Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng đậu tương xuân trên đất dốc ở tỉnh Bắc Kạn" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Trần Văn Điền, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Trần Đình Long và TS. Luân Thị Đẹp, bảo vệ năm 2010 tại Đại học Thái Nguyên, thuộc chuyên ngành Trồng trọt (mã số 62 62 01 01). Nghiên cứu giải quyết bài toán phát triển sản xuất đậu tương vụ xuân trên nền đất dốc tại vùng miền núi phía Bắc nói chung và tỉnh Bắc Kạn nói riêng.

Đậu tương (Glycine max L. Merrill) là cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao, hàm lượng protein hạt đạt từ 38% đến 40%, lipit từ 15% đến 20%, hyđrát các bon từ 15% đến 16%. Tại Việt Nam, diện tích gieo trồng đậu tương năm 2007 đạt 280 nghìn ha nhưng năng suất bình quân chỉ đạt 14,64 tạ/ha, thấp hơn nhiều so với năng suất bình quân thế giới (22,78 tạ/ha). Vùng trung du và miền núi phía Bắc chiếm trên 36% tổng diện tích gieo trồng đậu tương cả nước (khoảng 73.000 ha) song năng suất chỉ đạt xấp xỉ 10 tạ/ha.

Tại tỉnh Bắc Kạn, tổng diện tích đất tự nhiên là 485,9 nghìn ha, trong đó diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 37,8 nghìn ha với 12,5 nghìn ha đất dốc dùng để trồng cây màu. Đậu tương là cây trồng ngắn ngày quan trọng thứ ba sau lúa và ngô, nhưng nông dân địa phương chủ yếu chỉ canh tác một vụ đậu tương hè với diện tích dao động từ 2,3 đến 2,5 nghìn ha, năng suất đạt khoảng 12 tạ/ha. Trong vụ xuân, khoảng 65% quỹ đất dốc (8,0 nghìn ha) đã được khai thác để trồng ngô, sắn, khoai và đậu tương, song vẫn còn tới 4,5 nghìn ha đất dốc có khả năng canh tác bị bỏ hóa. Mặc dù địa phương có chủ trương mở rộng sản xuất đậu tương xuân trên đất dốc, diện tích gieo trồng thực tế hàng năm chỉ đạt 100-120 ha (chiếm 2-3% quỹ đất dốc chưa sử dụng), với năng suất thấp chỉ 9-10 tạ/ha. Nguyên nhân cốt lõi được xác định là thiếu bộ giống đậu tương thích hợp với điều kiện sinh thái đất dốc vụ xuân và thiếu một quy trình kỹ thuật canh tác đồng bộ.

Mục đích nghiên cứu của luận án là xác định các biện pháp kỹ thuật chính nhằm tăng năng suất cây đậu tương gieo trồng trong vụ xuân trên đất dốc, góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh và mở rộng diện tích sản xuất đậu tương xuân tại tỉnh Bắc Kạn. Để đạt được mục đích trên, luận án xác định 4 yêu cầu cụ thể:

  1. Đánh giá thực trạng bao gồm cả các yếu tố thuận lợi và khó khăn trong sản xuất đậu tương xuân trên đất dốc ở tỉnh Bắc Kạn;
  2. Xác định giống đậu tương phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh;
  3. Xác định một số biện pháp kỹ thuật chủ yếu trong thâm canh tăng năng suất đậu tương xuân trên đất dốc;
  4. Xây dựng mô hình trình diễn, bước đầu đề xuất quy trình kỹ thuật thâm canh đậu tương xuân trên đất dốc cho tỉnh Bắc Kạn.

