Yêu cầu đối với đất trồng và quản lý dinh dưỡng cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ

Đất là môi trường cung cấp thức ăn và là nhân tố chính của hệ thống canh tác cây trồng nông nghiệp. Ngoài ra, đất là giá thể cho cây trồng phát triển, độ phì thực tế (sức khỏe đất) và chức năng của đất là giữ sức sản xuất (sức khỏe cây) của cây trồng, duy trì chất lượng môi trường và đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây trồng.

Thuật ngữ chất lượng đất (độ phì thực tế) và sức khoẻ đất (độ phì sinh học) mô tả khả năng của đất để thực hiện những chức năng và thể hiện vai trò của đất với cây trồng. Chất lượng hay sức khoẻ đất nhìn chung được xem là nền móng cho sự thành công của hệ thống cây trồng canh tác hữu cơ. Duy trì và bổ sung chất lượng đất trong thời gian dài thường là mục tiêu đầu tiên của nông dân canh tác hữu cơ.

Tất cả các hoạt động nông nghiệp hiệu quả và bền vững đều dựa trên sự duy trì độ phì của đất vì sự bền vững về mặt môi trường và kinh tế. Quản lý hiệu quả độ phì đất phải dựa trên sự hiểu biết các quá trình liên quan đến thành phần hoá học, vật lý học và sinh học của đất, nhưng đặc biệt nhấn mạnh độ phì hoá học của đất. Đất có sự biến động lớn về đặc tính vật lý và hoá học và vì thế làm thay đổi khả năng hỗ trợ của nó đến các hoạt động sinh học.

Đặc điểm cơ bản của nông nghiệp hữu cơ là phụ thuộc vào độ phì sinh học của đất (sức khỏe hiện tại của đất) từ đó ảnh hưởng đến độ phì hoá học và vật lý học. Nông nghiệp hữu cơ nhằm mục đích tạo nên sự đa dạng về không gian và thời gian của cây trồng, vật nuôi và vi sinh vật. Sự đa dạng hệ vi sinh vật nhằm phát huy hiệu quả sử dụng dinh dưỡng và hỗ trợ quá trình biến đổi vật lý của đất.

Hiện tại, canh tác nôngnghiệp hữu cơ thì phù hợp với những đất giàu dinh dưỡng. Trên thế giới, đất nghèo dinh dưỡng chủ yếu tập trung ở vùng Nhiệt đới còn đất giàu dinh dưỡng chủ yếu xuất hiện ở những vùng khí hậu Ôn đới. Những trang trại nông nghiệp hữu cơ đã đựoc chứng nhận rồi thường ở những vùng đất giàu dinh dưỡng (đặc biệt là ở Châu Âu).

Quản lý Nitơ (N): Nitơ (Dinh dưỡng đạm-N) thường là chất dinh dưỡng hạn chế nhất để sản xuất canh tác nông nghiệp hữu cơ hiệu quả và có lợi. Nông gia canh tác hữu cơ bị hạn chế các nguồn hữu cơ cung cấp nitơ hoặc những chất có nguồn gốc tự nhiên. Chất hữu cơ đất là xương sống của việc cung cấp nitơ trong sản xuất hữu cơ, và thực hành canh tác để vận dụng nitơ bắt đầu bằng cách tạo ra chất hữu cơ trong đất. Các nguồn tiềm năng quan trọng khác của nitơ bao gồm nitơ cố định từ cây họ đậu bao gồm các loại cây phủ mặt đất hoặc cây luân canh, mùn ủ làm từ các vật liệu tại trang trại hoặc ngoài nông trại, phân chuồng từ các thú nuôi trong trang trại hoặc ở ngoài và phân bón hữu cơ đi mua.

1. Những nguồn hữu cơ cung cấp nitơ (N)

Tại các trang trại hữu cơ, nguồn nitơ chính là nitơ trong khí quyển được cố định bằng cây họ đậu. Một nông trại mà phương pháp luân canh cây trồng được thiết kế tốt, việc cày xới vùi lấp cây trồng họ đậu và cây cỏ làm thức ăn gia súc có thể cung cấp đủ lượng nitơ cần thiết để trồng cây kinh doanh. Nitơ được giữ lại trang trại bằng cách tái chế dinh dưỡng từ phân chuồng và bón xuống đất khi đã hoai mục. Mặc dù phân thô chứa nhiều nitơ dễ tiêu hơn là phân ủ, nhưng phân ủ được ưa chuộng vì nhiều lý do.

