Giáo trình phân tích hệ thống môi trường nông nghiệp phần 6 pptx

69 b) ðất là một vật thể sống ðất không phải chỉ ñơn giản có vai trò vật lí (làm giá ñỡ, giữ nước và chất dinh dưỡng), mà ñất còn là một vật thể sống, ở ñó có hằng hà sa số các vi sinh vật ñất. Hoạt ñộng của các vi sinh vật này quyết ñịnh ñộ phì nhiêu và “sức khoẻ” của ñất. Là một vật thể sống nên ñất rất cần ñược nuôi dưỡng, chăm sóc. Những ñiều kiện sau ñây bảo ñảm cho ñất sống: (1) cung cấp thường xuyên chất hữu cơ cho ñất, (2) phủ ñất thường xuyên ñể chống xói mòn, (3) khử hay giảm thiểu tối ña các yếu tố gây hại trong ñất (hoá chất NN). c) Tái chu chuyển Trong rừng tự nhiên có một vòng chu chuyển dinh dưỡng dựa vào ñất. Mọi cái bắt ñầu từ ñất và cuối cùng lại trở về với ñất. Do vòng chu chuyển này mà mọi cái ñều có vị trí trong tự nhiên, mọi cái ñều cần cho nhau và hỗ trợ lẫn nhau. Vòng chu chuyển này là vấn ñề mấu chốt trong sử dụng hợp lí tài nguyên. Còn trong NN, vòng chu chuyển này luôn bị rối loạn và từ ñó làm nảy sinh nhiều vấn ñề. Trong ñất NN, hầu như mọi sản phẩm của cây trồng ñều bị lấy ñi khỏi ñất khi thu hoạch. Chỉ có một số ít chất khoáng ñược bổ sung dưới dạng bón phân hoá học; do ñó ñộ phì của ñất dễ bị cạn kiệt. Trong trường hợp chăn nuôi “thương mại”, người ta cố càng nhốt nhiều vật nuôi trong một diện tích giới hạn càng tốt; con giống, thức ăn, các loại hoá chất kích thích và tăng trọng cũng như các vật tư cần thiết cho dịch vụ thú y ñều từ bên ngoài. Thu nhập có thể tăng, nhưng tạo ra hiện tượng quá thừa chất hữu cơ cục bộ do các loại chất thải, và ñiều ñó là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Và như vậy là xét trong toàn cục thì ñó là lối sản xuất không bền vững. Xu hướng chuyên môn hoá trong sản xuất cũng làm người ta thiếu tỉnh táo khi xem xét mối quan hệ giữa ngành chuyên môn hoá ấy với các thứ khác, với ñiều kiện môi trường và tài nguyên xung quanh. Vấn ñề quan trọng là phải tìm cách tái lập ñược vòng chu chuyển: tạo ra mối quan hệ ñúng ñắn giữa các thành phần của hệ (cây trồng, vật nuôi, thuỷ sản, cây rừng ) ñể có lợi cho từng thành phần nhưng ñồng thời có lợi cho toàn bộ. Tái chu chuyển là ñiểm mấu chốt trong việc sử dụng tài nguyên ngoài ñồng, trong vườn, và giảm bớt sự lệ thuộc vào nguồn lực bên ngoài. d) Cấu trúc nhiều tầng Nguồn lực thực sự tạo ra sinh khối là năng lượng ánh sáng mặt trời, nước mưa và khí CO 2 . Sản lượng sinh khối trong rừng tự nhiên luôn luôn cao hơn sản lượng trên ñất NN. Nguyên nhân là thảm thực vật nhiều tầng ở rừng có thể sử dụng tối ña các nguồn lợi; còn cấu trúc của hệ canh tác thường là nằm ngang nên không thể sử dụng với hiệu suất cao các tài nguyên này. Nếu ánh sáng mặt trời và nước mưa ñược ñất NN sử dụng thích ñáng thì chúng có thể mang lại nhiều lợi ích cho ñất. Nếu không, chính chúng lại là nguyên nhân gây hạn hán, lụt lội, xói mòn ñất. Khí hậu nhiệt ñới nắng lắm mưa nhiều càng cần xây dựng ở ñây nền NN có cấu trúc nhiều tầng. 2.7 Phương pháp duy trì bền vững ñối với ñất ðất là tài nguyên gắn bó mật thiết với sinh vật và có quan hệ hữu cơ với NN và lâm nghiệp. Trước khi sự sống xuất hiện thì không có ñất mặt mà nó chỉ ñược hình thành sau khi có sinh vật, khoảng một ngàn triệu năm trước ñây. M ột trong những mục tiêu của NNBV là cải tạo ñể phục hồi những loại ñất ñã bị tác ñộng phiến diện của con người làm cho thoái hoá, duy trì và nâng cao tiềm năng sinh học của 70 các loại ñất còn chưa bị suy thoái; và ñể cho các HST ñặc biệt như ñầm lầy, sa mạc, ñất cát ven biển, ñất ñồi núi diễn biến theo xu hướng tự nhiên có sự quản lí và ñịnh hướng của con người. Trong vườn và trang trại, NNBV chủ trương sử dụng cho hết chất dinh dưỡng nhân tạo ñể chúng không trở thành nguyên nhân gây ô nhiễm, bằng cách trồng nhiều loại cây, mỗi loại sử dụng những loại chất dinh dưỡng khác nhau, bón phân vào những lúc cây có thể sử dụng ñược tối ña a) Bón phân và giữ gìn ñất Có thể tìm thấy mô hình lí tưởng ñể bón phân và giữ gìn ñất qua rừng tự nhiên, ở ñó quá trình thêm và trả lại chất hữu cơ cho ñất là chính. Lượng mùn trong ñất bị giảm ñi vì quá trình khoáng hoá, nên việc cung cấp lại lượng mùn bị mất ñi hàng năm là hết sức cần thiết ñể giữ ñộ phì và phẩm chất của ñất. Có thể bón thêm chất hữu cơ bằng nhiều cách: lớp phủ, phân xanh, phân chuồng, phân trộn Lúc nào cũng cần phủ mặt ñất bằng một thảm thực vật hay chất hữu cơ. ðất ñể trống dễ bị mưa gió và nhiệt ñộ cao tác