Nghiên Cứu Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ Cho Ngô Trên Đất Cát Biển Tỉnh Nghệ An..pdf

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU HỮU CƠ CHO NGÔ
TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN TỈNH NGHỆ AN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU HỮU CƠ CHO NGÔ
TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN TỈNH NGHỆ AN

Ngành:

Khoa học đất

Mã số:

9 62 01 03

Người hướng dẫn:

PGS. TS. Đào Châu Thu
TS. Cao Việt Hưng

HÀ NỘI – 2023


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

tháng

năm 2023

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Bích Thủy

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã nhận được sự
hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng
nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn
sâu sắc tới PGS.TS. Đào Châu Thu và TS. Cao Việt Hưng đã tận tình hướng dẫn, dành
nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và thực

hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Khoa học đất, Khoa Tài nguyên và Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã
tận tình giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, cán bộ, giảng viên và sinh viên Viện
Nông nghiệp - Tài nguyên, Trường Đại học Vinh, lãnh đạo và cán bộ Viện Khoa học Kỹ
thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ, Sở Tài nguyên và Môi trường Nghệ An, Sở Nông nghiệp
và Phát triển nơng thơn Nghệ An, phịng Nơng nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các hộ
nông dân trên địa bàn huyện Nghi Lộc đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q
trình thực hiện đề tài.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn chương trình đào tạo nghiên cứu sinh theo Đề án
911 của Bộ giáo dục và Đào tạo đã hỗ trợ tơi một phần kinh phí giúp tôi thuận lợi trong việc
triển khai và thực hiện đề tài nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận án./.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2023

Tác giả luận án

Nguyễn Thị Bích Thủy

ii


MỤC LỤC
Trang

Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi
Danh mục bảng .............................................................................................................. viii
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 ............................................................................................ 4

1.4.

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

1.5.

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

1.5.1.

Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 5

1.5.2.

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

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

Đất cát biển và sử dụng đất cát biển ................................................................... 6

2.1.1.

Tổng quan đất cát biển ........................................................................................ 6

2.1.2.

Sử dụng đất cát biển trong sản xuất nông nghiệp ............................................. 18

2.2.

Tình hình sản xuất ngơ ..................................................................................... 24

2.2.1.

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

2.2.2.

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

2.2.3.

Tình hình sản xuất ngơ ở Nghệ An ................................................................... 29

2.3.

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

2.3.1.

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

iii


2.3.2.

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

2.4.

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

Phần 3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................... 50
3.1.

Địa điểm nghiên cứu ......................................................................................... 50

3.2.

Thời gian nghiên cứu ........................................................................................ 50

3.3.

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

3.3.1.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 50

3.3.2.

Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 50

3.4.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 52

3.5.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 53

3.5.1.

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

3.5.2.

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

3.5.3.

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

3.5.4.

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

3.5.5.

Phương pháp trồng, chăm sóc và thu hoạch ngô .............................................. 63

3.5.6.

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

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................. 66
4.1.

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

4.1.1.

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

4.1.2.

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

4.1.3.

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

4.1.4.

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

4.2.

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

4.2.1.

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

4.2.2.

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

4.2.3.

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

4.3.

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

iv


4.3.1.

Đánh giá ảnh hưởng các loại phân hữu cơ trong sản xuất ngô trên đất cát
biển tỉnh Nghệ An............................................................................................. 89

4.3.2.

Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến sản xuất ngô trên
đất cát biển tỉnh Nghệ An ................................................................................. 98

4.3.3.

Đánh giá ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô trồng trên đất cát biển
tỉnh Nghệ An .................................................................................................. 106

4.3.4.

Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu che phủ cho ngô trồng trên đất cát
biển tỉnh Nghệ An........................................................................................... 117

4.4.

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

4.4.1.

Xây dựng mơ hình từ các kết quả nghiên cứu trồng ngô trên đất cát biển
tỉnh Nghệ An .................................................................................................. 125

4.4.2.

Đề xuất các giải pháp cho canh tác ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An ........ 133

Phần 5. Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 135
5.1.

Kết luận ........................................................................................................... 135

5.2.

Đề nghị............................................................................................................ 136

Danh mục các cơng trình cơng bố có liên quan đến luận án.................................. 137
Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 138
Phụ lục ......................................................................................................................... 148

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

CEC

Dung lượng cation trao đổi

CHC

Chất hữu cơ

CPVS

Chế phẩm vi sinh

CT

Công thức

CV%

Độ biến động

FAO

Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc

HC

Hữu cơ

HCSH

Phân hữu cơ sinh học

HTX

Hợp tác xã

K2Odt

Kali dễ tiêu

K2Ots

Kali tổng số

LAI

Chỉ số diện tích lá

LSD0,05

Sai số nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức cho phép 5%

MĐTB

Mật độ trung bình

ND

Nơng dân

Ndt

Đạm dễ tiêu

NIAPP

Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp

NN&PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

NS

Năng suất

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

Nts

Đạm tổng số

OC

Cacbon hữu cơ

OM

Chất hữu cơ

P2O5dt

Lân dễ tiêu

vi


Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

P2O5ts

Lân tổng số

PC

Phân chuồng

PPNN

Phụ phẩm nông nghiệp

RCBD

Thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh

TPCG

Thành phần cơ giới

Tr.đ

Triệu đồng

UNESCO

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

VAC

Vườn – Ao – Chuồng

vii

DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1.

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

2.2.

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

2.3.

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

2.4.

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

2.5.

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

2.6.

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

2.7.

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

2.8.

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

2.9.

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

2.10. Sản xuất ngô ở Nghệ An giai đoạn 2010-2020 ................................................... 29
2.11. Tình hình sản xuất ngô các vùng ven biển tỉnh Nghệ An ................................... 30
3.1.

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

3.2.

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

3.3.

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

3.4.

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

4.1.

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

4.2.

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

4.3.

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

4.4.

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

4.5.

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

4.6.

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

4.7.

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

4.8.

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

4.9.

