(Luận văn thạc sĩ) phương pháp toán và kinh lượng học trong phân tích và tối ưu hóa vấn đề sử dụng các loại phân bón cho cây lúa tại đồng tháp mười

Đề tài “ Phương pháp toán và kinh lượng học trong phân tích và tối ưu hóa vấn đề sử dụng, kinh doanh các loại phân bón tại vùng Đồng Tháp Mười” Với mục đích dùng công cụ toán học để phâ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ TP.HCM

MỤC LỤC

TRANG

PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : VAI TRÒ CÂY LÚA TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT DINH DƯỠNG

ĐỐI VỚI NÓ

1.1 Những thành tựu về sản xuất lúa ở Việt Nam .08

1.2 Sản xuất lương thực của đồng bằng sông Cửu Long so với cả nước 12

1.3 Thành công trong sản xuất lúa ở vùng ĐTM 14

1.4 Yếu tố cơ bản trong sản xuất lúa vùng ĐTM 16

1.4.1 Độ phì của đất 16

1.4.2 Các yếu tố quyết định độ phì của đất 17

1.5 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa 18

1.5.1 Năng suất thóc và các yếu tố tạo thành năng suất 22

1.5.2 Tác động của các chất dinh dưỡng đến năng suất 23

1.5.3 Rối loạn dinh dưỡng 25

1.5.4 Các định luật chi phối việc bón phân 26

1.6 Các loại phân bón chủ yếu 27

1.6.1 Phân đạm 28

1.6.2 Phân lân 28

1.6.3 Phân Kali 29

1.6.4 Các loại phân phức hợp 29

1.6.5 Phân trung lượng và vi lượng 30

1.7 Năng suất và nhu cầu phân bón 31

1.7.1 Dinh dưỡng khoáng và năng suất 31

1.7.2 Hiệu suất phân đạm đối với sản lượng hạt 32

1.7.3 Năng suất hạt và nhu cầu phân bón 33

CHƯƠNG 2 : ƯỚC LƯỢNG NHU CẦU PHÂN BÓN HIỆN NAY TẠI VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI 2.1 Tình hình sản xuất tại vùng Đồng Tháp Mười 35

2.1.1 Về diện tích canh tác 35

2.1.2 Khó khăn cơ bản của vùng Đồng Tháp Mười 37

2.2 Cách tính toán nhu cầu phân bón trong sản xuất của nông dân 38

2.2.1 Các số đặc trưng cần lưu ý (theo phương pháp thống kê) 39

2.2.2 Lượng phân bón, năng suất trung bình, chi phí về phân trong Đông Xuân và Hè Thu tại vùng Đồng Tháp Mười .42

2.3 Cách tính lượng phân bón của các chuyên gia nông nghiệp đối với lúa ở vùng Đồng Tháp Mười 55

2.3.1 Đặc tính các loại đất xám, đất phèn trung bình và phèn nặng tại vùng Đồng Tháp Mười tỉnh Long An 56

2.3.2 Các giống lúa thường được sử dụng tại vùng Đồng Tháp Mười 58

2.3.3 Liều lượng phân N,P,K sử dụng trên các loại đất vùng ĐTM 59

2.3.4 Aûnh hưởng của phân vi lượng và N,P,K đến năng suất thóc 65

2.4 So sánh lượng phân bón nông dân sử dụng (KTI) với lượng phân khuyến cáo (KT2) 71

2.4.1 Nhận xét về mặt kỹ thuật sản xuất 71

2.4.2 Nhận xét về mặt kinh tế 73

2.4.3 Ưu khuyết điểm của phương pháp tính trước đây 74

2.5 Mức độ dùng phương pháp toán kinh tế trong tính toán trước đây 76

CHƯƠNG 3 : DÙNG PHƯƠNG PHÁP TOÁN ĐỂ PHÂN TÍCH ƯỚC LƯỢNG NHU CẦU PHÂN BÓN TRONG SẢN XUẤT

3.1 Vài nét về phương pháp toán học được sử dụng 79

3.3.1 Phương pháp bình phương nhỏ nhất (OLS) 81

3.1.2 Kiểm tra độ tương thích của hàm hồi quy và khoảng tin cậy của các hệ số hồi quy 83

3.1.3 Phương pháp dự báo 86

3.1.4 Tìm cực trị của hàm hồi quy 88

3.1.5 Những yêu cầu khi dùng phương pháp toán kinh tế 89

3.1.6 Các giả thiết trong phân tích 90

3.2 Xác định dạng của quy luật năng suất thóc tại vùng ĐTM 91

3.2.1 Các thuộc tính của một quy luật tốt 91

3.2.2 Định nghĩa quy luật năng suất thóc 92

3.2.3 Dạng của quy luật năng suất 93

3.2.4 Quy luật (3.10) phù hợp với các quy luật sản xuất như thế nào? 98

3.3 Kiểm chứng các quy luật (3.10) và (3.11) bằng các số liệu thực nghiệm 101 3.3.1 Ước lượng quy luật năng (3.10) theo N 102

3.3.2 Ước lượng quy luật năng suất bậc 2 (3.11) với 2 biến đầu vào 111

3.4 Phần ứng dụng vào sản xuất 119

3.4.1 Nhờ quy luật (3.11*) xác định lượng phân bón trong sản xuất 120

3.4.2 Dùng quy luật (3.10*) để tính lượng phân đạm (N) tối đa 122

3.4.3 Dùng quy luật (3.10*) để tìm lượng phân đạm (N) tối hảo trong sản xuất123 3.4.4 Ứng dụng quy luật (3.10*) tính lượng phân tối đa trong sản xuất (theo số liệu điều tra) 125

3.5 Dự báo số lượng phân bón sẽ sử dụng trong năm 2005 tại vùng ĐTM 135

3.5.1 Hàm dự báo diện tích canh tác lúa cả năm tại vùng Đồng Tháp Mười

tỉnh Long An và toàn vùng ĐTM 135

3.5.2 Dự báo diện tích canh tác lúa năm 2005 tại vùng ĐTM 137

3.5.3 Dự báo lượng phân bón năm 2005 tại vùng ĐTM 139

3.6 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón hợp lý 141

3.6.1 So sánh hiệu quả kinh tế giữa kỹ thuật 2 và kỹ thuật 1 142

3.6.2 So sánh hiệu quả kinh tế giữa kỹ thuật 3 và kỹ thuật 1 143

3.6.3 Kỹ thuật sản xuất và ô nhiễm môi trường nông thôn 144

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận 146

2 Kiến nghị 148

Danh mục công trình của tác giả

Danh mục tài liệu tham khảo

Phụ lục

PHẦN MỞ ĐẦU

1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

Vấn đề lương thực là một mối quan tâm cao nhất đối với các nỗ lực phát triển kinh tế trong những thập niên qua và những thập niên sắp tới, không những riêng cho Việt Nam, mà cho toàn thế giới, các chính phủ đang cố gắng đối phó với các vấn đề lương thực của họ

Nói đến lương thực, phải nói đến cây lúa Từ năm 1993 đến năm 1995 Việt Nam đã sản xuất từ 22.837.000 tấn thóc (1993) lên 24.964.000 tấn (1995), chiếm khoảng 19% tổng sản lượng các nước Asean, còn Châu Á đã sản xuất chiếm 91% tổng sản lượng thế giới [57] Như vậy sản xuất lúa gạo tập trung ở các nước Châu Á

Việt Nam với điều kiện khí hậu nhiệt đới, có thể nói là cái nôi hình thành cây lúa nước Đã từ lâu cây lúa là cây lương thực chủ yếu, đóng một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế nước ta

Từ trước năm 1945, diện tích trồng lúa ở hai đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ (đồng bằng Sông Cửu Long) vào khoảng 1,8 triệu hecta ở Bắc Bộ, và 2,7 triệu hecta ở Nam Bộ, với năng suất còn thấp khoảng 13 tạ/ha

Nhưng từ năm 1970 đến 1994, tình hình sản xuất lúa gạo ngày càng khả quan, 13 triệu tấn năm 1995 [4] Từ chỗ hằng năm ta phải nhập khoảng 0,8 triệu tấn lương thực quy gạo, đến chổ đã tự túc lương thực và đã giành được một phần để xuất khẩu Cụ thể năm 1994 đã xuất được 1.950.000 tấn thóc

Năng suất và sản lượng lúa đã tăng do nhiều nguyên nhân, trong đó trước tiên là những thay đổi về cơ chế, chính sách như :

• Chỉ thị số 100-CT/TW ngày 13 – 01 – 1981 của Ban Bí Thư Trung Ương Đảng về công tác khoán mở rộng

• Nghị quyết số 10 – NQ/TW ngày 05 – 04 – 1988 về “Đổi mới quản lý nông nghiệp”, cho đến :

