Luận án các biện pháp kỹ thuật tăng năng suất đậu tương đông vùng đất thấp tỉnh Thanh Hóa

Luận án tiến sĩ nông nghiệp nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tăng năng suất đậu tương đông cho vùng đất thấp tại Thanh Hóa, hiệu quả cao.

• Tác giả: Đoàn Văn Lưu
• Người hướng dẫn: Vũ Đình Chính
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Lựa chọn các biện pháp kỹ thuật thích hợp tăng năng suất đậu tương Đông cho vùng đất thấp tại tỉnh Thanh Hóa
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Danh mục các chữ viết tắt
• Danh mục bảng
• Danh mục hình
• Trích yếu luận án
• Thesis abstract
• 1. PHẦN 1: Tính cấp thiết của đề tài
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Những đóng góp của luận án
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới và Việt Nam
• 2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới
• 2.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương ở Việt Nam
• 2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương ở Thanh Hoá
• 2.1.4. Tình hình sản xuất đậu tương vụ Đông ở huyện Triệu Sơn và Yên Định của tỉnh Thanh Hóa
• 2.2. Kết quả nghiên cứu về giống đậu tương có khả năng chống chịu với stress môi trường ngập úng trên thế giới và Việt Nam
• 2.2.1. Biến đổi khí hậu và phản ứng của cây trồng với điều kiện bất thuận
• 2.2.2. Phản ứng của cây với ngập úng và tuyển chọn giống đậu tương chống chịu trong điều kiện stress môi trường bất lợi
• 2.3. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật trồng đậu tương trên thế giới và Việt Nam
• 2.3.1. Nghiên cứu về thời vụ trồng đậu tương
• 2.3.2. Nghiên cứu về mật độ trồng đậu tương
• 2.3.3. Nghiên cứu về phân bón cho cây đậu tương
• 2.3.4. Dinh dưỡng qua lá, cơ sở khoa học và sử dụng phân bón lá trong sản xuất nông nghiệp
• 2.3.5. Nghiên cứu về vật liệu che phủ trồng đậu tương
• 2.4. Nhận xét rút ra từ phần tổng quan
• 3. PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Thời gian nghiên cứu
• 3.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 3.3.1. Giống đậu tương tham gia thí nghiệm
• 3.3.2. Vật liệu khác
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.4.1. Điều tra đánh giá điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất đậu tương Đông ở tỉnh Thanh Hóa
• 3.4.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống đậu tương vụ Đông trong điều kiện ngập úng ở nhà lưới có mái che và ngoài đồng ruộng tại tỉnh Thanh Hóa
• 3.4.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật tăng năng suất đậu tương vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 3.4.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm sản xuất đậu tương vụ Đông đạt năng suất, hiệu quả cao cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3.5.1. Điều tra điều kiện tự nhiên, tình hình sản xuất đậu tương vụ Đông ở tỉnh Thanh Hóa
• 3.5.2. Phương pháp thí nghiệm
• 3.5.3. Phương pháp xây dựng mô hình thử nghiệm
• 3.5.4. Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế
• 3.5.5. Phương pháp phân tích tính chất hóa học đất và độ ẩm đất trong các thí nghiệm và xây dựng mô hình
• 3.5.6. Các chỉ tiêu nghiên cứu và theo dõi
• 3.5.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất đậu tương ở tỉnh Thanh Hóa
• 4.1.1. Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Đông của tỉnh Thanh Hóa từ năm 2010 - 2015
• 4.1.2. Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Đông ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 4.1.3. Đất nông nghiệp và cơ cấu cây trồng hàng năm ở tỉnh Thanh Hóa
• 4.1.4. Tình hình sản xuất đậu tương ở tỉnh Thanh Hóa
• 4.1.5. Một số yếu tố hạn chế và thuận lợi đối với sản xuất đậu tương vụ Đông ở tỉnh Thanh Hóa
• 4.2. Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng chịu ngập úng của một số giống đậu tương trong vụ đông ở tỉnh Thanh Hóa
• 4.2.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống đậu tương vụ Đông trong điều kiện ngập úng ở nhà lưới có mái che tỉnh Thanh Hóa
• 4.2.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống đậu tương vụ Đông trong điều kiện ngập úng ở ngoài đồng ruộng tỉnh Thanh Hóa
• 4.3. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐVN5 vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 4.4. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐVN5 trong vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 4.5. Ảnh hưởng công thức bón phân đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương D140 và ĐVN5 trong vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hóa
• 4.6. Ảnh hưởng lượng phân bón vi sinh đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐVN5 trong vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hoá
• 4.7. Ảnh hưởng chế phẩm phân bón lá đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐVN5 trong vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hoá
• 4.8. Ảnh hưởng vật liệu che phủ đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐVN5 trong vụ Đông cho vùng đất thấp trồng 2 vụ lúa ở huyện Triệu Sơn và Yên Định tỉnh Thanh Hoá
• 4.9. Kết quả xây dựng mô hình và phát triển giống đậu tương vụ Đông cho vùng đất thấp ở Thanh Hóa
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 5.1. Đề nghị
• Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Kỹ thuật tăng năng suất đậu tương