Đối tượng nghiên cứu là các giống đậu tương mới chọn tạo trong nước có triển vọng năng suất cao và tập tính sinh trưởng phù hợp với đất dốc miền núi, bao gồm: DT84, DT96, ĐVN5, ĐT22, VX93 và giống đối chứng địa phương Vàng Cao Bằng. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung tại các vùng đất dốc canh tác nông nghiệp có độ dốc dưới 15 độ tại 4 huyện đại diện của tỉnh Bắc Kạn: Ba Bể, Chợ Mới, Bạch Thông và Na Rì. Phạm vi thời gian nghiên cứu thực nghiệm và điều tra đồng ruộng được thực hiện liên tục từ năm 2002 đến năm 2008.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng quan hệ thống các nghiên cứu về tình hình sản xuất, đặc tính sinh thái, cơ sở sinh lý tăng năng suất và các biện pháp kỹ thuật thâm canh cây đậu tương trên phạm vi thế giới và Việt Nam. Về mặt sản xuất toàn cầu, số liệu FAO (2008) cho thấy từ năm 2003 đến 2007, diện tích đậu tương thế giới tăng từ 83,6 triệu ha lên 94,9 triệu ha, sản lượng tăng từ 190,8 triệu tấn lên 216,1 triệu tấn. Bốn quốc gia sản xuất đậu tương lớn nhất năm 2007 gồm Mỹ (30,56 triệu ha; 23,13 tạ/ha; 70,70 triệu tấn), Braxin (20,63 triệu ha; 28,19 tạ/ha; 58,19 triệu tấn), Argentina (16,10 triệu ha; 28,26 tạ/ha; 45,50 triệu tấn) và Trung Quốc (8,90 triệu ha; 17,50 tạ/ha; 15,60 triệu tấn). Tại Việt Nam, nghiên cứu của Lê Quốc Hưng (2007) chỉ ra tiềm năng quỹ đất mở rộng đậu tương lên tới 1,5 triệu ha, trong đó miền núi phía Bắc có thể phát triển 400 nghìn ha trên đất dốc.

Về sinh thái và sinh lý, các tài liệu được tổng thuật gồm:

  • Yêu cầu nhiệt độ và tổng tích ôn: Phạm Văn Thiều (2002) chỉ ra tổng tích ôn của cây đậu tương biến động từ 1700 đến 2700°C; nhiệt độ mọc mầm tối thích từ 16 đến 26°C; thời kỳ ra hoa kết quả cần 28-37°C. Các giống chín sớm cần 1700-2200°C trong khi giống chín muộn cần 3200-3800°C.
  • Phản ứng quang chu kỳ: Trần Đình Long và cộng sự (2001) khẳng định các nhóm giống đậu tương tại Việt Nam đều phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, tác động mạnh nhất vào giai đoạn trước ra hoa.
  • Yêu cầu về nước và độ ẩm: Cây đậu tương cần 350-600 mm nước/vụ. Brevedan và Egli (2003) chứng minh nếu cây bị hạn trong thời kỳ quả vào chắc, năng suất hạt có thể suy giảm tới 39% và kích thước hạt giảm 25-33%.
  • Cơ sở tăng năng suất sinh học và năng suất kinh tế: Luận án tiếp cận phương trình năng suất của Charles-Edwards (1982) với công thức $NS = \text{Tổng sinh khối} \times HI$ và phương trình tiếp nhận năng lượng $Ye = Qi \times Ec \times P$. Mayer và cộng sự (1991) chỉ ra tổng vật chất khô tích lũy tương quan thuận rất chặt với lượng bức xạ hấp thu bởi bộ lá ($r = 0,98$). Liu và cộng sự (2008) kết luận ngưỡng chỉ số diện tích lá (LAI) tối ưu cho năng suất đậu tương tại châu Á dao động từ 5,0 đến 6,0 m²/m² đất ở thời kỳ hình thành hạt và cần duy trì LAI trên 4,0 m²/m² đất sau đó 30 ngày. Stephenson và Wilson (1977) dùng đồng vị phóng xạ C14 chứng minh hạt đậu tương tích lũy vật chất khô chủ yếu từ quá trình đồng hóa sau khi ra hoa.
  • Tương quan các tính trạng nông học: Mehetre và cộng sự (1998) xác định hệ số di truyền cao ở các tính trạng số ngày từ gieo đến ra hoa (92,5%), chiều cao thân chính (92,8%), số ngày đến chín (89,1%), P1000 hạt (80,2%), số quả chắc/cây (76,6%). Nguyễn Văn Lâm và Nguyễn Tấn Hinh (2003), Nguyễn Tấn Hinh (1992, 2003), Đào Quang Vinh (1984), Vũ Thúy Hằng và cộng sự (2007), Vũ Đình Chính (1995) xác định năng suất hạt tương quan thuận với số cành cấp 1, số đốt thân chính, số quả chắc/cây, diện tích lá, lượng chất khô tích lũy và số nốt sần.

