Thạc Sĩ Nghiên cứu biện pháp trồng xen một số loại cây họ đậu trong ngô lai trên đất dốc tại huyện Ea Kar, t

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngô (Zea mays. L) là một trong những cây lương thực quan trọng, có
nguồn gốc ở vùng nhiệt đới. Ngày nay cây ngô được trồng rộng rãi khắp nơi và ở
nhiều vùng có điều kiện sinh thái khác nhau. Ngô có tiềm năng năng suất cao,
chất lượng dinh dưỡng tốt và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho sản xuất nông
nghiệp. Nước ta có trên một triệu ha ngô, tuy nhiên nhu cầu sử dụng ngô ở trong
nước ngày càng cao, do vậy hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu gần một triệu
tấn ngô phục vụ cho ngành chăn nuôi và các ngành công nghiệp khác.
Đăk Lăk có điều kiện khí hậu, đất đai phù hợp cho sự sinh trưởng và phát
triển của cây ngô. Hiện nay diện tích trồng ngô toàn tỉnh khoảng 120.000 ha
[18], tập trung tại một số huyện trong đó có huyện Ea Kar.
Ngô được xác định là một trong những cây trồng chủ lực của của huyện
Ea Kar với diện tích gieo trồng hàng năm khoảng 20.000 ha, sản lượng đạt gần
100.000 tấn [14]. Tuy nhiên, hiện nay năng suất và sản lượng ngô toàn huyện
không cao và đang có xu hướng giảm, do sự phân bố lượng mưa không đều
trong năm, độ phì nhiêu của đất suy giảm nhanh trên những vùng đất dốc. Mặt
khác, việc độc canh cây ngô liên tục nhiều năm song lại thiếu sự đầu tư thích
đáng nên năng suất không ổn định.
Trước đây đã có nhiều công trình nghiên cứu canh tác trên đất dốc ở Việt
Nam, trong nhiều năm qua đã xác định được một số giải pháp nhằm hạn chế xói
mòn rửa trôi, duy trì độ phì của đất đồng thời vẫn đảm bảo năng suất và sản
lượng cây trồng. Trong đó cây họ đậu được đánh giá là loại cây có khả năng cải
tạo đất và có giá trị trên nhiều mặt. Tuy nhiên, việc lựa chọn các loại cây họ đậu 2
trồng xen với cây trồng chính như thế nào? để hệ thống canh tác đạt hiệu quả
kinh tế và môi trường cao là nội dung quan trọng cần được đầu tư nghiên cứu.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, nhằm phát triển cây ngô lai bền vững
cho địa phương, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu biện pháp
trồng xen một số loại cây họ đậu trong ngô lai trên đất dốc tại huyện Ea Kar,
tỉnh Đăk Lăk”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá thực trạng sản xuất ngô lai của địa phương.
- Xác định mức độ tác động của các biện pháp trồng xen cây họ đậu đến
sinh trưởng, phát triển của ngô lai.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển các loại cây họ đậu trồng xen
và tác động chống xói mòn, bảo vệ đất.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đánh giá tình hình sử dụng đất trong sản xuất ngô lai và các biện pháp
canh tác ngô lai trong hệ thống sản xuất nông nghiệp tại địa phương.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học cho việc chọn lựa các
giống cây họ đậu và thời điểm trồng xen cây họ đậu trong ngô lai để sản xuất
ngô bền vững.
- Đánh giá mức độ bảo vệ đất và duy trì độ phì của đất trong canh tác ngô
lai lâu dài tại địa phương.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Các kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo
về các biện pháp canh tác ngô lai, xây dựng quy trình sản xuất ngô lai bền vững,
trong đó có việc phối hợp sử dụng trồng xen cây họ đậu trong hệ thống canh tác. 3
- Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho công tác khuyến nông tại địa
phương về chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật canh tác ngô lai cho người sản xuất.
- Đồng thời làm cơ sở cho việc sản xuất thức ăn xanh chất lượng cao cho
gia súc trong mùa khô.
3. Giới hạn của đề tài
Do thời gian thực hiện đề tài ngắn, nên chúng tôi tập trung nghiên cứu
đánh giá tác động ảnh hưởng cải tạo đất và hiệu quả kinh tế của biện pháp kỹ
thuật trồng xen canh các cây họ đậu trong sản xuất ngô lai tại xã Ea Sar, huyện
Ea Kar, tỉnh Đăk Lăk. 4
Chương 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nước
1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, đứng thứ ba sau lúa mì và
lúa gạo. Cây ngô là cây có nền di truyền rộng, thích ứng với nhiều vùng sinh thái
khác nhau, do vậy ngô được trồng hầu hết ở các nước trên thế giới. Hiện nay,
trên thế giới có trên 75 nước trồng ngô bao gồm cả các nước công nghiệp và các
nước đang phát triển, mỗi nước trồng ít nhất khoảng 100.000 ha ngô.
