BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  VŨ TRÍ HỌC NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG CÂY TRỒNG Ở HUYỆN LỤC NAM, TỈNH BẮC GIANG THEO HƯỚNG THÍCH ỨNG VỚI ðIỀU KIỆN BIẾN ðỔI KHÍ HẬU CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG Mà SỐ: 60 62 01 10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM CHÍ THÀNH HÀ NỘI - 2013 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan tất cả các nội dung của Luận văn này hoàn toàn ñược hình thành và phát triển từ những quan ñiểm của chính cá nhân tôi. Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn sâu sắc. Hà Nội, ngày 18 tháng 9 năm 2013 Tác giả luận văn Vũ Trí Học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Phạm Chí Thành, người thầy ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài, cũng như quá trình hoàn chỉnh luận văn. Xin cảm ơn các thầy cô giáo Ban Quản lý ñào tạo, khoa Nông học, các thầy cô giáo bộ môn Hệ thống Nông nghiệp - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, các bạn bè, ñồng nghiệp, gia ñình và người thân ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tới cán bộ ðảng uỷ, UBND, các phòng ban chuyên môn thuộc và các hộ nông dân huyện Lục Nam, ñã tạo mọi ñiều kiện về cơ sở vật chất và tinh thần ñể tôi hoàn thành tốt thí nghiệm tại ñịa phương. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn những giúp ñỡ quý báu ñó. Hà Nội, ngày 18 tháng 9 năm 2013 Tác giả luận văn Vũ Trí Học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ðỒ vii MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 3 2.1. Mục ñích nghiên cứu: 3 2.2. Yêu cầu của ñề tài: 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 4 4. Phạm vi nghiên cứu của ñề tài 4 PHẦN I - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1 Cơ sở khoa học 5 1.1.1. Một số khái niệm cơ bản 5 1.1.2. Cơ sở khoa học 5 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về hệ thống cây trồng 15 1.2.1. Ngoài nước 15 1.2.2. Trong nước 21 1.3. Biến ñổi khí hậu và cải tiến cây trồng 29 1.4. Biến ñổi khí hậu ở Việt Nam và những vấn ñề cần nghiên cứu 33 1.4.1. Biến ñổi khí hậu và hậu quả 33 1.4.2. Lựa chọn các giải pháp giảm thiểu biến ñổi khí hậu trong nông nghiệp 35 PHẦN II - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1. ðối tượng nghiên cứu 37 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 2.2. Nội dung nghiên cứu 37 2.2.1. Phân tích tác ñộng của yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội chi phối hệ thống cây trồng 37 2.2.2. Hiện trạng biến ñổi khí hậu và hệ thống cây trồng ở Lục nam 37 2.3. Phương pháp nghiên cứu 38 PHẦN III – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43 3.1. Các yếu tố tự nhiên, Kinh tế xã hội huyện Lục Nam chi phối hệ thống cây trồng 43 3.1.1. ðiều kiện tự nhiên 43 3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 45 3.1.3. Các yếu tố xã hội 50 3.1.4.Tình hình phát triển kinh tế 52 3.2. Hiện trạng biến ñổi khí hậu và hệ thống cây trồng ở huyện Lục Nam 60 3.2.1. Khí hậu 60 3.2.2. Những biến ñổi về hệ thống sử dụng ñất nông nghiệp 65 3.2.3. Biến ñổi về loại cây trồng trên ñất ruộng 67 3.2.4. Thực trạng bộ giống cây trồng 68 3.2.5. Hiện trạng cây trồng lợi thế trên ñất ruộng ở Lục Nam 69 3.2.6. Chọn công thưc luân canh lợi thế 70 3.3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 74 3.3.1. Vai trò của cây khoai lang 74 3.3.2. Yêu cầu ñiều kiện sinh thái của cây khoai lang và những vấn ñề ñặt ra ñể nghiên