nghiên cứu một số giải pháp góp phần hoàn thiện hệ thống trồng trọt tại huyện gia bình, tỉnh bắc ninh

- Thử nghiệm giải pháp kỹ thuật cho hệ thống luân canh cây trồng chính phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội và tập quán sản xuất của nông dân trong huyện.. - Thử nghiệm giải pháp kỹ thuậ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VŨ THỊ HOAN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GÓP PHẦN HOÀN THIỆN HỆ THỐNG TRỒNG TRỌT

TẠI HUYỆN GIA BÌNH, TỈNH BẮC NINH

Người hướng dẫn khoa học: GS TS Phạm Tiến Dũng

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Vũ Thị Hoan

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc GS.TS Phạm Tiến Dũng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn PPTN & TKSH - Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cám ơn các phòng chuyên môn của huyện Gia Bình: Phòng thống kê, trạm khuyến nông, phòng Nông nghiệp, phòng tài nguyên môi trường đã giúp

đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Vũ Thị Hoan

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời càm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Giả thuyết khoa học 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

1.5.1 Những đóng góp mới 2

1.5.2 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.3 Ý nghĩa thực tiễn 3

Phần 2 Tổng quan tài liệu 4

2.1 Cơ sở lý luận 4

2.1.1 Các lý thuyết về hệ thống 4

2.1.2 Phát triển nông nghiệp bền vững 8

2.1.3 Khái niệm về cơ cấu cây trồng 10

2.1.4 Khái niệm về cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý 11

2.1.5 Khái niệm về chuyển đổi cơ cấu luân canh cây trồng 12

2.1.6 Hiệu quả kinh tế của chuyển đổi cơ cấu cây trồng 13

2.1.7 Phương pháp xây dựng hệ thống cây trồng 14

2.1.8 Một số yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống cây trồng 16

2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam 20

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 20

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 25

2.2.3 Một số kết quả nghiên cứu về phân bón cho lúa ở Việt Nam 30

2.2.4 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam 33

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 37

3.1 Địa điểm nghiên cứu 37

3.2 Thời gian nghiên cứu 37

3.3 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 37

3.4 Nội dung nghiên cứu 38

3.4.1 Nghiên cứu tác động của điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội đến sự hình thành và phát triển hệ thống cây trồng, cơ cấu cây trồng của huyện 38

3.4.2 Đánh giá thực trạng hệ thống cây trồng trên địa bàn nghiên cứu và những tồn tại cần chuyển đổi cơ cấu cây trồng 38

3.4.3 Nghiên cứu thử nghiệm 38

3.4.4 Đề xuất và giải pháp thực hiện cơ cấu cây trồng thích hợp 38

3.5 Phương pháp nghiên cứu 38

3.5.1 Thu thập các thông tin thứ cấp 38

3.5.2 Phỏng vấn trực tiếp nông dân 39

3.5.3 Các thí nghiệm đồng ruộng 39

3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 45

Phần 4 Kết quả và thảo luận 46

4.1 Kết quả 46

4.1.1 Phân tích điều kiện tự nhiên 46

4.1.2 Đánh giá tài nguyên thiên nhiên 49

4.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 52

4.1.4 Thực trạng sản xuất Nông nghiệp của huyện Gia Bình 58

4.1.5 Thực trạng chuyển dịch cơ cấu sản xuất nông nghiệp 64

4.1.6 Hiện trạng sử dụng phân bón cho một số loại cây trồng 65

4.1.7 Hiện trạng các công thức trồng trọt huyện Gia Bình 66

4.1.8 Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng 68

4.1.9 Kết quả các nghiên cứu thử nghiệm 71

4.2 Thảo luận 82

4.2.1 Một số hạn chế của hệ thống trồng trọt nghiên cứu và định hướng 83

4.2.2 Một số hạn chế của đề tài 84

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 85

5.1 Kết luận 85

5.2 Kiến nghị 85

Tài liệu tham khảo 87

Phụ lục 92

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

CCCC Chiều cao cuối cùng

CCCT Cơ cấu cây trồng

IRRI Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

IUCN Liên Minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên

và Tài nguyên Thiên nhiên LAI Chỉ số diện tích lá

NL Nhắc lại

NSLT Năng suất lý thuyết

NSTT Năng suất thực thu

P1000 Khối lượng nghìn hạt

SNHH Số nhánh hữu hiệu

THL Tổ hợp lai

TL Tỉnh lộ

TSC Tuần sau cấy

UBND Ủy ban nhân dân

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Hiệu quả sử dụng phân vi sinh vật đối với cây lúa 32

Bảng 4.1 Tổng hợp các yếu tố khí hậu ở Gia Bình 47

Bảng 4.2 Tổng hợp các loại đất ở Gia Bình 51

Bảng 4.3 Tình hình dân số lao động của huyện qua các năm (2013-2015) 53

Bảng 4.4 Cơ cấu giá trị sản xuất các ngành kinh tế 53

Bảng 4.5 Giá trị sản xuất của ngành nông nghiệp 54

Bảng 4.6 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Gia Bình từ năm 2013 – 2105 59

Bảng 4.7 Tình hình chăn nuôi qua các năm Huyện Gia Bình 60

Bảng 4.8 Diện tích, năng suất và sản lượng một số cây trồng chính huyện Gia Bình từ năm 2013 -2015 61

Bảng 4.9 Diện tích gieo trồng lúa hàng năm của huyện Gia Bình, Bắc Ninh 62

Bảng 4.10 Cơ cấu giống một số cây trồng hàng năm khác từ năm 2013 - 2015 63

Bảng 4.11 Cơ cấu giá trị sản xuất nông nghiệp qua các năm 64

Bảng 4.12 Hiện trạng sử dụng phân bón cho một số loại cây trồng chính của huyện Gia Bình 65

Bảng 4.13 Một số công thực trồng trọt chính 67

Bảng 4.14 Hiệu quả kinh tế của một số cây trồng chính 68

Bảng 4.15 Hiệu quả kinh tế của các công thức trồng trọt 70

Bảng 4.16 Thời gian sinh trưởng của hai giống ngô HN88 và Max68 vụ thu đông tại Gia Bình 71

Bảng 4.17 Đặc điểm hình thái cây của hai giống ngô HN88 và Max68 vụ thu đông tại Gia Bình 72

Bảng 4.18 Khả năng chống đổ và chống chịu với một số sâu bệnh hại của hai giống ngô HN88 và Max68 vụ thu đông tại Gia Bình 73

Bảng 4.19 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống ngô 73

Bảng 4.20 Hiệu quả kinh tế của hai giống ngô /ha 74

Bảng 4.21 Kết quả phân tích mẫu đất tại điểm thí nghiệm thôn Thọ Ninh, xã Vạn Ninh, Gia Bình đại diện cho chân đất vàn 75

Bảng 4.22 Động thái tăng trưởng chiều cao của giống lúa Khang dân 18 trong một số công thức phân bón (cm) 76

Bảng 4.23 Động thái tăng trưởng số nhánh của giống lúa Khang dân 18 trong

một số công thức phân bón (nhánh/khóm) 77 Bảng 4.24 Chỉ số diện tích lá (LAI) của giống lúa Khang dân 18 trong một số

công thức phân bón (m2 lá/m2 đất) 78 Bảng 4.25 Khối lượng chất khô của giống lúa Khang dân 18 trong một số

công thức phân bón (g/m2 đất) 78 Bảng 4.26 Ảnh hưởng của các mức phân bón khác nhau đến khả năng chống

chịu đồng ruộng của giống lúa Khang dân 18 79 Bảng 4.27 Ảnh hưởng của các mức phân bón khác nhau đến các yếu tố cấu

thành năng suất của giống lúa lúa Khang dân 18 80 Bảng 4.28 So sánh hiệu quả kinh tế giữa các công thức với công thức 1 82 Bảng 4.29 Hiệu suất sử dụng phân hữu cơ sinh học Rồng Ngọc của giống lúa

Khang dân 18 82

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Vũ Thị Hoan

Tên luận văn: Nghiên cứu một số giải pháp góp phần hoàn thiện hệ thống trồng

trọt tại huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh

- Thử nghiệm giải pháp kỹ thuật cho hệ thống luân canh cây trồng chính phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội và tập quán sản xuất của nông dân trong huyện

Phương pháp nghiên cứu

- Dùng phương pháp thu thập thông tin thứ cấp để đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội và hiện trạng hệ thống cây trồng của huyện

- Dùng phương pháp điều tra trực tiếp nông hộ theo bảng hỏi để điều tra phương pháp kỹ thuật của nông dân

- Bố trí các thí nghiệm lựa chọn giống mới và tìm lượng phân bón hữu cơ sinh học Rồng Ngọc thích hợp cho giống Khang dân 18 theo phương pháp thí nghiệm đồng ruộng chuẩn RCB

- Xử lý số liệu theo chương trình IRRISTAT 5.0, Microsoft Excel 2003 để tính các tham số thống kê cơ bản và tính sai số thí nghiệm

Kết quả chính và kết luận

- Hệ thống giống cây trồng của huyện Gia Bình còn chưa phong phú chủ yếu vẫn

là các giống cây trồng cũ, cho hiệu quả kinh tế thấp Trong khi đó tiềm năng về nguồn nhân lực, đất đai, khí hậu thích hợp với nhiều loại cây trồng Việc sử dụng phân bón không cân đối đa phần sử dụng phân hóa học ít chú trọng việc sử dụng các loại phân hữu cơ

- Trong thời gian tới, cần đưa giống ngô HN88 cho năng suất và hiệu quả kinh tế

để thay thế giống ngô Max68 tại địa phương

- Với mức bón 400kg/ha phân hữu cơ sinh học Rồng ngọc cho hiệu quả kinh tế cao nhất với giống lúa khang dân

- Các công thức luân canh có hiệu quả kinh tế cao cần ưu tiên có thể mở rộng diện tích gồm:

+ Trên đất vàn cao: Rau xuân - Cà chua hè thu - Ngô đông

Rau xuân - Đậu tương hè thu – Khoai tây đông

Ngô xuân - Cà chua hè thu - Bí xanh

+ Trên đất vàn:

Rau xuân - Lúa mùa sớm – Ngô đông

Lúa xuân - Lúa mùa - Bí xanh

+ Trên đất trũng: khuyến cáo nên chuyển từ 2 vụ lúa sang : lúa - cá sẽ cho hiệu quả kinh tế cao hơn và cải tạo môi trường đất

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Vu Thi Hoan

Thesis title: Study on some solutions contributed to improve cropping system in

Gia Binh district, Bac Ninh province

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

To find out about relationship among natural conditions, economy and environment dominated to formation of cropping system in Gia Binh district

To learn about limitations in cropping system to improve, retrieve and develop the crop rotation system in medium and high terrain in Gia Binh district, Bac Ninh province

To test technical methods for cropping system corresponding with socio- economic conditions and cultural practices of farmers in Gia Binh district

Materials and Methods

Collecting the secondary information to estimate natural and socio-economic conditions and current status of crop system in Gia Binh district