Về biện pháp kỹ thuật canh tác:

  • Chọn tạo và sử dụng giống: Bùi Chí Bửu và cộng sự (2005) thống kê Việt Nam có 87 giống đậu tương được gieo trồng với 13 giống chủ lực. Các công trình của Trần Đình Long và Nguyễn Thị Chinh (2005), Đào Quang Vinh và cộng sự (2004), Mai Quang Vinh và cộng sự (2005), Trần Đình Long và cộng sự (2007) đã giới thiệu các giống ĐVN5, DT84, DT96, ĐT22. Chu Hoàng Mậu và Hà Sỹ Tiến (2007) ghi nhận khả năng chịu hạn của giống địa phương Vàng Cao Bằng và Đông Khê.
  • Luân canh và xen canh: Hideyyuki và Shoichi (1998) nghiên cứu xen canh lúa mì - đậu tương; Ngô Xuân Hoàng (2005), Nguyễn Hữu Tháp (2005), Lê Công Nông và cộng sự (2005), Ngô Thế Dân và cộng sự (1999) phân tích hiệu quả trồng xen đậu tương với ngô, sắn, bông trên đất dốc.
  • Duy trì sức sống hạt giống: Hartwig và Potts (1987), Moore và Hartwig (1998) nghiên cứu tính trạng vỏ hạt cứng giúp duy trì tỷ lệ nảy mầm trên 90% khi thu hoạch gặp mưa hoặc bảo quản kéo dài.
  • Thời vụ và mật độ: Dương Văn Dũng và cộng sự (2007), Nguyễn Thị Xuyến (2007), Hatam và Munir (1998), Liu và cộng sự (2007, 2008) chỉ rõ tương tác giữa mật độ, thời vụ và vĩ độ địa lý tới năng suất.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Trước thời điểm đề tài thực hiện, chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện và đồng bộ từ khâu tuyển chọn giống có khả năng chịu hạn đầu vụ, chịu ẩm cuối vụ, giữ được sức nảy mầm qua bảo quản, đến việc xác định thời vụ gieo, mật độ, phân bón, phương thức xen canh ngô và biện pháp giữ ẩm hạn chế xói mòn chuyên biệt cho vụ xuân trên đất dốc tại tỉnh Bắc Kạn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên khung lý thuyết sinh thái nông học và sinh lý năng suất cây trồng cạn:

  • Khung lý thuyết năng suất của Charles-Edwards (1982) kết hợp với các chỉ tiêu sinh lý LAI, khả năng tích lũy chất khô (TLCK), hệ số thu hoạch (HI) và hoạt động của nốt sần cố định đạm hữu hiệu.
  • Lý thuyết bảo tồn đất và nước trên đất dốc: Tác động của các biện pháp che phủ hữu cơ, làm đất tối thiểu và rãnh giữ ẩm tới độ ẩm đất thời kỳ mọc mầm, thời kỳ chắc xanh và lượng đất trôi xói mòn.

Phương pháp thực nghiệm và thu thập dữ liệu:

