Ứng dụng tiến bộ KHKT trong xây dựng mô hình canh tác lúa thông minh trên vùng đất phèn mặn thích ứng với biến đổi khí hậu A A

09/10/2019
Kiên Giang là tỉnh có lợi thế về nông nghiệp, tỉnh đang tập trung xây dựng nền nông nghiệp hiện đại theo hướng giá trị gia tăng cao và phát triển bền vững, dựa trên cơ sở phát huy lợi thế so sánh vùng, gắn với nhu cầu thị trường nội địa và xuất khẩu. Tỉnh có 4 tiểu vùng sinh thái gồm: Tứ giác Long Xuyên; Tây sông Hậu; Vùng U Minh Thượng; Đảo và hải đảo, mỗi tiểu vùng đều có lợi thế riêng.

1. Mở đầu

            Kiên Giang là tỉnh có lợi thế về nông nghiệp, tỉnh đang tập trung xây dựng nền nông nghiệp hiện đại theo hướng giá trị gia tăng cao và phát triển bền vững, dựa trên cơ sở phát huy lợi thế so sánh vùng, gắn với nhu cầu thị trường nội địa và xuất khẩu. Tỉnh có 4 tiểu vùng sinh thái gồm: Tứ giác Long Xuyên; Tây sông Hậu; Vùng U Minh Thượng; Đảo và hải đảo, mỗi tiểu vùng đều có lợi thế riêng. Cây lúa là cây trồng chủ lực của tỉnh, trong những năm qua sản xuất lúa của tỉnh không ngừng phát triển và tăng cả về năng suất và sản lượng. Theo kết quả báo cáo tổng kết ngành Nông nghiệp Kiên Giang năm 2018 diện tích lúa gieo trồng đạt 727.397ha, lúa chất lượng cao chiếm 76,54%, năng suất trung bình 5,68 tấn/ha, sản lượng đạt 4.260.185 tấn. Tuy nhiên, trong những năm qua, do tỉnh có trên 200 km bờ biển, cộng thêm cuối dòng sông Hậu đổ ra các cửa biển nên đã bị ảnh hưởng nhiều do biến đối khí hậu và nước biển dâng. Để tiết giảm những hạn chế trên, dự án triển khai mô hình ứng dụng tiến bộ kỹ thuật mới vào sản xuất lúa thích ứng với biến đổi khí hậu trên cơ sở ứng dụng công nghệ kết nối thế giới vạn vật (Internet of Things - IoT) nhằm nâng cao giá trị và hiệu quả lợi nhuận cho người sản xuất lúa góp phần thực hiện chương trình tái cơ cấu ngành nông nghiệp tỉnh Kiên Giang theo hướng giá trị tăng cao và bền vững.

2. Nội dung và phương pháp thực hiện

2.1. Quy mô, thời gian và địa bàn thực hiện:

- Mô hình thực hiện từ tháng 6 đến tháng 9 năm 2019, xuống giống đúng lịch thời vụ, tập trung từ ngày 08/6/2019 đến 12/6/2019 (06/5- 10/5/2019 AL).

- Diện tích 02 cánh đồng: tổng 234,7 ha (Hòn Đất 102 ha, Gò Quao 132,7 ha).

- Giống lúa sử dụng: OM2517 và DS1, cấp xác nhận 1.

- Mật độ gieo sạ: 70kg/ha (Hòn Đất) cho giống DS1 và Gò Quao 120kg/ha cho giống OM2517

2.2. Phương pháp thực hiện

- Họp dân triển khai mô hình: Mời tất cả nông dân trong hợp tác xã tham dự bàn bạc thống nhất các nội dung kế hoạch thực hiện như chính sách hỗ trợ, ngày xuống giống, kế hoạch tập huấn chuyển giao KHKT cho nông dân, những yêu cầu, quy định của mô hình và tổ hợp tác (THT) đối với nông dân;…

- Tập huấn kỹ thuật: Tổ chức 04 đợt tập huấn kỹ thuật cho bà con với 400 lượt nông dân tham dự, qua đó giúp bà con nông dân nắm được quy trình “Canh tác lúa thông minh trên vùng đất phèn mặn” với các nội dung kỹ thuật chủ yếu làm đất, quy trình bón phân Bình Điền, quản lý nước phòng trừ sâu bệnh... Đặc biệt là cách sử dụng các thiết bị theo dõi các chỉ tiêu độ mặn, nhiệt độ, pH, mực nước,... trên điện thoại thông minh.

