Tổng quan nghiên cứu

Đậu tương (Glycine max (L) Merr) là một trong năm loại cây trồng chính quan trọng trên thế giới, đóng vai trò thiết yếu trong cung cấp protein, dầu thực vật và thức ăn chăn nuôi. Thành phần hạt đậu tương chứa khoảng 40-50% protein, 18-25% lipit và 36-40% hydratcacbon, đồng thời cây có khả năng cải tạo đất nhờ cộng sinh với vi khuẩn nốt sần cố định nitơ, bổ sung từ 60-80 kg N/ha cho đất sau mỗi vụ. Trên thế giới, diện tích trồng đậu tương tăng từ 99,32 triệu ha năm 2009 lên 117,7 triệu ha năm 2014, với năng suất dao động từ 22,49 đến 26,2 tạ/ha, sản lượng đạt 308 triệu tấn năm 2014 (FAOSTAT, 2015). Ở Việt Nam, diện tích trồng đậu tương giảm từ 197,8 nghìn ha năm 2010 xuống còn 109,35 nghìn ha năm 2014, năng suất dao động 14,32-15,09 tạ/ha, sản lượng giảm từ 298,6 nghìn tấn xuống 156,55 nghìn tấn trong cùng giai đoạn. Tỉnh Thái Nguyên có diện tích trồng đậu tương khoảng 1,6 nghìn ha với năng suất trung bình 14,3 tạ/ha, sản lượng 168,3 tấn, tuy nhiên sản xuất chưa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và chế biến.

Nguyên nhân chính làm hạn chế năng suất đậu tương là do phương pháp bón phân chưa hợp lý, thiếu cân đối dinh dưỡng, trình độ thâm canh còn thấp và chưa khai thác hết tiềm năng giống mới. Giống đậu tương ĐT26 được đánh giá phù hợp với điều kiện sinh thái Thái Nguyên nhưng cần nghiên cứu tổ hợp phân bón tối ưu để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế. Mục tiêu nghiên cứu là xác định tổ hợp phân bón phù hợp cho giống ĐT26 trong vụ Hè Thu và vụ Xuân tại Thái Nguyên, nhằm tăng năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế, đồng thời góp phần bảo vệ độ phì nhiêu đất và phát triển bền vững sản xuất đậu tương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về dinh dưỡng cây trồng, sinh trưởng phát triển và ảnh hưởng của phân bón đến năng suất đậu tương. Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

  1. Mô hình dinh dưỡng cân đối NPK và vi lượng: Đậu tương cần đầy đủ 16 nguyên tố dinh dưỡng, trong đó N, P, K là đa lượng quan trọng nhất. Nguồn đạm chủ yếu từ phân bón, đất và khả năng cố định đạm của vi khuẩn nốt sần (Rhizobium japonicum). Lân kích thích phát triển rễ, tăng khả năng hình thành nốt sần, kali tăng khả năng chống chịu sâu bệnh và đổ ngã. Vôi điều chỉnh pH đất, tạo môi trường thuận lợi cho vi khuẩn nốt sần hoạt động.

  2. Mô hình sinh trưởng và phát triển cây đậu tương: Quá trình sinh trưởng gồm giai đoạn sinh dưỡng (phân cành, phát triển thân, rễ) và sinh thực (ra hoa, tạo quả, chín). Mỗi giai đoạn yêu cầu chế độ dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Phân bón ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu hình thái như chiều cao cây, số cành, số đốt, chỉ số diện tích lá và năng suất.

Các khái niệm chính bao gồm: chỉ số diện tích lá (CSDTL), nốt sần hữu hiệu, năng suất lý thuyết và thực thu, hiệu quả kinh tế của tổ hợp phân bón.

