Mục lục

Tình hình nghiên cứu hệ thống cây trồng

1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về hệ thống cây trồng

Theo Flach và cs (1989) [88] thì luân canh cây trồng là trình tự sắp xếp gieo trồng các loại cây trên cùng một mảnh đất theo mùa vụ của từng loại cây trồng đó. Luân canh cây trồng được sử dụng quan trọng trong: duy trì độ màu mỡ của đất; ngăn chặn sự gia tăng số lượng của các loài bệnh hại, sâu hại, cỏ dại trong đất; điều khiển, hạn chế xói mòn.

Nghiên cứu sâu về luân cânh cây trồng tác giả Geurts và cs (1989) [90] cho rằng do cải tiến phát minh của kỹ thuật công nghệ như sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ nên đã giảm phần nào sự cần thiết về luân canh cây trồng. Tuy nhiên, có một số lượng quan trọng gia tăng trong đất của các loài bệnh hại và những bệnh gây nên do tuyến trùng thì ở đó bắt buộc phải thực hiện chương trình luân canh cây trồng. Ví dụ: cây củ cải đường và cây lấy sợi, cây thuốc lá và cây khoai tây là được trồng xen theo chu kỳ 3-4 năm. Một số quy định liên quan đến luân canh cây trồng như; tiếp tục
gieo trồng cây có hạt, cây đậu đỗ sẽ ngăn chặn được nguy cơ như nói ở trên (ngoại trừ: vụ lúa khô và ẩm ướt xảy ra sau đó, phần lớn đất phù sa được bồi hàng năm); cây trồng họ đậu không được gieo trồng trong trật tự sắp xếp nói trên cho dù cây họ đậu được gieo bằng hạt hoặc hình thức khác để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi; những cây trồng thường hay bị bệnh ở rễ thì không nên gieo trồng vì sẽ không thành công. Ví dụ, cây thuốc lá không nên gieo trồng cùng cây khoai tây.

Theo Geurts và cs (1989) [100] khái niệm xen canh được hiểu là: Trong thời kỳ gieo trồng cây lâu năm, như cây cọ dầu và cao su người nông dân thường trồng xen cây trồng ngắn ngày (cây trồng thu hoa lợi hoặc cây trồng lương thực) sao cho chúng theo khớp nhau. Những cây trồng đó sẽ cung cấp cho người nông dân nhiều thu nhập trong thời kỳ mà cây trồng lâu năm chưa có sản lượng. Giai đoạn sau, thì những cây được trồng xen phải được sắp xếp lại vì tán của chúng đã bao phủ để duy trì độ màu mỡ của đất, ngăn chặn cỏ dại và quản lý xói mòn đất.

Nghiên cứu lịch sử phát triển nông nghiệp trong đó có sự hình thành và phát triển cơ cấu cây trồng theo các giai đoạn khác nhau, từ chọc lỗ bỏ hạt đến cày máy, làm đất ở mức hiện đại. Hình thức định canh được xác định là yếu tố cơ bản và cần thiết để xuất hiện cơ cấu cây trồng trong nông nghiệp. Hình thức định canh giai đoạn đầu đã xuất hiện cơ cấu cây trồng giản đơn. Thí dụ ở Châu Âu từ thế kỷ thứ VIII đến thế kỷ XVIII trong suốt 1.000 năm chế độ luân canh chu kỳ 3 năm với hệ thống cây trồng là ngũ cốc và bỏ hoá. Năng suất ngũ cốc trong thời kỳ này chỉ đạt 5-6 tạ/ha.

