Tổng quan luận án
Sản xuất nông nghiệp trên vùng đất cát biển miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Bình nói riêng đối mặt với nhiều thách thức do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, đất đai nghèo dinh dưỡng và khả năng giữ nước kém. Cây lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn ngày và cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, giữ vị trí quan trọng trong cơ cấu cây trồng cạn của tỉnh Quảng Bình với diện tích canh tác khoảng 5.500 ha. Mặc dù địa phương còn quỹ đất cát biển chưa khai thác ước tính khoảng 6.000 ha và tỷ lệ sử dụng các giống tiến bộ kỹ thuật (như MD7, L14, L18, L23) đạt mức cao nhờ chính sách trợ giá giống, năng suất lạc bình quân của tỉnh chỉ đạt 1,57 tấn/ha, thấp hơn đáng kể so với mức bình quân chung của cả nước (1,99 tấn/ha).
Thực trạng canh tác lạc trên đất cát biển Quảng Bình chủ yếu dựa vào nước trời trong vụ đông xuân và áp dụng quy trình kỹ thuật chung của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, chưa có quy trình kỹ thuật canh tác riêng phù hợp với đặc thù sinh thái thổ nhưỡng địa phương. Khoảng trống nghiên cứu này đòi hỏi phải xác lập cơ sở khoa học và thực nghiệm đồng bộ các giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện độ phì của đất, điều hòa ẩm độ và tối ưu hóa năng suất cây trồng. Luận án tiến sĩ nông nghiệp của nghiên cứu sinh Hồ Khắc Minh, chuyên ngành Trồng trọt (mã số: 62.01), với đề tài "Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nhằm tăng năng suất và hiệu quả sản xuất lạc (Arachis hypogaea L.) trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình" được thực hiện tại Đại học Huế dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Minh Hiếu và TS. Lê Thanh Bồn.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm hai nội dung chính:
- Xác định một số yếu tố hạn chế năng suất lạc thông qua việc đánh giá thực trạng sản xuất nông nghiệp và canh tác lạc trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình.
- Xác định các biện pháp kỹ thuật phù hợp (dinh dưỡng khoáng, phân bón hữu cơ, thời vụ gieo trồng, vật liệu che phủ đất) để xây dựng quy trình canh tác tổng hợp bảo đảm tăng năng suất và nâng cao hiệu quả kinh tế trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Giống lạc L14; các tổ hợp phân bón vô cơ (Đạm U-rê, Supe lân, Kali clorua), phân hữu cơ (phân chuồng địa phương, phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh), vôi bón ruộng; vật liệu che phủ đất (rơm lúa, màng ni lông trắng chuyên dụng).
- Phạm vi không gian: Điều tra thực trạng nông hộ tại các huyện và thành phố ven biển của tỉnh Quảng Bình. Các thí nghiệm đồng ruộng và mô hình thực nghiệm được triển khai tại xã Cam Thủy (huyện Lệ Thủy) và xã Quảng Xuân (huyện Quảng Trạch).
- Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ tháng 06/2009 đến tháng 06/2013, tập trung nghiên cứu trong vụ đông xuân dưới điều kiện canh tác nhờ nước trời.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các thành tựu nghiên cứu về cây lạc và đất cát biển trên thế giới và tại Việt Nam. Theo thống kê giai đoạn từ năm 1995 đến 2010, diện tích gieo trồng lạc tại Việt Nam duy trì ổn định quanh mức 250.000 ha/năm, trong khi sản lượng tăng từ 334.500 tấn (năm 1995) lên 485.800 tấn (năm 2010). Sự gia tăng sản lượng này chủ yếu đến từ việc tăng năng suất thông qua hai nhóm giải pháp: tuyển chọn bộ giống mới có khả năng chống chịu điều kiện bất lợi (như MD7, MD9, L08, L12, L14, L18, LVT, L23, L26) và hoàn thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác (mật độ, phân bón, che phủ đất).
Các nghiên cứu trong nước về chế độ dinh dưỡng cho cây lạc đã xác định tỷ lệ phối hợp N:P:K hợp lý chung là 1:3:2, với liều lượng khuyến nghị: 30 - 40 kg N/ha, > 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$/ha, 60 - 90 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha, 300 - 500 kg vôi/ha kết hợp với 5 - 10 tấn phân chuồng/ha hoặc 300 - 2.000 kg phân hữu cơ vi sinh/ha. Mật độ gieo trồng chuẩn được xác định khoảng 40 cây/$\text{m}^2$. Bên cạnh đó, việc áp dụng vật liệu che phủ đất và bố trí thời vụ thích hợp đã được chứng minh có vai trò quyết định trong việc điều hòa nhiệt độ và duy trì ẩm độ đất cát.
