Luận án tiến sĩ nghiên cứu hiện trạng và cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất ven biển tỉnh thanh hóa

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN TRỌNG TRANG

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ CẢI TIẾN
HỆ THỐNG CÂY TRỒNG TRÊN VÙNG ĐẤT VEN BIỂN
TỈNH THANH HÓA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN TRỌNG TRANG

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ CẢI TIẾN
HỆ THỐNG CÂY TRỒNG TRÊN VÙNG ĐẤT VEN BIỂN
TỈNH THANH HÓA

Ngành:
Mã số:
Người hướng dẫn:

Khoa học cây trồng
9 62 01 10
PGS.TS. Vũ Đình Hịa
PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình

HÀ NỘI - 2022

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ
lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn,
các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Trang

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã nhận được
sự quan tâm, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô giáo; sự giúp đỡ, hỗ trợ của
nhiều cơ quan, đơn vị, tổ chức và cá nhân; sự động viên, khuyến khích của gia đình, bạn
bè, người thân và đồng nghiệp.
Trên hết và trước hết, tôi xin được trân trọng bày tỏ lời cảm ơn, lòng biết ơn sâu sắc
đến Thầy Cơ hướng dẫn là PGS.TS. Vũ Đình Hịa và PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình, những
người đã dành nhiều thời gian và cơng sức để hướng dẫn, đóng góp những ý kiến quý báu
trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thiện luận án. Tơi xin được bày tỏ
lòng biết ơn tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học và Bộ môn Canh tác
học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong
quá trình học tập và thực hiện luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ, công chức Văn phịng Tỉnh ủy,
Văn phịng UBND tỉnh Thanh Hóa - nơi tôi công tác trong thời gian học tập, thực hiện đề

tài và hoàn thành luận án; xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới UBND tỉnh Thanh
Hóa, Sở Nơng nghiệp và PTNT, Sở Tài ngun và Môi trường, Sở Kế hoạch và Đầu tư,
Cục Thống kê, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn, Đồn Quy hoạch nông lâm nghiệp
(nay là Trung tâm Tư vấn quy hoạch, Thị trường và Chiến lược phát triển nông nghiệp,
thuộc Viện Nơng nghiệp Thanh Hóa); UBND và phịng Nơng nghiệp và Phát triển nông
thôn các huyện: Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương; cán bộ và hộ nơng dân
thuộc các địa phương nơi tôi triển khai thực hiện các cơng việc của đề tài luận án, đã nhiệt
tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình thu thập thông tin, dữ liệu cho đề
tài luận án. Xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Chinh, Viện Khoa học kỹ
thuật Nông nghiệp Việt Nam và các cộng sự, đã cho phép tôi sử dụng kết quả của cơng
trình nghiên cứu về hệ thống cây trồng tại Thanh Hóa (mà tơi là một thành viên) trong đề
tài luận án của mình.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình và người thân, bạn bè và đồng
nghiệp đã luôn đồng hành, động viên, khuyến khích, cổ vũ và tạo điều kiện thuận lợi nhất
để tơi hồn thành luận án.
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Trang

ii


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan .......................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ............................................................................................................................. ii
Mục lục ................................................................................................................................ iii
Danh mục chữ viết tắt .......................................................................................................... vi
Danh mục bảng .................................................................................................................... vii

Danh mục hình ...................................................................................................................... x
Trích yếu luận án .................................................................................................................. xi
Thesis abstract .................................................................................................................... xiii
Phần 1. Mở đầu.................................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................... 1

1.2.

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

1.2.1.

Mục tiêu tổng quát .................................................................................................. 3

1.2.2.

Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................... 3

1.3.

Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 3

1.3.1.

Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................. 3

1.3.2.

Thời gian nghiên cứu ............................................................................................. 4

1.3.3.

Địa điểm nghiên cứu .............................................................................................. 4

1.4.

Những đóng góp mới của đề tài ............................................................................ 4

1.5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 4

1.5.1.

Ý nghĩa khoa học .................................................................................................... 4

1.5.2.

Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 5

Phần 2. Tổng quan tài liệu ................................................................................................. 6
2.1.

Cây trồng và hệ thống cây trồng ............................................................................ 6

2.1.1.

Cây trồng trong hệ thống cây trồng ....................................................................... 6

2.1.2.

Cơ cấu cây trồng và chế độ luân canh ................................................................... 8

2.1.3.

Hệ thống cây trồng ứng phó với biến đổi khí hậu ................................................ 9

2.1.4.

Các nhân tố ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng ................................................. 12

2.2.

Nghiên cứu hệ thống cây trồng trên thế giới và Việt Nam ................................ 21

2.2.1.

Nghiên cứu hệ thống cây trồng trên thế giới ...................................................... 21

2.2.2.

Nghiên cứu hệ thống cây trồng ở Việt Nam ....................................................... 24

2.3.

Nghiên cứu hệ thống cây trồng tại tỉnh Thanh Hóa ........................................... 27

iii

2.4.

Sản xuất trồng trọt vùng ven biển Thanh Hóa .................................................... 30

2.5.

Nhận xét rút ra từ tổng quan ................................................................................ 32

Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 34
3.1.

Địa điểm nghiên cứu ............................................................................................ 34

3.2.

Thời gian nghiên cứu ........................................................................................... 34

3.3.

Vật liệu nghiên cứu .............................................................................................. 34

3.3.1.

Thông tin thứ cấp và thông tin sơ cấp ................................................................. 34

3.3.2.

Giống cây trồng và phân bón sử dụng................................................................. 34

3.4.

Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 35

3.5.

Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 35

3.5.1.

Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội và tài nguyên đất .......................... 35

3.5.2.

Đánh giá hiện trạng hệ thống cây trồng .............................................................. 36

3.5.3.

Tuyển chọn giống cây trồng hàng năm thích hợp với vùng ven biển ............... 37

3.5.4.

Đánh giá hiệu quả kinh tế giống tuyển chọn và hệ thống cây trồng cải tiến ......... 41

Phần 4. Kết quả và thảo luận .......................................................................................... 44
4.1.

Điều kiện tự nhiên, lao động, cơ sở hạ tầng và tài nguyên liên quan đến
hệ thống cây trồng ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa ................................... 44

4.1.1.

Điều kiện tự nhiên ................................................................................................ 44

4.1.2.

Lao động nông nhiệp và cơ sở hạ tầng nông nghiệp .......................................... 47

4.1.3.

Tài nguyên nông nghiệp ở 4 huyện ven biển ...................................................... 49

4.2.

Thực trạng hệ thống cây trồng vùng ven biển Thanh Hóa ........................................ 61

4.2.1.

Ngành trồng trọt ở vùng ven biển và hệ thống cây trồng................................... 61

4.2.2.

Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính vùng ven biển ............. 63

4.2.3.

Sự đa dạng cây trồng ............................................................................................ 68

4.2.4.

Diện tích và năng suất một số cây trồng chủ yếu ở Hậu Lộc và Hoằng Hóa ........ 71

4.2.5.

Hiệu quả kinh tế một số cây trồng chính ............................................................ 76

4.2.6.

Thách thức trong cải tiến hệ thống cây trồng vùng ven biển ............................. 79

4.3.

Tuyển chọn giống cây trồng hàng năm thích hợp cho vùng đất ven biển
Thanh Hóa ............................................................................................................. 86

4.3.1.

