(Phần II) Hướng Dẫn Sử Dụng Đất Làm Nông Nghiệp Bền Vững

PHẦN II

Bạn vừa làm quen với một số khái niệm về nông nghiệp bền vững. Có lẽ bạn đã cảm thấy nó khác với việc làm vườn hay trang trại kinh điển vì nó được xây dựng trên cơ sở sinh thái học. Không phải là sinh thái học của những nơi hoang dã nghiên cứu quần thể hay cộng đồng của những loài sinh vật địa phương, mà là sinh thái học của những tài nguyên cơ bản thuộc khu đất của bạn. Trong phần này, bạn sẽ nghiên cứu cặn kẽ hơn những tài nguyên ấy và học cách bảo toàn và tăng cường tính đa dạng trên khu đất của bạn.

Cũng trong phần này, bạn sẽ phát triển kỹ năng về quan sát và thu thập tài liệu, vì bạn cần những tài liệu ấy để hoàn thành bản thiết kế của mình. Bạn sẽ học cách xây dựng một bản đồ cơ bản của khu vực mình ở và đọc mỗi chương, bạn sẽ bổ sung thêm thông tin thu được vào bản đồ ấy.

Sau khi bạn đã kiểm kê xong tài nguyên nơi bạn ở và có một chiến lược phát triển các tài nguyên sinh học ở đó, thì bạn đã sẵn sàng để làm công việc chính xác là thiết kế một cảnh quan bền vững làm nơi mình ở.

CHƯƠNG 3

SINH THÁI HỌC - NỀN TẢNG

• Sinh thái học là sự nghiên cứu các hệ thống tự nhiên và các mối liên hệ giữa chúng với nhau.

• Một hệ sinh thái là một nhóm những cơ thể tác động lẫn nhau và tác động vào môi trường vật lý của chúng để cùng thực hiện chức năng như một hệ thống tự giữ gìn lâu bền.

Những nhà sinh thái học hiện nay đã nêu những chỉ dẫn, được gọi là "mệnh lệnh sinh thái học", nói rằng, con người là một bộ phận của các hệ sinh thái và con người phải thừa nhận sự liên quan và sự phụ thuộc lẫn nhau giữa con người với các hệ sinh thái ấy.

Dưới đây là những nguyên lý nông nghiệp bền vững áp dụng vào thiết kế sinh thái học:

• Bảo toàn tính đa dạng sinh học.

• Tôn trọng quyền được sống của mỗi loài, cho phép các hệ sinh thái tiến triển trong những điều kiện có thể biến động.

• Sử dụng các loài và các nơi cư trú một cách lâu bền nhằm bảo đảm các quy trình sống bền vững, thí dụ, làm sạch không khí và nước, điều hòa khí quyển, cải tạo đất.

NHỮNG KHÁI NIỆM THEN CHỐT CỦA SINH THÁI HỌC

Cần hiểu rõ những khái niệm then chốt của sinh thái học. Những khái niệm ấy giúp ta thiết kế những hệ sinh thái canh tác có hiệu suất cao và lâu bền, lại đòi hỏi chi phí thấp.

1. Những luồng luân lưu năng lượng qua các hệ sinh thái

Mọi hình thể sống đòi hỏi năng lượng để hoạt động.

Nguồn năng lượng nguyên thủy là năng lượng ánh sáng Mặt trời.

Thực vật hấp thụ năng lượng ánh sáng chuyển thành năng lượng hóa học - hydrat cacbon, đường, protein, sáp, dầu - được động vật tiêu thụ. Từ những vật ăn cỏ (ăn hạt, cỏ, quả) đến các vi khuẩn trong ruột của giun đất, năng lượng vận động qua hệ thống và bị tiêu hao dưới dạng nhiệt (xem hình 3.2).

Bằng cách trồng trọt, dù ta thiết kế một vườn thực phẩm hay một rừng trồng, ta đã phát động một luồng luân lưu năng lượng. Năng lượng luân lưu  từ các cây qua tất cả các cơ thể sống của hệ thống của ta. Nếu ta lấy đi tất cả lá rụng, cắt cỏ sát mặt đất, thì ta đã đưa năng lượng ra khỏi hệ thống của ta. Nhưng nếu ta thu các phế liệu từ vườn làm thành phân rác thì ta giữ lại được năng lượng. Nếu ta hiểu được những luồng luân lưu năng lượng đó, ta có thể tăng hiệu suất sử dụng năng lượng, thí dụ, gà nhặt ăn những quả hư hỏng nhưng sẽ tạo ra phân bón vườn.

2. Chu trình của vật chất

Vật chất gồm rất nhiều yếu tố và phân tử cấu tạo các chất khí, vitamin, protein, khoáng chất và các chất dinh dưỡng khác cần cho sự sống. Tổng trữ lượng vật chất trên Mặt đất là hằng số định trước và luân chuyển theo chu trình qua các nguyên liệu sống và không sống (không khí, khoáng vật, thực vật, động vật v.v..). Chính Mặt trời điều khiển chu trình của vật chất theo các luồng luân lưu của năng lượng.

Có nhiều phương thức và mức độ của chu trình vật chất. Thí dụ quan trọng nhất là chu trình Nitơ - một trong những nguyên tố chủ yếu cho sinh trưởng của thực, động vật. Nitơ, một trong những chất khí chủ yếu, được các vi khuẩn sống trong đất và nước chuyển thành dạng Nitơ hòa tan. Thực vật sử dụng dạng Nitơ ấy để tạo protein; khi thực vật chết hay thoái biến thì protein trở lại đất. Động vật lấy protein bằng cách ăn thực vật hay động vật khác, rồi thải Nitơ qua phân, nước giải, xác chúng khi chết. Khi đó Nitơ trở lại khí quyển ở dạng khí do tác động của các vi khuẩn - đó là chu trình tuần hoàn (xem hình 3.3).

