Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, ựứng thứ ba sau lúa mì và lúa gạo. Sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từựầu thế kỷ 20 ựến nay nhất là trong hơn 40 năm gần ựây, ngô là cây trồng có tốc ựộ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu.
Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình thế giới chưa ựến 20 tạ/ha, năm 2004 ựã ựạt 49,9 tạ/ha. Năm 2007, theo USDA, diện tắch ngô ựã vượt qua diện tắch lúa nước, với 157 triệu ha, năng suất 49 tạ/ha và sản lượng ựạt kỷ lục với 766,2 triệu tấn (FAOSTAT, USDA 2003) (Dẫn theo Lê Quốc Doanh và cộng sự,2005). [3]
Theo dự ựoán của Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực Thế giới (Dẫn theo Nguyễn Hữu Phúc, Phan Xuân Hào 2001)[20] nhu cầu ngô
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 17 toàn cầu vào năm 2020 sẽ vượt 50% so với năm 1995, tức sẽ tăng từ 558 triệu tấn (1995) lên tới 837 triệu tấn vào năm 2020. đây thực sự là thách thức lớn ựối với sản xuất ngô, ựặc biệt ựối với các nước ựang phát triển, nơi có tỷ lệ nông dân nghèo cao.
Trong khi nhu cầu ngô ngày càng tăng, thì tổn thất do hạn hán ựang trở lên nghiêm trọng ở các nước ựang phát triển. Theo số liệu ựiều tra của CIMMYT, trên thế giới hàng năm, hạn gây tổn thất khoảng 8,8 triệu tấn ngô hạt ở vùng nhiệt ựới thấp, khoảng 7,7 triệu tấn ở vùng cận nhiệt ựới và khoảng 3,9 triệu tấn ở vùng núi cao. Như vậy, hàng năm toàn thế giới bị tổn thất khoảng 20,4 triệu tấn ngô do hạn ở các vùng ngô khó khăn, chiếm 17% tổng sản lượng (Tổng cục thống kê, Niên giám thống kê 2010,2011)[28]. Với thiệt hại như trên, chiến lược tạo giống ngô của CIMMYT ựã ưu tiên vào nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống ngô có khả năng chống chịu ựược với các ựiều kiện bất thuận như hạn, ựất nghèo ựạm, ựất chua, v.v,. nhưng thách thức lớn nhất tại các nước ựang phát triển là khó dự ựoán ựược thời ựiểm xảy ra hạn và khoảng thời gian hạn.
Mặt khác mức ựộ hạn biến ựộng khác nhau qua các năm. Thêm vào ựó tại vùng nhiệt ựới hạn thường xảy ra ở các vùng khó dự ựoán mưa, nhiệt ựộ biến ựộng thất thường, ựất ựai kém màu mỡ, khả năng giữ nước kém.
Các nhà nghiên cứu nói rằng việc khai khẩn ựất ựai quá mức, bóc lột ựất, canh tác không bền vững và sự phát triển không kiểm soát về diện tắch trồng ngô ựược coi là những nguyên nhân chắnh gây nên sự xói mòn và sa mạc hóa. Bất chấp sự phát triển bền vững và mục tiêu phát triển lâu dài, lợi ắch kinh tế trước mắt khiến cho không ắt người dân tại nhiều vùng miền trên thế giới bỏ qua lợi ắch của cả cộng ựồng. đói nghèo tác ựộng trở lại, mà trước mắt là ựối với chắnh những người dân ựã làm sa mạc hoá ựất ựai.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 18 đối với vùng cao, phát triển bền vững liên quan chặt chẽ ựến các biện pháp quản lý ựất ựất dốc bền vững mà chủ yếu là không gây thoái hoá ựất, không gây ô nhiễm môi trường mà vẫn ựảm bảo ựược cuộc sống con người. điều này có nghĩa là phát triển phải ựi ựôi với quản lý tài nguyên hợp lý.
Xói mòn là một trong những nguy cơ quan trọng nhất dẫn ựến suy thoái các vùng ựất nông nghiệp của thế giới, ựặc biệt ở các nước nhiệt ựới, có lượng mưa lớn và tập trung. Xói mòn là hiện tượng mất dần lớp ựất mặt dưới tác ựộng bào mòn của nước hoặc gió. Xói mòn do nước thường làm suy thoái ựất mạnh nhất, và xảy ra rất trầm trọng ở các nước nhiệt ựới.