Trong 40 năm gần đây, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất
và sản lượng cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Riêng 3 năm (năm 2005
- 2007), trên thế giới sản lượng ngô đạt trung bình hàng năm đạt từ 696,2 đến
723,3 triệu tấn, trong đó nước Mỹ chiếm 40,62% tổng sản lượng, còn lại 59,38
% do các nước khác. Sản lượng ngô thế giới năm 2007 tăng gấp đôi so với 30
năm trước đây. Sản lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hàng năm từ
82,6 - 86,7 triệu tấn và nước Mỹ cũng là nước xuất khẩu chủ yếu [10].
Bảng 1.1. Sản lượng ngô trên thế giới năm 2005 - 2007
(ĐVT: triệu tấn)
Stt Sản lượng
Năm
Trung bình
2005/06 2006/07 2007/08
1 Sản xuất 696,2 702,2 771,5 723,3
1.1 Mỹ 413,9 267,6 331,6 293,8
1.2 Các nước khác 282,3 434,6 439,9 429,5
2 Tiêu thụ nội địa 702,5 772,8 768,8 731,4
2.1 Mỹ 232,1 235,6 267,7 245,1
2.2 Các nước khác
470,5 487,2 501,1 486,3
3 Xuất khẩu 82,6 84,7 86,7 84,7
3.1 Mỹ 56,1 53,0 54,5 54,5
3.2 Các nước khác
26,5 31,7 32,2 30,1
(Nguồn:http://WWW Sokhoahoccn.angiang.gov.vn)[10] 5
1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam, ngô là cây trồng có từ lâu đời. Theo nhà Bác học Lê Quý Đôn,
cây ngô được đưa vào Việt Nam từ cuối thế kỷ thứ 17. Nhờ những đặc điểm quý,
cây ngô sớm được người Việt chấp nhận mở rộng sản xuất và là một trong những
cây lương thực chính, đặc biệt đối với vùng đất cao không có điều kiện tưới
nước.
Năm 1990, diện tích trồng ngô lai chưa đến 1% tổng diện tích ngô, năm
2007 giống lai đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha. Năng suất ngô
nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới suốt hơn 20
năm qua. Năm 1994 sản lượng ngô Việt Nam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000
vượt ngưỡng 2 triệu tấn, và năm 2007 chúng ta đạt diện tích, năng suất và sản
lượng cao nhất từ trước đến nay: diện tích là 1.072.500 ha, năng suất 39,6 tạ/ha,
sản lượng vượt ngưỡng 4 - 4,25 triệu tấn [9].
Bảng 1.2. Sản xuất ngô Việt Nam (1961-2007)
Năm 1961 1975 1990 1994 2000 2005 2007
Diện tích
(1000ha)
229,2 267,0 432,0 534,6 730,2 1.052,6 1.072,8
Sản lượng
(1000 tấn)
260,1 280,6 671,0 1.143,9 2.005,9 3.787,1 4.250,9
Năng suất
(tạ/ha)
11,4 10,5 15,5 21,4 25,1 36,0 39,6
(Nguồn:http://WWW.nongnghiep.vn)[9]
Hiện nay, cả nước đã hình thành 8 vùng sản xuất ngô. Trong đó có 5 vùng
có diện tích lớn nhất cả nước là Tây Nguyên chiếm 21,8%, Đông Bắc chiếm
21,09%, Tây Bắc chiếm 15,35%, Bắc Trung Bộ chiếm 14,36% và Đông Nam Bộ
chiếm 12,11%, còn lại là đồng bằng sông Hồng, Duyên Hải Nam Trung Bộ và
đồng bằng sông Cửu Long. Diện tích ngô của Việt Nam đạt khoảng 4,25 triệu 6
tấn (năm 2007), theo kế hoạch của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn
phấn đấu đến năm 2010 sản lượng ngô đạt 6 - 7 tấn/năm. Để đạt được mục tiêu,
chúng ta cần phải vượt qua một số trở ngại khách quan như diện tích đất canh tác
ngày càng bị thu hẹp và suy thoái, khí hậu khắc nghiệt và sâu bệnh hại ngày càng
tăng [17].