• Quy định ngày 27 – 09 – 1993 của Chính Phủ của nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam, quy định về việc giao đất nông nghiệp cho hộ gia đình, cá nhân sử dụng ổn định lâu dài vào mục đích sản xuất nông nghiệp

• Và gần đây nghị quyết số 6 – NQ/TW ngày 10 – 11 – 98 của Bộ Chính Trị về một số vấn đề phát triển nông nghiệp và nông thôn

Điều đó chứng tỏ rằng nhà nước đã quan tâm rất nhiều đến vấn đề nông nghiệp, tạo mọi điều kiện cho người nông dân phát triển, làm giàu trên mảnh đất của mình

Trong tình hình chung của cả nước, tất cả mọi vùng đều cố gắng phấn đấu sản xuất, trong số đó một vùng đất mới, được mọi người quan tâm đến là vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) thuộc đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL)

Vùng Đồng Tháp Mười gồm 16 quận huyện và thị xã thuộc ba tỉnh Đồng Tháp, Tiền Giang và Long An, tổng số đất nông nghiệp khoảng 629.000 ha (đã trừ diện tích xây dựng cơ bản) Trong đó đất trồng lúa khoảng 580.000 hecta Như vậy, đất trồng lúa chiếm 92 % diện tích

Vùng Đồng Tháp Mười chỉ chuyên canh cây lúa và cây ngắn ngày.Vì lẽ vùng này là vùng trũng, đất chua phèn, mỗi năm đều chịu ảnh hưởng của lũ lụt Trong nông nghiệp mức độ rủi ro, mà các nông dân phải đương đầu biến thiên rất lớn

Những hệ thống nông nghiệp tập thể, thường đệm bớt rủi ro cho cá nhân, còn các hệ thống thị trường lại đẩy những người nông dân vào những rủi ro nhiều hơn ( như giá thóc giảm và giá vật tư sản xuất tăng … ) Do đó trong sản

xuất phải làm thế nào tăng năng suất, giảm chi phí đầu tư, nghĩa là phải làm thế nào để tăng hiệu quả kinh tế

Đề tài “ Phương pháp toán và kinh lượng học trong phân tích và tối ưu hóa vấn đề sử dụng, kinh doanh các loại phân bón tại vùng Đồng Tháp Mười”

Với mục đích dùng công cụ toán học để phân tích các yếu tố cấu thành năng suất, chế độ hấp thu, của cây lúa, ước lượng các mức phân bón tối ưu và lượng phân bón cần thiết để đưa vào sản xuất, các biện pháp kỹ thuật mới có thể làm tăng năng suất, thông qua cải tạo các hệ số hấp thu trong quy luật năng suất của cây lúa, nhằm góp phần phát triển một nền nông nghiệp sinh thái và bền vững

2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU :

Năng suất cây lúa lệ thuộc nhiều vấn đề : có thể là giống, nhiệt độ, phân bón, kỹ thuật, biện pháp canh tác …… và cuối cùng là đất Nếu đất màu mỡ, độ phì nhiêu cao, trong quá trình sản xuất ít tốn chi phí nhất là phân bón, nhưng lại đạt được năng suất cao, nhưng cũng có vùng thì ngược lại Do đó vấn đề tăng năng suất cho cây lúa là vấn đề rộng lớn và khó khăn, đặc biệt vùng Đồng Tháp Mười là vùng mới khai hoang, chất độc trong đất còn rất nhiều Ngoài

ra nghiên cứu hiệu quả kinh tế của cây lúa phải căn cứ vào các thí nghiệm chính quy, các thí nghiệm thực nghiệm và điều tra trong nông dân trong vùng để so sánh

Do đó luận án chỉ đề cập đến một phần, là làm thế nào để năng suất cây lúa tăng cao nhất, qua việc bón phân, đồng thời chi phí cho sản xuất giảm bớt, như giảm lượng phân bón nhưng tăng độ phì nhiêu cho đất, giúp cây khoẻ ít sâu bệnh, các chi phí bất thường giảm tối đa

Để thực hiện mục đích trên luận án có nhiệm vụ :

1) Dùng phương pháp toán kinh tế để phân tích ước lượng nhu cầu tối đa về phân bón của cây lúa trên 1 đơn vị diện tích

2) Thu thập các số liệu từ kỹ thuật nông nghiệp tại vùng Đồng Tháp Mười và điều tra trong nông dân qua các năm 1994 - 1995, 1996, 1998 - 1999 Thống kê đánh giá số liệu

3) Xác định quy luật năng suất thóc tại vùng Đồng Tháp Mười, điều tiết và kiểm định quy luật qua các số liệu thực tế, thu thập được của ngành nông nghiệp đã thực nghiệm tại địa phương

4) Phân tích các hệ số của quy luật năng suất đã tìm được, đồng thời xác định sự tăng giảm của chúng có phù hợp với các định luật trong nông nghiệp hay không

5) So sánh các kết quả giữa lối ước lượng mò mẫm của nông dân (KT1) với lối tính toán đúng kỹ thuật nông nghiệp (KT2) đang khuyến cáo và kỹ thuật mới (KT3) mà qua tính toán luận án đang đề cập đến

6) Dự toán lượng phân bón cần thiết cho vùng Đồng Tháp Mười năm 2005 (thông qua các quy luật và lối tính toán theo các kỹ thuật I, II, II)

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN :

Luận án chỉ đề cập đến các yếu tố phân bón từ đa lượng, trung lượng và vi lượng bằng phương pháp phân tích các số liệu đã có của các nhà chuyên môn và điều tra trong nông dân, và chỉ có thể xây dựng được quy luật nhờ vào các số liệu đó

Vì vậy phạm vi nghiên cứu là vùng Đồng Tháp Mười nhưng các mẫu là vùng Đồng Tháp Mười Tỉnh Long An

Vì vùng Đồng Tháp Mười Tỉnh Long An là vùng khó khăn nhất trong sản xuất do đó đối tượng nghiên cứu chính của các nhà chuyên môn là vùng này

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :

Nhiều phương pháp nghiên cứu được thực hiện nhưng nổi bật nhất là các phương pháp sau :

a) Phương pháp toán học : Ngoài các phương pháp giải tích và phương trình

vi phân để giải quyết về cực trị hàm một biến và nhiều biến, trong luận án còn đề cập đến điểm tối ư0u hàm nhiều biến và phương pháp điều tiết mô hình nhiều biến này bằng cách lập trình xử lý qua máy vi tính

Đặc biệt đã dùng phương pháp bình phương tối thiểu điều tiết hàm năng suất 1 biến đầu vào qua chương trình SPSS for Window

b) Phương pháp chuyên gia

c) Phương pháp thống kê

d) Phương pháp thí nghiệm và thực nghiệm

e) So sánh và đối chiếu

5 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN :

Hoàn thành luận án này có các nét mới sau đây :

a Thông qua các đặc điểm của ngành nông nghiệp (được thể hiện qua các định luật và các số liệu thực nghiệm), đã xây dựng được quy luật năng suất thóc tại vùng Đồng Tháp Mười theo các yếu tố phân bón (N, P2O5, K2O)

1 3

Y = b0 + b1N + b11N2 + b12NP + b2P + b22P2 với Y,N,P tính kg/ha

(b0, b1, b2 > 0 ; b11, b22 < 0 , b12 ∈ R)

Sở dĩ chọn hai dạng trên làm quy luật năng suất vì nó thoả được các tính chất : đơn giản, tính đồng nhất, tính thích hợp với ngành sản xuất vững về mặt lý thuyết và khả năng dự đoán [5]

b Nhờ các quy luật đó, luận án đã giới thiệu :

• Cách tính lượng phân tối đa NM và lượng phân tối hảo Nt để khuyến cáo trong sản xuất

• Chỉ rõ lượng phân cần khống chế nhờ vào sự tương tác của các biến đầu vào

ở quy luật (2) để làm tăng năng suất và giảm chi phí

• Căn cứ vào các hệ số a0, a1 của quy luật (1) các nhà chuyên môn cần khuyến cáo : với loại đất nào cần cải tạo độ phì, loại đất nào cần tăng giảm phân Nitơ

c Trong ứng dụng đã nêu được được tính ưu việt của KT3 là bón phân cân đối không phải chỉ có phân đa lượng N, P, K mà phải bón thêm phân vi lượng để làm tăng độ phì a0 của đất và so sánh được hiệu quả kinh tế giữa các kỹ thuật sản xuất

6 KẾT CẤU CHUNG CỦA LUẬN ÁN GỒM :

Phần mở đầu Và 03 chương :

