Nghiên cứu góp phần hoàn thiện hệ thống cây trồng hàng năm theo hướng sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu tại huyện khoái châu hưng yên

Luận văn, khóa luận, chuyên đề, cao học, thạc sĩ, tiến sĩ

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

-

bùI thị yếN

Nghiên cứu góp phần hoàn thiện hệ thống cây trồng hàng năm theo hướng sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu tại huyện Khoái Châu -

tỉnh Hưng Yên

Luận văn thạc sĩ nông nghiệp

Chuyên ngành: trồng trọt Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: pgs.ts Đoàn Văn Điếm

Hà Nội - 2010

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ0

đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn đ0 đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Bùi Thị Yến

Lời cảm ơn

Trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đ0 nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của các cá nhân và tập thể

Trước tiên, tôi xin được bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đoàn Văn Điếm, người đ0 tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Nông học, đặc biệt các thầy cô trong Bộ môn Hệ thống nông nghiệp - Khoa Nông học - Trường Đại Học Nông nghiệp Hà Nội đ0 giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn của mình

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Phòng Nông nghiệp và phát triển nông thôn, phòng Thống kê, kinh tế, dân số, cán bộ và nhân dân huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên đ0 giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn của mình

Để hoàn thành luận văn này tôi còn nhận được sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong cơ quan

Đề tài này khó tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong nhận được những

ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc

Hà Nội, ngày 14 tháng 9 năm 2010

Tác giả luận văn

Bùi Thị Yến

Mục lục

2.2 Tình hình nghiên cứu về hệ thống cây trồng trong nước và ngoài nước 14 2.3 ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đối với hệ thống cây trồng 22

4.1 Điều kiện sản xuất nông nghiệp của huyện Khoái Châu, Hưng Yên 43

4.1.3 Đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế x0 hội ở huyện Khoái Châu 53

4.3 Hiện trạng hệ thống trồng trọt ở Khoái Châu 59

4.3.2 Cơ cấu giống cây trồng ở huyện Khoái Châu 62 4.3.3 Đặc điểm khí hậu các mùa vụ sản xuất cây lương thực tại Khoái

4.3.4 Các công thức luân canh chính ở huyện Khoái Châu 79 4.3.5 Hiệu quả kinh tế của một số cây trồng phổ biến trong huyện 80 4.3.6 Hiệu quả của một số công thức luân canh chính 84 4.4 Thử nghiệm một số giống cây trồng mới trên địa bàn huyện

4.4.1 Thử nghiệm giống ngô mới trồng vụ đông trong công thức luân

4.4.2 Thử nghiệm giống lúa mới trồng vụ xuân trong công thức luân

4.5 Đề xuất một số giải pháp góp phần hoàn thiện hệ thống cây trồng

hàng năm, sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu ở huyện Khoái Châu 99 4.5.1 Giải pháp cải tiến công thức luân canh 100

4.5.3 Xây dựng cơ cấu mùa vụ theo hướng lợi dụng lợi thế điều kiện

bức xạ, nhiệt, độ ẩm, lượng mưa ở địa phương 101

Danh mục các chữ viết tắt

CPVC Chi phí vật chất CCCT Cơ cấu cây trồng

ĐVT Đơn vị tính GTSX Giá trị sản xuất

HTNN Hệ thống nông nghiệp HSTNN Hệ sinh thái nông nghiệp HTCTr Hệ thống cây trồng HTTT Hệ thống trồng trọt HTCT Hệ thống canh tác

NXBNN Nhà xuất bản Nông nghiệp NXBKHKT Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật NSLT Năng suất lý thuyết

NSTT Năng suất thực thu PAR Bức xạ quang hợp

Ttb Nhiệt độ trung bình Tmax Nhiệt độ tối cao Tmin Nhiệt độ tối thấp TGST Thời gian sinh trưởng

Danh mục bảng

2.1 Nhiệt độ tối thấp ở các giai đoạn phát dục của ngô vùng ĐBSH 264.1 Một số chỉ tiêu khí t−ợng huyện Khoái Châu 464.2 Cơ cấu kinh tế của huyện Khoái Châu từ năm 2007 - 2009 494.3 Hiện trạng sử dụng đất năm 2009 của huyện Khoái Châu 564.4 Cơ cấu cây trồng của huyện Khoái Châu năm 2009 604.5 Cơ cấu giống lúa của huyện Khoái Châu năm 2009 624.6 Cơ cấu giống cây trồng của một số cây trồng hàng năm khác 64

4.8 Điều kiện khí hậu giai đoạn làm hạt vụ lúa xuân 66

4.10 Điều kiện khí hậu giai đoạn làm hạt vụ mùa 70

4.12 Điều kiện khí hậu giai đoạn làm hạt vụ ngô xuân 73

4.14 Điều kiện khí hậu giai đoạn làm hạt vụ ngô Đông 764.15 Các công thức luân canh chính ở huyện Khoái Châu 794.16 Hiệu quả kinh tế trên 1 ha của một số giống lúa vụ xuân 814.17 Hiệu quả kinh tế trên 1 ha của một số giống ngô vụ đông 824.18 Hiệu quả kinh tế trên 1ha một số cây trồng chính 834.19 Hiệu quả kinh tế trên 1ha của các công thức luân canh 854.20 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ngô vụ đông (2009) 884.21 Hiệu quả kinh tế của giống ngô mới trồng thử nghiệm trong vụ

4.22 Hiệu quả kinh tế trên 1ha của các công thức luân canh thử nghiệm 924.23 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất vụ lúa xuân năm 2010 954.24 Hiệu quả kinh tế của giống lúa mới trồng thử nghiệm trong vụ

4.25 Hiệu quả kinh tế trên 1ha của các công thức luân canh thử nghiệm 99

Danh mục hình

4.2 Diễn biến một số chỉ tiêu khí t−ợng huyện Khoái Châu 47 4.3 Cơ cấu kinh tế của huyện Khoái Châu giai đoạn 2007 - 2009 49 4.4 Hiện trạng sử dụng đất năm 2009 của huyện Khoái Châu 57 4.5 Cơ cấu cây trồng của huyện Khoái Châu năm 2009 61 4.6 Cơ cấu giống lúa của huyện Khoái Châu năm 2009 63 4.7 Năng suất của các giống ngô thử nghiệm trong vụ đông năm 2009 88 4.8 Hiệu quả kinh tế của các giống ngô thử nghiệm 91 4.9 Năng suất của các giống lúa trồng thử nghiệm trong vụ xuân năm

4.10 Hiệu quả kinh tế của các giống lúa thử nghiệm 97

1 Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Huyện Khoái Châu nằm ở phía Tây của tỉnh Hưng Yên, thuộc vùng

đồng bằng sông Hồng, phía Bắc giáp huyện Văn Giang và Yên Mỹ, phía Đông giáp huyện Ân Thi, phía Nam giáp huyện Kim Động và phía Tây là sông Hồng Huyện Khoái Châu được tái lập từ ngày 1/9/1999 gồm 25 đơn vị hành chính, trong đó có 1 thị trấn và 24 x0 Tổng diện tích tự nhiên của Khoái Châu

là 13091,55 ha, trong đó đất nông nghiệp có 8622,81 ha (chiếm 65,87 % tổng diện tích tự nhiên) Nằm cách thủ đô Hà Nội khoảng 50 km về phía

Đông Nam, Khoái Châu có giao thông thuận tiện, tiềm năng tài nguyên dồi dào để phát triển sản xuất hàng hóa Trong sự nghiệp xây dựng đất nước, với thế mạnh về vị trí địa lý, phương hướng phát triển kinh tế của huyện đ0 được

Đảng ủy và Uỷ ban Nhân dân huyện xác định là phải “đẩy mạnh thâm canh tăng năng suất cây trồng, khai thác tiềm năng sinh thái để tăng vụ, tăng diện tích những loại cây trồng chất lượng cao, áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến, các thành tựu kinh tế kỹ thuật, phát triển cơ sở hạ tầng, công nghiệp chế biến, dịch vụ nông nghiệp nhằm thúc đẩy nông nghiệp phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa" Là một huyện nông nghiệp, người nông dân có bề dày kinh nghiệm sản xuất hàng nghìn năm nên đ0 sáng tạo được những hệ thống cây trồng khá phù hợp với điều kiện đất đai, khí hậu, cho hiệu quả kinh tế cao

Hệ thống cây trồng trong huyện tương đối đa dạng, phong phú từ các cây ăn quả lâu năm như nh0n lồng, cam, quýt, các cây trồng ngắn ngày như cây lương thực, cây rau, đậu đến các cây dược liệu.Trong đó lúa nước là cây trồng chủ yếu với năng suất luôn dẫn đầu tỉnh Hưng Yên, năm 2009 năng suất lúa bình quân đạt từ 64 - 65 tạ/ha