Vị trí của luận án: Mặc dù các nguyên lý canh tác chung đã được thiết lập, vùng đất cát biển tỉnh Quảng Bình có tính chất lý, hóa học rất đặc thù (rất nghèo dinh dưỡng, rời rạc, giữ nước kém) và chịu áp lực thời tiết vụ đông xuân phức tạp (đầu vụ rét lạnh, cuối vụ mưa ẩm). Các tài liệu trước đó chưa làm rõ thứ tự hạn chế của các yếu tố dinh dưỡng đa lượng cụ thể trên nền đất này, chưa xác định được công thức phối hợp phân bón vô cơ - hữu cơ tối ưu cũng như chưa lượng hóa ảnh hưởng của vật liệu che phủ rơm rạ địa phương đối với chế độ nhiệt ẩm và năng suất hạt. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác tại Quảng Bình.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án kết hợp giữa phương pháp điều tra thu thập thông tin nông học - xã hội học và phương pháp thực nghiệm đồng ruộng theo các quy chuẩn nghiên cứu cây trồng cạn.
Khung phân tích và cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu dựa trên nguyên lý dinh dưỡng khoáng cây trồng, quy luật yếu tố tối thiểu của Liebig và lý thuyết cân bằng ẩm - nhiệt trong đất cát biển. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm: đặc tính sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất (số quả chắc/cây, khối lượng 100 quả, khối lượng 100 hạt), năng suất lý thuyết (NSLT), năng suất thực thu (NSTT), biến động hóa tính đất và hiệu quả kinh tế (tổng thu, tổng chi, lãi ròng, tỷ suất lợi nhuận trên vốn đầu tư - chỉ số RR).
Phương pháp thu thập dữ liệu
- Điều tra xã hội học nông nghiệp: Thu thập dữ liệu sơ cấp bằng phiếu điều tra nông hộ chuyên canh lạc trên đất cát biển với tổng quy mô 180 phiếu. Dữ liệu thứ cấp về diện tích, cơ cấu đất đai và khí hậu được thu thập từ báo cáo thống kê của tỉnh Quảng Bình và Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Bình.
- Bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Tất cả các thí nghiệm được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (Randomized Complete Block Design - RCB/RCBD), 3 lần nhắc lại, mật độ gieo cố định 40 cây/$\text{m}^2$, giống lạc kiểm chứng là L14.
| Thí nghiệm |
Quy mô ô |
Số công thức |
Địa điểm thực hiện |
Thời gian |
| Xác định yếu tố dinh dưỡng hạn chế |
20 $\text{m}^2$ |
4 công thức: CT1 (NPK nền: 500 kg vôi + 30 N + 90 $\text{P}_2\text{O}_5$ + 60 $\text{K}_2\text{O}$); CT2 (Nền - N); CT3 (Nền - P); CT4 (Nền - K) |
Đất mới khai hoang (thôn Tân Tiến) và đất cát nội đồng (thôn Tân Phong), xã Cam Thủy, Lệ Thủy |
Vụ Đông xuân 2009-2010 |
| Tổ hợp phân vô cơ và phân chuồng |
10 $\text{m}^2$ |
12 công thức: 3 mức vô cơ (Mức 1: 20N-60P-40K; Mức 2: 30N-90P-60K; Mức 3: 40N-120P-90K + 500 kg vôi) $\times$ 4 mức phân chuồng (0, 5, 10, 15 tấn/ha) |
Xã Cam Thủy (Lệ Thủy) và xã Quảng Xuân (Quảng Trạch) |
Vụ Đông xuân 2010-2011 và 2011-2012 |
| Tổ hợp phân vô cơ và phân hữu cơ vi sinh |
10 $\text{m}^2$ |
12 công thức: 3 mức vô cơ tương tự $\times$ 4 mức phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (0; 0,3; 0,6; 0,9 tấn/ha) |
Xã Cam Thủy (Lệ Thủy) và xã Quảng Xuân (Quảng Trạch) |
Vụ Đông xuân 2010-2011 và 2011-2012 |
| Xác định khung thời vụ gieo |
20 $\text{m}^2$ |
8 công thức: TV1 (15/12) đến TV8 (23/02 năm sau), khoảng cách giữa các kỳ gieo là 10 ngày |
