Thạc Sĩ Nghiên cứu biện pháp canh tác ngô, lúa nương bền vững trến đất dốc tại xã Ia Dom, huyện Đức Cơ, tỉnh

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Đất dốc chiếm một vị trí hết sức quan trọng trong nền nông nghiệp
của cả nước. Đây là vùng có môi trường sinh thái rất mỏng manh. Do ảnh
hưởng của địa hình, khí hậu, hoạt động canh tác bất hợp lí của con người đã
gây nên hiện tượng xói mòn, rửa trôi và hàng loạt các quá trình thổ nhưỡng
bất thuận khác đã biến những vùng đất vốn dĩ rất màu mỡ thành hoang hoá,
bạc màu giảm sút sức sản xuất.
Ở Việt nam, đất đồi núi chiếm 3/4 diện tích lãnh thổ, là địa bàn cư
trú của hơn 28 triệu người thuộc 54 dân tộc anh em. Do sức ép dân số, đất dốc
vùng sâu vùng xa thậm chí kể cả rừng cấm đầu nguồn cũng đã và đang bị xâm
hại (Thái Phiên 1998)[15].
Phần lớn diện tích đất có độ dốc dưới 15 o đã được sử dụng cho sản
xuất nông nghiệp hoặc nông lâm kết hợp. Do thiếu đất sản xuất nên nông dân
miền núi vẫn phải canh tác trên đất có độ dốc lớn hơn 25 o chịu xói mòn rất
mạnh và thời gian canh tác bị rút ngắn, thường chỉ trồng được 2-3 vụ cây
lương thực ngắn ngày với năng suất thấp, cuộc sống của nông dân trong vùng
rất khó khăn ( Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm 2002)[16], (Lê Quốc Doanh, Hà
Đình Tuấn, Andre Chabanne 2006)[2]
Ia Dom là một xã vùng sâu, giáp biên giới Cam Pu Chia. Đây là
vùng đất có nhiều đồi núi, địa hình phân cắt, quá trình xói mòn đang đe dọa,
độ phì nhiêu không đồng đều giữa các vùng trong xã. Lượng mưa khá cao
trong năm, song phân bố tập trung theo mùa, thường gây nên hạn hán trong
mùa khô, ngập lụt trong mùa mưa, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mùa
màng. Trong khi đây là vùng có dân trí thấp, kinh nghiệm trong sản xuất nông
nghiệp cũng như thâm canh cây trồng chưa cao. 2
Lúa nương và ngô là những loại cây trồng chủ đạo, đem lại nguồn
thu nhập chính cho người dân tại xã Ia Dom. Song kỹ thuật canh tác 2 loại
cây trồng này còn nhiều hạn chế. Người dân ở đây chủ yếu sử dụng giống địa
phương có độ lẫn tạp cao, không đầu tư đúng mức về phân bón, áp dụng chưa
thoả đáng các biện pháp kỹ thuật bảo vệ và nâng cao độ phì nhiêu đất .nên
năng suất thu được thường thấp, bấp bênh, đất đai bị xói mòn, rửa trôi mạnh,
độ phì nhiêu nhanh chóng sụt giảm, có trường hợp chỉ qua 3 - 5 năm canh tác
đất đã bị thoái hoá đến mức mất sức sản xuất.
Nhằm từng bước khai thác hợp lý và có hiệu quả tiềm năng đất dốc
tại địa phương, ổn định đời sống xã hội và gìn giữ môi trường, chúng tôi tiến
hành đề tài: “Nghiên cứu biện pháp canh tác Ngô, lúa nương bền vững
trên đất dốc tại xã Ia Dom huyện Đức Cơ tỉnh Gia Lai”.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Xác định các biện pháp kỹ thuật canh tác nâng cao năng suất, hiệu
quả sản xuất ngô và lúa nương trên đất dốc xã Ia Dom
- Xác định biện pháp canh tác bảo vệ, ổn định độ phì nhiêu đất dốc
trồng ngô và lúa nương tại xã Ia Dom
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
3.1. Ý nghĩa khoa học :
- Bổ sung thêm luận cứ khoa học cho việc khai thác và sử dụng có
hiệu quả tài nguyên đất dốc.