Tuy nhiên, khó khăn thường gặp trong sản xuất nông nghiệp là điều kiện thời tiết, khí hậu Do tính biến động rất lớn của khí hậu nhiệt đới, gió

mùa, các yếu tố thời tiết, khí hậu thường dao động rất mạnh cả về cường độ và thời gian, vì thế, sắp xếp mùa vụ là một công việc hết sức quan trọng để nâng cao hiệu quả của hệ thống cây trồng ở địa phương Trong thời gian gần đây, tiếp thu tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, nông dân huyện Khoái Châu đ0

đưa vào sản xuất nhiều giống cây trồng mới có năng suất, chất lượng cao nhưng chưa thích ứng với điều kiện mùa vụ ở địa phương Vì thế hiệu quả của

hệ thống cây trồng bị thay đổi, những năm gặp điều kiện thuận lợi thì năng suất cây trồng cao, hệ thống cây trồng mới có hiệu quả tốt, ngược lại thì năng suất cây trồng thấp, nhiều khi bị thất thu hoàn toàn Để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp cần phải đánh giá hệ thống cây trồng, lựa chọn sắp xếp cơ cấu giống phù hợp với điều kiện mùa vụ ở địa phương, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên khí hậu nhằm hoàn thiện hệ thống cây trồng, tận dụng được những lợi thế của điều kiện mùa vụ, hạn chế đến mức thấp nhất tác hại do khí hậu gây nên

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu góp phần hoàn thiện hệ thống cây trồng hàng năm theo hướng sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu tại huyện Khoái Châu - tỉnh Hưng Yên”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

- Phân tích thực trạng hệ thống cây trồng hàng năm, mùa vụ sản xuất, tác động của điều kiện khí hậu và hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng hàng năm tại địa phương

- Đề xuất một số giải pháp góp phần hoàn thiện hệ thống cây trồng hàng năm theo hướng sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu và thử nghiệm một số giống cây trồng mới, nâng cao hiệu quả sản xuất

1.3 ý nghĩa của đề tài

1.3.1 ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung phương pháp luận về hệ thống cây trồng, cơ cấu mùa vụ cây trồng hàng năm, hiệu quả sử dụng tài nguyên thiên nhiên và định hướng xây dựng hệ thống cây trồng phù hợp với

điều kiện địa phương cho huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn

- Làm cơ sở khoa học để định hướng quy hoạch hệ thống cây trồng hàng năm phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, x0 hội của huyện Khoái Châu - Hưng Yên

- Làm tài liệu tham khảo cho các nhà hoạch định, quản lý, kỹ thuật, chỉ

đạo sản xuất bố trí cây trồng phù hợp với điều kiện mùa vụ mang lại hiệu quả kinh tế cao, đảm bảo sản xuất nông nghiệp bền vững

- Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng được hệ thống cây trồng hàng năm cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao phù hợp với điều kiện khí hậu của địa phương

2 Tổng quan tài lệu

2.1 Lý thuyết hệ thống cây trồng

2.1.1 Các lý thuyết về hệ thống

* Hệ thống nông nghiệp: Nghiên cứu phát triển hệ thống canh tác

được xuất phát từ lý thuyết hệ thống, đ0 được các nhà khoa học Speeding,

1979 [67], Phạm Chí Thành, 1996, [38] 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

Hệ thống nông nghiệp (HTNN) là sự biểu hiện không gian của sự phối hợp các ngành sản xuất và kỹ thuật do một x0 hội thực hiện để thoả m0n nhu cầu Nó biểu hiện sự tác động qua lại giữa hệ thống sinh học, sinh thái, môi trường tự nhiên là đại diện và một bên là hệ thống x0 hội, văn hoá thông qua các hoạt động xuất phát từ những thành quả kỹ thuật Hệ thống nông nghiệp thích ứng với các phương thức khai thác nông nghiệp trong không gian nhất định do một x0 hội tiến hành, là kết quả của việc phối hợp các yếu tố tự nhiên, x0 hội - văn hóa, kinh tế và kỹ thuật (Nguyễn Duy Tính, 1995) [43]

Theo Đào Thế Tuấn (1988) [52], HTNN về thực chất là sự thống nhất của hai hệ thống:

(1) Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) là một bộ phận của hệ sinh thái tự nhiên bao gồm các vật sống trao đổi năng lượng, vật chất và thông tin với ngoại cảnh tạo nên năng suất sơ cấp (trồng trọt) và thứ cấp (chăn nuôi) của hệ sinh thái

(2) Hệ kinh tế - x0 hội, chủ yếu là hoạt động của con người trong sản xuất để tạo ra của cải vật chất của toàn x0 hội

* Hệ thống canh tác (HTCT) là một hệ thống độc lập, ổn định giữa

các hoạt động sản xuất phù hợp với các điều kiện tự nhiên, kinh tế - x0 hội, nhằm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu của nông hộ Do đó, khi xem xét,

đánh giá một hệ thống canh tác tại một vùng nào đó có phù hợp hay không, chúng ta phải đánh giá chúng trong mối quan hệ với các điều kiện tự nhiên, kinh tế - x0 hội của vùng đó Như vậy, hệ thống canh tác là một tổ hợp sản xuất (bao gồm nhiều ngành nghề có mối quan hệ mật thiết với nhau) Cấu trúc của hệ thống canh tác không phải là phép cộng đơn giản các yếu tố, các

đối tượng mà là sự kết hợp hữu cơ giữa các yếu tố, các đối tượng, chúng có tác động qua lại với nhau và có mối quan hệ ràng buộc với môi trường (Đào Thế Tuấn, 1997) [53]

Theo Nguyễn Duy Tính, 1995 [43], thực chất HTCT đồng nhất với khái niệm hệ thống nông nghiệp, HTCT dùng nhiều trong các nước nói tiếng Anh, HTNN dùng nhiều trong hệ thống nông nghiệp của Pháp Các khái niệm về HTCT cũng như HTNN là một phương thức khai thác môi trường trong một không gian và thời gian nhất định nhằm thoả m0n nhu cầu của con người và đảm bảo phát triển bền vững

* Hệ thống trồng trọt (HTTT) là hệ thống con và là trung tâm của HTCT, cấu trúc của nó quyết định sự hoạt động của các hệ phụ khác như chăn nuôi, chế biến, ngành nghề Nghiên cứu hệ thống trồng trọt là một vấn

đề phức tạp vì nó liên quan đến các yếu tố môi trường như đất đai, khí hậu, sâu bệnh, mức đầu tư phân bón, trình độ khoa học nông nghiệp và vấn đề hiệu ứng hệ thống của hệ thống cây trồng Tuy nhiên, tất cả nghiên cứu trên

đều nhằm mục đích sử dụng có hiệu quả đất đai và nâng cao năng suất cây trồng Như vậy, đặc điểm chung nhất của HTCT là bao gồm nhiều hệ thống trồng trọt, chăn nuôi, chế biến tiếp thị, quản lý kinh tế, được bố trí một cách

có hệ thống, ổn định, phù hợp với mục tiêu của từng nông trại hay tiểu vùng nông nghiệp (Nguyễn Duy Tính,1995, [43])

* Hệ thống cây trồng: Hệ thống cây trồng (HTCTr) là thành phần các

loại cây được bố trí trong không gian và thời gian của một vùng sinh thái nông nghiệp, nhằm tận dụng hợp lý các tài nguyên kinh tế - x0 hội (Đào Thế Tuấn, 1984) [48]

Theo Zandstra và ctv (1981), [73] HTCT là hoạt động sản xuất cây trồng trong nông trại bao gồm tất cả các hợp phần cần có để sản xuất một tổ hợp các cây trồng và mối quan hệ giữa chúng với môi trường Các hợp phần này bao gồm tất cả các yếu tố vật lý, sinh học, kỹ thuật, lao động và quản lý

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

môi trường điều

kiện tự nhiên,

kinh tế x- hội

Năng suất, chất lượng, giá cả

2.1.2 Khái niệm về hệ thống cây trồng

Theo Đào Thế Tuấn, (1984) [48], HTCTr là thành phần các giống và loài cây được bố trí trong không gian và thời gian của hệ sinh thái nông nghiệp nhằm tận dụng hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế, x0 hội Theo tác giả, cơ cấu cây trồng (CCCT) là nội dung chính của hệ thống cây trồng Bố trí cây trồng hợp lý

là biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm sắp xếp lại hoạt động của hệ sinh thái Một CCCT hợp lý chỉ khi nó lợi dụng tốt nhất các điều kiện khí hậu và né tránh thiên tai, lợi dụng các đặc tính sinh học của cây trồng, tránh sâu bệnh, cỏ dại, đảm bảo sản lượng cao và tỷ lệ hàng hoá lớn, đảm bảo phát triển tốt chăn nuôi và các ngành kinh tế hỗ trợ, sử dụng hợp lý lao động, vật tư, phương tiện

