Cập nhật: ngày 06/01/2016
1. Khái niệm về canh tác bảo tồn
Phương pháp canh tác thông thường là sau mỗi vụ thu hoạch cây trồng, người nông dân thường phải thực hiện việc làm đất. Mục đích của làm đất là để phá cho đất vỡ ra, làm cho đất được thông khí, phá vỡ lớp đất bị nén chặt, giúp cho phân bón được trộn vào đất và diệt cỏ dại. Quá trình này diễn ra lâu dài sẽ làm giảm các chất hữu cơ trong đất. Chất hữu cơ trong đất không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng mà còn là một yếu tố quan trọng cho sự ổn định của cấu trúc đất. Vì vậy, hầu hết các loại đất nông nghiệp nếu canh tác theo phương pháp thông thường kéo dài sẽ bị giảm chất lượng. Tình trạng suy thoái cấu trúc này dẫn đến hình thành các lớp cứng và nén chặt làm cho đất bị xói mòn. Quá trình này là đáng kể tại các vùng khí hậu nhiệt đới nhưng đồng thời cũng xảy ra ở tất cả các nơi trên thế giới. Canh tác theo phương pháp thông thường có thể dẫn đến tăng năng suất trong thời gian ngắn, nhưng sẽ làm giảm chất lượng đất trong trung và dài hạn. Tóm lại, kết cấu suy thoái, mất mát các chất hữu cơ, xói mòn và giảm đa dạng sinh học đó là tất cả những gì sẽ xảy ra nếu canh tác theo phương pháp thông thường. (T Friedrich).
Để khắc phục tình trạng trên, người nông dân phải chuyển sang phương pháp canh tác bảo tồn – một công nghệ canh tác hiện đại.
Canh tác bảo tồn (tiếng Anh là Conservation tillage – CT) là phương pháp canh tác không làm đất hoặc làm đất tối thiểu, để lại những tàn dư thực vật của vụ trước (thân cây ngô, đậu, rơm, rạ …) trên cánh đồng trước và sau khi gieo trồng vụ tiếp theo để làm giảm sự xói mòn và rửa trôi đất. Để đạt được các lợi ích bảo tồn này, tối thiểu 30% bề mặt đất phải được phủ bằng các tàn dư thực vật.
Từ những năm 30 của thế kỷ trước, phương pháp này đã được áp dụng tại Mỹ, sau đó là Brazil, New Zealand và Úc. Đến nay nó đã được mở rộng và áp dụng cho hơn 70 quốc gia. Theo số liệu thống kê, canh tác bảo tồn đã được thực hiện vào khoảng 169 triệu ha, chiếm 11 phần trăm của tổng số diện tích đất canh tác trên toàn thế giới. Riêng nước Mỹ, đã có tới 38% diện tích đất canh tác thực hiện phương pháp canh tác bảo tồn.
Ở châu Á, Trung Quốc là nước đi đầu thực hiện phương pháp canh tác bảo tồn. Trước những năm 1980, Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm theo phương pháp: không làm đất, cày không lật, che phủ rơm, v…v… và đã đạt được thành công. Trong những năm 1990, với kinh phí từ Bộ Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Trung Quốc đã phối hợp với một số cơ quan của Úc, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trong thời gian dài về canh tác bảo tồn ở tỉnh Sơn Tây. Sau hơn 10 năm nghiên cứu thực nghiệm, hơn 10 loại máy phù hợp cỡ trung và cỡ nhỏ phục vụ canh tác bảo tồn đã được phát triển
Trong năm 2002, trung tâm Tài chính của chính phủ Trung Quốc thiết lập quỹ đặc biệt để xúc tiến các thí nghiệm và mở rộng canh tác bảo tồn. Với mục đích xây dựng hai vành đai canh tác bảo tồn xung quanh khu vực Bắc Kinh, Thiên Tân và vùng gió, cát phía tây bắc, Trung Quốc đã xây dựng các mô hình trình diễn canh tác bảo tồn tại 38 điểm thuộc Bắc Kinh, Thiên Tân, Hà Bắc, Nội Mông, Liêu Ninh, Sơn Tây, Cam Túc, và Thiểm Tây. Kể từ năm 2003, chính phủ Trung Quốc đã chi khoảng 30 triệu Nhân dân tệ mỗi năm để hỗ trợ mở rộng và áp dụng canh tác bảo tồn. Đến cuối năm 2006, tổng cộng có 167 địa điểm trình diễn cấp quốc gia và 262 địa điểm trình diễn cấp tỉnh với tổng diện tích áp dụng phương pháp canh tác bảo tồn là1.360.000 ha.
