Luận án tiến sĩ khoa học đất: Nghiên cứu yếu tố hạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La và đề xuất giải pháp khắc phục

ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NOI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LƯƠNG ĐỨC TOÀN

LUAN AN TIEN Si KHOA HOC DAT

HA NOI - 2017

LƯƠNG ĐỨC TOÀN

NGHIÊN CỨU YEU TO HAN CHE

TRONG DAT SAN XUAT NÔNG NGHIỆP TINH SON LAVA DE XUAT GIAI PHAP KHAC PHUC

CHUYEN NGANH : KHOA HOC DATMA SO : 62620103

LUẬN ÁN TIEN SĨ KHOA HỌC DAT

Người hướng dẫn Khoa học

1 PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải

2 PGS.TS Hồ Quang Đức

HÀ NOI - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi.Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được sửdụng dé bảo vệ bat cứ học vị nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã

được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đã được chỉ rõ

nguôn gôc.

Tác giả luận án

Lương Đức Toàn

LỜI CẢM ƠN

Dé hoàn thành luận án, ngoài sự nỗ lực của ban thân, tôi đã nhận được sự

giúp đỡ tận tình của tập thể, cá nhân, người thân trong gia đình.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Lãnh đạo Viện, Lãnh đạo PhòngKH&HTQT và toàn thé cán bộ Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã tạo điều kiện cho tôitham gia thực hiện trực tiếp và sử dụng một số số liệu của đề tài Độc lập cấp Nhànước “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên đất nông nghiệp vùng miềnnúi Tây Bắc Việt Nam” Tôi xin chân thành cám ơn TS Trần Minh Tiến, chủ nhiệmđề tài đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án Tôixin chân thành cám ơn Lãnh đạo và cán bộ Bộ môn Phát sinh học và Phân loại đất,

Viện Thổ nhưỡng Nông hóa; các đơn vi, ban, ngành trong tỉnh Sơn La, Phòng Sauđại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã cùng cộng tác, hỗ trợ và tạo mọi điềukiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt công việc của mình.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH Nguyễn XuânHải và PGS TS Hồ Quang Đức là những người thầy trực tiếp hướng dẫn tôi trongsuốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến các Thay, Cô giáo trong Bộ môn Thổnhưỡng & Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiênđã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

tại trường.

Trân trọng cảm ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè, người thân đã luôn sát cánh

bên tôi, động viên và tạo mọi điêu kiện đê tôi hoàn thành luận án này!

NCS Lương Đức Toàn

MỤC LỤC

LOI CAM 99 ẽ::‹.‹+.+1 iLOL CAM 09) - ÔỎ ii

MỤC LUC .vesssssssesssssssssssssssessesessssssssssseveesesssssssssneesssssessssssssseesssssesesssssnneeseseeeesssssnnneesesee |

DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TẮTT 2-22¿£2EEEE222++22EEEEE2zettvEvrveeerrrrr 4DANH MỤC CÁC BẢNG -222222¿+222EE222221122211112122271111112222011111 2 1 re 5DANH MỤC CÁC HINH -2 -©VVV22222++EEEEEEEEEEEEEEertttEEEEEEEEAreerrrrrrre 7\/95 70005 ,ÔỎ 81 Tính cấp thiết của đề tai eeecccceseeeccssssssseesssssssesesssssssvssesssssssessessssssessessssssseseesssssseeeess 82 Muc tidu ctta d6 tai 0 +“,))LH., 10

3, Pham vi nghién COU 00 10

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của để tice eccceeccssececsseesessecsesseesesseceessussesseeeesseeeessesens 114.1 Ý nghĩa khoa học của dé tài nghiên cứu -¿¿+222+2+ez++2EExvseeeree 114.2 Ý nghĩa thực tiễn của dé tài nghiên COU - -::¿¿©22cvvvcccccrreeee 115 Những đóng góp mới của đề taie csssssesesssssccssssssssssesssccccsssssssnsseseseecsssssssineessseeseessn 11

Chương 1 TONG QUAN CAC VAN DE NGHIÊN CỨU -. <- 12

1.1 KHAI QUAT VE DIEU KIEN TU NHIEN, KINH TE - XA HOI TINH SON

„ 12

L.D.1 Diu kiGn tyr Mit cccscsssseccssscscsssssssseesesscccsssssssseesesscesssssssssecseseeeessssssnseeeeeees 121.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội -2+£+©VVV+22++tEEEEEEEEertrEEEEkrrrrrrrrrrreee 171.2 NHUNG NGHIÊN CỨU TREN THE GIỚI VE CÁC VAN DE LIEN QUAN 181.2.1 Yếu tố han chế (YTHC) và nguyên nhan sccsseccssssscssssssssseeesssesccssssssseeeeseees 181.2.2 Xác định các yếu tô han chế của đất đối với cây trồng 211.2.3 Nghiên cứu giải pháp khắc phục các yếu tố hạn chế của đất 251.3 NHUNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VE CÁC VAN DE LIÊN QUAN 30

1.3.1 Nguyên nhân xuất hiện các yếu tố hạn chế trong đất Việt Nam 301.3.2 Nghiên cứu các giải pháp khắc phục các yếu tố hạn chế trong đất trồng 341.4 NHỮNG NGHIÊN CỨU VE HAN CHE TRONG DAT DOC TẠI VUNG TÂY

BAC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC - -¿++22EE222z+ttcEEvvsceeree 30

1.5 ĐÁNH GIÁ CHUNG NHUNG KET QUA NGHIÊN CỨU TRONG VA

)'€ 918/09/9927 44|d::ỈẨẰ]:ÃÃ, 45

Chương 2 DOI TƯỢNG, NOI DUNG, CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG

3): 0161000100027 - Ô 47

2.1 DOI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 222++£222EEEE222+22+zrttttrrErrrreecced 472.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 222++£+22EEEEE22222+erttttrrErrrvrecced 472.2.1 Nghiên cứu thực trang sản xuất nông nghiệp tinh Son La 472.2.2 Nghiên cứu thực trang chất lượng dat đai và các yêu tô hạn chế trong dat sản

b9)/218010013001310119000000077 472.2.3 Đề xuất một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế, sử dụng hợp lý

nguồn tài nguyên đất đai và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho một số cây trông

chính tỉnh Sơn La (ngô, mía, cà phê chè) -. - + + 95s +++xe£srerkersrrxersrxeee 48

bNe (00/19) 07 492.3.1 Tiếp cận kế thừa ¿ ©22EV222+1EEEE1112122227111112227011111 2.01111 cc E.e 49P8912 1ï00n Tố 492.3.3 Tiếp cận sinh thái 2 222¿++2EEEEEE++1EEEE111111122771111122211111 E1 492.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :+££©VEEE22222+++tt£EEEEEvvvecced 50

2.4.1 Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu ccc+c+zszsrsrrsrees 50

2.4.2 Phương pháp lấy mau đất và phân tích đất - cz++cvse2 502.4.3 Phương pháp đánh giá hiệu qua sử dung đất -. -ccccc-cccce+ 532.4.4 Phương pháp đánh giá thực trạng chất lượng đất - e2 542.4.5 Xác định các yếu tố hạn chế của đất đối với cây trồng 552.4.6 Phương pháp xây dựng các loại bản đỒ 2 ££2E2seeczzsed 56

2.4.7 Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm 25 5s «+2 57

Chương 3 KET QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . - 613.1 THUC TRANG SAN XUẤT NÔNG NGHIỆP TINH SƠN LA 6l3.1.1 Thực trạng các loại sử dụng đất nông nghiệp + 613.1.2 Đánh giá biến động các loại sử dung đất sản xuất nông nghiệp 623.1.3 Đánh giá hiệu quả sử dụng đất -¿ 2222222eeEEEEEEEEerrrrrrkrerrrrrrkke 663.2 THUC TRANG TÀI NGUYEN DAT TINH SON LA - 783.2.1 Phân loại và xây dung bản đồ đất nông nghiệp tinh Son La 783.2.2 Một số tính chất của đất nông nghiệp tinh Sơn La - 813.3 XAC DINH CAC YEU TO HAN CHE CHINH TRONG DAT NONG NGHIEP00:80 ., 84

3.3.1 Chất lượng đất đai và yếu tố hạn chế chính - + 843.3.2 Những yếu tô hạn chế khác - ¿+ 2E+222++22EEEE+2z++22E222zezrrrrrrx 993.3.3 Kết luận về yêu tô hạn chế chính của đất nông nghiệp tinh Sơn La 1003.4 ĐÁNH GIÁ HAN CHE CUA DAT DAI DOI VỚI MỘT SO CÂY TRÔNG

e0 :‹.Ọ))ÒỖồố 102

3.4.1 Xây dựng ban đồ chat lượng đất đai -222-©222cec2EEEeeerrrrreeerrre 1033.4.2 Căn cứ khoa học xác định hạn chế của đất đai đối với cây trồng 1053.4.3 Xác định các yếu tố hạn chế của dat đai đối với cây trồng chính 1053.5 XÂY DỰNG MOT SO MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM NÂNG CAO HIỆU QUA

SỬ DỤNG DAT TẠI SON LLA -222¿++222EEEEE22222+tEEEEEEEEEEEEeerrrrrrrrrrkke 115

3.5.1 Mô hình thực nghiệm cho cây ngôÔ ¿+5 5c +t+t+tsxsrererersrsrsrrsrses 1153.5.2 Mô hình thực nghiệm cho cây mmía - - 5-5 5s+t+x+rereterereeerrrrke 1193.5.3 Mô hình thực nghiệm cho cây cà phê chè - - 5 +2+s+s+xxexszszvss 123

3.6 DE XUẤT MOT SO GIẢI PHÁP KHAC PHỤC HAN CHE VÀ NÂNG CAO

HIEU QUA SỬ DỤNG DAT CHO TINH SƠN LA ccccc+ 128

3.6.1 Giải pháp về khoa học kỹ thuật -. -2 ©222¿¿+22EEEE2eeetrEEEEEeeerrrrre 1283.6.2 MOt 86 000 an ốẽ -:-:-dø5: 136KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - 2-5 s2 sssseessvssessesserssrssrssrssrrssrse 138840080.) 07 5Š “-›-Ƒ+ÂL , H)H 138P4200) 060 ›»7-Ö”Öö©ö”:4£4ÃÃ 140TÀI LIEU THAM KHẢO -° 22s s22 Ss£SseEssESsEseEserssessesserssrse 142

3:098009020055 151

DANH MUC CAC CHU VIET TAT

Asian Development Bank - Ngân hang phát triển châu A

Association of Southeast Asian Nations-Hiép hội các quốc gia ĐôngNam A

Base Saturation - Độ no bazo

Cation Exchange Capacity — Kha năng trao đôi cation

Công lao độngCông thức

Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông Lương Thể giớiGross Domestic Product - Tổng sản phâm quốc nội

Geographic Information System - Hệ thống Thông tin Địa lýLand Unit- Đơn vị đất đai

Land Mapping Unit - Đơn vị bản đồ đất đaiLand Use Type - Loại sử dụng đất

Nông nghiệp

Organic Carbon - Cacbon hữu cơ

Sản xuất nông nghiệp

Sum of basic cations- Tổng cation kiềm trao đổiTiêu chuẩn Việt Nam

Ủy ban Nhân dân

United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization - Tổ

chức Giáo duc, Khoa học va Văn hóa của Liên hiệp quốc)