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

4.10. Điều kiện khí hậu tỉnh Nghệ An giai đoạn 2015-2018 ....................................... 80
4.11a. Tính chất đất cát biển trồng ngơ huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An ....................... 81
4.11b. Kết quả phân tích mẫu đất cát biển tỉnh Nghệ An .............................................. 82

viii


4.12. Hiện trạng các loại cây trồng, vật nuôi và tiềm năng nguồn hữu cơ của tỉnh
Nghệ An năm 2019 ............................................................................................. 83
4.13. Hiện trạng cây trồng, vật nuôi và tiềm năng nguồn hữu cơ ở vùng ven biển
tỉnh Nghệ An năm 2019 ...................................................................................... 85
4.14. Thực trạng cây trồng, vật nuôi và tiềm năng nguồn hữu cơ của các nông hộ
vùng đất cát biển tỉnh Nghệ An........................................................................... 86
4.15. Ảnh hưởng của loại phân hữu cơ chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô .................... 90
4.16. Ảnh hưởng các loại phân hữu cơ đến các yếu tố cấu thành năng suất của ngô ....... 91
4.17.

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

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

4.19. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ đến hiệu quả kinh tế ......................... 97
4.20. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến diện tích lá và chỉ số diện tích
lá cây ngô .......................................................................................................... 100
4.21. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến năng suất và yếu tố cấu thành
năng suất của cây ngô ....................................................................................... 101
4.22. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ và vơ cơ đến một số tính chất hóa
học đất cát biển.................................................................................................. 103
4.23. Ảnh hưởng liều lượng phân hữu cơ đến hiệu quả kinh tế của cây ngô ............. 105
4.24. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến nhiệt độ đất (oC) ............................ 108
4.25. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến độ ẩm đất cát biển (%) .................. 110
4.26. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngơ đến tính chất hóa học của đất cát biển ...... 111
4.27. Ảnh hưởng của cây trồng xen với ngô đến năng suất sinh khối ....................... 114
4.28.

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

4.29. Diễn biến khí hậu thời tiết của các vụ thí nghiệm (2015 và 2016) ................... 117
4.30. Ảnh hưởng của che phủ đến nhiệt độ đất cát biển trồng ngô (0C) .................... 118
4.31. Ảnh hưởng của che phủ đến độ ẩm đất (%) trồng ngô ..................................... 120
4.32. Ảnh hưởng của che phủ đến sinh trưởng và phát triển của cây ngô ................. 121
4.33. Ảnh hưởng của che phủ đến năng suất của ngơ thí nghiệm .............................. 123
4.34. Ảnh hưởng của che phủ đến năng suất của ngơ thí nghiệm .............................. 124
4.35. Một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của ngơ ở mơ hình thực nghiệm ......... 128
4.36. Một số chỉ tiêu hóa tính trước và mơ hình thực nghiệm ................................... 129
4.37. Hiệu quả kinh tế của mơ hình thực nghiệm (tính cho 1 ha) .............................. 132

ix


DANH MỤC HÌNH

TT

Tên hình

Trang

2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới năm 2019 ............................. 25
2.2. Tỉ lệ diện tích và sản lượng ngơ của một số quốc gia trên thế giới năm 2019 ...... 26
2.3.

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

2.4. Chu trình hình thành mùn từ xác hữu cơ ............................................................... 34
2.5. Vai trò của carbon hữu cơ trong đất ...................................................................... 31
4.1. Phân bố diện tích đất cát biển ở tỉnh Nghệ An ...................................................... 67
4.2. Biểu đồ cơ cấu sử dụng đất cát biển tỉnh Nghệ An ............................................... 69
4.3. Diễn biến nhiệt độ và lượng mưa trung bình hàng tháng vùng ven biển
Nghệ An ................................................................................................................ 79
4.4. Năng suất thực thu của giống ngô CP999 ở hai địa điểm nghiên cứu .................. 94
4.5. Diễn biến ảnh hưởng của trồng xen đến nhiệt độ đất năm 2015 ......................... 107
4.6. Diễn biến ảnh hưởng của trồng xen đến nhiệt độ đất năm 2016 ......................... 107
4.7. Mơ hình thực nghiệm tháng 1 năm 2018 ở xã Nghi Phong , huyện Nghi Lộc ... 126
4.8. Mơ hình thực nghiệm tháng 2 năm 2018 ở xã Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc..... 126

x


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Thị Bích Thủy
Tên Luận án: Nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ cho ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.

Chuyên ngành: Khoa học đất
Mã số: 9 62 01 03
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục tiêu nghiên cứu
(1) Đánh giá và xác định đặc điểm về phân bố, tính chất và hiện trạng sử dụng đất
cát biển trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Nghệ An.
(2) Xác định được yếu tố hạn chế trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.
(3) Nghiên cứu, xác định được hiệu quả sử dụng các nguồn vật liệu hữu cơ, vật
liệu phủ đất và cây trồng xen trong sản xuất ngô trên đất cát biển để ổn định và cải thiện
độ phì nhiêu đất, nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.
(4) Xây dựng được mơ hình sản xuất ngơ và đề xuất các giải pháp kỹ thuật sử
dụng vật liệu hữu cơ hiệu quả trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.
Phƣơng pháp nghiên cứu
(1) Điều tra thu thập số liệu
Số liệu thứ cấp gồm các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, tài nguyên đất đai,
diện tích, năng suất ngơ, khí hậu thời tiết, nguồn hữu cơ từ gia súc, phế phụ phẩm cây
trồng được thu thập từ các báo cáo hàng năm, đề án, báo cáo thống kê từ UBND, Phòng
NN & PTNT, Phòng TN & MT của huyện Nghi Lộc; từ Sở NN & PTNT và Sở TN &
MT tỉnh Nghệ An.
Số liệu sơ cấp liên quan hệ thống cây trồng, tình hình sản xuất ngô và sử dụng vật
liệu hữu cơ được thu thập thông qua phỏng vấn lãnh đạo, chuyên viên phòng NN &
PTNT huyện Nghi Lộc, lãnh đạo UBND và hộ nơng dân tại các xã nghiên cứu.
(2) Bố trí thí nghiệm đồng ruộng
Lựa chọn các loại, liều lượng phân hữu cơ; vật liệu trồng xen, che phủ cho ngô
được thực hiện với 4 thí nghiệm đồng ruộng. Tất cả các thí nghiệm được bố trí theo
khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ơ là 20m2, mỗi thí nghiệm
được tiến hành trong 2 vụ xuân liên tiếp trên đất màu tại 3 xã Nghi Phong, Nghi Thái,
Nghi Thạch huyện Nghi Lộc. Các chỉ tiêu được theo dõi, đánh giá theo Quy chuẩn kỹ
thuật quốc gia QCVN 01-56:2011. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của ngơ
được phân tích phương sai bằng phần mềm IRRISTAT version 5.0. Giá trị trung bình