Luận án tập trung vào việc lựa chọn các biện pháp kỹ thuật phù hợp để tăng năng suất đậu tương đông cho vùng đất thấp tại tỉnh Thanh Hóa. Các biện pháp kỹ thuật bao gồm việc chọn giống, điều chỉnh thời vụ, mật độ trồng, và sử dụng phân bón hiệu quả. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, việc áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến giúp cải thiện đáng kể năng suất đậu tương, đặc biệt trong điều kiện ngập úng.

1.1. Chọn giống đậu tương

Nghiên cứu đã xác định được ba giống đậu tương phù hợp cho vùng đất thấp Thanh Hóa là ĐVN5, D140, và D912. Các giống này có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngập úng và cho năng suất cao hơn so với các giống đối chứng. Kết quả thí nghiệm trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng cho thấy, ĐVN5 đạt năng suất thực thu cao nhất, từ 2.17 tấn/ha.

1.2. Thời vụ và mật độ trồng

Thời vụ gieo trồng thích hợp nhất cho đậu tương đông là từ 10/9 đến 20/9. Mật độ trồng tối ưu là 45 cây/m2, giúp đạt năng suất cao nhất từ 2.16 đến 2.23 tấn/ha. Việc điều chỉnh thời vụ và mật độ trồng phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai của vùng đất thấp Thanh Hóa đã góp phần nâng cao hiệu quả canh tác.

II. Biện pháp kỹ thuật nông nghiệp

Luận án đề xuất các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp như sử dụng phân bón hợp lý, che phủ đất, và áp dụng chế phẩm phân bón lá để cải thiện năng suất đậu tương. Các biện pháp này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng đất và giảm thiểu tác động của điều kiện bất lợi như ngập úng.

2.1. Sử dụng phân bón

Lượng phân bón thích hợp cho giống ĐVN5 và D140 là 10 tấn phân chuồng + 40 kg N + 120 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha. Kết hợp với phân bón hữu cơ vi sinh Sông Gianh, năng suất đạt từ 2.23 đến 2.26 tấn/ha. Việc sử dụng phân bón hợp lý giúp cải thiện dinh dưỡng đất và tăng khả năng chống chịu của cây trồng.

2.2. Che phủ đất

Che phủ bằng rơm rạ kết hợp với bón phân theo quy trình giúp giữ ẩm đất, hạn chế cỏ dại, và cải thiện năng suất đậu tương. Kết quả nghiên cứu cho thấy, năng suất đạt từ 2.20 đến 2.26 tấn/ha khi áp dụng biện pháp này. Che phủ đất cũng giúp giảm thiểu tác động của thời tiết khắc nghiệt.

III. Cải thiện năng suất cây trồng

Luận án nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải thiện năng suất cây trồng thông qua việc áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến và quản lý đất đai hiệu quả. Các biện pháp như sử dụng chế phẩm phân bón lá và phân bón vi sinh đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc tăng năng suất và chất lượng đậu tương.

3.1. Chế phẩm phân bón lá

Sử dụng chế phẩm phân bón lá axit humic với lượng phun từ 280 đến 560 lít/ha giúp tăng năng suất đậu tương lên từ 2.23 đến 2.26 tấn/ha. Chế phẩm này cung cấp dinh dưỡng trực tiếp cho cây, giúp cải thiện khả năng sinh trưởng và phát triển.

3.2. Phân bón vi sinh

Phân bón vi sinh Sông Gianh kết hợp với phân chuồng và phân hóa học giúp cải thiện đáng kể năng suất đậu tương. Kết quả nghiên cứu cho thấy, năng suất đạt từ 2.23 đến 2.26 tấn/ha khi sử dụng phân bón vi sinh. Phân bón vi sinh cũng giúp cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng chống chịu của cây trồng.

IV. Nông nghiệp vùng đất thấp

Luận án đánh giá tiềm năng phát triển nông nghiệp vùng đất thấp tại Thanh Hóa, đặc biệt là việc mở rộng diện tích trồng đậu tương đông. Với diện tích đất 2 vụ lúa lên đến 62.500 ha, trong đó 23.750 ha là vùng đất thấp, Thanh Hóa có điều kiện thuận lợi để phát triển đậu tương đông. Các biện pháp kỹ thuật được đề xuất trong luận án có thể áp dụng rộng rãi để nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1. Điều kiện tự nhiên

Thanh Hóa có khí hậu và thời tiết phù hợp với cây đậu tương, đặc biệt là trong vụ đông. Điều kiện đất đai và khí hậu thuận lợi giúp cây đậu tương sinh trưởng và phát triển tốt, đặc biệt là trong điều kiện ngập úng. Đây là yếu tố quan trọng giúp mở rộng diện tích và nâng cao năng suất đậu tương.

