Tổng quan nghiên cứu

Thoái hóa đất đang là thách thức nghiêm trọng đối với nền nông nghiệp bền vững tại Đồng bằng sông Cửu Long, nơi có hơn 113.060 ha đất bị suy giảm độ phì nhiêu (chiếm 32% diện tích tự nhiên của tỉnh An Giang theo số liệu điều tra năm 2014). Huyện Chợ Mới là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp của tỉnh An Giang với tổng diện tích tự nhiên đạt 36.925,8 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 27.000 ha (bao gồm 19.000 ha đất trồng lúa, 4.000 ha đất trồng cây hàng năm và 4.000 ha đất trồng cây lâu năm). Nhằm bảo vệ sản xuất, Dự án Kiểm soát lũ vùng đê bao Nam Vàm Nao đã hình thành 4 phân vùng với 82 tiểu vùng đê bao khép kín có tổng chiều dài 404,7 km cùng 680 cống điều tiết, đảm bảo kiểm soát lũ triệt để cho trên 21.500 ha đất canh tác.

Hệ thống công trình thủy lợi này cho phép tăng vụ từ 2 vụ lên 3 vụ lúa/năm và phát triển vùng chuyên canh rau màu chiếm tới 70% sản lượng toàn tỉnh. Tuy nhiên, việc ngăn lũ triệt để đã cắt đứt hoàn toàn lượng phù sa bồi đắp tự nhiên hàng năm, kết hợp với cường độ thâm canh cao và lạm dụng phân bón vô cơ, khiến tài nguyên đất đối mặt với nguy cơ kiệt quệ dinh dưỡng. Đề tài tập trung đánh giá thực trạng, phân tích diễn biến suy giảm độ phì qua 2 giai đoạn (2002 - 2010 và 2010 - 2017), xác định nguyên nhân cốt lõi và đề xuất các giải pháp kỹ thuật - quản lý nhằm ngăn chặn đà thoái hóa đất, đảm bảo an ninh lương thực và phát triển sinh kế bền vững cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết thoái hóa đất của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) và Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), định nghĩa thoái hóa đất là sự suy giảm khả năng sản xuất, giảm sút chức năng hệ sinh thái do tác động bất hợp lý của con người. Về mặt phân loại, luận văn áp dụng khung đánh giá thoái hóa đất toàn cầu GLASOD kết hợp phương pháp đánh giá thoái hóa đất do con người ở khu vực Nam Á và Đông Nam Á (ASSOD). Các chỉ tiêu thoái hóa hóa học trọng tâm bao gồm sự suy giảm chất hữu cơ và dinh dưỡng khoáng (ký hiệu Cn), sự thay đổi độ chua đất (Ct), cùng các dạng thoái hóa vật lý như đóng cứng bề mặt (Pk) và nén dẻ (Pc).

Khung nghiên cứu phân loại hệ thống thủy lợi theo 3 mô hình đê bao: không đê bao (canh tác 1-2 vụ phụ thuộc lũ), đê bao tháng Tám (ngăn lũ sớm đến tháng 8, sau đó mở cống đón phù sa) và đê bao triệt để (ngăn lũ quanh năm để thâm canh 3 vụ). Mức độ phì nhiêu được lượng hóa qua 6 chỉ tiêu lý hóa học then chốt: hàm lượng chất hữu cơ tổng số (OM), dung tích hấp thu cation (CEC), độ chua tiềm tàng (pHKCl), đạm tổng số (N), lân tổng số (P2O5) và kali tổng số (K2O).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp điều tra xã hội học nông thôn và thực nghiệm nông hóa thổ nhưỡng. Cỡ mẫu điều tra xã hội học gồm 40 phiếu phỏng vấn nông hộ được thực hiện theo phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên tại các vùng đại diện cho 3 mô hình canh tác chính: chuyên canh lúa 3 vụ, luân canh rau màu và cây ăn trái. Về khảo sát thổ nhưỡng, tác giả tiến hành đào và khoan 14 phẫu diện đất với độ sâu tiêu chuẩn 125 cm, bao gồm 12 phẫu diện bố trí trong đê bao khép kín và 2 phẫu diện ngoài đê bao làm đối chứng thực nghiệm.