Đối với Tây Nguyên nói chung và Đăk Lăk nói riêng, hiện nay diện tích
ngô đã ổn định, việc mở rộng diện tích ngày càng khó khăn do không còn đất
canh tác. Do vậy, hướng trồng ngô ở các tỉnh Tây Nguyên là phải có các giải
pháp đồng bộ để cây ngô phát triển một cách bền vững và lâu dài [17].
Bảng 1.3. Sản xuất ngô tỉnh Đăk Lăk (2000 - 2008)
Năm Diện tích (ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (tấn)
2000 39.238 4,35 170.567
2001 48.388 3,81 184.165
2002 76.908 3,76 289.174
2003 97.100 4,61 447.340
2004 113.499 3,72 422.330
2005 126.495 4,03 510.028
2006 117.176 4,64 544.048
2007 118.406 4,71 558.047
2008 118.429 4,87 577.104
(Nguồn: Sở nông nghiệp&PTNT Đăk Lăk)[18]
Đăk Lăk là một tỉnh miền núi thuộc Cao nguyên Nam Trung bộ có điều
kiện thời tiết khí hậu, đất đai màu mỡ phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển
của cây ngô. Tuy nhiên, đến năm 1990 cây ngô lai mới được đưa vào trồng thử
nghiệm tại Đăk Lăk và đã trở thành một trong những cây trồng chính trong
ngành sản xuất nông nghiệp của địa phương. Hiện nay diện tích trồng ngô của 7
toàn tỉnh hàng năm đạt khoảng 120.000 ha, là một trong những tỉnh có diện tích
trồng ngô lớn nhất trong cả nước [17].
1.2. Những kết quả nghiên cứu về cây ngô
1.2.1. Công tác chọn tạo giống
Cây ngô thuộc cây giao phấn, tạo giống ở cây giao phấn bao gồm hai
hướng chính là tạo giống thụ phấn tự do và tạo giống ưu thế lai [29].
Ngô ưu thế lai bắt đầu được nghiên cứu từ năm 1900 do G.H. Shull nhà
khoa học của Viện Carnegie Washington, là người đầu tiên đưa ra nguyên lý tạo
dòng thuần và tạo giống ưu thế lai ở ngô. Năm 1922, D.F.Jones đề xuất lai kép
đã hỗ trợ thúc đẩy sản xuất hạt lai F1, hạt lai tạo ra từ lai đơn nên có năng suất
cao và hạt giống ưu thế lai đi vào thương mại từ những năm 1930 [28].
Có hai loại giống ngô ưu thế lai là lai quy ước (trên cơ sở các dòng thuần)
và lai không quy ước (ít nhất một bố mẹ không phải là dòng thuần) (Vasal,
1988). Giống ngô lai quy ước gồm các loại: lai đơn, lai ba và lai kép. Lai đơn
thường được phát triển nhiều trên thế giới vì cho năng suất cao và đồng đều nhưng
rất khó nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai do đó giá thành hạt giống cao [30].
Hiện nay các giống ngô lai đơn và lai ba đang được sử dụng phổ biến ở các nước
đang phát triển.
1.2.2. Nghiên cứu Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến sinh trưởng và
phát triển của cây ngô
Ngô là cây có khả năng thích nghi rộng và được trồng ở nhiều nơi có điều
kiện sinh thái khác nhau. Ngô có nhu cầu nước và đạm ở mức cao hơn so với các
cây lấy hạt khác, rất mẫn cảm với môi trường ở giai đoạn trổ cờ, tung phấn và phun
râu. Những điều kiện bất thuận đối với thực vật là những điều kiện ngoại cảnh có
ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển và năng suất. Điều kiện bất thuận sinh 8
học và phi sinh học có thể làm giảm tới 65 - 87% năng suất cây trồng tùy theo
từng loài cây [17].
Yêu cầu của cây ngô về các điều kiện sinh thái:
- Nhiệt độ: Ngô là cây ưa nóng. Nhu cầu về nhiệt được thể hiện bằng tổng
nhiệt độ cao hơn nhiều so với cây trồng khác mà ngô cần để hoàn thành chu kỳ
sống (từ gieo đến chín). Theo Velican (1956), cây ngô cần tổng nhiệt độ từ
1.700 0 C - 3.700 0 C tuỳ thuộc vào giống [21], [22].
- Nước: Nước là yếu tố quan trọng đối với đời sống cây ngô. Ở những
vùng nóng, nơi có sự bốc thoát hơi nước cao, nhu cầu nước của cây ngô lại càng
lớn. Cây ngô thuộc loại cây C4, cần từ 350 - 500 lít nước để sản sinh ra 1 kg hạt
(tuy theo khí hậu và tình trạng dinh dưỡng đất), năng suất ngô có thể đạt 12 - 15
tấn/ha dễ dàng trong điều kiện có tưới.