năng suất theo từng vụ, từng thí nghiệm được so sánh với giống đối chứng sử dụng LSD
ở mức ý nghĩa P <5%.
(3) Xây dựng mơ hình sử dụng vật liệu hữu cơ
Mơ hình thực hiện ở 2 địa điểm (xã Nghi Thạch và xã Nghi Phong, huyện Nghi
Lộc, tỉnh Nghệ An); diện tích mỗi mơ hình là 500 m2 x 4 mơ hình x 2 địa điểm, tổng

xi


diện tích 4000 m2, gồm 8 hộ tham gia. Các mơ hình gồm: mơ hình trồng theo người
dân; mơ hình sử dụng phân hữu cơ; mơ hình trồng xen kết hợp phân hữu cơ; mơ hình
phủ nilon kết hợp phân hữu cơ.
(4) Lấy mẫu và phân tích đất
Mẫu đất được lấy vào 2 thời điểm trước và sau thí nghiệm theo phương pháp lấy
mẫu đất hỗn hợp TCVN 7538-2:2005; các chỉ tiêu hóa tính đất được phân tích theo
phương pháp phân tích đất-nước-phân-cây trồng của Viện Thổ Nhưỡng - Nơng Hóa.
Kết quả chính và kết luận
Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh Nghệ An
thuận lợi để phát triển hệ thống cây trồng hàng năm, đặc biệt các cây trồng ngô, lạc và rau
màu các loại. Diện tích đất trồng ngơ chiếm tỉ lệ tương đối cao trong quỹ đất canh tác của
vùng, trong đó vụ trồng ngơ xn đem lại năng suất cao hơn so với vụ thu và vụ đông.
Tuy nhiên năng suất ngơ trên đất cát biển cịn thấp so với trung bình tồn tỉnh do những yếu
tố hạn chế: (1) điều kiện khí hậu khắc nghiệt, thời gian trổ bông đến nuôi hạt thường rơi vào
thời điểm nắng nóng, gió Lào, đất thiếu ẩm, hạn hán; (2) sản xuất ngơ khơng chăm sóc theo
đúng quy trình, chủ yếu sử dụng phân vơ cơ, ngồi ra khơng sử dụng các biện pháp canh tác
hữu cơ bổ trợ; (3) thành phần dinh dưỡng trong đất ở mức nghèo đến rất nghèo nên cây
trồng chỉ dựa vào lượng phân bón bổ sung cho ngô, trong khi liều lượng không đầy đủ như
khuyến cáo của Sở NN&PTNT.
Đánh giá nguồn hữu cơ từ phế phụ phẩm cây trồng (cây lúa, cây ngô) và gia súc
(trâu, bò, lợn, dê) ở tỉnh Nghệ An. Nếu tận dụng hết nguồn hữu cơ này có thể sử dụng gấp

4 lần lượng phân hữu cơ cần bón theo khuyến cáo cho diện tích trồng ngơ và lúa tồn
tỉnh. Nguồn hữu cơ từ nông hộ và các vùng ven biển cũng được điều tra, đánh giá đủ để
sử dụng cho cây trồng trên địa bàn. Các kỹ thuật canh tác bao gồm trồng xen, che phủ cho
ngô đem lại hiệu quả cao, song do thói quen canh tác và cây ngơ khơng được chú trọng
nên cịn hạn chế.
Từ các thuận lợi, khó khăn qua điều tra, đề tài bố trí 4 thí nghiệm lặp lại 2 vụ/thí
nghiệm và đã xác định được loại phân hữu cơ là phế phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, cây
ngô) được ủ với chế phẩm vi sinh Compost Marker và lượng bổ sung quy đổi 30% yếu
tố N sang lượng phân hữu cơ (tính theo lượng phân bón vơ cơ cho ngơ là 150 N + 90
P2O5 + 100 K2O) có tác dụng cải tạo đất tốt nâng cao năng suất vừa phù hợp với chi phí
cũng như có hiệu quả kinh tế cho vùng đất cát biển tỉnh Nghệ An. Đồng thời đề tài
nghiên cứu các biện pháp trồng xen và che phủ cho ngô trong điều kiện canh tác nhờ
nước trời và đã xác định được mơ hình trồng xen ngơ – đậu đen và che phủ bằng nilon
tự hủy cho ngô đã đem lại năng suất cao và cải thiện tính chất đất sau thí nghiệm.

xii


THESIS ABSTRACT
PhD candidate: Nguyen Thi Bich Thuy
Thesis title Research on using organic materials for corn on sandy soil in Nghe An
province.
Major: Soil Science
Code: 9 62 01 03
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research objectives
(1) Evaluate and identify the characteristics of distribution, chemical properties
and current status of using sandy soil in Nghệ An agricultural production.
(2) Identify the limiting factors in maize production on sandy soil in Nghe An
province.

(3) Research, determined the efficiency of using organic materials, mulching
materials and intercropping in corn production on sandy soil to stabilize and improve
soil fertility, improve corn production efficiency on sandy soil in Nghe An province.
(4) Build the models of corn production and propose the technical solutions to use
organic materials effectively in corn production on sandy soil in Nghe An province.
Materials and Methods
(1) Investigation and collection of data
Secondary data includes on natural conditions, economy, land resources, acreage,
maize yield, climate and weather, organic sources from livestock, crop residues are
collected from annual reports, projects, statistical reports from the People's Committee,
Department of Agriculture and Rural Development, Department of Natural Resources
and Environment of Nghi Loc district; from the Department of Agriculture and Rural
Development and the Department of Natural Resources and Environment of Nghe An
province.
Primary data related to the crop system, corn production and organic materials
using were collected through interviews with leaders, experts from the Department of
Agriculture and Rural Development, and leaders of the People's Committees of different
localities. communes and farmer households.
(2) Field experiment arrangement
Selection of types and amount of organic fertilizers; Intercropping crops and
mulching materials for maize were performed by 4 field experiments. All experiments
were arranged by random completly block design with 3 replicates, plot area was 20 m2,
each experiment was conducted for 2 consecutive years on spring crop soil in 3
communes (Nghi Phong, Nghi Thai, Nghi Thach), Nghi Loc district. The indicators are
monitored and evaluated according to the National Technical Regulation QCVN 0156:2011. The yield and yield components of maize were analyzed for variance using
IRRISTAT software version 5.0. The average yield value for each crop, each experiment
was compared with the control variety using LSD at the significance level of p < 5%.