Con người can thiệp có thể làm thay đổi chu trình vật chất trong tự nhiên. Thí dụ, sự tích lũy sinh học - một dạng ô nhiễm - xảy ra khi những lượng lớn vật chất không thể vận động được dễ dàng qua các chu trình vật chất, chúng sẽ bị thải ra môi trường. Nhiều dòng nước ở Ốt-xtrây-lia đã chịu ảnh hưởng của tích lũy sinh học: phân phốt-phát không được thực vật sử dụng hết chảy xuống sông ngòi làm phát triển mạnh các loại tảo có độc. Trong trường hợp ấy, nếu trồng cây dày hơn ở bờ sông ngòi thì cây có thể sử dụng phân bón thừa và cho sản phẩm (kể cả sản phẩm chính và phụ).

Hậu quả xa hơn của tích lũy sinh học là tích lũy mở rộng, các chất tích lũy trong các mô cơ thể với nồng độ ngày càng cao, chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác qua dây chuyền thức ăn. Chất DDT là một thí dụ của quá trình đó.

Hiện nay, nhiều sản phẩm được gọi là "có thể thoái biến được về mặt sinh học". Danh từ này chỉ một chất có khả năng được phá vỡ thành một dạng luân lưu trong chu trình vật chất. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp những sản phẩm được gọi như thế lại có hậu quả tích lũy sinh học; trong điều kiện bình thường, nó thoái biến được về sinh học, nhưng với lượng quá lớn, nó tích lũy và trở thành gây ô nhiễm, thí dụ phốt-phát trong các chất tẩy rửa dùng trong gia đình.

3. Dây chuyển thức ăn và mạng lưới thức ăn

Sự luân lưu năng lượng và chu trình vật chất được biểu hiện bằng dây chuyền thức ăn và mạng lưới thức ăn. Trong hình 3.4, từ con hổ đến các vi khuẩn là một đường trực tiếp gọi là dây chuyền thức ăn. Tuy nhiên, các dây chuyền thức ăn không tồn tại độc lập, mỗi cơ thể liên kết chặt chẽ với các cơ thể khác trong hệ sinh thái để hình thành một hệ thống phức tạp hơn gọi là mạng lưới thức ăn.

Những mạng lưới thức ăn biểu hiện cấu trúc của một hệ sinh thái. Một mạng lưới nhỏ và yếu thì chỉ gồm ít loài và ít mối liên kết, tức là dễ bị thương tổn. So sánh, thì một hệ sinh thái phức tạp có tính bền vững hơn, các luồng luân lưu năng lượng và chu trình vật chất có hiệu suất cao hơn, và có thể tự chống đỡ và tồn tại lâu hơn. Hãy nghĩ đến 10.000 héc-ta trồng lúa mỳ. Có ít loài, nhưng đòi hỏi đầu tư năng lượng lớn (làm đất bằng máy, nhiên liệu,  v.v..) và tự nó không thể chống đỡ và tồn tại được.

Các hệ thống nông nghiệp bền vững nhằm tạo ra càng nhiều mạng lưới thức ăn càng tốt để tăng sức sống và sức bền vững của môi trường. Thí dụ, một trang trại trồng lúa mỳ theo nông nghiệp bền vững nên được chia thành những khu nhỏ có hàng cây chống gió gồm nhiều loại cây; và phân bón sử dụng ở đó nên là nhiều loại phân hữu cơ như phân xanh, rơm rạ phủ đất.

4. Sự kế tục

Sau một tai họa tự nhiên hoặc do con người gây ra, thảm phủ thực vật có thể mất đi, để lại bề mặt đất trơ trọc. Nếu thực vật nguyên thủy là rừng thì đất sẽ được bắt đầu phủ lại bằng cỏ, rồi cỏ được thay thế bằng cây thân thảo, cây bụi, cây gỗ thấp, cây gỗ cao hơn. Có trường hợp một rừng đã thành thục (người ta gọi là quần thụ ở cao đỉnh), thì rừng có thể được phục hồi lại (xem hình 3.5).

Quá trình che phủ lại như thế gọi là sự kế tục. Ta có thể thấy hình ảnh ấy ở cây ven đường được tỉa cành hay chặt bớt cành. Kế tục xảy ra do mỗi loại cây sinh trưởng đã làm thay đổi môi trường, chuẩn bị môi trường cho một loại cây mọc tiếp theo. Như thế, mỗi loại cây đã tự nó gây ra sự tiêu vong của nó và chuyển đổi sang cây khác.

Bất cứ sự xáo trộn nào trong thảm thực vật cũng gây ra sự kế tục có ý nghĩa thoái bộ vì nó làm giảm số lượng loài. Cho nên càng thêm loài vào hệ sinh thái càng làm cho hệ vững vàng thêm.

Trong hệ thống nông nghiệp bền vững, mục tiêu thiết kế của ta là chuyển đổi càng nhanh càng tốt và chống mọi sự rối loạn để đạt được mục tiêu cuối cùng của ta, chẳng hạn, ta có thể bỏ giai đoạn kế tục của cỏ và cây thảo mà chuyển thẳng sang giai đoạn trồng cây bụi. Những cây bụi được chọn lọc và sinh trưởng tốt, trên đất đã thoái hóa, sẽ cải thiện chất nuôi đất, bảo hộ cây giống mới nảy mầm, cho nên được trồng trước tiên, người ta gọi chúng là những loài tiên phong hay loài lót ổ.