  • Phương pháp điều tra xã hội học nông thôn: Sử dụng phiếu câu hỏi phỏng vấn nông hộ (Phụ lục 4) để điều tra thực trạng sử dụng đất dốc, cơ cấu giống, kỹ thuật canh tác, sâu bệnh hại, thuận lợi và khó khăn tại 4 huyện Ba Bể, Chợ Mới, Na Rì, Bạch Thông.
  • Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Các thí nghiệm được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Randomized Complete Block Design - RCB), lặp lại 3 lần trên các sườn đất có độ dốc dưới 15 độ:
    • Thí nghiệm 1: So sánh 6 giống đậu tương (DT84, DT96, ĐVN5, ĐT22, VX93, Vàng Cao Bằng) qua 3 vụ xuân liên tiếp (2003, 2004, 2005) và thí nghiệm thử sức nảy mầm sau 1 năm bảo quản.
    • Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo đến giống ĐT22 trong vụ xuân 2005.
    • Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ gieo đến giống ĐT22 trong vụ xuân 2005.
    • Thí nghiệm 4: Nghiên cứu các tổ hợp phân bón cho giống ĐT22 trong vụ xuân 2005.
    • Thí nghiệm 5: Nghiên cứu các phương thức trồng xen ngô với đậu tương giống ĐT22 trong vụ xuân 2006.
    • Thí nghiệm 6: Nghiên cứu các biện pháp giữ ẩm và hạn chế xói mòn đất dốc (đo độ ẩm đất mọc mầm, độ ẩm quả chắc xanh, lượng đất xói mòn thu giữ qua ô tiêu chuẩn).
  • Phương pháp xây dựng mô hình trình diễn: Triển khai áp dụng quy trình kỹ thuật hoàn thiện trên diện rộng tại huyện Na Rì, Chợ Mới, Ba Bể trong 2 năm 2007 và 2008.
  • Kỹ thuật phân tích và xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm chuyên dụng IRRISTAT 4.0; tính toán các giá trị trung bình, sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức xác suất 95% ($LSD_{0,05}$), hệ số biến động ($CV%$), hệ số tương quan ($r$), năng suất lý thuyết (NSLT), năng suất thực thu (NSTT) và tính toán hiệu quả kinh tế (tổng thu, chi phí, lãi thuần).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện các tư liệu khoa học về tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam; các yêu cầu sinh thái về nhiệt độ, ánh sáng, nước và đất; cơ sở sinh lý học của việc nâng cao năng suất đậu tương; tổng quan các biện pháp kỹ thuật nông học (giống, luân canh xen canh, tỷ lệ nảy mầm của hạt, thời vụ, mật độ, phân bón, tưới tiêu và giữ ẩm, phòng trừ sâu bệnh hại, bảo vệ đất dốc); tổng quan điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý, thời tiết khí hậu và kinh tế xã hội của tỉnh Bắc Kạn.

Chỉ tiêu thống kê sản xuất Thế giới năm 2003 Thế giới năm 2007 Việt Nam năm 2003 Việt Nam năm 2007
Diện tích 83,6 triệu ha 94,9 triệu ha 165,6 nghìn ha 280,0 nghìn ha
Năng suất bình quân 22,80 tạ/ha 22,78 tạ/ha 13,27 tạ/ha 14,64 tạ/ha
Tổng sản lượng 190,8 triệu tấn 216,1 triệu tấn 219,7 nghìn tấn 410,0 nghìn tấn

(Nguồn: Số liệu trích xuất từ Bảng 1.1 và Bảng 1.3 theo FAO, 2008)

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết các đối tượng và quy trình thực nghiệm:

  • Vật liệu nghiên cứu: 6 giống đậu tương gồm ĐT22 (chọn tạo bằng đột biến thế hệ F3 tổ hợp ĐT12 x DT95 bởi Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam), DT84 (xử lý đột biến tổ hợp ĐT80 x ĐH4), DT96 (lai giữa DT84 x DT90 do Viện Di truyền Nông nghiệp chọn tạo), ĐVN5 (lai Cúc Tuyển x Chaing Mai), VX93 và giống địa phương Vàng Cao Bằng; giống ngô dùng trong thí nghiệm trồng xen; các loại phân bón (đạm urê, lân supe, kali clorua, phân chuồng, vôi bột); thuốc hóa học bảo vệ thực vật theo quy trình kỹ thuật phòng trừ sâu đục quả, sâu cuốn lá, rệp, bệnh phấn trắng, sương mai, gỉ sắt.
  • Nội dung nghiên cứu:
    1. Điều tra đánh giá thực trạng sản xuất đậu tương xuân trên đất dốc tỉnh Bắc Kạn;
    2. Khảo nghiệm so sánh xác định giống đậu tương thích hợp;
    3. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật thâm canh (thời vụ, mật độ, phân bón, xen canh ngô, biện pháp chống xói mòn giữ ẩm);
    4. Xây dựng mô hình thử nghiệm diện rộng và đề xuất quy trình kỹ thuật.
  • Phương pháp điều tra và bố trí thí nghiệm: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCB), 3 lần lặp lại, quy mô diện tích ô thí nghiệm từ 10 đến 20 m²; phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển (TGST), giải phẫu hình thái (chiều cao thân chính, số cành cấp 1, số đốt mang quả), chỉ số diện tích lá (LAI), số lượng nốt sần hữu hiệu (SLNS), khối lượng nốt sần (KLNS), khả năng tích lũy chất khô (TLCK), mức độ nhiễm sâu bệnh, tính chống đổ ngã, tính chống tách vỏ quả ngoài đồng; các yếu tố cấu thành năng suất (số quả chắc/cây, số hạt/quả, P1000 hạt), năng suất lý thuyết và năng suất thực thu; phương pháp đo lượng đất xói mòn và độ ẩm đất qua từng thời kỳ; xử lý thống kê bằng IRRISTAT 4.0.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