4.2. Mô hình thử nghiệm

Mô hình thử nghiệm trồng đậu tương đông với giống ĐVN5 tại huyện Triệu Sơn và Yên Định cho thấy năng suất đạt từ 2.26 đến 2.28 tấn/ha, lãi thuần đạt 17.33 đến 17.73 triệu đồng/ha. Mô hình này đã chứng minh hiệu quả kinh tế cao và có thể nhân rộng trên diện rộng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Lựa chọn các biện pháp kỹ thuật thích hợp tăng năng suất đậu tương Đông cho vùng đất thấp tại tỉnh Thanh Hóa" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Đoàn Văn Lưu dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Vũ Đình Chính và PGS. Vũ Quang Sáng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam (2020), thuộc chuyên ngành Khoa học cây trồng (mã số: 9.10).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao, cung cấp nguồn thực phẩm giàu protein (40 - 50%), lipid (12 - 24%), nhiều axit amin thiết yếu (Lizin, Triptophan) và vitamin cho con người cũng như vật nuôi, đồng thời có khả năng cố định đạm sinh học cải tạo đất. Tuy nhiên, sản xuất đậu tương tại Việt Nam liên tục suy giảm về cả diện tích và sản lượng; lượng đậu tương nhập khẩu năm 2017 lên tới 918,72 nghìn tấn (trị giá 391,93 triệu USD).

Tại Thanh Hóa, diện tích đất trồng 2 vụ lúa có thể phát triển đậu tương vụ Đông là 62.500 ha, trong đó có 23.750 ha thuộc vùng đất thấp (đặc điểm: cốt đất thấp hơn các chân ruộng khác, mực nước ngầm cao cách mặt đất 15 - 20 cm, dễ ngập úng khi mưa lớn) thường bị bỏ hóa trong vụ Đông. Sản xuất vụ Đông trên vùng đất này đối mặt với các khó khăn lớn: mưa lớn kéo dài đầu vụ gây ngập úng, rét vào cuối vụ, hệ thống tưới tiêu không đồng bộ, tập quán canh tác lạc hậu và thiếu bộ giống chịu úng. Trước thời điểm nghiên cứu, địa phương chưa có quy trình kỹ thuật canh tác tổng hợp cho đậu tương vụ Đông trên đất thấp 2 vụ lúa.

Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá thực trạng sản xuất đậu tương, xác định được một số giống và biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp nhằm tăng năng suất, hiệu quả kinh tế, mở rộng diện tích đậu tương Đông cho vùng đất thấp (đất thường ngập úng khi mưa lớn; cốt đất thấp hơn các chân đất lúa, đất màu khác; mực nước ngầm cao, cách mặt đất từ 15 - 20 cm) trồng 2 vụ lúa tại tỉnh Thanh Hóa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: 20 giống đậu tương đã được công nhận; các loại phân bón vô cơ (đạm urê 46% N, supe lân 16% $\text{P}_2\text{O}_5$, kaliclorua 60% $\text{K}_2\text{O}$); phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh; các chế phẩm phân bón lá (Komix, Axid Humic, Chitosan); các vật liệu che phủ (ni lông, rơm rạ, trấu).
• Phạm vi không gian: Vùng đất thấp ngập nước (1 - 2 cm) trồng 2 vụ lúa chủ động tưới tiêu tại hai huyện Triệu Sơn và Yên Định, tỉnh Thanh Hóa.
• Phạm vi thời gian: Các thí nghiệm, điều tra và mô hình thực hiện từ năm 2014 đến năm 2018 (sử dụng chuỗi số liệu khí tượng và thống kê sản xuất giai đoạn 2006 - 2016).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước được tổng quan