- Làm phong phú thêm tư liệu về nghiên cứu và sử dụng đất dốc ở
Việt Nam nói chung và vùng Tây Nguyên nói riêng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn:
Chỉ ra được các giải pháp canh tác ngô và lúa nương phù hợp trên
đất dốc, trên cơ sở đó cải thiện và ổn định đời sống của cư dân và bảo vệ môi
trường thiên nhiên miền núi. 3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài:
Các tác nhân gây xói mòn đất là do địa hình dốc, kết hợp với độ che
phủ lớp mặt kém và cường độ mưa lớn. Khi hạt mưa rơi trực tiếp xuống mặt
đất, động năng của hạt mưa sẽ phá vỡ các hạt kết khỏi đất và chuyển dịch đi
nơi khác theo dòng chảy (Beasley R. P. 1972) [27]. Như vậy đất bị xói mòn,
rửa trôi ngày càng trầm trọng, nếu chúng ta không có biện pháp tích cực ngăn
chặn, hậu quả là đất thoái hoá bạc màu, khô cằn trơ sỏi đá, mất sức sản xuất.
Muốn giảm thiểu xói mòn đất do mưa, trước hết mặt đất phải được
che phủ để hạn chế tối đa hạt mưa rơi trực tiếp xuống mặt đất và giảm tối đa
lượng nước chảy tràn bề mặt, đồng thời cần phải có những biện pháp hữu hiệu
làm giảm độ cao của địa hình. Để thực hiện được điều đó một cách hiệu quả,
khi canh tác cây trồng trên đất dốc cần phải áp dụng những biện pháp kỹ thuật
tiến bộ và thâm canh, luân canh giúp cây sinh trưởng phát triển tốt, nâng cao
độ che phủ cho đất đồng thời kết hợp bằng biện pháp công trình hay những
băng chắn bằng sinh học để ngăn chặn dòng chảy bề mặt, hạn chế đất bị xói
mòn.
Với cây lương thực như ngô và lúa nương, khả năng che phủ đất
vốn dĩ đã kém, kết hợp với phương thức trồng độc canh theo tập quán địa
phương đã làm cho đất bị xói mòn, rửa trôi ngày càng trầm trọng
Bên cạnh những tác động xấu của thiên nhiên đối với đất đồi núi
dốc, thì con người cũng là một trong những tác nhân gây không ít đến sự sụt
giảm và thoái hoá đất đai thông qua quá trình sản xuất. Trong quá trình sản
xuất người ta chỉ biết khai thác dinh dưỡng trong đất một cách triệt để, mà ít 4
nghĩ đến việc trả lại dinh dưỡng cho đất khi cây trồng đã lấy đi. Có chăng chỉ
trả lại bằng cách bón phân nhưng không thể bù đắp được. Đặc biệt là những
vùng đất đồi núi dốc nơi đồng bào dân tộc thiểu số canh tác hầu như người ta
không nghĩ đến chuyện bón phân cho cây trồng, đồng thời những phụ phế
phẩm của cây trồng cũng đưa ra khỏi ruộng hoặc đốt. Bên cạnh đó không có
những biện pháp chống xói mòn bảo vệ đất, vì vậy sự trả lại dinh dưỡng cho
đất là rất khiêm tốn. Độ phì nhiêu đất bị suy giảm dẫn đến mất sức sản xuất.
Hướng tiếp cận tốt nhất để cải tạo và giữ gìn chất lượng đất là áp
dụng các biện pháp luân canh, thâm canh, tái sử dụng tàn dư cây trồng và sử
dụng phân hữu cơ, kết hợp phân hoá học trong nông nghiệp, tăng cường áp
dụng các loại cây che phủ, nhất là cây họ đậu để vừa bảo vệ vừa cải tạo đất.
