2. TỔNG QUAN
2.2.1 Tình hình nghiên cứu hệ thống cây trồng trên thế giới
để ựáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của con người các nhà khoa học ựã tập trung nghiên cứu hệ thống nông nghiệp bắt ựầu từ nghiên cứu chế ựộ luân canh, xen canh, gối vụ cây trồng ựể tăng năng suất và sản lượng ựặc biệt là ở nước nhiệt ựới và á nhiệt ựới, nơi có ựiều kiện sinh thái thuận lợi cho việc luân canh, tăng vụ.
Nghiên cứu các biện pháp nhằm hoàn thiện HTCT luôn là ựộng lực thúc ựẩy phát triển sản xuất. Nghiên cứu ựặc tắnh sinh học, giống, thời vụ,
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 31
công thức luân canh, cơ cấu diện tắchẦ là những mục tiêu ựược các nhà khoa học quan tâm nhằm tìm ra những ưu ựiểm, hạn chế và ựưa ra các giải pháp, phát huy các tiềm năng, ưu thế và khắc phục những nhược ựiểm.
Bùi Huy đáp (1974) [7]: Việc thay ựổi hệ thống cây trồng ựã làm thay ựổi cơ cấu cây trồng, cây thức ăn gia súc, cây họ ựậu và công thức luân canh. Nhờ ựó năng suất cây trồng tăng lên ựáng kể, ựất ựai ựược bồi dưỡng cải tạo. Chế ựộ luân canh này bắt ựầu ựược áp dụng rộng rãi trên cả ựất bằng và ựất dốc, ựem lại nhiều thắng lợi ở nước Anh, sau ựó lan dần sang Bỉ, Hà Lan, đức, PhápẦ
Từ những năm 60 của Thế kỷ 20, các viện nghiên cứu nông nghiệp trên thế giới hàng năm ựã tuyển chọn ra nhiều loại giống cây trồng mới, ựưa ra nhiều công thức luân canh, nhiều quy trình kỹ thuật tiến bộ, ựề xuất cơ cấu cây trồng thắch hợp cho từng vùng sinh thái, nhằm tăng năng suất và sản lượng và giá trị sản lượng trên một ựơn vị diện tắch canh tác. Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ựã ựóng góp nhiều thành tựu về cơ cấu giống lúa cho sản xuất nông nghiệp trên thế giới (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) [28]; (Trần đình Long, 1997) [37].
Những năm 70 của Thế kỷ 20, các nhà khoa học của các nước Châu Á ựã ựi sâu vào nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng theo hướng lấy lúa làm nên tảng, tăng cường phát triển các loại cây hoa màu, chế ựộ xen canh gối vụ ngày càng ựược chú ý nghiên cứu. Ở Châu Á hình thành ỘMạng lưới canh tác Châu ÁỢ một tổ chức hợp tác nghiên cứu giữa Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) với nhiều quốc gia trong vùng, nhằm giải quyết 3 vấn ựề: (1) Tăng vụ bằng trồng cây ngắn ngày ựể thu hoạch trước mùa mưa lũ; (2) Thử nghiệm tăng vụ màu bằng các cây trồng mới, xen canh, luân canh tăng vụ; (3) Xác ựịnh hiệu quả kinh tế của các công thức luân canh, tìm ra và khắc phục các yếu tố hạn chế ựể phát triển công thức ựạt hiệu quả cao (Lý Nhạc, Phùng đăng Chinh, 1987) [39].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 32
Chế ựộ luân canh 4 năm và 4 khu (Nordfolk) với HTCTr gồm một số cây chăm sóc giữa hàng như khoai tây, cây củ qủa, ngũ cốc mùa Xuân, cây cỏ ba lá và ngũ cốc mùa đông, ựồng thời tăng cường các biện pháp kỹ thuật như làm ựất, bón phân và cây cỏ ba lá có tác dụng bồi dưỡng cải tạo ựất tốt (Kuan. C.Y, 1982) [82]. Chắnh vì lẽ ựó ựã làm cho năng suất ngũ cốc tăng gấp 2 lần (ựạt 16 - 17 tạ/ha) và sản phẩm lương thực, thực phẩm trên 1 ha ựất canh tác tăng lên gấp 4 lần so với chế ựộ luận canh cũ (do khoai tây, củ, quả ựược ựưa thêm vào HTCTr và do năng suất ngũ cốc tăng). Chế ựộ Nordfolk bắt ựầu ựược áp dụng rộng rãi và ựem lại nhiều thắng lợi ở Anh và sau ựó ựã lan tràn sang các nước khác ở Tây Âu. Vùng Bắc nước Pháp áp dụng hệ thống 5 năm hay 5 khu: củ quả, ngũ cốc mùa Xuân, cây phân xanh, ngũ cốc mùa đông, ựậu Hà Lan, yến mạch. đan Mạch thực hiện hệ thống 8 khu: Củ quả, ngũ cốc mùa Xuân, cây phân xanh, ngũ cốc mùa đông, khoai tây ựể nghỉ mùa đông (Bùi Huy đáp, 1974, 1983) [7,11]; FAO, 1989,1994 [80,81]).