5. Trồng nhiều tầng tán

Một cách nữa để củng cố các hệ sinh thái và tận dụng không gian là trồng cây nhiều tầng tán. Trong rừng tự nhiên, thực vật được sắp xếp theo nhiều tầng: cây cao chiếm vòm cao, dưới vòm là cây thấp hơn và cây bụi, sát mặt đất là quần thể cỏ, guột và cây thân thảo. Tầng tán theo chiều thẳng đứng cho phép mỗi loài tận dụng tài nguyên bao quanh (nước, ánh sáng, chất nuôi dưỡng, không gian, v.v..). Trồng nhiều tầng cũng thích hợp ở lớp dưới mặt đất: nhiều loại cây có củ thích ứng với lớp đất trên cùng, những loài khác thì cắm sâu rễ vào đất.

Trong hệ thống nông nghiệp bền vững, chúng ta bắt chước đặc trưng đó của các rừng tự nhiên. Trồng cây tầng dày phòng được cỏ dại, chống xói mòn đất, tiết kiệm không gian và cho phép những loài khác sử dụng có hiệu quả ánh sáng, nước, chất dinh dưỡng, v.v..

Các khoảng đất không được sử dụng trong hệ thống nông nghiệp bền vững là rất lãng phí. Cỏ dại lan tràn trên đất trống, đất bị rửa trôi và phải cải tạo. Trồng cây nhiều tầng tán sẽ tiết kiệm thời gian, công sức, tiền bạc cần để cải tạo đất đã bị thoái hóa.

6. Những nhân tố hạn chế

Trái đất không có những hệ sinh thái đồng nhất vì bị nhiều nhân tố tác động. Một số hạn chế của các hệ sinh thái là: khí hậu (nhiệt độ và lượng mưa), đất, độ dài của ban ngày, độ cao, lửa, hoạt động của con người, khoảng cách từ hệ sinh thái đến các đại dương. Khí hậu là nhân tố quyết định đối với thảm thực vật và hệ sinh thái; đất thường là nhân tố quan trọng hàng thứ hai.

Trong hệ thống nông nghiệp bền vững, mục tiêu là thiết kế để các đặc điểm của địa bàn thích ứng với các nhân tố giới hạn hoặc giảm tác động của các nhân tố ấy. Thí dụ, nếu ta sống trong khí hậu rất khô hạn, thì sự sắp xếp các cây trồng tất nhiên bị ảnh hưởng bởi điều kiện hạn hán. Tuy nhiên, ta có thể bắt đầu trồng những loài đã được xác nhận là loài bản địa (những cây được biết là đã sống lâu trong vùng) và dùng các cách phủ gốc, tưới nước thích hợp. Khi những cây trồng đầu tiên đó đã mọc tốt, chúng sẽ làm thay đổi đất, độ che bóng và độ ẩm. Lúc đó có thể thêm cây (hay con) thích hợp với những điều kiện mới tạo ra.

Thử vận dụng

1. Ngồi trong vườn và tìm hiểu dây chuyền thức ăn trong một phần của vườn. Thí dụ, theo dõi một con chim xem nó ăn gì, hoặc tìm một cái lá héo trên một cành cây xem trên lá có sinh vật gì bám vào không.
2. Nhìn kỹ cái thùng gỗ đựng phân, rác và mô tả một số sinh vật sống trong thức ăn thừa và rác vườn trong đó. Vẽ hay liệt kê chúng ra. Những sinh vật ấy trong mùa Đông, có giống trong mùa Hè không?
3. Đếm tất cả các loài thực vật và động vật trong vườn. Ba tháng sau, đếm lại lần nữa; và cứ ba tháng đếm một lần. Sự thay đổi theo mùa của các loài cho ta chỉ dẫn về tính bền vững của hệ thống. Ta sẽ ghi lên một trang giấy:

CHƯƠNG 4

TÌM HIỂU KỸ KHU ĐẤT CỦA MÌNH

Theo kinh nghiệm bản thân, tôi nghĩ rằng, chỉ khi một người thực sự sờ mó, ngửi, quan sát, ghi chép, thậm chí "nếm” những gì có ở xung quanh, thì người ấy mới hiểu đầy đủ môi trường bao quanh mình. Nhiều khi một người đã sống nhiều năm ở một nơi vẫn nói: "Tôi không thể nghĩ là cái cây này mọc ở đây... hoặc đất ở đây lại tốt đến thế..." Tất cả tư liệu thu được từ quan sát sẽ được dùng vào việc thiết kế nông nghiệp bền vững.

THU THẬP THÔNG TIN

Thu thập thông tin là một phần của quá trình phân tích địa bàn. Để có một hình ảnh đầy đủ về địa bàn, ta cần hai loại thông tin:

1. Thông tin trên địa bàn: gồm thu thập tiêu bản, ghi chép các quan sát và kinh nghiệm, đo đạc khu đất.

2. Thông tin ngoài địa bàn: gồm những tư liệu thu được từ các nguồn bên ngoài. Danh mục sau đây có thể gợi ý cho ta nên bắt đầu từ đâu. Tra danh bạ điện thoại và bắt đầu liên lạc với những cơ quan ở địa phương. Trong trường hợp ấy, phải trả tiền cho những thông tin mà mình cần.

Tư liệu về khí hậu

Có những cơ quan lưu trữ tư liệu về lượng mưa, gió, nhiệt độ trong vùng. Cơ quan địa phương có thể cung cấp những thống kê về khí hậu địa phương, thí dụ: lượng mưa, tần số và phân phối; tốc độ gió, hướng gió và sức gió; băng giá hay sương mù.

Nếu ta cần thông tin chi tiết hơn, có thể thu thập những tư liệu đó trong nhiều năm.

Các bản đồ

Các cơ quan trung ương về đất hay về bản đồ có thể cung cấp nhiều loại bản đồ với tỷ lệ khác nhau hoặc dùng vào các mục đích khác nhau: thí dụ, bản đồ thảm thực vật, đất, địa giới, bản đồ dạng ảnh, bản đồ sử dụng đất, v.v.. Các cơ quan địa phương cung cấp bản đồ phân vùng và quy hoạch.

