Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật tiểu bậc thang kết hợp che phủ đất cho ngô trồng trên đất dốc huyện văn chấn tỉnh yên bái

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀO ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN ðĂNG KHÔI

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG KỸ THUẬT

TIỂU BẬC THANG KẾT HỢP CHE PHỦ ðẤT CHO

NGÔ TRỒNG TRÊN ðẤT DỐC HUYỆN VĂN CHẤN TỈNH YÊN BÁI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : Khoa học ñất

Mã số : 60.62.15

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Quốc Doanh

HÀ NỘI – 2010

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các anh, chị là cán bộ Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc và sự hướng dẫn nhiệt tình chu đáo PGS.TS Lê Quốc Doanh - Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc, ThS Hà Đình Tuấn - Cố Phó Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc, ThS Nguyễn Quang Tin - Trưởng bộ môn Khoa học Đất và Sinh thái vùng cao

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi cũng nhận được sự đóng góp, giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp thuộc Bộ môn Khoa học

Đất và Sinh thái vùng cao, các đồng chí Lãnh đạo xã Sơn Thịnh, Lãnh đạo huyện Văn Chấn, Lãnh đạo tỉnh Yên Bái và rất nhiều sự

động viên của gia đình, bạn bè

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sự giúp đỡ quý báu đó!

Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2010

Tác giả

Trần Đăng Khôi

LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan:

ðây là công trình nghiên cứu của tôi Số liệu trong công trình này ñược

lấy một phần từ ñề tài cấp bộ "Nghiên cứu áp dụng các loài cây che bóng và che phủ cải tạo ñất trong phát triển nông nghiệp bền vững vùng miền núi phía Bắc" mà tôi ñược giao Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực,

chưa từng ñược ai công bố trong bất kì công trình nào khác Các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược trích dẫn rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2010

Tác giả

Trần ðăng Khôi

MỤC LỤC

Trang phụ bìa………i

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ðOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

MỞ ðẦU 1

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục tiêu của ñề tài 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài 4

4.1 ðối tượng nghiên cứu 4

4.2 Phạm vi nghiên cứu 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 5

1.1 Cơ sở khoa học của ñề tài 5

1.1.1 Hạn chế và tiềm năng của ñất dốc 5

1.1.1.1 Những hạn chế của ñất dốc 5

1.1.1.2 Những tiềm năng của ñất dốc 7

1.1.2 Những nghiên cứu sử dụng ñất dốc mang tính bền vững 9

1.1.3 Một số nghiên cứu về ñất dốc ở nước ngoài 19

1.1.4 Những nghiên cứu về ñất dốc ở trong nước 24

1.2 Vai trò chất hữu cơ ñối với ñộ phì nhiêu ñất dốc 27

1.3 Hiện trạng chất hữu cơ trong ñất dốc 31

1.4 Vai trò của lớp phủ thực vật 31

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Vật liệu nghiên cứu 36

2.1.1 Cây trồng 36

2.1.2 Vật liệu che phủ 36

2.1.3 Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật 36

2.1.4 Các vật dụng khác 36

2.2 Nội dung nghiên cứu 36

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng 37

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 41

2.3.3 Phương pháp tính hiệu quả kinh tế 42

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội vùng nghiên cứu 43

3.1.1 ðiều kiện tự nhiên huyện Văn Chấn 43

3.1.1.1 Vị trí ñịa lý 43

3.1.1.2 ðặc ñiểm khí hậu 44

3.1.1.3 ðặc ñiểm ñất ñai, ñịa hình, ñịa mạo, ñịa chất 46

3.1.2 ðặc ñiểm kinh tế – xã hội vùng nghiên cứu 48

3.1.2.1 Dân số và lao ñộng 48

3.1.2.2 Thực trạng phát triển ngành nông nghiệp 49

3.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến sinh trưởng và phát triển của cây ngô trên ñất dốc 52

3.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc tháng kết hợp che phủ ñất ñến chiều cao cây ngô 52

3.2.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñến khả năng phát triển cỏ dại 54

3.2.3 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ngô hạt 56

3.2.3.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến các yếu tố cấu thành năng suất ngô hạt 56

3.2.3.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến năng suất ngô hạt 59

3.2.4 Hiệu quả kinh tế của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất 60

3.3 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến xói mòn và ñộ phì ñất dốc 63

3.3.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang ñến lượng ñât xói mòn 64

3.3.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang ñến bảo vệ ñộ phì ñất 67

3.4 Ảnh hưởng của lượng phân bón cho biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất bằng xác thực vật 72

3.4.1 Ảnh hưởng của lượng phân bón ñến ñộng thái tăng trưởng chiều cao ngô 72

3.4.2 Ảnh hưởng của lượng phân bón ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ngô hạt 80

3.4.3 Ảnh hưởng của lượng phân bón ñến hiệu quả kinh tế 84

3.5 Hiệu quả tổng hợp của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất 86

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88

1 Kết luận 88

2 ðề nghị 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần nhóm lân trong ñất chính Việt Nam 28

Bảng 1.2: Sự chi phối CEC do phần hữu cơ và phần khoáng ñất (%) 30

Bảng 1.3: Tác ñộng của việc che phủ ñất ñến năng suất ngô 33

Bảng 1.4: Hiệu quả của che phủ ñất ñến lượng ñất bị xói mòn 33

Bảng 3.1: Một số tính chất hoá học ñất huyện Văn Chấn 47

Bảng 3.2: Chiều cao ngô ở các giai ñoạn 53

Bảng 3.3: Sự biến ñộng về thành phần và khối lượng cỏ dại trong ruộng ngô trồng trên ñất dốc vụ Xuân Hè năm 2010 55

Bảng 3.4: Các yếu tố cấu thành năng suất ngô 57

Bảng 3.5: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ngô hạt 59

Bảng 3.6: Công lao ñộng của các công thức (tính cho 1ha) 61

Bảng 3.7: Chi phí cho sản xuất 1 ha ngô 62

Bảng 3.8: Tổng thu của và lãi thuần của các công thức 62

Bảng 3.9: Lượng ñất mất qua các lần theo dõi 64

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của biện pháp TBT kết hợp che phủ ñến khối lượng ñất trôi 65

Bảng 3.11: Kết quả phân tích mẫu ñất trước thí nghiệm 68

Bảng 3.12: Các chất dinh dưỡng mất ở 3 lần lẫy mẫu 68

Bảng 3.13: Tổng lượng các chất dinh dưỡng mất ở 3 lần lẫy mẫu 69

Bảng 3.14 : Khối lượng ñất và hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số mất trong trong 1 vụ/ha 70

Bảng 3.15: Chiều cao ngô ở giai ñoạn V3 73

Bảng 3.16: Chiểu cao ngô ở giai ñoạn V8 75

Bảng 3.17: Chiểu cao ngô ở giai ñoạn Vt 76

Bảng 3.18: Chiều cao ñóng bắp của ngô giai ñoạn thu hoạch 78

Bảng 3.19: Một số yếu tố cấu thành năng suất ngô hạt 80

Bảng 3.20: Chiều dài bắp và tỷ lệ ñuôi chuột 81

Bảng 3.21: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của ngô hạt 83

Bảng 3.22: Chi phí ñầu tư cho 1 ha ngô trong thí nghiệm mức phân bón 84

Bảng 3.23: Tổng thu và lãi thuần của các mức phân bón 85

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ðỒ THỊ

Sơ ñồ thí nghiệm 2.1: 38

Sơ ñồ thí nghiệm 2.2: 39

Sơ ñồ 3.1: Mô hình luân 51

ðồ thị 3.1: Biểu diễn sai khác về chiều cao cây ngô ở các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các công thức thí nghiệm 54

ðồ thị 3.2: Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc tháng kết hợp che phủ ñất ñến các yếu tố cấu thành năng suất ngô 58

ðồ thị 3.3: Ảnh hưởng của biện pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất ñến năng suất ngô hạt 60

ðồ thị 3.3: Khả năng kiểm soát xói mòn của phương pháp tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất 66

ðồ thị 3.4 : Sự khác biệt các chất dinh dưỡng mất ở các công thức 71

ðồ thị 3.5: Biễu diễn sự khác nhau về chiều cao cây ngô ở giai ñoạn V3 73

ðồ thị 3.6: Biểu diễn sự ñồng ñều của ngô trong thí nghiệm thời kỳ V3 74

ðồ thị 3.7: Biểu diễn sự khác nhau về chiều cao ngô ở giai ñoạn V8 75

ðồ thị 3.8: Biểu diễn sự ñồng ñều của ngô trong thí nghiệm giai ñoạn V8 76

ðồ thị 3.9: Biểu diện sự khác nhau về chiều cao cây giai ñoạn trỗ cờ Vt 77

ðồ thị 3.10: Biểu diễn sự ñồng ñều của ngô trong thí nghiệm giai ñoạn Vt 78

ðồ thị 3.11: Biểu diện chiều cao ñóng bắp của ngô giai ñoạn thu hoạch 79

ðồ thị 3.12: Biểu diễn sự ñồng ñều chiều cao ñóng bắp của ngô trong thí nghiệm giai ñoạn thu hoạch 79

ðồ thị 3.13: Sự khác biệt về chiều dài bắp và tỷ lệ ñuôi chuột 82

ðồ thị 3.14: Sự khác biệt về năng suất của các công thức 84

Sơ ñồ 3.2: Sự tương tác của hiệu quả tổng hợp với hiệu quả kinh tế - xã hội – môi trường 86

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Dân số thế giới hiện nay có khoảng 6,7 tỷ người ñang sinh sống dựa vào trái ñất Với tốc ñộ phát triển như hiện nay, dự kiến ñến năm 2050 dân số thế giới khoảng 9,2 tỷ người [66] Như vậy trái ñất sẽ chịu một thách thức vô cùng to lớn, phải lo ñủ lương thực, chỗ ở cho số dân khổng lồ ñó Dân số tăng nhanh kéo theo sức tiêu thụ tăng về lương thực, năng lượng… tuy nhiên nguồn tài nguyên thiên nhiên lại có hạn Trước tình hình ñó ñòi hỏi con người phải khôn ngoan, khai thác, sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên ñất hiện có Việt Nam có diện tích tự nhiên khoảng 33 triệu ha, trong ñó diện tích sông suối và núi ñá khoảng 1.370.100 ha (chiếm khoảng 4,16% diện tích ñất

tự nhiên), phần ñất liền khoảng 31,2 triệu ha (chiếm khoảng 94,5% diện tích

tự nhiên), xếp hàng thứ 58 trong tổng số 200 nước trên thế giới, nhưng vì dân

số ñông ( 86 triệu người năm 2009) nên diện tích ñất bình quân ñầu người thuộc loại rất thấp, xếp thứ 159 và bằng 1/6 bình quân của thế giới Diện tích ñất canh tác vốn ñã thấp nhưng lại giảm theo thời gian do sức ép tăng dân số,

