2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới đã có những nghiên cứu về trồng trọt, trồng xen trồng gối, luân canh cây trồng, áp dụng các biện pháp tiến bộ kỹ thuật trong canh tác, chuyển dịch hệ thống cây trồng từ rất lâu và được áp dụng trong thực tiễn.
Theo Zandstra et al., (1981). Để đáp ứng nhu cầu cung cấp nông sản ngày một tăng, cần phải thực hiện 3 giải pháp: (1) Mở rộng diện tích; (2) tăng năng suất bằng áp dụng thâm canh trong nông nghiệp; (3) đa dạng hóa cây trồng. Trong đó giải pháp áp dụng thâm canh trong nông nghiệp và đa dạng hóa cây trồng là các giải pháp quan trọng .
Trung Quốc là một quốc gia có nền nông nghiệp phát triển hàng đầu khu vực, nhờ áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, nhất là công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai, ngô lai lên đã làm tăng thêm 43% sản lượng ngũ cốc. Các biện pháp kỹ thuật xen canh ngô với lúa mì, sử dụng bón phân hợp lý… Đã nâng cao năng suất của các cánh đồng đạt 15 tấn/ha (dẫn theo Phạm Quang Hà 2015).
Tại Nhật Bản, là nước có điều kiện sản xuất không thuận lợi. Các nhà khoa học Nhật Bản đã đề ra 4 tiêu chí khi xây dựng hệ thống nông nghiệp là: (1) Phối hợp giữa cây trồng với vật nuôi; (2) Phối hợp giữa kỹ thuật trồng trọt và kỹ thuật chăn nuôi gia súc; (3) tăng cường lao động, vốn đầu tư, tổ chức sản xuất và sản phẩm làm ra; (4) sản phẩm mang tính chất lượng hàng hóa cao. Nhờ vậy mà Nhật Bản trở thành một nước có nền nông nghiệp mang tính hàng đầu thế giới (dẫn theo Nguyễn Duy Tính, 1995).
Các nước thuộc tiểu vùng sông Mekông bao gồm Camphuchia, Lào, Myama, Thái land và Việt Nam, Trung Quốc (2 tỉnh của Trung Quốc là Vân Nam và Quảng Tây). Dân số đông đúc dẫn đến cần phải thúc đẩy nhu cầu tăng trưởng kinh tế để làm giảm tỷ lệ nghèo. Tuy nhiên những lợi ích của sự phát triển kinh tế không phân phối cân bằng và mức độ nghèo thường chiếm cao hơn, đó là thực tế ở vùng miền núi và cao nguyên. Áp dụng thâm canh nông nghiệp nhằm nâng cao thu nhập nhưng cần quan tâm đến sự cân bằng giữa sử dụng và bảo tồn nguồn tài nguyên tự nhiên. Đất sử dụng thâm canh thường dẫn đến đất bị xói mòn hoặc bị rửa trôi là hiện tượng thường thấy ở những vùng này (Afari et al., 2014).
Mô hình trồng ngô trên đất dốc phổ biến ở Việt Nam, Thái land và Lào, ngô được dùng chủ yếu để cung cấp thức ăn cho chăn nuôi. Loại hình sử dụng đất này là nguyên nhân nhanh dẫn đến phá vỡ hệ thống nông nghiệp vùng cao.Áp dụng thâm canh trồng trọt và sử dụng nhiều hóa chất nông nghiệp (phân bón, thuốc trừ sâu) cũng dẫn đến hệ quả là tồn dư hóa chất sẽ di chuyển tới vùng đất thấp hơn có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe con người. Như vậy thách thức hiện nay của các nước thuộc tiểu vùng sông Mekong là áp dụng sản xuất nông nghiệp thâm canh nhưng vẫn phải gìn giữ được cơ bản nguồn tự nhiên bao gồm: độ màu mỡ của đất, rừng và đa dạng sinh học (Afari et al., 2014). Phần lớn các tỉnh thuộc tiểu vùng sông Mekong với đặc điểm bởi điều kiện là địa hình đồi núi, cao nguyên. Vùng đất cao người dân thường trồng ngô, lúa tưới bằng nước trời, sắn và gần đây là cao su. Gần đây cây chè và cà phê được cho là
những cây trồng thích hợp với điều kiện đất đai, điều kiện khí hậu và tập quán canh tác ở vùng này.
