🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình nông nghiệp hữu cơ Ebooks Nhóm Zalo ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GS.TS. NGUYỄN THẾ ĐẶNG (Chủ biên) PGS.TS. NGUYỄN TUẤN ANH, TS. NGUYỄN ĐỨC NHUẬN TS. NGUYỄN THỊ MÃO ISBN 978-604-60-0071-6 GIÁO TRÌNH NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ (Giáo trình cho đào tạo đại học) NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2012 1 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 MỞ ĐẦU 7 KHÁI NIỆM MÔN HỌC NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 7 ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU NGHIÊN CỨU MÔN NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 7 Chƣơng 1 ĐẠI CƢƠNG VỀ NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 9 1.1. KHÁI NIỆM NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 9 1.1.1. Những khái niệm liên quan đến nông nghiệp hữu cơ 9 1.1.2. Định nghĩa nông nghiệp hữu cơ 12 1.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 13 1.2.1. Các giai đoạn phát triển của sản xuất nông nghiệp 13 1.2.2. Sự ra đời tất yếu của nông nghiệp hữu cơ 14 1.2.3. Cơ sở khoa học của nông nghiệp hữu cơ 16 1.2.4. Những ƣu điểm và hạn chế của nông nghiệp hữu cơ 17 1.3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ THỰC TRẠNG CỦA NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 18 1.3.1. Tóm tắt lịch sử hình thành và phát triển của nông nghiệp hữu cơ 18 1.3.2. Thực trạng sản xuất nông nghiệp hữu cơ trên thế giới 19 1.3.3. Thực trạng sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam 23 Chƣơng 2 ĐẤT VÀ ĐỘ PHÌ ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 25 2.1. LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 25 2.1.1. Quy luật hình thành và phát triển của đất trồng 25 2.1.2. Luận điểm cơ bản về sử dụng đất trong nông nghiệp hữu cơ 26 2.2. KẾT CẤU CỦA ĐẤT 27 2.2.1. Vai trò và yêu cầu của kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ 27 2.2.2. Các biện pháp điều chỉnh kết cấu đất 28 2.3. HỆ SINH VẬT ĐẤT 28 2.3.1. Vai trò và yêu cầu của hệ sinh vật đất trong nông nghiệp hữu cơ 28 2.3.2. Các biện pháp tăng cƣờng khu hệ sinh vật đất 29 2.4. CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN 30 2.4.1. Vai trò và yêu cầu của chất hữu cơ và mùn 30 2.4.2. Cân bằng mùn và dinh dƣỡng trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ 31 2.4.3. Các biện pháp tăng cƣờng mùn trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ 33 3 2.5. LÀM ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 34 2.5.1. Nguyên lý cơ bản trong làm đất cho nông nghiệp hữu cơ 34 2.5.2. Lựa chọn dụng cụ làm đất trong nông nghiệp hữu cơ 35 Chƣơng 3 PHÂN BÓN TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 38 3.1. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA SỬ DỤNG PHÂN BÓN TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 38 3.1.1. Sử dụng phân bón trong nông nghiệp thâm canh 38 3.1.2. Sử dụng phân bón trong nông nghiệp hữu cơ 38 3.2. PHÂN HỮU CƠ 41 3.2.1. Vai trò quyết định của phân hữu cơ trong nông nghiệp hữu cơ 41 3.2.2. Phƣơng pháp sử dụng phân hữu cơ 43 3.3. PHÂN VÔ CƠ 48 3.3.1. Nguyên lý trong sử dụng phân vô cơ cho nông nghiệp hữu cơ 48 3.3.2. Một số loại phân vô cơ đƣợc phép và cách sử dụng chúng 50 Chƣơng 4 KỸ THUẬT CANH TÁC TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 54 4.1. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 54 4.1.1. Canh tác trong nông nghiệp thâm canh 54 4.1.2. Canh tác trong nông nghiệp hữu cơ 54 4.2. MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 55 4.2.1. Luân canh 55 4.2.2. Xen canh 58 4.2.3. Tạo mô hình sản xuất khép kín 58 4.2.4. Nguyên tắc chủ yếu của việc sản xuất và chế biến sản phẩm nông nghiệp hữu cơ 59 4.3. KỸ THUẬT CANH TÁC CÂY DÀI NGÀY TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 60 4.3.1. Nguyên tắc sản xuất chè hữu cơ tại Việt Nam: 60 4.3.2. Kỹ thuật canh tác chè hữu cơ 62 4.4. KỸ THUẬT CANH TÁC CÂY NGẮN NGÀY - SẢN XUẤT RAU HỮU CƠ 66 4.4.1. Điều kiện để sản xuất rau hữu cơ 66 4.4.2. Quy trình sản xuất 66 4.5. BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 69 4.5.1. Nguyên lý cơ bản về bảo vệ thực vật trong nông nghiệp hữu cơ 69 4.5.2. Các biện pháp bảo vệ thực vật 71 PHỤ LỤC 01 QUY ĐỊNH SẢN XUẤT CHÈ AN TOÀN THEO VIETGAP 83 PHỤ LỤC 02 86 PHỤ LỤC 03 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 95 4 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Nông nghiệp hữu cơ được biên soạn trên cơ sở kế hoạch đào tạo hệ đại học theo tín chỉ ngành trồng trọt và một số ngành gần với ngành trồng trọt của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Giáo trình này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về nông nghiệp hữu cơ và kỹ thuật trồng trọt trong nông nghiệp hữu cơ để tiếp cận và thực hiện việc chuyển giao cho sản xuất. Trong khi biên soạn, tập thể tác giả đã bám sát phương châm giáo dục của Nhà nước Việt Nam và gắn liền lý luận với thực tiễn. Đồng thời với việc kế thừa các kiến thức khoa học hiện đại trên thế giới, các tác giả đã mạnh dạn đưa các kết quả nghiên cứu mới nhất của Việt Nam vào trong tài liệu, đặc biệt là các kết quả nghiên cứu ở vùng núi phía Bắc Việt Nam. Tham gia biên soạn giáo trình này gồm: GS.TS. Nguyễn Thế Đặng: Chủ biên, biên soạn Bài mở đầu và chương 2. PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh: Biên soạn chương 1. TS. Nguyễn Đức Nhuận: Biên soạn chương 3. TS. Nguyễn Thị Mão: Biên soạn chương 4. Tập thể tác giả cảm ơn sự đóng góp ý kiến cho việc biên soạn cuốn giáo trình này của các thầy cô giáo Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đây là cuốn giáo trình được biên soạn công phu, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và các độc giả. Xin chân thành cảm ơn. Tập thể tác giả 5 6 MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM MÔN HỌC NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ Song song với quá trình phát triển của xã hội loài ngƣời, các hình thức sản xuất nông nghiệp cũng lần lƣợt xuất hiện và phát triển. Sự ra đời của các hình thức sản xuất nông nghiệp phản ánh nhu cầu phát triển của xã hội loài ngƣời và chính sự phát triển của xã hội loài ngƣời lại tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của các hình thức sản xuất nông nghiệp. Sự ra đời của các hình thức sản xuất nông nghiệp có thể là tự phát từ một ngƣời, một nhóm ngƣời sản xuất hoặc do từ một nơi nào khác đƣa đến. Khi hình thức sản xuất ấy đem lại lợi ích cho ngƣời nông dân thì nó sẽ phát triển và lan rộng. Một yếu tố có tính chất quyết định đến tốc độ phát triển của các hình thức sản xuất là tổng kết thực tiễn, nghiên cứu và thông tin. Con ngƣời tổng kết thực tiễn và từ đó nghiên cứu bổ sung những phần mà thực tiễn còn thiếu để hình thức sản xuất đó hoàn thiện và phát huy hết tiềm năng của nó. Song song với các quá trình tổng kết và nghiên cứu là quá trình đào tạo và thông tin. Khoa học càng phát triển thì thông tin, đào tạo càng phát triển. Hình thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ ra đời chƣa bao lâu, nhƣng đến nay những nghiên cứu và tổng kết về nó đã đƣợc khá nhiều các nhà khoa học ở nhiều châu lục tiến hành. Từ những kết quả nghiên cứu đó, một chuyên ngành khoa học mới đã ra đời, đó là Nông nghiệp hữu cơ. Môn học Nông nghiệp hữu cơ ra đời và mới đây đã đƣợc đƣa vào để giảng dạy trong các trƣờng đại học chuyên ngành nông nghiệp. Trên thế giới, có trƣờng đại học đã đƣa nông nghiệp hữu cơ thành một chuyên ngành đào tạo, nhƣng đa phần mới chỉ là một môn học trong chƣơng trình đào tạo ngành nông học. Cho đến nay ở Việt Nam, nông nghiệp hữu cơ chƣa chính thức đƣợc đƣa vào thành môn học bắt buộc để giảng dạy, mà chỉ là môn tự chọn. Tuy vậy, với những ƣu thế và tốc độ phát triển của nó, nông nghiệp hữu cơ sẽ nhanh chóng trở thành một chuyên ngành khoa học nông nghiệp ở nƣớc ta và sẽ phát triển không ngừng. ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU NGHIÊN CỨU MÔN NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu của môn học Nông nghiệp hữu cơ là: - Những khái niệm cơ bản liên quan và cơ sở lý luận của nông nghiệp hữu cơ 7 - Đất và độ phì nhiêu của đất trong nông nghiệp hữu cơ - Phân bón hữu cơ và vô cơ chậm tan trong nông nghiệp hữu cơ - Kỹ thuật canh tác trong nông nghiệp hữu cơ Mục đích nghiên cứu: Tiếp nhận những kiến thức cơ bản về nông nghiệp hữu cơ và kỹ thuật sản xuất và quản lý nông nghiệp hữu cơ để tiếp cận và thực hiện việc chuyển giao cho sản xuất. Yêu cầu nghiên cứu: Để nghiên cứu tốt môn học nông nghiệp hữu cơ cần: - Có kiến thức các môn cơ sở nhƣ: sinh lý, sinh hoá, sinh thái nông nghiệp, giống cây trồng, đất và vi sinh vật đất, phân bón, bảo vệ thực vật, hệ thống canh tác, chăn nuôi... - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với quan trắc và phân tích thực địa. - Thƣờng xuyên cập nhật thông tin trong và ngoài nƣớc. - Tiến hành các nghiên cứu thử nghiệm trong từng điều kiện cụ thể của địa phƣơng và khu vực. 8 Chƣơng 1 ĐẠI CƢƠNG VỀ NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 1.1. KHÁI NIỆM NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 1.1.1. Những khái niệm liên quan đến nông nghiệp hữu cơ Lịch sử hình thành và phát triển của Trái đất toát lên những quy luật phát triển tự nhiên trong vũ trụ. Sự tồn tại của Trái đất hiện nay bao gồm năm quyển, đó là Khí quyển, Sinh quyển, Thổ quyển, Thuỷ quyển và Thạch quyển. Sự kết hợp hài hòa giữa năm quyển đó tạo nên trên bề mặt Trái đất của chúng ta có hiện trạng nhƣ ngày nay. Khi Trái đất mới hình thành thì lớp vỏ của nó là một khối thạch quyển (đá). Sự phá huỷ đá do tác động của ngoại cảnh đã tạo ra những mẫu chất. Những mẫu chất này chứa một số các nguyên tố hóa học (không có N) đã giúp cho những sinh vật nhỏ bé, đơn giản đầu tiên - vi sinh vật - xuất hiện và sống trên đó. Sự phát triển của những sinh vật đơn giản, nhỏ bé đó đi theo vòng xoáy trôn ốc, càng về sau càng lớn và càng mạnh. Song song với sự phát triển, sự tiến hóa của nó đã phân chia thành hai nhánh là thực vật và động vật. Sản phẩm của sự phát triển của sinh vật sống và xác chết của chúng đã kết hợp với các mẫu chất phá huỷ từ đá để tạo thành đất. Từ đất sinh vật đã ngày càng phát triển, loài ngƣời cũng xuất hiện và phát triển đến nhƣ ngày nay. Nhƣ vậy, con ngƣời, động vật, thực vật và vi sinh vật đã và đang sống chung với nhau trên Trái đất theo một quy luật tự nhiên vốn có. Sự kết hợp hài hoà, sự tác động qua lại, hay chính là mối quan hệ cùng có lợi giữa các sinh vật sống trên Trái đất đã tạo thành những hệ sinh học bền vững theo quy luật tự nhiên. Vì vậy khi chúng ta tác động vào một khía cạnh nào đó của mối quan hệ ấy, mà tác động ấy mang tính chủ quan, thì sẽ phá vỡ quy luật tự nhiên và hậu quả tất yếu của nó là sẽ biến đổi theo hƣớng bất thuận. Có một số khái niệm liên quan đến sự hình thành và phát triển của nông nghiệp hữu cơ: - Hệ thống: Có khá nhiều tài liệu khác nhau nói về khái niệm hệ thống, nhƣng tựu chung lại thì Hệ thống là cái gì đó có nhiều bộ phận liên hệ với nhau, là một tập hợp những quan hệ tồn tại dai dẳng với thời gian. Thuật ngữ hệ thống đƣợc sử dụng để nói đến bất cứ một tập hợp yếu tố nào có liên quan với nhau. Tuy nhiên, bản thân hệ thống không phải là con số cộng các bộ phận của nó, mà là các bộ phận cùng hoạt động, những bộ phận có thể cùng hoạt động theo nhiều cách khác nhau để sản sinh ra những kết quả nhất định. Những kết 9 quả này là sản phẩm của những liên hệ giữa những bộ phận của hệ thống mà không phải là kết quả trực tiếp của một bộ phận nào đó trong hệ thống. Thực tại có rất nhiều loại hệ thống. Có những hệ thống tự nhiên và hệ thống nhân tạo, có những hệ thống kín và hệ thống mở, đặc biệt có rất nhiều hệ thống phức tạp, những hệ thống phức hợp có xu hƣớng đƣợc tổ chức có thứ bậc trên dƣới, hoặc theo quan hệ ngang.v.v.. - Hệ thống sinh học: Hệ thống sinh học là những hệ thống đƣợc cấu trúc bởi sinh vật sống vốn có trong tự nhiên (gọi là hệ thống sống). Có những hệ thống phức tạp và cũng có những hệ thống đơn giản. Chúng ta cần phân biệt trong hệ thống sinh học có hai loại. Loại thứ nhất là các hệ thống trong cơ thể của một sinh vật. Loại thứ hai là các hệ thống ngoài cơ thể, bao gồm sự tập hợp các sinh vật sống trong một không gian nhất định. Những hệ thống cơ giới giản đơn có tính quy luật, thì thông thƣờng nguyên nhân và hiệu quả của nó ở trong quan hệ đƣờng thẳng. Chúng ta có thể làm thay đổi bộ phận A để tạo ra sự thay đổi nào đó ở bộ phận B và chúng ta có thể biết trƣớc hiệu quả tới bộ phận C và bộ phận D sẽ nhƣ thế nào. Tuy nhiên loại tƣ duy này không thể đem ứng dụng cho những hệ thống sống phức tạp. Nếu chúng ta làm thay đổi bộ phận A nhằm thực hiện một sự thay đổi nào đó ở bộ phận B thì những bộ phận khác cũng sẽ thay đổi theo những chiều hƣớng không thể dự đoán đƣợc. Những sự thay đổi này đến lƣợt nó lại có thể gây ra một sự thay đổi nào đó ở những bộ phận A và B, tiếp tục làm thay đổi theo những chiều hƣớng không thể lƣờng trƣớc đƣợc. Trong những hệ thống sinh học phức hợp, mọi sự thay đổi không chỉ có một hiệu quả mà có nhiều hiệu quả và mỗi hiệu quả lại sinh ra một sự điều chỉnh trong hệ thống. Sự thay đổi tiếp tục chuyển động xuyên suốt hệ thống. Mọi sự vật đều có liên hệ với mọi sự vật, những cách liên hệ thƣờng là khó thấy hoặc khó phát hiện kịp thời. Trong loại hệ thống này quan niệm nhân quả thƣờng vận động theo vòng tròn, chứ không theo đƣờng thẳng. - Phát triển: Là chỉ sự tăng lên về số lƣợng, khối lƣợng, chất lƣợng theo tiến trình thời gian. Nói cách khác, phát triển là khái niệm dùng để khái quát những vận động theo chiều hƣớng tiến lên từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp, từ kém hoàn thiện đến hoàn thiện hơn. Phát triển là một quá trình tăng trƣởng bao gồm nhiều yếu tố cấu thành khác nhau nhƣ kinh tế, chính trị, xã hội, kỹ thuật, văn hóa v.v... Mục tiêu của phát triển là nâng cao điều kiện và chất lƣợng cuộc sống của loài ngƣời; làm cho con ngƣời ít phụ thuộc vào thiên nhiên; tạo lập nên cuộc sống công bằng và bình đẳng giữa các thành viên. Sự chuyển đổi của xã hội loài ngƣời từ xã hội nguyên thuỷ đến xã hội nô lệ rồi xã hội phong kiến đến xã hội tƣ bản v.v... là quá trình phát triển. Tuy nhiên, trong một thời gian 10 khá dài ngƣời ta thƣờng đặt mục tiêu kinh tế quá cao, xem sự tăng trƣởng về kinh tế là độ đo duy nhất của sự phát triển. Đánh giá sự phát triển thƣờng đƣợc dựa vào một số tiêu chí, nhƣng tuỳ thuộc vào loại hình phát triển sẽ có những hệ thống tiêu chí khác nhau. Ví dụ: Đánh giá sự phát triển kinh tế của một quốc gia ngƣời ta dựa vào Tổng sản phẩm trong nƣớc GDP (Gross Domestic Product), Tổng sản phẩm quốc gia GNP (Gross National Product), Tổng sản phẩm bình quân đầu ngƣời GDP/Cap., Tăng trƣởng của GDP (GDP/growth) và Cơ cấu GDP. Sau một thời kỳ phát triển mạnh mẽ của các nền kinh tế thế giới vào các năm 50 - 80 của thế kỷ 20, loài ngƣời nhận thức đƣợc rằng: Độ đo kinh tế không phản ánh đƣợc đầy đủ quan niệm về phát triển. Thay cho chỉ số duy nhất đánh giá sự phát triển của các quốc gia là GDP, GNP, xuất hiện các chỉ tiêu khác nhƣ HDI, HFI...vv. Sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, sự gia tăng nhanh dân số thế giới trong những thập niên vừa qua và các tác động của chúng ta đến môi trƣờng Trái đất đã dẫn loài ngƣời đến việc xem xét và đánh giá các mối quan hệ: Con người - Trái đất, phát triển kinh tế xã hội - bảo vệ môi trường. Ngày nay, con ngƣời đã biết nguồn tài nguyên thiên nhiên của Trái đất không phải là vô tận, không thể khai thác hoặc thống trị theo ý mình; khả năng đồng hóa chất thải của môi trƣờng Trái đất là có giới hạn nên con ngƣời cần thiết phải sống hài hòa với tự nhiên; sự cần thiết phải tính toán đến lợi ích chung của cộng đồng, của các thế hệ tƣơng lai và các chi phí môi trƣờng cho sự phát triển vv... Phát triển trong sinh học là chỉ sự tích luỹ vật chất của các đối tƣợng sinh vật để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Nhƣ cây trồng thì sự phát triển là quá trình tích luỹ, phát dục và cho năng suất của cây trồng. Trong chăn nuôi, phát triển là chỉ sự chín muồi về sinh lý để hoàn thiện chức năng sinh sản. Tất cả các yêu cầu trên dẫn đến sự ra đời một quan niệm sống của con ngƣời, đó là: Phát triển bền vững. - Phát triển bền vững: Khái niệm phát triển bền vững, đƣợc Uỷ ban Môi trƣờng và Phát triển thế giới, nêu ra năm 1987 nhƣ sau: “Những thế hệ hiện tại cần đáp ứng nhu cầu của mình, sao cho không phƣơng hại đến khả năng của các thế hệ tƣơng lai đáp ứng nhu cầu của họ”. Khái niệm phát triển bền vững đƣợc các nhà khoa học bổ sung và hoàn chỉnh trong Hội nghị RIO - 92, RIO- 92+5, văn kiện và công bố của các tổ chức quốc tế. Phát triển bền vững đƣợc hình thành trong sự hòa nhập, xen cài và thỏa hiệp nhau của ba hệ thống tƣơng tác lớn của thế giới: hệ tự nhiên, hệ kinh tế và hệ xã hội. Một cách dễ hiểu hơn, Phát triển bền vững là sự phát triển để thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của thế hệ hiện tại mà không tổn thương đến khả năng thoả mãn nhu cầu của các thế hệ tương lai. 11 Phát triển bền vững đƣợc hình thành trong sự hòa nhập, xen cài và thỏa hiệp nhau của ba hệ thống tƣơng tác lớn đó là: Hệ tự nhiên, hệ kinh tế và hệ xã hội. Phát triển bền vững trong sinh học là sự phát triển tăng lên ổn định về số lượng, khối lượng, chất lượng của các cá thể sinh vật cùng sống trong hệ và phát triển theo quy luật tự nhiên. Trong hệ sinh học, sự phối kết hợp hài hòa giữa các cá thể sinh vật theo chiều hƣớng thúc đẩy cùng phát triển là cơ sở cho phát triển bền vững. Thực ra, nếu không có sự tác động của bàn tay con ngƣời thì hệ sinh học sẽ phát triển dƣới sự điều tiết của các quy luật tự nhiên và sẽ phát triển bền vững. Chính sự can thiệp thô bạo của con ngƣời đã làm phá vỡ những mối quan hệ hữu cơ trong hệ sinh học, làm thay đổi xu hƣớng dẫn tới sự phát triển không còn mang tính khách quan và đó chính là nguyên nhân phát triển kém bền vững. - Đấu tranh sinh học: Đấu tranh sinh học là sự cạnh tranh môi trường sống của các sinh vật sống trong một không gian nhất định. Đấu tranh sinh học là một tiến trình, một quy luật của tự nhiên. Các cá thể sinh vật sống trong cùng một giới hạn không gian vừa sống dựa vào nhau và cũng cạnh tranh nhau về thức ăn, môi trƣờng sống. Tất cả những mối quan hệ ấy tạo ra những quần thể sinh vật sống, đó chính là quần thể sinh thái trong tự nhiên. 