World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới

World Reference Base for Soil Resources - Tham chiếu Tài nguyênđất Thế giới

DANH MỤC CAC BANG

Bang 2.1 Diện tích đất bị thoái hóa trên thế giới - 2-2 2 2+s2+x+£x+zx+zszs+2 19Bảng 2.2 Nguyên nhân chính gây thoái hóa đất trên thế giới . : - 20Bảng 2.3 Phân cấp mức độ hạn chế trong đất đối với cây trồng - 56Bang 3.1 Cơ cau 3 loại đất chính -¿- 2 2£ +EeEkSEEEEEE E2 1211211211111 11 1 xe 61Bảng 3.2 Cơ cau các loại sử dung đất nông nghiệp -2- 5¿©25z©5+z>s2 62

Bảng 3.3 Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính (ha) 64Bang 3.4 Khó khăn của người dân trong sản xuất nông nghiệp tại Sơn La 66Bảng 3.5 Đánh giá hiệu quả kinh tế các loại sử dụng đất nông nghiệp chính tỉnh

hi, 68

Bảng 3.6 Tổng hợp kết quả đánh giá hiệu quả kinh tế sử dụng đất sản xuất nông

nghiép tinh Son La 4554 70

Bảng 3.7 Mức độ đầu tư phân bón của một số loại cây trồng chính - 76Bảng 3.8 Phân cap chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của các loại sử dụng đất 76Bảng 3.9 Tổng hợp đánh giá khả năng sử dụng bền vững của các LSD 77Bảng 3.10 Kết quả phân loại đất tinh Sơn Lúa 2-2 ¿5£ x+£x+2E+£++zxerxezxz 79Bảng 3.11 Một số chỉ tiêu vật lý đất - 2: 522+22x2EE2EEESEE2EEEEEESEksrkrrkrrree 81

Bảng 3.12 Một số chỉ tiêu hóa học at c.ccecceesceseessessessessessessessesssessessesseessessesseeseess 82Bang 3.13 Một số chỉ tiêu dinh dưỡng dat c.cecececcsscsseesessessessessessessesssessessessessease 83Bảng 3.14 Đánh giá độ chua của đất nông nghiệp tinh Sơn La - 2-5 84Bảng 3.15 Kết quả đánh giá dung tích trao đổi cation trong đất -s- 86Bảng 3.16 Kết quả đánh giá hàm lượng chất hữu co trong đất - - 88Bảng 3.17 Kết quả đánh giá hàm lượng dam tổng 6 2-2-5222 s2£xezxzez90Bảng 3.18 Kết quả đánh giá hàm lượng lân tổng sỐ -2: 22 55¿©25z25+>s2 90Bảng 3.19 Kết quả đánh giá hàm lượng kali tổng sỐ -2-©22-55¿©25z25sz>52 90Bang 3.20 Kết quả đánh giá hàm lượng lân dé tiêu 2-2 52+ 2 s+£xzzxzez 92Bảng 3.21 Kết quả đánh giá hàm lượng kali dễ tiêu - 2: 52 55¿22xz>s+s>sz 92

Bảng 3.22 Kết quả đánh giá độ phì nhiêu của đất -¿ -¿- + ©5+2cx+2zxzzxsrs+ 94Bảng 3.23 Kết quả đánh giá độ dày tầng đất của các loại đất - 94Bang 3.24 Kết quả đánh giá mức độ đá lẫn 22 2 2 E+EEeEEE+EEeEEeEEerxerrerred 95Bảng 3.25 Kết quả đánh giá thành phan cơ giới của đất - ¿2 5 xzxzsz 97Bang 3.26 Kết quả đánh giá, phân cấp độ dốc + 2 2 + £+£+£xerxerxezrsrred 98Bảng 3.27 Đánh giá khả năng cung cấp nước tưới -¿- 2 + xc2x++zs+rxerxzes 99Bảng 3.28 Thống kê các don vị đất đai theo loại đất -: -¿cx++cxcscee 103

Bảng 3.29 Một số yêu cầu về đất đai của cây ngô - 2 2cccccxecrrrsrrxee 106Bang 3.30 Thống kê các mức độ hạn chế của dat đai đối với cây ngô 107Bảng 3.31 Một số yêu cầu về đất và khí hậu của cây mía . -.: ¿-+: 109Bảng 3.32 Thống kê các mức độ hạn chế của đất đai đối với cây mía 110Bảng 3.33 Một số yêu cầu về dat đai của cây cà phê chè : 5:+¿ 112Bảng 3.34 Thống kê các mức độ hạn chế của dat đai đối với cây cà phê chè 113Bang 3.35 Tính chat đất trước thí nghiệm cho cây ngÔ - - 2-2-2 2 5£: 115Bảng 3.36 Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất ngô 116Bang 3.37 Hiệu quả kinh tế mô hình ngô 2-2 2 2 2 E+£E+£++EzE+zEzzxeez 116Bang 3.38 Một số tính chất đất sau thí nghiệm ngô - 2-2 2 25252: 117Bang 3.39 Tính chat đất trước thí nghiệm cho cây mía - 2 2 s52 119Bang 3.40 Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất mía 120Bảng 3.41 Hiệu quả kinh tế mô hình thâm canh mía -2- 5252 ©55+¿ 120Bảng 3.42 Một số tính chat đất sau thí nghiệm mía 2-2-2 522522 s22 121Bang 3.43 Tinh chat đất trước thí nghiệm cho cây cà phê chè . - 123

Bảng 3.44 Ảnh hưởng của các phương thức canh tác đến năng suất cà phê chè 124Bảng 3.45 Hiệu quả kinh tế mô hình thâm canh cà phê chè bền vững 124Bảng 3.46 Một số tinh chat sau thí nghiệm cà phê -2 525255552 125

Bảng 3.47 Đề xuất hướng sử dụng phân bón phù hợp cho 1 số cây trồng chính 134

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ số độ cao (DEM) tỉnh Sơn Laa - 2 2 2 2+£+E+£xe£xezszss2 13Hình 1.2 Phân bố và áp dụng kỹ thuật DMC-System (triệu ha) - - 29Hình 3.1 Bản đồ đất tinh Sơn La -¿ c25cctccEEvterrtrrktrrrrtttrrrrrrrrirrrrrrieg 80Hình 3.2 Giá trị pHKCI của các loại đất trong vùng điều tra - 85Hình 3.3 Tổng cation kiềm trao đổi va CEC trong các loại đất - - 87Hình 3.4 Hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong các loại dat eects 89Hình 3.5 Hàm lượng dinh dưỡng tổng số trong các loại đất -. - 91Hình 3.6 Hàm lượng lân, kali dé tiêu trong các loại đất . ¿ -¿¿ 5+93Hình 3.7 Thanh phan cấp hạt của các loại đất nông nghiệp tỉnh Sơn La 97Hình 3.8 Bản đồ chất lượng đất đai tỉnh Sơn La -2:- 5 ©5255z2cs25sz2 104Hình 3.9 Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây ngô - 5-5: 107Hình 3.10 Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây mía - 110Hình 3.11 Bản đồ mức độ hạn chế của đất đối với cây cà phê chè - 113Hình 3.12 Một số hình ảnh về mô hình ngô - 2-2 2 2S E£E2££2££2£22S2£š 118Hình 3.13 Một số hình ảnh về mô hình mía - -¿+z+c+vc+vcvvrsrrrved 122Hình 3.14 Một số hình ảnh về mô hình cà phê 2 2 2 s2+s2+££2 sẻ 127

MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất đai là yếu tố quan trọng hàng đầu, không thê thay thế được đối với tất cảcác hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp Nghiên cứu cải tiến, phát triển các hoạtđộng sản xuất nông, lâm nghiệp đều phải bat đầu từ việc tìm hiểu, nghiên cứu, phânloại, đánh giá tài nguyên đất Từ đó xác định được những ưu thế, tiềm năng cũngnhư những hạn chế của các hoạt động canh tác hiện tại sẽ tạo cơ sở đề xuất nhữnggiải pháp khoa học và xây dựng kế hoạch sử dụng đất hợp lý, giúp xây dựng môhình canh tác phù hợp nhằm khai thác sử dụng đất tốt hơn và đảm bảo môi trườngsinh thái bền vững.

Nhiều kết quả điều tra, nghiên cứu gần đây cho thấy việc khai thác, sử dụng đấtnông nghiệp ở nước ta còn chưa hợp lý và hiệu quả Sử dụng và khai thác đất nôngnghiệp van chủ yếu lợi dụng tiềm năng của đất, xem nhẹ việc duy trì, cải tạo và phục

hồi nguồn tai nguyên đất; một số nơi sử dụng phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật quá

nhiều dẫn đến tình trạng đất thoái hóa, ô nhiễm, giảm khả năng sản xuất của đất dovậy hiệu quả sử dung đất ngày càng giảm sút Hau hết các khuyến cáo dé nâng cao hiệuquả sử dụng đất nông nghiệp đều cho rằng cần có một giải pháp tổng thể về đất - phânbón - cây trồng gắn với định hướng phát triển sản xuất hợp lý theo từng vùng, địaphương cụ thê.

Sơn La là tỉnh vùng cao, địa hình hiểm trở, nằm sâu trong nội địa, cách xa cáctrung tâm lớn; hệ thong giao thong van tai chua phat trién toan dién, di lai giao luutrao đối hàng hoá gặp nhiều khó khăn, đây là yêu tố hạn chế co bản trong việc thu hutđầu tư, thúc đây phát triển nền kinh tế - xã hội của tỉnh.

Tinh Sơn La có tông diện tích tự nhiên là 1.412.349 ha, đứng thứ 3 trên tổng số 63tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương của cả nước (sau Nghệ An và Gia Lai), bằng4,28% tông diện tích tự nhiên toàn quốc và bằng 37,88% tong diện tích vùng Tây bắc.

Tỉnh có 12 đơn vị hành chính cấp huyện (11 huyện và 01 thành phó) Dân số toàn tỉnh là1.192.100 người (năm 2015) với 12 dân tộc (Cục Thống kê tỉnh Sơn La, 2016).

Hiện nay, kinh tế Sơn La phát triển chủ yếu dựa vào ngành Nông Lâmnghiệp với 30,42 % trong tổng sản phẩm trên địa bàn và với giá trị 28.716,29 tỷđồng (2015) (Cục Thống kê tỉnh Sơn La, 2016) Là một tỉnh vùng cao, quỹ đất nôngnghiệp hạn chế, hiện đang sử dụng bình quân đầu người 0,2 ha, trong đó cho sản

xuất lương thực là 0,16 ha, riêng ruộng nước bình quân chỉ có 0,017 ha.

Sơn La có diện tích đất sản xuất nông nghiệp không nhiều, đồng thời do địahình bị chia cắt mạnh, đôi núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, đất sản xuấtphân tán, thời tiết khí hậu diễn biến phức tạp, hạn hán kéo dài, tần suất xuất hiệnsương muối thất thường, hệ thống thủy lợi được đầu tư nhưng chưa đảm bảo đủlượng nước tưới là những yếu tố hạn chế cho sản xuất nông nghiệp của tỉnh Tậpquán sản xuất của người dân còn lạc hậu, gây khó khăn trong việc tiếp cận các biệnpháp, các mô hình sản xuất tiên tiễn Trình độ thâm canh chưa cao, sản xuất hànghóa phát triển chậm, các sản phẩm nông lâm nghiệp còn đơn điệu, chủ yếu nguyênliệu thô Tình trạng thoái hóa, xói mòn đất sản xuất nông nghiệp diễn ra mạnh Dénên nông nghiệp tinh Sơn La phát triển theo xu hướng phát triển kinh tế - xã hội của

tỉnh còn nhiều câu hỏi đặt ra cần được nghiên cứu: (i) Thực trạng canh tac đất nôngnghiệp hiện tại đã phù hợp với điều kiện đất dai của tỉnh chưa? (ii) những khó khănnao, hạn chế gì của đất dai đã tác động đến quá trình sản xuất? (iii) những tiến bộ

khoa học kỹ thuật nào phù hợp cho sản xuất nông nghiệp hiệu quả, bền vững và bảo

vệ môi trường cho tỉnh Sơn La?.