Do đặc tính sinh học của cây trồng và môi trường luôn biến đổi nên HTCT mang đặc tính động Vì vậy nghiên cứu HTCT không thể dừng lại ở một không gian và thời gian rồi kết thúc mà là việc làm thường xuyên để tìm ra xu thế phát triển, yếu tố hạn chế và những giải pháp khắc phục để chuyển đổi HTCT nhằm mục đích khai thác ngày càng có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, tăng hiệu quả kinh tế - x0 hội phục vụ cuộc sống con người (Đào Thế Tuấn, 1984) [48]

Hoàn thiện hệ thống hoặc phát triển HTCT mới, trên thực tế là sự tổ hợp lại các công thức luân canh, tổ hợp lại các thành phần cây trồng và giống cây trồng,

đảm bảo các thành phần trong hệ thống có mối quan hệ tương tác với nhau, thúc

đẩy lẫn nhau, nhằm khai thác tốt nhất lợi thế về điều kiện đất đai, tạo cho hệ thống

có sức sản xuất cao, bảo vệ môi trường sinh thái (Lê Duy Thước, 1991) [42]

Nghiên cứu để xây dựng một hệ thống mới đòi hỏi một trình độ cao hơn, trong đó cần có sự tính toán cân đối kỹ càng, tổ chức sắp xếp sao cho mỗi

bộ phận của hệ thống dự kiến nằm đúng vị trí trong mối quan hệ tương tác của các phần tử trong hệ thống, có thứ tự ưu tiên để đạt được mục tiêu của hệ thống một cách tốt nhất (Đào Châu Thu, 2004) [40]

Để có kế hoạch sản xuất của một vùng hay một đơn vị sản xuất, việc

đầu tiên phải đề cập đến là loại cây, diện tích, loại giống, loại đất, số vụ trong năm, để cuối cùng có một tổng sản lượng cao nhất trong điều kiện tự nhiên và x0 hội nhất định có trước (Phùng Đăng Chinh, Lý Nhạc, 1987) [28]

2.1.3 Cơ sở khoa học xác định hệ thống cây trồng

Hệ thống cây trồng là thành phần, tỷ lệ các loại và giống cây trồng được

bố trí theo không gian và thời gian trong một hệ thống sinh thái nông nghiệp, nhằm tận dụng hợp lý nhất nguồn lợi tự nhiên, kinh tế x0 hội của nó Bố trí cây trồng hợp lý là biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm sắp xếp lại các hoạt động của

hệ sinh thái khi nó lợi dụng tốt nhất điều kiện khí hậu nhưng lại né tránh được thiên tai Lợi dụng đặc tính sinh học của cây trồng, tránh sâu bệnh và cỏ dại, đảm bảo sản lượng cao và tỷ lệ hàng hoá lớn ( Dẫn theo Lê Hưng Quốc, 1994) [31]

Việc xác định hệ thống cây trồng cho một vùng, một khu vực sản xuất nhằm đảm bảo hiệu quả kinh tế, ngoài ra còn phải giải quyết tốt mối quan hệ giữa cây trồng và điều kiện khí hậu, đất đai, quần thể sinh vật, tập quán canh tác, phương hướng sản xuất của vùng Phương hướng sản xuất quyết định cơ cấu cây trồng, ngược lại cơ cấu cây trồng là cơ sở hợp lý nhất

để xác định phương hướng sản xuất của khu vực đó Vì vậy, bố trí hệ thống cây trồng có cơ sở khoa học sẽ có ý nghĩa quan trọng giúp các nhà quản lý

có cơ sở để xác định phương hướng sản xuất một cách đứng đắn (Đào Thế Tuấn, 1984) [48]

Nghiên cứu mới đây về hệ thống cây trồng của các tác giả (Tôn Thất Chiểu 1993; Đường Hồng Dật 1993,1996; Ngô Thế Dân 1993; Bùi Huy Đáp 1977); Lâm Công Định, 1989; Đào Thế Tuấn 1997) [4], [6] [7], [5], [8], [16], [53] đ0 chứng minh được mối quan hệ giữa cây trồng với các yếu tố tự nhiên

đó, yếu tố khí hậu tác động mạnh mẽ nhất đến cây trồng và hệ thống cây trồng

- ánh sáng và hệ thống cây trồng:

ánh sáng cung cấp năng lượng cho quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ, năng suất cây trồng và sản lượng thu hoạch Trong hệ thống cây trồng

để tận dụng nguồn ánh sáng và cường độ ánh sáng trong các vùng cần tăng vụ

để cây trồng quang hợp quanh năm ánh sáng giai đoạn cuối của chu kỳ sinh trưởng quyết định năng suất cây trồng

- Lượng mưa và hệ thống cây trồng:

Nước mưa cung cấp phần lớn lượng nước cần của cây, đặc biệt với

những vùng khô hạn, cây sống chủ yếu bằng nước mưa Mưa còn ảnh hưởng

đến hệ thống canh tác như làm đất, bón phân, thu hoạch Vì vậy phải xây dựng

hệ thống cây trồng với mục đích:

+ Tận dụng lượng nước mưa

+ Tăng cường dự trữ nước mưa vào đất

+ Bố trí loại cây trồng, giống cây trồng chịu được điều kiện không thuận lợi về nước mưa như cây chống chịu hạn trong mùa khô, cây chống chịu úng trong mùa mưa

- Độ ẩm không khí và cơ cấu cây trồng:

Độ ẩm có liên quan đến sinh trưởng và năng suất cây trồng, độ ẩm quá cao sự thoát hơi nước của cây trồng khó khăn, độ mở của khí khổng thu hẹp lại, lượng CO2 xâm nhập vào cây giảm xuống dẫn đến làm giảm cường độ, giảm chất khô tích lũy, do đó giảm năng suất cây trồng Độ ẩm không khí cao còn tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều nấm bệnh và sâu hại phát triển, độ ẩm không khí thấp trong thời kỳ chín làm tăng phẩm chất sản phẩm như mía, thuốc lá, cây lấy sợi, cây ăn quả Ngược lại một số cây trồng thích hợp với độ

ẩm không khí cao như cải bắp, su hào, xà nách,… là những loại rau hoặc cây thu hoạch sản phẩm chất xanh, nhu cầu nước cao và nếu lượng nước trong sản phẩm giảm thì phẩm chất giảm [19]

Căn cứ vào diễn biến độ ẩm trong năm, tác giả Bùi Huy Đáp đ0 nghiên cứu và phân loại cây trồng phía Bắc thành 2 loại:

+ Loại nửa đầu đông - các cây trồng thích hợp với độ ẩm không khí thấp như khoai tây, cà chua, tỏi, đậu tương

+ Loại nửa cuối đông - các cây trồng thích hợp với độ ẩm không khí cao như cải bắp, su hào, rau xanh các loại

* Đất đai và hệ thống cây trồng

Đất đai là nguồn lợi tự nhiên cung cấp năng lượng và vật chất cho cây trồng và con người, đất đai là tư liệu sản xuất đặc biệt trong sản xuất nông

nghiệp Đất và khí hậu hợp thành phức hệ tác động vào cây trồng Do vậy, cần phải nắm được đặc điểm mối quan hệ giữa cây trồng và đất thì mới xác định

được cơ cấu cây trồng hợp lý

- Địa hình là yếu tố phức tạp ảnh hưởng đến nhiều yếu tố khác như đặc

điểm khí hậu thời tiết

Vùng đồng bằng địa hình ảnh hưởng đến chế độ nước của đất và tuỳ theo chế độ nước mà bố trí loại cây trồng hoặc giống cây trồng cho thích hợp

Vùng đất dốc thì độ dốc và hướng dốc là yếu tố quan trọng, chúng có quan hệ với chế độ nước và xói mòn đất Vì vậy, vùng đất dốc phải xây dựng

hệ thống cây trồng chống được xói mòn, bảo vệ đất

- Thành phần cơ giới đất: thành phần cơ giới đất ảnh hưởng đến chế độ nước, chế độ không khí, nhiệt và dinh dưỡng trong đất Đất nhẹ thoáng khí, dễ thoát nước nhưng giữ nước kém, dinh dưỡng thấp Đất nhẹ dễ làm đất, phù hợp với cây trồng cạn đặc biệt cây có củ như khoai lang, khoai tây, sắn, Đất có thành phần cơ giới nặng thoát nước chậm, hay bị úng, yếm khí nhưng hàm lượng dinh dưỡng cao Một số cây trồng thích hợp với loại đất này như lúa, bí, mướp

