Chương II : NGUYÊN LÝ VỀ NÔNG LÂM KẾT HỢP
3. VAI TRÒ CỦA THÀNH PHẦN CÂY LÂU NĂM TRONG CÁC HỆTHỐNG NÔNG LÂM KẾT
3.1. CHỨC NĂNG PHÒNG HỘ CỦA CÂY LÂU NĂM
Nhiều kết quả thí nghiệm đã chứng minh rằng rừng ẩm nhiệt đới là thảm thực vật thích hợp nhất cho đất ở vùng nhiệt đới đặc biệt là vùng đất dốc. Mặc dù, các hệ thống nông lâm kết hợp không thể sao chép nguyên bản rừng tự nhiên về mặt bảo vệđiều kiện sinh thái, việc trồng cây lâu năm vào các hệ thống nông lâm kết hợp sẽ thúc đẩy mạnh tính chất phịng hộ của các nông trại ở vùng đồi núi.
3.1.1. Cây giúp phục hồi và lưu giữ độ phì của đất
Phần hấp dẫn của kỹ thuật nông lâm kết hợp được tìm thấy trong khả năng của cây trồng lâu năm đối với lưu giữ và phục hồi độ phì của đất đai qua ảnh hưởng đến lý, hóa tính và chu trình chất dinh dưỡng của đất
Đất dưới cây lâu năm có khuynh hướng phát triển cấu tượng ổn định và giữ nước tốt do chất hữu cơ tự vật rụng và rễ rã mục của cây (Young, 1987). Nair (1987) trong bài tổng hợp các hệ thống sử dụng đất nhau đã đề cập rằng "việc đưa cây lâu năm vào trồng vào nông trại cho kết quả là lý tính đất được cải tạo tết hơn về độ thấm nước, khả năng giữ nước, cấu tượng, và chế độ nhiệt". Tuy nhiên, lưu ý rằng để đạt được các cải thiện trên, đất cần thời gian tác động lâu dài của cây lâu năm.
Các kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng khả năng giữ nước của đất đã gia tăng với đất có trồng cây Albizzia albida so với khơng trồng (Felker, 1976).Các thí nghiệm khác đã chứng tỏ rằng cây A. albida ở Sahel và Prosopis cineraria ở Rajasthan, Ấn Độ đã làm gia tăng hàm lượng sét của đất dưới tán các cây này (Jung, 1966; Mann và Saxena, 1980 được trích dẫn bởi Sanchez, 1987).
Để có thêm chứng cớ rõ ràng vềảnh hưởng của cây trong các hệ thống nơng lâm kết hợp cần thêm nhiều thí nghiệm khác để làm sáng tỏ đặc biệt đối với sự cải thiện lý tính đất của cây. Tuy nhiên, căn cứ vào các chứng cứ gián tiếp được trình bày ở trên, cũng như các bằng cớ hiển nhiên của sự gia tăng chất hữu cơ trong đất, nhiều tác giả đã đưa ra các giả thuyết cho rằng trong các hệ thống nông lâm kết hợp cây lâu năm cải thiện được sức sản xuất của đất.
3.1.1.2. Ảnh hưởng đến hóa tính của đất
-Giữ gìn được chất hữu cơ trong đất: Cây lâu năm thường được đánh giá là làm
gia tăng hay ít nhất là giữ gìn được hàm lượng chất hữu cơ trong đất (Young, 1986 được chú dẫn bởi Sanchez, 1987). Một sự gia tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất sẽ là nền tảng cho sự cải tạo độ phì đất trong kỹ thuật nơng lâm kết hợp (Avery, 1988). Hiện tượng này được giải thích chủ yếu đo lượng vật rụng trên không và sự rã mục của hệ rễ cây dưới đất (Young, 1987). Một thí nghiệm của Kellman (1979) vềảnh hưởng của các loài cây lâu năm ở vùng trảng khô Savanna ở Belize trên đất litisols bị phong hóa mạnh và nghèo chất dinh dưỡng đã chứng tỏảnh hưởng này của cây đối với hóa tính của đất. Bảng dưới đây đã chứng tỏ rằng đất dưới cây trồng Byrsohima sp. có hàm lượng chất hữu cơ cao hơn so với ngoài trảng trống. Một thí nghiệm tương tự khác được tiến hành ở India đã phát hiện rằng hàm lượng carbon hữu cơ ở đất dưới tán cây Prosopis sp. cao hơn so với vùng kế cận khơng có cây (Singh và Lal, 1969).