Tuyển chọn giống lúa chất lượng thích hợp cho đất chuyên lúa vụ xuân......... 85

4.3.2.

Tuyển chọn giống lúa thuần vụ mùa cho đất chuyên lúa ................................... 90

4.3.3.

Tuyển chọn giống đậu tương thích hợp trên đất chun lúa vụ đơng ............... 93

iv

4.3.4.

Tuyển chọn giống lạc thích hợp trên đất chuyên màu vụ xuân ......................... 97

4.3.5.

Tuyển chọn giống đậu xanh thích hợp trên đất chuyên lúa vụ hè ................... 100

4.4.

Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống tuyển chọn và hệ thống cây trồng
cải tiến ................................................................................................................. 104

4.4.1.

Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giống đã tuyển chọn .................................. 104

4.4.2.

Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến ............................................. 113

Phần 5. Kết luận và đề nghị ........................................................................................... 121
5.1.

Kết luận ............................................................................................................... 121

5.2.

Đề nghị ................................................................................................................ 122

Danh mục các cơng trình đã cơng bố có liên quan đến luận án ............................... 124
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 125
Phụ lục ............................................................................................................................. 137

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

BĐKH

Biến đổi khí hậu

Bộ NN&PTNT

Bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn

CNH

Cơng nghiệp hóa

CPTG

Chi phí trung gian

ĐNN

Đất nơng nghiệp

GTGT

Giá trị gia tăng

GTSX

Giá trị sản xuất

HĐH

Hiện đại hóa

HTCT

Hệ thống cây trồng

LM

Lúa mùa

LX

Lúa xn

NN

Nơng nghiệp

NN&PTNT

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

NNTMTKH

Nông nghiệp thông minh theo khí hậu

PTNT

Phát triển nơng thơn

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TGST

Thời gian sinh trưởng

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

UBND

Ủy ban nhân dân

vi

DANH MỤC BẢNG
TT
2.1.

Tên bảng

Trang

Giá trị sản xuất và cơ cấu giá trị sản xuất của ngành nông nghiệp, ngành
trồng trọt của tỉnh Thanh Hóa, năm 2016-2018 (giá so sánh 2010) ............... 31

3.1.

Các xã được lựa chọn điều tra ở 4 huyện ven biển ........................................ 36

4.1.

Đặc điểm khí hậu vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa ......................................... 47

4.2.

Số lượng và độ tuổi lao động nông nghiệp trong các hộ điều tra ................. 48

4.3.
4.4.

Khả năng tưới tiêu trên đất lúa của một số huyện vùng ven biển ................. 49
Diện tích các nhóm đất và thực trạng cây trồng chính của 4 huyện ............. 51

4.5.

Diện tích và tỉ lệ các nhóm đất chính ở 4 huyện ven biển Thanh Hóa ......... 53

4.6.

Các loại đất chính và cây trồng thích hợp trên đất Hậu Lộc ......................... 54

4.7.

Các loại đất và mức độ thích hợp đối với cây trồng trên đất Hoằng Hóa .... 56

4.8.

Diện tích đất thích hợp cho cây trồng chính ở huyện Hậu Lộc..................... 57

4.9.
4.10.

Diện tích đất thích hợp cho cây trồng chính huyện Hoằng Hóa ................... 58
Diện tích (ha) và tỉ lệ (%) diện thích thích hợp* cho một số cây trồng
chính ở 4 huyện ven biển ................................................................................. 59

4.11.

Thực trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp huyện Hậu Lộc ..................... 60

4.12.

Thực trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp huyện Hoằng Hóa ................ 60

4.13.

Giá trị sản xuất nơng nghiệp, thủy sản, lâm nghiệp và tỉ lệ ngành trồng
trọt trong nông nghiệp vùng ven biển Thanh Hóa, năm 2016-2018 (giá
so sánh 2010) .................................................................................................... 61

4.14.

Diện tích, sản lượng một số cây trồng chủ yếu vùng ven biển so với toàn
tỉnh năm 2017 ................................................................................................... 62

4.15.

Thực trạng hệ thống cây trồng trên đất trồng lúa ........................................... 63

4.16.

Biến động diện tích gieo trồng một số cây trồng chính vùng ven biển

4.17.

tỉnh Thanh Hóa trong giai đoạn 2014-2016 ................................................... 64
Diện tích gieo trồng (ha) một số cây trồng chính ở 4 huyện giai đoạn
2014-2016 ......................................................................................................... 67

4.18.

Sự đa dạng trong hệ thống cây trồng ở 4 huyện ven biển theo chỉ số đa

dạng Simpson (năm 2014-2016) ..................................................................... 70

4.19.

Biến động diện tích gieo trồng và năng suất một số cây trồng hàng năm

4.20.

ở huyện Hậu Lộc .............................................................................................. 72
Biến động diện tích gieo trồng và năng suất một số cây trồng hàng năm
ở huyện Hoằng Hóa ......................................................................................... 73

4.21.

Diện tích, năng suất và sản lượng cây trồng năm 2016, 2020 và đến năm
2025 tại huyện Hậu Lộc................................................................................... 74
vii


4.22.

Diện tích sản lượng cây trồng năm 2017, 2020 và đến 2025 ở huyện
Hoằng Hóa ........................................................................................................ 75

4.23.

Hiệu quả kinh tế một số cây trồng vụ đông trên đất lúa vùng đất ven
biển tỉnh Thanh Hóa ........................................................................................ 76

4.24.

4.25.

Hiệu quả kinh tế các công thức luân canh đất lúa .......................................... 77
Hiệu quả kinh tế một số công thức luân canh cây trồng trên đất màu .......... 79

4.26.

Thuận lợi, khó khăn và hướng phát triển một số cây trồng chủ lực có giá
trị gia tăng cao ở vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa ........................................... 84

4.27a. Thời gian sinh trưởng, mức chống đổ và chiều cao cây của các giống
lúa trong vụ xuân (2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa............... 86
4.27b. Mức nhiễm sâu bệnh của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
(trung bình 3 vụ ở 2 huyện) ............................................................................. 87
4.27c. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Nga Sơn ............................................................................................ 88
4.27d. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Hoằng Hóa ....................................................................................... 88
4.27e. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống lúa trong vụ xuân (2015-2017)
tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ................................................................... 89
4.28a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, mức độ nhiễm sâu bệnh và khả
năng chống đổ của các giống lúa thuần trong vụ mùa (2015-2017) (trung
bình 3 vụ ở 2 huyện) ........................................................................................ 91
4.28b. Các yếu tố cấu thành năng suất một số giống lúa thuần trong 3 vụ mùa
(2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ............................................. 92
4.28c. Năng suất (tạ/ha) của các giống lúa thuần trong điều kiện vụ mùa (20152017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .................................................. 93
4.29a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, đường kính thân và khả năng
chống đổ của các giống đậu tương trong 3 vụ đơng (2015-2017) trên
chân đất chun lúa (trung bình 3 vụ ở 2 huyện) ........................................... 94
4.29b. Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại của các giống đậu tương trong 3 vụ đông (20152017) trên chân đất chuyên lúa ở hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa................. 95

4.29c. Các yếu tố cấu thành năng suất một số giống đậu tương trong 3 vụ
đơng (2015-2017) tại huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ................................... 96
4.29d. Năng suất thực thu (tạ/ha) các giống đậu tương trong 3 vụ đông (20152017) trên chân đất chuyên lúa ở hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .......... 97
4.30a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số cành cấp I, II của các giống
lạc trong 3 vụ xuân (2015-2017) ở 2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .......... 98
4.30b. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lạc trong 3 vụ xuân (20152017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .................................................. 99
viii


4.30c. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống lạc 3 vụ xuân (2015-2017) ở
2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ................................................................... 100
4.31a. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số cành cấp I và tính chống đổ của
các giống đậu xanh trong vụ hè (2015-2017)............................................... 101
4.31b. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống đậu xanh trong 3 vụ hè
(2015-2017) tại hai huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa ..................................... 102
4.31c. Năng suất thực thu (tạ/ha) của các giống đậu xanh trong 3 vụ hè
(2015-2017) ở 2 huyện Nga Sơn và Hoằng Hóa .......................................... 103
4.32.

Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu thành
năng suất của giống Thái xuyên 111 và BC15, vụ xuân 2017.................... 105

4.33.

Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lúa chất lượng được tuyển chọn
so với giống đại trà tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ xuân 2017 ................. 106

4.34.

Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức độ nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu

thành năng suất của giống HT9 và BC15, vụ mùa 2017............................. 107

4.35.

Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lúa thuần được tuyển chọn so với
giống đại trà tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ mùa 2017.............................. 108

4.36.

Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức độ nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu
thành năng suất của giống NAS-S1 và DT84, vụ đông 2017 .................... 109

4.37.

Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống đậu tương NAS-S1 và DT84 tại
Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ đơng 2017 ........................................................ 109

4.38.

Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu thành

4.39.

năng suất của giống lạc L26 và L14, vụ xuân 2017 .................................... 110
Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống lạc L26 và L14 tại Nga Sơn và
Hoằng Hóa, vụ xuân 2017............................................................................. 111

4.40.

Các chỉ tiêu sinh trưởng, mức độ nhiễm sâu bệnh và các yếu tố cấu

thành năng suất của giống đậu xanh ĐX16 và Đậu tằm, vụ hè 2017 ......... 112

4.41.

Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống đậu xanh ĐX16 và giống Đậu

4.42.

tằm tại Nga Sơn và Hoằng Hóa, vụ hè 2017 ................................................ 112
Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến trên đất chuyên lúa ........ 113

4.43.

Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng cải tiến trên đất chuyên màu ...... 115

ix


DANH MỤC HÌNH
TT
2.1.

Tên hình

Trang

Sơ đồ thể hiện cách thức hệ thống cây trồng có thể thích nghi và giảm
nhẹ tác động của biến đổi khí hậu ......................................................................... 10

4.1.

Vị trí 4 huyện ven biển Thanh Hóa được nghiên cứu (vùng tơ màu) .................. 44

4.2.

Diễn biến nhiệt độ và lượng mưa trung bình hàng tháng vùng ven biển
Thanh Hóa ............................................................................................................... 46

4.3.
4.4.

Tỉ lệ diện tích các cây trồng chủ yếu ở vùng ven biển Thanh Hóa năm 2016............ 68
Sơ đồ minh họa hạn chế về diện tích canh tác đến phát triển ngành trồng
trọt ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa ............................................................... 80

x


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Trọng Trang
Tên Luận án: Nghiên cứu hiện trạng và cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất ven biển
tỉnh Thanh Hóa
Mã số: 9 62 01 10

Ngành: Khoa học cây trồng
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu

i) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt là điều kiện đất đai, mức thích
hợp của đất với các loại cây trồng và hiện trạng sử dụng đất trong trồng trọt ở vùng ven biển

tỉnh Thanh Hóa;
ii) Đánh giá thực trạng về hệ thống cây trồng và làm rõ những khó khăn, hạn chế trong
sản xuất trồng trọt ở vùng ven biển;
iii) Tuyển chọn các giống cây trồng một năm thích hợp vùng đất ven biển;
iv) Đánh giá hiệu quả kinh tế giống cây trồng tuyển chọn, kiểm định hệ thống cây trồng
cải tiến với các giống cây trồng tuyển chọn và đề xuất đề xuất hệ thống cây trồng trong thời
gian tới.
Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, đất đai:
Đề tài luận án được tiến hành trên phạm vi 4 huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa, gồm:
Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương. Thơng tin về điều kiện tự nhiên, kinh tếxã hội, tài nguyên đất đai và sử dụng đất dựa vào dữ liệu thứ cấp từ các phòng NN&PTNT,
Sở NN&PTNT và Sở TN&MT.
Đánh giá hệ thống cây trồng:
Thông tin hệ thống cây trồng theo không gian và thời gian được đánh giá dựa vào số
liệu thứ cấp trong 3 năm, từ 2014 đến 2016. Số liệu sơ cấp liên quan hệ thống cây trồng được
thu thập thông qua phỏng vấn lãnh đạo, chuyên viên phịng Nơng nghiệp và Phát triển nơng
thơn của các huyện, lãnh đạo UBND các xã và hộ nông dân. Hiệu quả kinh tế (giá trị gia tăng,
hiệu quả sử dụng vốn) được tính tốn dựa vào số liệu điều tra hộ nơng dân.
Tuyển chọn giống cây hàng năm thích hợp cho vùng ven biển:
Tuyển chọn giống được thực hiện với 5 thí nghiệm trên 5 loại cây trồng hàng năm bao gồm
lúa chất lượng, lúa thuần, đậu tương, lạc và đậu xanh. Mỗi loại cây gồm 5 giống. Tất cả các thí
nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc lại, diện tích ơ là 24 m2, được tiến
hành trong 3 năm liên tiếp (2015-2017) trên đất chuyên lúa (lúa vụ xuân và đậu tương vụ đông),
trên đất chuyên màu (lạc xuân và đậu xanh vụ hè) tại xã Nga Hải, huyện Nga Sơn và xã Hoằng
Đồng, huyện Hoằng Hóa. Các chỉ tiêu được theo dõi, đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
do Bộ NN&PTNT ban hành.
Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống theo từng loại cây trồng
trong 3 vụ thí nghiệm ở mỗi huyện được phân tích phương sai bằng phần mềm IRRISTAT
version 5.0. Giá trị trung bình năng suất theo từng vụ, từng huyện được so sánh với giống đối
chứng sử dụng LSD ở mức ý nghĩa P <5%.

