CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu và phát triển hệ thống canh tác 1. Khái niệm về hệ thống canh tác Khi đưa ra định nghĩa về hệ thống Spendding (1979) đã nhấn mạnh “hệ thống là tổ hợp những thành phần có tương quan với nhau, giới hạn trong một ranh giới rõ rệt, hoạt động như một tổng thể cùng chung mục tiêu có thể tác động qua lại với môi trường bên ngoài” (dẫn theo Nguyễn Văn Hiền, 2007). Hệ thống canh tác (HTCT) là một phạm trù rất rộng lớn, có rất nhiều khái niệm về hệ thống canh tác, điển hình có một số khái niệm sau: Theo Nguyễn Văn Hiền (2007),“hệ thống canh tác” là thể thống nhất hoạt động của con người sử dụng tài nguyên (sinh học, tự nhiên, kinh tế, xã hội) trong một phạm vi nhất định để tạo ra sản phẩm thỏa mãn nhu cầu ăn, mặc của con người (bản thân, gia đình, cộng đồng và xã hội) [5].
Hệ thống canh tác là một phức hợp của đất đai, cây trồng, vật nuôi, lao động và các nguồn lợi đặc trưng khác trong một ngoại cảnh mà các nông hộ quản lý theo sở thích khả năng và kỹ thuật có thể có. Hệ thống canh tác (Farming System) là sự bố trí một cách thống nhất và ổn định các ngành trong nông trại, được quản lý bởi các hộ gia đình trong môi trường tự nhiên, sinh học và kinh tế xã hội, phù hợp với mục tiêu mong muốn và nguồn lực của nông hộ. Phạm Chí Thành và Cs (1994) cho rằng hệ thống cây trồng gồm hệ thống không gian và thời gian với hệ thống biện pháp kỹ thuật được thực hiện nhằm đạt năng suất cây trồng cao và nâng cao độ phì nhiêu của đất đai. Trong hệ thống canh tác thì luân canh cây trồng là biện pháp hữu hiệu nhất, các chế độ canh tác như bón phân tưới nước, làm đất bao giờ cũng phải căn cứ vào hệ thống cây trồng [11].
Đặc điểm và thuộc tính của HTCT Đặc điểm của HTCT: Bất kỳ HTCT nào cũng có những đặc điểm sau: - Có mục tiêu chung: các thành phần trong hệ thống có cùng chung mục tiêu, từ đó chức năng hoạt động của từng thành phần được xác định rõ hơn. - Có ranh giới rõ rệt: ranh giới của hệ thống cho biết quy mô và nội dung hệ thống, nó giúp xác định cái bên trong (thành phần) và cái bên ngoài của hệ thống. - Có đầu vào – đầu ra và các mối quan hệ: hệ thống có đầu vào đầu ra, các thành phần trong hệ thống có mối quan hệ lẫn nhau, hệ thống lại có mối quan hệ với môi trường. Tất cả quy định cách vận hành của hệ thống.
- Có thuộc tính: thuộc tính xác định tính chất của hệ thống, phân biệt giữa các hệ thống với nhau. Mỗi thành phần đều mang thuộc tính chung này và có đặc điểm riêng. - Có thứ bậc: thứ bậc có được là do ranh giới của hệ thống. Mỗi hệ thống bao giờ cũng gồm các hệ thống nhỏ bên trong (thành phần) và nằm trong một hệ thống lớn hơn.
- Thay đổi: hệ thống có tính ổn định tương đối nó thay đổi theo thời gian và không gian do bị tác động của môi trường. Khi các thành phần thay đổi, hệ thống cũng thay đổi theo. Thuộc tính của HTCT - Sức sản xuất: là khả năng sản xuất ra giá trị sản phẩm trên một đơn vị tài nguyên (đất, lao động, năng lượng, tiền vốn,. Đơn vị đo lường có thể là tấn/ha, kg/ngày công, kg/đồng,… Sức sản xuất của 1 HTCT có thể tăng, có thể giảm hay cân bằng theo thời gian.
- Khả năng sinh lợi nhuận: là hiệu quả kinh tế (cho người sản xuất và xã hội) của một HTCT. - Tính ổn định: của một HTCT là khả năng duy trì sức sản xuất khi có rủi ro như thay đổi điều kiện thời tiết, điều kiện kinh tế thị trường,… - Tính bền vững: của một HTCT là khả năng duy trì sức sản xuất của hệ thống trong một thời gian dài khi chịu tác động của môi trường. Một hệ thống được xem là bền vững nếu khi bị tác động của môi trường, sức sản xuất có thể giảm nghiêm trọng nhưng sau đó sức sản xuất được phục hồi và duy trì ổn định. 7 - Tính công bằng: là sự phân bố sản phẩm hay lợi nhuận của hệ thống đến những người tham gia quá trình sản xuất hoặc những người hưởng thụ trong cộng đồng.
- Tính tự chủ: là khả năng tự vận hành sao cho hiệu quả và ít bị lệ thuộc vào các yếu tố môi trường, tự nhiên cũng như kinh tế, xã hội. Như vậy, từ lý thuyết trên cho thấy nghiên cứu HTCT thích hợp cho từng vùng và tiểu vùng sinh thái là cách tối ưu hóa việc sử dụng các tài nguyên đất, nước và lao động để mang lại hiệu quả kinh tế cao và bảo vệ môi trường được bền vững. Việc nghiên cứu này không thực hiện theo kiểu đơn ngành mà đòi hỏi phải nghiên cứu đa ngành trên quan điểm hệ thống. Nghiên cứu về hệ thống canh tác 1.