1.1.2. Định nghĩa nông nghiệp hữu cơ Cho đến nay, đã có khá nhiều tài liệu đƣa ra khái niệm về nông nghiệp hữu cơ. Về cơ bản, các tài liệu đều thống nhất rằng, khái niệm nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp sinh thái hay nông nghiệp sinh học là một. Ta có thể hiểu nông nghiệp hữu cơ nhƣ sau: Nông nghiệp hữu cơ là một phương thức sản xuất nông nghiệp dựa trên cơ sở sử dụng các chu trình sinh học có trong tự nhiên. Nói một cách khác, phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ là một phương thức sản xuất mà trong đó các quá trình sản xuất đều theo quy luật sinh học tự nhiên vốn có. Nông nghiệp hữu cơ không chỉ đơn thuần là “nền nông nghiệp không có chất hóa học”, mà nó còn hội tụ đầy đủ các khía cạnh sinh thái, xã hội và kinh tế bền vững. Vì vậy nó là một dạng bền vững của nông nghiệp. Điều đó có nghĩa rằng, nông nghiệp hữu cơ là phƣơng thức duy trì sự cân bằng sinh thái trong hệ thống canh tác và sử dụng nguồn tài nguyên vốn có theo cách bền vững với một sự chú ý đặc biệt về khía cạnh kinh tế - xã hội của sản xuất. Tái tạo chu trình dinh dƣỡng, sử dụng tối ƣu nguồn tài nguyên sẵn có, đa dạng hóa là khía cạnh sinh thái quan trọng của nông nghiệp hữu cơ. Các mặt của kinh tế - xã hội nhƣ an toàn lƣơng thực, thƣơng mại công bằng, tăng cƣờng nguồn lực v.v... cũng là khía cạnh rất quan trọng của nông nghiệp hữu cơ. 12 Nông nghiệp hữu cơ có những đặc điểm riêng biệt sau (Haccius, 1996; Alsing, 1995): - Hoạt động sản xuất nông nghiệp theo đƣờng hƣớng của hệ thống sinh thái. Con ngƣời, đất đai, cây trồng và vật nuôi là các mặt trong một thể thống nhất, nó nhƣ là một thể hữu cơ. - Ý tƣởng cơ bản của nông nghiệp hữu cơ là hoạt động kinh tế phải hài hòa với thiên nhiên. Vì nếu các hoạt động ấy nằm chệch hƣớng vận động của các quy luật tự nhiên thì sẽ tạo ra những hệ quả xấu và tất yếu phát triển sẽ không theo chiều bền vững. - Sản xuất sẽ phát triển tốt trên cơ sở sử dụng và tăng cƣờng độ phì nhiêu tự nhiên của đất cũng nhƣ làm tăng sức đề kháng của cây trồng và vật nuôi đối với sâu bệnh. - Chăn nuôi là một hợp phần thích ứng quan trọng của nông nghiệp hữu cơ. - Hệ thống canh tác không bị ảnh hƣởng của việc sử dụng các nguyên liệu lạ ngoài nông trại nhƣ phân vô cơ dễ tan và thuốc hóa học bảo vệ thực vật. 1.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 1.2.1. Các giai đoạn phát triển của sản xuất nông nghiệp Nhìn tổng thể, cho đến nay sản xuất nông nghiệp đƣợc chia ra thành 4 giai đoạn nhƣ sau (hình 1.1): Nông nghiệp nguyên thuỷ Nông nghiệp quảng canh Nông nghiệp thâm canh Nông nghiệp hữu cơ Hình 1.1: Các giai đoạn phát triển của nông nghiệp Nông nghiệp nguyên thuỷ: Là giai đoạn nông nghiệp tiền khởi. Khi loài ngƣời phát triển từ loài vƣợn, khi hình thức kiếm sống bằng săn bắn và hái lƣợm không còn đáp ứng đủ nhu cầu thì hình thức chăn nuôi và trồng trọt sơ khai xuất hiện. Trong giai đoạn 13 này, sự tác động của con ngƣời đến cây trồng và vật nuôi hầu nhƣ rất ít, những tác động hết sức giản đơn và chủ yếu là bắt chƣớc theo các hiện tƣợng tự nhiên. Năng suất cây trồng, vật nuôi rất thấp. Có thể nói sản phẩm nông nghiệp giai đoạn này hoàn toàn giống với sản phẩm tự nhiên hoang dã. Nông nghiệp quảng canh: Là giai đoạn tiếp sau của nông nghiệp nguyên thuỷ, là nền nông nghiệp chƣa hoặc sử dụng rất ít các sản phẩm hóa học vô cơ nhƣ phân bón vô cơ, thuốc hóa học bảo vệ thực vật, chất kích thích sinh trƣởng. Các biện pháp kỹ thuật hết sức giản đơn và công nghệ về giống hầu nhƣ chƣa có gì. Năng suất cây trồng, vật nuôi thấp. Nông nghiệp thâm canh: Là giai đoạn hiện tại. Là nền nông nghiệp chịu sự điều khiển của con ngƣời. Cùng với cuộc cách mạng xanh về giống, cùng với việc sử dụng với một khối lƣợng lớn phân bón vô cơ dễ tiêu, thuốc hóa học bảo vệ thực vật, chất kích thích sinh trƣởng là việc áp dụng hàng loạt các biện pháp kỹ thuật tiến bộ đã đƣa năng suất cây trồng, vật nuôi lên rất cao. Trong giai đoạn nông nghiệp thâm canh, con ngƣời định trƣớc đƣợc sản lƣợng cây con. Con ngƣời cũng có thể điều khiển năng suất cây con trong khuôn khổ nào đó theo ý muốn. Nông nghiệp hữu cơ: Phát triển vào cuối giai đoạn nông nghiệp thâm canh. Là nền nông nghiệp sinh thái, nền nông nghiệp tự nhiên. Trong nền nông nghiệp này các phân vô cơ dễ tan, các thuốc hóa học bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trƣởng vô cơ không đƣợc sử dụng. Quy trình sản xuất tuân theo những quy định nghiêm ngặt và theo gần với quy luật thiên nhiên. Năng suất cây trồng, vật nuôi không cao nhƣ của nông nghiệp thâm canh, nhƣng sản phẩm sạch và an toàn. Sự phân chia các giai đoạn phát triển nông nghiệp nhƣ trên chỉ là tƣơng đối và không thể tách biệt trong phạm vi một quốc gia hay khu vực. Ngay trong giai đoạn hiện nay, ở nƣớc ta, xét trên phạm vi toàn quốc thì đa phần đang trong giai đoạn thâm canh phát triển. Tuy nhiên, cũng còn nhiều khu vực ở những vùng sâu vùng xa sản xuất nông nghiệp vẫn còn ở giai đoạn quảng canh. Cũng có quan điểm cho rằng nông nghiệp hữu cơ chỉ là một hình thức sản xuất nông nghiệp tồn tại song song với nông nghiệp thâm canh. Tuy nhiên, thực tế nhiều nơi cho thấy xu hƣớng phát triển mạnh mẽ của nó và có thể sau này sẽ thay thế dần nền nông nghiệp thâm canh. 1.2.2. Sự ra đời tất yếu của nông nghiệp hữu cơ Nhƣ phần trên đã nêu, sự ra đời và phát triển của phƣơng thức sản xuất nông nghiệp thâm canh đã tạo ra một khối lƣợng lƣơng thực thực phẩm rất lớn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng lên của hơn sáu tỷ ngƣời trên hành tinh này. Lợi thế năng suất cao của nông nghiệp thâm canh đã và đang đƣa phƣơng thức này phát triển lên đến đỉnh cao của nó. Trong đó, sự đóng góp của khoa học công nghệ đƣợc ghi nhận nhƣ là yếu tố quyết định cho nông nghiệp thâm canh tồn tại và phát triển. 14 Thế nhƣng, khi loài ngƣời đang bắt đầu thoả mãn với sự no đủ do nông nghiệp thâm canh đƣa lại thì cũng bắt đầu phát hiện ra những mặt trái của nó. Đó là vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc và không khí ngày càng tăng do việc sử dụng ồ ạt với khối lƣợng lớn phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trƣởng. Sức khoẻ con ngƣời bị ảnh hƣởng xấu do nguồn lƣơng thực, thực phẩm bị ô nhiễm bởi hàm lƣợng nitrat và các kim loại nặng vƣợt quá ngƣỡng cho phép. Dịch bệnh cây trồng, vật nuôi xuất hiện với chu kỳ ngắn dần và việc phòng chống nó ngày càng khó khăn hơn... Con ngƣời bắt đầu tìm tòi nghiên cứu nhằm có đƣợc những giải pháp hữu hiệu để ngăn chặn những xu hƣớng tiêu cực nêu trên của nông nghiệp thâm canh và một trong những giải pháp hữu hiệu nhất là đƣa quá trình sản xuất nông nghiệp đi theo quy luật sinh học tự nhiên vốn có của nó. Nông nghiệp sinh thái - nông nghiệp sinh học - nông nghiệp hữu cơ đã ra đời nhƣ vậy. Nông nghiệp hữu cơ ra đời và càng ngày càng phát triển vì: - Giải quyết đƣợc mâu thuẫn giữa sản xuất nông nghiệp thâm canh và vấn đề môi trƣờng. Vì nông nghiệp hữu cơ đã làm tăng việc sử dụng nguồn giống cây con tự nhiên, làm tăng tính đa dạng của xuất nông nghiệp; làm giảm ô nhiễm đất, nƣớc và sản phẩm nông nghiệp do không sử dụng phân vô cơ dễ tan, thuốc bảo vệ thực vật cho cây trồng, thức ăn chứa nhiều chất kích thích sinh trƣởng trong chăn nuôi... - Nông nghiệp hữu cơ đảm bảo, duy trì và gia tăng độ màu mỡ lâu dài cho đất, củng cố các chu kỳ sinh học trong nông trại, đặc biệt là các chu trình dinh dƣỡng, bảo vệ cây trồng dựa trên việc phòng ngừa thay cho cứu chữa, đa dạng các vụ mùa và các loại vật nuôi, phù hợp với điều kiện địa phƣơng. - Giải quyết đƣợc nhu cầu của con ngƣời. Đó là nhu cầu ăn sạch, ở sạch và môi trƣờng sạch và đẹp. Lƣơng thực thực phẩm sạch là những sản phẩm đó chứa các chất dinh dƣỡng với hàm lƣợng nhƣ trong tự nhiên vốn có của nó. Hình 1.2: Sản phẩm của nông nghiệp hữu cơ 15 Vì vậy nông nghiệp hữu cơ ra đời và càng ngày càng phát triển là xu hƣớng tất yếu của quá trình phát triển của thế giới tự nhiên và xã hội loài ngƣời. 1.2.3. Cơ sở khoa học của nông nghiệp hữu cơ Cơ sở khoa học của phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ là đưa quá trình sản xuất theo chu trình sinh học tự nhiên, trong đó các yếu tố tự nhiên sẵn có được sử dụng tối đa, các yếu tố nhân tạo (phân bón vô cơ dễ tan, thuốc hóa học bảo vệ thực vật, chất kích thích sinh trƣởng có nguồn gốc vô cơ, thức ăn chăn nuôi giàu chất kích thích...) được hạn chế tối đa hoặc loại bỏ hẳn. Nhƣ ta đã biết, đối tƣợng của sản xuất nông nghiệp là các cơ thể sinh vật sống trong tự nhiên. Các cơ thể sống ấy có quan hệ với nhau trong một không gian nhất định để tạo ra một quần thể. Vì vậy nông nghiệp hữu cơ là đƣa quá trình sản xuất đi theo hƣớng phát triển các mối quan hệ tƣơng tác ấy. Trong nông nghiệp hữu cơ, mối quan hệ giữa con ngƣời, đất đai, cây trồng và vật nuôi đƣợc khai thác tối đa. Đây là mối quan hệ hữu cơ và nhân quả, vì vậy mỗi một đối tƣợng đều đƣợc tôn trọng và phát huy hết tiềm năng tự nhiên sẵn có của nó. Nguyên tắc cơ bản của canh tác hữu cơ được liệt kê dưới đây (Đây là những nguyên tắc do IFOAM đưa ra năm 1992): - Sản xuất thực phẩm có chất lƣợng dinh dƣỡng cao, đủ số lƣợng. - Phối hợp một cách xây dựng và theo hƣớng củng cố cuộc sống giữa tất cả các chu kỳ và hệ thống tự nhiên. - Khuyến khích và thúc đẩy chu trình sinh học trong hệ thống canh tác, bao gồm vi sinh vật, quần thể động thực vật trong đất, cây trồng và vật nuôi. - Duy trì và tăng độ phì nhiêu của đất trồng về mặt dài hạn. - Sử dụng càng nhiều càng tốt các nguồn tái sinh trong hệ thống nông nghiệp có tổ chức ở địa phƣơng. - Làm việc càng nhiều càng tốt trong một hệ thống khép kín đối với các yếu tố dinh dƣỡng và chất hữu cơ. - Làm việc càng nhiều càng tốt với các nguyên vật liệu, các chất có thể tái sử dụng hoặc tái sinh, hoặc ở trong trang trại hoặc là ở nơi khác. - Cung cấp cho tất cả các con vật nuôi trong trang trại những điều kiện cho phép chúng thực hiện những bản năng bẩm sinh của chúng. - Giảm đến mức tối thiểu các loại ô nhiễm do kết quả của sản xuất nông nghiệp gây ra. - Duy trì sự đa dạng hóa gen trong hệ thống nông nghiệp hữu cơ và khu vực xung quanh nó, bao gồm cả việc bảo vệ thực vật và nơi cƣ ngụ của cuộc sống thiên nhiên hoang dã. 16 - Cho phép ngƣời sản xuất nông nghiệp có một cuộc sống theo Công ƣớc Nhân quyền của Liên hiệp quốc, trang trải đƣợc những nhu cầu cơ bản của họ, có đƣợc một khoản thu nhập thích đáng và sự hài lòng từ công việc của họ, bao gồm cả môi trƣờng làm việc an toàn. - Quan tâm đến tác động sinh thái và xã hội rộng hơn của hệ thống canh tác hữu cơ. Để minh họa thêm cho nguyên tắc trên, Neuerburg W. và S. Padel (1992) đã đƣa ra chu trình khép kín trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ (hình 1.3): Phòng ngừa sâu bệnh Luân canh đa dạng Nuôi dưỡng từ độ phì của đất Nguồn thức ăn chăn nuôi từ nông hộ Nông hộ Phân hữu cơ từ chăn nuôi của nông hộ Hợp phần CN phù hợp diện tích canh tác Từ hợp phần CN và cây TĂ gia súc Hình 1.3: Chu trình khép kín của nông hộ sản xuất nông nghiệp hữu cơ 1.2.4. Những ƣu điểm và hạn chế của nông nghiệp hữu cơ Nông nghiệp hữu cơ có những ưu điểm cơ bản sau: Sản xuất của nông nghiệp hữu cơ không gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Vì khi nông nghiệp hữu cơ không còn sử dụng phân bón vô cơ dễ tan nhƣ đạm, kali, thuốc hóa học bảo vệ thực vật, chất kích thích sinh trƣởng có nguồn gốc vô cơ, thức ăn chăn nuôi giàu chất kích thích...thì sẽ không còn tàn dƣ từ các chất này tích đọng lại và sẽ không gây ô nhiễm môi trƣờng. Sản phẩm của nông nghiệp hữu cơ an toàn. Vì đƣợc sản xuất trong điều kiện gần với tự nhiên nên cây trồng, vật nuôi phát triển theo quy luật tự nhiên vốn có của nó, chính vì vậy mà sản phẩm tạo ra sẽ hoàn toàn theo đúng bản chất tự nhiên. Hàm lƣợng các kim loại nặng và nitrat trong sản phẩm sẽ nằm dƣới mức cho phép, vì vậy nó không gây độc cho ngƣời sử dụng. 17 Sản xuất nông nghiệp hữu cơ đa dạng, khai thác tối đa nguồn gen bản địa, sử dụng tối đa các yếu tố kỹ thuật tự nhiên...sẽ làm cho cảnh quan đa dạng, sinh động và đẹp hơn. Tuy nhiên, nông nghiệp hữu cơ cũng có những hạn chế sau: Năng suất cây, con giảm hơn so với nông nghiệp thâm canh. Khi bắt đầu chuyển từ nông nghiệp thâm canh sang nông nghiệp hữu cơ thƣờng làm giảm năng suất từ 20 - 30%. Tất nhiên, sau vài năm năng suất sẽ tăng lên, nhƣng cũng không thể cao bằng nông nghiệp thâm canh. Trong trồng trọt, nông nghiệp hữu cơ phụ thuộc lớn vào đất và thời tiết khí hậu. Cơ sở sinh dƣỡng của cây trồng trong nông nghiệp hữu cơ là đất, vì vậy độ phì đất sẽ quyết định năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Mặt khác, vì nông nghiệp hữu cơ là gần với tự nhiên, vì thế sự thay đổi khí hậu không theo quy luật sẽ làm ảnh hƣởng mạnh mẽ đến cây trồng. Không triệt để trong phòng chống sâu bệnh, dịch bệnh. Vì nông nghiệp hữu cơ chủ yếu là phòng sâu bệnh, dịch bệnh, chứ ít khi trị. Vì thế có thể có một số bệnh không thể loại trừ đƣợc. Mẫu mã một số sản phẩm có thể không đẹp nhƣ của nông nghiệp thâm canh. 1.3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ THỰC TRẠNG CỦA NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 1.3.1. Tóm tắt lịch sử hình thành và phát triển của nông nghiệp hữu cơ Những ngƣời tiên phong nhƣ Rudolf Steiner, Robert Rodale, Sir Albert Howard và bà Eva Balfour lần đầu tiên xuất bản cuốn sách ý tƣởng của họ về nông nghiệp hữu cơ vào những năm 1920, 1930, 1940, nó đã dần hoàn thiện và đã xác định đƣợc thế nào là phong trào sinh học và nông nghiệp hữu cơ. Họ nêu ra sự quan tâm chú ý về cơ sở sinh học của độ phì đất và mối liên hệ của nó với sức khỏe của ngƣời và động vật. Lớn mạnh cùng với các hoạt động của các nhà tiên phong, đã xuất hiện nhóm các nhà nông dân ở châu Âu, Mỹ phát triển theo hƣớng này. Đến những năm 1940, 1950 mô hình của những nhà sản xuất hữu cơ đã đƣợc hình thành. Vấn đề thanh tra, giám sát đã đƣợc nêu ra, đƣợc thực hiện và hình thành các tiêu chuẩn, hệ thống phát triển ở châu Âu, Mỹ và Úc. Ngƣời đề xuất nhãn hàng hóa cho sản phẩm của phong trào sinh học là Rudolf Steiner và có lẽ đây là nhãn hữu cơ đầu tiên đƣợc phát triển. Năm 1967 hội Đất đƣợc sự giúp đỡ của bà Eva Balfour đã xuất bản tiêu chuẩn về sản xuất nông nghiệp hữu cơ đầu tiên trên thế giới. Năm 1970, lần đầu tiên các sản phẩm hữu cơ đƣợc ra đời. Trong những năm 1970, nhóm các trang trại khác nhau ở Mỹ đã đƣa ra nguyên tắc của tiêu chuẩn sản xuất hữu cơ trang trại. Nhiều nhóm đã phát triển hệ thống cấp giấy chứng chỉ của họ để đảm bảo với ngƣời mua rằng sản phẩm đƣợc gắn nhãn hữu cơ đã đƣợc sản xuất theo tiêu chuẩn của họ. Vào cuối những năm 1970 và đầu năm 1980, cơ quan chứng nhận đã phát triển và vƣợt ra ngoài phạm vi lãnh thổ quốc gia. Nhiều chƣơng trình công nhận đã sớm phát triển nhƣ công nhận cho ngƣời sản xuất... Phần lớn 18 các tổ chức này thu hút một số hoạt động khác ngoài chứng nhận. Vào giữa những năm 1980, một số cơ quan chuyên về chứng nhận đã đƣợc hình thành nhƣ SKAL (Hà Lan), KRAV (Thụy Điển), FVO (Mỹ)... Cuối cùng, vào năm 1990 với sự ra đời của quy định tại châu Âu về chứng nhận hữu cơ đã trở thành mối quan tâm theo hƣớng thƣơng mại hóa, các công ty chứng nhận đƣợc ra đời. Các cơ quan cấp giấy chứng nhận đƣợc phát triển, các tiêu chuẩn và quy định về sản xuất hữu cơ đƣợc hoàn thiện và phong trào sản xuất hữu cơ đƣợc phát triển trên quy mô toàn thế giới. IFOAM là Liên đoàn Quốc tế về phong trào sản xuất nông nghiệp hữu cơ với các tiêu chuẩn cơ sở của IFOAM và chƣơng trình công nhận của IFOAM đƣợc tôn trọng nhƣ một hƣớng dẫn quốc tế chung cho các hệ thống tiêu chuẩn và chứng nhận của các quốc gia có thể đƣợc xây dựng về sản xuất hữu cơ. Hiện nay, các quy định về sản xuất hữu cơ đã đƣợc ban hành nhƣ năm 1970, các bang Oregon và California ở Mỹ thông qua luật về sản xuất hữu cơ. Năm 1980, một số sản phẩm hữu cơ mới bắt đầu đƣa vào châu Âu nhiều hơn và ở Mỹ các cơ quan thƣơng mại về hữu cơ đƣợc tăng lên và nhanh chóng vƣợt qua ngoài biên giới. ở Mỹ, ngƣời ta đã thông qua sắc luật về sản xuất thực phẩm hữu cơ năm 1990. Cuối cùng, tháng 12 năm 2000, Bộ Nông nghiệp Mỹ đã ban hành quy định về thực phẩm hữu cơ và có hiệu lực vào tháng 10 năm 2002. Ở châu Âu, quy định 2092/91 về thực phẩm hữu cơ đƣợc thông qua năm 1991. Ở mức quốc tế, các quốc gia đã hợp tác và xây dựng lên tiêu chuẩn Codex Alimentarius hƣớng dẫn nông nghiệp hữu cơ từ năm 1992. Codex Alimentarius tham gia vào nhiệm vụ của tổ chức FAO/WTO về tiêu chuẩn lƣơng thực. Những hƣớng dẫn của Codex Alimentarius về sản phẩm hữu cơ đã đƣợc thông qua năm 1999. 1.3.2. Thực trạng sản xuất nông nghiệp hữu cơ trên thế giới Trên thế giới, nông nghiệp hữu cơ thực sự phát triển là từ những năm 80 của thế kỷ trƣớc. Cho đến nay phƣơng thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ đã có mặt ở gần 100 nƣớc trên thế giới và trên tất cả các châu lục. Tổng diện tích đất dùng cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ toàn thế giới đến năm 2009 là 37,23 triệu ha. Về tổng thể, cho thấy diện tích nông nghiệp hữu cơ trên toàn thế giới phát triển rất lớn, chỉ trong vòng chƣa đầy 10 năm, diện tích đã tăng gấp đôi. Đất nông nghiệp hữu cơ đƣợc phân bố ra ở các châu lục rất khác nhau, phần lớn tập trung ở châu Úc, châu Âu và châu Mỹ Latinh. Châu Phi là nơi có ít diện tích đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ nhất (bảng 1.1). Theo thống kê của FAO năm 2010, có 10 nƣớc có diện tích nông nghiệp hữu cơ lớn nhất. Trong tổng số hơn 37 triệu ha đất nông nghiệp hữu cơ, có gần hai phần năm tập trung ở 2 nƣớc Úc và Achentina. Thực ra ở Úc và Achentina chủ yếu là đất đồng cỏ tự nhiên chăn nuôi đại gia súc. Với khí hậu khô và đất rộng là lợi thế cho chăn nuôi đại gia súc phát triển ở các quốc gia này (hình 1.4). Cũng theo thống kê của FAO năm 2010, 10 nƣớc có tỉ lệ diện tích nông nghiệp hữu cơ lại chủ yếu không nằm trong các nƣớc có diện tích lớn. Các nƣớc có tỉ lệ diện tích nông nghiệp hữu cơ chủ yếu tập trung ở châu Âu (hình 1.5). 