Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc

Nhận viết đề tài trọn gói – ZL: 0973.287.149 – Luanvanmaster.com
TẢI TÀI LIỆU KẾT BẠN ZALO 0973.287.149
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
NGUYỄN TRỌNG TRANG
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ CẢI TIẾN HỆ THỐNG
CÂY TRỒNG TRÊN VÙNG ĐẤT VEN BIỂN TỈNH
THANH HÓA
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
NGUYỄN TRỌNG TRANG
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ CẢI TIẾN HỆ THỐNG
CÂY TRỒNG TRÊN VÙNG ĐẤT VEN BIỂN TỈNH THANH
HÓA
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 9620110
Người hướng dẫn: PGS.TS. Vũ Đình Hòa
PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình
HÀ NỘI - 2022

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ
lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn,
các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2022
Tác giả luận án
Nguyễn Trọng Trang
i

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được
sự quan tâm, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô giáo; sự giúp đỡ, hỗ trợ của
nhiều cơ quan, đơn vị, tổ chức và cá nhân; sự động viên, khuyến khích của gia đình, bạn
bè, người thân và đồng nghiệp.
Trên hết và trước hết, tôi xin được trân trọng bày tỏ lời cảm ơn, lòng biết ơn sâu
sắc đến Thầy Cô hướng dẫn là PGS.TS. Vũ Đình Hòa và PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình,
những người đã dành nhiều thời gian và công sức để hướng dẫn, đóng góp những ý kiến
quý báu trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án. Tôi xin
được bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học và Bộ
môn Canh tác học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ,
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ, công chức Văn phòng Tỉnh
ủy, Văn phòng UBND tỉnh Thanh Hóa - nơi tôi công tác trong thời gian học tập, thực
hiện đề tài và hoàn thành luận án; xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới UBND tỉnh
Thanh Hóa, Sở Nông nghiệp và PTNT, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Kế hoạch và
Đầu tư, Cục Thống kê, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn, Đoàn Quy hoạch nông
lâm nghiệp (nay là Trung tâm Tư vấn quy hoạch, Thị trường và Chiến lược phát triển
nông nghiệp, thuộc Viện Nông nghiệp Thanh Hóa); UBND và phòng Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn các huyện: Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương; cán bộ
và hộ nông dân thuộc các địa phương nơi tôi triển khai thực hiện các công việc của đề
tài luận án, đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thu thập
thông tin, dữ liệu cho đề tài luận án. Xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn
Thị Chinh, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam và các cộng sự, đã cho phép
tôi sử dụng kết quả của công trình nghiên cứu về hệ thống cây trồng tại Thanh Hóa (mà
tôi là một thành viên) trong đề tài luận án của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình và người thân, bạn bè và đồng
nghiệp đã luôn đồng hành, động viên, khuyến khích, cổ vũ và tạo điều kiện thuận lợi
nhất để tôi hoàn thành luận án.
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2022
Tác giả luận án
Nguyễn Trọng Trang
ii

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan............................................................................................................................................i
Lời cảm ơn ...............................................................................................................................................ii
Mục lục....................................................................................................................................................iii
Danh mục chữ viết tắt......................................................................................................................... vi
Danh mục bảng.................................................................................................................................... vii
Danh mục hình........................................................................................................................................x
Trích yếu luận án.................................................................................................................................. xi
Thesis abstract.....................................................................................................................................xiii
Phần 1. Mở đầu.....................................................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài..........................................................................................3
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................................................3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................................................3
1.3. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................................3
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................3
1.3.2. Thời gian nghiên cứu ..........................................................................................4
1.3.3. Địa điểm nghiên cứu...........................................................................................4
1.4. Những đóng góp mới của đề tài ........................................................................................4
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................................4
1.5.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................................................4
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................................5
Phần 2. Tổng quan tài liệu................................................................................................................6
2.1. Cây trồng và hệ thống cây trồng .......................................................................................6
2.1.1. Cây trồng trong hệ thống cây trồng..................................................................................6
2.1.2. Cơ cấu cây trồng và chế độ luân canh.............................................................................8
2.1.3. Hệ thống cây trồng ứng phó với biến đổi khí hậu........................................................9
2.1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng..........................................................12
2.2. Nghiên cứu hệ thống cây trồng trên thế giới và Việt Nam......................................21
2.2.1. Nghiên cứu hệ thống cây trồng trên thế giới ...............................................................21
2.2.2. Nghiên cứu hệ thống cây trồng ở Việt Nam................................................................24
2.3. Nghiên cứu hệ thống cây trồng tại tỉnh Thanh Hóa ..................................................27
iii

2.4. Sản xuất trồng trọt vùng ven biển Thanh Hóa ............................................................30
2.5. Nhận xét rút ra từ tổng quan.............................................................................................32
Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu......................................................................34
3.1. Địa điểm nghiên cứu...........................................................................................................34
3.2. Thời gian nghiên cứu..........................................................................................................34
3.3. Vật liệu nghiên cứu.............................................................................................................34
3.3.1. Thông tin thứ cấp và thông tin sơ cấp ...........................................................................34
3.3.2. Giống cây trồng và phân bón sử dụng...........................................................................34
3.4. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................................35
3.5. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................................35
3.5.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội và tài nguyên đất...............................35
3.5.2. Đánh giá hiện trạng hệ thống cây trồng........................................................................36
3.5.3. Tuyển chọn giống cây trồng hàng năm thích hợp với vùng ven biển ..................37
3.5.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế giống tuyển chọn và hệ thống cây trồng cải tiến......41
Phần 4. Kết quả và thảo luận........................................................................................................44
4.1. Điều kiện tự nhiên, lao động, cơ sở hạ tầng và tài nguyên liên quan đến
hệ thống cây trồng ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa.........................................44
4.1.1. Điều kiện tự nhiên...............................................................................................................44
4.1.2. Lao động nông nhiệp và cơ sở hạ tầng nông nghiệp.................................................47
4.1.3. Tài nguyên nông nghiệp ở 4 huyện ven biển...............................................................49
4.2. Thực trạng hệ thống cây trồng vùng ven biển Thanh Hóa ......................................61
4.2.1. Ngành trồng trọt ở vùng ven biển và hệ thống cây trồng ........................................61
4.2.2. Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính vùng ven biển................63
4.2.3. Sự đa dạng cây trồng..........................................................................................................68
4.2.4. Diện tích và năng suất một số cây trồng chủ yếu ở Hậu Lộc và Hoằng Hóa.....71
4.2.5. Hiệu quả kinh tế một số cây trồng chính ......................................................................76
4.2.6. Thách thức trong cải tiến hệ thống cây trồng vùng ven biển..................................79
4.3. Tuyển chọn giống cây trồng hàng năm thích hợp cho vùng đất ven biển
Thanh Hóa.............................................................................................................................86
4.3.1. Tuyển chọn giống lúa chất lượng thích hợp cho đất chuyên lúa vụ xuân...........85
4.3.2. Tuyển chọn giống lúa thuần vụ mùa cho đất chuyên lúa.........................................90
4.3.3. Tuyển chọn giống đậu tương thích hợp trên đất chuyên lúa vụ đông..................93
iv

4.3.4. Tuyển chọn giống lạc thích hợp trên đất chuyên màu vụ xuân..............................97
4.3.5. Tuyển chọn giống đậu xanh thích hợp trên đất chuyên lúa vụ hè......................100
4.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống tuyển chọn và hệ thống cây trồng
cải tiến .................................................................................................................................104
4.4.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giống đã tuyển chọn .......................................104
4.4.2. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến ....................................................113
Phần 5. Kết luận và đề nghị........................................................................................................121
5.1. Kết luận ...............................................................................................................................121
5.2. Đề nghị ................................................................................................................................122
Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án...................................124
Tài liệu tham khảo..........................................................................................................................125
Phụ lục.................................................................................................................................................137
v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt
BĐKH Biến đổi khí hậu
Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
CNH Công nghiệp hóa
CPTG Chi phí trung gian
ĐNN Đất nông nghiệp
GTGT Giá trị gia tăng
GTSX Giá trị sản xuất
HĐH Hiện đại hóa
HTCT Hệ thống cây trồng
LM Lúa mùa
LX Lúa xuân
NN Nông nghiệp
NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
NNTMTKH Nông nghiệp thông minh theo khí hậu
PTNT Phát triển nông thôn
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TGST Thời gian sinh trưởng
TN&MT Tài nguyên và Môi trường
UBND Ủy ban nhân dân
vi

DANH MỤC BẢNG
TT Tên bảng Trang
2.1. Giá trị sản xuất và cơ cấu giá trị sản xuất của ngành nông nghiệp, ngành
trồng trọt của tỉnh Thanh Hóa, năm 2016-2018 (giá so sánh 2010) ............... 31
3.1. Các xã được lựa chọn điều tra ở 4 huyện ven biển ........................................ 36
4.1. Đặc điểm khí hậu vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa ......................................... 47
4.2. Số lượng và độ tuổi lao động nông nghiệp trong các hộ điều tra ................. 48
4.3. Khả năng tưới tiêu trên đất lúa của một số huyện vùng ven biển ................. 49
4.4. Diện tích các nhóm đất và thực trạng cây trồng chính của 4 huyện ............. 51
4.5. Diện tích và tỉ lệ các nhóm đất chính ở 4 huyện ven biển Thanh Hóa ......... 53
4.6. Các loại đất chính và cây trồng thích hợp trên đất Hậu Lộc ......................... 54
4.7. Các loại đất và mức độ thích hợp đối với cây trồng trên đất Hoằng Hóa .... 56
4.8. Diện tích đất thích hợp cho cây trồng chính ở huyện Hậu Lộc..................... 57
4.9. Diện tích đất thích hợp cho cây trồng chính huyện Hoằng Hóa ................... 58
4.10. Diện tích (ha) và tỉ lệ (%) diện thích thích hợp* cho một số cây trồng
chính ở 4 huyện ven biển ................................................................................. 59
4.11. Thực trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp huyện Hậu Lộc ..................... 60
4.12. Thực trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp huyện Hoằng Hóa ................ 60
4.13. Giá trị sản xuất nông nghiệp, thủy sản, lâm nghiệp và tỉ lệ ngành trồng
trọt trong nông nghiệp vùng ven biển Thanh Hóa, năm 2016-2018 (giá
so sánh 2010) .................................................................................................... 61
4.14. Diện tích, sản lượng một số cây trồng chủ yếu vùng ven biển so với toàn
tỉnh năm 2017 ................................................................................................... 62
4.15. Thực trạng hệ thống cây trồng trên đất trồng lúa ........................................... 63
4.16. Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính vùng ven biển
tỉnh Thanh Hóa trong giai đoạn 2014-2016 ................................................... 64
4.17. Diện tích gieo trồng (ha) một số cây trồng chính ở 4 huyện giai đoạn
2014-2016......................................................................................................... 67
4.18. Sự đa dạng trong hệ thống cây trồng ở 4 huyện ven biển theo chỉ số đa
dạng Simpson (năm 2014-2016) ..................................................................... 70
4.19. Biến động diện tích gieo trồng và năng suất một số cây trồng hàng năm
ở huyện Hậu Lộc .............................................................................................. 72
4.20. Biến động diện tích gieo trồng và năng suất một số cây trồng hàng năm
ở huyện Hoằng Hóa ......................................................................................... 73
4.21. Diện tích, năng suất và sản lượng cây trồng năm 2016, 2020 và đến năm
2025 tại huyện Hậu Lộc................................................................................... 74
vii