Cần quan tâm phát triển các kỹ thuật nhằm tăng độ che phủ mặt đất và tính
liên tục của lớp phủ để chống xói mòn đất, tăng cường các quá trình tái tạo
dinh dưỡng, tái tạo các tính chất cơ bản của đất như cấu tượng đất, hàm lượng
hữu cơ, độ xốp, hoạt tính sinh học, độ pH . Tất cả những nỗ lực trên nhằm
tạo điều kiện tốt nhất cho sinh trưởng và phát triển của cây trồng, đặc biệt đối
với cây trồng trên đất dốc (Lê Quốc Doanh, Hà Đình Tuấn, Andre Chabanne,
2006)[2]
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng đất dốc trên thế giới:
Đất dốc chiếm một diện tích đáng kể trong tổng diện tích đất đai
toàn cầu. Theo tài liệu của FAO thì diện tích đất dốc trên toàn thế giới khoảng
973 triệu ha. Ở Châu á đất dốc chiếm 35% tổng diện tích. Đất dốc việt nam
chiếm tỉ lệ khá cao 75%, Lào 73,7%, Hàn Quốc 49,8%, Malaysia
47,8% .(Trích dẫn từ Nguyễn Duy Sơn, 2000)[21]. Vì vậy nghiên cứu có hệ
thống đối với đất dốc là đòi hỏi cấp thiết.
Thực trạng đã cho thấy, quá trình canh tác trên đất đồi núi dốc
không chỉ riêng Việt Nam mà trên toàn cầu nếu không có các biện pháp bảo 5
vệ đất thì một thời gian không lâu đất canh tác sẽ bị sụt giảm dinh dưỡng dẫn
đến quá trình đất bị thoái hoá bạc màu mất sức sản xuất.
Theo tính toán của Oldeman R.L. và ctv (1990) [36], trong vòng 45
năm (từ 1945 đến 1990) có 1,97 tỷ hecta đất bị thoái hoá, trong đó có khoảng
330 triệu hecta thoái hoá nặng và ước chừng 9 triệu hecta bị thoái hoá trầm
trọng. Các châu lục có diện tích đất thoái hoá lớn nhất là Châu á: 453 triệu
hecta, châu Phi: 321 triệu hecta, làm ảnh hưởng không nhỏ đến sức sản xuất
lương thực trong nước cũng như trên toàn cầu.
Thống kê của Hary Eswaran, Rattan Lal và Paul F. Reich (1999)
[30] cho thấy: Bình quân hàng năm trên phạm vi toàn cầu mất đi 75 tỷ tấn đất
do xói mòn từ diện tích đất canh tác và đất không được che phủ. Trong các
châu lục, đất bị xói mòn mạnh nhất là Châu á, Châu Phi và Nam Mỹ.
Theo tính toán của Lal R. and Stewart B.A., (1990) [32], bình quân
xói mòn đất khoảng 30-40 tấn/ha/năm. Trong khi đó khả năng hình thành đất
từ đá mẹ qua quá trình phong hoá nhiều nhất cũng không quá một tấn
/ha/năm. Đó là nguyên nhân chính làm mỏng dần tầng canh tác, đất thoái hoá
trơ sỏi đá, dẫn đến sản xuất không hiệu quả. Xói mòn đã làm giảm mạnh năng
suất cây trồng, như ở Châu Phi từ 2 đến 40%, Châu á ước tính lương thực
hàng năm cũng bị giảm 36 triệu tấn/ năm, tương đương với 5,4 tỷ đôla. Chính
vì vậy mặc dù xói mòn đất xảy ra từ hàng thế kỷ nay, nhưng hiện tại và tương
lai trong thế kỷ 21 vẫn sẽ là nội dung cần phải quan tâm nghiên cứu trên
phạm vi toàn cầu.