- Theo dõi tư vấn kịp thời cho nông dân: Trong suốt vụ sản xuất cán bộ kỹ thuật phối hợp với Ban quản lý THT thường xuyên kiểm tra, tư vấn cho nông dân thực hiện các biện pháp kỹ thuật theo quy trình canh tác lúa “1 phải 6 giảm”, xử lý các tình huống dịch bệnh thực tế ngoài đồng ruộng.

- Kiểm tra, hướng dẫn nông dân ghi chép sổ nhật ký đồng ruộng theo biểu mẫu làm cơ sở cho việc tổng hợp số liệu đánh giá hiệu quả mô hình.

2.3. Đầu tư phân bón và hệ thống thiết bị IoT

- Phân bón:

+ Phân đầu trâu TE-A1: Thành phần: Đạm (Nts): 21%;  Lân (P2O5hh): 14%;  Kali (K2Ohh): 7%; Lưu huỳnh (S): 2%; 25ppm Fe; 30ppm Cu; 145ppm Zn; 105ppm B; 80ppm Mn; 70ppm n-(N-BTPT); 100ppm Maleic-Itaconic Copolymer

+ Phân đầu trâu TE-A2: Thành phần: Đạm (N): 18%; Lân (P2O5hh): 4%; Kali (K2O): 22%; Canxi (CaO): 1%; Magiê (MgO): 0,5%; Lưu huỳnh (S): 0,025%; Kẽm, Đồng, Sắt, Mangan, Bo, Molypđen, Clo

+ Phân đều trâu Mặn-phèn: Thành phần: Đạm (Nts): 4%; Lân (P2O5hh): 14%; Canxi (CaO): 20%; Silic (SiO2): 14%.

- Trang thiết bị đầu tư IoT

+ Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây, thiết bị internet kết nối vạn vật (Internet of Things) để quản lý và phân phối nước trong canh tác lúa tại mô hình.

+ Giải pháp kết hợp thông số quan trắc mực nước, ống canh tác ướt khô xen kẽ (AWD Tube) và trạm điều khiển bơm sẽ giúp người nông dân cung cấp nước ngọt vào ruộng đúng lúc, đúng thời điểm và tự động hóa.

+ Lắp đặt được 8 trạm quan trắc môi trường nước tự động và 9 ống cảm biến ước khô xen kẽ (AWD Tube) và 01 trạm bơm tưới thông minh, nông dân điều khiển trạm bơm qua Smart phone.

2.4. Quy trình canh tác áp dụng

- Cày ải phơi đất 2 tháng, độ sâu cày 15 – 20cm; Đợi mưa xuống làm đất bằng phẳng, tạo mương rãnh 6m

- Xử lý hạt giống bằng nước muối 15%  trước khi ngâm ủ

- Áp dụng mật độ sạ thưa lượng giống 70 - 120kg/ha tủy giống.

- Quản lý nước bằng ống cảm biến khô xen kẽ

- Phân bón/ha: Khuyến cáo áp dụng công thức Đầu trâu Mặn – phèn: 50 – 80 kg; Đầu trâu TE A1: 150 – 170; Đầu trâu TE A2: 120 - 160 kg tương đương lượng nguyên chất (55 – 67 kg N; 32,8 – 41,4 kg P2O5; 36,9 – 47 kg K2O).