2. Chất hữu cơ trong đất và chất mùn

Các nông gia canh tác hữu cơ đồng ý tham gia chương trình tạo dựng đất để duy trì hoặc tăng cường chất hữu cơ trong đất theo yêu cầu chứng nhận hữu cơ của họ, và chất hữu cơ trong đất là một trong những nguồn nitơ quan trọng để sản xuất hữu cơ. Như đã đề cập trước đó, chất hữu cơ trong đất được chia thành phân số hoạt động và phân số ổn định. Phần ổn định bao gồm phần lớn chất mùn hoặc phần chất liệu nặng ảnh hưởng lý hóa tính tổng thể của đất. Những tồn dư cây trồng có tỷ lệ C:N cao như rơm rạ hoặc thân cây ngô sẽ được phân hủy từ từ và thường chuyển thành mùn.

3. Cây phân xanh

Cụm từ “cây phân xanh” được dùng để chỉ các loại cây trồng phủ đất để cung cấp nitơ và tăng chất hữu cơ trong đất. Cây phủ đất cũng tương tự như phân xanh, nhưng thường được trồng để bảo vệ lớp đất mặt, ngăn ngừa xói mòn, cải thiện cấu trúc đất, gia tăng chất hữu cơ, nắm bắt và giữ các chất dinh dưỡng trong suốt thời gian không canh tác. Ví dụ về cây trồng tạo phân xanh bao gồm hỗn hợp cỏ và cây họ đậu.

Một số loài được sử dụng phổ biến nhất là: lúa mạch đen, cỏ rút, cỏ ba lá, đậu, lúa mì mùa đông và cỏ linh lăng. Là một chất bổ sung nitơ từ chất hữu cơ trong đất, một vụ cây phủ đất tốt, khỏe có thể là nguồn hữu cơ kinh tế nhất để bổ sung nitơ trước vụ cho vụ mùa tiếp theo. Trong các vùng sản xuất cây trồng có khí hậu ôn hòa, cây phân xanh được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống canh tác hữu cơ do chúng phát triển trong mùa thu, mùa đông và đầu mùa xuân và có thể sinh khối đáng kể.

4. Phân súc vật (phân chuồng)
Phân tươi, không ủ thường có hàm lượng nitơ cao hơn phân ủ. Tuy nhiên, việc sử dụng phân ủ sẽ đóng góp nhiều hơn vào hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Nitơ trong phân có hai dạng: dạng hữu cơ, phóng thích chậm; và dạng vô cơ (ammonium, NH4+ và nitrate, NO3-), những chất này có thể sử dụng ngay trong khi nitơ hữu cơ ổn định hơn và được giải phóng chậm.

5. Phân mùn ủ (phân được ủ hoai từ các nguồn chất hữu cơ)

Hàm lượng nitơ của phân mùn ủ sẽ khác nhau tùy theo nguồn nguyên liệu và cách ủ. Nói chung, nitơ dưới dạng amoni (NH4+) hoặc nitrat (NO3-) có tỷ lệ thấp trong phân mùn ủ. Phần lớn nitơ trong phân mùn ủ đã hoai mục (thường là trên 90%) được đưa vào các hợp chất hữu cơ có tính kháng phân hủy. Tốc độ khoáng hóa trong phân ủ được bón cho cây trồng tương đối thấp, và phân mùn ủ thường là nguồn nitơ ngắn hạn nghèo. Ước tính sơ bộ chỉ có khoảng 15% lượng nitơ trong phân mùn ủ được chuyển hóa sang dạng dễ tiêu trong năm đầu tiên sau khi ủ.

6. Phân hữu cơ thương mại

Nhiều loại phân hữu cơ thương mại dạng rắn và lỏng có thể sử dụng trong sản xuất cây trồng hữu cơ đã được chứng nhận. Hầu hết các sản phẩm này là phụ phẩm của cá, gia súc, thực phẩm và các ngành chế biến khác. Các sản phẩm phân hữu cơ đơn và phân hữu cơ hỗn hợp khác được các nhà cung cấp và phân phối phân bón khác nhau bày bán.

Một số ví dụ điển hình về nguồn phân bón hữu cơ bao gồm phân gà ép viên, quặng phân chim biển (Guano), quặng phân chim biển ép viên, bột lông vũ và bột máu. Phân bón nitơ hữu cơ thương mại là nguồn nitơ tập trung hơn phân mùn ủ vì phương pháp xử lý đã được cải thiện, tình trạng nitơ và lượng nitơ có sẵn. Mặc dù Nitrat natri (NaNO3, 16% N) thiên nhiên từ những mỏ ở Chile và Peru bị liệt kê trong Danh mục Quốc gia như là một chất cấm không tổng hợp, chúng vẫn có thể được sử dụng trong sản xuất hữu cơtheo cách hướng dẫn của nó.