Cùng với xói mòn do nước, xói mòn do gió cũng góp phần làm mất dần lớp ựất mặt. Tuy nhiên, xói mòn do gió không gây ra hậu quả nghiêm trọng như xói mòn do nước, và chỉ xảy ra ựáng kể ở các khu vực khô hạn như Nam Á, Trung đông và Châu Phi (Thái Phiên, Nguyễn Tử Xiêm, Trần đức Toàn ,1997)[19].
Theo ước tắnh, trong vòng vài ba thập kỷ qua, 1/3 ựất nông nghiệp thế giới bị xói mòn trầm trọng, và tốc ựộ mất ựất nông nghiệp do xói mòn hiện nay ựã lên ựến 10 triệu ha/năm (Pimentel và các cộng sự, 1995).
Theo nhà ựịa chất học Sheldon Judson (1968), người ựầu tiên trên thế giới ước tắnh tổng lượng phù sa từ các con sông ựổ ra biển hàng năm ựã tăng lên từ 9 tỷ tấn (trước khi có nông nghiệp) lên 24 tỷ tấn do hoạt ựộng nông nghiệp của con người.
Tác giảựã chỉ ra rằng, hoạt ựộng nông nghiệp ựã làm tăng lượng ựất xói mòn lên nhiều lần so với ựất có thảm thực vật tự nhiên che phủ.
(International Book Distributors, Dehra Dun, India. First Indian Reprint 1989)[35] ựã ước tắnh lượng phù sa ở một số con sông lớn trên thế giới ựổ ra biển hàng năm là rất lớn
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 19
Bảng 2.2. Lượng phù sa ựổ ra biển của một số con sông lớn trên thế giới (triệu tấn)
Sông Nước Lượng phù sa hàng năm
Hoàng Hà Trung Quốc 1600 Ganges Ấn độ 1455 Amazôn Một số nước 363 Missisipi Mỹ 300 Irrawady Miến ựiện 299 Kosi Ấn độ 172 Mekong Một số nước 170 Nile Một số nước 111
Nguồn: El-Swaifi và Dagler (1982)
Nông nghiệp bền vững nói về thiết kế những hệ thống ựịnh canh lâu bền. đó là một triết lý và một cách tiếp cận về sử dụng ựất ựai, liên kết tiểu khắ hậu, cây trồng hàng năm và lưu niên, vật nuôi, ựất, nước và những nhu cầu của con người, xây dựng những cộng ựồng chặt chẽ và có hiệu quả. Một nền nông nghiệp phát triển nhanh và vững chắc phải sử dụng hợp lý các nguồn lợi tự nhiên như khắ hậu, ựất ựai..vv và các nguồn lợi kinh tế, xã hội như: lao ựộng, vật tư, kỹ thuật..vv. Một trong những biện pháp kinh tế và kỹ thuật nhằm tận dụng các nguồn lợi tự nhiên và kinh tế xã hội là bố trắ hệ thống cây trồng hợp lý trong một vùng hay một ựơn vị sản xuất nông nghiệp. (International Book Distributors, Dehra Dun, India. First Indian Reprint, 1989) [35]
đối với miền ựồi núi, việc mất sức sản xuất của ựất gò ựồi do xói mòn và thoái hóa ựất là một trong những vấn ựề nghiêm trọng nhất do con người gây ra. Mất rừng, hiệu ứng nhà kắnh, lũ lụt gia tăng, thiếu nước tưới và nước sinh hoạt, hiệu quả sử dụng ựất dốc giảm ựang là tiêu ựiểm cho
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 20 những nghiên cứu hiện nay về nông nghiệp bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Nông nghiệp bảo tồn ựòi hỏi phải bảo vệ và nuôi dưỡng ựất thông qua một số biện pháp nông nghiệp sinh thái, giảm dần liều lượng phân vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật. Lal (1977) báo cáo rằng che phủ ựất bằng vật liệu hữu cơ giảm xói mòn ựất từ 236,2 tấn/ha xuống còn 0,2 tấn/ha và giảm dòng chảy bề mặt từ 42,1% xuống còn 2,4%. Nhiều tác giả (Raintree and Warner, 1986; Dale, 1993) cho rằng việc khôi phục ựộ phì của ựất nhờ áp dụng các biện pháp tắch lũy các chất hữu cơ là rất quan trọng, trong ựó việc gieo trồng các loại cây họ ựậu ựóng vai trò quan trọng hàng ựầu. Anja và Alain (2005) ựã nghiên cứu vấn ựề bảo vệ ựất và nước thông qua luân canh với cây họ ựậu (Cốt khắ - Tephrosia candida và Súc sắc Graham Ờ Crotalaria grahamiana) ở Kenya. Kết quả cho thấy lượng ựất bị xói mòn giảm từ 70 - 90% trên ựất thịt và 45 - 65% trên ựất cát pha. (International Book Distributors, Dehra Dun, India. First Indian Reprint 1989)[35]
Trong 3 thập kỷ qua, nhiều nước tiên tiến trên thế giới ựã tập trung nghiên cứu phương thức tiếp cận sinh thái (hay nông nghiệp bảo tồn Ờ Conservation Agriculture) trong sử dụng ựất dốc ựể phát triển bền vững sản xuất nông lâm nghiệp.