ñô thị hoá, công nghiệp hoá và chuyển ñổi mục ñích sử dụng [11] Trong khi

ñó, diện tích ñất ñồi núi ở Việt Nam lại khá rộng lớn, khoảng 7 triệu ha, chiếm khoảng 75% diện tích tự nhiên cả nước ðất nông nghiệp 9,4 triệu ha, trong số ñó chỉ có 4,06 triệu ha là ñất trồng lúa; còn trên 5 triệu ha là ñất dốc, trong ñó ñất nương rẫy trồng lúa khoảng 640 ngàn ha, diện tích còn lại là ñất rừng và ñất nông nghiệp chưa sử dụng [5] Do vậy, việc phát triển nông lâm nghiệp trong những thập kỷ tiếp theo phụ thuộc nhiều vào việc quản lý sử dụng hiệu quả và bền vững quỹ ñất ñồi núi vốn rất ña dạng, giàu tiềm năng nhưng cũng ñã bị thoái hoá nghiêm trọng Mặc dù còn gặp nhiều khó khăn, trở ngại, tuy nhiên ñất dốc ở Việt Nam vẫn ñóng góp rất nhiều tiềm năng quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội ðất dốc càng có vai trò quan trọng

hơn trong ñiều kiện biến ñổi khí hậu dẫn tới việc nước biển dâng làm mất một diện tích sản xuất ñáng kể ở ñồng bằng và nhiều biến ñộng bất lợi về môi trường sinh thái Khi ñó nguồn ñất sản xuất sẽ phải dựa vào vùng ñồi núi nhiều hơn Bên cạnh việc ñóng góp vào quá trình phát triển một nền nông lâm nghiệp hàng hoá, ñất dốc còn là nơi cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thuỷ ñiện, dược liệu, vật liệu xây dựng, giữ rừng, giữ nước, an ninh quốc phòng,

Trong vài thập kỷ qua, các nhà khoa học ñất và nông học Việt Nam quan tâm ñặc biệt ñến vấn ñề canh tác bền vững trên ñất dốc theo xu hướng bảo vệ và cải thiện ñộ phì ñất bằng biện pháp hữu cơ (nông nghiệp hữu cơ) Biện pháp này bao gồm biện pháp sinh học (trồng các loại cây trồng hợp lý trên ñất dốc theo băng, theo ñường ñồng mức, xen cây phân xanh, cây họ ñậu, theo hệ thống nông lâm kết hợp) hoặc biện pháp che phủ ñất cho cây trồng chính Các biện pháp này ñã ñem lại hiệu quả rõ rệt, không chỉ có tác dụng bảo vệ ñất dốc mà rất quan trọng là có khả năng trả lại chất hữu cơ, tăng ñộ

ẩm, ñộ tơi xốp cho ñất một cách nhanh chóng mà chi phí lại rẻ, có ý nghĩa duy trì và tăng ñộ phì dài lâu cho ñất dốc

Huyện Văn Chấn tỉnh Yên Bái là một huyện vùng cao ñiển hình của canh tác trên ñất dốc ở miền núi phía Bắc Diện tích ñất canh tác nông nghiệp

ở ñây phần lớn là ñất dốc với tầng ñất canh tác dày ñược người H'mông và người Dao là 2 dân tộc thiểu số của huyện sở hữu và sử dụng là chính Cây trồng chủ yếu là ngô và lúa nương Với kiểu canh tác là dọn sạch và ñốt mọi tàn dư thực vật trước khi gieo trồng, mặt ñất bị “cởi trần” trong suốt thời kỳ ñầu mùa mưa Vì vậy che phủ cho ñất bằng những “tấm áo” tươi hoặc khô sẽ ñóng vai trò hết sức trọng yếu, như một công cụ hữu hiệu ñể kiểm soát xói mòn, tăng cường ñộ xốp, sức chứa ẩm tối ña ñồng ruộng, dự trữ dinh dưỡng, cải thiện mức ñộ dễ tiêu các nguyên tố dinh dưỡng, tạo ra môi trường thích

hợp cho hoạt ñộng của hệ vi sinh vật ñất và bộ rễ cây trồng

Tận dụng tối ña các nguồn dinh dưỡng sinh học kết hợp việc sử dụng hợp lý phân hoá học cho cây trồng sẽ bảo ñảm nền nông nghiệp hài hoà với môi trường Xuất phát từ yêu cầu sản xuất nông nghiệp lâu bền, hiểu ñược vai trò của biện pháp tạo tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất bằng thực vật trong bảo vệ ñất chống xói mòn làm cho ñất màu mỡ hơn, kiểm soát cỏ dại, giữ nước, tăng năng suất cây trồng, tăng thu nhập cho người dân và ñể góp phần vào làm cơ sở cho công cuộc bảo vệ ñất, tiến tới canh tác lâu bền trên ñất dốc

chúng tôi tiến hành ñề tài “Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật tiểu bậc thang kết

hợp che phủ ñất cho ngô trồng trên ñất dốc huyện Văn Chấn tỉnh Yên Bái”

2 Mục tiêu của ñề tài

- Xác ñịnh ñược vai trò và tác dụng của biện pháp tạo tiểu bậc thang (TBT) kết hợp che phủ ñất bằng thực vật trong hệ thống canh tác cây ngô là chính trên ñất dốc

- Xác ñịnh ñược hiệu quả kinh tế của biện pháp tạo tiểu bậc thang kết hợp che phủ ñất, từ ñó khuyến cáo bà con vùng cao áp dụng các biện pháp canh tác trên ñất dốc bền vững hơn ñối với cây trồng nói chung và cây ngô

- Là cơ sở cho việc ñịnh hướng bảo vệ và khai thác tốt hơn tiềm năng ñất dốc trong phát triển sản xuất nông nghiệp miền núi

- Khẳng ñịnh vai trò của lớp phủ kết hợp biện pháp tiểu bậc thang trong

hệ thống canh tác ñất dốc

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Hướng nông dân trong vùng áp dụng biện pháp canh tác Ngô trên ñất dốc hiệu quả, bền vững và bảo tồn ñược tài nguyên thiên nhiên (ñất, nước, rừng) và bảo vệ môi trường sinh thái

- Tăng thu nhập, giảm ñầu tư (giảm công làm ñất, làm cỏ), cải thiện ñời sống nông dân vùng cao

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài

4.1 ðối tượng nghiên cứu

- Giống ngô ñang ñược bà con nông dân sử dụng rộng rãi ở ñịa phương

- ðất canh tác ngô có ñộ dốc (<250)

- Một số loại cây che phủ và vật liệu che phủ hữu cơ (xác thực vật)

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Không gian: ðất dốc canh tác ngô tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái

- Thời gian: Vụ xuân hè năm 2010

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Cơ sở khoa học của ựề tài

1.1.1 Hạn chế và tiềm năng của ựất dốc

1.1.1.1 Những hạn chế của ựất dốc

đất dốc nhiệt ựới ở đông Nam Á nói chung có ựộ phì nhiêu thấp và thường chứa một tổ hợp các yếu tố hạn chế như: ựộc nhôm, sắt; thiếu lân, canxi, kali, manhê (Mutert E và Fairhurst T., 1997) [9] Ngoài sự thiếu hụt các yếu tố dinh dưỡng, sức sản xuất của nhiều loại ựất chua thấp do các yếu

tố vật lý bất thuận như: sức giữ nước kém, dễ ựóng váng, dễ bị rửa trôi và bị nén chặt

đất dốc Việt Nam có những mặt hạn chế sau:

Về ựiều kiện tự nhiên:

- Xói mòn và rửa trôi:

Xói mòn và rửa trôi là mối ựe doạ thường xuyên ựối với ựất dốc vùng nhiệt ựới ẩm, làm mất các chất dinh dưỡng và ựộ phì tầng ựất mặt, là nguyên nhân gây axắt hoá ựất Tác ựộng này càng nặng nề nếu ựất dốc không ựược che phủ thường xuyên, hoặc ựất bị xới xáo gieo trồng ngay trước mùa mưa Trên các loại ựất có thành phần cơ giới nhẹ ở Tây Phi, sau phát nương làm rẫy nếu ựất không ựược che phủ thì lượng ựất mất ựến 115 tấn/ha/năm (Fournier F., 1967) [58]

- độ phì thấp, ựất bị thoái hoá:

Ở nhiều nơi, do rừng bị phá và bị chặt ựốt ựể trồng cây hàng năm làm lương thực mà không ựược quan tâm bảo vệ nên ựất dốc ở những vùng này bị thoái hoá nghiêm trọng Theo Garrity D.P (1993) [59] có nhiều nguyên nhân làm cho sản xuất trên ựất dốc bị hạn chế và kém ổn ựịnh nhưng nguyên nhân

cơ bản nhất là sự thoái hoá nhanh của ựất Sự thoái hoá ựó bao gồm nhiều mặt như lý, hoá tắnh, sinh học ựất Uexkull H.R and Mutert E (1995) [65] ựã chỉ

ra những biểu hiện chính của ñất thoái hoá như sau:

+ Hoạt ñộng sinh vật và vi sinh vật thấp,

+ Thành phần sét chứa nhiều các khoáng kém hoạt ñộng bề mặt,

+ ðất chai cứng và bị nén chặt,

+ Khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng kém

- Bị hạn trong mùa khô:

Luôn có những ñợt hạn hán nghiêm trọng vào mùa khô ở hầu hết các vùng ñất dốc Một số vùng còn không ñủ nước cho con người cũng như ñộng vật sinh sống Do ñó, việc giữ nước trên ñất dốc ñể canh tác là một vấn ñề thực sự khó khăn và phải phụ thuộc nhiều vào lượng mưa Nếu mưa chỉ ñến muộn một tháng so với dự tính thì rủi ro mất mùa là ñiều khó tránh khỏi Hạn hán trong mùa khô là hậu quả của mất rừng và quá trình canh tác trên ñất dốc bừa bãi không có kiểm soát Ngoài ra, ñất bị bóc trần không có lớp che phủ bề mặt là nguyên nhân của sự bốc hơi bề mặt dẫn ñến cây trồng bị hạn ở giai ñoạn ñầu vụ