7. Tình trạng dễ tiêu của Nitơ (N)

Nồng độ nitơ và tỉ lệ C:N của các nguyên liệu hữu cơ sẽ ảnh hưởng đến việc liệu sự phóng thích nitơ từ chất hữu cơ sẽ xảy ra trong quá trình phân hủy, được hiểu là nitơ khoáng hóa, hay nitơ từ đất sẽ phải được sử dụng bởi các sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ, được gọi là nitơ bất động. Các vi khuẩn trong đất dễ thải dư lượng nitơ dễ tiêu khi nguyên liệu hữu cơ có tỉ lệ C:N thấp hoặc khi lượng nitơ ở tình trạng quá thừa.

8. Sự cung cấp nitơ kịp thời

Việc đồng bộ sự khoáng hoá nitơ từ các chất hữu cơ trong đất, tồn dư cây phân xanh và các sự điều chỉnh hữu cơ để duy trì đủ lượng nitơ cho sản xuất cây trồng là một thách thức. Tốc độ khoáng hoá nitơ từ chất hữu cơ trong đất và các chất tồn dư mùa vụ thêm vào và các sự điều chỉnh thường đạt cao điểm trước khi cây trồng đạt đến thời kỳ sử dụng nitơ tối đa.

MỘT SỐ TỒN TẠI CẦN GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC ĐỐI VỚI ĐẤT TRỒNG ĐỂ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ

1 Một số yêu cầu của đất trồng với sản xuất nông nghiệp hữu cơ

– Đất phải có độ phì tự nhiên, độ phì tiềm tàng khá cao và không bị ô nhiễm.

+ Loại đất: phải là đất sạch, không bị ô nhiễm vi sinh vật hại, không bị ô nhiễm kim loại nặng: sắt, chì, thủy ngân, Cd, Asen.

+ Độ dày của tầng canh tác: tầng đất phải dày, đủ điều kiện và là chỗ dựa tốt cho cây trồng sinh trưởng.

+ Tính chất lý, hóa, sinh học của đất: phù hợp với từng loại cây trồng.

+ Chế độ nước/độ ẩm đất: đảm bảo đủ ẩm cần thiết cho cây trồng hữu cơ, đặc biệt là có điều kiện để điều tiết nước hợp lý cho cây trồng.

– Đất phải luôn được duy trì hàm lượng chất hữu cơ. Chất hữu cơ của đất là kho dự trữ và cung cấp thường xuyên các chất dinh dưỡng cần thiết cho các loại cây trồng, đặc biệt là Nitơ (đạm). Đất giàu chất hữu cơ, đặc biệt là hợp chất mùn sẽ điều hòa môi trường sống của cây như cấu trúc đất, độ ẩm đất, nhiệt độ đất, phản ứng của đất (độ pH) từ đó tăng tính kháng của cây đối với các bệnh dịch hại. Chất hữu cơ trong đất luôn được duy trì và được làm giàu nhờ các nguồn bổ sung:

+ Sinh khối trả lại đất: như các nguồn thực vật, động vật sau thu hoạch.

+ Các loại phân hữu cơ bón vào trước khi gieo trồng: Phân chuồng, phân xanh, phân hữu cơ truyền thống, phân hữu cơ chế biến (hc vi sinh, hc sinh học…).

+ Hệ vi sinh vật tham gia tích cực vào quá trình phân giải và tổng hợp các chất hữu cơ trong đất.

Đất không bị ô nhiễm bởi tác động của các độc tố. Các độc tố trong đất như những kim loại nặng, những vi sinh vật gây bệnh… sẽ làm suy giảm sức khỏe của đất, sức khỏe của cây trồng và giảm năng suất, chất lượng nông sản.

2. Hiện trạng và những tồn tại trong đất nông nghiệp Việt Nam

* Hiện trạng

– Hầu hết đất Việt Nam hiện tại có phản ứng chua (pH < 6,0).Nghèo các dinh dưỡng đa lượng, trung lượng đặc biệt các chất dễ tiêu.

– Nhiều vùng đất bị thoái hóa, giảm sức sản xuất.

– Xuất hiện nhiều yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất cây trồng.

Cân bằng dinh dưỡng không ổn định và chuyển dịch theo hướng mất cân bằng dinh dưỡng trong đất gây nhiều bất lợi cho sự phát triển của cây trồng.

– Phát triển nhiều dịch hại trong đất và trên cây trồng theo hướng xấu.