Xen canh là biện pháp canh tác được áp dụng trên thế giới áp dụng xen canh hợp lý sẽ làm hạn chế sâu bệnh, cỏ dại và mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Thí nghiệm trồng hai hàng cà chua xen xanh với 3 hàng ngô đã làm tăng năng suất ngô và cà chua trên cùng một đơn vị diện tích. Kết quả nghiên cứu trồng xen canh cà chua với ngô ở vùng đông nam Ifugao, Philippines đã cho thấy không có sự sai khác có ý nghĩa về năng suất giữa công thức trồng ngô và cà chua riêng biệt và trồng cà chua xen canh với cây ngô. Ngô được trồng dọc theo các hàng của cây cà chua có khuynh hướng ít bị sâu bệnh hại hơn. Kết quả là tăng thu nhập cho cả hai loại cây trồng là cà chua và ngô so với trồng riêng biệt từng loại cây. Nguyên nhân dẫn đến tăng năng suất ngô là do độc tố trong lá cà chua và khả năng sinh trưởng vô hạn của cà chua có tác dụng giảm sự lan truyền sâu đục thân cây và rệp hại ngô (Medina and Pimentel, 2014).
Để cân bằng giữa sản xuất nông nghiệp và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên phải dựa trên 3 nguyên tắc: Đất luôn được bảo vệ bởi lớp thực vật; đất không phải cày và luôn luân canh; cân bằng giữa sản xuất nông nghiệp và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, môi trường sinh thái. Và kỹ thuật canh tác luân canh là giải pháp hữu hiệu.
Theo số liệu của Cục Nông nghiệp Mỹ (USDA) (2015), diện tích cây có múi cho thu hoạch trên thế giới năm 2013 là 7.812. 018 ha, sản lượng đạt 87,049 triệu tấn. Năm 2014 đạt 91,081 triệu tấn. Sản xuất quả có múi trên thế giới chủ yếu tập trung vào 4 chủng loại chính là: cam, quýt (bao gồm quýt và các dạng lai), bưởi (bao gồm bưởi chùm – grape fruit và bưởi thường - pummelo), chanh (bao gồm chanh núm - lemon và chanh giấy - lime).
Nước sản xuất nhiều cam nhất là Brazil. Năm 2014 sản lượng cam của Brazil là 17,870 triệu tấn, tiếp theo là Trung Quốc: 7,6 triệu tấn, Mỹ: 6,136 triệu tấn. Đối với quýt thì Trung Quốc lại là nước có sản lượng lớn nhất, năm 2014 đạt 17,850 triệu tấn, tiếp theo là Ma rốc:1,160 triệu tấn, Nhật Bản 896 nghìn tấn. Trung Quốc cũng là nước sản xuất bưởi nhiều nhất: 3,717 triệu tấn năm 2014, tiếp theo là Mỹ: 950 nghìn tấn. Với chanh được sản xuất nhiều ở Mexico: 2,250 triệu tấn năm 2014.
Một số giống cam thương mại phổ biến trên thế giới là: Valencia, Hamlin, Tang Orange, Washington Navel, Taroco Blood.
Để mở rộng diện tích cây cam cho hiệu quả kinh tế cao, năng suất ổn định và kéo dài thời kỳ khai thác quả, khi trồng cần chú ý chọn giống cây từ cây mẹ khỏe mạnh, vệ sinh đồng ruộng, kết hợp với các biện pháp canh tác và bảo vệ cây trồng hiệu quả.