4.22. Diện tích sản lượng cây trồng năm 2017, 2020 và đến 2025 ở huyện
Hoằng Hóa.......................................................................................................................75
4.23. Hiệu quả kinh tế một số cây trồng vụ đông trên đất lúa vùng đất ven
biển tỉnh Thanh Hóa......................................................................................................76
4.24. Hiệu quả kinh tế các công thức luân canh đất lúa.................................................77
4.25. Hiệu quả kinh tế một số công thức luân canh cây trồng trên đất màu ............79
4.26. Thuận lợi, khó khăn và hướng phát triển một số cây trồng chủ lực có giá
trị gia tăng cao ở vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa..................................................84
4.27a. Thời gian sinh trưởng, mức chống đổ và chiều cao cây của các giống
lúa trong vụ xuân (2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .................86
4.27b. Mức nhiễm sâu bệnh của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
(trung bình 3 vụ ở 2 huyện) ........................................................................................87
4.27c. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Nga Sơn..........................................................................................................88
4.27d. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Hoằng Hóa ....................................................................................................88
4.27e. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa.............................................................................89
4.28a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, mức độ nhiễm sâu bệnh và khả
năng chống đổ của các giống lúa thuần trong vụ mùa (2015-2017) (trung
bình 3 vụ ở 2 huyện) .....................................................................................................91
4.28b. Các yếu tố cấu thành năng suất một số giống lúa thuần trong 3 vụ mùa
(2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa....................................................92
4.28c. Năng suất (tạ/ha) của các giống lúa thuần trong điều kiện vụ mùa (2015-
2017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa..........................................................93
4.29a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, đường kính thân và khả năng
chống đổ của các giống đậu tương trong 3 vụ đông (2015-2017) trên
chân đất chuyên lúa (trung bình 3 vụ ở 2 huyện) .................................................94
4.29b. Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại của các giống đậu tương trong 3 vụ đông (2015-
2017) trên chân đất chuyên lúa ở hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa............95
4.29c. Các yếu tố cấu thành năng suất một số giống đậu tương trong 3 vụ
đông (2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa.........................................96
4.29d. Năng suất thực thu (tạ/ha) các giống đậu tương trong 3 vụ đông (2015-
2017) trên chân đất chuyên lúa ở hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa............97
4.30a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số cành cấp I, II của các giống
lạc trong 3 vụ xuân (2015-2017) ở 2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa.............98
4.30b. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lạc trong 3 vụ xuân (2015-
2017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa..........................................................99
viii

4.30c. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống lạc 3 vụ xuân (2015-2017) ở
2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ............................................................................100
4.31a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số cành cấp I và tính chống đổ của
các giống đậu xanh trong vụ hè (2015-2017) .....................................................101
4.31b. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống đậu xanh trong 3 vụ hè
(2015-2017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa..........................................102
4.31c. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống đậu xanh trong 3 vụ hè
(2015-2017) ở 2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa................................................103
4.32. Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu thành
năng suất của giống Thái xuyên 111 và BC15, vụ xuân 2017 ......................105
4.33. Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lúa chất lượng được tuyển chọn
so với giống đại trà tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ xuân 2017....................106
4.34. Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức độ nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu
thành năng suất của giống HT9 và BC15, vụ mùa 2017.................................107
4.35. Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lúa thuần được tuyển chọn so với
giống đại trà tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ mùa 2017..................................108
thành năng suất của giống NAS-S1 và DT84, vụ đông 2017.......................109
4.37. Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống đậu tương NAS-S1 và DT84 tại
Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ đông 2017................................................................109
4.38. Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu thành
năng suất của giống lạc L26 và L14, vụ xuân 2017 .........................................110
4.39. Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lạc L26 và L14 tại Nga Sơn và
Hoằng Hóa, vụ xuân 2017 .......................................................................................111
thành năng suất của giống đậu xanh ĐX16 và Đậu tằm, vụ hè 2017..........112
4.41. Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống đậu xanh ĐX16 và giống Đậu
tằm tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ hè 2017 ......................................................112
4.42. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến trên đất chuyên lúa .........113
4.43. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến trên đất chuyên màu.......115
ix

DANH MỤC HÌNH
TT Tên hình Trang
2.1. Sơ đồ thể hiện cách thức hệ thống cây trồng có thể thích nghi và giảm
nhẹ tác động của biến đổi khí hậu....................................................................................10
4.1. Vị trí 4 huyện ven biển Thanh Hóa được nghiên cứu (vùng tô màu) .....................44
4.2. Diễn biến nhiệt độ và lượng mưa trung bình hàng tháng vùng ven biển
Thanh Hóa................................................................................................................................46
4.3. Tỉ lệ diện tích các cây trồng chủ yếu ở vùng ven biển Thanh Hóa năm 2016......68
4.4. Sơ đồ minh họa hạn chế về diện tích canh tác đến phát triển ngành trồng
trọt ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa ........................................................................80
x

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Trọng Trang
Tên Luận án: Nghiên cứu hiện trạng và cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất ven biển
tỉnh Thanh Hóa
Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9 62 01 10
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
i) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt là điều kiện đất đai, mức
thích hợp của đất với các loại cây trồng và hiện trạng sử dụng đất trong trồng trọt ở vùng
ven biển tỉnh Thanh Hóa;
ii) Đánh giá thực trạng về hệ thống cây trồng và làm rõ những khó khăn, hạn chế
trong sản xuất trồng trọt ở vùng ven biển;
iii) Tuyển chọn các giống cây trồng một năm thích hợp vùng đất ven biển;
iv) Đánh giá hiệu quả kinh tế giống cây trồng tuyển chọn, kiểm định hệ thống cây
trồng cải tiến với các giống cây trồng tuyển chọn và đề xuất đề xuất hệ thống cây trồng
trong thời gian tới.
Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, đất đai:
Đề tài luận án được tiến hành trên phạm vi 4 huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa, gồm:
Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương. Thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế-
xã hội, tài nguyên đất đai và sử dụng đất dựa vào dữ liệu thứ cấp từ các phòng NN&PTNT,
Sở NN&PTNT và Sở TN&MT.
Đánh giá hệ thống cây trồng:
Thông tin hệ thống cây trồng theo không gian và thời gian được đánh giá dựa vào số
liệu thứ cấp trong 3 năm, từ 2014 đến 2016. Số liệu sơ cấp liên quan hệ thống cây trồng
được thu thập thông qua phỏng vấn lãnh đạo, chuyên viên phòng Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn của các huyện, lãnh đạo UBND các xã và hộ nông dân. Hiệu quả kinh tế (giá trị
gia tăng, hiệu quả sử dụng vốn) được tính toán dựa vào số liệu điều tra hộ nông dân.
Tuyển chọn giống cây hàng năm thích hợp cho vùng ven biển:
Tuyển chọn giống được thực hiện với 5 thí nghiệm trên 5 loại cây trồng hàng năm bao
gồm lúa chất lượng, lúa thuần, đậu tương, lạc và đậu xanh. Mỗi loại cây gồm 5 giống. Tất
cả các thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc lại, diện tích ô là
24 m2
, được tiến hành trong 3 năm liên tiếp (2015-2017) trên đất chuyên lúa (lúa vụ xuân
và đậu tương vụ đông), trên đất chuyên màu (lạc xuân và đậu xanh vụ hè) tại xã Nga Hải,
huyện Nga Sơn và xã Hoằng Đồng, huyện Hoằng Hóa. Các chỉ tiêu được theo dõi, đánh giá
theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia do Bộ NN&PTNT ban hành.
Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống theo từng loại cây trồng
trong 3 vụ thí nghiệm ở mỗi huyện được phân tích phương sai bằng phần mềm IRRISTAT
version 5.0. Giá trị trung bình năng suất theo từng vụ, từng huyện được so sánh với giống
đối chứng sử dụng LSD ở mức ý nghĩa P <5%.
xi

Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống được tuyển chọn và hệ thống cây trồng cải tiến:
Hiệu quả kinh tế các giống cây trồng hàng năm đã tuyển chọn được đánh giá tiến hành
trên đồng ruộng của nông dân tại huyện Nga Sơn và huyện Hoằng Hóa năm 2017. Quy trình sản
xuất và các biện pháp canh tác được áp dụng theo khuyến cáo cho giống cây trồng đó.
Hiệu quả kinh tế được đánh giá dựa vào chênh lệch lợi nhuận giữa giống thay thế và
giống đại trà. Quyết định chọn giống được dựa vào phân tích cận biên, đó là tỉ suất lợi
nhuận biên (Marginal rate of return).
Kết quả chính và kết luận
Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, đặc biệt đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh Thanh
Hóa (đất phù sa và đất cát) thuận lợi để phát triển hệ thống cây trồng hàng năm, đặc biệt các cây
trồng họ đậu và rau màu các loại. Diện tích đất thích hợp cho các cây trồng này chiếm tỉ lệ
tương đối cao trong quỹ đất canh tác của vùng. Để duy trì chất lượng và sức khỏe đất, lợi ích
môi trường, nâng cao năng suất cây trồng, giá trị trồng trọt trên một đơn vị diện tích và thâm
canh bền vững HTCT cải tiến cần giảm hợp lý diện tích lúa một cách hợp lý, mở rộng cây trồng
vụ đông và tăng diện tích cây đậu đỗ, rau màu có giá trị cao. Các cây rau mang lại giá trị và hiệu
quả kinh tế cao là ớt, cà chua, bí xanh, dưa chuột, khi trồng riêng rẽ và trong cơ cấu luân canh.
Ngành trồng trọt đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp vùng ven biển. Lúa là cây
trồng chủ yếu, chiếm gần 60% diện tích sản xuất cây hằng năm. Do chuyển đổi diện tích đất
sang phi nông nghiệp, tổng diện tích đất trồng trọt nói chung, diện tích gieo trồng lúa và phần
lớn cây rau màu nói riêng có xu hướng giảm. Trong những năm gần đây cơ cấu ngành trồng trọt
đã và đang chuyển đổi theo hướng sản xuất các sản phẩm có giá trị kinh tế cao, có nhu cầu lớn
trên thị trường (rau thực phẩm), giảm dần ưu thế của cây lương thực truyền thống (lúa). Tuy
nhiên, sự đa dạng cây trồng nông nghiệp trong hệ thống cây trồng ở các huyện ven biển không
cao. Hệ số canh tác, diện tích và tỉ lệ diện tích 3 vụ trên đất trồng lúa còn rất thấp nên có thể
tăng cây trồng vụ đông, đặc biệt các loại rau, đậu. Trong các cây rau, cây dưa chuột có hiệu quả
kinh tế cao trong tất cả các công thức luân canh. Hệ thống cây trồng trên đất lúa có hiệu quả
kinh tế cao là dưa chuột - lúa mùa - dưa chuột, lúa - ớt - dưa chuột, lúa xuân - ớt
- rau và lúa xuân - dưa chuột. Hệ thống cây trồng trên đất màu có hiệu quả kinh tế cao gồm: dưa
chuột - dưa chuột - cà chua, dưa chuột - dưa chuột - bí xanh, ớt - ngô ngọt, ớt - dưa chuột. Cây
ớt, cà chua, dưa chuột, bí xanh, rau các loại là những cây trồng thích hợp trong vụ đông.
Từ kết quả so sánh các giống cây trồng hiện có trong thí nghiệm lặp lại qua 3 vụ ở hai
huyện, các giống thích hợp cho cơ cấu cây trồng trong các vụ khác nhau đã được tuyển chọn. Cụ
thể là giống lúa Thái xuyên 111 sử dụng cho vụ lúa xuân, giống lúa HT9 cho vụ mùa, giống đậu
tương NAS-S1 cho vụ đông, giống lạc L26 cho vụ xuân và giống đậu xanh ĐX16 cho vụ hè.
Các giống được tuyển chọn cho lợi nhuận và tỉ suất lợi nhuận biên cao, có thể thay
thế các giống hiện đang sản xuất đại trà và mở rộng diên tích trong sản xuất. Cơ cấu lúa
xuân (Thái xuyên 111) - lúa mùa (HT9) - đậu tương (NAS-S1) trên đất chuyên lúa; lạc xuân
(L26) - đậu xanh hè (ĐX16) - lạc thu - đông (L26) trên đất chuyên màu mang lại hiệu quả
kinh tế cao so với cơ cấu cây trồng hiện đang áp dụng. Thay thế giống cây trồng mới thường
xuyên và tăng vụ góp phần tăng thu nhập và tăng hiệu quả kinh tế. Tăng diện tích rau màu
và cây họ đậu, đa dạng hóa cây trồng trong hệ thống cây trồng thời gian tới là giải pháp cần
thiết để giảm tác động của biến đổi khí hậu và phát triển nông nghiệp bền vững.
xii

THESIS ABSTRACT
Author: Nguyen Trong Trang
Thesis title: Research on the current status and the improvement of the cropping systems in
the coastal area of Thanh Hoa province
Major: Crop Science Code: 9 62 01 10
Educational institute: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research objectives
i) To assess natural, socio-economic conditions, particularly soil resource and its
suitability to agricultural crops and current land use in the coastal area of Thanh Hoa province;
ii) To evaluate the current cropping systems and clarify the constraints and limitations
in crop production in coastal area;
iii) To select annual crop varieties suitable to coastal area; and
auses and recommend an improved cropping system in the coming years; and
iv) To assess economic efficiency of selected crop varieties, verify the improved
cropping system and recommend possible cropping systems in coming time.
Research methods
Assessment of natural, socio-economic conditions, soil resource and current land use:
The research was carried out in four coastal districts of Thanh Hoa province, i.e., Nga
Son, Hau Loc, Hoang Hoa and Quang Xuong. Information on natural, socio-economic
conditions and land resources and land use consisted of secondary data collected from ditricts’
Department of Agriculture and Rural Development and provincial Department of Agriculture
and Rural Development and Department of Natural Resources and Environment.
Evaluation of current cropping systems:
The spatial and temporal variations of cropping systems were assessed based on the
secondary data for 3 years, from 2014 to 2016. Primary data related to the cropping systems
was collected through interviews with leaders and specialists of the Agriculture and Rural
Development Department of the districts, leaders of the People's Committees of the
communes and farmer households. Economic efficiency (economic value added, capital
efficiency) was calculated based on the data from the survey with farmer households.
Selection of annual crop varieties suitable to the coastal areas:
Selection of varieties was carried out with 5 experiments on 5 annual crops, five (5)
varieties for each crop, including quality hybrid and inbred rice, soybean, peanut and mung
bean. All experiments were arranged in randomized complete block design with 3 replicates, the
plot size was 24 m2
. The experiments were conducted in 3 consecutive years (2015-2017) on
specialized rice land area (spring rice - summer rice - autumn-winter soybeans) and on
specialized land areas for up-land, non-rice crops (spring peanuts and summer mung beans) in
Nga Hai commune, Nga Son district and Hoang Dong commune, Hoang Hoa district. The
characteristics were recorded and evaluated according to the National Technical Regulations for
the crops issued by the Ministry of Agriculture and Rural Development.
The yield components and yields of the varieties by the types of crops in 3 experimental
seasons in each district were statistically analyzed using IRRISTAT version 5.0 software. The
variety yield means in each season and each district were ranked and compared with the control
variety using least significane difference (LSD) at P<5% significance level.
xiii

Evaluation of economic efficiency of selected varieties and improved cropping systems:
The evaluation of economic efficiency of the selected varieties was conducted in the
farmers fields in Nga Hai commune, Nga Son district and Hoang Dong commune, Hoang
Hoa district in 2017. Production process and cultivation methods were applied according to
the recommendations for that variety.
Economic efficiency was assessed based on the profit difference between crop variety
replacement. Variety selection decision was based on marginal analysis, viz. the marginal
rate of retur.
Main findings and conclusions
Natural, socio-economic and soil conditions in the coastal area of Thanh Hoa province are
favorable for development of annual cropping system, particularly leguminous crops and various
vegetables. The area suitable to these crops accounts for high proportion of the arable land. To
maitain soil quality, soil health, and environmental benefits, enhancing crop yield, and value on a
unit of land and sustainable intensification it is nessesary for improved cropping system to rationally
reduce the area under rice and to expand the area planted to legumes and high value vegetables. High
value vegetables include chilli pepper, tomato, wax gourd, and cucumber.
Crop production plays an important role in the coastal agriculture. Rice is the main crop,
accounting for close to 60% of the annual crop production area. Due to the shift of land use to
non-agricultural purposes, the total farmland in general, the rice cultivation area and the
cultivation of most of the crops in particular tend to decrease. In the last decade, the cropping
pattern has been being transformed in the direction of producing high economic value products
(vegetables) in response to market demand, gradually reducing the dominance of staple food
crop (rice). However, the diversity of agricultural crops in the cropping systems in the coastal
districts was low. The land use intensity and the area under triple cropping on rice land were still
low thus additional winter cropping is necessarily possible, particulary vegetables and legumes.
Among vegetable crops, cucumber had high economic efficiency in all rotation formulas. The
cropping systems on rice land with high economic efficiency were cucumber - summer rice -
cucumber, rice - chili - cucumber, spring rice - chili - vegetable and spring rice - cucumber. The
system of crops on fertile soil with high economic efficiency included cucumber - cucumber -
tomato, cucumber - cucumber - zucchini, chili - sweet corn, and chili - cucumber. Peppers,
tomatoes, cucumbers, waxgourd, and vegetables of all kinds were the suitable crops for the
winter growing season.
From the replicated variety trials over three cropping seasons in two districts, suitable
varieties were identified and selected for different cropping seasons. These are rice variety
Thai Xuyen 111 for spring season, rice variety HT9 for summer season, soyban variety
NAS-S1 for winter season, groundnut variety L26 for spring season and mungbean variety
ĐX16 for summer crop.
These selected varieties brought about higher benefit and high marginal rate of return
and can replace the popular varieties being grown. The improved croping systems, spring
rice (Thai xuyen 111) - HT9 - winter soybean (NAS-S1) on specialized rice land (rice-based
cripping system); spring peanut (L26) - summer mung bean (DX16) - fall-winter peanut
(L26) on specialized land areas for non-rice crops showed higher economic efficiency
compared to traditional cropping system. Regular replacing improved crop varieties and
additional cropping season contribute to betterment of income and economic efficieny.
Increment of cropping area under vegetables and legumes and diversification of agricultural
crops in the coming time are considered nesseary options for mitigation of the adverse
impact of climate change and sustainable agricultural development.
xiv