* Những tồn tại

Đất sản xuất nông nghiệp của Việt Nam hiện tại là 9,25 triệu ha; bố trí đất cây hàng năm 6,05 triệu ha, trong đó: đất lúa 3,85 triệu ha; đất cây lâu năm 3,2 triệu ha.

+ Nhóm cây ngắn ngày: Cây lúa: Diện tích lúa 3,85 triệu ha; Cây ngô: Diện tích gieo trồng đạt 1,2 triêu ha; Rau các loại: Diện tích gieo trồng 1 triệu ha; Cây sắn: Diện tích 470 ngàn ha; Cây đậu tương: Diện tích gieo trồng đạt 300 ngàn ha; Cây mía: Diện tích 300 ngàn ha;

+ Nhóm Cây lâu năm: Tổng diện tích cây lâu năm= 416.765 Ha; Cà phê diện tích= 627.478 Ha; Cây ăn quả = 444.121 Ha; Nho = 315.979 Ha; Cacao= 245,275 Ha; Dừa = 156.373 Ha; Chè = 69.025 Ha;

Việt Nam là một trong những nước sản xuất nông nghiệp hàng đầu thế giới, tuy nhiên, điều đáng buồn là những sản phẩm nông nghiệp đạt tiêu chuẩn cao hầu như chưa có mặt trên thị trường thế giới. Mặt khác, phương thức canh tác của nông dân từ trước đến nay là lạm dụng nhiều phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, biến môi trường và đất canh tác ngày càng xấu đi, áp lực sâu bệnh ngày càng trầm trọng.

Cuộc cách mạng xanh khởi đầu từ hơn 4 thập kỷ qua đã tạo ra một bước đột phá về năng suất và sản lượng trong nông nghiệp, nhưng đồng thời cũng dẫn đến sự gia tăng nhanh mức độ ô nhiễm môi trường do việc sử dụng ngày càng nhiều phân hoá học, thuốc trừ sâu, thuốc phòng trừ bệnh hại cây trồng, các nhóm thuốc trừ cỏ dại.

Theo thống kê thì hiện tại ngành nông nghiệp Việt Nam mỗi năm tiêu tốn khoảng 12 triệu tấn phân bón hóa học và hơn 100.000 tấn các loại thuốc BVTV.Tất cả những loại phân hóa học và nông dược đã được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp đã đang và sẽ làm cho dư lượng hoá chất trong nông sản và trong môi trường đất nông nghiệp và nước ngầm khu vực nông thôn ngày càng tăng cao đến mức báo động. Ngoài ra do bón phân chưa đúng kỹ thuật nên đã gây ra tình trạng mất cân đối dinh dưỡng trong đất và xuất hiện yếu dinh dưỡng hạn chế tới ngưỡng trở thành độc tố trong đất.
Như vậy: Để đạt tiêu chuẩn cho đất trồng canh tác nông nghiệp hữu cơ thì hầu như đất đang canh tác của Việt Nam hoàn toàn không đạt yêu cầu theo các qui định của tổ chức hữu cơ trên thế giới (USDA, EU, IFOAM VÀ JAS).Một câu hỏi lớn đặt ra: Giải pháp gì khắc phục vấn đề đất trồng trọt cho canh tác nông nghiệp hữu cơ?

Ủ rơm rạ thành phân bón hữu cơ

Đề xuất giải pháp khắc phục

1. Chính phủ và Bộ NN-PTNT cần có chiến lược phát triển NNHC với lộ trình bắt đầu từ định hướng sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ (Bán hữu cơ), tiến đến canh tác hữu cơ đạt qui chuẩn cục bộ của Việt Nam làm nền tảng chuyển tiếp sang qui chuẩn của các tổ chức hữu cơ trên thế giới. Sớm định hình sản phẩm, cây trồng cụ thể và vùng ưu tiên cho sản phẩm hữu cơ (phân bón hữu cơ; các thuốc BVTV gốc thảo mộc và chế phẩm sinh học) với các chính sách cụ thể, khả thi.

2. Xây dựng và hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, qui chuẩn sản xuất NNHC của Việt Nam. Xây dựng và thành lập hệ thống các tổ chức chứng nhận sự phù hợp của TCVN Việt Nam và được các tổ chức quốc tế thừa nhận.