• Sản xuất và tiêu thụ đậu tương: Tác giả tổng hợp số liệu FAOSTAT (2017) về sản xuất đậu tương thế giới (năm 2016 đạt 122,14 triệu ha, năng suất 2,65 tấn/ha, sản lượng 323,70 triệu tấn; 4 nước dẫn đầu là Mỹ, Brazil, Argentina, Trung Quốc) và Việt Nam (năm 2016 đạt 120,0 nghìn ha, năng suất 1,43 tấn/ha, sản lượng 170,0 nghìn tấn). Số liệu nhập khẩu từ Cục Xúc tiến thương mại (2017) cho thấy Việt Nam nhập khẩu 1.545,24 nghìn tấn đậu tương năm 2016 (Mỹ chiếm 54%, Brazil 21,34%).
• Tác động của biến đổi khí hậu và cơ chế chịu úng: Biến đổi khí hậu làm giảm năng suất cây họ đậu từ 15 - 30% (Nelson et al., 2014; Deryng et al., 2014; Campbell et al., 2007). Khi ngập úng, đất thiếu oxy dẫn đến hô hấp yếm khí, rễ tích lũy độc chất alcohol, acetaldehyde, $\text{H}_2\text{S}$, giảm nốt sần và ức chế cố định đạm (Joc Loucer, 2008; Hattori et al., 2014; Vũ Tiến Bình và Nguyễn Việt Long, 2015). Nghiên cứu của Henshaw et al. (2007a, b), Cho et al. (2006), Sakazono et al. (2014) và Nguyen Van Loc et al. (2016) chỉ ra các giống chịu úng tốt (như D912, D140) có khả năng hình thành rễ khí sinh ngoi lên mặt đất và phát triển mô khí để hấp thu oxy.
• Biện pháp kỹ thuật canh tác đậu tương:
  • Thời vụ: Trồng sớm hoặc muộn làm giảm năng suất do nhiệt độ và độ dài chiếu sáng bất thuận (Kantolic and Slafer, 2001; Lobell and Asner, 2003; Ahmed et al., 2010). Các nghiên cứu tại miền Bắc (Vũ Đình Chính và Ninh Thị Phíp, 2003; Lưu Thị Xuyến, 2008; Dương Trung Dũng, 2010) khuyến cáo thời vụ vụ Đông trên đất lúa thường kết thúc trước 25/9.
  • Mật độ: Mật độ cao làm tăng chiều cao, dễ đổ ngã và giảm quả chắc/cây (Cober et al., 2005; Jason and Pedersen, 2008). Trần Thị Trường và cs. (2006), Đỗ Minh Nguyệt và cs. (2007) xác định mật độ vụ Đông phổ biến 40 - 50 cây/$\text{m}^2$.
  • Dinh dưỡng và phân bón: Đậu tương phản ứng mạnh với lân và kali (Tang et al., 2007; Xinhua et al., 2011; Keaton et al., 2015). Phân hữu cơ vi sinh và phân bón lá (Komix, Axit Humic, Chitosan, Pomior) hỗ trợ phục hồi dinh dưỡng nhanh khi rễ bị ngập úng hoặc đất nghèo dinh dưỡng (Vũ Quang Sáng và cs., 2006; Njogu et al., 2014; Nguyễn Văn Phú, 2002; Vũ Tiến Bình và cs., 2014).

Khoảng trống nghiên cứu được giải quyết

Các công trình trước đây chủ yếu tập trung nghiên cứu thời vụ, mật độ và phân bón cho vụ Đông trên đất bãi màu hoặc đất chuyên canh, chưa có công trình nào giải quyết đồng bộ việc chọn giống chịu úng và xây dựng gói kỹ thuật tổng hợp (thời vụ gieo sau thu hoạch lúa mùa sớm, mật độ, phối hợp phân bón gốc, vi sinh, phân bón lá và vật liệu che phủ) cho đậu tương vụ Đông trên vùng đất thấp 2 vụ lúa tại vùng Bắc Trung Bộ nói chung và Thanh Hóa nói riêng.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và tiếp cận nghiên cứu

Luận án tiếp cận dựa trên lý thuyết sinh thái nông học và sinh lý chống chịu bất thuận của cây trồng: trong điều kiện đất thấp ngập úng đầu vụ Đông, oxy trong đất bị đẩy lùi làm suy giảm hô hấp rễ và nốt sần; việc lựa chọn giống có khả năng sinh rễ phụ/rễ nổi kết hợp các biện pháp cơ giới - hóa sinh (lên luống, che phủ giữ ẩm/chống xói mòn hạt, bón lân, kali, phân vi sinh và bổ sung dinh dưỡng qua lá) sẽ giúp cây vượt qua giai đoạn ngập úng ban đầu, sinh trưởng thuận lợi và tích lũy chất khô tối ưu.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