Xã Cam Thủy, huyện Lệ Thủy |
Vụ Đông xuân 2009-2010 và 2010-2011 |
| Kỹ thuật che phủ đất |
10 $\text{m}^2$ |
3 công thức: CT1 (đối chứng - không phủ), CT2 (phủ ni lông trắng chuyên dụng), CT3 (phủ rơm lúa 10 tấn/ha) trên nền 30N-90P-60K-500 vôi-5 tấn phân chuồng |
Xã Cam Thủy (Lệ Thủy) và xã Quảng Xuân (Quảng Trạch) |
Vụ Đông xuân 2011-2012 |
| Mô hình thực nghiệm tổng hợp |
2.700 $\text{m}^2$ (9 hộ) |
3 hợp phần: HP1 (đối chứng nông dân); HP2 (Kỹ thuật mới + 10 tấn phân chuồng + 10 tấn rơm phủ); HP3 (Kỹ thuật mới + 0,6 tấn hữu cơ vi sinh + 10 tấn rơm phủ) |
Xã Cam Thủy, huyện Lệ Thủy |
Vụ Đông xuân 2012-2013 |
Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm Statistiz 9 và Microsoft Excel; so sánh sai khác giữa các giá trị trung bình nghiệm thức theo tiêu chuẩn $\text{LSD}_{0,05}$.
Nội dung chính theo từng chương
Luận án có độ dài 153 trang, bao gồm phần Mở đầu (4 trang), Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu (36 trang), Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (13 trang), Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (84 trang), Kết luận và đề nghị (2 trang), Công trình công bố (1 trang) và Tài liệu tham khảo (13 trang với 150 tài liệu gồm 98 tiếng Việt và 52 tiếng Anh).
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tài liệu
Chương này trình bày tổng quan về tình hình sản xuất lạc trên thế giới, tại Việt Nam và tỉnh Quảng Bình; phân loại và tính chất đất cát biển; cơ sở sinh lý - sinh thái nâng cao năng suất lạc và kinh nghiệm ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trong canh tác. Tác giả chỉ ra rằng diện tích đất cát biển ở Quảng Bình có tiềm năng lớn nhưng chưa được khai thác hiệu quả do thiếu quy trình kỹ thuật riêng biệt gắn với chu kỳ thời tiết vụ đông xuân.
Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc vật liệu nghiên cứu (giống lạc L14, các dạng phân bón hóa học, phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh, phân chuồng, vôi, ni lông trắng, rơm rạ), quy trình bố trí 5 nội dung thí nghiệm đồng ruộng theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCB), hệ thống tiêu chuẩn theo dõi các chỉ tiêu nông học, phương pháp lấy mẫu đất phân tích hóa tính và phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế trên 1 ha canh tác.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 3 là phần trọng tâm của luận án, trình bày chi tiết các dữ liệu điều tra và thực nghiệm qua 5 nội dung chính.
1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, thực trạng sản xuất nông nghiệp và xác định yếu tố dinh dưỡng hạn chế
Tổng diện tích đất cát biển tỉnh Quảng Bình là 54.887,84 ha phân bố tại 29 xã, phường thuộc 5/7 huyện, thị xã. Thổ nhưỡng chia thành 3 nhóm:
- Đất cồn cát trắng vàng (Luvic Arenosols): Diện tích 45.303,84 ha, thành phần cơ giới rất thô, phân bố thành cồn cát cao 2 - 50 m dọc bờ biển.
- Đất cát biển trung tính ít chua (Eutric Arenosols): Diện tích 9.319 ha, địa hình thấp bằng phẳng, thành phần cơ giới nhẹ (cát pha), thảm thực vật đa dạng nhất.
- Đất cát biển chua có tầng hữu cơ (Dystric Arenosols): Diện tích 265 ha tại huyện Quảng Trạch, có tầng than bùn với hàm lượng hữu cơ cao > 7%.
