Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lý luận của đề tài 1. Một số khái niệm Hệ thống cây trồng (Cropping Systems), trên thế giới có rất nhiều cách hiểu khác nhau, Zandstra (1981) [42] cho rằng hệ thống cây trồng là thành phần các giống và loài cây được bố trí trong không gian và thời gian của một hệ sinh thái nông nghiệp nhằm tận dụng hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế – xã hội. Hay hệ thống cây trồng là hoạt động sản xuất cây trồng trong nông trại, bao gồm tất cả các hợp phần cần có để sản xuất một tổ hợp các cây trồng và mối quan hệ giữa chúng với môi trường.
Các hợp phần này bao gồm tất cả các yếu tố vật lý và sinh học cũng như kỹ thuật, lao động và quản lý. Cũng có thể hiểu một cách ngắn gọn hệ thống cây trồng là các hình thức đa canh bao gồm trồng xen, trồng gối, luân canh, trồng thành băng, canh tác phối hợp, vườn hỗn hợp v.v … Trong đó hệ thống luân canh cây trồng có vai trò rất lớn, nó góp phần tăng hiệu quả sản xuất trên một đơn vị diện tích cũng như khai thác tối đa điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ngoài ra đây là một trong những biện pháp sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước một cách có hiệu quả. Hệ thống nông nghiệp là sự biểu hiện không gian của sự phân hợp các ngành sản xuất và kỹ thuật do một xã hội thực hiện để thực hiện các nhu cầu. Nó biểu hiện một sự tác động qua lại giữa một hệ thống sinh học, sinh thái mà môi trường tự nhiên là đại diện và một hệ thống xã hội, văn hoá qua các hoạt động xuất phát từ những thành quả kỹ thuật (Phạm Chí Thành, 1993) [27].
Trong hệ thống nông nghiệp có hệ thống canh tác. Theo Nguyễn Văn Luật (1990) [21], hệ thống canh tác là tổ hợp cây trồng bố trí theo thời gian và không gian với hệ thống biện pháp kỹ thuật thực hiện nhằm đạt năng suất cây trồng cao và nâng cao độ phì của đất đai. Hệ thống canh tác là một hệ thống 5 bao gồm nhiều hệ thống phụ là hệ thống trồng trọt, hệ thống chăn nuôi, hệ thống chế biến, tiếp thị, quản lý kinh tế. được bố trí một cách hệ thống và ổn định với mục tiêu của từng nông trại hay nhiều vùng (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1995) [19].
Theo Nguyễn Duy Tính (1995) [32] thì hệ thống trồng trọt là bộ phận chủ yếu của hệ thống canh tác, là trung tâm của hệ thống nông nghiệp. Nó quyết định sự hoạt động của các hệ thống phụ khác như chăn nuôi, chế biến. Cơ cấu cây trồng mang đặc tính động vì vậy nghiên cứu hệ thống cây trồng không thể dừng lại ở một không gian và thời gian rồi kết thúc mà nó thường xuyên để tìm ra xu thế phát triển, yếu tố hạn chế và cách khắc phục để chuyển hệ thống cây trồng, nhằm mục đích khai thác ngày càng có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, tăng hiệu quả kinh tế, xã hội, phục vụ đời sống con người (Đào Thế Tuấn, 1984) [35]. Cơ cấu cây trồng hợp lý là phát triển hệ thống cây trồng mới trên cơ sở cải biến hệ thống cây trồng cũ hoặc xây dựng hệ thống cây trồng mới.
Trên thực tế là tổ hợp lại các công thức luân canh, tổ hợp lại các thành phần cây trồng và giống cây trồng đảm bảo các thành phần trong hệ thống có mối quan hệ tương tác với nhau, thúc đẩy lẫn nhau nhằm khai thác tốt nhất lợi thế về điều kiện đất đai, tạo cho hệ thống có sức sản xuất cao, bảo vệ môi trường sinh thái (Đào Thế Tuấn, 1984) [35]. Việc nghiên cứu hệ thống nông nghiệp thường bắt đầu từ việc tiếp cận hệ thống. Đây là con đường nghiên cứu và xử lý các phức hệ có tổ chức (Phạm Chí Thành, 1993) [27]. Các nghiên cứu trong việc hoàn thiện hệ thống canh tác, hệ thống cây trồng cần dùng phương pháp phân tích hệ thống để tìm ra điểm hẹp hay chỗ thắt lại của hệ thống.