1. Phương pháp điều tra: Điều tra nông thôn nhanh có sự tham gia của người dân (RRA), kết hợp phỏng vấn trực tiếp bằng phiếu câu hỏi bán cấu trúc tại hai huyện Triệu Sơn và Yên Định (năm 2014).
2. Phương pháp phân tích hóa tính đất:
   • Xác định $\text{pH}_{\text{KCl}}$ bằng máy đo pH theo TCVN 6492:1999.
   • Mùn tổng số (OC%) xác định theo phương pháp Walkley - Black.
   • Đạm tổng số (N%) xác định bằng phương pháp Kjeldahl trên hệ thống máy Gerhardt.
   • Lân tổng số ($\text{P}_2\text{O}_5%$) xác định theo phương pháp trắc quang xanh molipden trên máy quang phổ UV-VIS.
   • Kali tổng số ($\text{K}_2\text{O}%$) xác định trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS ở bước sóng 768 nm.
   • Đo chiều dài và đường kính rễ bằng máy quét rễ WinRHIZO (Nhật Bản).
3. Bố trí thí nghiệm đồng ruộng và nhà lưới:
   • Thí nghiệm 1 (Nhà lưới): Đánh giá 20 giống đậu tương trong điều kiện ngập úng nhân tạo (chậu nhựa đường kính 25 cm, chiều cao 30 cm), bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 3 lần nhắc lại.
   • Thí nghiệm 2 (Đồng ruộng): Tuyển chọn giống chịu úng ngoài đồng ruộng theo kiểu RCBD, 3 lần nhắc lại.
   • Thí nghiệm 3, 4, 6, 7, 8: Thí nghiệm 1 yếu tố (thời vụ, mật độ, phân vi sinh, phân bón lá, vật liệu che phủ) bố trí kiểu RCBD, 3 lần nhắc lại.
   • Thí nghiệm 5: Thí nghiệm 2 yếu tố (giống x công thức phân bón) bố trí theo ô phụ (Split-plot), 3 lần nhắc lại.
4. Phương pháp xây dựng mô hình và hạch toán kinh tế:
   • Xây dựng mô hình thử nghiệm tại huyện Triệu Sơn và Yên Định bằng phương pháp ô mẫu trình diễn.
   • Đánh giá hiệu quả kinh tế theo phương pháp giá trị gia tăng trên chi phí biến đổi (RAVC) và phân tích tỷ suất lợi nhuận cận biên (MRR) theo phương pháp của CIMMYT (1998).
5. Xử lý số liệu: Số liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel và IRRISTAT 5.0.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Tính cấp thiết của đề tài

Phần mở đầu xác định cơ sở khoa học và thực tiễn của việc khai thác 23.750 ha đất thấp 2 vụ lúa bỏ hóa vụ Đông tại Thanh Hóa; xác định mục tiêu tổng quát, đối tượng, phạm vi nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài đối với chuyển dịch cơ cấu cây trồng địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tổng quan 5 cụm vấn đề lớn:

1. Tình hình sản xuất, nhập khẩu đậu tương trên thế giới, Việt Nam và tỉnh Thanh Hóa.
2. Tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp và phản ứng của thực vật trước stress phi sinh học.
3. Cơ chế thích ứng và các nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương chịu ngập úng.
4. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật canh tác (thời vụ, mật độ, phân bón vô cơ, phân bón lá, vật liệu che phủ).
5. Kết luận rút ra các khoảng trống tri thức phục vụ cho đề tài.

Phần 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết đặc tính 20 giống khảo nghiệm, các loại vật tư, quy trình bố trí thí nghiệm (RCBD, Split-plot), phương pháp lấy mẫu đất, phân tích mẫu theo tiêu chuẩn TCVN, đo đạc rễ bằng WinRHIZO, tiêu chí đánh giá nông sinh học và hạch toán kinh tế theo CIMMYT.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

1. Điều kiện tự nhiên và thực trạng sản xuất đậu tương tại Thanh Hóa

• Điều kiện đất đai và thời tiết: Vụ Đông Thanh Hóa (2010 - 2015) có nhiệt độ trung bình $21,0 - 24,5^\circ\text{C}$, tổng lượng mưa đạt 250 - 450 mm tập trung vào tháng 9 và tháng 10 gây úng ngập đầu vụ, độ ẩm không khí 82 - 86%. Đất vùng thấp tại Triệu Sơn và Yên Định có $\text{pH}_{\text{KCl}}$ đạt 6,0 - 6,5, hàm lượng mùn từ nghèo đến trung bình (1,24 - 1,65%), đạm tổng số 0,08 - 0,12%, lân dễ tiêu thấp.
• Thực trạng canh tác (Điều tra năm 2014):
  • Tỷ lệ nông hộ sử dụng giống địa phương còn cao: Triệu Sơn (35,3%), Yên Định (43,2%).
  • Tỷ lệ hộ trồng đậu tương theo kinh nghiệm, chưa áp dụng đúng quy trình kỹ thuật: 73,9% (Triệu Sơn) và 76,3% (Yên Định).
  • 100% số hộ được điều tra không sử dụng phân bón lá và không bón vôi khử chua cho đất ruộng thấp.

