BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-----------------

NGÔ TIỀN GIANG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐỘNG THÁI
ĐỂ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC LUÂN CANH

TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRUNG TÍNH ÍT CHUA
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-----------------

NGÔ TIỀN GIANG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐỘNG THÁI
ĐỂ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC LUÂN CANH

TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRUNG TÍNH ÍT CHUA
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT
MÃ SỐ:

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đoàn Văn
Điếm, PGS.TS. Nguyễn Văn Viết, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều
kiện thuận lợi để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Sinh
thái Nông nghiệp, Khoa Tài Nguyên và Môi trường, Viện Đào tạo Sau đại học
và Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đã quan tâm giúp đỡ
và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành
luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Trạm thực nghiệm Khí
tượng Thuỷ văn Nông nghiệp Trà Nóc; Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng
Nông nghiệp; lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường, đã
tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ tôi thực hiện và hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên, khuyến khích, giúp đỡ của các
bạn đồng nghiệp và gia đình.
Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 30 tháng 8 năm 2012
Tác giả

Ngô Tiền Giang


iii

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- i
Lời cảm ơn--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ii

NGHIÊN CỨU ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
Đối tượng nghiên cứu ---------------------------------------------------------------------------------- 37
2.1
2.2
Nội dung nghiên cứu ------------------------------------------------------------------------------------ 37
2.3
Địa điểm, thời gian nghiên cứu -------------------------------------------------------------- 37
2.3.1 Địa điểm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
2.3.2 Thời gian -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
2.4
Phương pháp nghiên cứu---------------------------------------------------------------------------- 37


iv

2.4.1 Điều tra, phân tích điều kiện tự nhiên với sản xuất nông
nghiệp -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
2.4.2 Bố trí thí nghiệm --------------------------------------------------------------------------------------------- 38
2.4.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu, đánh giá chất
lượng mô hình--------------------------------------------------------------------------------------------------- 42
2.4.4 Xác định công thức luân canh ----------------------------------------------------------------- 43
2.4.5 Cấu trúc mô hình động thái ---------------------------------------------------------------------- 45
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN --------------------------- 53
3.1
Điều kiện tự nhiên và hệ thống canh tác lúa vùng ĐBSCL --- 53
3.1.1 Điều kiện tự nhiên ------------------------------------------------------------------------------------------ 53
3.1.2 Hệ thống canh tác lúa ở ĐBSCL ----------------------------------------------------------- 59
3.2
Các tham số mô hình động thái -------------------------------------------------------------- 68
3.2.1 Đặc trưng về đất ---------------------------------------------------------------------------------------------- 68

AVRDC

Asian Vegetation Research and Development Centre (Trung
tâm Nghiên cứu Phát triển Rau đậu Châu Á)

CAgM

Commission for Agricultural Meteorology (Ban Khí tượng
Nông nghiệp)

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

FAO

Food and Agriculture Organization (Tổ chức Nông lương
Liên hiệp quốc)

KHNN

Khí hậu Nông nghiệp

KTNN

Khí tượng Nông nghiệp

PAR

Photosynthesis Active Radiation (Bức xạ hoạt động quang

1.2

Phương trình dự báo năng suất lúa --------------------------------------------------------------------- 35

2.1

Giống và thời vụ gieo trồng lúa---------------------------------------------------------------------------- 38

2.2

Giống và thời vụ gieo trồng đậu tương ------------------------------------------------------------ 40

2.3

Giống và thời vụ gieo trồng ngô -------------------------------------------------------------------------- 40

3.1

Tính chất lý, hóa học cơ bản của phẫu diện -------------------------------------------------- 69

3.2

Các tham số tính toán quang hợp và hô hấp ------------------------------------------------- 71

3.3
3.4
3.5

Hệ số hấp phụ bức xạ quang hợp của nước ở độ sâu khác nhau------- 75
Hệ số xác định nhiệt độ nước ruộng, thảm thực vật ban ngày ----------- 76


Chất khô các bộ phận của ngô vụ xuân hè----------------------------------------------------- 85