Phương pháp nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Giống đậu tương ĐT26.
  • Vật liệu: Phân chuồng ủ hoai mục, phân hữu cơ vi sinh, ure, supe lân, kali clorua, NPK-S (5:10:3:8).
  • Thời gian và địa điểm: Vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân 2016 tại phường Quán Triều, thành phố Thái Nguyên.
  • Thiết kế thí nghiệm: Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 5 công thức phân bón, 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô 8,5 m², tổng diện tích 127,5 m².
  • Công thức phân bón:
    • CT1 (đối chứng): 30 kg N + 60 kg P2O5 + 30 kg K2O + 10 tấn phân chuồng + 500 kg vôi bột/ha.
    • CT2: 30 kg N + 60 kg P2O5 + 30 kg K2O + 1 tấn phân vi sinh.
    • CT3: 50 kg N + 80 kg P2O5 + 50 kg K2O.
    • CT4: 600 kg NPK-S (5:10:3:8) + 1 tấn phân vi sinh.
    • CT5: 800 kg NPK-S (5:10:3:8) + 1 tấn phân vi sinh.
  • Quy trình kỹ thuật: Gieo hạt với mật độ 30 cây/m² (vụ Hè Thu) và 35 cây/m² (vụ Xuân), khoảng cách hàng 35 cm, cây cách cây 6-8 cm. Bón phân lót và thúc theo từng công thức, chăm sóc, tưới tiêu và phòng trừ sâu bệnh theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 01-58:2011/BNNPTNT.
  • Chỉ tiêu theo dõi: Thời gian các giai đoạn sinh trưởng, chỉ tiêu hình thái (chiều cao, số cành, số đốt), chỉ số diện tích lá, số lượng nốt sần hữu hiệu, khả năng chống chịu sâu bệnh và đổ ngã, các yếu tố cấu thành năng suất (số quả chắc, số hạt/quả, khối lượng 1000 hạt), năng suất lý thuyết và thực thu.
  • Phân tích số liệu: Xử lý bằng phần mềm EXCEL 5.0 và SAS 9, sử dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định LSD ở mức ý nghĩa 5%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến thời gian sinh trưởng:

    • Thời gian từ gieo đến mọc dao động 6-7 ngày (vụ Hè Thu) và 8-9 ngày (vụ Xuân).
    • Giai đoạn phân cành kéo dài 25-26 ngày (vụ Hè Thu) và 27-30 ngày (vụ Xuân).
    • Thời gian ra hoa dao động 40-43 ngày (vụ Hè Thu) và 42-44 ngày (vụ Xuân).
    • Thời gian từ gieo đến chắc xanh 67-72 ngày (vụ Hè Thu) và 72-74 ngày (vụ Xuân).
    • Thời gian sinh trưởng tổng thể 93-95 ngày (vụ Hè Thu) và 94-96 ngày (vụ Xuân).
      Các công thức phân bón có ảnh hưởng rõ rệt đến các giai đoạn sinh trưởng, trong đó CT3 và CT5 thường kéo dài thời gian sinh trưởng hơn.

  2. Ảnh hưởng đến đặc điểm hình thái:

    • Chiều cao cây dao động 46,78-53,30 cm (vụ Xuân và Hè Thu). CT3 có chiều cao cây cao nhất vụ Xuân (52,91 cm), CT2 thấp nhất vụ Hè Thu (49,23 cm).
    • Số cành cấp 1 dao động 2,73-3,6 cành/cây, CT2, CT4, CT5 có số cành cao hơn hoặc tương đương đối chứng.
    • Số đốt thân chính dao động 9,86-13,56 đốt, CT2 có số đốt cao nhất vụ Hè Thu (13,56 đốt), CT3 thấp nhất cả hai vụ.
      Các chỉ tiêu hình thái phản ánh sự phát triển tốt hơn ở các công thức có cân đối dinh dưỡng, đặc biệt CT2.

  3. Chỉ số diện tích lá (CSDTL):

    • Thời kỳ hoa rộ, CSDTL dao động 2,66-3,26 m² lá/m² đất, CT3 và CT5 có giá trị cao hơn đối chứng (3,02 và 3,26 m² lá/m² đất).
    • Thời kỳ chắc xanh, CSDTL đạt 3,1-3,53 m² lá/m² đất, CT3 có giá trị lớn nhất (3,53 m² lá/m² đất).
      CSDTL cao giúp tăng hiệu quả quang hợp, góp phần nâng cao năng suất.

  4. Khả năng hình thành nốt sần hữu hiệu:

    • Các công thức phân bón có ảnh hưởng tích cực đến số lượng nốt sần, đặc biệt các công thức có lân và phân vi sinh giúp tăng số nốt sần, cải thiện khả năng cố định đạm.