2. Kết quả đánh giá khả năng chịu ngập úng của các giống đậu tương

• Trong nhà lưới (chậu ngập nước): Đánh giá 20 giống cho thấy điều kiện ngập úng làm giảm số lượng nốt sần, kìm hãm rễ chính nhưng kích thích sinh rễ phụ và mô xốp khí. Xác định 3 giống có khả năng thích ứng tốt nhất và đạt năng suất cá thể cao nhất gồm: D912 (5,38 g/cây), D140 (5,16 g/cây), ĐVN5 (5,09 g/cây).
• Ngoài đồng ruộng: Khảo nghiệm trong điều kiện ngập úng giai đoạn cây con cho thấy giống ĐVN5 sinh trưởng khỏe, bộ rễ phân nhánh mạnh, số nốt sần hữu hiệu cao, nhiễm sâu bệnh nhẹ, đạt năng suất thực thu 2,17 tấn/ha, cao hơn giống đối chứng DT84 từ 0,23 - 0,25 tấn/ha.

Chỉ tiêu nông sinh học / Giống	ĐVN5	D140	D912	DT84 (đ/c)
Chiều cao cây cuối cùng (cm)	52,4	48,6	50,1	44,2
Số nốt sần hữu hiệu/cây (thời kỳ R3)	28,4	26,1	27,3	18,5
Số quả chắc/cây (quả)	34,2	31,8	32,5	25,6
Khối lượng 1000 hạt (g)	162,5	158,4	155,2	142,0
Năng suất cá thể trong nhà lưới (g/cây)	5,09	5,16	5,38	3,82
Năng suất thực thu ngoài ruộng (tấn/ha)	2,17	2,08	2,05	1,92

3. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ĐVN5

• Thời vụ gieo trồng:
  • Khảo sát các khung thời vụ từ đầu tháng 9 đến tháng 10.
  • Khung thời vụ thích hợp nhất là từ 10/9 đến 20/9: cây tận dụng được nhiệt độ ấm đầu vụ, vượt qua ngập úng nhanh, tích lũy chất khô tối đa và tránh được rét đậm cuối vụ khi vào chắc; năng suất thực thu đạt cao nhất từ 1,95 - 2,23 tấn/ha. Gieo sau 30/9 năng suất giảm rõ rệt.
• Mật độ trồng:
  • Khảo nghiệm các mật độ 35, 40, 45, 50, 55 cây/$\text{m}^2$.
  • Mật độ tối ưu là 45 cây/$\text{m}^2$: chỉ số diện tích lá (LAI) đạt mức cân bằng, cây ít đổ ngã, số quả chắc/cây và khối lượng hạt đạt tối ưu, cho năng suất thực thu cao nhất (2,16 - 2,23 tấn/ha).
• Phân bón vô cơ (kết hợp phân chuồng):
  • Công thức bón tối ưu trên nền 10 tấn phân chuồng/ha: 40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 80 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha. Năng suất thực thu của ĐVN5 đạt 2,20 tấn/ha và D140 đạt 2,17 tấn/ha.
• Phân bón hữu cơ vi sinh Sông Gianh:
  • Bón 1,5 tấn phân vi sinh Sông Gianh/ha kết hợp giảm phân hóa học (nền 5 tấn PC + 30 kg N + 90 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 60 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha) làm tăng số lượng nốt sần hữu hiệu, tăng sinh khối rễ, cho năng suất đạt 2,23 - 2,26 tấn/ha.
• Chế phẩm phân bón lá:
  • Sử dụng chế phẩm Axit Humic với lượng phun 280 - 560 lít/ha (phun vào các giai đoạn 3 lá thật, phân cành và bắt đầu ra hoa) trên nền phân bón quy trình giúp cây phục hồi nhanh hệ quang hợp sau úng, cho năng suất đạt 2,23 - 2,26 tấn/ha.
• Vật liệu che phủ:
  • Che phủ bằng rơm rạ (sau khi gieo hạt) kết hợp bón phân quy trình giúp giữ ẩm đất ruộng thấp khi khô hanh, chống xói trôi phân bón và giữ ấm rễ, năng suất đạt 2,20 - 2,26 tấn/ha, vượt trội so với đối chứng không che phủ và che phủ bằng ni lông hay vỏ trấu.

4. Kết quả xây dựng mô hình thử nghiệm và hiệu quả kinh tế

Triển khai mô hình trình diễn giống ĐVN5 áp dụng gói kỹ thuật đồng bộ (thời vụ 10 - 20/9, mật độ 45 cây/$\text{m}^2$, bón phân hữu cơ vi sinh, phun Axit Humic và che phủ rơm rạ) tại 2 huyện Triệu Sơn và Yên Định:

Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật	Mô hình Triệu Sơn	Mô hình Yên Định	Đối chứng (DT84 + Tập quán)
Năng suất thực thu (tấn/ha)	2,26	2,28	1,65 - 1,70
Tổng thu (triệu đồng/ha)	45,20	45,60	33,00 - 34,00
Tổng chi phí (triệu đồng/ha)	27,87	27,87	28,42 - 29,22
Lãi thuần (triệu đồng/ha)	17,33	17,73	4,58 - 4,78
Chênh lệch lãi thuần so với Đ/c (triệu đồng/ha)	+12,75	+12,95	-
Tỷ suất lợi nhuận cận biên (MRR)	1,86	1,88	-