- Ánh sáng: Ánh sáng là yếu tố quan trọng cho sinh trưởng và phát triển
của cây ngô, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tích luỹ dinh dưỡng và ảnh
hưởng đến quá trình sinh trưởng.
- Đất đai: Đất tốt và thoát nước, lượng mưa từ 500 – 1.100 mm trong giai
đoạn sinh trưởng phát triển của ngô. Chế độ không khí trong đất có ảnh hưởng
mạnh đến sinh trưởng phát triển và năng suất của ngô. Đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ
sẽ duy trì chế độ thoáng cho rễ ngô phát triển.
1.2.3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng
suất
Năng suất hạt là sản phẩm của nhiều quá trình, hiện tượng kiểu hình, sinh lý,
sinh hóa biểu hiện tổng hợp chu kỳ sống của cây trồng được điều khiển bằng kiểu
gen và tác động của các yếu tố môi trường [17]:
+ Bức xạ mặt trời (Solar radiation): Trong điều kiện đủ nước và dinh 9
dưỡng, bức xạ mặt trời được lá cây hấp thu là một yếu tố chính tạo thành năng
suất hạt.
+ Đạm dễ tiêu cũng là yếu tố quyết định quan trọng đến năng suất cây trồng.
+ Nước hữu hiệu (Water availability): Nhìn chung cây C4 sử dụng nước
hiệu quả hơn cây C3. Một số biến động về hiệu quả sử dụng nước có thể thay đổi
tỷ lệ hô hấp duới những điều kiện bất thuận.
+ Yếu tố tạo thành năng suất ngô (Yield components): Các yếu tố cây
trồng khác nhau quyết định năng suất cuối cùng của hạt GY = Số cây /ha x Số
bắp/cây (RPP) x Số hạt/bắp (GPR) x Khối lượng hạt (WPG).
+ Nguồn và sức chứa (Source and sink): Hạn chế của nguồn hay sức chứa
đã có những cuộc tranh luận dài và phụ thuộc vào môi trường, hai yếu tố này hạn
chế năng suất ở nhiều mức khác nhau.
1.2.4. Các nghiên cứu về phân bón, mật độ, khoảng cách trồng ngô
Theo Derieux, (1988) [26] khi thí nghiệm mật độ với giống ngô chín sớm
Browing ở khoảng cách hàng 80 cm cho thấy, mật độ cây có liên quan đến năng
suất ngô cũng như tỷ lệ đổ. Ở mật độ 12 cây/m 2 năng suất ngô hạt đạt 72,3 tạ/ha,
tỷ lệ đổ 18%. Ở mật độ 15 cây/m 2 năng suất tăng lên 73,9 tạ/ha và tỷ lệ đổ là
25%. Khi thay đổi khoảng cách hàng từ 80 cm xuống khoảng cách hàng 45 cm, ở
mật độ 12 cây/m 2 năng suất đạt 80 tạ/ha, tỷ lệ đổ là 7%; ở mật độ 15 cây/m 2 năng
suất đạt 88 tạ/ha, tỷ lệ đổ 12%. Như vậy ở cùng một mật độ gieo trồng thì
khoảng cách hàng hẹp đã có ảnh hưởng tích cực đến việc tăng năng suất hạt và
cho tỷ lệ cây bị đổ thấp hơn. Nếu tăng mật độ lên 20 cây/m 2 thì năng suất vẫn đạt
9,4 tạ/ha đồng thời tỷ lệ đổ cũng tăng 19%, tiếp tục tăng mật độ cây cao hơn nữa
năng suất hạt hầu như không tăng, thậm chí còn giảm và tỷ lệ đổ tăng cao hơn.
Tại Thổ Nhĩ Kỳ đã nghiên cứu khoảng cách cây tối ưu (từ 10,0; 12,5; 15,0; 10
17,5 và 20 cm) đối với các giống ngô lai thương phẩm, khoảng cách hàng là như
nhau: 70 cm, bón phân 2 lần: Lần 1 lượng phân bón là 90 kg NPK/ha trước khi
gieo và lần 2 bón thúc 180 kg/ha (Sener và cộng sự, 2004), theo đó ảnh hưởng
tương tác giữa giống ngô lai và khoảng cách cây đến chiều dài bắp và năng suất
hạt là có ý nghĩa. Năng suất hạt cao nhất ở giống ngô Pioneer 3223 là 11.718
kg/ha và giống Dracma là 11.180 kg/ha với khoảng cách cây là 15 cm [29].