3.13

Chất khô các bộ phận của ngô vụ hè thu -------------------------------------------------------- 86

3.14

Ma trận quan hệ biến trình sinh khối giai đoạn trỗ cờ đến chín

hoàn toàn giống LVN10 và các giống khác -------------------------------------------------- 87
3.15
3.16
3.17
3.18

Hệ số điều chỉnh Mmax cho giống ngô -------------------------------------------------------------- 88
Chất khô các bộ phận của đậu tương xuân hè---------------------------------------------- 88
Chất khô các bộ phận của đậu tương hè thu ------------------------------------------------- 89
Ma trận quan hệ biến trình sinh khối giai đoạn nở hoa 75% đến


vii

chín hoàn toàn giống MTĐ-176 và các giống khác --------------------------------- 90

3.19
3.20
3.21


Kết quả thực nghiệm số các giống lúa ------------------------------------------------------------- 101

3.27

Kết quả thực nghiệm số giống đậu tương MTĐ-173------------------------------- 101

3.28

Kết quả thực nghiệm số giống ngô--------------------------------------------------------------------- 102

3.29
3.30
3.31
3.32

Chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp đối với lúa dựa vào nước trời--------------- 104
Chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp đối với lúa có hệ thống tưới------------------ 105
Chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp đối với ngô, đậu tương----------------------------- 105
Thời vụ lúa đông xuân sớm và chính vụ ở ĐBSCL --------------------------------- 106

3.33

Thời vụ lúa hè thu, lúa mùa ở ĐBSCL ------------------------------------------------------------ 106

3.34

Thời vụ hoa màu cạn trông chờ vào mưa ------------------------------------------------------- 107

3.35

Kết quả mô phỏng năng suất đậu tương ---------------------------------------------------------- 114

3.42

Lãi thuần của các cây trồng theo thời vụ -------------------------------------------------------- 114

3.43

Lãi thuần của các công thức luân canh ------------------------------------------------------------ 115


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
STT
1.1
2.1

Tên hình

Trang

Các thành phần của hệ thống nông nghiệp ---------------------------------------------------- 6

Sơ đồ mô tả quá trình xác định công thức luân canh đạt hiệu

quả kinh tế------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 44

2.2



Biến trình nhiệt độ không khí ban ngày, ban đêm năm 2000 tại

Cần Thơ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 92

3.12

Biến trình bức xạ tổng cộng xác định theo mô hình động thái

và số liệu thực tế------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 94
3.13

Biến trình bức xạ tổng cộng tháng trung bình nhiều năm trạm
Cần Thơ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 95

3.14

Biến trình của một số yếu tố khí hậu nông nghiệp chính và thời

vụ luân canh cây trồng ở Trạm Cần Thơ đại diện cho vùng

ĐBSCL-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 109

3.15

Sơ đồ công thức luân canh lấy lúa làm nền trên vùng đất phù


x
sa trung tính ít chua ĐBSCL ---------------------------------------------------------------------------------- 112

Tổng chi phí và tổng thu các công thức năm 2007 ----------------------------------- 120

3.24

Tổng chi phí và tổng thu các công thức năm 2008 ----------------------------------- 120

3.25

Tổng chi phí và tổng thu các công thức năm 2009 ----------------------------------- 121

3.26
3.27

Biến động hiệu quả công thức luân canh 2 lúa một màu----------------------- 122
Biến động hiệu quả công thức luân canh 2 lúa một màu trong

việc thay thế vụ lúa xuân hè hoặc hè thu -------------------------------------------------------- 122

3.28

Biến động hiệu quả công thức luân canh 2 lúa 1 màu (đậu

tương, ngô) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 123

3.29

Biến động hiệu quả công thức luân canh 3 lúa; 2 lúa 1 màu, 1

lúa 2 màu---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 123
3.30


- Khai thác tối đa lợi thế của các loại đất ở từng vùng;

- Bảo đảm đạt hiệu quả kinh tế cao hơn với từng mức đầu tư cho từng

cơ cấu luân canh trên từng vùng đất cụ thể;

- Bảo đảm một nền nông nghiệp phát triển bền vững.