cứu 75 3.3.3 Kết quả nghiên cứu trên ñồng ruộng 77 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 94 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Thiệt hại do hạn hán các năm 2003 - 2005 và 2010 34 Bảng 3.1. Tình hình sử dụng ñất qua các năm 46 Bảng 3.2. Một số sản phẩm nông nghiệp chủ yếu ñược sản xuất ở huyện Lục Nam 57 Bảng 3.3. Các sản phẩm lâm nghiệp ñược tạo ra ở huyện Lục Nam 59 Bảng 3.4. Nhiệt ñộ một số năm khảo sát và tung bình 61 Bảng 3.5. So sánh sự khác nhau của nhiệt ñộ một số năm khảo sát và trung bình nhiều năm (%) 62 Bảng 3.6. Lượng mưa một số năm nghiên cứu và trung bình ở Lục Nam 63 Bảng 3.7. Sự khác biệt về lượng mưa của một số năm khảo sát so trung bình (%) 64 Bảng 3.8. Tình hình sử dụng ñất nông nghiệp ở huyện Lục Nam (ha) 66 Bảng 3.9. Những thay ñổi diện tích gieo trồng cây hàng năm qua một số thời ñiểm khảo sát ở huyện Lục Nam 67 Bảng 3.10. Năng suất và hiệu quả kinh tế của những cây trồng nông nghiệp ngắn ngày chủ lực trên ñất ruộng ở Lục Nam 69 Bảng 3.11 Công thức trồng trọt và năng suất cây trồng ở Lục Nam 70 Bảng 3.12. Hiệu quả kinh tế của các công thức trồng trọt ở Lục Nam 71 Bảng 3.13. Hệ thống sử dụng ñất dốc ở huyện Lục Nam 73 Bảng 3.14. Một số ñăc ñiểm thực vật học của các giống thí nghiệm 78 Bảng 3.15 Năng suất thân lá của các giống khoai lang so sánh 78 Bảng 3.16. Số củ trên dây của các giống khoai lang so sánh 79 Bảng 3.17. Khối lượng trung bình củ của các giống khoai lang nghiên cứu 80 Bảng 3.18. Tỷ lệ sâu ñục thân ở các giống khoai lang nghiên cứu 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi Bảng 3.19. Tỷ lệ bệnh xoăn lá ở các giống khoai lang nghiên cứu 81 Bảng 3.20. Năng suất củ tươi của các giống khoai lang nghiên cứu 82 Bảng 3.21. Năng suất tinh bột của các giống khoai lang nghiên cứu 83 Bảng 3.22. ðộ bở của các giống khoai lang nghiên cứu 83 Bảng 3.23. ðộ ngọt của các giống khoai lang nghiên cứu 84 Bảng 3.24. So sánh hiệu quả kinh tế của sản xuất khoai lang vụ xuân và vụ ñông bằng giống KLC3 ở Lục Nam 85 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ðỒ Trang Hình 1. Diễn biến nhiệt ñộ tại trạm Láng (1925 - 2000) 33 Hình 2. Mực nước tại trạm Hòn Dấu 33 Sơ ñồ 1.1. Mối quan hệ giữa cây trồng và môi trường 14 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 1 MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Biến ñổi khí hậu hiện nay là một thực tế ñã, ñang và sẽ tiếp tục diễn ra trên phạm vi toàn cầu, khu vực và ñịa phương trong một thời gian dài. Biến ñổi khí hậu (sự nóng lên toàn cầu và sự dâng lên của nước biển) ñã và sẽ tác ñộng (tiềm tàng) ngày càng mạnh ñến các ñiều kiện tự nhiên, nhất là thiên tai, bão lụt, hạn hán, các hệ sinh thái tự nhiên, kinh tế - xã hội và ñời sống của con người hiện nay và cả các thế hệ tương lai, nhất là ở những vùng có rủi ro cao, nếu loài người không kịp thời có những giải pháp ứng phó thích hợp. Như ñã biết khi mà khí hậu thay ñổi thì hệ thống cây trồng cũng thay ñổi theo. Tuỳ từng cây, từng thời gian, kết quả của biến ñổi khí hậu có thể gây bất lợi cho hệ thống cây trồng và cũng có thể là tích cực. Nhiệm vụ mà con người phải tìm ra là hệ thống cây trồng thích ứng với ñiều kiện khí hậu biến ñổi. Theo FAO thì Việt Nam chịu ảnh hưởng của biến ñổi khí hậu nhiều nhất. Nhà nước Việt Nam ñã ñưa ra một số giải pháp nhằm tạo dựng một nền kinh tế xã hội chung sống với biến ñổi khí hậu, các nhà khoa học ở các Viện nghiên cứu nông nghiệp ñang tập chung