Đó là chỗ có ảnh hưởng không tốt đến hoạt động của hệ thống cần được tác động sửa chữa, khai thông để hệ thống hoàn thiện hơn, có hiệu quả kinh tế cao hơn (Đào Châu Thu, 2004) [35]. Cơ sở lý luận về luân canh, xen canh, tăng vụ Để đánh giá khả năng luân canh cây trồng, Zandstra (1981) [67] đã đưa ra khái niệm về công thức luân canh như sau: Công thức luân canh là tổ hợp không gian và thời gian của các cây trồng trên một mảnh đất và biện pháp canh tác dùng để sản xuất chúng. Lý Nhạc và cộng sự (1987) [24] lại cho rằng: Luân canh là sự luân phiên thay đổi cây trồng theo không gian và thời gian trong một chu kỳ nhất định. Chu kỳ luân canh là thời gian các cây trồng (hoặc công thức luân canh) được trồng trên tất cả các cánh đồng.
Công thức luân canh là một số cây trồng được trồng luân phiên nhau trên cùng một chân đất (cánh đồng) với chu kỳ là 1 năm. Các công thức luân canh được áp dụng cho một vùng nào đó sẽ tạo thành chế độ luân canh (hệ thống luân canh). Luân canh là trung tâm của các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp khác. Tất cả các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp đều căn cứ vào chế độ luân canh mà xác định nội dung của mình.
Các chế độ canh tác khác như: Thuỷ lợi, bón phân, tưới nước, làm đất, diệt trừ cỏ dại. đều căn cứ vào loại cây trồng, trình tự luân phiên cây trồng trong hệ thống luân canh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật cụ thể cho suốt cả chu kỳ luân canh (Lý Nhạc, 1987) [24]. Xây dựng chế độ luân canh hợp lý nhằm tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên thiên nhiên (đất đai, bức xạ mặt trời, lượng mưa, nguồn nước sẵn có,.) với một mức đầu tư tài nguyên kinh tế nhất định (vốn, vật tư, trang thiết bị, lao động,.) để phát triển sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là tăng tổng sản lượng nhằm mang lại lợi nhuận cao nhất. Thực hiện thâm canh, luân canh, xen canh, tăng vụ là một trong những cơ sở cho việc bố trí lao động hợp lý.
Ngược lại, bố trí cây trồng hợp lý sẽ tạo 7 điều kiện cho việc luân canh, tăng vụ đạt kết quả cao. Qua sơ đồ cho thấy: Để có 3 vụ trở lên trong năm việc bố trí cơ cấu mùa vụ và cơ cấu cây trồng là rất quan trọng. Thực tế chuyển dịch cơ cấu mùa vụ các năm qua cho thấy: - Không thể có vụ Đông trên đất 2 lúa nếu không gieo cấy lúa hè thu, mùa cực sớm và mùa sớm. - Các yếu tố tác động đến cây trồng trong vụ Đông thuận lợi hơn vụ Chiêm Xuân và vụ Mùa, do đó khả năng rủi ro trong sản xuất ở vụ Đông ít và là vụ chắc ăn.
- Muốn tăng vụ, tăng hệ số sử dụng đất, phải từ quy luật sinh trưởng, phát triển của cây trồng để bố trí gối vụ và đan xen vụ thông qua các giải pháp kỹ thuật như: Làm ngô bầu, ngô bánh, mạ gieo trên nền đất cứng…để tranh thủ thời vụ. Những yếu tố chi phối sự hình thành hệ thống luân canh 1. Khai thác đầy đủ những thuận lợi và hạn chế của khí hậu Khí hậu là yếu tố quan trọng của các hệ sinh thái, vì vậy khi xây dựng các công thức luân canh trước hết phải quan tâm đến khí hậu. Các nhân tố như nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, tổng tích ôn, lượng mưa thường xuyên tác động trực tiếp đến cây trồng.