Chương I : Vai trò cây lúa trong sản xuất nông nghiệp và ảnh hưởng của

các chất dinh dưỡng đối với nó Chương II : Ước lượng nhu cầu phân bón hiện nay tại vùng Đồng Tháp Mười

Chương III : Dùng phương pháp toán để phân tích, ước lượng nhu

cầu phân bón trong sản xuất

- Phần kết luận và đề nghị

- Phụ lục

CHƯƠNG 1

VAI TRÒ CÂY LÚA TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT DINH

DƯỠNG ĐỐI VỚI NÓ

1.1 NHỮNG THÀNH TỰU VỀ SẢN XUẤT LÚA Ở VIỆT NAM

Việt Nam là một nước nông nghiệp với diện tích tự nhiên 330.363 km2, cây trồng của nông nghiệp chủ yếu là lúa nước

Việt Nam có tất cả 2360 con sông, trong đó có 9 hệ thống sông lớn, với lưu vực từ 10.000 km2 trở lên với tổng diện tích 250.800 km2 chiếm tỷ lệ 75,92% diện tích cả nước [5]

Phù sa sông Hồng và sông Cửu Long đã bồi đắp nên hai đồng bằng đất đai màu mỡ, đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là hai vựa lúa lớn của Việt Nam Do đó, các dự án quy hoạch tổng thể ĐBSH VIE, /89/034 – 677/TTg 23/08/97 và định hướng dài hạn kế hoạch 5 năm 1996 –

2000 đối với việc phát triển thủy lợi giao thông vận tải và xây dựng nông thôn ĐBSCL, theo chỉ thị 99/TTg /2 / 1996; nhờ đó hai vùng đồng bằng đã mang lại những kết quả rất khả quan, cùng với cả nước tạo nên nguồn lương thực từ thóc ngày càng dồi dào với kết quả sản xuất như bảng 1

Từ năm 1975 đến các năm sau, hàng năm Việt Nam đã nhập khẩu gạo, đến năm 1987 bắt đầu thực hiện chính sách đổi mới trong sản xuất nông nghiệp Sản lượng thóc đến năm 1989 đạt 18.996.300 tấn, bình quân đầu người 293kg thóc, đã tự cấp lương thực và còn có một số gạo để xuất khẩu (1.420.200 tấn) đến năm 1997 sản lượng đạt 27.645.800 tấn, bình quân đầu người 360kg thóc và đã xuất khẩu được 3.552.840 tấn gạo

Bảng 1.1: Kết quả sản xuất lúa từ 1987 – 1997 của cả nước

Năm DT

(1000 ha)

NS (tấn/ha)

SL (1000tấn)

Tổng SLLTQT

1000 tấn

DS(*)

1000 người

2,70 2,97 3,22 3,19 3,11 3,33 3,48 3,57 3,69 3,77 3,9

15102,6

17000 18996,3 19225,2 19261,9 21590,3 22836,6 23528,2 24528,2 26396,7 27645,8

17562,8 19583,1 21515,6 21448,6 21989,5 24214,5 25501,7 26198,5 26507,9 29217,9 30516,3

XK(*) : xuất khẩu (không kể xuất tiểu ngạch)

LT : Lương thực SLLTQT : sản lượng lương thực quy thóc

DT : diện tích BQ : bình quân NS : năng suất DS : dân số Trong lương thực sản xuất lúa tăng nhanh và ổn định Trong vòng 11 năm từ 1987 đến 1997 các chỉ tiêu tăng :

• Tổng sản lượng lương thực quy thóc bình quân hàng năm tăng 5,7%

• Diện tích canh tác lúa tăng bình bình quân hàng năm 2,4%

• Năng suất thóc tăng bình quân hàng năm 3,7%

• Sản lượng thóc tăng bình quân hàng năm 6,2%

• Lương thực qui thóc tính trên đầu người tăng bình quân 3,5%

Trong những chỉ tiêu đó, chỉ tiêu dân số cũng tăng bình quân hàng năm tính

trong vòng 10 năm từ 1987 đến 1997 là 2,07%

Với thành tựu đó Việt Nam trở thành một nước sản xuất lúa gạo phát triển nhanh và ổn định nhất so với các nước khác trong khu vực Đông Nam Á (ASEAN) Từ một nước thiếu lương thực trước 1989, Việt Nam đã vươn lên thành một nước xuất khẩu gạo đứng thứ 3 thế giới sau Thái lan và Mỹ, liên tục từ năm 1989 đến 1997 với số lượng xuất bình quân hàng năm 1,7 triệu tấn Năm

1995 xuất 2 triệu tấn và năm 1996 xuất 3 triệu tấn (chưa kể xuất tiểu ngạch), đứng thứ 4 thế giới (do có thêm Ấn Độ xuất khẩu 3 triệu tấn gạo) và năm 97 –

98 xuất được 3,6 triệu tấn gạo mỗi năm vượt Mỹ và trở thành nước xuất khẩu gạo thứ 2 thế giới sau Thái lan [4]

Cơ cấu kinh tế nông thôn và nội bộ nông nghiệp, bước đầu có chuyển biến

đa ngành, đa canh, cơ cấu kinh tế quốc dân phát triển, kinh doanh tổng hợp, tăng dần tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ, giảm dần tỷ trọng nông nghiệp trong GDP theo bảng 1.2 :

Bảng 1.2 : Cơ cấu tổng sản phẩm trong nước GDP của nền kinh tế quốc dân (giá

40,5 23,8 35,7

33,9 27,3 38,8

29,4 28,9 41,2

28,7 29,6 41,6

29,3 28,1 42,6

27,2 30,7 42,1

25,7 31,7 42,6

Nguồn : Tổng cục thống kê 1998 [35]

Chú ý :

- KV I : Nông nghiệp (gồm lâm nghiệp, thủy sản)

- KV II : Công nghiệp (gồm cả xây dựng cơ bản)

- KV III : Dịch vụ

Tổng điều tra nông nghiệp và nông thôn năm 1994 cho thấy cả nước có gần 12 triệu hộ sinh sống ở nông thôn nhưng trong đó chỉ có gần 10 triệu hộ nông nghiệp chiếm tỷ lệ 80,6% còn lại 19,4% phi nông nghiệp

Đáng chú ý là hai vùng nông thôn Nam bộ có tỷ trọng hộ phi nông nghiệp cao (Đông Nam Bộ 49% và ĐBSCL 27,9%) chính là hai vùng có tốc độ chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn từ nông nghiệp sang ngành nghề và dịch vụ phi nông nghiệp nhanh nhất

Sản xuất lương thực luôn luôn là mặt trận hàng đầu đối với quá trình phát triển kinh tế xã hội ở nước ta cũng như toàn thế giới

Theo dự đoán của viện lúa quốc tế (IRRI) trong khoảng 30 năm tới phải tăng thêm 70% sản lượng lương thực so với hiện nay, mới đáp ứng được nhu cầu dân số tăng nhanh trong thế kỷ 21

Đối với Việt nam trong vòng 20 năm nữa nếu dân số tăng trung bình 2% năm, thì số lượng dân năm 2020 sẽ là 73.962.000 x 1,5 = 110.943.000 người (1995 làm gốc) Diện tích canh tác lúa tăng bình quân hàng năm 1% lúc đó diện tích trồng lúa sẽ là : 6.765.600 ha x 1,25 = 8.457.000 ha và số thóc bình quân đầu người 400kg, thì năng suất bình quân hàng năm phải là 5,25 tấn/ha

Như vậy nhiệm vụ "tăng năng suất cây trồng trên mỗi đơn vị diện tích là nhiệm vụ chiến lược của các nhà sản xuất nông nghiệp

1.2 SẢN XUẤT LƯƠNG THỰC CỦA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG SO VỚI CẢ NƯỚC

Đồng bằng sông Cửu long (ĐBSCL) là vùng trọng điểm về sản xuất lương thực

của cả nước, đã có nhiều chủ trương, chính sách đầu tư cho vùng này như thủy lợi, xây dựng nông thôn mới, chuyển dân các vùng đông vào vùng thưa như 3 vùng trọng điểm ít dân là : vùng bán đảo Cà Mau, vùng tứ giác Long Xuyên và vùng Đồng Tháp Mười Ngoài ra các tiến bộ kỹ thuật về sản xuất nông nghiệp cũng được đầu tư nhiều cho vùng này ĐBSCL có diện tích tự nhiên 3,55 triệu ha trong đó đất nông nghiệp chiếm 2,6 triệu ha, so với cả nước ĐBSCL có diện tích chiếm 11,97% ĐBSCL có 3 nhóm đất chính :

- Đất phù sa: 1.180.000 ha chiếm 33,24% diện tích, phân bố ở vùng ven và giữa sông Tiền, sông Hậu, đây là vùng đất tốt nhất của đồng bằng

