1 giao trinh nong hoc dai cuong

Vì vậy để giải quyết những vấn đề trên cần phải có những giải pháp kỹ thuật, kinh tế phù hợp, bao gồm những giải pháp sau: - Giảm tốc độ tăng dân số, giảm sản xuất nhiên liệu sinh học, g

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT



-GIÁO TRÌNH

NÔNG HỌC ĐẠI CƯƠNG

Người biên soạn: Ths Trần Thị Minh Loan

TS Nguyễn Văn Kết

Đà Lạt, 2010

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 1

NHẬP MÔN 1

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NỀN NÔNG NGHIỆP 1

1.1.1 Nông nghiệp và nông học 1

1.1.2 Lịch sử phát triển của nền nông nghiệp 2

1.2 TÌNH HÌNH LƯƠNG THỰC TRÊN THẾ GIỚI 3

1.2.1 Tình hình lương thực trên thế giới 3

1.2.2 Tình hình lương nông Việt Nam 5

1.3 VAI TRÒ CỦA CÂY TRỒNG TRONG NỀN NÔNG NGHIỆP 6

1.3.1 Phân loại cây trồng 6

1.3.2 Sự quan trọng của cây trồng 8

CHƯƠNG II 9

CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN SẢN XUẤT CÂY TRỒNG 9

2.1 TÁC ĐỘNG CỦA ÁNH SÁNG 9

2.1.1 Cường độ bức xạ mặt trời 10

2.1.2 Độ dài ngày (hay quang kỳ) 11

2.1.3 Bước sóng 13

2.2 NHIỆT ĐỘ 13

2.3 GIÓ 16

2.3.1 Ảnh hưởng cơ học 16

2.3.2 Ảnh hưởng lý học 16

2.3.3 Ảnh hưởng sinh học 16

2.4 ĐỘ ẨM 17

2.4.1 Giáng thuỷ 17

2.4.2 Độ ẩm không khí 18

2.5 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN ĐẤT ĐAI ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG 19

2.5.1 Phẫu diện đất 20

2.5.2 Đặc tính vật lý của đất 22

2.5.3 Đặc tính hoá học của đất 28

2.5.4 Thành phần sinh học 33

2.6 THỜI VỤ CANH TÁC 35

2.6.1 Sự thích nghi của cây trồng 35

2.6.2 Canh tác tổng hợp 36

2.6.3 Thời vụ gieo trồng 37

CHƯƠNG III 38

CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CƠ BẢN TRONG 38

3.1 CHỌN ĐỊA ĐIỂM TRỒNG 38

3.1.1 Yếu tố khí hậu 38

3.1.2 Yếu tố đất đai 38

3.1.3 Yếu tố sinh học 38

3.1.4 Yếu tố kinh tế - xã hội 39

3.2 GIỐNG VÀ VẬT LIỆU TRỒNG 39

3.2.1 Các biện pháp nhân giống 39

3.2.2 Mật độ khoảng cách trồng 44

3.3 QUẢN LÝ NƯỚC 47

3.3.1 Vai trò của nước đối với cây trồng 47

3.3.2 Quản lý nước cho cây trồng 48

3.4 QUẢN LÝ ĐỘ PHÌ ĐẤT VÀ BÓN PHÂN 52

3.4.1 Quản lý độ phì đất 52

3.4.2 Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với cây trồng 55

3.4.3 Phân bón với cây trồng 63

3.4.4 Phương pháp bón phân 66

3.5 KỸ THUẬT CHĂM SÓC VÀ BẢO VỆ CÂY 67

3.5.1 Tỉa cành và tạo tán 67

3.5.2 Kiểm soát cỏ dại 67

3.5.3 Biện pháp hóa học trong phòng trừ sâu bệnh 68

3.5.4 Biện pháp không sử dụng hoá chất để phòng trừ sâu bệnh hại 69

3.6 THU HOẠCH VÀ SAU THU HOẠCH 72

3.6.1 Thời gian thu hoạch 72

3.6.2 Các biện pháp bảo quản rau quả sau thu hoạch có hiệu quả 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

Tài liệu tiếng Việt 76

CHƯƠNG 1 NHẬP MÔN1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NỀN NÔNG NGHIỆP

1.1.1 Nông nghiệp và nông học

Nông nghiệp là việc nuôi trồng có hệ thống thực vật và động vật có ích dưới

sự quản lý của con người để sản xuất ra của cải vật chất Mục đích của ngành nôngnghiệp là sản xuất nhiều sản phẩm hơn từ đất, bảo vệ những thành quả của việc nuôitrồng đó Do đó nông nghiệp là việc sản xuất thực phẩm cho con người, thức ă chovật nuôi và nguyên liệu cho ngành công nghiệp Nếu xét theo nghĩa rộng thì nôngnghiệp bao gồm cả nội dung sản xuất, chế biến, tiếp thị sản phẩm và phân phối sảnphẩm nông nghiệp, bảo quản sản phẩm sau thu hoạch Vì thế nông nghiệp là sự kếthợp giữa các lĩnh vực như nghệ thuật, khoa học và thương mại (Chandrasekaran,Annadurai, Sosasundaram, 2010)

Nông nghiệp là ngành sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tự nhiênnhư đất đai, khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời, chế độ mưa, khí áp và gió,

…), bố trí mùa vụ và các biện pháp canh tác

Nông nghiệp hiện nay không những phục vụ cho mục đích lương thực, thựcphẩm cho con người mà nền nông nghiệp phát triển theo hướng đa chức năng Nôngnghiệp bao gồm những chức năng sau:

- Chức năng về kinh tế thương mại: đó là chức năng bảo đảm lương thựcthực phẩm tạo ra thu nhập, công ăn việc làm cho người nông dân Đây là chức năngquan trọng nhất của nông nghiệp

- Chức năng văn hóa xã hội: Nền nông nghiệp đa dạng tạo nền tảng cho sựphát triển của nhiều nền văn hóa khác nhau Mỗi một vùng khác nhau nông nghiệpmang lại đặc điểm đặc trưng riêng cho từng vùng Ví dụ: Canh tác ruộng lúa bậcthang gắn liền với đồng bào dân tộc thiểu số miền Bắc, còn canh tác lúa nước gắnliền với đồng bào người Kinh

- Chức năng về môi trường: Sự suy thoái môi trường gắn liền với sự pháttriển của con người trong đó sự phát triển nông nghiệp đã gắn liền với sự suy thóainày Chính những biện pháp canh tác hiện đại như cơ giới hóa nông nghiệp, sử dụngtràn lan đến lạm dụng phân bón, thuốc trừ sâu, chất kích thích sinh trưởng làm ônhiễm môi trường đất, nước và không khí Canh tác nhà kính đã góp phần làm giatăng hiệu ứng nhà kính Tuy nhiên, chính nền canh tác nông nghiệp có thể làm biếnđổi những suy thoái môi trường bằng canh tác theo hướng sinh thái, canh tác hữu cơlàm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và duy trì cân bằng sinh thái

- Chức năng phát triển cơ sở hạ tầng: Lao động nông nghiệp là người quản lýtrực tiếp ở khu vực nông thôn rộng lớn Chính điều này đã thu hút sự đầu tư củaNhà nước

Nông học có nghĩa là nghệ thuật của sự quản lý đồng ruộng Theo nghĩa rộnghơn thì nông học có nghĩa là khoa về và kinh tế của việc sản xuất và quản lý đất đai.Vậy định nghĩa một cách đầy đủ thì nông học là nghệ thuật và khoa học cơ bảntrong việc sản xuất, cải tạo cây trồng đồng ruộng với việc sử dụng tài nguyên đất,nước, công lao động và các yếu tố khác có hiệu quả nhằm thu được sản phẩm cây

trồng tốt nhất Nông học cũng có nghĩa là sử dụng các phương pháp nghiên cứu vàthực hành để tạo ra sản phẩm là thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và cây lấy sợi Nônghọc được xem như là một ngành của khoa học nông nghiệp dựa trên cơ sở nguyên

lý và thực hành sản xuất cây trồng và quản lý đất để cho năng suất cao nhất Nônghọc bao gồm khoa học cây trồng, khoa học đất và khoa học môi trường, thể hiện sựquan hệ mật thiết giữa cây trồng – đất – môi trường

1.1.2 Lịch sử phát triển của nền nông nghiệp

Sự phát triển của nền nông nghiệp trên thế giới gắn liền với sự phát triển củanền văn minh nhân loại Sự thu nhận thực phẩm, vải sợi và các nguồn tài nguyênkhác từ động vật và thực vật là nguồn lợi chính của xã hội loài người từ thời săn bắthái lượm xuyên suốt quá trình du mục và qua các thời kỳ khác nhau cho đến khichuyển sang thời kỳ trông trọt lúa nước, từ cuộc sống có xu hướng di chuyển nayđây mai đó sang lối sống định cư lâu dài Cho đến ngày nay sản phẩm của nền nôngnghiệp hữu cơ được tăng cường và trải rộng, điều này ảnh hưởng không tốt đến tàinguyên thiên nhiên Mỗi thời kỳ phát triển của nông nghiệp gắn liền với các quátrình sản xuất, sự phát triển của xã hội và môi trường, kèm theo đó là sản phẩmnông nghiệp và chất lượng của nó

a Thời kỳ nông nghiệp sơ khai

Gắn liền với sự phát triển của nền nông nghiệp giai đoạn này là thời kỳ sănbắt hái lượm của con người Sản phẩm con người lấy được chủ yếu là từ quá trìnhthu gom từ thiên nhiên Tiếp theo thời kỳ săn bắt, hái lượm thì con ngừời biết dùngcung tên để săn bắt thú, phơi khô cá để tồn trữ dinh dưỡng, phơi khô quả hạt đểdành và họ đã tìm ra mối liên hệ giữa hạt giống và cây Con người đã sống tụ tậpthành làng mạc và sống du canh du cư

b Thời kỳ nông nghiệp cổ đại

Con người biết sử dụng các công cụ như cày cuốc xẻng để chuẩn bị đất canhtác, thuần hoá và nuôi trồng các loài gia súc, gia cầm và cây trồng

c Thời kỳ nông nghiệp cổ truyền

Con người đã biết chọn giống động thực vật và đã áp dụng những tiến bộ về

kỹ thuật, đã áp dụng và thử nghiệm các giống mới Có sự trao đổi và giao lưu giữacác vùng, bắt đầu phát triển mạnh hàng hoá

d Thời kỳ nông nghiệp hiện đại

Bắt đầu từ thế kỷ 20, các tiến bộ khoa học kỹ thuật dần áp dụng vào đời sống,giống cây trồng mới ra đời, các kỹ thuật về cơ giới hoá nông nghiệp, tăng cườngdinh dưỡng cho cây trồng để thu năng suất cao đã áp dụng rộng rãi Phân bón hoáhọc, thuốc diệt cỏ, trừ sâu diệt nấm đã được áp dụng rộng rãi Những tác động đóbao gồm quá trình ô nhiễm không khí từ quá trình canh tác trong nhà kính đã thải ramôi trường một lượng lớn khí carbon dioxide, methal, nitơ oxide đã làm suy thoáimôi trường đất, kết quả làm cho đất trống, quá trình canh tác trên đất dốc và rửa trôimuối, ô nhiễm môi trường nước, do sự lạm dụng quá nhiều thuốc bảo vệ thực vật,thuốc trừ sâu theo các kênh mương làm mất đi sự đa dạng sinh học và hệ sinh thái

tự nhiên Những vùng phát triển về khoa học truyền thống để loại trừ cây cỏ dại như

sự sử dụng quá mức thuốc diệt cỏ trên đồng ruộng nhưng điều này không đạt được

sự bền vững trong suốt thời gian dài Thay vì thế người nông dân phải phụ thuộcvào thuốc diệt cỏ trong suốt thời gian dài và dẫn đến việc kháng thuốc lan rộng ra.Mặc dù phạm vi hủy hoại có thể được đưa ra để bàn luận bằng nhiều cách, tínhchất nghiêm trọng của sản phẩm nông nghiệp có thể chống đỡ được và có liên quanđến việc thi hành chính sách của chính phủ để giảm ảnh hưởng và có lợi cho môitrường Chính sách của chính phủ nhằm giảm tác hại đến môi trường nông nghiệpbằng cách cấm sử dụng các loại thuốc trừ sâu bệnh như thuốc trừ nấm như methylbromide, khuyến khích tài chính để trồng lại, xử phạt hành chính đối với nguồnnước bị ô nhiễm, tích trữ nguồn vốn để cải thiện môi trường và công nghệ giảm bớt

ô nhiễm và thiệt hại Nhiều chính sách về việc sử dụng công cụ khác nhau được ứngdụng hoặc được đưa ra như một chiến lược, nó có thể làm thay đổi hoặc mang tínhsáng tạo để cải tiến môi trường Trong mối liên quan đến việc xác định sự hìnhthành, quản lý môi trường nông nghiệp đã trở nên phổ biến với người nông dân, làtrung gian giữa chính phủ với khác hàng Quản lý hệ thống môi trường có liên quanđến tin tức, sự chịu đựng và niền tin, sự phức tạp và kể cả những rủi ro, không biết

rõ về nhu cầu của khách hàng và cả sự chắp vá môi trường Bằng những biến đổilớn về môi trường, một lĩnh vực mới trong nông nghiệp ra đời để giảm tác hại dosản xuất nông nghiệp gây ra, đó là nông nghiệp mới

e Nông nghiệp mới

Để giải quyết những vấn đề trên với xu hướng phát triển của một nền nôngnghiệp ít phế thải, nông nghiệp an toàn và bền vững Nhiều nước trên thế giới đãđưa ra một hướng giải quyết mới đó là áp dụng những thành tựu của công nghệ sinhhọc vào nông nghiệp bằng cách tạo ra những giống mới có năng suất cao, có khảnăng chống chịu với điều kiện sâu bệnh và chịu được tốt với điều kiện khí hậu khắcnghiệt Cùng với việc chọn tạo những giống cây trồng có hiệu quả, các nhà khoahọc đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng những chế phẩm sinh học có khả năng diệttrừ sâu bệnh cũng như đưa ra những sản phẩm phân bón có nguồn gốc sinh học