Để minh chứng cho sự quan tâm đầu tư trí tuệ của các nhà khoa học
không chỉ riêng ở Việt nam mà trên toàn thế giới, cũng như chính phủ các
nước đối với việc nghiên cứu các vấn đề bức xúc vùng đất dốc đã đưa lại
những kết quả rất khả quan. Qua những kết quả nghiên cứu cho thấy:
Ở Queensland ( Úc), phương pháp phủ đất tốt nhất là để lại toàn bộ
phế phụ phẩm trên đồng ruộng sau khi thu hoạch, xói mòn đất giảm xuống chỉ 6
còn 20 tấn/ha/năm so với 130 đất/ha/năm ở đất không để lại phế phụ phẩm.
Đồng thời phủ đất còn làm tăng độ ẩm tầng 0 - 30cm từ 16,6% lên 19,2% vào
tháng 8-9, và từ 15% đến 20% vào tháng 2-3, bên cạnh đó năng suất cây trồng
cũng tăng lên rõ rệt (Trương P. N. V.and Prove B. G 1988) [40].
Theo Coughlan K.J (1995) [29], trồng băng chắn theo đường đồng
mức, tận dụng sinh khối cây trồng phủ đất, sẽ có những tác dụng: Tăng năng
suất lúa nương, ngô, sắn, giảm xói mòn một cách có hiệu quả, ngăn chặn sự
phát triển của cỏ dại, tăng nguồn hữu cơ cho đất, giảm độ chặt và giữ ẩm cho
đất. Coughlan còn cho rằng: khi có 10% độ che phủ, lượng đất xói mòn giảm
từ 30-50% so với đất trống. Khi tăng độ che phủ lên 30% lượng đất được giữ
lại đến 90%. Một ưu điểm nữa của băng chắn theo Sam Fujisaka, (1998) [38]
là làm cho độ dốc trong diện tích canh tác giảm dần theo từng năm. Từ năm
thứ nhất đến năm thứ ba theo thứ tự 9%, 8%, và 7% do sự hình thành dần bậc
thang, vì đất được giữ lại và tích tụ phía trên băng chắn. Do đó, nhiều nghiên
cứu đi đến kết luận: Trồng xen băng chắn hạn chế được xói mòn đất, bổ sung,
phục hồi và duy trì được độ phì nhiêu của đất, làm tăng năng suất sắn, ngô,
lúa, mía .
Theo Siegfried Lampe (1997) [18], việc sử dụng phân bón có hiệu
lực và cân đối là chìa khoá cho việc đưa đến năng suất bền vững. Tác giả đã
nhận định: Một cánh đồng được bón phân sẽ nuôi dưỡng một bộ lá dày để
chống xói mòn, hấp thu CO 2 từ không khí nhiều hơn và giải phóng O 2 nhiều
hơn, đã hạn chế rất lớn về tổn thất do xói mòn, rửa trôi và bay hơi của phân
khoáng. Đồng thời cây trồng được bón phân thì hiệu lực sử dụng nước cao
hơn rất nhiều so với cây không được bón phân, đặc biệt là đối với những vùng
canh tác trên đất dốc dựa vào nước mưa là chính. Qua theo dõi thí nghiệm cây
lương thực, tác giả còn đưa ra nhận xét: Bón phân không những làm tăng sinh
khối cây ngô một cách rõ rệt mà còn kéo dài tuổi thọ của lá trên cây, đồng
thời năng suất tăng từ 20 - 36% và ổn định nhiều năm so với đối chứng. 7
Thái Lan là một quốc gia khá thành công trong lĩnh vực sử dụng đất
dốc. Các công thức độc canh lúa nương hiệu quả thấp được thay thế bằng đậu
tương - lúa đã làm cho tổng giá trị sản phẩm tăng gấp đôi, mức độ xói mòn ít
hơn và độ phì nhiêu đất cũng được cải thiện hơn.
