Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG NGHIệP I PGS.TS trần đức viên - ts nguyễn lâm Chủ biên: PGS.TS trần đức viên giáo trình sinh thái học đồng ruộng NHà XUấT BảN NÔNG NGHIệP Hà NéI - 2006 LỜI NÓI ÐẦU T rong hệ sinh thái lục địa hệ sinh thái đồng ruộng nơi có biến đổi tự nhiên sâu sắc kể từ có lồi người đến Trong lịch sử phát triển sinh thái học, môn phát triển sinh thái học liên hệ với rừng, sau với đồng cỏ, ao hồ, sau xây dựng sinh thái học liên quan với đồng ruộng Loài người bắt đầu làm ruộng vào cuối thời đại đồ đá cũ (trước công nguyên khoảng 7.000 năm), so với lịch sử lâu dài triệu năm lồi người phải nói gần Trong q trình phát triển nơng nghiệp, trí tuệ lồi người khơng dừng lại việc điều khiển mơi trường sống cho trồng, mà tiến lên điều khiển di truyền thực vật Sự phát triển nông nghiệp đại đặt nhiều vấn đề cần giải Khuynh hướng tăng việc đầu tư, thực chất đầu tư lượng hoá thạch, để thay dần cho nguồn lợi tự nhiên làm môi trường sống bị hủy hoại Do đấy, cần phải phát triển nông nghiệp dựa nhiều vào việc khai thác hợp lý nguồn lợi tự nhiên hệ sinh thái bảo vệ môi trường sống Ðó nhiệm vụ số sinh thái học nơng nghiệp - sở việc bố trí cấu trồng vật nuôi hợp lý vùng sản xuất nông nghiệp Sự phát triển kinh tế - xã hội đặt yêu cầu ngành nông nghiệp phải phấn đấu để tăng suất trồng Ruộng trồng suất cao hệ sinh thái hoạt động hài hoà, đạt cân đối yếu tố cấu thành Do đấy, thực chất kỹ thuật tăng suất trồng kỹ thuật điều khiển hoạt động hệ sinh thái đồng ruộng suất cao Giáo trình "Sinh thái học đồng ruộng" bao gồm chương Chương I cung cấp khái niệm chung hệ sinh thái đồng ruộng Chương II mô tả cấu trúc chức hệ sinh thái đồng ruộng Chương III mô tả vận động hệ sinh thái đồng ruộng liên quan đến nhân tố ánh sáng, đất đai, trồng, cỏ dại, tuần hồn vật chất phân bón Chương IV giới thiệu biện pháp điều khiển hệ sinh thái đồng ruộng Chương V giúp cho người học, đặc biệt sinh viên sau đại học hệ thống hoá khối kiến thức học kỹ thuật học hệ thống hệ sinh thái đồng ruộng Để giúp học tốt mơn này, chương có phần đầu giới thiệu nội dung, mục đích yêu cầu sinh viên Sau chương, có trình bày phần tóm tắt, câu hỏi ơn tập tài liệu đọc thêm Phần cuối giáo trình danh mục tài liệu tham khảo phần từ vựng (Glossary) để mô tả khái niệm định nghĩa quan trọng sử dụng giáo trình Giáo trình tổng hợp kiến thức có nhiều môn khoa học liên quan dành cho sinh viên bậc đại học sau đại học chuyên ngành trồng trọt Điểm mấu chốt giáo trình giúp cho người học phương pháp tư tổng hợp thông qua phương pháp tiếp cận hệ thống nhiều nước giới áp dụng thay cho nhìn đơn lẻ trước Đối với sinh viên cao học nghiên cứu sinh, tài liệu tốt giúp nhà nghiên cứu lựa chọn biện pháp nghiên cứu phù hợp Với thời lượng có hạn dành cho sinh viên bậc đại học (2 đơn vị học trình), nên sinh viên cần nắm nguyên lý sinh thái học áp dụng cho chuyên ngành trồng trọt Đồng thời công thức phương trình tốn học giáo trình tài liệu bổ sung cho khối kiến thức khơng có nội dung thi sinh viên Trong trình giảng dạy, giáo viên hướng dẫn sinh viên lồng ghép kiến thức sinh thái học đồng ruộng với khối kiến thức rải rác môn học chuyên ngành sở thông qua buổi thảo luận nhóm seminar Chúng tơi hy vọng người học thấy được, có mối liên hệ sinh thái học hệ sinh thái thiên nhiên với hệ sinh thái đồng ruộng đặt sở sáng tạo hệ thống sản xuất nơng nghiệp bền vững từ tìm đường trì suất cao nơng nghiệp Do hạn chế thời gian trình độ, chắn giáo trình "Sinh thái học đồng ruộng" cịn nhiều khiếm khuyết, mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp đơng đảo bạn đọc Tác giả xin chân thành cảm ơn sẵn lịng tiếp thu ý kiến để nội dung giáo trình hồn thiện CÁC TÁC GIẢ Chương I ĐỒNG RUỘNG VÀ SINH THÁI HỌC ĐỒNG RUỘNG Nội dung Bên cạnh sinh thái học nông nghiệp, sinh thái học đồng ruộng đóng góp phần khơng nhỏ vào phát triển nông nghiệp