Nếu ta cần phân loại thực vật (thí dụ các loài cỏ dại, các cây trồng bản địa, các chủng cây cối), ta thử yêu cầu những cơ quan như các vườn quốc gia, các bộ môn nghiên cứu sinh vật hoang dã, các cơ quan nông nghiệp, các trường đại học, các vườn thực vật.

Về nước

Cơ quan về tài nguyên nước có thể cung cấp thông tin về chất lượng nước, cho ta lời khuyên về xây dựng các đập, đào sâu tìm nước ngầm, làm kênh tiêu nước, v.v..

Về nông thôn

Cơ quan nông nghiệp nhiều khi có thể giúp ta ý kiến về làm vườn, chăn nuôi, trồng rừng, cũng như những tư liệu về độ mặn, tính chất và cách sử dụng đất, v.v..

Kế hoạch và pháp chế

Nếu ta cần những tư liệu về kế hoạch của địa phương - bao gồm pháp chế về các loài cần bảo vệ, quy hoạch đất, đường xá và giao thông, quy hoạch vùng lớn và nhỏ, pháp chế về thừa kế - thì ta tiếp xúc với cơ quan liên quan ở địa phương hay trung ương.

Thử vận dụng

1. Dùng một cái thước 30m hay một cái dây thắt nút từng đoạn 10m một, đo phạm vi khu đất của mình. Đồng thời, xin một bản đồ địa chính về khu đất ấy. Bản đồ này ghi rõ địa giới của khu đất, chính quyền địa phương sử dụng để tính thuế đất.
2. Vẽ một bản đồ cơ bản cho khu đất của mình. Nói rõ các số liệu đo đạc của những điểm cố định: nhà ở, cây cối, hàng rào, các vũng đầm, các đường đi, nơi trữ nước và lấy nước, v.v.. (xem hình 4.1: Bản đồ cơ bản của khu đất của Rob).
3. Ta sử dụng bản đồ cơ bản đó khi phân tích địa bàn (xem các chương 5-10) và khi thiết kế nông nghiệp bền vững (xem các chương 11-20).

CHƯƠNG 5

KHÍ HẬU VÀ CÁC TIỂU KHÍ HẬU

KHÍ HẬU

Khí hậu là yếu tố quyết định đầu tiên đối với thực vật. Trên thế giới, các kiểu khí hậu khác nhau bị chi phối bởi: lượng mưa, bức xạ và sức gió tác động trên các lục địa và đại đương.

Khi ta hiểu và đánh giá tác động của những năng lượng tự nhiên đó, ta có thể thiết kế những hệ sinh thái có khả năng:

• Thay đổi những giới hạn cực đoan của khí hậu.

• Giảm tác hại của các giới hạn khí hậu cực đoan lên cây trồng và vật nuôi.

• Tăng hiệu suất sử dụng năng lượng.

Lượng nước rơi

Lượng nước rơi bao gồm: mưa, mù, mưa tuyết, mưa đá, sương giá. Những hình thức của lượng nước rơi ấy theo hai quá trình chủ yếu mà các nhà nông nghiệp bền vững có thể lợi dụng: đọng nước và bốc hơi nước. Sử dụng hiểu biết về hai quá trình ấy vào:

• Thiết kế những cấu trúc giữ cho nhiệt độ ở mức thích hợp.

• Chọn những công nghệ điều chỉnh độ nóng và độ lạnh.

• Giữ nước trong đất và trong các đập.

Lượng nước rơi theo mùa vụ và những hậu quả của nó có thể dự đoán được. Mưa lạnh mùa Đông đi từ Nam cực ở Nam bán cầu và từ Bắc cực ở Bắc bán cầu và thường xuyên từ Tây sang Đông trong cả hai bán cầu.

Mưa tuyết, bão tuyết, sương mù, sương giá đều xảy ra ở những thời gian và địa điểm dự đoán được. Thí dụ, chắc ta đã thấy sương giá hình thành trên mặt đất vào những đêm lạnh, mây mù, ít gió, mà không hình thành dưới bóng cây hoặc các mái nhà chìa ra.

Nói chung, theo quy luật của lượng nước rơi, ta có thể bố trí lịch canh tác để lợi dụng những điều kiện thuận lợi và làm giảm tác hại của những điều kiện không thuận. Thí dụ, nếu dự đoán sẽ có hạn hán thì phải thiết kế những hệ thống tưới nước hay giữ nước.

Gió

Gió sinh ra do Trái đất quay và do sự khác nhau về độ nóng giữa lục địa và đại dương. Thí dụ, không khí nóng từ các sa mạc đưa lại khô, không khí ẩm từ các đại dương đưa lại mưa đến.

Cũng như lượng nước rơi, ở các kiểu khí hậu, đều có thể dự đoán về các luồng gió. Hiểu được quy luật ấy có khả năng:

• Dùng năng lượng gió phát điện.

• Thiết kế nhà ở để phát huy cái lợi và hạn chế cái hại của gió.

• Trồng những hàng cây chắn gió bảo vệ đất, cây trồng và vật nuôi.

Bức xạ

Phần lớn bức xạ đến từ Mặt trời dưới dạng năng lượng ánh sáng. Năng lượng này được nước, đất, cây, vật... hấp thu. Sau khi được hấp thu, năng lượng lại phát tán ra khí quyển dưới dạng năng lượng nhiệt hoặc được cây xanh chuyển thành năng lượng hóa học qua quang hợp. Hình 5.1 cho thấy năng lượng hấp thu từ nắng được dùng để sưởi ấm hoặc giữ độ nóng trong nhà.