ñộng, dễ làm ñất bị xói mòn. Cần tránh trộn các chất hữu cơ thô (chưa phân huỷ hoàn toàn) vào ñất vì những giai ñoạn ñầu của quá trình phân huỷ cần nhiều ôxy dễ làm cho rễ cây bị thiếu ôxy, sinh ra khí metan có hại cho rễ (cây ăn lá và ăn quả rất mẫn cảm với các khí ñộc này), ñộ chua hữu cơ của ñất tăng làm rối loạn sự cân bằng vi sinh vật (nấm có hại tăng lên). Chỉ nên ñể chất hữu cơ thô lên mặt ñất làm lớp phủ. Trong những trường hợp phải trộn chất hữu cơ thô (phân xanh) với ñất, cần có thời gian ñể phân xanh phân huỷ hoàn toàn trước khi trồng cây trồng chính. Trồng cây và cỏ dọc ñường ranh giới khu ñất nhằm bảo vệ ñất khỏi bị mưa làm sụt lở và kiểm tra sự rửa trôi ở lớp ñất mặt. Về sau, khu ñất ven ranh giới này sẽ trở thành một nguồn phân hữu cơ, cỏ khô, củi ñun, thực phẩm hay gỗ xây dựng, ñồng thời có tác dụng chắn gió. Hạn chế dùng hoá chất trong NN. Các hoá chất này có thể cung cấp nhanh các chất dinh dưỡng như N.P.K hay diệt sâu bệnh, nhưng chính chúng làm mất cân bằng sinh thái ñất. Tính axit của phân hoá học làm mất hoạt tính của vi sinh vật, và chúng còn bị chết vì ñộc tính của nông dược hoá học. Mặt khác, cân bằng dinh dưỡng của cây còn bị rối loạn vì cây chỉ ñược cung cấp một số chất dinh dưỡng nhất ñịnh, do ñó dễ bị sâu bệnh hại tấn công. b) Che phủ mặt ñất và ít cày xới Phủ lên bề mặt ñất một lớp phủ gồm các loại chất hữu cơ khác nhau như cỏ, lá rụng, rơm rạ vừa có vai trò bảo vệ ñất vừa có khả năng nâng cao ñộ phì thực tế của ñất. Việc cày xới có thể giảm nếu có ñủ lớp phủ. Ưu ñiểm của lớp phủ là bảo vệ ñất khỏi tác ñộng của hạt mưa và nhiệt ñộ cao. Làm ñất kĩ ñôi khi lại là nguyên nhân của xói mòn ñất do phá vỡ liên kết trong các hạt keo ñất. Lớp phủ còn cải tiến kết cấu vật lí của lớp ñất mặt, làm tăng ñộ kết cấu, tăng khả năng giữ ẩm. Về mùa khô, lớp phủ ngăn ngừa quá trình bốc hơi và giữ ẩm. Nó còn làm tăng ñộ phì nhờ quá trình phân huỷ và tiêu biến tự nhiên. Trong khi phân huỷ, nó làm giầu và cân ñối các nguyên tố vi lượng. Các chất dinh dưỡng ít bị hao phí vì quá trình phân huỷ diễn ra trên mặt ñất, nơi cần sử dụng nhiều nhất các chất dinh dưỡng. Lớp phủ làm giảm cỏ dại. ðây là công việc ñơn giản và giảm công lao ñộng làm ñất. Tuy vậy, lớp phủ cũng có nhược ñiểm như gây nấm mốc vào mùa mưa. Nên bắt ñầu phủ ñất vào mùa khô, phơi khô vật liệu phủ trước khi dùng. Lớp phủ ñôi khi là trở ngại cho việc gieo hạt giống. Nên phủ lớp mỏng trước khi gieo hạt. 71 Nguyên liệu làm lớp phủ là bất cứ loại chất hữu cơ nào: lá cây, cỏ, mùn cưa Nếu có nhu cầu bảo vệ ñất và tránh nấm mốc gây bệnh vào mùa mưa, thì nên dùng nguyên liệu có tỉ lệ C/N cao, tức là có hàm lượng C cao (rơm rạ ); nếu muốn làm ñất màu mỡ thì dùng nguyên liệu có tỉ lệ C/N thấp (cây họ ñậu, phân trộn ). Lớp phủ “sống” là trồng một loại cây họ ðậu thấp, có khả năng bò lan nhanh. Ưu ñiểm là không cần phải thu gom nguyên liệu, bảo vệ ñất lâu dài, cung cấp thêm N cho ñất. Ở Việt Nam có thể dùng ñậu ván, ñậu triều, cỏ ba lá c) Tăng cường sử dụng phân xanh Trồng cây phân xanh (cây họ ðậu) một thời gian và trả lại toàn bộ sinh khối cho ñất. Cây phân xanh có ưu ñiểm là mọc nhanh, thu ñược sinh khối lớn sau một thời gian ngắn, có thể cố ñịnh ñược N khí quyển nhờ cộng sinh với vi khuẩn có khả năng cố ñịnh N ở hệ rễ. Có thể cắt cây phân xanh làm lớp phủ trên mặt ñất ñể rút ngắn thời gian phân huỷ, giảm công làm ñất. Phân xanh cải thiện ñộ phì nhiêu của ñất: ñất trở nên tơi xốp hơn, tăng khả năng giữ nước và dẫn nước, tăng dinh dưỡng cho ñất, tăng số lượng và hoạt tính của các vi sinh vật. Nhược ñiểm là cần nhiều thời gian: chờ cây mọc 1,5-2 tháng và phân huỷ trong 2-3 tuần (phụ thuộc vào nhiệt ñộ, loại cây phân xanh ). Thường người ta chỉ gieo phân xanh vào thời gian không thể trồng cây kinh tế. d) Tích cực sử dụng phân trộn (phân rác) Trộn phân (compốt) là cách làm phổ biến nhất ñể cải thiện ñộ phì của ñất. Trộn các nguyên liệu hữu cơ khác nhau (tỉ lệ C/N khác nhau, tươi và khô, cỏ, ñất ) giúp cho sự phân huỷ và sau khi phân huỷ hoàn toàn thì sử dụng làm phân bón. Mục ñích chính là biến ñổi chất hữu cơ thô thành mùn. So với phân xanh và lớp phủ, phân trộn ñược sử dụng nhanh hơn. Nguyên liệu hữu cơ ñã ñược phân huỷ trước và ở dạng mùn hợp với cây. Ưu ñiểm nữa là dùng nguyên liệu sẵn có ngay tại chỗ và dùng cả rác thải. Nhược ñiểm là cần nhiều chất hữu cơ trong khi không phải ở vùng nông thôn nào cũng sẵn rác thải là chất hữu