2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI
2.3 Tình hình nghiên cứu về cơ cấu cây trồng
2.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
ðể ủỏp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của con người cỏc nhà khoa học ủó tập trung nghiờn cứu hệ thống nụng nghiệp bắt ủầu từ nghiờn cứu chế ủộ luõn canh, xen canh, gối vụ cõy trồng ủể tăng năng suất và sản lượng;
ủặc biệt là ở nước nhiệt ủới và ỏ nhiệt ủới, nơi cú ủiều kiện sinh thỏi thuận lợi cho việc luân canh, tăng vụ.
Chõu ỏ ủược coi là cỏi nụi của lỳa gạo do chiếm tới 90% diện tớch và sản lượng lỳa gạo của thế giới, nơi ủó diễn ra cuộc “Cỏch mạng xanh” giữa thế kỷ XX, ở ủõy ủó lai tạo ra nhiều giống lỳa nước ngắn ngày, năng suất cao, nhờ vậy ủó gúp phần thành cụng trong việc chuyển ủổi cơ cấu cõy trồng và cơ cấu mùa vụ ở nhiều quốc gia. Các nghiên cứu về hệ thống nông nghiệp và
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………29 thực hiện chuyển ủổi cơ cấu cõy trồng, cơ cấu mựa vụ cũng ủó ủược tiến hành ở khu vực này khá mạnh mẽ.
Từ những thập niờn 60, cỏc nhà sinh lý thực vật ủó nhận thấy rằng khụng một loại cõy trồng nào cú thể sử dụng hoàn toàn triệt ủể tài nguyờn thiờn nhiờn của mỗi vựng. Cỏc Viện nghiờn cứu nụng nghiệp trờn thế giới hàng năm ủó lai tạo, tuyển chọn ra nhiều loại giống cõy trồng mới, ủưa ra nhiều cụng thức luõn canh, quy trỡnh kỹ thuật tiến bộ, ủề xuất cơ cấu cõy trồng thớch hợp cho từng vựng sinh thỏi nhằm tăng năng suất, sản lượng và giỏ trị sản lượng/ủơn vị diện tớch canh tỏc. Viện nghiờn cứu lỳa quốc tế IRRI ủó gúp nhiều thành tựu về cơ cấu giống lúa (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) [16], (Trần đình Long, 1997) [21].
Nhật Bản là một nước cú ủiều kiện tự nhiờn khụng thuận lợi cho sản xuất nụng nghiệp. Do ủú cỏc nhà khoa học nụng nghiệp Nhật Bản ủó tập trung nghiờn cứu và ủề ra cỏc chớnh sỏch quan trọng, xõy dựng những chương trỡnh cú mục tiờu như an toàn lương thực, cải cỏch ruộng ủất, ổn ủịnh thị trường nụng sản và ủẩy mạnh cụng tỏc khuyến nụng, nhằm ủảm bảo an ninh, an toàn lương thực và thực hiện một số giải pháp về kỹ thuật, cải cách nông thôn…
nhờ vậy ủến nay Nhật Bản ủó trở thành một quốc gia cú nền cụng nghiệp nụng nghiệp (nền nụng nghiệp hiện ủại) hàng ủầu của thế giới (Trường ðại học Kinh tế Quốc dân, 1996) [33].
Cỏc nhà khoa học Nhật Bản ủó hệ thống hoỏ 4 tiờu chuẩn của hệ thống cây trồng là sự phối hợp giữa cây trồng và vật nuôi, các phương pháp trồng trọt và chăn nuụi gia sỳc, cường ủộ lao ủộng, vốn ủầu tư, tổ chức sản xuất và sản phẩm làm ra, tính chất hàng hoá của sản phẩm (Nguyễn Duy Tính, 1995)[28].
Từ năm 1975 ủó hỡnh thành mạng lưới nghiờn cứu hệ thống cõy trồng với 4 nước thành viờn, ủến thập kỷ 80 ủó mở rộng phạm vi ủến 16 nước và ủó tổ chức hội nghị ở Thái Lan vào năm 1981. Các nhà khoa học của các nước thành viờn ủó thống nhất một số giải phỏp trong chuyển ủổi cơ cấu cõy trồng như sau:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………30 - Tăng vụ lúa ngắn ngày, thu hoạch trước mùa lũ.