Interviewing the farmers by questionnaire to investigate the farmers’ production technical methods

Layout the experiments selecting to new varieties and find out Rong Ngoc’s organic fertilizer level which appropriate to KhangDan18 in field experiment in RCB trial

bio-Data processing by IRRISTAT 5.0 software, Microsoft Excel 2003 to calculate statistical parameters and experimental errors

Main findings and conclusions

Cropping system in Gia Binh district was not diversified, mostly old varieties with low profit Meanwhile, labor capacity, soil and climate appropriated with a lot of kinds of crop Using of fertilizers was unbalanced, mostly chemical fertilizers and less organic fertilizers

In near future, maize variety of HN88 with high yield and profit should replace for maize variety of Max68 in Gia Dinh district

The highest profit was in 400kg of Rong Ngoc’s organic fertilizer per ha for KhangDan18 variety

The crop rotation with high profit should be enlarged in cultivated area including:

+ High terrain: Spring Vegetable – Summer- Autumn Tomato – Winter Maize

Spring Vegetable – Summer- Autumn Soybean – Winter potato

Spring Maize – Summer- Autumn Tomato - Gourd

+ Medium terrain: Spring Vegetable – Early summer Rice – Winter Maize

Spring Rice – Autumn Rice - Gourd

+ Low terrain: It should be changed from two seasons of paddy rice to rice- fish farming

in order to get higher profit and environmental improvement

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Gia Bình là một huyện nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Bắc Ninh với diện tích đất nông nghiệp 6579,31 ha, dân số 94557 người và 28514 hộ gia đình Các đơn vị hành chính của huyện Gia Bình gồm 1 thị trấn và 13 xã, trung tâm huyện

là thị trấn Đông Bình; phía Bắc giáp Quế Võ; phía Nam giáp Lương Tài, phía Tây giáp huyện Thuận Thành

Cách trung tâm thành phố Bắc Ninh 25 km về phía Tây Bắc, cách thủ đô

Hà Nội 35 km về phía Tây Nam, có nhiều hệ thống đường tỉnh lộ 280, 282, 285 mạng lưới giao thông thuận lợi cho việc giao lưu kinh tế, văn hóa và tiêu thụ sản phẩm

Gia Bình có 8 loại đất chính: bãi cát ven sông, đất phù sa được bồi đắp của

hệ thống sông Hồng, đất phù sa không được bồi đắp của hệ thống sông Hồng, đất phù sa có tầng loang lổ của hệ thống sông Hồng, đất phù sa úng nước mùa hè, đất xám bạc màu trên phù sa cổ, đất xám bạc màu trên đá cát và dăm cuội kết Trong những năm qua, cùng với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ, cơ cấu kinh tế huyện Gia Bình nói chung, cơ cấu sản xuất nông nghiệp nói riêng đã có những chuyển biến tích cực Xong việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp ở huyện Gia Bình còn chậm, chưa phát huy hết tiềm năng đất đai, lao động, một bộ phận cán bộ nhân dân còn giữ nếp nghĩ, cách làm cũ, nhiều hộ gia đình vẫn còn

áp dụng những biện pháp kỹ thuật lạc hậu trong sản xuất nông nghiệp nên tình hình sản xuất còn manh mún, nhỏ lẻ mang tính tự phát, chất lượng hàng hóa chưa cao, không tận dụng diện tích bỏ trống trong vụ đông để nâng cao hiệu kinh tế Đây chính là một trong những lực cản chính, ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả của chương trình chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp huyện Gia Bình

Do vậy, để phát triển nền kinh tế huyện Gia Bình, phải đẩy mạnh phát triển nông nghiệp bằng cách chuyển đổi hệ thống cây trồng để đưa ra những hệ thống cây trồng phù hợp Đưa các giống mới có giá trị cao vào sản xuất và tác động các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý đối với các giống mới nhằm tạo năng suất, chất lượng cao hơn, tăng thu nhập cho người lao động

Vấn đề được đặt ra là: Làm thế nào để nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp, góp phần phát triển kinh tế của huyện trong những năm tới,

thực hiện tốt công cuộc đổi mới, hình thành nền nông nghiệp có giá trị kinh tế cao, phù hợp với nhu cầu thị trường và điều kiện sinh thái của từng vùng, từng bước nâng cao thu nhập trên một đơn vị diện tích đất nông nghiệp

Từ bối cảnh trên tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số giải

pháp góp phần hoàn thiện hệ thống trồng trọt tại huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh”

1.2 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Trong hệ thống cây trồng hiện tại đang còn những vấn đề cản trở hoặc chưa góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh tế của hệ thống Đề tài cần tìm

và xác định đúng các cản trở của hệ thống như:

Giống cây trồng các loại chưa tốt, kỹ thuật canh tác chưa hợp lý Để nghiên cứu đề xuất các giải pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế chung cho hệ thống

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu mối quan hệ của điều kiện tự nhiên - kinh tế, môi trường chi phối sự hình thành hệ thống trồng trọt ở Gia Bình

- Nghiên cứu phát hiện các hạn chế của hệ thống trồng trọt để hoàn thiện, phát triển hệ thống công thức luân canh trên chân đất vàn và vàn cao ở Gia Bình tỉnh Bắc Ninh

- Thử nghiệm giải pháp kỹ thuật cho hệ thống luân canh cây trồng chính phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội và tập quán sản xuất của nông dân trong Huyện

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đề tài tập trung nghiên cứu hệ thống trồng trọt trên một số chân đất vàn và vàn cao, trũng tại huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh; chú trọng đến phát triển cây trồng hàng năm

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.5.1 Những đóng góp mới

- Tìm ra được giống ngô HN88 có năng suất và hiệu quả kinh tế cao thay cho giống ngô Max68

- Xác định được lượng phân hữu cơ sinh học Rồng Ngọc thích hợp cho giống lúa Khang dân 18 cho hiệu quả và năng suất

- Chỉ ra được những công thức sử dụng đất thích hợp và có hiệu quả cao cần phát huy trên các chân đất vàn cao, vàn và trũng

1.5.2 Ý nghĩa khoa học

- Tìm hiểu cơ sở khoa học cho việc bố trí cây trồng hợp lý và bền vững tại huyện Gia Bình cũng như các vùng có điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tương tự trong cả nước

- Kết quả nghiên cứu cũng góp phần bổ sung phương pháp luận trong việc nghiên cứu về hệ thống nông nghiệp, biện pháp kỹ thuật và các công thức luân canh cây trồng Ngoài ra còn giúp định hướng việc sử dụng hợp lý tài nguyên đất, nước…theo quan điểm sinh thái và nông nghiệp bền vững cũng như sử dụng tối

ưu nguồn nhân lực của địa phương

1.5.3 Ý nghĩa thực tiễn

-Việc thực hiện đề tài sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp trên một đơn vị sản xuất, phát triển kinh tế xã hội cho huyện Gia Bình - tỉnh Bắc Ninh

- Trên cơ sở đánh giá được những ưu điểm và mặt hạn chế của các công thức trồng trọt hiện tại, nghiên cứu tìm ra một số công thức luân canh cây trồng mới hợp lý hơn

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1.1 Các lý thuyết về hệ thống

2.1.1.1 Khái niệm về hệ thống

Năm 1993, nhà sinh vật học Von Bertalanffy đã đưa ra quan điểm về hệ thống và đưa ra: “Lý thuyết hệ thống tổng quát - General Systems Theory” Theo ông: “Hệ thống là tập hợp các yếu tố (phần tử) có liên quan với nhau thông qua các mối quan hệ và tạo thành một tổ chức nhất định để thực hiện một số chức năng nào đó.” (Phạm Tiến Dũng và Vũ Đình Tôn, 2013)

Một số khái niệm về hệ thống:

Hệ thống là một cái gì đó ít nhiều liên hệ tới nhau

Cách khác: Hệ thống là tập hợp những quan hệ tồn tại dai dẳng với thời gian, là một tập hợp các phần tử có quan hệ với nhau tạo nên một chỉnh thể thống nhất và vận động, khi được tác động chúng sẽ tạo tính trồi cao

Như vậy, Hệ thống là một tập hợp các phần tử có quan hệ với nhau tạo nên một chỉnh thể thống nhất và vận động, nhờ đó xuất hiện thuộc tính mới, thuộc tính mới được gọi là tính trồi của hệ thống

Tóm lại, hệ thống không phải là một phép cộng đơn giản giữa các phần tử

mà là sự liên hệ hữu cơ tác động qua lại giữa các phần tử (Phạm Tiến Dũng và

Vũ Đình Tôn, 2013)

Nghiên cứu phát triển hệ thống canh tác được xuất phát từ lý thuyết hệ thống, đã được các nhà khoa học Speeding (1979), Phạm Chí Thành và cs., 1996 đề cập tới Các tác giả đều cho rằng: Hệ thống là một tổng thể có trật

tự của các yếu tố khác nhau có quan hệ tác động qua lại Một hệ thống có thể xác định như một tập hợp các đối tượng hoặc các thuộc tính được liên kết bằng nhiều mối tương tác

2.1.1.2 Hệ thống nông nghiệp (HTNN)

Theo Phạm Chí Thành và cs (1993): Hệ thống nông nghiệp là một phức hợp của đất đai, nguồn nước, cây trồng, vật nuôi, lao động, các nguồn lợi, các đặc trưng khác trong một ngoại cảnh mà nông hộ quản lý tùy theo sở thích, khả năng, kỹ thuật có thể Để hệ thống phát triển bền vững cần nghiên cứu bản chất, đặc tính của các mối tương tác qua lại giữa các yếu tố trong hệ thống đó, điều tiết các mối tương tác chính là điều khiển hệ thống một cách có quy luật: “Muốn chinh phục thiên nhiên phải tuân theo quy luật của nó”

Theo Phạm Tiến Dũng và Vũ Đình Tôn (2013): HTNN là sự biểu hiện không gian của sự phối hợp các ngành sản xuất và các kỹ thuật do một xã hội thực hiện, để thỏa mãn các nhu cầu Nó biểu hiện đặc biệt 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 văn hóa - xã hội qua các hoạt động, xuất phát từ những thành quả kỹ thuật

Như vậy hệ thống nông nghiệp chính là sự thống nhất và tác động qua lại giữa 3 hệ thống: Sinh học, xã hội và kinh tế

2.1.1.3 Hệ thống canh tác (HTCT)

Hệ thống canh tác là sự bố trí một cách thống nhất và ổn định các nghành nghề trong nông trại, được quản lý bởi hộ gia đình trong môi trường

tự nhiên, sinh học và kinh tế xã hội phù hợp với mục tiêu, sự mong muốn và nguồn lực của hộ (Shanor, Philipp, 1981)

Hệ thống canh tác là hình thức tập hợp các đơn vị chức năng riêng biệt, là hoạt động trồng trọt, chăn nuôi, tiếp thị Các đơn vị đó có mối quan hệ qua lại với nhau về cùng chung những nguồn lực nhận từ môi trường (IRRI, 1980)