- Đất phèn mặn : 1.500.000 ha chiếm 42,25% có độ phì tự nhiên không thấp, nhưng trong đất có nhiều độc tố, nếu đưa được nước vào thì sẽ cải tạo được đất và đưa vào sản xuất nông, lâm nghiệp có hiệu quả

- Đất mặn : 744.000 ha chiếm 20,96% có độ phì nhiêu cao nhưng bị hạn chế do nhiễm mặn nên hạn chế tăng vụ

- Đất xám : 126.000 ha chiếm 3,55% bao gồm đất xám và đất xám bạc màu trên nền phù sa cổ

ĐBSCL hằng năm tải ra biển qua 9 cửa sông một lượng nước khổng lồ, với lượng cát bùn trên 100 triệu tấn, các chất hoà tan khoảng 75 triệu tấn

ĐBSCL hiện nay có khoảng 1.826.000 ha trồng lúa, lúa là sản phẩm chủ yếu, ngoài ra có cây màu lương thực ngô, khoai lang và khoai mì Đây là vùng trọng điểm sản xuất lương thực hàng hoá và là vựa lúa lớn nhất nước có sản

lượng chiếm hơn 50% và xuất khẩu chiếm hơn 90% sản lượng cả nước Cụ thể theo bảng 1.3

Bảng 1.3 : Sản lượng và năng suất lúa tại ĐBSCL

DTHT 1000ha

Dt mùa 1000ha

NS Tấn/ha

SL

1000 tấn

So sánh Slượng Cả nước

LTBQ/

Người

Kg

Năm xuất

GạoXK

1000 tấn

461 752,4 1152,2

1260

442

446

581 907,7 1619,5

1598

1431 1405,7 1208,7 919,9 670,9 701,7

2,01 2,3 3,05 3,67 4,39 4,16

4665 5297,

8 6559,

5

9480 13818 14818

- 45,48%

Nguồn : nông nghiệp VN Những thành tựu [5] trang 145-146

(*) : kể cả xuất tiểu ngạch Từ năm 1980 trở về sau sản lượng thóc tăng lên đáng kể; sản lượng năm :

- 1985 / 1980 là 1,24% (lấy 1980 làm gốc)

- 1990 / 1980 là 1,79%

- 1997 / 1980 là 2,8%

Sở dĩ lượng lương thực tăng nhanh như vậy nhờ tăng năng suất bình quân năm là 3,5% (từ 1980 – 1997) và diện tích tăng bình quân năm 2,7% cùng thời kỳ Như vậy trong 17 năm diện tích tăng lên khoảng 50% Nhờ khai hoang các vùng chưa canh tác, trong đó có vùng Đồng Tháp Mười thuộc địa phận ba tỉnh Đồng Tháp, Long An và Tiền Giang

1.3 THÀNH CÔNG TRONG SẢN XUẤT LÚA Ở VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI

Vùng Đồng Tháp Mười có diện tích tự nhiên khoảng 629.000 ha chiếm 17,72% diện tích Đồng bằng sông Cửu Long, nằm trên 3 tỉnh : Tiền Giang (96.000 ha), Long An (298.200 ha) và Đồng Tháp (235.000 ha) là một trong những vùng đất phèn nặng, ngập sâu, diện tích đất hoang còn rất lớn

Tuy nhiên với điều kiện thiên nhiên, về nhiệt độ, khí hậu do đó với những bước

cố gắng của con người đưa nước ngọt từ sông Tiền, sông Vàm cỏ vào nội vùng , đã làm cho vùng Đồng Tháp Mười sống và lớn lên từng bước trong hơn 20 năm từ 1976 (sau năm giải phóng toàn miền Nam) đến

1997 diện tích gieo trồng lúa đã tăng lên 348.591 ha trung bình 16.599ha/năm cho toàn vùng

Với năng suất 1976 trung bình 2,03 tấn/ha đến 4,82 tấn/ha năm 1997 trung bình

mỗi năm tăng 4,4%

Sản lượng từ 468.916 tấn (1976) lên 2.788.196 tấn (1997) như vậy đã tăng lên 2.319.280 tấn trung bình mỗi năm tăng 110.442 tấn/năm

Kết quả được so sánh với sản xuất lúa vùng ĐBSCL theo bảng sau (bảng 4) Như vậy với diện tích tự nhiên vùng Đồng Tháp Mười chỉ bằng 17,72% diện tích toàn ĐBSCL, nhưng tham gia vào sản xuất lúa có diện tích bằng 16,28% diện tích trồng lúa toàn vùng đồng bằng, đồng thời đóng góp sản lượng gần 19% tổng sản lượng ĐBSCL Đặc biệt, vùng Đồng Tháp Mười được xem như là một trong những vùng khó khăn nhất của ĐBSCL vì đó là vùng đất phèn, đất trũng, nhưng trong sản xuất thóc bao giờ cũng cho năng suất cao hơn năng

suất trung bình toàn vùng ĐBSCL khoảng 12% (ngoại trừ năm 1980)

Trong vùng Đồng Tháp Mười có 2 khu vực: địa phận tỉnh Tiền giang và địa phận tỉnh Đồng Tháp là vùng nằm giữa sông Tiền, sông Hậu nên đất màu mỡ hơn và cho năng suất cao hơn nhiều so với vùng Đồng Tháp Mười thuộc tỉnh

N.suất (Tấn/ha)

So sánh ĐBSCL %

Sản lượng (Tấn)

So sánh ĐBSCL %

- 18,17

-

-

- 16,48 16,28

2,03 1,99 3,33 3,54 4,22 3,92 4,26 4,60 4,72 4,82

101 86,5 109,2

- 114,98

-

-

- 107,5 115,86

468.916 471.302 1.019.273 1.072.071 1.977.968 2.020.250 2.174.447 2.498.818 2.584.484 2.788.196

10,05 8,9 14,86

- 20,86

-

-

- 18,7 18,82 Nguồn : Trung tâm NCNN ĐTM Báo cáo tổng kết tháng 11/1995 (*) số liệu 1996,1997; cục thống kê tỉnh Long an, Tiền giang, Đồng tháp

(1997) Vùng đất Đồng Tháp Mười thuộc tỉnh Long an có diện tích 298.200ha chiếm 47,38% diện tích toàn vùng, gồm 3 loại đất : phèn, đất xám, đất bạc màu lại là vùng trũng nhất Đồng Tháp Mười và chỉ nhờ nước tưới tiêu của 2 con sông Vàm cỏ Do đó năng suất thấp nhất so với toàn vùng Đồng Tháp Mười

Nếu sử dụng biện pháp kỹ thuật nào làm tăng năng suất vùng này lên thì đó sẽ là mô hình chung cho sản xuất thóc toàn vùng ĐBSCL Vì vậy “vùng

Đồng Tháp Mười thuộc tỉnh Long an sẽ là đối tượng chính khi nghiên cứu vùng

đất Đồng Tháp Mười nói riêng và vùng ĐBSCL nói chung”

1.4 YẾU TỐ CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT LÚA VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI

Cây lúa là một loại cây lương thực chính yếu ở nước ta, nhất là cây lúa nước ở vùng Đồng Tháp Mười, nó cần có những yếu tố chính là đất, nước, khí hậu … Đất là nền cơ bản cho cây lúa, nên phải có đủ dinh dưỡng và ít chất độc để cây lúa sống được và cho sản phẩm, đất tốt cho sản phẩm nhiều, đất xấu cho sản phẩm ít vì vậy đất xấu cần phải cải tạo

Trong sản xuất nông nghiệp, con người có thể chủ động “cải tạo” được phần lớn là phân bón, yếu tố làm tăng độ phì nhiêu của đất, giúp năng suất cây trồng ngày càng cao, phù hợp với mỗi giống lúa từng địa phương

Nói đến phân bón phải đề cập đến vấn đề dinh dưỡng của cây trồng nhất là cây lúa nước và chế độ dinh dưỡng của đất thông qua độ phì của nó

1.4.1 Độ phì của đất :

Nông nghiệp là ngành duy nhất sử dụng đất đai làm yếu tố chính cho sản xuất

Do đó nếu sử dụng đúng đắn thì không những đất đai không bị hao mòn mà càng ngày càng tốt hơn,ngược lại nó ngày càng xấu đi được đặc trưng bằng độ phì nhiêu của đất

Trên căn bản người ta dựa vào năng suất cây trồng hay hiệu quả canh tác

để đánh giá độ phì của đất (thông thường gọi là hạng đất) Khi khoa học tiến bộ có bộ môn khoa học đất chuyên phân tích các thành phần cơ giới, lý tính, hoá tính của đất để sắp hạng đất

Gần đây khi khoa học môi trường và sinh thái học ra đời thì khái niệm “sử dụng đất đai bền vững” là những phát hiện quan trọng về độ phì nhiêu của đất