Châu Á là khu vực trồng lúa chủ yếu, khoảng 90% sản lượng lúa trên thế giới ựược sản xuất tại ựây. đất trồng lúa của châu Á chỉ có 1 phần nhỏ ựược tưới, còn 70% diện tắch là trồng lúa nhờ nước trời. Trước ựây trên ựất lúa có tưới thường ựược trồng 2 vụ lúa trong năm và trên ựất lúa nước trời, thường ựược trồng 1 vụ lúa trong mùa mưa (dẫn theo Bùi Huy đáp, 1978) [10].
Vào những năm 1960, các nhà sinh lý thực vật phát hiện rằng không một cây nào có khả năng sử dụng toàn thể tài nguyên thiên nhiên ở một vùng và cũng thời gian này các nhà nghiên cứu Viện lúa quốc tế (IRRI) ựã nhận thức rằng các giống lúa mới thấp cây, ựứng lá, tiềm năng sản lượng cao chỉ có thể thắch ứng trong một phạm vi hạn chế. Do ựó từ những năm ựầu của thập kỷ 70 các nhà khoa học của các nước Châu Á ựã ựi sâu nghiên cứu toàn bộ HTCT theo hướng lấy lúa làm nền, tăng cường phát triển các loại cây hoa màu trồng cạn. Các chế ựộ trồng xen, trồng gối, trồng nối tiếp ngày càng ựược chú ý nghiên cứu. Theo hướng này, ựã hình thành "Mạng lưới hệ canh tác
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 33
châu Á", một tổ chức hợp tác nghiên cứu giữa Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) và nhiều quốc gia trong vùng. Từ ngày 21 - 24/9/1976, IRRI ựã tổ chức cuộc hội thảo về nghiên cứu và phát triển hệ canh tác cho nông dân trồng lúa châu Á với gần 70 nhà khoa học, nghiên cứu viên ựã tham gia thảo luận (dẫn theo Hoàng Văn đức, 1982) [17].
+ Ở Trung Quốc, ựã xác ựịnh ựược HTCT hợp lý trên các ựất 2 vụ lúa với HTCT chủ yếu là 2 vụ lúa và 1 vụ lúa mỳ hoặc khoai tây, cải, ựậu Hà LanẦ Trên các vùng ựất lúa 1 vụ HTCT thường là 1 vụ lúa và 1 vụ cây trồng cạn (Kumar.MSM, 1987) [83].
+ Ở đài Loan, hệ thống canh tác ựược thực hiện trên cơ sở hệ thống canh tác thâm canh ngắn, xen giữa lúa và sau lúa, với công thức luân canh: Lúa - Lúa - Rau hoặc đậu tương; Lúa - Rau - Lúa hoặc đậu tương; Lúa - Dưa gang - Lanh hoặc Cải dầu. Một nghiên cứu khác về giống cây hoa màu chịu rợp trồng xen trong mắa (cây công nghiệp chiếm diện tắch lớn nhất ở đài Loan), hoa màu chịu hạn trồng mùa khô ựể ựưa vào trồng sau khi thu hoạch lúa mùa ựã mang lại kết quả khả quan.
+ Ở Thái Lan ựã thử nghiệm thành công việc tăng vụ lúa ngắn ngày ngay trước mùa lũ, phát triển diện tắch cây màu xen canh, tăng vụ. Trong ựiều kiện thiếu nước, từ công thức luân canh: Lúa xuân + Lúa mùa cho hiệu quả thấp vì chi phắ nước tưới quá lớn và sản xuất ựộc canh ựã chuyển sang cơ cấu: đậu tương xuân + Lúa mùa cho hiệu quả kinh tế gần gấp ựôi và tăng ựộ phì cho ựất. Ở những vùng có thể trồng lúa nước, mô hình Lúa - Cá phỏng từ tự nhiên là bước khởi ựầu cho nông dân học tập và phát triển kiểu canh tác tổng hợp (Integrated Farming). Theo Suan.A, 1988 [88], mô hình Lúa - Cá tuỳ thuộc chân ựất, trên chân ựất vàn, dùng giống mới năng suất cao còn trên ựất trũng là giống lúa cổ truyền với cá.