- Độ chua và độ mặn: độ chua mặn của đất ảnh hưởng rất mạnh đến sinh trưởng phát triển của cây Đa số các loại cây thích hợp đất trung tính, ít hoặc không mặn Năng suất ngô giảm 50% khi trồng trên đất có pH = 4,4 với độ no nhôm 2,5 lđl/100g đất Còn với đậu tương năng suất cũng giảm 50% khi trồng trên đất có pH = 5 với độ no nhôm 0,5 lđl/100g đất Một số cây trồng hoặc giống cây trồng có thể chịu được đất chua, chua mặn hoặc mặn

- Độ phì của đất: độ phì của đất càng cao thì năng suất cây trồng càng cao, song cũng có loại cây hoặc giống cây có thể gieo trồng trên đất xấu

* Cây trồng và hệ thống cây trồng

Cây trồng là thành phần chủ yếu của hệ thống cây trồng Việc xây dựng

hệ thống cây trồng hợp lý là chọn loại cây và giống cây trồng để lợi dụng tốt nhất các điều kiện khí hậu, đất đai, kinh tế - x0 hội Việc tìm ra các giống cây

trồng thích hợp có năng suất cao, có giá trị lớn chính là trực tiếp làm tăng tính hợp lý của hệ thống cây trồng Với các tiến bộ khoa học kỹ thuật chọn tạo và nhập nội giống như hiện nay giúp chúng ta có những bộ cây giống, cây trồng quý với các đặc tính như năng suất cao, chất lượng tốt, phạm vi thích ứng rộng, chống chịu được nhiều loại sâu bệnh

Với cây trồng con người có thể thay đổi, song phải trên cơ sở hiểu biết cây trồng về đặc điểm sinh học, yêu cầu của cây trồng, khả năng thích ứng và khả năng chống chịu của chúng

* Quần thể sinh vật và hệ thống cây trồng

Trong hệ sinh thái nông nghiệp ngoài thành phần chính là cây trồng còn

có các thành phần khác như cỏ dại, sâu bệnh, các vi sinh vật, các động vật các thành phần chính này cùng với cây trồng tạo nên một quần thể sinh vật, chúng chi phối sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng Theo các tác giả Lý Nhạc và cộng sự (1987) [28] thì khi xây dựng hệ thống cây trồng cần chú ý

đến các mối quan hệ theo nguyên tắc:

- Lợi dụng mối quan hệ tốt giữa các sinh vật với cây trồng

- Khắc phục, phòng tránh hoặc tiêu diệt mầm mống tác hại đối với cây trồng do các vi sinh vật gây nên

Trong quần thể cây trồng, quần thể chủ đạo của hệ thống cây trồng có những đặc điểm chủ yếu sau:

- Mật độ của quần thể do con người quy định trước từ lúc gieo trồng

- Sự sinh sản, tử vong và phát tán không xảy ra một cách tự phát mà chịu sự điều khiển của con người

- Sự phân bố không gian tương đối đồng đều do con người điều khiển

- Độ tuổi của quần thể cũng đồng đều vì có sự tác động của con người Trong hệ thống cây trồng cũng xảy ra sự cạnh tranh cùng loài hoặc khác loài Khi gieo trồng một loại cây trồng thì vấn đề cạnh tranh cùng loài rất quan trọng Cần xác định mật độ gieo trồng và các biện pháp điều chỉnh quần thể để

giảm sự cạnh tranh trong loài Sự cạnh tranh khác loài cũng xảy ra khi ta trồng xen hoặc giữa cây trồng với cỏ dại Vì vậy, khi xây dựng hệ thống cây trồng cần chú ý các vấn đề sau:

- Xác định thành phần cây trồng và giống cây trồng thích hợp với điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

- Bố trí cây trồng theo thời vụ tốt cũng tránh tác hại của cỏ dại, sâu, bệnh Dịch sâu bệnh hại phát triển theo lứa và theo mùa, tác hại của chúng xảy ra nghiêm trọng trong thời kỳ sinh trưởng, phát triển nhất định của cây trồng Do vậy xác định thời vụ tốt cũng có khả năng né tránh được tác hại của sâu bệnh

* Phương thức canh tác và hệ thống cây trồng

Các biện pháp kỹ thuật như làm đất, tưới nước, bón phân, chăm sóc, cải tạo đất, trừ cỏ dại và sâu bệnh, chọn tạo ra giống cây trồng cho năng suất cao, luân canh thời vụ gieo trồng đều được coi là liên quan chặt chẽ đến hệ thống cây trồng

Luân canh là biện pháp kỹ thuật nông nghiệp hoàn chỉnh có tổ chức để hoàn thành mục tiêu sản xuất nông nghiệp ở một vùng, tiểu vùng, khu vực nhất định dựa trên cơ sở lợi dụng tốt nhất các điều kiện tự nhiên và x0 hội của vùng đó Các chế độ canh tác khác nhau như thuỷ lợi, phân bón, nước, đất, thuốc bảo vệ thực vật đều căn cứ vào loại giống cây trồng, trình tự luân phiên cây trồng trong hệ thống luân canh là cần xác định đúng chỗ đứng và khả năng thích nghi của các loại cây trồng

Mối quan hệ giữa các loại cây trồng trong luân canh là quan hệ cây trồng trước với cây trồng sau và ảnh hưởng của chúng trong một cơ cấu cây trồng ở vùng, tiểu vùng sinh thái Điều đó cho thấy trong việc bố trí cơ cấu cây trồng, việc xác định cây trồng trước và sau rất quan trọng, vừa đáp ứng được mức độ sản xuất vừa lợi dụng các điều kiện tốt của tự nhiên giúp cho cây trồng hoàn chỉnh hơn trong hệ thống luân canh

Cây trồng ở mỗi vùng có khả năng thích nghi dần với điều kiện ngoại

cảnh và thường xuyên bị chi phối bởi các quy luật tự nhiên Điều kiện tự nhiên của từng tiểu vùng sinh thái đều có những nét đặc thù, do đó khi đưa ra một loại cây trồng mới vào để thay đổi cơ cấu cây trồng và cải tiến hệ thống cây trồng cần phải chú ý đến tính chất này

Như vậy, theo quan điểm sinh thái cây trồng, không có loại cây trồng nào có khả năng sử dụng hết tài nguyên thiên nhiên ở một vùng nông nghiệp

Đó là nhận thức khoa học rất cơ bản khi đánh giá về tiềm năng của từng vùng

và ngày càng được nhiều nhà khoa học nông nghiệp đi sâu nghiên cứu về hệ thống cây trồng Một trong những biện pháp kinh tế kỹ thuật nhằm tận dụng các nguồn lợi tự nhiên và kinh tế, x0 hội là bố trí hệ thống cây trồng hợp lý cho một vùng hay một đơn vị sản xuất nông nghiệp (Petrop, 1984; Đào Thế Tuấn, 1984) [63], [48]

2.2 Tình hình nghiên cứu về hệ thống cây trồng trong nước và ngoài nước 2.2.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

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 đ0 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 r0i 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 (Lý Nhạc và các cộng sự, 1987)

[28], (Bùi Huy Đáp 1996) [13]

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 đ0 thực sự nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp (Phạm Chí Thành và cộng sự, 1996) [38] 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 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 đ0 tạo ra những điểm đột phá thắng lợi ở Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp và tiếp theo là các nước Châu Âu khác (Bùi Huy Đáp) [12]

Vào những năm 60 của thế kỷ XX, các nhà sinh lý thực vật đ0 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

đ0 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 đ0 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

A.A Gomez, H.G Zandstra (1982) [60] khẳng định xen canh gối vụ có tác dụng tăng tổng sản lượng của các cây trồng cạn, đ0 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 đ0 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 đ0 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 đ0 chọn đ0 hệ thống cây trồng theo hướng đa dạng hoá và trồng nhiều tầng đ0 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) [41]

Tại Banuma có mùa khô ngắn, mùa mưa (ẩm ướt) dài, hai đỉnh thu hoạch lúa đ0 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, Trần Đức, 1993, [15], Bùi Thị Xô, 1994, [59])

ở ấn Độ, chương trình phối hợp nghiên cứu từ năm 1960 đến 1972 lấy hệ thống luân canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng chiến lược phát triển nông

nghiệp đưa ra kết luận: hệ thống cây trồng ưu tiên cây lương thực chu kỳ một năm 2 vụ ngũ cốc, đưa thêm vào một vụ đậu đỗ đ0 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 bảo đảm lợi ích của người nông dân (Hoàng Văn Đức, 1980) [17]