nghiên cứu chọn lọc những giống cây trồng chịu mặn, chịu hạn, chịu úng,… Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng trọt thích ứng với môi trường khí hậu biến ñổi, các nhà khoa học tuỳ thuộc vào ñiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của ñịa phương mình ñã ñi theo hướng chon loại cây trồng, thời vụ trồng trọt thích ứng với ñiều kiện khí hậu biến ñổi cụ thể của ñịa phương mình. Chọn tạo, phát triển các giống cây trồng nông nghiệp, có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với các ñiều kiện bất lợi, thích ứng với các vùng sinh thái khác nhau, ñể ứng phó với biến ñổi khí hậu ñang trở thành chiến lược lớn của ngành nông nghiệp Việt Nam. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 2 Huyện Lục Nam nằm trong vùng kinh tế trọng ñiểm, ở phía ðông Bắc tỉnh Bắc Giang, có nhiều ñiều kiện thuận lợi ñể phát triển nông nghiệp hàng hoá. Là huyện trung du, có tiềm năng phát triển kinh tế lớn, có hệ thống giao thông phát triển, ñiều kiện sinh thái và kinh tế xã hội rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Sản xuất truyền thống ở ñây chủ yếu là 2 vụ lúa, một phần diện tích ñất cao có thể trồng một số loại rau, màu (ngô, lạc, ñỗ tương, khoai lang, rau các loại…). Huyện có diện tích ñất tự nhiên 59.816,55 ha, trong ñó ñất nông nghiệp là 47.818,68 ha chiếm 79,94% diện tích ñất tự nhiên. Trong những năm gần ñây các sản phẩm nông nghiệp của huyện mang lại hiệu quả kinh tế ñáp ứng các nhu cầu sản phẩm nông nghiệp cho các tỉnh lân cận. Trồng trọt là ngành mũi nhọn trong sản xuất nông nghiệp của huyện Lục Nam. Tuy nhiên, là huyện miền núi thấp những năm gần ñây Lục Nam ñang chuyển dần diện tích nông nghiệp sang phát triển các cụm công nghiệp. Việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng trong nông nghiệp còn chậm. Sản lượng lương thực chưa ñạt so với mục tiêu kế hoạch, trong 5 năm diện tích cây trồng lúa giảm 800 ha. Do ñó mục tiêu bình quân lương thực không ñạt. Mặt khác, cùng với ñịa phương khác, nông nghiệp Lục Nam cũng bị những ảnh hưởng cực ñoan của thời tiết như quá nóng, quá lạnh, lũ, hạn, các bệnh mới xuất hiện như virus, rầy…; hạn hán cục bộ do mưa ít, tụt giảm nguồn nước, mực nước trên các hệ thống sông ngòi, hồ ñập do vậy ảnh hưởng hết sức nghiêm trọng ñến sản xuất, biến ñổi khí hậu cũng tăng, mức ñộ thiệt hại do dịch bệnh gây ra, ảnh hưởng ñến thời vụ, năng suất cây trồng. Tại huyện Lục Nam, theo báo cáo của UBND huyện tình hình nắng nóng liên tục, hạn hán, úng… ảnh hưởng rất lớn ñến ñời sống và sản xuất nông nghiệp, ñặc biệt ñối với cây hàng năm như lúa, ngô, ñậu ñỗ. Kết quả ñánh giá của phòng Nông nghiệp - PTNT huyện trong năm 2008, 2011 ñợt rét ñậm, rét hại kéo dài ñầu năm 2008, 2011 ñã ảnh hưởng ñến diện tích phát triển mạ xuân, lúa xuân 8.600 ha, ñợt mưa [...]... mi n núi thích ng v i bi n ñ i khí h u toàn c u Xu t phát t ñi u ki n th c t c a ñ a phương, tôi ñã l a ch n ñ tài Nghiên c u c i ti n h th ng cây tr ng huy n L c Nam, t nh B c Giang theo hư ng thích ng v i ñi u ki n bi n ñ i khí h u” cho lu n văn Th c s c a mình 2 M c ñích và yêu c u c a ñ tài 2.1 M c ñích nghiên c u: Nghiên c u m t s thành ph n c a h th ng cây tr ng, nh m l a ch n h th ng cây tr ng... i cây tr ng ng n ngày là 2 y u t chính ñ xem xét, b trí h th ng cây tr ng T ñó các nhà nông h c ñã ñưa ra các khai ni m v cây ưu nóng, cây ưa l nh và cây trung gian v i nhi t ñ ranh gi i 200C Cây ưa nóng là các lo i cây có th sinh trư