Ở Thái Lan mật độ khoảng cách gieo đối với ngô đường và ngô nếp là
50.000 - 60.000 cây/ha, khoảng cách 75 x 50 cm, 2 - 3 cây/hốc, với giống ngô
rau mật độ 118.000 cây/ha, khoảng cách 50 x 50 cm gieo 3 cây/hốc (Chanika
Lamsupasit and Supachai Kaewmeechai, 1997) [25].
Các nghiên cứu về mật độ khoảng cách gieo trồng ngô lai tại Việt Nam đã
và đang được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất: hàng cách hàng 60 - 70 cm và
cây cách cây 25 -30 cm (mật độ từ 47.000 - 57.000 cây/ha).
Nghiên cứu kỹ thuật canh tác rất cần thiết ở các nước đang phát triển để
giảm chi phí, bảo tồn nguồn tài nguyên và nâng cao sản lượng ngô. Quản lý đất đai,
độ màu mỡ của đất trên cơ sở những hiểu biết để bảo tồn vật chất hữu cơ ở đất nhiệt
đới, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón là cần thiết, nhất là đối với việc
canh tác cây ngô trên đất dốc [23].
Các loại phân Urea và Nitrat amôn đã được nghiên cứu ở các mức 0, 50,
100 và 150 kg N/ha, phương pháp bón có che phủ và không che phủ. Kết luận
việc sử dụng loại phân có tỷ lệ đạm nguyên chất cao tốt hơn loại có hàm lượng
thấp, mặc dù bón lượng nguyên chất như nhau [24]. Khi nghiên cứu về phân bón
cho ngô trên đất bạc màu, Nguyễn Thế Hùng (1996) [11] đã chỉ ra rằng phân N
có tác dụng rất rõ đối với ngô trên đất bạc màu, song lượng bón tối đa là 225
kg/ha, ngưỡng bón N kinh tế là 150 kg/ha trên nền cân đối PK. Nguyên tố được 11
đánh giá là quan trọng thứ hai sau đạm là kali và thứ ba là lân.
Để đạt được năng suất cao lượng đạm hữu hiệu phải được cây hút (Osaki
và cộng sự, 1991, 1992, 1994) [27]. Khoảng 50 - 60% đạm trong hạt đã được lấy
từ đạm đồng hóa ở trong lá và thân trước thời kỳ ra hoa (Crowford và cộng sự,
1982; Osaki và cộng sự, 1991, 1995) [28].
Nghiên cứu đánh giá sinh trưởng của ngô và năng suất thân lá làm thức ăn
gia súc, khi phối hợp phân hữu cơ ở các mức: 1.500, 3.000 và 4.500 kg/ha với
phân vô cơ ở các mức: 0, 30, 60, 90, 120 và 150 kg/ha. Kết quả cho thấy khi bón
phối hợp phân chuồng và phân vô cơ, đặc biệt là đạm ở một tỷ lệ nhất định làm
tăng khả năng sinh trưởng phát triển thân lá của ngô [17].
1.3. Các nghiên cứu về cây họ đậu
1.3.1. Vai trò của cây họ đậu
Cây họ đậu là cây phân xanh có hàm lượng dinh dưỡng và giá trị kinh tế
cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng cây phân xanh họ đậu trong hệ
thống canh tác có các vai trò, giá trị nổi bật sau đây [8]:
+ Có khả năng cho sinh khối cao và nguồn phân bón tại chỗ rất quí, dễ sản
xuất và sử dụng, nhằm bổ sung cho sự thiếu hụt trong cán cân dinh dưỡng.
+ Bộ rễ phát triển có thể hút nhiều loại chất dinh dưỡng ở các lớp đất sâu
(Lân, Kali, Canxi, Magiê và các nguyên tố vi lượng .) khi vùi cây họ đậu sẽ làm
tăng độ phì của đất, đặc biệt là vi khuẩn nốt sần (Rhirobium) sống cộng sinh với
rễ có khả năng đồng hoá được đạm khí trời (từ 50 - 200 kg N/ha).
+ Cây phân xanh họ đậu đóng vai trò tích cực cho việc che phủ đất, chống
xói mòn, hạn chế cỏ dại và làm cây che bóng. Ngoài ra, cây phân xanh họ đậu
còn là nguồn thức ăn rất tốt cho gia súc (Điền thanh, cỏ Stylo, keo dậu .).
Đối với cây phân xanh Tây Nguyên, trong những năm qua đã đóng góp