- ðộ che phủ giảm:

Hậu quả của việc chặt phá rừng và các phương pháp canh tác lạc hậu ở nhiều vùng ñất rộng lớn ñã bị thoái hóa ñất thành ñất trống ñồi núi trọc Khi rừng bị chặt phá ñể trồng cây lương thực thì phần lớn ñất dốc ở Châu Á bị chua hóa và bị cỏ tranh xâm lấn Chỉ sau vài năm trồng cây lương thực nông dân lại bỏ hoá những khu ñất này ñể sang chặt phá rừng nơi khác làm nương

mới Cứ như thế ựộ che phủ chung của toàn vùng bị suy giảm, ựất bị thoái hóa

và gây ảnh hưởng rất xấu ựến môi trường sinh thái như hạn hán, lũ lụt và lũ quét ở vùng cao

Về ựiều kiện kinh tế xã hội:

- Tình trạng bị cô lập và cách biệt do giao thông kém phát triển:

Ở miền núi có nhiều ựịa phương cũng như nhiều vùng ựất dốc nằm xa các trung tâm phát triển địa hình hiểm trở và bị chia cắt nên người dân phải sống và làm việc trong thế cô lập, giao lưu hàng hóa, dịch vụ xã hội thường rất bị hạn chế và cơ sở vật chất còn vô cùng thiếu thốn Những yếu tố này cũng gây ảnh hưởng xấu ựến sự phát triển kinh tế và làm chậm quá trình áp dụng các kỹ thuật tiến bộ trong chuyển dịch cơ cấu cây trồng

- Tỷ lệ nghèo ựói cao và dân trắ thấp:

đại ựa số dân cư của các vùng ựất dốc mà chủ yếu là ựồng bào các dân tộc thiểu số có tỷ lệ ựói nghèo cao, trình ựộ năng lực thấp hơn so với trung bình trong cả nước Với lề thói du canh lâu ựời, họ thường ựến những vùng rừng mới ựể khai phá ựất làm nương rẫy, trồng cây lương thực ngay khi phát nương và không quan tâm ựến việc chống xói mòn ựể giữ tài nguyên ựất và bảo vệ nguồn nước nên ựất ựai bị thoái hoá và mất sức sản xuất Vì vậy, hiệu quả lao ựộng và ựầu tư thấp, nông dân thường bị thua lỗ, thu nhập thấp nên cuộc sống bị cô hẹp trong vòng luẩn quẩn của ựói nghèo

1.1.1.2 Những tiềm năng của ựất dốc

Tuy có nhiều khó khăn và hạn chế nhưng theo Lê Quốc Doanh, Nguyễn Văn

Bộ, Hà đình Tuấn (2003) [5] thì ựất dốc cũng có rất nhiều tiềm năng như:

- Mở rộng ựất canh tác:

đất dốc là một bộ phận quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, khoảng

973 triệu ha chiếm 66% trong 1.500 triệu ha ựất sản xuất nông nghiệp trên thế giới Ở Việt Nam, ựất dốc chiếm khoảng 76% ựất tự nhiên Trong diện tắch

9,4 triệu ha ñất nông nghiệp chỉ có 4,06 triệu ha là ñất lúa, còn trên 5 triệu ha

là ñất dốc, trong ñó ñất nương rẫy trồng lúa khoảng 640 ngàn ha, diện tích còn lại là ñất rừng và ñất chưa sử dụng Do ñất bằng ñược sử dụng khá triệt ñể nên ñất dốc là nơi duy nhất còn tiềm năng mở rộng ñất canh tác

- Sản xuất cây hàng hoá và ña dạng sản phẩm:

Cơ cấu cây trồng ở miền núi rất ña dạng về giống và loại cây, ñối với miền xuôi hầu hết ñất bằng dành cho sản xuất lương thực thì miền núi là nơi có ñủ ñiều kiện và tiềm năng ñất ñai ñể trồng cây ăn quả, cây công nghiệp có giá trị cao, cây ñặc sản và rau quả ôn ñới

- Phát triển chăn nuôi:

Chỉ có miền núi mới có ñủ ñiều kiện về ñất ñai và không gian ñể ñáp ứng những yêu cầu về chuồng trại, khu chăn thả và ñồng cỏ ñể phát triển chăn nuôi quy mô lớn mà không gây ô nhiễm môi trường, không gây ảnh hưởng xấu ñến sức khoẻ con người ðây là một thế mạnh mà ở miền xuôi không phải nơi nào có ñược Muốn ñưa chăn nuôi thành ngành sản xuất chính thì phải khai thác tiềm năng ñất ñai và cây thức ăn gia súc ở miền núi

- Phát triển lâm nghiệp:

Rừng có nhiều nguồn lợi tự nhiên vô cùng quí giá về kinh tế, xã hội và ñóng vai trò rất quan trọng trong bảo vệ sản xuất và môi trường, lưu giữ nguồn nước sinh hoạt và nước sản xuất nông công nghiệp, cung cấp ôxi và ñiều hoà khí hậu Ở Việt Nam rừng chỉ tồn tại nhiều trên ñất dốc và chỉ có miền núi mới có tiềm năng phát triển lâm nghiệp và các sản phẩm liên quan trực tiếp hay gián tiếp

- Phát triển nguồn ñiện:

Với ñịa hình cao và nguồn nước dồi dào, miền núi là nơi có tiềm năng thuỷ ñiện rất lớn Các hồ chứa nước vừa phục vụ thuỷ ñiện vừa là nguồn cung cấp nước tưới quan trọng trong mùa khô và ñiều hoà lũ lụt trong mùa mưa Hiện

nay, nguồn năng lượng ựiện của Việt Nam chủ yếu dựa vào thuỷ ựiện

Theo Lê Văn Khoa, Trần Thị Lành (1997) [16] thì ựất dốc cũng có một số mặt mạnh như:

- Diện tắch ựất rộng và tương ựối tốt (ựất bazan, ựất nâu ựỏ trên ựá vôi, ựất ựen dốc tụ ),

- Khắ hậu mát và ẩm, có thể gieo trồng cây ựặc sản vùng ôn ựới,

- Nông dân vùng núi có kinh nghiệm canh tác trên ựất dốc,

- Ít bị gió bão, ắt dịch bệnh lan tràn, nguồn phân hữu cơ dồi dào

Tóm lại, khó khăn trở ngại tuy còn nhiều song miền núi vẫn là nơi có nhiều tiềm năng ựể phát triển nhiều mặt, có nhiều lợi thế về tài nguyên mà miền xuôi không có ựược như: diện tắch ựất rộng lớn, khắ hậu mát và ẩmẦ Vì vậy, cần quan tâm nhiều ựể vừa thúc ựẩy sản xuất ựáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của nông dân miền núi, vừa phải bảo vệ môi trường vì sự tồn tại và phát triển lâu dài của cả dân tộc

1.1.2 Những nghiên cứu sử dụng ựất dốc mang tắnh bền vững

Trong 40 năm qua thế giới ựã mất ựi 1/5 lớp ựất màu mỡ ở các vùng nông nghiệp do canh tác không hợp lắ, thiếu hiểu biết về kỹ thuật, thiếu vốn ựầu tư cùng trang thiết bị Trung bình hàng năm có khoảng 6 ựến 7 triệu ha ựất bị mất ựi và làm giảm ựộ phì nhiêu cũng như giảm sức sản xuất của ựất Theo GS.TS Nguyễn Văn Luật: Trồng chè tuy là cây lâu năm khả năng giữ ựất tốt nhưng vẫn mất 1% mùn; trồng sắn mất tới 2,6% mùn Nhiều chỉ tiêu khác về ựộ màu mỡ của ựất cũng diễn biến theo chiều hướng xấu ựi, như khả năng giữ chất dinh dưỡng trong ựất giảm, kết cấu kém ựi

Nhiều nghiên cứu của nhiều tác giả ựã ựưa ra các biện pháp canh tác nông lâm nghiệp bền vững, có hiệu quả ở nhiều vùng ựất dốc ở các ựịa phương trong cả nước Các kết quả nghiên cứu ựã ựóng góp nhiều về mặt lý luận và thực tế sản xuất Theo Nguyễn Thế đặng, đào Châu Thu và đặng

Văn Minh, (2003) [10]: Hiện nay có rất nhiều các chương trình nghiên cứu về

sử dụng ñất ñồi núi ñã ñược triển khai Phần lớn các mô hình canh tác ñất dốc bền vững cho lợi nhuận bằng và cao hơn so với sản xuất truyền thống Tuy nhiên, nhiều người dân không thấy ñược tầm quan trọng của việc duy trì sản xuất bền vững, họ làm vì lợi nhuận trước mắt, ñặc biệt có nhiều hộ có tư tưởng ỉ lại và chờ ñợi sự giúp ñỡ của bên ngoài ðể phát triển các chương trình canh tác bền vững trên ñất dốc thì cần phải có các nghiên cứu sâu hơn nhằm ñánh giá ñầy ñủ tính bền vững, các nguyên nhân dẫn ñến thành công và thất bại Các nghiên cứu này bao gồm cả các nghiên cứu về kỹ thuật và các

vấn ñề về kinh tế - xã hội, tập quán và kinh nghiệm của người sản xuất

+ Kiểu canh tác truyền thống

Cây lương thực ngắn ngày ñược gieo trồng trên ñất dốc, bao gồm 2 chu kỳ: một chu kỳ canh tác ngắn và một chu kỳ bỏ hoá kéo dài ñể rừng tái sinh Tuy nhiên trước sức ép về dân số nhu cầu lương thực tăng dẫn ñến chu kỳ bỏ hoá ñất bị rút ngắn, dẫn ñến năng suất cây trồng cũng giảm sút trầm trọng sau khi khai hoang từ năm thứ nhất, thứ hai và thứ ba lần lượt là: Năng suất lúa cạn ñạt: 1,3 tấn/ha; 0,7 tấn/ha và 0,4 tấn/ha; ngô ñạt năng suất: 2,5 tạ/ha; 1,5 tạ/ha

và 0,6 tạ/ha; sắn ñạt: 12 tạ/ha, 8 tạ/ha và 5 tạ/ha hay giảm 7 tạ/ha Rõ ràng ñây kiểu canh tác không ñáp ứng những yêu cầu của sự phát triển lâu bền cho ñất

và là một trong những nguyên nhân gây ra nạn phá rừng

Tác giả Trần ðức Viên, Nguyễn Văn Dung và cộng sự, 2006 cho biết:

“Việc phát nương làm rẫy trên ñất dốc ñã làm tăng dòng chảy trên bề mặt ðây

là nguyên nhân chính gây nên xói mòn trên ñất dốc Lượng nước chảy mặt trên ñất canh tác nương rẫy tăng gấp 1,35 lần (765 mm) so với rừng tái sinh” [8]

+ Canh tác du canh cải tiến

Trước thực tế chu kỳ bỏ hoá bị rút ngắn, ñã có những ñề xuất cải tiến kiểu canh tác:

- Theo Dale V.H (1989) [58] thì có thể thay lối phát cây, ñốt rẫy bằng phát cây phủ ñất ñể hoai Như vậy vừa không làm mất nguồn chất hữu cơ bón vào ñất, vừa không ñể ñất bị trống

- ðể duy trì ñộ phì có thể áp dụng chế ñộ luân canh với cây họ ñậu, ví dụ: lúa nương - ñậu trứng cuốc (cowpea)

- ðể nhanh chóng khôi phục ñộ phì ñất có thể áp dụng biện pháp bỏ hoá tích cực bằng cách gieo cây họ ñậu trên ñất bỏ hoá

Tuy nhiên, kiểu canh tác du canh cải tiến này chưa ñược người dân áp dụng rộng rãi

+ Canh tác liên tục trên ñất dốc

ðể xoá bỏ chu kỳ bỏ hoá ñể chuyển sang canh tác liên tục trên ñất dốc cần có các hệ thống cây trồng thích hợp và các biện pháp kỹ thuật kèm theo Những biện pháp kỹ thuật kèm theo như:

- Tránh biến ựộng quá ựáng của nhiệt ựộ và giúp ựộng vật ựất có ắch hoạt ựộng

- Hạn chế rửa trôi chất dinh dưỡng

- Giảm công làm cỏ

Nghiên cứu ở Indonesia cho thấy: Nhờ phủ ựất và làm ựất tối thiểu trên ựất có ựộ dốc 14% ựã làm giảm lượng ựất mất ựến hơn 90% so với ựối chứng (Abujiamin S.,1985)[64]

* Làm ựất tối thiểu:

Là cách trồng trọt nhưng tác ựộng vào ựất ở mức tối thiểu Nếu xáo trộn ựất ở mức tối thiểu thì xói mòn cũng ựược hạn chế nhiều Thông thường người ta kết hợp phương pháp này với phủ ựất bằng phụ phẩm trồng trọt Miền đông Bắc Thái Lan trồng lúa nương trên ựất dốc 30% bằng phương pháp làm ựất tối thiểu (chọc lỗ, tra hạt) chỉ mất 24,0 tấn ựất/ha/năm thay vì 50-100 tấn/ha/năm theo lối cày, bừa thông thường (Wichaldit W.,1977)[78]

* Hàng rào xanh:

Ở Philippin, giữa thập kỷ 70, người ta ựề xuất trồng các hàng rào cản xanh bằng các cây như keo dậu (Leucaena), ngoài ra còn các loài khác như: Gliricidia sepium, Acacia vellosa, Cassia spectabilis đây là biện pháp kỹ thuật nằm trong hệ thống kỹ thuật SALT (Slopping Agricultural Land Technology) (Denis D.P., 1993)[60]

Theo Trần đức Toàn, Thái Phiên, đỗ Duy Thái, 2005 [21] thì áp dụng biện pháp bảo vệ ựất như trồng băng chắn xói mòn ựã làm giảm ựược 38 - 43% lượng ựất xói mòn

* Trồng với mật ựộ dày:

Trồng dày giúp phủ kắn mặt ựất nhanh, ngăn cản sự mất ựất, có khi làm tăng năng suất Ở đài Loan người ta nâng mật ựộ dứa từ 25000 cây lên 45000 cây/ha kết hợp với phủ ựất và trồng theo ựường ựồng mức không những giảm ựược xói mòn mà còn cho năng suất cao hơn cũ (JCRR, 1997)[64]

* Bón phân:

Mặc dù bón phân hoá học và bón vôi không phổ cập trên vùng ựất dốc nhưng khi chuyển sang canh tác liên tục thì việc bón phân là cần thiết Trên vùng ựất Kandihult, cây ăn quả, cây cà phê ựược trồng theo băng, cùng với việc áp dụng các biện pháp bón phân hợp lý ựã làm tăng năng suất cây trồng, nâng cao ựộ phì của ựất (Hoey M.,1991)[62]

+ Các mô hình trồng trọt trên ựất dốc canh tác liên tục

* Mô hình luân canh:

Theo tài liệu hướng dẫn của FAO (1970)[61] cho thấy luân canh có 4 lợi ắch:

- Các loại cây trồng khác nhau có nhu cầu khác nhau, hấp thu lượng khác nhau chất dinh dưỡng từ ựất

- Chúng có bộ rễ khác nhau nên hấp thu chất khoáng trong ựất ở ựộ sâu khác nhau

- Cây trồng tận dụng chất khoáng trong ựất

- Cây trồng ựược cung cấp chất dinh dưỡng tốt hơn, ựất ựỡ nghèo dinh dưỡng hơn

Luân canh giữa các cây lương thực: lúa nương, ngô, sắn khá phổ biến ở đông Nam Á

* Mô hình trồng xen: cây trồng chắnh Ờ cây phủ ựất

Cây phủ ựất mọc sát quanh cây trồng chắnh, che phủ, bảo vệ ựất giữa các cây lưu niên, cây bán lưu niên hoặc khoảng cách giữa các vụ Cây phủ ựất

có thể là các loại cây cỏ, cây họ ựậu, loại cây hàng năm hoặc lưu niên tuỳ theo yêu cầu

Theo khảo cứu của Vine H.,(1953)[64] cho thấy suốt 20 năm trồng ngô xen với cây ựậu mèo (Mucuna) làm cây phủ ựất thì năng suất ngô vẫn giữ nguyên

dù không bón phân

Theo Nguyễn Công Vinh, Thái Phiên, 1996 [48] trên ñất phiến thạch vùng ñồi cơ cấu xen canh sắn - ñậu hoặc sắn lạc có khả năng phát triển tốt ở những diện tích chưa có ñiều kiện ñưa vào sản xuất cây dài ngày có hiệu quả kinh tế cao Ngoài phủ ñất bằng phụ phẩm và cây cốt khí có tác dụng vừa hạn chế mất dinh dưỡng, vừa hoàn trả lại một phần dinh dưỡng cho ñất, có ảnh hưởng tích cực ñến cân bằng dinh dưỡng trong ñất

* Mô hình trồng xen: cây lưu niên – cây hàng năm

Có nhiều công thức khác nhau Trong hệ thống có công thức cây trồng chính là cây lưu niên, có công thức cây trồng chính là cây hàng năm Có hệ thống chuyển tiếp mà trong ñó các cây hàng năm chỉ trồng khi các cây lưu niên ở giai ñoạn kiến thiết cơ bản (lúa, lạc, sắn xen với cà phê, chè ) Có hệ thống cố ñịnh, trong ñó cây lưu niên sống chung cùng các cây hàng năm

Dừa là cây phổ biến ở Philippin, người ta trồng xen dừa với các cây lương thực chính như ngô, lúa nương (Denis D.P., 1993)[60]

Theo Thái Phiên, Nguyễn Huệ, 2003, [12] trồng các hàng rào cây xanh trên các nương rẫy trồng sắn là biện pháp canh tác ñơn giản, dễ làm, chi phí ít nhưng hiệu quả cao trên các mặt: giảm ñất trôi từ 10 - 25% tại các ñịa bàn của Phú Thọ và 25 - 50% ở ñồng bằng tuỳ thuộc vào loại cây, ñộ dốc, ñặc tính ñất Tuy có mất một phần diện tích cho băng chắn nhưng năng suất cây tròng

ñã ổn ñịnh lại sau vài năm ñầu và tăng dần vào những năm sau ñó Trong các cây tạo băng thì cốt khí là cây ñược nông dân ñánh giá cao nhất và ñang phát triển trên diện rộng

Theo một số tác giả của trường ñại học Khonkean – Thái Lan (1991), những kết quả nghiên cứu ở miền Bắc Thái Lan trên ñất Kandihult trồng cây

ăn quả, cây cà phê theo băng kết hợp với bón phân ñã cho hiệu quả kinh tế cao và có tác dụng cải tạo, nâng cao ñộ phì nhiêu của ñất

* Các mô hình tổng hợp canh tác trên ñất dốc

Lê Duy Thước (1994) [37] cho rằng biện pháp sử dụng ñất dốc có hiệu quả là bố trí một chế ñộ canh tác hợp lý, triệt ñể lợi dụng nước trời, áp dụng các biện pháp canh tác (cày bừa, xới xáo, trồng xen, trồng gối, phủ xanh, phủ khô vv) Tác giả cũng ñã tổng kết những kết quả nghiên cứu ở trong nước và nước ngoài phổ biến 4 mô hình canh tác trên ñất dốc vùng cao có hiệu quả và bảo vệ tài nguyên môi trường:

+ SALT 1 (Slopping Agricultural Land Technology): mô hình bố trí cây

trồng ổn ñịnh trên những băng rộng 4-6m tuỳ ñộ dốc (bao gồm: cây lương thực, thực phẩm; cây trồng lâu năm; cây họ ñậu)

+ SALT 2 (Simple Agrolivestock Technology): mô hình kỹ thuật nông –

gia súc kết hợp

+ SALT 3 (Sustainable Agro – forestry Land Technology): mô hình

canh tác nông lâm kết hợp

+ SALT 4 (Small Agro – fruit Livehood Technology): mô hình kỹ thuật

sản xuất nông nghiệp với cây ăn trái quy mô nhỏ

+ Các nghiên cứu khác

Nghiên cứu về hệ thống cây trồng ở vùng ñồi núi cần chú ý tỷ lệ phối hợp các loại cây trong hệ thống ñược xác ñịnh, vừa ñảm bảo có tổng sản phẩm thu hoạch cao, vừa bảo vệ ñất tốt nhất Nghiên cứu vấn ñề này trên ñất trồng chè ở vùng Trung du, Miền núi phía Bắc, Nguyễn Ngọc Bình (1988)[1]