Ánh sáng Mặt trời được các bề mặt hấp thụ và được chuyển thành năng lượng nhiệt để lại phản xạ ra xung quanh. Quá trình này có thể được sử dụng để bắt lại và tích trữ năng lượng làm ấm nhà ở. Nếu một sàn lát (gạch, đá...) được phơi nắng suốt ngày thì năng lượng ánh sáng được hấp thu và chuyển thành năng lượng nhiệt sẽ phản xạ lại khi không khí xung quanh lạnh đi. Như thế ban đêm căn phong được ấm hơn so với các phòng khác trong nhà.

Những vật có màu đen hay sẫm hấp thu ánh sáng ở mức cao nhất và sau đó phát tán dưới dạng năng lượng nhiệt. Những vật màu nhạt và những cơ thể sống có khuynh hướng phản xạ ánh sáng; ánh sáng phản xạ sẽ được sử dụng hay hấp thu bởi thực vật, nước và vật liệu, hoặc phát tán ra khí quyển. Hình 5.2 cho thấy một bề mặt phản xạ có thể dùng chuyển ánh sáng Mặt trời để chiếu sáng một phòng tối.

CÁC TIỂU KHÍ HẬU

Có thể định nghĩa tiểu khí hậu là:

Tiểu khí hậu là tổng hợp các điều kiện môi trường ở một địa bàn xác định, bị chi phối bởi những yếu tố địa phương hơn là những yếu tố khí hậu chung. (Theo R.Geiger. Khí hậu gần mặt đất).

Khí hậu địa phương bao giờ cùng có những thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa, tốc độ và hướng gió, độ ẩm tương đối và độ chiếu sáng. Những nhân tố địa phương như địa hình, đất, thảm thực vật, các mặt nước... làm thay đổi khá nhiều môi trường.

Địa bàn mà ta đang ở có tiểu khí hậu khác khí hậu chung (đại khí hậu), ở toàn vùng, bao giờ gió lạnh cũng từ phương Nam tới, nhưng tại chỗ ta ở gió lạnh và mưa lại đến từ phương Tây. Đó là vì ta sống trên một đồi cao có hai thung lũng lớn chuyển hướng gió Nam thành gió Tây. Hậu quả đặc biệt ấy chính là một bộ phận của tiểu khí hậu nơi ta ở.

Nói chung, các tiểu khí hậu quan trọng hơn khí hậu vùng hay đại khí hậu; chính tiểu khí hậu tạo ra những cảnh quan khác nhau và vững bền. Tuy vậy, nhiều người không đánh giá đúng tiềm năng của các tiểu khí hậu và gọi đó là "môi trường không quan sát được" hoặc "môi trường chưa hiểu được".

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA TlỂU KHÍ HẬU

Khí hậu một vùng lớn có nhiều nhân tố hạn chế, hiểu rõ tiểu khí hậu nơi ta ở để làm thay đổi một số nhân tố hạn chế đó. Qua phân tích tiểu khí hậu, có thể:

• "Đọc được" cảnh quan và dự đoán ảnh hưởng của tiểu khí hậu - thí dụ, nhận thấy sơn bị tróc trên một phía tường nhà, từ đó suy ra hướng gió thịnh hành ở khối nhà mình ở.

• Thay đổi những giới hạn cực đoan của khí hậu - thí dụ, tăng nhiệt độ bằng cách tạo những cái "bẫy” ánh sáng Mặt trời, các bậc thang trên sườn đồi, các hàng cây chắn gió.

• Tăng vụ canh tác và tính đa dạng thực vật - thí dụ, tránh được sương giá bằng trồng cây nhiều tầng tán với cơ cấu đa dạng, hoặc làm cho gió thổi nhẹ đi, gió chuyển hướng theo yêu cầu của cây trồng.
• Sinh hoạt tiện nghi mà dùng ít năng lượng không tái sinh - thí dụ, thiết kế nhà ở để tận dụng năng lượng Mặt trời.

Hình 5.3. Đặc điểm của tiểu khí hậu.

NHỮNG NHÂN TỐ CỦA TIỂU KHÍ HẬU

Các nhà nông nghiệp bền vững đã phát triển nhiều chiến lược và kỹ thuật nhằm làm thay đổi tác động của địa hình, đất, mặt nước, thảm thực vật.

Địa hình

Có liên quan đến mục tiêu của ta là những yếu tố chủ yếu của địa hình: địa mạo và độ dốc.

Địa mạo

Là hướng của sườn đồi về phía Mặt trời mà đặc điểm là mức bức xạ mà sườn đồi nhận được. Hình 5.4 cho thấy địa mạo của sườn đồi ảnh hưởng thế nào đến bóng cây che phủ mặt đất và thảm thực vật. Ở phía sườn đồi bị bóng râm thì đất và cây bị bóng trong thời gian dài gấp ba lần so với sườn đồi dãi nắng.

Địa mạo tạo nên những vùng ấm hơn và những vùng ở thấp lạnh hơn (xem hình 5.5). Không khí lạnh nặng hơn không khí nóng và chuyển xuống chỗ thấp hơn, thay cho không khí nóng hơn. Vào cuối ngày, vì mặt đất nguội đi nên không khí nóng được đẩy lên sườn đồi. Ở điểm ấy, không khí nóng có thể được "bẫy" lại do một vật chắn ngang, thí dụ hàng rào chắn gió, những tấm lưới. Người ta gọi đó là vùng ấm và được dùng để điều chỉnh nhiệt độ trong môi trường hẹp. Nếu ta không có một vật chắn thì không khí nóng tiếp tục chuyển lên theo sườn đồi cho đến khi lạnh đi.

Một "hố lạnh" được tạo ra do không khí lạnh chuyển từ sườn đồi xuống vào cuối ngày. Nếu luồng khí lạnh được giữ lại, sẽ hình thành một tiểu khí hậu lạnh hơn. Ở địa bàn ấy, nhà thiết kế cần tạo điều kiện cho không khí lạnh chuyển lên cao khỏi chỗ trồng cây hoặc chuyển không khí lạnh sang hướng khác.
 

