Nghiên cứu hiệu quả của việc trồng xen một số cây che phủ họ đậu trong canh tác cây ngô trên đất dốc tại Yên Bái

Hà Minh Tuấn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 93 - 97 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA VIỆC TRỒNG XEN MỘT SỐ CÂY CHE PHỦ HỌ ĐẬU TRONG CANH TÁC CÂY NGÔ TRÊN ĐẤT DỐC TẠI YÊN BÁI Hà Minh Tuân*, Nguyễn Minh Tuấn, Nguyễn Viết Hưng Trường ĐH Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Các cây họ đậu gồm lạc, đậu đen và đậu tƣơng đƣợc trồng xen trên nƣơng ngô (LVN99) tại Văn Chấn, Yên Bái để đánh giá hiệu quả về sinh trƣởng, phát triển cây ngô, khả năng hạn chế xói mòn, cỏ dại và cải thiện hoá tính đất so với phƣơng thức trồng ngô thuần truyền thống. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc trồng xen các cây đậu đen và đậu tƣơng đều có hiệu quả hỗ trợ cây trồng chính sinh trƣởng, đồng thời tăng năng suất, hạn chế xói mòn, cỏ dại và tăng hàm lƣợng dinh dƣỡng trong đất so với công thức trồng ngô thuần. Trong đó, công thức trồng xen ngô với đậu tƣơng cho hiệu quả cao nhất, làm tăng năng suất ngô lên 16,2 tạ/ha. Từ khóa: Cây che phủ, cây ngô, xói mòn, trồng xen. ĐẶT VẤN ĐỀ Cây ngô (Zea mays L.) là một loại cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới và Việt Nam, thuộc họ hoà thảo (Poaceae) (PBO 1994; OGTR 2008; Phan Thị Vân 2010). Là một trong những loại cây trồng có giá trị kinh tế, thƣơng mại và năng suất cao, với năng suất trung bình trên toàn thế giới khoảng trên 4,0 tấn/ha (Paliwal 2000a; Farnham et al. 2003). Ngoài ra, ngô là một loại cây trồng có khả năng thích ứng khá cao với các điều kiện môi trƣờng và độ cao khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp lƣơng thực cho ngƣời (OGTR 2008), làm thức ăn chăn nuôi (Paliwal 2000b; Farnham et al. 2003) và là nguyên liệu cho chế biến (White 1994; Hoobs 2003; McCutheon 2008). Yên Bái là một trong những tỉnh nghèo thuộc miền núi phía Bắc, có địa hình phức tạp, diện tích đồi núi chiếm 67,6% diện tích toàn tỉnh. Dân tộc thiểu số chiếm 50,4%, trong đó riêng huyện Văn Chấn, tỷ lệ dân tộc thiểu số chiếm đa số (66,7%) (Nguyễn Minh Tuấn 2009). Cây ngô là một trong những loại cây trồng nông nghiệp quan trọng tại huyện Văn Chấn, sản lƣợng dự kiến đến 2015 trong định hƣớng phát triển của huyện là 12.000 tấn (Phùng Quốc Hiển 2005). Đốt nƣơng làm rẫy là một tập quán điển hình, gắn liền với hoạt động sản xuất của ngƣời dân tộc thiểu số ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng xói mòn rửa trôi, làm đất bị  Tel: 0979759141; Email: hatuan.tuaf@gmail.com bạc màu, mất sức sản xuất (Trần Lâm Đƣờng 2008; TTKNQG 2008). Đến nay đã có một số mô hình sử dụng cây che phủ họ đậu trồng xen với cây trồng nông nghiệp đƣợc triển khai thành công tại các tỉnh nhƣ Bắc Kạn, Sơn La và Hà Giang, Các kết quả bƣớc đầu cho thấy hiệu quả rõ rệt về khả năng chống xói mòn, cải tạo đất, và hạn chế cỏ dại (NOMAFSI 2006). Tuy nhiên, những nghiên cứu sâu và hệ thống về kỹ thuật sử dụng cây che phủ nhằm khai thác hết các tiềm năng để khuyến cáo và áp dụng sản xuất còn hạn chế. Do vậy, việc nghiên cứu tổng hợp hiệu quả của một số loại cây trồng xen họ đậu là hết sức cần thiết, góp phần xây dựng và giới thiệu các biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện tự nhiên và sản xuất tại địa bàn nghiên cứu. NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Giống ngô LVN99 là giống đƣợc trồng phổ biến ở địa phƣơng, đƣợc bố trí là cây trồng chính trong thí nghiệm trên đất dốc. Các cây trồng xen gồm: đậu đen (giống địa phƣơng), đậu tƣơng (giống địa phƣơng) và giống lạc L14. Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hƣởng của việc trồng xen các giống cây che phủ họ đậu đến sinh trƣởng, phát triển của cây trồng chính; khả năng chống xói mòn, hạn chế cỏ dại, biến động hoá tính đất và hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu: Thí nghiệm gồm: 04 công thức, đƣợc bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 03 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô thí nghiệm là 50m2. Cây ngô đƣợc trồng với khoảng cách 70 x 25cm (mật độ 5,7 vạn cây/ha), cây che phủ đƣợc trồng giữa hai Hà Minh Tuấn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 93 - 97 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 94 hàng ngô, khoảng cách giữa các hốc là 15cm x 2 cây/hốc. Các công thức gồm: Công thức 1: Ngô trồng thuần theo phƣơng thức truyền thống của địa phƣơng (đối chứng); Công thức 2: Ngô + Lạc là cây che phủ (giống L14); Công thức 3: Ngô + Đậu đen là cây che phủ (giống địa phƣơng); Công thức 4: Ngô + Đậu tƣơng là cây che phủ (giống địa phƣơng). - Quy trình thí nghiệm theo quy trình sản xuất ngô của Viện nghiên cứu ngô Trung Ƣơng. Các chỉ tiêu theo dõi theo phƣơng pháp thí nghiệm đồng ruộng hiện hành. Thời gian và địa điểm nghiên cứu: Từ tháng 02 đến tháng 06 năm 2010 tại xã Sơn thịnh, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Phương pháp xử lý số liệu: trên phần mềm thống kê IRRISTAT (ver. 5.0, 2005). KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Nhìn chung, việc trồng xen các cây che phủ có ảnh hƣởng đến đặc điểm hình thái cây ngô. Chiều cao cây ngô giữa các công thức trồng xen cây họ đậu không có sự khác biệt (dao động từ 207,1 - 211,3 cm), cao hơn chiều cao cây ngô ở công thức đối chứng trồng thuần (194,3 cm). Đồng thời, công thức 3 và 4 có chỉ tiêu về số lá tƣơng đƣơng nhau, với số lá trung bình lần lƣợt là 18,7 và 18,9 lá/cây, cao hơn công thức đối chứng (17,6 lá/cây) và công thức 2 (17,9 lá/cây) (P < 0,05) (Bảng 1). Mặc dù, việc trồng xen các cây họ đậu không làm thay đổi số bắp/cây và độ lớn của bắp, nhƣng các công thức 3 và 4 có các chỉ số về chiều dài bắp và số hạt trên bắp cao hơn công thức đối chứng. Trong đó, công thức 4 (đậu tƣơng là cây che phủ) có chỉ số chiều dài bắp cao nhất (16,8 cm), tuy nhiên có số hạt/bắp (444,7 hạt) tƣơng đƣơng về mặt thống kê với công thức 3 (424,3 hạt) (P < 0,05) (Bảng 1). Bảng 1. Các chỉ tiêu sinh trƣởng, yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây ngô Công thức Chiều cao (cm) Số lá/cây (lá) Số bắp/cây (bắp) Chiều dài bắp (cm) Đƣờng kính bắp (cm) Số hạt/bắp (hạt) Năng suất thực thu (tạ/ha) 1 (Đ/C) 194,3 (b) 17,6 (b) 0,98 14,4 (a) 3,7 365,1 (a) 63,6 (a) 2 207,1 (a) 17,9 (b) 0,95 14,5 (a) 3,9 383,3 (a) 63,4 (a) 3 208,5 (a) 18,7 (a) 0,95 15,8 (b) 3,9 424,3 (b) 73,8 (b) 4 211,3 (a) 18,9 (a) 0,98 16,8 (c) 4,1 444,7 (b) 79,8 (c) CV% 1,2 1,4 2,2 2,0 1,3 2,9 3,2 LSD0.05 4,32 0,48 0,04 0,57 0,93 22,2 4,2 P-value * * ns * ns * * Ghi chú: các chữ số trong các cột thể hiện sự sai khác có ý nghĩa.