Theo kinh nghiệm của Malaysia, tái cơ cấu ngành nông nghiệp cần tập trung xử lý các vấn đề chủ yếu chuyển đổi và đa dạng hóa cây trồng, hiện đại hóa nông nghiệp, tập trung phát triển nông thôn và thực hiện xóa đói giảm nghèo. Sau khi thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng, về trồng trọt cây cọ dầu đã tăng diện tích từ 1,4 triệu ha lên 2,5 triệu ha, diện tích lúa tăng từ 655.000 ha lên 670.000 ha. Riêng cây rau tăng từ 31.000 ha lên 42.000 ha. Các nhóm cây mới như sầu riêng, đu đủ, chuối, dứa cũng tăng diện tích trồng. Malaysia trở thành nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu cao su và cọ dầu, từ đó tạo điều kiện cho 1 triệu hộ gia đình và trên 200.000 công nhân có việc làm (theo Phạm Quang Diệu, 2001).
Tại Indonesia. Các hệ thống canh tác trên cơ sở bảo tồn đất được áp dụng nhiều để chống xói mòn đất do mưa chảy tràn và làm mất đất làm tăng năng suất cây trồng, bảo đảm an ninh lương thực. hệ thông canh tác thích hợp như bắp - màu (bắp đậu nành - bắp - đậu phộng, đậu xanh) cho năng suất và lợi nhuận cao đồng thời cũng sử dụng thân lá làm chất tủ gốc, chất phủ đất.
Tại Hàn Quốc, khuyến cáo trồng các loại cây tùy theo độ dốc. Độ dốc 20
trồng lúa; 2-70 trồng hoa màu cạn; 7-120 trồng cây ăn trái hoặc dâu tằm; 15-450 trồng cỏ và > 450 trồng rừng (dẫn theo Nguyễn Văn Minh và cs., 2000).
Theo nghiên cứu của các học giả hàng đầu thế giới: Chuyển đổi cấu trúc cũng mang tính quy luật đối với khu vực nông nghiệp, nông thôn mặc dù chiều hướng và tốc độ có thể khác nhau giữa các quốc gia. Xu hướng chung thường là tăng quy mô ruộng đất, tăng quy mô sản xuất, giảm lao động, tăng cơ giới hóa và tăng mua các đầu vào cho sản xuất, thay đổi cơ cấu mùa vụ, tăng thu nhập từ hoạt động phi nông nghiệp trong khu vực nông thôn, thay đổi cơ cấu sản phẩm nông nghiệp (dẫn theo Nguyễn Đỗ Anh Tuấn, 2017).
2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
2.2.2.1. Những nghiên cứu về tái cấu cây trồng
Điều tra nghiên cứu và đánh giá hệ thống cây trồng trên các nhóm đất khác nhau ở đồng bằng sông Hồng đã khẳng định: hệ thống canh tác 3-4 vụ/năm
bằng các loại rau màu cao cấp đạt giá trị kinh tế cao nhất (trên 60 triệu đồng/ha/năm, thậm chí trên 100 triệu đồng/ha/năm). Những hệ thống cây trồng cho thu nhập cao là do thay đổi phương thức canh tác và tăng vụ.Vùng đồng bằng sông Hồng có thể trồng 3- 4 vụ/năm. Khi trồng 3 vụ nên bố trí 2 vụ lúa, 1 vụ màu hay 2 vụ màu một vụ lúa, trong đó có thể 2 vụ cây ưa nóng 1 vụ cây ưa lạnh hoặc cả 3 vụ cây ưa nóng, trồng 4 vụ/ năm có thể thực hiện trên đất nhẹ, tưới tiêu chủ động và nguồn nhân lực dồi dào.
Trên đất phù sa sông Hồng, địa hình cao không được bồi hàng năm có đủ điều kiện tiềm năng sản xuất 3 - 4 vụ cây ngắn ngày. Đưa hệ số sử dụng đất từ 2,2 lên 2,5 hoặc 2,6 lần (Võ Minh Kha và cs., 1996).
Đối với các hệ thống canh tác chuyên lúa ở các tỉnh miền Bắc. Việc lựa chọn giống lúa cũ đã sử dụng nhiều năm, khả năng chống chịu kém bằng các giống mới có thời gian sinh trưởng trung bình và có khả năng thâm canh cao như giống MT163, năng suất đạt 65-75 tạ /ha, chăm sóc tốt năng xuất có thể đạt 80 tạ/ha. Trong hệ thống 2 lúa - 1 màu, việc đưa giống ĐB1 (giống lúa thuần ngắn ngày có năng suất đạt 67,5 - 74,5) thay thế giống Khang Dân năng suất trung bình đạt 62,4 tạ/ ha, đồng thời vẫn đảm bảo khung thời vụ gieo trồng vụ đông (Nguyễn Tấn Hinh 2005).