Địa mạo gây ra nhiều hướng của luồng gió. Gió có khuynh hướng nóng và khô hơn ở sườn phía Tây vì sườn này nhận được nhiều bức xạ hơn sau buổi trưa. Còn gió ẩm và mát hơn đến từ sườn phía Bắc - trong khi gió từ hướng Đông là gió dễ chịu nhất. Như thế ta có thể xác định địa điểm và hướng nhà ở và chuồng chăn nuôi cho hợp lý.

Địa mạo cũng ảnh hưởng đến việc chọn loại cây trồng và vật nuôi. Có những loài ưa ở phía sườn phía Đông (ánh Mặt trời buổi sáng), những loài khác ưa ở sườn phía Tây. Ta cần tính đến những đặc điểm đó khi thiết kế.

Độ dốc

Độ dốc ảnh hưởng đến tốc độ gió, dốc càng cao thì gió càng thổi nhanh lên phía trên (xem hình 5.6). Điều đó có quan hệ đến việc thiết kế: chỗ để những chất dễ cháy, thiết bị dùng năng lượng gió, trồng những hàng cây chắn gió.

Độ dốc cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ nước chảy vì nước chảy mạnh hơn khi độ dốc lớn. Nước chảy với tốc độ lớn hơn có thể tạo ra năng lượng, - có thể điều chỉnh dòng nước và phân phối lại, có khi phải thiết kế những công trình chống xói mòn đất do nước chảy. Đất dốc bị xói mòn nhanh hơn và mạnh hơn so với đất bằng. Cư dân sống ở vùng núi nóng, mưa nhiều, làm đất thành bậc thang để ngăn ngừa xói mòn do nước.

Độ dốc ảnh hưởng đến kỹ thuật canh tác. Vì canh tác cày bừa dễ làm xói mòn đất, đất ở sườn dốc trôi xuống chỗ thấp, nên nguyên tắc chung là trên đồi dốc quá 15 độ thì nên trồng cây lâu năm, cây ăn quả.

Đất

Có lẽ đất là nhân tố ít quan trọng nhất ảnh hưởng đến tiểu kh hậu, nhưng vẫn làm tăng thêm ảnh hưởng của những nhân tố địa phương. Đất trồng phản xạ nhiệt và ánh sáng mạnh hơn đất có che phủ. Và cũng dễ bị xói mòn hơn do nước và gió.

Cấu tượng và cấu trúc đất ảnh hưởng đến tiểu khí hậu vì quyết định đặc tính giữ nước của đất. Thí dụ, đất sét có sức giữ nước cao hơn đất cát. Đồng thời cũng ảnh hưởng đến loại hình cây trồng có thể sinh trưởng trên đất ấy cũng như kỹ thuật canh tác thích hợp.

Mặt nước

Sóng, hồ, đập, ao thường làm cho tiểu khí hậu dễ chịu hơn. Vì nước giữ và thải nhiệt chậm hơn so với không khí và đất.

Cái ao có hai điều lợi:

1. Nắng được mặt nước phản chiếu cung cấp thêm ánh sáng cho nhà ở.
2. Nơi gần ao ấm hơn các chỗ khác xung quanh do nước mất nhiệt chậm hơn so với không khí và đất.

Những mặt nước có những thuận lợi sau đây cho tiểu khí hậu:

• Mặt nước phản xạ và phản nhiệt có thể dùng để gây ấm cho những cây trồng xung quanh các hồ và đập (xem hình 5.7).

• Mặt nước tăng độ ẩm không khí, cho phép chọn lọc rộng rãi các loại cây, thí dụ một số loại cây cọ đòi hỏi độ ẩm cao có thể trồng làm hàng rào.

• Mặt nước là chỗ cư trú cho nhiều cây thủy sinh và động vật. Cũng giúp ta kiểm tra các vật hại cây trồng, vì chúng luôn luôn phải tìm đến nơi có nước (theo dõi để biết tập tính của chúng hoặc tiêu diệt chúng).

• Mặt nước làm thay đổi các giới hạn cực đoan của khí hậu. Không khí quá nóng sẽ nguội bớt khi qua mặt nước; cũng thế, gió lạnh sẽ bớt lạnh.

Những câu trúc do con người tạo ra

Những cấu trúc nhân tạo ảnh hưởng đến tiểu khí hậu có thể kể từ chuồng chó, chuồng vịt đến các nhà xưởng có nhiều công dụng và cả hàng rào, đường đi. Thí dụ, các tường và mái có thể ảnh hưởng lớn đến môi trường do nước chảy mạnh trên đó hay tường, mái phản xạ nhiều nhiệt.

Các cấu trúc nhân tạo có thể dùng để:

• Giữ lại và trữ nước.

• Thu thập và dự trữ ánh sáng và giữ nhiệt.

• Trồng cây nhiều tầng, tán, tận dụng chiều thẳng đứng trên diện tích nhỏ.

• Chắn hoặc giảm sức gió.

• Tăng vụ bằng cung cấp thêm nhiệt lượng.

• Làm cho cây chóng ra quả (quả chóng chín) bằng phản xạ ánh sáng.

THẢM THỰC VẬT

Thảm thực vật tác động qua lại và làm thay đổi các nhân tố tiểu khí hậu và bản thân thực vật cũng thay đổi (xem lại hình 3.5). Các loại cỏ mọc trước tiên trên đất trồng làm thay đổi hàm lượng chất phì và trữ lượng nước trong đất, cho phép các cây thân thảo kế tục mọc được. Cây thân thảo lại làm thay đổi đất, cho phép cây bụi mọc và cứ thế kế tục mãi. Mỗi thế hệ kế tục làm thay đổi môi trường và ảnh hưỏng đến những dạng sinh vật tiếp theo.

