CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 2. Một số luận điểm về trồng xen Mục đích chính của các điền chủ là sử dụng đất tối đa và thu được nhiều sản phẩm nhất trên mảnh đất của mình mà vẫn duy trì được độ phì đất. Một trong những khả năng có thể đáp ứng được mục đích này là khai thác đất trong một hệ thống cây trồng gọi là “trồng xen”. Boursard (1982) [1] quan niệm trồng xen tức là sự phối hợp xen kẽ các loại cây trồng khác nhau trên cùng một diện tích tạo nên một tổng thể thực vật có nhiều tầng, nghĩa là có sự liên kết phù hợp lẫn nhau giữa các cây trồng có vóc dáng và hệ rễ khác nhau, sao cho tổ hợp cây trồng này nhận được năng lượng mặt trời nhiều nhất ở độ cao khác nhau và hệ thống rễ khai thác ở các tầng đất khác nhau.
Korikanthimath và cộng sự (1994) [62] cho rằng trồng xen hay trồng phối hợp bằng đa dạng hóa cây trồng thì ngược với trồng thuần. Mục đích chính của đa dạng hóa là tránh lệ thuộc quá nhiều vào một loại sản phẩm của các cây trồng phụ. Hiệu quả của các nguồn cơ bản sản xuất cây trồng như không gian, đất, bức xạ mặt trời và nước có thể đạt được tối đa nhờ áp dụng các hệ thống thâm canh như canh tác đa tầng, các hệ thống canh tác đa tầng thực chất là các hệ thống đa canh có thành phần cây trồng khác nhau. Đoàn Văn Điếm (1997) [15] cho rằng trồng xen kẽ các loại cây có yêu cầu cường độ bức xạ khác nhau là biện pháp rất hiệu quả, vừa tranh thủ được không gian vừa không bỏ phí năng lượng.
Một số loại cây trồng xen có tương tác có lợi do bổ sung dinh dưỡng cho nhau. Willey (1979) [89] định nghĩa khi hai hay nhiều những cây trồng được trồng cùng nhau trên cùng một mảnh đất, những cây trồng này có thể gieo cùng hoặc thu hoạch cùng thời gian. Trồng xen hay canh tác đa tầng góp phần đa dạng hóa sức sản xuất và thu nhập, giúp duy trì tính đa dạng sinh học, chống lại các rủi ro do biến động về sinh thái và thị trường. Nó cũng giúp cho sự bảo tồn sinh thái và điều này là thiết yếu không những chỉ để duy trì điều kiện sản xuất lý tưởng mà còn bảo vệ môi trường cho các thế hệ con cháu tương lai (Rajendra Hedge, 1995) [73].
n 5 Thuật ngữ “Canh tác đa tầng” được Patil (1990) [71] Sử dụng để chỉ các tổ hợp cây trồng gồm nhiều loài có chiều cao khác nhau, có thời gian cho sản phẩm sớm muộn dài ngắn khác nhau, sống chung với nhau trong cùng một thời gian, trên cùng một mảnh đất, nhưng trong đó luôn có sự hiện diện ít nhất của một loài thân gỗ lâu năm. Hedge (1995) [73] khẳng định canh tác 3 tầng góp phần tối đa hóa sức sản xuất và thu nhập, nó giúp duy trì tính đa dạng sinh học, chống lại các rủi ro do những biến động về sinh thái và thị trường. Nó giúp cho sự bảo tồn sinh thái, điều này thiết yếu không những chỉ duy trì điều kiện sản xuất lý tưởng mà còn bảo vệ môi trường cho các thế hệ con cháu tương lai. Việc có mặt các cây thân gỗ trong các hệ thống trồng trọt làm cho vườn cây trở thành nông lâm kết hợp [54], [77].
