Các nhà khoa học nông nghiệp trên Thế giới ựã và ựang tập trung mọi nỗ lực nghiên cứu nhằm cải tiến ựể hoàn thiện hệ thống canh tác bằng việc sử
dụng các nguồn lực sẵn có và áp dụng các tiến bộ khoa học vào sản xuất nhằm tăng năng suất và sản lượng.
Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp, loài người ựã chọn ra những giống cây trồng phù hợp cho từng vùng sinh thái khác nhau. Lịch sử phát triển nông nghiệp Thế giới cũng ựã chỉ rõ việc chuyển biến mọi nền sản xuất nông nghiệp từ trình ựộ tự cấp, tự túc sang trình ựộ có tắnh chất hàng hoá gắn liền với những biến ựổi sâu sắc trong cơ cấu cây trồng.
Từ cuối thế kỷ 18 ựầu thế kỷ 19, cuộc cách mạng hệ thống cây trồng bắt
ựầu ở một số nước Tây Âu, chếựộựộc canh trong sản xuất nông nghiệp ựược thay thế bằng các chếựộ luân canh cây ngũ cốc và ựồng cỏ, ựồng thời sử dụng các loại cây họ ựậu làm thức ăn gia súc kết hợp với nông cụ cải tiến và phân bón ựã thực sự nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp (Phạm Chắ Thành, 1996) [38]. Các chế ựộ luân canh này ựánh dấu một bước ngoặt trong quá trình phát triển nông nghiệp ở Châu Âu. Theo chế ựộ luân canh này, hệ thống cây trồng gồm một số cây chăm sóc giữa hàng khoai tây, cây lấy củ, ngũ cốc,
cỏ 3 lá và ngũ cốc mùa hè. Chếựộ luân canh này cũng ựồng thời với việc tăng cường các biện pháp kỹ thuật như làm ựất, bón phân... Chắnh vì vậy năng suất ngũ cốc ựược tăng lên gấp 2 lần so với chế ựộ luân canh cũ và sản phẩm lương thực, thực phẩm ựược tăng lên gấp 4 lần trên cùng một hecta ựất canh tác (như các loại cây có củ, quả ựược ựưa thêm vào hệ thống cây trồng và năng suất của chắnh cây ngũ cốc cũng ựược tăng lên). Chế ựộ luân canh mới này ựã tạo ra những ựiểm ựột phá thắng lợi ở Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp và tiếp theo là các nước Châu Âu khác (Bùi Huy đáp) [10].
Châu Á là khu vực trồng lúa chủ yếu, khoảng 90% sản lượng lúa ựược sản xuất tại ựây. đất trồng lúa của Châu Á chỉ có một phần rất nhỏựược tưới còn 70% diện tắch ựất trồng lúa là nhờ vào nước trời. Trước ựây trên ựất trồng lúa có tưới thường ựược trồng 2 vụ lúa trong năm và trên ựất lúa nhờ nước trời thường ựược trồng lúa trong mùa mưa. Vào những năm 1960, các nhà khoa học của Viện Lúa Quốc tế (IRRI) ựã nhận thấy rằng các giống lúa thấp cây, lá
ựứng, ựẻ nhánh khoẻ, có tiềm năng năng suất cao. Do ựó ựầu thập kỷ 70 các nhà khoa học của các nước Châu Á tập trung nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng trên cơ sở lấy cây lúa làm nền, tăng cường phát triển các loại cây nghiên cứu: các vấn ựềựược các nhà khoa học quan tâm là:
- Dùng giống ngắn ngày ựể tăng vụ.
- Thử nghiệm tăng vụ màu bằng các cây trồng mới xen canh, luân canh. - Xây dựng hiệu quả kinh tế của các công thức luân canh, của chế ựộ
xen canh, trồng gối ựồng thời khắc phục các yếu tố hạn chế (Vũ Văn Rung, 2001) [32].
Ở Thái Lan, bằng việc chuyển vụ lúa xuân sang trồng ựậu tương trong hệ thống lúa xuân - lúa mùa hiệu quả thấp do ựộc canh và thiếu nước tưới ựã làm tăng hiệu quả kinh tế lên gấp ựôi, ựồng thời ựộ phì cũng ựược tăng lên (Dẫn theo Nguyễn Hữu Tề, 2003) [44]. Mô hình sử dụng hợp lý ựất dốc ựã
trồng cây họ ựậu thành băng theo ựường ựồng mức ựể chống xói mòn. Hệ
thống cây trồng xen cây họựậu với cây lương thực trên ựất dốc làm tăng năng suất cây trồng, ựất ựược cải tạo nhờ ựược tăng cường thêm chất hữu cơ tại chỗ
và tăng nguồn vi sinh vật có ắch trong ựất. Mô hình canh tác hỗn hợp ở vùng trũng bao gồm cả trồng trọt, chăn nuôi, nghề cá, nghề phụựã làm ựa dạng hoá nguồn thu nhập. đó là cách tốt nhất giúp người nghèo tránh ựược rủi ro, tăng nguồn thu tiền mặt hàng ngày nên mô hình lúa - cá - gia cầm - rau ựược gọi là ngân hàng sống (Living bank) của nhân dân sản xuất nhỏ (theo Janet) (Dẫn theo Trần đức Viên, 1998) [54].