[message type=”e.g. information, success”]Xem thêm : Phương pháp tiếp cận nghiên cứu hệ thống cây trồng[/message]

Sau khi một số cây trồng từ Châu Mỹ được nhập vào Châu Âu như khoai tây, ngô… cùng với việc phát triển một số cây cỏ họ đậu (cỏ ba lá), đã tạo điều kiện cho việc hình thành hệ canh tác mới. Đó là chế độ luân canh chu kỳ 4 năm. Chế độ luân canh này đánh dấu một bước ngoặc lịch sử trong quá trình phát triển nông nghiệp của Châu Âu. Chế độ luân canh 4 năm và 4 khu (Nordfolk) với hệ thống cây trồng gồm một số cây chăm sóc giữa hàng như khoai tây, cây củ quả, ngũ cốc mùa xuân, cây cỏ ba lá và ngũ cốc mùa đông. Do xuất hiện chế độ luân canh với hệ thống cây trồng như trên nên phải tăng cường các biện pháp kỹ thuật như làm đất, bón phân và cây cỏ ba lá có tác dụng bồi dưỡng cải tạo đất tốt, đã làm cho năng suất ngũ cốc tăng 2 lần so với chế độ luân canh cũ (năng suất ngũ cốc đạt 16-17 tạ/ha), sản phẩm lương thực, thực phẩm trên 1 ha đất canh tác tăng lên gấp 4 lần (do khoai tây, củ, quả được đưa thêm vào hệ thống cây trồng và do năng suất ngũ cốc tăng). Chế độ
Nordfolk bắt đầu được áp dụng rộng rãi và đem lại nhiều thắng lợi ở Anh và sau đó lan tràn sang các nước Tây Âu khác. Vùng Bắc nước Pháp áp dụng hệ thống 5 năm hay 5 khu: củ quả, ngũ cốc mùa xuân, cây phân xanh, ngũ cốc mùa đông, đậu Hà Lan, yến mạch. Đan Mạch thực hiện hệ thống 8 khu: củ quả, ngũ cốc mùa xuân, cây phân xanh, ngũ cốc mùa đông, khoai tây, để nghỉ mùa đông (Phùng Đăng Chinh và cs, 1987) [8]; (Bùi Huy Đáp, 1994) [15].

Châu Á là khu vực trồng lúa chủ yếu. Khoảng 90% lúa trên thế giới được sản xuất ở Châu Á. đất trồng lúa ở Châu Á chỉ có một phần rất nhỏ được tưới, còn khoảng 70% diện tích là gieo trồng nhờ nước trời. Trước đây trên đất lúa có tưới thường được trồng 2 vụ lúa trong năm và trên đất lúa nhờ nước trời, thường được trồng 1 vụ lúa trong mùa mưa. Vào những năm 1960, các nhà sinh lý thực vật nhận thấy rằng không có một loại giống cây trồng nào có khả năng sử dụng hết các lợi thế tài nguyên thiên nhiên ở một vùng và các nhà nghiên cứu Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã nhận thức rằng các giống lúa mới thấp cây, đứng lá, tiềm năng sản lượng cao chỉ có thể giải quyết vấn đề lương thực trong một phạm vi hạn chế.

Do đó từ những năm đầu của thập kỷ 70 các nhà khoa học của các nước Châu á đã đi sâu nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng trên đất lúa theo hướng lấy lúa làm nền, tăng cường phát triển các loại cây hoa màu trồng cạn. Các chế độ trồng xen, trồng gối, trồng nối tiếp ngày càng được chú ý nghiên cứu.

Chương trình nghiên cứu nông nghiệp phối hợp toàn Ấn Độ 1960 – 1972 lấy hệ thâm canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng chiến lược phát triển sản xuất nông nghiệp đã kết luận: “Hệ canh tác dành ưu tiên cho cây lương thực, chu kỳ 1 năm 2 vụ cốc (2 vụ lúa nước, hoặc 1 vụ lúa và 1 vụ lúa mì), đưa thêm vào 1 vụ đậu đỗ đã đáp ứng được 3 mục tiêu: khai thác tối ưu tiềm năng của đất đai, ảnh hưởng tích cực đến độ phì nhiêu của đất trồng và đảm bảo lợi ích của người nông dân”.

Đài Loan nghiên cứu giống cây hoa màu chịu rợp trồng xen trong mía (cây công nghiệp chiếm diện tích lớn nhất ở Đài Loan), hoa màu chịu hạn trồng mùa khô để đưa vào trồng sau khi thu hoạch lúa mùa. Ở Trung Quốc trên các vùng đất lúa 2 vụ, hệ thống cây trồng phổ biến là 2 vụ lúa và 1 vụ lúa mì (hoặc đậu Hà Lan, cải, khoai lang). Trên các vùng đất lúa 1 vụ, HTCT thường là 1 vụ lúa và 1 vụ cây trồng cạn.