Hệ thống canh tác là hình thức tập hợp của một số tổ hợp các tài nguyên trong nông trại ở một môi trường nhât định Bằng những phương pháp, công nghệ sản xuất ra những sản phẩm nông nghiệp sơ cấp (IRRI, 1989)

Từ ba khái niệm trên cho chúng ta thấy khái niệm về HTCT chung nhất là: HTCT là một hệ thống bao gồm nhiều hệ thống trồng trọt, chăn nuôi, chế biến, tiêu thụ, quản lý kinh tế được bố trí một cách hệ thống và ổn định phù hợp với mục tiêu trong nông trại hay tiểu vùng nông nghiệp (dẫn theo Phạm Chí Thành và cs., 1996)

2.1.1.4 Hệ thống trồng trọt (HTTT)

Theo Nguyễn Duy Tính (1995): Hệ thống trồng trọt là một 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 nhau như: chăn nuôi, chế biến …

Theo Phạm Chí Thành và cs (1996): Hệ thống trồng trọt bao gồm: (i) Hệ thống cây trồng; (ii) hệ thống công thức luân canh; (iii) hệ thống sử dụng phân bón; (iv) hệ thống tưới tiêu; (v) hệ thống bảo vệ thực vật; (vi) hệ thống quản lý … Theo Phạm Tiến Dũng và Vũ Đình Tôn (2013): HTTT là một trong hai hệ thống phụ chủ yếu của hệ thống nông nghiệp hỗn hợp Những cây trồng nông nghiệp có thể có nhiều chức năng khác nhau, kể cả việc tạo ra chỗ che chở cho con người, gia súc và cây trồng khác, chống xói mòn đất, phục vụ mục đích giải trí (thảm cỏ, hoa, cây cảnh, cây bụi) và làm tăng độ phì nhiêu của đất (bổ sung chất hữu cơ từ xác lá và rễ già hoặc đạm từ nốt sần cây họ đậu) Tuy nhiên, những HTTT chủ yếu được xây dựng để sản xuất ra lương thực, thực phẩm trực tiếp cho con người, thức ăn cho gia súc, sợi cho nguyên liệu công nghiệp và một nhóm sản phẩm hỗn hợp khác nhau như thuốc lá, chất thơm và dược liệu

2.1.1.5 Hệ thống cây trồng (HTCTr)

Trên thế giới có rất nhiều cách hiểu khác nhau: Zandstra et al (1981) 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 (Dẫn theo Phạm Chí Thành và cs., 1996)

Theo Nguyễn Duy Tính (1995): HTCTr là tổng thể các loại cây trồng trong các mối quan hệ tương tác lẫn nhau, được bố trí hợp lý trong không gian và thời gian Chuyển đổi hay hoàn thiện HTCTr là phát triển HTCTr mới trên cơ sở cải tiến HTCTr cũ hoặc phát triển HTCTr mới bằng tăng vụ, tăng cây hoặc thay thế cây trồng để khai thác có hiệu quả hơn tiềm năng đất đai, con người và lợi thế

so sánh trên vùng sinh thái

Theo Phạm Văn Hiền và Trần Danh Thìn (2009), nói đến HTCTr đa canh

là nói đến: 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 còn là một trong những biện pháp sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước một cách có hiệu quả

HTCTr tối ưu không chỉ phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên mà còn phụ thuộc vào quy mô và phần trả lại của sản phẩm cây trồng, giá của chi phí đầu vào bao gồm cả lao động, sự kết hợp giữa các hợp phần công việc, khả năng đầu tư của nông dân và chiều hướng của rủi ro (David, 2003)

Quá trình nghiên cứu thực hiện hoàn thiện hệ thống cây trồng cần chỉ rõ những yếu tố, nguyên nhân cản trở sự phát triển sản xuất, tìm ra các giải pháp khắc phục, đồng thời dự báo những vấn đề tác động kèm theo khi thực hiện về môi trường tự nhiên, kinh tế - xã hội của vùng

Như vậy, một hệ thống cây trồng được coi là hợp lý nếu đáp ứng được các yêu cầu sau:

- Đạt tổng sản lượng cao và bền vững

- Khai thác được triệt để và có hiệu quả điều kiện khí hậu, đất đai trong vùng và hạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hại do khí hậu và đất đai gây ra với cây trồng

- Khai thác được triệt để và có hiệu quả các điều kiện kinh tế, xã hội sẵn có

để phát triển bền vững

- Lợi dụng tốt nhất các đặc tính sinh học của cây trồng, tránh được tác hại của sâu bệnh và cỏ dại

- Thúc đẩy phát triển chăn nuôi và các ngành nghề phụ khác

HTNN, HTTT, HTCTr có mối quan hệ rất mật thiết với nhau

Sơ đồ 1.1 Các thành phần chính của hệ thống nông nghiệp

Như vậy, HTNN không thể tách rời HTTT Mối quan hệ giữa HTNN và HTTT rất mật thiết, HTTT là trung tâm của HTNN và xu hướng phát triển của HTTT có tính chất quyết định đến xu hướng phát triển của HTNN Nghiên cứu HTTT nhằm bố trí, cải thiện lại các thành tố trong hệ thống hoặc chuyển đổi chúng làm tăng hệ số sử dụng đất, sử dụng có hiệu quả tiềm năng đất đai và lợi thế của từng vùng sinh thái nông nghiệp, sử dụng hiệu quả tiền vốn, lao động và

kỹ thuật để nâng cao năng suất, giá trị sản phẩm

2.1.2 Phát triển nông nghiệp bền vững

Năm 2002 tại Hội nghị Thượng đỉnh thế giới về phát triển bền vũng được

tổ chức tại Johannesburg (Cộng hòa Nam Phi) đã đưa ra khái niệm về phát triển bền vững như sau: “Phát triển bền vững là quá trình có sự kết hợp chặt chẽ, hợp

lý và hài hòa giữa 3 mặt của sựu phát triển, đó là: phát triển kinh tế, phát triển xã hội và bảo vệ môi trường (Nguyễn Võ Linh và cs., 2007)

Theo Võ Tòng Xuân (2007) thì phát triển bền vững cần: Bảo tồn đất,nguồn nước và đa dạng sinh học; không làm thoái hóa môi trườn; kỹ thuật phải thích hợp; có giá trị kinh tế; chấp nhận được về xã hội

Theo Smyth and Dumanski (1993) sử dụng đất bền vững phải tuân theo 5 nguyên tắc: Duy trì hoặc nâng cao các hoạt động sản xuất (năng suất); giảm mức

dộ rủi ro với sản xuất (an toàn); bảo vệ tiềm năng các nguồn tài nguyên tự nhiên chống lại sự thoái hóa với chất lượng nước và đất (bảo vệ); khả thi về mặt kinh tế (khả thi); được sự chấp nhận của xã hội (sự chấp nhận) Năm nguyên tắc trên được coi là trụ cột của sử dụng đất đai bền vững và là những mục tiêu cần đạt được Nếu thực tế diễn ra đồng bộ so với mục tiêu trên thì khả năng bền vững sẽ đạt được Nếu chỉ đạt một hay một vài mục tiêu mà không phải tất cả thì bền vững chỉ mang tính bộ phận

Trước những năm 1970 của thế kỷ trước, trong nông nghiệp người ta nói nhiều đến giống mới năng suất cao và kỹ thuật thâm canh cao Từ sau năm 1970 một khái niệm mới xuất hiện và ngày càng có tính thuyết phục là khái niệm về tính bền vững và nông nghiệp bền vững Nông nghiệp bền vững không có nghĩa

là khước từ những kinh nghiệm truyền thống mà phải phối hợp, lồng ghép những sáng kiến mới từ các nhà khoa học, từ nông dân hoặc cả hai Để phát triển nông nghiệp bền vững cũng phải loại bỏ ý nghĩ đơn giản rằng sản xuất nông nghiệp công nghiệp sẽ đầu tư từ bên ngoài vào

Theo định nghĩa của Croson (1993) (Dẫn theo Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000) thì một hệ thống nông nghiệp bền vững thì phải đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về ăn và mặc, có hiệu quả kinh tế, môi trường và xã hội gắn với tăng phúc lợi trên đầu người Đáp ứng nhu cầu là một phần quan trọng cần đưa vào định nghĩa vì sản lượng nông nghiệp cần thiết phải được tang trưởng trong những thập kỷ tới Phúc lợi cho mọi người vì phúc lợi của đa số dân trên toàn thế giới còn rất thấp

Có nhiều cách biểu thị các định nghĩa khác nhau, Phạm Văn Phê và Nguyễn Thị Lan (2001) đã khái quát nội dung nông nghiệp bền vững gồm 3 phần

cơ bản sau: Bền vững về an ninh lương thực trong thời gian dài trên cơ sở HTNN phù hợp với điều kiện sinh thái và không tổn hại tới môi trường; bền vững về tổ chức quản lý, HTNN phù hợp với các mối quan hệ của con người, kể cả với các thê hệ mai sau; bền vững thể hiện tính cộng đồng trong HTNN

Trong tất cả các định nghĩa, điều quan trọng nhất là phải biết sử dụng hợp

lý tài nguyên đất đai, giữ vững và cải thiện tài nguyên môi trường, có hiệu quả kinh tế, năng suất cao và ổn định, tăng cường chất lượng cuộc sống, bình đẳng giữa các thế hệ và hạn chế rủi ro

Nông nghiệp bền vững đạt được là nhờ 4 yếu tố: quản lý đất bền vững, công nghệ được cải tiến, cải thiện tài nguyên môi trường và hiệu suất kinh tế được nâng cao, ổn định Quản lý đất bền vững chiếm một vị trí quan trọng hang đầu trong nông nghiệp bền vững Mục tiêu của quản lý đất bền vững là “Điều hòa các mục tiêu và tạo cơ hội cho việc đạt được các kết quả về môi trường, kinh

tế và xã hội vì lợi ích không chỉ của thế hệ hiện nay mà còn cho các thế hệ tương lai” trong khi vẫn duy trì chất lượng của tài nguyên đất

Gần đây xuất hiện khuynh hướng “nông nghiệp hữu cơ”, chủ trương dùng máy cơ khí nhỏ và sức kéo gia súc, sử dụng rộng rãi phân hữu cơ, phân xanh, phát triển cây họ đậu trong hệ thống luân canh cây trồng, hạn chế hóa chất để phòng trừ sâu bệnh Việc sử dụng phân hữu cơ trong nông nghiệp có vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất cây trồng và phát triển nông nghiệp bền vững Theo tác giả Đào Thế Tuấn (1989) nhiệm vụ của ngành trồng trọt Việt Nam là phải tìm ra mọi biện pháp để tăng năng suất cây trồng Có hai khả năng đấy mạnh sản xuất trồng trọt là: Thâm canh ở những vùng sinh thái khó khăn, chú trọng vấn đề giống và các chế độ bón phân tích hợp; tăng vụ ở những vùng

sinh thái thuận lợi như trồng cây vụ đông và thực hiện các biện pháp hữu hiệu nhất như bố trí cây trồng thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai, chế độ nước…nhằm phát triển nông nghiệp bền vững