ñã ñưa ra mô hình trồng chè kết hợp trồng cây cốt khí, cây muồng lá nhọn (che bóng cho chè) và cây mỡ (giữ ñất, giữ nguồn nước) Kết quả sau 3 năm:

tỷ lệ chè sống trên 90%, hạn chế dòng chảy, tạo che phủ làm giảm xói mòn ựất dưới 1,0 tấn/ha/năm, chè năm thứ 3 ựã cho năng suất 4 tấn búp tươi/ha, giữ ựược ựộ ẩm cao trong các tháng mùa khô

Nguyễn Văn Trương (1985) [15] thì hệ thống cây trồng ựã ựược chọn ựưa vào mô hình nông lâm kết hợp trong hệ sinh thái vùng Trung du, Miền núi như sau:

- Cây phòng hộ: muồng ựen, keo dậu, keo lá tràm, keo đài Loan, trẩu

- Cây công nghiệp dài ngày: chè, cà phê, cây ăn quả, hồi, dẻ

- Cây công nghiệp ngắn ngày: lạc, mắa, ựậu tương

- Cây lương thực, thực phẩm: lúa cạn, ngô, cây có củ, ựậu ựỗ

Hà đình Tuấn (2001)[16] nghiên cứu các biện pháp che phủ trong canh tác ựất dốc ở miền núi tỉnh Bắc Kạn ựã xác ựịnh: các diện tắch lúa nương, ngô ựồi ựược che phủ bằng vật liệu hữu cơ (thân, lá cây họ ựậu, rơm rạ, cỏ khô ) làm tăng khả năng giữ ẩm của ựất, hạn chế xói mòn, rửa trôi dinh dưỡng và tình trạng ựất bị dắ chặt, kết quả góp phần làm tăng năng suất lúa từ 90 Ờ 144%, ngô từ 28 Ờ 185% so với trồng trên ựất không ựược che phủ

Lê Quốc Doanh (2001)[3] nghiên cứu các mô hình cây trồng thắch hợp trên ựất dốc miền núi huyện Ngọc Lặc, Thanh Hoá ựã xác ựịnh: trên ựất nương rẫy ở ựộ dốc < 250, chuyển từ trồng cây lương thực (lúa, ngô, sắn) sang trồng mắa thâm canh ựã cho hiệu quả kinh tế cao hơn, ựồng thời hạn chế xói mòn, ựộ phì ựất ựược duy trì Trên ựất có ựộ dốc 250 ựến < 400 , trồng cây lương thực hiệu quả rất thấp, nhưng trồng luồng vẫn sinh trưởng tốt và cho thu nhập bình quân 12 Ờ 15 triệu ựồng/ha/năm với chu kỳ khai thác kéo dài tới

30 năm, ựồng thời hạn chế xói mòn, tăng ựộ mùn của ựất và tăng nguồn sinh thuỷ trong khu vực rừng luồng

Kết quả nghiên cứu của Lê Quốc Doanh, Hà đình Tuấn, Andre Chabanne (2005) [6] trồng cây che phủ ựất bằng cây họ ựậu không chỉ có vai

trò chống xói mòn ựất dốc, mà còn có tác dụng tốt trong cải thiện cấu trúc và

lý tắnh ựất đất ựược che phủ luôn luôn ẩm, ngoài ra nguồn hữu cơ từ cây che phủ khi phân huỷ làm tăng ựộ mùn, tăng hoạt ựộng của hệ sinh vật và vi sinh vật trong ựất Một mặt ựất sẽ tơi xốp hơn nên dung tắch hấp thụ lớn hơn, mặt khác ựộ phì của ựất cũng ựược cải thiện nhanh

Nguyễn Quang Mỹ, 1993 [20] khi nghiên cứu mối tương quan giữa xói mòn ựất, ựộ dốc và loại hình sử dụng ựất ở Hữu Lũng, Lạng Sơn ựã cho biết: trên ựất phù sa cổ (Fp) trồng chè trên ựất có ựộ dốc 30, lượng ựất rửa trôi là 4,0 tấn/ha/năm, trong khi ựó trồng sắn, lượng ựất rửa trôi là 15,0tấn/ha/năm Trồng chè trên ựất có ựộ dốc 220, lượng ựất rửa trôi là 147,0 tấn/ha/năm, trong khi ựó trồng sắn, lượng ựất rửa trôi là 167,0tấn/ha/năm

Bằng biện pháp phủ ựất: Ở nông trường Tân Trào (1966-1967), phủ ựất cho chè dày 10cm năng suất tăng 15,7%, còn ở Mộc Châu (1964-1965) phủ dày 15cm tăng năng suất 46,5% chè búp để phủ ựất dày 15 Ờ 20cm cần dùng 800 Ờ 1.000m3 cỏ và 200 Ờ 300 công (Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 1998) [27]

+ Một số hướng cải tiến chế ựộ canh tác nương rẫy

- Áp dụng các biện pháp chống xói mòn, làm ựất, bón phân ựể nâng cao năng suất cây trồng và kéo dài thời gian sử dụng rẫy

- Ở các rẫy bỏ hoá, trồng các loại cây mọc nhanh hay cây bộ ựậu ựể rút ngắn thời gian phục hồi ựộ màu mỡ của ựất

- Phối hợp canh tác rẫy và trồng lại rừng Trồng cây lương thực xen kẽ với cây rừng trong thời gian cây rừng còn nhỏ

- Làm rẫy theo kiểu hành lang, tạo ra những băng trồng cây lương thực xen kẽ với băng bỏ hoá theo hướng ựông tây Sau 3 năm trồng cây lương thực phải sử dụng băng khác, bỏ hoá băng này 16 năm ựể rừng phục hồi

- Việc làm rẫy ựã gây nên nạn phá rừng để khắc phục tình trạng này, ở nhiều nước ựã phát triển nông Ờ lâm kết hợp đó chắnh là sự kết hợp giữa

nông nghiệp và lâm nghiệp nhằm tận dụng tài nguyên khắ hậu và ựất ựai ựồng thời bảo vệ ựược tài nguyên ựất, tài nguyên rừng (Cao Liêm và ctv., 1997)[16]

Trong hệ nông nghiệp bền vững, ựất không coi là một nhân tố hạn chế nghiêm trọng Nếu ựược quan tâm, chú ý qua vài năm, sinh thái ựất có thể thay ựổi và ựược cải thiện Có rất ắt loại ựất hoàn toàn vô giá trị, bao giờ cũng

có những loài cây tiên phong ựến chiếm lĩnh trên ựất ựó Cây ô liu, cây hạnh mọc trên ựá sỏi có rất ắt ựất, cây hồ ựào mọc ở ựất bị úng vv

Ở bất cứ ựịa ựiểm nào cũng cần ựiều tra cơ bản về ựất: ựộ pH, khả năng tiêu thuỷ, các loại cây mọc trên ựất Từ ựó quyết ựịnh những loài cây có thể trồng và áp dụng các biện pháp cải tạo ựất (Bill Mollison., Reny Mia Slay., 1994)[20]

Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trên ựất dốc, nhiều tác giả cho rằng: vấn ựề trước hết trong canh tác là mặt ựất phải luôn ựược che phủ, lượng phủ ựủ dày bằng các loại vật liệu sống hoặc ựã chết (Lê Quốc Doanh,

Hà đình Tuấn, Andre Chabanne, 2005) [6], kết hợp luân canh và xen canh trong sản xuất sẽ góp phần ổn ựịnh ựộ phì của ựất (Nguyễn Hữu Tề, Phạm Chắ Thành, đoàn Văn điếm, 1994) [33] đồng thời làm hạn chế sự phát triển của sâu bệnh hại, hạn chế cỏ dại và tăng ổn ựịnh năng suất cây trồng

Theo Nguyễn Công Vinh, Thái Phiên, 2000 [48] cân bằng dinh dưỡng trong ựất dốc phụ thuộc và chi phối mạnh bởi lượng mưa hàng năm gây nên Mặt khác hệ thống canh tác cũng có tác ựộng ựến cân bằng dinh dưỡng trong ựất

Biện pháp canh tác chống xói mòn trong mùa mưa ựược Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, Trần đức Toàn, 1997, [24] khẳng ựịnh: Tạo băng cây xanh theo ựường ựồng mức, tạo hệ thống cây trồng xen phủ ựất trong mùa mưa v.vẦ ựều cho kết quả tốt trong việc giữ ựất, giữ nước cho cây trồng trên ựất

dốc, có thể giảm lượng ñất bị xói mòn 50% so với ñối chứng Việc trồng cây xen, trồng băng cây xanh không chỉ có tác dụng năm ñầu mà còn ảnh hưởng tốt ñến những năm sau góp phần từng bước tạo sự ổn ñịnh nông nghiệp trên ñất ñồi dốc

Trong vài thập niên gần ñây của thế kỷ XX và XXI các nhà khoa học trong nước rất chú trọng vào việc nghiên cứu xói mòn, ñặc biệt là xói mòn ñất dốc Nhiều nghiên cứu trong nước cho thấy, ở nước ta nếu với tốc ñộ bồi lắng như hiện nay thì khoảng 30 năm nữa, 20% hồ chứa nước sẽ bị bồi lấp một nửa Xói mòn do nước xảy ra bắt ñầu khi ñất có ñộ dốc lớn hơn từ 0,5o, nước

ta có tới 58,2% diện tích tự nhiên là ñồi núi, có ñộ dốc trên 20o; trong 10,8 triệu ha ñất trống ñồi trọc có 90,8% là ñất dốc trên 15o; lớp phủ thực vật thấp (28%) thấp hơn so với ngưỡng an toàn (35%); là nước nhiệt ñới, khí hậu nóng

ẩm mưa nhiều, lượng mưa lớn (từ 1.500 - 2.500 mm/năm), cường ñộ mưa lớn (41 - 62% lượng mưa vượt ngưỡng gây xói mòn)

Như vậy, ñất là một nguồn tài nguyên rất nhạy cảm, cần ñược bảo tồn và bảo vệ trong quá trình khai thác, ñặc biệt là trong các hoạt ñộng khai thác nông, lâm nghiệp ðất có thể bị xói mòn hoặc bị thoái hóa ñến mức không thể sử dụng cho nông nghiệp ñược Hàng năm, sông Mississippi xói mòn hàng triệu tấn ñất tầng mặt và cuốn chúng ra biển Một phần ba ñất tầng mặt ở Mỹ ñã bị xói mòn và cuốn trôi ra ñại dương kể từ khi trên lục ñịa này bắt ñầu có hoạt ñộng canh tác Hiện nay, số liệu tính toán cho thấy mỗi năm, mỗi mẫu Anh (01 acre tương ñương khoảng 4047 m2) ở Mỹ bị mất ñi 14 tấn ñất tầng mặt, một tốc

