<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM </b>

Người hướng dẫn: PGS. TS. Đào Châu Thu TS. Cao Việt Hưng

<b>HÀ NỘI – 2023</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI CAM ĐOAN </b>

Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.

Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ nguồn gốc rõ ràng.

<i>Hà Nội, ngày tháng năm 2023 </i>

<b>Tác giả luận án </b>

<b>Nguyễn Thị Bích Thủy </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

Trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.

Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đào Châu Thu và TS. Cao Việt Hưng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Khoa học đất, Khoa Tài nguyên và Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tơi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận án.

Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, cán bộ, giảng viên và sinh viên Viện Nông nghiệp - Tài nguyên, Trường Đại học Vinh, lãnh đạo và cán bộ Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ, Sở Tài nguyên và Môi trường Nghệ An, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thơn Nghệ An, phịng Nơng nghiệp và Phát triển nơng thôn cùng các hộ nông dân trên địa bàn huyện Nghi Lộc đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.

Tơi cũng xin chân thành cảm ơn chương trình đào tạo nghiên cứu sinh theo Đề án 911 của Bộ giáo dục và Đào tạo đã hỗ trợ tơi một phần kinh phí giúp tơi thuận lợi trong việc triển khai và thực hiện đề tài nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tơi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận án./.

<i>Hà Nội, ngày tháng năm 2023 </i>

<b>Tác giả luận án </b>

<b>Nguyễn Thị Bích Thủy </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

1.1. Tính cấp thiết của đề tài ... 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ... 3

1.2.1. Mục tiêu tổng quát ... 3

1.2.2. Mục tiêu cụ thể ... 3

1.3. Phạm vi nghiên cứu ... 4

1.4. Những đóng góp mới của luận án ... 4

1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ... 5

2.2.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới ... 24

2.2.2. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam ... 28

2.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Nghệ An ... 29

2.3. Nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ trong canh tác ngô ... 31

2.3.1. Nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ trong canh tác ngô trên thế giới ... 35

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

2.3.2. Nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ trong canh tác ngô ở Việt Nam ... 42

2.4. Nhận xét rút ra từ tổng quan và định hướng nghiên cứu của luận án ... 48

<b>Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ... 50</b>

3.1. Địa điểm nghiên cứu ... 50

3.2. Thời gian nghiên cứu ... 50

3.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu ... 50

3.3.1. Đối tượng nghiên cứu ... 50

3.3.2. Vật liệu nghiên cứu ... 50

3.4. Nội dung nghiên cứu ... 52

3.5. Phương pháp nghiên cứu ... 53

3.5.1. Điều tra thu thập số liệu ... 53

3.5.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng ... 53

3.5.3. Phương pháp xây dựng mơ hình thử nghiệm ... 59

3.5.4. Phương pháp lấy mẫu và đo đếm các chỉ tiêu nghiên cứu ... 60

3.5.5. Phương pháp trồng, chăm sóc và thu hoạch ngơ ... 63

3.5.6. Phương pháp xử lý số liệu ... 65

<b>Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ... 66</b>

4.1. Nghiên cứu phân bố, hiện trạng dụng đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 66

4.1.1. Hiện trạng phân bố đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 66

4.1.2. Hiện trạng sử dụng nhóm đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 68

4.1.3. Hệ thống cây trồng trên nhóm đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 69

4.1.4. Thực trạng sản xuất ngô trên vùng đất cát biển ... 73

4.2. Điều tra thực trạng và xác định yếu tố hạn chế trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 74

4.2.1. Thực trạng sản xuất và sử dụng vật liệu hữu cơ trong canh tác ngô trên đất cát biển ... 74

4.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến canh tác ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 78

4.2.3. Một số nhận xét rút ra từ kết quả điều tra các yếu tố ảnh hưởng đến canh tác ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 86

4.3. Nghiên cứu xây dựng thí nghiệm nguồn vật liệu hữu cơ, cây trồng xen và vật liệu che phủ trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 89

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

4.3.1. Đánh giá ảnh hưởng các loại phân hữu cơ trong sản xuất ngơ trên đất cát

4.4. Xây dựng mơ hình và đề xuất giải pháp sử dụng vật liệu hữu cơ cho cây ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 125