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 qúa 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 rưỡi, 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 (Tejwani V.L - Chun K.Lai Indonesia, 1992) [68] Theo tài liệu khác cho thấy ở Thái Lan, bằng việc chuyển vụ lúa xuân sang trồng đậu tương trong hệ thống lúa xuân - lúa mùa hiệu quả thấp do độc canh và thiếu nước tưới đ0 làm tăng hiệu quả kinh tế lên gấp đôi, đồng thời độ phì cũng được tăng lên (Dẫn theo Nguyễn Hữu Tề, 2003) [36] Mô hình sử dụng hợp lý đất dốc đ0 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 đ0 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 (theo Janet) (Dẫn theo Trần

Đức Viên, 1998) [56]

Đài Loan là một nước có diện tích đất sản xuất nông nghiệp rất thấp nhưng do cải tiến các biện pháp kỹ thuật, thực hiện các chính sách khuyến khích nên đ0 tạo cho nông nghiệp những bước phát triển vượt bậc, không những cung cấp dồi dào lương thực mà còn chuyển vốn cho các ngành khác

đóng góp rất lớn cho công cuộc đẩy mạnh công nghiệp hoá và thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển Đài Loan thực hiện rộng r0i và áp dụng kinh doanh cần nhiều sức lao động và kinh tế vi sinh để nâng cao sản lượng cây trồng, nâng cao khả năng canh tác của đất đai, nhập thêm nhiều giống cây trồng mới có giá trị kinh tế cao Những biện pháp đó đ0 giúp Đài Loan chuyển sang nền nông nghiệp hàng hoá và xuất khẩu nhiều nông sản, đồng thời có

điều kiện đầu tư phát triển sản xuất nông nghiệp ở một số nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam Đài Loan đ0 thành công trong việc nghiên cứu cây màu chịu bóng để trồng xen trong mía Các giống cây màu chịu hạn trồng vào mùa khô để tăng vụ sau khi thu hoạch lúa mùa Để phát triển nông nghiệp nông thôn, Đài Loan đ0 tiến hành cải cách ruộng đất, cải tiến kỹ thuật phát triển nông nghiệp, thúc đẩy kiến thiết nông thôn Cơ cấu sản xuất nông nghiệp cũng chuyển dịch theo hướng phù hợp với yêu cầu của công nghiệp hoá, giảm

tỷ trọng ngành trồng trọt từ 71,9% (năm 1952) xuống 47,1% (năm 1981), tăng giá trị sản lượng công nghiệp từ 15,6% lên 19,5% [30]

ở Đài Loan, hệ thống canh tác được thực hiện trên cơ sở hệ thống canh tác thâm canh ngắn, xen giữa lúa và rau lúa, với công thức luân canh: lúa - lúa

- rau hoặc đậu tương; lúa - rau - lúa hoặc đậu tương; lúa - dưa vàng - cải dầu

ở Trung Quốc đ0 xây dựng được hệ thống cây trồng hợp lý trên các đất hai vụ lúa và một vụ lúa mỳ hoặc khoai tây, cải, đậu Hà Lan Trên các vùng đất lúa một vụ hệ thống cây trồng thường là một vụ lúa và một vụ cây trồng cạn (Triệu Quốc Kỳ, 1992) [23]

ở những khu vực đất bằng, nông dân châu á đ0 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) [18]

Hiện nay, xu hướng trong nghiên cứu các nhà khoa học nông nghiệp tập trung nghiên cứu, cải tiến hệ thống cây trồng trên các vùng đất bằng cách đưa thêm một số loại cây trồng mới vào hệ thống canh tác nhằm tăng sản lượng nông sản trên một đơn vị diện tích canh tác Cải tiến cơ cấu cây trồng theo hướng kết hợp hiệu quả kinh tế - x0 hội với bảo vệ môi trường nhằm xây dựng nền nông nghiệp sinh thái phát triển bền vững (Nguyễn Duy Tính, 1995) [43] 2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Nền nông nghiệp nước ta từ những thời kỳ xa xưa cũng đ0 có một hệ thống cây trồng khá phong phú và được phát sinh từ rất sớm với lịch sử dân tộc Cùng với lúa nước là loại cây lương thực chủ yếu trong cơ cấu cây trồng di thực từ phương Bắc xuống hoặc từ phương Nam lên, đặc biệt là từ khi Chủ nghĩa tư bản Châu Âu bắt đầu bành trướng và xâm lược vào các nước phương

Đông, thì số lượng các loại cây trồng mới từ các lục địa khác đem vào nước ta ngày càng nhiều và đ0 làm cho hệ thống cây trồng ở một số vùng thay đổi

đến mối quan hệ chặt chẽ giữa điều kiện tự nhiên (Đất, nước, khí hậu) với đặc

điểm sinh lý của từng cá thể cây trồng trong quần thể, không thể tách rời các yếu tố kinh tế - x0 hội

Từ những năm 60 của thế kỷ 20, khi mà năng suất lúa chiêm bình quân toàn miền Bắc chỉ đạt 13,61 tạ/ha, các nhà khoa học đ0 dày công nghiên cứu

đưa vụ lúa xuân trở thành vụ sản xuất chính, thay thế dần cho vụ lúa chiêm Một hệ thống gieo cấy lúa xuân tương đối hoàn chỉnh đ0 được xây dựng từ vụ xuân 1968 ở huyện Hải Hậu - Nam Định với 100% diện tích lúa xuân Đến năm 1971, diện tích cấy lúa xuân ở đồng bằng Sông Hồng vượt lúa chiêm, đ0

tạo ra năng suất bình quân 31,9 tạ/ha Vào năm 1985 tỉnh Thái Bình đạt 52 tạ/ha… Sự nhảy vọt về năng suất là kết quả của vụ lúa xuân với các giống lúa năng suất cao… Cùng với vụ lúa xuân là sự ra đời của vụ đông với các giống cây trồng có nguồn gốc ôn đới như bắp cải, xu hào, khoai tây, cà chua…với công thức luân canh Lúa xuân - Lúa mùa - Cây vụ đông hoặc Màu xuân - Lúa mùa - Cây vụ đông (Bùi Huy Đáp, 1977) [8]; (Bùi Huy Đáp, 1982) [10] Sự ra

đời của các giống lúa cảm ôn ngắn ngày như CN2, CR203 thay thế dần các giống lúa cảm quang cấy trong vụ mùa, đ0 hình thành vụ đông với các cây trồng chịu lạnh như ngô, đậu tương…đ0 góp phần tăng hiệu quả sử dụng đất như hiện nay Bùi Huy Đáp, (1977) [8] cho rằng: Hệ thống Màu đông - Màu xuân - Lúa mùa là chế độ canh tác khai thác triệt để tiềm lực của các loại đất cao trồng lúa mùa nhờ nước trời Trên đất chuyên màu ở ven sông, hệ thống cây trồng có hiệu quả ngay sau khi nước rút là trồng ngô thu đông (hoặc rau

đậu sớm) sau đó trồng ngô xuân hoặc đậu tương, đậu xanh.Cây vụ đông có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đất trong hệ thống luân canh trên đất bạc màu

ở miền Bắc Việt Nam Bởi vì trong điều kiện khô hạn, đất màu bị thoái hóa nhanh nhất, đồng thời chất hữu cơ bị phân giải mạnh Nhờ có vụ đông mà đất trồng được che phủ trong suốt thời kỳ khí hậu khô hạn, cây vụ đông làm tăng

độ ẩm đất lên 30 - 50% so với đất không trồng cây vụ đông Đất bạc màu có trồng cây vụ đông đều làm tăng năng suất cây trồng vụ sau một cách rõ rệt Bùi Huy Đáp (1977) [8]; Nguyễn Hữu Tề, Đoàn Văn Điếm (1995) [34]

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 hệ thống cây trồng cụ thể cho vùng đồng bằng Sông Hồng trên đất 2 vụ lúa chủ động nước:

+ Lúa mùa - Màu vụ đông (Ngô, khoai tây, khoai lang) - Lúa xuân + Lúa mùa - Rau vụ đông (Cà chua, xu hào, bắp cải) - Lúa xuân

Trên đất 2 lúa thấp ngập nước:

+ Lúa mùa - Bèo dâu - Lúa xuân

+ Lúa mùa - Bèo dâu - Lúa xuân - Điền thanh

Chế độ canh tác trên từng bước được mở rộng ở châu thổ Sông Hồng và các vùng khác của cả nước, đ0 tạo chuyển biến rõ nét về sản xuất lương thực, thực phẩm ở nước ta (Đào Thế Tuấn, 1987) [51] Một số tác giả đề xuất 3 loại hình luân canh tăng vụ ở nước ta là: (1) luân canh giữa các cây trồng cạn với nhau; (2) luân canh giữa cây trồng cạn với cây trồng nước; (3) luân canh giữa các cây trồng nước với nhau