- Thử nghiệm tăng vụ cây màu bằng các cây trồng mới, xen canh, luân canh, thâm canh, tăng vụ…
- Xỏc ủịnh hiệu quả của cỏc cụng thức luõn canh, tỡm và khắc phục cỏc yếu tố hạn chế ủể phỏt triển cụng thức ủạt hiệu quả cao (Lý Nhạc, 1987)[23].
ở Thỏi Lan, cụng thức ủộc canh lỳa xuõn - lỳa mựa hiệu quả kinh tế thấp và chi phớ thuỷ lợi quỏ lớn, hơn nữa do ủộc canh lỳa ủó làm giảm ủộ phỡ của ủất. Vỡ vậy, họ ủó chuyển sang sản xuất theo cụng thức luõn canh ủậu tương - lỳa mựa, hiệu quả kinh tế tăng gấp ủụi, ủồng thời ủộ phỡ ủất cũng tăng lên rõ rệt (Nguyễn Duy Tính, 1995)[28].
Mụ hỡnh sử dụng ủất dốc hợp lý của Thỏi Lan bằng cỏch trồng cõy họ ủậu thành băng theo ủường ủồng mức ủể chống xúi mũn, tăng ủộ phỡ cho ủất và ủem lại hiệu quả kinh tế cao. Hệ thống cõy trồng kết hợp trồng xen cõy họ ủậu với cõy lương thực trờn ủất dốc ủó làm tăng năng suất cõy trồng, tăng ủược chất xanh tại chỗ, tăng nguồn vi sinh vật cú ớch trong ủất. Bỡnh quõn lương thực của Thỏi Lan trong 10 năm (1977 - 1987) ủó tăng 3%, trong ủú lỳa gạo tăng 2,4%, ngô tăng 6,1%, ngoài ra các cây trồng có giá trị kinh tế cao như dừa, cao su, cà phờ, chố cũng ủược chỳ ý phỏt triển… nhờ sản xuất nụng nghiệp theo hướng ủa cõy trồng, ủa thời vụ gắn với thị trường nờn giỏ trị nụng sản ủó chiếm tỷ trọng lớn trong tổng kim ngạch xuất khẩu (Nguyễn ðiền, 1997)[9].
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 chính sách khuyến khớch nờn ủó tạo cho nụng nghiệp cú những bước phỏt triển vượt bậc, khụng những cung cấp dồi dào lương thực mà còn chuyển vốn cho các ngành khác, ủúng gúp rất lớn cho cụng cuộc ủẩy mạnh cụng nghiệp hoỏ và thỳc ủẩy nền kinh tế quốc dân phát triển. đài Loan thực hiện rộng rãi và áp dụng kinh doanh cần nhiều sức lao ủộng và kỹ thuật vi sinh ủể nõng cao sản lượng cõy
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………31 trồng, nõng cao khả năng canh tỏc của ủất ủai, nhập thờm nhiều giống cõy trồng mới có giá trị kinh tế cao. Những biện pháp ựó ựã giúp đài Loan chuyển sang nền nụng nghiệp hàng hoỏ và xuất khẩu nhiều nụng sản; ủồng thời cú ủiều kiện ủầu tư phỏt triển sản xuất nụng nghiệp ở một số nước ủang phát triển, trong ựó có Việt Nam. đài Loan ựã thành công trong việc nghiên cứu cõy màu chịu búng ủể trồng xen trong mớa. Cỏc giống cõy màu chịu hạn trồng vào mựa khụ ủể tăng vụ sau khi thu hoạch lỳa mựa. ðể phỏt triển nụng nghiệp nông thôn, đài Loan ựã tiến hành cải cách ruộng ựất, cải tiến kỹ thuật, phỏt triển nụng nghiệp, thỳc ủẩy kiến thiết nụng thụn. Cơ cấu sản xuất nụng nghiệp cũng chuyển dịch theo hướng phù hợp với yêu cầu của công nghiệp hoá, giảm tỷ trọng sản lượng 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% [33].
Từ những mối liên hệ giữa cây trồng với môi trường và quản lý nông nghiệp, Bill Mollison (1994) [1] ủó ủề ra phương phỏp nghiờn cứu hệ thống cụng thức luõn canh cõy trồng mới với hệ canh tỏc ủơn giản ủể 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 nhu cầu của con người mà khụng búc lột ủất ủai, ụ nhiễm mụi trường. Nụng nghiệp bền vững, sử dụng những ủặc ủiểm của cảnh quan và cấu trỳc, sử dụng diện tớch một cỏch ớt nhất.