Trong vòng 10 năm trở lại đây, đã có nhiều nghiên cứu tập trung vào việcchống xói mòn đất, phục hồi sức sản xuất của đất trên địa bàn tỉnh Sơn La của nhiềutổ chức trong và ngoài nước Tuy nhiên, đa số các nghiên cứu sâu chỉ dừng lại ởquy mô hẹp, thiếu các nghiên định hướng, hệ thống, xuyên ngành, tin cậy về cáchạn chế trong đất sản xuất nông nghiệp trên quy mô rộng và đưa ra các giải phápnhằm khắc phục và nâng cao hiệu quả sử dụng đất phục vụ chiến lược phát triểnnông nghiệp nói chung và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên dat đai nói riêng cho

tỉnh Sơn La.

Chính vi vậy, đề tài: “Nghiên cứu yếu tô hạn chế trong đất sản xuất nôngnghiệp tỉnh Sơn La và đề xuất giải pháp khắc phục” được đặt ra là rất cấp thiết vàcần được tiến hành.

2 Mục tiêu của đề tài

2.1 Mục tiêu chung

Xác định được yếu tố hạn chế (YTHC) trong đất sản xuất nông nghiệp đối vớimột số cây trồng chính và đề xuất được các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sửdụng đất cho tỉnh Sơn La

chính ngô, mía, cà phê tại tỉnh Sơn La

- Đề xuất được một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế, sử dụnghợp lý nguồn tài nguyên đất đai và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cho một số cây

suât cây trông; một sô yêu tô hạn chê vê địa hình (độ dôc), tưới tiêu, yêu tô khí hậu

tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu

Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học tin cậy để đề xuất các giải pháp khai thácvà sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai của địa phương Chuyền giao tiến bộkhoa học kỹ thuật trong sử dụng đất có hiệu quả cao và bảo vệ môi trường.

4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài nghiên cứu

- Đề xuất được các giải pháp sử dụng đất hiệu quả trên cơ sở thực trạngnguồn tài nguyên dat dai của địa phương.

- Xây dựng mô hình thực nghiệm đạt hiệu quả KT-XH cao, cải thiện chấtlượng đất đai.

5 Những đóng góp mới của đề tài

- Đánh giá được một cách hệ thống, xuyên ngành mối quan hệ giữa thực trạngsử dụng đất, chất lượng đất và xác định được các yếu tố hạn chế chính trong đất sảnxuất nông nghiệp đối với việc phát triển các cây trồng chính (ngô, mía, cà phê) trên

địa bàn tỉnh Sơn La.

- Đề xuất được một số giải pháp nhằm khắc phục các yếu tố hạn chế trong đấtđối với một số cây trồng chính (ngô, mía, cà phê) thông qua kết quả nghiên cứu lýthuyết và mô hình thực nghiệm ngoài đồng ruộng.

11

Chương 1

TONG QUAN CAC VAN DE NGHIÊN CỨU

1.1 KHÁI QUAT VE DIEU KIEN TU NHIÊN, KINH TE - XA HỘI TINH

- Phía Tây giáp tỉnh Điện Biên.

Tinh Son La nam sâu trong lục địa, cách thủ đô Ha Nội 320 km theo Quốc lộ6 Tỉnh có đường biên giới hữu nghị đặc biệt Việt - Lào dài 250 km với cửa khẩuquốc gia Pa Háng, cửa khâu Chiềng Khương Trong địa bàn tỉnh có các tuyến Quốclộ 6, Quốc lộ 37, Quốc lộ 32b, Quốc lộ 43, Quốc lộ 279, Quốc lộ 4G,

1.1.1.2 Địa hình

Địa hình của tỉnh bị chia cắt phức tạp, núi đá cao xen lẫn đồi, thung lũng, lòngchảo và các cao nguyên, có độ cao trung bình 600 - 700 m so với mặt nước biển, có 3hệ thống núi chính chạy song song theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.

- Hệ thống núi phía tả ngạn sông Đà, là ranh giới giữa Sơn La và Yên Bái, bắtnguồn từ đỉnh Nam Khan (Quynh Nhai) có độ cao 1.130 m, chạy qua Mường La,Bắc Yên đến Phù Yên với các đỉnh cao 1.000 - 2.500 m hình thành lưu vực tả ngạn

sông Đà.

12

- Hệ thống núi phía hữu ngạn sông Mã, là ranh giới giữa Sơn La và Lào, bắtnguồn từ đỉnh Phù Dinh đến đỉnh PuTenLuông có đỉnh cao đến 2.000 m, hình thành

nên vùng giữa hữu ngạn sông Mã.

- Hệ thống núi xen giữa lưu vực sông Đà và sông Mã, bắt nguồn từ đỉnh TàCon (Thuận Châu) có độ cao 1.717 m qua Mai Sơn, Yên Châu, Mộc Châu gồm các

1.1.1.3 Thời tiết, khi hậu

Sơn La nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi, mùa đông lạnh khô,mùa hẻ nóng ầm, mưa nhiều Khí hậu Sơn La được chia thành 4 mùa rõ rệt: xuân, hạ,thu, đông Sơn La nóng âm vào mùa xuân, nắng nóng vào lúc giao mùa giữa mùa xuânvà mùa hạ, se lạnh vào mùa thu, lạnh buốt vào mùa đông Trong những năm gần đây

nhiệt độ không khí trung bình/năm có xu hướng tăng hơn so với 20 năm trước đây

0,5°C - 0,6°C (thành phố Sơn La từ 20,9°C lên 21,1°C, Yên Châu từ 22,6°C lên 23°C),lượng mưa trung bình năm có xu hướng giảm (thành phố từ 1.445 mm xuống 1.402mm, Mộc Châu từ 1.730 mm xuống 1.563 mm), độ âm không khí trung bình năm cũng

giảm Cụ thê các yêu tô cơ bản vê khí hậu Sơn La như sau:

- Mùa đông lạnh và khô kéo đài từ tháng Mười đến tháng Ba năm sau Mùa hènóng âm, mưa nhiều, bắt đầu từ tháng Tư đến tháng Chín.

- Nhiệt độ trung bình trong năm 21,5°C, nhiệt độ cao nhất là 37°C, nhiệt độthấp nhất là 2°C Tổng tích ôn bình quân một năm là 7.550°C.

- Lượng mưa trung bình/năm là 1.400 mm Số ngày mưa trung bình trong mộtnăm là 118 ngày Lượng mưa phân bố không đều ở các tháng, trung bình là 120

mm/tháng Mùa mưa kéo dài 6 - 7 tháng với lượng mưa chiếm 84 - 92% tổng lượngmưa cả năm, là thời kỳ độ 4m được cải thiện, thuận lợi cho sinh trưởng của nhiềuloại cây trồng Tuy nhiên trong thời kỳ này do lượng mưa lớn, tập trung (lượng mưangày cực đại lên tới 146 mm) dé gây ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi, trượt lở đất, lũống, lũ quét làm hư hỏng các công trình giao thông, thuỷ lợi, gây thiệt hại cho sảnxuất, tài sản và đời sống nhân dân, làm giảm chất lượng nông sản sau thu hoạch

(đặc biệt với ngô, ca phê ) Ngược lại, mùa khô kéo dài, lượng mưa nhỏ thường

gây khô hạn, thiếu nước cho sản xuất và sinh hoạt, nhất là các bản vùng cao, ảnhhưởng đến khả năng sinh trưởng các loại cây trồng.

- Độ am trung bình/năm 80-82%, cao nhất trung bình 86 - 87% (thang 6, 7, 8),tối thấp tuyệt đối 6 - 10% (thdng 1, 2, 3) Lượng bốc hơi trung bình năm là 800mm/năm Lượng bốc hơi quan hệ với lượng mưa phân bố không đều tạo nên một

14

thời kỳ khô han gay gat (ti tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau) Đây là thờikỳ lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa nhiều lần, khiến độ 4m ở tầng đất mặt luôndưới mức độ 4m cây héo rất nhiều nên thời kỳ này không thé canh tác cây ngắnngày nếu không có tưới.

- Suong muối: Vào tháng Mười Hai đến tháng Một năm sau, một số khu vựctrong tinh bị ảnh hưởng của vài đợt sương muối Trong những năm gan đây tần suấtxuất hiện sương muối trên địa bàn tỉnh có xu hướng giảm (Nguyễn Hồng Sơn và

cs., 2011).

1.1.1.4 Thuy văn, sông ngòi

Sơn La có mạng lưới sông, suối khá dày, mật độ 1,2 - 1,8 km/km? nhưngphân bố không đều, sông suối có độ dốc lớn, nhiều thác ghénh do địa hình núi cao,

chia cắt sâu Dòng chảy biến đổi theo mùa, biên độ dao động giữa mùa mưa và mùakhô khá lớn Mùa lũ thường diễn ra từ tháng Sáu đến tháng Mười trong năm nhưngdiễn ra sớm hơn ở các nhánh thượng lưu và muộn hơn ở hạ lưu Có đến 65 - 80%tong lượng dòng chảy trong năm tập trung trong mùa lũ này Trên địa bàn tỉnh có 2con sông lớn chảy qua: sông Đà và sông Mã cùng 35 con suối lớn, hàng trăm consuối nhỏ nằm trên địa hình dốc với nhiều thác nước Sông Đà, đoạn chảy vào địaphận tỉnh Son La dài khoảng 250 km, tổng diện tích lưu vực khoảng 9.844 km”.

Sông Mã (đoạn chảy trên địa phận tỉnh Sơn La) dài 93 km, tổng diện tích lưu vựckhoảng 3.978 km2 Hiện tại, Sơn La có gần 20.000 ha mặt nước (hồ chứa của thủyđiện Hòa Bình và thủy điện Sơn La), trong đó có gần 16.000 ha có khả năng khai

thác, nuôi trồng thủy sản (UBND tỉnh Sơn La, 2012).

1.1.1.4 Các nguồn tài nguyêna) Tài nguyên đất

Là một tỉnh với diện tích đất đồi núi chiếm trên 80% DTTN, vùng giữa sông Đà

và sông Mã hình thành 2 cao nguyên lớn là cao nguyên Mộc Châu với diện tích khoảng

2 vạn ha, chạy dọc theo 2 bên đường Quốc lộ 6 thuộc 2 huyện của tỉnh là Vân Hồ

(huyện mới thành lập) và Mộc Châu và cao nguyên Sơn La - Nà Sản với diện tích

15

khoảng 1,5 vạn héc ta từ Yên Châu đến đèo Pha Din (Thuận Châu) Nam xen kẽ giữacác cao nguyên là vùng lòng chảo, thung lũng được bồi đắp bởi phù sa các con sôngsuối tạo thành các cánh đồng có thé canh tác lúa (UBND tinh Sơn La, 2011).