Các nhà khoa học đã khẳng định, khi trồng trọt đã làm tiêu hao độ phì của đất, nhưng cũng qua trồng trọt cây sẽ hoàn trả lại cho đất một số chất hữu cơ làm tăng độ phì của đất Nếu bố trí hệ thống cây trồng phù hợp ta vừa kết hợp giữa sử dụng đất hiệu quả với bồi dưỡng đất Loại hình sản xuất lúa - màu giúp cho đất đai thay đổi môi trường sau mỗi vụ canh tác làm cho đất thay đổi tốt hơn các chất dinh dưỡng và loại trừ bớt sâu bệnh

Thực tế không có ranh giới rõ ràng giữa HSTNN, phân biệt giữa chúng là sự can thiệp của con người (Phạm Văn Phê và Nguyễn Thị Lan, 2001) Chính vì thế mọi hoạt động sản suất nông nghiệp cũng phải tuân thủ quy luật khách quan của tự nhiên, vừa bảo vệ môi trường, vừa thỏa mãn nhu cầu thiết yếu của con người

2.1.3 Khái niệm về cơ cấu cây trồng

Cơ cấu cây trồng là thành phần các giống, loài cây trồng có trong một vùng ở một thời điểm nhất định, nó liên quan tới cơ cấu cây trồng nông nghiệp,

nó phản ánh sự phân công lao động trong nội bộ ngành nông nghiệp, phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của mỗi vùng, nhằm cung cấp được nhiều nhất những sản phẩm phục vụ cho nhu cầu của con người (Đào Thế Tuấn, 1984); (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990)

Cơ cấu cây trồng là một trong những nội dung quan trọng của hệ thống biện pháp kỹ thuật gọi là chế độ canh tác Ngoài cơ cấu cây trồng, chế độ canh tác bao gồm chế độ luân canh, làm đất, bón phân, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh

và cỏ dại Cơ cấu cây trồng là yếu tố cơ bản nhất của chế độ canh tác, vì chính nó quyết định nội dung của các biện pháp khác (Đào Thế Tuấn, 1984)

Cơ cấu cây trồng còn là thành phần của một nội dung rộng hơn gọi là cơ cấu sản xuất nông nghiệp Sản xuất nông nghiệp như trên đã bao gồm nhiều ngành sản xuất như trồng trọt, chăn nuôi, chế biến nông sản (Đào Thế Tuấn, 1978)

Xác định cơ cấu cây trồng còn là nội dung phân vùng của sản xuất nông nghiệp Muốn làm công tác phân vùng sản xuất nông nghiệp, trước hết phải xác dịnh cơ cấu cây trồng hợp lý nhất đối với mỗi vùng Đây là một công việc không thể thiếu được nếu chúng ta xây dựng một nền nông nghiệp sản xuất hàng hóa lớn (Đào Thế Tuấn, 1962)

Cơ cấu cây trồng về mặt diện tích tỷ lệ các loại cây trồng trên diện tích canh tác, tỷ lệ này phần nào nói lên trình độ sản xuất của từng vùng Tỷ lệ cây lương thực cao, tỷ lệ cây công nghiệp, cây thực phẩm thấp, phản ánh trình độ phát triển sản xuất thấp Tỷ lệ các loại cây trồng có sản phẩm tiêu thụ tại chỗ cao, các loại cây trồng có giá trị hàng hóa thấp, chứng tỏ sản xuất nông nghiệp ở đó kém phát triển

Trong công tác quy hoạch phát triển nông nghiệp bền vững, xác định cơ cấu cây trồng hợp lý là một trong những cơ sở cho việc xác định hướng sản xuất

Sự đa dạng hóa cây trồng, tăng trưởng theo các mục tiêu cụ thể sẽ tạo nên nền tảng cho quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn cũng như phát triển kinh tế trong tương lai

2.1.4 Khái niệm về cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý

Cơ cấu cây trồng hợp lý là sự nhận định về mặt tổ chức cây trồng trên đồng ruộng về số lượng, tỷ lệ, chủng loại, vị trí và thời điểm, có tính chất xác định lẫn nhau, nhằm tạo sự cộng hưởng các mối quan hệ hữu cơ giữa các loại cây trồng với nhau để khai thác sử dụng một cách tiết kiệm, hợp lý nhất các nguồn tài nguyên cho các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội (Đào Thế Tuấn, 1978)

Theo Đào Thế Tuấn (1989), Phùng Đăng Chinh và Lý Nhạc (1987), cơ cấu kinh tế cây trồng hợp lý là cơ cấu cây trồng phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh - tế xã hội của vùng Cơ cấu cây trồng hợp lý còn thể hiện tính hiệu quả của mối quan hệ giữa cây trồng được bố trí trên đồng ruộng, làm cho sản xuất ngành trồng trọt phát triển toàn diện, mạnh mẽ vững chắc theo hướng sản xuất thâm canh gắn với đa canh, sản xuất hàng hóa có hiệu quả kinh tế cao Cơ cấu cây trồng là một thực tế khách quan, nó được hình thành từ điều kiện tự nhiên, kinh

tế - xã hội cụ thể và vận động theo thời gian

Cơ cấu cây trồng hợp lý còn biểu hiện là việc phát triển hệ thống cây trồng mới trên cơ sở cải biến hệ thống cây trồng cũ hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới Trên cơ sở tổng hợp lại các công thức luân canh, tổ hợp lại các thành phần cây trồng, 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 (Lê Duy Thước, 1991)

Dựa trên quan điểm sinh học Đào Thế Tuấn (1987) cho rằng, bố trí cơ cấu cây trồng hợp lý là chọn một cấu trúc cây trồng trọng hệ sinh thái nhân tạo, làm

thế nào để đạt năng suất sơ cấp cao nhất Về mặt kinh tế, cơ cấu cây trồng hợp lý cần thỏa mãn yêu cầu chuyên canh và tỷ lệ sản phẩm hàng hóa cao Bảo đảm việc hỗ trợ cho ngành sản xuất chính, phát triển chăn nuôi, tận dụng nguồn lợi tự nhiên, ngoài ra còn phải đảm bảo việc đầu tư lao động, vật tư kỹ thuật có hiệu quả kinh tế cao

Xác định cơ cấu cây trồng hợp lý ngoài việc giải quyết tốt nhất liên hệ giữa cây trồng với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, cần phải dựa trên phương hướng sản xuất của vùng Phương hướng sản xuất quyết định cơ cấu cây trồng, nhưng cơ cấu cây trồng lại là cơ sở hợp lý cho các nhà hoạch định chính sách xác định phương hướng sản xuất (Phạm Chí Thành và cs., 1984)

2.1.5 Khái niệm về chuyển đổi cơ cấu luân canh cây trồng

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng là sự thay đổi theo tỷ lệ % của diện tích gieo

trồng, nhóm cây trồng, của cây trồng trong nhóm hoặc trong tổng thể và nó chịu

sự tác động, thay đổi của yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội Quá trình chuyển đổi

cơ cấu cây trồng là quá trình thực hiện bước chuyển từ hiện trạng cơ cấu cây trồng cũ sang cơ cấu cây trồng mới (Đào Thế Tuấn, 1978)

Theo Nguyễn Duy Tính (1995) cho rằng, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng

là cải tiến hiện trạng cơ cấu cây trồng có trước sang cơ cấu cây trồng mới nhằm đáp ứng những yêu cầu của sản xuất Thực chất của chuyển đổi cơ cấu cây trồng

là thực hiện hàng loạt các biện pháp (kinh tế, kỹ thuật, chính sách xã hội ) nhằm thúc đẩy cơ cấu cây trồng phát triển, đáp ứng những mục tiêu của xã hội Cải tiến

cơ cấu cây trồng có vai trò rất quan trọng nhất là trong điều kiện mà ở đó kinh tế thị trường có nhiều tác động ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp

Để nghiên cứu cải tiến cơ cấu cơ cấu cây trồng phải đánh giá thực trạng, xác định cơ cấu cây trồng phù hợp với thực tế phát triển cả về định lượng và định tính, dự báo được mô hình sản xuất trong tương lai; phải kế thừa những cơ cấu cây trồng truyền thống và xuất phát từ yêu cầu thực tế, hướng tới tương lai để kết hợp các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội (Lê Trọng Cúc và cs., 1995)

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng chính là phá vỡ thế độc canh trong trồng trọt nói riêng và trong nông nghiệp nói chung, để hình thành một cơ cấu cây trồng mới phù hợp và có hiệu quả kinh tế cao, dựa vào đặc tính nông sinh học của từng loại cây trồng và điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội cụ thể của từng vùng (Lê Duy Thước, 1997)

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng phải được bắt đầu bằng việc phân tích hệ thống canh tác truyền thống Chính từ kết quả đánh giá phân tích đặc điểm của hệ thống cây trồng tại khu vực nghiên cứu mới tìm ra được các hạn chế và lợi thế,

so sánh để đề xuất cơ cấu cây trồng hợp lý Khi thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải căn cứ vào yêu cầu thị trường

- Phải khai thác hiệu quả các tiềm năng về điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh tế - xã hội của mỗi vùng

- Bố trí cơ cấu cây trồng phải biết lợi dụng triệt để những đặc tính sinh học của mỗi loại cây trồng, để bố trí cây trồng phù hợp với các điều kiện ngoại cảnh, nhằm giảm tối đa sự phá hoại của dịch bệnh và các điều kiện thiên tai khắc nghiệt gây ra

- Việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng phải tính đến sự phát triển của khoa học kỹ thuật và việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật đó vào sản xuất nông nghiệp

- Về mặt kinh tế, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng phải đảm bảo có hiệu quả kinh tế cao, sản xuất ra nhiều sản phẩm hàng hóa có giá trị kinh tế cao Nghiên cứu cải tiến cơ cấu cây trồng là tìm ra các biện pháp nhằm nâng cao năng suất, chất lượng nông sản bằng cách áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào

hệ thống cây trồng hiện tại hoặc đưa ra những hệ thống cây trồng mới Hướng vào các hợp phần tự nhiên, sinh học, kỹ thuật, lao động, quản lý, thị trường, để phát triển cơ cấu cây trồng trong những điều kiện mới nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất (Lê Minh Toán, 1998)

2.1.6 Hiệu quả kinh tế của chuyển đổi cơ cấu cây trồng

Sau khi xác định cơ cấu cây trồng cần phải tính toán đến giá trị kinh tế Cơ cấu cây trồng mới phải đạt giá trị kinh tế cao hơn cơ cấu cây trồng cũ Tất nhiên yêu cầu kinh tế cao thì các loại cây trồng đều phải đạt năng suất cao, nhưng do tăng vụ nên có thể một số vụ, một số cây trồng năng suất không cao vì vậy khi hạch toán còn cần phải chú ý đến vấn đề phân công xã hội Sản phẩm nông nghiệp phải đảm bảo lương thực, thực phẩm, nguyên liệu cho công nghiệp, thức