cơ. Trong quá trình trộn phân, một số chất dinh dưỡng bị mất do nắng nóng, mưa và gió. Người ta thường ñặt hố trộn dưới tán cây hay có mái che và trộn ñảo sao cho phân có thể dùng sau 3 tháng xử lý. Quá trình xử lí phân trộn khá vất vả: thu nhặt, trộn, ñảo e) Trồng cây và cỏ dọc ñường ranh giới ðường ranh giới giữa các ñơn vị sản xuất NN là nguồn tài nguyên có thể sinh lợi. Ưu ñiểm của biện pháp này là kiểm tra ñược sự xói mòn của ñất. Mưa to không những làm cuốn trôi chỗ ñất mặt mà còn làm sụt lở vùng ranh giới. Rễ cây và rễ cỏ giữ chặt ñất làm cho vùng ranh giới không bị rửa trôi, sụt lở. Cây to còn ngăn gió, bảo vệ cây trồng phía trong. Vùng ranh giới cũng là nơi sản xuất chất hữu cơ ñể bồi dưỡng ñất. Cây lâu năm sử dụng ánh sáng mặt trời quanh năm, và có khả năng huy ñộng dinh dưỡng từ các tầng ñất sâu, ñồng thời sản xuất sinh khối lớn hơn cây hàng năm. Cỏ ven ñường dùng cho gia súc, cây làm củi ñun Cây, cỏ ở ñây còn có ý nghĩa quan trọng trong cân bằng sinh thái, tăng tính ña dạng của thực vật, tạo nơi sống cho ñộng vật có ích (chim, nhện, ếch nhái ). Người ta ít trồng cây to trong vườn vì tốn diện tích, che ánh sáng cây hàng năm; vì thế ở những khu ranh giới có thể trồng cây to ña mục ñích: tạo bóng mát, lấy gỗ, lấy thực phẩm, lấy phân xanh, lấy củi ðứng trên quan ñiểm NNBV, có thể thấy có mấy hướng sử dụng với các loại “ñất có vấn ñề” như sau: 72  ðất dốc vùng ñồi núi: Tuỳ theo ñộ dốc, tầng dầy, mức ñộ lẫn ñá, ñộ phì và các chỉ tiêu thổ nhưỡng nông hoá khác mà chọn các loại cây trồng cho phù hợp, chú ý ñến ý nghĩa bảo vệ và cải tạo ñất (trồng rừng, trồng cây NN lâu năm như chè, cà phê, cao su, cây ăn quả, cây dược liệu ). Áp dụng hệ thống các biện pháp kĩ thuật chống rửa trôi, xói mòn, duy trì và nâng cao ñộ màu mỡ của ñất.  ðất úng trũng: Nếu việc tiêu nước ở ñó quá tốn kém, cần chuyển hướng sản xuất phù hợp với ñiều kiện ngập úng như trồng trọt kết hợp nuôi trồng thuỷ sản, mở mang nghề phụ  ðất mặn ven biển: Tận dụng tiềm năng nước lợ, nước mặn, phát triển nguồn lợi thuỷ sản, trồng và bảo vệ rừng ngập mặn và ưu tiên các loại cây trồng chịu mặn (cói) và phát triển nghề phụ.  ðất phèn: Nâng cao tính ña dạng sinh học trong canh tác và sử dụng ñất: Nếu ñộ phèn cao, trồng lúa sinh trưởng kém và năng suất thấp thì có thể trồng rừng (tràm, so ñũa, bần ), nuôi cá, tôm và các nguồn lợi sinh học khác. 2.8 Xây dựng Nông nghiệp bền vững trên cơ sở Sinh thái học Nông nghiệp bền vững vận dụng các mẫu hình trong thiên nhiên ðể thực hành NNBV, chúng ta phải học từ thiên nhiên. Trong việc sản xuất sinh khối, duy trì ñộ phì của ñất, bảo vệ ñất, phòng chống dịch hại, sử dụng năng lượng ñưa từ ngoài vào thiên nhiên ñã chỉ cho ta những giải pháp hữu hiệu nhất cho cả hiện tại và tương lai. Mô hình ấy là các cánh rừng tự nhiên. Rừng tự nhiên sản xuất ra một sinh khối khổng lồ hàng năm mà không cần “ñầu vào” nhân tạo, và cung cấp thức ăn cho mọi loài ñộng vật sống trong ñó, kể cả cho con người. Sản xuất NN sản xuất ra một sinh khối ít hơn, lại không thể thiếu các ñầu vào nhân tạo, và luôn phải ñối mặt với nhiều vấn ñề môi trường. Cơ chế sản xuất của NN và rừng tự nhiên là giống nhau. Chúng ñều sản xuất ra hiñratcacbon (sinh khối) nhờ sử dụng các chất dinh dưỡng và nước từ ñất, CO 2 từ không khí, thông qua năng lượng ánh sáng mặt trời ñể tiến hành quang hợp. ðiều khác nhau cơ bản là: rừng là tự nhiên còn NN là nhân tạo. Tính nhân tạo này ñã tạo ra nhiều vấn ñề không có trong tự nhiên: làm suy thoái ñất và tài nguyên sinh học, phát sinh nhiều loại dịch hại NN là nhân tạo nhưng nó vẫn tồn tại trong thiên nhiên và chịu sự chi phối của tự nhiên. ðiều rất quan trọng mà mọi người cần phải ý thức ñược là cần và phải tuân theo và thích ứng ñược với những quy luật của tự nhiên. Phần lớn những vấn ñề mà nền NN hiện nay ñang phải ñối mặt là do người ta ñã không hiểu, không tuân theo và ñôi khi làm ngược lại các quy luật ñó. Hệ sinh thái rừng tự nhiên Hệ sinh thái rừng tự nhiên là một hệ hoàn chỉnh, trong ñó có một số lượng rất lớn các loài ñộng, thực vật và vi sinh vật khác nhau, giữa vật sống (sinh vật) và vật không sống (phi sinh vật) ñã tạo lập ñược mối quan hệ ở trạng thái cân bằng nào ñó. ðiều quan trọng là phải hiểu ñược các mối quan hệ và tác ñộng qua lại ñó trong hệ sinh thái rừng tự nhiên. Vòng chu chuyển dinh dưỡng Về mặt sinh thái, mọi sinh vật trong tự nhiên ñều thuộc vào một trong ba loại: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Muốn hiểu HST, cần hiểu biết tác ñộng qua l ại giữa các nhóm sinh vật trên cũng như với các yếu tố phi sinh vật khác (mặt trời, không khí, chất khoáng ). 