19 Bảng 1.1: Phát triển diện tích nông nghiệp hữu cơ theo châu lục (triệu ha) Khu vực Năm 2000 2004 2008 2009 Toàn thế giới Châu Úc Châu Âu Mỹ Latinh Châu Á Bắc Mỹ Châu Phi 14,90 5,31 4,50 3,92 0,06 1,06 0,05 29,77 12,18 6,35 5,22 3,78 1,72 0,52 35,23 12,11 8,27 8,07 3,35 2,65 0,86 37,23 12,15 9,26 8,56 3,58 2,65 1,03 (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) Hình 1.4: 10 nước có diện tích nông nghiệp hữu cơ nhiều nhất, 2009 (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) Hình 1.5: 10 nước có tỉ lệ diện tích nông nghiệp hữu cơ cao nhất, 2009 (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) 20 Số nông hộ tham gia canh tác nông nghiệp hữu cơ trên thế giới tăng rất nhanh và đặc biệt tăng với tốc độ lớn từ năm 2005. Năm 1999, toàn thế giới mới chỉ có 0,2 triệu nông hộ tham gia canh tác nông nghiệp hữu cơ thì đến 2009 đã có tới 1,8 triệu nông hộ (hình 1.6). Hình 1.6: Phát triển số lượng nông hộ canh tác nông nghiệp hữu cơ trên thế giới (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) Có 10 nƣớc có số lƣợng nông hộ tham gia canh tác nông nghiệp hữu cơ lớn nhất, trong đó Ấn Độ là nƣớc có số lƣợng lớn nhất (hình 1.7). Hình 1.7: 10 quốc gia có số nông hộ nông nghiệp hữu cơ nhiều nhất, 2009 (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) 21 Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp hữu cơ của thế giới tăng nhanh, đến năm 2009 đã đạt 54,9 triệu USD. Nhƣ vậy chƣa đầy 10 năm, tổng giá trị sản xuất nông nghiệp hữu cơ của thế giới đã tăng gần 3 lần (hình 1.8). Hình 1.8: Tổng giá trị nông nghiệp hữu cơ của thế giới, 2009 (Nguồn: FAO.STAT. database on Organic Agriculture, 2010) Hiện nay trên thế giới có rất nhiều tổ chức, hiệp hội về nông nghiệp hữu cơ. Tổ chức mang tính chất bao trùm trên cả là Liên đoàn Quốc tế về phong trào sản xuất nông nghiệp hữu cơ IFOAM (International Federation of Organic Agriculture Movements). Trụ sở của IFOAM đóng tại Born (Đức) và có các đại diện ở hầu hết các châu lục. IFOAM và các tổ chức, hiệp hội nông nghiệp hữu cơ trên thế giới là nơi bảo hành thƣơng hiệu các sản phẩm hữu cơ của các thành viên trong hiệp hội và đƣa ra các quy định và tiêu chuẩn của nông nghiệp hữu cơ. Xu hƣớng phát triển của nông nghiệp hữu cơ trên thế giới: Có thể nói ngày càng nhiều quốc gia quan tâm đến phƣơng thức sản xuất này. Tại các nƣớc có phong trào này sớm, ngày càng nhiều nông hộ tham gia vào các hiệp hội sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Một số nƣớc đang phát triển, mặc dù hiện nay mới sản xuất tạm đủ lƣơng thực thực phẩm nhƣng cũng đã xuất hiện các nông hộ bắt đầu tham gia phƣơng thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Tốc độ phát triển nông nghiệp hữu cơ mạnh mẽ nhất là từ năm 2000 đến nay. Nhƣ vậy, cho thấy khi chúng ta bắt đầu đủ ăn thì nhu cầu sức khoẻ mới thể hiện rõ hơn, ngƣời ta cần lƣơng thực, thực phẩm an toàn hơn. Chính do nhu cầu ngày càng tăng của con ngƣời đã tác động tích cực đến xu hƣớng phát triển đi lên của nông nghiệp hữu cơ hiện nay và tƣơng lai. 22 1.3.3. Thực trạng sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam Trong những thập kỷ gần đây, nông nghiệp Việt Nam có bƣớc phát triển mạnh mẽ và đạt đƣợc những thành tựu đáng kể về năng suất, sản lƣợng, chủng loại và quy mô sản xuất...; đã tạo ra một khối lƣợng sản phẩm rất lớn đảm bảo tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu. Tuy nhiên, nông nghiệp nƣớc ta đang đứng trƣớc những thách thức không nhỏ đó là: vấn đề ô nhiễm môi trƣờng, đất đai bạc màu, suy giảm đa dạng sinh học, ngộ độc thuốc bảo vệ thực vật ở ngƣời, bùng phát sâu bệnh do sự phá huỷ hệ sinh thái về sử dụng quá nhiều hóa chất. Để khắc phục những nhƣợc điểm trên, nông nghiệp nƣớc ta đang từng bƣớc chuyển dịch sản xuất nông nghiệp an toàn, nông nghiệp hữu cơ. Trên thị trƣờng, ngƣời dân đã biết đến và đang làm quen dần với các sản phẩm nông sản sạch nhƣ: rau sạch, rau an toàn và một số hoa quả, thực phẩm an toàn. Hiện nay, vấn đề thực phẩm sạch đƣợc ngƣời dân đặc biệt chú ý quan tâm, vì nó liên quan đến sức khoẻ con ngƣời. Xuất xứ của sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam chủ yếu lúc đầu là do chúng ta tìm kiếm cơ hội để khai thác thị trƣờng xuất khẩu nông sản. Trƣớc yêu cầu khắt khe về chất lƣợng nông sản xuất khẩu, đã xuất hiện các chƣơng trình sản xuất mà lúc đầu chúng ta thƣờng dùng từ “sạch” để gọi tên nó. Về sau các chƣơng trình này phát triển đã ảnh hƣởng rõ đến nhận thức của mọi ngƣời, nhất là dân cƣ sống ở các thành phố lớn. Trƣớc nhu cầu của thị trƣờng trong, ngoài nƣớc và xu thế chung của toàn cầu, nông nghiệp hữu cơ đã từng bƣớc phát triển ở nƣớc ta. Đến nay, Việt Nam đã có hơn 10 ngàn ha đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ với hơn 2.000 nông hộ tham gia. Đã có một số dự án nông nghiệp hữu cơ đã và đang thúc đẩy cho sự phát triển của phƣơng thức sản xuất này ở Việt Nam. Đáng kể là Dự án Phát triển khuôn khổ cho sản xuất và Marketing nông nghiệp hữu cơ tại Việt Nam do Tổ chức Phát triển nông nghiệp Châu Á - Đan Mạch (ADDA) tài trợ và do Hội Nông dân Việt Nam thực hiện là môṭ trong nhƣ̃ng dự án phát triển hữu cơ đầu tiên tại Việt Nam và hiện nay đang phát triển rộng khắp ở nhiều tỉnh thành trong cả nƣớc. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành các tiêu chuẩn cơ bản cấp quốc gia đối với sản xuất theo hình thức hữu cơ, có thể áp dụng làm quy chiếu cho các nhà sản xuất, chế biến và những ngƣời khác quan tâm đến các sản phẩm hữu cơ dành cho thị trƣờng trong nƣớc. Trƣớc mắt, nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam đang có những thách thức cần đƣợc xem xét: - Nông nghiệp hữu cơ chƣa trở thành phong trào vì chƣa có cơ chế chính sách của Nhà nƣớc cho nó. Mặt khác, nhu cầu về lƣơng thực thực phẩm an toàn chƣa phải là cần thiết đối với mọi ngƣời dân, nhất là ở vùng sâu vùng xa. - Nông nghiệp hữu cơ mới chỉ tập trung ở một số chƣơng trình hợp tác với nƣớc ngoài là chủ yếu, mà chƣa thành một phƣơng thức chuyển đổi trong sản xuất nông nghiệp. 23 - Chƣa có hoặc mới có ít tiêu chuẩn quốc gia cũng nhƣ giấy chứng nhận sản xuất nông nghiệp hữu cơ của Nhà nƣớc, mà chủ yếu là sử dụng tiêu chuẩn và giấy chứng nhận của đối tác nƣớc ngoài. - Thêm vào đó, khả năng sản xuất lớn của nông nghiệp hữu cơ rất hạn chế do diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp. Tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc, đất do chất thải công nghiệp và việc sử dụng phân bón hóa học quá lâu trƣớc đó ngày càng gia tăng. Sản xuất nông nghiệp hữu cơ lại đòi hỏi việc tạo “vùng đệm” với vùng nông nghiệp thâm canh, trồng đan xen các cây cỏ dẫn dụ, chăm sóc “thủ công” - bắt sâu bệnh cho cây trồng. - Một bộ phận lớn dân cƣ chƣa thấy vai trò quan trọng của nông nghiệp hữu cơ cũng nhƣ thiếu kiến thức cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày những khái niệm liên quan đến sự hình thành và phát triển của nông nghiệp hữu cơ? 2. Định nghĩa nông nghiệp hữu cơ? Đặc điểm của nông nghiệp hữu cơ? 3. Các giai đoạn phát triển của nông nghiệp? 4. Sự ra đời tất yếu của nền nông nghiệp hữu cơ? 5. Cơ sở khoa học của nông nghiệp hữu cơ? 6. Nguyên tắc cơ bản của canh tác nông nghiệp hữu cơ theo IFOAM? 7. Ƣu điểm và hạn chế của nông nghiệp hữu cơ? 8. Lịch sử và thực trạng phát triển của nông nghiệp hữu cơ trên thế giới? 9. Thực trạng sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam? 24 Chƣơng 2 ĐẤT VÀ ĐỘ PHÌ ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 2.1. LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 2.1.1. Quy luật hình thành và phát triển của đất trồng Nhƣ ta đã biết, đất đƣợc hình thành do sự kết hợp giữa sản phẩm vỡ vụn của đá và chất hữu cơ do hoạt động sống của sinh vật. Error! CO2 CO2 H2O, N, P, K Ca, Mg… Hình 2.1: Hoạt động sống của cây xanh Cây xanh sinh trƣởng và phát triển đƣợc là nhờ nó hút nƣớc, dinh dƣỡng từ đất lên và quá trình quang hợp. Dƣới tác dụng của năng lƣợng ánh sáng mặt trời và khí cacbonic, quá trình quang hợp của cây diễn ra mạnh mẽ để tạo thành các chất hữu cơ (rễ, thân, cành, lá, hoa, quả...) của cây. Quá trình quang hợp càng mạnh thì quá trình hút dinh dƣỡng và nƣớc của cây càng mạnh và quá trình sinh trƣởng của cây càng mạnh (hình 2.1). 25 Có một nguyên lý cơ bản cho sự phát triển của đất ở đây là khi cây lấy từ đất đi một đơn vị chất dinh dƣỡng để cho quá trình quang hợp thì quá trình quang hợp sẽ tạo ra một khối lƣợng chất dinh dƣỡng lớn hơn nhiều so với số lấy đi từ đất. Trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây, cành khô lá rụng và rễ chết của cây sẽ trả lại cho đất xác hữu cơ. Lƣợng xác hữu cơ trả lại cho đất càng ngày càng nhiều khi thời gian sinh trƣởng của cây càng dài. Nhƣ vậy, nếu khi con ngƣời không lấy sản phẩm của cây hoặc lấy ít thì lƣợng dinh dƣỡng trả lại cho đất sẽ bù đắp đủ và vƣợt lƣợng đã mất và nhƣ vậy độ phì đất ngày càng đƣợc nâng cao. Chúng ta có thể thấy rõ điều này ở đất dƣới rừng, khi rừng càng nhiều tuổi và càng tốt thì độ phì đất dƣới nó càng cao. Hoặc đất trồng cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm, nếu có biện pháp chống mất dinh dƣỡng do xói mòn rửa trôi thì độ phì cũng đƣợc duy trì. Đối với cây, từ mối quan hệ trên, tự nó đã duy trì đƣợc quá trình sinh trƣởng và phát triển mà không cần sự tác động nào bên ngoài. Cây rừng càng ngày càng tốt lên trên những mảnh đất mà có thể ngay trƣớc đấy trên mảnh đất đó con ngƣời đã canh tác kiệt quệ dinh dƣỡng. Từ cơ sở khoa học đó cho thấy sự phát triển của đất và sinh trƣởng phát triển của cây (thảm thực bì) là nằm trong một chu trình sinh học tự nhiên. Nếu chúng ta biết khai thác nó hợp lý thì sẽ chu trình xoáy trôn ốc này sẽ ngày càng cao và càng lớn. 2.1.2. Luận điểm cơ bản về sử dụng đất trong nông nghiệp hữu cơ Luận điểm cơ bản của sử dụng đất trong nông nghiệp hữu cơ là lấy đất làm trung tâm và đất là đầu mối quan trọng trong chu trình khép kín của sản xuất nông nghiệp trong một nông hộ/trang trại. Vì vậy, các hoạt động trong sản xuất theo phƣơng thức nông nghiệp hữu cơ đều phải với mục đích là duy trì và nâng cao độ phì nhiêu của đất trồng. Hình 2.2: Đất và độ phì đất là trung tâm của nông nghiệp hữu cơ 26 Trong nông nghiệp hữu cơ có hai khái niệm cần đƣợc lƣu ý là “đất có sức sống” và “đất khoẻ”. Đất có sức sống là trong đất đó các quá trình chuyển hóa vật chất xảy ra mạnh mẽ theo quy luật tự nhiên, các sinh vật sống trong đó hoạt động tốt. Đất khoẻ là đất có sức sống và có độ phì tốt theo đúng quy luật hình thành và phát triển của nó. Trong thực tế, những đất nào có độ phì nhiêu thiên nhiên và độ phì hiệu lực cao thì đất đó khoẻ và có sức sống cao. Ngƣợc lại, những đất bị thoái hoá, những đất do bón quá nhiều và lâu dài phân vô cơ dễ tan (mặc dù có thể có độ phì nhân tạo cao)...là những đất có sức sống kém và không khoẻ. Khi đất khoẻ, có sức sống tốt thì cây sẽ sinh trƣởng phát triển tốt, cây khoẻ và vì vậy khả năng đề kháng sâu bệnh sẽ cao và tất yếu sẽ cho năng suất cao và ổn định. Trong nông nghiệp hữu cơ, yêu cầu của đất khoẻ và có sức sống cao, tức là đất có độ phì cao là phải đảm bảo có các chỉ tiêu sau: - Đất có chất hữu cơ và mùn cao, chất lƣợng tốt - Đất có khối lƣợng và cƣờng độ hoạt động của sinh vật sống trong đất cao - Đất có kết cấu tốt - Đất có chế độ nƣớc, không khí và nhiệt độ thích ứng với cây trồng - Đất không bị ô nhiễm 2.2. KẾT CẤU CỦA ĐẤT 2.2.1. Vai trò và yêu cầu của kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ Kết cấu đất là một chỉ tiêu quan trọng của đất, nhất là trong nông nghiệp hữu cơ. Dựa vào kết cấu đất ngƣời ta có thể chẩn đoán đƣợc trạng thái độ phì đất, vì kết cấu đất không chỉ đơn thuần là một chỉ tiêu lý tính đất mà nó còn biểu hiện lên khả năng chẩn đoán các tính chất khác của đất. Khi đất có kết cấu tốt, tơi xốp do các hạt kết viên bền vững tạo nên, thì các quá trình chuyển hóa vật chất trong đất xảy ra mạnh, rễ cây phát triển thuận lợi, chế độ nƣớc, nhiệt và Hình 2.3: Đất có kết cấu viên tốt không khí đƣợc lƣu thông cân bằng, sinh vật đất phát triển...và làm đất thuận lợi. Yêu cầu của kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ: Phải có kết cấu viên (đƣờng kính 2 - 3 mm) chiếm đại đa số trong thành phần của kết cấu đất. Mặt khác, kết cấu phải bền, nhất là ở tầng canh tác. 27 2.2.2. Các biện pháp điều chỉnh kết cấu đất Để điều chỉnh kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ thƣờng có các biện pháp nhƣ sau: - Bón phân hữu cơ: Phân hữu cơ là nguyên liệu chính cho quá trình tổng hợp hợp chất mùn, vì vậy khi bón phân hữu cơ sẽ tăng lƣợng mùn trong đất. Mùn là nguyên liệu kết gắn các phần tử đất lại với nhau để tạo kết cấu đất và keo mùn nhiều sẽ tăng cƣờng khả năng tụ keo tạo thành kết cấu viên bền vững. - Không sử dụng phân vô cơ dễ tan: Phân vô cơ dễ tan thƣờng để lại sự tồn dƣ các hợp chất là phá vỡ kết cấu đất. - Bón vôi (tốt nhất là bột đá vôi nghiền) để điều hòa môi trƣờng đất, tạo điều kiện thuận lợi cho khu hệ sinh vật đất phát triển. Thực ra, sự hình thành kết cấu đất liên quan chặt chẽ đến quần thể sinh vật đất. Đất nào có sự hoạt động mạnh mẽ của sinh vật đất thì đất đó có kết cấu tốt. - Làm đất: Phải làm đất đúng “độ chín” của đất và không làm đất quá kỹ và quá nhỏ, nếu không kết cấu đất sẽ bị phá vỡ do tác động cơ học. - Tăng cƣờng các biện pháp chống xói mòn rửa trôi, nhất là cho đất dốc. Xói mòn rửa trôi thƣờng làm cho các cation kiềm trong tầng canh tác bị hao hụt nhanh làm cho đất mất khả năng liên kết và mất kết cấu. 2.3. HỆ SINH VẬT ĐẤT 2.3.1. Vai trò và yêu cầu của hệ sinh vật đất trong nông nghiệp hữu cơ Khu hệ sinh vật đất rất đa dạng và thành phần cũng rất khác nhau ở các loại đất hay điều kiện khác nhau. Trong những loại đất có độ phì cao thông thƣờng tỷ lệ các loài sinh vật sống trong khu hệ sinh vật đất phân bổ nhƣ hình 2.4 và 2.5. Nhƣ vậy, trong đất đa số là vi sinh vật: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm và tảo (chiếm xung quanh 80% tổng số sinh vật sống trong đất). Còn khoảng 20% còn lại là giun đất và các loại động vật khác ngoài giun. Tất nhiên, tuỳ thuộc vào điều kiện đất đai và khí hậu khác nhau mà tỷ lệ này sẽ thay đổi. Ví dụ nhƣ trong đất trồng lúa nƣớc thì tỷ lệ vi sinh vật sẽ chiếm nhiều hơn so với đất đồi. 12%5% 3%Vi khuẩn, xạ khuẩn 40% Nấm, tảo Giun đất Động vật lớn khác 40% Động vật nhỏ khác Hình 2.4: Thành phần sinh vật sống trong đất nông nghiệp hữu cơ (Lấy ví dụ: Đất đồng cỏ) (Nguồn: Voitl H., E. Guggenberger và J. Willi, 1980) 28 Độ phì của đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ về cơ bản đƣợc quyết định bởi tính chất sinh học của đất. Vì hầu nhƣ tất cả các quá trình chuyển hóa các vật chất trong đất đều chịu sự tác động của hệ sinh vật đất nhƣ quá trình phân giải xác hữu cơ, quá trình hình thành mùn, quá trình chuyển hóa một số nguyên tố dinh dƣỡng nhƣ P, K, S, quá trình hình thành kết cấu đất... Trong hệ sinh vật đất, vi sinh vật có vai trò quan trọng nhất. Thành phần và cƣờng độ hoạt động của vi sinh vật đất là những chỉ tiêu quan trọng đƣợc sử dụng để đánh giá đất trong nông nghiệp hữu cơ. Hình 2.5: Khu hệ sinh vật đất Nhƣ đã đề cập ở phần trên, nông nghiệp hữu cơ không sử dụng phân bón vô cơ dễ tan, nhƣ vậy dinh dƣỡng của cây trồng sẽ đƣợc huy động từ đất là chủ yếu, mà các chất dinh dƣỡng trong đất chủ yếu nằm ở dạng hợp chất. Vì vậy, phải nhờ vào quá trình phân giải hòa tan của vi sinh vật đất thì rễ cây mới hấp thu đƣợc. Hệ sinh vật đất còn làm cho đất có kết cấu tốt và bền, ngoài ra một số vi sinh vật đất có khả năng cố định đạm từ khí trời làm giàu đạm cho đất. Yêu cầu của khu hệ sinh vật đất trong nông nghiệp hữu cơ là vừa có cơ cấu thành phần phù hợp và khối lƣợng lớn vừa phải có cƣờng độ hoạt động mạnh. Cụ thể, trong thành phần vi sinh vật thì vi khuẩn và xạ khuẩn phải chiếm khối lƣợng lớn hơn các thành phần khác và số lƣợng vi sinh vật cố định đạm cũng nhƣ vi sinh vật phân giải lân phải càng nhiều càng tốt. Còn động vật đất thì giun đất phải nhiều hơn tất cả. Tất nhiên, trong đất trồng lúa nƣớc nhƣ ở nƣớc ta thì trong khu hệ sinh vật đất chủ yếu là vi sinh vật. 2.3.2. Các biện pháp tăng cƣờng khu hệ sinh vật đất Chính vì khu hệ sinh vật đất có vai trò rất quan trọng nông nghiệp hữu cơ mà chúng ta phải có biện pháp tăng cƣờng cả về khối lƣợng và chất lƣợng cũng nhƣ cƣờng độ hoạt động của chúng trong đất. Các biện pháp chính nhằm tăng cƣờng khu hệ sinh vật đất là: - Cung cấp nguyên liệu: Chủ yếu là cung cấp nguồn xác hữu cơ thông qua bón phân hữu cơ, để lại tối đa sản phẩm phụ của cây, sử dụng xen canh luân canh, tƣới nƣớc phù sa... - Tạo môi trƣờng thuận lợi cho sinh vật đất hoạt động: Chính do không sử dụng phân vô cơ dễ tan, thuốc hóa học bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trƣởng nên sẽ không làm môi trƣờng đất bị ô nhiễm, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh vật đất hoạt động. Không nên bón vôi với lƣợng lớn cùng một lúc. Cần thƣờng xuyên duy trì độ ẩm đất phù hợp, nhất là trên đất cạn. 29 - Trong làm đất cần lƣu ý giảm thiểu sự đảo lộn các tầng đất. Tóm lại, các biện pháp nhằm tăng cƣờng độ phì của đất cũng chính là những biện pháp tăng cƣờng khu hệ sinh vật đất. 2.4. CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN 2.4.1. Vai trò và yêu cầu của chất hữu cơ và mùn Vì đất đƣợc hình thành do sự kết hợp giữa thành phần khoáng từ đá mẹ và xác hữu cơ từ hoạt động sống của sinh vật. Cho nên chất hữu cơ và mùn đóng một vai trò cực kỳ quan trọng, không chỉ đối với quá trình hình thành mà còn quyết định đến gần nhƣ toàn bộ tính chất của đất và độ phì của đất, cụ thể: - Đối với lý tính đất: Chất hữu cơ và mùn làm cho đất có kết cấu và thành phần cơ giới tốt, điều hòa chế độ nƣớc, không khí, nhiệt của đất. - Đối với hóa tính đất: Chất hữu cơ và mùn là kho dinh dƣỡng của đất; mùn làm tăng cƣờng khả năng hấp phụ của đất, điều hòa phản ứng môi trƣờng và tính đệm của đất. - Đối với sinh tính đất: Chất hữu cơ và mùn là nguồn dinh dƣỡng cho các sinh vật sống ở trong đất, vì vậy càng nhiều chất hữu cơ và mùn thì khối lƣợng sinh vật sống và cƣờng độ hoạt động của chúng càng lớn. Khi trong đất chứa nhiều chất hữu cơ và mùn tốt thì hạt dễ nảy mầm, rễ phát triển tốt, cây trồng sinh trƣởng và phát triển thuận lợi, sức đề kháng sâu bệnh tốt. Nhƣ vậy có thể thấy rằng, khi đất có chất hữu cơ và mùn tốt thì sẽ cho năng suất cây trồng cao và ổn định. Yêu cầu về chất hữu cơ và mùn đối với nông nghiệp hữu cơ: Nhƣ đã đề cập ở trên, chất hữu cơ và mùn trong đất sẽ quyết định độ phì nhiêu của đất, mà cơ sở của sản xuất nông nghiệp hữu cơ là dựa vào độ phì của đất. Vì vậy, chúng ta cần tăng cƣờng chất hữu cơ và mùn trong đất, nhất là đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Yêu cầu của chất hữu cơ, nhất là mùn cho nông nghiệp hữu cơ là chúng đƣợc tạo thành từ sự hoạt động của vi sinh vật và các sinh vật khác sống trong đất với các nguồn nguyên liệu không bị ô nhiễm. Khi xác hữu cơ bị ô nhiễm, hoặc khi ta bón nhiều phân vô cơ dễ tan, thuốc bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trƣởng vô cơ thì sẽ không tạo ra mùn tốt, tất yếu đất sẽ không có sức sống, không khoẻ và không đạt đƣợc yêu cầu cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Nhìn chung, khi đất càng chứa nhiều chất hữu cơ và mùn thì càng tốt cho độ phì, nhƣng phải là chất hữu cơ và mùn có chất lƣợng tốt và không bị ô nhiễm. Thông thƣờng trong tầng đất canh tác hàm lƣợng mùn tốt cần phải đạt từ khá trở lên và tốt nhất là giàu thì mới đạt yêu cầu của nông nghiệp hữu cơ (hình 2.6). 