ăn cho gia súc và sản phẩm làm hàng hóa

Đặc điểm của sản xuất nông nghiệp bền vững là phải sản xuất đa dạng, ngoài cây trồng chủ yếu, cần bố trí cây trồng bổ sung để tận dụng điều kiện tự

nhiên, kinh tế - xã hội của vùng và của cơ sở sản xuất Về mặt kinh tế cơ cấu cây trồng cần phải đạt được các yêu cầu sau:

- Bảo đảm yêu cầu chuyên canh và tỷ lệ sản phẩm hàng hoá cao

- Đảm bảo việc hỗ trợ cho ngành sản xuất chính và phát triển chăn nuôi, tận dụng các nguồn lợi tự nhiên

- Đảm bảo việc đầu tư lao động và vật tư kỹ thuật có hiệu quả kinh tế cao

- Đảm bảo giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao hơn cơ cấu cây trồng cũ Việc đánh giá hiệu quả kinh tế của cơ cấu cây trồng có thể dựa vào một số chỉ tiêu năng suất, giá thành, thu nhập (giá trị bán sản phẩm sau khi đã trừ đi chi phí đầu tư) và mức lãi (% của thu nhập so với đầu tư) Khi đánh giá giá trị kinh tế của cơ cấu cây trồng cần dựa vào năng suất bình quân của cây trồng và giá cả thu mua của thị trường

Do đó, để nâng cao hiệu quả kinh tế cao của toàn vùng, chỉ có thể thực hiện trên cơ sở đã xây dựng một cơ cấu cây trồng hợp lý của tiểu vùng

2.1.7 Phương pháp xây dựng hệ thống cây trồng

Để xây dựng hệ thống cây trồng hợp lý thì cần thiết phải tiến hành các bước sau:

* Chọn điểm: Điểm nghiên cứu phải đại diện cho vùng, với các loại đất và quy mô điển hình Điều này rất quan trọng, vì nó giúp cho việc áp dụng các kết quả nghiên cứu về sau cho các vùng có điều kiện tương tự

* Mô tả môi trường sản xuất: Một phương pháp tiếp cận tốt với các yếu tố môi trường sản xuất liên quan đến hệ thống cây trồng hiện tại, được đề xuất bởi Zandstra (1981):

- Trước hết là yếu tố khí hậu: Thu thập số liệu khí tượng như: Nhiệt độ, chế độ bức xạ, chế độ mưa, điều kiện đất đai, chế độ nước, cấu trúc địa hình của đất, độ phì và độ PH của đất

- Hệ thống cây trồng hiện tại: Ghi chép các loại cây trồng chính trên từng loại đất và các công thức luân canh, để tiện biểu diễn cây trồng trong các công thức luân canh theo không gian và thời gian

- Điều kiện kinh tế - xã hội: Các điều kiện về kinh tế xã hội cần thu thập, phân tích, để phục vụ cho việc xây dựng hệ thống cây trồng thích hợp

* Xây dựng hệ thống cây trồng mới:

- Đề xuất các công thức luân canh mới: Sau khi phân tích những thông tin

về tự nhiên, kinh tế, xã hội của vùng, cùng với những kiến thức về cây trồng, cần xác định các công thức luân canh phù hợp nhất Xây dựng hệ thống cây trồng hợp lý chính là lựa chọn và sắp xếp các giống, các loại cây trồng theo không gian, thời gian và hệ thống các biện pháp kỹ thuật kèm theo, sao cho phù hợp với môi trường sản xuất của nó

- Thử nghiệm hệ thống cây trồng mới: Thử nghiệm được thiết kế và tiến hành bời các cán bộ nghiên cứu, có sự thảo luận và kết hợp chặt chẽ với nông dân theo ba hình thức:

+ Thử nghiệm do cán bộ quản lý và nông dân thực hiện

+ Thử nghiệm do nông dân quản lý và nông dân thực hiện

+ Thử nghiệm do cán bộ quản lý và cán bộ thực hiện

* Thử nghiệm cây trồng mới: Đây là bước quan trọng, vì nó quyết định đưa hệ thống cây trồng mới ra sản xuất trên diện rộng Do đó thử nghiệm phải gắn liền với nông dân và được tiến hành bởi nông dân Các công thức luân canh được thực hiện trên cánh đồng của nông dân Việc thử nghiệm là hêt sức quan trọng, để xác minh các giả thiết được làm trong quá trình xây dựng hệ thống cây trồng, những giả thiết đó là:

- Hệ thống cây trồng phù hợp về sinh học và môi trường của vùng, cho năng suất cao và ổn định

- Các nhu cầu của hệ thống cây trồng đó, về kinh tế hoàn toàn được đáp ứng

- Các giải pháp quản lý kỹ thuật có hiệu quả kinh tế cao và thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế được lựa chọn

Để thực nghiệm hệ thống cây trồng mới, cần phải xác định được các tiêu chí so sánh: So sánh hệ thống cây trồng cũ và hệ thống cây trồng mới Các chỉ tiêu được xác định: năng suất cây trồng trên 1 ha, tổng chi phí trên 1 ha, thu nhập/chi phí vật tư hoặc lao động trên 1 ha

- Thiết kế thí nghiệm : Các ô thử nghiệm công thức luân canh được bố trí với diện tích lớn để cho phép phân tích chính xác chi phí, thu nhập các công thức luân canh

- Thu thập số liệu thử nghiệm:

+ Khí hậu: Các số liệu khí tượng được lấy từ các trạm khí tượng gần nhất +Đất đai: Cấu trúc độ phì, kích thước ô, chế độ luân canh trước đây

+ Cây trồng: Loài cây, giống, thời vụ, mật độ, chăm sóc, năng suất

- Phân tích thử nghiệm: so sánh hiệu quả giữa công thức mới và công thức

2.1.8 Một số yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống cây trồng

Theo Phạm Chí Thành (2012) người nông dân trồng trọt loại cây gì, kỹ thuật áp dụng, luân canh cây trồng như thê nào là tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên (đất đai, khí hậu…), kinh tế (giao thông, thủy lợi, nhu cầu thị trường) và xã hội (chính sách phát triển, phong tục tập quán…) Các nhóm yếu tố này được xếp vào nhóm yếu tố bên ngoài chi phối các quyết định của người nông dân Nông nghiệp Việt Nam hiện nay còn ở mức sản xuất hàng hóa nhỏ do các hộ nông dân chủ động sản xuất trên diện tích canh tác của mình Vì vậy, việc lựa chon HTCTr còn phụ thuộc vào điều cụ thể của nông hộ như: đất đai, lao động, vốn, kỹ năng, trình độ sản xuất

2.1.8.1 Khí hậu

Nông nghiệp có mối quan hệ phức tạp với các điều kiện tự nhiên, trong đó

có yếu tố khí hậu Diễn biến khí hậu thường được thể hiện bởi yếu tố thời tiết, chúng là những nhân tố tác động mạnh mẽ nhất đến sản xuất nông nghiệp, được thể hiện qua năng suất (cao hay thấp) và chất lượng nông sản (tốt hay xấu) Vì vậy, trong nghiên cứu HTCTr, điều cần quan tâm đầu tiên là các yếu tố thời tiết cấu thành khí hậu

* Ánh sáng

Theo Lý Nhạc và cs (1987) các loại cây quang hợp theo chu trình C4 và chu trình CAM là những cây ưa sáng, đồng thời cũng là cây ưa nóng Các cây quang hợp theo chu trình C3 yêu cầu ánh sáng thấp hơn

* Độ dài ngày

Khi xem xét vai trò của ánh sáng (dộ dài ngày ngắn hay dài) đối với cây trồng phải xem xét độ dài ngày theo mùa sinh trưởng của cây trồng (Nguyễn Văn Liêm và cs., 2007; Nguyễn Văn Viết, 2009)

*Nhiệt độ

Theo Nguyễn Văn Viết (2009) diễn biến của nhiệt độ có ý nghĩa quyết định đến cơ cấu thời vụ gieo trồng khi các điều kiện khác được đảm bảo Từng loại cây, giống cây, các bộ phận của cây, các quá trình sinh lý của cây phát triển thích hợp và an toàn trong khoảng nhiệt độ nhất định

* Lượng mưa

Nước là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với cây trồng Cây trồng đòi hỏi một lượng nước lớn gấp nhiều lần trọng lượng chất khô của chúng Lượng nước

mà cây tiêu thụ để hình thành một đơn vị chất khô của một số cây trồng (gọi là

hệ số tiêu thụ nước) như Ngô: 250 – 400 đơn vị nước cho 1 đơn vị chất khô, Lúa:

500 – 800 đơn vị nước cho 1 đơn vị chất khô, tiếp đến bông: 300 – 600, rau: 300 – 500, cây gỗ: 400 – 500, … (Trần Đức Hạnh và cs., 1997)

2.1.8.2 Đất đai

Đất đai là một trong những nguồn tài nguyên quan trọng nhất Bảo vệ, duy trì và cải tiến nguồn tài nguyên này là tiêu chuẩn để tiếp tục duy trì chất lượng cuộc sống trên trái đất (Henry and Boyd, 996) Thành phần cơ giới của đất quy định tính chất của đất như chế độ nước, không khí, nhiệt độ và dinh dưỡng Đất

có thành phần cơ giới nhẹ thích hợp cho trồng cây lấy củ Đất có thành phần cơ giới nặng và có nước trên mặt phù hợp cho các cây ưa nước Cây trồng cạn như ngô, lạc, đậu tương… thường sinh trưởng tốt và cho năng suất cao trên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ (Phạm Bình Quyền và cs., 1992)

2.1.8.3 Cây trồng

Trong hệ sinh thái đồng ruộng, cây trồng là thành phần trung tâm của hệ Mỗi loại cây có những yêu cầu về điều kiện sống như đất đai, khí hậu khác nhau Các loại cây trồng có tập đoàn vi sinh vật đất, vi sinh vật cộng sinh và cả các loại sinh vật hại riêng Hơn nữa, mỗi loại cây trồng lại có biện pháp canh tác, kỹ thuật chăm sóc cụ thể Vì vậy, mỗi vườn cây có thể xem là một hệ sinh thái nông nghiệp Nhiệm vụ của khoa học cây trồng là sử dụng những nguồn lợi đó một cách tốt nhất (Đường Hồng Dật, 2008)

Khí hậu và đất đai là các yếu tố mà con người ít có khả năng thay đổi, còn với cây trồng thì con người có thể thay đổi các yếu tố đầu vào, chọn lựa, di thực Với tiến bộ công nghệ sinh học ngày nay, con người có thể thay đổi bản chất của cây trồng theo ý muốn thông qua các biện pháp như lai tạo, chọn lọc, gây đột biến, nuôi cấy vô tính

Vì vậy, việc xác định chủng loại và từng giống cây trồng phù hợp trong hệ sinh thái ở từng nơi là rất quan trọng Điều kiện để xác định, quyết định tính phù hợp của chúng tại một địa phương cụ thể là các yếu tố sinh thái (Nguyễn Tất Cảnh và cs., 2004)