73 Vai sản xuất thuộc về thực vật có diệp lục, có khả năng tạo ra cacbonhiñrat cho bản thân chúng và cho các sinh vật khác nhờ khả năng ñặc biệt “ñóng hộp” ñược năng lượng ánh sáng mặt trời vào trong cơ thể chúng. Vai tiêu thụ là các loài ñộng vật dùng thực vật xanh làm thức ăn (trực tiếp hay gián tiếp). Vai tiêu thụ lại ñược chia thành 4 lớp: Lớp I là các sinh vật ăn thực vật (như côn trùng ăn lá); lớp II là các sinh vật ăn thịt bậc I (như nhện, ếch); lớp III là các sinh vật ăn thịt bậc II, chủ yếu dùng sinh vật lớp II làm thức ăn (như rắn); lớp IV là ñộng vật ăn thịt (diều hâu, hổ), bọn này dùng các ñộng vật lớp trước nó làm thức ăn. Vai phân huỷ là các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn ) sống bằng cách ăn các chất hữu cơ như chất thải của vai sản xuất và vai tiêu thụ (lá rụng, xác súc vật). Số lượng của chúng trong ñất và trong tự nhiên cực kì lớn. Chức năng quan trọng nhất của các vi sinh vật trong vai này là biến ñổi chất hữu cơ thành mùn qua quá trình khoáng hoá. Mùn cần thiết ñể tạo ra ñất và cải thiện ñộ phì ñất. Chất khoáng lại ñược các vai sản xuất hấp thụ. Ở một góc ñộ khác, vai này có vai trò “dọn sạch” cho hành tinh chúng ta. Như vậy, vai sản xuất càng sản xuất ñược nhiều cacbonhiñrat thì các vai tiêu thụ càng sống tốt hơn. Các chất hữu cơ do vai sản xuất và vai tiêu thụ cung cấp cho ñất càng nhiều thì các vai phân huỷ càng hoạt ñộng mạnh và càng tạo ra nhiều chất dinh dưỡng khoáng cho các vai sản xuất. Các vai sản xuất tăng thêm và lượng ánh sáng mặt trời ñược cố ñịnh càng nhiều Hệ thống này ñược gọi là vòng chu chuyển dinh dưỡng. Qua vòng chu chuyển dinh dưỡng này, mọi sinh vật ñều tăng trưởng và ñất trở lên phì nhiêu. Mọi sinh vật và phi sinh vật ñều tác ñộng qua lại lẫn nhau trong tự nhiên và không có gì là vô dụng hay không cần thiết trong vòng quay không cùng ấy. Chúng liên kết với nhau bằng các mối liên hệ nhu cầu và hỗ trợ lẫn nhau. Nếu một bộ phận nào ñó bị ảnh hưởng thì sẽ ảnh hưởng ñến toàn bộ hệ thống. Mối quan hệ nói trên giữa các vai gọi là dây chuyền thức ăn và mạng lưới thức ăn. Dây chuyền này ñược cân bằng một cách mỏng manh, vì mọi mối quan hệ hữu cơ ñều là tạm thời và có mâu thuẫn; bất kì một sự ñột biến của mắt xích nào cũng có thể làm cho cân bằng bị phá vỡ. Ví dụ, nếu rắn hay mèo bị tiêu diệt nhiều thì chuột sẽ tăng mạnh; hay nếu ếch bị bắt nhiều thì sâu hại sẽ tăng lên Từ những hiện tượng về sinh thái như trên, có thể rút ra một số chỉ dẫn cho NNBV:  Nguồn năng lượng chủ yếu ñể sản xuất carbonhidrat là mặt trời. Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng này cho quần thể thực vật là ñiều quan trọng nhất trong NN;  Chỉ có cây xanh mới có khả năng quang hợp. Mức ñộ sử dụng năng lượng mặt trời phụ thuộc vào số lượng và cấu trúc của quần thể thực vật;  Nguồn ñộ phì (chất khoáng, mùn ) phụ thuộc vào lượng chất hữu cơ có chứa vi sinh vật. Việc cung cấp chất hữu cơ là hết sức cần thiết ñể cải thiện ñất thông qua biện pháp bón phân hữu cơ;  Mọi sinh vật ñều có tác ñộng qua lại với nhau, và không có sinh vật nào là không cần thiết hay có hại trong thiên nhiên. Vòng chu chuyển nước và lượng mưa hữu hiệu: Vòng chu chuyển nước trên hành tinh thông qua lực của năng lượng mặt trời. Nguồn nước của nước trong ñất là mưa. Tuy nhiên chỉ có một phần nhỏ nước mưa là cây có thể sử dụng, phần còn lại bị mất ñi bằng nhiều cách. Tổng lượng nước mưa rơi xuống gọi là lượng m ưa hiện tại. Lượng mưa hữu hiệu là tổng lượng nước mưa ñược dự trữ trong ñất, ñược sử 74 dụng bởi cây cỏ và cho các nhu cầu khác, loại trừ phần mất ñi do chảy trôi và bốc hơi. Lượng mưa hữu hiệu là nguồn lực cho cây cỏ, ñộng vật và NN. Lượng mưa hữu hiệu tăng lên hay không tuỳ thuộc vào lượng mưa, loại ñất, mật ñộ thảm thực vật, ñịa hình Những cách làm tăng “lượng mưa hữu hiệu” trong NN là:  Cung cấp chất hữu cơ cho ñất ñể tăng khả năng giữ nước của ñất;  Luôn giữ lớp phủ thực vật và chất hữu cơ;  Canh tác theo ñường ñồng mức và có những biện pháp kĩ thuật giữa nước trên ñất dốc. Việc bảo vệ rừng và tăng vốn rừng là cách làm hữu hiệu nhất ñể làm tăng lượng nước hữu hiệu của một khu vực. Rừng giữ ñược lượng nước mưa trong ñất rất lớn nhờ hệ rễ phát triển, và sẽ cung cấp nước từ từ cho sông