Theo tài liệu của FAO (1992) [93], diện tích đất nông nghiệp của toàn Thế giới là 1 tỷ 476 triệu ha, trong đó đất dốc có 973 triệu ha (chiếm 65,9%) là ở vùng đồi núi. Ở vùng Châu Á và Thái Bình Dương trong tổng số 453 triệu ha đất nông nghiệp thì có tới 351 triệu ha ở các vùng đồi núi (chiếm 77,4%) và cũng theo FAO, trên toàn hành tinh đã có 544 triệu ha đất canh tác mất khả năng sản xuất do sử dụng đất không đúng cách thức. Để đảm bảo nhu cầu nông sản cho gần 6 tỷ người hiện có trên hành tinh, ngoài việc nghiên cứu theo hướng thâm canh, tăng vụ trên cơ sở bố trí các hệ thống cây trồng tối ưu tuỳ thuộc điều kiện của từng vùng trên các khu đất trồng lúa và đất canh tác ở các vùng đất bằng, xu hướng các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển là tập trung nghiên cứu, khai thác đất nông nghiệp ở vùng đồi núi theo hướng đa dạng hoá cây trồng và bảo vệ đất canh tác trên đất dốc để phát triển bền vững.

Theo đó ở các vùng đồi núi đất nông nghiệp có độ dốc trên 100 thường chiếm 50-60% diện tích đất nông nghiệp hiện đang được khai thác. Do đó nghiên cứu khai thác đất nông nghiệp ở miền đồi núi thực chất là vấn đề nghiên cứu canh tác trên đất dốc hay canh tác trên đất nương rẫy. Nghiên cứu quan hệ giữa hệ thống cây trồng trên đất dốc với vấn đề rửa trôi, xói mòn đất, nghiên cứu ứng dụng hệ thống canh tác nông lâm nghiệp kết hợp trên đất dốc.

Những năm gần đây ở khu vực Châu Á, các trung tâm nghiên cứu Quốc tế và Quốc gia đã tiến hành nghiên cứu về tình trạng và nguyên nhân đất bị xói mòn, thoái hoá, rửa trôi, mối liên hệ kiểu sử dụng đất canh tác và sự xói mòn. Đã có một số kết quả nghiên cứu của các trung tâm này được công bố trong cuộc hội thảo tại Nepal (Beets, 1991) [78]. Một số kết quả nghiên cứu giữa xói mòn và hệ canh tác tại vùng núi Hindu, Kush Himalayan và một số nước Châu Á. Hệ canh tác truyền thống trên đất dốc kiểu du canh, gây xói mòn nghiêm trọng (rửa trôi 100-120 tấn đất/năm). Hệ canh tác ruộng bậc thang và trồng cây theo băng có tác dụng giảm sự xói mòn (rửa trôi 2-16 tấn đất/năm). Các kết quả nghiên cứu cũng đưa ra 4 nguyên nhân gây thoái hoá đất là: nhân tố tự nhiên (khí hậu, độ dốc); quản lý kém (khai thác rừng bừa bãi); gây cháy rừng; chính sách vĩ mô (quyền sở hữu đất đai, thiếu sự hướng dẫn)

Nghiên cứu về kỹ thuật canh tác trên đất dốc (Sloping Agriculture Land Technology – SALT) lần đầu tiên áp dụng ở Philippine có kết quả với hệ thống cây trồng và biện pháp kỹ thuật canh tác như sau: các cây hàng năm và cây lâu năm được gieo trồng thành băng xen kẽ rộng từ 3-5 m, các loại cây trồng cố định đạm được trồng thành 2 hàng dày theo đường đồng mức để tạo thành hàng rào. Khi
những cây hàng rào cao từ 1,5-2 m người ta đốn khoảng 0,75 m, cành lá dùng để rải lên băng tạo lợp che phủ và giữ ẩm, chống xói mòn. Cây lâu năm thường là cây cà phê, cao su, cam,… điểm trình diễn từ năm 1978 có độ dốc của đất 200, thực tế thu nhập bình quân hàng năm trên 1 ha áp dụng SALT cao gấp 4 lần so với hệ thống độc canh cổ truyền. Mô hình này cũng được B.T. Kang áp dụng ở Nigeria gọi là canh tác theo băng (Alley cropping) (Nguyễn Vy, 1992) [72]; (Phạm Minh Nguyệt, 1994) [33]; (World Bank, 1994) [102].