Để đạt được 4 mục tiêu trên, từng vùng phải xây dựng được cơ cấu luân
canh cây trồng hợp lý.

Cơ cấu cây trồng được hình thành từ điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội

cụ thể và vận động theo thời gian. Một cơ cấu cây trồng hợp lý phải phù hợp

với điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, thể hiện tính hiệu quả mối quan hệ
giữa các cây trồng được bố trí trên đồng ruộng, làm cho sản xuất ngành trồng

trọt phát triển toàn diện, mạnh mẽ vững chắc theo hướng sản xuất thâm canh

gắn với đa canh, sản xuất hàng hoá và có hiệu quả kinh tế cao (Lý Nhạc và
cộng sự, 1987) [24], (Đào Thế Tuấn, 1989) [39].


2
Cùng với đề xuất cơ cấu cây trồng cần hoàn thiện các phương pháp,

công cụ tính toán cho phép sử dụng tối đa các nguồn thông tin, rút ngắn thời
gian thử nghiệm để đưa ra được các công thức luân canh phù hợp. Từ đó cho

trên đất phù sa trung tính ít chua đồng bằng sông Cửu Long”.
2 Mục đích và yêu cầu nghiên cứu

2.1 Mục đích của đề tài

- Mô phỏng quá trình sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất

một số cây trồng chính phù hợp với các điều kiện khí hậu, thuỷ văn trên đất
phù sa trung tính ít chua đồng bằng sông Cửu Long;

- Thử nghiệm áp dụng các thông tin khí hậu, khí hậu nông nghiệp, kinh

tế để thiết lập và đánh giá nhanh các công thức luân canh trên đất phù sa trung


3
tính ít chua đồng bằng sông Cửu Long.
2.2 Yêu cầu của đề tài

- Xác định và chính xác hoá các tham số của mô hình động thái hình

thành năng suất một số cây trồng chính (lúa, ngô, đậu tương) trên đất phù sa

trung tính ít chua đồng bằng sông Cửu Long;

- Ứng dụng mô hình động thái hình thành năng suất cây trồng để đánh

giá và xác định công thức luân canh lấy lúa làm nền kèm theo các hiệu quả

kinh tế trên đất phù sa trung tính ít chua đồng bằng sông Cửu Long.



4
người nông dân, tuỳ theo điều kiện (đầu tư, giá cả...) mà ngay từ đầu vụ có thể

chọn lựa được công thức luân canh phù hợp.

Kết quả của đề tài sẽ góp phần ổn định và nâng cao hiệu quả sản xuất

nông nghiệp, phát huy lợi thế của vùng phù sa trung tính ít chua ĐBSCL

nhằm từng bước nâng cao, ổn định đời sống cho người nông dân.
4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đề tài tiến hành nghiên cứu trên 3 cây trồng chính: lúa, ngô, đậu

tương trong các công thức luân canh lấy lúa làm nền trên đất phù sa trung tính

ít chua ở ĐBSCL (vùng ven sông Tiền - sông Hậu, khu vực không chịu ảnh
hưởng của lũ và triều);

- Các tham số được xác định thông qua các quan trắc thực nghiệm

thường xuyên của Trạm Khí tượng Thuỷ văn Nông nghiệp Trà Nóc, Cần Thơ.
- Kiểm nghiệm tính phù hợp của mô hình bằng số liệu không phụ thuộc
thông qua kết quả khảo nghiệm và kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và
phân bón của Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn từ năm

2007 đến 2010; kết quả thí nghiệm 12 giống đậu tương tại Ô Môn, Cần Thơ.


quan hệ giữa chúng với môi trường. Các hợp phần này bao gồm tất cả các yếu

tố vật lý, sinh học, kỹ thuật, lao động và quản lý (Zandstra H.G. và cộng sự,

1981) [64]. Do đặc tính sinh học của cây trồng và môi trường luôn biến động

nên chúng mang đặc tính động. Vì vậy, khi nghiên cứu hệ thống cây trồng
không thể chỉ dừng lại ở một không gian, thời gian mà là việc làm thường

xuyên để tìm ra xu thế phát triển, yếu tố hạn chế và những giải pháp khắc

phục nhằm chuyển đổi hệ thống cây trồng với mục đích khai thác ngày càng

có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, tăng hiệu quả kinh tế - xã hội phục
vụ đời sống con người (Đào Thế Tuấn, 1984) [38].