Với ý nghĩa này, các hệ canh tác đa tầng là các hệ thống nông lâm kết hợp. Các loại cây nông nghiệp hầu hết có bộ rễ ăn nông, khai thác nước và dinh dưỡng khoáng ở tầng đất mặt, trong khi các cây thân gỗ khai thác nước và dinh dưỡng ở tầng đất sâu hơn. Việc đưa nước từ tầng đất sâu lên tầng đất mặt qua bộ rễ của cây thân gỗ thì khác với sự di chuyển nước trực tiếp, vì vậy hạn chế được hiện tượng các ion kim loại như natri, nhôm, sắt di động,… tích lũy dần trong lớp đất mặt gây độc cho cây trồng. Nói cách khác trong các hệ thống nông lâm kết hợp, sự cân bằng nước và dinh dưỡng khoáng sẽ ít bị phá vỡ hơn so với các hệ thống đơn canh hoặc các hệ xen canh không có cây thân gỗ.
Nông lâm kết hợp được coi là một phương tiện để đạt được sức sản xuất ổn định của các hệ canh tác [53]. Nó sẽ tránh được nhiều vấn đề về biến động môi trường, sức khỏe cộng đồng và những vấn đề tiềm tàng khác mà nền nông nghiệp chạy theo năng suất cao đã phải gánh chịu [67]. Tuy vậy, hệ thống nông lâm kết hợp cũng có những trở ngại nhất định, ví dụ vấn đề nông dân muốn có được nhiều tiền và sớm hoặc biết các loại cây nào kết hợp với nhau và để giải quyết những trở ngại này cần có sự tham mưu của các nhà khoa học. Những lợi ích và những bất lợi của trồng xen đã được Boursard [1] thảo luận kỹ, ông cũng lưu ý nhiều tới việc chọn các cây trồng tương hợp với nhau trong mỗi phối hợp.
Khi chọn một loại cây để đưa vào hệ thống trồng xen phải xem xét tới nhiều yếu tố: n 6 - Khả năng thích ứng với khí hậu, đất đai trong vùng của cây trồng chính. - Nhu cầu về nước của cây trồng xen. - Vóc dáng hay tư thế ngoại hình có lấn át cây trồng chính không. - Chu kỳ sinh trưởng, thời gian cho thu hoạch.
- Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng xen. - Nguồn nhân công có sẵn. - Giá trị kinh tế. Ngoài ra còn phải chú ý đến khả năng cải tạo đất và khả năng cơ giới hóa trên vườn cây.
Cơ sở khoa học của những lợi ích trồng xen 2. Sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên hiệu quả hơn Khi được trồng liên kết cùng nhau, chúng có thể bổ sung lẫn nhau và như thế sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên tốt hơn khi trồng riêng rẽ. Về bổ sung có thể xảy ra là nhịp điệu sinh trưởng của cây trồng xen khác nhau về thời gian, nhờ vậy mà các cây trồng có những yêu cầu về các điều kiện tự nhiên ở những thời gian khác nhau. Loại bổ sung này được Trenbath (1974) [83] và Willey (1979) [91] đặt tên là thời điểm, khái niệm này được nhiều nhà khoa học ủng hộ.
Theo Bùi Huy Đáp (1967) [12] trồng xen sẽ tạo nên một tổng số diện tích lá của nhiều loại cây trồng lớn gấp nhiều lần diện tích mặt ruộng. Các loại cây trồng xen sẽ tận dụng được một lượng ánh sáng mặt trời nhiều hơn để tạo ra nhiều chất hữu cơ hơn. Rathore và cộng sự (1980) [75] cho rằng cùng mật độ, trồng ngô theo hàng kép (khoảng cách giữa các hàng đơn trong hàng kép là 30cm, khoảng cách giữa hai hàng kép là 90cm) và trồng xen đậu xanh giữa các hàng kép đã thu được 24,9 tạ ngô + 3,3 tạ đậu xanh, trong khi đó trồng ngô theo hàng đơn (hàng cách hàng 60 cm) chỉ thu được 19,2 tạ ngô/ha. Như vậy những tia sáng chiếu trên khoảng cách giữa các hàng được ngô và đậu sử dụng có hiệu quả.
