Các nhà khoa học nông nghiệp trên thế giới ựã và ựang tập trung mọi nỗ lực nghiên cứu nhằm hoàn thiện hệ thống canh tác bằng việc sử dụng các nguồn lực sẵn có và áp dụng tiến bộ khoa học vào sản xuất nhằm tăng năng suất, sản lượng, phẩm chất và bền vững về mặt môi trường và các hệ sinh tháị
Zandstra H.G (1981) [41] ựã dẫn số liệu của FAO cho thấy dân số thế giới ngày càng tăng, và ựể ựảm bảo nhu cầu nông sản ngày càng tăng phải thực hiện ba giải pháp là mở rộng diện tắch, tăng năng suất và ựa dạng hóa cây trồng. Trong ựó, giải pháp thâm canh và ựa dạng hóa ựược coi là quan trọng.
Hà Lan ựã ựược mệnh danh là "nước ựất trũng", có 1/4 diện tắch lãnh thổ thấp hơn mực nước biển, cộng thêm vùng ựất trũng cao hơn mực nước biển khoảng 1m, thì có tới 1/3 diện tắch lãnh thổ chịu sự uy hiếp thường nhật của nước mặn xâm nhập và nước sông gây ngập úng. Từ thế kỷ 13, người dân Hà Lan ựã học ựược cách ựào mương sâu ựể tiêu nước ựọng, khai phá vùng bình nguyên thấp thành loại ựất lấn biển (polder). Hàng ngàn cối xay gió tràn ngập
ựất nước là minh chứng về lịch sử tiêu úng của Hà Lan trong quá trình ựấu tranh chống nạn hồng thuỷ.
Hiện nay trên thế giới có khoảng trên 100 quốc gia trồng và sản xuất lúa gạo, trong ựó tập trung nhiều ở các nước châu Á, 85 % sản lượng lúa trên thế giới phụ thuộc vào 8 nước ở châu Á: Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc, Ấn độ, Inựônêxia, Banglades, Myanmar và Nhật Bản.
Zandstra H.G (1981) [41] khẳng ựịnh xen canh gối vụ có tác dụng tăng tổng sản lượng của các cây trồng cạn, ựã tạo ra chế ựộ che phủ ựất tốt hơn, tận dụng ựược bức xạ mặt trời trong suốt thời gian sinh trưởng. Các hệ thống cây trồng ựã ựược thực hiện: ngô - lúa; lúa - ựậu xanh; lúa - lúa mì; lúa - rau; lúa - lúa mì - ngô.
Vào những năm 70 của thế kỷ XX, các nhà khoa học của các nước châu Á ựã ựi sâu nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng trên ựất lúa theo hướng lấy cây lúa làm nền, tăng cường phát triển các loại cây hoa màu, chế ựộ xen canh, gối vụ ngày càng ựược chú ý nghiên cứụ Ở châu Á hình thành ỘMạng lưới hệ canh tác châu ÁỢ- một tổ chức hợp tác nghiên cứu giữa IRRI với nhiều quốc gia trong vùng, nhằm giải quyết 3 vấn ựề:
+ Tăng vụ bằng trồng cây ngắn ngày ựể thu hoạch trước mùa mưa lũ; + Thử nghiệm tăng vụ màu bằng các cây trồng mới, xen canh, luân canh tăng vụ;
+ Xác ựịnh hiệu quả kinh tế của các công thức luân canh, tìm và khắc phục những yếu tố hạn chế ựể phát triển công thức ựạt hiệu quả cao (Dẫn theo Hoàng Văn đức (1980)) [5].
Trung Quốc từ những năm 1980, ở khu vực phắa Nam ựã thắ nghiệm xây dựng nền nông nghiệp sinh tháị ở Xiaoliang, một vùng ựồi cuả Quảng đông bị sa mạc hoá, xói mòn mạnh, nhiệt ựộ mặt ựất cao, trước ựây người ta trồng bạch ựànnnh nhưng ựều không thành công. Cuối cùng ựã chọn ựã hệ thống cây trồng theo hướng ựa dạng hoá và trồng nhiều tầng ựã thu ựược
thành công. Trên ựất lúa hai vụ thuộc vùng núi phắa nam thường ựược canh tác 2 hoặc 3 vụ với hệ thống cây trồng là: lúa - lúa mì - khoai tây; lạc - ựậu tương - lúa mì. Trên ựất lúa một vụ thuộc vùng cao nguyên (gồm tỉnh Vân Nam, Quế Châu, Tứ Xuyên và Tây Tạng), thường canh tác với hệ thống cây trồng là lúa luân canh với cây trồng cạn.