3. Xây dựng qui trình kỹ thuật làm sạch đất trồng đã bị ô nhiễm bằng “công nghệ cây trồng” và “công nghệ sinh hóa học”.

Qui trình công nghệ cây trồng:

Để khử độc cho đất trồng nông nghiệp các kỹ thuật cải tạo sinh học hiện đã và đang phát triển mạnh. Những kỹ thuật sinh học được ứng dụng trong lĩnh vực khử ô nhiễm cho đất trồng, nước và không khí, người ta đã áp dụng các hệ thống sinh học như: Sử dụng vi sinh vật hoặc thực vật (cây trồng) để phân huỷ và hấp thu các chất độc hại. Các tác nhân phân huỷ thường là nhóm vi khuẩn, xạ khuẩn. Trong điều kiện lý tưởng, vi khuẩn biến đổi các chất ô nhiễm thành CO2, nước và các muối khoáng, như vậy các thành phần độc hại được phân huỷ sinh học và quá trình khử độc cho môi trường được hoàn tất.

Cho đến nay, người ta đã phát hiện nhiều loại vi khuẩn có khả năng khử ô nhiễm, ví dụ vi khuẩn Thiobacillus sp và Leptothrix từ lâu đã được biết đến là có thể sinh trưởng trên chất nền có nhiều ion kim loại nặng như nguồn nước từ các vùng mỏ và nước thải khu công nghiệp.Một số vi khuẩn có thể cô lập kim loại nặng và chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ phức tạp thành các sản phẩm phụ ít độc hơn, như vậy có thể được đưa trực tiếp vào đất để hấp thụ các chất ô nhiễm.

Xử lý môi trường bằng “Công nghệ cây trồng” (thực vật) là phương pháp sử dụng thực vật để xử lý các loại hình ô nhiễm đất, nước, không khí bằng các loài thực vật có khả năng khả năng hấp thụ, tích lũy hay phân giải chất ô nhiễm. Các loài thực vật được ứng dụng thường lá các loài thực vật siêu tích lũy (Hyperaccumulator). Đây là phương pháp rẻ tiền và hiện đang được nghiên cứu ứng dụng kết hợp với các phương pháp xử lý vật lý,hóa học, sinh học khác.

Nếu muốn làm sạch đất (chủ yếu do dư thừa các kim loại nặng, phú dưỡng N-N03- , các độc tố từ nước thải công nghiệp, các chủng vi sinh gây bệnh; tồn dư của các loại thuốc BVTV, thuốc trừ cỏ) thì người ta sử dụng cây trồng để hấp thu các chất tồn dư (bị phú dưỡng). Tùy theo hàm lượng và thành phần các nguyên tố tồn dư trong đất nhiều hay ít mà người ta có thể trồng từ 1- 3 vụ hoặc từ 2-5 năm canh tác liên tục một số chủng loại cây trồng theo phương thức canh tác chay (không bón phân và sử dụng thuốc BVTV).

Các chủng loại cây trồng sử dụng cho phương pháp này phải đáp ứng một số tiêu chí như: Có năng suất sinh khối cao; Có tính chống chịu tốt với biến đổi khí hậu (chịu hạn, chịu nóng lạnh…)và tính kháng với một số loại sâu bệnh hại (người ta có thể sử dụng một số cây trồng biến đổi gen để tăng khả và khối lượng chất cần làm sạch). Ví dụ: Cây Siêu Cao lương (Super Shorgumgiống F.1 của Nhật Bản) có thể cho năng suất chất xanh (sinh khối) từ 180-200 tấn/ Ha, sản phẩm này được sử dụng làm nhiên liệu sạch xuất khẩu sang Nhật Bản (Quốc gia có nhu cầu nhập khẩu ). Có thể sử dụng trồng cây Khoai Mỳ (cây sắn); cây Sậy khai thác làm nhiên liệu sinh học để làm sạch đất.

Như vậy, nếu canh tác liên tục (chỉ bón phân đạm và phân hữu cơ) từ 1-3 năm có thể sẽ làm sạch được một số kim loại nặng và lượng N03 chứa trong đất.; Khu vực Tây Nguyên ( các tỉnh Lâm Đồng, Đăk Nông, Đăk Lắc, Gia Lai, Kon Tum) có thể sử dụng cây Hoa Dã Quì vứa làm sạch đất lại sử dụng làm nguồn nhiên liệu sạch.

– Canh tác duy trì, cải thiện điều kiện vật lý, hóa học, sinh học và tối thiểu hóa xói mòn đất duy trì, cải thiện điều kiện vật lý, hóa học, sinh học và tối thiểu hóa xói mòn đất

– Canh tác duy trì, cải thiện điều kiện vật lý, hóa học, sinh học và tối thiểu hóa xói mòn đất canh tác duy trì, cải thiện điều kiện vật lý, hóa sinh học và tối thiểu hóa xói mòn đất.

HHNNHCVN