Thực vật hấp thu nhiệt và ánh sáng. Không có thảm thực vật, bức xạ và phản xạ Mặt trời có cường độ cao, đất sẽ mất chất phì, thành khô hạn, dễ bị xói mòn. Thực vật cũng điều hòa nhiệt độ của đất: đất có che phủ ấm hơn vào mùa Đông và mát hơn vào mùa Hè so với đất trống.

Những cách sử dụng thực vật để điều hòa tiểu khí hậu là: trồng những hàng cây chắn gió, "bẫy" ánh sáng Mặt trời, hàng rào và hàng cây ngăn lửa. Hình 5.8 cho thấy, cây trồng dày và cây bụi xung quanh khu đất trồng trọt có thể bảo hộ cây trồng chống gió, tạo nơi "bẫy" nắng, tạo chỗ ở cho vật nuôi, giảm tiếng ồn, giữ cho chỗ ở kín đáo, yên tĩnh.

Thực vật có đặc điểm là thích nghi với khí hậu nơi nguồn gốc của chúng. Thí dụ, thực vật ở khí hậu rừng mưa nhiệt đới thường có lá rộng, thẫm màu, hấp thu được nhiều nhiệt và ánh sáng, thải nhiều hơi nước, làm cho tiểu khí hậu mát hơn, ẩm hơn so với các kiểu khí hậu khác.

Thử vận dụng

1. Tìm hiểu những nét đặc trưng của khí hậu nơi mình ở.

2. Ghi lại những chỗ:

• Chỗ có nắng mà mình thích ngồi ăn sáng vào những buổi sáng lạnh và lộng gió.

• Phía nào của nhà mình ở bị khí hậu làm hỏng nhiều nhất?

• Chỗ có bóng râm trong vườn (ít hay không bị nắng).

• Chỗ mát mà mình thích ngồi khi trời nóng dữ dội.

3. Quan sát những sinh vật như:

• Côn trùng - những côn trùng nào hoạt động quanh vườn vào mùa Hè so với mùa Đông?

• Thực vật - cây nào ra hoa kết quả khi ngày dài nhất, cây nào ra hoa kết quả khi ngày ngắn nhất?

4. Xác định các dạng tiểu khí hậu trên khu đất của mình và phân tích cẩn thận ảnh hưởng đến tiểu khí hậu của địa hình, đất, mặt nước, thực bì, các cấu trúc khác nhau... (xem hình 5.9, cho thấy một thí dụ về nghiên cứu tiểu khí hậu của "môi trường thật" nơi mình ở).

5. a) Trên một bản đồ cơ bản của khu đất, chỉ các hướng gió chính thổi qua trong mùa Hè và mùa Đông (đừng phỏng đoán - kiểm tra bằng kinh nghiệm bản thân).

b) Và sử dụng bảng nghiên cứu tiểu khí hậu của mình để vạch những kiểu tiểu khí hậu trên bản đồ. Xem kỹ hình 5.10 để thấy gia đình Rob đã xác định các tiểu khí hậu của khu đất của mình như thế nào?

ĐẤT - MỘT CƠ THỂ SỐNG

Tất cả những người làm vườn và chủ trang trại giỏi đều say mê đất đai. Khi ta hỏi chuyện họ thì họ nói là họ đã nuôi dưỡng và chăm sóc đất đai của họ thế nào. Họ sẽ nói với ta đất như thế nào khi họ bắt đầu làm vườn và nếu ta có thì giờ, họ sẽ đưa ta đến một chỗ tầng đất mỏng và không có sự sống và nói trước đây cả khu đất đã như thế. Rồi đến một lúc đã thân mật hơn, thì họ than rằng "thật đấy, chính là sức khỏe của đất giữ chìa khóa kho thức ăn của cây trồng"

Nếu bạn tiếp tục giữ mối quan hệ tốt đẹp với đất, bạn cũng sẽ có những niềm tin như vậy. Một người bạn gái tính tình rất bình tĩnh và dễ thương đã say sưa nói với tôi, bà ta đã tích trữ phân ngựa thế nào khi bà ta phát hiện là phải cho đất thức ăn.

MỘT CƠ THỂ SỐNG

Ta có thể nghĩ đến đất như là một cơ thể sống có khả năng tái sử dụng các chất thải, thúc đẩy sự sinh trưởng, dự trữ và làm sạch nước (xem chương 9) và tác động như là một nguồn sống cơ bản cho mọi vật sống. Và như mọi vật sống khác, đất có thể khỏe mạnh hay ốm yếu.

Một loại đất khỏe mạnh có thành phần cân đối về nước, chất khí, các chất khoáng, các vật thể sống và các chất hữu cơ phân hủy. Toàn bộ các thành phần ấy tác động lẫn nhau tạo ra sự sống của đất.

CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT

1. Nước / độ ẩm

Nước trong đất trở thành dung dịch axit nhẹ hay kiềm, dung dịch này mang những chất dinh dưỡng hòa tan để cây hút được qua rễ của nó.

Chúng ta nói về độ pH của dung dịch; độ pH chỉ tính chất axit hay kiềm mà trong đất là số đo sự hòa tan các chất dinh dưỡng. Độ pH được đo theo thang từ 0 đến 14. Nếu độ pH của một loại đất là 8 thì nhiều chất dinh dưỡng sẽ được hòa tan hơn một số chất khác và đất được gọi là có tính kiềm. Nếu đất có pH là 5 thì mức độ hòa tan của các chất dinh dưỡng sẽ khác so với trường hợp trên và đất được gọi là có tính axit.

Một loại đất có pH bằng 7 gọi là trung tính.