Với diện tắch ựất canh tác có hạn, dân số ựông, ựơn vị sản xuất nông nghiệp chắnh tại Nhật Bản vẫn là những hộ gia ựình nhỏ, mang ựậm tắnh chất của một nền văn hóa lúa nước. Với ựặc ựiểm tự nhiên và xã hội, Nhật Bản ựã ựề ra một chiến lược phát triển khôn khéo và hiệu quả, tăng năng suất nền nông nghiệp quy mô nhỏ, dưỡng sức dân, tạo khả năng tắch lũy và phát huy nội lực; thâm canh tăng năng suất; xuất khẩu nông, lâm sản thu về ngoại tệ ựể nhập thiết bị, máy móc phụ vụ công nghiệp hóa; phi tập trung hóa công nghiệp, ựưa sản xuất công nghiệp về nông thôn, gắn nông thôn với công nghiệp, gắn nông thôn với thành thị.
Indonexia bằng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp như kết hợp trồng trọt, chăn nuôi gia súc và cá với các giống cây trồng có năng suất cao, trong vòng 9 năm (từ 1975 ựến 1984) ựã làm thay ựổi ựáng kể về kinh tế nông nghiệp [17].
Ấn độ ựã tiến hành công trình nghiên cứu nông nghiệp từ năm 1962 - 1972, lấy thâm canh, tăng vụ chu kỳ 1 năm, 2 vụ ngũ cốc, 1 vụ ựậu ựỗ với 3 mục tiêu là: khai tác tối ưu tiềm năng của ựất ựai, nâng cao ựộ phì của ựất và ựảm bảo tăng lợi ắch cho nông dân. Cũng ở Ấn độ ựã ựề cập tới vấn ựề các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý dựa vào ựiều kiện của từng vùng sinh thái khác nhau, chế ựộ chắnh sách và giá cả nông sản hàng hoá. Do vậy trong giai ựoạn này hàng loạt các biện pháp kỹ thuật canh tác ựược khảo nghiệm trên diện rộng và cho năng suất cao [10].
Các tác giả Mandal, 1987 [39]; Tarhalkar, 1990 [40] nghiên cứu ở Rajasthan ấn độ cho thấy trồng bông thuần cho năng suất thấp hơn so với trồng xen lạc, ựậu xanh, ựậu tương giảm ựược mức phân bón thấp (NPK
tương ứng là 5:10:10 kg/ha) và chi phắ phân bón hoàn toàn có thể ựược bù ựắp bằng năng suất lạc.
Ở Thái Lan có nhiều tiến bộ kỹ thuật góp phần phát triển hệ thống cây trồng. Trồng kết hợp giữa cây lương thực và cây họ ựậu trên ựất dốc giúp cho năng suất cây trồng tăng 2 lần. Những công thức luân canh trên hệ thống canh tác 3 vụ ựất lúa ựược trồng ở Phayou gồm: Hành - lúa - ựậu tương; đậu xanh - lúa - ựậu tương; đậu xanh - lúa - lúa mỳ; Ngô ựông - lúa - lúa mỳ; đậu xanh - lúa - khoai tây; Hệ thống canh tác 2 vụ trên ựất lúa nên dùng công thức: ựậu xanh - lúa ; ngô ựông Ờ lúạ
Như vậy việc nghiên cứu hệ thống canh tác, hệ thống cây trồng và các biện pháp kỹ ựã ựược ựề cập từ lâụ Những nghiên cứu này ựã ựược ứng dụng có hiệu quả ở nhiều nước trên thế giới góp phần vào sự phát triển nghiên cứu hệ thống nông nghiệp, tăng năng suất cây trồng, nâng cao ựời sống người nông dân và tạo sự ổn ựịnh môi trường.