Báo cáo hàng năm của ICRISAT năm 1978 – 1979 (trích theo Trenbath, 1979) [84] cho biết việc đo khả năng ngăn chặn ánh sáng đã chỉ ra rằng trồng xen n 7 ngăn chặn năng lượng ánh sáng hơn trồng thuần, nhưng năng lượng này chuyển thành chất khô có hiệu quả hơn. Kết quả tính toán cho thấy trồng xen sử dụng ánh sáng phân bổ đều trên các lá và một phần do sự liên kết của cây C4 ở những lớp tán lá trên và ở cây C3 ở những lớp lá thấp hơn. Mai Quang Vinh và cộng sự (1995) [43] kết luận rằng trồng xen có tác dụng hạn chế cỏ dại. Về phạm vi nông học cần cải tiến để sử dụng tối đa năng lượng ánh sáng và hoạt động quang hợp cũng như nâng cao chỉ số thu hoạch.
Ghafarzadeh và cộng sự (1994) [58] cho rằng, trồng xen theo băng thích hợp trong sản xuất hiện nay, nó có ý nghĩa về mặt môi trường và lợi ích kinh tế. Sự khác nhau về thời gian trong chu kỳ sống của cây và độ ẩm đất có ảnh hưởng đến sự tương tác của loài trồng xen ở vị trí biên. Cải thiện độ phì đất Giá trị lớn nhất của cây họ dậu là thông qua cố định nitơ tự do từ không khí tạo ra đạm vô cơ trong suốt quá trình sinh trưởng đã làm giàu cho đất và làm lợi cho cây cùng chung sống (Wien và cộng sự, 1976 [89]; Willson và Burfen, 1988 [92]). Sau khi thu hoạch hệ thống rễ và tán lá giàu đạm của cây đậu đỗ để lại một lượng N và chất hữu cơ đáng kể cho đất, góp phần tích cực vào việc nâng cao độ phì đất (Heichen, 1987) [59].
Sau khi thu hoạch các tàn dư của cây đậu đỗ có thể cung cấp từ 84 – 114kg/ha cho các loại cây trồng sau (Myers và Wood, 1987) [69]. Các cây đậu đỗ thực phẩm như đậu tương, lạc nếu được trồng xen với cây lương thực như ngô, sắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao, cải tạo được độ phì nhiêu của đất và chống xói mòn trên đất dốc. Ví dụ lạc được trồng xen với ngô và sắn có thể cung cấp khoảng 10 tấn chất hữu có tươi/ha cho đất và làm giảm xói mòn đất từ 3 -5 lần so với đối chứng không trồng xen (Nguyễn Đậu và cộng sự, 1991) [14]. Viện nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ khi nghiên cứu về trồng xen ngô với một số cây họ đậu cho rằng: Với lạc đã bổ sung 40kg N/ha và với đậu xanh cho 25kg N/ha.
Những kết quả nghiên cứu tương tự cũng đã được các nhà khoa học công bố như trồng xen ngô lạc ở miền Bắc Nigeria (Kassam, 1972) [61]; ngô + đậu tương ở Tây Phi (Finlay, 1974) [55]; ngô + cove ở Colombia và ngô + đậu mắt ở Nigieria. n 8 Theo Nguyễn Hữu Quán (1984) [29] cây đậu đỗ, ngoài khả năng cố định đạm khí quyển, nó còn có khả năng hấp thụ các chất khoáng khó hòa tan ở tầng đất dưới, đặc biệt là lân và kali, làm giàu dinh dưỡng cho tầng đất mặt. Mặt khác, sau khi thu hoạch gốc và rễ của chúng cùng với thân lá rụng xuống đã để lại cho đất một lượng chất hữu cơ đáng kể, góp phần nâng cao độ phì của đất, giảm được xói mòn.