ñộ xói mòn rất ñáng phải chú ý, De Geus J.G (1967) [57] Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng ñất bị xói mòn là hoạt ñộng canh tác không hợp lý Xói mòn xảy ra rất mạnh ở các ñồng ruộng trồng cây theo luống Khoảng ñất trống không ñược phủ thực vật giữa các luống rất dễ bị nước hoặc gió cuốn ñi

1.1.3 Một số nghiên cứu về ñất dốc ở nước ngoài

Biện pháp canh tác nhằm hạn chế xói mòn ñất, giữ ẩm vào mùa khô, sản xuất nông nghiệp bền vững trên vùng ñất dốc ñược nhiều tác giả ở nhiều

tổ chức quốc tế, ở nhiều quốc gia quan tâm, nghiên cứu

Theo Rauschklolb R S 1971 [33]: Cả trong quá khứ lẫn hiện tại, một loại ñất ñược hình thành từ quá trình xói mòn và kéo theo nó là sự lắng ñọng Song thật trớ trêu, trước ñây cũng như hiện nay quá trình xói mòn vẫn là kiểu thoái hóa ñất phổ biến hoặc ñang khiến cho nhiều vùng ñất rộng lớn mất khả năng trồng trọt

Trên phạm vi thế giới vấn ñề cấp thiết nhất là phải bảo vệ và sử dụng một cách khôn ngoan tài nguyên ñất ñai còn lại cho một nền sản xuất nông nghiệp bền vững Nước không chỉ duy trì sự sống của cây mà còn là yếu tố xói mòn ñất vì nó làm cho các hạt ñất tách rời nhau rồi bị cuốn ñi cùng với các sản phẩm của thảm thực vật mà lẽ ra có thể ñược sử dụng vào việc chống xói mòn (Meane L M, 1996, [61])

Qua nghiên các cứu về hệ thống nông nghiệp trên ñất dốc, các nhà nghiên cứu cho biết: du canh vẫn còn là hệ thống canh tác cạn chiếm ưu thế ở nhiều vùng Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ (RAPA, 1991) [62] ðây là biện pháp sử dụng ñất có thể chấp nhận ñược khi áp lực về dân số lên ñất không lớn do thời gian bỏ hoá có thể kéo dài từ 10 ñến 30 năm Biện pháp này có ưu ñiểm là tiết kiệm năng lượng ñể tạo ra một sản phẩm mới, ít ñầu tư và kỹ thuật ñơn giản Nhưng với sức ép về dân số ngày càng tăng dẫn ñến nhu cầu lương thực tăng Vì vậy, canh tác nương rẫy kiểu truyền thống ñã phá vỡ những cân bằng của hệ sinh thái ñang tồn tại bền vững ở vùng nhiệt ñới ẩm, dẫn tới nhiều tác ñộng tiêu cực và bất ngờ về mặt môi trường và xã hội Như

lũ lụt, hạn hán, khí hậu khu vực bị thay ñổi làm mất cân bằng môi trường sinh thái, gây nên xói mòn kéo theo lượng phù sa lớn bồi ñắp các dòng sông hạ l-

ưu, nước sông dâng cao, gây nên lũ lụt, Phù sa bồi còn làm cho các công

trình thuỷ lợi như hồ chứa nước, kênh, mương… bị thu hẹp dung tích, làm giảm hiệu suất sử dụng

Làm giảm bớt khả năng giữ nước của các lưu vực sông ở trên vùng cao

và làm tăng thêm sức mạnh của dòng lũ khi có mưa lớn Sự gia tăng mức ñộ xói mòn ñã bồi lấp các công trình thuỷ lợi, các hồ chứa nước và sông suối làm nguồn nước dự trữ trong mùa khô bị suy giảm nghiêm trọng

Nghiên cứu về năng suất cây trồng trên nương rẫy, nhiều tác giả ñều thấy rằng năng suất cây trồng giảm dần và phụ thuộc vào tính chất ñất, hệ thống canh tác và phương pháp quản lý Kiểu canh tác nương rẫy truyền thống của nông dân mang tính chất bóc lột ñất nhiều hơn là duy trì ñộ màu

mỡ của ñất Kinh nghiệm của một số vùng là luôn “mặc cho ñất một chiếc áo” thực vật (trồng xen, trồng gối, luân canh các loại cây trồng, có sự tham gia của các cây họ ñậu v.v…) phần nào duy trì năng suất cây trồng và cải thiện ñộ phì ñất Tuy nhiên kinh nghiệm này cũng chưa ñược thực hiện ñồng bộ và chưa ñược phổ biến rộng khắp Theo nhiều công trình nghiên cứu về canh tác trên ñất dốc của Intosh J.L.Mc (1980) [60], ở Indonesia và nhiều nơi khác những vùng ñất nông nghiệp rộng lớn chỉ thích hợp cho hoa màu cạn, tài nguyên ñất dốc chưa ñược sử dụng ñúng mức và trong nhiều trường hợp còn

bị lãng phí Ở Indonesia có khoảng 15 - 20 triệu ha ñất dốc ñịa hình lượn sóng nhẹ có thể trồng hoa màu nhưng chưa ñược khai thác sử dụng có hiệu quả Nhật Bản ñã duy trì ñược nền sản xuất nông nghiệp tốt và bảo vệ ñược tài nguyên nhờ sử dụng hầu hết các phương pháp chống xói mòn cơ bản ñược xem là quyết ñịnh ñối với ñời sống và nền kinh tế của ñất nước Người dân sử dụng ñất rất có ý thức và trách nhiệm, họ biết và chú ý ñến các luật lệ và quy ñịnh bảo vệ ñất

Malaysia cũng là quốc gia nhận thức ñược tầm quan trọng của việc bảo

vệ các sườn dốc và các loại ñất mềm của mình không bị xói mòn Bất cứ phát

quang ựất vào mục ựắch gì, các luật lệ và quy ựịnh ở Malaysia ựều yêu cầu sau khi phát quang trong một vài ngày ựất phải ựược che phủ bằng cây trồng hoặc phải thực hiện một biện pháp chống xói mòn có hiệu quả nào khác

Intosh J.L.Mc (1980) [60] cũng ựã chỉ ra những nhân tố kiềm chế sự phát triển sản xuất hoa màu trên ựất dốc đất dốc đông Nam Á khác nhau rất nhiều về ựịa hình, ựộ phì tự nhiên, tắnh chất lý, hoá và sinh học Sự mất ựộ phì nhanh chóng là biểu hiện rõ nhất, thường ựất khai hoang ựưa vào sản xuất sau

2 - 3 năm thì mất ựộ phì vốn có và khả năng sản xuất Nguyên nhân là sau khi thảm thực vật bị phá bỏ, ựất ựược cày bừa xới xáo, chất hữu cơ bị oxy hoá nhanh và quá trình rửa trôi xảy ra mạnh Trên ựất dốc, ựất có thành phần sét cao giữ ựược ựộ phì tốt hơn ựất cát Do ựó trong quá trình canh tác, việc bảo

vệ và cải thiện ựộ phì bằng cách dùng phân chuồng, phân xanh và ựặc biệt là

sử dụng cây họ ựậu ựể cải thiện tắnh chất ựất là yếu tố quan trọng quyết ựịnh ựến năng suất cây trồng

Tên gọi ỘSử dụng, quản lý ựất dốc Châu ÁỢ là tên gọi của một mạng

lưới Tổ chức quốc tế về nghiên cứu và quản lý ựất dốc (IBSRAM)

(Sajjapongse A., 1993) [64] Tổ chức này ựã thực hiện nghiên cứu, quản lý

ựất dốc ựể phát triển nông nghiệp ở 7 nước Châu Á: Indonesia, Malaisia, Nepan, Philippines, Thái Lan, Trung Quốc và Việt Nam Thực trạng chung của các nước này là canh tác trên ựất dốc không hợp lý làm cho ựất bị xói mòn rửa trôi dẫn ựến thoái hoá Các nghiên cứu ựược tiến hành với một số biện pháp kỹ thuật như:

- Trồng cây theo ựường ựồng mức với các băng cây rộng 4 Ờ 5 m và ựược phân cách bởi các cây chắn là những cây bụi hoặc cây phân xanh họ ựậu;

- Băng cỏ rộng 1 m theo ựường ựồng mức với khoảng cách 4 Ờ 6 m một băng;

- đào mương ựể ngăn dòng chảy, giữ ựất, nước theo ựường ựồng mức;

- đào các hố chứa nước nhỏ trên các sườn dốc ựể giữ nước cho thấm dần xuống dưới nhằm giảm tốc ựộ dòng chảy và giữ ẩm ựất;

- Nông - lâm kết hợp, phối hợp giữa cây lâu năm, cây ăn quả và cây hoa màu hàng năm

Kết quả nghiên cứu bước ựầu của IBSRAM cho thấy canh tác trên ựất dốc phải có mô hình cây trồng và kỹ thuật phù hợp ựể vừa thu ựược năng suất cao vừa bảo vệ ựược ựất dốc, bảo vệ môi trường Một yếu tố quan trọng mà các nghiên cứu trong hệ thống này ựề cập là các biện pháp kỹ thuật muốn ựược nông dân áp dụng phải là biện pháp có hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, với các hộ dân nghèo thì cần phải xem xét mức ựầu tư tiền mặt cho phù hợp Nghiên cứu của Bell L.C và Edwards D.G (1986) [53]: sử dụng phân xanh, phân chuồng và các loại phân hữu cơ hoặc chế, phụ phẩm nông nghiệp ựã làm tăng lân dễ tiêu cho cây dễ hấp thụ, ựồng thời làm giảm ựộ ựộc nhôm và sắt Trong dung dịch ựất, các axắt hữu cơ tạo phức với kim loại Al, Fe Chúng tồn tại ở dạng phức hữu cơ - nhôm, hữu cơ - sắt trong dung dịch ựất không ựộc ựối với cây trồng

Những thử nghiệm về bón phân tổng hợp và các chất hữu cơ trên nhiều vùng ựất nhiệt ựới của Ấn độ, năng suất cây trồng tăng tối ựa và ựạt ựộ ổn ựịnh cao (Meane L.M., 1996) [61] Còn tại Philippines, theo Garrity D.P và ctv (1993) [59], ngô ựược trồng nhiều trên ựất ựồi chua ở Bukidnon, năng suất ựạt cao nhất khi bón phân compost với lượng 0,5 tấn/ha Bón compost giảm