* P < 0,05; ns: sai khác không có ý nghĩa. Đ/C: công thức đối chứng. Số liệu được xử lý trên phần mềm IRRISTAT (ver.5.0) Hình 1. Biểu đồ năng suất ngô hạt ở các công thức Ngô thí nghiệm 0 50 100 1 (Đ/C) 2 3 4 T ạ /h a Công thức Năng suất thực thu (tạ/ha) Hà Minh Tuấn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 93 - 97 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 Theo Adeoye K.B. (1984), việc sử dụng cây che phủ trong canh tác Ngô tại Nigeria đã làm tăng giá trị các yếu tố cấu thành năng suất và do đó đã tăng năng suất lên 657kg/ha so với công thức đối chứng trồng ngô thuần. Đồng thời, các kết quả nghiên cứu của Viện khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc đã cho thấy, việc kết hợp trồng cây lạc dại (Arachis pintoi) (là một trong những cây trồng họ đậu) với một số cây ăn quả tại Bắc Kạn, Điện Biên, Sơn La và cây điều tại Tây Nguyên đã góp phần làm tăng năng suất cây trồng rõ rệt. Đối với ngô nƣơng, việc trồng xen lạc dại đã làm chỉ số của các yếu tố cấu thành năng suất, dẫn đến làm tăng năng suất ngô từ 23 - 68% tại Chợ Đồn, Bắc Kạn (2001 - 2002) (NOMAFSI 2010). Trong thí nghiệm này, việc trồng xen các cây đậu đen và đậu tƣơng đã làm tăng các yếu tố cấu thành năng suất của cây ngô. Do vậy, năng suất thực thu ở hai công thức 3 và 4 đều cao hơn hai công thức còn lại. Trong đó, năng suất của công thức 4 (79,8 tạ/ha) cao nhất trong các công thức thí nghiệm, thấp nhất là công thức đối chứng trồng thuần (63,6 tạ/ha) và công thức trồng xen lạc (63,4 tạ/ha) (P < 0,05) (Bảng 1, Hình 1). Việc sử dụng cây trồng xen đã có hiệu quả rõ rệt, thể hiện ở khả năng kiểm soát xói mòn, bổ sung một khối lƣợng chất xanh tƣơng đối lớn trả lại cho đất. Đồng thời, có thể thu nhập thêm từ một số loại cây trồng xen. Kết quả cho thấy, các công thức trồng xen cây họ đậu đều có khả năng kiểm soát xói mòn tốt hơn so với công thức đối chứng. Trong đó, các công thức 3 (đậu đen là cây trồng xen) và công thức 4 (đậu tƣơng là cây trồng xen) có lƣợng đất bị xói mòn thấp hơn nhiều so với công thức đối chứng trồng ngô thuần, với lƣợng đất bị xói mòn lần lƣợt là 7,6 tấn/ha và 5,1 tấn/ha, giảm 62,4 và 72,8% so với công thức đối chứng (20,3 tấn/ha) (P < 0,05). Đồng thời, công thức trồng xen cây đậu tƣơng (công thức 4) có khả năng hạn chế xói mòn hơn công thức trồng xen cây đậu đen (công thức 3) (P < 0,05) (Bảng 2). Kết quả này tƣơng tự với kết quả nghiên cứu trƣớc của tác giả Lê Quốc Doanh (2004, trích trong Nguyễn Quang Ti 2009), việc kết hợp làm tiểu bậc thang và trồng một số loại cây che phủ trên đất dốc từ 20-25 0 đã làm giảm tới 84,5% lƣợng đất xói mòn so với ngô trồng thuần. Đồng thời, các cây trồng xen và cây trồng chính còn cung cấp một lƣợng chất xanh khá lớn sau thu hoạch, các chất xanh này vừa có thể đƣợc sử dụng làm phân bón, hoặc làm vật liệu che phủ cho vụ sau (Nguyễn Viết Khoa et al. 2008, p. 37). Trong thí nghiệm này, tổng khối lƣợng chất phủ của các công thức trồng xen cây họ đậu đều cao hơn so với công thức đối chứng, trong đó công thức 4 (14,37 tấn/ha) có chỉ tiêu cao hơn các công thức khác về mặt thống kê. Ngoài ra, các cây trồng xen nhƣ lạc, đậu đen và đậu tƣơng đã góp phần làm tăng thu nhập cho ngƣời dân nhờ việc thu hoạch củ, với năng suất lần lƣợt là 5,73; 1,33 và 1,43 tạ/ha (P < 0,05; Bảng 2). Một trong những đặc thù của cây họ đậu là có khả năng cố định đạm và làm tăng độ phì đất, hỗ trợ cây trồng chính phát triển và cho năng suất (Vũ Thống Nhất 2009). Trong thí nghiệm này, các công thức trồng xen có sự tăng lên đáng kể về hàm lƣợng N, P2O5 và K2O sau thí nghiệm. Trong đó, trồng xen cây đậu tƣơng (Công thức 4) có sự tăng lên rõ rệt nhất về các chỉ tiêu trên với số liệu lần lần lƣợt là 0,03; 0,06 và 0,06% so với trƣớc thí nghiệm (Bảng 3). Riêng công thức đối chứng trồng ngô thuần, các chỉ tiêu N, P2O5 và K2O sau thí nghiệm giảm đi lần lƣợt là 0,02; 0,04 và 0,10% (Bảng 3). Bảng 2. Khả năng kiểm soát xói