xi


Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống được tuyển chọn và hệ thống cây trồng cải tiến:
Hiệu quả kinh tế các giống cây trồng hàng năm đã tuyển chọn được đánh giá tiến hành
trên đồng ruộng của nông dân tại huyện Nga Sơn và huyện Hoằng Hóa năm 2017. Quy trình
sản xuất và các biện pháp canh tác được áp dụng theo khuyến cáo cho giống cây trồng đó.
Hiệu quả kinh tế được đánh giá dựa vào chênh lệch lợi nhuận giữa giống thay thế và
giống đại trà. Quyết định chọn giống được dựa vào phân tích cận biên, đó là tỉ suất lợi nhuận
biên (Marginal rate of return).
Kết quả chính và kết luận
Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, đặc biệt đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa
(đất phù sa và đất cát) thuận lợi để phát triển hệ thống cây trồng hàng năm, đặc biệt các cây trồng
họ đậu và rau màu các loại. Diện tích đất thích hợp cho các cây trồng này chiếm tỉ lệ tương đối
cao trong quỹ đất canh tác của vùng. Để duy trì chất lượng và sức khỏe đất, lợi ích mơi trường,
nâng cao năng suất cây trồng, giá trị trồng trọt trên một đơn vị diện tích và thâm canh bền vững
HTCT cải tiến cần giảm hợp lý diện tích lúa một cách hợp lý, mở rộng cây trồng vụ đơng và
tăng diện tích cây đậu đỗ, rau màu có giá trị cao. Các cây rau mang lại giá trị và hiệu quả kinh
tế cao là ớt, cà chua, bí xanh, dưa chuột, khi trồng riêng rẽ và trong cơ cấu ln canh.
Ngành trồng trọt đóng vai trị quan trọng trong nông nghiệp vùng ven biển. Lúa là cây
trồng chủ yếu, chiếm gần 60% diện tích sản xuất cây hằng năm. Do chuyển đổi diện tích đất
sang phi nơng nghiệp, tổng diện tích đất trồng trọt nói chung, diện tích gieo trồng lúa và phần
lớn cây rau màu nói riêng có xu hướng giảm. Trong những năm gần đây cơ cấu ngành trồng
trọt đã và đang chuyển đổi theo hướng sản xuất các sản phẩm có giá trị kinh tế cao, có nhu
cầu lớn trên thị trường (rau thực phẩm), giảm dần ưu thế của cây lương thực truyền thống
(lúa). Tuy nhiên, sự đa dạng cây trồng nông nghiệp trong hệ thống cây trồng ở các huyện ven
biển khơng cao. Hệ số canh tác, diện tích và tỉ lệ diện tích 3 vụ trên đất trồng lúa cịn rất thấp
nên có thể tăng cây trồng vụ đơng, đặc biệt các loại rau, đậu. Trong các cây rau, cây dưa chuột
có hiệu quả kinh tế cao trong tất cả các công thức luân canh. Hệ thống cây trồng trên đất lúa

có hiệu quả kinh tế cao là dưa chuột - lúa mùa - dưa chuột, lúa - ớt - dưa chuột, lúa xuân - ớt
- rau và lúa xuân - dưa chuột. Hệ thống cây trồng trên đất màu có hiệu quả kinh tế cao gồm:
dưa chuột - dưa chuột - cà chua, dưa chuột - dưa chuột - bí xanh, ớt - ngơ ngọt, ớt - dưa chuột.
Cây ớt, cà chua, dưa chuột, bí xanh, rau các loại là những cây trồng thích hợp trong vụ đơng.
Từ kết quả so sánh các giống cây trồng hiện có trong thí nghiệm lặp lại qua 3 vụ ở hai
huyện, các giống thích hợp cho cơ cấu cây trồng trong các vụ khác nhau đã được tuyển chọn. Cụ
thể là giống lúa Thái xuyên 111 sử dụng cho vụ lúa xuân, giống lúa HT9 cho vụ mùa, giống đậu
tương NAS-S1 cho vụ đông, giống lạc L26 cho vụ xuân và giống đậu xanh ĐX16 cho vụ hè.
Các giống được tuyển chọn cho lợi nhuận và tỉ suất lợi nhuận biên cao, có thể thay thế
các giống hiện đang sản xuất đại trà và mở rộng diên tích trong sản xuất. Cơ cấu lúa xuân (Thái
xuyên 111) - lúa mùa (HT9) - đậu tương (NAS-S1) trên đất chuyên lúa; lạc xuân (L26) - đậu
xanh hè (ĐX16) - lạc thu - đông (L26) trên đất chuyên màu mang lại hiệu quả kinh tế cao so
với cơ cấu cây trồng hiện đang áp dụng. Thay thế giống cây trồng mới thường xuyên và tăng
vụ góp phần tăng thu nhập và tăng hiệu quả kinh tế. Tăng diện tích rau màu và cây họ đậu,
đa dạng hóa cây trồng trong hệ thống cây trồng thời gian tới là giải pháp cần thiết để giảm
tác động của biến đổi khí hậu và phát triển nơng nghiệp bền vững.

xii


THESIS ABSTRACT
Author: Nguyen Trong Trang
Thesis title: Research on the current status and the improvement of the cropping systems in
the coastal area of Thanh Hoa province
Major: Crop Science
Code: 9 62 01 10
Educational institute: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research objectives
i) To assess natural, socio-economic conditions, particularly soil resource and its suitability
to agricultural crops and current land use in the coastal area of Thanh Hoa province;

ii) To evaluate the current cropping systems and clarify the constraints and limitations
in crop production in coastal area;
iii) To select annual crop varieties suitable to coastal area; and
auses and recommend an improved cropping system in the coming years; and
iv) To assess economic efficiency of selected crop varieties, verify the improved
cropping system and recommend possible cropping systems in coming time.
Research methods
Assessment of natural, socio-economic conditions, soil resource and current land use:
The research was carried out in four coastal districts of Thanh Hoa province, i.e., Nga Son,
Hau Loc, Hoang Hoa and Quang Xuong. Information on natural, socio-economic conditions and
land resources and land use consisted of secondary data collected from ditricts’ Department of
Agriculture and Rural Development and provincial Department of Agriculture and Rural
Development and Department of Natural Resources and Environment.
Evaluation of current cropping systems:
The spatial and temporal variations of cropping systems were assessed based on the
secondary data for 3 years, from 2014 to 2016. Primary data related to the cropping systems
was collected through interviews with leaders and specialists of the Agriculture and Rural
Development Department of the districts, leaders of the People's Committees of the
communes and farmer households. Economic efficiency (economic value added, capital
efficiency) was calculated based on the data from the survey with farmer households.
Selection of annual crop varieties suitable to the coastal areas:
Selection of varieties was carried out with 5 experiments on 5 annual crops, five (5)
varieties for each crop, including quality hybrid and inbred rice, soybean, peanut and mung
bean. All experiments were arranged in randomized complete block design with 3 replicates,
the plot size was 24 m2. The experiments were conducted in 3 consecutive years (2015-2017)
on specialized rice land area (spring rice - summer rice - autumn-winter soybeans) and on
specialized land areas for up-land, non-rice crops (spring peanuts and summer mung beans)
in Nga Hai commune, Nga Son district and Hoang Dong commune, Hoang Hoa district. The
characteristics were recorded and evaluated according to the National Technical Regulations
for the crops issued by the Ministry of Agriculture and Rural Development.

The yield components and yields of the varieties by the types of crops in 3 experimental
seasons in each district were statistically analyzed using IRRISTAT version 5.0 software. The
variety yield means in each season and each district were ranked and compared with the control
variety using least significane difference (LSD) at P<5% significance level.