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Tóm tắt toàn bộ kết luận khoa học về tiềm năng đất đai, bộ giống tuyển chọn (ĐVN5, D140, D912) và gói giải pháp kỹ thuật; đề xuất áp dụng vào sản xuất thực tế tại Thanh Hóa.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt khoa học

1. Cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm về phản ứng sinh trưởng, hình thái rễ và hoạt động nốt sần của các giống đậu tương trong điều kiện ngập úng đất thấp vụ Đông tại Bắc Trung Bộ.
2. Làm sáng tỏ cơ sở khoa học của việc bổ sung phân bón hữu cơ vi sinh Sông Gianh, chế phẩm phân bón lá (Axit Humic) và che phủ rơm rạ trong việc giảm thiểu tác hại của ngập úng cục bộ và ẩm độ cao ở giai đoạn cây con.

Đóng góp về mặt thực tiễn

1. Tuyển chọn được 3 giống đậu tương có khả năng chống chịu úng tốt, năng suất cao cho vụ Đông gồm ĐVN5, D140 và D912; trong đó giống ĐVN5 có tính thích ứng cao nhất ngoài đồng ruộng.
2. Xây dựng gói quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh cho đậu tương vụ Đông trên đất thấp 2 vụ lúa tại Thanh Hóa:
   • Thời vụ gieo hạt: 10/9 - 20/9.
   • Mật độ gieo trồng: 45 cây/$\text{m}^2$.
   • Bón phân cân đối: 10 tấn PC + 40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 80 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha (hoặc thay thế bằng 1,5 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh + 5 tấn PC + 30 kg N + 90 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 60 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha).
   • Phun bổ sung phân bón lá Axit Humic (280 - 560 lít/ha) và che phủ đất bằng rơm rạ.
3. Mô hình sản xuất thử nghiệm giúp nông dân tăng thu nhập từ 12,75 - 12,95 triệu đồng/ha so với tập quán cũ, mở ra giải pháp sử dụng 23.750 ha đất 2 vụ lúa bị bỏ hóa vụ Đông tại tỉnh Thanh Hóa.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các thí nghiệm chuyên sâu và mô hình thử nghiệm mới được thực hiện tập trung trên chân đất thấp chủ động tưới tiêu tại 2 huyện đại diện (Triệu Sơn và Yên Định) trong giai đoạn 2014 - 2018 với 20 giống đậu tương đã công nhận; chưa khảo sát trên các vùng trũng sâu ngập úng không chủ động tiêu thoát nước hoàn toàn.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Tiếp tục mở rộng khảo nghiệm các giống ĐVN5, D140 trên các tiểu vùng sinh thái đất thấp khác của tỉnh Thanh Hóa và khu vực Bắc Trung Bộ.
  • Nghiên cứu hoàn thiện cơ giới hóa khâu gieo hạt và thu hoạch trên đất lúa ẩm ướt để giảm chi phí công lao động.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên ngành Nông học/Khoa học cây trồng: Luận án là tài liệu tham khảo về phương pháp đánh giá tính chịu ngập úng cây trồng cạn, kỹ thuật phân tích rễ bằng máy WinRHIZO, phương pháp bố trí thí nghiệm nông học nhiều yếu tố và hạch toán kinh tế nông nghiệp theo tiêu chuẩn CIMMYT.
• Đối với cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp: Cung cấp thông số kỹ thuật cụ thể (thời vụ, liều lượng phân bón, mật độ, chế phẩm phân bón lá) để hướng dẫn nông dân vùng trồng lúa chuyển đổi cơ cấu cây trồng, phát triển vụ Đông trên đất 2 vụ lúa tại Thanh Hóa và các tỉnh có điều kiện sinh thái tương đồng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao vùng đất thấp 2 vụ lúa tại Thanh Hóa lại gặp khó khăn khi trồng đậu tương vụ Đông?

Vùng đất thấp có cốt đất thấp, mực nước ngầm cao (cách mặt đất 15 - 20 cm). Vào đầu vụ Đông (tháng 9 - 10), lượng mưa lớn thường gây ngập úng cục bộ làm hạt thối, rễ thiếu oxy, rụng nốt sần cố định đạm và cây chết con; đến cuối vụ lại gặp rét làm giảm quá trình vào chắc của hạt.

2. Ba giống đậu tương nào được luận án xác định có khả năng chịu úng tốt nhất?

Ba giống được tuyển chọn gồm ĐVN5, D140 và D912. Trong điều kiện ngập úng nhân tạo nhà lưới, năng suất cá thể của 3 giống lần lượt đạt 5,09 g/cây (ĐVN5), 5,16 g/cây (D140) và 5,38 g/cây (D912). Ngoài đồng ruộng, giống ĐVN5 đạt năng suất thực thu 2,17 tấn/ha.