Toàn bộ 14 mẫu đất được phân tích trong phòng thí nghiệm theo các tiêu chuẩn quốc gia để xác định chính xác 6 chỉ tiêu hóa lý: OM, CEC, pHKCl, N, P2O5, K2O. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê, sau đó áp dụng phương pháp phân tích thứ bậc đa tiêu chí (MCA) để phân hạng mức độ suy giảm. Việc lựa chọn phương pháp MCA kết hợp công nghệ Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) giúp chuẩn hóa các tiêu chí định lượng, tích hợp dữ liệu không gian và thuộc tính, từ đó xây dựng các bản đồ chuyên đề mô tả trực quan biến động thoái hóa đất giữa hai mốc thời gian 2002 - 2010 và 2010 - 2017 trên quy mô toàn huyện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tốc độ suy giảm chất hữu cơ (OM) và đạm tổng số (N) diễn ra nghiêm trọng nhất ở mô hình chuyên canh rau màu, tiếp theo là mô hình lúa 3 vụ. Tại các vùng trồng rau màu chuyên canh với 4-5 vụ/năm, lượng phân vô cơ sử dụng trung bình mỗi vụ vượt mức 400 kg/ha (chủ yếu là phân urê), làm hàm lượng OM tầng mặt giảm mạnh từ mức khá (trên 3,5% năm 2002) xuống mức nghèo (dưới 1,8% năm 2017), tương đương mức sụt giảm hơn 48%.

Thứ hai, nhóm đất phù sa ngọt (chiếm 87,85% diện tích tự nhiên tương đương 32.441 ha, gồm 20.298 ha đất glây tầng mặt mỏng dinh dưỡng kém) có mức độ suy thoái độ phì nhanh hơn so với nhóm đất phèn tiềm tàng (chiếm 0,60% tương đương 220 ha). Sự thiếu hụt trầm tích phù sa khiến dung tích hấp thu CEC của đất phù sa trong đê giảm từ 18-22 lđl/100g xuống còn 10-14 lđl/100g.

Thứ ba, sự khác biệt về chất lượng đất giữa khu vực trong đê bao triệt để và ngoài đê bao là rất rõ rệt. Đất ngoài đê bao tiếp nhận lượng phù sa bồi đắp từ lũ sông Tiền và sông Hậu (lưu lượng mùa lũ đạt 24.000 m3/giây), giúp duy trì giá trị pHKCl ổn định ở mức 5,2 - 5,8. Ngược lại, đất trong đê bao khép kín bị chua hóa nhanh chóng, pHKCl giảm xuống dưới 4,5 do tồn dư phân bón hóa học và thiếu quá trình thau chua tự nhiên.

Thứ tư, khảo sát chuyên gia ghi nhận sự đồng thuận tuyệt đối khi 13 trên 13 nhà khoa học chuyên ngành sinh thái, môi trường và thổ nhưỡng (đạt tỷ lệ 100%) đánh giá việc vận hành đê bao triệt để dài hạn gây hại lớn cho tài nguyên đất, làm tăng chi phí sản xuất và suy thoái hệ sinh thái nông nghiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến suy giảm độ phì nhiêu tại huyện Chợ Mới xuất phát từ sự tương tác tiêu cực giữa 3 yếu tố: công trình thủy lợi ngăn lũ, kỹ thuật canh tác thiếu bền vững và áp lực tăng vụ. Hệ thống 82 tiểu vùng đê bao dài 404,7 km đã ngăn chặn hoàn toàn dòng chảy lũ tràn đồng, triệt tiêu nguồn bổ sung phù sa tự nhiên hàng năm. Để duy trì năng suất lúa bình quân 5,95 tấn/ha và sản lượng 242.861 tấn trên diện tích 40.817 ha gieo trồng, nông dân buộc phải tăng liều lượng phân bón vô cơ cao gấp 1,5 - 2 lần khuyến cáo. Đồng thời, tập quán đốt rơm rạ trực tiếp trên đồng ruộng đã phá hủy hoàn toàn nguồn sinh khối hữu cơ hoàn trả cho đất, làm suy giảm quần thể vi sinh vật có ích.