Đặc điểm chung của đất cát biển Quảng Bình là chua, dung tích hấp thu (CEC) rất thấp, hàm lượng N, P, K tổng số và dễ tiêu từ nghèo đến rất nghèo.
| Tháng |
Nhiệt độ TB ($^\circ\text{C}$) |
Nhiệt độ Max ($^\circ\text{C}$) |
Nhiệt độ Min ($^\circ\text{C}$) |
Độ ẩm TB (%) |
Lượng mưa (mm) |
Số ngày mưa |
Giờ nắng (giờ) |
| 1 |
18,9 |
28,0 |
10,3 |
88 |
60,9 |
11,0 |
92,4 |
| 2 |
19,3 |
31,7 |
12,2 |
90 |
40,4 |
10,2 |
72,6 |
| 3 |
21,6 |
32,3 |
11,1 |
90 |
40,8 |
9,9 |
102,7 |
| 4 |
24,7 |
37,4 |
16,0 |
87 |
53,8 |
7,9 |
160,3 |
| 5 |
24,6 |
40,5 |
21,9 |
82 |
53,4 |
7,8 |
160,3 |
| 6 |
29,9 |
40,2 |
23,9 |
78 |
42,7 |
7,0 |
222,0 |
| 7 |
29,6 |
40,5 |
21,8 |
70 |
73,0 |
7,2 |
227,6 |
| 8 |
28,7 |
39,6 |
19,9 |
76 |
168,2 |
11,6 |
182,1 |
| 9 |
26,9 |
39,0 |
18,7 |
84 |
478,0 |
16,7 |
175,6 |
| 10 |
24,7 |
35,1 |
14,6 |
86 |
686,0 |
10,8 |
142,1 |
| 11 |
22,3 |
32,7 |
12,9 |
86 |
334,4 |
18,2 |
99,8 |
| 12 |
19,6 |
29,0 |
7,8 |
86 |
121,3 |
14,6 |
90,4 |
Điều tra 180 hộ nông dân cho thấy: Bình quân mỗi hộ có 4,51 nhân khẩu; diện tích đất nông nghiệp 3.150 $\text{m}^2$/hộ (trong đó đất lạc chiếm 636,5 $\text{m}^2$). Tỷ lệ sử dụng giống tiến bộ kỹ thuật đạt 87,7% (48,7% tự để giống, 51,3% mua từ công ty giống); tỷ lệ nông dân được tập huấn KHKT đạt 76%. Mức đầu tư phân bón bình quân: Đạm U-rê đạt 60,6 kg/ha (khuyến cáo 65 kg), Supe lân đạt 407,2 kg/ha (khuyến cáo 560 kg), Kali clorua đạt 115,9 kg/ha (khuyến cáo 100 kg), Vôi đạt 439,2 kg/ha (khuyến cáo 500 kg), lượng phân chuồng đầu tư rất hạn chế. Thời vụ gieo của nông dân trải dài tùy tiện từ trước 15/12 đến sau 23/02.
Thí nghiệm khuyết dưỡng khoáng xác định thứ tự các yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất lạc trên đất cát biển Quảng Bình:
| Điểm thí nghiệm |
Công thức |
Số quả chắc/cây (quả) |
Khối lượng 100 quả (g) |
NSLT (tấn/ha) |
NSTT (tấn/ha) |
| Thôn Tân Tiến (Đất mới khai hoang) |
CT1: NPK (đối chứng) |
$5,70^{\text{a}}$ |
$98,67^{\text{a}}$ |
$1,519^{\text{a}}$ |
$1,041^{\text{a}}$ |
|
CT2: Nền - N |
$4,90^{\text{a}}$ |
$90,33^{\text{b}}$ |
$1,195^{\text{b}}$ |
$0,947^{\text{b}}$ |
|
CT3: Nền - P |
$3,80^{\text{c}}$ |
$80,33^{\text{c}}$ |
$0,825^{\text{c}}$ |
$0,635^{\text{c}}$ |
|
CT4: Nền - K |
$3,27^{\text{c}}$ |
$76,67^{\text{d}}$ |
$0,608^{\text{d}}$ |
$0,417^{\text{d}}$ |
|
$\text{LSD}_{0,05}$ |
0,999 |
2,471 |
0,099 |
0,089 |
| Thôn Tân Phong (Đất cát nội đồng) |
CT1: NPK (đối chứng) |
$6,57^{\text{a}}$ |
$117,00^{\text{a}}$ |
$1,728^{\text{a}}$ |
$1,100^{\text{a}}$ |
|
CT2: Nền - N |
$5,40^{\text{b}}$ |
$106,17^{\text{b}}$ |
$1,291^{\text{b}}$ |
$0,853^{\text{b}}$ |
|
CT3: Nền - P |
$4,07^{\text{c}}$ |
$95,00^{\text{c}}$ |
$0,868^{\text{c}}$ |
$0,660^{\text{c}}$ |
|
CT4: Nền - K |
$3,47^{\text{c}}$ |
$84,33^{\text{d}}$ |
$0,658^{\text{c}}$ |
$0,557^{\text{d}}$ |
|
$\text{LSD}_{0,05}$ |
0,998 |
3,508 |
0,218 |
0,057 |
Kết quả khẳng định thứ tự dinh dưỡng đa lượng hạn chế năng suất lạc trên đất cát biển Quảng Bình là: $\text{K} > \text{P} > \text{N}$.