xiii

(3) Build model of organic materials using
The model were set up in 2 locations (Nghi Thach and Nghi Phong communes,
Nghi Loc district, Nghe An province); each model has an area of 500 m2 x 4 models x 2
locations, a total area of 4000 m2, including 8 participating households. The models
include: plant following famer; using organic fertilizers; intercropping combined with
organic fertilizers; nylon mulching combined with organic fertilizers.
(4) Soil sampling and analysis
Soil samples were taken at 2 times before and after the experiment by mixed soil
sampling method TCVN 7538-2:2005; The soil properties were analyzed by method of
soil-water-manure-plant analysis of the Soil and Fertilizer Institute.
Main findings and conclusions
Natural, socio-economic conditions and agricultural land in the sandy soil of Nghe An
province are favorabed to development of annual cropping systems, especially maize,
peanuts and kind of vegetables. The ratio of maize cultivation area high proportion of the
arable land fund of the region, in which the spring maize crop has higher yields than the
autumn and winter crops. However, maize yield cultivate on sandy soil is still low to
compared with the province's average caused by the major limiting factors to the yield of
maize are: (1) harsh climatic conditions, the time from flowering to seed rearing usually falls
during hot weather with Laos wind, lack of moisture, drought; (2) corn production without
proper care, mainly using inorganic fertilizers, and not using complementary organic farming
methods; (3) The nutrient composition of the soil is poor to very poor, so the crop depends
only on the amount of additional fertilizer applied to maize while the dosage is not adequate
as recommended by the Department of Agriculture and Rural Development.
Assessment of organic sources from crop waste products (rice, maize) and livestock
(buffalo, cow, pig, goat) are quite diverse. If these organic source are fully utilized, it can
be applied 4 times the amount of fertilizer to maize and rice areas needed in the province.
Organic sources from farmers and coastal areas are also assessed to be abundanted,
enough to be used for plants in the area. Cultivation techniques including intercropping
and mulching for maize are highly effective, but due to lack of focus on farming habits

and maize plants, they are still limited.
From the advantages and disadvantages through investigation, the study arranged
4 experiments to repeat 2 crops/experiment and identified kind of organic fertilizers as
agricultural waste-products (straw, corn) that were composted which is composted with
the microbial Compost Marker production and supplemented with an organic fertilizer
equal to 30% N (calculated by the amount of chamical fertilizer for corn is 150 N + 90
P2O5 + 100 K2O) has the effect of improving soil well to improve productivity, which is
both cost-effective and economically viable for sandy soils. At the same time, the topic
studied the methods of intercropping and mulching for maize in the conditions of
cultivation depend on the rain and identified a model of intercropping of maize - black
beans and mulching with biodegradable plastic for maize which has brought high yield
and and improved soil properties after the experiment.

xiv


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong hệ thống phân loại đất, nhóm đất cát biển (Arenosols) được xem là
nhóm đất rất nghèo chất dinh dưỡng. Trên thế giới, đất cát biển có khoảng 900
triệu ha, chiếm khoảng 7% diện tích đất tự nhiên. Ở Việt Nam có 533.434 ha,
phân bố trên 120 huyện, 28 tỉnh chiếm khoảng 1,61% diện tích tự nhiên của cả
nước và có 3 loại đất cát phổ biến gồm: đất cồn cát trắng và vàng (Cc); đất cồn
cát đỏ (Cđ) và đất cát biển (C). Diện tích đất cát biển lớn nhất ở nước ta chủ yếu
ở ven biển miền Trung từ các tỉnh Thanh Hóa đến Bình Thuận (Hội Khoa học đất
Việt Nam, 2000). Hiện nay, Việt Nam xuất hiện hiện tượng sa mạc hóa cục bộ ở
các dải cát hẹp trải dài dọc theo bờ biển miền Trung, từ Quảng Bình đến Bình
Thuận là nơi có diện tích sa mạc hóa lớn nhất cả nước. Các vấn đề cơ bản của
hoang mạc hóa ở Việt Nam là hạn hán, thối hóa đất và cồn cát di động theo mùa
gió trong năm (Bộ Tài Ngun và Mơi Trường, 2020). Do đó, sản xuất nơng nghiệp

trên đất cát biển vốn đã khó khăn ngày càng khó khăn hơn.
Nghệ An là tỉnh ven biển miền Trung, có chiều dài bờ biển 82 km với diện
tích 30.889 ha đất cát biển (bao gồm cồn cát và đất cát biển), chiếm 1,87% tổng
diện tích tự nhiên của tỉnh (NIAPP, 2005). Đất cát biển Nghệ An mang đầy đủ
những tính chất đặc trưng của nhóm đất cát như: độ phì tự nhiên và hàm lượng
hữu cơ rất thấp; thành phần cấp hạt thô chiếm tỉ lệ lớn, kết cấu rời rạc; dung tích
hấp thu thấp dẫn đến khả năng giữ nước, giữ phân kém; đất dễ rửa trôi các chất
dinh dưỡng theo trọng lực xảy ra khi có mưa lớn và bốc hơi mạnh vào mùa nắng
nóng. Đây là những vấn đề rất đáng lo ngại, cũng là thách thức lớn đối với nền
nông nghiệp hiện nay (Nguyễn Thị Bích Thủy & Phan Thị Thu Hiền, 2016).
Sản xuất nông nghiệp trên đất cát biển tỉnh Nghệ An chỉ được sử dụng 1-2
vụ/năm hoặc bị bỏ hoang hóa. Cây trồng chủ yếu là lúa, rau, màu, cây cơng
nghiệp ngắn ngày và, trong đó cây lạc là cây đem lại hiệu quả kinh tế nhất. Tuy
nhiên, trong bối cảnh lượng mưa khơng đều, lượng bốc hơi cao, gió Lào xuất
hiện khô hạn vào tháng 4-7; đất canh tác khơng chủ động được nước tưới, phụ
thuộc hồn tồn vào nước trời việc nên sản xuất thực sự gặp rất nhiều khó khăn
năng suất bấp bênh, thậm chí có những năm mất mùa trắng, do đó người dân sợ
rủi ro trong việc đầu tư sản xuất lạc do chi phí giống lạc và vật tư cao. Vì vậy,
người dân lựa chọn cây ngô để thay thế những cây trồng khác bởi ngồi đặc tính
1


