Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài
1.2.2. Những nghiên cứu ở trong nước
Lịch sử phát triển của nước ta gắn liền với hoạt động sản xuất nông nghiệp. Hàng loạt các giống cây trồng và biện pháp kỹ thuật canh tác về các cây: lúa, lạc, đậu đỗ, ngô, rau màu… ra đời đã góp phần đáng kể vào việc nâng cao năng suất và sản lượng. Do nhu cầu về lương thực, thực phẩm ngày càng tăng nên việc nghiên cứu giống cây trồng cùng với các biện pháp kỹ thuật được các nhà khoa học nông nghiệp nước ta quan tâm.
Trên đất khơng có thực vật che phủ, cường độ bốc hơi vật lý nhiều hay ít tùy thuộc vào tốc độ gió và độ ẩm trong khơng khí, bốc hơi nước vật lý gây ra sự di chuyển chất độc ở trong đất (gây chua, mặn...) từ tầng đất dưới lên tầng đất mặt, làm cho đất bị nhiễm độc. Đất bị mất nước, độ ẩm trong đất giảm, tốc độ khống hóa chất hữu cơ xảy ra nhanh, hạn chế quá trình hình thành mùn (bạc màu đất), đất mất dần khả năng giữ nước, giữ dinh dưỡng. Muốn đất giảm thoát hơi nước cần che phủ bằng thực vật tươi hoặc bằng vật che phủ khô để hạn chế bốc hơi nước vật lý của đất, hạn chế rửa trơi phân bón, nhằm làm chậm q trình khống hóa chất hữu cơ, hạn chế q trình suy thối đất. Biện pháp tốt nhất để cải tạo và giữ gìn chất lượng đất là các biện pháp luân canh, tái sử dụng tàn dư cây trồng và phân hữu cơ nguồn gốc động vật, giảm sử dụng hóa học, tăng cường sử dụng các loài cây che phủ, nhất là cây họ đậu. Để chống xói mịn đất, cần tăng cường hoạt động sinh học
để tăng cường các quá trình tái tạo dinh dưỡng, tái tạo các tính chất cơ bản của đất như cấu tượng đất, hàm lượng hữu cơ, độ xốp, hoạt tính sinh học, tăng độ pH đất, giảm độ độc nhơm, sắt. Các cation bazơ sẽ trung hịa pH, còn các phần tử mùn sẽ liên kết với nhôm và sắt để giảm độ độc trong đất. Tất cả những nỗ lực trên đều nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho sinh trưởng và phát triển cho cây trồng (Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm, 2002). [22]
Xu hướng trong nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp hiện nay là tập trung nghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng trên các vùng đất bằng cách đưa thêm một số loại cây trồng mới vào hệ canh tác nhằm tăng sản lượng nơng sản/1 đơn vị diện tích canh tác/1 năm với mục đích xây dựng nền nơng nghiệp sinh thái phát triển bền vững (Nguyễn Duy Tính, 1995).[26]
Điều kiện sản xuất nông nghiệp ở nước ta cịn nhiều khó khăn, chịu nhiều rủi ro (bão, lụt, hạn hán, sâu bệnh…) làm cho năng suất, chất lượng cây trồng thấp và không ổn định, ảnh hưởng lớn đến thị trường hàng nông sản của nước ta. Do vậy cần có những cơ cấu giống cho phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng cụ thể theo nguyên tắc “đất nào cây ấy”.