ngòi. ðồng thời, rừng còn làm tăng và duy trì lượng mưa hiện tại nhờ việc hình thành mây từ sự bốc hơi cục bộ, nhất là ở những nơi nằm sâu trong lục ñịa. Sự khác biệt giữa hệ sinh thái nông nghiệp và rừng tự nhiên a) Tính ña dạng Khác biệt lớn nhất giữa hai hệ sinh thái này là số lượng loài. Rừng tự nhiên có sự ña dạng rất cao về loài cây, người ta có thể tìm thấy hơn 100 loài trên diện tích 1/2 ha. Trên ñất NN chỉ có ít loài hoặc ñôi khi chỉ có một loài ñộc nhất (ñộc canh) trên diện tích 1/2ha. ðộc canh trong NN là một trong những nguyên nhân làm mất sự cân ñối trong HSTNN. b) Dịch hại Trong rừng tự nhiên hầu như không có vấn ñề dịch bệnh, và không có việc một loài sâu hay bệnh nào ñó tàn phá hoàn toàn một khu rừng tự nhiên. Còn trong NN thì chuyện ñó xảy ra không ñến nỗi hiếm. Nhiều người cho rằng nguyên nhân chủ yếu là do trong NN thiếu tính ña dạng. c) ðộ phì của ñất ðộ phì của ñất rừng tăng dần và bền lâu, vì vòng chu chuyển dinh dưỡng không bị ñảo lộn nhờ liên tục có thảm thực vật trên mặt ñất. Vòng chu chuyển dinh dưỡng làm tăng ñộ phì của ñất còn thảm thực vật thì duy trì ñộ phì ñó. Trong NN, phần lớn sinh khối bị lấy ñi khỏi hệ sinh thái qua mỗi vụ thu hoạch, rất ít sinh khối thực vật ñược trả lại cho ñất, nên ñộ phì ñất bị suy giảm dần. ðất trống ñồi núi trọc không hoặc ít ñược thực vật che phủ, rất dễ bị xói mòn làm giảm ñộ phì ñất. d) Sản xuất sinh khối Rừng tự nhiên có khả năng sản xuất ra một lượng sinh khối khổng lồ, chủ yếu là nhờ có cấu trúc nhiều tầng và vòng chu chuyển dinh dưỡng không bị ñảo lộn. Trên ñất NN, cấu trúc của cây cỏ là theo chiều ngang nên không thể sử dụng năng lượng tự nhiên với hiệu suất cao. Vòng chu chuyển dinh dưỡng bị ñảo lộn do phần lớn sinh khối bị lấy ra khỏi ñất. Do ñó sản lượng của ñất NN thấp hơn nhiều sản lượng của rừng tự nhiên mặc dù có nhiều ñầu vào nhân tạo. ðặc ñiểm của hệ sinh thái nhiệt ñới Mỗi vùng trên trái ñất ñều có những ñặc ñiểm sinh thái riêng. ðáng tiếc là trong quá trình phát triển, nhiều nước nhiệt ñới lại ñi áp dụng nguyên xi các tiến bộ kĩ thuật trong NN của các nước ôn ñới, nơi có các ñiều kiện sinh thái hoàn toàn khác với nhiệt ñới. Các hệ NN c ổ truyền tại các nước nhiệt ñới vốn ñã duy trì ñược sự bền vững qua nhiều thế hệ ñã bị mất ñi nhanh chóng, thay vào ñó là các kiểu sản xuất NN hiện ñại hay NN hoá học, thực chất là “NN 75 thương mại”. Năng suất cây trồng của nhiều nước nhiệt ñới thua kém các nước ôn ñới, trong khi rừng mưa nhiệt ñới là nơi sinh lợi lớn nhất trong tự nhiên, ñứng về mặt sản xuất sinh khối. Chúng ta hãy xem qua những ñặc ñiểm của khí hậu nhiệt ñới ẩm. a) Khí hậu nhiệt ñới Nhiệt ñộ cao, nắng gắt và thời gian có nắng kéo dài hơn nhiều so với vùng ôn ñới. Lượng mưa rất lớn, lại mưa tập trung theo mùa; nhưng lượng mưa hữu hiệu bị giảm thấp, do nước mưa không kịp thấm, tạo thành dòng chảy mạnh trên mặt ñất. Nhiệt ñộ và ñộ ẩm cao ở ñây ñã tạo ra những ñiều kiện tối ưu cho sự phân huỷ diễn ra nhanh chóng, nên lượng hữu cơ tồn tại trong ñất luôn có nguy cơ bị tiêu hao nhanh (không bền lâu). b) Cấu trúc nhiều tầng của rừng tự nhiên Khí hậu nhiệt ñới rất cực ñoan trong khi lượng chất hữu cơ trong ñất không mấy dồi dào. ðể tồn tại và phát triển trong ñiều kiện như vậy, thiên nhiên ñã tạo ra ở ñây một cơ chế lí tưởng, ñó là những thảm thực vật nhiều tầng. Cấu trúc của rừng gồm có: cây lớn với tán rộng, cây nhỡ dưới tán của những cây lớn, cây nhỏ và ưa bóng dưới tán của những cây nhỡ, ñất có cỏ và lớp thảm mục. Ánh sáng gay gắt phần lớn ñược lá cây sử dụng và không bao giờ rọi trực tiếp xuống mặt ñất. Tác dụng tiêu cực của mưa lớn và tập trung với ñất bị thảm thực vật dầy ñặc nhiều tầng triệt tiêu, tác dụng tích cực của nước mưa ñược thảm thực vật lưu giữ tối ña. c) Nông nghiệp trong hệ sinh thái nhiệt ñới Khí hậu cực ñoan và sự phân huỷ nhanh chóng chất hữu cơ diễn ra một cách tích cực trong rừng không hoạt ñộng theo cùng một kiểu như chúng xảy ra trong NN. Canh tác NN bắt ñầu bằng việc chặt và khai hoang rừng. Bằng cách ñó, khoảng 90% tổng chất dinh dưỡng bị lấy ñi khỏi ñất, và ñất trở nên thiếu chất hữu cơ, mất dần ñộ phì cũng như giảm thiểu khả năng giữ nước và các phẩm chất tốt khác. Hơn nữa ánh sáng gay gắt và nhiệt ñộ cao tác ñộng trực tiếp vào mặt ñất, làm thoái hoá cấu trúc ñất. Mưa dữ dội làm xói mòn lớp ñất mặt vốn màu mỡ Hệ sinh thái nhiệt ñới rất cực ñoan nhưng sự cân bằng lại cũng rất mỏng manh. ðiều ñó ñặt