Tài nguyên đất đôi núi của tinh Son La là một lợi thé trong phát triển các câycông nghiệp dài ngày và phát triển các cây trồng cạn ngắn ngày khác Tuy nhiên,đây cũng là một thách thức lớn trong bảo vệ nguồn tài nguyên đất đai này; nhiềuvùng đất đốc độc canh cây trồng như ngô, lúa nương đã được khai thác nhiều nămmà không có biện pháp bảo vệ và cải tạo đất nào được áp dụng đã làm cho đất đai bịhoang hóa dẫn đến diện tích chưa sử dụng còn nhiều, hiện tại, toàn tỉnh còn khoảng

380.000 ha đất đồi núi chưa sử dụng khai thác, chiếm khoảng 26% quỹ dat.

b) Tài nguyên nước nước mặt

Tài nguyên nước mặt của toàn tỉnh Sơn La hàng năm vào khoảng 19 tỷ m chủ

yếu từ nguồn nước mưa tích trữ vào hai hệ thống sông chính là: Sông Đà bắt nguồntừ tỉnh Vân Nam Trung Quốc có lưu vực ở tỉnh Sơn La là 9.844 km”, đoạn chảy quaSơn La dài 250 km, tông lượng nước đến công trình thủy điện Sơn La là 47,6.10°

mỶ Sông Mã bắt nguồn từ huyện Điện Biên và Tuần Giáo - Điện Biên, đoạn chảy

qua Sơn La đài 93 km, có diện tích lưu vực 3.978 km” Bên cạnh 2 hệ thống sôngchính, tỉnh Sơn La còn có 35 con suối lớn, hàng trăm con suối nhỏ nam trên địahình đốc (UBND tỉnh Sơn La, 2011).

c) Tài nguyên rừng

Sơn La là một trong những tỉnh có điện tích rừng và đất có khả năng phát triểnlâm nghiệp khá lớn (chiếm khoảng 44,7% DTTN) Độ che phủ của rừng đạt khoảng45%, còn thấp SO Với yêu cầu - nhất là đối với một tỉnh có độ dốc lớn, mưa tập trungtheo mùa, lại có vi trí là mái nhà phòng hộ cho đồng bằng Bắc bộ, điều chỉnh nguồn

nước cho thuỷ điện Hoà Bình.

Toàn tỉnh hiện có 662.955 ha đất có rừng, gồm: rừng phòng hộ 386.219 ha, cóvai trò quan trọng trong việc phòng chống xói mòn, rửa trôi, ngăn lũ ống, lũ quét và

có vai trò phòng hộ đâu nguôn sông Đà, điêu hoà mực nước các hô thuỷ điện Sơn

16

La, Hoà Bình, bảo vệ vùng hạ du đồng bằng Bắc bộ; rừng đặc dụng với 55.275 ha,trong đó có 4 khu rừng đặc dụng bảo tôn thiên nhiên: Xuân Nha (Mộc Châu) 38.000ha, Sốp Cộp (Sông Mã) 27.700 ha, Copia (Thuận Châu) 9.000 ha, Tà Xùa (BắcYên) 16.000 ha; rừng sản xuất 221.461 ha Trrữ lượng rừng hiện có là 16,5 triệu mỶgỗ và 202,3 triệu cây tre nứa, chủ yếu là rừng tự nhiên, rừng trồng có trữ lượng gỗ154 ngàn m? và 220 ngàn cây tre nứa; toàn tinh có khoảng 325.000 ha đất chưa sửdụng có khả năng phát triển nông, lâm nghiệp (UBND tỉnh Sơn La, 2011, 2012).

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội1.1.2.1 Dân số, lao động

Năm 2015 dân số toàn tinh có 1.192.100 người, gồm 12 dân tộc, trong đó đôngnhất là dan tộc Thái chiếm 55%, dân tộc Kinh chiếm 18%, dân tộc Mông chiếm 12%,

dân tộc Mường chiếm 8,4%, dân tộc Kho Mu chiếm 1,89%, dân tộc Dao chiếm1,82%, Số dân khu vực nông thôn 1.029.400 người, chiếm 86,35%, dân số thành thị162.700 người, chiếm 13,65% Mật độ dân số trung bình 84 ngudi/km?, mật độ dân sốcao nhất ở thành phố Sơn La 317 người/km), thấp nhất ở huyện Sốp Cộp 31 người/km?(Cục Thống kê tỉnh Sơn La, 2016) Phần lớn các dân tộc thiểu số có trình độ dân tríthấp, sống phân tán rải rác, còn du canh du cư và có tỷ lệ tăng dân số tự nhiên cao.

Lao động trong độ tuổi năm 2015 có khoảng 753.130 người (Cục Thống kêtỉnh Sơn La, 2016), chiếm khoảng 63% dân số toàn tỉnh, trong đó khu vực thành thịchiếm khoảng 13%, khu vực nông thôn chiếm khoảng 87% số lao động trong độtudi Chất lượng nguồn lao động nhìn chung còn rất thấp, số lao động đã qua đàotạo hiện nay mới chiếm 12% tổng số lao động, 88% số lao động chưa qua đảo tạo.Về cơ cấu, lao động nông - lâm nghiệp chiếm chủ yếu 85%, lao động thuộc khu vực

công nghiệp - xây dựng và dịch vụ chiếm tỷ lệ thấp.1.1.2.2 Kết cấu hạ tầng

a) Giao thông

Sơn La là một tỉnh miền núi vùng cao, địa hình bị chia cắt mạnh bởi hệ thống

sông, suôi, thêm vào đó là chât lượng đường giao thông còn thâp nên công tác vận

17

chuyên hành khách và hàng hoá, đi lại gặp nhiều khó khăn Giao lưu kinh tế với bênngoài chủ yếu bằng một số tuyến đường quốc lộ như: quốc lộ 6, quốc lộ 37 cáctuyến đường ngang đi một số huyện chỉ thông suốt về mùa khô Theo Thống kê của

Sở Giao thong vận tải tỉnh Sơn La, hệ thống GTVT đường bộ trên địa bàn tỉnh SơnLa (tính đến 30/4/2017) có tông chiều dài mạng: 9.588 km, mật độ đường ô tô đạt

0,68 km/km?.

Trên địa bàn tỉnh Sơn La có 2 hệ thống sông chính chảy qua là sông Đà (dài378 km, gồm lòng hồ sông Đà trên đập thuỷ điện Hoà Bình dài 203 km và lòng hồ

sông Đà trên đập thuy điện Sơn La dài 175 km) và sông Mã (dài 93 km) đã tạo ra

nhiều điều kiện thuận lợi cho việc phát triển kinh tế - xã hội vùng ven sông nói

riêng và toàn tỉnh Sơn La nói chung.b) Thuỷ lợi

Hiện nay, tỉnh Sơn La đã xây dựng được trên 2.660 công trình, trong đó có 33 hồchứa có dung tích trên 50 nghìn mề và 72 hồ chứa có dung tích nhỏ hơn 50 nghìn mỷ,814 đập xây bê tông, 206 phai ro thép; đã kiên có được trên 1.215 km kênh mương, đạt41% số kênh muong cần kiên cố (UBND tỉnh Sơn La, 2012).

1.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU TREN THE GIỚI VE CÁC VAN DE LIÊN

1.2.1 Yếu tố hạn chế (YTHC) và nguyên nhân

Nhiều tác giả cho rằng YTHC xuất hiện khi đất bị thoái hóa có ảnh hưởngnghiêm trọng tới sản lượng nông nghiệp Trên phạm vi toàn cầu, thoái hóa đất đã làmgiảm trên 5% sản lượng nông nghiệp hàng năm (Crosson, P.R., 1995) Có rất nhiềunguyên nhân gây suy thoái đất, như: xói mòn đất do nước, gió, suy thoái hóa học đất,

suy thoái vật lý và sinh học đất Xói mòn đất do nước chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếutố như: kết cấu, độ đốc, lượng mưa, cường độ mưa, tốc độ chảy tràn , và đây là mộttrong những nguyên nhân chính gây suy thoái đất ở vùng đôi núi Suy thoái hóa họcđất được chia ra các loại như: mat dinh dưỡng hay vật liệu hữu cơ do thâm canh, tăngvụ làm cho đất mất dinh dưỡng nếu không đầu tư phân bón cân đối và hợp lý, mặn

18

hóa do môi trường đất bị nhiễm mặn, phèn hóa do môi trường đất bị nhiễm phèn,chua hóa do xói mòn, rửa trôi, do các cation kiềm, kiềm thổ bị cây trồng lấy đi

(Nguyễn Văn Bộ, 1999).

Trong những năm qua, tài nguyên đất của thế giới có xu hướng ngày càng

suy thoái nghiêm trọng do xói mòn rửa trôi, nhiễm mặn, nhiễm phèn, ô nhiễm và

biến đồi khí hậu (khô hạn, hoang mạc hóa và sa mạc hóa) Theo thống kê, hiện naytrên toàn thế giới có khoảng 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hóa; trong50 năm qua có khoảng 2/3 diện tích đất nông nghiệp đã bị suy thoái do xói mòn rửa

trôi, sa mạc hóa, chua hóa, mặn hóa, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng hệ sinh thái

đất; khoảng 40% đất nông nghiệp đã bị suy thoái mạnh hoặc rất mạnh, 10% bị samạc hóa do biến động khí hậu bat lợi và khai thác sử dụng không hợp lý Chỉ tinhriêng sa mạc Sahara mỗi năm mở rộng lan mat 100.000 ha dat nông nghiệp và đồngcỏ Thoái hóa môi trường đất có nguy cơ làm giảm 10 - 20% sản lượng lương thựcthế giới trong 25 năm tới (Viện Nghiên cứu Quản lý đất đai, 2012).

Bảng 2.1 Diện tích đất bị thoái hóa trên thế giới

Đơn vị tính: Triệu ha

Diện tích phân theo lãnh tho

Loại ee thoai ae Dong Tay Chau Nam Trung Bac Chau nine

SOT NamA Á Phi Mỹ My Mỹ Au Duong

Diện tích (thoái 1 965 44s 303 495 243 63 96 218 102

Xóimòndonước 1094 322 II§ 227 123 46 60 114 83Xói mòn do gió 5448 88 134 187 42 5 35 42 16

đường gảm đdnh ly 1 4 45 68 4 - 3 1

Mặn hóa 7% 17 36 l5 2 2 - 4 0

O nhiém 22 1 1 | 0 19

Hóa chua 6 4 0 2 0 Những loại khác 84 3 10 18 8 6 1 36 2

-Nguồn: Viện Nghiên cứu Quản lý Dat dai, 2012

19

Theo mức độ thoái hóa, châu Á chiếm tỷ lệ 30 - 40% tổng diện tích thoái hóaở tất cả các mức, trong đó đặc biệt lưu ý là ở vùng Đông Nam Á diện tích đất bịthoái hóa mạnh chiếm hơn 2/3 so với toàn châu Á và chiếm 23% tổng diện tích bịthoái hóa mạnh của toàn thế giới Quá trình thoái hóa đất trên thế giới xảy ra donhiều nguyên nhân khác nhau và cũng không giống nhau ở các châu lục, trong đó:

do mat rừng chiếm 30%, do khai thác rừng quá mức chiếm 7%, do chăn thả gia súcquá mức chiếm 35%, do canh tác nông nghiệp không hợp lý chiếm 28%, do côngnghiệp hóa gây ô nhiễm chiếm 1% (Viện Nghiên cứu Quản lý đất đai, 2012).

Bang 2.2 Nguyên nhân chính gây thoái hóa dat trên thé giới

Diệu tích phân theo lãnh tho (triệu ha)

Đông Tây Châu Nam Trung Bắc Mỹ Châu Châu Đại

Nguyên nhân gây Thế

thoái hóa 8101 NgmÁC Á Phí MyM Âu Dương

Phá rừng 59 29 790 67 10 14 4 84 12Chăn thả gia súc 678 67 131 243 68 9 2 48 83Quan ly kém trong 552 157 47 121 64 28 63 64 8các hoạt động NN

Các hoạt động CN 133 46 63 12 11 1 Cac hoạt động khác 25 1 0 1 - 1 0 21 1

-Nguồn: Viện Nghiên cứu Quản lý Dat dai, 2012

Canh tác không hợp lý là nguyên nhân gây ra hiện tượng đất bị chai cứng, dẫnđến thoái hóa đất Ở Ohio (Mỹ) do canh tác không hợp lý liên tục trong 7 năm liền đãlàm cho đất bị chai cứng, dẫn tới sản lượng ngô bị giảm 25%, đậu tương giảm 20%và yến mạch giảm 30% Xói mòn đất là nguyên nhân chính làm cho đất bị thoái hóanhanh chóng (Lal et ai., 1996) Sản lượng lương thực của Châu Phi bị mất do xóimòn dao động 2 - 40%, trung bình toàn châu lục khoảng 8% (Lal and R., 1995) Ởkhu vực Nam Á sản lượng lương thực bị mất vì xói mòn do nước khoảng 36 triệu

tắn/năm (UNEP, 1994).