2. Các phương pháp canh tác bảo tồn
Phương pháp canh tác bảo tồn bao gồm: không cày, cày thành từng dải, cày thành luống cao, cày phủ…Mỗi phương pháp đòi hỏi các loại thiết bị khác nhau chuyên dùng hoặc chuyển đổi thiết bị có sẵn cho phù hợp
Các phương pháp canh tác bảo tồn:
a) Không cày và cày theo dải (No – till & Strip – till)): là phương pháp gieo trồng trực tiếp trên đất vừa thu hoạch cây trồng vụ trước, không cày xới toàn bộ diện tích, hoặc chỉ cày xới một dải hẹp.
b) Đánh vồng (Ridge-till): Cây trồng vụ trước sau khi thu hoạch được lấp ngay xuống rãnh, vùi lấp cùng với phân bón. Cây trồng vụ mới được gieo trồng ngay trên đỉnh của vồng mà không cần làm đất
c) Lớp phủ (Mulch- Till): Là hệ thống canh tác mà 1/3 diện tích bề mặt đất được phủ bởi tồn dư của các cây hoa mầu vụ trước.
d) Làm đất khu vực: Tương tự như không làm đất.
3. Lợi ích của phương pháp canh tác bảo tồn:
a) Lợi ích kinh tế:
– Máy kéo, máy nông nghiệp di chuyển ít trên đồng, tiết kiệm được thời gian, tiền của (giảm chi phí nhiên liệu, lao động, bảo trì sửa chữa máy…) Giảm tình trạng đất bị nén chặt, gây trở ngại cho sự phát triển bộ rễ của cây trồng.
– Tối ưu hóa độ ẩm của đất, làm cho cây trồng tăng khả năng sinh trưởng, phát triển trong mùa khô cũng như trên đất khô hạn.
Kết quả phối hợp nghiên cứu thực nghiệm hơn 10 năm của Trường Đại học nông nghiệp Trung Quốc và một số cơ quan Úc cho thấy lợi ích kinh tế của canh tác bảo tồn là rất đáng kể. Nó từ bỏ cày lưỡi diệp, kết hợp các hoạt động trên dồng, do đó làm giảm 2-3 hoạt động trong một chu kỳ sản xuất cây trồng, giảm khoảng 20 % chi phí hoạt động và nâng cao hiệu quả lợi ích từ nông nghiệp. Hơn nữa, canh tác bảo tồn đạt được ổn định và tăng năng suất cây trồng, do đó nâng cao thu nhập của nông dân. Theo số liệu thu thập từ 14 loại cây trồng trong 10 địa điểm giám sát của Bộ Nông nghiệp Trung Quốc, 13 loại cây trồng cho thấy tăng sản lượng trong canh tác bảo tồn. Canh tác bảo tồn tăng năng suất ngô 4,1%, lúa mì 7,3%, kê 11.2%, đậu 32%. Trong vùng trồng cây hai vụ, canh tác bảo tồn đem lại lợi ích kinh tế hàng năm đạt 1.515 Nhân dân tệ/ ha, trong khi ở vùng trồng cây một vụ, lợi ích đạt được là 652,5 Nhân dân tệ / ha.
Thống kê năm 2006 cho thấy tổng số diện tích ứng dụng canh tác bảo tồn ở Trung Quốc là trên 1,3 triệu ha, giảm mất đất vào khoảng 12.triệu -24triệu tấn; giảm phát thải khí CO2 bằng 3,2-3,6 triệu tấn; và giảm mất mát của các chất hữu cơ trong đất SOM, N, P, K vào khoảng 76 nghìn -1,44 triệu tấn; nâng cao hiệu quả sử dụng nước bằng 12-16%; giảm sử dụng nhiên liệu diesel 40-60 nghìn tấn; tiết kiệm lao động bằng 80-100 triệu ngày công, chiếm khoảng 0,4 triệu lao động; giảm giá thành sản xuất vào khoảng 0,32-0,6 tỷ nhân dân tệ và tăng sản lượng ngũ cốc 0,4- 0.72 triệu Tấn; thu nhập nông dân tăng 0,72-1,32 tỷ Nhân dân tệ và tổng lợi ích kinh tế vào khoảng 1,04-1,92 tỷ Nhân dân tệ.
b) Lợi ích về môi trường- sinh thái:
– Giảm xói mòn đất tới 60-90% tùy thuộc vào phương pháp canh tác bảo tồn. Những phần tồn dư của cây trồng vụ trước sẽ chặn những hạt đất khỏi bị mưa gió cuốn trôi cho đến khi cây trồng mới tạo ra những tán cây che phủ bảo vệ đất.
– Cải thiện chất lượng đất và nước bằng cách tăng thêm chất hữu cơ do tàn dư cây trồng vụ trước phân hủy. Điều này tạo nên một cấu trúc đất xốp, cho phép nước ngấm dễ dàng hơn, làm giảm dòng chảy.
– Bảo tồn nước do giảm sự bốc hơi trên bề mặt đất.