1. Thực trạng sản xuất đậu tương xuân trên đất dốc ở tỉnh Bắc Kạn

Kết quả điều tra thực tế tại 4 huyện Ba Bể, Chợ Mới, Na Rì và Bạch Thông chỉ ra:

  • Tỉnh Bắc Kạn có 37,8 nghìn ha đất sản xuất nông nghiệp, trong đó đất dốc dùng trồng hoa màu là 12,5 nghìn ha.
  • Khoảng 4,5 nghìn ha đất dốc có khả năng canh tác bị bỏ hóa trong vụ xuân. Diện tích đậu tương vụ xuân trên đất dốc rất nhỏ (100-120 ha/năm), năng suất chỉ đạt 9-10 tạ/ha.
  • Cơ cấu giống gieo trồng chủ yếu là giống địa phương hoặc giống DT84 nhưng hạt giống bị thoái hóa, kỹ thuật bón phân chưa cân đối (chủ yếu bón phân chuồng hoặc bón thiếu lân, kali, không bón vôi), mật độ gieo không đồng đều, thiếu biện pháp che phủ bảo vệ đất dốc dẫn đến xói mòn và khô hạn đầu vụ.

2. Kết quả so sánh các giống đậu tương trong vụ xuân (2003 - 2005)

Khảo nghiệm 6 giống đậu tương trên đất dốc qua 3 vụ xuân 2003, 2004 và 2005 ghi nhận:

  • Thời gian sinh trưởng: Các giống dao động từ 90 đến 105 ngày, thuộc nhóm chín trung bình, phù hợp bố trí gieo trồng trong vụ xuân trước khi chuyển sang vụ màu hè.
  • Khả năng sinh trưởng và tạo nốt sần: Giống ĐT22 thể hiện ưu thế vượt trội về chiều cao cây, số cành cấp 1, số đốt trên thân chính, chỉ số diện tích lá (LAI đạt 4,8-5,5 m²/m² ở thời kỳ chắc xanh), số lượng nốt sần hữu hiệu và khả năng tích lũy chất khô cao nhất.
  • Tính chống chịu và năng suất: Giống ĐT22 có khả năng chống hạn tốt ở giai đoạn cây con, chống đổ tốt, tỷ lệ nhiễm sâu bệnh thấp, không bị tách quả ngoài đồng khi gặp mưa cuối vụ. Về năng suất thực thu trung bình qua 3 vụ, giống ĐT22 đạt cao nhất trong tập đoàn thí nghiệm; ngược lại giống DT84 cho năng suất thấp nhất do khả năng chịu hạn kém trên đất dốc vụ xuân.
  • Khả năng duy trì sức nảy mầm: Sau 1 năm bảo quản trong điều kiện thông thường, giống ĐT22 duy trì tỷ lệ nảy mầm đạt trên 80%, trong khi một số giống khác suy giảm mạnh dưới 50%.

3. Kết quả nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật thâm canh cho giống ĐT22

  • Nghiên cứu thời vụ gieo (vụ xuân 2005): Thời vụ gieo ảnh hưởng rõ rệt đến các giai đoạn sinh trưởng, tỷ lệ đậu quả và năng suất. Thời vụ gieo thích hợp nhất cho giống ĐT22 trên đất dốc Bắc Kạn được xác định từ ngày 20/02 đến 05/03. Gieo trước ngày 15/02 cây gặp rét kéo dài thời gian mọc mầm, sinh trưởng chậm; gieo sau ngày 10/03 cây gặp mưa nhiều cuối vụ gây khó khăn cho thu hoạch và làm giảm chất lượng hạt.
  • Nghiên cứu mật độ gieo (vụ xuân 2005): Mật độ gieo ảnh hưởng trực tiếp đến LAI, độ che phủ đất, số quả chắc/cây và năng suất thực thu. Mật độ tối ưu cho giống ĐT22 trên đất dốc là 40 - 45 cây/m² (khoảng cách 40 cm x 10-12 cm x 1 cây/hốc hoặc 50 cm x 10 cm gieo 2 hạt/hốc), đảm bảo quần thể đạt LAI tối ưu thời kỳ ra hoa - làm quả mà không bị đổ ngã.
  • Nghiên cứu tổ hợp phân bón (vụ xuân 2005): Bón phân cân đối kết hợp đạm, lân, kali, vôi bột và phân chuồng làm tăng đáng kể số lượng nốt sần hữu hiệu, chỉ số diện tích lá và năng suất hạt. Công thức phân bón tối ưu mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất trên đất dốc có độ chua cao là: 30 kg N + 60 kg P₂O₅ + 60 kg K₂O + 300-400 kg vôi bột + 3-5 tấn phân chuồng/ha.
  • Nghiên cứu phương thức trồng xen ngô với đậu tương (vụ xuân 2006): Các công thức trồng xen 1 hàng ngô xen 2 hàng đậu tương hoặc 2 hàng ngô xen 4 hàng đậu tương giúp tận dụng hiệu quả ánh sáng, tăng độ che phủ hạn chế xói mòn. Năng suất quy đổi theo đậu tương và hiệu quả kinh tế (lãi thuần) của các công thức trồng xen đều cao hơn so với trồng ngô thuần hoặc trồng đậu tương thuần trên đất dốc.
  • Nghiên cứu biện pháp giữ ẩm và hạn chế xói mòn: So sánh các công thức làm đất tối thiểu, bổ sung rãnh thoát nước ngang sườn đồi và che phủ bằng tàn dư hữu cơ (rơm rạ, thân lá ngô). Kết quả cho thấy biện pháp che phủ đất kết hợp cuốc hốc gieo hạt giữ độ ẩm đất ở thời kỳ mọc mầm cao hơn 3-5% so với đối chứng không che phủ; độ ẩm đất thời kỳ quả chắc xanh được duy trì ổn định, giảm lượng đất xói mòn trôi đi từ 40% đến 60%, làm tăng số lượng nốt sần hữu hiệu, kéo dài tuổi thọ bộ lá và tăng năng suất thực thu của giống ĐT22 một cách có ý nghĩa thống kê.

4. Đề xuất quy trình kỹ thuật và kết quả xây dựng mô hình sản xuất

Luận án hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh đậu tương xuân trên đất dốc gồm 7 khâu then chốt: (1) Sử dụng giống ĐT22 có hạt giống đảm bảo tỷ lệ nảy mầm >85%; (2) Thời vụ gieo từ 20/02 - 05/03; (3) Mật độ gieo 40-45 cây/m²; (4) Bón phân cân đối kết hợp bón lót vôi bột và phân chuồng; (5) Áp dụng kỹ thuật che phủ hữu cơ giữ ẩm và hạn chế xói mòn; (6) Bố trí xen canh ngô - đậu tương theo tỷ lệ hàng thích hợp; (7) Phòng trừ sâu bệnh hại kịp thời (đặc biệt sâu đục quả và rệp).

Kết quả triển khai mô hình thử nghiệm diện rộng trong 2 năm 2007 và 2008 tại các huyện Chợ Mới, Na Rì, Ba Bể cho thấy: Mô hình áp dụng kỹ thuật cải tiến đạt năng suất trung bình từ 16,5 đến 18,5 tạ/ha, cao hơn tập quán canh tác của nông dân từ 6,0 đến 8,0 tạ/ha, mang lại lãi thuần cao hơn từ 4,5 đến 6,2 triệu đồng/ha.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận và khoa học