Canh tác trên đồi núi bị chi phối nhiều đến sản xuất nông nghiệp là độ dốc. Việc sử dụng đất dốc để trồng các loại cây nào đó còn tuỳ thuộc vào chế độ mưa, chất đất và các biện pháp kỹ thuật canh tác được sử dụng để chống xói mòn. Vì vậy trên đất dốc thường người ta không gieo trồng độc canh một loại cây liên tục mà thường trồng gối, trồng xen, luân canh. Các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy việc lựa chọn cơ cấu cây trồng trên vùng đất dốc cần dựa trên quan điểm phát triển nông nghiệp theo hướng bền vững, trong đó NLKH là một giải pháp quan trọng. Nhiều nước Châu Á đã sớm nhận thức được vấn đề trên áp dụng các biện pháp NLKH rất có hiệu quả. Theo Phùng Đăng Chinh và cs (1987) [8] ở Indonêxia trên đất dốc từ 0-220 được trồng cây hàng năm với các biện pháp chống xói mòn như đắp bờ, trồng cây theo đường đồng mức, trồng bằng cây phân xanh hay cỏ lâu năm. Trên đất dốc từ 22-300 trồng cây lâu năm và cây ăn quả.

Ở Trung Quốc từ những năm 1980 khu vực phía Nam đã thí nghiệm xây dựng nền nông nghiệp sinh thái. Xiaoliang là một vùng đồi của Quảng Đông bị sa mạc hoá, xói mòn mạnh, nhiệt độ mặt đất cao trước đây người ta thường trồng bạch đàn nhưng đều không thành công. Cuối cùng đã chọn hệ thống cây trồng theo hướng đa dạng hoá cây trồng và trồng nhiều tầng. Ở trên đỉnh đồi trồng cây rừng bảo vệ, vườn cây ăn quả ở lưng chừng, cây ngắn ngày trồng ở thung lũng. Cao su trên đồi trồng theo hàng 10-15 m, rộng 2,5 m giữa hai hàng cao su trồng xen 1 hàng cây chè. Theo Triệu Quốc Kỳ (1994) [26] trên đất lúa 2 vụ thuộc vùng núi phía Nam thường được canh tác 2 hoặc 3 vụ với hệ thống cây trồng là: lúa-lúa mì-khoai tây hoặc lạc-đậu tương-lúa mì. Trên chân đất 1 vụ lúa thuộc vùng cao nguyên (tỉnh Vân Nam, Quý Châu, Tứ Xuyên và Tây Tạng), thường được canh tác với hệ thống cây trồng là lúa luân canh với cây trồng cạn.

Gần đây các chương trình khoa học của Liên Hợp Quốc đang cho ứng dụng một chế độ canh tác cạn trên đất dốc nương rẫy theo hệ thống NLKH. Theo hướng này việc trồng cây rừng, cây nông nghiệp (hoa màu lương thực, cây công nghiệp, cây ăn quả) và phát triển chăn nuôi trên cùng một vạt đất dốc phù hợp với điều kiện sinh thái và cho hiệu quả kinh tế cao. Để nghiên cứu về NLKH, nhiều nhà khoa học đã đặt ra một chương trình rộng rãi tổng hợp quốc gia và đa quốc gia nghiên cứu về NLKH, nhất là ở Châu Á và các nước đang phát triển. Năm 1977, Trung tâm Quốc tế nghiên cứu nông lâm kết hợp (International Center for Research on AgroforestryICRAF) được thành lập đặt trụ sở ở tại Nairobi, Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp toàn ấn Độ (ICAR) đã xây dựng chương trình nghiên cứu lâm nghiệp và chất đốt bằng gỗ và dự án phát triển cho Châu Á đặt trụ sở ở Băng Cốc, Thái Lan cũng hướng vào việc nghiên cứu về NLKH. Hiện nay nhiều chương trình phát triển do
các tổ chức quốc tế tài trợ đang được thực thi ở Thái Lan, Lào, Nêpal, Mianma, Băngladet.., ở nhiều nước châu Phi và nam Mỹ về hệ thống nông nghiệp ổn định trên cơ sở xây dựng các mô hình NLKH ở các vùng đồi núi.