– Bảo tồn (tiết kiệm) năng lượng do máy kéo, máy nông nghiệp it phải di chuyển trên đồng.
– Giảm ô nhiễm không khí do khí thải từ động cơ máy kéo, máy nông nghiệp thải ra.
– Dư lượng cây trồng là nguồn cung cấp thực phẩm và che chở cho các động vật hoang dã.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của Trung Quốc và một số cơ quan Úc cũng cho thấy lợi ích của canh tác bảo tồn đối với môi trường sinh thái được thể hiện rõ rệt. Do che phủ rơm, rạ và không làm đất đã cải thiện cấu trúc đất, tăng chất hữu cơ trong đất, giảm sự bốc hơi nước và tăng cường khả năng giữ nước và độ phì của đất nên đã thực hiện được nông nghiệp bền vững. Các dữ liệu thu thập được từ giám sát thực địa và mô phỏng đường hầm gió ở Wuchuan,(Vũ xuyên) Songshan (Tùng Sơn) Nội Mông Cổ và Fengning (Phong ninh) của tỉnh Hà Bắc cho thấy độ che phủ rơm làm giảm vận chuyển bùn cát từ đất nông nghiệp khoảng 60%; 54,4%; 48% và nếu ứng dụng trong khu vực rộng lớn có thể kiểm soát một cách hiệu quả những trận bão bụi. Hơn nữa, che phủ rơm rạ cũng có thể tăng dung lượng nước trong đất từ 16 – 19% và hiệu quả sử dụng nước tương ứng bằng 12-16 %. Khi canh tác bảo tồn được áp dụng vào diện tích trồng cây hai vụ, có thể tiết kiệm nước tưới vào khoảng 15.000 m3 / ha cho sản xuất hai vụ trong một năm. Ví dụ: nếu canh tác bảo tồn được áp dụng trong tất cả 6,7 triệu ha đất trồng trọt tại Bắc Kinh, khoảng 100 triệu mét khối nước tưới sẽ được tiết kiệm mỗi năm, gần tương đương với tổng lượng nước mà đầm Huairou (Hòai nhu) có thể giữ. Che phủ rơm làm tăng độ phì của đất Các chất hữu cơ trong đất ruộng lúa mì có thể được tăng lên bằng 0.01- 0.03% mỗi năm và các chất hữu cơ của đất trong cánh đồng trồng ngô có thể được tăng cường bằng 0,02-0,06 % mỗi năm. Ngoài ra, rơm che phủ giảm phát thải CO2 và giảm nhẹ ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính, do đó ngăn chặn có hiệu quả tình trạng ô nhiễm không khí do đốt rơm.
c) Lợi ích xã hội
Từ những kết quả nghiên cứu thực nghiệm, các nhà khoa học Trung Quốc đã rút ra kết luận là: canh tác bảo tồn còn đem lại lợi ích xã hội đáng kể. Việc thực hiện đầy đủ canh tác bảo tồn thay đổi chế độ canh tác truyền thống, xây dựng ý thức của nông dân về khoa học nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Hơn nữa, canh tác bảo tồn phát huy các tiến bộ của khoa học kỹ thuật nông nghiệp, điều chỉnh cơ cấu và tối ưu hóa máy móc nông nghiệp. Vì vậy một số máy nông nghiệp mới tiên tiến và thực tiễn, kinh tế và an toàn, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường đã được phát triển, mở rộng và áp dụng. Điều này đã tăng cường công tác khuyến nông hiện đại ở nông thôn.
4. Canh tác bảo tồn ở Việt Nam.
Trong kỹ thuật canh tác truyền thống của nông dân nước ta, cũng có một số biện pháp canh tác bảo tồn như: Gieo ngô trên đất dốc không làm đất bằng cách chọc lỗ, bỏ hạt; tận dụng tồn dư thực vật làm tăng độ phì nhiêu cho đất bằng cách cày vận rạ, sử dụng trấu, cỏ rác bón ruộng v…v…
Những năm gần đây, nông nghiệp nước ta cũng đã có một số đề tài nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật canh tác bảo tồn đối với một số cây trồng ở một số vùng, cụ thể như sau:
a) Nghiên cứu canh tác bảo tồn trên đất dốc ở Miền Núi phía Bắc.