2.1.8.5 Khoa học công nghệ

- Tiến bộ kỹ thuật: Bao gồm các quy trình, công nghệ, biện pháp kỹ thuật

cụ thể và quản lý sử dụng đất, sản xuất, thu hoạch, chăm sóc, bảo vệ các loại sản phẩm nông nghiệp Tiến bộ kỹ thuật trong trồng trọt là các kỹ thuật mang lại hiệu quả cụ thể trong việc chọn tạo giống cây trồng, kỹ thuật canh tác, chăm sóc, phân bón, cải tạo và sử dụng đất, bảo vệ thực vật … (Nguyễn Ngọc Nông, 2002)

- Các tiến bộ khoa học - công nghệ: Nhờ có công nghệ mà các yếu tố sản xuất như: đất đai, sinh vật, khí hậu, máy móc, lao động và kinh tế kết hợp với nhau để tạo ra sản phẩm nông nghiệp Trong thực tế sản xuất, những hộ tiếp cận với tiến bộ khoa học, công nghệ sản xuất, hiểu biết thị trường sẽ ảnh hưởng tới HTCTr Vùng sản xuất nông nghiệp công nghệ cao có HTCTr chuyên sản xuất sản phẩm hàng hóa; sản xuất được điều khiển theo thị hiếu của thị trường, kinh tế giảm dần tác động yếu tố tự nhiên

2.1.8.6 Hiệu quả kinh tế

Về mặt kinh tế HTCTr cần thỏa mãn các điều kiện: (i) Đảm bảo yêu cầu chuyên canh và tỷ lệ sản phẩm hàng hóa cao; (ii) đảm bảo hỗ trợ cho ngành sản

xuất chính và phát triển chăn nuôi, tận dụng các nguồn lợi tự nhiên; (iii) đảm bảo thu hút lao động và vật tư kỹ thuật có hiệu quả kinh tế; (iv) đảm bảo chất lượng

và giá trị hàng hóa cao hơn HTCTr cũ; (v) khi đánh giá hiệu quả kinh tế của HTCTr có thể dựa vào một số chỉ tiêu; năng suất, tổng sản lượng, giá thành, thu nhập và mức lãi của các sản phẩm hàng hóa Việc đánh giá này rất phức tạp do giá cả sản phẩm luôn biến động theo thị trường

2.1.8.7 Thị trường

Theo Nguyễn Cúc và Đặng Ngọc Lợi (2007) điều kiện để hình thành thị trường cần phải có các yếu tố sau đây: (i) Đối tượng trao đổi là hàng hóa, dịch vụ; (ii) đối tượng tham gia trao đổi là người mua, người bán; (iii) điều kiện để thực hiện trao đổi là khả năng thanh toán, địa điểm trao đổi; (iv) có thể chế hoặc tập tục để đảm bảo hoạt động mua bán được an toàn, nhanh chóng

Thị trường là động lực thúc đẩy cải tiến HTCTr hợp lý Theo cơ chế thị trường thì HTCTr phải làm rõ được các vấn đề: Trồng cây gì, trồng như thế nào

và sản phẩm của chúng cung cấp ở đâu, cho ai? Thông qua sự vận động của giá

cả, thị trường có tác dụng định hướng cho người sản xuất nên trồng cây gì, với

số lượng, chi phí như thế nào để đáp ứng được nhu cầu của xã hội và thu được kết quả cao Thông qua thị trường, người sản xuất điều chỉnh quy mô sản xuất, cải tiến cây trồng, thay đổi giống cây trồng, mùa vụ cho phù hợp với thị trường Thị trường có tác dụng điều chỉnh HTCTr, chuyển dịch theo hướng ngày càng đạt hiệu quả cao hơn Cải tiến HTCTr chính là điều kiện và yêu cầu để mở rộng thị trường

2.1.8.8 Nông hộ

Theo Đặng Kim Sơn (2006) nước ta trong thời kỳ đổi mới, các chính sách mới một lần nữa xác lập vị trí số một của kinh tế hộ nông dân ở nông thôn Trong nông thôn có 3 nhóm hộ chính là: (i) Nhóm hộ sản xuất hàng hóa (chiếm khoảng 30%); (ii) nhóm hộ bước đầu đi vào sản xuất hàng hóa nhưng còn ít, quy mô nhỏ (chiếm gần 55%); (iii) nhóm hộ nghèo (chiếm dưới 15%) Theo Đào Thế Tuấn (1997), 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

Hộ nông dân không phải là một hình thái sản xuất đồng nhất mà là tập hợp các kiểu nông hộ khác nhau, có mục tiêu và cơ chế hoạt động khác nhau Mục tiêu sản xuất của các hộ quyết định sự lựa chọn sản phẩm kinh doanh, cơ cấu cây

trồng, mức đầu tư, phản ứng với giá cả vật tư, lao động và sản phẩm của thị trường Theo Hoàng Việt (1998), kinh tế hộ nông thôn ở nước ta trong những năm qua đã có bước phát triển mạnh mẽ, nhưng còn những tồn tại không nhỏ, đó là: (i) Tỷ lệ hộ nông nghiệp còn cao; (ii) bình quân ruộng đất nông nghiệp một hộ rất thấp; (iii) trang bị kỹ thuật còn ở mức thấp; (iv) thu nhập của nông hộ chưa ở mức cao; (v) trình độ dân trí vẫn còn ở mức thấp, nhiều nơi còn rất lạc hậu, tỷ lệ người mù chữ ở vùng cao, vùng sâu ở mức cao (hơn 50%) Những tồn tại trên của nông hộ là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển HTCTr, áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiến bộ, khắc phục những tồn tại trên nhằm mục tiêu hướng tới phát triển HTCTr bền vững

2.1.8.9 Chính sách

Nhà kinh tế học người Anh Franks Ellis cho rằng không có một định nghĩa

“duy nhất” về thuật ngữ chính sách Các nhà kinh tế thường nghĩ chính sách là mục tiêu và phương pháp mà Chính phủ đưa ra nhằm tác động vào mức độ của biến động kinh tế như: giá, thu nhập, thu nhập quốc dân, tỷ giá hối đoái … và từ

đó ông cho rằng chính sách được xác định như là đường lối hành động mà Chính phủ lựa chọn đối với một lĩnh vực kinh tế, kể cả các mục tiêu mà Chính phủ tìm kiếm và sự lựa chọn các phương pháp để theo đuổi các mục tiêu đó (dẫn theo

Phạm Thị Mỹ Dung và Vũ Văn Cảnh, 1995)

Đặng Vũ Bình và Nguyễn Xuân Trạch (2002) thì Nhà nước cần có chính sách về khoa học - công nghệ thông qua nghiên cứu, nhằm thiết lập ngay trên đồng ruộng của những người nông dân những mô hình chuyển đổi cây trồng có hiệu quả và chuyển giao kỹ thuật thích ứng cho nông dân

2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Từ thế kỷ thứ VIII đến thế kỷ XVIII, trong suốt 1000 năm chế độ luân canh phổ biến trong nông nghiệp châu Âu là chế độ luân canh 3 khu và luân chuyển trong 3 năm, với hệ thống canh tác: Ngũ cốc - ngũ cốc và bỏ hoá Năng suất ngũ cốc trong suốt thời kỳ này chỉ đạt 5 - 6 tạ/ha và đến thế kỷ thứ XVIII năng suất chỉ đạt 7 - 8 tạ/ha Sau khi tìm ra châu Mỹ, một số cây trồng được di thực từ châu Mỹ vào châu Âu như khoai tây, ngô cùng với việc phát triển một số cây họ đậu đã tạo điều kiện cho việc hình thành hệ canh tác mới

Đó là chế độ luân canh 4 vụ, 4 năm Chế độ luân canh này đánh dấu một bước ngoặt lịch sử trong quá trình phát triển nông nghiệp của châu Âu, năng suất ngũ cốc tăng gấp 2 lần so với chế độ luân canh cũ và sản lượng lương thực, thực phẩm trên một ha canh tác tăng gấp 4 lần (do cây có củ, cây có quả được đưa thêm vào hệ thống cây trồng) Chế độ luân canh mới bắt đầu được áp dụng rộng rãi và đem lại nhiều thắng lợi ở nước Anh và sau đó lan rộng ra các nước Bỉ, Hà Lan, Đức, Pháp và các nước Tây Âu (dẫn theo Lý Nhạc và cs., 1987), (Bùi Huy Đáp, 1996) Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp, loài người

đã chọn ra những giống cây trồng phù hợp cho từng vùng sinh thái khác nhau Lịch sử phát triển nông nghiệp thế giới cũng đã chỉ rõ việc chuyển biến mọi nền sản xuất nông nghiệp từ trình độ tự cấp, tự túc sang trình độ có tính chất hàng hoá gắn liền với những biến đổi sâu sắc trong cơ cấu cây trồng

Từ cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19, cuộc cách mạng hệ thống cây trồng bắt đầu

ở một số nước Tây Âu, chế độ độc canh trong sản xuất nông nghiệp được thay thế bằng các chế độ luân canh cây ngũ cốc và đồng cỏ, đồng thời sử dụng các loại cây

họ đậu làm thức ăn gia súc kết hợp với nông cụ cải tiến và phân bón đã thực sự nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp (Phạm Chí Thành và cs., 1996)

Các chế độ luân canh này đánh dấu một bước ngoặt trong quá trình phát triển nông nghiệp ở châu Âu Theo chế độ luân canh này, hệ thống cây trồng gồm một số cây chăm sóc giữa hàng khoai tây, cây lấy củ, ngũ cốc, cỏ 3 lá và ngũ cốc mùa hè Chế độ luân canh này cũng đồng thời với việc tăng cường các biện pháp

kỹ thuật như làm đất, bón phân Chính vì vậy năng suất ngũ cốc được tăng lên gấp 2 lần so với chế độ luân canh cũ, cụ thể 14-18 tạ/ha và sản phẩm lương thực, thực phẩm được tăng lên gấp 4 lần trên cùng một hecta đất canh tác (như các loại cây có củ, quả được đưa thêm vào hệ thống cây trồng và năng suất của chính cây ngũ cốc cũng được tăng lên) Chế độ luân canh mới này đã tạo ra những điểm đột phá thắng lợi ở Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp và tiếp theo là các nước châu Âu khác (dẫn theo Bùi Huy Đáp 1996)

Zandstra et al (1981) đã dẫn số liệu của FAO, để đảm bảo nhu cầu nông

sản ngày một tăng phải thực hiện 3 giải pháp: Mở rộng diện tích, tăng năng suất

và đa dạng hóa cây trồng, trong đó thâm canh và đa dạng hóa được coi là quan trọng Nói chung HTCTr luân canh giữa chế độ cây trồng nước và cây trồng cạn, giữa cây lương thực và cây họ đậu, hệ thống luân canh giữa không gian và thời gian đã được nhiều nhà nghiên cứu đề cập và kết luận có hiệu quả