bền vững Ðây môn khoa học tổng hợp nghiên cứu mối quan hệ trồng với thành phần sinh vật khác (con người, động vật, vi sinh vật, nấm cỏ dại) thơng qua dịng trao đổi vật chất, thông tin lượng môi trường ánh sáng, nhiệt độ, khơng khí, nước, độ ẩm, đất đai, Trong suốt trình phát triển nông nghiệp, sinh vật chủ đạo đồng ruộng có thay đổi sâu sắc (về thành phần giống, suất, kiểu hình, chất lượng, khả chống chịu, v.v ) Ðồng thời, người tạo vùng phân bố đặc trưng cho kiểu đồng ruộng khác Chính vậy, hệ sinh thái đồng ruộng xuất với cấu trúc chức đặc trưng cụ thể cho vùng Các nội dung đề cập chương I: Khái niệm chung sinh thái học đồng ruộng Quá trình hình thành phát triển đồng ruộng Cấu trúc chức hệ sinh thái đồng ruộng Ảnh Hệ canh tác nương rẫy tổng hợp người Tày Ðà Bắc, Hịa Bình: Ruộng bậc thang thung lũng, nương lúa sắn lưng chừng đồi rừng tái sinh đỉnh đồi Mục tiêu Sau học xong chương này, sinh viên cần nắm vững: Khái niệm, nội dung, đối tượng sinh thái học đồng ruộng Sự hình thành phát triển đồng ruộng 1 Khái niệm chung sinh thái học đồng ruộng 1.1 Ý nghĩa tác dụng sinh thái học đồng ruộng Từ trước đến có nhiều nghiên cứu mơi trường trồng - đối tượng sản xuất nông nghiệp Nhưng phần nhiều nhằm vào ảnh hưởng điều kiện môi trường riêng biệt thổ nhưỡng, khí hậu, cỏ dại trồng; nghiên cứu coi đồng ruộng hệ thống cấu thành từ loài người vi sinh vật Hệ sinh thái đồng ruộng đặt ngang hàng với hệ sinh thái tự nhiên rừng, đồng cỏ, vực nước, lục địa Thuật ngữ ”hệ sinh thái đồng ruộng” gần có vị trí rõ ràng sinh thái học ứng dụng Hệ sinh thái đồng ruộng hệ thống với quần thể quần thể trồng trung tâm tương tác chặt chẽ với môi trường xung quanh bao gồm ánh sáng, khơng khí, nước, địa hình, đất đai, cỏ dại, côn trùng, vi sinh vật, động vật, v.v (hình 1.1) Hệ sinh thái đồng ruộng hệ sinh thái sinh quyển, nguyên tắc, phương pháp cách nghiên cứu sinh thái học thích hợp với Ngược lại, quy luật phương pháp mà sinh thái học đồng ruộng tìm vận dụng cho lĩnh vực sinh thái học khác So với sinh thái học nông nghiệp hay sinh thái học trồng mà nội dung chủ yếu địa lý học sinh thái trồng sinh thái học đồng ruộng có đặc điểm tiến hành nghiên cứu hệ sinh thái cách tổng hợp động Lớp đất (cm) Phân tích tổng hợp động thái hệ sinh thái đồng ruộng (liên hệ lẫn toàn thành phần hệ sinh thái) Quá trình sản xuất quần thể trồng hệ sinh thái đồng ruộng Hệ sinh thái đồng ruộng Cây trồng Liên hệ lẫn hệ sinh thái hệ sinh thái lục địa Nghiên cứu nêu rõ hệ sinh thái mơi trường người điều khiển Hình 1.1 Phạm vi nghiên cứu sinh thái học đồng ruộng Mặt khác, nói cân tồn hệ thống, trình độ điều khiển kỹ thuật nơng nghiệp hệ sinh thái đồng ruộng cách xa mong muốn Thí dụ, tìm cách ức chế loại cỏ dại phát triển dẫn đến nhà xuất nông nghiệp 167/6 - Đờng Phơng Mai - Đống Đa - Hà Nội ĐT: 5763470 - 8521940 FAX: (04) 5760748 chi nhánh nxb nông nghiệp 58 Nguyễn BØnh Khiªm - QuËn - Tp Hå ChÝ Minh §T: 8297157 - 8299521 FAX: (08) 9101036 Chịu trách nhiệm xuất NGUYỄN CAO DOANH Biên tập sửa in NGUYỄN THẾ HẢI Trình bày, bìa TRẦN VŨ 63 - 630 NN - 2006 - 202/78 - 06 In 1.000 bản, khổ 19 x 27cm Xưởng in NXB Nông nghiệp Giấy xác nhận đăng ký KHXB số 360-2006/CXB/202 - 78/NN CXB cấp ngày 9/5/2006 In xong nộp lưu chiểu quý III/2006 ... sinh thái học đồng ruộng tìm vận dụng cho lĩnh vực sinh thái học khác So với sinh thái học nông nghiệp hay sinh thái học trồng mà nội dung chủ yếu địa lý học sinh thái trồng sinh thái học đồng ruộng. .. Chương I ĐỒNG RUỘNG VÀ SINH THÁI HỌC ĐỒNG RUỘNG Nội dung Bên cạnh sinh thái học nông nghiệp, sinh thái học đồng ruộng đóng góp phần khơng nhỏ vào phát triển nông nghiệp bền vững Ðây môn khoa học tổng... này, sinh viên cần nắm vững: Khái niệm, nội dung, đối tượng sinh thái học đồng ruộng Sự hình thành phát triển đồng ruộng 1 Khái niệm chung sinh thái học đồng ruộng 1.1 Ý nghĩa tác dụng sinh thái