Trên thế giới HTCT thích hợp là một trong những yếu tố quan trọng để nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện hệ thống nông nghiệp, hiện đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Trong những năm qua, nghiên cứu nông nghiệp theo tiếp cận hệ thống là một vấn đề phổ biến trên thế giới nhằm phát triển nông nghiệp một cách toàn diện, sử dụng một cách hữu hiệu các nguồn lực tại chỗ, hạn chế việc khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên dẫn đến huỷ hoại môi trường sinh thái. Nghiên cứu hệ thống góp phần tạo điều kiện cho các thành phần của hệ thống có cơ hội tác động qua lại lẫn nhau, thúc đẩy lẫn nhau phát triển, tránh được tình trạng thành phần này cản trở sự phát triển của thành phần khác. HTCT Taungya (Taungya system) được bắt đầu vào năm 1856 ở Myanma.
Nhà nước đã cho trồng cây gỗ Tếch kết hợp trồng cây lúa cạn, ngô trong 2 năm đầu khi rừng chưa khép tán. Mục tiêu chính của hệ thống này là khôi phục lại rừng bị tàn phá, sản xuất lương thực là thu nhập phụ. Đây là dạng mô hình chuyển tiếp từ canh tác nương rẫy sang canh tác NLKH (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 1996) [6]. HTCT Ifugao trên dải núi cao ở Philippin, do Clofsam (1984) mô tả là HTCT của người dân tộc Ifugao, họ biết canh tác lúa nước ở ruộng có hệ thống nước tưới kết hợp trồng cây lấy gỗ, lấy củi, cây ăn quả và cây thuốc.
HTCT hỗn hợp đã giúp giữ được nước chống xói mòn và sạt lở đất (dẫn theo Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp, 1996) [15]. Ở Thái Lan, Hoey. M (1990) đưa ra mô hình sử dụng đất dốc 8 nhấn mạnh việc canh tác trên đường đồng mức, trồng cỏ thành băng, hạn chế làm đất đến mức tối thiểu góp phần phát triển nông lâm nghiệp ổn định trên đất dốc dưới 200. Những kết quả nghiên cứu ở Kanđihult Bắc Thái Lan trồng cây ăn quả, cây cà phê theo băng kết hợp với bón phân đã cho hiệu quả kinh tế cao và có tác dụng cải tạo nâng cao độ phì của đất (trích dẫn theo Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 1999) [9].
Khi phân tích các HTCT theo mô hình nông lâm kết hợp, chăn thả,… Agbool.A (1990) đã cho rằng hệ thống đa dạng hoá cây trồng là tốt nhất. Việc sử dụng đất dốc để trồng các loài cây nào còn tuỳ thuộc vào các yếu tố khác như mưa gây xói mòn, tính chất của đất và nhất là phụ thuộc vào các biện pháp canh tác được sử dụng để chống xói mòn vào điều kiện cụ thể của từng địa phương. Trên các vùng đất dốc, thường người ta không gieo trồng độc canh một loại cây liên tục mà trồng gối, trồng xen, luân canh (trích dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 1996). Ngày nay, mạng lưới nghiên cứu HTCT đã thu hút nhiều quốc gia trồng lúa như Banglades, Myanma, Ấn Độ, Indonesia, Malaysia, Nepan, Philippin, Triều Tiên, Srilanca, Thailan và Việt Nam tham gia nghiên cứu.
Ở Việt Nam Trong những năm gần đây, các nhà khoa học trong nước đã không ngừng nghiên cứu, áp dụng các HTCT được nghiên cứu ở trên thế giới nhằm tìm ra các hệ thống phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội, tự nhiên cho từng vùng của nước ta. Sử dụng tốt các nguồn lợi và các mối quan hệ của sinh thái, với hiệu quả đầu tư cao nhất, nhằm phát triển các HTCT hiệu quả và bền vững. Nhiều kết quả nghiên cứu về HTCT của các Trường, Viện và các cơ quan nông nghiệp địa phương, đã đưa ra các mô hình HTCT phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của từng vùng, từng địa phương và từng nông hộ. Theo Phạm Chí Thành và Cs (1996), đã nghiên cứu về phương pháp luận trong nghiên cứu xây dựng HTCT ở miền Bắc Việt Nam đã chỉ ra việc xây dựng hệ thống canh tác phải được tiến hành ở từng biến sinh thái và cân đối trong phạm vi các nhóm biến sinh thái, nếu làm đúng và có phương pháp chuyển giao tốt sẽ trở thành lượng vật chất thực sự góp phần tăng năng suất cây trồng [12].
9 Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đậu và các cộng sự về HTCT nông lâm nghiệp ở vùng trung du miền núi phía Bắc Việt Nam, cho thấy hiệu quả của các mô hình canh tác trên đất dốc như sau: Mô hình canh tác cây lương thực sắn xen đậu đỗ, lạc, với các cây phân xanh chống xói mòn trên các loại đất phát triển trên sa thạch, phiến thạch sét và phù sa cổ, là biện pháp giải quyết phân bón tại chỗ có hiệu quả cao để thâm canh tăng năng suất sắn trên đất dốc. Theo Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1999), đối với vùng cao, dân cư thưa, trình độ dân trí thấp, sản xuất còn ở mức thô sơ, cơ sở hạ tầng thấp, an toàn lương thực là vấn đề cấp bách vì vậy các mô hình canh tác có triển vọng là trồng cây đặc sản, cây ăn quả, cây dược liệu phối hợp với bảo vệ rừng đầu nguồn, cây trồng dưới tán rừng lâu năm, hạn chế du canh, chuyển đổi du canh thành nương định canh với các loài cây họ đậu cải tạo đất [9].