Từ năm 1999, Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế vì sự phát triển (CIRAD) và Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (VASI), nay là Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc (NOMAFSI) đã phối hợp thực hiện một dự án về các hệ thống nông nghiệp tại các tỉnh miền núi phía Bắc (dự án SAM tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Những kỹ thuật chính mà dự án phát triển đó là hệ thống gieo hạt trực tiếp trên lớp che phủ (DMC hoặc SCV). DMC giúp khôi phục lại những gì đã bị mất do thói quen đốt rừng làm nương rẫy. Vai trò quan trọng nhất của lớp che phủ trên đất dốc đó là bảo vệ đất khỏi bị xói mòn. Chỉ với 2,5 t/ha rơm là có thể che phủ 87% lớp mặt đất và hoàn toàn có thể tránh được sự rửa trôi, xói mòn.. Qua nghiên cứu, cho thấy: Áp dụng biện pháp DMC có thể giảm tới 90% lượng đất bị xói mòn và tăng năng suất cây trồng tối thiểu là 25%.
b) Trồng khoai tây bằng phương pháp làm đất tối thiểu có phủ rơm rạ.
Ruộng lúa mùa, sau khi gặt, rạ được cắt và thu gom lại. Đất không cần cày xới mà chỉ làm rãnh thoát nước rồi trồng khoai tây lên luống và phủ rơm, rạ. Theo kết quả theo dõi của huyện Hải Hậu, Nam Định thì trồng khoai tây bằng phương pháp làm đất tối thiểu năng suất tăng 20%, lại tiết kiệm chi phí đầu tư, giảm công lao động, hiệu quả kinh tế cao hơn 20-30 triệu đồng/ha so với phương pháp canh tác truyền thống.
c) Gieo đỗ tương (đỗ nành) trên đất còn gốc rạ.
Khi thu hoạch lúa, để lại gốc rạ dài 30-40 cm, tạo lớp vật liệu che phủ giữ ẩm, giúp hạt đậu tương thuận lợi trong quá trình nảy mầm, phát triển và hạn chế cỏ dại. Trước hoặc sau gieo vãi phải làm rãnh thoát nước để tiêu thoát nước kịp thời.Làm băng gieo đậu rộng từ 5-10m tùy theo diện tích và độ bằng phẳng của ruộng để thuận lợi cho việc tưới tiêu. Sau khi gieo có thể dùng máy kéo lắp bánh lồng chạy đè rạ lấp kín hạt hoặc cắt rạ phủ kín đều trên mặt ruộng vừa có tác dụng giữ ẩm cho đất không bị gí chặt, hạn chế được cỏ dại, tránh chim chuột hại, tăng mùn, xốp cho đất tạo điều kiện cho cây sinh trưởng phát triển tốt.
d) Trồng ngô đông trên đất lúa theo phương pháp làm đất tối thiểu
Khi thu hoạch lúa, yêu cầu cắt sát gốc rạ, rạ để lại tại ruộng (sau dùng để phủ gốc ngô), ruộng yêu câu có độ ẩm 85-90% (độ ẩm đi lún chân), ruộng khô cần đưa nước tưới cho ruộng ẩm sau đó tiến hành trồng ngô bầu (cây ngô được gieo trên đất bùn khi mọc 3-3,5 lá thì đưa ra trồng).
Kết quả thử nghiệm ở Hải Dương cho thấy: Trồng ngô không cần làm đất có những thuận lợi như: Giảm được chi phí trong khâu làm đất; kịp thời vụ gieo trồng; tiết kiệm được nước tưới. Khi tưới nước chỉ cần láng một lần mặt ruộng; phủ rạ sau khi trồng làm cỏ không mọc, giảm lượng phân, rạ mục làm phân cho vụ sau..
e) Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị phục canh tác bảo tồn.
Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật canh tác bảo tồn, các nhà cơ khí cũng đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo được một số thiết bị như:
– Hệ thống máy làm đất tối thiểu: Cày đĩa xới sâu CĐXS -3-30 của Viện Cơ điện và CNSTH
– Máy gieo đỗ tương trên ruộng còn gốc rạ của KS. Nguyễn Hữu Tùy, Ứng Hòa, Hà Tây
– Máy băm lá mía, băm lá và thân cây dứa của Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội v…v…
Tuy đã có một số nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật bảo tồn như trên, nhưng nhìn chung, vấn đề này ở nước ta vẫn chưa được quan tâm đúng mức, còn lẻ tẻ, thiếu toàn diện và chưa phối hợp chặt chẽ giữa các ngành các đơn vị liên quan do đó hiệu quả còn hạn chế.
Hà Đức Hồ
Phó tổng thư ký hội CKNN Việt Nam
Tài liệu tham khảo:
- Conservation Practices Minnesota conservation Funding Guide – Minnesota Department of Agriculture
- Devote Major Effects to push the Application of Conservation Tillage in China -Liu Hengxin and Li Qingdong, Department of Agricultural Mechanization, Ministry of Agriculture, No 11 Nong Zhan Guan, Nan Li St, Beijing 100026, China.
-
Canh tác bảo tồn trên đất dốc vùng miền núi phía Bắc Việt Nam PGS.TS. Lê Quốc Doanh, ThS. Hà Đình Tuấn, ThS. Nguyễn Quang Tin Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc- 24/08/2013