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Tỉnh Thanh Hoá có sự đa dạng về tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, thuận lợi
cho phát triển sản xuất nông nghiệp. Thực tế những năm qua và trong tương lai, sản
xuất nông nghiệp vẫn đóng vai trò, vị trí quan trọng, đóng góp tương ứng 22,6% GDP,
10,4% vốn đầu tư và trên 10% giá trị xuất khẩu của tỉnh (Cục ThốngK kêTtỉnh Thanh
Hóa, 2019). Trong cơ cấu ngành nông nghiệp, ngành trồng trọt (xét phạm vi toàn tỉnh
cũng như vùng ven biển) luôn chiếm vị trí quan trọng nhất, bảo đảm an ninh lương
thực, thực phẩm, an sinh xã hội và giải quyết việc làm cho lao động nông thôn. Ngành
trồng trọt chiếm 65,3% giá trị sản xuất nông nghiệp (Sở N N&P TN TTtỉnh Thanh Hóa,
2017), sản xuất các mặt hàng xuất khẩu (cói, lạc, mía, tinh bột sắn, rau, cao su), đảm
bảo ổn định kinh tế - xã hội và là động lực tăng trưởng cho sản xuất nông nghiệp của
tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên, sản xuất trồng trọt hiện tại chủ yếu dựa vào lợi thế về tài
nguyên thiên nhiên, hiệu quả thấp, tăng trưởng thiếu ổn định. Cây lúa có giá trị, hiệu
quả kinh tế thấp nhưng luôn chiếm tỉ lệ diện tích lớn, trong khi các cây màu ít được
quan tâm, gieo trồng nhỏ lẻ theo nông hộ. Chẳng hạn, giá trị sản xuất lúa chỉ chiếm
24,4% nhưng chiếm tới 58,9% đất sản xuất nông nghiệp và 70,3% đất trồng cây hàng
năm (Sở NN&P TN TTtỉnh Thanh Hóa, 2017). Độc canh lúa hay trồng lúa liên tục làm
giảm tốc độ tăng năng suất, làm kiệt dinh dưỡng đất, tăng sử dụng nước, tăng ô nhiễm
nước và không khí (Van Dis & cs., 2015). Để quản lý và sử dụng đất hiệu quả và bền
vững, chuyển dịch cơ cấu cây trồng là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất, đa
dạng hóa sản phẩm và tăng sức cạnh tranh của sản phẩm trồng trọt. Trước xu thế hội
nhập, cạnh tranh và biến đổi khí hậu, ngành trồng trọt đang phải đối mặt với nhiều
thách thức lớn như: chi phí sản xuất tăng, cạnh tranh về lao động, đất nông nghiệp
ngày càng bị thu hẹp, biến đổi khí hậu. Có thể nói, chuyển đổi hệ thống cây trồng
(HTCT) của tỉnh Thanh Hóa nói chung và vùng ven biển nói riêng là một giải pháp
quan trọng để xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu quả, vừa phù hợp với xu thế, vừa
khai thác lợi thế của tỉnh, làm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu và giảm thiểu tác động
xấu đến môi trường.
Vùng ven biển 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương có
chiều dài 80km kể cả thành phố Sầm Sơn (tổng chiều dài bờ biển của tỉnh là 102km).
Tổng diện tích đất tự nhiên 118.010ha, trong đó đất nông nghiệp 47.610ha, chiếm
40,3% diện tích đất tự nhiên (Cục ThốngKkêTtỉnh Thanh Hóa, 2019). Cư dân vùng ven
biển đã gắn bó lâu đời với nông nghiệp và ngư nghiệp, trong đó nông nghiệp là
1

chủ yếu. Qua nhiều năm canh tác, thâm canh hóa học hướng vào tối đa hóa năng
suất, đất nông nghiệp đã và đang bị suy thoái, ngoài ra diện tích đang giảm dần do
chuyển mục đích sử dụng từ nông nghiệp sang phi nông nghiệp. Bên cạnh đó, sự
biến đổi khí hậu và ấm lên toàn cầu cũng đang ảnh hưởng tiêu cực đến sinh kế, môi
trường, cây trồng và vật nuôi.
Cây trồng chính và quan trọng nhất ở vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa vẫn là lúa,
chiếm 65% diện tích sản xuất của vùng và chiếm gần 1/4 sản lượng lúa của cả tỉnh.
Những cây màu khác là nguồn cung cấp nông sản hàng hóa cho thị trường và tạo ra giá
trị tăng thêm cho ngành trồng trọt nhưng chưa được chú ý đúng mức trong cơ cấu cây
trồng. Cơ cấu cây trồng không chỉ được quyết định bởi các điều kiện thời tiết và đất
đai, mà còn bởi năng suất và lợi nhuận chúng mang lại. Tái định hướng từ nền canh tác
tự cung, tự cấp sang canh tác hàng hóa/thương mại trong bối cảnh biến đổi khí hậu kéo
theo sự thay đổi của cây lương thực chính cùng với việc đưa vào các cây trồng hàng
năm, ngắn ngày có giá trị kinh tế cao (Mahesh, 1999). Do đó, đối với cây trồng hàng
năm, ngoài lúa các cây họ đậu, rau màu các loại có thể là những cây trồng tiềm năng
trong cơ cấu cây trồng vùng đất ven biển cần được quan tâm phát triển.
Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, hệ thống sản xuất theo hướng thị trường,
thay đổi cơ cấu bữa ăn dẫn đến giảm nhu cầu lương thực chính, chúng được thay
thế bằng thịt và rau quả các loại. Đối với sản xuất trồng trọt, cải tiến hệ thống cây
trồng hợp lý cho vùng theo hướng hiệu quả, bền vững là giải pháp quan trọng và
cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất, góp phần cải thiện cả về
năng suất, sản lượng, giá trị và thu nhập của người sản xuất. Tuy nhiên, cải tiến
HTCT không chỉ đáp ứng nhu cầu về lương thực, thực phẩm ở hiện tại, mà còn có ý
nghĩa lâu dài cho sự phát triển bền vững của nền nông nghiệp dựa trên sự duy trì và
bảo vệ hợp lý tài nguyên. Vấn đề đặt ra là, liệu có thể cải tiến HTCT hiện tại để đẩy
mạnh phát triển hệ thống cây trồng đa canh theo hướng nâng cao năng suất, hiệu
quả, bền vững và bảo vệ hệ sinh thái nông nghiệp trong bối cảnh ứng phó với biến
đổi khí hậu. Từ góc độ thực tiễn, cải tiến hệ thống cây trồng có thể thực hiện theo
ba hướng cơ bản, đó là (i) cải tiến cơ cấu cây trồng hiện tại bằng cơ cấu cây trồng
mới phù hợp hơn với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt là đất đai của
vùng; (ii) mở rộng/tăng vụ và đa dạng hóa cây trồng vụ đông; (iii) thay đổi cơ cấu
giống kết hợp biện pháp kỹ thuật canh tác bảo đảm giống mới đưa vào cho năng
suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao hơn các giống cũ. Giống cây trồng hàng
năm, ngắn ngày, chống chịu tốt đưa vào HTCT có cơ hội tránh được những tác
động xấu của biến đổi khí hậu. Để cải tiến hệ thống cây trồng vùng đất ven biển
Thanh Hóa theo các hướng trên cần trả lời những câu hỏi sau:
2

1) Vùng đất ven biển Thanh Hóa có những loại đất chính nào? Các loại cây
trồng nào thích hợp trên các loại đất đó?
2) Hiện trạng HTCT vùng đất ven biển Thanh Hóa gồm những cây trồng nào?
HTCT hiện tại có những thuận lợi, khó khăn gì? Nguyên nhân và giải pháp nào để
cải tiến HTCT trong thời gian tới?
3) Liệu tuyển chọn các giống cây trồng thích hợp có mang lại hiệu quả kinh tế?
4) Mô hình cải tiến mang lại kết quả như thế nào?
Luận án tập trung cứu vào 4 huyện ven biển điển hình về nông nghiệp, gồm
Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương. Nội dung chính gồm đánh giá
mức độ thích hợp cây trồng của đất nông nghiệp, hiện trạng sử dụng đất, hệ thống
cây trồng hiện tại, sử dụng cây hàng năm trong hệ thống cây trồng và khả năng thay
thế, mở rộng các cây hàng năm/giống cây hàng năm có năng suất cao và thích nghi
tốt như đậu tương, lạc, đậu xanh và lúa trong hệ thống. Trong một số trường hợp
nhất định, các số liệu của 2 huyện đại diện được sử dụng để minh họa cụ thể.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá thực trạng và định hướng cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất
ven biển Thanh Hóa trong thời gian tới.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
i) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt điều kiện đất đai,
mức thích hợp của đất với các loại cây trồng và hiện trạng sử dụng đất trong trồng
trọt ở vùng ven biển Thanh Hóa;
ii) Đánh giá thực trạng về hệ thống cây trồng và làm rõ những khó khăn, hạn
chế trong sản xuất trồng trọt ở vùng ven biển;
iii) Tuyển chọn các giống cây trồng hàng năm thích hợp vùng đất ven biển;
iv) Đánh giá hiệu quả kinh tế giống cây trồng tuyển chọn, kiểm định hệ thống
cây trồng cải tiến với các giống cây trồng tuyển chọn và đề xuất hệ thống cây trồng
trong thời gian tới.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Điều kiện tự nhiên (khí hậu, nguồn nước, đất đai), điều kiện kinh tế - xã hội
(khả năng đầu tư, tập quán canh tác, chiến lược phát triển trồng trọt), hệ thống cây
3

trồng, các giống cây trồng được đánh giá, so sánh, tuyển chọn và các hộ nông dân
thực hiện mô hình.
1.3.2. Thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2014 đến năm 2020.
1.3.3. Địa điểm nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được tiến hành trên vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa, tập
trung vào 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài luận án đã đánh giá, phân tích hiện trạng sử dụng tài nguyên đất, hệ
thống cây trồng và xác định những yếu tố tồn tại, hạn chế và đề xuất hệ thống cây
trồng cải tiến ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa.
Với sự kết hợp 3 giải pháp, HTCT cải tiến gồm mở rộng, thay thế các giống
hàng năm hiện có bằng các giống cây trồng hàng năm phù hợp, giảm diện tích cây
trồng kém hiệu quả, đặc biệt là lúa bằng các loại cây trồng hiệu quả hơn và tăng vụ.
Phát triển vụ đông với sự đa dạng hóa cây trồng, tăng diện tích cây họ đậu trong cơ
cấu luân canh để duy trì và cải thiện độ phì, tăng sức khỏe của đất. Tăng vụ đông là
khả thi vì quỹ đất sau hai vụ lúa còn tiềm năng khá lớn.
Tăng giá trị sản xuất được khẳng định sơ bộ thông qua tăng vụ đông trên nền
canh tác lúa (đất chuyên lúa): lúa xuân (Thái xuyên 111) - lúa mùa (HT9) - đậu
tương đông (NAS-S1); và thay thế giống mới trong công thức luân canh hiện tại
trên đất chuyên màu: lạc xuân (L26) - đậu xanh hè (ĐX16) - lạc đông (L26).
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Dựa vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tài nguyên đất hiện có, hiệu quả
kinh tế của các loại cây trồng và công thức luân canh, luận án làm rõ cơ sở để cải
tiến hệ thống cây trồng theo hướng hiệu quả, bền vững, thích ứng, giảm nhẹ tác
động bất lợi của biến đổi khí hậu. Đặc biệt, hệ thống cây trồng cải tiến cần coi trọng
cây rau màu và cây họ đậu, tăng vụ trên đất chuyên lúa, đa dạng hóa cây trồng nông
nghiệp, trả lại tàn dư cây trồng, nhất là cây họ đậu, để duy trì, cải thiện chất lượng
và sức khỏe của đất.
Kết quả cũng là cơ sở khoa học cho việc quản lý cây trồng, quy hoạch, sử
dụng đất đai, phân vùng sản xuất nông nghiệp hợp lý gắn với chương trình phát
triển nông thôn theo hướng sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường.
4