30 25%23% 7% 45% Chat khoang Khong khi Nuoc Chat huu co 85% 10% 5% Mun Re cay Sinh vat dat Hình 2.6: Thành phần của đất và chất hữu cơ phù hợp cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ (Lấy ví dụ: Đất đồng cỏ) (Nguồn: Voitl H., E. Guggenberger & J. Willi, 1980) 2.4.2. Cân bằng mùn và dinh dƣỡng trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ Nhƣ ta đã biết, trong đất bao giờ cũng xảy ra hai quá trình song song đối với mùn, đó là quá trình tạo thành mùn (quá trình mùn hoá) và quá trình khoáng hóa hợp chất mùn. Mục tiêu của ổn định và tăng cƣờng độ phì là làm thế nào để cân bằng động hai quá trình này với một hàm lƣợng mùn tối ƣu cho mỗi loại đất. Cho đến nay chúng ta chƣa có đƣợc hàm lƣợng mùn tối ƣu cụ thể cho mỗi loại đất, vì vậy mà chƣa tính đƣợc điểm dừng trong việc cung cấp chất hữu cơ cho đất để đạt đƣợc hàm lƣợng mùn tối ƣu. Tất nhiên, nếu chỉ để tính toán một hàm lƣợng mùn tối ƣu cho mỗi loại đất thì cũng chƣa phải là quá khó, nhƣng hàm lƣợng mùn tối ƣu còn phải phù hợp cho từng hệ thống cây trồng, đó là cả một vấn đề phức tạp. Hiện nay, chúng ta mới phân loại và đánh giá hàm lƣợng mùn cho hai nhóm đất là đất đồi núi và đất ruộng trồng lúa nƣớc. Cách phân loại này áp dụng chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp thâm canh. Để xác định khả năng tích luỹ mùn của đất, cân bằng mùn đƣợc đƣa ra nhƣ là một phƣơng pháp đứng đầu trong hàng loạt các phƣơng pháp xác định mùn. Vì quá trình tích luỹ mùn phụ thuộc rất lớn vào khả năng cung cấp chất hữu cơ cho đất, đồng thời phụ thuộc vào quá trình phân giải mùn. Cho nên khi dựa vào cân bằng mùn cho phép chúng ta nắm đƣợc khối lƣợng cũng nhƣ quá trình tích luỹ hoặc mất mùn trong thực tế sản xuất. Hiện nay, trên thế giới có một vài phƣơng pháp tính toán cân bằng mùn và trong các phƣơng pháp đó thì phƣơng pháp Chỉ số mùn đƣợc dùng nhiều hơn cả, nhất là cho tính toán cân bằng mùn trong nông nghiệp hữu cơ. Phƣơng pháp này do các tác giả Rauhe và Schoenmeier (1966), Leithold (1997) và Leithold & Huelsbergen (1998) đƣa ra. Cơ sở để tính toán của phƣơng pháp này là dựa vào hàm lƣợng N và C có trong mùn (một tấn mùn chứa 50 kg N hữu cơ và 580 kg C hữu cơ) và hàm lƣợng mùn có trong một tấn phân chuồng, ngƣời ta đã tìm ra một chỉ số mùn là 0,35. Với các chỉ số trên ngƣời ta đƣa ra đƣợc công thức cân bằng mùn nhƣ sau:31 - Công thức mất mùn trong đất: + Mất mùn tổng số: Mm = Mt . Kk Trong đó: Mm: Mất mùn tổng số Mt: Hàm lƣợng mùn tổng số (tấn/ha) Kk: Hệ số khoáng hóa mùn + Mất mùn đã trừ lƣợng tự có: Mm = (Mt . Kk) - (Td . Kmtd) Trong đó: Mm: Mất mùn tổng số Mt: Hàm lƣợng mùn tổng số (tấn/ha) Kk: Hệ số khoáng hóa mùn Td: Sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại (tấn khô/ha) - Tàn dƣ cây trồng Kmtd: Hệ số mùn hóa của sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại - Công thức tăng lƣợng mùn trong đất: Phc . Kmp + Td . Kmtd Trong đó: Phc: Phân hữu cơ (tấn khô/ha) Kmp: Hệ số mùn hóa của phân hữu cơ Td: Sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại (tấn khô/ha) - Tàn dƣ cây trồng Kmtd: Hệ số mùn hóa của sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại - Công thức cân bằng mùn trong đất: để cân bằng mùn trong đất ≥(Mt . Kk)- (Td . Kmtd) Lƣợng phân hữu cơ cung cấp Kmp Trong đó: Mt: Hàm lƣợng mùn tổng số (tấn/ha) Kk: Hệ số khoáng hóa mùn Td: Sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại (tấn khô/ha) - Tàn dƣ cây trồng Kmtd: Hệ số mùn hóa của sản phẩm phụ của cây trồng và rễ cây để lại Kmp: Hệ số mùn hóa của phân hữu cơ Trên cơ sở các công thức trên, ngƣời ta tính đƣợc dƣới các phƣơng thức canh tác khác nhau lƣợng mùn bị mất hoặc đƣợc tích luỹ khác nhau (bảng 2.1). 32 Nhƣ vậy cho ta thấy trong nông nghiệp hữu cơ, để duy trì hàm lƣợng mùn cho đất thì việc cung cấp phân hữu cơ và để lại sản phẩm phụ của cây trồng cũng nhƣ luân canh với cây họ Đậu là giải pháp tốt và hiệu quả nhất. Bảng 2.1. Ảnh hƣởng phƣơng thức trồng trọt tới tích luỹ mùn Phương thức canh tác Tấn mùn/ha* Trồng củ cải đường Trồng khoai tây Trồng ngô Trồng lúa mỳ Đồng cỏ Luân canh có cây họ Đậu - 3,40 - 2,75 - 2,05 - 1,05 + 1,80 + 1,50 * Ghi chú: Mất mùn:( -); Tích luỹ mùn: (+) (Nguồn: Leithold G., 2004) Trong các nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng quan trọng đối với cây thì N là đứng đầu, vì nguyên tố dinh dƣỡng này chi phối mạnh mẽ toàn bộ quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây, quan trọng nhất là yếu tố quyết định quá trình quang hợp của cây. Nhƣ chúng ta đã biết, N không có trong đá mẹ, mà nguồn của nó lại từ hoạt động của sinh vật sống trên Trái đất, từ xác hữu cơ và từ quá trình cố định đạm của vi sinh vật. Trong nông nghiệp hữu cơ do không sử dụng phân đạm vô cơ dễ tan, cho nên nguồn cung cấp N cho đất chủ yếu do phân hữu cơ và cây họ Đậu (hình 2.7). Hình 2.7 cũng cho thấy chu trình khép kín của N trong tự nhiên và qua đó cho ta thấy cần cân bằng nguyên tố dinh dƣỡng này nhƣ thế nào trong đất. 2.4.3. Các biện pháp tăng cƣờng mùn trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ Chúng ta đã biết rằng quá trình khoáng hóa mùn xảy ra thƣờng xuyên và trong nông nghiệp hữu cơ thì chúng ta càng cần tăng cƣờng quá trình này để cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm nhƣ nƣớc ta, ngoài quá trình khoáng hóa xảy ra mạnh mẽ, mùn còn mất do quá trình xói mòn rửa trôi, nhất là trên đất dốc. Vì vậy vấn đề cân bằng mùn trong đất trong điều kiện nhiệt đới ẩm mƣa nhiều khó khăn hơn rất nhiều so với vùng ôn đới. Các biện pháp tăng cƣờng mùn có hiệu quả trong nông nghiệp hữu cơ đƣợc tổng hợp nhƣ sau: - Bón phân hữu cơ: Bao gồm phân chuồng đã qua chế biến, phân xanh. - Để lại tối đa sản phẩm phụ của cây trồng cho đất. - Che phủ đất bằng trồng xen, trồng gối hoặc bằng các loại cây, cỏ... - Sử dụng phân xanh tại chỗ đối với đất dốc. - Thực hiện luân canh cây trồng, lƣu ý sử dụng cây họ Đậu. - Làm đất tối thiểu. - Chống xói mòn, rửa trôi. 33 2.5. LÀM ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 2.5.1. Nguyên lý cơ bản trong làm đất cho nông nghiệp hữu cơ Làm đất là tạo ra một môi trƣờng thuận lợi cho rễ cây trồng phát triển, đồng thời tạo điều kiện thúc đẩy quá trình chuyển hóa vật chất trong đất cũng nhƣ tăng cƣờng hoạt động của khu hệ sinh vật đất. Mục tiêu làm đất trong nông nghiệp hữu cơ: - Cải thiện kết cấu đất - Tạo điều kiện cho xác hữu cơ, từ sản phẩm phụ của cây trồng để lại cũng nhƣ qua bón phân, tƣới nƣớc và các nguồn khác, đƣợc phân huỷ và hình thành mùn thuận lợi hơn. - Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình chuyển hóa và vận chuyển dinh dƣỡng, nƣớc, không khí và nhiệt trong đất. - Tiêu diệt mầm mống cỏ dại. - Chuẩn bị môi trƣờng tốt cho gieo hạt giống cây trồng. Khí quyển N2O, NOx, N2 N2 NO3- Rửa trôi Cố định đạm sinh học (N2 → R-NH2) Cây họ Đậu Phân hữu cơ Xác hữu cơ NH4+ Nitrat hoá NH4+→ NO3- Phân khoáng Hình 2.7: Chu trình N trong nông nghiệp hữu cơ 34 Cơ sở để xác định các phương pháp làm đất trong nông nghiệp hữu cơ: Không làm đảo lộn các tầng đất khi làm đất. Nhƣ chúng ta đã biết, các tầng theo độ sâu của đất có tính chất khác nhau do quá trình hình thành đất tạo ra. Tầng trên cùng của tầng A, là tầng đƣợc thƣờng xuyên cung cấp vật chất hữu cơ, ánh sáng, nhiệt của ánh sáng mặt trời, ôxi của khí quyển...nên giàu mùn hơn, nhiều sinh vật đất hơn (nhất là vi sinh vật). Trong khi đó, chỉ xuống sâu hơn vài centimét bên dƣới, các điều kiện lại khác hẳn, ít mùn hơn, ít sinh vật đất hơn, ít ôxi hơn...dẫn đến tính chất của đất nói chung cũng khác. Đặc biệt, ở mỗi tầng đất khác nhau, đặc tính của sinh vật đất cũng khác nhau (Ví dụ: Tầng trên chủ yếu là vi sinh vật hảo khí, còn tầng dƣới lại chủ yếu là yếm khí). Vì thế, nếu chúng ta làm đảo lộn các tầng với nhau thì ngay sau đó sẽ làm thay đổi môi trƣờng và tất yếu sẽ làm suy giảm mạnh số lƣợng sinh vật đất tức thì. Các loại sinh vật này đòi hỏi phải trải qua một thời gian nhất định mới thích nghi đƣợc. - Vì vậy, phải chọn phƣơng pháp làm đất làm sao để không làm đảo lộn các các tầng đất với nhau khi làm đất. Các tầng đất cần đƣợc giữ nhƣ trạng thái tự nhiên cũng sẽ góp phần làm cho bộ rễ của cây trồng thích nghi nhanh và phát triển thuận lợi. Nguyên tắc của làm đất trong nông nghiệp hữu cơ: - Làm nhỏ đất ở lớp trên và làm lỏng đất ở lớp dƣới của tầng canh tác. Nguyên tắc này cho phép khi làm đất đảo lộn và làm tơi xốp đất ở lớp trên cùng của tầng canh tác. Lớp đất trên cùng đƣợc làm tơi xốp sẽ tạo điều kiện cho quá trình phân huỷ xác hữu cơ thuận lợi hơn, tăng cƣờng đƣợc kết cấu đất và tạo môi trƣờng thuận lợi cho hạt giống nảy mầm khi gieo hạt. Mặt khác, quá trình làm đất kỹ ở lớp đất mặt sẽ loại bỏ đƣợc phần lớn mầm mống cỏ dại cho đất, vì đa số hạt cỏ dại và rễ của nó đều tập trung ở lớp đất mặt này. Làm lỏng đất ở lớp đất dƣới có nghĩa là đất cũng sẽ bị làm nhỏ ra (tất nhiên không nhỏ nhƣ lớp trên) nhƣng không làm đảo lộn chúng. Khi đất ở lớp dƣới đƣợc làm lỏng ra nhƣ vậy sẽ làm cho lƣu thông không khí, nƣớc và nhiệt trong đất, tạo điều kiện thuận lợi cho rễ cây phát triển. - Một nguyên tắc nữa là hạn chế tối đa tác động của dụng cụ cũng nhƣ máy móc làm đất vào đất. Nguyên tắc này có nghĩa rằng phải hạn chế tối đa số lƣợt máy móc và dụng cụ làm đất khi làm đất. Trong nông nghiệp thâm canh, làm đất thƣờng 2 đến 3 lần, nhƣng trong nông nghiệp hữu cơ chỉ nên làm đất 1 lần. 2.5.2. Lựa chọn dụng cụ làm đất trong nông nghiệp hữu cơ Nguyên tắc lựa chọn dụng cụ làm đất là dụng cụ đó phải vừa đảm bảo làm đƣợc đất theo yêu cầu vừa có tiết diện tiếp xúc với đất càng ít càng tốt, vì nhƣ vậy sẽ hạn chế đƣợc hiện tƣợng đất bị nén. Trong điều kiện sử dụng đƣợc máy móc làm đất, thì nên chọn một số máy công cụ làm đất nhƣ sau: + Máy phay kết hợp với lƣỡi cày không lật làm lỏng đất (hình 2.8). 35 Hình 2.8: Máy phay đất Ƣu điểm của phay đất là không làm đảo lộn đất nhiều và nó còn có tác dụng băm nhỏ những tàn dƣ của cây trồng vụ trƣớc để lại (thân, lá rễ). Trong điều kiện ở nƣớc ta, dạng công cụ làm đất này đƣợc sử dụng phổ biến ở nhiều địa hình khác nhau. Tuy nhiên, để phục vụ cho làm đất trong nông nghiệp hữu cơ thì cần cải tiến thêm dụng cụ làm lỏng đất ở tầng dƣới. + Máy cày ít lật kết hợp băm đất (hình 4.9). Hình 2.9: Máy cày kết hợp băm đất Ƣu điểm của dụng cụ làm đất này là làm tơi đất khá triệt để và làm đứt toàn bộ rễ cỏ dại. Nhƣợc điểm của nó là khả năng làm lỏng đất ở tầng dƣới bị hạn chế. 36 Hình 2.10: Mô hình lưỡi cày 2 tầng Hình 2.11: Đất được làm qua máy làm đất hai tầng CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày luận điểm cơ bản của sử dụng đất trong nông nghiệp hữu cơ? 2. Trình bày vai trò và yêu cầu của kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ? 3. Các biện pháp điều chỉnh kết cấu đất trong nông nghiệp hữu cơ? 4. Vai trò và yêu cầu của hệ sinh vật đất trong nông nghiệp hữu cơ? 5. Các biện pháp tăng cƣờng khu hệ sinh vật đất trong nông nghiệp hữu cơ? 6. Vai trò và yêu cầu của chất hữu cơ và mùn trong nông nghiệp hữu cơ? 7. Cân bằng mùn và dinh dƣỡng trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ? 8. Các biện pháp tăng cƣờng mùn trong đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ 9. Nguyên lý cơ bản trong làm đất cho nông nghiệp hữu cơ? 10. Lựa chọn dụng cụ làm đất trong nông nghiệp hữu cơ? 37 Chƣơng 3 PHÂN BÓN TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 3.1. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA SỬ DỤNG PHÂN BÓN TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 3.1.1. Sử dụng phân bón trong nông nghiệp thâm canh Nhƣ chúng ta đã biết, phân bón trong nông nghiệp thâm canh cùng với giống là yếu tố quyết định sản lƣợng cây trồng. Ngƣời ta đã tính toán đƣợc rằng, để đạt đƣợc một năng suất nào đó cây trồng cần phải hút một lƣợng dinh dƣỡng là bao nhiêu? Ví dụ: Để đạt đƣợc năng suất 30 tấn củ tƣơi/ha, cây sắn cần hút 210 kg K2O, 160 kg N và 40 kg P2O5. Từ đó ngƣời ta có thể tính toán lƣợng phân bón, nhất là phân bón vô cơ bón cho cây để đạt đƣợc năng suất mong muốn, còn gọi là “bón phân theo sản lƣợng định sẵn”. Vì thế, trong nông nghiệp thâm canh hiện nay, lƣợng phân vô cơ đƣợc sử dụng ngày càng nhiều. Để thâm canh, ngƣời ta có thể bón đến 500 kg N/ha cho cây khoai tây, hoặc 300 kg N/ha cho rau ở Việt Nam... Trong sản xuất chè, nhiều nơi ngƣời dân đã phun qua lá đến 400 kgN/ha/năm, làm cho rễ cây chè không chịu phát triển dẫn đến thời gian kinh doanh giảm. Trong nông nghiệp thâm canh, ngƣời ta cũng xác định đƣợc các yếu tố dinh dƣỡng hạn chế năng suất cây trồng qua từng thời kỳ và ngƣời ta đã dùng phân bón vô cơ dễ tan để khắc phục. Khi dùng phân bón để khắc phục yếu tố hạn chế này sẽ xuất hiện yếu tố dinh dƣỡng hạn chế khác, cứ nhƣ vậy ngƣời ta đã bón vào đất một lƣợng phân hóa học cực lớn. Nói tóm lại, trong nông nghiệp thâm canh, bón phân là bón cho cây. Chính điều này đã làm cho con ngƣời thoả mãn đƣợc yêu cầu về sản lƣợng cây trồng, nhƣng mặt trái của nó là làm cho lƣợng tồn dƣ của phân bón không chỉ trong đất, nƣớc mà còn cả trong sản phẩm là quá lớn, dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng. 3.1.2. Sử dụng phân bón trong nông nghiệp hữu cơ Cơ sở khoa học của sử dụng phân bón trong nông nghiệp hữu cơ có thể tập hợp thành bốn nguyên lý sau: Cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng gián tiếp. Sử dụng phân hữu cơ chất lƣợng cao. Sử dụng hoàn toàn chu trình đạm trong tự nhiên và quản lý tăng cƣờng mùn cho đất. Không sử dụng phân vô cơ dễ tan. 38 Nhƣ vậy, bón phân trong nông nghiệp hữu cơ là: Bón phân cho đất Bón phân cho đất không phải là một khái niệm mới hình thành và mới đƣợc sử dụng hiện nay cho nông nghiệp hữu cơ, mà nó đã đƣợc nhà bác học Liebig (1803-1873) nêu ra trong định luật dinh dƣỡng tối thiểu “Độ phì của đất phụ thuộc vào các nguyên tố dinh dƣỡng. Bón phân có nghĩa là bổ sung dinh dƣỡng cho đất”. Vì chúng ta từ trƣớc tới nay đều quen với khái niệm bón phân cho cây nên có thể cho là mới. Cây trồng hút dinh dƣỡng từ đất nhờ quá trình hấp thu trao đổi giữa các ion H+và HCO3 -do rễ cây tiết ra, với các ion dinh dƣỡng trong đất. Khi hàm lƣợng một chất dinh dƣỡng nào đó trong đất giảm xuống đến một mức nào đó thì cây trồng không thể hút đƣợc nữa. Đa số các nguyên tố dinh dƣỡng cho cây nằm ở dạng hợp chất trong đất, thậm chí có những hợp chất rất khó tan, nhƣng rễ cây đã tiết ra axit để hòa tan chúng. quá trình này đƣợc Scheller (1999) mô tả ở hình 3.1. Song song với quá trình đó là sự hòa tan do hoạt động của vi sinh vật đất. ý nghĩa của Ảnh hƣởng của khí hậu NH4+Ca2+ Fe3+ K+ … Sản phẩm phụ của cây trồng Bón phân hữu cơ Sản phẩm cây trồng Khoáng hóa đất Al SiFeeMgHình thành các hợp chất khoáng K K K K K Hình 3.1: Chuyển hóa dinh dưỡng trong đất do cây và vi sinh vật đất thực hiện trong chu trình sản xuất của nông hộ Nhƣ vậy, giữa cây trồng và đất có một mối quan hệ rất khăng khít trong nông nghiệp hữu cơ. Toàn bộ quá trình dinh dƣỡng của cây liên quan chặt chẽ đến các quá trình chuyển hóa vật chất do sinh vật đất đảm nhận. Bởi vậy, hệ sinh vật đất, mà chủ 39 yếu là vi sinh vật là yếu tố quyết định cho cây sinh trƣởng và phát triển trong nông nghiệp hữu cơ. Quá trình dinh dƣỡng của cây trong nông nghiệp hữu cơ cũng đƣợc khái quát hóa qua sơ đồ tại hình 3.2. Trong sơ đồ này, bể dinh dƣỡng của đất do bốn nguồn cung cấp là phân bón, đất, luân canh và các biện pháp canh tác khác. Bể dinh dƣỡng của đất đƣợc trồng. hệ sinh vật đất chuyển hóa thành các nguyên tố dinh dƣỡng dễ tan cung cấp cho cây cây trồng Mùn, dinh dƣỡng Đất đai: pH, hóa…. Khí hậu, phong tiêu Dinh dƣỡng dễ Sinh vật đất trong đất Bể dinh dƣỡng Thu hoạch sản phẩm Phân bón: Phân chuồng Phân compost Phân vô cơ Luân canh: Thay đổi cây trồng Phân xanh Sản phẩm phụ Biện pháp canh tác: Làm đất Vun xới Tƣới tiêu Hình 3.2: Sơ đồ nguồn và quá trình dinh dưỡng của cây Trong nông nghiệp hữu cơ không sử dụng phân vô cơ dễ tan. Nhƣ chúng ta đã biết, phân vô cơ đƣợc sản xuất chủ yếu dƣới dạng dễ hòa tan để khi bón vào đất sẽ tan nhanh cho cây hút. Tính chất dễ tan này của đa số phân vô cơ làm cho nó phát huy hiệu lực tức thì đối với cây trồng, nhƣng mặt trái của nó cũng chính là đặc điểm này. Đó là, khi ta bón vào đất sẽ làm tăng nồng độ nguyên tố dinh dƣỡng đó trong dung dịch đất, cây sẽ hút một lƣợng lớn hơn thông thƣờng, nhất là N. Sự thu hút thái quá này dẫn đến tích luỹ vƣợt ngƣỡng trong cây và sản phẩm khi ta thu hoạch sẽ không còn an toàn nữa. Mặt khác, do nồng độ chất dinh dƣỡng trong dung dịch đất tăng đột ngột sẽ làm ảnh hƣởng đến hoạt động theo quy luật của hệ sinh vật đất nhất là vi sinh vật. Chính điều này sẽ làm cho quá trình chuyển hóa vật chất trong đất bị thay đổi vƣợt ra khỏi quỹ đạo của quy luật phát triển tự nhiên của đất. Vì vậy, trong nông nghiệp hữu cơ không sử dụng phân vô cơ dễ tan. Trong một nông hộ hay một trang trại sản xuất nông nghiệp hữu cơ, vấn đề phân bón và dinh dƣỡng cây trồng đƣợc giải quyết thông qua sáu hợp phần sau: 40 - Sử dụng tối đa phân chuồng của nông hộ: Phân các loại gia súc và gia cầm (dạng đặc hay lỏng đều đƣợc) và phân rác, đã qua chế biến và không bị ô nhiễm. - Sử dụng phân hóa học bón bổ sung: Cho phép sử dụng phân vô cơ P, K (tốt nhất là phân chậm tan) và vôi (tốt nhất là bột đá vôi nghiền) bón bổ sung cho đất. Lƣu ý tính toán cân đối và liều lƣợng. - Để lại tối đa sản phẩm phụ của cây trồng trên đồng ruộng, sử dụng phân xanh và khai thác triệt để quá trình cố định đạm của vi sinh vật (tự do và cộng sinh). - Tăng cƣờng động thái dinh dƣỡng trong đất thông qua biện pháp luân canh, xen canh và làm đất. - Thực hiện sự phối kết hợp cân đối giữa hợp phần chăn nuôi và trồng trọt: Đƣa thành hệ thống theo quy định, Sử dụng hợp lý loại vật nuôi, thức ăn gia súc. - Phát huy tốt các chu trình vật chất trong nông trại: Các chu trình chất hữu cơ, N, P, K...và hệ thống cây trồng với hệ thống vật nuôi. Trong phạm vi của chƣơng này chỉ trình bày hai vấn đề là phân hữu cơ và phân vô cơ. 3.2. PHÂN HỮU CƠ 3.2.1. Vai trò quyết định của phân hữu cơ trong nông nghiệp hữu cơ Chất hữu cơ và mùn là yếu tố quyết định độ phì của đất trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Nhƣ đã đề cập trong chƣơng 2, nguồn nguyên liệu chính cho quá trình mùn hóa trong đất là từ phân bón hữu cơ, từ sản phẩm phụ và rễ của cây trồng để lại và từ xác sinh vật sống trong đất. Do đó, phân hữu cơ đƣợc coi nhƣ là giải pháp chính cung cấp chất hữu cơ cho đất khi sản phẩm hữu cơ từ cây trồng qua hệ thống luân canh cung cấp cho đất không đƣợc nhiều. Tuy nhiên, phân hữu cơ trong nhiều trƣờng hợp không phải là giải pháp thay thế hệ thống luân canh, mà nó chính là sự bổ sung cho những hệ thống đó phát huy tốt hơn đối với quá trình tăng cƣờng độ phì cho đất. Trong dòng dinh dƣỡng của cây trong đất ta thấy có hai nguồn chính, đó là các nguyên tố dinh dƣỡng có nguồn gốc từ đá mẹ thông qua quá trình hình thành đất phân giải ra và nguồn thứ hai là từ chất hữu cơ và mùn. Vì vậy, khi đất giàu chất hữu cơ và mùn có nghĩa rằng nguồn dinh dƣỡng (nhất là N) cho cây sẽ dồi dào và ngƣợc lại. Sự phân huỷ phân hữu cơ để tạo chất dinh dƣỡng cho cây cũng nhƣ để hình thành mùn phụ thuộc rất lớn vào điều kiện môi trƣờng, trong đó trƣớc tiên là nhiệt độ và ẩm độ của đất và sau đó là hệ vi sinh vật đất. Với sự phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ vậy, phân hữu cơ sẽ đƣợc phân giải từ từ. Đây chính là ƣu thế của phân hữu cơ và vì vậy