Ở Ấn Độ, thông qua các chương trình phối hợp nghiên cứu từ năm 1960 đến năm 1972 lấy hệ thống luân canh tăng vụ chu kỳ một 1 năm làm hướng chiến lược phát triển nông nghiệp, các nhà khoa học đã đưa ra kết luận: Hệ thống canh tác ưu tiên cây lương thực chu kỳ 1 năm 2 vụ ngũ cốc (2 vụ lúa nước, hoặc 1 vụ lúa và 1vụ lúa mì), đưa thêm 1 vụ đậu đỗ đã đáp ứng được 3 mục tiêu là khai thác tối ưu tiềm năng của đất đai, ảnh hưởng tích cực đến độ phì nhiêu của đất trồng và đảm bảo lợi ích của người dân Nhờ việc phát triển nhiều giống cây trồng cùng với việc bố trí lại cơ cấu cây trồng hợp lý đã đưa Ấn Độ từ một nước thường xuyên thiếu lương thực trở thành một nước đủ ăn và dư thừa để xuất khẩu, một cường quốc về nông nghiệp (dẫn theo Hoàng Văn Đức, 1992)

Theo Ahmad et al (2006) khi luân canh cây họ đậu với các loại ngũ cốc

như lúa, lúa mì thì năng suất ngũ cốc như lúa, lúa mì thì năng suất ngũ cốc tăng đáng kể nhờ tổng lượng đạm cây họ đậu để lại cho đất, nếu trồng lúa sau trồng đậu xanh thì lượng đạm để lại đất 26-36 kg/ha và năng suất tang lên 0,6- 1,1 tấn/ha, còn trồng lúa mì sau trồng đậu xanh thì năng suất tăng lên 0,5 – 1,1 tấn/ha nhờ lượng đạm tăng 30 -36 kg /ha của đậu xanh đã để lại cho đất

Châu Á được xem là cái nôi của lúa nước, chiếm tới 90% diện tích và sản lượng lúa thế giới Nhưng trước năm 1985, những nước vùng Đông Nam Á có năng suất lúa cao nhất không vượt quá 35 tạ/ha (Thái Lan 30,25 tạ/ha, Philippin 29,42 tạ/ha), trong khi đó Nhật Bản năng suất lúa đã đạt 68,82 tạ/ha Nguyên nhân dẫn đến năng suất lúa ở Đông Nam Á không cao là do kỹ thuật canh tác ít được cải tiến, đặc biệt là giống

Tại Đài Loan để nâng cao hiệu quả sử dụng đất, người ta đã nghiên cứu

ra giống cây hoa mầu chịu bóng để trồng xen với cây mía và giống cây chịu hạn trồng mùa khô sau khi thu hoạch lúa mùa

Mô hình sử dụng hợp lý đất dốc đã trồng cây họ đậu thành băng theo đường đồng mức để chống xói mòn Hệ thống cây trồng xen cây họ đậu với cây lương thực trên đất dốc làm tăng năng suất cây trồng, đất được cải tạo nhờ được tăng cường thêm chất hữu cơ tại chỗ và tăng nguồn vi sinh vật có ích trong đất

Mô hình canh tác hỗn hợp ở vùng trũng bao gồm cả trồng trọt, chăn nuôi, nghề cá, nghề phụ đã làm đa dạng hoá nguồn thu nhập Đó là cách tốt nhất giúp người nghèo tránh được rủi ro, tăng nguồn thu tiền mặt hàng ngày nên mô hình lúa - cá - gia cầm - rau được gọi là ngân hàng sống (Living bank) của nhân dân sản xuất nhỏ (Dẫn theo Trần Đức Viên, 1998)

Theo tài liệu của Trung tâm Môi trường và Phát triển bền vững (1999), hiện nay có khoảng 25% diện tích đất canh tác trên thế giới đang bị sa mạc hoá, mỗi năm có 8,5 triệu ha đất bị mất do xói mòn

Đặc biệt việc sử dụng nhiều phân đạm vô cơ trong sản xuất nông nghiệp

đã làm cho hàm lượng NO-3 tăng lên đáng kể, làm ô nhiễm nguồn nước ngầm

và chất lượng nông sản phẩm

Theo tài liệu của FAO (1992), trên thế giới hàng năm có khoảng 15% đất bị suy thoái vì các lý do nhân tạo, trong đó suy thoái vì xói mòn do nước chiếm 55,7%, do gió 28%, mất dinh dưỡng do rửa trôi 12,2% Ở Mỹ mỗi năm đất bị mất khoảng 18 tỷ USD chất dinh dưỡng do bị rửa trôi, xói mòn, tương đương 22 triệu tấn đất bị mất hàng năm

Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp lâu dài, loài người đã lựa chọn ra nhiều giống cây trồng phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng vùng sinh thái

và con người đã thiết lập nên các hệ thống cây trồng cho phù hợp với từng vùng sinh thái khác nhau

Các nhà nông nghiệp trên thế giới đã và đang tập trung mọi nỗ lực nghiên cứu cải tiến hoàn thiện hệ thống cây trồng bằng cách đưa thêm một số loại cây trồng và hệ thống canh tác nhằm tăng sản lượng lương thực, thực phẩm trên một đơn vị diện tích

Vào những năm 60 của thế kỷ XX, các nhà sinh lý thực vật đã phát hiện: Trong tự nhiên không có loại cây nào có thể sử dụng toàn thể tài nguyên thiên nhiên ở một vùng, đặc biệt là vùng nhiệt đới Do vậy, trên đất đang sản xuất nông nghiệp, ánh sáng, đất đai, nguồn nước còn chưa được sử dụng đúng mực, còn nhiều khả năng tăng vụ, phát triển sản xuất Các nhà nghiên cứu của IRRI đã nhận thức rằng giống lúa mới thấp cây, lá đứng tiềm năng cho năng suất cao chỉ có thể giải quyết vấn đề lương thực trong phạm vi hạn chế Từ những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ trước các nhà khoa học ở châu á đã đi sâu nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng trên đất lúa theo hướng lấy lúa làm nền và tăng cường phát triển các loại cây hoa mầu trồng cạn

Như vậy, các hệ thống cây trồng mới rất đa dạng và tập trung giải quyết các vấn đề sau:

- Tăng vụ bằng các cây trồng ngắn ngày để thu hoạch trước mùa lũ

- Thử nghiệm tăng vụ màu bằng các cây trồng mới, trồng xen, luân canh, tăng vụ

- Xác định hiệu quả các công thức luân canh, tìm và khắc phục các yếu

tố hạn chế để phát triển công thức đạt hiệu quả cao

Gomez and Zandstra (1982) khẳng định xen canh gối vụ có tác dụng tăng tổng sản lượng của các cây trồng cạn, đã tạo ra chế độ che phủ đất tốt hơn, tận dụng được bức xạ mặt trời trong suốt thời gian sinh trưởng Các hệ thống cây trồng đã được thực hiện: ngô - lúa; lúa - đậu xanh; lúa - lúa mì; lúa

- rau; lúa - lúa mì - ngô

Trung Quốc từ những năm 1980, ở khu vực phía Nam đã thí nghiệm xây dựng nền nông nghiệp sinh thái Ở Xiaoliang, một vùng đồi cuả Quảng Đông

bị sa mạc hoá, xói mòn mạnh, nhiệt độ mặt đất cao, trước đây người ta trồng bạch đàn nhưng đều không thành công Cuối cùng đã chọn đã hệ thống cây trồng theo hướng đa dạng hoá và trồng nhiều tầng đã thu được thành công Theo Triệu Kỳ Quốc, 1994, trên đất lúa hai vụ thuộc vùng núi phía Nam thường được canh tác 2 hoặc 3 vụ với hệ thống cây trồng là: lúa - lúa mì - khoai tây; lạc - đậu tương - lúa mì Trên đất lúa một vụ thuộc vùng cao nguyên (gồm tỉnh Vân Nam, Quế Châu, Tứ Xuyên và Tây Tạng), thường canh tác với hệ thống cây trồng là lúa luân canh với cây trồng cạn (dẫn theo Nguyễn Thị Thuỷ, 2004)

Ở Thái Lan trong điều kiện thiếu nước, một hệ thống cây trồng lúa xuân

- lúa mùa ít mang lại hiệu quả vì chi phí tiền nước quá lớn, cộng thêm sự độc canh cây lúa làm ảnh hưởng xấu đến chế độ đất Bằng việc dịch cây lúa xuân sang cây lạc làm cho giá trị tổng sản phẩm tăng lên đáng kể, diện tích tăng gấp đôi, hiệu quả kinh tế tăng gấp 1,5 lần, độ phì đất được tăng lên rõ rệt Đây là một thành công lớn trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng ở Thái Lan (Dẫn theo Nguyễn Duy Tính, 1995)

Tại Banuma có mùa khô ngắn, mùa mưa (ẩm ướt) dài, hai đỉnh thu hoạch lúa đã chứng tỏ đa số nông dân trồng 2 vụ lúa trên một diện tích Ngô thu hoạch vào đỉnh mùa mưa (tháng 5), lạc thu hoạch quanh năm (dẫn theo Nguyễn Điền và Trần Đức, 1993; Bùi Thị Xô, 1994)

Ở những khu vực đất bằng, nông dân châu Á đã sử dụng nhiều hệ canh tác Những hệ canh tác này gồm các hệ thống cây trồng khác nhau (lúa, rau, khoai lang, ngô, đậu ), nói chung hệ thống cây trồng luân canh giữa chế độ cây trồng nước và chế độ cây trồng cạn, giữa cây lương thực và cây họ đậu, hệ thống luân canh giữa không gian và thời gian có hiệu quả cao (dẫn theo Hoàng Văn Đức, 1992)

Vấn đề hiệu quả kinh tế các công thức luân canh trên đất lúa cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm, đặc biệt ở Ấn Độ và Pakistan Nghiên cứu vấn

đề này các tác giả đã đề cập đến cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý, phụ thuộc vào điều kiện canh tác và giá cả nông sản trên thị trường Tại vùng Dandkadi, năm 1981 có 13 công thức luân canh khác nhau được áp dụng, năm 1982 có

18 công thức luân canh, năm 1983 có 16 công thức luân canh, trong đó phổ biến nhất là cơ cấu 2 vụ Tại vùng Mirrapur và Tangril có các công thức đáng chú ý là lúa xuân - lúa hè, đảm bảo nền cho việc tăng thêm vụ đông trên một phần diện tích với các cây trồng là lúa mì, cải cay, khoai tây, ớt, kê công thức luân canh này được nông dân áp dụng rộng rãi vì nó đảm bảo lương thực quanh năm và có hiệu quả kinh tế cao (dẫn theo Bùi Thị Xô, 1994)

Sự phát triển vượt bậc của nền nông nghiệp thế giới luôn khẳng định vai trò của công tác chọn tạo giống cây trồng Theo các nhà khoa học Trung Quốc

Shaobing et al (2008); Virmani and Kumar (2009) phát triển lúa lai có ý

nghĩa quan trọng, công nghệ này có thể đáp ứng với tốc độ tăng dân số và phát triển kinh tế của thế giới Mục tiêu của chương trình phát triển giống lúa lai siêu cao sản với dạng cây lý tưởng (New plant type) bao gồm: năm 2000 lúa lai siêu cao sản đạt năng suất 9-10,5 tấn/ha lên 12 tấn năm 2005 và dự kiến phải tăng lên 13,5 tấn/ha vào năm 2015