Ở Mabini, Thái Lan người ta nghiên cứu các biện pháp trồng ngô
theo băng, kết hợp bón phân cho thấy: Hạn chế được lượng nước trôi và đất
mất do xói mòn rất đáng kể, năng suất cây trồng tăng 65 – 98% và hiệu quả
kinh tế thu được cũng cao hơn so với phương thức canh tác truyền thống của
nông dân (Maglinao, 1995)[33]
Các nghiên cứu đối với ngô trồng trên đất dốc ở miền nam Trung
Quốc theo Yin Dixin (1995)[44] kết luận: Trồng ngô theo biện pháp canh tác
truyền thống của nông dân địa phương thì đất mất do xói mòn hàng năm là rất
lớn, tới 42tấn/ha/năm. Trong khi đó trồng ngô theo băng kết hợp trồng xen
cây cốt khí và có bón phân thì lượng đất trôi hàng năm giảm xuống còn
25tấn/ha/năm. đồng thời độ phì nhiêu của đất cũng sụt giảm rất ít, cây trồng
sinh trưởng phát triển tốt và cho năng suất cao hơn, tăng 38% - 75% so với
biện pháp canh tác của nông dân.
Ở các tỉnh Quảng Đông, Quảng Tây (Trung Quốc): Sau khi làm đất
xong, trồng sắn xen lạc, xen ngô hoặc đậu tương. Với cơ cấu xen canh như
vậy, không chỉ tăng năng suất sắn, tăng thu nhập do đa dạng sản phẩm, mà
còn chống xói mòn rất hiệu quả, đồng thời duy trì được độ phì đất từ lượng
sinh khối của tàn dư thực vật trả lại đất. Cũng tương tự, Trung tâm Nghiên
cứu cây trồng Rayong, Thái Lan có nhận xét: trồng sắn, ngô kết hợp trồng xen
2 hàng lạc, không chỉ tăng thu nhập cho người dân, mà còn giảm xói mòn đất
đến 30% (Tongglum A. và ctv, 1998) [39].
Theo Chenxuhui và cộng sự (1994)[28] trồng ngô, lúa nương không
sử dụng biện pháp bảo vệ thì mức độ xói mòn đất rất mạnh, cùng độ dốc 20 o
lượng đất mất lên tới 120 – 242 tấn/ha/năm đối với ngô và 100 – 150 8
tấn/ha/năm đối với lúa. Các công thức trồng ngô theo băng và kết hợp trồng
xen cây họ đậu đã hạn chế lượng đất mất do xói mòn, xuống còn 65 – 135
tấn/ha/năm và năng suất ngô cao hơn 18 - 45%. Đối với lúa nương công thức
có bón phân kết hợp với biện pháp bảo vệ đất, lượng đất mất giảm xuống
đáng kể, còn 45 – 85 tấn/ha/năm và năng suất tăng 42% so với công thức
không có các biện pháp bảo vệ đất.
Cũng tương tự như vậy, khi đánh giá về độ phì nhiêu đất, Virginia
C. Cuevas và F. C. Diez (1988) [42] kết luận: Giải pháp dùng cây phân xanh
làm băng chắn bảo vệ đất đồi núi dốc, kết hợp cắt tỉa lượng sinh khối chất
xanh từ băng chắn vùi vào đất, đã duy trì được tốt nhất hàm lượng hữu cơ và
đạm trong đất, nên năng suất cây trồng cao nhất và ổn định qua 3 năm liên tục
( 3,7 tấn/ha đối với lúa nương, 0,431 kg/m 2 đối với tỏi). Do đó, có thể nói
băng chắn hạn chế được xói mòn đất, đồng nghĩa với duy trì được độ phì
nhiêu của đất, làm tăng năng suất cây trồng.
Khi nghiên cứu hệ thống canh tác trên đất dốc Naik Sinukaban
(1994)[35] đã rút ra được kết luận: Khi áp dụng các biện pháp canh tác trên
đất dốc đối với cây ngắn ngày như lúa nương, ngô, lạc thì cần phải kết hợp
trồng xen các giống cây phân xanh cây họ đậu, hoặc sử dụng băng cỏ phủ đất
và trồng theo đường đồng mức sẽ mang lại hiệu quả cao hơn, năng suất cây
trồng chính sẽ tăng 25 - 50% và mức độ thiệt hại do xói mòn, rửa trôi cũng
giảm xuống, độ phì nhiêu của đất được bảo vệ tốt hơn.
