Cây Trồng Trong Hệ Thống Cây Trồng

PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Tỉnh Thanh Hoá có sự đa dạng về tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp. Thực tế những năm qua và trong tương lai, sản xuất nông nghiệp vẫn đóng vai trò, vị trí quan trọng, đóng góp tương ứng 22,6% GDP, 10,4% vốn đầu tư và trên 10% giá trị xuất khẩu của tỉnh (Cục Thống K kê Ttỉnh Thanh Hóa, 2019). Trong cơ cấu ngành nông nghiệp, ngành trồng trọt (xét phạm vi toàn tỉnh cũng như vùng ven biển) luôn chiếm vị trí quan trọng nhất, bảo đảm an ninh lương thực, thực phẩm, an sinh xã hội và giải quyết việc làm cho lao động nông thôn. Ngành trồng trọt chiếm 65,3% giá trị sản xuất nông nghiệp (Sở NN&PTNT tỉnh Thanh Hóa, 2017), sản xuất các mặt hàng xuất khẩu (cói, lạc, mía, tinh bột sắn, rau, cao su), đảm bảo ổn định kinh tế - xã hội và là động lực tăng trưởng cho sản xuất nông nghiệp của tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên, sản xuất trồng trọt hiện tại chủ yếu dựa vào lợi thế về tài nguyên thiên nhiên, hiệu quả thấp, tăng trưởng thiếu ổn định. Cây lúa có giá trị, hiệu quả kinh tế thấp nhưng luôn chiếm tỉ lệ diện tích lớn, trong khi các cây màu ít được quan tâm, gieo trồng nhỏ lẻ theo nông hộ. Chẳng hạn, giá trị sản xuất lúa chỉ chiếm 24,4% nhưng chiếm tới 58,9% đất sản xuất nông nghiệp và 70,3% đất trồng cây hàng năm (Sở NN&PTNT tỉnh Thanh Hóa, 2017). Độc canh lúa hay trồng lúa liên tục làm giảm tốc độ tăng năng suất, làm kiệt dinh dưỡng đất, tăng sử dụng nước, tăng ô nhiễm nước và không khí (Van Dis & cs., 2015). Để quản lý và sử dụng đất hiệu quả và bền vững, chuyển dịch cơ cấu cây trồng là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm và tăng sức cạnh tranh của sản phẩm trồng trọt. Trước xu thế hội nhập, cạnh tranh và biến đổi khí hậu, ngành trồng trọt đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn như: chi phí sản xuất tăng, cạnh tranh về lao động, đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp, biến đổi khí hậu. Có thể nói, chuyển đổi hệ thống cây trồng (HTCT) của tỉnh Thanh Hóa nói chung và vùng ven biển nói riêng là một giải pháp quan trọng để xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu quả, vừa phù hợp với xu thế, vừa khai thác lợi thế của tỉnh, làm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.

Vùng ven biển 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương có chiều dài 80km kể cả thành phố Sầm Sơn (tổng chiều dài bờ biển của tỉnh là 102km). Tổng diện tích đất tự nhiên 118.010ha, trong đó đất nông nghiệp 47.610ha, chiếm 40,3% diện tích đất tự nhiên (Cục Thống Kkê Ttỉnh Thanh Hóa, 2019). Cư dân vùng ven biển đã gắn bó lâu đời với nông nghiệp và ngư nghiệp, trong đó nông nghiệp là

chủ yếu. Qua nhiều năm canh tác, thâm canh hóa học hướng vào tối đa hóa năng suất, đất nông nghiệp đã và đang bị suy thoái, ngoài ra diện tích đang giảm dần do chuyển mục đích sử dụng từ nông nghiệp sang phi nông nghiệp. Bên cạnh đó, sự biến đổi khí hậu và ấm lên toàn cầu cũng đang ảnh hưởng tiêu cực đến sinh kế, môi trường, cây trồng và vật nuôi.

Cây trồng chính và quan trọng nhất ở vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa vẫn là lúa, chiếm 65% diện tích sản xuất của vùng và chiếm gần 1/4 sản lượng lúa của cả tỉnh. Những cây màu khác là nguồn cung cấp nông sản hàng hóa cho thị trường và tạo ra giá trị tăng thêm cho ngành trồng trọt nhưng chưa được chú ý đúng mức trong cơ cấu cây trồng. Cơ cấu cây trồng không chỉ được quyết định bởi các điều kiện thời tiết và đất đai, mà còn bởi năng suất và lợi nhuận chúng mang lại. Tái định hướng từ nền canh tác tự cung, tự cấp sang canh tác hàng hóa/thương mại trong bối cảnh biến đổi khí hậu kéo theo sự thay đổi của cây lương thực chính cùng với việc đưa vào các cây trồng hàng năm, ngắn ngày có giá trị kinh tế cao (Mahesh, 1999). Do đó, đối với cây trồng hàng năm, ngoài lúa các cây họ đậu, rau màu các loại có thể là những cây trồng tiềm năng trong cơ cấu cây trồng vùng đất ven biển cần được quan tâm phát triển.

