đặt vấn đề. Hàng năm thiệt hại của xói mòn không có những số liệu cụ thể đo lường được về sản lượng, về diện tích như lũ lụt, sâu bệnh, hạn hán,… Ngược lại, cũng không có những số liệu cụ thể về năng suất, chất lượng để so sánh hiệu quả trực tiếp của từng sự việc, từng mô hình mang tính thuyết phục. Ví dụ: những phát minh về giống, về cải tiến máy móc thiết bị thì năng suất sẽ cân, đong, đo, đếm bằng những số liệu chính xác để so sánh bằng những số liệu chính xác để so sánh giữa hiệu quả và tính hơn hẳn của từng phát minh, từng sáng kiến. Biểu hiện của xói mòn chỉ là sự đục trong của nước lũ cứ ngày đêm trôi đi một cách êm đềm, đất mất đi một cách nhẹ nhàng.
Đây là vấn đề khách quan cơ bản tác động xấu nhất tới nhận thức, cách nhìn nhận không đầy đủ, thiếu chính xác dẫn đến những quyết định chậm trễ trong việc chống xói mòn. Theo kết quả điều tra của Viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp năm 1992, toàn vùng khu IV cũ có 1.000 ha đất trống, đồi núi trọc trong đó có khoảng 40% là tầng đất mỏng, nghèo kiệt, khô hạn, chặt rắn ít có khả năng sản xuất. Tình hình sử dụng không có hoặc ít có hiệu quả đất dốc khiến chúng ta lo ngại, chính vì vậy có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng hợp lý đất đồi núi ở nước ta. Nguyễn Vỹ, Nguyễn Trọng Thọ cùng nhiều tác giả khác đã đề c 8 cập đến một số giải pháp sử dụng đất dốc nhằm chuyển từ canh tác du canh, quảng canh sang thâm canh như: ruộng bậc thang, canh tác theo đường đồng mức, hệ thống cây che phủ đất.
Đất là tài nguyên vô cùng quý giá và có hạn, là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế được. Trong thực tế sản xuất, nhiều năm qua đã chỉ ra rằng con người chỉ khai thác đất phục vụ cho nhu cầu của mình mà chưa thực sự đứng trên quan điểm sản xuất một nền nông nghiệp lâu bền, đáp ứng được cho hiện tại mà không ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai. Do đó việc trả lại “chiếc áo khoác” cho đất là một giải pháp tiên quyết cho một nền nông nghiệp bền vững trên đất dốc. Sự suy thoái tầng đất canh tác và nhu cầu cải thiện chất hữu cơ trong đất Nhiều nghiên cứu đã khẳng định mùn đất là yếu tố hạn chế đối với độ phì nhiêu đất ở Việt Nam.
Hàm lượng, dự trữ, trạng thái và bản chất hữu cơ trong đất có tương quan tỉ lệ thuận với các chỉ tiêu quyết định độ phì nhiêu tự nhiên và độ phì nhiêu thực tế của đất. Về bản chất, thoái hóa đất là sự suy giảm mức năng lượng hàm chứa trong chất hữu cơ đất và được chuyển hóa bởi quần thể vi sinh vật đất. Cho nên tốc độ phục hồi độ phì nhiêu đất dốc thoái hóa sẽ phụ thuộc rất lớn vào việc sản xuất liên tục và cung cấp cho đất lượng vật chất hữu cơ đủ lớn để bù lại lượng chất hữu cơ bị khoáng hóa và rửa trôi khỏi phẫu diện đất. Chỉ khi có được một cân bằng dương về mùn thì độ phì nhiêu đất mới có thể duy trì lâu bền và các biện pháp nông học mới có thể phát huy tác dụng.