4.4.1. Xây dựng mơ hình từ các kết quả nghiên cứu trồng ngô trên đất cát biển

<b>Danh mục các cơng trình cơng bố có liên quan đến luận án ... 137</b>

<b>Tài liệu tham khảo ... 138 </b>

<b>Phụ lục ... 148 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT </b>

<b>Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt </b>

NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

P₂O₅dt Lân dễ tiêu

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt </b>

UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hiệp Quốc

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>DANH MỤC BẢNG </b>

<b>TT Tên bảng Trang </b>

2.1. Phân loại, diện tích và phân bố của đất cát Việt Nam... 9

2.2. Phân loại đất tỉnh Nghệ An ... 15

2.3. Mơ tả hình thái phẫu diện đất cát biển Nghệ An ... 16

2.4. Đặc điểm lý, hóa tính của phẩu diện đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 17

2.5. Cơ cấu cây trồng trên vùng đất cát ven biển Nghệ An ... 24

2.6. Diện tích năng suất, sản lượng ngơ trên thế giới năm 2019 ... 25

2.7. Số liệu xuất và nhập khẩu ngô trên thế giới năm 2019 ... 27

2.8. Giá trị xuất và nhập khẩu ngô tại một số quốc gia trên thế giới ... 27

2.9. Diện tích, năng suất, sản lượng ngơ giai đoạn 2011-2019 ... 28

2.10. Sản xuất ngô ở Nghệ An giai đoạn 2010-2020 ... 29

2.11. Tình hình sản xuất ngơ các vùng ven biển tỉnh Nghệ An ... 30

3.1. Thành phần dinh dưỡng các loại phân hữu cơ trước thí nghiệm ... 54

3.2. Cơng thức thí nghiệm lượng phân hữu cơ bón cho ngơ trồng trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 56

3.3. Sơ đồ bố trí mơ hình thực nghiệm trên đất cát biển Nghệ An ... 59

3.4. Các chỉ tiêu phân tích và phương pháp phân tích đất ... 61

4.1. Hiện trạng phân bố đất nhóm đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 66

4.2. Hiện trạng sử dụng nhóm đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 68

4.3. Loại hình sử dụng trên nhóm đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 70

4.4. Cơ cấu cây trồng trên đất cát biển ... 71

4.5. Diện tích, năng suất mùa vụ sản xuất ngơ vùng đất cát biển Nghệ An ... 72

4.6. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở vùng đất cát biển Nghệ An ... 73

4.7. Quy mô sản xuất của các nông hộ vùng đất cát biển ... 74

4.8. Thực trạng sử dụng phân bón cho ngơ trồng trên đất cát biển ... 75

4.9. Thực trạng sử dụng vật liệu hữu cơ cho ngô trên đất cát biển ... 77

4.10. Điều kiện khí hậu tỉnh Nghệ An giai đoạn 2015-2018 ... 80

4.11a. Tính chất đất cát biển trồng ngô huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An ... 81

4.11b. Kết quả phân tích mẫu đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 82

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

4.12. Hiện trạng các loại cây trồng, vật nuôi và tiềm năng nguồn hữu cơ của tỉnh

4.15. Ảnh hưởng của loại phân hữu cơ chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô ... 90

4.16. Ảnh hưởng các loại phân hữu cơ đến các yếu tố cấu thành năng suất của ngô ... 91

4.17. Ảnh hưởng của loại phân hữu cơ đến năng suất của cây ngô ... 93

4.18. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến chỉ tiêu dinh dưỡng đất trồng ngơ sau thí nghiệm ... 95

4.19. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ đến hiệu quả kinh tế ... 97

4.20. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá cây ngơ ... 100

4.21. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của cây ngô ... 101

4.22. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ và vô cơ đến một số tính chất hóa học đất cát biển ... 103

4.23. Ảnh hưởng liều lượng phân hữu cơ đến hiệu quả kinh tế của cây ngô ... 105

4.24. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến nhiệt độ đất (^oC) ... 108

4.25. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến độ ẩm đất cát biển (%) ... 110

4.26. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngơ đến tính chất hóa học của đất cát biển ... 111

4.27. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến năng suất sinh khối ... 114