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Định hướng hình thành được hệ thống cây trồng mới có hiệu quả kinh tế cao
hơn thông qua chuyển dịch cơ cấu theo hướng sản xuất bền vững, góp phần nâng
cao đời sống của nhân dân địa phương.
Xác định được hướng chuyển dịch cơ cấu cây trồng hợp lý, xây dựng hệ
thống cây trồng cải tiến theo hướng sản xuất và phát triển nông nghiệp bền vững ở
vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hoá trong thời gian tới.
5

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. CÂY TRỒNG VÀ HỆ THỐNG CÂY TRỒNG
2.1.1. Cây trồng trong hệ thống cây trồng
Cây trồng hay cây trồng nông nghiệp là thực vật được gieo trồng vì sản phẩm
của chúng, gồm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, sợi và nhiên
liệu sinh học. TừĐđiển BáchKkhoa Việt Nam (Hội đồng Quốc gia chỉ đạo bên soạn Từ
điển Bách khoa Việt Nam, 1995) định nghĩa “cây trồng là loại cây được thuần hóa,
chọn lọc để trồng trọt, đưa vào sản xuất nông nghiệp”. Sử dụng cây trồng trong
trồng trọt phản ánh mối quan hệ gắn bó giữa con người và thực vật. Theo ước tính,
có 350.000 loài thực vật trên toàn thế giới và khoảng 80.000 loài có thể ăn được.
Tuy nhiên, hiện tại chỉ khoảng 150 loài được gieo trồng nhiều trực tiếp làm lương
thực cho người hoặc làm thức ăn cho gia súc, trong đó 30 loài tạo ra 95% năng
lượng và protein cho người. Khoảng một nửa lượng lương thực xuất phát từ 4 loài:
lúa nước (Oryza sativa), ngô (Zea mays), lúa mì (Triticum ssp.) và khoai tây
(Solanum tuberosum) (Füleky, 2009). Trồng trọt là ngành sử dụng các loại cây
trồng để sản xuất các sản phẩm đáp ứng nhu cầu hàng ngày của con người.
Trong sản xuất trồng trọt, mỗi loại cây trồng có những đặc điểm riêng về sinh
trưởng, phát triển, khả năng thích nghi, yêu cầu sinh thái, thời vụ, kỹ thuật, đặc tính
sản phẩm và thị trường. Vì vậy, sự lựa chọn cây trồng là trọng tâm đối với bất kỳ hệ
thống cây trồng nào. Để đánh giá và lựa chọn cây trồng người nông dân phải xem
xét khả năng đầu tư, thị trường, lợi nhuận, khả năng thích nghi với điều kiện thay
đổi (đặc biệt thời tiết), sâu bệnh hại (tính kháng bệnh) và yêu cầu công nghệ đặc thù
trong quá trình sinh trưởng, thu hoạch cũng như điều kiện ngoại cảnh trên trang trại
và sự phù hợp với các phần tử khác trong hệ thống sản xuất.
Hệ thống cây trồng (HTCT) là các loài và giống cây trồng được bố trí theo
không gian và thời gian trong một hệ thống sinh thái nông nghiệp (trang trại, vùng,
quốc gia) dựa vào công nghệ sản xuất sẵn có (Blanco & Lal, 2010) nhằm tận dụng
hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế, xã hội. HTCT là toàn bộ hoạt động sản
xuất cây trồng bao gồm tất cả các hợp phần cần có để sản xuất một tổ hợp các cây
trồng và mối quan hệ giữa chúng với môi trường. Các hợp phần này bao gồm tất cả
yếu tố vật lý, sinh học cũng như kỹ thuật và quản lý. Trong các hệ thống cây trồng,
hai hệ thống chủ yếu là hệ thống đa canh (nhiều loại cây trồng được trồng xen,
trồng gối, trồng tuần tự, gieo trồng hỗn hợp) và hệ thống cây trồng đơn canh.
6

Hệ thống cây trồng được thiết kế và quản lý để đạt mục tiêu của con người nên
chúng là những hệ thống có mục đích. Giống như tất cả các hệ thống có mục đích
khác, HTCT có những tính chất chung có ích để đánh giá cách thức hoạt động và tính
hiệu quả. Những tính chất phù hợp nhất là sự bền vững và sức sản xuất của hệ thống.
HTCT truyền thống được thiết kế để tối đa hóa năng suất. Trong một nền nông nghiệp
tự cung tự cấp, sản xuất lương thực để đảm bảo an ninh lương thực là đầu ra căn bản
của HTCT, những đầu ra khác chỉ là thứ cấp. Ngược lại, trong nông nghiệp hàng hóa,
an ninh lương thực được thiết lập/đảm bảo thì những mục tiêu khác, như lợi nhuận
chiếm ưu thế. Tuy nhiên, một hệ thống tồn tại được về kinh tế trong ngắn hạn có thể
không tồn tại về sinh thái trong dài hạn. Vì thế, hiện nay thiết kế HTCT phải xem xét
toàn diện các yếu tố xã hội, kinh tế, sinh thái hay môi trường. Một HTCT ổn định thực
sự phải duy trì dài hạn tính toàn vẹn sinh học và sinh thái của nguồn tài nguyên thiên
nhiên, đặc biệt là nước và đất. Bảo tồn nước, đất và duy trì sức sản xuất của đất phụ
thuộc rất lớn vào phương thức quản lý hệ thống cây trồng vì nó ảnh hưởng tới chất
lượng đất và sự biến động chất hữu cơ. Quản lý hệ thống cây trồng đúng/phù hợp có
thể duy trì hay thậm chí cải thiện sức sản xuất của đất và phục hồi đất bị suy thoái
(Blanco & Lal, 2010). Chuyển đổi hay cải tiến HTCT là phát triển hệ thống mới trên
hệ thống cây trồng cũ hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới bằng tăng vụ, đa dạng
hóa cây trồng hoặc thay thế cây trồng để khai thác có hiệu quả hơn tiềm năng đất đai,
con người và lợi thế so sánh trên vùng sinh thái (Nguyễn Duy Tính, 1995). Đa dạng
hóa cây trồng là một lựa chọn quan trọng trong hệ thống nông nghiệp bền vững. Đây là
một khía cạnh quan trọng trong xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu quả để quản lý
và tổ chức nhằm sử dụng tốt nhất nguồn tài nguyên sẵn có/hiện có (đất, không khí, ánh
sáng mặt trời, nước, lao động, phương tiện) và tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Một
HTCT hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên mà còn phụ thuộc vào
quy mô và phần trả lại của sản phẩm cây trồng, giá của chi phí đầu vào bao gồm cả lao
động, sự kết hợp giữa các hợp phần công việc, sức khoẻ của nông dân và chiều hướng
của rủi ro (Connor, 2003). Việc xác định và xây dựng các hệ thống cây trồng phù hợp
với điều kiện sinh thái của từng vùng là cơ sở để đạt năng suất và sản lượng cây trồng
cao, đồng thời cũng là biện pháp sinh học tốt nhất nhằm khai thác triệt để mọi nguồn
lợi tự nhiên, kinh tế - xã hội mỗi vùng (Fermando & cs., 1982; Lê Thị Bích & Trần
Thế Tục, 1996).
7

2.1.2. Cơ cấu cây trồng và chế độ luân canh
Hệ thống cây trồng là sự kết hợp cơ cấu cây trồng và công thức luân canh. Cơ
cấu cây trồng là tỷ lệ diện tích gieo trồng các loại cây trồng khác nhau trong một
vùng ở một thời điểm nhất định. Cơ cấu cây trồng biểu thị đặc trưng về số lượng, tỷ
lệ, cách sắp xếp cây trồng trong một điều kiện sinh thái của một vùng cụ thể. Như
vậy, thay đổi cơ cấu cây trồng có nghĩa là thay đổi tỉ lệ diện tích các cây trồng khác
nhau. Nếu tăng diện tích cây trồng có giá trị cao, chắc chắn sẽ tăng lợi nhuận, thậm
chí khi năng suất không tăng. Sự chuyển dịch cơ cấu cây trồng có thể có lợi hay bất
lợi tùy theo bản chất của sự chuyển dịch. Một cơ cấu cây trồng hướng vào cây
lương thực lấy hạt như lúa, khi tăng tỉ lệ diện tích các cây trồng phi lương thực có
thể dẫn đến sự thay đổi căn bản vì các cây trồng hàng hóa/thương mại thường mang
lại tỉ lệ lợi nhuận cao hơn. Việc duy trì hay thay đổi cơ cấu không phải là mục tiêu
mà là phương tiện phát triển sản xuất. Cơ cấu cây trồng còn là tiền đề bố trí chế độ
luân canh cây trồng thay đổi theo những tiến bộ của khoa học kỹ thuật (Connor,
2003). Cơ cấu cây trồng hiện tại được người nông dân phát triển sau nhiều thập kỷ
tích lũy kinh nghiệm, nhưng từ quan điểm vùng hay quốc gia nó không nhất thiết là
phương thức sử dụng đất hiệu quả nhất. Xét về lịch sử, cơ cấu cây trồng dựa trên
nguyên lý tự cung tự cấp ở tất cả hàng hóa hay sản phẩm trong một làng hay địa
phương, nơi mà các phương tiện thông tin nghèo nàn và sự phụ thuộc vào các cơ
quan tiếp thị rất hạn chế. Hơn nữa, không có một hệ thống cây trồng nào có thể tồn
tại vĩnh viễn. Hệ thống cây trồng là một hệ thống động, thay đổi cùng với sự tiến bộ
của công nghệ và các yếu tố kinh tế. Do đó, sự xác định những cây trồng hiệu quả
của vùng là phù hợp với đất đai và khí hậu, chế độ luân canh, cường độ canh tác và
yêu cầu của thị trường luôn được quan tâm.
Luân canh cây trồng là hệ thống mà trong đó cây được gieo trồng theo trình tự
luân phiên trên cùng một cách đồng trong các vụ hay các năm. Chuyển cây trồng theo
định kỳ theo một trình tự định sẵn trái ngược với độc canh liên tục. Số cây trồng càng
nhiều, càng đa dạng trong luân canh thì càng có lợi cho sức sản xuất của đất và luân
canh, là một trong những chiến lược đơn giản nhất, dễ dàng để bảo tồn đất và nước.
Lợi ích sinh học và lý học của luân canh cây trồng là cải thiện chất lượng đất, quản lý
dịch hại (Karlen & cs., 2006), đặc biệt khi kéo dài thời gian trồng cây họ đậu. Có ba
kiểu luân canh chủ yếu dựa vào thời gian (Karlen & cs., 1994): 1) độc canh, giới hạn
vào một cây trồng đơn lẻ không có sự đa dạng; 2) luân canh ngắn, cơ bản là 2 năm; 3)
luân canh mở rộng, thời gian luân canh trên 2 năm. Cơ cấu cây trồng và luân canh ảnh
hưởng tới dinh dưỡng của đất. Đa dạng cây trồng và luân canh làm tăng số lượng,
chủng loại sinh vật đất và giảm thiểu sâu bệnh hại.
8