Để giải quyết những vấn đề về sinh thái môi trường người ta đã áp dụng cácnền nông nghiệp sinh thái như nông nghiệp tự nhiên, nông nghiệp hữu cơ, nôngnghiệp không hoá chất và nông nghiệp canh tác thường xuyên Cùng với sự pháttriển của nền nông nghiệp sinh thái con người đã sử dụng những biện pháp bảo vệthực vật ít dùng hoá chất như biện pháp phòng trừ tổng hợp IPM, biện pháp vật lý

và cơ học, biện pháp sinh học và sử dụng thuốc thảo mộc để khống chế dịch bệnh

1.2 TÌNH HÌNH LƯƠNG THỰC TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1 Tình hình lương thực trên thế giới

Dân số thế giới đang tăng trưởng một cách nhanh chóng khoảng 1,2% mộtnăm Với tốc độ tăng trưởng này thì lượng lương thực trên thế giới chỉ đủ để cungcấp cho số dân số tăng nhanh này Tại kỳ họp thứ 33 diễn ra tại Rome, Ủy banlương nông Liên Hiệp Quốc (FAO) đã báo cáo, trên thế giới có khoảng 34 nướcđang trong tình trạng đói nghèo, có khoảng 854 triệu người trên thế giới đang sốngtrong tình trạng nghèo đói, trong đó có 9 triệu người ở các nước công nghiệp, 25triệu người ở các nước quá độ, 820 triệu người nghèo đói ở các nước đang và chậmphát triển Tình trạng đói nghèo xảy ra nhiều nhất ở các nước thuộc khu vực châu

Á, Đại Tây Dương, Mỹ Latinh và khu vực Caribê Theo số liệu thống kê của FAOsản lượng lương thực tăng chậm, thậm chí còn giảm tuyệt đối, nếu tính bình quanh

đầu người thì còng giảm mạnh hơn Nguyên nhân giải thích cho vấn đề này là dotình hình dân số tăng nhanh, diện tích canh tác ngày càng thu hẹp, những tác động

về giá cả, năng suất năng lượng sinh học, dầu lửa, chi phí thức ăn chăn nuôi và sựbiến đổi khí hậu đã tác động đến vấn đề an ninh lương thực thế giới

Bảng 1.1 Sản lượng lương thực thế giới (triệu tấn)

Bình quân1989-1991

-Nguồn: Nguyên Quán, 2008

Nguyên nhân dẫn đến tình hình an ninh lương thực trên thế giới vẫn còn làvấn đề thách thức đó là dân số thế giới vẫn tiếp tục tăng nhanh, đặc biệt là các nước

có dân số đông mà diện tích canh tác ngày càng thu hẹp Ở các nước có dân số giảmthì có chính sách khuyến khích để tăng dân số Từ năm 1985 đến năm 2007 dân sốthế giới tăng 38% (từ 4804 triệu người lên 6625 triệu người), nhiều nhất ở châu Phi(71%) Nhu cầu về lương thực không chỉ tăng để phục vụ cho nhu cầu ăn uống củacon người mà còn phục vụ cho nhu cầu về phát triển năng lượng sinh học để sảnxuất nhiên liệu sạch như diesl, ethanol từ lúa mì, bắp, … Theo ước tính Mỹ sửdụng khoảng 4 – 8% tổng lương thực trên tòan thế giới để sản xuất nhiên liệu sạchnày Bên cạnh đó diện tích canh tác nông nghiệp giảm do biến đổi khí hậu, sựnhiễm mặn, sa mạc hóa, hoang mạc hóa, xói mòn, rửa trôi làm cho sức sản xuất củađất ngày càng giảm, năng suất giảm

An ninh lương thực là một thách thức lớn cho nhiều quốc gia trên thế giới

Vì vậy để giải quyết những vấn đề trên cần phải có những giải pháp kỹ thuật, kinh

tế phù hợp, bao gồm những giải pháp sau:

- Giảm tốc độ tăng dân số, giảm sản xuất nhiên liệu sinh học, giảm thiểunhững tác động ảnh hưởng đến môi trường

- Tăng cường sản xuất nông nghiệp, tập trung vào việc khai thác độ phì nhiêucủa đất để tăng năng suất và chất lượng cây trồng mà không khai thác quá mứcnguồn đất đai tự nhiên đặc biệt là khai thác rừng

- Tạo sự thông thoáng, bình đẵng thương mại quốc tế giữa các quốc gia

- Phải có sự dự trữ lương thực hoặc tiền tệ quốc tế để kịp thời cứu trợ chonhững khu vực bị thiếu lương thực, thực phẩm

An ninh lương thực là vấn đề chung của toàn thế giới, phải có sự liên kếttoàn cầu, có sự đóng góp của các nước phát triển, đang phát triển và những nướcchậm phát triển

1.2.2 Tình hình lương nông Việt Nam

An ninh lương thực không chỉ là mối quan tâm của một nước, một quốc gia

mà là vấn đề chung của cả thế giới Việt Nam cũng không ngoại lệ Thách thức lớnnhất hiện nay đối với nước ta là áp lực tăng dân số quá nhanh dẫn đến nhu cầu vềlương thực và thực phẩm cao Trong lúc đó diện tích đất nông nghiệp ngày càng thuhẹp do các công trình xây dựng nhà xưởng, khu công nghiệp và diện tích đất ở mởrộng Việt Nam là nước có nền nông nghiệp phổ biến là sản xuất nông hộ nhỏ lẻ cóqui mô nhỏ, diện tích đất cho một nông hộ quá thấp, bình quanh chung cho cả nướckhoảng 0,4ha/hộ nông dân, năng suất cây trồng vật nuôi thấp, chủ yếu là lao độngthủ công có vốn đầu tư thấp Nền nông nghiệp ở nước ta hiện nay mang nặng tínhchất truyền thống, canh tác chủ yếu theo tập quán, ít vận dụng sáng tạo những môhình canh tác mới Chính những điều đó đã cản trở việc áp dụng những tiến bộ khoahọc kỹ thuật vào nông nghiệp

Hiện nay có khoảng 52,62% dân số Việt Nam đang lao động trong lĩnh vựcnông nghiệp, trong đó có 48,87% lao động trong lĩnh vực nông lâm nghiệp, 3,75%lao động trong lĩnh vực thủy sản (Theo số liệu thống kê, “Dân số và lao động,1/7/2009) Tiềm năng đất nông nghiệp khoảng 11 triệu ha, hiện nay sử dụng khoảnghơn 65% quỹ đất trên Theo Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn thì trong giaiđoạn từ 2001-2005, tổng diện tích đất nông nghiệp bị lấy đi mất tới 366 ngàn ha,chiếm 3,9% quỹ đất nông nghiệp, bình quân mỗi năm có khoảng 37,7 ngàn ha bị thuhồi Từ những thực tế trên nền nông nghiệp Việt Nam cần phải có những biến đổi

về cơ cấu ngành, thay đổi về tổ chức sản xuất và thay đổi về tập quán sản xuất nhưhiện nay

Nước ta hiện nay đã giải quyết được vấn đề lương thực và đã có những mặthàng nông nghiệp có trữ lượng và giá trị xuất khẩu cao, tuy nhiên sản lượng nàychưa ổn định và bền vững

Những thách thức lớn mà nền nông nghiệp nước ta gặp phải:

- Do canh tác nhỏ lẻ, không có sự liên kết giữa người sản xuất và nhà doanhnghiệp và sự điều tiết của Nhà nước còn hạn chế nên giá cả bấp bênh Tăng giá sinhhoạt ở khu vực nông thôn, tăng giá lao động vật tư và giá đất làm trở ngại sự pháttriển kinh tế, xã hội

- Chất lượng nông sản còn kém nên thị trường tiêu thụ hàng hoá còn hạn chế

- Marketing sản phẩm còn hạn chế, chưa đa dạng về mặt hàng nên khả năngcạnh tranh của sản phẩm trên thị trường khu vực và thế giới còn thấp

- Nguồn vốn cho sản xuất nông thôn còn hạn chế, mặc dù hiện nay chính phủ

đã có chính sách ưu tiên cho sản xuất nông nghiệp Tỉ lệ thu hút vốn đầu tư thấp

- Vấn đề bảo quản chế biến nông sản còn kém

- Sử dụng và lạm dụng quá nhiều hóa chất vào nông sản dẫn đến dư thừaphân bón, thuốc bảo vệ thực vật trong nông sản, làm mất khả năng cạnh tranh trêncác thị trường có tiềm năng

- Do canh tác thường xuyên, canh tác mà không chú ý đến cải tạo nên thoáihoá đất, đất bị bạc màu, cạn kiệt nguồn dinh dưỡng

- Thiên tai lũ lụt thường xuyên

- Diện tích đất ngày cang thu hẹp, năng suất cây trồng và vật nuôi còn thấp.

Từ những thách thức trên mục tiêu để phát triển nông nghiệp nông thôn theohướng hiện đại hóa nông nghiệp do chính phủ đề xuất như sau:

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp là quá trình chuyển dịch cơ cấukinh tế nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá lớn, gắn với công nghiệp chếbiến và thị trường; thực hiện cơ khí hoá, điện khí hoá, thuỷ lợi hoá, ứng dụng cácthành tựu khoa học, công nghệ, trước hết là công nghệ sinh học đưa thiết bị, kỹthuật và công nghệ hiện đại vào các khâu sản xuất nông nghiệp nhằm nâng caonăng suất, chất lượng, hiệu quả, sức cạnh tranh của nông sản hàng hoá trên thịtrường

Nội dung cụ thể là:

- Đẩy nhanh công nghiệp hóa, hiện đại hóa theo hướng hình thành nền nôngnghiệp hàng hóa lớn phù hợp với nhu cầu thị trường và điều kiện sinh thái từngvùng Áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật nhằm tăng năng suất lao động, nângcao chất lượng và sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường

- Xây dựng hợp lý cơ cấu sản xuất nông nghiệp Điều chỉnh cơ cấu sản xuấtphù hợp với nhu cầu và khả năng tiêu thụ, nâng cao năng suất đồng thời nâng caochất lượng sản phẩm Chú trọng đầu tư phát triển các vùng thâm canh trồng câycông nghiệp, nâng cao chất lượng hiệu quả chăn nuôi gia súc, phát huy lợi thếngành thủy sản phát triển thành ngành kinh tế mũi nhọn, bảo vệ tài nguyên rừng

- Tăng cường áp dụng khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp, đặc biệt là côngnghệ sinh học trong nông nghiệp kết hợp với công nghệ thông tin Chú trọng đếngiống cây trồng, đưa nhanh công nghệ chế biến và bảo quản sau thu hoạch vào ápdụng, xây dựng các khu nông nghiệp công nghệ cao, hạn chế sử dụng các hóa chấtđộc hại vào nông nghiệp

- Tiếp tục hoàn thiện và phát triển hệ thống thủy lợi đảm bảo tưới tiêu an toànchủ động sản xuất nông nghiệp Nâng cao năng lực sự báo thời tiết, hạn chế nhữngtác hại do lũ lụt, hạn hán xảy ra

- Phát triển mạnh công nghiệp và dịch vụ ở nông thôn

Đối tượng hướng tới để phát triển nền nông nghiệp Việt Nam trong tương laigồm có lúa, ngô, rau xanh các loại, cà phên, cao su, chè, mía, hạt tiêu, cây ăn quảcác loại, bông vải, trâu bò, lợn, gia cầm, thủy sản và thủy sản, vật nuôi khác

1.3 VAI TRÒ CỦA CÂY TRỒNG TRONG NỀN NÔNG NGHIỆP

1.3.1 Phân loại cây trồng

Phương pháp quan trọng trong phân loại thực vật là phương pháp thực vậthọc dựa trên cơ sở mối quan hệ di truyền của thực vật Đã có khoảng 300.000 thựcvật được xác định và phân loại thành 4 nhóm chính sau:

- Tản thực vật (Thallophytes) gồm có tảo, nấm và địa y

- Đài thực vật (Bryophytes); rêu thuộc nhóm này

- Quyết thực vật (Pteridiophytes): quyết, dương xỉ, thuỷ dương

- Thực vật có hạt (Spermatophytes) bao gồm tất cả các thực vật có hạt

Thực vật có hạt được chia thành hai ngành:

+ Thực vật hạt trần (Gymnosperms) bao gồm tất cả các thực vật hạt trần,hạt không được bao kín trong quả

+ Thực vật hạt kín (Angiosperms) bao gồm những thực vật có hạt bao kíntrong quả, ngành hạt kín được chia thành hai lớp:

* Lớp một lá mầm (Monocotyledons)

* Lớp hai lá mầm (Dicotyledons)Phương pháp phân loại học thực vật như sau:

Các đơn vị phân loại được chia theo cấp từ lớn đến nhỏ

Giới (Kingdom) Thực vật (Plantae)Nhóm (Division) Có hạt (Spematophyte)Ngành (Subdivision) Hạt kín (Angiospermae)Lớp (Class) Một lá mầm (Monocotyledonae)

Họ (Family) Hoà bản (Graminae)Giống (Genus) Oryza

Loài (Species) Sativa

Ví dụ: Tên khoa học của cây lúa là Oryza sativa L

Tên khoa học của thực vật được đặt theo hệ thống tên đôi, do Carl Von Linné

là người phát minh ra, hiện nay cách đặt tên này vẫn còn được sử dụng

Trong ngành nông học hệ thống cây trồng được phân loại theo nhiều cáchkhác nhau, có thể phân loại dựa trên phương pháp canh tác hoặc dựa trên công dụngcủa cây trồng,nhiều khi phân loại còn có thể dựa trên đặc điểm yêu cầu về khí hậu

để phân loại Một trong những phương pháp phân loại phổ biến trên thế giới là dựavào hình thức canh tác như sau:

- Cây trồng nông học hay cây trồng đồng ruộng

Cây trồng nông học là những cây ngắn ngày (hàng năm) được trồng trong mộtnông trại dưới hệ thống quảng canh hoặc ở một diện tích rộng Ví dụ như ruộng lúa,bắp, đậu,

Các cây trồng ruộng được chia thành những nhóm sau:

+ Nhóm cây hạt cốc: thuộc họ hòa bản như lúa bắp, cao lương, lúa mì

+ Nhóm cây đậu cho hạt thuộc học cánh bướm như đậu nành, đậu xanh, đậuphộng, đậu trắng

+ Nhóm cây công nghiệp lấy đường, lấy dầu như cây mía, thuốc lá, thầu dầu

+ Nhóm cây lấy củ: như khoai mì, khoai môn, khoai lang, khoai mỡ

+ Nhóm cây đồng cỏ và làm thức ăn gia súc

- Cây trồng nghề làm vườn

Cây trồng nghề làm vườn có thể là cây hàng năm hay lâu năm được trồngdưới hệ thống thâm canh hoặc trồng trong một diện tích tương đối nhỏ

Cây trồng nghề làm vườn được chia thành những nhóm sau:

+ Nhóm rau: bao gồm các loại rau ăn lá như rau muống, bắp cải và rau ănquả như bầu, bí, cà, dưa leo, rau ăn củ như cà rốt, khoai tây, rau cho gia vị như hànhtỏi, ngò,

+ Nhóm hoa kiểng: bao gồm tất cả các cây được trồng cho mục đích trang tríhay thẩm mỹ như các loại hoa lan, hoa thược dược, hoa hồng, bonsai,

+ Nhóm cây ăn quả: bao gồm những cây trồng để lấy quả như cây sầu riêng,

bơ, táo, ổi, vải, nhãn,

+ Nhóm cây đồn điền: thường là những cây đa niên, yêu cầu phải qua chếbiến trước khi sử dụng, bao gồm các loại cây lấy dầu, cây làm thuốc chữa bệnh vàthuốc trừ sâu như cao su, cà phê, ca cao,

1.3.2 Sự quan trọng của cây trồng

Cây trồng có vai trò quan trọng trong đời sống của con người Hiện nay câytrồng vẫn đối tượng được nghiên cứu và nhắc đến nhiều nhất trong nền nôngnghiệp Việc đẩy mạnh các ứng dụng mới của khoa học công nghệ vẫn đang đượctiến hành trên đối tượng là thực vật, do đó mục tiêu cao nhất vẫn là nâng cao năngsuất và chất lượng của cây trồng để phục vụ nhu cầu ngày càng lớn và càng cao củacon người Cây trồng có những vai trò quan trọng sau:

- Là nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm chủ yếu cho xã hội Nhu cầu vềlương thực là không thể thiếu đối với con người nên đảm bảo nhu cầu lương thực,thực phẩm cho xã hội là yêu cầu cấp thiết để ổn định đời sống, ổn định xã hội

- Là nguồn dinh dưỡng: cây trồng cung cấp năng lượng, đạm, vitamin Cácloại rau nhiều đạm có thể thay thế nguồn đạm động vật

- Là nguồn cung cấp thức ăn gia súc, gia cầm Ngoài cung cấp lương thực,thực phẩm cho xã hội thì cây trồng còn là nguồn cung cấp thức ăn chính cho chănnuôi

- Là nguồn cung cấp sợi thiên nhiên cho dệt vải và may mặc Các loại câytrồng có thể cung cấp sợi thiên nhiên bao gồm các loại đay, sợi, bông,

- Là nguồn cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp nhẹ và chế biến

Y = f(G,E,G x E )

Kiểu gen sẽ xác định tiềm năng năng suất tối đa của cây trồng đó có thể đạtđược, còn môi trường sẽ đạt được sẽ xác định mức độ khả năng đạt được tiềm năngtối đa đó

Khí hậu thời tiết ảnh hưởng rất nhiều đến đất đai, hoạt động của các vi sinhvật và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng

2.1 TÁC ĐỘNG CỦA ÁNH SÁNG

Ánh sáng tác động trực tiếp đến cây trông thông qua quá trình quang hợp Sựbức xạ ánh sáng mặt trời cung cấp năng lượng cho cây trồng để duy trì và phát triển.Ánh sáng ảnh hưởng đến mọi mặt của cây trồng

Quá trình quang hợp được xác định bởi tốc độ đồng hóa carbonic (CO2) trênmột đơn vị diện tích lá hoặc trên một đơn vị diện tích bề mặt bao phủ Sự quang hợp

có hiệu quả được ước tính bằng quá trình tích lũy carbon hydrat trong cây Quátrình quang hợp phản ứng rộng với nhiều mô hình khác nhau của môi trường bênngoài Một số mô hình được thử nghiệm để kiểm tra mối liên hệ giữa quang hợp vớiquá trình sinh lý và sinh hóa và nó được thử nghiệm với mô hình này (Alex C.Wiedenhoeft, 2006) Nhiều thí nghiệm được hình thành đánh giá quá trình đồng hóacarbon dioxide bởi nhiều môi trường khác nhau Mô hình của Hall đã chứng minhrằng đáp ứng của quá trình quang hợp với môi trường có liên quan đến năng suấtcủa cây trồng Quá trình quang hợp cũng phụ thuộc nhiều vào lượng tử ánh sángchiếu vào bề mặt lá Do đó một loài thực vật khác nhau sẽ cho năng suất của quátrình quang hợp khác nhau

Các loại cây trồng khác nhau sẽ có phản ứng khác nhau với quá trình quanghợp Các loài khác nhau sẽ có phản ứng khác nhau với quá trình quang hợp nênlượng sinh khối tạo ra cũng khác nhau trong môi trường tự nhiên Quá trình quanghợp có mối quan hệ với diện tích lá, kiểu sinh thái và cây trồng trong điều kiện môitrường đặc biệt, hiệu quả của quá trình quang hợp khác nhau trong điều kiện chịutác động “stress” khác nhau Mạch dẫn của các loài thực vật khác nhau là khác nhau

và do đó quá trình quang hợp cũng khác nhau Đối với thực vật C3quá trình quanghợp được diễn ra trong suốt cả ngày khi mà khí khổng mở và enzyme “rubisco” cóvai trò cố định CO2 trong quá trình quang hợp Một số thực vật C4 khí khổng cũngđược mở trong suốt cả ngày nhưng enzyme PEP carbonxylase thực hiện quá trình

cố định CO2, sau đó nó được cố định lại nhờ enzyme rubisco Một số nhóm thực vậtkhác như thực vật CAM hệ thống khí khổng được mở vào ban đêm, CO2được cốđịnh lại nhờ các acid hữu cơ, enzyme decarbonxylase hoạt động ban ngày khi màkhí khổng đóng Hàm lượng CO2 được giải phóng và sau đó được cố định lại nhờ

enzyme “rubisco” Quá trình quang hợp của thực vật CAM diễn ra theo phươngthức này trong trường hợp hạn hán và diễn ra tương tự như thực vật C3trong trườnghợp độ ẩm cao và mưa nhiều thì quá trình cố định CO2 được cố định bởi enzyme

“rubisco” và khí khổng mở vào ban ngày Phần lớn cây trồng thường yêu cầu pháttriển trong điều kiện có đầy đủ ánh sáng Tuy nhiên có một số nhóm cây trồng chỉyêu cầu một lượng ánh yếu và phát triển tốt trong điều kiện bóng râm hoặc đượcche sáng

Ánh sáng mặt trời còn có tác dụng làm tăng nhiệt độ thực vật Ban ngày docây trồng hấp thu một lượng nhiệt từ mặt trời nên nhiệt độ của thực vật thường caohơn nhiệt độ của môi trường bên ngoài Để đáp ứng lại với quá trình này thì câytrồng thường tăng cường quá trình thoát hơi nước để điều hòa thân nhiệt Ban đêmkhi nhiệt độ môi trường hạ, mặt đất không nhận được bức xạ của ánh sáng mặt trờinên nhiệt độ của cây trồng thường thấp hơn nhiệt độ của môi trường do quá trìnhbức xạ nhiệt Cây trồng có thể tự điều chỉnh sự tiếp nhận ánh sáng và điều hòa thânnhiệt bằng những cấu trúc đặc trưng Để tiếp nhận ánh sáng và thực hiện quá trìnhquang hợp tốt thì cây trồng sắp xếp các tán cây và cành cây so le hoặc hình cánhquạt để cành trên không che khuất ánh sáng của cành dưới Để giảm quá trình phản

xạ nhiệt của cơ thể, giảm quá trình bốc thoát hơi nước và tăng khả năng chống rét,cây trồng xứ lạnh có cấu trúc cành xù xì, lá nhỏ, nhọn hoặc tầng cutin của lá dày.Ánh sáng tác động đến cây trồng thông qua 3 mặt đó là lượng tử ánh sáng,cường độ bức xạ và thời gian chiếu sáng

2.1.1 Cường độ bức xạ mặt trời

Năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất chỉ có khoảng 25% lượngbức xạ này được chiếu xuống trực tiếp xuống bề mặt trái đất, 18% còn lại sẽ đượcphân tán, được đá, đất và nước hấp thu lên bề mặt để làm ấm bề mặt, phần còn lạiđược các vật liệu hấp thu để làm ấm Nguồn năng lượng có thể được tính từ mốiquan hệ giữa bức xạ mặt trời và mức độ chiếu sáng

Cường độ bức xạ mặt trời là số năng lượng chiếu sáng trên một đơn vị diệntích nằm thẳng góc với tia tới trong một đơn vị thời gian, được diễn tả bằng đơn vịcal/m2/ngày

Đối với cây trồng, ánh sáng có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp.Cường độ ánh sáng được đo bằng đơn vị lux hay fc (foot candles) Cường độ ánhsáng trong ngày nắng gắt có thể lên trên 100000 lux, trung bình khoảng 30000 -

50000 lux, lúc mây mù nhiều có thể hạ thấp xuống 1500 lux (1fc=10,8 lux,lcal/cm2/phút = 66660 lux)

Trung bình một lá cây, có khả năng hấp thụ 70% tia sáng, phản xạ 10% vàtruyền lan qua các lớp tế bào lá xuống dưới 20% Trong số 70% ánh sáng hấp thụ,cây trồng chỉ sử dụng 1% cho quá trình quang hợp, 49% năng lượng dùng để thoáthơi nước và lá sẽ bức xạ lại 20%

Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp của cây Lượng ánhsáng cây nhận được phải lớn hơn điểm bù ánh sáng thì cây mới có thể sinh trưởngđược Điểm bù ánh sáng là cường độ ánh sáng mà tại điểm đó cây bắt đầu có thểtiến hành quang hợp và sinh trưởng bình thường

Sự quang hợp thường tăng theo tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng cho đếnmức bão hoà Điểm bão hoà ánh sáng là bắt đầu tại điểm đó cường độ quang hợp

không tiếp tục tăng tỉ lệ thuận với việc tăng cường độ ánh sáng nữa Nếu vượt quámức này sự quang hợp không tăng lên nữa mà có thể giảm đi vì các diệp lục tố bịphân hoá và bị cháy Một số không cần cường độ ánh sáng cao, do đó chúng có thểmọc dưới bóng râm hay tán của cây khác vì chúng có một điểm bão hoà thấp, trongkhi các cây có điểm bão hoà ánh sáng cao là những cây ưa sáng Cây trồng có yêucầu ánh sáng khác nhau tuỳ theo từng loại, có thể phân thành 3 nhóm:

- Cây ưa bóng (chịu râm) là nhóm cây trồng phát triển tốt, thực hiện quátrình quang hợp trong điều kiện được che phủ hoặc trong điều kiện cường độ chiếusáng yếu hoặc trong điều kiện dâm mát, có bóng râm Điền hình cho nhóm câytrồng này là cây phong lan, lá lốt, gừng, nghệ, …

- Cây ưa sáng là nhóm cây trồng có nhu cầu ánh sáng cao trong quá trìnhsinh trưởng, để đạt năng suất quang hợp cao thì điều kiện chiếu sáng trong ngày và

cả trong suốt chu kỳ sinh trưởng phải lớn Những nhóm cây trồng này nếu đemtrồng trong điều kiện được che phủ hay trong điều kiện tự nhiên có cường độ chiếusáng yếu thì năng suất và phẩm chất cuả cây trồng không cao Điển hình cho nhómcây ưa sáng có cây bắp, thuốc, khoai, rau dền, …

- Cây trung gian là nhóm cây trồng không có yêu cầu cao về chế độ chiếusáng, có thể phát triển tốt trong điều kiện chiếu sáng yếu và cũng có thể chịu đượcvới điều kiện cường độ chiếu sáng cao, điển hình cho nhóm cây này là cây đậunành

Khi ánh sáng không đầy đủ thì thời gian sinh trưởng của cây kéo dài ra, yếu

ớt, nhánh và chồi ít, màu sắc bị vàng, cây vươn dài ra Trong canh tác cây trồng, cóthể có nhiều ứng dụng các đặc tính này cuả cây trồng để điều tiết hoặc tận dụng ánhsáng trong các biện pháp kỹ thuật như:

- Trồng xen canh hay xen hàng giữa giống cao và giống cây thấp để sử dụngtối đa ánh sáng hay canh tác nhiều tầng trong vườn

- Điều chỉnh mật độ cây, khoảng cách trồng phù hợp với từng giống cây vàmùa canh tác Muốn giảm cường độ ánh sáng dưới mức bão hoà, trong kỹ thuậtcanh tác thường sử dụng biện pháp trồng cây che bóng

2.1.2 Độ dài ngày (hay quang kỳ)

Độ dài ngày diễn tả thời gian ánh sáng chiếu trên cây trồng, biểu thị số giờtrong ngày, tính từ khi mặt trời mọc đến khi mặt trời lặn

Độ dài ngày tuỳ thuộc tuỳ theo vị trí địa lý và phụ thuộc vào vĩ độ Vĩ độ cóảnh hưởng đến thời gian chiếu sáng trong ngày được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Ảnh hưởng của vĩ độ đến độ dài ngày

Vĩ độ Ngày dài nhất (giờ) Ngày ngắn nhất (giờ)

Cây có phản ứng với điều kiện chiếu sáng trong ngày gọi là phản ứng quang

kỳ Quang kỳ là độ dài chiếu sáng trong ngày có tác dụng điều hòa sự sinh trưởng

và phát triển của cây đặc biệt là giai đoạn ra hoa, nó phụ thuộc vào lòai thực vậtkhác nhau Quang kỳ có ảnh hưởng quan trọng ở giai đoạn cây thay đổi từ trạng tháităng trưởng (sự sinh trưởng dinh dưỡng) sang sinh sản (sinh trưởng sinh thực), haycòn gọi là giai đoạn ra hoa Về phương diện quang kỳ, cây có thể chia thành 3 nhómsau:

Loại quang kỳ dài là loại cây nở hoa trong điều kiện thời gian chiếu sáng

trong ngày lớn hơn thời gian chiếu sáng tới hạn, tức là thời gian chiếu sáng trongngày phải lúc ngày dài >13 giờ Cây có phản ứng quang kỳ dài được chia thành hainhóm đó là cây ngày dài bắt buộc (Obligate) và cây ngày dài không bắt buộc(Facultative) Một số nhóm cây ra hoa trong điều kiện ngày dài như hoa chuông, cỏ

ba lá, củ cải, xà lách, cải bắp, cà rốt, táo, …

Loại cây quang kỳ ngắn hay còn gọi là cây ngày ngắn Nhóm cây trồng này

chỉ nở hoa trong điều kiện thời gian chiếu sáng trong ngày < 12 giờ Nhóm cây cóphản ứng quang kỳ ngắn được chia thành hai nhóm đó là cây có phản ứng quang kỳbắt buộc và phản ứng quang kỳ không bắt buộc Đại diện cho nhóm cây trồng cóphản ứng quang kỳ ngắn đó là cây hoa cúc, cà phê, dâu tây, thuốc lá, cây bông, …

Loại cây trung tính là nhóm cây trồng không có phản ứng quang kỳ Nhóm

cây này có thể nở hoa bất cứ lúc nào khi mà quá trình sinh trưởng của chúng đạtmức cần thiết để ra hoa Tiêu biểu cho nhóm cây trồng này bao gồm: cà chua, dưachuột, bầu bí, dưa hấu, hoa hồng, …

Thuật ngữ cây ngày ngắn và cây ngày dài diễn tả mức độ chiếu sáng trongngày để chỉ ra những cây có thể nở hoa trong điều kiện ngày ngắn hay ngày dài, tuynhiên nhiều thí nghiệm chứng minh rằng quá trình cảm ứng ra hoa thực tế là do thờigian che tối quyết định (Anthony E Hall, 2001) Mỗi loài cây trồng yêu cầu mộtkhoảng thời gian che tối riêng, thời gian che tối này được gọi là độ dài đêm tiêuchuẩn Những cây ngày dài là những nhóm cây trồng có thời gian che tối ngắn, vàthời gian che tối này quyết định sự ra hoa Những cây ngày ngắn là những nhóm

cây trồng có thời gian che tối dài vì chúng cần thời gian che tối dài hơn để ra hoa.Như vậy bóng tối là yếu tố quyết định đến sự ra hoa của cây.