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, hệ thống sản xuất theo hướng thị trường, thay đổi cơ cấu bữa ăn dẫn đến giảm nhu cầu lương thực chính, chúng được thay thế bằng thịt và rau quả các loại. Đối với sản xuất trồng trọt, cải tiến hệ thống cây trồng hợp lý cho vùng theo hướng hiệu quả, bền vững là giải pháp quan trọng và cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất, góp phần cải thiện cả về năng suất, sản lượng, giá trị và thu nhập của người sản xuất. Tuy nhiên, cải tiến HTCT không chỉ đáp ứng nhu cầu về lương thực, thực phẩm ở hiện tại, mà còn có ý nghĩa lâu dài cho sự phát triển bền vững của nền nông nghiệp dựa trên sự duy trì và bảo vệ hợp lý tài nguyên. Vấn đề đặt ra là, liệu có thể cải tiến HTCT hiện tại để đẩy mạnh phát triển hệ thống cây trồng đa canh theo hướng nâng cao năng suất, hiệu quả, bền vững và bảo vệ hệ sinh thái nông nghiệp trong bối cảnh ứng phó với biến đổi khí hậu. Từ góc độ thực tiễn, cải tiến hệ thống cây trồng có thể thực hiện theo ba hướng cơ bản, đó là (i) cải tiến cơ cấu cây trồng hiện tại bằng cơ cấu cây trồng mới phù hợp hơn với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt là đất đai của vùng; (ii) mở rộng/tăng vụ và đa dạng hóa cây trồng vụ đông; (iii) thay đổi cơ cấu giống kết hợp biện pháp kỹ thuật canh tác bảo đảm giống mới đưa vào cho năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao hơn các giống cũ. Giống cây trồng hàng năm, ngắn ngày, chống chịu tốt đưa vào HTCT có cơ hội tránh được những tác động xấu của biến đổi khí hậu. Để cải tiến hệ thống cây trồng vùng đất ven biển Thanh Hóa theo các hướng trên cần trả lời những câu hỏi sau:

1) Vùng đất ven biển Thanh Hóa có những loại đất chính nào? Các loại cây trồng nào thích hợp trên các loại đất đó?

2) Hiện trạng HTCT vùng đất ven biển Thanh Hóa gồm những cây trồng nào? HTCT hiện tại có những thuận lợi, khó khăn gì? Nguyên nhân và giải pháp nào để cải tiến HTCT trong thời gian tới?

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 263 trang tài liệu này.

3) Liệu tuyển chọn các giống cây trồng thích hợp có mang lại hiệu quả kinh tế?

4) Mô hình cải tiến mang lại kết quả như thế nào?

Luận án tập trung cứu vào 4 huyện ven biển điển hình về nông nghiệp, gồm Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương. Nội dung chính gồm đánh giá mức độ thích hợp cây trồng của đất nông nghiệp, hiện trạng sử dụng đất, hệ thống cây trồng hiện tại, sử dụng cây hàng năm trong hệ thống cây trồng và khả năng thay thế, mở rộng các cây hàng năm/giống cây hàng năm có năng suất cao và thích nghi tốt như đậu tương, lạc, đậu xanh và lúa trong hệ thống. Trong một số trường hợp nhất định, các số liệu của 2 huyện đại diện được sử dụng để minh họa cụ thể.

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.2.1. Mục tiêu tổng quát

Đánh giá thực trạng và định hướng cải tiến hệ thống cây trồng trên vùng đất ven biển Thanh Hóa trong thời gian tới.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể

i) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc biệt điều kiện đất đai, mức thích hợp của đất với các loại cây trồng và hiện trạng sử dụng đất trong trồng trọt ở vùng ven biển Thanh Hóa;

ii) Đánh giá thực trạng về hệ thống cây trồng và làm rõ những khó khăn, hạn chế trong sản xuất trồng trọt ở vùng ven biển;

iii) Tuyển chọn các giống cây trồng hàng năm thích hợp vùng đất ven biển;

iv) Đánh giá hiệu quả kinh tế giống cây trồng tuyển chọn, kiểm định hệ thống cây trồng cải tiến với các giống cây trồng tuyển chọn và đề xuất hệ thống cây trồng trong thời gian tới.