xiii


Evaluation of economic efficiency of selected varieties and improved cropping systems:
The evaluation of economic efficiency of the selected varieties was conducted in the
farmers fields in Nga Hai commune, Nga Son district and Hoang Dong commune, Hoang
Hoa district in 2017. Production process and cultivation methods were applied according to
the recommendations for that variety.
Economic efficiency was assessed based on the profit difference between crop variety
replacement. Variety selection decision was based on marginal analysis, viz. the marginal
rate of retur.
Main findings and conclusions
Natural, socio-economic and soil conditions in the coastal area of Thanh Hoa province are
favorable for development of annual cropping system, particularly leguminous crops and various
vegetables. The area suitable to these crops accounts for high proportion of the arable land. To
maitain soil quality, soil health, and environmental benefits, enhancing crop yield, and value on
a unit of land and sustainable intensification it is nessesary for improved cropping system to
rationally reduce the area under rice and to expand the area planted to legumes and high value
vegetables. High value vegetables include chilli pepper, tomato, wax gourd, and cucumber.
Crop production plays an important role in the coastal agriculture. Rice is the main
crop, accounting for close to 60% of the annual crop production area. Due to the shift of land
use to non-agricultural purposes, the total farmland in general, the rice cultivation area and
the cultivation of most of the crops in particular tend to decrease. In the last decade, the
cropping pattern has been being transformed in the direction of producing high economic value
products (vegetables) in response to market demand, gradually reducing the dominance of

staple food crop (rice). However, the diversity of agricultural crops in the cropping systems
in the coastal districts was low. The land use intensity and the area under triple cropping on
rice land were still low thus additional winter cropping is necessarily possible, particulary
vegetables and legumes. Among vegetable crops, cucumber had high economic efficiency in
all rotation formulas. The cropping systems on rice land with high economic efficiency were
cucumber - summer rice - cucumber, rice - chili - cucumber, spring rice - chili - vegetable
and spring rice - cucumber. The system of crops on fertile soil with high economic efficiency
included cucumber - cucumber - tomato, cucumber - cucumber - zucchini, chili - sweet corn,
and chili - cucumber. Peppers, tomatoes, cucumbers, waxgourd, and vegetables of all kinds
were the suitable crops for the winter growing season.
From the replicated variety trials over three cropping seasons in two districts, suitable
varieties were identified and selected for different cropping seasons. These are rice variety
Thai Xuyen 111 for spring season, rice variety HT9 for summer season, soyban variety
NAS-S1 for winter season, groundnut variety L26 for spring season and mungbean variety
ĐX16 for summer crop.
These selected varieties brought about higher benefit and high marginal rate of return
and can replace the popular varieties being grown. The improved croping systems, spring rice
(Thai xuyen 111) - HT9 - winter soybean (NAS-S1) on specialized rice land (rice-based
cripping system); spring peanut (L26) - summer mung bean (DX16) - fall-winter peanut (L26)
on specialized land areas for non-rice crops showed higher economic efficiency compared to
traditional cropping system. Regular replacing improved crop varieties and additional
cropping season contribute to betterment of income and economic efficieny. Increment of
cropping area under vegetables and legumes and diversification of agricultural crops in the
coming time are considered nesseary options for mitigation of the adverse impact of climate
change and sustainable agricultural development.

xiv


PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Tỉnh Thanh Hố có sự đa dạng về tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, thuận lợi
cho phát triển sản xuất nông nghiệp. Thực tế những năm qua và trong tương lai, sản
xuất nơng nghiệp vẫn đóng vai trị, vị trí quan trọng, đóng góp tương ứng 22,6%
GDP, 10,4% vốn đầu tư và trên 10% giá trị xuất khẩu của tỉnh (Cục Thống kê tỉnh
K

T

Thanh Hóa, 2019). Trong cơ cấu ngành nơng nghiệp, ngành trồng trọt (xét phạm vi
tồn tỉnh cũng như vùng ven biển) ln chiếm vị trí quan trọng nhất, bảo đảm an ninh
lương thực, thực phẩm, an sinh xã hội và giải quyết việc làm cho lao động nông thôn.
Ngành trồng trọt chiếm 65,3% giá trị sản xuất nơng nghiệp (Sở N N&P TN T tỉnh
Thanh Hóa, 2017), sản xuất các mặt hàng xuất khẩu (cói, lạc, mía, tinh bột sắn, rau,
T

cao su), đảm bảo ổn định kinh tế - xã hội và là động lực tăng trưởng cho sản xuất
nơng nghiệp của tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên, sản xuất trồng trọt hiện tại chủ yếu dựa
vào lợi thế về tài nguyên thiên nhiên, hiệu quả thấp, tăng trưởng thiếu ổn định. Cây
lúa có giá trị, hiệu quả kinh tế thấp nhưng ln chiếm tỉ lệ diện tích lớn, trong khi
các cây màu ít được quan tâm, gieo trồng nhỏ lẻ theo nông hộ. Chẳng hạn, giá trị sản
xuất lúa chỉ chiếm 24,4% nhưng chiếm tới 58,9% đất sản xuất nông nghiệp và 70,3%
đất trồng cây hàng năm (Sở NN&P TN T tỉnh Thanh Hóa, 2017). Độc canh lúa hay
trồng lúa liên tục làm giảm tốc độ tăng năng suất, làm kiệt dinh dưỡng đất, tăng sử
T

dụng nước, tăng ơ nhiễm nước và khơng khí (Van Dis & cs., 2015). Để quản lý và
sử dụng đất hiệu quả và bền vững, chuyển dịch cơ cấu cây trồng là rất cần thiết để
nâng cao hiệu quả sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm và tăng sức cạnh tranh của sản
phẩm trồng trọt. Trước xu thế hội nhập, cạnh tranh và biến đổi khí hậu, ngành trồng

trọt đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn như: chi phí sản xuất tăng, cạnh tranh
về lao động, đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp, biến đổi khí hậu. Có thể nói,
chuyển đổi hệ thống cây trồng (HTCT) của tỉnh Thanh Hóa nói chung và vùng ven
biển nói riêng là một giải pháp quan trọng để xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu
quả, vừa phù hợp với xu thế, vừa khai thác lợi thế của tỉnh, làm nhẹ tác động của
biến đổi khí hậu và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.
Vùng ven biển 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương có
chiều dài 80km kể cả thành phố Sầm Sơn (tổng chiều dài bờ biển của tỉnh là 102km).
Tổng diện tích đất tự nhiên 118.010ha, trong đó đất nơng nghiệp 47.610ha, chiếm
40,3% diện tích đất tự nhiên (Cục Thống kê tỉnh Thanh Hóa, 2019). Cư dân vùng
ven biển đã gắn bó lâu đời với nơng nghiệp và ngư nghiệp, trong đó nơng nghiệp là
K

1

T


chủ yếu. Qua nhiều năm canh tác, thâm canh hóa học hướng vào tối đa hóa năng suất,
đất nơng nghiệp đã và đang bị suy thối, ngồi ra diện tích đang giảm dần do chuyển
mục đích sử dụng từ nơng nghiệp sang phi nơng nghiệp. Bên cạnh đó, sự biến đổi
khí hậu và ấm lên tồn cầu cũng đang ảnh hưởng tiêu cực đến sinh kế, môi trường,
cây trồng và vật ni.
Cây trồng chính và quan trọng nhất ở vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa vẫn là lúa,
chiếm 65% diện tích sản xuất của vùng và chiếm gần 1/4 sản lượng lúa của cả tỉnh.
Những cây màu khác là nguồn cung cấp nơng sản hàng hóa cho thị trường và tạo ra
giá trị tăng thêm cho ngành trồng trọt nhưng chưa được chú ý đúng mức trong cơ cấu
cây trồng. Cơ cấu cây trồng không chỉ được quyết định bởi các điều kiện thời tiết và
đất đai, mà còn bởi năng suất và lợi nhuận chúng mang lại. Tái định hướng từ nền
canh tác tự cung, tự cấp sang canh tác hàng hóa/thương mại trong bối cảnh biến đổi