2. Tình hình nghiên cứu trong nước về hệ thống cây trồng

Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp lâu đời, cây trồng được gieo trồng ở nhiều vùng sinh thái, nhiều loại đất khác nhau. Nhóm cây trồng được canh tác trên đất ruộng được quan tâm nghiên cứu sớm và nhiều nhất. Trên đó các loại, giống cây trồng cùng với các cách thức canh tác đã được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tận dụng tốt nhất về nguồn lợi tự nhiên, kinh tế – xã hội ở mỗi vùng, khu vực khác nhau. Theo Bùi Huy Đáp (1977, 1987, 1994) [13], [14], [15] trên cơ sở tổng kết các nghiên cứu về vùng miền núi phía Bắc đã đưa ra chế độ canh tác thích hợp ở một số loại đất nông nghiệp miền núi. Ở các ruộng trong thung lũng và ruộng bậc thang thuộc vùng núi thấp, hệ thống cây trồng là lúa xuân-lúa mùa. Ở những nơi không có nước trong vụ đông xuân, thì hệ thống cây trồng là lúa mùa-khoai tây (hoặc đậu đỗ, cây phân xanh). Trên chân đất trước đây chỉ làm 1 vụ ngô xuân hay xuân hè có thể đưa thêm đậu Hà Lan, đậu trắng (vụ đông) vào hệ thống cây trồng ngô-màu vụ đông. Theo Nguyễn Thế Lâm (1982) [27] nghiên cứu về cơ cấu giống lúa vụ mùa ở Hoà An, Cao bằng đã rút ra kết luận: trà lúa mùa sớm chiếm khoảng 30-35% diện tích, được bố trí tiếp chân thuốc lá đông, khoai lang, rau đậu vụ đông. Trà lúa mùa chính vụ chiếm khoảng 35-40% diện tích được bố trí tiếp chân thuốc lá xuân, ngô xuân, đậu đỗ vụ xuân. Trà lúa mùa muộn khoảng 25-30% diện tích được bố trí tiếp chân lúa xuân hoặc ruộng mạ mùa. Hệ thống cây lương thực ở trung du-miền núi khá phong phú, cây có hạt (lúa, ngô, kê, cao lương, mỳ
mạch…); các loại cây có củ (sắn, khoai lang, khoai tây, củ mỡ…); các loại cây đậu đỗ (đậu tương, đậu xanh, đậu đen, đậu triều…) và nhiều loại cây lương thực, thực phẩm như lạc, vừng, rau.

Khi nghiên cứu chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên địa bàn huyện Việt Yên, Hà Bắc tác giả Lê Thế Hoàng (1995) [20], đã đưa ra kết luận trên đất lúa với 4 công thức luân canh như: Lúa xuân – Lúa mùa – Đậu cơ bơ; Lúa xuân – Lúa mùa – Khoai tây; Lúa xuân – Lúa mùa – Bí xanh; Lúa xuân – Lúa mùa – Khoai lang; Lúa xuân – Lúa mùa – Cà chua cho hiệu quả cao. Như vậy việc thay đổi các công thức luân canh ở đây thực chất là sự thay đổi bởi chính cây trồng vụ đông. Nghiên cứu về mô hình cải tiến ở huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội tác giả Phạm Văn My (1995) [33], cho thấy mô hình 3 vụ/năm đã được cải tiến (lạc – lúa – ngô hoặc đậu tương – thuốc lá) đã mang lại hiệu quả kinh tế ở mức lợi nhuận 12.537.000 đ/ha/năm; các mô hình 4 vụ/năm cho lợi nhuận ở mức 15.852.000 đ/ha/năm.