  5. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ:

    • Tổ hợp phân bón cân đối giúp cây đậu tương tăng sức đề kháng, giảm tỷ lệ sâu cuốn lá, sâu đục quả và bệnh gỉ sắt.
    • Khả năng chống đổ được cải thiện rõ rệt ở các công thức có bổ sung phân hữu cơ và vi sinh.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy tổ hợp phân bón ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống đậu tương ĐT26. Việc cân đối các nguyên tố đa lượng N, P, K cùng với phân hữu cơ và phân vi sinh giúp cây phát triển đồng đều, tăng chiều cao, số cành, số đốt và chỉ số diện tích lá, từ đó nâng cao khả năng quang hợp và tích lũy vật chất khô. Sự gia tăng số lượng nốt sần hữu hiệu cho thấy khả năng cố định đạm khí trời được cải thiện, giảm phụ thuộc vào phân đạm hóa học, góp phần bảo vệ môi trường đất.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với nhận định rằng bón phân cân đối và hợp lý làm tăng năng suất đậu tương từ 10-50% tùy điều kiện đất đai và khí hậu. Việc bổ sung phân vi sinh và phân hữu cơ không chỉ tăng năng suất mà còn cải thiện sức khỏe đất, giảm sâu bệnh và tăng khả năng chống đổ, điều này rất quan trọng trong điều kiện khí hậu miền núi Thái Nguyên.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh chiều cao cây, số cành cấp 1, số đốt thân và chỉ số diện tích lá giữa các công thức phân bón và giữa hai vụ Hè Thu và Xuân để minh họa sự khác biệt rõ ràng về sinh trưởng và phát triển.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng tổ hợp phân bón CT2 (30 kg N + 60 kg P2O5 + 30 kg K2O + 1 tấn phân vi sinh/ha) cho giống đậu tương ĐT26 tại Thái Nguyên:

    • Mục tiêu: Tăng chiều cao cây, số cành, số đốt và năng suất.
    • Thời gian: Áp dụng ngay trong vụ Xuân và Hè Thu tiếp theo.
    • Chủ thể thực hiện: Nông dân, cán bộ kỹ thuật địa phương.

  2. Kết hợp bón phân hữu cơ và phân vi sinh để cải thiện độ phì nhiêu đất và tăng khả năng cố định đạm:

    • Mục tiêu: Tăng số lượng nốt sần hữu hiệu, giảm sử dụng phân đạm hóa học.
    • Thời gian: Bón lót trước khi gieo hạt và bón thúc theo quy trình.
    • Chủ thể: Hợp tác xã nông nghiệp, nông dân.

  3. Tăng cường theo dõi và phòng trừ sâu bệnh, đặc biệt sâu cuốn lá, sâu đục quả và bệnh gỉ sắt:

    • Mục tiêu: Giảm thiệt hại, tăng khả năng chống đổ.
    • Thời gian: Theo dõi liên tục trong suốt vụ mùa.
    • Chủ thể: Nông dân, cán bộ bảo vệ thực vật.

  4. Đào tạo, tập huấn kỹ thuật bón phân cân đối và chăm sóc cây đậu tương cho nông dân:

    • Mục tiêu: Nâng cao trình độ thâm canh, áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật.
    • Thời gian: Tổ chức trước vụ gieo trồng hàng năm.
    • Chủ thể: Trung tâm khuyến nông, trường đại học, các tổ chức liên quan.

  5. Khuyến khích nghiên cứu tiếp tục về tổ hợp phân bón và biện pháp kỹ thuật khác như mật độ, thời vụ để tối ưu hóa năng suất và chất lượng đậu tương:

    • Mục tiêu: Phát triển bền vững sản xuất đậu tương tại Thái Nguyên.
    • Thời gian: Nghiên cứu liên tục hàng năm.
    • Chủ thể: Các viện nghiên cứu, trường đại học, cơ quan quản lý nông nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng đậu tương tại các vùng trung du và miền núi:

    • Lợi ích: Áp dụng tổ hợp phân bón tối ưu để tăng năng suất và hiệu quả kinh tế.
    • Use case: Cải thiện kỹ thuật bón phân, giảm chi phí đầu vào, tăng thu nhập.

