Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊNCỨU
1.2. NHỮNG NGHIÊNCỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
1.2.3. Nghiên cứu giải pháp khắc phục các yếu tố hạn chế của đất
Để hạn chế q trình thối hố đất và phục hồi đất thối hóa, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu và đưa ra những biện pháp như: sinh học, hóa học, canh tác,… Trong đó biện pháp hóa học là rất quan trọng. Theo tính tốn của IFPRI (1996), 80% sản lượng cây trồng tăng trên thế giới nhờ vào việc tăng năng suất, trong đó phần lớn do đóng góp của phân (Nguyễn Văn Bộ và cs., 2003). Rõ ràng, nền nông nghiệp thâm canh đã chuyển hẳn từ sản xuất “dựa vào đất” sang sản xuất “dựa vào phân bón”. Phân hóa học cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiết mà đất không đủ khả năng đáp ứng, đồng thời góp phần vào việc duy trì độ phì nhiêu đất trong quá trình canh tác. Do vậy, một chế độ cung cấp dinh dưỡng hợp lý cho cây trồng trên đất bị thối hóa sẽ vừa làm tăng năng suất vừa duy trì và cải thiện tính chất đất.
Nguyen Van Bo et al. (2003), cho rằng trong nền nông nghiệp dựa vào phân. bón, bón phân cân đối phải là nền tảng của tất cả các hoạt động, vì sử dụng phân bón mất cân đối có thể dẫn tới thối hoá đất và giảm sức sản xuất của đất. Theo
nghiên cứu, đạm là yếu tố dinh dưỡng phổ biến nhất, vì vậy bón đạm dẫn đến tăng năng suất rất lớn. Nhưng bón đạm khơng đóng góp vào việc tăng cường độ phì đất, ngược lại sử dụng đạm không cân đối hiện là yếu tố lớn gây ra sự cạn kiệt dinh dưỡng trong đất.
Vùi phế phụ phẩm và phân hữu cơ cũng là một trong những biện pháp nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ đất. Theo Achim Dobermann and Thomas Fairurst (2000), thân lá lúa vào thời kỳ lúa chín chứa 40% tổng lượng đạm, 80-85% tổng lượng kali, 30-35% tổng lượng lân và 40-45% tổng lượng lưu huỳnh mà cây hút được. Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp kali, silíc và kẽm cho cây trồng. Vùi phụ phẩm với lượng 5 tấn/ha đã làm cho hàm lượng các bon hữu cơ tổng số trong đất tăng 5,0-5,5 g/kg đất; hàm lượng lân dễ tiêu tăng 30-40 kg/ha và kali dễ tiêu tăng 150-160 kg/ha (Gangwar KS et al., 2005). Theo Dierlf, Fairhurst và Mutert (2001)
thêm chất hữu cơ vào đất đã làm giảm độ độc của nhơm, do bón 1 tấn chất hữu cơ tươi tương đương với hiệu quả của 100 kg vơi. Bón phân xanh và vùi phụ phẩm cây trồng vào đất đều làm tăng năng suất cây trồng và cân bằng dinh dưỡng trong đất. Bón 1,5 tấn phân xanh sau 5 vụ làm tăng năng suất 20-26%. Phân xanh và rơm rạ đã làm tăng 457 kg N và 60 kg P2O5/ha/năm (Whitbread et al., 2003). Nghiên cứu của Sánchez-de León et al. (2006) cho thấy bón phân hữu cơ từ vỏ cà phê đã xử lý (20 tấn/ha) đã làm tăng lượng giun đất, tăng sinh khối của vi sinh vật đất và do vậy góp phần cải thiện được tính chất lý, hóa học đất, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt, đề kháng được các loại sâu bệnh.
Theo FAO (1983) trên tồn thế giới có khoảng 1 tỷ 476 triệu ha đất nơng nghiệp, trong đó đất dốc ở vùng đồi núi chiếm khoảng 65,9% và có khoảng 544 triệu ha đất canh tác mất khả năng sản xuất do sử dụng đất không đúng cách. Để bảo đảm nhu cầu về nông sản cho con người trên trái đất, ngoài việc nghiên cứu hướng thâm canh, tăng vụ trên cơ sở bố trí các hệ thống cây trồng tối ưu ở các vùng đất bằng, xu hướng hiện nay trên thế giới là tập trung nghiên cứu, khai thác đất nông nghiệp ở vùng đồi núi theo hướng đa dạng hóa cây trồng và bảo vệ đất canh tác trên đất dốc để phát triển bền vững.