Phân bón cũng là một trong những nguyên nhân gây ra suy thoái đất nếu chúngta sử dụng nó không hợp lý, quá thừa, thiếu, không cân đối Hiện nay, sử dụng phânbón trên thé giới rất biến động, có nơi chỉ bón 10-15 kg (N + PzOs + K20)/ha như ở

châu Phi song lai cũng có nơi bón tới 200 kg (N + PzOs + K2O0)/ha như ở các nước

Tây Au va một sô nước châu A Một sô nước sử dụng lượng phân bón kha lớn so với

20

bình quân của thế giới, như Hàn Quốc bón 466 kg, Trung Quốc bón 303 kg, Malaixia

bón 198 kg (N + P;Os+ KzO)/ha (Nguyễn Văn Bộ, 1999).

Ở những vùng khô hạn và bán khô hạn chủ yếu tiến hành canh tác có tưới Theothống kê, khoảng 15% đất canh tác nông nghiệp trên thé giới phải tưới và diện tíchnày lại sản xuất ra khoảng 40% lượng lương thực của thế giới Nhưng mặt trái củavan đề là do kỹ thuật tưới tiêu không hợp lý, do nguồn nước và khả năng bốc hơimạnh ở vùng khô hạn Do đó, mặn hoá tác động tới cả đất và nước Ước tính, cókhoảng 45 triệu trong số 230 triệu ha đất canh tác có tưới bị mặn hoá và có khoảng

10 triệu ha bi thoái hoa do ung nước Hiện nay, hang năm mất khoảng 1,5 - 2 triệu ha

do mặn hoá va úng nước, các cây trồng nông nghiệp rất nhạy cảm với độ mặn, đặcbiệt là ở giai đoạn cây non Nếu Na’ chứa trong nước tưới thay thế Ca?! và Mg?* trênkeo đất thì dẫn tới thoái hoá cấu trúc đất, giảm tốc độ thấm lọc và độ thoáng khí của

đất Đồng thời, các sông, hồ và thuỷ vực cũng có thể bị nhiễm mặn do nước tiêu từ

khu vực có tưới xuống (Brian J Wienhold, 1999) Theo Schecter (1988) diện tích đấtbị nhiễm mặn chiếm hơn 50% đất canh tác ở Iran, 25-50% ở Xiri, 30% ở Iraq, 20% ở

Trung Quốc và 15% ở An Độ (dẫn theo Nguyễn Xuân Hải, 2016).

Tat cả các quá trình trên đêu làm mat tính năng sản xuât cua dat, suy thoái tài

nguyên dat va hậu quả là nhiêu vùng dat rộng lớn trở nên khô can - hoang mạc hoá.

1.2.2 Xác định các yêu tô hạn chê của dat doi với cây trong

Có nhiều phương pháp để xác định được các YTHC của đất, tuy nhiên đánh giáđất đai là một phương pháp tông hợp nhất và có thê áp dụng ở tất cả các quy mô khácnhau Thuật ngữ “Đánh giá đất đai” bắt đầu được sử dụng từ năm 1950 tại Hội nghịKhoa học Dat Thế giới tại Hà Lan và được hiểu là quá trình đoán định tiềm năng củađất cho một hoặc một số loại hình sử dụng đất đai được lựa chọn (trích theo FAO,

1976) Có thé hiểu một cách rõ ràng hơn như sau: Trong mỗi loại đất đều tồn tại độphì nhiêu tự nhiên và được thê hiện thông qua các số liệu phân tích các tính chất lý,hóa và sinh học đất Tuy nhiên, hiệu quả sản xuất, năng suất cây trồng lại không chỉ

phụ thuộc vào độ phì nhiêu tự nhiên của đât mà còn phụ thuộc vào rât nhiêu yêu tô

21

khác, chúng tổng hợp thành độ phì nhiêu thực tế của đất Đánh giá đất đai (DGDD)có thê hiểu là xác định độ phì nhiêu thực tế của từng loại đất cho từng cây trồng hayhệ thống canh tác cụ thé.

Một số nước Tây Âu, như ở Anh, áp dụng 2 phương pháp đánh giá đất đai: (1)đánh giá đất đai dựa vào thống kê sức sản xuất thực tế của đất Cơ sở của phươngpháp này là dya vào năng suất bình quân nhiều năm so với năng suất thực tế trên đấtđược lay làm chuẩn; (2) đánh giá dat đai dựa vào thống kê sức sản xuất tiềm tang củađất Phương pháp này chia làm các hạng, mỗi hạng được mô tả trong quan hệ và tácđộng giữa các yêu tô hạn chế của dat so với sử dụng đất trong sản xuất nông nghiệp(dẫn theo Đào Châu Thu và Nguyễn Khang, 1998) Canada đánh giá đất theo các tínhchất tự nhiên của đất và năng suất ngũ cốc nhiều năm Trong nhóm cây ngũ cốc lấylúa mỳ làm tiêu chuẩn và khi có nhiều loại cây thì dùng hệ số quy đổi ra lúa mỳ.

Ở Mỹ sử dụng 2 phương pháp đánh giá đất đai: (1) Phương pháp đánh giá đất đaitong hợp Phương pháp này chia lãnh thổ thành các t6 hợp đất (don vị đất dai) và tiễnhành đánh giá đất theo năng suất bình quân của cây trồng trong nhiều năm (thường trên10 năm) và chú ý đánh giá đất cho từng loại cây trồng, qua đó xác định mối tương quangiữa đất và các loại cây trồng và đề ra các biện pháp tăng năng suất; (2) Phương phápđánh giá đất đai từng yếu tố Thống kê các yếu tố tự nhiên của đất (thành phần cơ giới,

dinh dưỡng, địa hình ) dé xác định tính chất và phương hướng sử dung dat, qua đóxác định hạng đất, đồng thời cũng thống kê các yếu tổ kinh tế chi phối tới sản xuất (chi

phí sản xuất, tổng hợp lợi nhuận, lợi nhuận thuần túy ) lấy lợi nhuận tối đa dé làm

mốc so sánh các loại đất khác nhau (dẫn theo Bùi Tân Yên, 2001).

Nhận thức được ý nghĩa, tam quan trọng của công tac DGDD trong việc quảnlý, sử dụng, cải tạo và bảo vệ được nguồn tai nguyên đất, từ những năm 70 của thế20, FAO đã tập hợp nhiều nhà khoa học của nhiều nước trên thế giới để tập trungnghiên cứu nhằm xây dựng một phương pháp DGDD chung, dung hòa và phát huyđược các ưu điểm của các phương pháp đánh giá đất đai khác nhau trên thế giới và đềra phương pháp đánh giá đất đai dựa trên cơ sở phân loại đất đai thích hợp “Landsuitability classification” Cơ sở của phương pháp này là sự so sánh giữa yêu cầu sử

22

dụng đất với chất lượng đất gắn với phân tích các khía cạnh về kinh tế - xã hội - môitrường dé lựa chọn phương án sử dụng đất tối ưu (FAO, 1976) Phương pháp này làcơ sở cho việc quy hoạch sử dụng đất theo quan điểm sinh thái và phát triển lâu bềnvà đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng.

Vận dụng các phương pháp nghiên cứu, đã có rất nhiều tác giả đề cập đến việcxác định các yếu tố hạn chế trong đất trồng đối với từng cây trồng cũng như đối vớitừng loại đất nói riêng.

Theo Buringh (1979), yếu tố hạn chế chính của đất phát triển trên bazan là lândễ tiêu, tiếp đến là kali và lưu huỳnh; sự thiếu hụt lân dé tiêu đến mức trở thành yếutố hạn chế là do trong đất bazan giàu sesquyoxyt nên lân dé tiêu dé bị có định mặc dùđá bazan khi phong hóa cho ra đất giàu lân Ngoài ra, đất bazan dùng trong trồng trọtcòn bị hạn chế bởi yếu tố kali, các nguyên tố trung lượng như canxi, magiê, lưuhuỳnh thậm chí còn thiếu cả silic nếu là trồng cỏ Một số nguyên tô vi lượng bị hòatan trong môi trường pH thấp như kẽm, mangan cũng có thé thiếu hụt, đôi khi lại làđộc tô đối với cây trồng.

Nghiên cứu về thoái hóa đất ở Nam và Đông Nam Châu Á cho thấy diện tíchđất bị thoái hóa vật lý chiếm 9% (không ké 21% thoái hóa do xói mòn đất) và thoáihóa hóa học chiếm đến 24%; sự thoái hóa của đất về mặt vật lý đồng nghĩa với việcbiến đôi tính chất vật lý của đất theo chiều hướng bắt lợi đối với sản xuất nông nghiệpvà được coi là yếu tố hạn chế; đất tầng mặt bị phá vỡ cấu trúc, rửa trôi sét, hình thànhtầng tích sét làm giảm khả năng thấm nước, đất kém tơi xốp, giữ nước, giữ dinh

dưỡng kém; sự thoái hóa của đất về mặt hóa học đồng nghĩa với việc làm suy giảmtính chất hóa học của đất đên mức cạn kiệt, làm suy giảm sức sản xuất của đất Tuy

nhiên các yếu tố hạn chế phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ, chế độ phân bón (G.W.J et

al., 1997).

Độ chua của đất là yếu tố tác động đến đặc điểm hóa tính, lý tính và sinh họcđất (Bradi N.C and R.R Weil, 2002), ở đất chua áp lực thâm thấu của bộ rễ bị kìmhãm, đặc biệt ở tầng đất có tỷ lệ Ca/Al thấp, dẫn đến sự phân bố bộ rễ nông hơn, vì

23

vậy quá trình sử dụng nước cũng như dinh dưỡng bị hạn chế, gây rita trôi dinh dưỡng(Goldman LL et al., 1989), trong đất chua, đặc biệt là chua do nồng độ AI? cao thìảnh hưởng rõ đến sự tăng trưởng của rễ và sự hút nước, gây hiện tượng thiếu dinhdưỡng và gây nên stress hạn cho cây trồng (Marschner H.,1991) Theo Huang et al.(1992) khi nồng độ nhôm trao đổi trong đất cao sẽ kìm hãm sự hấp thu Ca, Mg trongmàng tế bảo gây ra tình trạng thiếu Ca và Mg trong cây, đặc biệt là hiện tượng thiếu

mg rat ro.

Nghiên cứu về các yếu tố han chế năng suất của ngô trồng thuần ở bang Illinois(Mỹ) cho thấy sự sụt giảm năng suất ngô có sự tác động của các yếu tố như khảnăng cung cấp đạm của đất trồng (85%), lịch sử của vùng đất trồng thuần (97%) vàtác động của thời tiết (99%); những vùng đất có khả năng khoáng hóa đạm cao sẽcho năng suất cao hơn kể cả trong trường hợp không bón phân, thời gian trồngthuần ngô tỷ lệ thuận với khả năng sụt giảm năng suất ngô, năng suất ngô bị giảmlớn nhất trong những năm có thời tiết cực đoan khi mà hàm lượng đạm dễ tiêu trongđất bị hạn chế (Laura F.Gentry et al., 2013).