Chia ra làm 4 lần bón:

- Lót : Đầu trâu mặn – phèn 50 – 80 kg

- Thúc lần 1: 7 – 10 NSS: Đầu trâu TE-A1: 100 kg,

- Thúc lần 2: 18 – 22 NSS: Đầu trâu TE-A1: 50 - 70 kg.

- Thúc lần 3 đón đòng: Đầu trâu TE-A2: 120 - 160 kg.

- Quản lý dịch hai

+ Không phun thuốc trừ sâu ăn lá trong 40 ngày đầu sau khi gieo sạ (FPR).

+ Áp dụng IPM trong phòng dịch hại.

+ Áp dụng nguyên tắc 4 đúng khi sử dụng thuốc.

2.5. Các chỉ tiêu theo dõi: 

- Chiều cao cây (cm): Ghi nhận ở thời điểm 15, 30, 45, 60 NSS và trước thu hoạch 5 ngày. 

- Chiều dài rễ (cm): Ghi nhận ở thời điểm 15, 30, 45 NSS.

- Số chồi/m2: Ghi nhận ở các thời điểm 20, 40 và 65 NSS.

- Chiều dài lá dòng (cm): Đo vào giai đoạn trổ 65 NSS.

- Chiều dài bông (cm): Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày

- Số bông/m2: Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày.

- Số hạt/bông: Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày

- Tỷ lệ hạt chắc(%): Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày

- Số hạt chắc/bông:  Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày

- Trong lượng 1000 hạt (W14%, g): sấy và cân ở ẩm độ 14%

- Năng suất lý thuyết: Ghi nhận vào thời điểm trước thu hoạch 5 ngày

- Năng suất thực tế: Thu hoạch khi lúa có khoảng 85% số hạt chắc chín vàng (ghi nhận NSTT toàn lô)

- Hiệu quả kinh tế: tổng chi, tổng thu, lợi nhuận, giá thành, hiệu quả sử dụng đồng vốn

3. Kết quả thực hiện

- Nông dân áp dụng cơ bản đạt yêu cầu các khâu kỹ thuật đã được hướng dẫn.

- Thời vụ xuống giống thích hợp: Đúng lịch ngành nông nghiệp khuyến cáo

- Làm đất, vệ sinh đồng ruộng: Sau khi thu hoạch vụ Đông Xuân 2018-2019  nông dân trong THT chủ động cày xới, phơi đất, vệ sinh đồng ruộng.

Đại biểu tham quan mô hình canh tác thông minh tại Hòn Đất

- Sạ thưa với mật độ thích hợp: Nông dân đã thực hiện theo quy trình sạ thưa với mật độ 70 - 120 kg/ha lúa giống cấp xác nhận tỷ lệ nảy mầm tốt.

- Quản lý cỏ sớm: Xử lý cỏ bằng thuốc cỏ tiền nẩy mầm, 1-2 NSS, 8-12 NSS kiểm tra phun dặm những nơi cỏ còn sót bằng các loại thuốc hậu nẩy mầm. Kết hợp xịt thuốc với giữ nước đầu vụ để ém cỏ đã cho kết tương đối tốt.

- Quản lý nước: Nông dân thực hiện khá tốt biện pháp quản lý nước trên điện thoại thông minh nhờ các trạm theo dõi nước tự động trên ruộng: Trước khi sạ, nông dân bón lót phân Bình Điền mặn phèn. 5-7 NSS đưa nước vào ruộng, giữ mực nước 3-5 cm bón phân đợt 1 phân Bình điền A1, tới 20 NSS bón phân đợt 2 phân Bình điền A1, khống chế cỏ, dặm lúa. Sau khi bón phân đợt 2 khoảng 4-5 ngày khai nước ra sau đó đưa nước mới vào để nước rút tự nhiên, khi ruộng khô nứt chân chim mới đưa nước vào ruộng, khi lúa có tim đèn thì đưa nước vào ruộng bón phân đợt 3 phân Bình điền A2, sau đó tiếp tục quản lý nước khô ướt xen kẽ, giúp rễ lúa ăn sâu, cây lúa cứng, khoẻ, tăng khả năng kháng chịu sâu bệnh, chống đổ ngã.