Kỹ thuật canh tác nông nghiệp trên đất dốc (SALT- Slope Agricultural Land Technology) là hệ sinh thái canh tác nhằm sử dụng đất dốc được bền vững đã được Trung tâm Đời sống nơng thơn Minđanao (Philippin) tổng kết, hồn thiện và phát triển từ năm 1970, đã có một số mơ hình tổng hợp về kỹ thuật canh tác nơng nghiệp đất dốc bền vững được ghi nhận và ứng dụng tại Việt Nam (dẫn theo Nguyễn Xuân Hải, 2016):
+ Mơ hình SALT 1: Mơ hình này bố trí trồng những băng cây ngắn ngày xen kẽ với những băng cây dài ngày sao cho phù hợp với đặc tính và yêu cầu đất đai của các lồi cây đó và đảm bảo thu hoạch đều đặn. Các băng này được trồng theo đường đồng mức, giữa những băng cây trồng chính rộng 4-6 m cịn có những băng hẹp trồng cây cố định đạm để giữ đất chống xói mịn, làm phân xanh hoặc lấy gỗ. Cây cố định đạm được trồng dày theo hàng đơi, khi cây cao 1 m thì cắt bớt cành, lá xếp vào gốc. Cơ cấu cây trồng trong mơ hình thường là 75% cây nơng nghiệp, 25% cây lâm nghiệp (trong cây nơng nghiệp thì 50% là cây hàng năm, 25% là cây lâu năm). Đây là mơ hình canh tác đất dốc đơn giản, người nơng dân có thể thu nhập cao hơn gấp 1,5 lần so với cách trồng sắn thông thường. Kỹ thuật này làm giảm xói mịn 50% so với hệ thống canh tác vùng cao theo tập qn.
+ Mơ hình SALT 2- Mơ hình kỹ thuật nơng súc kết hợp đơn giản: ở mơ hình này người ta bố trí trồng trọt kết hợp với chăn ni bằng cách dành một phần đất trong mơ hình để canh tác nơng nghiệp cho chăn nuôi. Việc sử dụng đất dốc được thực hiện theo phương thức nông - lâm - súc kết hợp. Ở Philippin người ta thường ni dê để lấy thịt, sữa. Một phần diện tích khác được dành để trồng cỏ và cây làm thức ăn cho dê.
+ Mơ hình SALT 3 - Mơ hình kỹ thuật canh tác nơng - lâm kết hợp bền vững: Mơ hình kỹ thuật canh tác này kết hợp một cách tổng hợp việc trồng rừng qui mô nhỏ với việc sản xuất lương thực, thực phẩm. Cơ cấu sử dụng đất thích hợp là 40% dành cho nơng nghiệp và 60% cho lâm nghiệp. Bằng cách đó đất đai được bảo vệ có hiệu quả, đồng thời cung cấp được nhiều lương thực, thực phẩm, gỗ củi và các sản phẩm khác, tăng thu nhập cho nơng dân. Thực chất mơ hình này cũng là sự điều hoà
phối hợp và mở rộng qui hoạch hợp lý các mơ hình trên nhưng có sự chú trọng đặc biệt tới phát triển rừng. Mơ hình này có thể mở rộng cho một hộ có quĩ đất đai tương đối rộng (khoảng 5-10 ha) trên nhiều dạng địa hình hay qui mơ lớn hơn cho một nhóm hộ.
+ Mơ hình SALT 4 - Mơ hình kỹ thuật canh tác nơng nghiệp - cây ăn quả qui mô nhỏ. Trong mơ hình này các lồi cây ăn quả nhiệt đới được đặc biệt chú ý do sản phẩm của nó có thể bán để thu tiền mặt và cũng là những cây lâu năm nên dễ dàng duy trì được sự ổn định và lâu bền hơn về môi trường sinh thái so với cây hàng năm. Đối với cây ăn quả yêu cầu đất đai phải tốt hơn, có đầu tư thâm canh cao hơn (về biện pháp làm đất, bón phân, chọn giống). Do đó, giúp nơng dân hiểu biết hơn về khoa học và kỹ thuật. Mơ hình này có ý nghĩa lớn, ngoài lương thực, thực phẩm thu được cịn có sản phẩm của cây cố định đạm, chống xói mịn, cải tạo đất, đặc biệt là có thêm sản phẩm hàng hoá, hoa quả bán, thu tiền mặt, mua sắm thêm các vật dụng cần thiết khác.