ng t t, ra hoa, k t qu t t nhi t ñ trên 200C như cây lúa, l c, mía cây ưa l nh là nh ng lo i cây sinh trư ng t t, ra hoa, k t qu t t nhi t ñ dư i 200C B trí h th ng cây. .. n khí h u bi n ñ i góp ph n phát tri n nông nghi p theo hư ng s n xuát hàng hóa huy n L c Nam 2.2 Yêu c u c a ñ tài: ðánh giá ñúng tác ñ ng c a bi n ñ i khí h u t i h th ng cây tr ng huy n L c Nam, t nh B c Giang Xác ñ nh ñư c m t s h th ng cây tr ng thích nghi v i ñi u ki n khí h u bi n ñ i như hi n nay ð xu t ñư c nh ng bi n pháp k thu t phù h p góp ph n phát huy tác d ng tích c c c a h th ng cây. .. (1987) [18], trong nghiên c u v s n xu t lương th c vùng trung du và mi n núi ñã nh n xét: Các lo i cây lương th c c n ñư c s p x p theo các h th ng cây tr ng h p lý, trên cơ s thâm canh, tăng v Trong h th ng cây tr ng, c n xác ñ nh cây ch l c (có th là lúa, ngô ho c cây khác tùy theo ñi u ki n c a nơi s n xu t) H th ng cây lương th c trung du và mi n núi khá phong phú: các lo i cây có h t như: lúa,... ña ñ m trong các l p ñ t, ñ m b o cây tr ng sinh trư ng và phát tri n t t - Theo ð ng Th Ngoan và CTV (1994) [24] trong quá trình xây d ng mô hình h th ng cây tr ng trên các vùng ñ i tr ng cây ăn qu ñã rút ra k t lu n: Trên ñ i là cây ăn qu dài ngày (v i, nhãn, ñi u …), tr ng cây c t khí theo ñư ng ñ ng m c, gi a các băng này tr ng các lo i cây ăn qu s m cho thu ho ch Cây phân xanh có tác d ng t t trong... trên cơ s n m b t c th các ch ñ mưa, n ng trong năm, trong mùa v t ng khu v c H th ng cây tr ng và khí h u có m i quan h ch t ch Khi mà y u t khí h u n ñ nh thì có m t h th ng cây tr ng thích ng và n ñ nh Y u t khí h u thay ñ i ph thu c nhi u vào hoàn lưu khí quy n c a vùng Nh ng y u t khí h u quy t ñ nh ñ n h th ng cây tr ng là: Nhi t ñ (trung bình, t i cao, t i th p, biên ñ nhi t ñ ), ánh sáng (b... H th ng cây tr ng thích ng là h th ng cây tr ng m i ñư c c i thi n t h th ng cây tr ng cũ, ñ xem xét tính thích ng ngư i ta d a vào năng su t cây tr ng, thông qua hi u qu kinh t c a cây tr ng, gi ng cây tr ng, th i v tr ng và công th c luân canh, h th ng cây tr ng ít bi n ñ ng theo th i gian thì ñ i tư ng nghiên c u có tính thích ng và ngư c l i [29] (4) Xây d ng nông thôn m i Nông thôn m i ñư c hi... tr ng (HTCT) Cây tr ng là thành ph n ch y u c a h sinh thái nông nghi p B trí h th ng cây tr ng là l a ch n lo i cây tr ng nào l i d ng t t nh t các ñi u ki n khí h u, ñ t ñai vùng ñó, ho c t o cho cây tr ng phát huy nhi u nh t kh năng thích ng c a chúng v i ñi u ki n c a vùng (Nguy n Vy (1982) [42]) Khác v i ñi u ki n khí h u, ñ t ñai là y u t mà con ngư i ít có kh năng thay ñ i b n ch t theo hư ng... c ñ t, b o v th c v t,…ð u căn c vào lo i cây tr ng, gi ng cây tr ng và trình t luân canh trong h th ng luân canh M i quan h gi a các lo i cây tr ng trong h th ng luân canh là quan h gi a cây tr ng trư c v i cây tr ng sau và nh hư ng c a chúng trong m t cơ c u cây tr ng m t vùng hay ti u sinh thái ði u ñó cho th y trong b trí cơ c u cây tr ng, vi c xác ñ nh cây tr ng trư c và sau là r t quan tr ng,... tác theo băng (d n theo Lê Duy Thư c (1991) [32]) 1.2.2 Trong nư c - N n nông nghi p nư c ta t nh ng th i kỳ xa xưa cũng ñã có m t h th ng cây tr ng khá phong phú và ñư c phát sinh t r t s m v i l ch s dân t c Cùng v i lúa nư c là các lo i cây lương th c ch y u, trong cơ c u cây tr ng ñã có thêm r t nhi u lo i cây khác, bao g m c cây nhi t ñ i, á nhi t ñ i và m t s lo i rau ôn ñ i Nh ng gi ng cây tr