- Bón phân:

+ Quy trình bón phân được thực hiện cơ bản theo công thức: (định mức 1 ha) và hướng dẫn nông dân điều chỉnh lượng phân bón tuỳ thuộc tình hình sinh trưởng của cây lúa.

+ So sánh lượng phân bón của nông dân trong và ngoài mô hình: Tại Gò Quao tổng lượng phân bón giảm so với ngoài mô hình trung bình các loại 40 kg/ha và Hòn Đất giảm 30 kg/ha.

- Tình hình quản lý dịch bệnh của nông dân: Nhờ áp dụng tốt các biện pháp kỹ thuật trong canh tác lúa và sự hướng dẫn của các chuyên gia nông nghiệp, bón phân cân đối, quản lý dịch hại tổng hợp, đặc biệt là sử dụng phân chuyên dùng cho vùng đất phèn mặn của Công ty Cổ phần phân bón Bình Điền nên cây lúa sinh trưởng phát triển tốt, ít sâu bệnh. Trong suốt vụ chỉ có xuất hiện: Sâu cuốn lá rải rác, bệnh đạo ôn, cháy bìa lá, vào thời điểm lúa được 45 - 75 ngày, nông dân phải xịt thuốc 3 lần. Trung bình số lần xịt thuốc phòng trị các đối tượng sâu, bệnh, cỏ,… là 4 lần/vụ, giảm được 1 - 3 lần xịt so với ngoài mô hình.

Kết quả trình bày Bảng 1 cho thấy các thành phần năng suất như số bông/m2, số hạt/bông, số hạt chắc/bông và tỷ lệ hạt chắc ở ruộng trình diễn đều lớn hơn ruộng đối chứng. Số bông/m2 ruộng trình diễn đạt trung bình 494 bông/m2, cao hơn ruộng đối chứng 4 bông/m2, số hạt/bông ruộng trình diễn cao hơn ruộng đối chứng 3 hạt và số hạt chắc/bông cao hơn 6 hạt. Áp dụng quy trình canh tác lúa thông minh có sử dụng Canxi, silic, giúp cải thiện một phần độ mặn, ngăn chặn sự mất đạm, tăng hiệu quả sử dụng phân lân từ đó giúp lúa ra rễ mạnh tác động đến sự phát triển của bộ rễ cây lúa, giúp cây lúa hấp thu tốt dinh dưỡng đưa đến tăng sự phát triển thân lá của cây lúa, dẫn đến gia tăng thành phần năng suất. Theo Kenneth et al. (1996) số bông trên một đơn vị diện tích là thành phần năng suất quan trọng nhất và đóng góp 89% sự biến động về năng suất. Bên cạnh số bông/m2 thì số hạt chắc/bông và trọng lượng 1000 hạt cũng là 2 thành phần năng suất quan trọng góp phần vào năng suất cuối cùng của một giống lúa. Năng suất ước tính thực tế ở ruộng trình diễn đạt trung bình 6,9 tấn/ha, ở ruộng đối chứng đạt trung bình 6,4 tấn/ha, điều này cho thấy áp dụng quy trình canh tác lúa thông minh giúp gia tăng năng suất lúa trên đất phèn nhiễm mặn. 

Bảng 01. Chỉ tiêu nông học cây lúa

Chỉ tiêu theo dõi

Mô hình trình diễn

Mô hình đối chứng

Mật độ sạ (kg)

70 – 120

100 – 180

Bông/m2

494 ± 12

490 ± 15

Hạt/bông

85 ± 5

83 ± 7

Hạt chắc/bông

70 ± 8

64 ± 8

Tỷ lệ hạt lép (%)

82,35

77,10%

- Hiệu quả kinh tế mô hình

+ Các hộ thực hiện đã giảm được phân bón, thuốc nông dược và giảm ít nhất 01 lần phun thuốc trừ sâu rầy và thuốc bệnh.