3. Thời vụ và mật độ gieo trồng tối ưu cho giống đậu tương ĐVN5 là bao nhiêu?

• Thời vụ: Từ ngày 10/9 đến 20/9 (ngay sau khi thu hoạch lúa mùa sớm).
• Mật độ: 45 cây/$\text{m}^2$ (đảm bảo chỉ số diện tích lá thích hợp và hạn chế tối đa đổ ngã).

4. Công thức phân bón và biện pháp hỗ trợ nào giúp cây đậu tương đạt năng suất trên 2,2 tấn/ha trên đất thấp?

Bón kết hợp 1,5 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh cùng (5 tấn PC + 30 kg N + 90 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 60 kg $\text{K}_2\text{O}$)/ha; phun phân bón lá Axit Humic (280 - 560 lít/ha) vào các giai đoạn sinh trưởng quan trọng và che phủ bề mặt ruộng bằng rơm rạ sau gieo.

5. Hiệu quả kinh tế của mô hình ứng dụng kỹ thuật mới so với tập quán sản xuất cũ đạt mức nào?

Mô hình kỹ thuật mới tại Triệu Sơn và Yên Định đạt năng suất 2,26 - 2,28 tấn/ha, lợi nhuận thuần đạt 17,33 - 17,73 triệu đồng/ha (tăng 12,75 - 12,95 triệu đồng/ha so với đối chứng giống DT84 canh tác truyền thống), đạt tỷ suất lợi nhuận cận biên (MRR) từ 1,86 đến 1,88.

---

Kết luận

Luận án của NCS. Đoàn Văn Lưu đã giải quyết trọn vẹn vấn đề canh tác đậu tương vụ Đông trên vùng đất thấp 2 vụ lúa tại tỉnh Thanh Hóa thông qua việc tuyển chọn thành công giống đậu tương chịu úng ĐVN5 và xây dựng gói kỹ thuật đồng bộ về thời vụ (10 - 20/9), mật độ (45 cây/$\text{m}^2$), phân bón cân đối kết hợp vi sinh Sông Gianh, phân bón lá Axit Humic và che phủ rơm rạ. Kết quả nghiên cứu không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cao với mức lãi thuần tăng thêm gần 13 triệu đồng/ha mà còn cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc khai thác hiệu quả 23.750 ha đất lúa bỏ hóa vụ Đông, thúc đẩy đa dạng hóa hệ thống luân canh cây trồng tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐOÀN VĂN LƯU LỰA CHỌN CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÍCH HỢP TĂNG NĂNG SUẤT ĐẬU TƯƠNG ĐÔNG CHO VÙNG ĐẤT THẤP TẠI TỈNH THANH HÓA LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2020 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐOÀN VĂN LƢU LỰA CHỌN CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÍCH HỢP TĂNG NĂNG SUẤT ĐẬU TƯƠNG ĐÔNG CHO VÙNG ĐẤT THẤP TẠI TỈNH THANH HÓA Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9.10 Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Đình Chính PGS. Vũ Quang Sáng HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng sử dụng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày.năm 2020 Tác giả luận án Đoàn Văn Lƣu i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Vũ Đình Chính và PGS. Vũ Quang Sáng đã tận tình hƣớng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Cây công nghiệp và cây thuốc, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, Ban Giám hiệu và các đồng nghiệp Trƣờng Cao đẳng Nông Lâm Thanh Hóa đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện các thí nghiệm của luận án. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày.

năm 2020 Tác giả luận án Đoàn Văn Lƣu ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục hình xii Trích yếu luận án xiii Thesis abstract xv PHẦN 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1. Mục tiêu nghiên cứu 2 1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 1.

Những đóng góp của luận án 3 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tƣơng trên thế giới và Việt Nam 5 2.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tƣơng trên thế giới 5 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tƣơng ở Việt Nam 6 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tƣơng ở Thanh Hoá 9 2. Tình hình sản xuất đậu tƣơng vụ Đông ở huyện Triệu Sơn và Yên Định của tỉnh Thanh Hóa 10 2.

Kết quả nghiên cứu về giống đậu tƣơng có khả năng chống chịu với stress môi trƣờng ngập úng trên thế giới và Việt Nam 11 2. Biến đổi khí hậu và phản ứng của cây trồng với điều kiện bất thuận 11 2. Phản ứng của cây với ngập úng và tuyển chọn giống đậu tƣơng chống chịu trong điều kiện stress môi trƣờng bất lợi 13 2. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật trồng đậu tƣơng trên thế giới và Việt Nam 20 2.