  • Cung cấp dẫn liệu khoa học có hệ thống về các đặc tính sinh trưởng, phát triển, sinh lý năng suất, động thái chỉ số diện tích lá (LAI), khả năng cố định đạm của nốt sần và tích lũy chất khô của các giống đậu tương trong điều kiện vụ xuân trên đất dốc miền núi phía Bắc.
  • Làm sáng tỏ mối quan hệ tương tác giữa mật độ gieo, thời vụ, dinh dưỡng khoáng (đặc biệt là vai trò của vôi và lân) và độ ẩm đất đối với các yếu tố cấu thành năng suất của cây đậu tương trên đất dốc.
  • Xác lập cơ sở khoa học cho việc kết hợp đồng thời giữa mục tiêu nâng cao năng suất cây trồng với biện pháp bảo tồn độ phì và chống xói mòn đất dốc thông qua kỹ thuật che phủ hữu cơ và xen canh hợp lý.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Tuyển chọn và khẳng định được giống đậu tương ĐT22 là giống thích hợp nhất cho vụ xuân trên đất dốc tại tỉnh Bắc Kạn, với đặc tính chịu hạn đầu vụ, không tách quả khi gặp mưa cuối vụ, duy trì tốt sức nảy mầm qua 1 năm bảo quản và cho năng suất cao, ổn định (16,5-18,5 tạ/ha).
  • Xây dựng hoàn chỉnh gói quy trình kỹ thuật thâm canh đậu tương xuân trên đất dốc phù hợp với điều kiện kinh tế, tập quán canh tác của đồng bào các dân tộc thiểu số tại Bắc Kạn.
  • Mở ra khả năng khai thác hiệu quả 4,5 nghìn ha đất dốc đang bỏ hóa vụ xuân tại tỉnh Bắc Kạn, nâng cao hệ số sử dụng đất, tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho nông hộ và cải tạo đất canh tác nương rẫy.

Kiến nghị và đề xuất giải pháp

  • Đề nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn và Trung tâm Khuyến nông tỉnh đưa giống ĐT22 vào cơ cấu giống chính thức trong vụ xuân trên đất dốc.
  • Khuyến cáo áp dụng rộng rãi quy trình kỹ thuật thâm canh cải tiến: gieo từ 20/02 - 05/03, mật độ 40-45 cây/m², bón cân đối 30 N + 60 P₂O₅ + 60 K₂O kết hợp vôi bột và che phủ tàn dư hữu cơ.
  • Mở rộng các mô hình liên kết sản xuất ngô xen đậu tương trên đất dốc để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và giảm thiểu nguy cơ xói mòn rửa trôi đất sườn đồi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu: Các thí nghiệm đồng ruộng và mô hình thâm canh của luận án chỉ tập trung thực hiện trên các sườn đất dốc có độ dốc dưới 15 độ tại 4 huyện của tỉnh Bắc Kạn trong giai đoạn 2002-2008; chưa đánh giá tác động trên các độ dốc lớn hơn (trên 15 độ) hoặc các tiểu vùng khí hậu đặc thù khác của vùng cao phía Bắc. Nghiên cứu tập trung vào vụ xuân, chưa theo dõi biến động độ phì nhiêu lý hóa tính của đất dốc sau nhiều chu kỳ luân canh liên tục nhiều năm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Tiếp tục nghiên cứu theo dõi diễn biến độ phì đất, vi sinh vật đất và cân bằng dinh dưỡng đất dốc sau 5-10 năm áp dụng công thức luân canh/xen canh có đậu tương xuân.
    • Mở rộng khảo nghiệm giống ĐT22 và quy trình thâm canh cải tiến trên các dạng lập địa đất dốc khác nhau tại các tỉnh miền núi phía Bắc lân cận như Cao Bằng, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Hà Giang.
    • Hoàn thiện các công nghệ cơ giới hóa khâu gieo hạt và thu hoạch quy mô nhỏ phù hợp với địa hình đất dốc nương rẫy.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị cụ thể cho các nhóm đối tượng sau:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Trồng trọt, Nông học, Khoa học đất, Bảo vệ thực vật: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCB) trên đất dốc, phương pháp đo đạc các chỉ tiêu sinh lý cây họ đậu (LAI, nốt sần, tích lũy chất khô) và kỹ thuật phân tích thống kê nông học bằng IRRISTAT 4.0.
  • Giảng viên các trường đại học nông lâm: Sử dụng các số liệu thực nghiệm làm giáo trình, bài giảng trong các học phần Cây đậu đỗ, Canh tác học trên đất dốc, Nông nghiệp bền vững.
  • Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp vùng miền núi phía Bắc: Ứng dụng quy trình kỹ thuật 7 bước và công thức phân bón, mật độ, thời vụ để chỉ đạo sản xuất vụ xuân, chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất dốc bỏ hóa nhằm xóa đói giảm nghèo.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao giống đậu tương ĐT22 lại vượt trội hơn giống DT84 và giống địa phương khi trồng vụ xuân trên đất dốc Bắc Kạn?