2. Kết quả nghiên cứu tổ hợp phân bón vô cơ và hữu cơ
Thí nghiệm tổ hợp phân bón vô cơ và phân chuồng (VCPC1 đến VCPC12) qua hai vụ (Đông xuân 2010-2011 tại Cam Thủy và 2011-2012 tại Quảng Xuân) cho thấy tổ hợp VCPC11 (40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 90 kg $\text{K}_2\text{O}$ + 500 kg vôi + 10 tấn phân chuồng/ha) và VCPC12 (15 tấn phân chuồng/ha) cho năng suất cao nhất và không sai khác thống kê. Tuy nhiên, VCPC11 đạt hiệu quả kinh tế cao nhất:
- Vụ Đông xuân 2010-2011 (Cam Thủy): Số quả chắc/cây đạt 9,60; NSTT đạt 3,010 tấn/ha; Tổng thu 75,250 triệu đồng; Tổng chi 49,870 triệu đồng; Lãi ròng 25,380 triệu đồng/ha; Chỉ số RR đạt 0,51.
- Vụ Đông xuân 2011-2012 (Quảng Xuân): Số quả chắc/cây đạt 10,20; NSTT đạt 3,113 tấn/ha; Tổng thu 84,051 triệu đồng; Tổng chi 54,870 triệu đồng; Lãi ròng 29,181 triệu đồng/ha; Chỉ số RR đạt 0,53.
Thí nghiệm tổ hợp phân bón vô cơ và phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (VCVS1 đến VCVS12) xác định công thức tối ưu là VCVS11 (40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 90 kg $\text{K}_2\text{O}$ + 500 kg vôi + 0,6 tấn phân hữu cơ vi sinh/ha):
- Vụ Đông xuân 2010-2011: NSTT đạt 2,628 tấn/ha; Lãi ròng đạt 19,390 triệu đồng/ha; Chỉ số RR đạt 0,42.
- Vụ Đông xuân 2011-2012: NSTT đạt 2,860 tấn/ha; Lãi ròng đạt 25,910 triệu đồng/ha; Chỉ số RR đạt 0,50.
3. Kết quả nghiên cứu xác định khung thời vụ gieo hạt
Thí nghiệm 8 thời điểm gieo (TV1 đến TV8) qua hai vụ liên tiếp 2009-2010 và 2010-2011 tại Cam Thủy:
| Công thức |
Thời điểm gieo |
NSTT 2009-2010 (tấn/ha) |
Lãi ròng 2009-2010 (1.000 đ/ha) |
NSTT 2010-2011 (tấn/ha) |
Lãi ròng 2010-2011 (1.000 đ/ha) |
| TV1 |
15/12 |
$1,590^{\text{d}}$ |
- 4.480 |
$1,263^{\text{g}}$ |
- 15.251 |
| TV2 |
25/12 |
$1,665^{\text{c}}$ |
- 3.854 |
$1,303^{\text{f}}$ |
- 14.008 |
| TV3 |
04/01 |
$1,920^{\text{b}}$ |
+ 3.408 |
$1,810^{\text{c}}$ |
+ 213 |
| TV4 |
14/01 |
$2,170^{\text{a}}$ |
+ 9.324 |
$2,098^{\text{a}}$ |
+ 8.730 |
| TV5 |
24/01 |
$2,178^{\text{a}}$ |
+ 9.400 |
$2,110^{\text{a}}$ |
+ 9.790 |
| TV6 |
03/02 |
$1,873^{\text{b}}$ |
+ 3.343 |
$1,993^{\text{b}}$ |
+ 7.048 |
| TV7 |
13/02 |
$1,310^{\text{e}}$ |
- 7.896 |
$1,683^{\text{d}}$ |
- 793 |
| TV8 |
23/02 |
$1,265^{\text{e}}$ |
- 8.836 |
$1,443^{\text{e}}$ |
- 6.671 |
Các công thức gieo từ 04/01 đến 03/02 (TV3 đến TV6) cho NSTT > 1,8 tấn/ha và có lãi. Gieo sớm (TV1, TV2) gặp rét làm giảm tỷ lệ mọc mầm; gieo muộn (TV7, TV8) gặp mưa Cốc Vũ - Tiểu Mãn làm thối quả và nảy mầm trên đồng, dẫn đến thua lỗ. Khung thời vụ thích hợp nhất được xác định là từ ngày 04/01 đến ngày 03/02.
4. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật che phủ đất
Thí nghiệm trong vụ Đông xuân 2011-2012 tại Cam Thủy và Quảng Xuân đánh giá hiệu quả của che phủ đất:
- Tại Cam Thủy: Phủ rơm (10 tấn/ha) đạt NSTT 2,680 tấn/ha, lãi ròng 18,454 triệu đồng/ha (RR = 0,34); Phủ ni lông đạt NSTT 2,575 tấn/ha, lãi ròng 15,919 triệu đồng/ha (RR = 0,30); Không phủ (đối chứng) đạt NSTT 2,180 tấn/ha, lãi ròng 7,954 triệu đồng/ha (RR = 0,16).
- Tại Quảng Xuân: Phủ rơm đạt NSTT 2,655 tấn/ha, lãi ròng 17,779 triệu đồng/ha (RR = 0,33); Phủ ni lông đạt NSTT 2,653 tấn/ha, lãi ròng 18,025 triệu đồng/ha (RR = 0,34); Không phủ đạt NSTT 2,198 tấn/ha, lãi ròng 8,440 triệu đồng/ha (RR = 0,17).
Phủ rơm rạ cho hiệu quả vượt trội do tận dụng phụ phẩm sẵn có, chi phí thấp hơn ni lông và giúp bổ sung chất hữu cơ cải tạo đất cho các vụ sau.
5. Kết quả xây dựng mô hình thực nghiệm canh tác tổng hợp
Mô hình thực nghiệm diện tích 2.700 $\text{m}^2$ triển khai tại xã Cam Thủy trong vụ Đông xuân 2012-2013 với 9 hộ tham gia:
| Chỉ tiêu theo dõi |
Đơn vị |
Hợp phần 1 (Đối chứng) |
Hợp phần 2 (Vô cơ + Phân chuồng + Phủ rơm) |
So với ĐC (%) |
Hợp phần 3 (Vô cơ + HCVS + Phủ rơm) |
So với ĐC (%) |
| Mật độ thu hoạch |
cây/$\text{m}^2$ |
36,4 |
37,9 |
+ 4,2 |
38,0 |
+ 4,4 |
| Số quả chắc/cây |
quả |
7,49 |
12,31 |
+ 64,2 |
10,69 |
+ 42,7 |
| Khối lượng 100 quả |
g |
141,5 |
153,1 |
+ 8,2 |
147,1 |
+ 3,9 |
| Khối lượng 100 hạt |
g |
62,1 |
65,2 |
+ 5,2 |
63,9 |
+ 2,9 |
| Năng suất lý thuyết |
tấn/ha |
2,895 |
5,360 |
+ 85,1 |
4,483 |
+ 54,9 |
| Năng suất thực thu |
tấn/ha |
2,095 |
3,743 |
+ 78,6 |
3,335 |
+ 59,2 |
| Tổng chi phí |
1.000 đ/ha |
48.426 |
54.170 |
- |
51.210 |
- |
| Tổng thu |
1.000 đ/ha |
56.619 |
101.061 |
- |
90.045 |
- |
| Lãi ròng |
1.000 đ/ha |
8.193 |
46.891 |
+ 472,3 |
38.835 |
+ 374,0 |
| Chỉ số RR |
lần |
0,17 |
0,87 |
- |
0,76 |
- |
Mô hình thực nghiệm chứng minh việc tích hợp các giải pháp kỹ thuật giúp tăng năng suất thực thu từ 59,2% đến 78,6%, nâng lãi ròng lên gấp 4,7 - 5,7 lần so với đối chứng.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học
- Cung cấp hệ thống số liệu khoa học toàn diện về đặc tính đất đai, khí hậu và thực trạng nông hộ sản xuất lạc trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình.
- Xác định được thứ bậc hạn chế của các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng đối với năng suất lạc trên đất cát biển Quảng Bình theo thứ tự: $\text{K} > \text{P} > \text{N}$, làm thay đổi quan điểm bón phân truyền thống vốn chú trọng đạm hơn kali.