Những năm gần đây, các nhà khoa học nước ta đ0 tạo ra nhiều giống cây trồng mới, thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chống chịu khá với

điều kiện ngoại cảnh bất thuận, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí hệ thống cây trồng hợp lý

Võ Minh Kha và cộng sự (1996) [21] đ0 đánh giá tiềm năng sản xuất 3

vụ trên đất phù sa sông Hồng, địa hình cao không được bồi đắp hàng năm có đủ

điều kiện về tài nguyên đất, nhân lực có thể áp dụng hệ thống 3 - 4 vụ cây ngắn ngày một năm Đưa hệ số sử dụng đất từ 2,4 lên 2,49 hoặc 2,6 lần Còn Tạ Minh Sơn (1996) [33] đ0 điều tra đánh giá hệ thống cây trồng trên các nhóm đất khác nhau ở Đồng bằng sông Hồng kết luận: các hệ thống cây trồng 3 - 4 vụ/năm bằng các loại cây rau cao cấp đạt giá trị cao nhất (trên 60 triệu đồng/ha/năm) Hiện nay, những hệ thống cây trồng có giá trị thu nhập cao là các hệ thống trên

đất chuyên màu, đất 2 màu - 1 lúa và đất 2 lúa - 1 màu

Tác giả Lê Hưng Quốc, 1994 [31] đ0 xác định được hệ thống cây trồng thích hợp, tiến bộ, cần nhiều lao động, có hiệu quả cao gấp đôi hệ thống cũ, cơ

sở cho việc làm giàu, làm sạch và bảo vệ môi trường sinh thái dựa trên 3 cơ sở: giống cây trồng, tăng vụ, đổi mới công nghệ sản xuất cũng như chế biến Tác giả cũng đ0 đề xuất các giải pháp sử dụng đất có hiệu quả và hoàn thiện cơ cấu cây trồng, cơ cấu sản xuất trong nông nghiệp

Theo tác giả Trần Đình Long (1997) [25] 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

Những năm gần đây, khi nhận thấy mặt trái của cách mạng xanh và đặc biệt là vấn đề bức xúc về môi trường, các nhà khoa học Việt Nam đ0 chú ý đến

hệ thống cây trồng phù hợp với điều kiện sinh thái cụ thể Trần Đức Viên (1998) [56] cho rằng trên các vùng trũng đồng bằng Sông Hồng có điều kiện tưới tiêu, việc chọn ra các giống lúa thích hợp góp phần tăng năng suất lên 30% Trên đất trũng khó tiêu nước, biện pháp khai thác tối ưu là tập trung thâm canh

vụ lúa xuân và nuôi cá trong mô hình Lúa - Cá, thay cho mô hình 2 vụ lúa

Đối với vùng đất cát ven biển, cần thiết phải lập các dải rừng phòng hộ trên các bờ cát bao quanh Đồng thời phải có các biện pháp xen canh, gối vụ các cây trồng như lạc, đậu tương, vừng…trong đó quan trọng nhất là các cây

họ đậu để tạo nguồn hữu cơ bổ sung cho đất (Vũ Biệt Linh, Nguyễn Ngọc Bình 1995) [24]

Tóm lại: ở Việt Nam mỗi một khu vực có điều kiện sinh thái, đất đai, khí hậu khác nhau, do vậy các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học ở mỗi khu vực cho các kết quả khác nhau, cơ cấu cây trồng, hệ thống nông nghiệp được xây dựng ở mỗi vùng là khác nhau

2.3 ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đối với hệ thống cây trồng

2.3.1 Đánh giá điều kiện khí hậu trên thế giới

Những nghiên cứu gần đây về đánh giá ảnh hưởng của điều kiện thời tiết khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp phải kể đến một số công trình của các tác giả thuộc Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Quốc tế (FAO)

Đánh giá năng suất cây trồng trước khi thu hoạch là một vấn đề có ý

nghĩa trong việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật canh tác để nâng cao năng suất Vấn đề này đ0 được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới

Vấn đề nghiên cứu đánh giá năng suất, sản lượng cây trồng theo quan

điểm khí tượng nông nghiệp đá được tiến hành từ những năm 1950 Các thông

số cơ bản được chú ý trong các mô hình tính toán năng suất là bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, lượng mưa và ẩm độ đất…ở Liên Xô (cũ) ngay từ những năm 1964, Trung tâm dự báo Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia đ0 tiến hành đánh giá năng suất cho một vùng, một số tỉnh đối với những cây trồng chính Hầu hết các công trình của các tác giả nêu trên đều dựa vào hàm tương quan nhiều biến giữa năng suất cây trồng và các nhân tố khí tượng [62], [65], [71] Mấy năm gần đây nhiều tác giả Nga như Kon- stan- ti- nov A.R, Xi- ro- ten- co O.A, Po- le- voi A.N, Tooming đ0 mở rộng nhiều hướng nghiên cứu hoàn thiện các mô hình toán học "Thời tiết - Cây trồng" và những mô hình dự báo năng suất dài hạn cho các cây trồng trên [61] , [64], [69]

ở Mỹ và Canada, Tomson và một số tác giả khác đ0 nghiên cứu mô hình tính toán năng suất ngô và xây dựng đường xu thế năng suất theo sự biến

động các nhân tố khí tượng chủ đạo ở một số bang, mang lại tính công nghệ cao.Với sự hỗ trợ của phép phân tích hồi quy, các tác giả đ0 đưa ra những phương trình phi tuyến tính để dự báo năng suất với độ chính xác khá cao [70]

ở Hà Lan, Vandejak, Brower Vite đ0 tính năng suất thực tế, năng suất tiềm năng cuả cây trồng trên cơ sở số liệu bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí ban ngày, ban đêm, chất dinh dưỡng khoáng và ẩm độ đất …[57]

Bawman và Vecber đ0 xác lập mô hình tính toán năng suất trên cơ sở phân tích hồi quy với 6 yếu tố khí tượng chủ đạo đó là nhiệt độ trung bình, lượng mưa vụ đông, lượng mưa tuần III tháng 3, tuần III tháng 4, lượng mưa tháng 4, hiệu số nhiệt độ so với chuẩn của tháng 7 ở Đức [57]

ở các nứơc Châu á, những công trình nghiên cứu dự báo năng suất cây

trồng có thể kể đến các công trình của các tác giả Nhật Bản và ấn Độ

Nhật Bản, Satô đ0 đưa ra phương trình tương quan giữa năng suất với nhiệt độ và số giờ nắng để dự báo năng suất cây trồng Khan- Niu (1965) cũng

đưa ra mô hình tương tự để tính năng suất, song tác giả có phân tích chi tiết hơn và xây dựng mối quan hệ hàm giữa năng suất với tổng số giờ nắng 40 ngày sau thời kỳ mấu chốt và nhiệt độ trung bình của không khí trong thời kỳ

đó [46] Nhìn chung các tác giả Nhật Bản đều sử dụng những mô hình thực nghiệm để tính toán dự báo năng suất mà cơ sở là bức xạ mặt trời, nhiệt độ ở thời kỳ mấu chốt của cây trồng Hầu hết các vùng trồng trọt quan trọng của Nhật Bản đều đ0 áp dụng phương pháp dự báo năng suất cây trồng [46]

ở ấn Độ những công trình của Kim (1980), Malich (1970), Xacker (1964), ramaneut và Beznati (1986) đ0 đưa ra mô hình tính toán năng suất ngô và khoai tây trên cơ sở phân bố lượng mưa và nhiệt độ ở các giai đoạn phát dục khác nhau [62]

2.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện khí hậu ở Việt Nam

ở nước ta trong những năm gần đây, việc đánh giá ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp đ0 được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Trong đề tài “ Đánh giá tác động của điều kiện khí hậu nông nghiệp đối với sản xuất lương thực ( lúa, ngô) ở địa bản Hà Nội” các tác giả

Đoàn Văn Điếm và cộng sự (2000) đ0 đi sâu nghiên cứu năng suất thực thu, năng suất xu thế và thành phần năng suất do tác động của các yếu tố khí hậu