Có rất nhiều biện pháp có thể làm lồng ghép trong suốt quá trình từ phát hoang, làm đất đến chăm sóc, thu hoạch. Canh tác theo đường đồng mức, trồng trong rảnh, trồng trong hố, tạo bồn, phủ đất, tủ gốc, xới xáo, làm cỏ, sắp xếp cơ cấu cây trồng, lên lịch gieo trồng, thu hoạch.
Biện pháp kỹ thuật canh tác rất hiệu quả để giữ đất, giữ nước và cải thiện độ phì nhiêu của đất, tại các vùng núi của nhiều nước đã được triển khai và áp dụng, kỹ thuật này có tên gọi bằng tiếng Anh là DMC-System (Direct seeding Mulch-based Cropping-System), có nghĩa là gieo hạt cây trồng trực tiếp qua tàn dư thực vật và rơm rạ từ vụ trước, khơng cày xới đất, ít tác động đến cấu trúc đất, trên bề mặt đất thường xuyên có lớp tàn dư thực vật che phủ.
Các phương thức canh tác truyền thống của nơng dân (chặt, đốt, cày bừa trên vùng đất có độ dốc cao) đã ảnh hưởng lớn đến sử dụng đất và đẩy nhanh q trình xói mịn đất, làm mất khả năng giữ đất giữ nước và mất cân bằng của hệ sinh thái trong
Australia 9.0 Australia 9.0 More than 1.4 More than 1.4 Canada 13.4 Canada 13.4 America 23.7 America 23.7 Brazil 23.4 Brazil 23.4 Paraquay Paraquay 1.51.5 Argentina 17.0 Argentina 17.0 Africa Africa Europe Europe Asia Asia Madagasca Madagasca
đất. Nhiều nước trên thế giới đã áp dụng mở rộng triển khai kỹ thuật này vào sản xuất nông nghiệp.
Nguyên tắc của DMC là mơ phỏng từ mơ hình vịng tuần hồn hệ sinh thái của rừng tự nhiên. Trong tự nhiên, sự sinh trưởng của thực vật là một hệ thống cân bằng sinh thái; trong điều kiện rừng tự nhiên khơng có ai chăm bón nhưng rừng vẫn có sự phát triển tái tạo, bởi vì trong hệ thống của rừng hầu hết các chất dinh dưỡng được giữ lại trong đất. Như vậy, DMC cũng là một hệ sinh thái bền vững với năng suất sinh khối lớn của mùn (chất hữu cơ) trong đất, thậm chí trên đất nghèo. Kỹ thuật canh tác DMC được thực hiện tồn thế giới (năm 2005 có diện tích hơn 95 triệu ha) trong đó hơn 84% đã được thực hiện ở Nam Mỹ và Bắc Mỹ.
Nguồn: PRONAE, 2010
Hình 1.2. Phân bố và áp dụng kỹ thuật DMC-System (triệu ha)
Tại tỉnh Sayaboury (CHDCND Lào) kỹ thuật DMC được triển khai thực hiện từ năm 2003 và được chấp nhận, áp dụng vào việc canh tác của các địa phương. Từ kết quả thực hiện kỹ thuật DMC giai đoạn 2006 - 2010 (05 năm) tại 04 huyện phía Nam của tỉnh đã cho thấy, áp dụng kỹ thuật DMC có thể giảm tới 60 - 70% lượng đất bị xói mịn và giúp năng suất cây trồng tăng từ 18 - 25% (PRONAE, 2010). Tại các tỉnh miền núi phía Bắc của Lào, kỹ thuật này, thường được áp dụng trong canh tác bằng cách luân canh hoặc xen canh với các loại cây họ đậu và các loại cỏ chăn nuôi
để có hiệu quả cao hơn (tăng năng suất cây trồng và cải tạo độ phì nhiêu của đất) (Tivet F. et al., 2008).
Trong một vùng đất nguyên khi chưa có sự tác động của sản xuất nông nghiệp, đất dưới thảm thực vật tự nhiên, chu trình sinh địa được điều khiển bởi các yếu tố tự nhiên liên kết với nhau như khí hậu, loại đất, đá mẹ, địa hình, thảm thực vật và sinh vật sẽ ln có một vịng tuần hồn để tự hệ thống giữa đất và rừng cây tự nhiên có thể duy trì một cách cân bằng động lâu dài mà con người không cần can thiệp đến (bón phân, tưới nước, trừ sâu). Như vậy, nông nghiệp bảo tồn cũng đã chứng minh tiềm năng để đáp ứng mục tiêu này thông qua việc thiết kế sử dụng đất và thúc đẩy cân bằng của môi trường sinh thái đất vào hệ thống sản xuất nơng nghiệp có hiệu quả (Lucien Séguy, 2012).