Như vậy : “độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất đảm bảo được điều

kiện thuận lợi cho cây trồng đạt năng suất cao, ổn định; những quần thể sinh vật

sống trên đất và trong đất phát triển hài hòa”

1.4.2 Các yếu tố quyết định độ phì nhiêu của đất :

Các yếu tố quyết định độ phì nhiêu của đất được tóm tắt qua các yếu tố sau:

a Độ dày tầng đất lớn, đất tơi xốp có độ phì nhiêu nhất định cây trồng có thể sống được

b Trong đất có đầy đủ và cân đối các nguyên tố dinh dưỡng (đa lượng, trung lượng, vi lượng) cần thiết ở dạng tổng số cũng như dạng dễ tiêu của cây trồng

Đa lượng là đạm (N), Lân (P2O5), kali (K2O) và các nguyên tố trung lượng

Mg, S, Ca và vi lượng B, Mo, Mn, Fe, Cu…

Nếu ta tính lớp đất mặt là lớp chủ yếu cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng với độ dày 20cm, thì khối lượng đất trồng trên 1 hecta có chứa trung bình những số lượng dinh dưỡng (D) sau đây (nếu tỷ lệ của nó chưá trong đất là d%) Ta có :

Như vậy trong đất các thành phần nguyên tố được trình bày trong bảng 1.4*

Bảng 1.4 * : Dinh dưỡng đất

Nguyên tố dinh dưỡng Tỷ lệ (%) Số lượng D (kg/ha)

N

P2O5

K2O

0,04 – 0,2 0,02 – 0,2 0,5 – 3

1.200 – 6.000

600 – 6.000 15.000 – 90.000 Nguồn : Giáo trình nông hoá [8] trang 24

c Đất giàu mùn : chất hữu cơ là thành phần cơ bản của đất, chất hữu cơ không chỉ là kho chứa chất dinh dưỡng cho cây trồng mà còn là tác nhân điều tiết tính chất lý, hoá, sinh của đất

d Đất có chế độ nước, không khí và nhiệt thích hợp với sự phát triển của cây trồng

e Đất tơi xốp thuận lợi cho sự phát triển của bộ rễ

f Đất có pH thích hợp cho cây trồng và sinh vật đất , đất lúa có pH thích hợp là 5,5 – 6,5 [8]

g Đất không bị phèn, mặn, không có chất độc và không bị ô nhiễm

1.5 NHU CẦU DINH DƯỠNG CỦA CÂY LÚA

Trong tự nhiên từ thực vật đến động vật mọi loài, muốn sống và phát triển phải cần đến thức ăn

Phần lớn cây trồng nói chung, nhất là cây lúa, cần nhiều các chất dinh dưỡng N, P2O5, K2O, nên các nhà khoa học nông nghiệp gọi các chất này là đa lượng

Nói đến bón phân khoáng là bón loại phân có N (như Uré, Sullfat đạm (SA)…) loại có P2O5 (như lân DAP) và phân Kali, hay bón tổng hợp loại phân có

N, P2O5, K2O gọi tắt là N, P, K

Loại đất tốt, là đất có độ phì cao, độ phì ở đây bao gồm các chất đa lượng, trung

lượng và vi lượng dễ tiêu chứ không phải đơn thuần chỉ có đa lượng…

Do đó làm tăng độ phì của đất là bổ sung thêm các chất dinh dưỡng cần thiết mà đất đang thiếu để cung cấp cho cây trồng

Bón phân N, P, K cho đất để làm tăng thêm các chất cần thiết đó với mục đích tăng năng suất cây trồng, như vậy là tăng độ phì cho đất

Tuy nhiên nếu bón thêm N, P, K nhưng năng suất không tăng, như vậy có phải là tăng độ phì cho đất không?

Vấn đề này cho ta hiểu: độ phì nhiêu của đất lúa, là tất cả các chất dinh dưỡng nào cây lúa cần đến, đất đều có thể cung cấp đủ để năng suất đạt tối đa Nếu cùng một loại giống và điều kiện canh tác như nhau, loại đất nào có năng suất cao hơn thì độ phì sẽ cao hơn

Trong luận án này chúng tôi cho khái niệm: bón N, P, K để làm năng suất tăng thì năng suất tăng đó là nhờ phân bón

Nếu bón N, P, K đến một mức tối đa, bón nhiều hơn nữa năng suất vẫn không

tăng, thậm chí giảm, nhưng nếu bón thêm vài chất khác như đồng (Cu) Kẽm (Zn) hay Mangan (Mn), và dùng N, P, K với liều lượng bằng hoặc ít hơn, nhưng năng suất lại cao hơn Các chất bổ sung sau này (Cu, Zn, hay Mn) được gọi là các chất làm tăng độ phì cho đất

Ở vùng Đồng Tháp Mười hay ở bất kỳ một vùng nào khác, mỗi giống lúa đều có

một đặc tính riêng, nó hấp thu chất dinh dưỡng nào, tỷ lệ là bao nhiêu tùy theo năng suất và đặc tính giống đó Như hai giống lúa IRS năng suất 8,7 tấn/ha, và giống Peta năng suất 6 tấn/ha đã hút các chất dinh dưỡng như bảng 1.5 sau :

Bảng 1.5 : Các nguyên tố dinh dưỡng giống IRS và Peta lấy đi trên 1 tấn thóc

13,3 (70,3%) 4,37 (84,5%) 7,13 (20%) 1,49 (37,3%) 0,82 (48,5%) 116g (21%) 52g (34,2%) 25g (11,4%) 18g (45%) 3g (50%)

5,6 (29,7%) 0,8 (15,5%) 28,37 (80%) 2,5 (62,7%) 0,87 (51,5%) 435g (79%) 100g (65,8%) 195g (88,6%) 22g (55%) 3g (50%)

11,2 (47,6%) 2,1 (37,2%) 2,84 (5,6%) 1,26 (23,8%) 0,79 (28,6%) 116g (17,3%) 43g (16,5%) 25g (18,8%) 16g (27%) 2g (40%)

12,3 (52,4%) 3,55 (62,8%) 47,76 (94,4%) 4,03 (76,2%) 1,97 (71,4%) 554g (82,7%) 218g (83,5%) 108g (81,2%) 43g (73%) 3g (60%) Nguồn : [60] Yosida trang 181 Từ các số liệu bảng 1.5, nếu lấy tỷ lệ N là 1 thì hai giống lúa trên có tỷ lệ

N, P, K như bảng 1.6

Bảng 1.6 : Tỷ lệ các nguyên tố đa lượng và trung lượng

IRS Peta

1

1

0,27 0,24

1,88 2,15

0,21 0,22

0,09 0,11 Trung bình 2 giống 1 0,25 2 0,22 0,1

Nguồn : Bảng 1.5 Bảng 1.5 cũng cho chúng ta thấy rằng hai giống IRS và Peta hấp thu dinh dưỡng khác nhau, giống IRS có năng suất cao hơn (8,7tấn/ha), giống Peta có năng suất thấp hơn (6 tấn/ha)

Như vậy :

) Peta ( NS

) IRS (

NS = 145 % Tuy nhiên lượng dinh dưỡng trong mỗi tấn thóc hai giống IRS và Peta đã lấy theo tỷ lệ

PetaIRS ; N = 80% ; P = 92% ; K = 70%

Tuy nhiên mỗi tấn thóc lượng dinh dưỡng (DD) trên chứa trong hạt, thì giống IRS lại nhiều hơn giống Peta

)PetaDD

)IRSDD

(giốnghạt

(giốnghạt là N = 118,8% ; P = 208% ; K = 251%

Các nguyên tố vi lượng như Cu, Zn, B, Mn, Fe chứa thấp nhất là đồng đến kẽm, Bore, Mangan và sắt

Như vậy nhu cầu dinh dưỡng cho đất trồng lúa không những chỉ có N, P, K là những nguyên tố đa lượng mà còn có trung lượng như Mg, S, Ca… và các nguyên tố vi lượng như Cu, Zn, B, Mn, Fe…, ta xem tác động của các chất dinh dưỡng này đến năng suất của cây lúa như thế nào?