Al di ựộng, tăng P dễ tiêu, tăng K, Ca và Mg trao ựổi trong ựất

Qua ựó cho thấy, các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới về hệ thống nông nghiệp trên ựất dốc ựều hướng vào: thứ nhất, ựánh giá lợi ắch về môi trường do hệ thống cây trồng ựó tác ựộng (chống xói mòn, bảo vệ và cải thiện ựộ phì ựất; bảo vệ và duy trì nguồn nước; lợi dụng tối ựa ựiều kiện tự nhiên như ánh sáng, nhiệt ựộ, lượng mưa ), ựây là cơ sở của bền vững về

môi trường; hai là là ựánh giá lợi ắch kinh tế của mô hình cây trồng mang lại

ựó là cơ sở cho bền vững về xã hội

1.1.4 Những nghiên cứu về ựất dốc ở trong nước

Diện tắch ựất tự nhiên nước ta là 33,1 triệu ha, Diện tắch ựất dốc ở nước

ta là 25,265 triệu ha chiếm 76,6% diện tắch ựất tự nhiên Trong ựó ựất có ựộ dốc dưới 150 (chiếm 21,9%) ựã ựược sử dụng cho sản xuất nông nghiệp hoặc nông lâm kết hợp, diện tắch ựất có ựộ dốc từ 150 ựến 250 chiếm khoảng 16,4%, còn lại là ựất có ựộ dốc > 250 (chiếm 61,7%) Trên ựất ựồi núi dốc thì

có ựến 13,5 triệu ha là ựất trống ựồi núi trọc và 9,4 triệu ha rừng (Lê Quốc Doanh, Nguyễn Văn Bộ, Hà đình Tuấn, 2005) [5]. Theo Lê Văn Tiềm, Bùi Huy Hiền, Lê Quốc Doanh, 1996 [5] thì miền núi Tây Bắc nước ta, tỷ lệ cây lưu niên thấp (chè, cà phê, cây ăn quả và kể cả mắa) Phần lớn ựất nương trồng chay cây lương thực hàng năm Trên ựất dốc hầu như không có các công trình chống xói mòn, diện tắch rừng còn lại ắt Tình trạng suy giảm ựộ phì ựất rất ựáng lo ngại

Hình thức canh tác trên ựất dốc với loại hình nương rẫy là một hình thức sản xuất nông nghiệp nguyên thuỷ của vùng nhiệt ựới, có vị trắ quan trọng trong ựời sống vật chất và tinh thần của con người, là biểu hiện của mối quan hệ gắn bó giữa con người và thiên nhiên Ở nước ta, theo Viện điều tra Qui hoạch rừng (FIPI, 1990)[46] thì phần lớn diện tắch ựất canh tác nương rẫy ựược tiến hành trên ựất có ựộ dốc > 250 với cây trồng chủ yếu là cây lương thực như lúa nương, ngô, sắn Do ựó canh tác nương rẫy vẫn còn là hình thức canh tác phổ biến và quan trọng của nhiều nhóm dân tộc sinh sống ở vùng cao, nơi mà cuộc sống ở ựó còn nhiều khó khăn, an toàn lương thực vẫn còn

là vấn ựề khó giải quyết; sản xuất nông nghiệp ắt ựược ựầu tư, chưa ựược thâm canh và còn phụ thuộc nhiều vào việc khai thác tài nguyên thiên nhiên sẵn có

Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và PTNN Việt Nam, ñất ñồi núi miền Bắc nước ta hàng năm mất khoảng 1cm tầng ñất mặt (100 m3/ha), trong ñó có khoảng 6 tấn mùn (tương ñương khoảng 100 tấn phân chuồng) và 300 kg N (tương ñương khoảng khoảng 1,5 tấn sunphate amon) ðặc biệt, có nơi như Tây Bắc mất ñi khoảng 3 cm ñất mặt Riêng vùng ñồi núi hàng năm mất ñi khoảng 2 cm ñất mặt, tương ñương 150 - 300 tấn ñất/ha Mỗi năm nước cuốn

ra biển khoảng 250 triệu tấn phù sa màu mỡ, riêng sông Hồng mất ñi khoảng

80 triệu m3/năm Theo Nguyễn Công Vinh, Thái Phiên, 2001 [48] cho rằng vùng ñất ñồi núi là nơi cư trú của phần ñông ñồng bào dân tộc thiểu số Việc

sử dụng ñất của nông dân với phương thức trồng tỉa cây ngắn ngày dưới hình thức du canh, du cư vẫn còn phổ biến Cây trồng chủ yếu là lúa nương, sắn, ngô, khoai nhằm giải quyết lương thực hàng ngày cho cuộc sống hiện tại Việc quảng canh, du canh ñã làm cho quá trình suy giảm ñộ phì nhiêu ñất xảy

ra nghiêm trọng Cân bằng dinh dưỡng ñất diễn ra theo chiều hướng bất thuận cho ñộ phì nhiêu ñất. Ở nước ta, theo Viện ðiều tra Qui hoạch rừng (FIPI, 1990) thì phần lớn diện tích ñất canh tác nương rẫy ñược tiến hành trên ñất có

ñộ dốc > 250 với cây trồng chủ yếu là cây lương thực như lúa nương, ngô, sắn Do vậy, ñể canh tác nông lâm nghiệp bền vững và có hiệu quả trên ñất dốc thì hạn chế tối ña xói mòn ñất là giải pháp trước tiên cần giải quyết (Trần ðức Toàn, Nguyễn Văn Thiết, 2005, [20]

ðất dốc là những vùng ñất rất giàu tiềm năng ñể phát triển kinh tế và ñảm bảo an ninh chính trị và xã hội của nước ta Tuy nhiên, do ñịa hình phân cắt mạnh, môi trường sinh thái rất nhạy cảm, lớp thực bì bị xâm hại nhiều nên xói mòn rửa trôi diễn ra nghiêm trọng Hầu hết diện tích ñất dốc bị thoái hoá và bị chua, nhiều diện tích bị bỏ hoang hoá vì mất khả năng sản xuất nông lâm nghiệp ðây thực sự là ñiều khó khăn ñể tạo ra một nền nông nghiệp bền vững trên ñất dốc (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1999) [32]

ðất dốc ở Việt Nam rất ña dạng về ñộ dốc, bề dày, tầng canh tác, ñộ phì (kiềm tàng, thực tế) ngay trên một diện tích hẹp Trong tổng số 25,265 triệu

ha ñất dốc với 614 ñơn vị ñất ñai ở 7 vùng sinh thái thì:

- Phân loại tầng dày phẫu diện:

+ ðất có tầng dày > 100cm chiếm 30,4% diện tích;

+ ðất có tầng dày 50 ÷ 100cm chiếm 31,9% diện tích;

+ ðất có tầng dày < 50cm chiếm 37,7% diện tích

Ở ña số ñất dốc có tầng phẫu diện ñất không dày, ngoại trừ ñất phát triển trên ñá bazan có tầng dày > 100cm

- Phân loại ñộ phì nhiêu:

+ Phì nhiêu khá (cấp 2) chiếm 3,336 triệu ha với 105 ñơn vị ñất ñai, khoảng 13,42% tổng diện tích ñất dốc;

+ Phì nhiêu trung bình (cấp 3) có diện tích 1,608 triệu ha với 98 ñơn vị ñất ñai, khoảng 6,47% tổng diện tích;

+ Phì nhiêu kém do tầng ñất mỏng (cấp 4) có diện tích 909,0 ngàn ha với

47 ñơn vị ñất ñai, chiếm 3,66% tổng diện tích;

+ ðất có ñộ phì nhiêu kém do ñộ dốc cao, nguy cơ xói mòn lớn (cấp 5) chiếm 2,077 triệu ha với 112 ñơn vị ñất ñai, chiếm 8,33% tổng diện tích; + ðất có ñộ phì nhiêu kém (cấp 6) do ñộ dốc và nguy cơ xói mòn rất lớn, tầng ñất rất mỏng và nhiều yếu tố hạn chế khác chiếm diện tích lớn nhất:

16,938 triệu ha với 252 ñơn vị ñất ñai, chiếm 68,13% tổng diện tích ñất dốc của 7 vùng sinh thái (Bùi Huy Hiền, 2003) [13]

Trên một nửa diện tích ñất dốc (khoảng 13 triệu ha) ñược các nhà khoa học ñất cho vào nhóm ñất có vấn ñề (Problem soils), bao gồm ñất suy thoái: 10 triệu

ha, ñất xám bạc màu: 2,5 triệu ha, ñất trơ sỏi ñá: 0,5 triệu ha Miền núi phía Bắc

là nơi khó khăn nhất, có tới 51% diện tích ñất dốc mạnh (>25o) và 38,4% ñất có tầng mỏng dưới 50cm (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1999) [32]

Xu thế của nhiều vùng ñất dốc chính là sự thoái hoá ñất Sự thoái hóa ñất xảy ra là do ảnh hưởng của các quá trình sau:

- Do khoáng hoá mạnh, xói mòn ñất và rửa trôi dẫn ñến giảm các chất dinh dưỡng nói chung và giảm hàm lượng hữu cơ trong ñất nói riêng;

- Sự thoái hoá cấu tượng ñất, ñất bị nén chặt, trơ, cứng, không thấm nước ðây là những ñiều kiện vật lý không thuận lợi cho cây trồng Vì những hiện tượng trên mà vùng ñất dốc ñầy tiềm năng của Việt Nam và là ñịa bàn cư trú của hơn 25 triệu người từ 54 dân tộc vẫn là vùng chậm phát triển, ñời sống nông dân còn rất nhiều khó khăn, kinh tế nghèo nàn, văn hoá thấp và hệ sinh thái mỏng manh rất dễ bị tổn thương ñang bị ñe doạ

1.2 Vai trò chất hữu cơ ñối với ñộ phì nhiêu ñất dốc

- Chất hữu cơ là nơi dự trữ nguồn dinh dưỡng quan trọng trên ñất dốc Phần lớn ñạm trên ñất ñồi núi là lấy từ nguồn hữu cơ, vì nguồn ñạm khoáng rất hạn chế, không vượt quá 0,25% Vùng ñồng bằng là nơi ưu tiên cho an toàn lương thực, ñể bảo ñảm an toàn lương thực, phần lớn phân khoáng ñược