là loại cây dễ trồng, dễ chăm sóc, khơng ảnh hưởng nhiều đến đầu vào mà cây
ngơ cịn là một trong những cây trồng chính của Việt nam cũng như của tỉnh
Nghệ An, cụ thể diện tích ngơ năm 2020 ở Việt Nam khoảng 1,1 triệu ha, ở Nghệ
An khoảng 45,5 nghìn ha. Tuy nhiên, diện tích trồng ngơ có xu hướng giảm dần
trong khi nhu cầu ngô dùng cho thức ăn chăn nuôi ngày càng tăng, hàng năm
Việt Nam phải nhập khẩu 70% ngun liệu ngơ từ nước ngồi làm tăng chi phí
đầu vào trong chăn ni lên cao. Do đó, tỉnh Nghệ An đã xây dựng đề án chuyển
đổi từ 7 nghìn đến 10 nghìn ha lúa kém hiệu quả, đất hai lúa sản xuất bấp bênh ở

những vùng khó khăn về nguồn nước sang phát huy ưu thế của các giống ngô lai;
đồng thời xác định r ngơ là một trong những cây trồng giúp xóa đói giảm nghèo
cho những vùng khó sản xuất lúa nước, nhưng ngô vẫn chưa đạt được năng suất
như mong muốn. Theo báo cáo tình hình sản xuất ngơ ở tỉnh Nghệ An cho thấy:
diện tích gieo trồng ngơ năm 2007 là 37.473 ha, năm 2015 đã lên tới 58.893 ha
(tăng 59,16%), nhưng đến năm 2019 diện tích ngơ có xu hướng giảm xuống là
47.675 ha nhưng năng suất bình quân từ 32,53 tạ/ha (2007) tăng lên 44,93 tạ/ha
(năm 2019) cao hơn 12,40 tạ/ha, vì vậy tổng sản lượng ngơ vẫn tăng đều hàng
năm. Xét về năng suất ngơ bình qn ở Nghệ An vẫn còn thấp chỉ bằng khoảng
93% so với năng suất ngơ bình qn của cả nước (48 tạ/ha); lý do là năng suất
ngô ở một số vùng đất cát biển rất thấp chỉ đạt khoảng 30 – 32 tạ/ha, trong khi
diện tích trồng ngơ ở vùng ven biển lại chiếm tỉ lệ cao khoảng 30% tổng diện tích
tồn tỉnh (Cục Thống kê tỉnh Nghệ An, 2014, 2020).
Nguyên nhân năng suất ngô trồng trên đất cát biển thường thấp là do những
điều kiện bất lợi nói trên, ngồi ra tập quán sản xuất của người dân chủ yếu dựa
vào phân vơ cơ vì nguồn phân hữu cơ ngày càng hiếm, chỉ một lượng rất nhỏ
phân hữu cơ (3,7 tấn/ha) được bổ sung vào đất ở giai đoạn bón lót (theo kết quả
điều tra). Chính vì thế, đất cát biển vốn đã nghèo chất hữu cơ nay lại càng nghèo
hơn, độ phì đất giảm, vi sinh vật trong đất ít, khả năng giữ nước, giữ phân trong
đất kém dẫn đến năng suất cây trồng nói chung trồng trên đất cát biển ngày càng
giảm. Để nâng cao được năng suất cho ngơ thì phải tăng khả năng giữ ẩm cho đất
thơng qua biện pháp che phủ, trồng xen; nâng cao dinh dưỡng, độ phì cho đất
bằng cách sử dụng kết hợp giữa vô cơ, hữu cơ đúng loại đúng liều lượng vừa tận
dụng được nguồn vật liệu hữu cơ sẵn có để giảm chi phí đầu vào mà tăng hiệu
quả kinh tế cho người trồng ngô là việc hết sức cần thiết. Vật liệu hữu cơ bao
gồm phân chuồng, phân bắc, nước giải, phân gia cầm, rác đô thị, phân xanh, các

2

phế phụ phẩm, các loại thực vật che phủ, cây trồng xen ... rất quen thuộc trong
đời sống của người dân. Đây chính là các nguồn bổ sung chất hữu cơ vô cùng
quan trọng để ổn định năng suất cây trồng và tăng lượng mùn cải thiện đất sản
xuất bền vững. Tuy nhiên, thói quen sử dụng các loại vật liệu hữu cơ (phế phụ
phẩm nông nghiệp) để làm phân bón chưa phổ biến, chủ yếu đốt trên đồng ruộng
gây lãng phí và ơ nhiễm mơi trường. Đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu
chứng minh vai trị của vật liệu hữu cơ khơng chỉ góp phần nâng cao năng suất
cây trồng mà cịn duy trì và cải tạo đất (Trần Thị Thiêm & cs., 2020; Li Hui &
cs., 2017; Nguyễn Xuân Lai, 2018). Sử dụng các biện pháp che phủ, trồng xen
với cây cải tạo đất cũng đã đem lại kết quả tốt cho cây trồng (Ibeawuchi & cs.,
2007; Trần Thị Ân & Đoàn Thị Thanh Nhàn, 2004; Trần Văn Điền, 2010). Cho
đến nay các nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ trên đất cát biển mới chỉ tập
trung chủ yếu với cây rau, cây công nghiệp dài ngày, cịn đối với cây ngơ chưa
thực sự được quan tâm, chỉ mới được nghiên cứu ở nước ngoài (Aye & cs., 2009;
Yuhui Geng & cs., 2019). Mặc dù Sở NN&PTNT tỉnh Nghệ An đã đưa ra các
biện pháp kỹ thuật khuyến cáo trong sản xuất ngô, nhưng lại dựa trên quy trình
chung của Bộ NN&PTNT, mà chưa có nghiên cứu tổng hợp nào để làm cơ sở
xây dựng quy trình riêng trong việc sử dụng vật liệu hữu cơ trong canh tác ngơ
trên đất cát biển. Chính vì vậy, đề tài tập trung nghiên cứu chuyên sâu sử dụng
các vật liệu hữu cơ cho cây ngô nhằm tận dụng tối đa nguồn hữu cơ sẵn có (ở bên
ngồi và tại chỗ) để tăng năng suất cây trồng mà vẫn duy trì đảm bảo dinh dưỡng
đất và canh tác lâu dài, hạn chế nguy cơ đất bị sa mạc hóa ngày càng lan rộng,
đồng thời đưa ra quy trình sử dụng vật liệu hữu cơ hiệu quả để khuyến cáo cho
người dân sản xuất ngô vùng ven biển Nghệ An nói riêng và cả nước nói chung.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá hiện trạng sử dụng và xác định yếu tố hạn chế trên đất cát biển
trồng ngô, nghiên cứu xác định được vật liệu hữu cơ thích hợp có tác dụng duy
trì độ ẩm và cải thiện độ phì nâng cao hiệu quả sản suất ngô trên đất cát biển tỉnh
Nghệ An.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể
(1) Đánh giá được đặc điểm về phân bố, tính chất và hiện trạng sử dụng đất
cát biển trong sản xuất nông nghiệp tại Nghệ An.