Ngoài ra, quang kỳ cũng ảnh hưởng trên sự tượng củ Đối với các loại hànhtây chỉ ra củ khi ngày dài, nếu trồng ở nhiệt độ cao mà ngày ngắn thì củ cũng có thểphát sinh nhưng củ hành sẽ cứng rắn và không chín được

và phản chiếu lại Sự phản xạ các tia xanh lục của thực vật quy định màu xanh của

lá cây Nói chung, trong điều kiện Việt Nam ánh sáng không là yếu tố hạn chế sinhtrưởng và năng suất cây trồng

để cung cấp các cation giúp cây hấp thụ chất dinh dưỡng một cách thuận lợi hơn

2.2.2 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và pháttriển của cây trồng Nhìn chung, tất cả các tiến trình hoá học, sinh lý và sinh họctrong cây đều ảnh hưởng bởi nhiệt độ Thực vật nói chung có thay đổi đáp ứng củanhiệt độ rất rộng, nhưng cùng một loài, yêu cầu nhiệt độ lại nằm trong một giới hạnnhiệt độ chặt chẽ Các hoạt động sinh học bị giới hạn trong một khoảng nhiệt độnhất định, giữa nhiệt độ cao hơn điểm nước bắt đầu đông đá và thấp hơn điểmprotein bắt đầu biến chất, có nghĩa là 0oC và 50oC

Đáp ứng của cây trồng với nhiệt độ được xác định trong một khoảng rộng, nóđược thể hiện thông qua sự phân bố địa lý và sự thích nghi của chúng ở các vùngkhí hậu khác nhau

Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự tích lũy, nảm mầm và ngủ nghỉ của hạt Nhiệt độảnh hưởng đến sự nảy mầm thông qua 3 quá trình Đầu tiên hạt tiếp tục bị phân hủy.Thứ hai, hạt có thể chuyển sang trạng thái ngủ nghỉ Thứ ba, hạt chuyển từ trạngthái ngủ nghỉ sang trạng thái nảy mầm, quá trình này được cảm ứng bởi nhiệt độ

Có 3 nhiệt độ chính ảnh hưởng đến cây trồng đó là nhiệt độ tối thấp (tốithiểu), nhiệt độ tối hảo và nhiệt độ tối cao Quá trình biến thiên nhiệt độ phụ thuộcvào độ cao của địa hình (cứ lên cao 100m, nhiệt độ giảm 0,6oC) và phụ thuộc vào vịtrí địa lý

Nhiệt độ tối thiểu: Ở dưới ngưỡng nhiệt độ này thì tốc độ phản ứng sinh học

bằng zero Đây là ngưỡng nhiệt độ thấp nhất mà cây trồng có thể chịu được, nếuthấp hơn nhiệt độ này, cây sẽ ngừng tăng trưởng và chết nếu nhiệt độ thấp kéo dài.Thông thường nhiệt độ tối thấp ảnh hưởng đến sự nảy mầm và đâm chồi của câynhiệt đới Mốt số nhóm cây trồng yêu cầu nhiệt độ tối thấp để có thể thực hiện quátrình nảy mầm

Nhiệt độ tối hảo: Ở ngưỡng nhiệt độ này, tốc độ phản ứng sinh học đạt đếncực đại, quá trình đồng hóa hydrat carbon thường lớn hơn quá trình phân giải.Trong khoảng nhiệt độ tối hảo, cây trồng có sự quang hợp lớn hơn hô hấp và thoáthơi nước Trên phương diện về nhiệt độ, cây trồng được chia thành 3 loại như sau:

- Cây xứ lạnh là nhóm cây trồng mọc tốt ở nhiệt độ khoảng từ 7 – 15oC Điểnhình cho nhóm cây này có cây bắp cải, cải bông, đậu hà lan, khoai tây, trà, hoa cẩmchướng, táo, lê, cải xà lách, dâu tây, cà rốt,

- Cây xứ ấm là nhóm cây trồng có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ởnhiệt độ 15o- 26oC Điển hình cho nhóm cây trồng này có cây lúa, họ cây camchanh, dưa chuột, bầu bí, đậu nành, …

- Cây xứ nóng là nhóm cây trồng có thể phát triển tốt ở nền nhiệt độ > 26oC,nhiệt độ mà cây có thể chịu đựng được với khoảng nhiệt độ 40 - 45oC Điển hìnhcho nhóm cây này có cây dừa, chuối, đu đủ, bông vải, thầu dầu, cao su, mít,

Cây trồng phát triển trong khoảng nhiệt độ tối thiểu đến ngưỡng nhiệt độ tốihảo thì các phản ứng quang hợp tuân theo định luật Q10 Ở ngưỡng nhiệt độ tối hảothông thường tỉ lệ quang hợp/hô hấp nằm vào khoảng 10 - 40

Nếu nhiệt độ trên ngưỡng nhiệt độ tối thích, khi nhiệt độ tăng lên thì quátrình sinh học của cây không tăng lên nữa mà còn bị giảm đi, đến một giới hạn tốicao thì cây ngừng sinh trưởng

Bảng 2.2 Phản ứng của cây trồng vùng xứ lạnh và vùng xứ ấm với nhiệt độ

Nhiệt độ ban đêm Nhiệt độ ban ngàyThấp nhất Cao nhất Thấp nhất Cao nhấtNhiệt độ đóng

Nguồn: Theo Anthony E Hall, Ph.D, 2001

Nhiệt độ tối cao: ở trên nhiệt độ này thì tốc độ phản ứng sinh học bằng zero.

Đó là giới hạn nhiệt độ cao nhất của cây có thể chịu đựng được, lớn hơn khoảngnhiệt độ này cây sẽ ngừng tăng trưởng và chết

Quá 45 - 50oC, sự quang hợp thường ngừng hẳn Cây bị chết vì ngừng hôhấp, quang hợp hay vì thoát hơi quá nhanh nên cây mất hết nước và héo

Yêu cầu nhiệt độ thay đổi theo ngày và theo giai đoạn sinh trưởng của câytrồng Nhiệt độ thay đổi mang tính chu kỳ sẽ ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm củahạt giống thông qua sự cảm ứng nảy mầm hạt.

Sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng còn phụ thuộc vào biên độ nhiệt

độ Sự biến thiên nhiệt độ giữa ngày và đêm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởngcủa cây trồng Ví dụ: đối với cây cà phê biên độ giao động nhiệt độ ngày và đêmvào khoảng 6oC sẽ ra hoa, khoảng nhiệt độ thích hợp nhất cho sự thăng gián nhiệt

độ vào khoảng 23oC/17oC, nếu biên độ nhiệt là 6oC nhưng sự chênh lệch nhiệt độcao và vào khoảng 30oC/24oC thì quá trình nở hoa kém và tỉ lệ đậu quả thấp

Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh hưởng tới thời gian thu hoạch của cây trồng và donhiều cây trồng (nhất là cây ăn quả, cây rau) còn tích lũy một đơn vị nhiệt nhất địnhtrước khi chín Lượng đơn vị nhiệt được tính bằng cách cộng dồn sự chênh lệchnhiệt độ hàng ngày với nhiệt độ thấp tới hạn của cây trồng đó, cho đến khi hoàn tấtchu kỳ

Sự phát triển của cây trồng phụ thuộc vào nhiệt độ, cả nhiệt độ thay đổi trongngày và sự biến thiên nhiệt độ qua các ngày và mùa khác nhau Lượng nhiệt mà câytích lũy được gọi là đơn vị nhiệt cho một ngày và cho cả chu kỳ sinh trưởng của câytrồng

Tổng nhiệt độ = (nhiệt độ trung bình ngày – nhiệt tối thấp) x số ngày

Bảng 2.3 Giới hạn nhiệt độ cho cây mọc mầm và tăng trưởng của một số câytrồng (tổng hợp nhiều tài liệu)

Cây trồng Nhiệt độ tối thấp (oC) Nhiệt độ tối thích (oC) Nhiệt độ tối cao (oC)

Thí dụ: đối với cây bắp, yêu cầu lượng đơn vị nhiệt là 2800 độ/ngày vànhiệt độ tối thấp tới hạn là 10oC Vậy, một ngày có nhiệt độ trung bình 25oC sẽ cungcấp (25 - 10) x 1 = 15oC Với nhiệt độ trung bình ngày như trên, cây bắp sẽ cầnkhoảng 186 ngày để chín Trong khi với nhiệt độ trung bình 28oC, sẽ chỉ cầnkhoảng 100 ngày Tổng lượng nhiệt cần thiết cho cây trồng trong suốt thời kỳ sinhtrưởng thể hiện ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Tổng lượng đơn vị nhiệt cần thiết cho cây trồng

Cây trồng Tổng lượng đơn vị nhiệt cần (oC)

2.3.2 Ảnh hưởng lý học

Ảnh hưởng của gió đối với thực vật khác nhau là khác nhau Đối với câythân gỗ tác động của gió mạnh hơn so với cây thân bụi và cây thân thảo Gió ảnhhưởng đến sự thoát hơi nước của cây trồng và bốc hơi nước của bề mặt đất canh tác.Gió càng mạnh, càng khô hanh thì quá trình bốc thoát hơi nước diễn ra mạnh hơn.Gió mạnh cũng gây khó khăn trong quá trình thụ phấn, làm lúa có thể bị chín lépnhiều Gió tác động đến quá trình trao đổi khí giữa khí quyển và đất nên cũng tácđộng đến quá trình hô hấp của thực vật Nếu gió mạnh có thể làm giảm CO2cục bộ

2.3.3 Ảnh hưởng sinh học

Gió làm lan tràn hột cỏ dại, các bào tử nấm gây bệnh Để hạn chế tác hại của

gió mạnh, phải trồng cây chắn gió như phi lao (Casuarina equiserifola), dứa dại (Pananus) dọc bờ biển nhằm chống nạn cát bay hoặc áp dụng các biện pháp nông

lâm kết hợp Những cây trồng thụ phấn nhờ gió, nếu gió nhẹ thì có tác dụng tốttrong việc giúp cho cây thụ phấn, còn nếu gió quá mạnh sẽ ảnh hưởng đến quá trìnhthụ phấn của cây và cũng có thể gây gãy cành và bật gốc

Để hạn chế tác hại của gió đối với cây trồng, thông thường người ta trồng cácvành đai chắn gió, đối với những vùng ven biển, trên đất cát để hạn chế hiện tượngcát bay người ta thường trồng phi lao để chắn gió Ngoài ra, trên canh tác nôngnghiệp, đặc biệt là trồng các loại cây lâu năm như các loại cây ăn quả, cây côngnghiệp dài ngày có thể ngăn cản và hạn chế tốc độ gió bằng cách tăng mật độ

2.4 ĐỘ ẨM

2.4.1 Giáng thuỷ

Nước ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng và là thànhphần cấu tạo của cơ thể sinh vật Nước có vai trò hết sức quan trọng đối với câytrồng:

- Nước là dung môi để hòa tan các chất

- Nước như một chất phản ứng tham gia trong nhiều phản ứng sinh học

- Nằm trong cấu trúc của nhiều phân tử sinh học

- Môi trường vận chuyển chất dinh dưỡng và các chất khác trong cây

- Giúp duy trì nhiệt độ thích hợp cho cây

Tuỳ theo yêu cầu nước, thực vật có thể được chia thành 3 nhóm :

- Thực vật chịu hạn (Xerophytes)

- Thực vật thuỷ sinh (Hydrophytes)

- Thực vật trên cạn (Mesophytes): bao gồm đa số các thực vật quan trọng có ýnghĩa kinh tế

Giáng thuỷ bao gồm tất cả các dạng nước rơi xuống đất từ trên bầu khí quyển

do quá trình ngưng kết của hơi nước, dưới dạng giọt (mưa), hơi nước ngưng tụ(sương), xốp (tuyết), rắn (mưa đá), … Trong đó, nguồn cung cấp quan trọng nhấtcho cây trồng là mưa

Mưa được biểu thị qua tổng số nước mưa đo được hàng năm, đo bằng chiềucao của khối nước mưa nhận được trên một đơn vị diện tích tại một địa điểm cụ thể

và sự phân bố mưa, tổng số ngày mưa trong năm, lượng mưa trong năm, lượng mưatrung bình trong tháng Tuy nhiên lượng mưa cung cấp cho cây trồng với một lượngnhỏ, đa phần chúng bị mất mát do chảy tràn, thấm sâu xuống đất hoặc do bốc hơi.Cây trồng sử dụng được lượng nước trong đất thông qua lượng nước hữu hiệu

Địa hình sẽ ảnh hưởng rất lớn đến lượng mưa và sự phân bố lượng mưa,trong khi đó kiểu lưu thông không khí sẽ ảnh hưởng đến lượng mưa theo mùa Cácdãy núi cao cản các đám mây lại, làm cho chúng phải di chuyển lên cao Ở đó, nóichung nhiệt độ lạnh hơn, hơi nước sẽ ngưng tụ lại và mưa sẽ rơi xuống ở phía đầugió khi mây bay ngang qua và phía dưới gió sẽ tương đối khô vì không có mưa rơi

Không đủ lượng mưa hay độ ẩm thấp sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đếnsinh trưởng của thực vật Nếu bị thiếu nước rất dễ xảy ra hiện tượng hạn hán, có thểchia thành hai mức độ hạn hán như sau:

- Hạn tuyệt đối: Nếu hạn hán kéo dài 29 ngày liên tiếp, không có mưa hoặcmưa ở lượng thấp nhất là 0,25mm, lượng nước hữu hiệu trong đất không đủ để cungcấp cho cây trồng

- Hạn cục bộ: Nếu hạn hán kéo dài 15 ngày liên tiếp, không có mưa ở lượngthấp nhất là 0,25mm, lượng nước hữu hiệu chỉ đủ để cung cấp cho cây trong mộtkhoảng nhất định để kéo dài sự sinh trưởng của cây

Khi hạn hán xảy ra, dẫn đến hiệu tượng thiếu nước, trong trường hợp này cóthể cây bị héo tạm thời hoặc cũng có thể bị héo vĩnh cửu Nếu cây bị thiếu nước thì

năng suất quang hợp thấp dẫn đến năng suất thu hoạch thấp và chất lượng sản phẩmkém.