Toàn bộ dữ liệu thoái hóa được biểu diễn trực quan qua hệ thống biểu đồ cột so sánh sự suy giảm 6 chỉ tiêu lý hóa (OM, CEC, pH, N, P, K) qua 3 mốc 2002, 2010, 2017 và ma trận bảng số liệu phân hạng mức độ phì. Kết quả này tương đồng với các công bố khoa học của Phạm Công Hữu (2011) tại Cần Thơ và Nguyễn Hữu Thiện (2011) về hệ lụy của đê bao khép kín ở hạ lưu sông Mekong, khẳng định việc đóng kín hệ thống cống điều tiết khiến độc chất tích tụ và làm nghèo kiệt đất nhanh chóng.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phục hồi độ phì nhiêu và ngăn chặn đà thoái hóa đất nông nghiệp tại huyện Chợ Mới, các giải pháp đồng bộ cần được triển khai:

Thứ nhất, hoàn thiện quy chế vận hành xả lũ định kỳ (lấy phù sa) qua hệ thống 680 cống điều tiết. Cần áp dụng quy trình mở cống đón lũ theo chu kỳ luân phiên 3 năm 1 lần cho 82 tiểu vùng đê bao trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 11. Mục tiêu target là bồi đắp từ 10 - 15 tấn phù sa/ha, nâng độ pHKCl tầng mặt lên trên 5,0 và thau rửa độc chất tích tụ. Thời gian thực hiện: Giai đoạn 2020 - 2025. Chủ thể chịu trách nhiệm: Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Chợ Mới phối hợp với Công ty TNHH MTV Khai thác Thủy lợi An Giang.

Thứ hai, chuyển đổi gói kỹ thuật canh tác theo hướng sinh thái và nông nghiệp hữu cơ. Áp dụng triệt để quy trình "1 phải 5 giảm", "3 giảm 3 tăng", giảm tối thiểu 30% lượng phân bón vô cơ (khống chế lượng bón dưới 280 kg/ha/vụ rau màu). Nghiêm cấm đốt rơm rạ trên đồng, bắt buộc sử dụng chế phẩm vi sinh để phân hủy rơm rạ tại ruộng nhằm nâng hàm lượng OM lên trên 2,5%. Thời gian thực hiện: Giai đoạn 2020 - 2023. Chủ thể thực hiện: Trạm Khuyến nông huyện và các Hợp tác xã nông nghiệp.

Thứ ba, cơ cấu lại mùa vụ và chuyển dịch đất đai hợp lý. Chuyển đổi 1.500 ha đất chuyên lúa 3 vụ năng suất thấp sang mô hình luân canh 2 vụ lúa - 1 vụ thủy sản mùa lũ hoặc phát triển cây ăn trái giá trị cao (như xoài VietGAP hiện đạt 5.707 ha). Thời gian thực hiện: Giai đoạn 2021 - 2026. Chủ thể thực hiện: Ủy ban nhân dân huyện Chợ Mới và Phòng Tài nguyên và Môi trường.

Thứ tư, xây dựng mạng lưới quan trắc và cơ sở dữ liệu GIS giám sát chất lượng đất. Thiết lập 10 điểm quan trắc chất lượng đất và nước định kỳ 2 lần/năm, cập nhật bản đồ số hóa thoái hóa đất phục vụ công tác quy hoạch. Thời gian thực hiện: Giai đoạn 2020 - 2022. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cán bộ quản lý và hoạch định chính sách tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh An Giang, cùng Phòng Kinh tế - Hạ tầng huyện Chợ Mới. Luận văn cung cấp luận cứ khoa học thực chứng để điều chỉnh quy hoạch sử dụng 27.000 ha đất nông nghiệp và tối ưu hóa quy trình đóng mở hệ thống cống đê bao Nam Vàm Nao.

Thứ hai, các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Quản lý Đất đai, Khoa học Môi trường và Nông học. Đề tài mang lại khung phương pháp luận hoàn chỉnh về ứng dụng phân tích thứ bậc MCA kết hợp công nghệ GIS trong đánh giá chuỗi thời gian 15 năm (2002 - 2017).

Thứ ba, Ban quản trị của 20 hợp tác xã nông nghiệp và kỹ sư khuyến nông địa phương. Tài liệu giúp định hình lại các gói kỹ thuật canh tác, cắt giảm phân bón hóa học và xây dựng mô hình sản xuất rau an toàn đạt chuẩn (mở rộng từ 9.741 ha hiện có).

Thứ tư, các tổ chức phi chính phủ (NGOs) và chuyên gia tư vấn biến đổi khí hậu khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Luận văn là case study điển hình về đánh giá tác động môi trường của các công trình kiểm soát lũ nhân tạo đối với tài nguyên đất.