Giống ĐT22 có khả năng chịu rét và chịu hạn tốt ở giai đoạn mọc mầm và cây con (đầu vụ xuân), có tốc độ phát triển bộ lá nhanh đạt chỉ số LAI tối ưu (4,8-5,5 m²/m²), khả năng tạo nốt sần cố định đạm hữu hiệu cao, thân cành cứng cáp chống đổ tốt, vỏ quả không bị nứt tách khi gặp mưa ẩm cuối vụ thu hoạch, và đặc biệt duy trì tỷ lệ nảy mầm trên 80% sau 1 năm bảo quản (trong khi DT84 chịu hạn kém trên đất dốc và dễ giảm sức sống hạt giống).

2. Khung thời vụ và mật độ gieo trồng tối ưu cho giống đậu tương ĐT22 vụ xuân trên đất dốc là bao nhiêu?

  • Khung thời vụ tối ưu: Gieo từ ngày 20 tháng 02 đến ngày 05 tháng 03 dương lịch. Gieo trong khoảng thời gian này giúp cây tránh được rét hại đầu vụ, đón được mưa ẩm tháng 3-4 cho giai đoạn phân cành làm quả và kịp thu hoạch trước mùa mưa lũ lớn.
  • Mật độ gieo tối ưu: 40 đến 45 cây/m² (tương đương khoảng cách hàng cách hàng 40 cm, cây cách cây 10-12 cm gieo 1 cây/hốc, hoặc hàng cách hàng 50 cm gieo 2 cây/hốc cách nhau 10 cm).

3. Công thức phân bón nào được chứng minh mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất trên đất dốc Bắc Kạn?

Công thức phân bón tối ưu cho 1 hecta đậu tương xuân trên đất dốc là: 30 kg N + 60 kg P₂O₅ + 60 kg K₂O + 300 đến 400 kg vôi bột + 3 đến 5 tấn phân chuồng hoai mục. Bón vôi bột có vai trò khử chua cho đất dốc và tăng khả năng hoạt động của vi khuẩn nốt sần cố định đạm.

4. Biện pháp kỹ thuật nào giúp hạn chế xói mòn và giữ ẩm đất hiệu quả nhất trong nghiên cứu?

Biện pháp kết hợp làm đất tối thiểu (chỉ cuốc hốc gieo hạt), đào rãnh ngăn dòng chảy ngang sườn dốc và sử dụng tàn dư thực vật (rơm rạ, thân lá cây màu vụ trước) che phủ mặt đất. Biện pháp này giúp tăng độ ẩm đất thời kỳ mọc mầm và chắc xanh thêm 3-5%, đồng thời giảm từ 40% đến 60% lượng đất bị xói mòn trôi đi sau một vụ canh tác.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Văn Điền đã giải quyết thành công vấn đề cơ bản trong sản xuất đậu tương xuân trên đất dốc tại tỉnh Bắc Kạn thông qua việc đánh giá toàn diện thực trạng canh tác và khảo nghiệm tuyển chọn được giống đậu tương ĐT22 phù hợp sinh thái. Công trình xác lập hệ thống các thông số kỹ thuật thâm canh chuẩn xác về thời vụ gieo (20/02 - 05/03), mật độ (40-45 cây/m²), tổ hợp phân bón cân đối có bổ sung vôi, phương thức xen canh ngô và giải pháp che phủ giữ ẩm chống xói mòn đất dốc. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn đạt năng suất 16,5-18,5 tạ/ha mở ra triển vọng đưa 4,5 nghìn ha đất dốc bỏ hóa vụ xuân vào sản xuất hàng hóa bền vững, góp phần nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống kinh tế xã hội cho nông dân miền núi phía Bắc.