2.1.3. Hệ thống cây trồng ứng phó với biến đổi khí hậu
Khái niệm nông nghiệp thông minh theo khí hậu (NNTMTKH) và HTCT ứng
phó với biến đổi khí hậu được phát triển dựa trên một tập hợp chiến lược, giúp đối
phó với những thách thức bằng cách tăng sự phục hồi đối với thời tiết cực đoan và
giảm phát thải khí nhà kính do nông nghiệp đóng góp vào sự nóng lên toàn cầu.
NNTMTKH cũng nhằm hỗ trợ sự chuyển đổi bền vững, đảm bảo sinh kế và nhu
cầu lương thực thực phẩm, chất đốt, gỗ và sợi thông qua những hành động dựa trên
khoa học đóng góp vào phát triển kinh tế, giảm nghèo và an ninh lương thực; duy
trì và tăng cường năng suất, sự phục hồi cả hai chức năng sinh thái tự nhiên và sinh
thái nông nghiệp, biến hệ thống nông nghiệp và hệ thống lương thực theo mục tiêu
bền vững.
Biến đổi khí hậu ảnh hưởng rất lớn đến nông nghiệp, nhất là ngành trồng trọt.
Thay đổi nồng độ CO2 khí quyển, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cực đoan, lượng
mưa và phân bổ lượng mưa ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và sự phù hợp cây
trồng. Lũ lụt, hạn hán, sóng nhiệt cũng như sự biến động trong cân bằng giữa nhiệt
độ, lượng mưa hay cường độ và tần số bão là những sự kiện quan trọng nhất có thể
xảy ra do biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu trực tiếp gây ra sự thay đổi lượng nước
cung cấp và tăng nhu cầu tưới tiêu, làm nảy sinh dịch hại. Các nghiên cứu gần đây
đều chỉ rõ rằng năng suất cây trồng giảm đáng kể vì sự ấm lên toàn cầu (Hsiang &
cs., 2017; Zhang & cs., 2017), đặc biệt đối với cây sắn, lúa, đậu tương ở Đông Nam
Á (Ray & cs., 2019). Tăng CO2 khí quyển làm giảm chất lượng lương thực/thực
phẩm. Tuy sự ấm lên toàn cầu có thể có lợi cho một số cây trồng ở một số vùng,
nhưng cũng làm giảm năng suất ở nhiều vùng khác nhau, do đó điều cấp bách phải
tạo ra nguồn gen cây trồng chịu nhiệt hay thích ứng tốt hơn để giảm thiểu tác hại
của biến đổi khí hậu.
Vì nông nghiệp đóng góp một phần đáng kể vào sự phát thải khí nhà kính, nên
nông nghiệp phải giảm thiểu lượng các bon, trong khi đó phải tăng sản xuất sinh khối
để đáp ứng với nhu cầu lương thực, thực phẩm và sự tăng dân số. Để thực hiện điều đó,
nông nghiệp phải có chiến lược đối phó với biến đổi khí hậu để sản xuất nhiều hơn trên
một diện tích đất không đổi, thậm chí bị giảm đi. Trong nền nông nghiệp thông minh
theo khí hậu, hệ thống cây trồng cần được thay đổi nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà
kính, ứng phó mềm dẻo với môi trường thay đổi và dao động để giảm thiểu tính dễ bị
tổn thương, đảm bảo sản xuất đủ lương thực về số lượng, chất lượng và tính đa dạng
(FAO,e 2013), đồng thời tạo điều kiện cho sự thâm canh bền vững. Hệ thống cây trồng
cung cấp sự lựa chọn đa dạng có thể kết hợp để xây dựng một nền nông nghiệp thông
minh theo khí hậu thông qua máy móc và công nghệ thông tin,
9

duy trì và tăng cường năng suất, phục hồi chức năng tự nhiên và chức năng nông
nghiệp của hệ sinh thái. Đặc biệt, hệ thống cây trồng phù hợp làm tăng sự thích
nghi và giảm nhẹ tác động xấu của biến đổi khí hậu. Thành phần cấu thành các vấn
đề biến đổi khí hậu và vai trò của hệ thống cây trồng trong giảm nhẹ tác động của
biến đổi khí hậu được thể hiện trong hình 2.1.
Giảm nhẹ Sự biến động và xu Nhận thức
hướng biến đổi khí hậu
thông qua hệ của nông dân
thống cây trồng
Phát thải khí
Tác động Tác động
nhà kính
đến sâu đến TNTN
Dự trữ C bệnh hại (nước)
Tác động
đến trồng
trọt
Sự phục hồi Thích nghi
Tính dễ bị tổn thương
Hiệu quả sử dụng tài qua hệ thống
nguyên cây trồng (tiếp xúc, tính mẫn cảm,
quản lý thích nghi)
Hình 2.1. Sơ đồ thể hiện cách thức hệ thống cây trồng có thể thích nghi và
giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu
Nguồn: Debaeke & cs. (2017)
Hình 2.1. cho thấy các phương thức thích nghi với biến đổi khí hậu và vai trò
của hệ thống cây trồng để ứng phó, giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu. Thay
đổi/chuyển dịch thời vụ, thay đổi giống cây trồng (gồm cây họ đậu hàng năm), tạo
và áp dụng giống cây trồng mới có khả năng chống chịu bất lợi trong cơ cấu cây
trồng, đa dạng hóa cây trồng, sử dụng nhiều giống khác nhau (Debaeke & cs., 2017;
Ado & cs., 2020) là chiến lược hiệu quả để đối phó và giảm thiểu ảnh hưởng bất lợi
của BĐKH.
10

Một loạt các chiến lược ngắn hạn được đề xuất dựa trên những biện pháp hiện
có hoặc để tận dụng lợi thế của điều kiện gieo trồng thuận lợi hơn hoặc bù/giảm tác
động xấu do biến đổi khí hậu và tăng sự xuất hiện của hạn và nóng.
Thay đổi thời vụ để đối phó với nhiệt độ, lượng mưa là chiến lược thích ứng
đơn giản và chi phí thấp nhất. Chẳng hạn, ở châu Âu, gieo cây trồng vụ xuân (như
củ cải đường, ngô) sớm hơn tận dụng lợi thế mùa gieo trồng/thời gian sinh trưởng
dài hơn ở vĩ độ cao hơn. Ở miền Nam châu Âu, nơi mà bất thuận về nước và nhiệt
độ cao trong mùa hè, gieo trồng kịp thời đồng thời sử dụng các giống cây trồng
ngắn ngày là chiến lược thoát hạn hiệu quả (Moradi & cs., 2013). Thay đổi loài và
giống cây trồng để tận dụng lợi thế do thay đổi khí hậu hoặc để giảm thiểu tính dễ
bị tổn thương bởi điều kiện cực đoan là một chiến lược bổ sung có thể kết hợp nhất
quán với thay đổi thời vụ (Debaeke & cs., 2017).
Thời gian sinh trưởng ngắn với nhiệt độ tăng cao có thể bù lại bằng các giống dài
ngày kết hợp với thời vụ sớm hơn. Trong những điều kiện không thể áp dụng các chiến
lược tránh, nơi mà nguồn nước khan hiếm và nhiệt độ tăng cao trong các thời kỳ vật
hậu mẫn cảm, các giống và loài có khả năng chống chịu với sốc nhiệt và hạn cần được
ưu tiên. Chẳng hạn các giống ra hoa sớm hơn (ngắn ngày) có thể sử dụng tạo điều kiện
quá trình làm hạt diễn ra trong thời gian mát hơn và ẩm hơn của năm (Debaeke, 2004).
Thay thế ngô bằng các cây trồng cần ít nước tưới hay chịu nước trời có thể đối phó với
vấn đề ở những vùng thiếu nước (Debaeke & cs., 2008).
Đa dạng hóa cây trồng (ở mức đồng ruộng, trang trại hay mức vùng) có thể được
mở rộng là một biện pháp để ứng phó với các điều kiện khí hậu thay đổi thất thường,
dịch sâu bệnh hại (Bradshaw & cs., 2004). Việc đưa vào sự đa dạng sinh học trong và
giữa các loài ở mức đồng ruộng, mức trang trại và theo thời gian (luân canh) có thể
mang lại sự phục hồi hệ thống sản xuất dưới sự thay đổi khí hậu. Chọn giống cây trồng
thích nghi tốt hơn với thay đổi nhiệt độ/sốc nhiệt (nóng và lạnh), hạn, úng và nồng độ
CO2 khí quyển cao hơn được coi là sự thích nghi dài hạn chủ yếu đối với sự biến đổi
khí hậu (Ceccarelli & cs., 2010; Boote & cs., 2011; Ziska & cs., 2012).
Tưới tiêu bổ sung hay tưới nước hạn chế là một cách hiệu quả để duy trì hoặc
tăng năng suất hạt trong điều kiện khô hạn, nhưng nguồn tài nguyên nước tương lai
có thể bị hạn chế vì sự cạnh tranh giữa những người sử dụng nước. Phương pháp
làm đất (làm đất tối thiểu hay không làm đất), duy trì tàn dư cây trồng từ vụ trước
trên bề mặt đất cũng có thể duy trì chất lượng đất, bảo vệ xói mòn và tạo điều kiện
thấm nước (Lal & cs., 2011). Quản lý phân đạm cần được điều chỉnh phù hợp với
tăng hay giảm năng suất và giảm độ ẩm đất, tăng hiệu quả sự dụng phân hữu cơ và
tăng cây họ đậu trong luân canh cây trồng.
11

