải pháp khắc phục” được đặt ra là rất cấp thiết và cần được tiến hành. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Xác định được yếu tố hạn chế (YTHC) trong đất sản xuất nông nghiệp đối với một số cây trồng chính và đề xuất được các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho tỉnh Sơn La 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được thực trạng chất lượng đất sản xuất nông nghiệp và các yếu tố hạn chế (YTHC) trong đất sản xuất nông nghiệp đối với một số cây trồng chính tỉnh Sơn La. - Xây dựng được 03 mô hình thực nghiệm áp dụng tiến bộ kỹ thuất cho việc khắc phục yếu tố hạn chế và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho một số cây trồng chính ngô, mía, cà phê tại tỉnh Sơn La - Đề xuất được một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho một số cây trồng chính tỉnh Sơn La. 3. Phạm vi nghiên cứu 3.1. Phạm vi về không gian: Đề tài nghiên cứu giới hạn trong phạm vi đất sản xuất nông nghiệp và vùng đất có khả năng khai thác vào mục đích nông nghiệp tỉnh Sơn La. 3.2. Phạm vi về thời gian: Đề tài được thực hiện trong thời gian từ năm 2012 đến 2015. 3.3. Phạm vi nghiên cứu các yếu tố hạn chế trong đất: Đề tài tập trung phân tích một số yếu tố hạn chế chính về tính chất vật lý, hóa học của đất tác động đến năng 10 suất cây trồng; một số yếu tố hạn chế về địa hình (độ dốc), tưới tiêu, yếu tố khí hậu tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học tin cậy để đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai của địa phương. Chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sử dụng đất có hiệu quả cao và bảo vệ môi trường. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài nghiên cứu - Đề xuất được các giải pháp sử dụng đất hiệu quả trên cơ sở thực trạng nguồn tài nguyên đất đai của địa phương. - Xây dựng mô hình thực nghiệm đạt hiệu quả KT-XH cao, cải thiện chất lượng đất đai. 5. Những đóng góp mới của đề tài - Đánh giá được một cách hệ thống, xuyên ngành mối quan hệ giữa thực trạng sử dụng đất, chất lượng đất và xác định được các yếu tố hạn chế chính trong đất sản xuất nông nghiệp đối với việc phát triển các cây trồng chính (ngô, mía, cà phê) trên địa bàn tỉnh Sơn La. - Đề xuất được một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế trong đất đối với một số cây trồng chính (ngô, mía, cà phê) thông qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và mô hình thực nghiệm ngoài đồng ruộng. 11 Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH SƠN LA 1.1.1. Điều kiện tự nhiên 1.1.1.1. Vị trí địa lý Sơn La là tỉnh miền núi thuộc vùng cao phía Tây Bắc Việt Nam, nằm ở khu vực trung tâm của vùng, có tọa độ địa lý từ 20o39’đến 22o02’ vĩ độ Bắc và từ 103o11’đến 105o02’ kinh độ Đông, có giáp ranh như sau: - Phía Bắc giáp tỉnh Lai Châu và Yên Bái. - Phía Nam giáp tỉnh Thanh Hoá và nước CHDCND Lào. - Phía Đông giáp tỉnh Hoà Bình và Phú Thọ. - Phía Tây giáp tỉnh Điện Biên. Tỉnh Sơn La nằm sâu trong lục địa, cách thủ đô Hà Nội 320 km theo Quốc lộ 6. Tỉnh có đường biên giới hữu nghị đặc biệt Việt - Lào dài 250 km với cửa khẩu quốc gia Pa Háng, cửa khẩu Chiềng Khương. Trong địa bàn tỉnh có các tuyến Quốc lộ 6, Quốc lộ 37, Quốc lộ 32b, Quốc lộ 43, Quốc lộ 279, Quốc lộ 4G, … 1.1.1.2. Địa hình Địa hình của tỉnh bị chia cắt phức tạp, núi đá cao xen lẫn đồi, thung lũng, lòng chảo và các cao nguyên, có độ cao trung bình 600 - 700 m so với mặt nước biển, có 3 hệ thống núi chính chạy song song theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. - Hệ thống núi phía tả ngạn sông Đà, là ranh giới giữa Sơn La và Yên Bái, bắt nguồn từ đỉnh Nậm Khan (Quỳnh Nhai) có độ cao 1.130 m, chạy qua Mường La, Bắc Yên đến Phù Yên với các đỉnh cao 1.000 - 2.500 m hình thành lưu vực tả ngạn sông Đà. 12 - Hệ thống núi phía hữu ngạn sông Mã, là ranh giới giữa Sơn La và Lào, bắt nguồn từ đỉnh Phù Dinh đến đỉnh PuTenLuông có đỉnh cao đến 2.000 m, hình thành nên vùng giữa hữu ngạn sông Mã. - Hệ thống núi xen giữa lưu vực sông Đà và sông Mã, bắt nguồn từ đỉnh Tà Con (Thuận Châu) có độ cao 1.717 m qua Mai Sơn, Yên Châu, Mộc Châu gồm các đỉnh núi cao 1.000 - 1.500 m. Thu từ tỷ lệ 1 : 25.000 Nguồn: Xây dựng từ dữ liệu bản đồ địa hình tỉnh Sơn La, tỷ lệ 1 : 50.000 Hình 1.1. Bản đồ số độ cao (DEM) tỉnh Sơn La 13 1.1.1.3. Thời tiết, khí hậu Sơn La nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi, mùa đông lạnh khô, mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều. Khí hậu Sơn La được chia thành 4 mùa rõ rệt: xuân, hạ, thu, đông. Sơn La nóng ẩm vào mùa xuân, nắng nóng vào lúc giao mùa giữa mùa xuân và mùa hạ, se lạnh vào mùa thu, lạnh buốt vào mùa đông. Trong những năm gần đây nhiệt độ không khí trung bình/năm có xu hướng tăng hơn so với 20 năm trước đây 0,50C - 0,60C (thành phố Sơn La từ 20,90C lên 21,10C, Yên Châu từ 22,60C lên 230C), lượng mưa trung bình năm có xu hướng giảm (thành phố từ 1.445 mm xuống 1.402 mm, Mộc Châu từ 1.730 mm xuống 1.563 mm), độ ẩm không khí trung bình năm cũng giảm. Cụ thể các yếu tố cơ bản về khí hậu Sơn La như sau: - Mùa đông lạnh và khô kéo dài từ tháng Mười đến tháng Ba năm sau. Mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều, bắt đầu từ tháng Tư đến tháng Chín. - Nhiệt độ trung bình trong năm 21,50C, nhiệt độ cao nhất là 370C, nhiệt độ thấp nhất là 20C. Tổng tích ôn bình quân một năm là 7.5500C. - Lượng mưa trung bình/năm là 1.400 mm. Số ngày mưa trung bình trong một năm là 118 ngày. Lượng mưa phân bố không đều ở các tháng, trung bình là 120 mm/tháng. Mùa mưa kéo dài 6 - 7 tháng với lượng mưa chiếm 84 - 92% tổng lượng mưa cả năm, là thời kỳ độ ẩm được cải thiện, thuận lợi cho sinh trưởng của nhiều loại cây trồng. Tuy nhiên trong thời kỳ này do lượng mưa lớn, tập trung (lượng mưa ngày cực đại lên tới 146 mm) dễ gây ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi, trượt lở đất, lũ ống, lũ quét... làm hư hỏng các công trình giao thông, thuỷ lợi, gây thiệt hại cho sản xuất, tài sản và đời sống nhân dân, làm giảm chất lượng nông sản sau thu hoạch (đặc biệt với ngô, cà phê...). Ngược lại, mùa khô kéo dài, lượng mưa nhỏ thường gây khô hạn, thiếu nước cho sản xuất và sinh hoạt, nhất là các bản vùng cao, ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng các loại cây trồng. - Độ ẩm trung bình/năm 80-82%, cao nhất trung bình 86 - 87% (tháng 6, 7, 8), tối thấp tuyệt đối 6 - 10% (tháng 1, 2, 3). Lượng bốc hơi trung bình năm là 800 mm/năm. Lượng bốc hơi quan hệ với lượng mưa phân bố không đều tạo nên một 14 thời kỳ khô hạn gay gắt (từ tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau). Đây là thời kỳ lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa nhiều lần, khiến độ ẩm ở tầng đất mặt luôn dưới mức độ ẩm cây héo rất nhiều nên thời kỳ này không thể canh tác cây ngắn ngày nếu không có tưới. - Sương muối: Vào tháng Mười Hai đến tháng Một năm sau, một số khu vực trong tỉnh bị ảnh hưởng của vài đợt sương muối. Trong những năm gần đây tần suất xuất hiện sương muối trên địa bàn tỉnh có xu hướng giảm (Nguyễn Hồng Sơn và cs., 2011). 