nó đƣợc sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ nhƣ là một giải pháp dinh dƣỡng quyết định. 41 Thành phần dinh dƣỡng trong phân hữu cơ có thay đổi tuỳ theo loại phân, nhất là giữa phân chuồng và phân xanh, nhƣng đều giống nhau ở chỗ là chứa hàm lƣợng chất hữu cơ, N và K cao (bảng 3.1). Mặt khác, chất lƣợng phân hữu cơ còn tuỳ thuộc vào phƣơng pháp chế biến nữa. Khi phân hữu cơ, nhất là phân chuồng đƣợc chế biến theo đúng yêu cầu kỹ thuật thì không chỉ những nâng cao đƣợc chất lƣợng mà còn nâng cao đƣợc cả hiệu lực của nó. Bảng 3.1: Thành phần vật chất và dinh dƣỡng trong phân chuồng (ĐVT:% của phân tươi) Loại phân chuồng Hàm lượng nước Vật chất hữu cơ N P K Mg Trâu, bò Cừu Ngựa Lợn 75 68 71 77 20 30 25 25 0,45 0,85 0,58 0,45 0,11 0,11 0,12 0,08 0,46 0,56 0,44 0,46 0,06 0,11 0,08 0,05 (Nguồn: Schilling, 1987) Phân hữu cơ khi bón vào đất sẽ chuyển hóa theo xu hƣớng giảm tỷ lệ C/N. Tỷ lệ C/N trong phân hữu cơ, nhất là phân chuồng thƣờng xung quanh 20:1, khi bón vào đất sẽ chuyển hóa và tỷ lệ này giảm xuống còn xung quanh 10:1. Sự biến đổi này sẽ có lợi cho quá trình dinh dƣỡng của đất và cho cây trồng. Ví dụ: Kết quả nghiên cứu về cân bằng mùn trong đất cho thấy xu hƣớng trên (hình 3.3). Phân hữu cơ khi bón vào đất sẽ có tác dụng tổng hợp đối với đất. Ngoài khía cạnh dinh dƣỡng nó còn có tác dụng làm tăng khả năng hấp phụ, tăng tính đệm của đất, làm cho đất dự trữ dinh dƣỡng, nƣớc đƣợc tốt hơn và phản ứng môi trƣờng đất ít biến đổi hơn. Về mặt lý học, phân hữu cơ làm tăng kết cấu đất nhất là số lƣợng kết cấu viên, làm cải thiện thành phần cơ giới đất và cải thiện tính chất vật lý nƣớc của đất. Về mặt sinh tính, phân hữu cơ làm tăng số lƣợng sinh vật đất, nhất là vi sinh vật. Khi bón đầy đủ phân hữu cơ, hệ sinh vật đất sẽ phát triển mạnh và theo đúng quy luật tự nhiên, góp phần làm cho đất có sức sống tốt. Đối với cây trồng, phân hữu cơ không chỉ cung cấp chất dinh dƣỡng cho cây mà còn có tác dụng hoạt hóa các quá trình chuyển hóa dinh dƣỡng trong đất để cung cấp cho cây. Tóm lại, phân hữu cơ có tác dụng khá toàn diện đối với đất và cây trồng. Trong nông nghiệp hữu cơ, phân bón đƣợc sử dụng chủ yếu là phân hữu cơ. Trong điều kiện canh tác của Việt Nam, khả năng luân canh để có thành phần cây họ Đậu, đồng cỏ trên nhiều loại đất và nhiều loại cây trồng là rất hạn chế. Vì vậy bón phân hữu cơ càng cần đƣợc chú ý trong sản xuất, không chỉ về mặt số lƣợng, chủng loại phân bón mà còn chất lƣợng của nó. 42 PHÂN CHUỒNG: Hàm lượng chất khô: 20% N trong phân tươi: 0,5% C trong chất khô: 50% N trong chất khô: 2,5% C : N : 20 : 1 Bón phân: 50 tấn phân tươi/ha (= 10 tấn chất khô/ha) 5000 kg C và 250 kg N Khoáng hoá 65% C hao hụt do khoáng hoá hoàn toàn 35% C tích luỹ trong hợp chất mùn 40% N hao hụt do 30% cây hút, 10% mất Mùn hoá 60% N tích luỹ trong hợp chất mùn 1750 kg C và 150 kg N C : N = 12 : 1 Hình 3.3: Quá trình phân huỷ phân hữu cơ trong đất làm giảm tỷ lệ C : N (Nguồn: Leithold G., 2004) 3.2.2. Phƣơng pháp sử dụng phân hữu cơ Trong phân hữu cơ có hai nhóm, đó là phân chuồng và phân xanh. Cả hai nhóm này đều có nguyên tắc sử dụng giống nhau cơ bản, nhƣng mỗi nhóm lại có những phƣơng pháp xử lý, chế biến khác nhau. Trong phạm vi tài liệu này, chúng tôi không giới thiệu chi tiết cách sử dụng phân hữu cơ cho từng loại cây trồng, mà chỉ đƣa ra nguyên tắc chung trong sử dụng phân hữu cơ. 3.2.2.1. Sử dụng phân chuồng Nguyên tắc sử dụng phân chuồng trong nông nghiệp hữu cơ là phân bón phải qua chế biến. Trong nông nghiệp hữu cơ tuyệt đối không sử dụng phân chuồng tƣơi để bón. 43 Kỹ thuật chế biến phân chuồng trong nông nghiệp hữu cơ cần phải chú ý các vấn đề sau: - Phải giữ vững và nâng cao hơn giá trị (chất lƣợng) của loại phân bón ấy. - Phải hạn chế tối đa sự thất thoát dinh dƣỡng và không làm ô nhiễm môi trƣờng trong quá trình chế biến cũng nhƣ quá trình vận chuyển. - Giảm tối đa mùi hôi thối trong chế biến, bảo quản và vận chuyển. - Phải chế biến đƣợc loại phân bón mà khi cây trồng sử dụng chúng sẽ tăng đƣợc sức đề kháng đối với sâu bệnh. - Tăng khả năng hạn chế cỏ dại khi bón phân vào trong đất. - Chi phí cho quá trình chế biến không quá đắt. - Kỹ thuật chế biến không quá phức tạp. Trong chế biến phân chuồng cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ còn phụ thuộc khá lớn vào sự bố trí hài hòa và cân đối giữa diện tích canh tác và số đầu gia súc tiêu chuẩn. Thông thƣờng tại các nƣớc ôn đới ngƣời ta tính tỷ lệ đầu gia súc tiêu chuẩn trên một ha đất canh tác là 1 - 1,4 (tuỳ thuộc vào hệ số sử dụng đất). Vì nguyên liệu cho quá trình chế biến phân chuồng là sản phẩm phụ của cây trồng. Phương pháp xử lý phân chuồng ở dạng rắn: Nguyên tắc là chế biến tại chỗ. Ví dụ: Chế biến phân trâu, bò Thông thƣờng chuồng trâu, bò đƣợc bố trí diện tích đủ cho số lƣợng gia súc. Mỗi một ngày rải đều rơm rạ trên nền chuồng với số lƣợng 3 - 4 kg/đầu gia súc tiêu chuẩn (tuỳ thuộc vào loại gia súc). Thông thƣờng sau 10 - 15 ngày thì dọn khối phân chuồng đó ra để ủ. Cũng có những trƣờng hợp cứ để quá trình xếp lớp trong chuồng nhƣ vậy đến vài tháng cho súc vật dẫm đạp lên. Sau đó mới chuyển súc vật sang ô khác và đem toàn bộ đống phân đó ra ủ. Phƣơng pháp ủ: Thƣờng xếp lớp khoảng 40 cm, mỗi đống phân ủ rộng khoảng 2 m và cao đến 1,5m. Về cơ bản đây giống nhƣ phƣơng pháp ủ nóng thông thƣờng, nhƣng không thêm phân vô cơ dễ tan nhƣ trong nhiều trƣờng hợp của nông nghiệp thâm canh. Phương pháp xử lý phân chuồng ở dạng lỏng: Trong trƣờng hợp có điều kiện, phân dạng lỏng đƣợc xử lý qua một hệ thống bể xử lý. Thông thƣờng các bể xử lý phân lỏng đƣợc xây theo dạng tròn, trong đó có các thiết bị khuấy trộn. Qua quá trình khuấy trộn cùng với nƣớc, các vi sinh vật sẽ phân huỷ phân và cuối cùng thành dạng dung dịch không mùi nhƣng chất lƣợng cao. 44 Phân chuồng đƣợc xử lý ở dạng lỏng khi bón vào đất thƣờng ƣu thế hơn phân đặc, vì khả năng hấp phụ đồng đều vào trong đất của nó. 3.2.2.2. Sử dụng phân xanh Thông thƣờng ngƣời ta không sử dụng riêng phân xanh để bón trong nông nghiệp hữu cơ mà chế biến kết hợp với phân chuồng. Ví dụ nhƣ chế biến phân compost bón cho chè hữu cơ nhƣ sau: Chuẩn bị nguyên liệu: - Cây phân xanh: Các loại cành và lá cây non (cây chó đẻ, cây cứt lợn, cỏ, cây muồng lá nhọn, điền thanh, cốt khí, lạc, các cây họ Đậu,...), rơm rạ (trừ các loại cây có dầu nhƣ: bạch đàn, quế, hƣơng nhu, lá xả tƣơi... không đƣợc phép dùng vì nó làm chết hệ sinh vật phân hủy): 1000 kg. - Phân chuồng: Ta có thể tận dụng phân trâu, bò, lợn, gà nuôi quy mô gia đình để làm phân ủ: 500 - 700 kg. - Nƣớc tƣới: Nhằm tạo cho đống phân ủ có đủ ẩm cần thiết cho vi sinh vật phát triển. Điều kiện tốt nhất là ẩm độ đạt 60%. Phương pháp tiến hành: Chuẩn bị: - Cây phân xanh, rơm rạ... chặt khúc với chiều dài từ 20 - 30 cm. - Tƣới nƣớc đối với các nguyên liệu khô với lƣợng ẩm đạt 60%. Để kiểm tra ta dùng tay bóp mạnh nắm nguyên liệu, nếu nguyên liệu tạo thành bó dính chặt là đƣợc. Nếu bóp mà có nƣớc ra ngoài kẽ tay là thừa nƣớc cần phải bổ sung thêm nguyên liệu, còn nếu các nguyên liệu rời nhau thì ta cần thêm nƣớc. Tiến hành ủ theo các bước sau: Bƣớc 1: Chọn một khoảng trống và không quá gần cây để tránh cho rễ cây ăn chất dinh dƣỡng trong đống phân ủ. Bƣớc 2: Tập trung tất cả các loại vật liệu tại địa điểm ủ phân. Bƣớc 3: Tạo đống phân ủ ít nhất 1m3bằng cách làm nhiều lớp, mỗi lớp dày khoảng 15 - 20 cm. Bƣớc 4: Tạo hình đống: đống phân có thể làm hình tròn, hình thang... và không nên làm cao quá 1,5 m để thuận tiện cho việc tạo đống. Gồm các lớp nhƣ sau: - Lớp trên cùng: bao dứa, lá cây cọ, ván, tre đan, chát bùn đất... - Lớp đất mỏng dày khoảng 2,5 cm. - Phân chuồng ƣớt. - Rơm rạ, ngô, lá cây và thân cây. - Vật liệu từ cây xanh (cỏ tƣơi, cành và lá cây). 45 - Phân chuồng ƣớt. - Rơm rạ, ngô, lá cây và thân cây. - Vật liệu từ cây xanh (cỏ tƣơi, cành và lá cây). - Lớp dƣới cùng: Vật liệu thân mộc nhƣ que mỏng, cành cây, rơm rạ dày khoảng 20 - 30 cm. Một số chú ý: - Trong quá trình ủ phân việc sinh nhiệt trong đống phân rất quan trọng, yêu cầu sau 5 - 6 ngày nhiệt độ khối phân ủ phải đạt từ 55 - 60oC. Ta có thể kiểm tra bằng cách: trong lúc làm phân ủ, dùng một cành cây tƣơi (cành xoan, bạch đàn hoặc cành tre) cắm vào giữa khối phân ủ. Sau 5 hoặc 6 ngày rút cành cây ra khỏi đống phân và sờ vào phần cắm trong khối phân ủ, nếu thấy cành cây nóng mạnh là đạt yêu cầu. Còn nếu nhiệt độ không tăng lên thì đống phân ủ không đạt yêu cầu có thể do thiếu ẩm, thiếu vi sinh vật hoặc do nén, lèn các vật liệu quá chặt. - Đảo phân: Sau ủ 10 ngày ta tiến hành đảo phân lần 1 (chú ý đảo từ trong ra ngoài và đảo từ ngoài vào trong để các vật liệu đƣợc trộn đều), đảo lần 2 sau 1 tháng ủ, và nếu phân đạt yêu cầu thì có thể sử dụng sau 2 - 3 tháng ủ. - Tại mỗi lần đảo nếu thấy phân bị khô ta cần phải bổ sung thêm nƣớc bằng cách tƣới để ẩm độ luôn đạt 60%. - Thời điểm ủ phân tốt nhất trong năm là khi có sẵn nhiều loại vật liệu từ phân xanh, rơm, rạ... - Đống phân ủ đạt yêu cầu: khi kết thúc quá trình ủ, phân không còn mùi hôi thối của phân tƣơi mà có mùi thơm hơi chua. Cách bón phân compost: - Phân ủ hữu cơ bón càng nhiều càng tốt. Với diện tích chè đông đặc nhƣ ở Thái Nguyên thì bón 1000 - 1500 kg/sào. Còn chè hiện tại ở các vùng khác chè không đông đặc thì cần bón với lƣợng 400 - 600 kg/sào. - Chúng ta cuốc hố sâu 20 - 25 cm quanh tán cây chè, sau đó cho phân ủ vào và lấp đất lại. Một năm ít nhất bón 2 lần: - Lần 1: 1 tháng trƣớc khi đốn (tháng 10 - 11): 50% lƣợng phân bón trong năm. Mục đích tạo cho cây khỏe, nhanh ra lộc sau khi đốn. - Lần 2: Tháng 6 - 7: 50% lƣợng phân bón trong năm. 3.2.2.3. Sử dụng phân hữu cơ vi sinh Hiện nay có khá nhiều loại phân vi sinh và hữu cơ vi sinh. Về nguyên tắc các loại phân hữu cơ vi sinh đều có thể dùng bón trong nông nghiệp hữu cơ. Sau đây là 2 loại phân đảm bảo sử dụng tốt cho nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam: Phân vi sinh Biogro: 46 Thành phần phân vi sinh Biogro bón qua rễ: Biogro đƣợc tạo thành từ chế phẩm vi sinh chức năng và cơ chất hữu cơ đã đƣợc xử lý. Thành phần của phân vi sinh Biogro bón qua rễ gồm có: 1,0 × 106 - 107 vi sinh vật cố định đạm; 4,0 × 106 - 107 vi sinh vật phân giải lân và trên 8,4% chất mang bao gồm các chất hữu cơ đã đƣợc xử lý nhƣ mùn rác, than bùn... Sản phẩm đƣợc đóng gói trong bao PP và PE với khối lƣợng tinh 25 kg với độ ẩm từ 20 - 25%. Tác dụng của phân vi sinh Biogro: Dùng phân vi sinh có thể thay thế đƣợc từ 50 - 100% lƣợng phân đạm hóa học (tùy từng loại cây trồng). Thực tế sản xuất cho thấy 1 tấn phân vi sinh Biogro thay thế cho 10 tấn phân chuồng, 1 kg đạm vi sinh thay thế cho 1 kg đạm urê. Bón phân vi sinh Biogro làm cho cây khỏe hơn, sinh trƣởng nhanh hơn, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn, năng suất cây trồng có thể tăng từ 25 - 30%, chất lƣợng tốt hơn, mã quả đẹp hơn. Bón phân vi sinh có thể tiết kiệm đƣợc nhiều chi phí do giá phân hạ, giảm lƣợng phân bón, giảm số lần phun và lƣợng thuốc BVTV... nên hạ đƣợc giá thành sản phẩm, tăng thêm mức thu nhập cho nông dân. Do bón vi sinh nên sản phẩm rất an toàn, lƣợng nitrat giảm đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữ ẩm tốt hơn, tăng cƣờng khả năng cải tạo đất do các hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hút thu dinh dƣỡng hơn. Phân ủ sử dụng chế phẩm EM (Effective Microorganisms): Hiện nay phân compost ủ có trộn EM thứ cấp - gọi là phân Bokashi EM đƣợc sử dụng tốt trong nông nghiệp hữu cơ. Sau đây là ví dụ chế biến phân Bokashi EM cho chè: Nguyên liệu: - Vật liệu thô (rơm rạ, vỏ trấu, cây phân xanh...): 1000 kg. - Phân chuồng (phân trâu, bò, ngựa, dê, lợn, gà...): 300 - 400 kg. - Cám gạo: 30 kg. - Mật mía (rỉ đƣờng) 5 lít hoặc đƣờng phên 3 kg. - Chế phẩm EM2 : 3 lít. - Nƣớc tƣới: nhằm tạo cho đống phân ủ có đủ ẩm cần thiết cho vi sinh vật phát triển. Điều kiện tốt nhất là ẩm độ đạt 60%. Phương pháp tiến hành: - Chuẩn bị nguyên liệu: + Nguyên liệu thô chặt khúc với chiều dài từ 20 - 30 cm. + Tƣới nƣớc đối với các nguyên liệu khô với lƣợng ẩm đạt 60%. + Hòa chế phẩm EM2 với 20 - 25 lít nƣớc sạch. + Hòa rỉ đƣờng hoặc đƣờng phên với 20 - 25 lít nƣớc sạch. - Tiến hành ủ theo các bƣớc sau: Bƣớc 1: Chọn vị trí ủ phân. 47 Bƣớc 2: Tập trung tất cả các loại vật liệu tại địa điểm ủ phân. Bƣớc 3: Tạo đống phân ủ: + Rải một lớp vật liệu thô (rơm, rạ.....) dày khoảng 20 - 25 cm. + Rải một lớp phân chuồng mỏng. + Rải một lớp cám gạo. + Tƣới nƣớc mật mía. + Tƣới nƣớc chế phẩm EM2. + Tiếp các thao tác nhƣ trên cho đến khi hết nguyên liệu. + Trên cùng phủ một lớp bao dứa, lá cây cọ, hoặc rơm, rạ. Bƣớc 4: Tạo hình đống: nhƣ đối với ủ phân xanh. Các thao tác chú ý giống nhƣ đối với ủ phân xanh. 3.3. PHÂN VÔ CƠ 3.3.1. Nguyên lý trong sử dụng phân vô cơ cho nông nghiệp hữu cơ Hiện nay chúng ta đã quá quen với cách nghĩ rằng trong trồng trọt cần phải bón phân, vì đã qua một giai đoạn khá dài từ nông nghiệp quảng canh chuyển sang nông nghiệp thâm canh, chúng ta đã sử dụng với khối lƣợng lớn phân bón vô cơ để bón cho cây trồng. Phân vô cơ bón cân đối trong nông nghiệp thâm canh đã cung cấp dinh dƣỡng trực tiếp cho cây trồng và chúng ta đã thu đƣợc sản lƣợng rất cao trên một đơn vị diện tích. Khi thực hiện phƣơng thức canh tác nông nghiệp hữu cơ, về nguyên tắc phân vô cơ dễ tan không đƣợc phép sử dụng nữa. Nhƣng một số loại phân vô cơ, nhất là phân vô cơ chậm tan vẫn đƣợc sử dụng để bổ sung sự thiếu hụt dinh dƣỡng trong đất trong quá trình canh tác. Nhƣ chúng ta đã biết, nguồn dinh dƣỡng ở trong đất là từ đá mẹ phong hóa ra và từ chất hữu cơ do hoạt động sống của sinh vật. Nguồn dinh dƣỡng từ đá mẹ phong hóa ra ở trong đất phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của từng loại đá mẹ. Có loại đá mẹ giàu nguyên tố dinh dƣỡng này nhƣng lại nghèo nguyên tố dinh dƣỡng kia, loại đá mẹ dễ phong hóa thì thƣờng cho đất giàu dinh dƣỡng... Trong quá trình canh tác, một số nguyên tố dinh dƣỡng chính trong đất bị hao hụt và sự hao hụt này cũng không đồng đều trong các loại đất hay các hệ thống cây trồng khác nhau. Vì vậy, trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, ngƣời ta cho phép bón bổ sung một số loại phân vô cơ mà chủ yếu là phân vô cơ chậm tan cho đất, khi trong đất thiếu những 48 nguyên tố dinh dƣỡng ấy. Nhƣ vậy, việc bón phân vô cơ cho đất chỉ là bón bổ sung dinh dƣỡng chứ không phải là giải pháp chính trong cung cấp dinh dƣỡng. Theo các kết quả nghiên cứu thực nghiệm nhiều năm ở Đức, khi trong đất chứa 3,5 - 4,5 mg P/100 g đất và 6,5 - 8,5 mg K/100 g đất, thì không ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của cây trồng trong nông nghiệp hữu cơ. Cũng theo các nghiên cứu này, nếu ta bón phân vô cơ làm tăng lƣợng P và K dễ tiêu lên trên mức trên thì năng suất cây trồng bắt đầu giảm. Đây chính là cơ sở cho việc xác định liều lƣợng và thời gian bón phân vô cơ bổ sung cho đất (hình 3.4). Hình 3.4: Đồ thị tương quan giữa lượng P và K dễ tiêu trong đất với năng suất cây Khi chúng ta chuyển từ phƣơng thức canh tác nông nghiệp thâm canh sang nông nghiệp hữu cơ, lƣợng tồn dƣ của một số nguyên tố dinh dƣỡng nhƣ P, K, Mg vẫn còn khá lớn ở trong đất. Vì vậy, trong những năm đầu tiên của canh tác nông nghiệp hữu cơ 49 (thƣờng từ 3 đến 5 năm tuỳ theo hệ thống cây trồng), không cần bón bổ sung phân lân, kali, magie và canxi cho đất. Một nguyên tắc sử dụng phân vô cơ bón bổ sung cho đất nữa là chọn thời điểm bón phân. Vì đa số phân vô cơ đƣợc phép sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ là phân chậm tan, cho nên cần tính toán thời gian bón sớm hơn thông thƣờng. Mặt khác phân vô cơ bổ sung cũng không bón liên tục mà thƣờng là bón cách năm. 3.3.2. Một số loại phân vô cơ đƣợc phép và cách sử dụng chúng Trong nông nghiệp hữu cơ tuyệt đối không sử dụng phân đạm vô cơ dễ tiêu mà nhƣ phần trên đã trình bày, nguyên tố dinh dƣỡng N là từ phân hữu cơ và từ quá trình cố định đạm khí trời của vi sinh vật sống tự do cũng nhƣ cộng sinh với cây họ Đậu. Một số loại phân vô cơ đƣợc sử dụng bón bổ sung cho đất nhƣ sau: 3.3.2.1. Vôi Vôi đƣợc sử dụng rất phổ biến trong nông nghiệp hữu cơ, vì bón vôi cho đất có nhiều tác dụng: - Khử chua cho đất: Đất canh tác ở nƣớc ta đa số là chua do điều kiện khí hậu và qua quá trình canh tác, vì vậy rất cần vôi để làm tăng pH của đất cho phù hợp với yêu cầu của cây trồng. - Cung cấp dinh dƣỡng cho đất: Trong vôi chứa nhiều Ca và Mg, là những nguyên tố dinh dƣỡng trung lƣợng của cây. Mặt khác Ca và Mg còn có tác dụng tăng cƣờng quá trình thu hút dinh dƣỡng của cây. - Tăng cƣờng kết cấu đất: Vôi chứa Ca và Mg là những chất “xi măng” làm kết gắn các phần tử đất để tạo kết cấu. - Khử độc cho đất: Vôi có tác dụng khử độc cho đất, tạo điều kiện thuận lợi cho hệ sinh vật đất phát triển... Trong nông nghiệp hữu cơ, vôi đƣợc sử dụng dƣới dạng bột đá vôi nghiền (CaCO3), chứ tuyệt đối không sử dụng vôi nung (CaO). Liều lƣợng vôi bón cho đất tuỳ thuộc vào yêu cầu của cây và phản ứng của đất, nhƣng cũng không nên bón quá 1,5 tấn bột đá vôi/ha trong một lần. Cách bón: Vôi thƣờng đƣợc bón sớm trƣớc thời vụ gieo trồng và trộn vào đất. Không bón liên tục mà nên bón cách năm. Trong hệ thống luân canh, nếu có cây họ Đậu thì nên bón vôi cho thời gian trồng cây họ Đậu, không bón vôi cho các cây trồng khác. 3.3.2.2. Bột đá nghiền 50 Ngƣời ta sử dụng một số loại đá có hàm lƣợng dinh dƣỡng tốt, nhƣ bazan, gabro, diaba... nghiền nhỏ mịn để làm phân bón bổ sung trong nông nghiệp hữu cơ, vì trong chúng chứa hàm lƣợng dinh dƣỡng khá lớn (bảng 3.2). Bảng 3.2. Hàm lƣợng một số nguyên tố hóa học có trong đá tƣơi Nguyên tố ĐVT Bazan Gabro Diaba SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O P2O5 Mn Cu Zn % % % % % % % % ppm ppm ppm 47,0 17,9 8,7 7,2 7,1 3,4 1,3 1,4 943 69 92 50,4 16,7 7,3 4,7 7,5 5,1 2,5 0,2 1240 49 96 50,3 15,2 9,7 4,4 4,9 5,4 2,8 0,4 1240 54 175 (Nguồn: Herrmann G. & G. Plakolm, 1991). Bột đá nghiền đƣợc sử dụng bón trực tiếp vào đất. Lƣợng dinh dƣỡng có trong đá sẽ đƣợc phân huỷ chậm và hấp phụ vào đất để từ đó cung cấp cho cây trồng. Một điều cần chú ý đối với bột đá nghiền là do đa số các loại đá đem sử dụng đều thuộc loại chứa ít Si, nhƣ vậy khi phân huỷ sẽ làm tăng lƣợng sét trong đất lên. Vì vậy đối với đất có thành phần cơ giới nặng ta không nên sử dụng quá nhiều bột đá nghiền. Bột đá nghiền còn đƣợc sử dụng để rắc vào đống phân chuồng khi ủ, nó sẽ tăng chất lƣợng phân ủ lên. Ngoài ra, bột đá nghiền còn có thể sử dụng để trị một số bệnh cây trồng qua lá bằng cách rắc phân lên lá. 3.3.2.3. Phân lân Phân lân tự nhiên nhƣ: apatit, photphorit đƣợc sử dụng tốt trong nông nghiệp hữu cơ. Phân lân chế biến: Chỉ đƣợc dùng loại chậm tan nhƣ phân lân nung chảy (Termophotphat). 