Việc nghiên cứu về bón phân cải thiện độ phi nhiêu của đất dốc, làm
tăng năng suất cây trồng cũng thường xuyên được các nhà khoa học đề cập.
Theo Ernt Mutert và Thomas Fairhust (1997)[4] nguyên nhân làm cho độ phì
nhiêu của đất dốc kém là do độ độc của nhôm, mangan, sắt bên cạnh thiếu
lân, canxi, kali . Phần lớn đất dốc xẩy ra phong hoá mạnh và dễ bị rửa trôi
các chất dinh dưỡng. Vì vậy cần bổ sung các chất dinh dưỡng bị thiếu và duy
trì độ phì nhiêu của đất bằng cách thông qua con đường bón phân. 9
Theo Siegfried Lampe (1997)[18] Việc sử dụng phân bón không
đầy đủ trong sản xuất nông nghiệp thì hoàn toàn không thể đáp ứng đủ lương
thực cho con người và thức ăn gia súc. Sự gia tăng dân số đã gây áp lực mạnh
đến đất đai sản xuất cho nên việc canh tác trên đất dốc và đồi núi cũng như
các diện tích đất xấu là không tránh khỏi. Vì vậy canh tác cần phải chú trọng
đến việc bổ sung dinh dưỡng cho đất thông qua con đường bón phân, để dảm
bảo được sự bền vững của đất và năng suất cây trồng.
Ở Lào với kết quả nghiên cứu vùng đất độ dốc dao động trong
khoảng từ 30-60%, cơ cấu cây trồng chính là lúa nương, kê và ngô, có bón
phân và sử dụng băng cây xanh chắn xói mòn theo đường đồng mức; lượng
đất xói mòn ra khỏi lưu vực chỉ từ 0,58 – 0,72 tấn/ha/năm. Nhờ bảo vệ
rừng đầu nguồn và áp dụng băng cây xanh chắn xói mòn, mà đã tăng khả
năng giữ nước cho đất canh tác trong lưu vực và giảm xói mòn đất và năng
suất cây trồng tăng một cách đáng kể (Ty Phommasack và ctv, 2000) [41].
Nhờ bố trí cơ cấu cây trồng hợp lý trên đất dốc, Trung Quốc đã làm
tăng được 43% sản lượng ngũ cốc. Các tỉnh Hắc Long Giang, Tế Lâm, Liêu
Ninh đã làm tăng năng suất ngũ cốc lên đến 15 tấn/ha, đó là nhờ sử dụng biện
pháp xen canh ngô, lúa và dùng các loại phân bón thâm canh cây trồng.
Theo Viện Khoa học Nông nghiệp Nhiệt đới Hải Nam, Trung Quốc
(CATAS) với đất có độ dốc từ 15 - 25 o trồng cây ngắn ngày như sắn, bắp, đậu
đỗ, lúa cạn .cần áp dụng các biện pháp trồng xen một số cây họ đậu, kết hợp
bón phân, năng suất tăng 5% -25%, xói mòn có thể giảm đến 38% - 42% so
với biện pháp canh tác cổ truyền. Mặt khác, duy trì được độ phì nhiêu của đất
thông qua con đường phân giải phụ phế phẩm từ cây trồng xen (Wargiono J.
và ctv1998) [43]. Đồng thời tác giả cũng nhận xét rằng: Nếu thâm canh có
bón phân kể cả trồng xen cũng như không trồng xen, đều có tác dụng giảm
xói mòn đất và tăng năng suất cây trồng, vì bón phân làm cho cây phát triển
tốt, tăng khả năng che phủ, hạn chế được hạt mưa rơi trực tiếp xuống bề mặt