- Xác lập cơ sở khoa học cho sự phối hợp giữa phân khoáng NPK với phân hữu cơ (phân chuồng, phân hữu cơ vi sinh) và vật liệu che phủ rơm rạ trong việc cải thiện lý hóa tính đất cát biển và tối ưu hóa hiệu suất quang hợp dưới điều kiện tự nhiên dựa vào nước trời.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Xác định công thức phân bón cân đối tối ưu cho 1 ha lạc trên đất cát biển Quảng Bình: 40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 80 - 90 kg $\text{K}_2\text{O}$ + 500 kg vôi + 10 tấn phân chuồng (đạt năng suất 3,10 - 3,11 tấn/ha, lãi ròng 25,38 - 29,18 triệu đồng/ha) hoặc thay thế bằng 0,6 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (đạt năng suất 2,63 - 2,86 tấn/ha, lãi ròng 19,39 - 25,91 triệu đồng/ha).
- Thu hẹp và chuẩn hóa khung thời vụ gieo lạc vụ đông xuân từ diện rộng (15/12 đến 25/02) thành khung thời vụ tối ưu từ ngày 04/01 đến ngày 03/02, hạn chế rủi ro rét hại đầu vụ và mưa úng thối hạt cuối vụ.
- Khẳng định biện pháp che phủ đất bằng rơm lúa với lượng 10 tấn/ha là giải pháp kỹ thuật vượt trội về mặt kinh tế - kỹ thuật so với màng phủ ni lông, giúp tăng năng suất thực thu thêm 0,395 - 0,482 tấn/ha và tăng tỷ suất lợi nhuận (RR) thêm 0,14 - 0,17.
- Xây dựng mô hình canh tác tổng hợp quy mô nông hộ đạt năng suất 3,335 - 3,743 tấn/ha, lợi nhuận đạt 38,835 - 46,891 triệu đồng/ha và chỉ số RR đạt 0,76 - 0,87.
Kiến nghị và đề xuất
- Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Quảng Bình cùng các cơ quan khuyến nông cần ứng dụng quy trình kỹ thuật canh tác tổng hợp của luận án để chuyển giao cho nông dân các vùng cát ven biển.
- Khuyến khích nông dân tận dụng nguồn phụ phẩm rơm rạ sẵn có để làm vật liệu che phủ đất và tăng cường sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp, chất thải chăn nuôi và nguồn than bùn tại chỗ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của nghiên cứu: Luận án chỉ tập trung nghiên cứu trong vụ đông xuân và phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện nước trời do đặc thù vùng đất cát biển chưa chủ động được hệ thống thủy lợi tưới tiêu. Các nội dung nghiên cứu chỉ giới hạn trên giống lạc L14 và chưa khảo sát phản ứng của các tổ hợp biện pháp kỹ thuật trên các giống lạc mới khác.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiếp tục nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật canh tác lạc trong điều kiện chủ động nước tưới (tưới tiết kiệm, tưới phun mưa) để đánh giá khả năng mở rộng sản xuất sang vụ hè thu hoặc vụ thu đông.
- Nghiên cứu sâu hơn về biến động sinh học đất, vi sinh vật vùng rễ và sự tích lũy hữu cơ lâu năm khi áp dụng biện pháp che phủ rơm rạ liên tục qua nhiều chu kỳ luân canh trên đất cát biển.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho nhiều nhóm đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Trồng trọt, Khoa học Đất, Nông học: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng (RCBD), phương pháp phân tích yếu tố hạn chế dinh dưỡng và phương pháp tính toán hiệu quả kinh tế nông nghiệp.
- Cán bộ kỹ thuật và cán bộ khuyến nông tại các tỉnh duyên hải miền Trung: Sử dụng các số liệu thực nghiệm về liều lượng phân bón, khung lịch thời vụ và kỹ thuật che phủ rơm rạ để biên soạn tài liệu tập huấn kỹ thuật cho nông dân.
- Các nhà quản lý nông nghiệp và hoạch định chính sách tỉnh Quảng Bình: Sử dụng các số liệu điều tra cơ cấu đất đai và kết quả mô hình thực nghiệm làm luận cứ xây dựng quy hoạch phát triển vùng sản xuất lạc chuyên canh trên diện tích đất cát biển chưa khai thác.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao trên đất cát biển Quảng Bình, Kali (K) lại là yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất lạc lớn nhất?
