I- Quan hệ giữa Cmax và chỉ số diện tích lá và biện pháp quang hợp II Quan hệ giữa Y KT, YSH và KKT.
8.Xây dựng NNBV trên cơ sở sinh thái học 1 NNBV vận dụng các mẫu hình trong thiên nhiên
8.1. NNBV vận dụng các mẫu hình trong thiên nhiên
Để thực hành NNBV chúng ta phải học từ thiên nhiên. Trong việc sản xuất sinh khối, duy trì độ phì của đất, bảo vệ đất, phòng chống dịch hại, sử dụng năng l−ợng đ−a từ ngoài vào... thiên nhiên đã chỉ cho ta những giải pháp hữu hiệu nhất cho cả hiện tại và t−ơng 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 “đầu vào” nhân tạo, và cung cấp thức ăn cho mọi loài động vật sống trong đó, kể cả cho con ng−ời. Sản xuất nông nghiệp sản xuất ra một sinh khối ít hơn, lại không thể thiếu các đầu vào nhân tạo, và luôn phải đối mặt với nhiều vấn đề môi tr−ờng.
Cơ chế sản xuất của nông nghiệp và rừng tự nhiên là giống nhau. Chúng đều sản xuất ra hydratcacbon (sinh khối) nhờ sử dụng các chất dinh d−ỡng và n−ớc từ đất, CO2 từ không khí, thông qua năng l−ợng ánh sáng mặt trời để tiến hành quang hợp. Điều khác nhau cơ bản là: rừng là tự nhiên còn nông nghiệp là nhân tạo. Tính nhân tạo này đã tạo ra nhiều vấn đề không có trong tự nhiên: làm suy thoái đất và tài nguyên sinh học, phát sinh nhiều loại dịch hại...
Nông nghiệp là nhân tạo nh−ng nó vẫn tồn tại trong thiên nhiên và chịu sự chi phối của tự nhiên. Điều rất quan trọng mà mọi ng−ời cần phải ý thức đ−ợc là cần và phải tuân theo và thích ứng đ−ợc với những quy luật của tự nhiên. Phần lớn những vấn đề mà nền nông nghiệp hiện nay đang phải đối mặt là do ng−ời ta đã không hiểu, không tuân theo và đôi khi làm ng−ợc lại các quy luật đó.
Hệ sinh thái rừng tự nhiên
Hệ sinh thái rừng tự nhiên là một hệ hoàn chỉnh, trong đó có một số l−ợng rất lớn các loài động, thực vật và vi sinh vật khác nhau, giữa vật sống (sinh vật) và vật không sống (phi sinh vật) đã tạo lập đ−ợc mối quan hệ ở trạng thái cân bằng nào đó. Điều quan trọng là phải hiểu đ−ợc các mối quan hệ và tác động qua lại đó trong hệ sinh thái rừng tự nhiên.
Vòng chu chuyển dinh d−ỡng
Về mặt sinh thái, mọi sinh vật trong tự nhiên đều thuộc vào một trong ba loại: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Muốn hiểu hệ sinh thái, cần
hiểu biết tác động qua lại giữa các nhóm sinh vật trên cũng nh− với các yếu tố phi sinh vật khác (mặt trời, không khí, chất khoáng...).
Vai sản xuất thuộc về thực vật có diệp lục, có khả năng tạo ra cacbonhydrat cho bản thân chúng và cho các sinh vật khác nhờ khả năng đặc biệt “đóng hộp” đ−ợc năng l−ợng ánh sáng mặt trời vào trong cơ thể chúng.
Vai tiêu thụ là các loài động vật dùng thực vật xanh làm thức ăn (trực tiếp hay gián tiếp). Vai tiêu thụ lại đ−ợc chia thành 4 lớp: Lớp I là các sinh vật ăn thực vật (nh− côn trùng ăn lá); lớp II là các sinh vật ăn thịt bậc 1 (nh− nhện, ếch); lớp III là các sinh vật ăn thịt bậc 2, chủ yếu dùng sinh vật lớp II làm thức ăn (nh− rắn); lớp IV là động vật ăn thịt (diều hâu, hổ), bọn này dùng các động vật lớp tr−ớc nó làm thức ăn.
Vai phân huỷ là các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn...) sống bằng cách ăn các chất hữu cơ nh− chất thải của vai sản xuất và vai tiêu thụ (lá rụng, xác súc vật). Số l−ợng của chúng trong đất và trong tự nhiên cực kỳ lớn. Chức năng quan trọng nhất của các vi sinh vật trong vai này là biến đổi chất hữu cơ thành mùn qua quá trình khoáng hoá. Mùn cần thiết để tạo ra đất và cải thiện độ phì đất. Chất khoáng lại đ−ợc các vai sản xuất hấp thụ. ở một góc độ khác, vai này có vai trò “dọn sạch” cho hành tinh chúng ta.
