Luân canh đa dạng cây trồng giúp giảm nguy cơ mất mùa trong điều kiện canh tác kém

Luân canh đa dạng cây trồng giúp giảm nguy cơ mất mùa trong điều kiện canh tác kém

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp (ARS) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đang ứng phó với tình hình khí hậu ngày càng bất ổn. Thời tiết ấm hơn và khó lường hơn là nguồn gây bất ổn cho các trang trại của Hoa Kỳ. Các nhà nông sinh thái học của ARS đã tìm đến lịch sử để tìm giải pháp cho thách thức này, điều này đã truyền cảm hứng cho họ hiểu rõ hơn về lợi ích của luân canh cây trồng.

 

Việc trồng một loạt các loại cây trồng khác nhau trong hệ thống luân canh đã được thực hiện trong nhiều thiên niên kỷ. Luân canh cây trồng có thể phục hồi sức khỏe đất, chống lại sâu bệnh và giảm bớt rủi ro do nhiều loại dịch hại và bệnh hại cây trồng khác nhau.

 

Luân canh cây trồng cũng làm tăng tính bền vững của các hệ thống nông nghiệp và giảm rủi ro do thời tiết ngày càng bất lợi. Tuy nhiên, việc áp dụng rộng rãi luân canh đa dạng cây trồng bị hạn chế bởi sự bất ổn về kinh tế, thiếu các biện pháp khuyến khích và thông tin không đầy đủ về kết quả lâu dài.

 

Các nhà nghiên cứu của ARS đã thu thập dữ liệu từ 20 thí nghiệm dài hạn kéo dài tới sáu thập kỷ để so sánh kết quả từ việc luân canh cây trồng khác nhau trên khắp Bắc Mỹ. Mục tiêu của họ là đánh giá những thay đổi về kết quả trong các điều kiện canh tác khác nhau đối với từng loại cây trồng, chẳng hạn như ngô hoặc đậu nành, trong luân canh cây trồng. Họ cũng xem xét kết quả toàn diện của luân canh cây trồng nói chung - không chỉ riêng các thành phần.

 

Bằng cách xem xét cả hai, họ có thể định lượng được lợi ích và sự đánh đổi của luân canh cây trồng. Kết quả có xu hướng tốt hơn đối với từng loại cây trồng khi được trồng trong  luân canh đa dạng cây trồng trong mọi điều kiện canh tác. Kết quả của luân canh cây trồng toàn diện phụ thuộc vào loại cây trồng nào được trồng trong hệ thống luân canh cây trồng.

 

Điều này cho thấy thành phần trong luân canh cây trồng là yếu tố quan trọng hơn hiệu suất của từng loại cây trồng. Luân canh đa dạng cây trồng cải thiện kết quả luân canh cây trồng toàn diện trong điều kiện canh tác kém. Điều này minh họa cách thức luân canh đa dạng cây trồng có thể làm giảm nguy cơ mất mùa trong điều kiện biến đổi khí hậu.

 

Nhà sinh thái học Katherine Muller của ARS cho biết: “Kết quả của chúng tôi bổ sung vào khối lượng bằng chứng ngày càng tăng, điều này rất cần thiết để xóa bỏ các rào cản ngăn cản việc áp dụng các biện pháp canh tác bền vững. Theo hiểu biết của chúng tôi, không có nhiều nghiên cứu dài hạn, ở nhiều địa điểm tiến hành để tìm hiểu ảnh hưởng thay đổi luân canh đối với kết quả của luân canh toàn diện và các loại cây trồng thành phần của luân canh cùng thời điểm”.

 

Nhiều nông dân phải đối mặt với những rào cản lớn để đa dạng hóa luân canh cây trồng của họ. Luân canh đa dạng hơn có thể khiến việc quản lý trở nên phức tạp hơn và có thể cần đến thiết bị mới. Người nông dân cũng có thể cần học cách trồng các loại cây trồng mới và phát triển sự hiểu biết về cách các loại cây trồng phù hợp với hoạt động của họ.

 

Người nông dân có thể được hưởng lợi vì luân canh đa dạng hơn có thể giảm lượng phân bón hoặc thuốc trừ sâu cần thiết để duy trì năng suất. Đây là tin vui cho những người nông dân đang phải đối mặt với một bất ổn khác là giá phân đạm biến động.

 

Mặc dù hiệu quả, luân canh đa dạng hơn có thể mất nhiều năm mới cho thấy kết quả, đó là lý do tại sao các thí nghiệm nông nghiệp dài hạn là nguồn bằng chứng có giá trị. Mạng lưới DRIVES (Luân canh đa dạng cải thiện các dịch vụ hệ sinh thái có giá trị) đã kết hợp dữ liệu từ 20 thí nghiệm dài hạn để đánh giá ảnh hưởng của sự đa dạng cây trồng trên nhiều vùng và hệ thống sản xuất.

 

Mạng lưới DRIVES đang mở rộng số lượng thí nghiệm trong cơ sở dữ liệu của họ, điều này sẽ giúp người nông dân bằng cách cung cấp ước tính về lợi ích và chi phí của việc quản lý luân canh đa dạng hơn. Ngoài hiệu quả kinh tế, Mạng lưới DRIVES cũng sẽ cung cấp bằng chứng về cách luân canh đa dạng có thể làm giảm tính dễ bị tổn thương của hệ thống canh tác trước thời tiết bất lợi. Bằng cách ghép dữ liệu năng suất dài hạn với các biến thời tiết, như thiếu hụt áp suất hơi nước hoặc căng thẳng nhiệt, các nhà nghiên cứu sẽ có thể chỉ ra cách thức và thời điểm để giảm bớt sự tổn thương.

 

“Các thí nghiệm ngoài đồng dài hạn là báu vật quốc gia để nắm bắt động lực trong các biến thay đổi chậm như đặc điểm đất hoặc phản ứng trong điều kiện thất thường, như hạn hán. Cả hai biến này đều rất quan trọng để hiểu cách các hệ thống nông nghiệp có thể thích ứng với biến đổi khí hậu”, Ann Bybee-Finley, phó giáo sư khoa học cây trồng và đất đai của NC State, người đã bắt đầu nghiên cứu này trong khi hoàn thành các nghiên cứu sau tiến sỹ của mình tại ARS, cho biết.

 

“Mạng lưới DRIVES nhằm mục đích kết nối dữ liệu từ các thí nghiệm dài hạn có luân canh cây trồng trên khắp Bắc Mỹ và công khai cho công chúng”.

 

Nghiên cứu này được công bố trên One Earth.

 

Nguyễn Tiến Hải theo Phys.org