ra nhiệm vụ cấp thiết cho các nhà nông học và các nhà Sinh thái học là phải xây dựng ñược những hệ canh tác thích hợp, có khả năng sử dụng cao các ưu thế của vùng nhiệt ñới và giảm thiểu tới mức tối ña các tác ñộng tiêu cực của khí hậu nhiệt ñới, sử dụng hợp lí các nguồn lợi. Nếu chúng ta có ñược những HSTNN thích ứng với ñiều kiện ở ñây, thì các hệ sinh thái này cho năng suất và sản lượng cao hơn nhiều so với các HSTNN ôn ñới. 2.9 Xây dựng hệ canh tác bền vững 2.9.1 Những nguyên nhân dẫn ñến canh tác không bền vững ðộc canh và canh tác liên tục là trái với tự nhiên xét trên quan ñiểm Sinh thái học. Những hệ canh tác này dễ làm bùng nổ dịch hại và làm suy thoái ñất. a) ðộc canh ðộc canh là hiện tượng chỉ trồng một hay rất ít loài (hay giống) trên một khu ñất liên tục trong nhiều năm nhằm thu càng nhiều lợi nhuận càng tốt. Thực ra thì những nông dân giầu kinh nghiệm cũng ñã biết là ñộc canh có rủi ro lớn, dễ bị mất mùa vì thiên tai và dịch bệnh. Nhưng trong nhiều trường hợp họ vẫn phải làm vì sức ép phải nuôi sống gia ñình trong thời gian trước mắt, hoặc do thiếu vốn, thiếu tư liệu sản xuất. Hiện nay do có nhiều phân hoá học và thuốc bảo vệ thực vật có hiệu lực cao và nhanh, nên nhiều người ñã canh tác ñộc canh với các giống mới năng suất cao nhằm tạo ra nhiều sản phẩm hàng hoá tức th ời. 76 Những hậu quả tiêu cực chủ yếu của ñộc canh là:  Dịch bệnh dễ gây hại khi chỉ trồng trọt một loài cây;  Giảm sút tài nguyên di truyền. Nhiều người ñã lãng quên các giống bản ñịa vốn rất quan trọng trong duy trì tính ña dạng di truyền, và người ta chỉ còn biết ñến các giống lai năng suất cao.  Rủi ro kinh tế lớn. Chỉ trồng một loài cây, dễ bị thiên tai hay sâu bệnh làm cho mất mùa hoàn toàn. Ngay cả khi ñược mùa thì giá cả của loại nông sản ñó rất dễ bị giảm thấp do vượt quá nhu cầu của thị trường. ðộc canh chưa bao giờ làm cho kinh tế nông hộ ổn ñịnh. b) Canh tác liên tục Canh tác liên tục có nghĩa là một số loài cây nhất ñịnh ñược gây trồng trên cùng một mảnh ñất hàng năm hoặc theo mùa liên tục. Những khó khăn thường gặp là:  Làm mất cân bằng dinh dưỡng ñất, cụ thể là làm thiếu một vài chất dinh dưỡng nào ñó, nhất là các nguyên tố vi lượng, ví dụ ở nhiều ruộng lúa miền Bắc thường bị thiếu kẽm và lưu huỳnh. Nguyên nhân là việc canh tác liên tục cùng một loại cây ñòi hỏi những chất dinh dưỡng như nhau liên tục, trong khi việc sử dụng phân hoá học chỉ cung cấp ñược một số nguyên tố ña lượng hay vi lượng nào ñó. ðể khắc phục, nhất thiết phải tiến hành luân canh và bón phân hữu cơ cho ñất.  Dịch bệnh. Vùng quanh rễ cây rất ñặc biệt và khác hẳn so với các nơi khác trong ñất về mặt hoạt ñộng của vi sinh vật. Thường các vi sinh vật hoạt ñộng mạnh ở vùng rễ do có nhiều chất tiết ra từ rễ. Mỗi vùng quanh rễ của một loài hay giống cây ñều có những ñiều kiện riêng biệt cho những vi sinh vật ñặc biệt. Ví dụ, vùng quanh rễ cây cà chua thường thuận lợi cho việc phát triển giun tròn (tuyến trùng) gây hại, còn của cây ngũ cốc như cây ngô lại hầu như không có. Do vậy, nếu cứ canh tác liên tục thì sẽ tạo ñiều kiện thuận lợi cho một số sinh vật gây hại phát triển, và do ñó rất dễ làm nảy sinh các bệnh ñặc biệt. C) Khai thác quá mức ðất chỉ có khả năng cung cấp một lượng dinh dưỡng nhất ñịnh cho cây trồng. Nếu trong quá trình canh tác ta không tìm cách bổ sung hoặc ñể cho ñất có thời gian tự tái tạo nguồn dinh dưỡng ñã bị mất cho cây trồng thì ñất sẽ bị nghèo kiệt dinh dưỡng, vụ trồng sau sẽ giảm năng suất. ðối với sản xuất nương rẫy của ñồng bào vùng ñất dốc, sau một thời gian canh tác khi thấy năng suất cây trồng giảm sút ñáng kể họ phải dừng lại ñể cho ñất nghỉ sau một thời gian mới canh tác trở lại. Nếu cứ tiếp tục canh tác, ñất sẽ quá nghèo kiệt dinh dưỡng, trở thành ñất ñồi trọc sau sẽ khó phục hồi, không canh tác ñược nữa. ðất cần ñược bảo vệ ñể có thể tự nó tái tạo dinh dưỡng ñã bị cây trồng lấy ñi. ðiều này thể hiện rất rõ khi người dân phát nương làm rẫy, nếu phát hết tận ñỉnh ñồi sẽ không còn cây giữ nước làm cho nương nhanh bị khô cằn, suy thoái nhanh. Mặt khác nếu nói trên phạm vi rộng sẽ không còn nguồn gốc của các cây trồng tự nhiên cho tái tạo sau này mà dẫn ñến khả năng phục hồi của ñất rất kém. 2.9.2 Phương pháp canh tác bền vững (cải tiến hệ thống canh tác) ðể giải quyết các khó khăn về dịch bệnh và mất cân ñối dinh dưỡng, cần áp dụng những hệ thống canh tác thay thế, nhất thiết không nên ñộc canh. Một số