1.1.1.4. Thủy văn, sông ngòi Sơn La có mạng lưới sông, suối khá dày, mật độ 1,2 - 1,8 km/km2 nhưng phân bố không đều, sông suối có độ dốc lớn, nhiều thác ghềnh do địa hình núi cao, chia cắt sâu. Dòng chảy biến đổi theo mùa, biên độ dao động giữa mùa mưa và mùa khô khá lớn. Mùa lũ thường diễn ra từ tháng Sáu đến tháng Mười trong năm nhưng diễn ra sớm hơn ở các nhánh thượng lưu và muộn hơn ở hạ lưu. Có đến 65 - 80% tổng lượng dòng chảy trong năm tập trung trong mùa lũ này. Trên địa bàn tỉnh có 2 con sông lớn chảy qua: sông Đà và sông Mã cùng 35 con suối lớn, hàng trăm con suối nhỏ nằm trên địa hình dốc với nhiều thác nước. Sông Đà, đoạn chảy vào địa phận tỉnh Sơn La dài khoảng 250 km, tổng diện tích lưu vực khoảng 9.844 km2. Sông Mã (đoạn chảy trên địa phận tỉnh Sơn La) dài 93 km, tổng diện tích lưu vực khoảng 3.978 km2. Hiện tại, Sơn La có gần 20.000 ha mặt nước (hồ chứa của thủy điện Hòa Bình và thủy điện Sơn La), trong đó có gần 16.000 ha có khả năng khai thác, nuôi trồng thủy sản (UBND tỉnh Sơn La, 2012). 1.1.1.4. Các nguồn tài nguyên a) Tài nguyên đất Là một tỉnh với diện tích đất đồi núi chiếm trên 80% DTTN, vùng giữa sông Đà và sông Mã hình thành 2 cao nguyên lớn là cao nguyên Mộc Châu với diện tích khoảng 2 vạn ha, chạy dọc theo 2 bên đường Quốc lộ 6 thuộc 2 huyện của tỉnh là Vân Hồ (huyện mới thành lập) và Mộc Châu và cao nguyên Sơn La - Nà Sản với diện tích 15 khoảng 1,5 vạn héc ta từ Yên Châu đến đèo Pha Đin (Thuận Châu). Nằm xen kẽ giữa các cao nguyên là vùng lòng chảo, thung lũng được bồi đắp bởi phù sa các con sông suối tạo thành các cánh đồng có thể canh tác lúa (UBND tỉnh Sơn La, 2011). Tài nguyên đất đồi núi của tỉnh Sơn La là một lợi thế trong phát triển các cây công nghiệp dài ngày và phát triển các cây trồng cạn ngắn ngày khác. Tuy nhiên, đây cũng là một thách thức lớn trong bảo vệ nguồn tài nguyên đất đai này; nhiều vùng đất dốc độc canh cây trồng như ngô, lúa nương đã được khai thác nhiều năm mà không có biện pháp bảo vệ và cải tạo đất nào được áp dụng đã làm cho đất đai bị hoang hóa dẫn đến diện tích chưa sử dụng còn nhiều, hiện tại, toàn tỉnh còn khoảng 380.000 ha đất đồi núi chưa sử dụng khai thác, chiếm khoảng 26% quỹ đất. b) Tài nguyên nước nước mặt Tài nguyên nước mặt của toàn tỉnh Sơn La hàng năm vào khoảng 19 tỷ m3 chủ yếu từ nguồn nước mưa tích trữ vào hai hệ thống sông chính là: Sông Đà bắt nguồn từ tỉnh Vân Nam Trung Quốc có lưu vực ở tỉnh Sơn La là 9.844 km2, đoạn chảy qua Sơn La dài 250 km, tổng lượng nước đến công trình thủy điện Sơn La là 47,6.109 m3. Sông Mã bắt nguồn từ huyện Điện Biên và Tuần Giáo - Điện Biên, đoạn chảy qua Sơn La dài 93 km, có diện tích lưu vực 3.978 km2. Bên cạnh 2 hệ thống sông chính, tỉnh Sơn La còn có 35 con suối lớn, hàng trăm con suối nhỏ nằm trên địa hình dốc (UBND tỉnh Sơn La, 2011). c) Tài nguyên rừng Sơn La là một trong những tỉnh có diện tích rừng và đất có khả năng phát triển lâm nghiệp khá lớn (chiếm khoảng 44,7% DTTN). Độ che phủ của rừng đạt khoảng 45%, còn thấp so với yêu cầu - nhất là đối với một tỉnh có độ dốc lớn, mưa tập trung theo mùa, lại có vị trí là mái nhà phòng hộ cho đồng bằng Bắc bộ, điều chỉnh nguồn nước cho thuỷ điện Hoà Bình. Toàn tỉnh hiện có 662.955 ha đất có rừng, gồm: rừng phòng hộ 386.219 ha, có vai trò quan trọng trong việc phòng chống xói mòn, rửa trôi, ngăn lũ ống, lũ quét và có vai trò phòng hộ đầu nguồn sông Đà, điều hoà mực nước các hồ thuỷ điện Sơn 16