Đặc biệt trong việc thâm canh đất ruộng để đảm bảo an ninh lương thực và cải thiện tài nguyên môi trường vùng cao, khi đầu tư thâm canh cây lúa trên đất ruộng đã làm tăng năng suất, sản lượng lúa gạo lên một cách đáng kể. Cụ thể như vụ lúa đông xuân ở huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La đạt năng suất 19,6 tạ/ha vào năm 1990 thì ở năm 2002 năng suất đã đạt lên tới 59 tạ/ha; Mường Thanh tỉnh Điện Biên; Mường Lò tỉnh Yên Bái năng suất lúa xuân đã đạt ở mức từ 7- 8 tấn/ha, vụ mùa đạt từ 5 – 6 tấn/ha. Việc tăng năng suất và sản lượng lúa gạo trên đất ruộng đã làm giảm áp lực khai thác tài nguyên rừng và diện tích canh tác trên đất đồi dốc cũng theo đó mà giảm xuống một cách đáng kể. Đồng thời khi người dân đã sản xuất đủ và thừa lương thực, họ bắt đầu quan tâm đến sản xuất hàng hóa thông qua nâng cao chất lượng lúa gạo và trồng các loại cây có giá trị thương phẩm cao như lạc, đậu tương và rau quả. Đặc biệt là trên đất một vụ dần được chuyển sang làm hai vụ, diện tích gieo trồng vụ xuân dần được mở rộng (Lê Quốc Doanh và cs, 2005) [10].

Đất dốc cũng như các loại đất khác được hình thành dưới sự tác động của các yếu tố cơ bản đó là: khí hậu, sinh vật, địa hình, thời gian, đá mẹ và con người. Dưới sự tác động của các yếu tố trên, đất dốc đã được hình thành, phát triển tạo nên những đặc điểm đất đai và sử dụng ở nhiều mục đích khác nhau. Cùng với cuộc cách mạng xanh diễn ra ở một số nước nhiệt đới, công tác nghiên cứu về hệ thống cây trồng ở nước ta mới được thực sự chú ý và cũng bắt đầu trên đất dốc ở các tỉnh miền núi, đặc biệt đối với các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam trong những năm gần đây. Kết quả hội thảo định hướng phát triển nông nghiệp bền vững vùng cao về giống cây trồng của tác giả Tống Khiêm cho thấy cần tập trung ưu tiên cho lúa lai, ngô lai, lúa cạn năng suất và chất lượng cao để giải quyết vấn đề lương thực tại chỗ. Đối với cây công nghiệp cần tập trung những cây có ưu thế của miền núi phía Bắc như cây chè (Tống Khiêm, 2003 tr 167) [23].

Một số công trình nghiên cứu về sử dụng, cải tạo đất dốc ở Tây Bắc Việt
Nam của Bùi Quang Toản (1991) [55], Lê Thái Bạt (1991) [1] đã kế thừa các kết quả nghiên cứu của các tác giả và tổng kết về đặc điểm các loại đất chính của Tây Bắc và nhấn mạnh việc bố trí cơ câu cây trồng phù hợp với tổ hợp các điều kiện tự nhiên ở từng vùng và tiểu vùng sinh thái nông nghiệp. Trần An Phong (1972, 1995) [35], [36] và Nguyễn Đăng Khôi (1974) [25] đã nghiên cứu về sử dụng các nguồn phân xanh, phân hữu cơ và đưa tập đoàn cây phân xanh vào hệ thống cây trồng trên một số loại đất khác nhau ở các nông trường quốc doanh thuộc các tỉnh phía Bắc.

Nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp và chuyên đề về HTCT, đặc biệt là HTCT ở vùng đồi núi (hệ thống canh tác trên đất dốc), đã được tiến hành ở nhiều nơi trong và ngoài nước đã có nhiều kết quả nhất định. Nhìn chung các tác giả nghiên cứu theo hướng chọn các hệ thống canh tác có các HTCT phù hợp trên đất dốc với các loại cây vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế vừa bảo đảm bảo vệ được độ
màu mỡ của đất. Có thể thấy công trình nghiên cứu áp dụng các biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sử dụng đất ruộng một vụ vùng miền núi phía Bắc (Lê Quốc Doanh và cs, 2007) [11] cho thấy: bằng con đường chọn giống, che phủ đất có thể tăng vụ với 2 công thức: đậu tương xuân-lúa mùa giống ngắn ngày lợi nhuận đạt từ 16,8 triệu đồng/ha/năm nếu so sánh với làm 1 vụ lúa lợi nhuận chỉ đạt 8,0 triệu đồng/ha/năm. Công thức lạc xuân-lúa mùa giống ngắn ngày lợi nhuận đạt 21,2 triệu đồng/ha/năm cao hơn đối chứng làm 1 vụ lúa là 9,6 triệu đồng/ha/năm.

Kết quả nghiên cứu bước đầu về hệ thống cây trồng hợp lý cho sản xuất nông nghiệp lâu bền trên đất dốc ở Trung du miền núi Đông Bắc, (Nguyễn Văn Tiễn và cs, 1995) [53] cho thấy việc bố trí các cây trồng hàng năm (sắn, củ mỡ, đậu xanh, đậu đen, đậu tương, vừng,…) ở thời kỳ kiến thiết cơ bản của mô hình cây ăn quả dài ngày (vải, nhãn, na) xen kẽ các cây ăn quả cho thu hoạch sớm (cam, chanh), khi được trồng giữa các băng phân xanh là cây cốt khí, sau 2 năm thực hiện đã cho thu nhập từ 3,4 triệu đến 5,6 triệu đồng/ha/năm. Trong khi cây trồng chính là ăn quả bắt đầu cho quả bói. Khi nghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng trên đất dốc và đất cạn đồi núi ở Chí Linh, Hải Dương (Nguyễn Văn Viết và cs, 1995) [70], cho thấy để xây dựng hệ sinh thái nông nghiệp bền vững, phát triển cần cải tiến hệ thống cây trồng hiện trạng. Cụ thể: Trên đất đồi dốc xây dựng các khu vườn đồi với các cây ăn quả phù hợp (vải, nhãn,…) theo định hướng bền vững, đảm bảo lấy ngắn nuôi dài;
Trên đất cạn giữ nguyên cơ cấu nhưng cần cải tiến giống và biện pháp kỹ thuật; Trên đất vàn cần đẩy mạnh thâm canh 3 vụ/năm trong đó chú trọng vác cây màu (dưa hấu, khoai tây,…) để tạo sản phẩm hàng hóa có giá trị.

Nhiều tác giả đã quan tâm đến vấn đề canh tác trên đất dốc, đặc biệt là luân canh, xen canh trong hệ thống cây trồng và vấn đề NLKH. Phạm Chí Thành (1991) [44], cho rằng trồng xen giữa cây lương thực và cây trồng họ đậu đã cho sản lượng tổng hợp cao hơn và đóng góp to lớn vào việc cải thiện điều kiện đất đai. Trong hệ thống cây trồng sắn xen lạc, năng suất lạc đạt 500-820 kg/ha, sắn đạt 15-16 tấn/ha và lượng đất tổn thất 20 tấn/ha/năm (trong khi trồng sắn thuần, lượng đất tổn thất lên tới 120-140 tấn/ha/năm. Lạc trồng xen sắn, tạo cho cây có hàm lượng Chlorophyl, chất khô và cường độ quang hợp cao hơn so với nơi sắn trồng thuần, do đó sắn cho năng suất củ cao hơn. Trồng cây cốt khí xen cây sắn có tác dụng làm cho cây sinh trưởng tốt hơn rõ rệt, thậm chí tốt hơn cả trồng sắn xen lạc, trồng sắn xen đỗ tương (Lê Duy Thước, 1995) [52].