Kết quả thí nghiệm khuyết dưỡng tại xã Cam Thủy cho thấy khi cắt giảm Kali (công thức Nền - K), năng suất thực thu của lạc bị giảm mạnh nhất (chỉ đạt 0,417 tấn/ha trên đất mới khai hoang và 0,557 tấn/ha trên đất cát nội đồng, so với đối chứng NPK đầy đủ đạt lần lượt 1,041 tấn/ha và 1,100 tấn/ha). Đất cát biển Quảng Bình có thành phần cơ giới thô, dung tích hấp thu CEC rất thấp nên các ion $\text{K}^+$ dễ bị rửa trôi nhanh dưới lượng mưa đầu vụ. Trong khi đó, cây lạc cần lượng Kali lớn trong giai đoạn đâm tia và phát triển củ để vận chuyển chất đồng hóa về hạt. Do đó, thiếu hụt Kali trở thành yếu tố giới hạn nghiêm trọng nhất đối với việc hình thành năng suất.
2. Khung thời vụ gieo lạc vụ đông xuân từ 04/01 đến 03/02 giải quyết được những bất lợi thời tiết nào?
Khung thời vụ này giúp cây lạc tránh được hai rủi ro thời tiết cực đoan chính tại Quảng Bình:
- Tránh rét hại đầu vụ: Gieo trước ngày 04/01 (TV1, TV2) gặp nhiệt độ thấp (tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất xuống $10,3^\circ\text{C}$), hạt nảy mầm kém, mật độ cây thu hoạch thấp ($33 - 35,\text{cây}/\text{m}^2$) dẫn đến năng suất thấp và thua lỗ.
- Tránh mưa úng cuối vụ: Gieo sau ngày 03/02 (TV7, TV8) khiến giai đoạn thu hoạch rơi vào tiết Cốc Vũ - Tiểu Mãn có mưa nhiều, đất ẩm ướt làm quả lạc bị nảy mầm và thối hỏng ngay trên ruộng, làm giảm nghiêm trọng năng suất thực thu ($1,265 - 1,443,\text{tấn}/\text{ha}$).
3. Vì sao việc che phủ đất bằng rơm lúa được đánh giá phù hợp hơn màng ni lông trắng?
Mặc dù màng ni lông và rơm lúa đều giúp tăng năng suất tương đương nhau (năng suất thực thu đạt $2,65 - 2,68,\text{tấn}/\text{ha}$ so với đối chứng không phủ $2,18 - 2,19,\text{tấn}/\text{ha}$), việc phủ rơm lúa (10 tấn/ha) có ưu thế vượt trội vì tận dụng được nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ, tiết kiệm chi phí đầu tư mua màng ni lông, đạt lãi ròng cao hơn ($17,779 - 18,454,\text{triệu đồng}/\text{ha}$) và giúp xác lập chu trình bổ sung chất hữu cơ trực tiếp để cải tạo cấu trúc hạt đất cát biển sau khi thu hoạch.
4. Liều lượng phân bón nào mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất trong điều kiện nông dân không có đủ phân chuồng?
Trong trường hợp thiếu phân chuồng, tổ hợp phân bón vô cơ kết hợp phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh công thức VCVS11 (40 kg N + 120 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 90 kg $\text{K}_2\text{O}$ + 500 kg vôi + 0,6 tấn phân hữu cơ vi sinh/ha) là giải pháp thay thế tối ưu. Công thức này cho năng suất thực thu đạt 2,628 tấn/ha (vụ 2010-2011) và 2,860 tấn/ha (vụ 2011-2012), mang lại lãi ròng 19,390 - 25,910 triệu đồng/ha và tỷ suất lợi nhuận trên vốn đầu tư (RR) đạt 0,42 - 0,50.
Kết luận
Luận án của tác giả Hồ Khắc Minh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác định các yếu tố hạn chế và thiết lập gói kỹ thuật đồng bộ cho sản xuất lạc trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình trong vụ đông xuân. Bằng phương pháp thực nghiệm khoa học, đề tài đã chỉ rõ thứ tự hạn chế dinh dưỡng ($\text{K} > \text{P} > \text{N}$), chuẩn hóa khung thời vụ gieo trồng (04/01 đến 03/02), tối ưu hóa tỷ lệ phân bón vô cơ kết hợp hữu cơ và khẳng định giá trị nông học của việc che phủ rơm rạ. Mô hình canh tác tổng hợp được kiểm chứng đã nâng cao năng suất lạc lên 3,335 - 3,743 tấn/ha và tăng hiệu quả kinh tế lên nhiều lần, tạo cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc khai thác bền vững quỹ đất cát biển tại địa phương.