Ngoài ra khí hậu còn có các hiện tượng thiên tai như hạn hán, bão, lụt, úng cũng ảnh hưởng lớn đến hệ thống cây trồng (Trần Đức Hạnh, 1997) [13], (Lê Quang Huỳnh, 1982) [15]. Nhiệt độ là nhân tố quan trọng nhất, Đào Thế Tuấn (1978) [41]. Ngoài nhiệt độ, nước là yếu tố rất cần cho sự sinh trưởng của cây trồng, nước mưa cung cấp phần lớn lượng nước mà cây yêu cầu, đặc biệt là ở những vùng không tưới, nước mưa có ảnh hưởng tới quá trình canh tác như làm đất, thu hoạch. Do vậy khi xây dựng chế độ luân canh cây trồng phải chú ý đến lượng mưa ở từng vùng ( illiams, 1976) [68]; (Bùi Quang Toản, 1993) [39]; (Lý Nhạc, 1987) [24].
8 Ngày nay nhờ có những giống ngắn ngày nên ta có thể bố trí các công thức luân canh 4 - 5 vụ/năm, nhưng phải chú ý đảm bảo nhiệt độ và ẩm độ thích hợp ở giai đoạn ra hoa, đồng thời né tránh được những bất lợi của khí hậu đối với cây trồng. Đảm bảo được tính khu vực nghiêm ngặt của cây trồng, tính thời vụ khẩn trương và tính liên tục của sản xuất nông nghiệp. Cây trồng là thành phần chủ yếu của hệ sinh thái nông nghiệp. Muốn bố trí hệ thống cây trồng hợp lý ta phải nắm chắc các yêu cầu của từng loại cây trồng đối với các kiểu khí hậu, đất đai và khả năng sử dụng các điều kiện ấy của chúng (Nguyễn Vi, 1982) [49]; (Dương Hữu Quán, 1984) [27].
Cây trồng ở mỗi vùng đã chịu chi phối của nhiều quy luật tự nhiên và tạo nên tính thích ứng với ngoại cảnh, vì vậy khi thay đổi cơ cấu cây trồng và cải tiến công thức luân canh cần quan tâm đến tính chất khu vực của chúng (Lý Nhạc, 1987) [24]. Thời vụ gieo trồng vừa có đặc tính định tính vừa có đặc tính định lượng để xác lập hệ thống cây trồng (Bùi Huy Đáp, 1972) [7]; (Võ Tòng Xuân, 1993) [52]. Những yêu cầu về sinh thái của cây quyết định tính chất thời vụ gieo trồng và thu hoạch. Thoả mãn điều kiện thời vụ (khí hậu) chính là thoả mãn điều kiện sinh trưởng và phát dục của cây trồng, cũng là đảm bảo năng suất, chất lượng nông sản.
Khi xây dựng chế độ luân canh còn phải chú ý tới quá khứ từng khu đất và tương lai của nó, cây trồng trong các khâu luân canh hiện tại có kế thừa quá trình về trước và mở đường cho sự phát triển của cây trồng tiếp sau. Đó chính là tính chất liên tục của sản xuất nông nghiệp (Lý Nhạc, 1987) [24]. Nông hộ và hệ thống luân canh cây trồng Theo Viện sĩ Đào Thế Tuấn (1997) [43] nông hộ là đơn vị kinh tế tự chủ và đã góp phần to lớn vào sự phát triển sản xuất nông nghiệp của nước ta trong những năm qua. Tất cả những hoạt động nông nghiệp và phi nông 9 nghiệp ở nông thôn chủ yếu được thực hiện thông qua nông hộ.