Với sự biến đổi khí hậu ngày càng trầm trọng như hiện nay, sự chuyển đổi
(trong sử dụng và quản lý đất, hệ thống cây trồng và quản lý hệ thống cây trồng,
chọn giống cây trồng) có thể được lập kế hoạch xem xét đến hệ thống canh tác, sử
dụng đất và năng suất cây trồng (Kates & cs., 2012; Anwar & cs., 2013).
2.1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng
Hệ thống cây trồng phụ thuộc rất lớn, rất nghiêm ngặt vào điều kiện tự nhiên
(thời tiết/khí hậu, đất) và kinh tế - xã hội (lao động, kỹ năng sản xuất, vốn, chính
sách, thị trường), cơ sở hạ tầng (tưới tiêu, vận tải, bảo quản, chế biến) và các yếu tố
công nghệ (cơ giới hóa, công nghệ thông tin).
2.1.4.1. Ảnh hưởng của khí hậu đến hệ thống cây trồng
Yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến tất cả các thành phần của ngành trồng trọt
(khác nhau và rất phức tạp), bao gồm diện tích trồng trọt (diện tích gieo trồng hay
thu hoạch) và cường độ gieo trồng (số vụ gieo trồng trong một năm). Ví dụ, năng
suất lúa ở điều kiện nước trời trong mùa mưa (tháng 7 – tháng 12) ở Philippin
tương quan cùng chiều với lượng mưa ở giai đoạn sinh trưởng đầu (độ ẩm đất cao ở
thời kỳ sinh trưởng đầu). Do đó, diện tích gieo trồng lúa lệ thuộc vào lượng mưa
tích lũy xung quanh đầu vụ đối với cả hai mùa mưa và mùa khô ở Philippin (Koide
& cs., 2013) hay mùa mưa ở Java, Indonesia (Naylor & cs., 2001). Ngoài sự biến
động lượng mưa hàng năm, điều kiện địa hình thay đổi và sự biến động tốc độ tích
lũy lượng mưa do địa hình trong tháng 6 - tháng 7, ở Đông Bắc Thái Lan, ảnh
hưởng tiến độ cấy và qua đó mức độ diện tích cấy hoàn thành trong khoảng thời
gian nhất định (Sawano & cs., 2008). Khí hậu bất thuận, như điều kiện quá ẩm hay
quá khô đều ảnh hưởng đến cường độ trồng trọt. Ví dụ ở Đồng bằng sông Mekong,
nơi có 3 vụ lúa được gieo, số vụ hoàn thành một năm bị ảnh hưởng bởi sự biến
động về thời gian và mức độ lũ lụt trong mùa mưa, cũng như sự xâm nhập mặn ở
mùa khô (Sakamoto & cs., 2006; Kotera & cs., 2014). Sự biến động thời tiết giữa
các năm, như El Nino thường gây ra hạn hán, làm giảm đáng kể năng suất cây trồng
(Hansen & cs., 2011; Maxwel & Fitzpatrick, 2012; Iizumi & cs., 2014). Lobell &
cs. (2011) ước tính sự thay đổi khí hậu từ năm 1980 đến năm 2008 đã làm giảm
3,8% năng suất ngô và 5,5% năng suất lúa mì toàn cầu.
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ thống cây trồng
Từng loại cây trồng chỉ phát triển tốt ở nhiệt độ thích hợp và chỉ an toàn ở nhiệt
độ nhất định. Các quá trình sinh lý của cây (quang hợp, hút nước, hút khoáng,…) diễn
ra thuận lợi ở nhiệt độ thích hợp. Căn cứ vào yêu cầu nhiệt độ của từng nhóm
12

cây: ưa nóng, ưa lạnh hay trung gian để bố trí hệ thống cây trồng trong năm. Nếu
không có nhiệt độ phù hợp với đặc tính ưa nhiệt của cây dẫn đến năng suất giảm.
Cây ưa nóng là những cây yêu cầu nhiệt độ trong 2 tháng cuối trên 20o
C, cây ưa
lạnh là những cây yêu cầu nhiệt độ trong 2 tháng cuối dưới 20o
C (Dieudonnes &
cs., 2007). Diễn biến của nhiệt độ có ý nghĩa quyết định đến cơ cấu thời vụ gieo
trồng khi các điều kiện khác được bảo đảm. Từng loại cây, giống cây, các bộ phận
của cây, quá trình sinh lý của cây phát triển thích hợp và an toàn trong khoảng nhiệt
độ nhất định (Edwards, 1989).
b. Ảnh hưởng của ánh sáng đến hệ thống cây trồng
Cây trồng yêu cầu ánh sáng cho sinh trưởng và phát triển, nhưng chất lượng
ánh sáng, cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng và chu kỳ ngày/đêm ảnh hưởng
đáng kể đến sinh trưởng và phát triển của cây. Ánh sáng cung cấp năng lượng cho
quá trình tổng hợp chất hữu cơ của cây, ánh sáng là yếu tố biến động ảnh hưởng
đến năng suất. Cần phân biệt cây trồng theo yêu cầu về cường độ chiếu sáng và khả
năng cung cấp ánh sáng từng thời gian trong năm để bố trí cơ cấu cây trồng cho
phù hợp. Khi xem xét vai trò của ánh sáng (độ dài ngày ngắn hay dài) đối với cây
trồng phải xem xét độ dài ngày theo mùa sinh trưởng của cây trồng (Edwards,
1989). Để bố trí hệ thống cây trồng phù hợp, đạt năng suất cao, ổn định cần phải
căn cứ vào nhu cầu của cây về nhiệt độ, ánh sáng ở giai đoạn cuối và tình hình
nhiệt độ, ánh sáng từng tháng, từng vụ trong năm.
c. Ảnh hưởng của nước đến hệ thống cây trồng
Nước cần cho sự sinh trưởng, phát triển của cây. Để cho các hoạt động sống của
cây tiến hành được bình thường thì cây trồng đòi hỏi một lượng nước lớn gấp nhiều lần
khối lượng chất khô của chúng. Tuỳ theo lượng mưa và sự phân bổ lượng mưa hàng
năm, khả năng cung cấp và khai thác nước đối với một vùng cụ thể được xem xét để
lựa chọn hệ thống cây trồng thích hợp. Nước mưa cung cấp phần lớn lượng nước mà
cây yêu cầu, đặc biệt là ở những vùng không có hệ thống thủy lợi. Tuy nhiên, lượng
mưa ảnh hưởng đến các quá trình canh tác như làm đất, thu hoạch. Vì vậy, khi xác định
cơ cấu cây trồng phải chú ý đến chế độ mưa (Nguyễn Văn Tiễn & cs., 1995).
2.1.4.2. Ảnh hưởng của đất đai đến hệ thống cây trồng
Đất đai, một hệ sinh thái phức tạp, là tư liệu sản xuất đặc biệt trong sản xuất nông
nghiệp, là nguồn cung cấp năng lượng và vật chất cho cây trồng. Cùng với các yếu tố
khí hậu, điều kiện đất đai có ý nghĩa quyết định để bố trí cây trồng hợp lý. Hiểu được
mối quan hệ giữa cây trồng với đất sẽ dễ dàng xác định được hệ thống cây
13

trồng thích hợp ở một vùng cụ thể, tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, độ dốc, chế độ
nước ngầm, thành phần cơ giới đất để bố trí một hoặc một số cây trồng phù hợp.
Thành phần cơ giới của đất quy định tính chất của đất như chế độ nước, chế
độ không khí, nhiệt độ và dinh dưỡng. Đất có thành phần cơ giới nhẹ thích hợp cho
trồng cây lấy củ. Đất có thành phần cơ giới nặng và có nước trên mặt phù hợp cho
các cây ưa nước. Các cây trồng cạn như ngô, lạc, đậu tương,... thường sinh trưởng
tốt và cho năng suất cao trên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ (Nguyễn Thị
Nương, 1997). Các nhà khoa học đã khẳng định, hoạt động trồng trọt đã làm tiêu
hao độ phì của đất, nhưng cũng qua trồng trọt cây sẽ hoàn trả lại cho đất một số
chất hữu cơ làm tăng độ phì của đất. Nếu bố trí hệ thống luân canh phù hợp có thể
kết hợp giữa sử dụng đất hiệu quả và bồi dưỡng đất (Bùi Phúc Khánh, 1995).
Vì hệ thống cây trồng là một yếu tố cấu thành của hệ canh tác, sức sản xuất
của đất qua thời gian qua phải được duy trì thông qua quản lý hệ thống cây trồng và
các biện pháp quản lý đất. Để duy trì độ phì đất, đất cần được gieo trồng các loại
cây trồng khác nhau có tác dụng cải tạo và duy trì sức sản xuất. Hàm lượng các chất
dinh dưỡng trong đất chủ yếu quyết định đến năng suất cây trồng hơn là quyết định
đến tính thích ứng. Tuy vậy, trong các loại cây trồng cũng có cây đòi hỏi phải trồng
ở đất tốt, có cây chịu được đất xấu. Có thể thay đổi hàm lượng các chất dinh dưỡng
trong đất bằng cách bón thêm phân và canh tác hợp lý. Phần lớn các loại đất tốt
được trồng các loại cây có phản ứng mạnh với độ màu mỡ của đất và có giá trị kinh
tế cao. Nói cách khác, sử dụng hợp lý đất và nước chính là một bộ phận hình thành
khái niệm “nông nghiệp sinh thái”. Trong mối quan hệ giữa hệ thống nhỏ với hệ
thống lớn này vừa là mục tiêu vừa là phương tiện để phục vụ cho nền nông nghiệp
theo quan điểm sinh thái, phát triển bền vững không thể tách rời chiến lược sử dụng
hợp lý đất và nước (Đặng Vũ Bình & Nguyễn Xuân Trạch, 2002).
Điều đáng lưu ý là từ Cách mạng xanh từ những năm 1960, đất đã và đang bị
thoái hóa nhanh do thâm canh nông nghiệp với ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con
người và hệ sinh thái, nhất là sức khỏe đất. Sức khỏe đất là khả năng của đất thực hiện
chức năng và đảm bảo các lợi ích của hệ sinh thái (Van Es & Karlen, 2019), hỗ trợ
HTCT bền vững trong dài hạn. Sức khỏe đất hay chất lượng đất là tổng của các đặc
điểm lý học, hóa học và sinh học thể hiện ở khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho
cây trồng. Phần lớn nguồn lương thực và sợi trực tiếp hay gián tiếp có nguồn gốc từ
đất. Suy thoái đất chủ yếu do quản lý dinh dưỡng không phù hợp, bón phân không
đúng và không cân đối, luân canh không hợp lý đặc biệt độc canh. Đa dạng hóa cây
14