đài Loan là một nước có diện tắch ựất sản xuất nông nghiệp rất thấp nhưng do cải tiến các biện pháp kỹ thuật, thực hiện các chắnh sách khuyến khắch nên ựã tạo cho nông nghiệp những bước phát triển vượt bậc, không những cung cấp dồi dào lương thực mà còn chuyển vốn cho các ngành khác
ựóng góp rất lớn cho công cuộc ựẩy mạnh công nghiệp hoá và thúc ựẩy nền kinh tế quốc dân phát triển. đài Loan thực hiện rộng rãi và áp dụng kinh doanh... cần nhiều sức lao ựộng và kinh tế vi sinh ựể nâng cao sản lượng cây trồng, nâng cao khả năng canh tác của ựất ựai, nhập thêm nhiều giống cây trồng mới có giá trị kinh tế cao. Những biện pháp ựó ựã giúp đài Loan chuyển sang nền nông nghiệp hàng hoá và xuất khẩu nhiều nông sản, ựồng thời có
ựiều kiện ựầu tư phát triển sản xuất nông nghiệp ở một số nước ựang phát triển, trong ựó có Việt Nam. đài Loan ựã thành công trong việc nghiên cứu cây màu chịu bóng ựể trồng xen trong mắa. Các giống cây màu chịu hạn trồng vào mùa khô ựể tăng vụ sau khi thu hoạch lúa mùa. để phát triển nông nghiệp nông thôn, đài Loan ựã tiến hành cải cách ruộng ựất, cải tiến kỹ thuật phát triển nông nghiệp, thúc ựẩy kiến thiết nông thôn. Cơ cấu sản xuất nông nghiệp cũng chuyển dịch theo hướng phù hợp với yêu cầu của công nghiệp hoá, giảm tỷ trọng ngành trồng trọt từ 71,9% (năm 1952) xuống 47,1% (năm 1981), tăng
giá trị sản lượng công nghiệp từ 15,6% lên 19,5% [29].
Ở đài Loan, hệ thống canh tác ựược thực hiện trên cơ sở hệ thống canh tác thâm canh ngắn, xen giữa lúa và rau lúa, với công thức luân canh: lúa - lúa - rau hoặc ựậu tương; lúa - rau - lúa hoặc ựậu tương; lúa - dưa vàng - cải dầu.
Ở Trung Quốc ựã xây dựng ựược hệ thống cây trồng hợp lý trên các ựất hai vụ
lúa và một vụ lúa mỳ hoặc khoai tây, cải, ựậu Hà Lan... Trên các vùng ựất lúa một vụ hệ thống cây trồng thường là một vụ lúa và một vụ cây trồng cạn (Triệu Quốc Kỳ, 1992) [21].
Ở Ấn độ, chương trình phối hợp nghiên cứu từ năm 1960 ựến 1972 lấy hệ thống luân canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng chiến lược phát triển nông nghiệp ựưa ra kết luận: hệ thống cây trồng ưu tiên cây lương thực chu kỳ
một năm 2 vụ ngũ cốc, ựưa thêm vào một vụ ựậu ựỗ ựã ựáp ứng ựược 3 mục tiêu là khai thác tối ưu tiềm năng của ựất ựai, ảnh hưởng tắch cực ựến ựộ phì nhiêu của ựất trồng và bảo ựảm lợi ắch của người nông dân (Hoàng Văn đức, 1980) [12].
Zandstra H.G.L (1981) [61] ựã dẫn số liệu của FAO cho thấy, trên thế
giới có khoảng 5,6 tỷ người. để ựảm bảo nhu cầu nông sản ngày càng tăng phải thực hiện ba giải pháp: mở rộng diện tắch, tăng năng suất và ựa dạng hoá cây trồng; trong ựó giải pháp thâm canh và ựa dạng hoá ựược coi là quan trọng.
Từ những mối liên hệ giữa cây trồng với môi trường và quản lý nông nghiệp, Bill Mollison (1944) [3] ựã ựề ra phương pháp nghiên cứu hệ thống công thức luân canh cây trồng mới với hệ thống canh tác ựơn giản ựể thay thế
hệ thống canh tác cũ nhằm khắc phục tình trạng mất cân bằng sinh học, có tiềm lực về mặt kinh tế, có khả năng thoả mãn những yêu cầu của con người mà không có bóc lột ựất ựai, ô nhiễm môi trường. Nông nghiệp bền vững sử
dụng những ựặc ựiểm của cảnh quan và cấu trúc, sử dụng diện tắch một cách ắt nhất. Các kết quả nghiên cứu ở nhiều nơi trên Thế giới cho thấy việc lựa chọn
hệ thống cây trồng ở các vùng ựất dốc, ựồi núi theo các nguyên tắc sau: - Cây trồng năm ựầu là những loại cây ựòi hỏi nhiều chất dinh dưỡng như
ngũ cốc sau ựó là các loại cây cần ắt dinh dưỡng và dễ tắnh như sắn, khoai lang ... - Trồng những loại cây hiệu quả ắt hơn nhưng có tác dụng như một dạng tái sinh thực vật. VD: sử dụng công thức luân canh: ngũ cốc - sắn - mã ựề. Những cây trồng ắt hiệu quả hơn thường là những cây lâu năm nên mục ựắch chắnh là ựược dùng ựể thực hiện chu trình cấu tạo vật chất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hiện nay, xu hướng trong nghiên cứu các nhà khoa học nông nghiệp tập trung nghiên cứu, cải tiến hệ thống cây trồng trên các vùng ựất bằng cách ựưa thêm một số loại cây trồng mới vào hệ thống canh tác nhằm tăng sản lượng nông sản trên một ựơn vị diện tắch canh tác. Cải tiến cơ cấu cây trồng theo hướng kết hợp hiệu quả kinh tế - xã hội với bảo vệ môi trường nhằm xây dựng nền nông nghiệp sinh thái phát triển bền vững (Nguyễn Duy Tắnh, 1995) [53].