-Tăng thêm các chất dinh dưỡng vào đất: điều này giải thích tại sao cần lưu ý
vai trị của các cây họ Đậu cố định đạm. Một cách tổng quát, cây lâu năm đã hoàn trả các chất dinh dưỡng vào đất thông qua vật rụng của chúng (Nair, 1984). Trong một thí nghiệm so sánh đất dưới rừng cây Byrsohima sp. và đất ở trảng bụi, kết quả phân tích cho thấy do sựđóng góp của vật rụng mà đất dưới rừng cây trên có hàm lượng các chất Ca, K, Mg, Na, và phần trăm lượng bazơ gia tăng cao hơn so với đất trảng cỏ bụi. Kellman (1978) cũng đã chứng tỏ rằng các dinh dưỡng Ca, Mg, K, Na, PO4 và N gia
tăng khi khảo sát đất ở vùng dưới tán rừng từ các vùng trống trải xung quanh. Tương tự như vậy Singh và Lal, 1969 cũng đã có kết quả về tổng số N, P, và K cao hơn ở dưới tán cây so với các vùng trống trải xung quanh.
Juo và Lal (1977) được trích bởi Sanchez (1987) đã so sánh các ảnh hưởng của hệ thống hưu canh dùng cây keo dậu so với cây bụi hoang dã trên đất Alfisol ở Tây Nigeria về một số chỉ tiêu hóa tính của đất. Sau 3 năm, trong đó cây keo dậu được cắt xén hàng năm để làm chất tủ và bồi dưỡng cho đất, đất hưu canh với cây keo dậu cho khả năng hoán chuyển cũng như mức độ trao đổi của các chuồn Ca++ và K+ cao khi so sánh với đất hưu canh bằng cây cỏ bụi hoang dại.
Nhiều khả năng khác của cây lâu năm bổ sung chất dinh dưỡng cho đất đã được nghiên cứu và tổng hợp thành tài liệu bao gồm sự cố định đạm của các cây họ Đậu và cộng sinh của nấm mycorrhizae với rễ cây (Young, 1987). Thí dụ, một rừng thuần loại cây Leucaena leucocephala ở Philippin được cắt tỉa liên tục sau thời gian từ 8 đến 12 tuần có thể cho 10 đến 24 tấn/ha phân xanh tương đương với 70 đến 500 kg Nhìn (Vergara, 1982).
Các loài cây họ Đậu thường được các nhà khoa học nơng lâm lưu tâm như là một lồi cây phù hợp để trồng trong hệ thống. Điều này do vai trò cố định đạm của cây (Nair, 1984). Felker (1978) cũng đã xác định rằng cây Acacia albida trồng với mè (vừng) và đậu phụng (lạc) tại Tây Phi đã cố định 21 kg N/ha/năm, trong khi cây Prosopis tamarugo ở Chi Lê trên đất phù sa mặn cố định đến 198 kg N/ha/năm (Pak và cộng sự 1977). Trong thí nghiệm của Kellman đã được dẫn chứng trên, tác giảđã quan sát thấy rằng mức độ chất dinh dưỡng ở đất quanh gốc cây (Byrsohima sp) có thể đạt được bằng và ngay cả cao hơn mức độ của các vùng rừng trảng khô kế cận. Do các cây mọc ở trảng thường khơng có hệ rễ sâu, nên nhiều giả thuyết giải thích rằng hấp thu chất dinh dưỡng hịa tan trong lượng nước mưa là nguồn chính cung cấp chất dinh dưỡng cho cây sinh trưởng. Liên hệ với điều này, Buông và Sander (1984) cũng đã cho rằng ở những lập địa đất nghèo chất dinh dưỡng các nhập lượng chất dinh dưỡng từ nước mưa trở nên rất ý nghĩa cho cây.
-Làm cho chu trình chất dinh dưỡng trở nên hữu hiệu hơn qua các hiện tượng
cộng sinh của vi khuẩn Rhizobium với rễ cây họ Đậu, bơm chất dinh dưỡng ở tầng sâu lên đất mặt, và sản xuất phân xanh. Một giả thuyết khác về lợi ích của kỹ thuật nông lâm đối với sự cải tạo đất là chu trình chuyển hóa hữu hiệu của các chất dinh dưỡng trong hệ thống. Các cơ chế quan trọng cần chú ý là sự sử dụng các cây cố định đạm họ Đậu, hiện tượng "bơm" chất dinh dưỡng ở tầng đất sâu lên lớp đất mặt của cây lâu năm và việc dùng phân xanh trong canh tác.