Đối với các huyện miền núi như ở Nghệ An, vấn đề lại càng nổi bật do chất hữu cơ phân giải nhanh, mùn tích lũy ít, cân bằng mùn là âm trong phần lớn các trường hợp. Dự trữ mùn thấp và hàm lượng mùn thường giới mức yêu cầu tối thiểu cho cây trồng. [10] c 9 Nhiều tác giả đã kết luận rằng cần phải có một lượng chất hữu cơ lớn để cải tạo đất thoái hóa vùng đồi núi. Trong mấy chục năm qua, chúng ta đã có nhiều nỗ lực tìm kiếm nguồn hữu cơ tại chỗ bổ sung trên đất dốc, mục đích nhằm tìm ra các cây phân xanh họ đậu có khả năng thích ứng cao, sinh khối lớn, đáp ứng nhu cầu che phủ đất, hạn chế xói mòn, đồng thời có ác dụng cải tạo đất tốt.
Những nghiên cứu trước đây (V.Fridland [3]) đã khẳng định sự đa dạng về bản chất và sự biến động về hàm lượng và thành phần của chất hữu cơ đất nhiệt đới ẩm Việt Nam, nhất là đất đồi núi. Đất Việt Nam nghèo mùn, đặc biệt là đất canh tác. Tầng mùn mỏng, lượng mùn dự trữ trong đất không lớn và giảm đột ngột theo chiều sâu. Dưới thảm thực vật tự nhiên, nhiều loại đất giàu chất hữu cơ và đạm.
Đất alit trên núi cao và đất feralit có mùn trên núi có chứa trong lớp 20 cm đất mặt từ 234 – 282 tấn mùn và 7,4 – 9,4 tấn N, tương đương với đất nhiều vùng ôn đới. Tuy nhiên một khi đất được đưa vào canh tác nông nghiệp thì dự trữ mùn và đạm giảm đi nhanh chóng. Hàm lượng mùn giảm rất nhanh trong đất có thành phần cơ giới nhẹ. Việc để mất thảm rừng là nguy cơ lớn nhất đối với việc duy trì dự trữ mùn đất.
So sánh hàm lượng mùn đất châu thổ và đất đồi cho thấy đất phù sa phì nhiêu có hàm lượng mùn ổn định khoảng 2,5% trong khi đất đồi chỉ có khoảng 2,2% và dao động khá mạnh. Suy thoái hữu cơ kéo theo hàng loạt hệ quả tai hại: Làm năng suất và độ phì nhiêu đất giảm nhanh, vì có tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng hữu cơ và hàng loạt chỉ tiêu quy định độ phì nhiêu của đất đồi, đặc biệt là đạm, lân, kali, dung tích hấp thu cố định lân là trở ngại lớn nhất trên đất dốc (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1999) [15]. Yếu tố này không thể khắc phục được bằng cách bón phân khoáng đơn thuần mà nếu có khắc phục được một phần thì cần một lượng phân rất lớn, rất tốn kém về kinh tế mà hiệu quả không cao. c 10 Đứng trước tình trạng môi trường sinh thái đang bị suy thoái nghiêm trọng, diện tích đất thoái hóa ngày càng gia tăng, việc nghiên cứu và sử dụng tập đoàn cây họ đậu cố định đạm cải tạo đất đang là vấn đề thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trên phạm vi toàn thế giới.
Sau đây có thể điểm qua một số công trình nghiên cứu có liên quan đến giải pháp này cũng như liên quan đến nội dung đề tài. Tình hình nghiên cứu cây cố định đạm trên thế giới Về bản chất cố định đạm sinh học và khả năng cải tạo đất của các loài cây họ đậu đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, nhất là các nước Đông Nam Á. Điểm quá một số công trình nghiên cứu có thể phân chia các kết quả đã đạt được ở các lĩnh vực sau: 1. Phát hiện và xác định các loài cây cố định đạm Vấn đề nghiên cứu khả năng cố định đạm của một số loài cây họ đậu được nhiều tác giả quan tâm như Van Romburgh (1900) [40] đã quan sát và phát hiện loài Peltophorum dasyrrhachis có khả năng cố định đạm và vật rơi rụng đã làm tăng lượng mùn cũng như hàm lượng N trong đất.