khí hậu kéo theo sự thay đổi của cây lương thực chính cùng với việc đưa vào các cây
trồng hàng năm, ngắn ngày có giá trị kinh tế cao (Mahesh, 1999). Do đó, đối với cây
trồng hàng năm, ngồi lúa các cây họ đậu, rau màu các loại có thể là những cây trồng
tiềm năng trong cơ cấu cây trồng vùng đất ven biển cần được quan tâm phát triển.
Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, hệ thống sản xuất theo hướng thị trường, thay
đổi cơ cấu bữa ăn dẫn đến giảm nhu cầu lương thực chính, chúng được thay thế bằng
thịt và rau quả các loại. Đối với sản xuất trồng trọt, cải tiến hệ thống cây trồng hợp
lý cho vùng theo hướng hiệu quả, bền vững là giải pháp quan trọng và cần thiết nhằm
đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất, góp phần cải thiện cả về năng suất, sản lượng,
giá trị và thu nhập của người sản xuất. Tuy nhiên, cải tiến HTCT không chỉ đáp ứng
nhu cầu về lương thực, thực phẩm ở hiện tại, mà cịn có ý nghĩa lâu dài cho sự phát
triển bền vững của nền nơng nghiệp dựa trên sự duy trì và bảo vệ hợp lý tài nguyên.
Vấn đề đặt ra là, liệu có thể cải tiến HTCT hiện tại để đẩy mạnh phát triển hệ thống
cây trồng đa canh theo hướng nâng cao năng suất, hiệu quả, bền vững và bảo vệ hệ
sinh thái nông nghiệp trong bối cảnh ứng phó với biến đổi khí hậu. Từ góc độ thực
tiễn, cải tiến hệ thống cây trồng có thể thực hiện theo ba hướng cơ bản, đó là (i) cải
tiến cơ cấu cây trồng hiện tại bằng cơ cấu cây trồng mới phù hợp hơn với điều kiện
tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt là đất đai của vùng; (ii) mở rộng/tăng vụ và đa
dạng hóa cây trồng vụ đông; (iii) thay đổi cơ cấu giống kết hợp biện pháp kỹ thuật
canh tác bảo đảm giống mới đưa vào cho năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế
cao hơn các giống cũ. Giống cây trồng hàng năm, ngắn ngày, chống chịu tốt đưa vào
HTCT có cơ hội tránh được những tác động xấu của biến đổi khí hậu. Để cải tiến hệ
thống cây trồng vùng đất ven biển Thanh Hóa theo các hướng trên cần trả lời những
câu hỏi sau:
2


1) Vùng đất ven biển Thanh Hóa có những loại đất chính nào? Các loại cây
trồng nào thích hợp trên các loại đất đó?
2) Hiện trạng HTCT vùng đất ven biển Thanh Hóa gồm những cây trồng nào?

HTCT hiện tại có những thuận lợi, khó khăn gì? Ngun nhân và giải pháp nào để
cải tiến HTCT trong thời gian tới?
3) Liệu tuyển chọn các giống cây trồng thích hợp có mang lại hiệu quả kinh tế?
4) Mơ hình cải tiến mang lại kết quả như thế nào?
Luận án tập trung cứu vào 4 huyện ven biển điển hình về nơng nghiệp, gồm
Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương. Nội dung chính gồm đánh giá mức
độ thích hợp cây trồng của đất nông nghiệp, hiện trạng sử dụng đất, hệ thống cây
trồng hiện tại, sử dụng cây hàng năm trong hệ thống cây trồng và khả năng thay thế,
mở rộng các cây hàng năm/giống cây hàng năm có năng suất cao và thích nghi tốt
như đậu tương, lạc, đậu xanh và lúa trong hệ thống. Trong một số trường hợp nhất
định, các số liệu của 2 huyện đại diện được sử dụng để minh họa cụ thể.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá thực trạng và định hướng cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất
ven biển Thanh Hóa trong thời gian tới.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
i) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt điều kiện đất đai, mức
thích hợp của đất với các loại cây trồng và hiện trạng sử dụng đất trong trồng trọt ở
vùng ven biển Thanh Hóa;
ii) Đánh giá thực trạng về hệ thống cây trồng và làm rõ những khó khăn, hạn
chế trong sản xuất trồng trọt ở vùng ven biển;
iii) Tuyển chọn các giống cây trồng hàng năm thích hợp vùng đất ven biển;
iv) Đánh giá hiệu quả kinh tế giống cây trồng tuyển chọn, kiểm định hệ thống
cây trồng cải tiến với các giống cây trồng tuyển chọn và đề xuất hệ thống cây trồng
trong thời gian tới.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Điều kiện tự nhiên (khí hậu, nguồn nước, đất đai), điều kiện kinh tế - xã hội
(khả năng đầu tư, tập quán canh tác, chiến lược phát triển trồng trọt), hệ thống cây
3

trồng, các giống cây trồng được đánh giá, so sánh, tuyển chọn và các hộ nơng dân
thực hiện mơ hình.
1.3.2. Thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2014 đến năm 2020.
1.3.3. Địa điểm nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được tiến hành trên vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa, tập
trung vào 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương.
1.4. NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài luận án đã đánh giá, phân tích hiện trạng sử dụng tài nguyên đất, hệ thống
cây trồng và xác định những yếu tố tồn tại, hạn chế và đề xuất hệ thống cây trồng cải
tiến ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa.
Với sự kết hợp 3 giải pháp, HTCT cải tiến gồm mở rộng, thay thế các giống
hàng năm hiện có bằng các giống cây trồng hàng năm phù hợp, giảm diện tích cây
trồng kém hiệu quả, đặc biệt là lúa bằng các loại cây trồng hiệu quả hơn và tăng vụ.
Phát triển vụ đông với sự đa dạng hóa cây trồng, tăng diện tích cây họ đậu trong cơ
cấu luân canh để duy trì và cải thiện độ phì, tăng sức khỏe của đất. Tăng vụ đơng là
khả thi vì quỹ đất sau hai vụ lúa còn tiềm năng khá lớn.
Tăng giá trị sản xuất được khẳng định sơ bộ thông qua tăng vụ đông trên nền
canh tác lúa (đất chuyên lúa): lúa xuân (Thái xuyên 111) - lúa mùa (HT9) - đậu tương
đông (NAS-S1); và thay thế giống mới trong công thức luân canh hiện tại trên đất
chuyên màu: lạc xuân (L26) - đậu xanh hè (ĐX16) - lạc đông (L26).
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Dựa vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tài nguyên đất hiện có, hiệu quả
kinh tế của các loại cây trồng và công thức luân canh, luận án làm rõ cơ sở để cải
tiến hệ thống cây trồng theo hướng hiệu quả, bền vững, thích ứng, giảm nhẹ tác động
bất lợi của biến đổi khí hậu. Đặc biệt, hệ thống cây trồng cải tiến cần coi trọng cây
rau màu và cây họ đậu, tăng vụ trên đất chun lúa, đa dạng hóa cây trồng nơng

nghiệp, trả lại tàn dư cây trồng, nhất là cây họ đậu, để duy trì, cải thiện chất lượng và
sức khỏe của đất.
Kết quả cũng là cơ sở khoa học cho việc quản lý cây trồng, quy hoạch, sử dụng
đất đai, phân vùng sản xuất nơng nghiệp hợp lý gắn với chương trình phát triển nông
thôn theo hướng sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường.
4


1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Định hướng hình thành được hệ thống cây trồng mới có hiệu quả kinh tế cao
hơn thông qua chuyển dịch cơ cấu theo hướng sản xuất bền vững, góp phần nâng cao
đời sống của nhân dân địa phương.
Xác định được hướng chuyển dịch cơ cấu cây trồng hợp lý, xây dựng hệ thống
cây trồng cải tiến theo hướng sản xuất và phát triển nông nghiệp bền vững ở vùng
đất ven biển tỉnh Thanh Hoá trong thời gian tới.