+ Giảm lượng giống: 30 – 50 kg/ha

+ Giảm lượng phân bón các loại: 10 – 45 kg/ha

+ Tổng cộng giảm chi phí được 4.195.000 đồng/ha, tổng thu tăng được 3.180.000 đồng/ha so với ngoài mô hình.

+ Điểm trình diễn áp dụng quy trình canh tác lúa thông minh ứng phó với BĐKH sử dụng phân bón chuyên dùng Đầu trâu TE A1, Đầu trâu TE A2, bón thúc các giai đoạn sinh trưởng rất phù hợp cho cây lúa. Đồng thời có bón lót phân mặn phèn Đầu trâu đã giúp cho cây lúa phát triển rất tốt ngay từ khi gieo, tạo tiền đề giúp cây lúa phát triển tốt sau này, quy trình canh tác lúa thông minh sử dụng mật độ sạ thưa, bón phân cân đối hợp lý, từ đó giúp giảm chi phí, gia tăng hiệu quả kinh tế, lợi nhuận thu được của ruộng trình diễn 19.258.000 đồng/ha và đối chứng thu được 11.883,000 đồng/ha, hiệu quả sử dụng đồng vốn (B/C) của điểm trình diễn là 1,73 lần trong khi đó các điểm đối chứng chỉ đạt 0,91 lần. Kết quả đạt hiệu quả cao hơn là do điểm trình diễn áp dụng quy trình canh tác lúa thông minh ứng phó với BĐKH, trong đó: Giảm lượng giống gieo sạ; bón phân cân đối giảm lượng đạm; quản lý dịch hại tổng hợp theo IPM; không phun thuốc trừ sâu 40 ngày sau sạ nhằm bảo vệ thiên địch; ứng dụng hệ thống ống cảm biến canh tác ướt khô xen kẽ giúp giám sát mực nước trên bề mặt ruộng ứng dụng trên điện thoại di động giúp người nông dân giám sát mực nước canh tác, nhận thông báo đóng mở van để cung cấp nước khi cần thiết; sử dụng phân Đầu trâu mặn - phèn lót kết hợp Đầu trâu TE A1, Đầu trâu TE A2; bón thúc có tác dụng khử chua, khử độc, hạ phèn và mặn cho đất; giảm thất thoát đạm và tăng hiệu quả sử dụng phân lân, giúp cây trồng tăng khả năng quang hợp, tổng hợp protein và chuyển hoá chất dinh dưỡng tốt, từ đó làm tăng năng suất.

Hiệu quả kinh tế mô hình canh tác lúa thông minh

4. Kết luận

- Lượng giống gieo sạ 70 - 100 kg/ha đạt hiệu quả cao, giảm chi phí về giống, giảm lượng phân bón và thuốc BVTV,…

- Áp dụng quy trình canh tác lúa thông minh ứng phó với biến đổi khí hậu có chi phí thấp hơn so với đối chứng 4.195.000 đồng/ha, giá thành bình quân 2.468 đồng/kg và giảm được 915 đồng/1kg lúa, lợi nhuận thu về cao hơn so với đối chứng 7,375,000 đồng/ha và hiệu quả sử dụng đồng vốn B/C cao hơn 0,82 lần.

- Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây, thiết bị Internet Kết nối thế giới vạn vật (Internet of Things - IoT) điện mặt trời (solar energy) và mạng cảm biến để quản lý vận hành hợp tác xã canh tác lúa thông minh hiệu quả và thích ứng với điều kiện BĐKH là phù hợp trong tình hình hiện nay góp phần thực hiện chương trình tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng giá trị tăng cao và bền vững của tỉnh./.

TS.Đỗ Minh Nhựt, TS.Nguyễn Xuân Niệm và ThS.Lê Văn Dũng
Thư viện ảnh
Hoạt động thể thao
Video
Web liên kết
Quảng cáo