Năm 1914, Matthews [35] phát hiện sử dụng loài leucaena leucocephala trồng rừng để lấy củi. Philippines đã làm tăng độ phì của đất thông qua hệ thống nốt sần ở bộ rễ. (1916) [36] đã nghiên cứu mô tả để xác định được những loài cây cố định đạm trên những dãy núi ở Java. Đây là những nghiên cứu đầu tiên đã có công phát hiện các hiện tượng cố định đạm sinh học ở một số loài cây.
Bên cạnh đó, có một số nhà khoa học khác cho rằng không có khả năng cố định đạm sinh học như Coster (1921) [33] khi nghiên cứu loài Casuarina và Porasponia, tác giả đã phát hiện có nốt sần ở rễ nhưng ông cho rằng đó là một kiểu của nấm rễ cộng sinh chứ không phải hiện tượng cố định đạm cộng sinh của các vi khuẩn nốt sần. Ding và cộng sự (1986) [32] khi nghiên cứu loài Tamarindus indica đã khẳng định không có hiện tượng cố định đạm sinh c 11 học. Balasandaran (1987) [28] đã không tìm thấy nốt sần ở rễ của loài Cassia nodosa và Tamarindus indica. Đó là những loài cây không có khả năng cố định đạm nhưng tác giả lại giải thích là trong đất thiếu vắng những vi khuẩn thích hợp.
Sở dĩ lúc đầu chưa có sự thống nhất vì các nhà khoa học như đã nhắc đến ở trên nghiên cứu ở các khía cạnh khác nhau, trên những điều kiện lập địa và loài cây khác nhau. Mặc dù đó là những loại cây họ đậu nhưng bản thân chúng không có khả năng cộng sinh với các vi khuẩn cố định đạm sinh học. Mặt khác, các nghiên cứu chưa có sự kế thừa và chưa hệ thống nên gây ra nhiều tranh luận gay gắt, và từ đó có nhiều công trình nghiên cứu khác được bổ sung. Cuối cùng các nhà khoa học cũng đã thống nhất quan điểm là có sự cố định đạm sinh học ở một số loài cây họ đậu chứ không phải là tất cả.
Các công trình nghiên cứu của Allen và Allen (Kenneth G.Mac Dicken (1994) [34], Hallidday và Nakao (1982) [33], Brewbaker (1990) [30] đã phát hiện ra khoảng 640 loài cây họ đậu có khả năng cố định đạm cộng sinh. Họ đã kiểm tra nhiều loài cây họ đậu và đưa ra một kết luận rất đáng quan tâm: họ phụ Papilionoideae có tới 98% số loài có khả năng cố định đạm sinh học, họ phụ Mimosoideae cũng có tới 90% và họ phụ Casesalpinoideae chỉ có 28%. Như vậy, những kết quả này đã làm thỏa mãn được những tranh luận trước đây và đặt nền tảng cho các nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo. Nghiên cứu sinh khối và hàm lượng Nitơ trong sinh khối Các công trình điển hình về sinh khối và hàm lượng Nitơ (N) trong sinh khối bao gồm các nghiên cứu của Silvester (Kenneth G.Mac Dicken, 1994) [34] khi nghiên cứu sinh khối và hàm lượng N trong sinh khối của các cây cố định đạm so sánh với cây không cố định đạm, tác giả đã chỉ ra rằng hàm lượng N chưa trong bộ phận lá cao hơn các bộ phận khác của cây, đặc biệt là hàm lượng N chưa trong lá rụng của rừng cây cố định đạm thuần loài cao hơn trong lá rụng của rừng cây hỗn giao có cả cây không cố định đạm.
c 12 Stewart và cộng sự (1990) [39] đã phát hiện hàm lượng N trong lá của các loài cây cố định đạm cao hơn trong lá các loài cây không cố định đạm, tác giả còn khẳng định hàm lượng N trong lá cây thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường sống của chúng .