Một số nhà khoa học nông nghiệp cho rằng, quá trình phát triển của hệ thống cõy trồng là sự phỏt triển ủồng ruộng ủi từ ủất cao ủến ủất thấp. Cú nghĩa là hệ thống cõy trồng ủó phỏt triển trờn hệ thống ủất cao trước, sau ủú mới ủến ủất thấp, ủõy là quỏ trỡnh hỡnh thành của hệ sinh thỏi ủồng ruộng.
Chương trỡnh nghiờn cứu phối hợp toàn ấn ðộ từ năm 1960 - 1972 ủó lấy hệ thống thâm canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng chiến lược phát triển sản xuất nụng nghiệp và ủó rỳt ra kết luận: hệ canh tỏc ưu tiờn cho cõy lương thực chu kỳ 1 năm, 2 vụ ngũ cốc và 1 vụ ủậu ủỗ ủó ủỏp ứng ủược 3
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………32 mục tiờu là khai thỏc tối ưu tiềm năng ủất ủai, nõng cao ủộ phỡ của ủất và ủảm bảo lợi ích của người nông dân. Việc phát triển nhiều giống cây trồng cùng với việc bố trớ lại cơ cấu cõy trồng hợp lý ủó ủưa ấn ðộ từ một nước thường xuyờn thiếu lương thực trở thành một nước ủủ ăn và cú dư thừa ủể xuất khẩu.
Cũng ở ấn ðộ cỏc nhà khoa học ủó ủề cập ủến cơ cấu luõn canh cõy trồng hợp lý phụ thuộc vào ủiều kiện canh tỏc, cỏc chớnh sỏch và giỏ cả nụng sản hàng hoỏ. Do ủú, hàng loạt cỏc cụng thức luõn canh cho cỏc vựng, tiểu vựng sinh thỏi ủược khảo nghiệm, triển khai trờn diện rộng ủó cho năng suất cao.
Trung Quốc là một quốc gia cú nền nụng nghiệp phỏt triển hàng ủầu của khu vực, nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất, nhất là cụng nghệ sản xuất hạt giống lỳa lai, ngụ lai nờn ủó làm tăng 43% sản lượng ngũ cốc. Các biện pháp kỹ thuật như xen canh ngô với lúa mì, sử dụng phõn bún hợp lý… ủó nõng năng suất của cỏc cỏnh ủồng lờn ủạt 15 tấn/ha (thông tin sản xuất, thị trường nông nghiệp và PTNT, số 1 tuần từ 2/1/1998 - 8/1/1998, trang 7 - 8) (dẫn theo Hồ Gấm, 2003) [10].
Một số nước ở khu vực đông nam á ựã có nhiều công trình nghiên cứu về hệ thống nụng nghiệp, cơ cấu cõy trồng, kết quả nghiờn cứu ủó gúp phần nõng cao năng suất, sản lượng và giỏ trị sản xuất của cõy trồng. ở Philippin ủó tiến hành nghiờn cứu hệ thống cõy trồng trờn cỏc loại ủất cao và thấp trong ủiều kiện cú tưới và nhờ nước trời. Cũn Indonesia ủó thử nghiệm cỏc mụ hỡnh tăng vụ và ủa dạng hoỏ cõy trồng trờn cỏc loại ủất cú tưới 10 thỏng, 7 thỏng và 5 tháng. Những mô hình thử nghiệm có 3 vụ lúa, 2 vụ lúa, 2 vụ lúa - 1 vụ màu, 1 vụ lỳa - 1 vụ màu ủó ủược ỏp dụng và nhõn ra diện rộng, cỏc cõy màu chủ yếu là cõy họ ủậu, cỏc loại rau, ngụ.
Bangladet ủó xõy dựng hệ thống canh tỏc kết hợp một biến dạng của hệ canh tỏc nhiều loài khỏc nhau trờn cựng một lụ ủất. Lợi ớch của việc trồng kết hợp là làm tăng hiệu quả của sử dụng ủất, nước, ỏnh sỏng, dinh dưỡng ủất, phõn bún tạo ủiều
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………33 kiện sinh thái tốt cho cây trồng sinh trưởng, phát triển và hạn chế bị sâu bệnh phá hại. ở ủõy cũn ỏp dụng phương phỏp “cõy trồng ủồng hành” trong việc trồng xen ủể giảm sõu bệnh, như trồng hành xen với bắp cải, mựi của cõy hành toả ra ủó làm hạn chế côn trùng xuất hiện gây hại bắp cải (Shimpei Murakami, 1992)[25].