Theo Nguyễn Tấn Hinh và cs. (2005) đối với hệ thống canh tác chuyên lúa tại các tỉnh miền Bắc trên các vùng có điều kiện thâm canh thay thế các giống cũ đã được sử dụng nhiều năm, khả năng chống chịu kém bằng các giống có TGST trung bình, chịu thâm canh năng suất cao như giống lúa MT163, năng suất đạt 65-75 tạ/ha, thậm chí trên 80 tạ/ha. Còn trong hệ thống 2 lúa - 1 màu, việc đưa giống ĐB1 (giống lúa thuần ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao) thay thế giống Khang Dân 18, năng suất trung bình 62,4 tạ/ha, đã tăng 5-12 tạ/ha, đồng thời đảm bảo thời vụ gieo trồng vụ đông trong khung thời vụ tốt nhất.[12]
Biện pháp kỹ thuật làm ngô bầu là kỹ thuật được các tổ chức nông nghiệp trên thế giới đánh giá rất cao. Biện pháp kỹ thuật này đã rút ngắn thời gian sinh trưởng của cây ngô trên đất ruộng trong cơ cấu mùa vụ, làm tăng năng suất ngơ, thuận tiện bố trí mùa vụ cho các cây trồng vụ xuân và vụ hè thu.
Tác giả Trần Danh Thìn (2001) khi nghiên cứu vai trị cây đậu tương, cây lạc ở một số tỉnh trung du, miền núi phía Bắc đã đưa ra kết luận: sử dụng phân khoáng,
phối hợp giữa đạm, lân và vôi trong thâm canh không những nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế của việc trồng lạc và đậu tương, mà cịn có tác dụng tạo ra một khối lượng lớn chất xanh, làm tăng độ che phủ đất và cung cấp nhiều chất hữu cơ cho đất qua tàn dư thực vật. Điều này có ý nghĩa với việc cải tạo đất đồi thoái hoá, chua, nghèo hữu cơ ở vùng trung du, miền núi.[33]
Tác giả Nguyễn Hữu Thành (2009) nghiên cứu nông nghiệp Bắc Ninh cho thấy: sản xuất các loại cây trồng chủ lực của tỉnh là lúa, khoai tây, đậu tương và các loại rau là phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế của tỉnh nhưng chưa có vùng sản xuất hàng hóa lớn. Cơ cấu cây trồng chủ yếu sử dụng các giống có năng suất cao, nhưng chất lượng chưa cao. Một số loại cây khoai tây, lạc, đậu tương, ngô chủ yếu vẫn dùng giống cũ, áp dụng biện pháp kỹ thuật truyền thống nên năng suất, hiệu quả kinh tế khơng cao, bón phân chưa cân đối dẫn đến cây trồng bị sâu bệnh nhiều. Tác giả đã đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây vụ đông bằng nhập nội giống Atlantic nguyên chủng, nhân giống trong vụ xuân, sau đó bảo quản trong kho lạnh để trồng vụ đông đã cho hiệu quả cao nhất. Trồng lạc L14 mật độ 40 cây/m2, mỗi hốc 2 hạt cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao hơn so với mật độ 33 cây/m2. Trên đất phù sa glây, kỹ thuật trồng đậu tương đông cải tiến bằng phương pháp gieo vãi hoặc gieo trực tiếp vào gốc rạ đúng thời vụ, dùng giống DT84 làm tăng thu nhập so với canh tác cũ 41,9%. Hệ thống luân canh lúa xuân muộn - lúa mùa trung - khoai tây đông cải tiến cho thu nhập cao hơn hệ thống cũ trồng 2 vụ lúa 3,1 lần. Trên đất phù sa không được bồi, hệ thống luân canh 2 vụ màu - một vụ lúa (lạc xuân - lúa nếp - khoai tây hoặc rau đông) cho thu nhập gấp 2 lần so với hệ thống canh tác cũ. Trên đất bạc màu, mơ hình cải tiến: Lạc xuân (giống L14) - lúa mùa trung (N46) - khoai tây đông (Atlantic) cho thu nhập cao hơn hệ thống cũ trồng 2 vụ lúa 4,85 lần. [29]