Nghiên cứu hệ thống canh tác cây trồng tại vùng Bảy Núi tỉnh An Giang tác giả Nguyễn Văn Minh (2008) đã đề xuất 4 hệ thống canh tác bền vững trong 8 hệ thống canh tác thử nghiệm.
Với chân đất ruộng cao: công thức lúa - lạc cho lãi thuần 26,3 triệu đồng/ ha, lúa - đậu xanh lãi thuần 19,7 triệu đồng/ha và cho tỷ suất lợi nhuận biên cao hơn so với trồng 1 vụ lúa lần lượt là 2,08 và 2,04. Ở chân đất ruộng thấp : 2 hệ thống canh tác cho thu nhập cao hơn so với trồng 1 vụ lúa là: Lúa - Dưa hấu và 2 lúa - màu với tỷ suất lợi nhuận biên cao hơn lần lượt là 1,26; 1,10.
Theo Nguyễn Thị Lan (2006): Khi nhu cầu nội địa không còn cấp bách và bắt đầu có dư xuất khẩu, thì vấn đề đa dạng hóa cây trồng ngoài cây lúa được đặt ra; đa dạng hóa cây trồng là xu hướng bố trí những cây trồng có hiệu quả kinh tế cao hơn trồng lúa, đồng thời góp phần cải thiện chế độ độc canh cây lúa; đa dạng hóa cây trồng cũng là biện pháp để nâng cao tính ổn định của hệ thống .
Trên đất chuyên canh lúa, Tạ Minh Sơn (2005): Đã thực nghiệm và xây dựng mô hình chuyển đổi thâm canh cỏ để chăn nuôi bò thịt và lúa cá, lúa- ếch,
hiệu quả kinh tế tăng lên 2-3 lần so với phương thức độc canh cây lúa.
Nguyễn Hữu Thành (2009): Khi nghiên cứu ở Bắc Ninh cho thấy: Việc chuyển đổi sản xuất lúa không ổn định trên vùng đất trũng sang canh tác tổng hợp kiểu VAC, hoặc VC đã đem lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời tính bền vững cũng cao hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tác giả cũng đưa ra một số công thức luân canh hiệu quả như: Đất phù sa glây: Lúa xuân - Lúa mùa - Đậu tương đông, hoặc trên đất bạc màu thực hiện công thức luân canh cải tiến: Lạc xuân - Lúa mùa trung - Khoai tây đông, cho thu nhập cao hơn công thức luân canh cũ gấp 4,8 lần.
Nguyễn Bình Như (2010) khi nghiên cứu chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng trung du tỉnh Bắc Giang đã đề xuất hai công thức canh tác trên đất thấp, trồng cây họ đậu xen sắn và trồng sắn xen lạc cho lãi thuần cao hơn 1,45- 5,85 tr.đ/ha so với trồng sắn thuần. Trên đất vàn cao chuyển đổi công thức luân canh 2 vụ: Lạc xuân -Lúa mùa sang công thức 3 vụ: Lạc xuân - Lúa mùa sớm - Đậu tương đông cho lãi thuần cao hơn 11,1 tr.đ/ha. Trên đất vàn công thức luân canh mới: Lúa xuân muộn - Đậu tương hè - Khoai tây đông (giống mới) cho lãi thuần cao hơn 7,26 tr. đ/ha/năm so với áp dụng cũng công thức luân canh này nhưng sử dụng giống khoai tây cũ.