3.3.2.4. Phân kali Nguyên tố K ít thiếu trong đất vì đa số các loại đá mẹ đều chứa kali khá đến giàu. Mặt khác, kali chứa nhiều trong sản phẩm phụ của cây và trong phân hữu cơ. Tuy nhiên, việc bón bổ sung phân kali là rất cần thiết vì nguyên tố K lại rất dễ bị rửa trôi và cây trồng rất cần kali. 51 Nhƣng việc bón phân kali vô cơ lại hết sức chú ý, vì đa phần các loại phân kali vô cơ đều dễ tan. Biện pháp tốt nhất là bón bột đá giàu kali hoặc tro bếp. Trong trƣờng hợp không thể thì có thể bón rất ít phân kali vô cơ. 52 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày nguyên lý cơ bản của sử dụng phân bón trong nông nghiệp hữu cơ? 2. Tại sao lại nói phân hữu cơ có vai trò quyết định trong nông nghiệp hữu cơ? 3. Cách sử dụng phân chuồng trong nông nghiệp hữu cơ? 4. Cách sử dụng phân xanh trong nông nghiệp hữu cơ? 5. Cách sử dụng phân vi sinh trong nông nghiệp hữu cơ? 6. Nguyên lý trong sử dụng phân vô cơ cho nông nghiệp hữu cơ? 7. Trình bày một số loại phân đƣợc phép sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ? 53 Chƣơng 4 KỸ THUẬT CANH TÁC TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 4.1. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 4.1.1. Canh tác trong nông nghiệp thâm canh Trong nông nghiệp thâm canh, các kỹ thuật canh tác đều nhằm làm tăng tối đa sản lƣợng cây trồng trên đơn vị diện tích. Vì vậy ngƣời ta tìm mọi cách để khai thác tối đa nguồn tài nguyên sẵn có cũng nhƣ luôn tìm tòi và sáng tạo ra những giải pháp kỹ thuật mới. Có thể mô tả kỹ thuật canh tác trong nông nghiệp thâm canh nhƣ sau: - Luôn sử dụng các giống mới có năng suất cao và chịu thâm canh. Một số giống cây trồng đƣợc tuyển chọn từ các nguồn gen địa phƣơng, nhƣng chủ yếu là lai tạo và nhập nội. Tỷ lệ giống lai khá cao trong nông nghiệp thâm canh. - Sử dụng các loại phƣơng tiện làm đất hiện đại. Kỹ thuật làm đất chủ yếu tập trung làm tăng độ dầy tầng canh tác. - Phân bón: Sử dụng với lƣợng lớn và bón theo yêu cầu năng suất, nhất là phân vô cơ dễ tan. - Trong hệ thống cây trồng luôn chú ý tổng sản lƣợng thu đƣợc phải lớn. - Bảo vệ thực vật: Sử dụng các loại thuốc hóa học khi phát hiện trên đồng ruộng có mặt sâu bệnh hại. Đặc biệt các loại thuốc bảo vệ thực vật đang đƣợc sử dụng với liều lƣợng ngày càng tăng để phòng trị sâu bệnh. Sử dụng thuốc trừ cỏ hóa học. - Sử dụng chất kích thích sinh trƣởng khá phổ biến. 4.1.2. Canh tác trong nông nghiệp hữu cơ Nguyên lý cơ bản trong canh tác nông nghiệp hữu cơ là tôn trọng tự nhiên, các hợp phần kỹ thuật đƣợc thực hiện với sự cố gắng ít làm đảo lộn quy luật phát triển của tự nhiên. Từng giải pháp kỹ thuật đƣa ra đều đƣợc xem xét trên cơ sở mối quan hệ sinh thái giữa cây trồng - đất đai - vật nuôi - con ngƣời. Mặt khác, ngay trong một hợp phần kỹ thuật thì các giải pháp trong hợp phần đó bao giờ cũng đƣợc xây dụng trên cơ sở mối quan hệ và tác động lẫn nhau giữa chúng. Canh tác trong nông nghiệp hữu cơ còn dựa trên nguyên tắc khai thác tối đa nhƣng phải hợp lý trên cơ sở cân bằng sinh thái nguồn tài nguyên thiên nhiên nhƣ đất, nƣớc, nguồn gen cây con... đồng thời khai thác những kiến thức bản địa tốt. 54 Song song với khai thác những kiến thức bản địa tốt, cần thƣờng xuyên tìm tòi áp dụng những kiến thức khoa học kỹ thuật tiến bộ. Những khoa học kỹ thuật tiến bộ đó phải theo nguyên tắc tôn trọng quy luật tự nhiên và xem xét trên mối quan hệ tổng hòa giữa các hợp phần kỹ thuật với nhau. Một điểm hết sức lƣu ý ở giai đoạn đầu khi mới chuyển sang canh tác theo nông nghiệp hữu cơ là cần xem xét đánh giá đúng thực trạng đất đai cũng nhƣ điều kiện của nông hộ thì mới đƣa ra đƣợc những giải pháp canh tác phù hợp và có hiệu quả. 4.2. MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 4.2.1. Luân canh Luân canh là hệ thống các loại cây trồng nối tiếp nhau liên tục trên một diện tích nhất định. Hay nói một cách khác, luân canh là một hệ thống canh tác trồng luân phiên các loài cây trồng khác nhau theo thứ tự vòng tròn nhất định trên cùng một mảnh đất nhằm sử dụng hợp lý nguồn nƣớc, các chất dinh dƣỡng có trong đất và nguồn phân bón đƣa vào đất để tạo ra năng suất cây trồng cao nhất có thể đạt đƣợc. Hình 4.1: Hệ thống luân canh 55 Trồng độc canh một loại cây trồng trên 1 khu đất trong nhiều năm thƣờng tạo điều kiện sinh thái thuận lợi cho dịch hại tồn tại, tích lũy và phát triển. Đặc biệt những loài dịch hại có tính chuyên hóa cao, chỉ gây hại một loài cây trồng thì phát sinh phát triển rất thuận lợi trong điều kiện độc canh vì nguồn thức ăn của nó luôn luôn dồi dào. Vì vậy, để khắc phục những hậu quả của độc canh, trong canh tác nông nghiệp hữu cơ cần áp dụng hệ thống canh tác luân canh. Ngƣời ta đã tổng kết đƣợc rằng: Độ phì nhiêu và các hoạt động sinh học tích cực của đất sẽ đƣợc duy trì và tăng cƣờng thông qua việc trồng cây họ Đậu, cây phân xanh và các cây có tác dụng cải tạo đất khác trong hệ thống luân canh. Nhìn tổng thể, luân canh sẽ thực hiện đƣợc vấn đề quản lý có hiệu quả diện tích canh tác, tối ƣu trong việc làm đất, cung cấp thêm phân bón cho đất và bảo vệ thực vật. Cụ thể hóa mục tiêu và chức năng của luân canh như sau: - Chức năng kinh tế: + Lựa chọn và xắp xếp các loại cây trồng có năng suất, chất lƣợng và khả năng đóng góp cho tổng sản lƣợng của cả hệ thống cao, đồng thời phải thuận lợi cho bố trí thời vụ cũng nhƣ tối ƣu về sử dụng vốn và giảm thiểu rủi ro trong kinh doanh, để đƣa vào trong hệ thống luân canh. + Tạo ra sản phẩm phù hợp với nhu cầu của thị trƣờng + Cung cấp cho nông hộ phân bón, thức ăn gia súc và các sản phẩm khác. - Chức năng bảo vệ thực vật: + Tăng cƣờng sức sống cho đất và cây trồng thông qua việc thay đổi luân phiên cây trồng và hiệu lực của cây trồng trƣớc. Trong luân canh cho phép lựa chọn loại cây trồng và những giống cây trồng có khả năng đề kháng với sâu bệnh đồng thời có tác dụng bồi dƣỡng độ phì đất. + Phát huy hoạt động của thiên địch thông qua bố trí cây trồng. - Chức năng bảo vệ nguồn tài nguyên: + Bảo vệ đất và phát huy đƣợc chức năng của đất thông qua chống xói mòn rửa trôi (do đất thƣờng xuyên đƣợc che phủ, giữ ẩm...) và kết cấu đất đƣợc tăng cƣờng. + Bảo vệ môi trƣờng nƣớc do giảm thiểu sự tồn dƣ các chất khi ta bón vào trong đất. + Làm đẹp cảnh quan môi trƣờng do sử dụng nhiều nguồn gen cây trồng khác nhau và bản địa. Thực ra, luân canh trong nông nghiệp, nhất là trong nông nghiệp hữu cơ không chỉ có tác dụng trong bồi dƣỡng độ phì đất mà còn có nhiều tác động tích cực khác. Vai trò của hệ thống luân canh đƣợc cụ thể hóa ở đánh giá nhƣ hình 4.2. 56 Năng suất cây trồng Nhu cầu vốn Chi phí lao động Cơ giới hóa Thu nhập Năng lực đất đai 10 5 0 Thời vụ Phòng chống sâu bệnh Phòng chống cỏ dại Thích ứng cây trồng Cung cấp chất dinh dưỡng HTCT I HTCT II Chống xói mòn Hình 4.2: Đồ thị đánh giá mức độ tác động của một hệ thống luân canh Trong đánh giá này người ta đưa ra 12 tiêu chí chính như sau: - Năng suất cây trồng: Sản lƣợng thu đƣợc trên đơn vị diện tích và tính ổn định của nó. - Thời vụ: Tác động tích cực của luân canh đến thời vụ gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch. - Phòng chống sâu bệnh: Khả năng phòng chống sâu bệnh của hệ thống cây trồng đó. - Phòng chống cỏ dại: Khả năng phòng chống cỏ dại của hệ thống cây trồng đó. - Sự tƣơng thích giữa các cây trồng: Các cây trồng trong hệ thống luân canh có tƣơng thích với nhau không. - Khả năng cung cấp thêm chất dinh dƣỡng: Khả năng cung cấp thêm chất dinh dƣỡng của hệ thống cây trồng. - Chống xói mòn: Khả năng chống xói mòn bảo vệ đất của hệ thống cây trồng. - Năng lực đất đai: Khả năng làm tăng sức sống và hoạt động sinh học của đất của hệ thống cây trồng. - Thu nhập: Khả năng làm tăng thu nhập của hệ thống cây trồng. - Cơ giới hoá: Khả năng cơ giới hóa khi canh tác hệ thống cây trồng đó. - Chi phí lao động: Sự tối ƣu của chi phí lao động cho thực hiện hệ thống luân canh. - Nhu cầu vốn: Sự tối ƣu của nhu cầu về vốn đối với hệ thống luân canh. 57 Nhƣ vậy cho thấy, luân canh rất cần thiết và là một hợp phần kỹ thuật quan trọng, nhất là trong nông nghiệp hữu cơ. Tuy nhiên, cũng có một số loại cây trồng hoặc chân đất không thể bố trí luân canh đƣợc, ví dụ nhƣ chè, cây ăn quả, lúa nƣớc ở nƣớc ta chẳng hạn. Vì vậy đối với các cây trồng này cần có những điều chỉnh hợp lý trong quy trình canh tác thì mới đảm bảo đƣợc mục tiêu của canh tác theo nông nghiệp hữu cơ. 4.2.2. Xen canh Xen canh là hệ thống canh tác mà khi thực hiện ngƣời nông dân phải trồng đồng thời nhiều loài cây khác nhau trên cùng một khu đất. Lựa chọn các cây trồng hợp lý để trồng xen với nhau trên đơn vị diện tích sẽ làm đa dạng hóa nhiều loài sinh vật và nhƣ vậy chuỗi thức ăn sẽ đƣợc đa dạng phức tạp hơn. Chính sự đa dạng phức tạp về chuỗi thức ăn và mạng lƣới thức ăn này đã tạo cơ hội cho các sinh vật là thiên địch của sâu hại khống chế nên sẽ hạn chế đƣợc sự phát sinh gậy hại của chúng. Xen canh cây trồng là biện pháp tốt nhất để đồng thời sử dụng tối ƣu các điều kiện đất, nƣớc, ánh sáng, chất dinh dƣỡng trong đất, góp phần làm tăng tổng thu nhập cho ngƣời dân. Ví dụ: Trồng ngô xen đậu đỗ, đậu đỗ có thể cải thiện dinh dƣỡng mà đất bị hao hụt do cây ngô lấy đi. Trồng xen ổi với cam sành, ổi đã hạn chế đƣợc mật độ rầy chổng cánh là môi giới truyền bệnh greening hại cam. Trồng xen cà chua với bắp cải, cà chua sẽ hạn chế đƣợc sâu tơ hại rau bắp cải. Trồng xen tỏi và hành với cà chua, tỏi và hành sẽ hạn chế đƣợc sâu bệnh hại cho cà chua. 4.2.3. Tạo mô hình sản xuất khép kín VAC là một mô hình sản xuất có sự lồng ghép các loài cây trồng trong vƣờn với chăn nuôi gia súc gia cầm và nuôi trồng thủy sản của nông hộ. Phân bón hữu cơ từ chăn nuôi lợn gà và trâu bò đƣợc sử dụng trong hầu hết các hệ thống kết hợp. Phân bón đƣợc sử dụng cho vƣờn và ao nhƣ là nguồn dinh dƣỡng cho cây trồng và nguồn thức ăn trực tiếp cho các loài cá. Đây là hình thức chăn nuôi thân thiện với môi trƣờng nhằm giảm thiểu ô nhiễm đất và nƣớc, giảm thiểu tác động đến hiệu ứng nhà kính, giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Phát triển mô hình VAC là biện pháp rất hữu hiệu và bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi trong nông nghiệp hữu cơ. Một trong những biện pháp xử lý phân bón hữu hiệu là hầm bioga. Chất thải sau khi đƣa vào bể chứa đƣợc phân hủy hết, giảm mùi hôi thối, ký sinh trùng hầu nhƣ bị tiêu diệt. Ngoài ra, bioga còn có thể tái tạo đƣợc nguồn năng lƣợng sạch cho thắp sáng và đun nấu. Cơ cấu cây trồng trong vƣờn đƣợc lựa chọn trên cơ sở phù hợp với điều kiện tự nhiên (đất đai, khí hậu), kinh tế xã hội (khả năng đầu tƣ, trình độ kỹ thuật, thị trƣờng tiêu thụ...), đáp ứng đƣợc yêu cầu đa mục đích (lấy quả, tán che, mật hoa, cảnh quan...) và phù hợp với yêu cầu của ngƣời dân. 58 Mô hình VAC sẽ đem lại những lợi ích nhƣ: Lợi nhuận cao: Thu nhập của nông hộ sẽ cao hơn do chủ động và tận dụng đƣợc những nguyên liệu từ phụ phẩm trong vƣờn và phân bón từ chuồng. Tuần hoàn dinh dưỡng tốt hơn: Sử dụng nguồn chất thải sẵn có hiệu quả hơn thông qua nâng cao hiệu quả nguồn nguyên liệu tuần hoàn giữa các thành phần khác nhau của hệ thống VAC. Hạn chế sự ô nhiễm môi trƣờng bởi các chất thải đã đƣợc thu hồi và sử dụng. Đa dạng hóa sản phẩm: Việc đƣa các loài cây và con vào mô hình kết hợp này sẽ tạo ra đƣợc sự đa dạng sản phẩm và giảm rủi ro trong sản xuất. Ví dụ: Vƣờn bao gồm các loài cây nhƣ khoai lang, mía, ngô, đậu tƣơng, lạc, cỏ (phục vụ cho chăn nuôi); Ao bao gồm các loài cá nhƣ chép, trắm, rô phi, ...; Chuồng bao gồm lợn, gà, vịt, thỏ, trâu, bò. Hình 4.3: Mô hình vườn - ao - chuồng 4.2.4. Nguyên tắc chủ yếu của việc sản xuất và chế biến sản phẩm nông nghiệp hữu cơ Sản xuất và chế biến sản phẩm nông nghiệp hữu cơ dựa trên một số các nguyên tắc và ý tƣởng. Tất cả các điều đó đều quan trọng nhƣ nhau và đƣợc liệt kê dƣới đây không nhất thiết theo thứ tự ƣu tiên: - Sản xuất ra sản phẩm có chất lƣợng dinh dƣỡng cao với số lƣợng đầy đủ; - Xem xét sự tác động tới xã hội và sinh thái của hệ thống sản xuất và chế biến thực phẩm; - Khuyến khích và tăng cƣờng các chu trình sinh học trong hệ thống canh tác liên quan đến các vi sinh vật, đất, thực vật, động vật, cây trồng và vật nuôi; 59 - Duy trì và tăng thêm độ phì lâu dài của đất; - Duy trì tính đa dạng căn nguyên của hệ thống nông nghiệp và những gì xung quanh nó, bao gồm việc bảo vệ cây trồng, vật nuôi và môi trƣờng sống tự nhiên - Tƣơng tác lẫn nhau theo một phƣơng thức mang tính xây dựng và nâng cao cuộc sống với các hệ thống và chu kỳ tự nhiên; - Thúc đẩy việc sử dụng đúng cách và chăm lo tới nguồn nƣớc sạch và toàn bộ cuộc sống tại đó; - Sử dụng các nguồn tài nguyên có thể tái tạo lại càng nhiều càng tốt trong các hệ thống sản xuất tại địa phƣơng; - Sản xuất các sản phẩm hữu cơ có thể phân hủy hoàn toàn; - Chế biến các sản phẩm hữu cơ sử dụng các nguồn có thể tái tạo đƣợc; - Giảm tối thiểu tất cả các hình thức gây ô nhiễm; - Tạo ra một sự cân đối hài hòa giữa sản phẩm thu hoạch và chăn nuôi gia súc; - Giúp cho tất cả những ngƣời tham gia vào việc sản xuất và chế biến sản phẩm hữu cơ có đƣợc một cuộc sống có chất lƣợng, đáp ứng đƣợc những yêu cầu cơ bản của họ, cùng với môi trƣờng làm việc an toàn; - Tiến tới một dây truyền sản xuất, chế biến và phân phối đáp ứng về cả hai mặt: công bằng xã hội và có trách nhiệm với hệ sinh thái. 4.3. KỸ THUẬT CANH TÁC CÂY DÀI NGÀY TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ Trên thế giới hiện nay có khá nhiều hệ thống canh tác cây dài ngày nhƣ cây ăn quả, cây công nghiệp theo nông nghiệp hữu cơ. Trong phạm vi tài liệu này chúng tôi giới thiệu kỹ thuật canh tác chè, là cây mà hiện nay đang là mục tiêu cần chuyển đổi phần lớn diện tích sang hƣớng nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam. Việt Nam là một nƣớc xuất khẩu chè với khối lƣợng tƣơng đối lớn, tuy nhiên chất lƣợng không cao nên giá bán thấp. Chất lƣợng chè không cao do nhiều nguyên nhân gây nên nhƣ công nghệ chế biến, trình độ thâm canh, quy trình sản xuất, dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật... Đặc biệt là vấn đề dƣ lƣợng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật trên chè, cần đƣợc giải quyết một cách nhanh chóng. Bởi đó là nguyên nhân chính làm cho chè Việt Nam đang ngày càng mất uy tín trên thị trƣờng thế giới. Giải quyết đƣợc vấn đề trên cũng đồng nghĩa với việc nâng cao chất lƣợng, giá trị của chè Việt Nam trên thị trƣờng thế giới cũng nhƣ đảm bảo đƣợc quyền lợi của ngƣời tiêu dùng trong và ngoài nƣớc. Phát triển chè hữu cơ là con đƣờng duy nhất để đạt đƣợc những mục tiêu đó. Và đó cũng là một trong những mục tiêu cần hƣớng tới để có thể tạo ra đƣợc một nền nông nghiệp hữu cơ, một nền nông nghiệp bền vững. 4.3.1. Nguyên tắc sản xuất chè hữu cơ tại Việt Nam: Có 23 nguyên tắc trong canh tác chè hữu cơ nhƣ sau: 60 1. Tất cả các loại phân bón hóa học đều bị cấm sử dụng 2. Cấm dùng các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học 3. Cấm dùng hoóc môn tổng hợp (thuốc kích thích) 4. Các thiết bị canh tác đã dùng trong canh tác thông thƣờng không đƣợc sử dụng để canh tác hữu cơ 5. Nông dân phải duy trì việc ghi chép lại các nguồn của tất cả các khoản vật tƣ dùng trong canh tác 6. Các loại cây trồng trong nƣơng hữu cơ phải khác với các cây trồng trong các nƣơng canh tác thông thƣờng 7. Các cây trồng hữu cơ phải đƣợc trồng cách các cây trồng theo kiểu thông thƣờng khác it nhất 1m. Có nghĩa là phải có vùng đệm ngăn cách ít nhất là 1m. Nếu ruộng bên cạnh dùng các chất bị cấm trong canh tác hữu cơ thì ruộng hữu cơ phải có vùng đệm để tránh xâm nhiễm các chất hóa học. 8. Một vùng cách ly cần phải đƣợc thiết lập nhằm tránh nhiễm bẩn từ bên ngoài vào. Vùng cách ly này có thể là 1 con đê, 1 mƣơng thoát nƣớc hoặc 1 hàng cây cách ly nhằm sàng lọc nhiễm bẩn. Cây trồng cách ly phải cao hơn loại cây trồng thông thƣờng, cây trồng cách ly không phải là cây trồng hữu cơ 9. Ngăn cấm việc phá rừng nguyên sinh để canh tác chè hữu cơ 10. Phải có ít nhất 24 tháng chuyển đổi từ chè thâm canh sang chè hữu cơ 11. Cấm sử dụng các loại giống cây chuyển đổi gen 12. Trong điều kiện cho phép, cần sử dụng hạt giống hữu cơ và nguyên liệu hữu cơ. Tốt nhất nên sử dụng hạt giống hữu cơ và nguyên liệu hữu cơ 13. Cấm sử dụng thuốc trừ sâu để xử lý hạt giống trƣớc khi gieo trồng 14. Phân bón hữu cơ phải đƣợc sử dụng theo cách tổng hợp. Ví dụ phân hữu cơ gồm các loại phân hỗn hợp từ các loại khác nhau nhƣ phân ủ, phân hoai mục, phân xanh và có thể là các loại phân khoáng từ các nguồn tự nhiên. 15. Cấm đốt cành cây và rơm rạ, trừ trƣờng hợp đối với kiểu du canh đất dốc 16. Cấm dùng phân bắc/phân ngƣời 17. Phân gà từ các trại gà công nghiệp không đƣợc phép sử dụng cho canh tác hữu cơ, chỉ sử dụng phân gà khi đƣợc nuôi chăn thả tự nhiên. 