đối với cây trồng [14] Những nghiên cứu về mối quan hệ định lượng giữa năng suất với các nhân tố khí tượng dựa vào phép phân tích hồi quy trên cơ sở những số liệu thực nghiệm nông nghiệp và số liệu quan trắc của trạm khí tượng đ0 được Viện Khí tượng Thuỷ văn tiến hành đối với ngô và khoai tây [57] Tuy nhiên những kết quả đó chưa mang lại ý nghĩa mong muốn và khó ứng dụng vào thực tiễn sản xuất Các kết quả nghiên cứu này đ0 bước đầu

khảo sát những quy luật về mối quan hệ giữa năng suất cây trồng với các yếu

tố khí tượng Hầu hết những công trình nghiên cứu khác trong nông nghiệp chỉ

đi sâu vào lĩnh vực như giống, chế độ phân bón, kỹ thuật canh tác hoạc các quá trình sinh lý của ruộng cao sản Vấn đề đánh giá điều kiện hình thành năng suất tiến tới dự báo năng suất cây trồng và đưa ra các giải pháp kỹ thuật tác động tích cực tới năng suất còn chưa được quan tâm thoả đáng

Từ năm 1995, vấn đề dự báo năng suất lúa cho các tỉnh đồng bằng Bắc

Bộ và Bắc Trung Bộ đ0 được Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Nông nghiệp (Viện Khí tượng Thuỷ văn) tiến hành Về cơ bản, những nghiên cứu này đ0 ứng dụng mô hình thống kê, phân tích hồi quy từng bước và sàng lọc để chọn những mối tương quan chặt chẽ nhất để dự báo năng suất lúa Tuy nhiên các phương trình nêu trên còn khá cồng kềnh và độ chính xác thấp vì số liệu ban

Tác giả Nguyễn Văn Viết và một số tác giả cho rằng, vào thời kỳ trỗ bông, nếu gặp nhiệt độ nhỏ hơn 150C các giống lúa mùa rất khó trỗ bông, sau trỗ gặp nhiệt độ thấp kéo dài hạt lúa không vào chắc được làm tăng tỷ lệ lép,

lửng Trong thời kỳ lúa trỗ - chín, nhiệt độ trung bình ngày 24- 260C, số giờ nắng càng nhiều, lượng mưa 200-300 mm là điều kiện tốt để cây lúa hình thành và cho năng suất cao [58]

Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao, Hà Công Vượng cho rằng, biên độ nhiệt giữa ban ngày và ban đêm có ảnh hưởng rất lớn đến việc tích luỹ chất hữu cơ vào hạt trong thời kỳ làm hạt của lúa Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp thì sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ ngày, đêm sẽ thuận lợi cho lúa làm hạt và

đạt năng suất cao [35]

Ngô là cây ưa nóng, nhiệt độ yêu cầu từ khi trồng đến khi ra hoa thích hợp vào khoảng 18,3oC, nhiệt độ dưới 12,8oC năng suất giảm, nhiệt độ tôí thiêủ là 9 - 10oC ở miền Bắc Việt Nam tổng nhiệt độ bình quân ngày đêm cần cho sự phát dục bình thường của một giống ngô chín sớm là 1.800- 2.0000C, giống ngô chín trung bình và muộn là 2.200 - 2.6000C.[26]

Nhiều tác giả như Luyện Hữu Chỉ, Trần Hồng Uy, Trương Đích, Cao

Đắc Điểm đều thống nhất quan điểm các giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau có nhu cầu tổng nhiệt độ khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống của mình

Theo Văn Tất Tuyên (1995) cho rằng yêu cầu nhiệt độ tối thấp ở các giai đoạn phát dục của cây ngô là khác nhau [54]:

Bảng 2.1 Nhiệt độ tối thấp ở các giai đoạn phát dục của ngô vùng ĐBSH Giai đoạn Tbio-min (0C) Giai đoạn Tbio-min (0C)

kỳ trỗ chỉ để 25% ánh sáng tự nhiên thì tỷ lệ lép lửng tăng lên rất nhiều Trong một ngày cường độ ánh sáng thích hợp nhất đối với quá trình quang hợp của lúa là khoảng 8-11 giờ và 16-18 giờ Trong một năm cường độ ánh sáng thích hợp nhất đối với quá trình quang hợp của lúa là khoảng từ tháng 9 đến tháng

11 và từ tháng 3 đến tháng 4 Vì vậy cần bố trí thời vụ thích hợp, gieo cấy

đúng mật độ để cây sử dụng ánh sáng có hiệu quả, góp phần nâng cao năng suất lúa [9]

Tác giả Đào Thế Tuấn khi nghiên cứu về quang hợp sau trỗ của lúa cho rằng, cường độ ánh sáng 45 ngày cuối trong quá trình sinh trưởng và nhiệt độ thấp trong mùa đông có liên quan chặt chẽ với năng suất lúa Hệ số tương quan giữa nhiệt độ các tháng 12;1; 2 với năng suất là 0,65 và giữa bức xạ 45 ngày cuối với năng suất là 0,866 chứng tỏ mùa đông hơi lạnh, cường độ ánh sáng cao là điều kiện để đạt năng suất cao Thời kỳ lúa trỗ bông, làm hạt để

đảm bảo hình thành nguồn và sức chứa lớn và đạt năng suất cao yêu cầu lượng tổng xạ lớn hơn 500 calo/cm2/ngày[53]

Trong điều kiện khí hậu Việt Nam, vụ trồng ngô càng nhiều nắng càng

có lợi cho sinh trưởng và tạo năng suất Tuy nhiên thời gian trồng ngô trong một vụ ngắn, số giờ chiếu sáng trong ngày ngắn, nên các vụ trồng ngô ở Việt Nam thường nhận được tổng lượng bức xạ thấp hơn so với các vụ ngô vùng ôn

đới Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô Việt Nam thấp Do vậy phải chọn thời vụ gieo trồng để cây ngô nhận được ánh sáng nhiều nhất [44]

- Lượng mưa và độ ẩm không khí

Cây lúa có nhu cầu nước rất cao để tạo năng suất Lượng nước cây cần không phải là một con số ổn định mà thay đổi tuỳ theo điều kiện khí hậu và các thời kỳ sinh trưởng khác nhau

Theo Goutchin, để tạo ra một đơn vị thân lá cây lúa cần 400 - 450 đơn

vị nước, để tạo ra một đơn vị hạt cần 300 - 350 đơn vị nước Yêu cầu lượng

mưa là 900 - 1100 mm cho một vụ lúa nếu hoàn toàn dựa vào nước trời

Theo Phạm Ngọc Toàn, thời kỳ đẻ nhánh của cây hoà thảo nếu không

đủ nước cây sinh trưởng chậm, lá cháy cuộn tròn lại, số nhánh ít, ảnh hưởng

đến số bông do đó lượng nước cung cấp vào thời gian này có ý nghĩa quyết

định đối với sản lượng về sau [45]

Theo nhiều tác giả, thời kỳ cây lúa cần nước nhiều nhất là giai đoạn trỗ bông, phơi màu Nếu thiếu nước vào thời kỳ này sẽ làm giảm năng suất và sản lượng lúa một cách nghiêm trọng, không thể bù đắp được ở giai đoạn sau Sau trỗ bước vào giai đoạn chín, nhu cầu nước của cây giảm dần

Về độ ẩm không khí nhiều tác giả cho rằng, độ ẩm không khí thấp quá trình bốc thoát hơi nước mặt lá lúa tăng nhanh Nếu độ ẩm không khí giảm từ 95% xuống 50% thì cường độ thoát hơi nước tăng 5- 6 lần

Về vấn đề xác định cân bằng nước và nhu cầu nước tưới của cây trồng cạn cũng đ0 được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Theo Hà Học Ngô (1977), suốt thời gian sinh trưởng cây ngô cần độ ẩm đất trong khoảng 70% - 85% Ngoài giới hạn độ ẩm đất này sẽ làm giảm năng suất từ 9% - 32%, nhất

là thiếu ẩm vào thời kỳ 13 - 14 lá Theo Ngô Đức Thiệu (1978) đối với ngô thời kỳ 7 - 8 lá đến thu hoạch độ ẩm đất cần duy trì từ 70% - 80% độ ẩm tối đa

đồng ruộng là thích hợp cho ngô sinh trưởng và phát triển [3]

2.4 Sản xuất nông nghiệp bền vững

Phát triển nông nghiệp bền vững chiếm vị trí quan trọng, nhiều khi có tính quyết định trong sự phát triển chung của x0 hội Phát triển nông nghiệp bền vững là điều hoà các mục tiêu và tạo cơ hội cho việc đạt được kết quả về môi trường, kinh tế và x0 hội vì lợi ích trước mắt và lâu dài Vì thế việc khai thác các nguồn lợi tự nhiên cũng như các biện pháp kỹ thuật áp dụng trong sản xuất nông nghiệp cần phải được chú trọng một cách hợp lý để bảo vệ năng suất cây trồng và môi trường tự nhiên