Khi nghiên cứu hệ thống cây trồng tỉnh Bắc Giang, tác giả Nguyễn Bình Nhự (2010) đã chỉ ra rằng: đất ở Bắc Giang nghèo dinh dưỡng, đang biến đổi theo xu hướng nghèo kiệt dần. Diện tích đất sản xuất 1-2 vụ chiếm tỷ lệ lớn nên hệ số sử dụng đất thấp (1,25-1,31 lần ở tiểu vùng gò đồi; 2,42-2,48 lần ở tiểu vùng đất bằng). Tác giả đã đề xuất công thức trồng xen cây họ đậu - sắn trên đất gò đồi, độ che phủ
cao nhất đạt 92,8% (đối với trồng xen đậu đen) và 98,0% (với trồng xen lạc), làm tăng độ ẩm đất 4,1-7,2%. Lượng sinh khối sau mỗi vụ để lại từ 4,8-5,2 tấn/ha, cho lãi thuần cao hơn 1,45-5,85 triệu đồng/ha so với đối chứng trồng sắn thuần. Trên đất vàn cao, việc chuyển đổi công thức luân canh 2 vụ: lạc xuân - lúa chính vụ sang cơng thức 3 vụ: lạc xuân - lúa mùa sớm - đậu tương đông cho lãi thuần cao hơn 11,1 triệu đồng. Trên đất vàn, công thức luân canh mới: Lúa xuân muộn (áp dụng SRI) - đậu tương hè - khoai tây đơng (giống và mức phân bón mới) cho lãi thuần cao hơn 7,26 triệu đồng/ha so với công thức cũ (lúa xuân muộn - đậu tương hè - khoai tây đông). [20]
Nghiên cứu hiệu quả kinh tế trồng xen cây bông với cây ngắn ngày, tác giả Đinh Quang Tuyến và cs. (2008) cho rằng: tại Cư Jút, Đak Nông, xen bông - đậu tương theo kiểu 1:4 cho lãi thuần cao nhất, đạt 17,5 triệu đồng/ha. Tại Kông Chro, Gia Lai, bông xen đậu xanh theo kiểu 2:4, lãi thuần đạt 13,3 triệu đồng/ha. Trồng bông xen ngô theo kiểu 4:1 mang lại thu nhập và lãi thuần cao ở 2 vùng nghiên cứu Cư Jút, Đak Nông và Chư Sê, Gia Lai. [28]
Việc nghiên cứu chọn tạo ra những giống cây trồng tốt trong từng giai đoạn phát triển của ngành nơng nghiệp sẽ có vai trị to lớn, quyết định xúc tiến việc cải tiến HTCTr và nâng cao sản lượng. Để thúc đẩy sản xuất nông nghiệp phát triển bền vững, hiệu quả, đáp ứng hội nhập, Việt Nam đã có nhiều chính sách, chương trình phát triển chung cho cả nước và mỗi vùng sinh thái, mỗi ngành. Đối với ngành trồng trọt, phát triển chương trình giống cây trồng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.
Ngày nay, các nhà khoa học nước ta đã lai tạo, chọn lọc ra nhiều giống cây trồng mới, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chống chịu khá với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi, đã tạo điều kiện cho việc bố trí HTCTr hợp lý. Khi tổng kết về kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ sản xuất nông nghiệp trong 20 năm đổi mới của Việt Nam, tác giả Trần Duy Quý (2005) nhận xét: Trong sản xuất nông nghiệp 20 năm qua đã áp dụng những kết quả nghiên cứu cơ bản vào công tác chọn tạo các giống cây trồng. Các nhà khoa học của các viện, các công ty, tổng công ty... đã tiến hành lai tạo, gây đột biến, nhập nội, chọn lọc, tạo ra hàng loạt giống cây trồng phong phú, có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu sâu
bệnh và các điều kiện bất thuận của môi trường. Cơng tác cơng nhận giống mới đảm bảo có giống đạt tiêu chuẩn chất lượng phục vụ sản xuất. Từ năm 1977 đến năm 2005, cả hệ thống nghiên cứu của Việt Nam đã tạo ra được 575 giống thuộc 35 loài cây trồng khác nhau. Giai đoạn trước đổi mới 1977-1985, chúng ta chỉ tạo ra được 12 giống cây trồng, trong đó lúa 8 giống, ngơ 4 giống, cịn lại các cây khác đều khơng có.