18. Phân ủ đô thị không đƣợc phép dùng 19. Nông dân phải có các biện pháp ngăn ngừa xói mòn đất màu và tình trạng nhiễm mặn đất 20. Túi và các vật dụng đựng đƣợc sử dụng để vận chuyển và lƣu kho sản phẩm hữu cơ đều phải mới hoặc sạch. Túi nilon tổng hợp không đƣợc phép dùng 21. Không đƣợc phép phun các loại thuốc trừ sâu cấm sử dụng trong lƣu kho 22. Đƣợc phép sử dụng thuốc trừ sâu sinh học 23. Kho sử dụng chứa sản phẩn phải đảm bảo vệ sinh 61 4.3.2. Kỹ thuật canh tác chè hữu cơ Kỹ thuật sản xuất chè hữu cơ về cơ bản cũng giống nhƣ sản xuất chè thâm canh, nhƣng có các nội dung khác biệt sau: - Vùng đệm: Nƣơng chè hữu cơ nhất thiết phải cách ly hẳn so với các nƣơng chè thâm canh, kể cả chè an toàn. Nhƣ vậy nƣơng chè hữu cơ phải có một vùng đệm. Mỗi một nƣơng chè/nông trang sản xuất chè hữu cơ phải đƣợc bảo vệ khỏi các rủi ro bị hóa chất bay bám và bị rửa trôi từ các ruộng bên cạnh vào. Vì vậy mỗi hộ nông dân phải đảm bảo rằng nƣơng chè hữu cơ phải cách xa những nơi có sử dụng hóa chất hoặc phải có mọi rào cản để tránh hóa chất bay bám. Vùng đệm có thể đƣợc làm bằng nhiều hình thức, ví dụ nhƣ bằng hàng rào cây hoặc bằng rãnh mƣơng. Yêu cầu đối với mỗi loại vùng đệm sẽ phụ thuộc vào vị trí của từng nƣơng chè và phụ thuộc vào loại kỹ thuật sản xuất mà các hộ bên cạnh áp dụng. Hƣớng dẫn chung là phải có một khoảng cách ít nhất là 5 mét giữa các nƣơng chè hữu cơ và nƣơng không hữu cơ. - Đất: Đất cho sản xuất chè hữu cơ phải là đất khỏe và có hàm lƣợng mùn từ khá trở lên, đồng thời đất phải giữ đƣợc độ ẩm. Đất khỏe sẽ tạo điều kiện thuận cho cây phát triển khỏe mạnh, tăng tính chống chịu cho cây và tạo ra năng suất cao. Để làm cho đất khỏe cần phải cải tạo cơ cấu và độ màu của đất bằng các biện pháp quản lý cẩn thận và sử dụng các loại vật tƣ hữu cơ. Những loại vật tƣ này bao gồm phân ủ hữu cơ, chất khoáng từ đá, phân vi sinh, cây phân xanh và các loại phân nƣớc. Phải có biện pháp giữ ẩm là che tủ mặt đất, tƣới nƣớc vào mùa khô. Kỹ thuật tốt nhất bắt đầu bằng việc tạo dựng thành phần chất hữu cơ trong đất, phân ủ và phân xanh là thành phần thiết yếu trong quá trình này. Thách thức lớn nhất đối với ngƣời nông dân là làm sao để đất bớt đóng cứng ở giữa những hàng chè. Nếu đất bị cứng có nghĩa là sẽ có ít oxy cho đất và do đó các vi sinh vật trong đất sẽ không hoạt động đƣợc và từ đó đất sẽ thu nhận đƣợc ít chất đạm hơn. Những loại đất nào có nhiều chất hữu cơ sẽ ít có khả năng bị đóng cứng hơn. Để hạn chế đất bị đóng cứng thì nên giảm thời gian để đất trống trên bề mặt, bảo vệ đất khỏi bị ánh nắng trực tiếp và xói mòn. Tạo dựng hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất bằng cách bón phân ủ, trồng cây che bóng và tủ gốc. Nguyên tắc chung là giảm thiểu số lần đảo đất trong năm và độ sâu của đất khi đảo. Trong điều kiện lý tƣởng thì các vi sinh vật và giun đất sẽ đảo đất một cách tự nhiên. Khi cần loại bỏ những loại cỏ dại không cần thiết, chúng ta nên sử dụng cuốc để rạc cỏ đi và chỉ làm tơi đất trên bề mặt. Tủ đất tạo lớp đệm tránh cho đất bị cứng, cung cấp thêm chất hữu cơ cho đất, đồng thời rất hữu hiệu trong việc duy trì độ ẩm cho đất. Trong mọi điều kiện có thể nên dùng 62 chất hữu cơ từ chính nƣơng chè hữu cơ/nông trang để làm chất tủ. Chỉ đƣợc sử dụng một số lƣợng nhỏ các vật liệu từ bên ngoài vào, các loại vật liệu này không nên lấy từ rừng. Thƣờng thì vật liệu tủ đất đƣợc dùng phổ biến là rơm rạ và các vật liệu thực vật khác. Cần phải tiến hành tủ sau khi đã bón phân hữu cơ (phân ủ hoặc phân vi sinh) trong các tháng 12, tháng 1 và tháng 8, nên tủ dày khoảng 10 - 15cm. - Phân bón: Chỉ bón phân hữu cơ đã qua ủ với liều lƣợng 35 - 40 tấn/ha. Phân ủ đƣợc làm chủ yếu từ cây xanh và phân chuồng. Một yếu tố quan trọng trong việc làm phân ủ là phải thu thập các vật liệu hữu cơ cùng nhau và chất thành đống, thƣờng phải che đậy lại để tránh nƣớc mƣa. Mục đích làm thành đống nhƣ vậy là để tạo nhiệt độ ủ. Quá trình tạo nhiệt nhƣ vậy rất quan trọng nhằm để tiêu diệt những mầm mống sâu bệnh hại không mong muốn và thúc đẩy quá trình phân hủy cây xanh. Đống phân ủ có thể thỉnh thoảng đảo lên nhằm tác động vào quá trình ủ. Sản phẩm cuối cùng là phân sau khi ủ phải giống nhƣ một loại đất trộn. Lƣu ý: Mọi loại phân chuồng phải đƣợc ủ nhiệt trƣớc khi nó đƣợc bón xuống đất. Kỹ thuật bón phân ủ theo hƣớng dẫn là: * 1,5 tấn/1 sào bắc bộ (360m2) * Bón lần 1: 1 tháng trƣớc khi đốn (tháng 11 - tháng 12) kết hợp tỉa thƣa lá và cành già (50%). * Bón lần 2: tháng 6 - tháng 7 (50%). Trong trƣờng hợp không có đủ số lƣợng phân ủ và vật liệu thực vật từ cây phân xanh, có thể sử dụng thêm một số vật liệu bổ sung nhƣ phân vi sinh và phốt phát tự nhiên/từ đá. Có thể bón kết hợp phân hữu cơ vi sinh với lƣợng 2,5 - 3 tấn/ha. Có thể sử dụng Thermophotphat (phân lân nung chảy) bón cho chè với liều lƣợng 2,0 - 2,5 tấn/ha. + Bón phân qua lá: Phân bón qua lá có tác dụng cung cấp chất vi đạm cho cây chè. Phân bón qua lá có thể đƣợc tự làm ngay trên nƣơng/ruộng bằng nhiều vật liệu thực vật và động vật khác nhau. Phƣơng pháp thông thƣờng là cho vật liệu thực vật và phân ủ vào trong một cái xô có nƣớc, trộn đều và ngâm trong vòng 12 giờ. Từ xô trộn này lấy ra khoảng 1 lít cô đọng và trộn thêm với 10 - 20 lít nƣớc, cho nƣớc trộn mới này vào bình bơm và phun đều lên cây. Tỷ lệ trộn 1/25 (0,5lít/bình phun 12 lít). Tốt nhất là nên phun loại nƣớc trộn mới, nếu nƣớc trộn đã cũ - có mùi thì thì đổ lại vào đống phân ủ. Trên thị trƣờng cũng có các loại phân bón qua lá sản xuất thƣơng mại, nhƣng cần phải thận trọng khi dùng để đảm bảo các loại phân này có tuân thủ theo tiêu chuẩn hữu cơ. Bón 7 - 10 ngày một lần và dừng bón ít nhất 7 - 10 ngày trƣớc khi hái chè nhằm tránh bất kỳ dƣ lƣợng và mùi của loại phân này còn lại trên lá. - Các loại cây che phủ và cây tạo đạm: Các loại cây xanh đƣợc trồng để tạo độ che phủ và tạo chất hữu cơ cho đất, đồng thời loại bỏ bớt cỏ dại và cung cấp đạm cho đất. Cần lƣu ý vận dụng kiến thức bản địa 63 để lựa chọn loại cây xanh thích hợp nhất, ví dụ ở Thái Nguyên có thể sử dụng cây muồng lá nhọn, hoặc cây muồng hoa vàng, các loại cây họ Đậu. - Quản lý cỏ dại: Cỏ dại có thể có tác dụng làm thức ăn và nơi tú ngụ của thiên địch hay côn trùng có ích. Cỏ dại cũng có thể cung cấp một nguồn đạm đáng kể cho đất. Cỏ cũng có thể cạnh tranh dinh dƣỡng và nƣớc trong đất với cây chè. Để hạn chế những hạn chế không mong muốn cần phải có biện pháp quản lý cỏ dại. Kỹ thuật nhằm quản lý cỏ dại bao gồm: + Giữ cho tán chè càng khép càng tốt; + Làm cỏ bằng tay trong những ngày trời nắng nhằm tăng khả năng diệt cỏ; + Trồng cây che bóng có tạo đạm nhƣ cây muồng. Số lƣợng cây che bóng tùy thuộc vào từng loại ruộng/nƣơng chè, khoảng 7 - 10 cây/1 sào bắc bộ; + Tỉa thƣa và đốn cây che bóng thƣờng xuyên, lá và cành cây có thể làm vật liệu tủ đất hoặc làm phân ủ; + Nên tủ mặt đất giữa các hàng chè. - Bảo vệ thực vật: Nguyên tắc chính đối với việc quản lý dịch hại là giữ cho hệ sinh thái cân bằng. Hệ thống canh tác hữu cơ sẽ ổn định nếu nhƣ chúng ta khuyến khích các sinh vật có lợi hoạt động và tƣơng tác một cách tự nhiên. Nếu làm đƣợc điều này thì việc sử dụng các biện pháp kiểm soát bên ngoài chỉ là tối thiểu. Theo tiêu chuẩn hữu cơ thì việc sử dụng mọi vật tƣ phun lên cây trồng đều phải đƣợc ghi chép lại cẩn thận trong sổ ghi chép của từng hộ nông dân. Vì vậy, để đảm bảo quản lý dịch hại tuân thủ theo tiêu chuẩn của sản xuất nông nghiệp hữu cơ thì cần lƣu ý những kỹ thuật sau: + Thăm đồng thƣờng xuyên, theo dõi cây trồng và mức độ sâu bệnh hại hiện tại trên nƣơng chè; + Khuyến khích đa dạng sinh học trên nƣơng chè bằng cách trồng cây chủ và cây làm thức ăn cho các loại côn trùng có lợi. Ví dụ nhƣ các loài nhện, bọ ngựa, bọ rùa và các loại thiên địch khác nhƣ chim; + Giảm tối thiểu các loại vật liệu phun trên cây trồng; + Giữ cho nƣơng chè không có cỏ dại; + Cân đối các loại cây che bóng; + Hái san chật/hái thƣờng xuyên những búp đủ tiêu chuẩn (tránh khoảng cách hái quá dài nhằm tránh cơ hội cho bọ xít muỗi, bọ trĩ và rầy xanh đẻ trứng); + Khi phát hiện có sâu, bệnh hại thì dùng thuốc trừ sâu bệnh sinh học để phun. Danh sách các loại vật tƣ đƣợc phép sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ: * Thuốc trừ sâu sinh học ví dụ nhƣ chất pyrethrum tự nhiên; * Nƣớc trộn thảo dƣợc làm từ các loại cây nhƣ ớt, lá hoặc hạt cây xoan nem, thân cây thuốc lá hoặc cây tỏi. 64 Trong nông trang hữu cơ thì thiết bị phun chỉ đƣợc dùng để phun riêng cho nƣơng/ruộng hữu cơ. - Quản lý cây chè: Đối với nƣơng chè đƣợc trồng mới thì đòi hỏi ngƣời nông dân phải đảm bảo cho cây chè có đủ các điều kiện để sinh trƣởng phát triển khỏe mạnh ngay từ giai đoạn cây con trở đi. Để đạt đƣợc tiêu chuẩn đó cần lƣu ý một số vấn đề sau: + Chọn cây giống tốt, bất kể từ cành hoặc hạt; + Chuẩn bị đất bằng cách bón phân ủ trƣớc khi trồng; + Khi cây chè bắt đầu mọc, bón phân hữu cơ ít nhất 2 năm một lần; + Phun phân nƣớc hữu cơ ít nhất mỗi năm 1 lần; + Loại bỏ các loại cỏ cạnh tranh dinh dƣỡng và nƣớc với cây chè con. Đốn chè, tạo điều kiện cho cây chè con ngay từ giai đoạn đầu để hình thành dáng cây tốt nhất. Đối với những nƣơng chè có chất đất khô hoặc không tƣới đƣợc thì nên đốn vào tháng 12 đến tháng 1. Đối với các nƣơng chè có hệ thống tƣới tiêu thì đốn khoảng tháng 2. Các cành đốn từ những cây bị bệnh cần phải đốt, tro đốt từ những cành cây này có thể đƣợc trộn vào phân ủ để cung cấp thêm nguồn phân kali cho chè. Hái thƣờng xuyên/hái san chật khi tán chè có 30% búp đủ tiêu chuẩn trong suốt vụ thu hoạch là cách tốt nhất để hạn chế sâu hại búp và lá non. Búp chè tƣơi phải đƣợc vận chuyển và lƣu giữ trong túi sạch (không đƣợc sử dụng bao đựng phân bón cũ). Phân loại chè cẩn thận nhằm đảm bảo lá chè xanh có chất lƣợng đều và loại bỏ những vật liệu không phù hợp trƣớc khi sao chè. Chế biến là một khâu quan trọng trong quá trình đảm bảo chất lƣợng chè cao nhất. Trang thiết bị (chảo/đĩa sao chè...) phải sạch trƣớc khi sử dụng và chỉ dùng riêng cho chế biến chè hữu cơ. Nông dân có thể chế biến chè hữu cơ theo cá nhân hoặc theo nhóm. Sau khi chế biến xong, chè khô phải đƣợc cách ly với chè không phải là hữu cơ. Mỗi một túi đựng chè hữu cơ phải có dán nhãn chè hữu cơ, trên nhãn phải ghi cả ngày chế biến. Chè phải đƣợc đựng trong các túi sạch hoặc túi mới, hoặc trong các thùng đựng kín khí, không đƣợc sử dụng bao đựng phân bón cũ. - Dụng cụ, thiết bị: Yêu cầu tiêu chuẩn là các dụng cụ phun chỉ đƣợc sử dụng riêng cho sản xuất hữu cơ. Các trang thiết bị khác nhƣ cuốc, xẻng, dụng cụ đốn,... phải đƣợc rửa sạch trƣớc khi sử dụng trên nƣơng/ruộng hữu cơ nếu nhƣ sử dụng chúng cho các nƣơng/ruộng khác không phải là hữu cơ. - Ghi chép số liệu: Các số liệu sau đây phải đƣợc mỗi hộ nông dân lƣu giữ/ghi chép để phục vụ mục đích kiểm dịch. 65 + Các hóa đơn bán hàng đối với mỗi sản phẩm bán ra từ nông trang đó; + Danh sách tất cả các vật tƣ từ bên ngoài vào; + Ghi chép hàng năm về mỗi lần phun cho chè (ngày, vật liệu phun, số lƣợng, liều lƣợng); + Để đƣợc cấp giấy chứng nhận thì từng hộ/đơn vị có liên quan phải có kế hoạch quản lý hàng năm làm theo mẫu của cơ quan cấp giấy chứng nhận. Tuy nhiên, trong điều kiện phát triển nông nghiệp tại Việt Nam nhƣ hiện nay, việc chuyển đổi từ nền nông nghiệp thâm canh sang sản xuất nền nông nghiệp hữu cơ còn gặp nhiều thách thức và cần phải có các bƣớc chuyển tiếp. Vì vậy, trong khi chúng ta chƣa thể phát triển nông nghiệp hữu cơ đƣợc, chúng tôi xin giới thiệu một số quy định về sản xuất chè an toàn theo VietGAP để tham khảo và thay đổi dần định hƣớng của ngƣời dân, nhằm tạo bƣớc đệm cho phát triển nông nghiệp hữu cơ trong tƣơng lai (Phụ lục 01). 4.4. KỸ THUẬT CANH TÁC CÂY NGẮN NGÀY - SẢN XUẤT RAU HỮU CƠ 4.4.1. Điều kiện để sản xuất rau hữu cơ Địa điểm sản xuất rau phải nằm trong vùng sản xuất an toàn theo quy định số 106 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Quy định này đánh giá chất lƣợng đất và nƣớc không bị nhiễm hóa chất độc hại, kim loại nặng... Địa điểm sản xuất rau không nằm trong vùng chiêm trũng, có khả năng ngập lụt, không nằm trong các khu công nghiệp Bất cứ ngƣời nông dân nào, thậm chí cá nhân cũng đều có thể tham gia trồng rau hữu cơ nếu quan tâm tới sức khỏe của bản thân, của cộng đồng và môi trƣờng. 4.4.2. Quy trình sản xuất 1. Chuẩn bị ruộng: Cách ly ruộng hữu cơ với các ruộng khác bằng tƣờng bao hay trồng cỏ. Hay nói một cách khác là phải tạo vùng đệm cách ly với các ruộng sản xuất thông thƣờng. Việc cách ly sẽ giúp không để các hóa chất độc hại từ thuốc trừ sâu hay phân bón hóa học từ ruộng sản xuất thông thƣờng lây nhiễm sang ruộng hữu cơ (hình 4.4). 2. Lập kế hoạch sản xuất: Một yêu cầu tất yếu của sản xuất rau hữu cơ là luân canh cây trồng. Ngƣời ta nhóm các nhóm rau với nhau: nhóm ăn lá, nhóm củ quả, nhóm họ Đậu... rồi lên kế hoạch luân canh quay vòng. Biện pháp này giúp cây trồng tránh đƣợc sâu bệnh hại, sử dụng cân bằng hơn dinh dƣỡng trong đất. 66 Hình 4.4: Ruộng rau hữu cơ xen canh có hàng rào xanh tại California 3. Chuẩn bị phân bón: Yêu cầu đầu tiên của sản xuất rau hữu cơ là không đƣợc phép sử dụng phân bón vô cơ (hóa học). Để bù đắp dinh dƣỡng cho cây, ngƣời dân phải ủ phân (compost). Nguyên liệu ủ phân bao gồm: - Phân chuồng nhƣ phân gà, phân lợn, phân trâu bò. Đây là nguồn cung cấp đạm cho rau. Tuy nhiên, các vật nuôi trên phải đƣợc chăn thả tự nhiên, tuyệt đối không đƣợc nuôi bằng thức ăn tổng hợp; - Các vật liệu xanh nhƣ phụ phẩm lá rau, cây cỏ tƣơi, cây phân xanh. Nguồn vật liệu này sẽ cung cấp chất khoáng cho rau; - Các loại vật liệu nâu nhƣ rơm, lá khô. Đây là nguồn vật liệu cung cấp kali cho rau. Các vật liệu trên phải đƣợc trộn đều với nhau và ủ nóng trong khoảng 2 - 3 tháng cho đến khi hoai mục hoàn toàn. Ngoài ra trong quá trình ủ các vi sinh vật hô hấp sẽ tạo ra nhiệt, do đó nhiệt độ bên trong của khối phân ủ có thể lên tới 60oC đến 70oC tùy từng giai đoạn. Chính vì vậy các nguồn sâu bệnh hại sẽ bị tiêu diệt trong quá trình ủ phân, các hạt cỏ dại mất khả năng nảy mầm. Sau khi phân ủ đƣợc phân hủy hoàn toàn và không còn mùi hôi mới đƣợc dùng đem bón cho đất. Tuyệt đối cấm sử dụng phân tƣơi, nƣớc tiểu trong quy định sản xuất rau hữu cơ. Tất cả các nguyên liệu trên phải đƣợc ủ nóng trƣớc khi bón vào đất. 4. Chuẩn bị nước tưới: Nƣớc tƣới trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, đặc biệt trong sản xuất rau là rất quan trọng. Nguồn nƣớc tƣới phải đảm bảo không lây nhiễm hóa chất sản xuất nông 67 nghiệp, công nghiệp trong vùng. Chính vì vậy, các vùng sản xuất rau hữu cơ phải đào giếng hoặc dẫn nƣớc trực tiếp từ hệ thống nƣớc sạch về ruộng. 5. Phòng trừ sâu bệnh hại: Thuốc trừ sâu hóa chất tuyệt đối bị cấm sử dụng trong sản xuất rau hữu cơ. Thay vào đó, ngƣời nông dân phải áp dụng các biện pháp dân gian hay còn gọi là sinh học nhƣ chiết xuất nƣớc tỏi, gừng để phun trừ sâu bệnh. Bên cạnh đó, trồng các cây dẫn dụ hoặc xua đuổi côn trùng cũng phải đƣợc áp dụng xung quanh ruộng rau hữu cơ. Một đặc tính quan trọng của sản xuất rau hữu cơ là khi đất đai ổn định, cây trồng tăng trƣởng tốt, thƣờng cây rau đƣợc trồng theo con đƣờng hữu cơ sẽ khỏe hơn nhiều so với cây rau đƣợc trồng thông thƣờng nên khả năng kháng bệnh của cây sẽ cao hơn. Mặt khác, trên những ruộng rau đƣợc sản xuất theo con đƣờng hữu cơ cũng có cơ hội cho các loài sinh vật nói chung và thiên địch của sâu hại nói riêng duy trì và phát triển. Với sự đa dạng về thành phần loài sinh vật nhƣ vậy thì sẽ có chuỗi thức ăn và mạng lƣới thức ăn phức tạp. Từ đó cho phép các sinh vật tự khống chế lẫn nhau nên sẽ hạn chế các tác hại do sâu bệnh gây nên và đảm bảo sự cân bằng sinh thái. Ví dụ: Trồng xen rau cải bắp với cà chua và hoa cúc vạn thọ có thể hạn chế đƣợc sâu tơ (hình 4.5). Những luống rau bắp cải hữu cơ được trồng xen với hoa cúc vạn thọ phía ngoài mỗi luống rau dùng để dẫn dụ những loại sâu, côn trùng đẻ trứng. Hình 4.5: Ruộng rau bắp cải hữu cơ trồng xen với cúc vạn thọ 6. Trồng và chăm sóc: Việc trồng và chăm sóc rau hữu cơ về nguyên tắc không khác với rau thông thƣờng. Tuy nhiên, trồng rau hữu cơ đòi hỏi nhiều công lao động hơn do phải chuẩn bị hết các vật tƣ sản xuất từ tạo vùng đệm, phân bón, nƣớc tƣới đến biện pháp phòng trừ sâu bệnh. Bên cạnh đó, ngƣời dân cũng không đƣợc phép dùng thuốc trừ cỏ nên phải làm cỏ hoàn toàn bằng tay. 68 7. Ghi chép sổ sách: Quản lý canh tác hữu cơ đỏi hỏi ngƣời nông dân phải ghi chép đầy đủ các vật tƣ đầu vào, các biện pháp tác động, xử lý trong quá trình canh tác. Ngƣời nông dân cũng phải ghi chép sản lƣợng thu hoạch. Các thông tin này cho thấy sự minh bạch trong sản xuất rau hữu cơ, giúp tránh đƣợc việc tái sử dụng hóa chất hay trộn hàng từ bên ngoài. Toàn bộ quá trình này sẽ đƣợc thanh tra hàng năm bởi một bên thứ ba. Do không đƣợc phép dùng các loại giống biến đổi gen, thuốc kích thích tăng trƣởng nên thời gian sinh trƣởng của rau hữu cơ dài hơn rau thông thƣờng. Ví dụ nhƣ đối với nhóm rau ăn lá, rau cải: nếu đƣợc bón đầy đủ phân, thuốc hóa chất, từ khi gieo đến khi thu hoạch khoảng 25 ngày. Trong khi đó, rau sản xuất theo quy trình hữu cơ sẽ phải mất 35 ngày. Chính điều này đã ảnh hƣởng rất nhiều đến chất lƣợng rau. Do thời gian sinh trƣởng dài hơn, thời gian quang hợp lâu hơn giúp cho cây rau hữu cơ tích lũy hàm lƣợng dinh dƣỡng, hàm lƣợng vitamin cao hơn, đem lại hƣơng vị đặc trƣng hơn, đậm đà hơn. Hiện nay, rau hữu cơ ở Việt Nam chƣa phát triển trên diện rộng, mà mới chỉ phát triển rau an toàn. Vì vậy trong tài liệu này chúng tôi xin giới thiệu thêm quy định về sản xuất rau an toàn và rau quả tƣơi để tham khảo và so sánh (Phụ lục 02 và 03). 4.5. BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ 4.5.1. Nguyên lý cơ bản về bảo vệ thực vật trong nông nghiệp hữu cơ Nguyên lý cơ bản của bảo vệ thực vật trong nông nghiệp hữu cơ là phòng chống từ trƣớc và không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học nhƣ thuốc trừ sâu và thuốc trừ cỏ (riêng thuốc phòng bệnh có thể sử dụng một số theo quy định). Để thực hiện đƣợc nguyên lý đó, thì việc khai thác tối đa sức khỏe của cây, tăng cƣờng sức đề kháng tự nhiên của cây và sự hỗ trợ của các giải pháp kỹ thuật phù hợp đóng một vai trò hết sức quan trọng trong bảo vệ thực vật. Mục tiêu của nông nghiệp hữu cơ là trồng trọt nhƣ thế nào đó để không cho hoặc hạn chế tối đa sâu bệnh phát triển và phá hoại. Tức là phòng là chủ yếu chứ không phải để cho sâu bệnh phá hoại rồi mới trừ. Để thực hiện đƣợc nguyên lý bảo vệ thực vật trong nông nghiệp hữu cơ là tăng cƣờng sức khoẻ cho cây trồng, ngƣời ta đã tập hợp các khối giải pháp nhƣ trong sơ đồ hình 4.6. Để cây khoẻ, có sức đề kháng tốt cần thực hiện tổng hợp các biện pháp: - Cần tạo cho đất có sức sống tốt, nghĩa là đất phải khỏe. Khi có chế độ luân canh hợp lý, bón phân hài hòa và làm đất đúng kỹ thuật thì sẽ làm cho đất có sức khỏe. Bón phân hài hòa đúng yêu cầu của nông nghiệp hữu cơ cũng làm cho cây sinh trƣởng khỏe và chống chịu tốt. - Hệ thống luân canh hợp lý. Để có một hệ thống luân canh hợp lý thì có nhiều vấn đề cần xem xét, nhƣng hai yếu tố rất quan trọng cần chú ý là: cần lựa chọn loại cây 69 trồng cũng nhƣ giống cây hợp lý; đồng thời phải đa dạng hóa cơ cấu cây trồng. Nhƣ chúng ta đã biết, mỗi loại cây trồng đều có một số loài sâu bệnh ƣa thích, vì vậy khi đa dạng hóa nhiều loại cây trồng và đƣợc thay đổi luân phiên trong hệ thống thì sẽ phần nào cắt đứt nguồn thức ăn ƣa thích nên hạn chế đƣợc sự phát sinh phát triển chúng. Đa dạng hóa cây trồng cũng là yếu tố trực tiếp làm cho cây có sức chống chịu tốt. - Tuyển chọn giống chống chịu tốt. Đây là yêu cầu quan trọng trong nông nghiệp hữu cơ. Khi có những giống tốt và có khả năng chống chịu tốt thì sẽ hạn chế đƣợc sâu bệnh phá hoại. - Khai thác và sử dụng thiên địch. Đây là giải pháp thực sự quan trọng trong bảo vệ thực vật đối với sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Có thể nói, thiên nhiên đã tạo hóa ra một mối quan hệ hữu cơ tuyệt hảo, những mối quan hệ tƣơng tác hay đối kháng đều rất có ý nghĩa. Hầu nhƣ bất kỳ một loài sâu bệnh nào đều có những thiên địch đối kháng chúng. Trong nông nghiệp thâm canh, do ta sử dụng quá nhiều thuốc bảo vệ thực vật hóa học để phòng trừ sâu bệnh hại, do đó ta đã vô tình tiêu diệt cả thiên địch. Đó cũng là nguyên nhân tại sao ngày càng xuất hiện nhiều loài sâu bệnh nhƣ hiện nay. Nông nghiệp hữu cơ đã lợi dụng tối đa quan hệ này trong tự nhiên để cho cây trồng phát triển ít chịu tác động của sâu bệnh. - Cuối cùng là giải pháp trực tiếp. Trong những trƣờng hợp bị sâu bệnh phá hoại nặng thì có thể sử dụng thuốc bảo vệ thực vật sinh học, hoặc một số loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc tự nhiên. Một số loài cây có thể đƣợc sử dụng để ngâm ủ lấy nƣớc phun lên cây khi bị sâu hại: cây xoan nêm, cây ruốc cá, cây ớt, tỏi ta, thân cây thuốc lá ... Error! Bón phân hài hoà Làm đất thích hợp Sức sống của đất Cây có sức khoẻ tốt Giải pháp trực tiếp Khai thác thiên địch Tuyển chọn giống tốt Lựa chọn loại tốt Luân canh hợp lý Đa dạng các loại Hình 4.6: Sơ đồ tổng hợp các biện pháp tăng cường sức khỏe cho cây trồng 70 4.5.2. Các biện pháp bảo vệ thực vật 4.5.2.1. Phòng trừ cỏ dại Trong nông nghiệp hữu cơ không sử dụng thuốc hóa học để phòng trừ cỏ dại mà sử dụng tổng hợp các biện pháp sau đây: - Thường xuyên che phủ mặt đất: Khi mặt đất đƣợc che phủ thƣờng xuyên, do thiếu ánh sáng nên cỏ dại sẽ bị khống chế. Một số loại cỏ dại cần ít ánh sáng vẫn có thể mọc nhƣng sẽ phát triển yếu ớt và không thể lấn át đƣợc cây trồng chính. Để thực hiện đƣợc biện pháp này thì hiệu quả nhất là bố trí hệ thống luân canh và xen canh hợp lý với sự tồn tại liên tục của cây trồng trên đồng ruộng, nhất là vào những thời kỳ thuận lợi cho cỏ dại phát triển. Thông thƣờng ngƣời ta bố trí trồng xen, trồng gối hoặc trồng cây lạc dại trên mặt luống chè, cà phê. Che phủ mặt đất bằng các sản phẩm phụ của cây trồng hoặc cây cỏ khác...có tác dụng ngăn chặn cỏ dại phát triển (hình 4.7). Hình 4.7: Che phủ mặt đất chống cỏ dại Hiện nay ngƣời ta hay dùng nilon để che phủ mặt đất. Biện pháp này có hiệu quả không chỉ đối với việc phòng cỏ dại mà còn giữ ẩm cho đất và chống xói mòn ở đất dốc, mặc dù chi phí hơi cao. - Làm đất thích hợp và đúng thời điểm: Việc làm đất để gieo trồng cây trồng chính cũng đƣợc tính toán sao cho vừa đảm bảo làm đất theo đúng yêu cầu của sản xuất nông nghiệp hữu cơ, vừa có tác dụng tiêu diệt mầm mống cỏ dại trên đồng ruộng. Thực tế, chỉ có một số ít loại cỏ phát triển bằng 71 bộ rễ ăn sâu quá cả tầng canh tác, còn đại đa số là ở tầng 0 - 10 cm bề mặt, nên khi làm đất trƣớc khi gieo trồng sẽ loại bỏ đa phần mầm mống các loại cỏ dại phát triển bằng rễ ngầm. - Biện pháp làm cỏ trực tiếp: Trong một số trƣờng hợp, do quá nhiều cỏ dại, chúng ta áp dụng biện pháp làm cỏ trực tiếp. Việc làm cỏ trực tiếp bằng các công cụ thủ công hay máy móc thƣờng kết hợp với việc vun xới chăm sóc cây trồng chính. Đối với một số cây cỏ khó loại trừ nhƣ cỏ tranh, cỏ gà thì cần phải tìm hiểu đặc điểm sinh vật học của chúng để có biện pháp loại trừ thích hợp. Ví dụ nhƣ cây cỏ tranh, việc xới cỏ trƣớc những ngày trời mƣa sẽ đem lại hiệu quả cao hơn, vì loại cỏ này thích nghi phát triển trong điều kiện ánh nắng chiếu trực xạ và ẩm độ thấp, do vậy các động tác ngƣợc lại với yêu cầu sinh thái của chúng sẽ hạn chế sự phát triển của chúng. 