Những nội dung cơ bản của cách tiếp cận này là không làm ựất hoặc làm ựất tối thiểu, luôn duy trì lớp che phủ ựất bằng vật liệu hữu cơ (che phủ bằng xác thực vật khô, bằng lớp thực vật sống, luân canh và xen canh) và gieo thẳng trên nền ựất ựược che phủ không thông qua làm ựất.
Những kỹ thuật này ựã giúp tăng năng suất cây trồng, ựa dạng hoá thu nhập, tăng ựộ phì ựất và bảo vệ ựất khỏi xói mòn. Những kết quả nghiên cứu của Trung tâm hợp tác quốc tế về nghiên cứu nông nghiệp vì sự phát triển (CIRAD) của Pháp trong lĩnh vực này, ựứng ựầu là Lucien
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 21 Seguy, Francis Forest, v.v... ựã ựược triển khai áp dụng trên phạm vi toàn cầu, ựi ựầu là các nước Mỹ La Tinh và Bắc Mỹ.
Tiếp sau là các nước châu Phi và châu Âu. Ở châu Á, Ấn độ là nước ựi ựầu với diện tắch áp dụng 1,8 triệu ha. Một tác giả cho biết các kỹ thuật canh tác bảo tồn ựã ựược áp dụng diện tắch 95 triệu ha trên toàn thế giới, ựứng ựầu là Mỹ (25 triệu ha), tiếp ựến là Brasil (24 triệu ha), Argentina (18 triệu ha), Canada (12 triệu ha), Úc (9 triệu ha) và Paraguay (1,9 triệu ha). Theo các nhà nghiên cứu của Úc, trong ba năm khô hạn 2000 ựến 2002, nhờ áp dụng nông nghiệp bảo tồn mà sản lượng cây trồng ựã tăng ựược 12 triệu tấn (3 triệu tấn năm 2000; 5 triệu tấn năm 2001 và 4 triệu tấn năm 2002), tức ựã tăng sản lượng lên 20 - 30 %. Ngoài ra, các biện pháp này ựã hạn chế tối ựa lượng ựất bị mất ựi do xói mòn và tăng ựáng kể hàm lượng hữu cơ trong ựất, trong khi giảm công làm ựất, giảm ựầu tư phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. (Maize: International Market Profile, 2006)[34] .
2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên ựất dốc tại Việt Nam
Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 chỉ ựạt trên 1 tấn/ha, với diện tắch hơn 200 nghìn ha; ựến ựầu những năm 1980, năng suất cũng chỉ ựạt 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 nghìn tấn do vẫn dùng các giống ựịa phương lạc hậu.
Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tiến ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) nhiều giống ngô cải tiến ựã ựược ựưa vào trồng ở nước ta, góp phần ựưa năng suất lên gần 1,5 tấn/ha những năm ựầu 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có bước tiến nhảy vọt là từ cuối những năm 1990 ựến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản xuất, ựồng thời, gắn liền với các biện pháp kỹ thuật canh tác theo ựòi hỏi của giống mới.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 22 Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc ựộ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua. Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% trung bình thế giới (11/32 tạ/ha); năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2005 bằng 73% (36/49 tạ/ha) và năm 2007 ựã ựạt 81% (39,6/49). Năm 1994, sản lượng ngô Việt Nam ựạt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 ựạt ngưỡng 2 triệu tấn và năm 2007 ựạt mức cao nhất từ trước ựến nay: diện tắch 1.072.800 ha, năng suất 39,6 ta/ha, năng suất vượt ngưỡng 4 triệu tấn- 4.250.900 tấn.