3


(2) Xác định được yếu tố hạn chế trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh
Nghệ An.
(3) Nghiên cứu, xác định được các nguồn vật liệu hữu cơ, vật liệu phủ đất
và cây trồng xen trong sản xuất ngô trên đất cát biển có hiệu quả sử dụng cao để
ổn định và cải thiện độ phì nhiêu đất, nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất cát
biển tỉnh Nghệ An.
(4) Xây dựng được mơ hình sản xuất ngơ và đề xuất các giải pháp kỹ thuật sử
dụng vật liệu hữu cơ hiệu quả trong sản xuất ngô trên đất cát biển tỉnh Nghệ An.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đề tài đánh giá hiện trạng sử dụng đất cát biển, những yếu tố ảnh hưởng
đến đất cát biển trồng ngô ở tỉnh Nghệ An. Từ đó sử dụng các vật liệu hữu cơ
(các loại phân hữu cơ, vật liệu che phủ, cây trồng xen) vào canh tác ngô đạt hiệu
quả cao. Các thí nghiệm được thực hiện trong các vụ xuân năm 2015-2018 trên
đất cát biển tỉnh Nghệ An, tập trung vào 3 xã (Nghi Phong, Nghi Thái, Nghi
Thạch), huyện Nghi Lộc – đây là những xã có diện tích trồng ngơ lớn nhất
huyện, năng suất ngơ cịn thấp. Đề tài sử dụng giống ngô CP999 của công ty cổ
phần CP.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
(1) Xác định nguồn phân hữu cơ là sử dụng loại phế phụ phẩm nông nghiệp
ủ với chế phẩm vi sinh Compost Marker theo quy trình của Sở KH&CN tỉnh
Nghệ An với liều lượng bổ sung là quy đổi từ 30%N + 25% P2O5 + 75% K2O
sang lượng phân hữu cơ cho năng suất 58,42 - 59,34 tạ/ha cao hơn 15,63 - 15,58
tạ/ha (tăng >35%) so với không sử dụng phân hữu cơ (42,84 - 43,71 tạ/ha) và hiệu

quả kinh tế tăng 7,3 – 7,4 triệu đồng/ha; đồng thời các chỉ tiêu hóa tính của đất sau
thí nghiệm có xu hướng tăng lên.
(2) Xác định nguồn vật liệu hữu cơ đó là: sử dụng cây đậu đen làm cây
trồng xen và nilon tự hủy làm vật liệu che phủ để áp dụng trong canh tác ngô trên
đất cát biển Nghệ An trên nền phân bón cho 1 ha là 150 kg N + 80 kg P2O5 + 100
kg K2O + 400 kg vôi bột và liều lượng phân hữu cơ quy ra lượng nguyên chất là
30%N + 25% P2O5 + 75% K2O có tác dụng tăng khả năng giữ ẩm; giữ nhiệt cho
đất khi trời lạnh và giảm nhiệt cho đất khi thời tiết nóng, giúp ngơ xn sinh
trưởng, phát triển và tăng năng suất ngơ 30-32% (thí nghiệm trồng xen) và 42-

4


45% (thí nghiệm phủ nilon tự hủy) so với mơ hình nơng dân chỉ bón phân vơ cơ
(150 kg N + 80 kg P2O5 + 100 kg K2O + 400 kg vơi bột) chỉ đạt 43,2 tạ/ha, ngồi
ra có cải thiện một phần các chỉ tiêu hóa tính trong đất sau thí nghiệm.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Xác định được các loại vật liệu hữu cơ bao gồm: phân hữu cơ, liều lượng
phân hữu cơ, cây trồng xen và vật liệu che phủ trong canh tác ngô để làm tiền đề
cho việc áp dụng các biện pháp canh tác hữu cơ bền vững cho vùng đất cát biển
nghèo dinh dưỡng ở Nghệ An nói riêng, vùng đất cát biển Việt Nam nói chung.
Góp phần bổ sung các dẫn liệu khoa học về canh tác ngô trên đất cát biển
như tăng khả năng giữ ẩm, cải thiện nhiệt độ đất, duy trì và nâng cao độ phì đất
và khắc phục các hạn chế khó khăn trong sản xuất để đạt năng suất và hiệu quả
kinh tế cao của cây ngô trên đất cát ven biển trong điều kiện sản xuất dựa vào
nước trời.
Luận án cịn là tài liệu tham khảo có giá trị phục vụ cho công tác giảng dạy,
nghiên cứu về sử dụng đất cát biển, đặc biệt sử dụng vật liệu hữu cơ cho cây ngô
trồng trên đất cát biển nghèo dinh dưỡng.

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc xác định được một số biện pháp kỹ thuật canh tác (sử dụng phân hữu
cơ, vật liệu trồng xen và che phủ) giúp cho cây ngô vụ xuân sinh trưởng phát
triển tốt, đạt năng suất, chất lượng cao góp phần vào việc hồn thiện qui trình
canh tác ngơ trên đất cát biển ở Nghệ An. Ngoài ra, sử dụng các vật liệu hữu cơ
sẵn có giúp cải thiện tính chất đất cát biển để hướng đến sản xuất ngơ bền vững
và có thể sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài cho các địa phương khác có điều
kiện tương tự và nâng cao thu nhập cho người dân vùng cát ven biển của tỉnh
Nghệ An nói riêng và cả nước Việt Nam nói chung.