Vai trò của các cây họ Đậu cố định đạm đã được nghiên cứu từ lâu và sự sử dụng các cây họ Đậu làm gia tăng độ phì nhiêu của đất đã được chứng tỏ bởi nhiều thí nghiệm của Young, 1987; Vergara, 1982. Nhiều tác giả cũng nhấn mạnh đến tiềm năng
của các loài cây này trong các hệ thống nông lâm kết hợp. Đạm tự do trong khơng khí được cố định thành đạm hữu dụng nhờ các loài cây họ Đậu và các loài vi khuẩn và nấm cố định đạm. Các chất đạm này sẽ cấu tạo sinh khối của thực vật và sẽ trả lại cho đất qua vật rụng và rễ bị phân hủy để cung cấp dinh dưỡng lại cho các loài thực vật khác.
Cơ chế quan trọng khác là hiện tượng "bơm chất dinh dưỡng lên" hay di chuyển chất dinh dưỡng từ tầng đất sâu lên lớp đất mặt (Avery, 1987; Young, 1987. Hiện tượng này giải thích rằng cây có hệ rễ sâu có thể hấp thu chất dinh dưỡng bị rửa trôi xuống sâu và chuyển chúng thành hữu hiệu ở tầng đất mặt thơng qua vật rụng cho các lồi hoa màu có rễ cạn (nông). Tuy vậy, cần lưu ý rằng chưa có đủ kết quả thí nghiệm để giải thích cặn kẽ hiện tượng này một cách khoa học (1987). Một số hoài nghi đã được Avery, 1987 tổng kết như sau:
Không phải tất cả các cây lâu năm đều có rễ sâu hơn các lồi cỏ hay cây tầng thấp,
Điều kiện ở rừng tự nhiên và rừng trồng có thể khác so với từng cá thề cây, Hiện tượng này có thể có ý nghĩa khi cây được trồng sau một thời gian dài
Cơ chế sau cùng về phân xanh được đề cập nhiều trong các hệ thống trồng xen hoa màu với cây bụi họ Đậu hay kỹ thuật SALT sẽ được giới thiệu chi tiết trong các chương sau.
3.1.2. Cây ngăn chặn xói mịn đất và cải thiện bảo tồn nước
Bảo tồn đất và nước là mối quan tâm chính cho vùng cao ở Việt Nam và các nước nhiệt đới khác Vai trò của cây trong việc bảo tồn nước và kiểm sốt xói mịn là một trong các lợi ích của cây lâu năm khiến phải phối hợp trồng cây vào nông trại (Nair, 1987). Nhiều thí nghiệm so sánh các vùng có tán cây che khác nhau trên các diện tích canh tác và người ta đã phát hiện rằng lượng xói mịn đất và nước chảy
trên mặt đất sẽ giảm nhiều đinh tán rừng. Nghiên cứu của Kellman (1969) ở
Mindanao chứng tỏ rằng đất dưới tán rừng chỉ bị mất đi 0,25gam đất/ngày so với
3,2gam/ngày của đất độc canh cây bắp. Tương tự như vậy, thí nghiệm ở núi
Makiling tại Los Banos đã chứng tỏ rằng đất rừng thứ 'sinh có tỉ lệ xói mịn thấp nhất trong khi đất làm rẫy có lượng xói mịn cao nhất (Pacardo và Sam son, 1986).
3.1.3. Cây cải tạo tiểu khí hậu và đất đai phù hợp cho trồng xen canh
Cây cải tạo tiểu khí hậu và đất đai của một địa điểm nhờ vào ảnh hưởng che chắn của tán cây, giảm lượng bốc thoát hơi nước, cung cấp chất hữu cơ cho đất, cải thiện độ thấm nước của đất, vv. Vì vậy cây thường được trồng để hỗ trợ tạo bóng che thích hợp cho hoa màu và các cây trồng khác.
3.1.4. Cây chắn gió
Vận tốc gió cao có thể gây ra nhiều tác hại cho hoa màu. Bên cạnh các thiệt hại cơ giới, gió mạnh sẽ dẫn đến bốc hơi nhiều tạo nên các khủng hoảng thiếu nước cho cây hoa màu, nhất là ở các vùng khơ. Cây có thể làm giảm vận tốc gió do tạo nên các hàng rào chắn gió.
3.1.5. Cây làm hàng rào sống