Trồng cà phê trong 20 năm thì hàm lượng dinh dưỡng trong đất có xu hướnggiảm so với khi bắt đầu trồng mới từ đất rừng (Lumbanraja J et al., 1998), điềuđáng quan tâm là CEC, Ca giảm mạnh từ ở tầng 0-20 em, chứng tỏ chất lượng đấtđã bị suy giảm thì khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây cà phê bị hạn chế Nghiêncứu của Seila et al (2007) chỉ ra rằng: đất trồng cà phê sau một thời gian dài vàbước vào thời kỳ tái canh thì pH và lân dé tiêu có xu hướng giảm so với đất rừng vàtạo thành yếu tố hạn chế cho việc tái canh cà phê Nghiên cứu các yếu tô hạn chếđến sản xuất cà phê ở Uganda đã cho thấy (N.Wang et al., 2015): Dat nghèo dinhdưỡng (đặc biệt là kali) và khả năng che phủ đất kém là nguyên nhân gây ra sự matnăng suất của cà phê Robusta trồng ở khu vực phía Bắc; đặc tính đất bat lợi (pH đấtvà hàm lượng lân cao) và số lượng cây che bóng quá mức là những yếu tố hạn chếnhất đối với cà phê Arabica ở phía Đông; hàm lượng magiê trong đất cao ảnhhưởng đến năng suất cà phê bị hạn chế ở vùng Tây Nam; đất nghèo dinh dưỡng(đặc biệt là lân và kali) và mật độ trồng cây cà phê thưa là những hạn chế năng suất

24

ở phía vùng Tây Bắc Bên cạnh đó sự sụt giảm lượng mưa theo mùa xảy ra ở TâyNam là một hạn chế đáng kê đối với sản xuất cà phê Arabica, trong khi lượng mưaquá nhiều trong toàn bộ vụ mùa vụ liên quan đến việc giảm sản lượng ở các vùngĐông và Tây Bắc.

Nghiên cứu các yếu tố hạn chế đối với năng suất mia tại những vùng đất đỏ ởQuảng Đông (Trung Quốc) đã chỉ ra rằng: khi bón phân kali kết hợp voi Mg và Skhông những làm tăng năng suất đáng ké từ 80-140 tắn/ha mà còn tăng hàm lượng

chữ đường trong mía, kết quả nghiên cứu cho rằng năng suất mía có tương quan vớilượng kali trong đất rất chặt (r=0,979) (Hongwei TAN et al., 2005) Theo SolomonErifo et al (2016), thành phan cơ giới của dat, chi phi đầu vào cho việc chuẩn bị dattrồng và các yếu tổ dinh dưỡng như DAP, Ure có tác động đến năng suất mía ởWondo Genet, Ethiopia với hàm hồi quy có ty lệ 1% và trình độ học van, chi phí lao

động có tỷ lệ 5%.

1.2.3 Nghiên cứu giải pháp khắc phục các yếu to hạn chế của đất

Đề hạn chế quá trình thoái hoá đất và phục hồi đất thoái hóa, trên thế giới đãcó nhiều nghiên cứu và đưa ra những biện pháp như: sinh học, hóa học, canh tác, Trong đó biện pháp hóa học là rất quan trọng Theo tính toán của IFPRI (1996),80% sản lượng cây trồng tăng trên thế giới nhờ vào việc tăng năng suất, trong đóphần lớn do đóng góp của phân (Nguyễn Văn Bộ và cs., 2003) Rõ ràng, nền nôngnghiệp thâm canh đã chuyên han từ sản xuất “dựa vào đất” sang sản xuất “dựa vàophân bón” Phân hóa học cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiếtmà đất không đủ khả năng đáp ứng, đồng thời góp phần vào việc duy trì độ phìnhiêu đất trong quá trình canh tác Do vậy, một chế độ cung cấp dinh dưỡng hợp lýcho cây trồng trên đất bị thoái hóa sẽ vừa làm tăng năng suất vừa duy trì và cải thiệntính chất đất.

Nguyen Van Bo et al (2003), cho răng trong nền nông nghiệp dựa vào phân.bón, bón phân cân đối phải là nền tảng của tất cả các hoạt động, vì sử dụng phân

bón mat cân đối có thé dẫn tới thoái hoá đất và giảm sức sản xuất của đất Theo

25

nghiên cứu, đạm là yếu tố đinh dưỡng phổ biến nhất, vì vậy bón đạm dẫn đến tăngnăng suất rất lớn Nhưng bón đạm không đóng góp vào việc tăng cường độ phì dat,ngược lại sử dụng đạm không cân đối hiện là yếu tố lớn gây ra sự cạn kiệt dinh

dưỡng trong đất.

Vùi phế phụ pham và phân hữu cơ cũng là một trong những biện pháp nâng caonăng suất cây trồng và bảo vệ đất Theo Achim Dobermann and Thomas Fairurst(2000), thân lá lúa vào thời kỳ lúa chín chứa 40% tổng lượng dam, 80-85% tônglượng kali, 30-35% tổng lượng lân và 40-45% tổng lượng lưu huỳnh mà cây hútđược Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp kali, silíc và kẽm cho cây trồng.Vùi phụ phẩm với lượng 5 tắn/ha đã làm cho hàm lượng các bon hữu cơ tổng số trongdat tăng 5,0-5,5 g/kg đất; hàm lượng lân dễ tiêu tăng 30-40 kg/ha và kali dé tiêu tăng

150-160 kg/ha (Gangwar KS et al., 2005) Theo Dierlf, Fairhurst và Mutert (2001)

thêm chất hữu cơ vào đất đã làm giảm độ độc của nhôm, do bón 1 tan chất hữu cơtươi tương đương với hiệu quả của 100 kg vôi Bon phân xanh và vùi phụ phẩm câytrồng vào đất đều làm tăng năng suất cây trồng và cân bằng dinh dưỡng trong đất.Bon 1,5 tan phân xanh sau 5 vụ làm tăng năng suất 20-26% Phân xanh và rơm ra đã

làm tăng 457 kg N và 60 kg P2Os/ha/nam (Whitbread et al., 2003) Nghiên cứu cua

Sánchez-de León et al (2006) cho thấy bón phân hữu cơ từ vỏ cà phê đã xử lý (20tan/ha) đã làm tăng lượng giun dat, tăng sinh khối của vi sinh vật đất và do vậy gópphần cải thiện được tính chất lý, hóa học đất, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt,

đê kháng được các loại sâu bệnh.

Theo FAO (1983) trên toàn thế giới có khoảng 1 tỷ 476 triệu ha đất nôngnghiệp, trong đó đất dốc ở vùng đồi núi chiếm khoảng 65,9% và có khoảng 544 triệuha đất canh tác mat khả năng sản xuất do sử dụng đất không đúng cách Dé bảo đảmnhu cầu về nông sản cho con người trên trái đất, ngoài việc nghiên cứu hướng thâmcanh, tăng vụ trên cơ sở bố trí các hệ thống cây trồng tối ưu ở các vùng đất bằng, xuhướng hiện nay trên thế giới là tập trung nghiên cứu, khai thác đất nông nghiệp ởvùng đôi núi theo hướng đa dạng hóa cây trồng và bảo vệ đất canh tác trên đất dốc déphát triên bền vững.

26

Kỹ thuật canh tác nông nghiệp trên đất đốc (SALT- Slope Agricultural LandTechnology) là hệ sinh thái canh tác nhằm sử dung đất dốc được bền vững đã đượcTrung tâm Đời sống nông thôn Minđanao (Philippin) tổng kết, hoàn thiện và pháttriển từ năm 1970, đã có một số mô hình tông hợp về kỹ thuật canh tác nông nghiệpđất dốc bền vững được ghi nhận và ứng dụng tại Việt Nam (dẫn theo Nguyễn Xuân

Hải, 2016):

+ Mô hình SALT 1: Mô hình này bố trí trồng những băng cây ngắn ngày xenkẽ với những băng cây dài ngày sao cho phủ hợp với đặc tính và yêu cầu đất đai củacác loài cây đó và đảm bảo thu hoạch đều đặn Các băng này được trồng theo đườngđồng mức, giữa những băng cây trồng chính rộng 4-6 m còn có những băng hẹptrồng cây cô định đạm dé giữ đất chống xói mòn, làm phân xanh hoặc lấy gỗ Câycố định đạm được trồng dày theo hàng đôi, khi cây cao 1 m thì cắt bớt cảnh, lá xếpvào gốc Cơ cau cây trồng trong mô hình thường là 75% cây nông nghiệp, 25% cây

lâm nghiệp (trong cây nông nghiệp thì 50% là cây hàng năm, 25% là cây lâu năm).

Đây là mô hình canh tác đất dốc đơn giản, người nông dân có thể thu nhập cao hơngap 1,5 lần so với cách trồng sắn thông thường Kỹ thuật này làm giảm xói mòn50% so với hệ thống canh tác vùng cao theo tập quán.

+ Mô hình SALT 2- Mô hình kỹ thuật nông súc kết hợp đơn giản: ở mô hìnhnày người ta bố trí trồng trọt kết hợp với chăn nuôi bang cách dành một phan đấttrong mô hình để canh tác nông nghiệp cho chăn nuôi Việc sử dụng đất dốc đượcthực hiện theo phương thức nông - lâm - súc kết hợp Ở Philippin người ta thườngnuôi dé dé lấy thịt, sữa Một phần diện tích khác được dành dé trồng cỏ và cây làm

thức ăn cho dé.

+ Mô hình SALT 3 - Mô hình kỹ thuật canh tác nông - lâm kết hợp bền vững:Mô hình kỹ thuật canh tác này kết hợp một cách tổng hợp việc trồng rừng qui mô

nhỏ với việc sản xuất lương thực, thực phẩm Cơ cau sử dụng đất thích hợp là 40%

dành cho nông nghiệp và 60% cho lâm nghiệp Bằng cách đó đất đai được bảo vệ cóhiệu quả, đồng thời cung cấp được nhiều lương thực, thực phẩm, gỗ củi và các sảnphẩm khác, tăng thu nhập cho nông dân Thực chất mô hình này cũng là sự điều hoà

27

phối hợp và mở rộng qui hoạch hợp lý các mô hình trên nhưng có sự chú trọng đặcbiệt tới phát triển rừng Mô hình này có thé mở rộng cho một hộ có qui đất đaitương đối rộng (khoảng 5-10 ha) trên nhiều dạng địa hình hay qui mô lớn hơn cho

các vật dụng cân thiệt khác.

Có rất nhiều biện pháp có thể làm lồng ghép trong suốt quá trình từ phát hoang,làm đất đến chăm sóc, thu hoạch Canh tác theo đường đồng mức, trồng trong rảnh,

trồng trong hồ, tạo bồn, phủ dat, tủ gốc, x01 xáo, làm cỏ, sắp xếp cơ cau cây trồng,

lên lịch gieo trồng, thu hoạch.

Biện pháp kỹ thuật canh tác rất hiệu quả đề giữ đất, giữ nước và cải thiện độ phìnhiêu của đất, tại các vùng núi của nhiều nước đã được triển khai và áp dụng, kỹthuật này có tên gọi bằng tiếng Anh là DMC-System (Direct seeding Mulch-basedCropping-System), có nghĩa là gieo hạt cây trồng trực tiếp qua tàn dư thực vật và rơmrạ từ vụ trước, không cày xới đất, ít tác động đến cấu trúc đất, trên bề mặt đất thường

xuyên có lớp tàn dư thực vật che phủ.