5


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. ĐẤT CÁT BIỂN VÀ SỬ DỤNG ĐẤT CÁT BIỂN
2.1.1. Tổng quan đất cát biển
2.1.1.1. Tổng quan đất cát biển trên thế giới
Đất cát là một vật liệu dạng hạt có trong tự nhiên bao gồm các hạt đá và
khoáng chất được phân chia mịn. Đất chứa hơn 85% các hạt cát có kích thước
theo khối lượng được gọi là cát (Flagstaff water services, 2020). Còn theo từ điển
bách khoa: “Đất cát là loại đất trong đó cát chiếm hơn 70% trọng lượng, là loại
đất dễ thấm nước, giữ nước kém. Đất cát chịu tác động của nhiệt mạnh, dễ nóng,
dễ lạnh. Đất cát nghèo chất dinh dưỡng, các chất keo kết và dễ xói mịn”. Loại
đất cát điển hình có hạt cát thơ, trầm tích có nguồn gốc phù sa hoặc do gió (dẫn
theo Eswaran & cs., 2005).
Cát có thể được hình thành từ lớp vỏ trái đất, mảnh vụn san hô, vỏ động vật
hay xác sinh vật hóa thạch (Brut, 2020). Đất cát có mặt hầu hết các nơi trên thế
giới, chủ yếu gần vùng biển Đơng. Những loại đất có trên 70% cát và nhỏ hơn
15% sét thì được phân loại là đất cát (Arenosols). Nhóm đất cát biển có thể được
hình thành từ cát sỏi, là sản phẩm phong hóa của đá giàu thạch anh hoặc do sự

lắng đọng cát được thấy phổ biến ở các vùng sa mạc và bãi biển (dẫn theo
Hartemink & Huting, 2005).
Trên thế giới, đất cát biển (Arenosols) được phân bố nhiều khu vực, có diện
tích khá lớn khoảng 9 triệu km2 (900 triệu ha), trong khi đất sét (Vertisols) chiếm
khoảng 300 triệu ha và 700 triệu ha đất đỏ (Ferralsols). Đất cát có mặt ở tất cả
các vùng khí hậu khác nhau trên thế giới và tập trung chủ yếu một số loại như
Alfisols, Entisols, Inceptisols, Spodosols, Ultisols. Chúng được phân bố nhiều ở
các vùng khô cằn hoặc bán khô hạn, phổ biến nhiều nhất ở Châu Phi, chiếm
khoảng 51% tổng diện tích đất cát biển trên thế giới. Khoảng 21% đất cát biển
phân bố ở Australasia, 10% phân bố ở Nam và Đông Nam Á. Ở Nam và Trung
Mỹ có ít hơn khoảng 14%, còn lại phần nhỏ được phân bố ở Bắc Mỹ và Châu
Âu. Tuy chiếm diện tích khá lớn nhưng đất cát biển không nhận được sự quan
tâm của các nhà nghiên cứu - có thể do đất cát biển khơng được sử dụng rộng rãi
trong sản xuất nông nghiệp hoặc chỉ sử dụng cho mục đích chăn thả gia súc
(Hartemink & Huting, 2005).
6


Đất cát là loại đất dễ xác định tính chất vật lý: cấu trúc rời rạc hoặc khơng
có cấu trúc, giữ nước kém, độ thấm cao, dễ bị dí nén và có nhiều đặc tính bất
lợi khác. Khi khơ hạn, đất cát liên kết với nhau một cách lỏng lẻo, và rất ít co
dãn bởi vì hàm lượng sét trong đất thấp (Bruand & cs., 2005). Theo Djajadi &
cs. (2011), đất cát bao gồm các hạt đất rời nên sự kết dính giữa chúng rất yếu,
đất cát nóng lên nhanh hơn so với các đất khác vào mùa nắng nóng và có xu
hướng khơ hạn rất nhanh vào mùa hè, đất lại nghèo chất dinh dưỡng và dễ bị
rửa trôi bởi mưa.
Khi nghiên cứu về khả năng vận chuyển nước trong đất, theo Boughton
(2020), đất cát có ít (hoặc khơng có) khả năng vận chuyển nước từ các lớp sâu
thơng qua mao dẫn. Với tính chất tự nhiên này của đất cát có thể gây ra vấn đề
khơ hạn trong việc sử dụng chúng cho sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, tính chất

vật lý của đất cát được thay đổi đáng kể dựa vào kích thước của hạt, tỉ lệ sét,
hoặc thơng qua các q trình tự nhiên như hoạt động sinh học, hoạt động của con
người và cách quản lý đất (Jerzy & Bogusław, 2021). Do đó, đất cát có thể cải
thiện được khả năng giữ nước và dinh dưỡng thông qua việc bổ sung vật liệu hữu
cơ (Boughton, 2020).
Độ phì nhiêu của đất cát là yếu tố hạn chế nhất đối với hoạt động sản xuất
nông nghiệp. Ở khu vực Sahelian của Tây Phi, hơn 95% đất ở khu vực này là
thành phần cát nên đặt ra thách thức lớn đối với việc quản lý canh tác bền vững.
Đất cát ở vùng này ngồi đặc tính vật lý như: tính ổn định cấu trúc kém, khả năng
giữ nước và giữ dinh dưỡng thấp, thì hàm lượng chất hữu cơ trong đất và khả
năng trao đổi cation hiệu quả (ECEC) cũng rất thấp. Theo Jenifer & cs. (2019),
hàm lượng cacbon hữu cơ (SOC) trong đất cát cao nhất là ở vùng ơn đới (trung
bình là 19 g/kg), và thấp nhất ở vùng khô hạn (<5 g/kg). Nồng độ SOC trong đất
cao nhất khi lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 700 đến 1300 mm, và
SOC thấp khi nhiệt độ hàng năm cao. Đất cát dưới tán cây rừng trung bình là 23
g SOC/kg, trong khi đất cát dưới đồng cỏ trung bình 7 g SOC/kg. Đất cát pha có
nồng độ SOC cao nhất và thấp nhất thuộc loại đất Aridisols. Ngoài ra, Phốt pho
là yếu tố hạn chế nhất đối với sản xuất cây trồng ở các loại đất cát, sau đó là nitơ.
P có sẵn trong các loại đất này nhỏ hơn 2 mg P/kg trong khi yêu cầu tổng lượng
P nằm trong khoảng từ 25 đến 340 mg/kg, mức trung bình là 109 mg/kg. Do đó,
những loại đất này có những hạn chế lớn đối với sản xuất nông nghiệp (Bationo
& cs., 2005).
7