Hiện nay, xu hướng trong nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp là tập trung nghiờn cứu cải tiến hệ thống cõy trồng trờn cỏc vựng ủất bằng cỏch ủưa thờm một số loại cõy trồng mới vào hệ canh tỏc nhằm tăng sản lượng nụng sản/1 ủơn vị diện tớch canh tỏc/1 năm. Cải tiến cơ cấu cõy 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 Tính, 1995)[28].
2.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Việt Nam là một nước nụng nghiệp; ủời sống, cỏc hoạt ủộng kinh tế - xó hội, thậm chớ cả nền văn minh từ xa xưa ủó gắn với trồng trọt, chăn nuụi. Vỡ vậy, có thể nói rằng những nghiên cứu về cơ cấu cây trồng và hệ thống nông nghiệp ở nước ta gắn liền với lịch sử hỡnh thành, ủấu tranh và bảo vệ tổ quốc.
Lịch sử ủó ghi lại, từ thời Hựng Vương dõn ta ủó di chuyển từ vựng gũ ủồi xuống vựng ủồng bằng, ven biển ủể khai hoang xõy dựng ủồng ruộng sản xuất nụng nghiệp và hỡnh thành nờn cỏc thụn, bản. Trong cuốn “Võn ủài loại ngữỢ, tác giả Lê Quý đôn - một học giả nổi tiếng của Việt Nam ựã ghi chép nhiều về giống lúa tẻ, lúa nếp mà dân ta thường gieo cấy từ thời tiền Lê (980 - 1005) (Bùi Huy đáp, 1985)[6].
Thời Nam bắc phân tranh (1533 - 1788) và tiếp sau là thời các vua triều Nguyễn (1802 - 1945) có những bậc “thần hoàng” nổi tiến như Nguyễn Lộ, Nguyễn Tri Phương, Nguyễn Cụng Trứ ủó ủưa dõn ủi khai khẩn ủất ủai ở cỏc vùng ðồng Bằng Sông Hồng, Sông Cửu Long, xây dựng các công trình thuỷ lợi tưới tiờu và cải tạo ủất, lựa chọn hệ thống cõy trồng, bố trớ mựa vụ sản xuất, quy hoạch sử dụng ủất lõu bền.
Dưới thời thuộc Phỏp (1867 - 1945), nhiều giống cõy trồng mới ủó
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………34 ủược tuyển chọn trong nước hoặc du nhập từ nước ngoài vào sản xuất trong nước ở cỏc ủồn ủiền như cà phờ, cam, quýt, chố…, ủặc biệt là cao su; cõy cao su ủó ủược trồng với quy mụ rộng lớn và ủược mở rộng ra ủến tận Thanh Hoỏ. Tuy nhiờn, dự thời nào ủi nữa thỡ ở nước ta cõy lỳa nước vẫn là cõy trồng chớnh. Năm 1880, Việt Nam ủó xuất khẩu 300.000 tấn gạo cho cỏc nước thuộc ủịa của Phỏp (Mai Văn Quyền,1996) dẫn theo Hồ Gấm (2003) [10].
Do yờu cầu của việc tăng năng suất, sản lượng cõy trồng ủể ủỏp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm của con người nên các nghiên cứu về trồng xen, trồng gối, luõn canh, tăng vụ ủó ủược nghiờn cứu từ rất sớm và việc nghiờn cứu hệ thống nụng nghiệp ủược bắt ủầu từ nghiờn cứu cơ cấu cõy trồng.
Trong nghiờn cứu về hệ thống canh tỏc phải ủược bắt ủầu bằng cụng tỏc kiểm kờ cỏc ủiều kiện tự nhiờn, tài nguyờn thiờn nhiờn, ủỏnh giỏ ủược hệ canh tác truyền thống. Việc cải tiến những hệ thống canh tác của nông dân ủang ủược cỏc nhà khoa học nụng nghiệp nước ta quan tõm nghiờn cứu và bước ủầu ủạt ủược nhiều kết quả tốt.