hệ thống thay thế nằm ngay trong các ph ương thức canh tác cổ truyền như vừa ñề cập ở trên, như là canh tác nhiều loài (ña canh), luân canh, canh tác kết hợp 77 ðể thực hiện một hệ thống canh tác thay thế, cần hiểu rõ về phân loại cây trồng. Tất cả các loại cây trồng ñều ñã ñược phân loại theo những ñặc tính Thực vật học, nhưng cách phân loại này không mấy dễ hiểu với nông dân. Nông dân thường phân loại theo mùa vụ hay mục ñích sử dụng, ví dụ: cây lương thực (cây ngũ cốc), cây họ ñậu, cây rau, cây ăn củ a) Canh tác nhiều loài Nên gieo trồng nhiều loài hay giống cây trên một mảnh ñất, ở ñó có một hay vài loài cây chính và nhiều loài cây phụ. ðiều ñó làm giảm dịch bệnh và nguy cơ mất mùa của trang trại. b) Luân canh Nên trồng luân phiên nhiều loại cây trồng khác nhau theo thời gian trên cùng một mảnh ñất. ðiều ñó làm giảm sự thoái hoá ñộ phì, mất cân bằng hay thiếu dinh dưỡng và giảm bớt dịch hại. ðể xây dựng chế ñộ luân canh, người ta thường quan tâm ñến hai vấn ñề:  Mức ñộ và loại dinh dưỡng cây tiêu thụ. Ví dụ, sau khi trồng cây cần nhiều dinh dưỡng thì trồng cây cần ít dinh dưỡng hơn về một vài yếu tố nào ñó. Mức tiêu thụ dinh dưỡng từ thấp ñến cao là: cây họ ðậu, cây lấy củ, rau, cây ăn quả và cây ngũ cốc. Như vậy là cây họ ñậu cần ít dinh dưỡng nhất, ñồng thời nó còn có khả năng cung cấp thêm N cho ñất. Do vậy, nên ñưa cây họ ñậu vào chu kì luân canh.  Tính chống chịu sâu bệnh hại. Xếp theo khả năng chống chịu dịch hại từ cao xuống thấp là: cây ngũ cốc, cây lấy củ, cây họ ðậu, rau, cây ăn quả. Như vậy, cây ngũ cốc có thể làm “sạch” hay “chữa bệnh” cho ñất, làm giảm thiểu dịch hại (ñiều này không ñúng cho ñất trồng cây ngũ cốc liên tục). Do vậy, cần ñưa cây ngũ cốc vào hệ thống luân canh trong các hệ thống còn “vắng bóng” cây ngũ cốc. c) Canh tác kết hợp Hệ thống canh tác kết hợp là một biến dạng của kiểu canh tác nhiều loài với việc trồng nhiều loài cây khác nhau trên cùng một lô ñất. Ví dụ trồng ngô xen ñậu. Ngô là loại cây rễ ăn sâu và cần nhiều dinh dưỡng, ñậu là cây rễ ăn nông và cần ít dinh dưỡng lại cung cấp ñạm cho ñất. Không có sự cạnh tranh ñáng kể nào giữa ngô và ñậu: ngô dùng ñạm do cây họ ðậu cố ñịnh, ñậu dùng thân ngô làm giá leo hay là cây che bóng Tổng sản lượng của ngô và ñậu cao hơn là sản phẩm riêng rẽ của từng loài. 78 Hình 3-1. Hệ thống kết hợp lợn - cá - vịt - rau Lợi ích của canh tác kết hợp là giảm ñược sâu bệnh, ñồng thời sử dụng ñất, ánh sáng, nước mưa tốt hơn. Các vấn ñề cần quan tâm là:  Tiêu thụ dinh dưỡng và loại dinh dưỡng cây có nhu cầu, ñặc biệt các loài cây trồng kết hợp;  ðộ sâu của rễ. Cây trồng có ñộ sâu rễ khác nhau thường không cạnh tranh dinh dưỡng và nước với nhau. Ví dụ: xen giữa ngô với bí ñỏ trên nương của ñồng bào thiểu số (rễ ngô ăn sâu, rễ bí ăn nông);  Các loài cây ñuổi côn trùng. Một số loài cây tiết ra hoạt chất có khả năng xua ñuổi côn trùng. Ví dụ, hành toả ra mùi mà phần lớn các loại bướm không ưa. Nếu trồng hành với cải bắp thì hành sẽ ngăn chặn sâu tấn công cải bắp. Cây hành trong trường hợp này ñược gọi là cây “ñồng hành”. Sử dụng cây ñồng hành là một biện pháp phòng chống sinh học có hiệu quả;  Tính chịu bóng. Một số cây ưa bóng hay chịu bóng chỉ sinh trưởng tốt dưới tán cây khác. Trên thế giới cũng như ở Việt nam có vô vàn các công thức kết hợp giữa các loại cây NN với nhau, giữa cây NN với cây rừng (gọi là nông lâm kết hợp - agroforestry); những công thức này còn mở rộng cho cả ngành chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản. Mô hình VAC ở nước ta là một ví dụ ñiển hình. d) Một số biện pháp kỹ thuật cho canh tác bền vững Làm ñất tối thiểu Che phủ ñất Trồng cây theo ñường ñồng mức Bón phân cân ñối 2.9.3 Các hệ thống nông nghiệp bền vững ở Việt Nam Truyền thống canh tác bền vững Các hệ thống NNBV ñã có trong các hệ thống ñịnh canh truyền thống của người Việt Nam. T ừ lâu ñời, người nông dân Việt Nam ñã biết áp dụng các hệ canh tác luân canh, xen canh, gối vụ, canh tác kết hợp trồng trọt - chăn nuôi - thuỷ sản - ngành nghề. Thức ăn bổ sung CHUỒNG LỢN Bán lợn Nước rửa chuồng Phế liệu CÁ (Ao) VỊT Bán cá Bán vịt Phế liệu Rau Bán rau Th ực vật thuỷ sinh Tưới [...]