Một số biện pháp tăng tính thích nghi của nông nghiệp sống chung và né tránh những bất lợi do BĐKH được đề xuất đối với sản xuất lúa như: Rút ngắn chu kỳ sản xuất, chiếm ruộng bằng giống cực sớm và kỹ thuật làm mạ; dùng giống lúa cao cây dài ngày mẫm cảm với chu kỳ ánh sáng để sống chung với lũ; nghiên cứu phát triển giống lúa chịu hạn; phát triển sản xuất nhiều cây lương thực (cây lấy củ, lấy hạt); phát triển vườn đồng bằng, vườn đồi, vườn rừng vùng núi và vùng ven biển (Nguyễn Văn Luật, 2009).
Các biện pháp thích nghi với điều kiện BĐKH của người dân sản xuất nông nghiệp được mô tả bao gồm: Phục tráng giống địa phương, thay đổi cơ cấu giống, tăng tỷ lệ giống ngắn ngày, điều chỉnh lịch thời vụ, tăng cơ cấu giống chịu mặn, lúa lai, tìm nguồn nước tưới, luân canh chuyển đổi nuôi trồng thủy sản, cây ăn quả, thời vụ hóa các công thức luân canh, mô hình Lúa – Cá (Mai Văn Trịnh và cs., 2010).
Theo Hồ Thị Chung (2016): Thử nghiệm kỹ thuật trồng thử nghiệm cà chua ghép trên gốc cà tím được áp dụng ở Nghệ An năm 2016 có nhiều ưu điểm
nổi trội đó là: Khả năng chống chịu tốt hơn với điều kiện ngoại cảnh như hạn hán, mưa lớn… hạn chế được sâu bệnh hại đặc biệt là bệnh héo xanh vi khuẩn, bệnh sương mai hại cà chua, kéo dài thời gian sinh trưởng và thời gian thu hoạch quả… so với cùng giống cà chua sản xuất đại trà (không ghép trên gốc cà tím).
Quá trình trồng cây cà chua ghép trên cây cà tím cho thấy giai đoạn đầu cây sinh trưởng chậm hơn tuy nhiên sau đó khi cây đã phát triển, cây ra hoa, đậu quả tỷ lệ đạt cao (trung bình 40- 50 quả/cây, thậm chí có cây khoảng 70 quả, với trọng lượng 11- 13 quả/ kg - tương đương 3,2 - 4,0 kg/cây), rất ít phải sử dụng thuốc hóa học, năng suất đạt 4,0 tấn – 5,0 tấn/ sào cao hơn sản xuất cùng giống cà chua từ 5- 7%, giá thành cao hơn so với đại trà từ 1,000- 3.000 đ/ kg tùy theo thời điểm.
Gần đây đã có những nghiên cứu về việc phát triển rau, quả trong điều kiện biến đổi khí hậu ở nước ta. Nghiên cứu, đánh giá tổ hợp gốc ghép và chịu mặn và ngập úng giống cho bưởi Năm roi tại đồng bằng sông Cửu Long của Viện cây ăn quả miền Nam (SORFRI) đã xác định được 5 tổ hợp ghép bưởi Bồng (Huế), bưởi Hồng đường (Cần Thơ), bưởi Đường hồng (Bình Dương) Bưởi Sảnh (Bến Tre) và bưởi Bung (Tiền Giang) là các gốc ghép thích hợp có khả năng chịu nồng độ mặn 14 % (Vũ Hữu Thoại và cs., 2010).
Để đối phó với tình trạng biến đổi khí hậu ở đồng bằng sông Cửu Long. Các gốc ghép chịu mặn cho cây xoài cát Hòa Lộc và Cát Chu cho thấy: Các loại xoài thơm, châu hạng võ, ghép xanh, canh nông 13-1 được đánh giá là những giống có khả năng chống chịu mặn tốt ở nồng độ mặn (NaCl) 13‰ sau 60 ngày xử lý mặn. Sử dụng các giống xoài nói trên làm gốc ghép để ghép lên mắt/đoạn cành xoài cát Hòa Lộc, cát chu (đã qua tuyển chọn) sẽ cho những tổ hợp giống xoài cát Hòa Lộc, cát chu, trồng được trên đất bị nhiễm mặn. Tuy nhiên cần thêm thời gian và sự đánh giá các giai đoạn xây dựng cơ bản và