trồng không chỉ quan trọng để tối ưu hóa trồng trọt mà quan trọng hơn là tăng sức
khỏe đất thông quan cân bằng sự đa dạng sinh học đất, tăng hiệu quả sử dụng dinh
dưỡng của đất, giảm bệnh hại có nguồn gốc từ đất (Barbieri & cs., 2019). Đối với
đất vùng ven biển (trừ vùng đất mặn làm muối, trồng cói, lúa-cá...), chất lượng đất
có thể cải tiến, duy trì thông qua bổ sung chất hữu cơ (tàn dư thực vật, phân
chuồng/phân hữu cơ và phân xanh), đa dạng hóa cây trồng thông qua sử dụng hỗn
hợp của bốn nhóm chính, đó là cây C3 (lúa, khoai lang), cây C4 (ngô, mía), các cây
họ đậu cố định N từ khí quyển và các cây không họ đậu (Vukicevich & cs., 2016).
2.1.4.3. Ảnh hưởng của cây trồng đến hệ thống cây trồng
Cây trồng là thành phần chủ yếu của các hệ sinh thái nông nghiệp. Bố trí cơ
cấu cây trồng hợp lý là chọn loại cây trồng nào để lợi dụng được tốt nhất các điều
kiện về khí hậu và đất đai. Mặt khác, cây trồng là những nguồn lợi tự nhiên sống,
nhiệm vụ của nông nghiệp là phải sử dụng nguồn lợi tự nhiên ấy một cách tốt nhất,
nghĩa là dành cho chúng các điều kiện đất đai và khí hậu thích hợp nhất. Cần phải
lựa chọn cây trồng và hệ thống sao cho chúng bổ sung cho nhau không gây ra thiếu
hụt dinh dưỡng cho cây trồng bên cạnh hay vụ sau.
Khác với khí hậu và đất đai là các yếu tố mà con người ít có khả năng thay
đổi, con người có thể thay đổi cây trồng trong một phạm vi nhất định. Trong hệ
sinh thái đồng ruộng, cây trồng là thành phần trung tâm của hệ thống. Mỗi loại cây
có những yêu cầu về điều kiện sống như đất đai, khí hậu khác nhau. Các loại cây
trồng có quan hệ tương tác với tập đoàn vi sinh vật đất, vi sinh vật cộng sinh và cả
các loại sinh vật hại riêng. Hơn nữa, mỗi loại cây trồng lại có biện pháp canh tác,
kỹ thuật chăm sóc cụ thể. Vì vậy, mỗi vườn cây có thể xem là một hệ sinh thái nông
nghiệp. Nhiệm vụ của khoa học cây trồng là sử dụng những nguồn lợi đó một cách
tốt nhất (Phạm Thanh Hải, 1995).
Nghiên cứu hệ thống cây trồng bắt đầu từ nghiên cứu cơ cấu cây trồng do yêu
cầu của trồng xen, trồng gối, chuyển vụ và đưa các giống cây ngắn ngày vào hệ
thống canh tác cho phép có thể làm nhiều vụ trong năm trên một thửa ruộng. Xác
định các công thức chuyển vụ, tăng vụ tốt nhất phụ thuộc vào các điều kiện sinh
thái của thửa ruộng (Bùi Phúc Khánh, 1995). Việc xác định chủng loại và từng
giống cây trồng phù hợp trong hệ sinh thái ở từng nơi là rất quan trọng. Điều kiện
để xác định, quyết định tính phù hợp của chúng tại một địa phương cụ thể là các
yếu tố sinh thái (Jeffrey & cs., 2008).
15

2.1.4.4. Ảnh hưởng của quần thể sinh vật đến hệ thống cây trồng
Xây dựng hệ thống cây trồng và cơ cấu cây trồng là xây dựng hệ sinh thái nhân
tạo, ngoài thành phần sống chủ yếu là cây trồng, còn có các thành phần khác như cỏ
dại, sâu, bệnh, vi sinh vật, động vật,… các thành phần sống này cùng với cây trồng tạo
nên một quần thể sinh vật, chúng chi phối sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng.
Khi bố trí cơ cấu cây trồng cần chú ý đến các mối quan hệ theo nguyên tắc:
phát huy mối quan hệ tốt giữa các sinh vật với cây trồng; khắc phục, phòng tránh
hoặc tiêu diệt mầm mống tác hại đối với cây trồng do các vi sinh vật gây nên.
Trong quần thể cây trồng, quần thể chủ đạo của cơ cấu cây trồng, mật độ của quần
thể do con người quy định trước từ lúc gieo trồng; sự sinh sản, tử vong và phát tán
không xảy ra một cách tự phát mà chịu sự điều khiển của con người; sự phân bố
không gian tương đối đồng đều vì do con người điều khiển; độ tuổi của quần thể
cũng đồng đều vì có sự tác động của con người.
Trong cơ cấu cây trồng cũng xảy ra sự cạnh tranh cùng loài hoặc khác loài,
khi gieo trồng một loại cây trồng thì vấn đề cạnh tranh cùng loài rất quan trọng, cần
xác định mật độ gieo trồng và các biện pháp điều chỉnh quần thể để giảm sự cạnh
tranh trong loài. Sự cạnh tranh khác loài cũng xảy ra khi trồng xen hoặc giữa cây
trồng với cỏ dại, vì vậy khi xác định cơ cấu cây trồng cần chú ý: 1) xác định thành
phần cây trồng và giống cây trồng thích hợp với điều kiện cụ thể của cơ sở sản
xuất; bố trí cây trồng theo thời vụ tốt cũng tránh tác hại của cỏ dại, sâu, bệnh; 2)
dịch sâu bệnh hại phát triển theo lứa và theo mùa, tác hại của chúng xảy ra nghiêm
trọng trong thời kỳ sinh trưởng, phát triển nhất định của cây trồng; 3) xác định thời
vụ tốt cũng có khả năng né tránh được tác hại của sâu bệnh (Joshua & cs., 2007).
2.1.4.5. Tàn dư thực vật và cây họ đậu với đất và hệ thống cây trồng
Đất là yếu tố cực kỳ quan trọng đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng.
Nhưng ngày nay diện tích đất phì nhiêu thực sự cho nông nghiệp rất nhỏ và nếu
không quản lý đúng đắn sẽ cạn kiệt, ô nhiễm. Bakker (1990) báo cáo rằng 24 tỉ tấn
đất phì nhiêu bị suy thoái hàng năm, tương đương 9,6 triệu ha đất. Đây là vấn đề
lớn làm thế nào để quản lý và tăng độ phì đất. Các bon hữu cơ và chất hữu cơ trong
đất là chỉ số quan trọng nhất về chất lượng và sức khỏe đất, hữu ích đối với sự bền
vững nông nghiệp.
Chất hữu cơ trong đất đóng vai trò chủ chốt đối với độ phì đất trong hoạt động
canh tác nông nghiệp. Đây là nguồn dinh dưỡng cây trồng quan trọng cũng như nguồn
dinh dưỡng cho mức đa dạng đất cao. Các sinh vật trong đất tham gia trong các quá
trình sinh học chính, như động thái các bon và chu trình dinh dưỡng. Cụ thể hơn, giun
16

đất và vi sinh vật đóng một loạt vai trò có ích bao gồm khoáng hóa chất hữu cơ, tạo
thành và ổn định kết cấu đất và tăng cường dinh dưỡng (Lemtiri, 2014). Tuy nhiên, các
yếu tố môi trường như khí hậu, cũng như hoạt động con người, đặc biệt những biện
pháp quản lý nông nghiệp, ảnh hưởng đến sinh quần đất và chức năng của chúng
ở các mức khác nhau. Ở phần lớn đất, trên 90% N và S tổng số, cùng với > 50%
tổng P liên quan tới sinh khối vi sinh và chất hữu cơ, do đó chu trình và tính dễ tiêu
sinh học của các chất dinh dưỡng chính này được kiểm soát chủ yếu bởi sự chuyển
đổi chất hữu cơ gắn với hoạt động vi sinh và hệ động vật (McNeill & Unkovich,
2007; Bünemann & cs., 2018).
Tàn dư thực vật không chỉ là nguồn cung cấp lượng chất dinh dưỡng cây trồng
quan trọng mà còn ảnh hưởng tới chức năng và tính chất lý học, hóa học, sinh học,
chất lượng đất và nước. Tàn dư thực vật cung cấp lượng dinh dưỡng khác nhau để tăng
năng suất cây trồng. Ngoài ra, tàn dư thực vật tác động tới toàn bộ tính chất lý hóa sinh
của đất, sự di chuyển của nước, tốc độ thấm và nước chảy bề mặt. Tàn dư thực vật ảnh
hưởng tới nhiệt độ đất qua cách nhiệt đất bề mặt với bức xạ mặt trời, tăng tàn dư thực
vật trên bề mặt đất giảm sự bốc hơi, giữ ẩm bề mặt (Singh & Sidhu, 2014). Quản lý tàn
dư thực vật ảnh hưởng tới các bon hữu cơ trong đất, kết cấu đất, năng suất cây trồng
trong các HTCT khác nhau. Sử dụng tàn dư thực vật có thể tăng hoặc duy trì tính chất
lý, hóa của chất hữu cơ đất và cải thiện chất lượng đất. Zhang
& cs. (2016a) báo cáo rằng, vùi rơm rạ làm tăng nồng độ và mức dự trữ các bon
hữu cơ có ý nghĩa so với không vùi rơm rạ. Giữ lại và vùi tàn dư thực vào đất làm
tăng tổng kết cấu giữ nước ổn định (15,65%) ở 0-15cm đất bề mặt, 7,53% ở tầng
dưới lớp đất mặt (15-30cm) và tổng thể tăng 2,1 lần kết cấu giữ nước ổn định so với
không sử dụng tàn dư (Choudhury & cs., 2014).
Tăng gieo trồng cây họ đậu trong HTCT là cần thiết để tái sinh đất thiếu dinh
dưỡng, cung cấp protein, khoáng, vitamin cho người và gia súc. Để đạt năng suất tối
ưu, cây trồng đòi hỏi cung cấp chất dinh dưỡng khoáng, chất dinh dưỡng quan trọng
nhất trong đó là N. Đất cạn kiệt dinh dưỡng, lượng N thường thấp, có nghĩa rằng nông
dân thường phải bón phân vô cơ. Tuy nhiên, khi chi phí phân tăng, người nông dân
gắng sức hay tìm cách để thu năng suất. Ở Việt Nam, do sử dụng quá nhiều phân bón,
thuốc trừ sâu và hóa chất khác nên đã gây ra hiện tượng suy thoái môi trường đất ở
Việt Nam (O E C D, 2015). Điều này dẫn đến phổ biến hiện tượng xói mòn đất, suy
giảm độ màu mỡ của đất và tăng nguy cơ phú dưỡng (oxy thấp và tảo tăng quá mức
trong nguồn nước do dư thừa N và P trong nước). Vấn đề này có thể giải quyết một
phần bằng cách đưa cây họ đậu vào hệ thống cây trồng. Nhờ mức N cố định sinh
17

Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc

Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc

Similar to Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc (20)

More from Dịch vụ viết đề tài trọn gói 0934.573.149

More from Dịch vụ viết đề tài trọn gói 0934.573.149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nghiên Cứu Hiện Trạng Và Cải Tiến Hệ Thống Cây Trồng Trên Vùng Đất Ven Biển Tỉnh Thanh Hóa.doc