1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu

Điều kiện tự nhiên (khí hậu, nguồn nước, đất đai), điều kiện kinh tế - xã hội (khả năng đầu tư, tập quán canh tác, chiến lược phát triển trồng trọt), hệ thống cây

trồng, các giống cây trồng được đánh giá, so sánh, tuyển chọn và các hộ nông dân thực hiện mô hình.

1.3.2. Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2014 đến năm 2020.

1.3.3. Địa điểm nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được tiến hành trên vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa, tập trung vào 4 huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa và Quảng Xương.

1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài luận án đã đánh giá, phân tích hiện trạng sử dụng tài nguyên đất, hệ thống cây trồng và xác định những yếu tố tồn tại, hạn chế và đề xuất hệ thống cây trồng cải tiến ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hóa.

Với sự kết hợp 3 giải pháp, HTCT cải tiến gồm mở rộng, thay thế các giống hàng năm hiện có bằng các giống cây trồng hàng năm phù hợp, giảm diện tích cây trồng kém hiệu quả, đặc biệt là lúa bằng các loại cây trồng hiệu quả hơn và tăng vụ. Phát triển vụ đông với sự đa dạng hóa cây trồng, tăng diện tích cây họ đậu trong cơ cấu luân canh để duy trì và cải thiện độ phì, tăng sức khỏe của đất. Tăng vụ đông là khả thi vì quỹ đất sau hai vụ lúa còn tiềm năng khá lớn.

Tăng giá trị sản xuất được khẳng định sơ bộ thông qua tăng vụ đông trên nền canh tác lúa (đất chuyên lúa): lúa xuân (Thái xuyên 111) - lúa mùa (HT9) - đậu tương đông (NAS-S1); và thay thế giống mới trong công thức luân canh hiện tại trên đất chuyên màu: lạc xuân (L26) - đậu xanh hè (ĐX16) - lạc đông (L26).

1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1. Ý nghĩa khoa học

Dựa vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tài nguyên đất hiện có, hiệu quả kinh tế của các loại cây trồng và công thức luân canh, luận án làm rõ cơ sở để cải tiến hệ thống cây trồng theo hướng hiệu quả, bền vững, thích ứng, giảm nhẹ tác động bất lợi của biến đổi khí hậu. Đặc biệt, hệ thống cây trồng cải tiến cần coi trọng cây rau màu và cây họ đậu, tăng vụ trên đất chuyên lúa, đa dạng hóa cây trồng nông nghiệp, trả lại tàn dư cây trồng, nhất là cây họ đậu, để duy trì, cải thiện chất lượng và sức khỏe của đất.

Kết quả cũng là cơ sở khoa học cho việc quản lý cây trồng, quy hoạch, sử dụng đất đai, phân vùng sản xuất nông nghiệp hợp lý gắn với chương trình phát triển nông thôn theo hướng sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường.

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

Định hướng hình thành được hệ thống cây trồng mới có hiệu quả kinh tế cao hơn thông qua chuyển dịch cơ cấu theo hướng sản xuất bền vững, góp phần nâng cao đời sống của nhân dân địa phương.

Xác định được hướng chuyển dịch cơ cấu cây trồng hợp lý, xây dựng hệ thống cây trồng cải tiến theo hướng sản xuất và phát triển nông nghiệp bền vững ở vùng đất ven biển tỉnh Thanh Hoá trong thời gian tới.

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. CÂY TRỒNG VÀ HỆ THỐNG CÂY TRỒNG

2.1.1. Cây trồng trong hệ thống cây trồng

Cây trồng hay cây trồng nông nghiệp là thực vật được gieo trồng vì sản phẩm của chúng, gồm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, sợi và nhiên liệu sinh học. Từ điển Bách khoa Việt Nam (Hội đồng Quốc gia chỉ đạo bên soạn Từ điển Bách khoa Việt Nam, 1995) định nghĩa “cây trồng là loại cây được thuần hóa, chọn lọc để trồng trọt, đưa vào sản xuất nông nghiệp”. Sử dụng cây trồng trong trồng trọt phản ánh mối quan hệ gắn bó giữa con người và thực vật. Theo ước tính, có

350.000 loài thực vật trên toàn thế giới và khoảng 80.000 loài có thể ăn được. Tuy nhiên, hiện tại chỉ khoảng 150 loài được gieo trồng nhiều trực tiếp làm lương thực cho người hoặc làm thức ăn cho gia súc, trong đó 30 loài tạo ra 95% năng lượng và protein cho người. Khoảng một nửa lượng lương thực xuất phát từ 4 loài: lúa nước (Oryza sativa), ngô (Zea mays), lúa mì (Triticum ssp.) và khoai tây (Solanum tuberosum) (Füleky, 2009). Trồng trọt là ngành sử dụng các loại cây trồng để sản xuất các sản phẩm đáp ứng nhu cầu hàng ngày của con người.