2.4.2 Độ ẩm không khí

Sự có mặt hơi nước trong không khí gây ra độ ẩm không khí, thể hiện bằng

độ ẩm tương đối (%) và độ ẩm tuyệt đối

- Độ ẩm tuyệt đối được tính bằng gam là lượng nước chứa trong 1m3 khôngkhí Đôi khi độ ẩm tuyệt đối không khí được tính bằng milimet của thủy ngân hay làmiliba, được biểu thị bằng sức trương hay là áp suất hơi của không khí, được kýhiệu là e

- Độ ẩm tương đối là tỷ lệ % của trạng thái ẩm của không khí so với trạngthái bảo hòa Độ ẩm tương đối cũng có thể được định nghĩa là tỷ số giữa sức trươnghơi nước chứa trong không khí và sức trương hơi nước bảo hòa (E) ở cùng nhiệt độ,thường ký hiệu là r và biểu thị bằng công thức 2.1:

Độ ẩm tương đối phụ thuộc vào nhiệt độ không khí Ban ngày khi nhiệt độkhông khí tăng thì độ ẩm không khí giảm, ban đêm khi nhiệt độ không khí giảm thì

độ ẩm tương đối tăng Độ ẩm không khí ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triểncủa thực vật thông qua quá trình thoát hơi nước Độ ẩm không khí thấp thì quá trìnhthoát hơi nước mạnh còn độ ẩm không khí cao thì giảm quá trình thoát hơi nước ở

lá Nếu ban ngày nhiệt độ không khí quá cao và độ ẩm thấp quá trình bốc thoát hơinước diễn ra mạnh, cây sẽ bị héo lá Ban đêm khi độ ẩm không khí cao, sự thoát hơinước giảm cây sẽ khôi phục lại trạng thái ban đầu, trường hợp này gọi là héo tạmthời Nếu nhiệt độ cao kéo dài rất dễ xảy ra hiện tượng héo kém dài, cây bị khô héo,nếu không cung cấp đủ nước kịp thời thì cây rất dễ bị chết Trường hợp cây bị héokém dài, cho dù có cung cấp đủ nước thì vẫn không khôi phục lại trạng thái ban đầuđược, trường hợp này gọi là héo vĩnh cửu

Ẩm độ không khí có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp

vì nó trực tiếp ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của sâu bệnh hại câytrồng Một số tác nhân gây bệnh như nấm gây bệnh mốc sương, phấn trắng cần một

ẩm độ nhất định để phát triển

Ẩm độ cao có thể tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc sản xuất ra toxin pháttriển, gây độc cho gia súc, gia cầm và cả con người nếu ăn phải Độ ẩm quá caocũng không có lợi cho sự sinh trưởng của cây trồng, kéo dài chu kỳ sinh trưởng,việc lan truyền phấn hoa cho thụ phấn bị hạn chế Đồng thời, nếu ẩm độ không khíthấp (khô hanh) sẽ làm mất nước của cây trồng qua hiện tượng thoát hơi, có thể gâyhéo cây nếu cây không được cung cấp đủ nước và kịp thời

Lượng mưa trung bình của Việt Nam khá cao (1800 - 2000 mm/năm), nhưngphân bố không đều cả về thời gian lẫn vị trí địa lý Mưa tập trung chủ yếu vào thờigian giữa tháng 5 đến tháng 10, với đỉnh cao vào tháng 9, thời gian trùng vào thờigian của gió mùa tây nam và có nhiều ảnh hưởng do gió từ Biển Đông Lượng mưa

e

r = x 100 (2.1)

E

phân bố đồng đều cho các khu vực địa lý cũng không đồng đều nhau, chẳng hạnnhư Huế, Pleiku, lượng mưa 2200 mm/năm nhưng khu vực Ninh Thuận, BìnhThuận rất khô, lượng mưa thấp Do lượng mưa cao nên ẩm độ không khí cũng cao,trung bình năm khoảng 80%.

2.5 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN ĐẤT ĐAI ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG

Đất là môi trường sống, cung cấp chất dinh dưỡng, độ ẩm và đồng thời làđiểm tựa giúp cho cây đứng vững, do đó đóng góp vai trò quan trọng trong sự sinhtrưởng của cây và sản xuất cây trồng

Đất đai về cơ bản là một sản phẩm của quá trình phong hoá của đá mẹ thànhnhững phân tử nhỏ hơn Sau đó nó được chuyển sang một trạng thái sinh học năngđộng là nơi diễn ra vô số đời sống thực vật, động vật và vi sinh vật mà tổng hợpphức hợp của chúng dẫn đến sự hình thành một phức hợp đất cung cấp dinh dưỡngcho cây trồng

Mục tiêu trong sản xuất cây trồng là cung cấp môi trường sinh trưởng thíchhợp cho cây trồng qua việc quản lý đúng đắn đất canh tác nhằm đạt đến sức sảnxuất tối đa và bền vững trong một thời gian dài

Thực vật sử dụng các yếu tố trong đất để sinh trưởng và phát triển thông qua

hệ rễ Dung trọng và tỷ trọng trong đất ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng

và nước từ đất Rễ cây phát triển chịu ảnh hưởng của môi trường đất, vì vậy, sựphân bố và mật độ của rễ là một hàm số phụ thuộc vào hai yếu tố đó là loại câytrồng và yếu tố môi trường

Sự phát triển của hệ rễ trong đất

Một hạt là một cây đang ngủ Những nơi ẩm ướt, đất ẩm hạt hấp thụ nước bằngcách thẩm thấu vào những sẹo lồi Enzyme bắt đầu hoạt động và nguồn thức ăn dựtrữ trong nội nhũ của hạt, kích hoạt cho hạt nảy mầm Thức ăn dự trữ đã cạn kiệt láxanh phát triển và quá trình quang hợp bắt đầu Bây giờ thực vật phát triển hoàntoàn dựa vào ánh sáng mặt trời, dinh dưỡng, không khí trong đất và nước Trongtrường hợp này đó là những khoảng tới hạn của đời sống thực vật bởi vì hệ rễ thựcvật là một hệ thống rất nhỏ Để cây tiếp tục phát triển cần yêu cầu các điều kiện sau:

- Sản phẩm của thức ăn (carbon hydrat) trong chồi non được lấy thông qua quátrình quang hợp và nguồn dinh dưỡng vận chuyển ngược xuống hệ rễ để phát triển

- Sự hấp thu nước và dinh dưỡng bởi hệ rễ và sự vận chuyển nước, muốikhoáng lên cho chồi phát triển

Sau khi rễ bắt đầu lồi ra từ hạt, rễ bắt đầu kéo dài ra và tế bào mô phân sinh ởđầu chóp rễ bắt đầu kéo dài Sau khi chóp rễ đâm xuống đất, nó tiếp tục đâm xuốngsâu và trải rộng ra trong đất bằng cách phân chia và kép dài ra của các các tế bào.Những phần rễ xuyên qua trong đất tạo thành nơi cố định vững chắc bám vào đất.Thực vật tiếp tục phát triển và hệ rễ kéo dài và đâm xuyên qua tầng đất canh tác, rễcũng có khả năng đâm xuyên qua tầng đất cái (tầng B) Tầng B có điều kiện sốngkhác rất nhiều so với tầng mặt như khả năng cung cấp chất dinh dưỡng, nước, oxy

và các yếu tố sinh trưởng khác Hệ rễ cũng phát triển không giống như tầng đấtcanh tác, có thể các điều kiện giống như tầng mặt nhưng có sự thay đổi về độ sâu

Ví dụ như cây chủ yếu hấp thụ nitơ từ tầng đất mặt bởi vì phần lớn vật liệu hữu cơtập trung ở đó và nitrat được hình thành bởi quá trình phân hủy vật liệu hữu cơ Bởi

sự tương phản đó, trong đất thường tầng A (tầng đất mặt) sẽ có tính acid, tầng B(tầng mẫu chất) sẽ có tính kiềm Dưới điều kiện đó hệ rễ phát triển trong điều kiệnkiềm sẽ hấp thu nhiều Ca hơn tầng mặt Do đó, ở tầng mặt thường hay bị hạn hánhơn so với tầng B Điều này có mối liên hệ với lượng nước và dinh dưỡng dự trữ ởtầng B.

Kết quả này có mối liên quan rất lớn đến lượng nước và dinh dưỡng trongtầng B Tiếp theo mưa sẽ làm ẩm ngược đất trở lại ở tầng mặt và tùy thuộc vàolượng nước và dinh dưỡng ở tầng canh tác Vì vậy thực vật sinh trưởng phụ thuộcvào hỗn hợp của nhiều yếu tố liên tục Trong mối liên quan này cây trồng có thểđược định nghĩa như một máy tích phân mà nó phụ thuộc vào sự thay đổi của cácđiều kiện môi trường Mảnh đất được cắt nhỏ từ những miếng đá nhỏ và rễ cây pháttriển trong đất được chia nhỏ để sử dụng được hơi nước trong đất Rễ cây đậu đâmsâu xuống đất sau khi nảy mầm Rễ trụ cây đậu kéo dài ra vài lần theo thời gian Rễbên phát triển cùng với sự phát triển của rễ trụ, tuy nhiên sự phát triển này khôngđồng nhất Rễ trụ của cây đậu sẽ có xu hướng phát triển khoảng 1 m chiều sâuxuyên suốt từ tầng đất canh tác đến tầng B Cây cỏ linh lăng cũng có rễ trụ và có thểxuyên qua 2 - 3 m chiều sâu trong đất, đôi khi có thể phát triển sâu xuống 7m

2.5.1 Phẫu diện đất

Phẫu diện đất là một tiết dện thẳng đứng từ trên mặt đất xuống sâu trong đấtgồm có những lớp hay tầng liên tiếp nhau Một tiết diện đất đầy đủ chia thành 4tầng cơ bản sau:

- Tầng thảm mục và tích luỹ vật chất hữu cơ (ký hiệu là tầng A) là tầng đấtmặt hay tầng mặt thường được ký hiệu là tầng A, thường chứa nhiều chất hữu cơ, các

rễ cây, vi khuẩn, nấm, động vật nhỏ và có màu tối do sự tập trung của chất hữu cơ.Đất tơi xốp, thoáng khí Rễ cây phát triển chủ yếu trong tầng đất này, nhất là nhữngcây có bộ rễ cạn Khi được cày và canh tác, lớp đất này được gọi là tầng canh tác

- Tầng tích tụ thường được ký hiệu là tầng B thường cứng hơn tầng mặt chứanhiều sét và ít chất hữu cơ hơn Ở nhiều vùng khí hậu nhiệt đới ẩm lớp này thườngchia làm hai tầng, tầng chuyển tiếp nằm phía trên, bị rửa trôi các muối khoáng và tậptrung ít chất hữu cơ; tầng tích tụ nằm phía bên dưới, có sự tập trung oxyt sắt nhôm,sét nên đất khá cứng rắn

- Tầng mẫu chất bị phân hoá phần nào, được ký hiệu là C

- Tầng đá mẹ khá cứng, chưa phân hoá, ký hiệu là tầng R

Trong 4 tầng đất trên người ta chia thành các lớp khác nhau

- Tầng A gồm có 4 lớp

Lớp H: Lớp phủ chủ yếu là các chất hữu cơ tạo thành sự tích luỹ vật chất hữu

cơ chưa phân huỷ hoặc phân huỷ ở trên bề mặt đất Tất cả các tầng H đều bị ngậpnước trong một thời gian dài và nay đã khô nước Tầng H có thể ở trên bề mặt đấthoặc cũng có thể nằm ở độ sâu nhất định nếu như bị vùi lấp

Lớp O: Lớp chủ yếu là các chất hữu cơ gồm các loại rác chưa phân huỷ hoặcphân huỷ một phần xác thực vật, chúng tích tụ trên bề mặt có thể phần trên cùng củađất khoáng hoặc chất hữu cơ Lớp O không bị bảo hoà nước trong một thời gian dài.Lớp O có thành phần khoáng rất ít

Lớp A: là lớp tạo nên bởi tầng khoáng ngay dưới lớp O tại đó tất cả các đá

ban đầu không còn nữa.