Bảng 2.3. Tình hình sản xuất ngô tại Sơn La từ năm 2006 Ờ 2011 Năm Diện tắch (1.000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1.000 tấn) 2006 142,94 32,43 463,51 2007 134,25 37,60 504,76 2008 132,69 38,18 506,64 2009 132,11 38,92 514,24 2010 132,70 31,45 417,41 2011 127,60 39,71 506,73 Nguồn: Tổng cục thống kê, 2012 Sơn La ựã trở thành vựa ngô lớn nhất cả nước. Năm 2007, Sơn La ựã thu hoạch ựược 350.000 tấn ngô (chiếm 70% sản lượng lương thực có hạt), trị giá 1.400 tỷ ựồng (chiếm 23% GDP), ngô hàng hóa khoảng 300.000 tấn. Những nương ngô ựã góp phần tăng trưởng GDP toàn tỉnh năm 2007 trên 16%, tỷ lệ hộ nghèo theo tiêu chắ mới từ 50% giảm xuống 37%. So với cả nước, dù mới chỉ bằng dưới 50%, nhưng năm 2007 thu
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 23 nhập bình quân ở Sơn La ựạt 6 triệu ựồng/người, ựược ựánh giá là một thắng lợi từ việc ựưa cây ngô lai vào quá trình chuyển ựổi cây trồng của Sơn La. (Trần đình Thao, Nguyễn Tuấn Sơn, 2003)[22].
Hiện nay, việc canh tác ựất dốc chưa bền vững, nông dân vẫn áp dụng phương pháp du canh là chủ yếu, xói mòn và thoái hóa ựất vẫn xảy ra rất mạnh trên diện rộng, một số kỹ thuật ựã ựược nghiên cứu ựề xuất như che phủ ựất chưa ựược áp dụng rộng rãi do kỹ thuật chưa hoàn chỉnh, có nhiều vấn ựề cần cải tiến cho phù hợp với từng loại ựất và ựộ dốc, từng ựịa phương, ...; ựặc biệt là việc sử dụng và khai thác cây trồng cho hiệu quả kinh tế cao như cây ngô trong nhiều năm có tác ựộng không tốt ựến môi trường và phát triển bền vững.
Việc che phủ ựất và sử dụng cây phủ ựất có vai trò rất quan trọng trong việc cải tạo, bảo vệ ựất: Tạo một lớp phủ nhanh chóng bảo vệ ựất, chống xói mòn và ngăn dòng chảy trên mặt ựất; giữ chất dinh dưỡng và nước bớt trôi theo chiều sâu và kéo chất dinh dưỡng ở dưới sâu lên tầng ựất canh tác; bổ sung ựáng kể vào ựất nguồn dinh dưỡng cây trồng, ựặc biệt là ựạm (cây phân xanh họ ựậu có thể cung cấp từ 200 ựến 300 kg N/ha) và kali (300 ựến 350 kg K2O/ha), chống lại sự giữ chặt lân và góp phần giải phóng lân dễ tiêu; tạo cấu trúc ựất làm cho ựất tơi xốp, tăng ựộ thấm nước và giữ nước, tăng mật ựộ và sự hoạt ựộng của vi sinh vật; ựiều hòa tiểu khắ hậu khu vực và môi trường ựất chung quanh hệ rễ cũng như trong cả quần thể cây trồng; tăng cường ựiều hòa chất hữu cơ trong môi trường, do vậy tăng tắnh ựệm ựối với tác ựộng ô nhiễm. Theo Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm (1999) [21].
Các biện pháp chống xói mòn như tạo băng cây xanh theo ựường ựồng mức, mương bờ, tạo bồn, trồng cây phủ ựất, trồng chè theo ựường ựồng mức, tạo hệ thống cây trồng xen phủ ựất trong mùa mưa v.v... ựều cho kết quả tốt trong việc giữ ựất, giữ nước cho cây trồng trên ựất dốc, có
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ 24 thể giảm lượng ựất bị xói mòn 50% so với ựối chứng. Việc trả lại chất hữu cơ cho ựất trên ựồi là biện pháp tốt nhất ựể từng bước phục hồi, giữ gìn và cải thiện ựộ phì nhiêu ựất, nâng cao năng suất cây trồng. Vùi tàn dư hữu cơ của các loại cây trồng và lá cây phân xanh của băng chống xói mòn có thể bổ sung vào ựất một lượng dinh dưỡng cho mỗi ha mỗi năm là 100 Ờ