+ Ở Ấn độ, chương trình nghiên cứu nông nghiệp phối hợp toàn Ấn độ 1960 - 1972 lấy hệ thâm canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng chiến lược
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 34
phát triển sản xuất nông nghiệp ựã kết luận: Hệ canh tác dành ưu tiên cho cây lương thực, chu kỳ 1 năm 2 vụ cốc (2 vụ lúa nước, hoặc 1 vụ lúa nước và 1 vụ lúa mì), ựưa thêm vào 1 vụ ựậu ựỗ ựã ựáp ứng ựược ba mục tiêu: (1) Khai thác tối ưu tiềm năng của ựất ựai, (2) Ảnh hưởng tắch cực ựến ựộ phì nhiêu của ựất trồng, (3) đảm bảo lợi ắch của người nông dân. Ở Orissia (Ấn độ) thắ nghiệm trồng xen 3 giống Pigeorepas và 2 giống lúa, kết quả thu ựược giống lúa Anmala và giống ựậu T7 trồng xen với nhau cho năng suất cao nhất (Bùi Huy đáp, 1985) [12].
+ Các nghiên cứu ở Indonesia 1975 -1976 ựã thắ nghiệm thành công các mô hình tăng vụ và ựa dạng hoá cây trồng ở ựất có tưới 10 tháng, 7 tháng và 5 tháng. Các mô hình chọn thử nghiệm như: 3 vụ lúa, 2 vụ lúa, 1 vụ lúa Ờ 1 vụ màu, 2 vụ lúa Ờ 1 vụ màu (màu chủ yếu là ựậu ựỗ, rau và ngô).
+ Ở Philippin với tổng lượng nhiệt 98000C không có tháng nào dưới 200C thuộc nhiệt ựới, trước ựây người dân vẫn có tập quán trồng 2 vụ ở ựất có tưới, nay nhờ có giống cây ngắn ngày ựã xác ựịnh có thể trồng 3 - 4 vụ/năm. đưa cây trồng cạn vào hệ thống luân canh như: Lúa Ờ Lúa _ đậu tương hoặc Lúa Ờ Khoai tây - đậu tương Ờ Ngô ựường, ựều cho kết quả tốt (dẫn theo Phạm Chắ Thành, Trần đức Viên, 1992) [48].
Cũng tại Philippin, mô hình Lúa - Vịt - Cá với mật ựộ 20 con vịt/ha ựã mang lại hiệu quả cao, mô hình này giảm ựược công làm ựất, làm cỏ và nâng cao năng suất lúa, cá (Mandac, 1986) [84].
Các nhà khoa học Nhật Bản ựã hệ thống hoá 4 tiêu chuẩn của HTCT là sự phối hợp giữa cây trồng và vật nuôi, các phương pháp trồng trọt và chăn nuôi gia súc, cường ựộ lao ựộng, vốn ựầu tư, tổ chức sản xuất và sản phẩm làm ra, tắnh chất hàng hoá của sản phẩm (Nguyễn Duy Tắnh , 1995) [56].
Zandstra H. G (1981) [89] ựã dẫn số liệu FAO cho thấy trên thế giới có khoảng 5,6 tỷ người. để ựảm bảo nhu cầu nông sản ngày càng tăng phải thực
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 35
hiện ba giải pháp là mở rộng diện tắch, tăng năng suất và ựa dạng hoá cây trồng. Trong ựó, giải pháp thâm canh và ựa dạng hoá ựược coi là quan trọng.
Ở Châu Á các chế ựộ xen canh gối vụ truyền thống ựã ựược chú ý nghiên cứu phát triển. Năm 1960, Hàn Quốc, đài Loan ựã ựạt chỉ số thâm canh tăng vụ 1.5 và 1.8 lần. Cũng thời kỳ này, các nhà nghiên cứu của Viện lúa Quốc tế IRRI ựã thấy rằng các giống lúa mới kiểu thấp cây, tiềm năng năng suất cao chỉ có thể giải quyết vấn ựề lương thực trong phạm vi hạn chế. Vậy từ những năm ựầu thập kỷ 70 họ ựã nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng cả vùng và lấy cây lúa làm trọng tâm, tăng cường cây họ ựậu, cây màu, cây trồng cạn. Các chế ựộ trồng xen, trồng gối ngày càng ựược chú ý nghiên cứu (Bùi Huy đáp 1993[13]; Lâm Công định 1989[16])