4.28. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến năng suất ... 115

4.29. Diễn biến khí hậu thời tiết của các vụ thí nghiệm (2015 và 2016) ... 117

4.30. Ảnh hưởng của che phủ đến nhiệt độ đất cát biển trồng ngô (⁰C) ... 118

4.31. Ảnh hưởng của che phủ đến độ ẩm đất (%) trồng ngô ... 120

4.32. Ảnh hưởng của che phủ đến sinh trưởng và phát triển của cây ngô ... 121

4.33. Ảnh hưởng của che phủ đến năng suất của ngơ thí nghiệm ... 123

4.34. Ảnh hưởng của che phủ đến năng suất của ngơ thí nghiệm ... 124

4.35. Một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của ngơ ở mơ hình thực nghiệm ... 128

4.36. Một số chỉ tiêu hóa tính trước và mơ hình thực nghiệm ... 129

<b>4.37. Hiệu quả kinh tế của mơ hình thực nghiệm (tính cho 1 ha) ... 132 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>DANH MỤC HÌNH </b>

<b>TT _{Tên hình}_Trang</b>

2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ trên thế giới năm 2019 ... 25

2.2. Tỉ lệ diện tích và sản lượng ngô của một số quốc gia trên thế giới năm 2019 ... 26

2.3. Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ trong đất và tổng hợp chất mùn đất... 33

2.4. Chu trình hình thành mùn từ xác hữu cơ ... 34

2.5. Vai trò của carbon hữu cơ trong đất ... 31

4.1. Phân bố diện tích đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ... 67

4.2. Biểu đồ cơ cấu sử dụng đất cát biển tỉnh Nghệ An ... 69

4.3. Diễn biến nhiệt độ và lượng mưa trung bình hàng tháng vùng ven biển Nghệ An ... 79

4.4. Năng suất thực thu của giống ngô CP999 ở hai địa điểm nghiên cứu ... 94

4.5. Diễn biến ảnh hưởng của trồng xen đến nhiệt độ đất năm 2015 ... 107

4.6. Diễn biến ảnh hưởng của trồng xen đến nhiệt độ đất năm 2016 ... 107

4.7. Mơ hình thực nghiệm tháng 1 năm 2018 ở xã Nghi Phong , huyện Nghi Lộc ... 126

4.8. Mơ hình thực nghiệm tháng 2 năm 2018 ở xã Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc ... 126

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>TRÍCH YẾU LUẬN ÁN </b>

<b>Tên tác giả: Nguyễn Thị Bích Thủy </b>

<b>Tên Luận án: Nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ cho ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An. Chuyên ngành: Khoa học đất Mã số: 9 62 01 03 </b>

<b>Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu </b>

(1) Đánh giá và xác định đặc điểm về phân bố, tính chất và hiện trạng sử dụng đất cát biển trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Nghệ An.

(2) Xác định được yếu tố hạn chế trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An. (3) Nghiên cứu, xác định được hiệu quả sử dụng các nguồn vật liệu hữu cơ, vật liệu phủ đất và cây trồng xen trong sản xuất ngô trên đất cát biển để ổn định và cải thiện độ phì nhiêu đất, nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.

(4) Xây dựng được mơ hình sản xuất ngô và đề xuất các giải pháp kỹ thuật sử dụng vật liệu hữu cơ hiệu quả trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.

<b>Phương pháp nghiên cứu </b>

<i><b>(1) Điều tra thu thập số liệu </b></i>

Số liệu thứ cấp gồm các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, tài ngun đất đai, diện tích, năng suất ngơ, khí hậu thời tiết, nguồn hữu cơ từ gia súc, phế phụ phẩm cây trồng được thu thập từ các báo cáo hàng năm, đề án, báo cáo thống kê từ UBND, Phòng NN & PTNT, Phòng TN & MT của huyện Nghi Lộc; từ Sở NN & PTNT và Sở TN & MT tỉnh Nghệ An.

Số liệu sơ cấp liên quan hệ thống cây trồng, tình hình sản xuất ngơ và sử dụng vật liệu hữu cơ được thu thập thông qua phỏng vấn lãnh đạo, chuyên viên phòng NN & PTNT huyện Nghi Lộc, lãnh đạo UBND và hộ nông dân tại các xã nghiên cứu.

<i><b>(2) Bố trí thí nghiệm đồng ruộng </b></i>

Lựa chọn các loại, liều lượng phân hữu cơ; vật liệu trồng xen, che phủ cho ngô được thực hiện với 4 thí nghiệm đồng ruộng. Tất cả các thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ơ là 20m², mỗi thí nghiệm được tiến hành trong 2 vụ xuân liên tiếp trên đất màu tại 3 xã Nghi Phong, Nghi Thái, Nghi Thạch huyện Nghi Lộc. Các chỉ tiêu được theo dõi, đánh giá theo Quy chuẩn kỹ

<i><b>thuật quốc gia QCVN 01-56:2011. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của ngô </b></i>

được phân tích phương sai bằng phần mềm IRRISTAT version 5.0. Giá trị trung bình năng suất theo từng vụ, từng thí nghiệm được so sánh với giống đối chứng sử dụng LSD ở mức ý nghĩa P <5%.