Tác giả Bùi Huy đáp (1979) [5] khi nghiên cứu cơ cấu cây trồng trên ủất canh tỏc chủ yếu nhờ nước trời ở miền Bắc ủó ủề xuất cơ cấu cõy trồng là 2 vụ màu ủụng và xuõn rồi sản xuất lỳa tiếp chõn, trong vụ xuõn trồng cỏc loại cây màu có thời gian sinh trưởng dài, ngắn khác nhau tuỳ theo trồng lúa mùa sớm hay mựa chớnh vụ. ðõy là chế ủộ canh tỏc cú thể sử dụng triệt ủể tiềm năng của cỏc loại ủất cao hạn cấy 1 vụ lỳa mựa trờ nước trời. Trờn chõn ủất chuyờn màu của vựng ủất bói ven sụng, hệ thống cõy trồng ủem lại hiệu quả kinh tế cao là ngụ thu ủụng (rau màu thu ủụng) - ngụ xuõn (ủậu tương, rau ủậu cỏc loại…). Ngay sau khi nước rỳt tiến hành trồng ngụ thu ủụng (hoặc rau ủậu sớm), sau ủú trồng ngụ xuõn (hoặc ủậu tương, rau ủậu cỏc loại).
Trong hệ thống luõn canh trờn ủất bạc màu ở miền Bắc Việt Nam, cõy vụ ủụng cú vai trũ quan trọng trong việc bảo vệ ủất, nhờ vụ ủụng mà ủất trồng ủược che phủ trong suốt thời kỳ khớ hậu khụ hạn (trong ủiều kiện khụ hạn, ủất màu bị
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………35 thoỏi hoỏ nhanh nhất, ủồng thời cỏc chất hữu cơ phõn huỷ mạnh). Cõy vụ ủụng ủó làm tăng ủộ ẩm của ủất từ 30 - 50% so với khụng trồng cõy vụ ủụng. ðất bạc màu cú trồng cõy vụ ủụng ủều làm tăng năng suất cõy trồng vụ sau một cỏch rừ rệt (Bùi Huy đáp, 1979) [5], (Nguyễn Hữu Tề và CTV, 1995) [26].
Cải tiến cơ cấu cây trồng trong thời gian tới cần nghiên cứu bố trí lại hệ thống cõy trồng thớch hợp với cỏc ủiều kiện ủất ủai và chế ủộ nước khỏc nhau, phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm khai thác cao nhất các nguồn lợi tự nhiờn, lao ủộng và sử dụng cú hiệu quả cỏc nguồn vốn ủầu tư. ða dạng giống cõy trồng và loại cõy trồng là biện phỏp tớch cực ủể nõng cao tớnh ổn ựịnh của hệ thống (Trần đình Long, 1997)[21].
Cũng theo tác giả Trần đình Long (1997)[21] thì giống cây trồng là tư liệu sản xuất sống, cú liờn quan chặt chẽ với ủiều kiện ngoại cảnh, cú vai trũ quan trọng trong cải tiến cơ cấu cõy trồng. ðể tăng năng suất cần tỏc ủộng cỏc biện pháp kỹ thuật thích hợp theo yêu cấu của giống. Sử dụng giống tốt là một biện phỏp ủể tăng năng suất, ớt tốn kộm.
ðiều kiện sản xuất nông nghiệp ở nước ta còn nhiều khó khăn, chịu nhiều rủi ro (bão, lụt, hạn hán, sâu bệnh…) làm cho năng suất, sản lượng cây trồng thấp và khụng ổn ủịnh, bấp bờnh. Một số giống cõy trồng ủịa phương cú khả năng chống chịu khỏ với ủiều kiện ngoại cảnh bất thuận, năng suất ổn ủịnh nhưng lại thấp, khụng ủỏp ứng nhu ủược nhu cầu của con người. Do vậy cần cú bộ giống tốt, năng suất cao, ổn ủịnh, phự hợp với ủiều kiện sinh thỏi của từng vựng cụ thể theo nguyờn tắc “ủất nào cõy ấy”.
Tác giả Vũ Tuyên Hoàng (1995) [16] khi nghiên cứu, chọn tạo giống lúa cho cỏc vựng khụ hạn, ngập ỳng, chua phốn ủó nhận xột: so với cỏc vựng thõm canh, các vùng khó khăn còn có yêu cầu thêm về giống mới thích hợp hơn nữa, cỏc tiờu chuẩn giống chống chịu cũng cần ủược xỏc ủịnh chuẩn xỏc hơn. ðối với cỏc vựng khú khăn, cụng tỏc cải tạo ủất và nguồn nước tưới luụn luụn cần kết hợp với giống và cỏc biện phỏp kỹ thuật thớch hợp ủể tăng năng suất.