Với việc ứng dụng ưu thế lai, cải tiến biện pháp canh tác và công nghệ sinh học, năng suất ngô lai trung bình tại Mỹ đã tăng kỷ lục Kết quả năng suất năm

1930 chỉ đạt 1,5 tấn/ha đã tăng lên 9,5 tấn vào năm 2007 (Troyer, 2009) Như vậy,

để tăng năng suất, tiết kiệm chi phí đầu tư thì cải tiến kỹ thuật canh tác và nhất là tuyển chọn, tạo giống cây trồng mới là những khâu đột phá có tính chất quyết định Chương trình SALT của Philippines đã khảo nghiệm có kết quả với hệ thống cây trồng và biện pháp canh tác như sau: cây hàng năm và cây lâu năm được trồng thành băng xen kẽ rộng từ 4 - 5 m, các loại cây họ đậu cố định đạm được trồng thành hai hàng dày theo đường đồng mức để tạo thành hàng rào Khi những cây hàng rào cao 1,5- 2 m người ta đốn để lại 40 cm gốc, cành

lá dùng để rải lên băng tạo lớp che phủ và giữ ẩm, chống xói mòn Cây lâu năm thường là cây cà phê, cao su, cam (dẫn theo Hoàng Văn Đức, 1992)

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam hệ thống canh tác đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học miền Bắc đã dày công

nghiên cứu đưa vụ lúa xuân thành vụ sản xuất chính Một hệ thống tương đối hoàn chỉnh gieo cấy lúa xuân đã được xây dựng từ vụ xuân năm 1968 ở huyện Hải Hậu - tỉnh Nam Định với 100% diện tích Năm 1960 các nhà nghiên cứu khoa học của Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu cây lúa

vụ xuân với các giống lúa ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao và tập đoàn đã tạo nên bước chuyển biến rõ nét về lương thực, thực phẩm ở vùng đồng bằng sông Hồng (Đào Thế Tuấn, 1978)

Trong cơ cấu cây trồng vụ đông ở miền Bắc hoàn toàn thích hợp với các cây trồng có nguồn gốc ôn đới như bắp cải, su hào, khoai tây, hành tây, xà lách, các loại cây rau họ thập tự và một số cây trồng như lạc, khoai lang, cà chua, thuốc lá, ngô Nước ta có tập đoàn giống cây trồng khá phong phú, từ các cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới đến các cây trồng có nguồn gốc á nhiệt đới

và ôn đới Từ tập đoàn giống cây trồng ngắn ngày đến trung ngày và dài ngày, đó

là cơ sở để đa dạng hoá cây trồng, đa dạng hoá sản phẩm nông sản, góp phần tăng thu nhập cho nông dân (Bùi Huy Đáp, 1998)

Nhiều nghiên cứu cho thấy: Trên đất 2 vụ lúa, đưa cơ cấu vụ lúa xuân với các giống lúa ngắn ngày tạo ra một khoảng thời gian trống giữa 2 vụ lúa, tạo điều kiện để xây dựng một hệ thống cây trồng có hiệu quả cao nhất trên đất 2 vụ lúa Đồng thời đề xuất một số cơ cấu cây trồng cụ thể cho vùng đồng bằng song Hồng trên đất 2 vụ lúa chủ động nước:

+ Lúa xuân - lúa mùa - màu vụ đông (ngô, khoai tây, khoai lang)

+ Lúa xuân - lúa mùa - màu vụ đông (cà chua, su hào, bắp cải)

Chế độ canh tác trên từng bước được mở rộng ở vùng đồng bằng sông Hồng và các vùng khác của cả nước, đã tạo chuyển biến rõ nét về sản xuất lương thực, thực phẩm ở nước ta (Đào Thế Tuấn, 1987)

Ngày nay, có nhiều giống cây trồng mới, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chống chịu các điều kiện ngoại cảnh bất lợi khá do nhập nội và được chọn tạo bởi các nhà khoa học trong nước, đã tạo điều kiện cho việc bố trí hệ thống cây trồng hợp lý (Trương Đích, 1995)

Theo tác giả Trần Đình Long (1997) thì giống cây trồng là tư liệu sản xuất sống, có liên quan chặt chẽ với điều kiện ngoại cảnh, có vai trò quan trọng trong cải tiến cơ cấu cây trồng Để tăng năng suất cần tác động các biện pháp kỹ thuật thích hợp theo yêu cầu của giống Sử dụng giống tốt là một biện pháp để tăng năng suất, ít tốn kém

Trong những năm gần đây để góp phần thực hiện các mục tiêu về sản xuất nông nghiệp của Đảng và Nhà nước, cùng với việc chọn tạo, du nhập, khu vực hoá nhiều loại giống cây trồng vừa có năng suất cao vừa có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận và ngắn ngày Nhiều cơ quan khoa học, nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu và có nhiều kết luận quan trọng đóng góp cho hệ thống cây trồng như:

- Đánh giá hệ thống canh tác ở tiểu vùng sinh thái bạc mầu ngoại thành Hà Nội khẳng định: có thể nâng cao hệ số sử dụng đất (2 - 4 vụ/năm) và trồng được nhiều vụ lương thực, hoa mầu, cây công nghiệp ngắn ngày (nhất là cây có củ, đậu

đỗ, thuốc lá ) trên đất bạc mầu trừ chân ruộng quá cao và quá thấp Đồng thời

để có năng suất cây trồng cao và ổn định thì phải xác định hợp lý cơ cấu giống cây trồng đầy đủ, thuỷ lợi, phân bón hợp lý

- Dương Hữu Tuyền (1990), nghiên cứu hệ thống canh tác 3 - 4 vụ/năm

ở vùng trồng lúa đồng bằng sông Hồng đã kết luận: Đồng bằng sông Hồng có thể trồng 3 - 4 vụ/năm Khi trồng 3 vụ nên bố trí 2 vụ lúa, 1 vụ màu hay 2 vụ màu 1 vụ lúa, trong đó có thể 2 vụ cây ưa nóng 1 vụ cây ưa lạnh hoặc cả 3 vụ cây ưa nóng, trồng 4 vụ/năm có thể thực hiện trên chân đất nhẹ, tưới tiêu chủ động và nguồn nhân lực dồi dào

- Võ Minh Kha và cs (1996), đánh giá tiềm năng sản xuất 3 vụ trở lên trên đất phù sa sông Hồng, địa hình cao không được bồi hàng năm có đủ điều kiện về tài nguyên đất, nhân lực có thể áp dụng hệ thống 3 - 4 vụ cây ngắn ngày/năm, đưa hệ số sử dụng đất từ 2,2 lên 2,49 hoặc 2,6 lần

Theo Trần Đức Viên và Phạm Văn Phê (1998), phát triển nông nghiệp bền vững là bảo tồn đất đai, nguồn nước, các nguồn di truyền động thực vật, môi trường không bị thoái hoá, kỹ thuật canh tác phù hợp, kinh tế phát triển Để phát triển nông nghiệp bền vững, chúng ta phải xem xét chúng trên cả hai mặt: bền vững sinh thái (cần thiết phải giới hạn việc sử dụng những nguồn năng lượng thương mại và tái tạo sự đa dạng sinh học)

và bền vững kinh tế - xã hội

Để có một nền sản xuất nông nghiệp bền vững, trước hết cần quan tâm đến việc đa dạng sinh học Các loại trong một quần thể có thể có ích cho nhau trong việc phòng trừ sâu bệnh, phục hồi dinh dưỡng của đất

Tác giả Trần Danh Thìn (2001) khi nghiên cứu vai trò của cây đậu tương, cây lạc ở một số tỉnh trung du, miền núi phía Bắc đã đưa ra kết luận: sử dụng

phân khoáng, phối hợp giữa đạm, lân và vôi trong thâm canh không những chỉ nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế của việc trồng lạc, đậu tương mà còn có tác dụng tạo ra một khối lượng lớn chất xanh, làm tăng độ che phủ đất và cung cấp nhiều chất hữu cơ cho đất qua các tàn dư thực vật Điều này rất có ý nghĩa đối với việc cải tạo vùng đất đồi thoái hoá, chua, nghèo chất hữu cơ ở trung du và miền núi Đây cũng là quan điểm sử dụng phân khoáng để nâng cao nhanh chóng hàm lượng chất hữu cơ cho đất trong chiến lược vừa sử dụng, vừa cải tạo đất vùng đồi

Ở nước ta vào mùa hè xuất hiện gió Tây Nam khô nóng, xảy ra hiện tượng

“phơn”, đặc biệt là ở các tỉnh Tây Bắc Gió thường bắt đầu từ tháng 3, kết thúc vào tháng 6 Gió Tây Nam khô nóng gây hậu quả xấu làm tăng cường bốc hơi nước, tạo nên sự khô hạn trong vụ xuân, làm đất thiếu nước, cây cối khô héo, giảm năng suất, tích lũy sắt nhôm, pH giảm gây thoái hóa đất (Nguyễn Duy Chinh, 2009)

Trên đất không có thực vật che phủ, cường độ bốc hơi vật lý nhiều hay ít tùy thuộc vào tốc độ gió và độ ẩm trong không khí, bốc hơi nước gây ra sự di chuyển chất đôc trong đất (gây chua, mặn…) từ tầng dưới đất lên tầng mặt, làm cho đất bị nhiễm độc Đất bị mất nước, độ ẩm trong đất giảm tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ xảy ra nhanh, hạn chế quá trình hình thành mùn (bạc màu đất), đất mất dần khả năng giữ nước, giữ dinh dưỡng Muốn đất giảm thoát hơi nước cần che phủ bằng thực vật tuơi hoặc bằng vật che phủ khô để hạn chế bốc hơi nước vật lý của đất, hạn chế rửa trôi phân bón, nhằm làm chậm quá trình khoáng hóa chất hữu cơ, hạn chế quá trình suy thoái đất Biện pháp tốt nhất để cải tạo và giữ gìn chất lượng đất là các biện pháp luân canh, tái sử dụng tàn dư cây trồng và phân hữu cơ nguồn gốc động vật, giảm sử dụng hóa học, tăng cường sử dụng các loại cây che phủ, nhất là cây họ đậu Để chống xói mòn, cần tăng cường hoạt động sinh học như cấu tượng đất, hàm lượng hữu cơ, độ xốp, họat tính sinh học, tăng độ pH của đất, giảm ngộ độc nhôm, sắt Các cation bazơ sẽ trung hòa pH, còn các phần từ mùn sẽ liên kết với nhôm và sắt để giảm độ độc của đất Tất cả những nỗ lực trên đều nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho sự sinh trưởng và phát triển cho cây trồng (Thái Phiên

và Nguyễn Tử Siêm, 2002)

Theo Nguyễn Tấn Hinh và cs (2005) đối với các hệ thống canh tác chuyên lúa tỉnh miền Bắc trên các vùng có điều kiện thâm canh thay thế các giống cũ đã được sử dụng nhiều năm, khả năng chống chịu kém bằng các giống có thời gian