  2. Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông:

    • Lợi ích: Cung cấp cơ sở khoa học để hướng dẫn nông dân áp dụng kỹ thuật bón phân hợp lý.
    • Use case: Tổ chức tập huấn, chuyển giao công nghệ, xây dựng quy trình canh tác chuẩn.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng, nông học:

    • Lợi ích: Tham khảo dữ liệu thực nghiệm, phương pháp nghiên cứu và kết quả ứng dụng thực tiễn.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu tiếp theo, giảng dạy chuyên ngành.

  4. Các cơ quan quản lý nông nghiệp và hoạch định chính sách:

    • Lợi ích: Đánh giá hiệu quả các biện pháp kỹ thuật, xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển cây đậu tương.
    • Use case: Lập kế hoạch phát triển nông nghiệp bền vững, thúc đẩy sản xuất đậu tương trong tỉnh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần nghiên cứu tổ hợp phân bón cho giống đậu tương ĐT26?
    Nghiên cứu giúp xác định tổ hợp phân bón tối ưu để cây phát triển tốt, tăng năng suất và hiệu quả kinh tế, đồng thời bảo vệ đất canh tác. Ví dụ, tổ hợp phân bón cân đối giúp tăng chiều cao cây, số cành và chỉ số diện tích lá, góp phần nâng cao năng suất.

  2. Các yếu tố dinh dưỡng nào quan trọng nhất đối với đậu tương?
    Đạm (N), lân (P) và kali (K) là các nguyên tố đa lượng thiết yếu. Lân kích thích phát triển rễ và nốt sần, kali tăng khả năng chống chịu sâu bệnh và đổ ngã. Ngoài ra, phân hữu cơ và vi sinh cũng rất quan trọng để cải thiện đất và tăng hiệu quả cố định đạm.

  3. Phân vi sinh có vai trò gì trong canh tác đậu tương?
    Phân vi sinh giúp tăng số lượng nốt sần hữu hiệu, cải thiện khả năng cố định đạm khí trời, giảm nhu cầu phân đạm hóa học, đồng thời cải thiện sức khỏe đất và tăng năng suất cây trồng.

  4. Làm thế nào để phòng trừ sâu bệnh hiệu quả trong trồng đậu tương?
    Theo dõi thường xuyên các loại sâu cuốn lá, sâu đục quả và bệnh gỉ sắt, áp dụng biện pháp sinh học và hóa học hợp lý khi cần thiết, kết hợp với bón phân cân đối để tăng sức đề kháng của cây.

  5. Năng suất đậu tương có thể tăng bao nhiêu khi áp dụng tổ hợp phân bón phù hợp?
    Nghiên cứu cho thấy năng suất có thể tăng từ 10-50% tùy điều kiện đất đai và khí hậu. Ví dụ, bón phân cân đối và bổ sung phân vi sinh giúp cây phát triển khỏe mạnh, tăng số quả chắc và khối lượng hạt, nâng cao năng suất thực thu.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định được tổ hợp phân bón phù hợp cho giống đậu tương ĐT26 tại Thái Nguyên, góp phần nâng cao sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng trong vụ Hè Thu và vụ Xuân.
  • Các công thức phân bón cân đối, đặc biệt CT2 (30 kg N + 60 kg P2O5 + 30 kg K2O + 1 tấn phân vi sinh/ha) cho kết quả tốt về chiều cao cây, số cành, số đốt và chỉ số diện tích lá.
  • Việc bổ sung phân hữu cơ và phân vi sinh giúp tăng số lượng nốt sần hữu hiệu, cải thiện khả năng cố định đạm và sức đề kháng sâu bệnh, giảm thiệt hại do đổ ngã.
  • Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, làm cơ sở cho việc hoàn thiện quy trình thâm canh đậu tương ĐT26 tại Thái Nguyên, góp phần phát triển sản xuất bền vững.
  • Đề xuất áp dụng tổ hợp phân bón tối ưu trong các vụ tiếp theo, đồng thời tăng cường đào tạo, chuyển giao kỹ thuật và nghiên cứu tiếp tục để nâng cao