Câu hỏi thường gặp

1. Đê bao triệt để gây suy giảm độ phì đất tại huyện Chợ Mới như thế nào? Hệ thống đê bao khép kín ngăn chặn lượng nước lũ mang phù sa bồi đắp hàng năm từ sông Tiền và sông Hậu. Đất không được thau chua, rửa phèn và độc chất tích tụ, kết hợp với cường độ thâm canh 3 vụ liên tục khiến đất bị chai cứng, dung tích hấp thu CEC giảm mạnh từ 20 lđl/100g xuống dưới 14 lđl/100g.

2. Tại sao mô hình canh tác rau màu lại có tốc độ thoái hóa đất nhanh nhất? Mô hình rau màu quay vòng từ 4-5 vụ/năm với tần suất xới xáo đất liên tục làm phá vỡ kết cấu viên đoàn. Đồng thời, lượng phân bón vô cơ sử dụng ở mức rất cao (trên 400 kg/ha/vụ) dẫn đến quá trình chua hóa diễn ra nhanh hơn nhiều so với đất trồng lúa hoặc cây ăn trái.

3. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá diễn biến suy thoái đất trong luận văn? Tác giả đã kết hợp phân tích thực nghiệm 6 chỉ tiêu lý hóa của 14 phẫu diện đất chuyên sâu với phương pháp đánh giá đa tiêu chí MCA và công nghệ GIS. Sự kết hợp này giúp số hóa và trực quan hóa bản đồ suy giảm độ phì qua 2 giai đoạn 2002 - 2010 và 2010 - 2017.

4. Sự khác biệt cơ bản giữa đê bao tháng Tám và đê bao triệt để là gì? Đê bao tháng Tám bảo vệ trọn vẹn vụ lúa Hè Thu, sau đó mở cống từ tháng 8 để đón lũ tràn đồng, bồi bổ phù sa và vệ sinh đồng ruộng. Ngược lại, đê bao triệt để ngăn lũ quanh năm nhằm sản xuất 3 vụ lúa liên tục, làm cô lập hoàn toàn đất với hệ sinh thái lũ.

5. Giải pháp cấp bách nào giúp khôi phục độ phì nhiêu đất trong vùng đê bao? Giải pháp tối ưu là vận hành quy trình xả lũ lấy phù sa định kỳ 3 năm 1 lần qua 680 cống điều tiết trong 82 tiểu vùng, kết hợp cắt giảm 30% phân bón hóa học, cấm đốt rơm rạ và ủ chế phẩm vi sinh để bù đắp nguồn hữu cơ OM cho đất.

Kết luận

  • Đánh giá toàn diện hiện trạng thoái hóa đất trên 27.000 ha đất nông nghiệp huyện Chợ Mới qua 15 năm (2002 - 2017), chỉ rõ sự sụt giảm nghiêm trọng của 6 chỉ tiêu độ phì then chốt.
  • Xác định rõ 3 nguyên nhân cốt lõi gây thoái hóa đất gồm: cô lập phù sa bởi 404,7 km đê bao triệt để, thâm canh tăng vụ quá mức và lạm dụng phân bón vô cơ (hơn 400 kg/ha/vụ màu).
  • Chứng minh mức độ suy thoái dinh dưỡng cao nhất diễn ra ở mô hình canh tác rau màu chuyên canh và mô hình chuyên lúa 3 vụ trên đất phù sa ngọt bồi hàng năm.
  • Đóng góp bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm gồm 14 phẫu diện đất 125 cm và hệ thống bản đồ chuyên đề GIS số hóa hiện trạng suy giảm OM, CEC, pH, N, P, K.
  • Đề xuất lộ trình xả lũ lấy phù sa định kỳ 3 năm 1 lần cho 82 tiểu vùng kết hợp chuyển dịch cơ cấu cây trồng bền vững và giảm thiểu hóa chất.

Công trình luận văn là tài liệu tham khảo then chốt, cung cấp cơ sở khoa học xác đáng cho các nhà quản lý trong việc tái cấu trúc hệ thống thủy lợi và quy hoạch nông nghiệp tại tỉnh An Giang. Các cơ quan chuyên trách cần nhanh chóng đưa quy chế vận hành xả lũ lấy phù sa giai đoạn 2020 - 2025 vào thực tiễn để bảo vệ tài nguyên đất đai Đồng bằng sông Cửu Long.