mòn, khối lƣợng chất phủ và năng suất cây trồng xen Công thức Lượng đất xói mòn (tấn/ha) Khối lượng cây trồng xen (tấn/ha) Khối lượng thân lá ngô (tấn/ha) Khối lượng chất phủ (tấn/ha) Năng suất quả khô (tạ/ha) 1 (Đ/C) 20,20 (a) 0,00 (a) 9,41 (a) 9,41 (a) 0,00 (a) 2 12,52 (b) 1,62 (b) 9,63 (a) 11,26 (b) 5,73 (b) 3 7,63 (c) 1,75 (bc) 11,42 (c) 13,17 (c) 1,33 (c) 4 5,13 (d) 1,77 (c) 12,60 (d) 14,37 (d) 1,43 (c) CV% 11,0 5,1 3,6 3,3 14,2 Hà Minh Tuấn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 93 - 97 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 96 LSD0.05 2,07 0,14 0,73 0,77 0,44 Bảng 3. Các chỉ tiêu về biến động hoá tính của đất sau thí nghiệm Công thức N (%) P205 (%) K2O (%) Trƣớc thí nghiệm Sau TN Tăng (%) Trƣớc thí nghiệm Sau TN Tăng (%) Trƣớc thí nghiệm Sau TN Tăng (%) 1 (Đ/C) 0,15 0,13 - 0,02 0,11 0,07 -0,04 0,29 0,19 -0,10 2 0,15 0,16 0,01 0,11 0,17 0,05 0,29 0,31 0,03 3 0,15 0,16 0,01 0,11 0,16 0,04 0,29 0,32 0,03 4 0,15 0,18 0,03 0,11 0,19 0,06 0,29 0,35 0,06 Ghi chú: Trước khi trồng xen cây họ đậu, mẫu đất được lấy chung cho toàn bộ khu thí nghiệm. Các chỉ tiêu được phân tích theo quy trình của Viện Khoa học sự sống, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đ/C: đối chứng; TN: thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu trên tƣơng tự nhƣ kết quả nghiên cứu của tác giả Vũ Thống Nhất (2009), khi nghiên cứu về ảnh hƣởng của việc trồng xen cây họ đậu trên vƣờn chè ở thời kỳ kiến thiết cơ bản đã chứng minh khả năng làm tăng hàm lƣợng dinh dƣỡng (N, P2O5 và K2O) và mùn trong đất của các loại cây họ đậu và do đó làm tăng độ phì của đất. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận - Trong điều kiện trồng cây ngô tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái, việc trồng xen các loại cây đậu đen và đậu tƣơng là rất cần thiết trong việc hỗ trợ cây trồng chính sinh trƣởng, hạn chế xói mòn và cỏ dại, làm tăng độ phì của đất. Trong đó, công thức trồng xen đậu tƣơng với ngô có hiệu quả cao hơn cả, tăng 16,2 tạ/ha so với phƣơng pháp trồng ngô thuần. Đề nghị - Để có kết luận chính xác hơn chúng tôi xin đề nghị tiếp tục nghiên cứu đề tài này trong thời gian tới. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Adeoye, KB 1984, 'Influence of Grass mulch on Soil Temperature, Soil moisture, and Yield of Maize and Gero Millet in a Savanna Zone soil', Journal of Agricultural Research, no. 2, pp. 87-9. [2]. Farnham, DE, Benson, GO & Pearce, RB 2003, 'Corn perspective and culture', in PJ White & L Johnson (eds), Corn chemistry and technology, American Association of Cerial Chemicals, Inc. St. Paul, Minesota, pp. 1-33. [3]. Hoobs, L 2003, 'Corn Sweeteners', in PJ White & LA Johnson (eds), Corn: Chemistry and Technology, 2 edn, American Association of Cerial Chemicals, Inc. St. Paul, Minesota, USA, pp. 635-69. [4]. McCutheon, A 2008, Bioethanol in Victoria, Department of Primary Industries, Victoria, Australia, viewed 20 April 2011, < crops/crop-production/bioethanol-in-victoria>. [5]. Nguyễn-Hƣơng-Trà 2008, Trồng xen băng cây phân xanh, Báo Nông nghiệp Việt Nam, viewed 25 April 2011, < vn/61/158/45/89/89/11109/Default.aspx>. [6]. Nguyễn Minh Tuấn, (2009), Giới thiệu tổng quát về tỉnh Yên Bái, Sở Thông tin và Truyền thông tỉnh Yên Bái, viewed 21 April 2011, < x>. [7]. Nguyễn-Quang-Ti (2009), Phương pháp mới canh tác ngô trên đất dốc, Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc, Phú Thọ. [8]. Nguyễn Viết Khoa, Võ Đại Hải & Vũ Đức Thanh, (2008), Kỹ thuật canh tác trên đất dốc, Trung tâm khuyến nông quốc gia, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Nxb Nông nghiệp Hà Nội. [9]. NOMAFSI 2006, Nghiên cứu áp dụng các biện pháp che phủ đất phục vụ phát triển bền vững nông nghiệp vùng cao, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc (NOMAFSI), viewed 22 April 2011, < e1=51&msgId=182>. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 97 [10]. NOMAFSI 2010, Lạc dại (Arachis pintoi) - một loài cây che phủ cải tạo đất, cây thức ăn gia súc và cây cảnh triển vọng, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc, viewed 25 April 2011, < 76&mno=0&ms=411>. [11]. OGTR 2008, The Biology of Zea Mays L. ssp mays (maize or corn), Office of Gene Technology Regulator, Department of Health and Ageing, Australian Government, ACT, Australia. [12]. Paliwal, RL 2000a, 'Introduction to maize and its importance', in Tropical maize: Improvement and Production, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, pp. 1-3. [13]. Paliwal, RL 2000b, 'Uses of Maize', in RL Paliwal, G Granados, HR Laffite & AD Vlollc (eds), Tropical maize:Improvement and production, Food and Agriculture Organisation of the United Nations, Rome, pp. 45-57. [14]. PBO 1994, The biology of Zea mays (L.) (Maize), Plant Biosafety Office, Plant Products Directorate, Canadian Food Inspection Agency, Ontario. [15]. Phan Thị Vân 2010, Bài giảng cây ngô, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Thái Nguyên. [16]. Phùng Quốc Hiển, (2005), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Văn Chấn thời kỳ 2001-2010 và đến 2015, Uỷ Ban Nhân dân tỉnh Yên Bái, viewed 22 April 2011, < Pages/dinhhuongphattrien.aspx>. [17]. Trần Lâm Đƣờng (2008), Mô hình nông - lâm kết hợp, giải pháp bình ổn cuộc sống cho người nông dân, Trung tâm Tin học và Thống kê, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, viewed 22 April 2011, < VN/64/109/18120/Default.aspx>. [18]. TTKNQG 2008, Ứng dụng kỹ thuật canh tác bền vững trên đất dốc, Trung tâm khuyến nông quốc gia, viewed 22 April 2011, < dung-ky-thuat-canh-tac-ben-vung-tren-111at- doc/view>. [19]. Vũ Thống Nhất, (2009), 'Nghiên cứu ảnh hƣởng của trồng xen cây họ đậu đến chè kiến thiết cơ bản tại Phú Hộ', Msc. thesis, Trƣờng Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên. [20]. White, PJ 1994, 'Properties of corn starch', in AR Hallauer (ed.), Specialty corns, CRC Press Inc., Boca Raton, USA, pp. 29-54. SUMMARY STUDY ON THE EFFECTIVENESS OF SOME LEGUMINOUS COVER CROPS ON UPLAND MAIZE CULTIVATION IN YEN BAI PROVINCE Ha Minh Tuan*, Nguyen Minh Tuan, Nguyet Viet Hung College of Agricultere and Forestry - TNU Leguminous crops, including peanut, black bean and soybean were intercropped with maize (ver. LVN99) on a sloping area of Van Chan district, Yen Bai province to evaluate the effectiveness regarding growth and development of maize, soil and weed control as well as the changes in soil chemical properties in comparison with the conventional monocropping of maize. The results showed that intercropping maize with black bean and soybean resulted in the increased growth and yield of maize. Additionally, reduced soil erosion, weed development and increased soil fertility were evident. Of those, intercropping between maize and soybean was the most effective treatment with an increase of 0.162 ton/ha compared to the control treatment. Key words: Cover crops, maize, soil erosion, intercropping. * Tel: 0979759141; Email: hatuan.tuaf@gmail.com