Nh− vậy, vai sản xuất càng sản xuất đ−ợc nhiều carbonhydrat thì các vai tiêu thụ càng sống tốt hơn. Các chất hữu cơ do vai sản xuất và vai tiêu thụ cung cấp cho đất càng nhiều thì các vai phân huỷ càng hoạt động mạnh và càng tạo ra nhiều chất dinh d−ỡng khoáng cho các vai sản xuất. Các vai sản xuất tăng thêm và l−ợng ánh sáng mặt trời đ−ợc cố định càng nhiều... Hệ thống này đ−ợc gọi là vòng chu chuyển dinh d−ỡng.
Qua vòng chu chuyển, mọi sinh vật đều tăng và đất trở lên phì nhiêu. Mọi sinh vật và phi sinh vật đều tác động 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 đó bị ảnh h−ởng thì sẽ ảnh h−ởng đến toàn bộ hệ thống.
Mối quan hệ nói trên giữa các vai gọi là dây chuyền thức ăn và mạng l−ới thức ăn. Dây chuyền này đ−ợc cân bằng một cách mỏng manh, vì mọi mối quan hệ hữu cơ đều là tạm thời và có mâu thuẫn; bất kỳ một sự đột 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 t−ợng về sinh thái nh− trên, có thể rút ra một số chỉ dẫn cho nông nghiệp sinh thái (NNBV):
Nguồn năng l−ợng chủ yếu để sản xuất carbonhydrat là mặt trời. Nâng cao hiệu suất sử dụng năng l−ợng này cho quần thể thực vật là điều quan trọng nhất trong nông nghiệp.
Chỉ có cây xanh mới có khả năng quang hợp. Mức độ sử dụng năng l−ợng mặt trời phụ thuộc vào số l−ợng và cấu trúc của quần thể thực vật.
Nguồn độ phì (chất khoáng, mùn...) phụ thuộc vào l−ợng chất hữu cơ có chứa vi sinh vật. Việc cung cấp chất hữu cơ là hết sức cần thiết để cải thiện đất thông qua biện pháp bón phân hữu cơ.
Mọi sinh vật đều có tác động qua lại với nhau, và không có sinh vật nào là không cần thiết hay có hại trong thiên nhiên.
Vòng chu chuyển n−ớc và l−ợng m−a hữu hiệu:
Vòng chu chuyển n−ớc trên hành tinh thông qua lực của năng l−ợng mặt trời. Nguồn n−ớc của n−ớc trong đất là m−a. Tuy nhiên chỉ có một phần nhỏ n−ớc m−a là cây có thể sử dụng, phần còn lại bị mất đi bằng nhiều cách. Tổng l−ợng n−ớc m−a rơi xuống gọi là l−ợng m−a hiện tại. L−ợng m−a hữu hiệu là tổng l−ợng n−ớc m−a đ−ợc dự trữ trong đất, đ−ợc sử dụng bởi cây cỏ và cho các nhu cầu khác, loại trừ phần mất đi do chảy trôi và bốc hơi. L−ợng m−a hữu hiệu là nguồn lực cho cây cỏ, động vật và nông nghiệp.
L−ợng m−a hữu hiệu tăng lên hay không tuỳ thuộc vào l−ợng m−a, loại đất, mật độ thảm thực vật, địa hình...Những cách làm tăng “l−ợng m−a hữu hiệu” trong nông nghiệp là:
Cung cấp chất hữu cơ cho đất để tăng khả năng giữ n−ớc của đất; Luôn giữ lớp phủ thực vật và chất hữu cơ;
Canh tác theo đ−ờng đồng mức và có những biện pháp kỹ thuật giữa n−ớc trên đất dốc.
Việc bảo vệ rừng và tăng vốn rừng là cách làm hữu hiệu nhất để làm tăng l−ợng n−ớc hữu hiệu của một khu vực. Rừng giữ đ−ợc l−ợng n−ớc m−a trong đất rất lớn nhờ hệ rễ phát triển, và sẽ cung cấp n−ớc từ từ cho sông ngòi. Đồng thời, rừng còn làm tăng và duy trì l−ợng m−a hiện tại nhờ việc hình thành mây từ sự bốc hơi cục bộ, nhất là ở những nơi nằm sâu trong lục địa.
8.2. Sự khác biệt giữa nông nghiệp và rừng tự nhiên