Các phương thức canh tác truyền thống của nông dân (chặt, đốt, cày bừa trênvùng đất có độ dốc cao) đã ảnh hưởng lớn đến sử dụng đất và đây nhanh quá trình xói

mòn dat, lam mat khả năng giữ dat giữ nước va mat cân băng của hệ sinh thái trong

28

đất Nhiều nước trên thế giới đã áp dụng mở rộng triển khai kỹ thuật này vào sản xuất

nông nghiệp.

Nguyên tắc của DMC là mô phỏng từ mô hình vòng tuần hoàn hệ sinh thái củarừng tự nhiên Trong tự nhiên, sự sinh trưởng của thực vật là một hệ thống can bangsinh thai; trong điều kiện rừng tự nhiên không có ai chăm bón nhưng rừng van có sựphát triển tái tạo, bởi vì trong hệ thống của rừng hầu hết các chất dinh dưỡng đượcgiữ lại trong đất Như vậy, DMC cũng là một hệ sinh thái bền vững với năng suấtsinh khối lớn của mùn (chất hữu co) trong đất, thậm chí trên đất nghèo Kỹ thuật canhtác DMC được thực hiện toàn thế giới (năm 2005 có diện tích hơn 95 triệu ha) trongđó hơn 84% đã được thực hiện ở Nam Mỹ và Bắc Mỹ.

More than 1.4

AfricaBrazil 23.4

Paraquay 1.5 Madagasca

Argentina 17.0 Australia 9.0

Nguồn: PRONAE, 2010Hình 1.2 Phân bo và áp dung kỹ thuật DMC-System (triệu ha)

Tại tỉnh Sayaboury (CHDCND Lào) kỹ thuật DMC được triển khai thực hiệntừ năm 2003 và được chấp nhận, áp dụng vảo việc canh tác của các địa phương Từkết quả thực hiện kỹ thuật DMC giai đoạn 2006 - 2010 (05 năm) tại 04 huyện phíaNam của tỉnh đã cho thấy, áp dung kỹ thuật DMC có thé giảm tới 60 - 70% lượng đấtbị xói mòn và giúp năng suất cây trồng tăng từ 18 - 25% (PRONAE, 2010) Tại cáctỉnh miền núi phía Bắc của Lào, kỹ thuật này, thường được áp dụng trong canh tác

băng cách luân canh hoặc xen canh với các loại cây họ đậu và các loại cỏ chăn nuôi

29

để có hiệu quả cao hơn (tăng năng suất cây trồng và cải tạo độ phì nhiêu của đất)

(Tivet E et al., 2008).

Trong một vùng đất nguyên khi chưa có sự tác động của sản xuất nôngnghiệp, đất đưới thảm thực vật tự nhiên, chu trình sinh địa được điều khiến bởi cácyếu tố tự nhiên liên kết với nhau như khí hậu, loại đất, đá mẹ, địa hình, thảm thựcvật và sinh vật sẽ luôn có một vòng tuần hoàn đề tự hệ thống giữa đất và rừng câytự nhiên có thé duy trì một cách cân bằng động lâu dài mà con người không cần canthiệp đến (bón phân, tưới nước, trừ sâu) Như vậy, nông nghiệp bảo tồn cũng đãchứng minh tiềm năng để đáp ứng mục tiêu này thông qua việc thiết kế sử dụng đấtvà thúc đây cân bằng của môi trường sinh thái đất vào hệ thống sản xuất nông

nghiệp có hiệu qua (Lucien Séguy, 2012).

1.3 NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VE CÁC VAN ĐÈ LIÊN QUAN1.3.1 Nguyên nhân xuất hiện các yếu tố hạn chế trong đất Việt Nam

1.3.1.1 Xuất hiện yếu tổ hạn chế trong đất do quá trình hình thành dat tự nhiên

Theo phân loại của Ban Biên tập Bản đồ Đất Việt Nam (1976) thì nước ta có14 nhóm với 33 loại đất Đất đỏ vàng feralit có diện tích lớn nhất là với trên 17,6triệu ha (chiếm 53% diện tích tự nhiên), tiếp sau là Đất phù sa 3,4 triệu ha (10%),Dat mun vàng đỏ trên núi 3,2 triệu ha (9%), Đất xám bạc màu 2 triệu ha (6%), Đấtphèn 1,8 triệu ha (5%), Dat mặn xấp xi 1 triệu ha (3%), Dat cát khoảng 0,6 triệu ha(2%), các loại đất còn lại chiếm diện tích không đáng ké Hau hết các loại đất củanước ta xét ở điều kiện phát sinh và hình thành đất (bản chất đất) đều là các loại đất

“có vấn đề”.

Phơ-rit-lan (1973), khi nghiên cứu về đất và vỏ phong hóa miền Bắc Việt Namđã cho rằng quá trình hình thành đất nhiệt đới ở miền Bắc Việt Nam đã tạo ra nhómđất feralit vùng đồi núi có những tính chất rất đặc trưng như chua, nhiều hyđroxytsắt nhôm, khoáng sét chủ yếu là caolinit, đất có khả năng trao đổi cation thấp, Những tính chất này được hình thành chủ yếu là do đá mẹ (nghèo kiềm), đặc điểmthời tiết khí hậu (nóng, âm) làm tăng nhanh quá trình phong hóa, làm cho quá trình

30

khoáng hóa nhanh hơn mùn hóa dẫn đến tỷ lệ mùn trong đất thường thấp, chưa kêsự thống trị của quá trình fulvat hóa so với humat hóa Mưa nhiều với cường độ caodẫn đến xói mòn, rửa trôi tầng đất mặt, mất đi các cation Thái Phiên và Nguyễn TửSiêm (1999), đã đưa ra các biểu hiện về sự thoái hóa đất đồi núi như sau: xói mònvà rửa trôi, giảm khả năng trao đổi hấp phụ và độ no bazơ, tăng độ chua, tăng hàmlượng sắt nhôm di động và khả năng cố định lân, suy giảm cấu trúc đất, tăng độchặt, giảm khả năng thâm nước và giữ âm của đất, và ô nhiễm đất.

Lê Duy My (1991), cho rằng YTHC đối với sản xuất nông nghiệp của đất xámbạc màu là thành phần cơ giới nhẹ, dễ bị rửa trôi chất dinh dưỡng, hàm lượng chấthữu cơ và các chất đinh dưỡng khác đều nghèo, khả năng trao đôi cation thấp, đặcbiệt là hàm lượng kali rất thấp, thua kém các loại đất phủ sa khác 6-7 lần Đối với đất

cát ven có rất nhiều YTHC đối với sản xuất nông nghiệp như độ âm, thành phần cơgiới và hàm lượng dinh đưỡng trong đất (Nguyễn Thị Dần và Trần Thúc Sơn, 1990).1.3.1.2 Xuất hiện yếu to hạn chế do thiếu hụt chất dinh dưỡng trong đất

Hầu hết các loại đất vùng đồng bằng Việt Nam có tính chất lý, hóa học phù hợpvới yêu cầu của canh tác lúa Số liệu phân tích đất của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

(2011) cho thay đất phù sa sông Hồng có thành phan cơ giới thịt trung bình đến nang;đất trung tính đến hơi chua, hàm lượng OC và các chất dinh dưỡng N, P, K trung bìnhđến khá Tuy nhiên, do chế độ canh tác thay đổi, việc sử dụng các giống mới năngsuất cao, khả năng hút dinh dưỡng trong đất lớn và việc không hoàn trả hoặc hoàn trảkhông cân đối là một trong những nguyên nhân dẫn tới thiếu hụt, hình thành cácYTHC trong đất (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2011) Theo Nguyễn Vy (1998),lượng chất dinh dưỡng do thóc và rom ra đã lay đi từ dat (kg/ha trong 2 vụ) của cácgiống lúa mới cao gấp 2-3 lần giống lúa cũ.

Trong các yếu tố hóa học, yếu tố hạn chế được nhiều nghiên cứu xác định làsuy giảm hữu cơ, theo Lương Đức Loan (1991), đất mới khai hoang từ rừng có hàm

lượng hữu cơ từ 5-6%, nhưng sau 4-5 năm canh tác thì lượng hữu cơ chỉ còn 2-3%.

Khi hàm lượng hữu cơ trong đất giảm sẽ dẫn đến hàng loạt các tính chất của đất

31

cũng bị thay đôi theo hướng bat lợi cho quá trình sinh trưởng, phát triển cũng nhưnăng suất cà phê (Trình Công Tư, 1999) Sau yếu tố hạn chế về hữu cơ, thì hàmlượng lân được coi là yếu tố hạn chế trong đất trồng cà phê (Lương Đức Loan 1991;Tôn Nữ Tuấn Nam, 1995) Nguyễn Tử Siêm (1990), cho rằng lân dễ tiêu thấp đã trởthành yếu tố hạn chế đến sinh trưởng va năng suất cà phê trên đất bazan Phủ Quy,Nghệ An (dẫn theo Nguyễn Tiến Sỹ, 2010) Theo Nguyễn Tiến Sỹ (2010) nhóm đấtđỏ phát triển trên đá bazan trồng cà phê tỉnh Đăk Nông đang có dấu hiệu bị thoáihóa, đất nghèo lân dễ tiêu, hàm lương kali tổng số va kali dé tiêu đều ở mức nghèo,khả năng có định kali cũng rất thấp.

Nghiên cứu của Hoàng Trọng Quy và cs (2014), cho thấy một trong nhữngnguyên nhân hạn chế năng suất và chất lượng mía ở vùng ĐBSCL được cho là dosự xuất hiện của các yếu tố hạn chế (YTHC) độ phì nhiêu đất Các yếu tố này hìnhthành trong quá trình sử dụng đất lâu dài, dưới tác động của chế độ sử dụng phânbón, canh tác chưa hợp lý, dẫn đến thiếu hụt một số nguyên tố dinh dưỡng trongđất, hay tích lũy trong đất một số nguyên tô gây độc cho mía Yếu tố mang tính hạnchế duy nhất của đất đối với mía ở vùng ĐBSCL là thành phần cơ giới, ngoài ra còncác yếu tô cũng cần được chú ý khi canh tác mía như là: đất chua, nghèo bazơ vàcác cation trao đổi

1.3.1.3 Xuất hiện yếu tố hạn chế do tích lũy độc tổ mới trong đất

Một trong những YTHC đối với đất sản xuất nông nghiệp mới được đề cậpnhiều trong thời gian gần đây là tích luỹ kim loại nặng trong đất, do ảnh hưởng củacác khu công nghiệp, nước thải sinh hoạt hoặc do ảnh hưởng của chế độ canh tác(Phạm Quang Hà và cs., 2005; Hà Mạnh Thang va Pham Quang Hà, 2005) Nguyênnhân ô nhiễm đất cũng có thê đến từ việc sử dụng phân bón, sử dụng các loại phânđộng vật hay phân bắc không qua xử lý dễ dẫn đến việc lan truyền các loại vi khuẩngây bệnh Sử dụng phân đạm quá nhiều sẽ gây phú dưỡng nguồn nước, mất đạmdang NH, N2O, góp phan gây hiệu ứng nhà kính, và còn làm tăng hàm lượngnitrat trong nông san Bon quá nhiều lân cũng gây phú dưỡng nước ngầm và nước

mặt, ảnh hưởng đến nuôi trồng thuỷ sản.