1.5.1 Năng suất thóc và các yếu tố tạo thành năng suất

Năng suất lúa được trình bày là hạt lúa đã khô (gọi là thóc) độ ẩm khoảng 14% và hạt bóc vỏ được gọi là gạo Hệ số 1,25 thường dùng để quy đổi gạo ra thóc Như vậy ta có thể định nghĩa : “năng suất” là sản lượng thóc (tính bằng tấn,tạ hay kg) trên một đơn vị diện tích trồng lúa (thường là hecta) Dinh dưỡng cây lúa hút, ngoài hạt thóc còn thành phần rơm rạ, theo tiến sĩ Suichi Yosida nghiên cứu tỷ lệ hạt so với rơm rạ của cây lúa vào khoảng :

a Đối với giống cao cây :

khôrạrơmlượngkhối

khôhạtsuất

b Đối với giống thấp cây :

khôrạrơmlượngkhối

khôhạtsuất

Phương pháp nghiên cứu năng suất Y của lúa thường phân tích năng suất theo các yếu tố của nó như : số bông/m2 = n1

số % hạt chắc / bông = n3 Trọng lượng 1000 hạt = n4 (g) Vậy : Y (tấn/ha) = n1.n2.n3.n4.10-5 (1.1)

Theo phương trình (1.1) ta có :

Ta thấy rằng (1.2) là một phương trình đại số, nếu chỉ có 1 yếu tố tăng, các yếu tố khác không đổi Thí dụ : dn2 = dn3 = dn4 = 0 và dn1 > 0 thì dY> 0

Nếu có một (hay hơn 1) yếu tố giảm và các yếu tố khác tăng hoặc không, tăng thì dY có thể dương hoặc âm Thí dụ : dn3 < 0, dn1 > 0, dn2 > 0 và dn4 = 0 có nghĩa là ta tác động làm tăng số bông/m2 (dn1 > 0) và tăng số hạt trên bông (dn2

> 0 ), trọng lượng 1000 hạt không thay đổi (dn4 = 0) nhưng tỷ lệ % hạt chắc/bông giảm (dn3 < 0), ta thấy rằng :

yếu tố (hoặc nhiều hơn), và không giảm các yếu tố còn lại

1.5.2 Tác động của các chất dinh dưỡng đến năng suất

- Nguyên tố N : Trong các nguyên tố đa lượng, đạm (N) là một nguyên tố

quan trọng nhất đối với cây lúa, nếu như không bón đạm thì ở đâu cũng thiếu đạm

Theo giáo sư Suichi Yosida ở viện lúa quốc tế IRRI đã làm 1.195 thí nghiệm không bón PK, NK, NP và 466 thí nghiệm có bón các nguyên tố đa lượng đó cho cây lúa nước ở Nhật [60] đã đưa ra kết luận rằng :

Cây lúa nước phản ứng đạm (N) rõ hơn lân (P) và Kali (K) và nó phụ thuộc vào “độ phì” của đất hơn là phân bón

Đạm cần nhất cho cây phát triển (nhiều nhất trong thời kỳ cây còn non) Cây lúa càng về già thì chất xơ nhiều ít cần đạm, tỷ lệ đạm chiếm :

+ Đối với hạt thóc : 0,8 – 1,2 % (tính theo chất khô)

+ Đối với hạt gạo : 1 – 1,25 % [10]

Đạm giúp cây lúa phát triển đâm chồi nghĩa là tác động vào n1

- Nguyên tố P (P 2 O 5 ) : Lân (P) đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy ra

rễ, đặc biệt rễ bên và lông hút và xúc tiến việc ra hoa và hoàn thành hạt (tác động vào n2)

- Nguyên tố K (K 2 O) : Kali (K) xúc tiến quá trình quang hợp và vận chuyển

các sản phẩm quang hợp về cơ quan dự trữ (tác động vào n2) Kali làm tăng khả năng hút nước, tăng sức chịu hạn cho cây Bón đủ Kali cây vững chắc, ít đổ ngã, khả năng chịu đạm của cây lúa cao, phẩm chất hạt tốt thành phần kali trong bộ phận cây lúa :

• Hạt gạo 0,3 – 0,4% (tính theo chất khô)

• Thân lúa 0,6 – 1,5% (tính theo chất khô)

• Trấu (vỏ hạt) 0,5 – 0,8% (tính theo chất khô) [10]

Thiếu Kali (K) số hạt ít (tác động đến n2), trọng lượng hạt giảm (tác động đến n4) hạt lép nhiều (tác động n3)

- Nguyên tố Bore (B) : tác động vào bộ phận lá non, B còn giữ vai trò chuyển

hoá đường và tinh bột trong cơ chế thực vật

Mức tới hạn của Bore đối với cây lúa nhỏ hơn 8 mg/kg chất khô,

mức bình thường là 5 – 10 mg/kg chất khô

- Nguyên tố Molypden (Mo) : đóng vai trò đồng hoá và biến đổi đạm của thực

vật và trong quá trình liên kết cố định Nito (N) tự do với các vi sinh vật Rhizobium và Azotobacter Nồng độ thông thường từ 1 –2 mg/kg chất khô

- Nguyên tố magné (Mg) : giúp cây hấp thu và vận chuyển lân, giúp đường di

chuyển trong cây, giúp bộ lá phát triển mạnh, thiếu Mg lá nhỏ, giòn và có thể khô và chết

- Nguyên tố đồng (Cu) : trong cơ chế thực vật 70% Cu tập trung ở diệp lục,

thiếu đồng (Cu) các phần tử diệp lục chóng bị lão hoá và phân hủy Mức tới hạn của đồng (Cu) trong cây từ 5 –10 mg/kg chất khô

- Nguyên tố kẽm (Zn) : kẽm giữ vai trò tổng hợp protein và auxin, thiếu kẽm

cây lúa lùn giảm năng suất có thể đến 50% mà không biểu hiện triệu chứng gì Mức tới hạn của Zn từ 11 – 20 mg/kg chất khô, mức thích hợp 21 – 50 mg/kg lá khô

- Mangan (Mn) : mangan cần thiết cho phản ứng phân ly nước trong quang

hợp để cây lấy hydro và khử Oxy ra không khí, ngoài ra nó còn giữ vai trò trong đồng hoá carbon và trao đổi đạm, trên 500 mg/kg chất khô cây có thể bị ngộ độc tuy nhiên với cây lúa trên 2000 mg/kg chất khô cây vẫn không thấy triệu chứng ngộ độc Mức tới hạn của Mn với cây lúa là 20 mg/kg chất khô

Như vậy ta thấy rằng N, P, K là các chất làm tác động đến các yếu tố cấu thành năng suất (n1, n2, n3, n4) còn các chất vi lượng tổng hợp bổ sung từng mặt để đảm bảo hiệu quả của các chất đa lượng và trung lượng

1.5.3 Rối loạn dinh dưỡng

Đối với cây lúa nước, các bệnh không truyền nhiễm người ta gọi là bệnh sinh lý hoặc rối loạn dinh dưỡng

Rối loạn dinh dưỡng xảy ra khi cây thiếu một chất dinh dưỡng nào đó hoặc

bị ngộ độc Cây bị rối loạn dinh dưỡng dĩ nhiên phát triển không bình thường, cây yếu, dẫn đến năng suất kém

Như vậy vấn đề bón phân nếu thừa một nguyên tố nào, hay thiếu một nguyên tố

cũng đều dẫn đến những triệu chứng bất bình thường cho cây

1.5.4 Các định luật chi phối việc bón phân [7]

Trong quá trình bón phân bổ sung dinh dưỡng cho cây trồng qua nhiều năm liền trong thí nghiệm và thực nghiệm trên toàn thế giới, các nhà nghiên cưú

nông nghiệp đã tổng kết được các định luật sau đây làm những quy ước trong việc bón dinh dưỡng cho cây trồng

• Định luật 1: (Định luật trả lại)

“ Để cho đất khỏi bị kiệt quệ các chất dinh dưỡng, cần phải trả lại cho đất tất cả

các yếu tố phân bón mà cây đã lấy đi theo sản phẩm thu hoạch”

Định luật này do các nhà khoa học người Pháp (Boussignault, Deheran), người Đức (Liebig – 1840) đã tổng kết ra thuyết này và đề ra bên cạnh những biện pháp bón phân để cung cấp thức ăn cho cây

Khi tính đến hệ số sử dụng phân bón, định luật này thừa nhận có thể xây dựng

“kế hoạch năng suất theo kế hoạch phân bón”

• Định luật 2 (Định luật tối thiểu)

“Năng suất cây trồng tỷ lệ với nguyên tố phân bón có hàm lượng thấp nhất so

với yêu cầu của cây”

Đây là định luật được nhà bác học Liebig phát biểu năm 1843, định luật nêu ra với ý chính là năng suất cây trồng phụ thuộc vào chất dinh dưỡng nào có hàm lượng dễ tiêu thấp nhất so với yêu cầu của cây trồng, do đó muốn tăng năng suất phải tăng hàm lượng chất thấp nhất đó chứ không phải là chất khác

• Định luật 3 (Bón phân cân đối)

“ Bằng phân bón, con người phải khắc phục tất cả mọi sự mất cân bằng, các

nguyên tố khoáng trong đất, để tạo cho cây trồng có năng suất thoả đáng và chất lượng sản phẩm sinh học cao”