ưu tiên dùng cho vùng này, tỷ lệ bón cho ñất vùng núi khá thấp Trong ñất ñồi núi dạng NO3- và NH4+ lại không ñáng kể và dễ bị rửa trôi khỏi tầng ñất mặt

Có một mối tương quan chặt chẽ giữa chất hữu cơ và ñạm trong ñất, hàm lượng hữu cơ là thước ño mức cung cấp ñạm từ ñất

- Trong ñất Việt Nam, lân tổng số từ trung bình ñến nghèo, cao nhất

chỉ ở ñất nâu ñỏ trên ba dan (0,2 - 0,3%) Song ñứng về ñộ phì nhiêu thực tế thì tổng số lân rất ít có ý nghĩa, vì tuyệt ñại bộ phận lân ở dạng khó tiêu ñối với cây trồng (Bảng 1.1) Chất hữu cơ ñóng vai trò ñặc biệt quan trọng trong việc giải phóng lân và duy trì nồng ñộ P trong dung dịch

Bảng 1.1: Thành phần nhóm lân trong ñất chính Việt Nam

(Nguồn: Kỷ yếu hội thảo cây phân xanh, Hà Nội 1 – 4 tháng 10 năm 1997)

ðất ñồi núi Việt Nam rất giàu các oxyt sắt, nhôm, mangan làm cho khả năng cố ñịnh lân rất mạnh và cao Hàm lượng P bị cố ñịnh có thể lên tới 1%, tức là vài trăm tấn trên 1ha Sự cố ñịnh này thực hiện qua các nhóm hydroxy của sesquioxyt ngậm nước Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có mối quan

hệ nghịch giữa chất hữu cơ ñất và khả năng cố ñịnh lân Mất chất hữu cơ, năng lực cố ñịnh lân tăng vọt, làm giảm hiệu lực của lân bón vào ñất Khi ñất mất ñi 1% chất hữu cơ, năng lực cố ñịnh lân có thể tăng thêm khoảng 50 ppm

P (Nguyễn Tử Siêm và ctv, 1981) Trong ñất dốc thoái hoá ở Việt Nam Al-P

và Fe-P chuyển hoá từ dạng hoạt ñộng sang dạng cố kết có thể ñạt ñến 55% tổng số lân Sự chuyển hoá này làm cho lân dễ tiêu giảm xuống rất thấp, 2-3 mg/100g ñất trong khi mức ñộ dễ tiêu P trong ñất thường cần 8-10 mg/100g ñất ñối với nhiều cây trồng (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1987)

45-Với năng lực chelat hoá cao, các hợp chất hữu cơ có thể liên kết các oxyt sắt, nhôm, loại trừ ñộc tính của chúng và giải phóng lân tránh cho lân bị giữ chặt trong dạng khó tiêu

- Chất hữu cơ giữ vai trò ñặc biệt ñối với chế ñộ dinh dưỡng kali trong ñất ñồi núi, nơi hàm lượng kali nghèo và dễ bị rửa trôi Hơn nữa phần lớn cây trồng trên ñất ñồi núi có nhu cầu kali cao (cây có củ, chè, cà phê, mía, cây có sợi, cây ăn quả) Kali từ nguồn hữu cơ (cỏ dại, phụ phẩm, phân xanh ) có thể ñáp ứng phần lớn nhu cầu phân kali là loại phân hoàn toàn phải nhập khẩu

- Chất hữu cơ vừa là nguồn cung cấp thức ăn thường xuyên vừa là kho dự trữ dinh dưỡng lâu dài của cây trồng cũng như vi sinh ñất Nghiên cứu trước ñây (Nguyễn Tử Siêm, 1974) ñã cho thấy các hợp chất hữu cơ trong ñất ñồi núi Việt Nam rất giàu các nhóm cácboxyl ñóng góp quan trọng vào phức hệ hấp thu trong khi phần khoáng có vai trò ít quan trọng hơn do khoáng sét trong ñất chủ yếu là nhóm 2:1 có khả năng hấp thu trao ñổi không cao ðất dốc, nhất là ñất phát triển trên ñá macma axit bị xói mòn rửa trôi vốn rất nghèo keo khoáng (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1991) Bởi vậy CEC phụ thuộc rất lớn vào lượng keo hữu cơ, phần cung cấp ñiện tích mang dấu âm cho vị trí hấp thu trong phức hệ trao ñổi Trong ñất có thành phần cơ giới nhẹ

sự phụ thuộc CEC vào các chất hữu cơ càng mạnh mẽ hơn so với phụ thuộc vào phần khoáng của ñất CEC phụ thuộc thành phần keo, thành phần cơ giới ñất, tỷ lệ SiO2/R2O3, PH, thành phần kheo khác nhau thì CEC của ñất khác nhau, ñất càng nhiều mùn và nhiều montmorilonit thì CEC càng lớn, ñất có thành phần

cơ giới càng nặng thì CEC càng lớn

- Quá trình canh tác làm CEC giảm song song với sự suy thoái chất hữu

cơ ñất Theo dõi trên nương trồng sắn sau 30 năm khai hoang ñất feralit trên phiến thạch Thái Nguyên trị số CEC giảm từ 17 lñl/100g xuống còn 9,5 lñl/100g ñất trong khi hàm lượng C cũng giảm từ 4,3% xuống 2,4% Việc ñưa chất hữu cơ mới làm tăng CEC rõ rệt ngay cả ñất vốn ñã có hàm lượng C khá cao như ñất ñỏ ba dan ðiều ñó cho thấy chất hữu cơ mới có hoạt tính cao hơn

so với chất hữu cơ nội tại của ñất mà vị trí hấp thu ñã bị bão hoà Hơn nữa việc ñưa chất hữu cơ mới vào ñất làm cho ñất giầu hydrat cacbon, axit humic, axit fulvic ñóng vai trò chất ngăn ngừa cố ñịnh lân (Nguyễn Tử Siêm 1974)

Bảng 1.2: Sự chi phối CEC do phần hữu cơ và phần khoáng ñất (%)

1.3 Hiện trạng chất hữu cơ trong ựất dốc

Những nghiên cứu trước ựây (V M Fridland, 1961, N T Siem, 1974, 1985) ựã khẳng ựịnh sự ựa dạng về bản chất và sự biến ựộng về hàm lượng và thành phần của chất hữu cơ ựất nhiệt ựới ẩm Việt Nam, ựặc biệt là ựất ựồi núi Dưới thảm thực vật tự nhiên nhiều loại ựất giàu chất hữu cơ và ựạm đất alit trên núi cao và ựất feralit có mùn trên núi có chứa trong lớp 20 cm ựất mặt từ

234 ựến 282 tấn mùn và 7,4 ựến 9,9 tấn N tương ựương với nhiều ựất vùng ôn ựới Tuy nhiên một khi ựất ựược ựưa vào canh tác nông nghiệp thì dự trữ mùn

và ựạm giảm ựi nhanh chóng Hàm lượng mùn giảm rất nhanh trong ựất có thành phần cơ giới nhẹ Việc ựể mất thảm rừng là nguy cơ lớn nhất ựối với việc duy trì dự trữ mùn ựất So sánh hàm lượng mùn trong ựất châu thổ và ựất ựồi cho thấy ựất phù sa phì nhiêu có hàm lượng mùn ổn ựịnh khoảng 2,5% trong khi ựất ựồi chỉ có khoảng 2,2% và dao ựộng khá mạnh

Từ ựất dưới rừng sang ựất canh tác là một bước trượt dài, thoái hoá cả lượng và chất hữu cơ ựất Trên ựất nâu ựỏ bazan dưới rừng, hàm lượng mùn là 6% nhưng ựất cùng loại liền kề sau 30 năm canh tác hàm lượng mùn chỉ còn 3% đất feralit trên phiến thạch trồng sắn sau thời hạn ựó hàm lượng mùn chỉ còn 1%, tức là thấp xa dưới ngưỡng ựược coi là khủng hoảng ựối với nhiều cây trồng tức là 2-3% ựối với các ựất trên (N.T.Siêm,1989)

1.4 Vai trò của lớp phủ thực vật

Hướng ựi cơ bản ựể canh tác bền vững trên ựất dốc ở vùng cao nhiệt ựới là cải thiện và giữ gìn ựất, biện pháp rẻ tiền và ựa dụng nhất là tái sử dụng tàn dư cây trồng làm vật liệu che phủ (Lê Quốc Doanh, Nguyễn Văn Bộ, Hà đình Tuấn, 2005) [5] độ che phủ bề mặt ựất và tắnh liên tục của lớp phủ là hai yếu tố cơ bản ựể chống xói mòn, tăng cường hoạt tắnh sinh học và tăng cường các quá trình tái tạo dinh dưỡng, tái tạo những tắnh chất cơ bản của ựất như cấu tượng ựất, hàm lượng hữu cơ, ựộ xốp, hoạt tắnh sinh học, ựộ pH;

giảm ñộ ñộc nhôm, sắt Cụ thể, che phủ bề mặt ñất bằng xác thực vật có những lợi ích sau:

* Lợi ích tại chỗ:

- Giảm xói mòn ñất do mưa gió;

- ðất tơi xốp, tăng ñộ hấp thu nước, giảm dòng chảy bề mặt, giảm bốc hơi nước, tăng ẩm ñộ ñất;

- Dung hoà nhiệt ñộ bề mặt ñất;

- Tăng ñộ ổn ñịnh các cấu trúc bề mặt ñất, chống kết vón và ñóng váng;

- Giảm cỏ dại, tăng hiệu quả phân bón;

- Tăng hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng trong ñất, giảm ñộc tố gây hại cho cây trồng;

- Tăng và ổn ñịnh năng suất, chất lượng cây trồng một cách bền vững

* Lợi ích về bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên:

- Hạn chế du canh, tạo ñiều kiện cải thiện nguồn tài nguyên ñất, nước và rừng;

- Giảm lũ lụt, chống lắng ñọng các lòng sông hồ, ñặc biệt là hồ thuỷ ñiện;

- Việc không ñốt tàn dư thực vật sẽ giảm nguy cơ cháy rừng, giảm lượng

CO2 thải vào không khí;

- Giảm nhu cầu sử dụng phân vô cơ, cũng có nghĩa là giảm ô nhiễm nguồn nước, tiết kiệm năng lượng và giảm thải khí gây hiệu ứng nhà kính khi sản xuất ra chúng