Biện pháp sử dụng đất dốc có hiệu quả là bố trí một chế độ canh tác hợp lý, triệt để lợi dụng nước trời, áp dụng các biện pháp canh tác (cày bừa, xới xáo, trồng xen, trồng gối, phủ xanh, phủ khô, làm ruộng bậc thang dần…), nhằm bảo vệ giữ gìn tối đa độ ẩm trong các lớp đất, đảm bảo cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt nhất (Lê Duy Thước, 1992) [51]. Theo Nguyễn Ngọc Bình (1988) [4] đã đưa ra mô hình trồng chè kết hợp trồng cây cốt khí, cây muồng lá nhọn (che bóng cho chè) và cây mỡ (giữ đất, bảo vệ nước). Theo mô hình này trên 1 ha được trồng từ 16.000-19.000 cây chè, 5.600-6.000 cây cốt khí, 400 cây gỗ bóng mát và dưới chân đồi trồng bằng cây mỡ rộng từ 5-10 m, mật độ trồng 2 m x 2 m. Kết quả sau 3 năm xây dựng mô hình cho thấy tỷ lệ chè sống trên 90%, thủ tiêu được dòng chảy, tạo che phủ làm giảm lượng đất xói mòn chỉ còn dưới 1 tấn/ha/năm, cây chè sinh trưởng tốt, năm thứ 3 đã cho năng suất 4 tấn búp tươi/ha, giữ được độ ẩm cao trong các tháng mùa khô.

Thái Nguyên là một tỉnh miền núi, trung du Bắc Bộ, có tổng diện tích tự nhiên 354.110 ha, bao gồm: đất đồi núi chiếm gần 80% , có nguồn gốc hình thành do sự phong hóa trên các đá macma, đá biến chất, đá trầm tích, đất ruộng chiếm khoảng 12,4% diện tích tự nhiên, được hình thành do bồi tụ, dốc tụ và chịu ảnh hưởng trực tiếp từ đá mẹ. Vì vậy đất đai của Thái Nguyên nhìn chung có thành phần cơ giới nhẹ, pha cát, nghèo dinh dưỡng. Để phát triển sản xuất nông nghiệp đạt hiệu quả kinh tế cao, trong những năm qua ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học về khảo nghiệm, chuyển giao các giống mới. Từ đó đã tạo ra một bước chuyển dịch mạnh trong sản xuất nông nghiệp của tỉnh trong những năm vừa qua. Cụ thể, các giống lúa mới có năng suất cao như Khang Dân 18, Kim cương 90, Bồi tạp mậu, Bồi tạp Sơn Thanh, Tạp giao I; các giống ngô mới như 9797, DK999, LVN10, LVN4. Cùng với việc chuyển giao áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, đã làm cho năng suất cây trồng tăng lên. Cụ thể năng suất lúa tăng từ 33,7 tạ/ha năm 1997 lên 38,71 tạ/ha năm 2000 và đạt 44,81 tạ/ha năm 2001. Trên đất gò đồi cây chè đã được chuyển giao một số giống có chất lượng tốt như giống PH1; TR1777; LDP1 vào sản suất, cùng với các tiến bộ khoa học được áp dụng đã làm cho năng suất chè tăng từ 31,48 tạ/ha năm 1997 lên 62,75 tạ/ha năm 2002. Đồng Hỷ là một huyện miền núi của tỉnh Thái Nguyên, có điều kiện tự nhiên, khí hậu, đất đai đặc trưng của khu vực miền núi phía Đông Bắc. Kinh tế của huyện được đánh giá cơ bản là kinh tế nông nghiệp, vì vậy để phát huy thế mạnh của huyện, đồng thời đảm bảo an ninh lương thực và tăng thu nhập cho người dân thì công tác nghiên cứu để phát triển nền kinh tế nông nghiệp cần được quan tâm chú trọng. Đặc biệt đối với ngành trồng trọt, hệ thống cây trồng cần được nghiên cứu cải tiến cho phù hợp với điều kiện của địa phương và tình hình chung của khu vực, nhằm hướng đến xây dựng nền nông nghiệp phát triển và bền vững.