Định luật này do nhà khoa học André Voisin (1964) đã phát biểu Với định luật này, không phải thiếu chất nào ta bón chất đó; bón như vậy không bao giờ khắc phục được những sự mất cân đối dinh dưỡng của đất cho cây Sản phẩm thu hoạch được phản ánh tình hình đất đai và phân bón tại địa phương, nhờ phân tích cây và đất ta mới đánh giá đầy đủ cần bón loại nguyên tố nào cho cân đối

• Định luật 4 :

“ Năng suất không tăng theo tỷ lệ thuận với lượng phân bón cho cây”

Qua nhiều thí nghiệm các nhà khoa học nông nghiệp đã tổng kết rằng phần năng suất tăng lên không tỷ lệ thuận với lượng phân bón tăng lên Nếu cứ tiếp tục tăng đạm, năng suất sẽ tăng đến một mức độ nhất định Sau mức đó nếu tăng đạm nữa, năng suất bắt đầu tụt xuống và ngày càng giảm mạnh

1.6 CÁC LOẠI PHÂN BÓN CHỦ YẾU

Nếu không nói đến phân hữu cơ, từ khi định luật “trả lại ra” đời, vai trò của

phân hoá học ngày càng mạnh, như ta đã biết ở (1.4.2) Cơ sở nông nghiệp là độ phì nhiêu của đất và cơ sở của độ phì nhiêu của đất là phân bón Các loại phân cơ bản mà thế giới đang sản xuất gồm có :

1.6.1 Phân đạm :

Phần lớn các dạng phân đạm dùng trong nông nghiệp đều được chế bằng

NH3, nguyên tố chính của các loại phân đạm mang lại cho cây trồng là Nitơ (N) một số loại phân đạm thường dùng như :

a Sulfate Amon (NH4)2SO4 gọi tắt (SA) – (Đạm nguyên chất là N)

Là loại muối trắng kết tinh chứa (20,5% – 21%)N đó là loại được sản xuất nhiều

nhất trên thế giới và cũng tương đối thuộc loại phổ biến nhất

b Clorua Amon – NH4Cl (gọi là đạm Amon) – (24% N)

Là loại phân đạm kết tinh trắng, tương đối ít chảy nước, nhưng lại dễ chảy nước

hơn SA tỷ lệ đạm lý thuyết 26,1% nhưng trên thực tế thường từ (23% – 24%) N

c Phân Uré – CO(NH2)2 – (46% N)

Uré tinh khiết kết tinh màu trắng, không có mùi chứa 46% N, dễ chảy nước, Uré

là loại phân đạm tốt hiện nay, nhiều nước trên thế giới đang sản xuất loại phân này

1.6.2 Phân lân : (Lân nguyên chất là P2O5)

Là loại phân sản xuất từ thiên nhiên hay qua biến chế, mục đích phân lân cung cấp nguyên tố chính là P(P2O5) cho cây trồng Vì quặng trong thiên nhiên có hàm lượng P2O5 dễ tiêu thấp, nên qua chế biến để có hàm lượng P2O5 dễ tiêu cao hơn, có các loại như sau:

a Apatit : là loại quặng thiên nhiên của phosphate 3 Cacli, nó có 3 loại :

- Loại quặng giàu chứa 37 – 42% P2O5 tổng số

- Loại quặng II chứa 30 – 37% P2O5 tổng số

- Loại quặng nghèo chứa 12 – 28% P2O5 tổng số

Loại quặng giàu được nhà máy Lâm Thao sử dụng điều chế Super lân

b Phosphoric : là những loại phân lân thiên nhiên chứa chủ yếu phosphate 3 calci,như apatit nó chứa nhiều lân dễ tiêu, tỷ lệ CaO cao có P2O5 tổng số 16, 32%

c Super lân (gọi là lân Lâm thao) : được điều chế từ phosphate 3 Calci với

H2SO4 Thành phần P2O5 tổng số 20,69%, hữu hiệu 17,4%

d Thermo - phosphate : còn gọi là phân lân nung chảy thông thường tỷ lệ P2O5

(trong dung dịch acid citric 2%) vào khoảng 16% Ở Việt nam ta có lân nung chảy Văn Điển (Lân Văn Điển) và lân nung chảy Ninh Bình (Lân Ninh Bình)

e Phân DAP : tên gọi tắt của diamophosphate công thức hóa học (NH4)2HPO4

Phân DAP là loại phân hỗn hợp 2 nguyên tố đạm và lân Trong đó tỷ lệ đạm N biến động trong phạm vi 16 – 18% và tỷ lệ lân P2O5 biến động trong khoảng 46 – 48% ký hiệu (18 – 46 – 0)

1.6.3 Phân Kali : (Kali nguyên chất là K2O)

Phân Kali chủ yếu cung cấp nguyên tố K2O cho cây trồng, có các loại sau :

a Phân Kali Clorua (KCl) : là loại có tinh thể màu trắng, hàm lượng kali cao (60% K2O)

b Phân Sulfat Kali (K2SO4) : phân có tinh thể màu trắng công thức hoá học

K2SO4, chậm tan hơn phân Kali Clorua (KCl), phân thương phẩm chứa 48 – 50%

K2O, không hút ẩm, không vón cục nên bảo quản dễ

Ngoài ra còn một số phân khác trong 3 nhóm đạm, lân, kali nhưng không thông

dụng trên thị trường nông thôn nên không nêu lên ở đây

1.6.4 Các loại phân phức hợp

Là loại phân gồm nhiều yếu tố hoặc nhiều loại phân bón hoá hợp với nhau qua

tác động của quá trình hoá học hoặc cơ lý Thường phân phức hợp chứa

ít nhất 3 chất dinh dưỡng N, P, K, những chất này có tỷ lệ khác nhau tùy theo vùng đất hay loại cây trồng, phổ dụng nhất là các loại : NPK 16-16-

8 ; 20 – 20 – 0 nghĩa là loại phân phức hợp chứa 16%N, 16%P2O và 8%K2O hoặc 20%N, 20%P2O5, 0%K2O Hiện nay trên thị trường có nhiều loại NPK có tỷ lệ thấp hơn như : 10 – 10 – 5, 9 – 6 –3

1.6.5 Phân trung lượng và vi lượng

a) Các loại phân trung lượng như Magné (Mg) lưu huỳnh (S) nằm lẫn trong các loại phân hữu cơ hay đa lượng

- Phân chuồng chứa từ 0,3 – 0,45% MgO, 0,05% S

- Phân lân nung chảy chứa 18 – 20 % MgO

- Do lomit chứa 30 – 35% MgO

Lưu huỳnh (S) có trong :

- Đạm Sulphat (SA) 25% S

- Phân Super lân 11% S

b) Phân vi lượng nằm ở dạng muối, không phổ dụng trong các thị trường nông thôn như :

- Acid Boric (H3BO4) hoặc Borax Na2B3O7.10H2O chứa 11% B

- Sulfat kẽm ZnSO4 chứa thành phần kẽm

- Sulfat mangan (MnSO4.3H2O) chứa 26 – 28% Mn

- Sulfat đồng CuSO4.5H2O chứa 25% Cu

- Molypdat Natri NaMoO4.2H2O chứa 39% Mo

Molypdat amon (NH4)6Mo7O24.4H2O chứa 54% Mo

c) Phân vi lượng hỗn hợp

Phân vi lượng hỗn hợp trước đây tại Việt Nam có loại khoáng chứa nhiều thành phần vi lượng và trung lượng như phân Kainit nhưng hiện nay không thấy lưu hành

Ngoài ra hiện nay tại thị trường có các loại phân vi lượng như HVK, HVP…

1.7 NĂNG SUẤT VÀ NHU CẦU PHÂN BÓN

Năng suất của mỗi giống lúa, tùy theo vùng đất, nếu đất có độ phì tốt nghĩa là các yếu tố dinh dưỡng dễ tiêu nhiều và đầy đủ thì năng suất cao, nếu các chất đó thấp hoặc không đầy đủ, năng suất thấp

Vì vậy muốn năng suất cao phải bón thêm phân, phân thường được bón là đạm (N), lân (P2O5) và Kali (K2O)

1.7.1 Dinh dưỡng khoáng và năng suất

Trong phương trình (1.1) ta có năng suất Y được tính theo số bông/m2 (n1), số hạt trên bông (n2) tỷ lệ hạt chắc (n3) và trọng lượng 1000 hạt (n4) theo công thức :

Y = n1n2n3n4.10-5(tấn/ha) (1.1)

Nhánh lúa còn gọi là chồi, nếu tạo được ra bông gọi là chồi hữu hiệu, đẻ nhánh là một đặc điểm của cây lúa, đây là yếu tố quan trọng góp phần tăng năng suất