Lớp E: Tầng khoáng trong đó mất đi sét silicat Fe, Al để lại chủ yếu là limonphần lớn đá gốc không cón nữa Lớp E thường có màu sáng hơn tầng B, có màu củahạt limon, nếu đất có nhiều hạt sắt che đi thì có màu của hạt gốc Đây được gọi làtầng chuyển tiếp

+ Có dấu vết của sự chuyển rời cacbon

+ Tập trung sesquioxid còn sót lại làm cho tầng này có giá trị thấp hơn và màuvàng mạnh hơn hoặc là đỏ hơn các tầng trên và dưới, thiếu sự bồi tích của Fe

+ Có sự biến đổi tạo thành cấu trúc hạt, tảng hoặc cấu trúc lăng trụ

+ Có tính giòn

- Tầng C

Là tầng không bao giờ có đá thô, mà những đá này chịu tác động của nhữngquá trình thổ nhưỡng Chúng hầu hết là các lớp khoáng, nhưng một số ít bị silic vàvôi hoá như vỏ sò, san hô, diatomit Chất liệu của lớp C có thể tạo nên đất Tầng C

có thể có nhiều biến đổi ngay cả khi có tác động của các quá trình thổ nhưỡng Rễcây có thể xuyên qua tầng C để lấy dinh dưỡng, người ta thường gọi tầng C là tầngmẫu chất

Tầng R: Đây là tầng đá nền nằm dưới lớp đất Gồm đá granit, bazan, quazite, chưa phong hoá Cấu trúc của tầng R rắn chắc, khô nhưng tầng này có thể là rấtmỏng

Chiều dày của trắc diện nông hay sâu đều ảnh hưởng đến hệ rễ của cây trồng.Ngoài ra trắc diện cũng còn sử dụng trong việc định danh, phân loại đất

Hình 2.1 Hình thái phẫu diện đất

a Thành phần của đất

Đất là thành phần xốp bao gồm 3 thành phần đó là rắn, lỏng và khí Cácthành phần dính lại với nhau hình thành đoàn lạp đất Giữa chúng là các lỗ hổngchứa không khí và nước

- Thành phần rắn bao gồm tất cả các vật liệu vô cơ và hữu cơ, thành phần nàythường chiếm 50% thể tích đất Chất rắn trong đất có thể tồn tại độc lập riêng rẽkhông có liên kết với nhau hoặc chúng liên kết với nhau tạo thành kết cấu đất Cáckết cấu đất kết hợp với nhau tạo thành liên kết bền vững hơn gọi là đoàn lạp đất

Quá trình phong hoá cơ học tạo thành cấp hạt đất Cấp hạt đất tồn tại riêng rẽtrong đất dưới các hạt riêng rẽ gọi là cát, thịt, sét

Nguyên tố cơ học khoáng: khi hình thành ở giai đoạn đầu đá bị vỡ mụn docác tác nhân vật lý, hoá học hoặc sinh học Ở giai đoạn này đá bị phá vỡ và hìnhthành cục, sau được phân giải thành khoáng chất và những sản phẩm thay đổi củachúng

Trong đất các vật liệu vô cơ nhiều hơn vật liệu hữu cơ, các hợp chất hữu cơtrong môi trường đất ít hơn rất nhiều so với các chất khoáng Vật chất hữu cơ trongđất chỉ chiếm khoảng 1-5% Nếu trong đất giàu mùn thì hàm lượng hữu cơ có thể

hơn 5% nhưng hiếm khi thành phần hữu cơ lại nhiều hơn 10% Trong đất cát hàmlượng hữu cơ có thể ít hơn 1%.

- Thành phần lỏng bao gồm nước trong đất hoặc dung dịch nước trong đất.Trong một môi trường lý tưởng thành phần nước chiếm 25% thể tích của đất Phầnlỏng chính là dung dịch đất Dung dịch đất là nước trong đất ở dạng hoà tan các chất

vô cơ như các chất amon, nitrat, nitrit, sulfat và những chất hữu cơ hoà tan như cácacid hữu cơ được các chất khí hoà tan như CO2, CH4, đây là thành phần dễ thay đổitrong môi trường đất Nó có thành phần thay đổi và ảnh hưởng đến chiều hướngphản ứng của các phản ứng sinh hóa học xảy ra trong đất, nên ảnh hưởng đến chế độdinh dưỡng trong đất

Dung dịch đất có vai trò quan trọng đến quá trình hình thành đất, quá trình pháttriển của đất và ảnh hưởng đến nhiều tính chất của đất do đó ảnh hưởng đến câytrồng

Dung dịch đất có vai trò trong việc hoà tan loại các muối khoáng cung cấp dinhdưỡng cho cây trồng Lượng chất dinh dưỡng mà cây hấp thụ được, hút được trongđất có liên quan chặt chẽ đến môi trường đất Dung dịch đất hoà tan các chất vô cơ

do đó nó có chức năng hoà tan muối và dinh dưỡng của cây trồng

Dung dịch đất ảnh hưởng tới sức hút của cây thông qua trị số áp suất thẩm thấucủa dung dịch đất Khi dung dịch đất có nồng độ các chất hoà tan cao thì áp suấtthẩm thấu của dung dịch đất cao, do đó cây trồng không thể hút nước trong dungdịch đất được mặc dù trong đất hàm lượng nước cao Phản ứng của dung dịch đấtảnh hưởng đến số lượng và chủng loại của vi sinh vật trong đất Do đó nó ảnh hưởngđến quá trình chuyển hoá các chất dinh dưỡng trong môi trường Khi đất có phản ứngtrung tính thì đất chứa một lượng lớn vi khuẩn cố định đạm cộng sinh và tự do trongmôi trường Đất chua thì các vi khuẩn lên men hoạt động, các loại nấm sinh trưởng

và phát triển nhanh Phản ứng của dung dịch đất có liên quan đến quá trình hìnhthành hay phá vỡ kết cấu của đất Sự thay thế ion H+trong keo sét mùn và keo mùn-

Ca đã làm cho môi trường đất xấu đi

Tính đệm của dung dịch đất có tác dụng làm điều hoà hay thay đổi pH môitrường đất, duy trì nồng độ các chất hoà tan trong đất Dung dịch đất ảnh hưởng đếnquá trình phong hoá đá hình thành đất

Trong đất nồng độ các chất luôn thay đổi theo thời gian, khí hậu, địa hình vàcác yếu tố khác Trong đất nhiệt độ ít biến động hơn môi trường không khí nhưngthành phần các loại khí thay đổi theo nhiệt độ Khi nhiệt độ cao thì tốc độ hoà tan cácloại khí lại tăng theo Do đó, để cải thiện các chất hoà tan trong đất cần phải bónphân cho cây Đây là hoạt động thường xuyên của đất trồng trọt, bón phân cho đấtmục đích là duy trì hàm lượng các chất dinh dưỡng trong môi trường đất để duy trìcác chất hoà tan trong dung dịch đất bảo đảm cân bằng dinh dưỡng

- Thành phần khí trong đất chiếm khoảng 25% thể tích còn lại, bao gồm tất

cả các loại khí chủ yếu như carbonic (CO2), oxygen (O2) và nitơ (N2) trong các đấtbùn có thêm khí methan (CH4) và khí sunfidric (H2S ) Không khí trong đất càngchứa nhiều CO2 và ít O2thì bất lợi cho sự nảy mầm của hạt giống, không thuận lợicho sự sinh trưởng, phát triển bình thường của cây trồng và các vi sinh vật trongđất

Trong điều kiện ẩm bình thường tầng canh tác có độ ẩm và độ thoáng khí caohơn hẳn các tầng dưới Trong đất tỷ số oxy và cacbonic khác với khí quyển Thôngthường trong đất cacbonic thường cao hơn trong khí quyển và Oxy thường thấp dohoạt động hô hấp của rễ và vi sinh vật CO2 trong đất bị phân tán một phần vào khíquyển và một phần hoà tan trong nước tạo thành axit H2CO3 Khi đất khô hoặckhông thoáng khí tỷ lệ CO2tăng lên ảnh hưởng đến hệ rễ thực vật và vi sinh vật đất.

Hình 2.2 Tỷ lệ phần trăm (lý tưởng) các pha trong môi trường đất

b Sa cấu đất (Soil texture)

Còn gọi là thành phần cơ giới đất (hay chính là thành phần các vật thể rắn,

vô cơ) Sa cấu đất đề cập đến các tỷ lệ khác nhau của ba loại đất: cát, thịt và séttrong một loại đất nào đó Thành phần hạt sẽ xác định kích thước và số lượng lổhổng giữa các hạt và sẽ là nơi được nước và không khí chiếm giữ

Đất sét có tỷ lệ lổ hổng vào khoảng 25% trong khi đất cát khoảng 60%, trungbình đất canh tác có khoảng 34 - 40% khoảng hổng, đất nâu đỏ khoảng 65%

Cấp hạt được phân định dựa theo đường kính hạt như sau (theo hệ thốngphân loại của Liên Hiệp Quốc):

Cấp hạt cát có đường kính vào khoảng từ 0,02 mm – 2 mm

Cấp hạt limon có đường kính vào khoảng 0,002 mm – 0,2 mm

Cấp hạt sét có đường kính vào khoảng 0,0002 mm < 0,002mm

Khi phân chia đất theo thành phần cấp hạt, theo hệ thống phân loại của Mỹhoặc của Liên Hiệp Quốc thì chia đất thành 12 loại theo tỷ lệ phần trăm cấp hạt đất

Để xác định một loại đất cụ thể thuộc nhóm sa cấu nào, người ta sử dụng mộttam giác định danh như hình 2.3

KhíLỏngRắn

Hình 2.3 Tam giác đất(Nguồn:http://www.willsand.com/images/soil_triangle375.gif)

Cấp hạt đất phân tích theo tam giác đất

1 Cát (Sand)

2 Thịt pha sét và pha limon (Silty clay loam)

3 Cát pha thịt (Loamy sand)

4 Thịt pha cát (Sandy loam)

5 Thịt (Loam)

6 Thịt pha limon (Silty loam)

7 Limon (Silt)

8 Thịt pha sét và pha cát (Sandy clay loam)

9 Thịt pha sét (Clay loam)

10 Sét pha limon (Silty clay)

11 Sét pha cát (Sandy clay)

12 Sét (Clay)

Bảng 2.5 Phân chia đất theo thành phần cấp hạt của Liên Hiệp Quốc

Loại

đất Tên đất (theo cấp hạt)

% trọng lượngCát 2 -

0,02mm

Limon 0,002mm

Nguồn: Nguyễn Mười, 2000

Sa cấu đất có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Đất có sa cấunhẹ có lượng cát rất cao, dễ cày, tốn ít năng lượng trong việc chuẩn bị đất hơn đất

có lượng sét cao Đất cát có ít các lỗ hổng hơn nhưng các lỗ hổng lại lớn hơn đấtsét, do kích thước của các hạt cát lớn hơn Do đó sau các cơn mưa lớn, đất sét giữlại nhiều nước hơn đất cát

Các loại đất khác nhau sẽ có tính chất khác nhau Tính chất khác nhau củacác loại đất thể hiện ở bảng 2.6

Bảng 2.6 Một số đặc tính đất có liên quan đến sa cấu đất (Tổng hợp nhiềutài liệu)

Khả năng bị nước xói mòn Dễ dàng Trung bình Khó khăn

Khả năng giữ chất dinh dưỡng Thấp Trung bình Cao

c Kết cấu đất

Kết cấu đất đề cập đến sự sắp xếp hay tập hợp các hạt đất khác nhau Các hạtđất này được kết dính nhau nhờ các keo sét và chất hữu cơ tạo thành tập hợp đất cókết cấu lớn, nhỏ khác nhau Đất có các dạng kết cấu sau:

- Không có kết cấu: các hạt đơn rời rạc như các loại đất cát ven biển

- Có kết cấu đất như cụm (viên), phiến dẹt, khối

Sự phát triển của cây trồng đòi hỏi đất có một kết cấu tốt vì nó ảnh hưởngđến các tính chất của đất và liên quan đến cây trồng như:

- Việc thấm và thoát nước

- Việc cung cấp nước cho cây trồng

- Việc hút chất dinh dưỡng cho cây

- Độ thoáng khí

- Việc phát triển của rễ cây

- Việc cày bừa chuẩn bị đất

- Việc nảy mầm của hạt giống sau khi gieo

Một loại đất có cơ cấu lý tưởng là có kết cấu viên và nhiều lỗ hổng Trongđiều kiện này, đất dễ canh tác, rễ cây ăn sâu hơn

Để duy trì một kết cấu đất thích hợp cho sản xuất cây trồng, cần tiến hànhcày khi đất có độ ẩm phù hợp, duy trì và bổ sung thường xuyên chất hữu cơ cho đất(bón phân hữu cơ, trả lại tàn dư thực vật, ) Cày khi đất quá ướt sẽ làm vỡ kết cấuđất, tạo nên dạng bùn nhão sẽ ảnh hưởng đến độ thoáng khí của đất và rễ cây trồng

sẽ thiếu oxygen Trong điều kiện đó quá trình hô hấp có thể sản sinh ra một số sảnphẩm phụ như ethyl alcolhol (rượu etylic) gây độc cho cây trồng

Chất hữu cơ, thành phần bao gồm các chất linin, cellulose, sáp, chất béo vàcác vật liệu chứa protein, dưới một số phản ứng sinh hoá trong đất sẽ tạo thành mộtchất dạng keo gọi là chất mùn Chất mùn có đặc tính hấp phụ nước và dưỡng chấtcao hơn cả khoáng sét Do đó, một tỷ lệ mùn thích hợp trong đất sẽ giữ cho đất cókết cấu tốt và có độ phì cao

Kết cấu đất ảnh hưởng đến khả năng trải rộng của hệ rễ.

2.5.3 Đặc tính hoá học của đất

Các chất dinh dưỡng khoáng đa và vi lượng thiết yếu cho cây trồng phải hữudụng trong đất vào thời điểm mà cây cần đến Điều đó có nghĩa là các dinh dưỡngkhoáng phải hiện diện ở dạng hữu dụng và với số lượng phong phú, đồng thời cũngphải có một sự cân bằng đúng đắn giữa nồng độ các chất dinh dưỡng khoáng.Lượng hữu dụng và sự cân bằng của nhiều nguyên tố dinh dưỡng khác nhau bị tácđộng bởi các đặc tính hoá học của đất như là pH và khả năng trao đổi cation

a Độ chua đất (pH đất)

pH đất phản ánh mức độ đất chua (acid) hay kiềm Tính kiềm hay acid củamột dung dịch được xác định bằng nồng độ ion hydrogen của nó Về mặt kỹ thuật,thuật ngữ pH được định nghĩa là “trừ logarit cơ số 10 của nồng độ ion hydro”

Ở đây, [H+] là số lượng bằng gram của ion H+chứa trong 1 lít dung dịch

Có 3 loại độ chua:

- Độ chua hiện tại được đánh giá bằng khả năng trao đổi nồng độ H+ trongđất Hàm lượng ion H+ càng tăng thì đất càng chua Trong thực nghiệm người tathường rút ion H+bằng cách chiết đất với nước theo một tỉ lệ nhất định và thườngbiểu thị bằng pHH2O.Độ chua hoạt tính không phục thuộc vào tổng lượng acid haykiềm trong môi trường đất mà chỉ phụ thuộc vào hàm lượng ion H+và OH- trongmôi trường đất Thông thường độ chua hiện tại có ý nghĩa đặc biệt đối với hoạtđộng của vi sinh vật và động vật đất Ngoài ra, sự hiện diện của ion H+ trong môitrường đất sẽ phản ánh mức độ hòa tan các nguyên tố dinh dưỡng trong đất và sựhữu dụng của chúng với cây trồng Ví dụ: Đối với ion Al3+ và Fe3+ nếu trong đấthàm lượng H+càng cao thì hai nguyên tố này hòa tan càng nhiều