Hoàn thiện hệ thống hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới, trên thực
tế là sự tổ hợp lại các công thức luân canh, tổ hợp lại các thành phần cây trồng

và giống cây trồng, đảm bảo các thành phần trong hệ thống có mối quan hệ

tương tác với nhau, thúc đẩy lẫn nhau, nhằm khai thác tốt nhất lợi thế về điều

kiện đất đai, tạo cho hệ thống có sức sản xuất cao, bảo vệ môi trường sinh

thái. Nghiên cứu để xây dựng một hệ thống mới đòi hỏi một trình độ cao hơn,

trong đó cần có sự tính toán cân đối kỹ càng, tổ chức sắp xếp sao cho mỗi bộ

phận của hệ thống dự kiến nằm đúng vị trí trong mối quan hệ tương tác của


HỆ THỐNG
TRỒNG TRỌT

HỆ THỐNG
CHẾ BIẾN

HỆ THỐNG CÂY TRỒNG

ĐIỀU KIỆN
MÔI
TRƯỜNG,
TỰ NHIÊN,
KTXH

Đầu

CÂY
TRỒNG

vào

Đầu
ra

CÔNG THỨC
LUÂN CANH

NĂNG
SUẤT,

một cấu trúc cây trồng trong hệ sinh thái nhân tạo, làm thế nào để đạt năng

suất sơ cấp cao nhất. Về mặt kinh tế, cơ cấu cây trồng hợp lý cần thoả mãn

yêu cầu chuyên canh và tỷ lệ sản phẩm hàng hóa cao, bảo đảm việc hỗ trợ cho
ngành sản xuất chính và phát triển chăn nuôi, tận dụng nguồn lợi tự nhiên,

ngoài ra còn phải đảm bảo việc đầu tư lao động và vật tư kỹ thuật có hiệu quả
kinh tế cao (Đào Thế Tuấn, 1978) [37].
Theo Đào Thế Tuấn,1989 [39], Lý Nhạc và cộng sự, 1987 [24], cơ cấu

cây trồng là một thực tế khách quan, nó được hình thành từ điều kiện tự

nhiên, kinh tế - xã hội cụ thể và vận động theo thời gian. Cơ cấu cây trồng

hợp lý là cơ cấu cây trồng phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội của

vùng. Cơ cấu cây trồng hợp lý còn thể hiện tính hiệu quả của mối quan hệ

giữa cây trồng được bố trí trên đồng ruộng, làm cho sản xuất ngành trồng trọt
phát triển toàn diện, mạnh mẽ vững chắc theo hướng sản xuất thâm canh gắn

với đa canh, sản xuất hàng hoá và có hiệu quả kinh tế cao. Cơ cấu cây trồng
hợp lý dựa trên việc phát triển hệ thống cây trồng mới trên cơ sở cải biến hệ


8

thống cây trồng cũ hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới, trên cơ sở tổ hợp


cải tiến hiện trạng cơ cấu cây trồng có trước sang cơ cấu cây trồng mới nhằm

đáp ứng những yêu cầu của sản xuất. Thực chất của chuyển đổi cơ cấu cây

trồng là thực hiện hàng loạt các biện pháp (kinh tế, kỹ thuật, chính sách xã

hội) nhằm thúc đẩy cơ cấu cây trồng phát triển, đáp ứng những mục tiêu của
xã hội. Cải tiến cơ cấu cây trồng là rất quan trọng trong điều kiện mà ở đó

kinh tế thị trường có nhiều tác động ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp.
Đây chính là phá vỡ thế độc canh trong trồng trọt nói riêng và trong nông

nghiệp nói chung, để hình thành một cơ cấu cây trồng mới phù hợp và có hiệu

quả kinh tế cao, dựa vào đặc tính sinh học của từng loại cây trồng và điều