Bón đầy đủ đạm và lân cây lúa sẽ đẻ nhánh đầy đủ, nếu thiếu, cây đẻ nhánh

yếu Trên mỗi đốt luôn luôn có mầm nhánh, nên việc tăng số nhánh trên một đơn vị thời gian, tỷ lệ với tổng số nhánh có mặt (theo Yosida và Hayakava 1970) Do đó ta có :

dt

dn = an với n : số nhánh ; t : thời gian ; a : hằng số (tốc độ đẻ nhánh)

Từ đó ta có : ∫2

1 n

dn = t∫2

1 t

adt => ] 2

1

Lnn = [ ]t 2

1 t

at => a(t2 – t1) = Lnn2 – Lnn1

Vậy : a =

1 2

1 2

t t

Lnn Lnn

−

1 2

1 10 2

10

t t

) n log n (log 303 , 2

Như vậy RTR có thể coi như tốc độ đẻ nhánh trung bình trong một nhánh và dùng như một phép đo định lượng với quan hệ giữa dinh dưỡng khoáng và sự đẻ nhánh (Yosida và Hayakava 1970 đã chứng minh rằng RTR có sự liên quan chặt chẽ với hàm lượng đạm , lân và kali trong lá)

Theo các tác giả trên khi hàm lượng dinh dưỡng trong lá thấp : N = 2%,

P2O5= 0,03% và K2O = 0,5% so với hàm lượng lá khô thì cây lúa ngừng đẻ nhánh

- Khi hàm lượng N tăng đến 5% thì tốc độ đẻ nhánh tăng theo đường thẳng với sự tăng lên của đạm

- Khi lân tăng tốc độ đẻ nhánh tăng theo cho đến hàm lượng lân đạt 0,2%, quá số lượng 0,2% sẽ không có ảnh hưởng đến đẻ nhánh nữa

- Với Kali cũng tương tự như lân cây lúa đẻ nhánh khi Kali tăng từ 0,5% đến 1,5% thì tốc độ đẻ nhánh tăng theo, ngoài khoảng đó không có tác dụng đến đẻ nhánh

1.7.2 Hiệu suất phân đạm đối với sản lượng hạt

• Ta gọi H1 là “hiệu suất phân đạm” là số kilogam thóc được tạo thêm ra trên

1 kg đạm bón vào đất

• Mặt khác các nhà sinh lý học xác định “hiệu suất sử dụng đạm” là H0 là số kilogam thóc tạo ra trên 1 kg đạm được cây hút

• Gọi T là “hệ số thu hồi đạm” bằng tỷ lệ đạm do cây hút được so với đạm bón vào Ta có : H1 = T.H0 (1.4)

T, H1, và H0 có các đặc tính sau :

a) T thường tính theo (%), nó thay đổi tùy theo tính chất đất, phương pháp, số lượng bón và thời gian bón đạm và những kỹ thuật quản lý khác, tỷ lệ này thường khoảng 30% đến 50% ở vùng nhiệt đới (Prasat và DeDatla 1979) [50] b) Hiệu suất H1 có xu hướng cao ở mức đạm bón vào thấp và thấp ở mức đạm bón cao (*)

c) Theo giáo sư Yosida “ ở các vùng nhiệt đới hiệu suất sử dụng (H 0 ) đối với sản lượng hạt khô khoảng 50kg thóc/ 1kg đạm hút được của cây lúa và hiệu suất này thể hiện như một hằng số không kể bất cứ năng suất của giống lúa nào” ở vùng ôn đới hiệu suất này cao hơn khoảng 20%

Như vậy nếu tỷ lệ thu hồi T = 30% – 50% thì hiệu suất phân đạm H1 sẽ là :

H1 = T.H0 = 50 T = (0,3 ~ 0,5).50

= 15 – 25 kg thóc/1kg đạm bón

1.7.3 Năng suất hạt và nhu cầu phân bón

Nếu ta gọi năng suất hạt lúa (thóc) là Y, thì Y có thể chia ra làm 2 phần :

a Năng suất thu được trên nền không bón phân (Y0)

b Năng suất tăng thêm (ΔYF) trên nền bón thêm đạm NF như vậy :

Y = Y0 + ΔYF

Y = Y0 + H1.NF (1.5)

H1 : hiệu suất phân đạm NF : lượng đạm bón kg/ha

Y0 : đại diện cho mức độ phì nhiêu của đất, (Y, Y0 tính kg/ha)

Y0 thay đổi tùy theo loại đất (nếu giống không đổi)

Trong nông nghiệp Y0 ≡ 2 tấn/ha là đất có độ phì trung bình Y0 ≡ 3,5 tấn/ha nền đất có độ phì cao [50]

Ơû nước ta hiệu suất sử dụng H0 =

100

5000 = 50 kg/kg đạm cây hút (1.6) [10]

Như vậy tiến bộ khoa học kỹ thuật trước hết phải làm tăng khả năng hấp thu phân đạm của cây, theo công thức (1.4) ta phải tăng tỷ lệ hấp thu T, qua nhiều biện pháp số lượng phân, thời gian bón, các chất hỗ trợ để cây hút đạm tối đa… và rõ ràng là H1 phụ thuộc vào mức đạm N, do đó mức bón đạm cho phép khai thác đến mức tối đa tiềm lực năng suất

Tại vùng Đồng Tháp Mười các loại phân được sử dụng nhiều là đạm (Uré), lân (DAP) và Kali (thường dùng là KCl nhưng số lượng không nhiều)

Phân lân Super, lân nung chảy Văn Điển, lân Ninh Bình mới được khuyến cáo dùng từ năm 1995 trở về sau Ngoài ra các loại phân phức hợp NPK 16 – 16 – 8 hoặc 20 – 20 – 0 hay các tỷ lệ khác nội địa cũng được hình thành, đối với

phân vi lượng chưa có một chương trình thí nghiệm chính quy nào đưa vào để

khuyến cáo, nếu có, chỉ có các đơn vị nghiên cứu thí nghiệm và thực nghiệm trên một số vùng, nghĩa là chưa ở diện rộng trên tầm cở vùng ĐBSCL

Kết luận : Như vậy ảnh hưởng của các loại phân bón đến năng suất thóc không phải là vấn đề nhỏ mà đó là vấn đề cấp thiết và có tính thời sự Tại vùng Đồng Tháp Mười nông dân và cán bộ kỹ thuật đã tính toán với liều lượng phân bón N,P,K như thế nào, cách ước lượng nhu cầu hiện nay ra sao để có năng suất tối đa, cũng như chi phí trung bình cho mỗi kg thóc là bao nhiêu? Vấn đề sẽ được trình bày trong chương 2

- & -

CHƯƠNG 2 : ƯỚC LƯỢNG NHU CẦU PHÂN BÓN HIỆN NAY

TẠI VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI

2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TẠI VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI

Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Xuyên và vùng bán đảo Cà Mau là 3 tiểu vùng

của vùng Đồng Bằng sông Cửu Long, đó là 3 vùng có điều kiện canh tác nông nghiệp khó khăn nhất vùng Đồng Bằng vì đất chua phèn, trũng, lũ lụt quanh năm và lý do đó dân số ít, đời sống khó khăn

Trong 3 tiểu vùng đó, vùng Đồng Tháp Mười có diện tích tự nhiên khoảng

629.000 ha ( chiếm 17,7% Đồng Bằng sông Cửu Long ) có diện tích thuộc 3 tỉnh

• Long An chiếm 47,4%

• Đồng Tháp chiếm 37,4%

• Tiền Giang chiếm 15,2%

Về đất toàn vùng có 3 loại đất chính như sau:

• Đất phèn chiếm 56,6% (356.014 ha)

• Đất xám chiếm 14,4% ( 90.576 ha)

• Đất phù sa 25,58% (160.898 ha)

Vùng Đồng Tháp Mười là vùng chủ yếu sản xuất lúa nước hiện nay trong đó

cây lúa ngắn ngày là quan trọng nhất, với những thuận lợi và khó khăn sau đây:

2.1.1 Về diện tích canh tác

Diện tích canh tác lúa ngày một tăng, trong đó năng suất tăng đáng kể nhất:

Bảng 2.1 : Diện tích canh tác và năng suất thóc qua các năm tại ĐTM

Năm DT (ha) NS(tấn/ha) Thời gian DT tăng BQ/năm NS tăngBQ/năm

1 3

6 3 0 6.

5 3

3 5 6 5.

6 3

0 5 7 9.

7 2

2 ,03 3 ,33 4 ,6 4 ,82

- 76-

85 85-

95 95-

97

- 3,2%

6,3%

1,2%

- 5,65% 3,28% 2,36%