5


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. CÂY TRỒNG VÀ HỆ THỐNG CÂY TRỒNG
2.1.1. Cây trồng trong hệ thống cây trồng
Cây trồng hay cây trồng nông nghiệp là thực vật được gieo trồng vì sản phẩm
của chúng, gồm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, sợi và nhiên
liệu sinh học. Từ điển Bách khoa Việt Nam (Hội đồng Quốc gia chỉ đạo bên soạn Từ
điển Bách khoa Việt Nam, 1995) định nghĩa “cây trồng là loại cây được thuần hóa,
chọn lọc để trồng trọt, đưa vào sản xuất nông nghiệp”. Sử dụng cây trồng trong trồng
Đ

K

trọt phản ánh mối quan hệ gắn bó giữa con người và thực vật. Theo ước tính, có
350.000 lồi thực vật trên tồn thế giới và khoảng 80.000 lồi có thể ăn được. Tuy
nhiên, hiện tại chỉ khoảng 150 loài được gieo trồng nhiều trực tiếp làm lương thực
cho người hoặc làm thức ăn cho gia súc, trong đó 30 lồi tạo ra 95% năng lượng và
protein cho người. Khoảng một nửa lượng lương thực xuất phát từ 4 loài: lúa nước
(Oryza sativa), ngơ (Zea mays), lúa mì (Triticum ssp.) và khoai tây (Solanum
tuberosum) (Füleky, 2009). Trồng trọt là ngành sử dụng các loại cây trồng để sản
xuất các sản phẩm đáp ứng nhu cầu hàng ngày của con người.
Trong sản xuất trồng trọt, mỗi loại cây trồng có những đặc điểm riêng về sinh
trưởng, phát triển, khả năng thích nghi, yêu cầu sinh thái, thời vụ, kỹ thuật, đặc tính
sản phẩm và thị trường. Vì vậy, sự lựa chọn cây trồng là trọng tâm đối với bất kỳ hệ
thống cây trồng nào. Để đánh giá và lựa chọn cây trồng người nông dân phải xem xét
khả năng đầu tư, thị trường, lợi nhuận, khả năng thích nghi với điều kiện thay đổi (đặc
biệt thời tiết), sâu bệnh hại (tính kháng bệnh) và u cầu cơng nghệ đặc thù trong q
trình sinh trưởng, thu hoạch cũng như điều kiện ngoại cảnh trên trang trại và sự phù
hợp với các phần tử khác trong hệ thống sản xuất.
Hệ thống cây trồng (HTCT) là các lồi và giống cây trồng được bố trí theo
khơng gian và thời gian trong một hệ thống sinh thái nông nghiệp (trang trại, vùng,
quốc gia) dựa vào công nghệ sản xuất sẵn có (Blanco & Lal, 2010) nhằm tận dụng
hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế, xã hội. HTCT là toàn bộ hoạt động sản
xuất cây trồng bao gồm tất cả các hợp phần cần có để sản xuất một tổ hợp các cây
trồng và mối quan hệ giữa chúng với môi trường. Các hợp phần này bao gồm tất cả
yếu tố vật lý, sinh học cũng như kỹ thuật và quản lý. Trong các hệ thống cây trồng,
hai hệ thống chủ yếu là hệ thống đa canh (nhiều loại cây trồng được trồng xen, trồng
gối, trồng tuần tự, gieo trồng hỗn hợp) và hệ thống cây trồng đơn canh.

6

Hệ thống cây trồng được thiết kế và quản lý để đạt mục tiêu của con người nên
chúng là những hệ thống có mục đích. Giống như tất cả các hệ thống có mục đích
khác, HTCT có những tính chất chung có ích để đánh giá cách thức hoạt động và tính
hiệu quả. Những tính chất phù hợp nhất là sự bền vững và sức sản xuất của hệ thống.
HTCT truyền thống được thiết kế để tối đa hóa năng suất. Trong một nền nông nghiệp
tự cung tự cấp, sản xuất lương thực để đảm bảo an ninh lương thực là đầu ra căn bản
của HTCT, những đầu ra khác chỉ là thứ cấp. Ngược lại, trong nông nghiệp hàng hóa,
an ninh lương thực được thiết lập/đảm bảo thì những mục tiêu khác, như lợi nhuận
chiếm ưu thế. Tuy nhiên, một hệ thống tồn tại được về kinh tế trong ngắn hạn có thể
khơng tồn tại về sinh thái trong dài hạn. Vì thế, hiện nay thiết kế HTCT phải xem xét
toàn diện các yếu tố xã hội, kinh tế, sinh thái hay môi trường. Một HTCT ổn định
thực sự phải duy trì dài hạn tính tồn vẹn sinh học và sinh thái của nguồn tài nguyên
thiên nhiên, đặc biệt là nước và đất. Bảo tồn nước, đất và duy trì sức sản xuất của đất
phụ thuộc rất lớn vào phương thức quản lý hệ thống cây trồng vì nó ảnh hưởng tới
chất lượng đất và sự biến động chất hữu cơ. Quản lý hệ thống cây trồng đúng/phù
hợp có thể duy trì hay thậm chí cải thiện sức sản xuất của đất và phục hồi đất bị suy
thoái (Blanco & Lal, 2010). Chuyển đổi hay cải tiến HTCT là phát triển hệ thống
mới trên hệ thống cây trồng cũ hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới bằng tăng vụ,
đa dạng hóa cây trồng hoặc thay thế cây trồng để khai thác có hiệu quả hơn tiềm năng
đất đai, con người và lợi thế so sánh trên vùng sinh thái (Nguyễn Duy Tính, 1995).
Đa dạng hóa cây trồng là một lựa chọn quan trọng trong hệ thống nông nghiệp bền
vững. Đây là một khía cạnh quan trọng trong xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu
quả để quản lý và tổ chức nhằm sử dụng tốt nhất nguồn tài ngun sẵn có/hiện có (đất,
khơng khí, ánh sáng mặt trời, nước, lao động, phương tiện) và tiến bộ của khoa học kỹ
thuật. Một HTCT hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên mà còn
phụ thuộc vào quy mô và phần trả lại của sản phẩm cây trồng, giá của chi phí đầu vào
bao gồm cả lao động, sự kết hợp giữa các hợp phần công việc, sức khoẻ của nông dân
và chiều hướng của rủi ro (Connor, 2003). Việc xác định và xây dựng các hệ thống
cây trồng phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng là cơ sở để đạt năng suất và
sản lượng cây trồng cao, đồng thời cũng là biện pháp sinh học tốt nhất nhằm khai thác

triệt để mọi nguồn lợi tự nhiên, kinh tế - xã hội mỗi vùng (Fermando & cs., 1982; Lê
Thị Bích & Trần Thế Tục, 1996).
7