Trong sản xuất trồng trọt, mỗi loại cây trồng có những đặc điểm riêng về sinh trưởng, phát triển, khả năng thích nghi, yêu cầu sinh thái, thời vụ, kỹ thuật, đặc tính sản phẩm và thị trường. Vì vậy, sự lựa chọn cây trồng là trọng tâm đối với bất kỳ hệ thống cây trồng nào. Để đánh giá và lựa chọn cây trồng người nông dân phải xem xét khả năng đầu tư, thị trường, lợi nhuận, khả năng thích nghi với điều kiện thay đổi (đặc biệt thời tiết), sâu bệnh hại (tính kháng bệnh) và yêu cầu công nghệ đặc thù trong quá trình sinh trưởng, thu hoạch cũng như điều kiện ngoại cảnh trên trang trại và sự phù hợp với các phần tử khác trong hệ thống sản xuất.

Hệ thống cây trồng (HTCT) là các loài và giống cây trồng được bố trí theo không gian và thời gian trong một hệ thống sinh thái nông nghiệp (trang trại, vùng, quốc gia) dựa vào công nghệ sản xuất sẵn có (Blanco & Lal, 2010) nhằm tận dụng hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế, xã hội. HTCT là toàn bộ hoạt động sản xuất cây trồng 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 yếu tố vật lý, sinh học cũng như kỹ thuật và quản lý. Trong các hệ thống cây trồng, hai hệ thống chủ yếu là hệ thống đa canh (nhiều loại cây trồng được trồng xen, trồng gối, trồng tuần tự, gieo trồng hỗn hợp) và hệ thống cây trồng đơn canh.

Hệ thống cây trồng được thiết kế và quản lý để đạt mục tiêu của con người nên chúng là những hệ thống có mục đích. Giống như tất cả các hệ thống có mục đích khác, HTCT có những tính chất chung có ích để đánh giá cách thức hoạt động và tính hiệu quả. Những tính chất phù hợp nhất là sự bền vững và sức sản xuất của hệ thống. HTCT truyền thống được thiết kế để tối đa hóa năng suất. Trong một nền nông nghiệp tự cung tự cấp, sản xuất lương thực để đảm bảo an ninh lương thực là đầu ra căn bản của HTCT, những đầu ra khác chỉ là thứ cấp. Ngược lại, trong nông nghiệp hàng hóa, an ninh lương thực được thiết lập/đảm bảo thì những mục tiêu khác, như lợi nhuận chiếm ưu thế. Tuy nhiên, một hệ thống tồn tại được về kinh tế trong ngắn hạn có thể không tồn tại về sinh thái trong dài hạn. Vì thế, hiện nay thiết kế HTCT phải xem xét toàn diện các yếu tố xã hội, kinh tế, sinh thái hay môi trường. Một HTCT ổn định thực sự phải duy trì dài hạn tính toàn vẹn sinh học và sinh thái của nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là nước và đất. Bảo tồn nước, đất và duy trì sức sản xuất của đất phụ thuộc rất lớn vào phương thức quản lý hệ thống cây trồng vì nó ảnh hưởng tới chất lượng đất và sự biến động chất hữu cơ. Quản lý hệ thống cây trồng đúng/phù hợp có thể duy trì hay thậm chí cải thiện sức sản xuất của đất và phục hồi đất bị suy thoái (Blanco & Lal, 2010). Chuyển đổi hay cải tiến HTCT là phát triển hệ thống mới trên hệ thống cây trồng cũ hoặc phát triển hệ thống cây trồng mới bằng tăng vụ, đa dạng hóa cây trồng hoặc thay thế cây trồng để khai thác có hiệu quả hơn tiềm năng đất đai, con người và lợi thế so sánh trên vùng sinh thái (Nguyễn Duy Tính, 1995). Đa dạng hóa cây trồng là một lựa chọn quan trọng trong hệ thống nông nghiệp bền vững. Đây là một khía cạnh quan trọng trong xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu quả để quản lý và tổ chức nhằm sử dụng tốt nhất nguồn tài nguyên sẵn có/hiện có (đất, không khí, ánh sáng mặt trời, nước, lao động, phương tiện) và tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Một HTCT hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên mà còn phụ thuộc vào quy mô và phần trả lại của sản phẩm cây trồng, giá của chi phí đầu vào bao gồm cả lao động, sự kết hợp giữa các hợp phần công việc, sức khoẻ của nông dân và chiều hướng của rủi ro (Connor, 2003). Việc xác định và xây dựng các hệ thống cây trồng phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng là cơ sở để đạt năng suất và sản lượng cây trồng cao, đồng thời cũng là biện pháp sinh học tốt nhất nhằm khai thác triệt để mọi nguồn lợi tự nhiên, kinh tế - xã hội mỗi vùng (Fermando & cs., 1982; Lê Thị Bích & Trần Thế Tục, 1996).