... li u cho quy trình s n xu t khác) Chi n lư c tái sinh này còn làm thanh s ch môi trư ng Ngư i nông dân quen g i kinh t VAC là “kinh t vư n” có vai trò to l n trong cung c p dinh dư ng cho nông h , t o thêm công ăn vi c làm, t o thêm c a c i cho xã h i Làm vư n theo cách này ñã t o ra nh ng h sinh thái b n v ng, c nh quan trong lành, góp ph n gìn gi và c i thi n môi trư ng Nhi u gia ñình nông dân ñã... và th k XVI phía Nam Truy n th ng thâm canh ñư c ñúc k t trong r t nhi u dân ca, t c ng như “nư c, phân c n, gi ng”, “nh t thì nhì th c”, th hi n b ng nh ng kĩ thu t dùng bèo hoa dâu trong thâm canh lúa (th k XI), cày i, phơi i ñ t lúa “hòn ñ t n b ng gi phân , cày v n r , dùng phân chu ng, phân xanh, phân b c, sáng t o nh ng gi ng cây quí v lương th c, th c ph m thích ng v i t ng ñi u ki n sinh thái,... ng ñ m trong ñ t và trong cây ñ quy t ñ nh li u lư ng và th i gian bón thích h p, v a tránh làm nhi m b n môi trư ng, v a ti t ki m v t tư NN C i ti n cách bón phân: ngư i ta bơm phân bón th l ng ho c th khí vào lòng ñ t ñ sâu c a r cây nh m làm tăng kh năng h p th phân bón và gi m ñư c hao phí phân bón Tránh ñ ñ t m t ñ m: ch y u là tránh ñ ñ t tr ng do không ñư c th c v t hay l p ph che m t ñ t ð... ñưa vào chu trình s n xu t m i H n ch s suy gi m các ngu n tài nguyên không tái t o (ch y u là s xói mòn c a ñ t) Làm ra s n ph m nhi u hơn, ña d ng hơn, có ch t lư ng t t hơn trên cùng m t ñơn v di n tích canh tác Hình 3-4 Sơ ñ h sinh thái VAC Có th bi u di n m i quan h tương tác gi a Vư n - Ao - Chu ng thông qua hành vi c a con ngư i như trong hình 3-3, 3-4 2.10 Nông nghi p b n v ng và nông nghi p... ch” t t nhiên cũng là NN không b n v ng, vì: Nông s n làm ra do s d ng nhi u phân hoá h c, thu c tr sâu, ch t kích thích, thu c b o qu n và các ph gia ch bi n thư ng có ch t lư ng dinh dư ng kém, ñ c m quan th p, tăng t l nư c, ch a các dư lư ng hoá ch t ñ c h i Các lo i hoá ch t dùng trong NN không ch làm nhi m b n nông s n mà còn gây ô nhi m lâu dài ñ n môi trư ng ñ t, nư c, không khí, và làm suy... g c cây làm phân bón Kĩ thu t lên li p này cũng th y xu t hi n Mêhicô, Hà Lan Mi t vư n Nam b là quê hương c a nhi u gi ng cây ăn trái n i ti ng, là môi trư ng s ng t t lành cho ngư i dân Như v y, các h canh tác các vùng NN nư c ta ñã có tác d ng t b o t n, t ch ng ñ ñ phát tri n Dư i ñây, chúng ta cùng xem xét và th o lu n thêm v vi c xây d ng nư c ta các h canh tác b n v ng a) Các h nông lâm k t... nh m s n xu t ra các nông ph m s ch, kh c ph c nh ng nguyên nhân gây ô nhi m c a NN thương m i, nh t là do s d ng nhi u Nitrat và các hoá ch t trong phòng tr d ch h i Vi c l m d ng hoá ch t trong NN không nh ng làm nhi m b n môi trư ng, làm tăng chi phí s n xu t mà còn làm suy gi m s c kho ngư i tiêu dùng 83 Ô nhi m trong NN là v n ñ khó kh c ph c vì nó tr i r ng trên m t di n tích r ng (ngư i phun... i b ch t và ñ t ð t thoái hoá d n, năng su t cây tr ng gi m d n, r ng tái sinh bi n m t như ng ch cho nh ng tr ng c ho c cây b i Môi trư ng b ñ o l n Mùa khô nghi t ngã kéo dài t i 6 tháng d làm các tr ng c và cây b i b c cháy, ñ t l i càng trơ tr i v i gió và n ng Di n tích ñ t ñ trên ñá bazan thoái hoá không ng ng m r ng Ngư i Mư ng Thanh Hoá, Hoà Bình t xưa ñã có t p quán gieo h t xoan sau phát... i là cây che bóng, ch n gió h i; cây dâu l y lá nuôi t m l y tơ d t áo qu n, nh ng là m t món ăn gi u ñ m, s n ph m ph c a ngh t m tang làm phân bón cho ru ng, cho vư n Các loài cây lâu năm t o môi trư ng trong lành cho m t “ sinh thái” trong ñó có n p nhà c a nông h v i “vư n sau ao trư c”, hàng cau che n ng nhưng không làm u t i căn nhà, b h ng nư c mưa, chu ng l n chu ng gà; ao nuôi cá có b i chu... ng ñ giã g o, ch t o c n (gu ng) ñ ñưa nư c lên nhi u b c ñ tư i Cũng chính nông dân mi n núi ñã sáng t o ra v lúa mà sau này thành v lúa xuân ñ ng b ng H cũng t o ra nhi u lo i cây, con quý n i ti ng trong c nư c (n p Tú L , qu Trà Mi, h i L ng Sơn, trâu Yên Bái, l n Mư ng Khương, v.v ) H cũng sáng t o ra nhi u công th c nông lâm k t h p, nuôi cá l ng su i sau thành nuôi cá l ng, cá bè nhi u vùng . ñường ñồng mức Bón phân cân ñối 2.9.3 Các hệ thống nông nghiệp bền vững ở Việt Nam Truyền thống canh tác bền vững Các hệ thống NNBV ñã có trong các hệ thống ñịnh canh truyền thống của người Việt. (cải tiến hệ thống canh tác) ðể giải quyết các khó khăn về dịch bệnh và mất cân ñối dinh dưỡng, cần áp dụng những hệ thống canh tác thay thế, nhất thiết không nên ñộc canh. Một số hệ thống thay. ngũ cốc liên tục). Do vậy, cần ñưa cây ngũ cốc vào hệ thống luân canh trong các hệ thống còn “vắng bóng” cây ngũ cốc. c) Canh tác kết hợp Hệ thống canh tác kết hợp là một biến dạng của kiểu