2.1.2. Cơ cấu cây trồng và chế độ luân canh
Hệ thống cây trồng là sự kết hợp cơ cấu cây trồng và công thức luân canh. Cơ
cấu cây trồng là tỷ lệ diện tích gieo trồng các loại cây trồng khác nhau trong một
vùng ở một thời điểm nhất định. Cơ cấu cây trồng biểu thị đặc trưng về số lượng, tỷ
lệ, cách sắp xếp cây trồng trong một điều kiện sinh thái của một vùng cụ thể. Như
vậy, thay đổi cơ cấu cây trồng có nghĩa là thay đổi tỉ lệ diện tích các cây trồng khác
nhau. Nếu tăng diện tích cây trồng có giá trị cao, chắc chắn sẽ tăng lợi nhuận, thậm
chí khi năng suất khơng tăng. Sự chuyển dịch cơ cấu cây trồng có thể có lợi hay bất
lợi tùy theo bản chất của sự chuyển dịch. Một cơ cấu cây trồng hướng vào cây lương
thực lấy hạt như lúa, khi tăng tỉ lệ diện tích các cây trồng phi lương thực có thể dẫn
đến sự thay đổi căn bản vì các cây trồng hàng hóa/thương mại thường mang lại tỉ lệ
lợi nhuận cao hơn. Việc duy trì hay thay đổi cơ cấu khơng phải là mục tiêu mà là
phương tiện phát triển sản xuất. Cơ cấu cây trồng cịn là tiền đề bố trí chế độ luân
canh cây trồng thay đổi theo những tiến bộ của khoa học kỹ thuật (Connor, 2003).
Cơ cấu cây trồng hiện tại được người nông dân phát triển sau nhiều thập kỷ tích lũy
kinh nghiệm, nhưng từ quan điểm vùng hay quốc gia nó khơng nhất thiết là phương
thức sử dụng đất hiệu quả nhất. Xét về lịch sử, cơ cấu cây trồng dựa trên nguyên lý
tự cung tự cấp ở tất cả hàng hóa hay sản phẩm trong một làng hay địa phương, nơi
mà các phương tiện thông tin nghèo nàn và sự phụ thuộc vào các cơ quan tiếp thị rất
hạn chế. Hơn nữa, khơng có một hệ thống cây trồng nào có thể tồn tại vĩnh viễn. Hệ
thống cây trồng là một hệ thống động, thay đổi cùng với sự tiến bộ của công nghệ và
các yếu tố kinh tế. Do đó, sự xác định những cây trồng hiệu quả của vùng là phù hợp
với đất đai và khí hậu, chế độ luân canh, cường độ canh tác và yêu cầu của thị trường
luôn được quan tâm.
Luân canh cây trồng là hệ thống mà trong đó cây được gieo trồng theo trình tự

luân phiên trên cùng một cách đồng trong các vụ hay các năm. Chuyển cây trồng
theo định kỳ theo một trình tự định sẵn trái ngược với độc canh liên tục. Số cây trồng
càng nhiều, càng đa dạng trong ln canh thì càng có lợi cho sức sản xuất của đất và
luân canh, là một trong những chiến lược đơn giản nhất, dễ dàng để bảo tồn đất và
nước. Lợi ích sinh học và lý học của luân canh cây trồng là cải thiện chất lượng đất,
quản lý dịch hại (Karlen & cs., 2006), đặc biệt khi kéo dài thời gian trồng cây họ đậu.
Có ba kiểu luân canh chủ yếu dựa vào thời gian (Karlen & cs., 1994): 1) độc canh,
giới hạn vào một cây trồng đơn lẻ khơng có sự đa dạng; 2) luân canh ngắn, cơ bản là
2 năm; 3) luân canh mở rộng, thời gian luân canh trên 2 năm. Cơ cấu cây trồng và
luân canh ảnh hưởng tới dinh dưỡng của đất. Đa dạng cây trồng và luân canh làm
tăng số lượng, chủng loại sinh vật đất và giảm thiểu sâu bệnh hại.
8


2.1.3. Hệ thống cây trồng ứng phó với biến đổi khí hậu
Khái niệm nơng nghiệp thơng minh theo khí hậu (NNTMTKH) và HTCT ứng
phó với biến đổi khí hậu được phát triển dựa trên một tập hợp chiến lược, giúp đối
phó với những thách thức bằng cách tăng sự phục hồi đối với thời tiết cực đoan và
giảm phát thải khí nhà kính do nơng nghiệp đóng góp vào sự nóng lên tồn cầu.
NNTMTKH cũng nhằm hỗ trợ sự chuyển đổi bền vững, đảm bảo sinh kế và nhu cầu
lương thực thực phẩm, chất đốt, gỗ và sợi thông qua những hành động dựa trên khoa
học đóng góp vào phát triển kinh tế, giảm nghèo và an ninh lương thực; duy trì và
tăng cường năng suất, sự phục hồi cả hai chức năng sinh thái tự nhiên và sinh thái
nông nghiệp, biến hệ thống nông nghiệp và hệ thống lương thực theo mục tiêu bền
vững.
Biến đổi khí hậu ảnh hưởng rất lớn đến nông nghiệp, nhất là ngành trồng trọt.
Thay đổi nồng độ CO2 khí quyển, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cực đoan, lượng
mưa và phân bổ lượng mưa ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và sự phù hợp cây
trồng. Lũ lụt, hạn hán, sóng nhiệt cũng như sự biến động trong cân bằng giữa nhiệt
độ, lượng mưa hay cường độ và tần số bão là những sự kiện quan trọng nhất có thể

xảy ra do biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu trực tiếp gây ra sự thay đổi lượng nước
cung cấp và tăng nhu cầu tưới tiêu, làm nảy sinh dịch hại. Các nghiên cứu gần đây
đều chỉ rõ rằng năng suất cây trồng giảm đáng kể vì sự ấm lên tồn cầu (Hsiang &
cs., 2017; Zhang & cs., 2017), đặc biệt đối với cây sắn, lúa, đậu tương ở Đông Nam
Á (Ray & cs., 2019). Tăng CO2 khí quyển làm giảm chất lượng lương thực/thực
phẩm. Tuy sự ấm lên tồn cầu có thể có lợi cho một số cây trồng ở một số vùng,
nhưng cũng làm giảm năng suất ở nhiều vùng khác nhau, do đó điều cấp bách phải
tạo ra nguồn gen cây trồng chịu nhiệt hay thích ứng tốt hơn để giảm thiểu tác hại của
biến đổi khí hậu.
Vì nơng nghiệp đóng góp một phần đáng kể vào sự phát thải khí nhà kính, nên
nơng nghiệp phải giảm thiểu lượng các bon, trong khi đó phải tăng sản xuất sinh khối
để đáp ứng với nhu cầu lương thực, thực phẩm và sự tăng dân số. Để thực hiện điều
đó, nơng nghiệp phải có chiến lược đối phó với biến đổi khí hậu để sản xuất nhiều
hơn trên một diện tích đất khơng đổi, thậm chí bị giảm đi. Trong nền nơng nghiệp
thơng minh theo khí hậu, hệ thống cây trồng cần được thay đổi nhằm giảm thiểu phát
thải khí nhà kính, ứng phó mềm dẻo với mơi trường thay đổi và dao động để giảm
thiểu tính dễ bị tổn thương, đảm bảo sản xuất đủ lương thực về số lượng, chất lượng
và tính đa dạng (FAO, 2013), đồng thời tạo điều kiện cho sự thâm canh bền vững. Hệ
thống cây trồng cung cấp sự lựa chọn đa dạng có thể kết hợp để xây dựng một nền
nông nghiệp thông minh theo khí hậu thơng qua máy móc và cơng nghệ thơng tin,
e

9