Theo số liệu điều tra của Bộ NN & PTNT (2011a), đến hết năm 2009 nước ta đã có 292 giống lúa, 120 giống ngô, 16 giống khoai lang, 21 giống khoai tây và khoai sọ, 9 giống sắn, 13 giống lạc, 34 giống đậu tương, 19 giống đậu xanh và đậu đen, 57 giống cà chua, 18 giống dưa chuột, 25 giống rau bắp cải, sulơ, su hào, xà lách; 32 giống bầu, bí, mướp, mướp đắng; 16 giống ớt, 47 giống rau đậu, 15 giống hoa, 92 giống cây ăn quả, 13 giống cà phê, 17 giống cao su, 16 giống chè; 13 giống và cây đầu dịng ca cao, 32 giống mía, 7 giống dâu, 13 giống điều, 14 giống bông; 7 giống thuốc lá, 9 giống cỏ, nâng tổng số giống cây trồng ở Việt Nam đạt 966 phục vụ kịp thời cho sản xuất.
Theo Trần Đình Long (2007) các giống lạc đã được giới thiệu cho sản xuất ở nước ta với các đặc tính ưu việt năng suất cao (như: L14, L15, L02, LVT), kháng bệnh héo xanh vi khuẩn (MD7), ngắn ngày (Chico, JL24, L05). Cũng theo tác giả, những giống lạc mà Việt Nam nhập từ Trung Quốc có nhiều ưu điểm thể hiện năng suất cao, khả năng chịu thâm canh cao, chống chịu với sâu bệnh khá. [17]
Ở Việt Nam, ngô được coi là cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau cây lúa. Trong những năm gần đây, việc gia tăng diện tích và sản lượng ngơ có ý nghĩa quan trọng trong an ninh lương thực và có dư lương thực để xuất khẩu. Tuy nhiên, năng suất ngơ nước ta vẫn cịn rất thấp, chỉ đạt 36,5 tạ/ha so với thế giới là 49,5 tạ/ha. Bởi vậy, ngoài việc chọn lọc giống theo hướng thâm canh, chúng ta cần phải bổ sung vào cơ cấu những giống chín sớm, năng suất cao, chống chịu tốt, nhằm khai thác quỹ đất bỏ hóa, bỏ trống vụ Xuân ở miền núi, vụ Thu Đông ở Tây Bắc và Tây Nguyên (Bùi mạnh Cường, 2007b; Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam, 2009).
Nói chung vấn đề nghiên cứu hệ thống cây trồng, luân canh tăng vụ đã và đang là những vấn đề được các nhà nông học Việt Nam quan tâm, nghiên cứu
không ngừng trong những thập kỷ qua. Nhờ đó mà ngành nơng nghiệp đã có những thành tựu to lớn, sản lượng cũng như chất lượng lương thực, thực phẩm không ngừng được tăng lên, sản phẩm ngày càng đa dạng. Trước thực cảnh q trình đơ thị hố và sự phát triển các khu công nghiệp diễn ra với tốc độ rất nhanh, diện tích gieo trồng giảm một cách đáng kể qua các năm gần đây đã gây ra áp lực lớn cho ngành nông nghiệp. Nhưng do việc luân canh tăng vụ, sử dụng những giống cây trồng mới có năng suất cao, chất lượng tốt mà các nhà nông học đã chọn tạo ra, với cơ cấu mùa vụ thích hợp, đã đảm bảo được an ninh lương thực, đáp ứng đủ nhu cầu của 90 triệu người dân Việt Nam, xuất khẩu hơn 7 triệu tấn gạo và một số nông sản khác.
* Canh tác trên đất vùng núi và phát triển bền vững
Nhiều cơng trình nghiên cứu tổng hợp và chuyên đề về HTCTr ở nước ta, đặc biệt là HTCTr ở vùng đồi núi đã được tiến hành ở nhiều nơi, đã có nhiều kết quả nhất định. Nhìn chung các tác giả nghiên cứu theo hướng chọn các hệ thống canh tác có HTCTr phù hợp vùng đồi núi với các loại cây vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế, vừa bảo vệ được độ màu mỡ của đất.