4.5.2.2. Phòng trừ sâu bệnh hại Trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, phòng sâu bệnh hại bằng các biện pháp kỹ thuật canh tác và sử dụng thiên địch để bảo vệ nông sản là chính. Tuy nhiên, khi cây trồng bị sâu bệnh phá hoại thì trừ bằng các biện pháp nghiêm ngặt của canh tác hữu cơ. Các biện pháp chung trong phòng, trừ sâu bệnh hại cho cây trồng đối với sản xuất nông nghiệp hữu cơ đƣợc tổng hợp theo các bƣớc trong suốt quá trình canh tác nhƣ sau: Lựa chọn giống cây trồng: Sử dụng các loại giống tốt. Giống tốt là giống có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi hay có khả năng kháng bất kỳ một loài sâu, bệnh hại nào, đặc biệt đối với những loài sâu hoặc bệnh phổ biến trên đồng ruộng. Nếu không có giống kháng tốt thì nên sử dụng giống sạch sâu, bệnh hại. Có nghĩa là các giống cây trồng này không mang theo nguồn hay mầm mống sâu bệnh hại. Khi sử dụng các loại giống tốt không những nó là cơ sở để đảm bảo cho cây trồng sinh trƣởng phát triển khỏe mạnh, tạo ra năng suất cao, mà còn hạn chế việc sử dụng các biện pháp bảo vệ thực vật, do đó vừa giảm chi phí đầu vào vừa nâng cao chất lƣợng nông sản và nâng cao hiệu quả kinh tế. Biện pháp kỹ thuật canh tác: - Kỹ thuật làm đất: Đất là môi trƣờng sống của nhiều loài sâu bệnh hại. Có loài sống hẳn trong đất nhƣ dế dũi, có loài hóa nhộng trong đất nhƣ sâu xám, sâu khoang, sâu xanh, một số loài có pha ấu trùng trong đất nhƣ sâu non các loài bọ hung. Một số loài đẻ trứng trong đất nhƣ châu chấu. Mặt khác, đất còn là nơi tích lũy hạt của nhiều loài cỏ dại và mầm mống của vi sinh vật gây bệnh nhƣ hạch nấm, bào tử nấm. Vì vậy, các kỹ thuật làm đất ít nhiều sẽ có khả năng trực tiếp hoặc gián tiếp tiêu diệt sâu bệnh hại tồn tại trong đất. 72 Trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, cày lật đất thƣờng không đƣợc khuyến khích, tuy nhiên, cày lật đất sẽ vùi lấp xuống dƣới lớp đất dƣới nhiều sâu non, nhộng của sâu hại, hạt cỏ dại, tàn dƣ cây trồng có chứa trứng sâu và mầm bệnh. Đồng thời cày lật đất cũng đƣa sinh vật hại từ lớp đất dƣới lên phía trên mặt đất. Chúng sẽ dễ bị chết khô do nắng hoặc bị thiên địch tiêu diệt (sâu non, nhộng của côn trùng hại sẽ bị chim sâu ăn hay côn trùng bắt mồi tấn công). Cày lật đất sớm, ngay sau khi thu hoạch cây trồng mỗi vụ nên cày lật đất sớm sẽ tiêu diệt đƣợc sâu non, nhộng của sâu hại và nguồn bệnh có trong đất, trong tàn dƣ cây trồng. Đặc biệt biện pháp này còn tiêu diệt cả cỏ dại hay những cây ký chủ phụ là nơi cƣ trú và nguồn thức ăn của nhiều sâu hại. - Luân canh cây trồng: Về phƣơng diện BVTV, luân canh cây trồng phải tạo đƣợc những điều kiện sinh thái bất lợi cho dịch hại. Đặc biệt phải tạo đƣợc sự gián đoạn về nguồn thức ăn đối với dịch hại. Ví dụ các loài sâu bệnh chính hại lúa không gây hại đƣợc các cây rau họ hoa Thập tự, đậu đỗ, do đó luân canh cây lúa với cây rau họ hoa Thập tự, hoặc luân canh lúa nƣớc với đậu đỗ sẽ làm gián đoạn nguồn thức ăn của các loài dịch hại lúa. Muốn thực hiện tốt biện pháp luân canh cây trồng để phòng trừ sâu bệnh hại cần phải điều tra thành phần sâu bệnh hại, xác định thời gian tồn tại của nguồn sâu bệnh trên đồng ruộng, xác định phổ ký chủ của sâu bệnh hại, điều tra các điều kiện trồng trọt vụ trƣớc và điều tra kế hoạch dự kiến sản xuất cũng nhƣ công thức dự kiến thực hiện tại địa phƣơng. - Xen canh cây trồng: Về phƣơng diện BVTV, xen canh cây trồng thƣờng làm giảm thiệt hại do các loài dịch hại gây ra. Nhiều loài dịch hại có tính chuyên hóa thức ăn, khi trên đồng chỉ có một loại cây với diện tích lớn sẽ tạo nên nguồn thức ăn dồi dào thuận lợi cho phát sinh và lây lan. Trên đồng có nhiều loại cây khác nhau sẽ tạo nên một nguồn thức ăn không thuận lợi cho những dịch hại chuyên tính, cản trở sự phát sinh, lây lan của chúng. Xen canh còn làm tăng tính đa dạng của khu hệ côn trùng, nhện và vi sinh vật trong các sinh quần nông nghiệp, tức là làm tăng tính ổn định của hệ sinh thái nông nghiệp. - Phân bón: Bón phân đúng lúc, cân đối và hợp lý làm cho cây sinh trƣởng và phát triển tốt nên có khả năng chống chịu sâu bệnh hại, tuy nhiên phải hiểu đƣợc tác dụng ƣu và nhƣợc điểm của từng loại phân. VD: Nitơ rất cần cho sự phát triển của cây, tham gia vào quá trình tổng hợp protit. Nhƣng lại làm giảm độ dày của lớp cutin, nếu bón nhiều cây sẽ sinh trƣởng mạnh dẫn đến mềm, yếu, làm giảm sức chống bệnh. Đặc biệt nếu bón nhiều nitơ, sẽ thu hút nhiều loài côn trùng đến trú ngụ và gây hại. Vì vậy, tuỳ theo đặc điểm của cây, loại đất, đặc điểm của sâu bệnh mà ta chọn phƣơng án bón tối ƣu. 73 - Thời vụ gieo trồng: Gieo đúng thời vụ có ý nghĩa rất lớn trong phòng trừ sâu bệnh hại cây. Ta có thể giúp cho cây tránh đƣợc thời kỳ sâu bệnh phát triển mạnh, nghĩa là tạo điều kiện cho cây sinh trƣởng vƣợt qua giai đoạn mẫn cảm của bệnh trƣớc hoặc sau thời kỳ có những điều kiện phù hợp cho sâu bệnh phát triển mạnh. Kỹ thuật gieo: Ví dụ gieo hạt quá sâu dẫn đến mọc chậm, cây mềm yếu dễ bị nhiễm bệnh hại. - Chế độ tưới nước: Tất cả các yếu tố nhƣ: lƣợng tƣới, thời kỳ tƣới, phƣơng pháp tƣới đều ảnh hƣởng tới sự phát sinh phát triển của sâu, bệnh hại cây. Áp dụng biện pháp tƣới nƣớc hợp lý không những giúp cho cây sinh trƣởng phát triển tốt mà còn có thể tránh đƣợc sự lây lan bệnh. Ví dụ: Có đủ nƣớc trong ruộng lúa thì các hợp chất của silic dễ dàng hòa tan và cây lúa hấp thụ đƣợc, làm cho quá trình hóa cứng vách tế bào biểu bì đƣợc thúc đẩy nhanh, dẫn tới làm tăng sức chống chịu của cây lúa đối với một số sâu bệnh hại. Chế độ nƣớc trong ruộng liên quan đến sự phát triển một số sâu bệnh hại nhƣ bệnh đạo ôn, khô vằn, sâu đục thân lúa. Trong thực tế, bệnh đạo ôn, khô vằn thƣờng phát sinh và phát triển mạnh, gây hại nặng ở những ruộng lúa không thƣờng xuyên đủ nƣớc. Biện pháp sinh học - Sử dụng ký sinh bậc 2: Đó là sử dụng các vi sinh vật khác tiêu diệt côn trùng gây hại cây và vi sinh vật gây bệnh cây. Những vi sinh vật ký sinh gây bệnh côn trùng và sống ký sinh trên cơ thể vi sinh vật gây bệnh đó ngƣời ta gọi là những siêu ký sinh hay ký sinh bậc 2. Trong tự nhiên có nhiều loài vi sinh vật có thể ký sinh gây bệnh cho nhiều loài côn trùng và vi sinh vật gây bệnh cây, trong đó có nhóm virus, vi khuẩn và nấm ký sinh. Các nhóm virus ký sinh côn trùng nhƣ: virus NPV sâu xanh bông Heliothis armigera (NPV Ha) gây bệnh cho sâu xanh trên bông; nhóm virus NPV gây bệnh cho sâu khoang hại lạc Spodoptera littura, sâu đo xanh hại đay Anomis flava. Các nhóm vi khuẩn ký sinh côn trùng nhƣ: Bacillus, Clostridium, Pseudomonas. Trong các loài vi khuẩn thì vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) đƣợc sử dụng nhiều nhất (hình 4.8, 4.9, 4.10), trong đó chủng vi khuẩn gây bệnh côn trùng quan trọng là Bacillus thuringensis subsp. isrealensis (Bti) sử dụng phòng chống muỗi (Culex and Aedes); Bacillussphaericus đƣợc sử dụng trong phòng chống muỗi sống trong nƣớc ô nhiễm (Culex, Anopheles, Aedes); Bacillus thuringensis sub sp. Tenebrionis phòng chống bọ cánh cứng khoai tây. 74 Hình 4.8: Sâu non bị tê liệt sau khi ăn phải tinh thể độc của Bt Hình 4.9: Sâu bị chết do ăn phải tinh thể độc của Bt Hình 4.10: Côn trùng bị tê liệt sau khi ăn phải tinh thể độc của Bt Hình 4.11: Chế phẩm sinh học Bt Các nhóm nấm ký sinh gây bệnh côn trùng nhƣ: nấm bạch cƣơng Beauveria, nấm lục cƣơng Metarhizium, nấm bột Nomuraea. Trong đó hai loại nấm đƣợc nghiên cứu và 75 sản xuất chế phẩm sử dụng nhiều nhất hiện nay là Beauveria bassiana (Bb) và Metarhizium anisopliae (Ma) (hình 4.12). Hình 4.12: Côn trùng bọ cánh cứng và nhện nhỏ hại cây bị nấm Ma ký sinh Vi khuẩn Pseudomonas sống ký sinh trên nấm Fusarium hại cây. Các vi sinh vật ký sinh này sẽ đƣợc sản xuất thành chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh sinh học để phòng trừ sâu, bệnh hại cây trồng nông nghiệp. - Sử dụng vi sinh vật đối kháng: Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng các vi sinh vật đối kháng (vi khuẩn, nấm) trong phòng chống bệnh hại cây trồng, nhất là nhóm bệnh hại có nguồn gốc trong đất (nấm, vi khuẩn, tuyến trùng...). Việc ứng dụng biện pháp sinh học trong phòng chống bệnh hại cây trồng là hƣớng chiến lƣợc, giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lƣợc phòng trừ tổng hợp bệnh hại cây trồng theo hƣớng sản xuất nông nghiệp hữu cơ hiện nay. + Vi khuẩn đối kháng: Các loài vi khuẩn đối kháng (VKĐK) đều thuộc hệ vi sinh vật sống ở vùng rễ cây trồng và sống hoại sinh trong đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy các loài vi khuẩn đối kháng có thể bảo vệ cây trồng, chống lại các vi sinh vật gây bệnh, đồng thời tạo điều kiện cho cây trồng sinh trƣởng và phát triển tốt. Các loài VKĐK thƣờng đƣợc sử dụng để phòng chống nhóm bệnh hại trong đất do nấm, vi khuẩn gây ra, nhƣ: phòng bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum Smith) hại một số cây trồng cạn họ cà, họ Đậu (cà chua, khoai tây, lạc, thuốc lá, cà, ớt...); phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ nhƣ bệnh lở cổ rễ, bệnh khô vằn, héo vàng, thối đen rễ... do Rhizoctonia solani, Fusarium spp., Phomopsis, Sclerotiodes...). + Nấm đối kháng: Các loài nấm đối kháng (NĐK) đƣợc sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây đều là những loài có nguồn gốc trong đất, đó là những loài nấm hoại sinh trong đất, sống trong vùng rễ cây trồng, trong quá trình sinh sống nó sản sinh ra chất kháng sinh có tác dụng ức chế, kìm hãm, cạnh tranh và tiêu diệt nấm gây bệnh. Các loài nấm đối kháng có khả năng sản sinh ra một số chất kháng sinh: Gliotoxin, Dermadin, Trichodermaviridin, Cyclosporin. Chất kháng sinh do nấm đối kháng sản sinh có khả 76 năng kìm hãm, ức chế quá trình sinh trƣởng của sợi nấm, đến quá trình xâm nhiễm ký sinh của nấm gây bệnh và có thể tiêu diệt nấm gây bệnh. Ví dụ: Hiện tƣợng “giao thoa sợi nấm” ở vùng tiếp xúc xuất hiện sự quấn chặt giữa nấm đối kháng và nấm gây bệnh cây, từ đó nấm đối kháng thủy phân thành vách sợi nấm bệnh rồi xâm nhập và phá vỡ tế bào, tiêu diệt sợi nấm gây bệnh (hình 4.13). Hình 4.13: Nấm đối kháng tiêu diệt nấm gây bệnh héo rũ lạc Các vi sinh vật đối kháng trên có thể đƣợc sản xuất thành chế phẩm sinh học để sử dụng trong phòng trừ vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng (hình 4.14). Các loại chế phẩm này có thể dùng để ngâm rễ cây giống, bón vào đất hoặc phun lên cây tùy thuộc vào từng loài vi sinh vật hại cây mà ta định hạn chế tồn tại trong đất hay trên cây. - Sản xuất chế phẩm nấm đối kháng: Nấm + bột tan Hình 4.14: Chế phẩm sinh học - nấm đối kháng 77 - Sử dụng chất kháng sinh và Fitonxit: Các vi sinh vật đối kháng tiêu diệt hoặc ức chế sự hoạt động của vi sinh vật gây bệnh cây chủ yếu bằng các chất kháng sinh, là sản phẩm trao đổi chất trong quá trình sống của nó. Ví dụ: Nấm Trichoderma viride ức chế tiêu diệt nấm Sclerotium rolfsii hại lạc. để bón vào gốc cây trồng để tăng số lƣợng nấm đối kháng trên đồng ruộng (hình 4.15). Các chế phẩm sinh học có thể phun trực tiếp lên cây, bón vào đất hoặc ủ với phân Ủ phân sử dụng nấm đối kháng Trichoderma Hình 4.15: Sử dụng nấm đối kháng Trichoderma để ủ phân bón cho cây * Một số phương pháp xử lý được áp dụng như sau: - Xử lý hạt giống (củ giống) bằng chế phẩm nấm đối kháng trƣớc khi gieo trồng: Ngâm hạt (củ giống) trong chế phẩm từ 25 - 30 phút, hoặc nhúng rễ cây con trƣớc khi trồng, sau đó đem gieo trồng, dùng dịch nấm đối kháng tƣới vào hạt, củ đã gieo. Đây là phƣơng pháp sử dụng chế phẩm nấm đối kháng để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ cây trồng cạn có hiệu quả. - Bón sớm vào đất trƣớc khi gieo trồng, nấm đối kháng sẽ có mặt ở vùng rễ sớm để nó có thể chiếm chỗ, cạnh tranh, ký sinh và ức chế với nấm gây bệnh khi xâm nhiễm vào vùng rễ cây trồng. Nấm đối kháng có thể sản sinh ra chất kháng sinh, chất này có khả năng kìm hãm sự phát triển của sợi nấm gây bệnh, sự nảy mầm của bào tử, hoặc kìm hãm ức chế việc hình thành hạch nấm Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii... - Phun chế phẩm lên cây: Phƣơng pháp này ít đƣợc dùng trong việc sử dụng nấm đối kháng phòng trừ bệnh hại cây trồng. Tuy nhiên, để phòng trừ bệnh khô vằn hại lúa, ngô thì biện pháp phun chế phẩm lên cây lại mang lại hiệu quả phòng trừ cao. Trong sản xuất nông nghiệp, ngƣời ta đã sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ, bệnh khô vằn hại lúa, ngô. Hiệu quả phòng 78 trừ có khi đạt tới 80 - 90% trên diện tích hẹp. Điều đó cho thấy khả năng và triển vọng của việc sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng trong phòng trừ nhóm bệnh nấm hại cây trồng có nguồn gốc trong đất. - Việc phân ly, nuôi cấy, nhân giống các siêu ký sinh, sinh vật đối kháng trên môi trƣờng nhân tạo để từ đó sản xuất thành những chế phẩm gọi là thuốc sinh vật. Ví dụ: Chế phẩm BT. Ngoài ra từ các chất kháng sinh đó ngƣời ta còn chế ra thuốc kháng sinh. Hay: Kasumin, Validamycin... để phòng trừ bệnh cây. - Một số loại cây trồng còn có thể sản sinh ra chất đề kháng Fitonxit có tác dụng tiêu diệt VSV gây bệnh. Ví dụ: Cây hành, tỏi có chứa chất Fitonxit, có thể dùng Fitonxit để xử lý hạt giống ngô, cà chua...ngoài ra ở những nơi vùng núi cao ngƣời dân còn dùng lá tỏi phơi khô để làm nút chai đựng hạt giống. - Biện pháp sinh học có ƣu điểm là không độc cho cây, ngƣời và gia súc, không gây ô nhiễm môi trƣờng, nhƣng nhƣợc điểm là giá thành cao. - Sử dụng côn trùng ký sinh: Hiện nay con ngƣời đang lợi dụng các mối quan hệ ký sinh giữa các loài côn trùng hoặc chân đốt khác ký sinh trên sâu hại trong tự nhiên để bảo vệ nông sản, nhất là trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Hiện tƣợng ký sinh là một dạng quan hệ qua lại có lợi một chiều, trong đó loài đƣợc lợi sử dụng loài sinh vật sống khác (vật chủ) làm thức ăn và nơi ở cho một phần nào trong chu kỳ vòng đời của nó. Hầu hết các côn trùng ký sinh sâu hại có biến thái hoàn toàn, chỉ pha ấu trùng của chúng có kiểu sống ký sinh, còn khi ở pha trƣởng thành thì chúng sống tự do. Côn trùng ký sinh trong BVTV rất đa dạng, tùy theo tính chuyên hóa với vật chủ, tập tính hay vị trí trong chuỗi thức ăn mà có thể phân biệt thành nhiều nhóm ký sinh khác nhau. Theo vị trí sinh sống của các ký sinh bên trong hay bên ngoài cơ thể vật chủ mà có 2 loại: ký sinh trong và ký sinh ngoài. Ví dụ ký sinh trong là các loài ong đen kén trắng Apanteles, Cotesia ký sinh nhộng; ký sinh ngoài là các loài ong Bracon ký sinh sâu non côn trùng cánh vảy, ong kiến Drynidae ký sinh trên lƣng rầy nâu, rầy lƣng trắng... Mỗi một loài côn trùng ký sinh, thông thƣờng chỉ liên quan với một pha phát dục nào đó của vật chủ. Theo mối quan hệ của loài côn trùng ký sinh với pha phát dục của sâu hại mà phân biệt thành các nhóm ký sinh nhƣ ký sinh trứng, ký sinh sâu non, ký sinh nhộng và ký sinh trƣởng thành. Côn trùng ký sinh có ở hơn 80 họ của 5 bộ côn trùng, tuy nhiên những loài có ý nghĩa thực tiễn trong nghiên cứu phát triển đấu tranh sinh học chỉ là các loài thuộc bộ Cánh màng và bộ Hai cánh. 79 - Sử dụng côn trùng bắt mồi: Đây là một dạng quan hệ qua lại trong đó loài bắt mồi săn bắt loài khác để làm thức ăn và thƣờng giết chết vật mồi trong một thời gian ngắn. Loài bắt mồi trong bảo vệ thực vật không chỉ có loài miệng nhai, mà có cả miệng chích hút. Loài bắt mồi trong bảo vệ thực vật là những động vật nhƣ côn trùng, nhện. Các loài bắt mồi có 2 kiểu ăn mồi là: nhai nghiền con mồi theo kiểu miệng nhai (chuồn chuồn, bọ ngựa, bọ rùa...) (hình 4.16, 4.17) và hút dinh dƣỡng từ con mồi nhờ kiểu miệng chích hút (bọ xít, ấu trùng bọ mắt vàng...) (hình 4.18). Côn trùng bắt mồi có trong khoảng 189 họ thuộc 16 bộ côn trùng. Tuy nhiên, quan trọng và có ý nghĩa trong đấu tranh sinh học là các loài bắt mồi thuộc bộ cánh nửa, cánh cứng, cánh mạch và hai cánh. Hình 4.16: Bọ ngựa bắt mồi Hình 4.17: Bọ rùa bắt mồi Hình 4.18: Bọ mắt vàng bắt mồi - Những lưu ý khi sử dụng côn trùng ký sinh và bắt mồi: Để sử dụng các loài côn trùng ký sinh và bắt mồi tự nhiên thì cần trồng thêm một số loài cây hoang dại có hoa trên bờ ruộng hoặc vùng đệm để thu hút côn trùng ký sinh và bắt mồi, đồng thời tạo cơ hội cho chúng có nơi cƣ trú. Để sử dụng chúng theo hƣớng thả bổ sung vào sinh quần thì phải nhân nuôi chúng với số lƣợng lớn. Khi ứng dụng côn trùng ký sinh hay bắt mồi nào để phòng chống côn trùng hại cũng cần lƣu ý một số điểm sau: - Cần sử dụng những chủng địa phƣơng của các loài ký sinh/bắt mồi để nhân nuôi, nhằm nâng cao khả năng thích ứng của ký sinh/bắt mồi khi thả vào sinh quần nông nghiệp. 80