<i><b>(3) Xây dựng mơ hình sử dụng vật liệu hữu cơ </b></i>

Mơ hình thực hiện ở 2 địa điểm (xã Nghi Thạch và xã Nghi Phong, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An); diện tích mỗi mơ hình là 500 m² x 4 mơ hình x 2 địa điểm, tổng

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

diện tích 4000 m², gồm 8 hộ tham gia. Các mơ hình gồm: mơ hình trồng theo người dân; mơ hình sử dụng phân hữu cơ; mơ hình trồng xen kết hợp phân hữu cơ; mơ hình phủ nilon kết hợp phân hữu cơ.

<i><b>(4) Lấy mẫu và phân tích đất </b></i>

Mẫu đất được lấy vào 2 thời điểm trước và sau thí nghiệm theo phương pháp lấy mẫu đất hỗn hợp TCVN 7538-2:2005; các chỉ tiêu hóa tính đất được phân tích theo phương pháp phân tích đất-nước-phân-cây trồng của Viện Thổ Nhưỡng - Nơng Hóa.

<b>Kết quả chính và kết luận </b>

Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh Nghệ An thuận lợi để phát triển hệ thống cây trồng hàng năm, đặc biệt các cây trồng ngơ, lạc và rau màu các loại. Diện tích đất trồng ngô chiếm tỉ lệ tương đối cao trong quỹ đất canh tác của vùng, trong đó vụ trồng ngô xuân đem lại năng suất cao hơn so với vụ thu và vụ đông. Tuy nhiên năng suất ngơ trên đất cát biển cịn thấp so với trung bình tồn tỉnh do những yếu tố hạn chế: (1) điều kiện khí hậu khắc nghiệt, thời gian trổ bông đến nuôi hạt thường rơi vào thời điểm nắng nóng, gió Lào, đất thiếu ẩm, hạn hán; (2) sản xuất ngơ khơng chăm sóc theo đúng quy trình, chủ yếu sử dụng phân vơ cơ, ngồi ra khơng sử dụng các biện pháp canh tác hữu cơ bổ trợ; (3) thành phần dinh dưỡng trong đất ở mức nghèo đến rất nghèo nên cây trồng chỉ dựa vào lượng phân bón bổ sung cho ngơ, trong khi liều lượng không đầy đủ như khuyến cáo của Sở NN&PTNT.

Đánh giá nguồn hữu cơ từ phế phụ phẩm cây trồng (cây lúa, cây ngô) và gia súc (trâu, bò, lợn, dê) ở tỉnh Nghệ An. Nếu tận dụng hết nguồn hữu cơ này có thể sử dụng gấp 4 lần lượng phân hữu cơ cần bón theo khuyến cáo cho diện tích trồng ngơ và lúa tồn tỉnh. Nguồn hữu cơ từ nơng hộ và các vùng ven biển cũng được điều tra, đánh giá đủ để sử dụng cho cây trồng trên địa bàn. Các kỹ thuật canh tác bao gồm trồng xen, che phủ cho ngô đem lại hiệu quả cao, song do thói quen canh tác và cây ngơ khơng được chú trọng nên cịn hạn chế.

Từ các thuận lợi, khó khăn qua điều tra, đề tài bố trí 4 thí nghiệm lặp lại 2 vụ/thí nghiệm và đã xác định được loại phân hữu cơ là phế phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, cây ngô) được ủ với chế phẩm vi sinh Compost Marker và lượng bổ sung quy đổi 30% yếu tố N sang lượng phân hữu cơ (tính theo lượng phân bón vơ cơ cho ngơ là 150 N + 90 P<small>2</small>O<small>5</small> + 100 K<small>2</small>O) có tác dụng cải tạo đất tốt nâng cao năng suất vừa phù hợp với chi phí cũng như có hiệu quả kinh tế cho vùng đất cát biển tỉnh Nghệ An. Đồng thời đề tài nghiên cứu các biện pháp trồng xen và che phủ cho ngô trong điều kiện canh tác nhờ nước trời và đã xác định được mơ hình trồng xen ngơ – đậu đen và che phủ bằng nilon tự hủy cho ngô đã đem lại năng suất cao và cải thiện tính chất đất sau thí nghiệm.

</div>