- Độ chua trao đổi là khả năng trao đổi ion H+và một phần Al3+ khi ta chodung dịch đất tác dụng với một loại muối trung tính Thông thường loại muối được

sử dụng là KCl 1M (1N) hoặc CaCl2 0,01M (W.H Hendershot and Lalande, M.Duquette) chiết rút trong vòng 2 – 3 giờ, sau đó hàm lượng H+và Al3+được đẩy rakhỏi keo đất vào dung dịch đất Sử dụng điện cực thủy tinh (pH metter) để xác định

độ chua trao đổi hoặc cũng có thể sử dụng phương pháp chuẩn độ Độ chua trao đổithường được ký hiệu bằng pHKClhoặc pHCaCl2, là loại muối dùng để chiết rút

- Độ chua thuỷ phân là khả năng trao đổi hoàn tòan ion H+ và Al3+ ra kgỏikeo đất, thông thường để phân tích độ chua thủy phân dùng một loại muối thủyphân có gốc acid yếu, bazơ mạnh như CH3COONa Sau đó lượng ion trao đổi đượcxác định bằng phương pháp chuẩn độ

Thang pH bao gồm các giá trị từ 0 - 14 Nồng độ ion H+trong nước nguyênchất là 0,0000001 hay 10-7, vậy pH của nó là: pH = -lg10-7= lg1/10-7= 7

Nước nguyên chất với pH = 7, được xem như là trung tính Các giá trị pHdưới 7 thể hiện tính acid (chua), và lớn hơn 7 thể hiện tính kiềm Do đó giá trị pHdựa trên thang logarit, pH = 4 sẽ chua hơn 10 lần so với pH = 5 (hay nồng độ ion H+lớn hơn 10 lần)

pH = -lg [H+] = lg 1/[H+]

Đa số các loại đất có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất nông nghiệp có giá trị

pH khoảng 3 - 9 Đất ở các vùng có lượng mưa cao và phá rừng mạnh, nhìn chungđều do các cation như Ca2+, Mg2+, đã bị rửa trôi và có sự tập trung ion H+trongcác keo sét pH của đất không phải là một giá trị cố định, nó có thể thay đổi theothời gian

Bảng 2.7 Thang pH đất, mức độ chua của đất

Nồng độ H+(mol/lít) Ðộ chua của đất

Trung tínhKiềm ítKiềm trung bình

Mức độ pH (hay nồng độ H+) của đất ít khi ảnh hưởng trực tiếp trên sinhtrưởng cây trồng, nhưng quan trọng vì nó xác định sự hữu dụng của các dinh dưỡngkhoáng cho cây pH thấp có ảnh hưởng xấu đến sự hữu dụng của nitơ (N), Kali (K),canxi (Ca) và magiê (Mg) Tuy nhiên, sự hữu dụng của các nguyên tố sắt (Fe),mangan (Mn), bo (B), đồng (Cu) và kẽm (Zn) tốt hơn trong điều kiện pH thấp Độchua nhiều ảnh hưởng cây trồng vì nó gây độc nhôm (Al) cho cây trồng

pH đất cũng được dùng như một chỉ thị cho sự xuất hiện các nguyên tố hóahọc trong đất Cụ thể như sau:

- pH < 5,0 sẽ xuất hiện quá trình ngộ độc Al, Fe, và Mn cho cây trồng vì ởngưỡng pH này các nguyên tố trên hòa tan ở mức cao Tuy nhiên, lại xuất hiện dấuhiệu thiếu Ca và molypden (Mo)

- pH < 5,5 sẽ xuất hiện dấu hiệu thiếu Mo, vì nguyên tố Mo hòa tan tốt trongđiều kiện pH nghiêng về kiềm

- pH > 7,5 sẽ xuất hiện dấu hiệu thiếu Zn, Cu, và Fe, các nguyên tố dinhdưỡng này hòa tan tốt ở khoảng pH < 5,0

- pH > 8,0 xuất hiện triệu chứng thiếu phospho vì có sự tạo thành các calciumphosphate mà cây không hấp thu được

- Nếu pH đất lớn hơn 8,5 rất dễ xảy ra hiện tượng ngộ độc muối và sẽ thiếu Zn

Acidyếu

Trungtính

Trungtính

Kiềmnhẹ

Kiềmtrungbình

Nguồn: Ross H McKenzie, 2003

Những nguyên nhân làm đất chua:

- Nguyên nhân thứ nhất là do khí hậu

Độ ẩm và nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phân huỷ đá, sự chuyểnhoá và di chuyển vật chất đồng thời ảnh hưởng đến thực bì và hoạt động của sinhvật đất Các quá trình trên ảnh hưởng đến dung dịch đất và cũng ảnh hưởng đến độchua của đất Nhiệt độ cao, độ ẩm cao lượng mưa lớn có tác động đến quá trình pháhuỷ đá mẹ và cũng làm rửa trôi vật chất trong môi trường đất Mưa đã làm rửa trôicác cation kiềm và kiềm thổ trong đất do đó các alumin silicat, các keo sét được giữlại làm cho đất chua hơn Việt Nam nằm trong khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm cólượng mưa cao đồng thời doa địa hình dốc nên đất bị xói mòn lớn gây chua đất.Ngược lại, các vùng ôn đới ít mưa độ chua của đất giảm

- Nguyên nhân thứ hai là do sinh vật

Quá trình hoạt động hô hấp của sinh vật đất, rễ cây trong đất thải ra môitrường đất một lượng lớn khí CO2, khí này hoà tan trong nước tạo acid carbonic(H2CO3) cũng góp phần làm chua môi trường đất Quá trình phân giải chất hữu cơtrong đất của vi sinh vật cũng thải ra môi trường đất một lượng lớn acid hữu cơ,cung cấp ion H+cho môi trường đất cũng góp phần làm chua đất

Một số vùng đất ngập nước, do hoạt động của vi sinh vật yếu khí hoạt động,

có một số vi sinh vật có khả năng chuyển hoá lưu huỳnh thành acid sulfuric có tácdụng làm chua môi trường lên đáng kể

Ở các vùng sú vẹt đước có sự chuyển hoá lưu huỳnh thành các dạng acidsulfuric qua cơ chế sau:

2O2 + 4H2S = 4S + 4H2O

2S + 3O2+2 H2O = 2H2SO4+ 25 kcal

Thảm thực bì cũng ảnh hưởng không nhỏ đến độ chua của đất Thông thườngrừng cây lá kim thường có đất chua hơn cây lá rộng vì tro của cây lá kim chứa ítnguyên tố kiềm hơn cây lá rộng nên đất thường chua hơn

- Nguyên nhân thứ ba là do phân bón

Phân bón cũng ảnh hưởng đến độ chua của đất Một số loại phân bón có khảnăng gây chua cho môi trường đất đặc biệt là các loại phân bón hoá học, như cácphân đạm amon sulfat, phân kali chlorua có thể gây chua cho môi trường đất vì câytrồng khi lấy dinh dưỡng từ các loại phân này để lại những gốc sulfat, chlorua vàđây là gốc của những acid mạnh và nó có thể kết hợp với với ion H+trong đất gâychua cho môi trường đất

- Nguyên nhân thứ tư là do thực vật hút dinh dưỡng từ đất

Cây trồng đã lấy dinh dưỡng từ môi trường đất đặc biệt là các ion kim loạikiềm và kiềm thổ nên trong đất thiếu hụt các ion này để trung hoà các anion làmcho đất chua Tuy nhiên cây sẽ trả lại cho đất các chất mà cây đã lấy từ đất thôngqua vòng tuần hoàn vật chất và năng lượng

Có thể giải quyết tình trạng pH thấp bằng biện pháp bón vôi Tác dụng cảitạo pH đất như sau:

CaO + H2O  Ca(OH)2

Ca(OH)2  Ca++

+ 2OH

-Ca++ thay thế 2H+trong keo sét

2H++ 2OH-  2H2OMục đích chính là điều chỉnh độ chua của đất khi đất quá chua Do đó pH lýtưởng cho đa số loài cây trồng nằm trong khoảng trung tính Nói chung cần bón vôi

Sa cấu nhẹ 4 tấn/ha 7 tấn/ha 10 tấn/ha

Sa cấu trung bình 5 tấn/ha 8 tấn/ha 12 tấn/ha

Sa cấu nặng 6 tấn/ha 10 tấn/ha 14 tấn/haHữu cơ 4 tấn/ha 9 tấn/ha 14 tấn/haThan bùn 0 tấn/ha 8 tấn/ha 16 tấn/haĐất đồng cỏ Sa cấu nhẹ 0 tấn/ha 3 tấn/ha 5 tấn/ha

Sa cấu trung bình 0 tấn/ha 4 tấn/ha 6 tấn/ha

Sa cấu nặng 0 tấn/ha 4 tấn/ha 7 tấn/haHữu cơ 0 tấn/ha 3 tấn/ha 7 tấn/haThan bùn 0 tấn/ha 0 tấn/ha 6 tấn/ha

Nguồn: Finch, Samuel & Lane, 2002

Ngoài ra, bón vôi còn nhằm gia tăng độ hòa tan và hữu dụng của các nguyên

tố khác trong đất cho cây trồng, giúp vi sinh vật đất hoạt động hữu hiệu hơn và cungcấp nguyên tố Ca cho cây trồng

Bón vôi còn có thể trả lại Ca cho đất

Bảng 2.10 Lượng Ca bị mất đi theo sản phẩm thu hoạch

Nguồn: Finch, Samuel & Lane, 2002

Các vật liệu cung cấp vôi có thể bón bao gồm: đá vôi (CaCO3), vôi tôi(Ca(OH)2), vôi bột (CaO) và đá dolomit nghiền (CaCO3.MgCO3)

Vôi bón cần được trộn đều với lớp đất cày qua việc cày, bừa đất, do đó cầnphải được áp dụng khoảng ít nhất 15 ngày trước khi trồng và gieo hạt

b Khả năng trao đổi cation của đất (Cation exchange capacity - CEC)

Các nguyên tố dinh dưỡng hiện diện trong đất ở dạng ion trao đổi hay hoàtan trong dung dịch đất Các ion dinh dưỡng có điện tích âm hoặc điện tích dương.Chúng có thể được các hạt keo đất giữ lại và phóng thích từ từ cho cây sử dụnghoặc bị rửa trôi đi

Các ion mang điện tích âm được gọi là các “anion”, ví dụ như NO3-, SO42-.Các anion không bị các hạt keo đất hấp thu, do đó dễ dàng bị nước mưa hoặc nướctưới rửa trôi

Các ion có điện tích dương gọi là các “cation”, ví dụ như Al3+, K+, Ca2+, ….Các cation được thu hút hay hấp thụ trên bề mặt của các keo đất Tổng số các cationtrao đổi trong một lượng đất nhất định được gọi là khả năng trao đổi cation ký hiệu

là CEC hay còn được gọi là dung tích hấp thu và được diễn tả bằngmiliequivalent/100g đất (meq/100 g đất)

Đối với các cation nào đó, lượng miliequivalent cho 100g đất có thể đượcdiễn tả như sau :

Meq/100g đất = 1/1000 khối lượng nguyên tử /hoá trị

Như vậy, 1meq của H+= 0,001 x 1/1 = 0,001 gram hay 1 miligram

Ca2+= 0,001 x 40/2 = 0,02 gram hay 20 miligram

Mg2+= 0,001 x 24/2 = 0,012gram hay 12 miligram

CEC diễn tả tổng số các cation mà một loại đất có thể hấp thụ được và traođổi với cây trồng Một loại đất giàu sét và chất hữu cơ sẽ có CEC cao, nói cách khác

là “giàu dinh dưỡng”, có độ phì tiềm tàng cao Nguyên nhân do các loại đất giàu sét

và chất hữu cơ sẽ nhiều hạt keo sét có diện tích bề mặt lớn, nên khả năng hấp thucác cation lớn hơn Tuy nhiên không hẳn trong trường hợp nào khả năng trao đổication lớn đều được đánh giá là đất đó có độ phì nhiêu

Bảng 2.11 Khả năng trao đổi cation của một số loại đất

Khả năng trao đổi Cation (% so với tổng số)

Đất bón vôi (Thụy Điển) 5,9 200 69,6 11,1 1,5 0,5 17,3

Nguồn: Hinrich L Bohn, Brian L McNeal & George A O’Cornor, 2001

2.5.4 Thành phần sinh học

Trong đất có nhiều động vật nhỏ và vi sinh vật có thể có ích hay có hại chosản xuất nông nghiệp Các động vật tồn tại trong đất bao gồm như: chuột, chuộtchũi, trùn đất, các loại côn trùng nhỏ, mối, động vật nhiều chân như rết, cuốn chiếu,tuyến trùng, sên, ốc Trong quá trình sống, chúng góp phần di chuyển các tàn dưthực vật từ nơi này đi nơi khác, trộn lẫn chúng với đất, như trong trường hợp trùnđất hay các loại động vật hay đào bới đất

Khu hệ vi sinh vật đất rất phức tạp với những đặc điểm về sinh lý, sinh hóa vàsinh thái khác nhau Chúng rất đa dạng về thành phần loài như vi khuẩn, xạ khuẩn,nấm và tảo Vi sinh vật sống thành quần thể, giữa chúng có tác dụng qua lại lẫnnhau Chúng là tác nhân chủ yếu của quá trình chuyển hóa vật chất trong đất Trong

đó vi khuẩn có số lượng lớn hơn cả và giữ vai trò quan trọng nhất

Vi sinh vật sống được ở tất cả các loại đất, nhưng những chân đất có đầy đủchất dinh dưỡng, có thành phần và kết cấu tốt, độ ẩm thích hợp và phản ứng với môitrường thích hợp thì ở đấy vi sinh vật phát triển nhiều và phong phú về thành phầnloài Những chân đất chua, mặn, đất cằn cỗi thì số lượng vi sinh vật ít Sự phân bốcủa vi sinh vật trong đất tạo nên một khu hệ vi sinh vật đất

Theo nhiều tài liệu cho biết trung bình trong đất vi khuẩn chiếm 90% tổng số,

xạ khuẩn chiếm 8%, vi nấm chiếm 1%, còn tảo và động vật nguyên sinh chiếmkhoảng 1% Tỉ lệ này thay đổi tùy loại đất Chế độ canh tác khác nhau cũng cho tỉ lệ

về thành phần loài cũng khác nhau Sự phát triển của vi sinh vật chính là nhân tốlàm cho đất thêm phì nhiêu Vì vậy khi đánh giá độ phì nhiêu của đất thì phải đánhgiá thành phần và số lượng vi sinh vật

Sự phân bố của vi sinh vật trong đất được chia ra theo các kiểu sau:

- Phân bố theo chiều sâu: Vi sinh vật đất tập trung nhiều nhất ở tầng canh tác.Đây là nơi tập trung nhiều rễ cây, chất dinh dưỡng, cường độ chiếu sáng, nhiệt độ,

độ ẩm thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật Các loại hình vi sinh vật hiếu khígiảm dần theo chiều sâu, còn vi sinh vật kỵ khí lại tăng dần và phát triển mạnh ởtầng đất mặt Ở những vùng hay bị rửa trôi hoặc xói mòn thì tầng đất mặt cũng hay

bị rửa trôi nên vi sinh vật hiếu khí phát triển với mật độ thấp

- Phân bố theo các loại đất: Các loại đất khác nhau có điều kiện dinh dưỡng,

độ thoáng khí và độ ẩm cũng như pH khác nhau thì sự phân bố vi sinh vật ở nhữngvùng đó cũng khác nhau Đất ngập nước tạo điều kiện cho các loại vi sinh vật kỵkhí phát triển mạnh, trong khi đó các vi khuẩn hiếu khí như vi khuẩn cố định đạm,

vi khuẩn nitrat hóa và xạ khuẩn rất ít Tỉ lệ vi khuẩn hiếu khí trên vi khuẩn hiếm khí

ở vùng đất này luôn luôn nhỏ hơn 1

Ở đất cạn trồng hoa màu, không khí lưu thông tốt, quá trình oxy hóa chiếm ưuthế, vi sinh vật hiếu khí phát triển mạnh, vi sinh vật yếm khí phát triển yếu Vùngđất giàu chất dinh dưỡng, vi sinh vật phát triển đa dạng cả về thành phần và sốlượng; vùng đất bạc màu, nghèo chất dinh dưỡng vi sinh vật phát triển ít cả về thànhphần và số lượng

- Phân bố theo địa hình: Điều kiện địa hình, vị trí địa lý cũng ảnh hưởngkhông nhỏ đến vi sinh vật đất Những vùng đất dốc, gò đồi, vi sinh vật tăng lên ởvùng quanh gốc Mức độ chênh lệch này tương đương với mức độ xói mòn của đất.Điều kiện địa lý thích hợp với cây trồng thì cũng thích hợp với vi sinh vật Việc tác

động của con người nhằm tăng năng suất của cây trồng ảnh hưởng rất lớn đến khu

hệ vi sinh vật đất

- Phân bố theo khí hậu: Vi sinh vật bị chi phối mạnh bởi yếu tố thời tiết, khíhậu Những tháng nóng ẩm, nhiều mưa cây cối phát triển tốt chính là thời gian visinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên, vào những tháng khô, hanh,thời tiết nóng hạn, nhiệt độ thấp cây phát triển kém ảnh hưởng không tốt đến vi sinhvật Nước ta nằm trong khu vực á nhiệt đới gió mùa ẩm nên thuận lợi cho sự pháttriển của thực vật, động vật và cả vi sinh vật

- Phân bố theo cây trồng: Mỗi loại cây trồng sẽ có một nhóm vi sinh vật đấthoạt động thích hợp với nó, kể cả vi sinh vật có lợi và cả vi sinh vật có hại Vùng rễcủa cây trồng là vùng mà vi sinh vật phát triển mạnh nhất so với vùng nằm ở ngoài

rễ Rễ cây cung cấp một lượng lớn các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho visinh vật, khi nó chất đi để lại tàn tích hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho sinh vậthoại sinh hoạt động Rễ cây làm cho đất thoáng khí, giữ được độ ẩm tốt là điều kiện

lý tưởng cho vi sinh vật vùng rễ phát triển mạnh Đó cũng là nguyên nhân lý giải vìsao ở vùng xung quanh rễ, khu hệ sinh vật đất hoạt động mạnh hơn ở những khuvực xa rễ

Ngoài ra, sự phát triển của sinh vật đất còn phụ thuộc và thời kỳ sinh trưởngcủa cây trồng Mỗi loại cây trồng thường tiết ra những chất đặc trưng theo từng giaiđoạn phát triển vì thế mà mỗi thời kỳ phát triển khác nhau nó sẽ đặc trưng bởi mộtnhóm, loài vi sinh vật nhất định, thậm chí trong cùng một loài mật độ cũng khácnhau Ví dụ: Quanh vùng rễ cây lạc, mật độ vi sinh vật cộng sinh thay đổi theo từng

giai đoạn phát triển Rhizobium bắt đầu phát triển từ khi cây 15 – 25 ngày tuổi, mật

độ tăng dần đến khi cây ra hoa, thời kỳ này mật số của Rhizobium cao nhất và giảm

dần cho đến khi thu hoạch

Hoạt động của các vi sinh vật có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tạo kếtcấu đất, độ thoáng khí, khả năng thấm và thoát nước của đất, nó còn có vai trò trongquá trình chuyển hóa các nguyên tố dinh dưỡng thành dạng hữu dụng để cây trồng

có khả năng hấp thu Vai trò của vi sinh vật đất đối với hệ sinh thái đất thể hiện quanhững hoạt động sinh học sau:

- Tổng hợp chất hữu cơ để hình thành mùn: chúng phân giải các tàn dư thựcvật và các chất hữu cơ khác qua các hoạt động hoá học với sự trợ giúp của cácemzym tạo thành mùn Theo quan điểm sinh học, quá trình hình thành mùn trải qua

3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Từ protein, glucid, lipid, tannin, lignhin là các hợp chất hữu

cơ phức tạp có trong xác động thực vật hoặc sản phẩm tổng hợp của vi sinh vậtđược phân giả thành các hợp chất trung gian

+ Giai đoạn 2: Nhờ sự có mặt của các vi sinh vật vào các hợp chất trung giannày tạo thành liên kết các hợp chất phức tạp: nhân vòng, các liên kết, định chứcmạch nhánh

+ Giai đoạn 3: Các liên kết phức tạp này được các vi sinh vật tổng hợp thànhcác chất cao phân tử bền vững về cấu trúc Đó là những chất hữu cơ phức tạp đượcgọi là mùn, có màu đen thẫm và cây không sử dụng được Cây muốn sử dụng đượcsản phẩm này phải trải qua quá trình khoáng hoá

Quá trình mùn hoá phụ thuộc vào các yếu tố là nhiệt độ, không khí và nướccủa đất, thành phần cơ giới đất, và các tính chất lý hoá khác của đất, thành phần vàcường độ hoạt động của vi sinh vật và thành phần sinh vật đất Thành phần của visinh vật và cường độ hoạt động của chúng ảnh hưởng trực tiếp và quyết định đếntốc độ hình thành mùn trong đất.

- Phân giải chất hữu cơ để tạo thành các chất vô cơ cần thiết cho thực vật hấpthu Sản phẩm phân giải chất hữu cơ có thể tạo thành các chất như NH3, NO3-,

NH4+, H2S, PO43-, H2S, CO2, H2O và một số các chất monomer và các chất khoángkhác như S, Ca, K, …

Ngòai quá trình mùn hóa và quá trình khoáng hóa chất hữu cơ, một số nhóm

vi sinh vật có khả năng chuyển hóa nitơ phân tử thành nitơ vô cơ để cây có thể hấpthu đạm Đó là quá trình cố định đạm Quá trình này là quá trình chuyển hóa nitơtrong khí quyển thành dạng cây có thể hấp thụ được Vi khuẩn cố định đạm điển

hình đó là nhóm Azotobacter và Rhizobium.

Xung quang hệ rễ cây trồng còn có một số nhóm vi sinh sinh vật biểu sinh.Chúng có thể là có lợi hoặc có hại gây bệnh cho cây trồng Những nhóm có lợi sửdụng các chất hữu cơ do hệ rễ tiết ra, đồng thời cũng tạo ra một mạng lưới kết dínhvới keo đất xung quang rễ, những nguyên tố dinh dưỡng có thể bám lên màng này

do đó cây trồng sử dụng một cách hiệu quả hơn

Trong môi trường đất có một số nhóm động vật đất, chúng có vai trò quantrọng trong hệ sinh thái đất và quá trình hình thành đất

- Động vật đất có vai trò quan trọng trong việc cải tạo độ màu mỡ cho đất,tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu trong đất, làm thay đổi thành phần cơgiới của đất

- Trong số các động vật đất thì giun đất và mối có vai trò quan trọng nhấttrong việc cải tạo tính chất vật lý và cơ lý đất

Trong môi trường đất còn có nguyên sinh động vật Đó là nhóm những sinhvật có cơ thể đơn bào, có thể di động, không có cơ quan quang hợp, có một sốnguyên sinh động vật có khả năng tự dưỡng đây là dạng trung gian giữa thực vật vàđộng vật Động vật nguyên sinh phát triển theo hai pha bao gồm pha hoạt động vàpha ngủ nghỉ Sự phân bố của nguyên sinh động vật phụ thuộc vào sự phân bố của

vi khuẩn trong đất Nó có vai trò quan trọng trong việc làm cân bằng sinh học trongđất và góp phần hạn chế vào quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong đất

2.6 THỜI VỤ CANH TÁC

2.6.1 Sự thích nghi của cây trồng

Mỗi loài cây trồng có một môi trường thích nghi khác nhau Qua quá trìnhtiến hóa và sự cải tạo của con người, các loài cây trồng đã đạt được cơ chế thíchnghi với điều kiện khí hậu, đất đai và yêu cầu về hình thái và sinh học khác nhau.Quá trình thích nhi đó thể hiện qua một số nhóm như sau:

- Cây trồng thích nghi với điều kiện ngập nước suốt chu kỳ sinh trưởng Một

số nhóm cây trồng thích nghi với điều kiện này bao gồm lúa nước, khoai môn, raumuống nước Những nhóm cây trồng này có thể trồng được trong các vùng ngậpnước trong suốt quá trình phát triển, có thể trồng ở những khu vực đồng bằng nhưven sông, các vùng trũng, đầm lầy Tuy nhiên một số nhóm cây trồng chỉ có thể

chịu được với điều kiện ngập nước với một thời gian ngắn như cây cao lương, câybắp.

- Nhóm cây trồng có thể chịu được nhiệt độ lạnh ở các vùng có độ cao lớn.Thông thường những vùng có độ cao lớn thì nhiệt độ thấp hơn những vùng đồngbằng, thường có khí hậu ôn đới, như vùng Đà Lạt của Việt Nam Trên những vùngnày có thể canh tác các loại rau hoa ôn đới như khoai tây, cải bắp, đậu Hà Lan, súp

lơ, hoa hồng, hoa ly ly, cà rốt, Một số loài cây trồng phát triển ở độ cao lớn thìkhông ra hoa kết quả Điển hình cho nhóm cây trồng này có cây dừa Cây dừakhông thể ra hoa và kết trái ở độ cao trên 600m

- Nhóm cây trồng có thể phát triển ở vùng biển và có thuỷ triều lên xuống.Trong điều kiện này cây dừa thích nghi tốt

- Nhóm cây trồng phát triển dưới điều kiện dưới bóng râm Đây là nhóm câytrồng chịu bóng Điển hình cho nhóm cây trồng này là cây gừng, lá lốt, chuối,

- Nhóm cây trồng có thể phát triển trên chân đất chua, có pH thấp nằm vàokhoảng 4 – 5 Điển hình cho nhóm cây này là cây dứa, cà phê, chè,

- Nhóm cây trồng phát triển tốt trên đất nhiều cát Cây trồng phát triển trênloại đất này có năng suất cao ví dụ như cây lạc, cây lấy củ như khoai lang, khoai sọ,cây tỏi và dưa hấu cũng là cây trồng thích nghi tốt trên loại đất có sa cấu nhẹ

- Nhóm cây trồng phát triển trên chân đất nghèo dinh dưỡng và có nhiều đá.Một số cây cải tạo thuộc họ đậu có thân bò và cây điền thanh thích nghi tốt trongđiều kiện này

- Nhóm cây trồng thích nghi tốt trong điều kiện đất khô hạn Các loài chốngchịu được là cây cao lương, điền thanh, dứa, đậu xanh,

- Nhóm cây trồng phát triển và thích hợp với chế độ quang kỳ Với phản ứngquang kỳ có thể chia cây thành ba nhóm đó là cây ngày ngắn, cây ngày dài và cây

có phản ứng trung gian Có thể phân bố các loại cây trồng ngày ngắn với điều kiệnmùa đông ở nước ta và cây ngày dài trong điều kiện mùa hè Tuy nhiên xu thế là sẽtrồng cây trung gian là tốt nhất Nếu trồng những cây ngày ngắn trong điều kiệnngày dài hoặc ngược lại thì phải tốn chi phí cho việc kích thích quá trình ra hoa củacây

- Nhóm cây trồng có thể phát triển tốt trên đất mặn Điển hình cho nhóm câytrồng có thể thích nghi được đó là nhóm cây dừa và một số giống lúa có khả năngchịu mặn

2.6.2 Canh tác tổng hợp

Bước đầu tiên trong sản xuất cây trồng là việc quyết định chọn địa điểm và

cơ cấu cây trồng phù hợp Có hai trường hợp: hoặc là chọn lựa cơ cấu cây trồng phùhợp với đất canh tác đã có sẵn, hoặc phải tìm kiếm địa điểm thích hợp để canh tác

cơ cấu cây trồng đã được lựa

Trong cả hai trường hợp, cần thiết phải đánh giá các điều kiện hiện hữu tạivùng dự định sản xuất (điều kiện vật lý, sinh vật, và kinh tế xã hội); các loài câytrồng và giống khác nhau có thể thích nghi với vùng này và các nhập liệu kỹ thuậtcần thiết để canh tác cây trồng

2.6.3 Thời vụ gieo trồng

Thời vụ là một vụ sản xuất có liên quan đến thời tiết và được quy định trongmột thời gian xác định Để giảm thiệt hại do dịch bệnh gây ra và tạo điều kiện thuậnlợi để cây phát triển tốt hơn nhằm tăng năng suất của cây trồng thì việc gieo trồngđúng thời vụ có ý nghĩa hết sức quan trọng Chọn vào thời điểm mà cây trồng chính

có mọi điều kiện để phát triển, để ức chế sự lan tràn và phát triển của mầm bệnh.Không nên gieo cây vào thời điểm mà diễn biến của sâu bệnh hại gây ra trên câytrồng đó đang diễn biến mạnh Đối với khu vực miền Bắc và miền Trung nước takhông nên gieo vụ mùa vào mùa lũ, bão thường xuyên xảy ra Vì thế ở khu vực nàythường gieo lúa vào 2 vụ chính đó là vụ đông xuân và hè thu, không trồng các loạihoa màu vào vụ thu đông