Cả nước có gần 4 triệu ha đất dốc chưa được sử dụng, đây là những vùng đất tương đối dốc, canh tác gặp nhiều khó khăn, nhất là sản xuất nông nghiệp chủ yếu là độc canh cùng với điều kiện mưa tập trung theo mùa đã nhanh chóng làm suy thối đất đai và xói mịn rửa trơi (Đàm Văn Vinh, 2011). [40]
Nghiên cứu của Nguyễn Thế Đặng (2007) cho thấy: việc chuyển đổi từ phương thức canh tác sử dụng nhiều phân hóa học, thuốc BVTV sang phương thức canh tác chè an toàn, phẩm chất chè được nâng lên (hàm lượng kim loại nặng giảm), các chỉ tiêu lý, hóa tính của đất (hàm lượng chất hữu cơ, dinh dưỡng N; P; K tổng số; EEC, độ xốp) được cải thiện. [9]
Theo tác giả Nguyễn Thị Lợi (2011) để mở rộng diện tích sản xuất vùng đất trung du tại huyện Đồng Hỷ - Thái Nguyên cần cải tiến các công thức luân canh và sử dụng các giống mới thì hiệu quả kinh tế tăng lên rõ rệt. Công thức luân canh lạc xuân - lúa mùa - ngô đông khi sử dụng các giống mới thay thế giống cũ tăng thu nhập thuần 84%. Công thức luân canh đậu tương xuân - lúa mùa - ngô đông khi sử dụng giống mới thay thế giống cũ tăng thu nhập thuần 158%. Khi tăng vụ khoai tây
đông trên đất 2 vụ lúa thì thu nhập thuần tăng 82% so với canh tác chỉ sản xuất 2 vụ lúa. Đồng thời, một số chỉ tiêu dinh dưỡng trong đất như OM, N, P205, K20 được cải thiện, góp phần bảo vệ, tăng độ phì của đất. [18]
Đối với biện pháp sử dụng cây che phủ đất, theo Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm (2002) cây che phủ có vai trị quan trọng trong việc cải tạo đất: (i) Tạo một lớp phủ nhanh chóng bảo vệ đất, chống xói mịn và dịng chảy trên mặt đất; (ii) giữ chất dinh dưỡng và nước bớt trôi theo chiều sâu và kéo chất dinh dưỡng ở dưới sâu lên tầng đất canh tác; (iii) bổ sung đáng kể vào đất nguồn dinh dưỡng cây trồng, đặc biệt là đạm (cây xanh họ đậu có thể cung cấp 200-300 kg N/ha và 300-500 kg K2O/ha), chống lại sự giữ chặt lân và góp phần giải phóng lân dễ tiêu; (iv) tạo cấu trúc đất làm cho đất tơi xốp, tăng độ thấm nước và giữ nước; (v) điều hịa tiểu khí hậu khu vực và môi trường đất xung quanh hệ rễ cũng như cả quần thể cây trồng; tăng cường điều hịa chất hữu cơ trong mơi trường, do vậy tăng tính đệm đối với tác động ô nhiễm. [22]
Có thể sử dụng thân, lá cây trồng và băng cây xanh che phủ mặt đất để giữ ẩm, tránh sự công phá của nước mưa, giảm xói mịn, tăng cường chất hữu cơ, cải thiện độ phì nhiêu đất, làm tăng năng suất cây trồng. Tác giả Đào Châu Thu (2008) khẳng định: ngoài các biện pháp trồng xen, thì phủ đất bằng các phụ phẩn nông nghiệp (thân, bẹ ngô; rơm rạ) cũng là giải pháp hữu hiệu ngăn chặn thối hóa đất. [34]
Kết quả nghiên cứu áp dụng các biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sử