Nghiên cứu về lượng bốc hơi trên đất cát cho thấy: lượng bốc hơi nước từ
đất cát vào khí quyển rất cao từ 1.300 – 1.800 mm/năm, do đó đất cát trở nên khô
rất nhanh và dễ dàng di động theo gió. Trên thực tế, đất cát thường khơng có các
thảm thực vật tự nhiên che phủ, lại nằm ở miền khí hậu nhiệt đới, với nhiệt độ
khơng khí cao 24 – 27,5 ºC, trong những ngày nắng, khi nhiệt độ khơng khí lên

cao tới 37 – 38 ºC thì nhiệt độ của lớp đất cát trên mặt đã lên cao tới 64ºC hoặc
cao hơn nữa, làm chết nhiều loại cây trồng. Vì vậy, nghiên cứu giữ ẩm để giảm
nhiệt độ cho sản xuất nông nghiệp trên đất cát là việc thực sự cần thiết (dẫn theo
Hồ Khắc Minh, 2014).
Nói chung, đất cát biển là loại đất có kết cấu thơ, ít hoặc khơng có cấu trúc
đất hỗn hợp và có giá trị thấp về khả năng trao đổi cation, độ bão hòa bazơ, nồng
độ cacbon hữu cơ và độ phì nhiêu nên hạn chế đến sự sinh trưởng và phát triển
của thực vật (Jerzy & Bogusław, 2021). Tuy nhiên, ưu điểm của đát cát là do có
đặc tính nhẹ, thốt nước nhanh nên đất dễ làm và thích hợp với các cây trồng
ngắn ngày. Do đó, cần có biện pháp quản lý đất hợp lý để khai thác loại đất này
hiệu quả và bền vững.
2.1.1.2. Tổng quan đất cát biển ở Việt Nam
a. Quá trình hình thành đất cát biển
Đất cát biển Việt Nam được hình thành từ quá trình bồi tích của phù sa
sơng và biển, các sản phẩm này được nước cuốn trơi theo và bồi tích ở những
vùng ven biển. Đất cát biển cịn được hình thành do q trình phong hố tại chỗ
của trầm tích biển cũ hoặc trên đá mẹ giàu Silíc (cát kết, liparít, granít,...) và bị
cuốn trơi từ sản phẩm phong hố của dãy Trường Sơn (Phan Liêu, 1986).
Sự hình thành đất cát biển là do biểu hiện nâng lên của vỏ trái đất ở vùng
biển Đông. Các thềm nâng cao 2-4 m và 10-15 m đã tích tụ tạo thành cát vàng và
cát trắng có độ cao bề mặt 4-5 m và 12-20 m, còn trên thềm 80 m là khối cát
khổng lồ đạt chiều cao bề mặt từ 100-200m. Nhờ có vận động nâng lên kiến tạo
mà tạo thành biển vùng vịnh nông, dần dần xuất hiện trên bề mặt và trở thành
mẫu chất và hình thành đất (Trần Văn Ý & cs., 2004).
Theo Nguyễn Tuấn Anh (2005), đất cồn cát trắng vàng có tuổi hình thành
trẻ nhất, đây là sản phẩm phong hóa từ các khối đá granit của dãy Trường Sơn
Bắc. Đất cát biển điển hình được hình thành từ q trình bồi tụ của phù sa biển.
Ngồi ra có đất cát gley hình thành do q trình canh tác cây lúa nước, bị ngập
thường xuyên bị tích đọng trong mùa mưa.
8

Như vậy, sự hình thành đất cát biển là do quá trình vận động nâng lên của
vỏ trái đất, do quá trình bồi tụ tạo lập đồng bằng của hệ thống các con sông và
hoạt động biển tiến biển lùi kết hợp với khí hậu gió mùa nhiệt đới đã đẩy nhanh
sự hình thành dải đất cát biển ở Việt Nam.
b. Phân loại, phân bố và diện tích đất cát biển
Ở Việt Nam có 533.434 ha đất cát, chiếm tỷ lệ 1,7% tổng diện tích đất đai
tự nhiên tồn quốc. Nhóm đất cát và cồn cát ven biển Việt Nam tập trung chủ yếu
ở khu vực duyên hải Miền Trung và có xu hướng ngày càng được mở rộng thêm
về diện tích theo thời gian do tỉ lệ đất cát có nguy cơ ngày càng gia tăng của hiện
tượng cát lấn, bồi tụ hoặc do bão cát di động (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000).
Năm 2003, Viện Quy hoạch thiết kế nơng nghiệp đã đánh giá nhóm đất cát
được chia thành các loại đơn vị đất (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Phân loại, diện tích và phân bố của đất cát Việt Nam
TT

1
2
3

3.1

3.2
3.3
3.4

Tên Việt Nam
Nhóm đất cát
Ðất cồn cát

trắng và vàng
(Cc)
Ðất cồn cát đỏ
(Cđ)
Đất cát biển
(Ch)

Tên phân loại
theo FAOUNESCO
Arenosols

Diện
tích
(ha)
533.434

Luvic Arenosols
(ARl)

222.043

41,63

Quảng Bình tới
Bình Thuận.

Rhodic Arenosols
(ARr)

76.886

14,41

Ninh Thuận và
Bình Thuận.

Haplic Arenosols
(ARh)

234.505

43,96

Tỉ lệ
(%)
100

Phân bố
Cả nước

Haplic Arenosols
(ARh)

Tập trung từ Thanh
Hóa đến Hà Tĩnh, rải
rác dọc ven biển Trung
và Nam Trung Bộ và
ven biển Nam Bộ.

Ðất cát mới biến Cambic Arenosols

đổi (Ch-cb)
(ARh-cb)
Ðất cát glây Gleyic Arenosols
(Cg)
(ARg)
Đất cát feralit Ferrali Arenosols
(Ch-f)
(ARh.f)

Rải rác khắp bờ biển,
ven sông, suối cả
nước

Ðất cát biển
điển hình (C)

Nguồn: NIAPP (2005)

9