Theo Lê Viết Ly, Bùi Văn Chính, 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 Điều trở nên thông thường đối với những người nông dân, bền vững là sử dụng những công nghệ và thiết bị vừa mới được phát kiến, những mô hình canh tác tổng hợp mới nhất để giảm giá thành Đó là những công nghệ mới vận dụng những kiến thức sinh thái học để quản lý sản xuất và dịch hại

Theo Lê Văn Khoa 1993 [22], để phát triển nông nghiệp bền vững cũng phải loại bỏ ý nghĩ đơn giản rằng sản xuất nông nghiệp công nghiệp hoá sẽ

đầu tư từ bên ngoài vào Phạm Chí Thành 1993 [37] cho rằng, có 3 điều kiện để tạo ra nền nông nghiệp bền vững đó là công nghệ bảo tồn tài nguyên có sự tham gia của những tổ chức từ bên ngoài và những tổ chức từ địa phương Tác giả cho rằng xu thế phát triển nông nghiệp bền vững được các nước phát triển khởi xướng đ0 trở thành đối tượng để các nước đang phát triển nghiên cứu theo hướng kế thừa, chắt lọc các tinh tuý của các nền nông nghiệp, chứ không chạy theo cái hiện đại mà bác bỏ những cái truyền thống Trong sản xuất nông nghiệp bền vững, vấn đề chọn cây gì, con gì trong một hệ sinh thái không thể áp

đặt theo ý muốn chủ quan mà phải điều tra, nghiên cứu để hiểu biết thiên nhiên Theo Phạm Bình Quyền và cộng sự (1992) [32] trong phát triển nông nghiệp, phải coi nông nghiệp là một hệ thống để tác động vào nó một cách

đồng bộ tích cực, phải xem nông nghiệp là sự đan xen kết hợp giữa ba lĩnh vực: khoa học sinh học; kinh tế - x0 hội và cây trồng, vật nuôi Phải xác định vùng nghiên cứu có môi trường tự nhiên, kinh tế x0 hội như thế nào?, những

điều kiện của vùng như đất đai, lao động, vốn, đầu tư, kinh nghiệm quản lý và những định hướng phát triển kinh tế trong những năm trước mắt và lâu dài như thế nào?

Theo Phạm Chí Thành và cộng sự (1996) [38], xác định và phân tích hệ thống canh tác là một nội dung chính của nghiên cứu hệ thống canh tác, hiện

nay đang tồn tại hai quan điểm về phát triển hệ thống nông nghiệp

(1) Phát triển nông nghiệp theo quan điểm sinh thái, có nghĩa là đặt cây trồng, vật nuôi đúng vị trí của nó trong môi trường (tự nhiên, kinh tế - x0 hội), sao cho đạt năng suất cao, phát triển ổn định, bảo vệ môi trường

(2) Phát triển nông nghiệp theo quan điểm kinh tế thị trường, nghĩa là nông dân tự do kinh doanh, họ lấy lợi ích kinh tế là mục tiêu chính, họ chỉ sản xuất những gì mà khách hàng cần, họ cạnh tranh trong sản xuất và tiền tệ hoá trong quá trình sản xuất

Cả hai xu hướng phát triển trên đều có những ưu và khuyết điểm riêng Tuy nhiên, trong phát triển nông nghiệp cần kết hợp hài hoà giữa phát triển nông nghiệp theo kinh tế thị trường và nông nghiệp sinh thái

Không có ai hiểu biết hệ sinh thái nông nghiệp ở một vùng bằng chính những con người đ0 sinh ra và lớn lên ở đó Vì vậy, xây dựng nền nông nghiệp bền vững cần phải có sự tham gia của nông dân trong vùng nghiên cứu Phát triển bền vững là việc quản lý và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, định hướng thay đổi các công nghệ và thể chế theo một phương thức sao cho đạt đến sự thoả m0n một cách liên tục những nhu cầu của con người thế hệ hôm nay và mai sau [72]

Fetry [72] cho rằng, phát triển bền vững trong lĩnh vực nông nghiệp chính

là sự bảo tồn đất, nước, các nguồn động và thực vật không bị suy thoái, kỹ thuật thích hợp, sinh lợi kinh tế và chấp nhận được về mặt x0 hội FAO đ0 đưa

ra các chỉ tiêu cụ thể trong nông nghiệp bền vững là:

- Thoả m0n nhu cầu lương thực cơ bản của các thế hệ hiện tại và tương lai

thiên nhiên và khả năng tái sản xuất của các tài nguyên tái tạo được mà không phá vỡ bản sắc văn hoá x0 hội của các cộng đồng sống ở nông thôn, hoặc không gây ô nhiễm môi trường

- Giảm thiểu khả năng bị tổn thương trong nông nghiệp, củng cố lòng tin trong nông dân [39]

Năm 1992, thế giới kỷ niệm 20 năm thành lập Chương trình Bảo vệ môi trường của Liên hợp quốc (UNEP), lần đầu tiên hội nghị thượng đỉnh về môi trường và phát triển đ0 họp tại Rio De Janerio, Brazin (gọi tắt là Rio – 92),

định hướng cho các quốc gia, các tổ chức quốc tế chiến lược về môi trường và phát triển bền vững để bước vào thế kỉ 21 [47] Trong bối cảnh đó, quan điểm

sử dụng đất bền vững đ0 được triển khai trên thế giới

Theo Smith và Dumanski 1993 [66] 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 độ rủi ro đối với sản xuất (an toàn)

- Bảo vệ tiềm năng các nguồn tài nguyên tự nhiên chống lại sự thoái hoá

đối với chất lượng đất và nước (bảo vệ)

- Khả thi về mặt kinh tế (tính khả thi)

- Được sự chấp nhận của x0 hội (sự chấp nhận)

5 nguyên tắc nêu trên được coi là những trụ cột của sử dụng đất đai bền vững và là những mục tiêu cần phải đạt được Nếu thực tế diễn ra đồng bộ so với các 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 Mollison B và Holmgren D tác giả của hai cuốn sách Permaculture 1 (1978) và Permaculture 2 (1979) [2] đ0 đề xuất học thuyết phát triển nông nghiệp bền vững, đồng thời cho triển khai ở Australia và một số nước trên thế giới Nông nghiệp bền vững là một hệ thống thiết kế để chọn môi trường bền

vững cho con người, liên quan đến cây trồng, vật nuôi, các công trình xây dựng và hạ tầng cơ sở (nước, năng lượng, đường xá…) Mục tiêu của nông nghiệp bền vững là xây dựng một hệ thống ổn định về mặt sinh thái, có tiềm lực kinh tế, có khả năng thoả m0n những nhu cầu của con người mà không bóc lột đất, không gây ô nhiễm môi trường Nông nghiệp bền vững sử dụng những

đặc tính vốn có của cây trồng, vật nuôi, kết hợp với đặc trưng của cảnh quan

và cấu trúc trên diện tích đất sử dụng một cách thống nhất Nông nghiệp bền vững là một hệ thống mà nhờ đó con người có thể tồn tại được, sử dụng nguồn lương thực và tài nguyên phong phú của thiên nhiên mà không liên tục huỷ diệt sự sống trên trái đất Đạo đức của nông nghiệp bền vững bao gồm 3 phạm trù: chăm sóc trái đất, chăm sóc con người và dành thời gian, tài lực, vật lực vào các mục tiêu đó Nông nghiệp bền vững là hệ thống nông nghiệp thường trực, tự bền vững, thích hợp cho mọi tình trạng ở đô thị và nông thôn với mục tiêu đạt được sản lượng cao, giá thành hạ, kết hợp tối ưu giữa sản xuất cây trồng, cây rừng, vật nuôi, các cấu trúc và hoạt động của con người

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 r0i phân hữu cơ, phân xanh, phát triển cây họ đậu trong hệ thống luân canh cây trồng, hạn chế sử dụng các loại hoá chất để phòng trừ sâu bệnh

Anbert K và Voisin A đ0 hình thành trường phái “Nông nghiệp sinh học”, bác bỏ việc sản xuất và sử dụng nhiều loại phân hoá học vì như thế sẽ

ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khoẻ người tiêu dùng

Theo Đỗ ánh [1], Phần Lan đ0 đưa ra thị trường những sản phẩm nông nghiệp sản xuất theo “Green way” hoàn toàn không dùng phân hoá học

ở Việt Nam đ0 hình thành nền văn minh lúa nước hàng ngàn năm nay, có thể coi là một mô hình nông nghiệp bền vững ở vùng đồng bằng, thích hợp trong điều kiện thiên nhiên ở nước ta Trong những năm gần đây, nhiều mô