2.1.2. Cơ cấu cây trồng và chế độ luân canh

Hệ thống cây trồng là sự kết hợp cơ cấu cây trồng và công thức luân canh. Cơ cấu cây trồng là tỷ lệ diện tích gieo trồng các loại cây trồng khác nhau trong một vùng ở một thời điểm nhất định. Cơ cấu cây trồng biểu thị đặc trưng về số lượng, tỷ lệ, cách sắp xếp cây trồng trong một điều kiện sinh thái của một vùng cụ thể. Như vậy, thay đổi cơ cấu cây trồng có nghĩa là thay đổi tỉ lệ diện tích các cây trồng khác nhau. Nếu tăng diện tích cây trồng có giá trị cao, chắc chắn sẽ tăng lợi nhuận, thậm chí khi năng suất không tăng. Sự chuyển dịch cơ cấu cây trồng có thể có lợi hay bất lợi tùy theo bản chất của sự chuyển dịch. Một cơ cấu cây trồng hướng vào cây lương thực lấy hạt như lúa, khi tăng tỉ lệ diện tích các cây trồng phi lương thực có thể dẫn đến sự thay đổi căn bản vì các cây trồng hàng hóa/thương mại thường mang lại tỉ lệ lợi nhuận cao hơn. Việc duy trì hay thay đổi cơ cấu không phải là mục tiêu mà là phương tiện phát triển sản xuất. Cơ cấu cây trồng còn là tiền đề bố trí chế độ luân canh cây trồng thay đổi theo những tiến bộ của khoa học kỹ thuật (Connor, 2003). Cơ cấu cây trồng hiện tại được người nông dân phát triển sau nhiều thập kỷ tích lũy kinh nghiệm, nhưng từ quan điểm vùng hay quốc gia nó không nhất thiết là phương thức sử dụng đất hiệu quả nhất. Xét về lịch sử, cơ cấu cây trồng dựa trên nguyên lý tự cung tự cấp ở tất cả hàng hóa hay sản phẩm trong một làng hay địa phương, nơi mà các phương tiện thông tin nghèo nàn và sự phụ thuộc vào các cơ quan tiếp thị rất hạn chế. Hơn nữa, không có một hệ thống cây trồng nào có thể tồn tại vĩnh viễn. Hệ thống cây trồng là một hệ thống động, thay đổi cùng với sự tiến bộ của công nghệ và các yếu tố kinh tế. Do đó, sự xác định những cây trồng hiệu quả của vùng là phù hợp với đất đai và khí hậu, chế độ luân canh, cường độ canh tác và yêu cầu của thị trường luôn được quan tâm.

Luân canh cây trồng là hệ thống mà trong đó cây được gieo trồng theo trình tự luân phiên trên cùng một cách đồng trong các vụ hay các năm. Chuyển cây trồng theo định kỳ theo một trình tự định sẵn trái ngược với độc canh liên tục. Số cây trồng càng nhiều, càng đa dạng trong luân canh thì càng có lợi cho sức sản xuất của đất và luân canh, là một trong những chiến lược đơn giản nhất, dễ dàng để bảo tồn đất và nước. Lợi ích sinh học và lý học của luân canh cây trồng là cải thiện chất lượng đất, quản lý dịch hại (Karlen & cs., 2006), đặc biệt khi kéo dài thời gian trồng cây họ đậu. Có ba kiểu luân canh chủ yếu dựa vào thời gian (Karlen & cs., 1994): 1) độc canh, giới hạn vào một cây trồng đơn lẻ không có sự đa dạng; 2) luân canh ngắn, cơ bản là 2 năm; 3) luân canh mở rộng, thời gian luân canh trên 2 năm. Cơ cấu cây trồng và luân canh ảnh hưởng tới dinh dưỡng của đất. Đa dạng cây trồng và luân canh làm tăng số lượng, chủng loại sinh vật đất và giảm thiểu sâu bệnh hại.