32

Đất bị thoái hóa do bị ô nhiễm chất độc do các hoạt động khác của con ngườinhư rác thải và nước thải sinh hoạt và công nghiệp, nước thải của chế biến thựcphẩm, làng nghé Nhiều diện tích đất sản xuất nông nghiệp và thủy sản quanh cáckhu dân cư, khu công nghiệp và sản xuất làng nghề bị thoái hóa do ô nhiễm chấtđộc, trở thành các cánh đồng hoang, bãi đất trống Nguyên nhân gây thoái hóa đấtnày còn gây độc cho con người và sinh vật khi ăn sản phẩm và uống nước ở khuvực đất và nước bị ô nhiễm Đặc biệt nghiêm trọng khi đất bị nhiễm kim loại nặngvượt ngưỡng cho phép của tiêu chuẩn đo lường quốc gia Hiện tượng ô nhiễm đấtdo chất thải gây độc sẽ là những nỗi đe dọa và gây hậu quả rất lớn đến khả năngsản xuất của đất và đặc biệt đến sức khỏe con người: sinh bệnh, gây mùi hôi thối,

nước bân, mât cảnh quan sinh thái.

Tại Quảng Trị và một số tỉnh miền Trung, do hậu quả Mỹ rải chất độc màu dacam chứa dioxin từ thời chiến tranh đã tàn phá một diện tích lớn rừng trên vùng đồinúi và rừng ngập mặn ven biển Cho đến nay, vẫn còn khá nhiều diện tích đất đồinúi hoang hóa chưa được phục hồi thành rừng mà chỉ là những sườn đồi cỏ tranhvà cây bụi lúp xúp Sự suy thoái đất này cũng thuộc về nguyên nhân hủy hoại sự

song của dat do chất độc hóa học (dẫn theo Nguyễn Xuân Hải, 2016).1.3.1.4 Xuất hiện yếu tổ hạn chế do tác động của biến đổi khí hậu

Việt Nam là một trong những quốc gia chịu thiệt hại nhất của biến đổi khí hậudo nước biển dâng Theo Đào Xuân Học (2009) địa hình vùng ĐBSCL thấp(khoảng 1,5 m) nên việc mất đất canh tác và diện tích đất canh tác nhiễm mặn donước biển dâng lên là rất lớn, nếu nước biển dâng lên 1 m thì khoảng 40% diện tíchđất vùng ĐBSCL sẽ bị mất Bên cạnh nước biển dâng, biến đổi khí hậu còn kéotheo hiện tượng khô hạn, nhiệt độ tăng cao, sẽ dẫn đến hiện tượng bốc mặn, bốcphèn, làm tăng diện tích đất mặn và đất phèn hoạt động.

Mưa liên tục, cường độ lớn, gây lũ quét, rửa trôi xói mòn trên vùng đôi núi vangập úng ở vùng thâp trũng Nước ta năm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng âm,

mưa lớn nên hiện tượng thoái hóa đất do nguyên nhân này rất phô biến Trên vùng

33

đất dốc xói mòn rửa trôi mạnh sẽ tạo nên đất xói mòn trơ sỏi đá hoặc mất lớp đấtmặt với tầng mùn/hữu cơ Ngược lại, tại những vùng thấp trũng ngập nước liên tụcsẽ tạo nên các loại đất lầy thụt, úng trũng, chỉ thích hợp với các loại thực vật thủysinh Cả hai loại đất suy thoái này đều có hại cho sản xuất, thậm chí không còn khả

năng sản xuất nông nghiệp.

Khô hạn, nóng kéo dài: cây trồng không sinh trưởng, phát triển được, dẫn đếnđất bị hoang mạc hóa, đất trồng, đổi núi trọc Ở một số vùng cộng với khí hậu khô

nóng lục địa, đất bị sa mạc hóa Hiện tượng đất bị hoang mạc hóa và đất trống đồi

núi trọc là phô biến ở nước ta.

Một số vùng đồi với khí hậu hai mùa mưa và khô cộng với đất bị mất thảmthực vật sẽ dẫn đến bị kết von đá ong hóa Diện tích đất bị kết von hóa ở nước takhá phổ biến, tang đất mặt mỏng, lẫn nhiều kết von, độ phi rất thấp, cây trồng sinhtrưởng, phát triển kém.

Tại một số vùng dat phù sa ven biển thường bị thoái hóa do bị mặn hóa và phènhóa Nếu đất phù sa ven biên không được sử dung trồng trọt liên tục thì vào mùa khôđất hoang, trống sẽ có hiện tượng bốc mặn, nghĩa là nước mặn theo mao quản trong đất

sẽ leo lên tầng đất mặt và khi bị bốc hơi nước sẽ đề lại một lượng muối, gây mặn cho

đất Tại một số vũng biển cũ, đất phù sa được hình thành trên các bãi sú vẹt cũ có chứa

khá nhiều lưu huỳnh - tầng bã chè tạo nên loại đất phèn vừa chua, vừa mặn, vừa chứa

nhiều chất độc là nhôm di động (AP*) (Đào Châu Thu, 2007).

1.3.2 Nghiên cứu các giải pháp khắc phục các yếu tô hạn chế trong dat trong

Đề khắc phục các YTHC độ phì nhiêu, tùy thuộc vào loại đất, các YTHC mà cócác biện pháp khắc phục khác nhau

1.3.2.1.Sử dụng phân bón và chế độ canh tác

Đã có khá nhiều nghiên cứu về phân bón, mức độ phân bón thích hợp, cáchbón cho các loại cây trồng, đặc biệt là lúa Kết quả nghiên cứu của Viện Thổnhưỡng Nông hóa (1995) cho rằng trên đất phù sa sông Hồng dé có năng suất caonên đầu tư 150-160 kg N phối hợp với 16 tan phân chuồng, 90 kg PzOs và 60 kg

34

K2O/ha, và dé nâng cao năng suất lúa không thé không bón phân hữu cơ cho đất kếthợp với bón phân khoáng Trên đất phù sa sông Thái Bình hiệu lực của phân kalikhá rõ, với một số giống lúa có thời gian sinh trưởng dai tỷ lệ N-P-K hiệu quả nhất

là 1-1-0,5 trên nền phân chuồng 10 tan/ha Trên đất lúa cao sản đồng bằng sôngCửu Long, sử dụng phân hữu cơ cho đất lúa có hiệu quả rõ rệt và các tác giả đã đềxuất một số công thức phân hữu cơ, vô cơ kết hợp tốt nhất cho lúa Kết quả thí

nghiệm N, P, K dài hạn trên lúa của Viện Lúa ĐBSCL được thực hiện từ năm 1986

tới nay cho thấy trong vụ hè thu, lân là yếu tố gia tăng năng suất cao nhất, kali bónở mức 90 kg KaO/ha cho năng suất tương đương với không bón, kết quả đồng nhất

ở cả 24 vụ Đông Xuân và 24 vụ hè thu (Phạm Sỹ Tân, 2005).

Đối với đất xám bạc màu, có nhiều biện pháp kỹ thuật được đưa ra như nângcao khả năng trao đôi cation bằng phân bón, thay đổi thành phan cơ giới bằng cáchbổ sung sét, cày sâu không lật, tưới nước phù sa, tăng hàm lượng hữu cơ trong đấtbằng bón phân hữu cơ, vùi phụ pham, Vai phế phụ phẩm làm tăng đáng ké hamlượng kali trong đất, cải tạo tính chất đất và nâng cao năng suất cây trồng Bón 40-70% phê phụ pham cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau làm tăng năng suất 4-21% (Trần Thị Tâm và Đảo Trọng Hùng, 2010) Bon Ca va Mg cho lúa cũng chohiệu lực khá rõ, đặc biệt là ở vụ xuân, Mg giúp cho cây chịu rét tốt hơn và hồi xanhsau khi cấy nhanh hơn (Lê Văn Tiềm và cs., 1995) Theo Nguyễn Như Hà và cs.(2008) trên đất xám bạc màu phối hợp bón đồng thời các nguyên tô S, Ca, Mg, Si

với N, P, K có tác dụng rõ rệt tới sinh trưởng của cây lúa, làm giảm sâu bệnh và

tăng năng suất lúa (14-16%), tăng hiệu suất sử dụng phân bón (45-70%) ở cả 2 vụ

xuân và mùa.

Đối với đất đổi núi, trong nhiều năm trở lại đây có rất nhiều nghiên cứu về ápdụng bón phân cho các loại cây trồng trên đất đốc Theo Đậu Cao Lộc và cs (1998)khi nghiên cứu về hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật canh tác trên đất dốc mạnhvùng Hòa Bình cho biết: được đầu tư phân bón mức 30 N + 60 PzOs + 60 K›O/hakết hợp trồng băng chắn, năng suất sẵn tăng 130% so với canh tác thông thường củangười dân (388,2 tạ/ha so với 299,7 tạ/ha) và tăng 116% so với chỉ trồng băng chắn

35

(388,2 tạ/ha so với 347,3 tạ/ha) Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Trường vàNguyễn Quốc Hải (2005) cho rằng trên nương định canh (2 vụ/năm) có băng câyxanh kết hợp đầu tư phân bón (45kgN + 45kgPzOs + 60kgK2O/ha cho lúa và 30kgN+ 60kgP2Os + 60kgK2O/ha cho đậu tương) năng suất cây trồng tăng: Lúa (12-85%,trung bình tăng 40%/vụ), đậu tương (22-33%, trung bình tăng 28%/vu) và lượng đất

xói mòn giảm 10-20%, trung bình giảm 12%/năm (Nguyễn Văn Trường và Nguyễn

Quốc Hải, 2005).

Kết quả nghiên cứu của Thái Phiên và cs (1996) về bón phân cho một số câytrồng trên đất đồi ở Phủ Quy (Nghệ An) và Kim Béi (Hòa Binh) đã cho thấy bónphân cho lạc trên đất bazan và đất phiến thạch cho hiệu quả cao, tăng năng suất 24-

145% trên đất bazan và 11-71% trên đất phiến thạch so với không bón phân.

Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp tủ gốc và thời điểm tủ gốc giữ âm đến sinhtrưởng và phát triển cà phê chè tại Tây Bắc cho thấy: Phương pháp tủ dọc theo hàng càphê có khả năng sinh trưởng phát triển cho năng suất cao hơn so với tủ xung quanhgốc Phương pháp tủ dọc theo hàng cà phê cho năng suất nhân/ha tại Sơn La là 1,93tan, tại Điện Biên là 1,96 tan cao hơn so với tủ quanh gốc 0,5 - 1,5 tấn và cao hơn sovới không tủ từ 0,23 - 0,27 tan Bon vỏ quả cà phê đã qua xử lý đạt hiệu quả gần tươngđương với phân chuồng; khi bón 2 loại kết hợp 15 kg ZnSO¿ và 20 kg H:BO¿ vớilượng bón (250kg N + 100 kg P2Os + 300kg K2O/ha) sẽ cho tốc độ sinh trưởng cũngnhư năng suất của cây cà phê chè cao nhất (Vũ Hồng Tráng, 2013).

Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm (1994), Lê Quốc Doanh và cs (2009) đềukhang định vai trò không thé thay thé được của các biện pháp sinh học trong việcngăn chặn và phục hồi sự thoái hóa của đất đốc và dùng cây che phủ đất có hiệu quacao nhất Khi sử dụng các nguồn hữu cơ phủ đất, thì ngoài tác dụng làm tăng hàm

lượng hữu cơ trong đất, giảm xói mòn, nó còn có tác dụng giữ 4m va hạn chế cỏ dại

cho đất giúp bảo vệ đất và tăng năng suất cây trồng Theo Nguyễn Thị Dan va TháiPhiên (1999) thì khi được che phủ bằng thực vật khô (quỳ dại, thân ngô, cỏ khô)lượng 5 kg cho mỗi gốc ca phê đã làm tăng độ ẩm đất 7 - 10% so với đối chứng, dovậy làm tăng năng suất cà phê Trên đất đỏ bazan (Buôn Ma Thuột) nếu sử dụng

36