Có thể làm thay đổi pH của đất bằng cách cho thêm vôi vào đất axit để làm cho nó kiềm hơn để trung hòa và ngược lại cho thêm sunfua vào đất kiềm để làm cho đất này axit hơn. Phần lớn cây trồng sinh trưởng trong phạm vi pH từ 5,5 đến 8 (xem hình 6.1).

Cần hiểu rõ nước vận động trong đất thế nào để khi tưới nước ta giữ được nước trong đất và ngăn nước rửa trôi các chất dinh dưỡng có giá trị cho cây trồng. Nước vận động trong đất do thế năng. Khi rễ cây hút nước, phần lớn nước ấy chuyển xuống dưới (lọc qua) vào những lớp đất sâu hơn, một phần được hấp thu ở lớp trên mặt nước ngầm. Thời kỳ mưa rào hay ngập lụt, chất dinh dưỡng trong đất có thể bị rửa trôi từ vùng rễ cây.

Độ ẩm chuyển từ dưới lên trên do bốc hơi bởi nắng, gió, cũng do rễ cây hút nước từ đất lên lá cây.

Bằng cách giảm lượng nước bốc hơi trên mặt đất và lượng nước bị thấm sâu xuống đất, ta có thể tăng mức nước dùng được cho rễ cây. Thực hiện bằng phủ rác bởi trên mặt đất, vùi chất hữu cơ vào trong đất (xem chương 7).

Nước cũng có thể vận động dọc theo các lớp đá ở mặt nước ngầm. Ta có thể trồng những cây rễ ăn sâu để tận dụng mạch nước này.

2. Không khí

Các chất khí trong đất thay đổi áp suất và loại hình trong ngày và vào những mùa khác nhau. Các chất khí cũng vận động vào trong hay ra ngoài đất. Cách vận động tự do của các chất khí phụ thuộc vào cấu tượng và cấu trúc của đất trồng.

Các chất khí trong không khí trao đổi với những chất khí giải phóng từ rễ cây và từ vi sinh vật trong đất. Nếu có lượng Ôxy thích hợp thì đất có mùi dễ chịu. Nếu ít Ôxy và tạo các chất khí khác như Sunfua dioxit thì đất có mùi thối.

Gần đây người ta biết là khí Êtylen đặc biệt có lợi cho sinh trưởng của thực vật. (Khí Êtylen được gọi là khí "làm chín" vì lấy ra từ chuối, cam hay quả chín khác). Trong đất, chu trình khí Êtylen với khí Ôxy làm tăng sự phát triển các vi sinh vật và các nguyên liệu khác. Những kỹ thuật làm cho đất giữ được nhiều Ôxy, thí dụ xới từng đám nhỏ, sục sâu (không lật úp lớp đất mặt) làm tăng độ phì của đất vì giúp vào thực hiện chu trình khí Êtylen.

3. Các phần tử khoáng

Các phần tử khoáng ở trong những mảnh sạn sỏi và đất sét trong đất. Có thể đánh giá bằng sờ mó. Khi những mảnh đất chứa nhiều cát và sỏi thô và sờ đất thấy sạn thì người ta gọi là đất có cấu tượng cứng. Khi đất có cấu tượng cứng, thì:

• Tiêu nước, làm khô nhanh.

• Có ít bệnh do nấm trong đất.

• Rửa trôi các chất dinh dưỡng trong đất (rửa từ những lớp đất sâu). Đất sét có những phần tử rất nhỏ, khi sờ thì thấy trơn và mịn. Đất ấy sẽ:

• Tiêu nước chậm và giữ nước lâu hơn.

• Co lại khi khô và phồng lên khi ẩm.

• Giữ các chất dinh dưỡng trên bề mặt các phần tử sét.

• Hình thành một tầng đất sét (tầng đất chắc) khi đào bỏ thực vật đi.

Khi đất gần như toàn sét hay toàn cát, ta gọi nó là đất "khó khăn" (nghèo) cho sinh trưởng của cây trồng. Trong cả hai trường hợp, có thể cải tạo cấu tượng và cấu trúc đất bằng thêm vào nhiểu chất hữu cơ.

Đất cát được cấu tạo bằng những phần tử lớn và có cấu tượng cứng, nháp. Đất sét gồm những phần tử nhỏ và cấu tượng trơn nhẵn. Trong cả hai trường hợp, chất hữu cơ có khả năng cải tiến cấu trúc và cấu tượng đất.

4. Các vi sinh vật

Có rất nhiều động vật sống trong đất, từ nguyên sinh động vật đến côn trùng. Chúng làm đất thoáng khí, đào rãnh cho nước chảy, phá vỡ các tảng lớn thành mảnh đất nhỏ mà rễ cây sử dụng được; và chính chúng cũng là một phần dự trữ chất, dinh dưỡng trong đất và có thể được chuyển thành chất hữu cơ.

Những loại đất cân đối về thành phần nước-khí, có nhiều nguyên liệu hữu cơ thì chứa vô số vi sinh vật giúp các chất dinh dưỡng được phá vỡ và thực hiện chu trình nhanh hơn.

5. Chất hữu cơ

Thật khó mà có được nhiều chất hữu cơ trong vườn nhưng phải cố gắng thu nhặt. Chất hữu cơ là bất cứ thứ gì đã từng có giai đoạn sống, bao gồm thức ăn vụn, cỏ đã cắt, cỏ khô, rơm rạ, lá cây, mùn cưa, thậm chí cả các bao tải cũ, quần áo rách, màn cửa rách... Tất cả những thứ đó vào đất sẽ nát ra và trở thành một phần chất hữu cơ dự trữ.

Khi những nguyên liệu thô bị nát ra thì sẽ trở thành chất mùn, tức là một chất mịn, bóng, có mùi dễ chịu, giàu dinh dưỡng, sẽ giải phóng dần các vi chất dinh dưỡng cho thực vật và động vật. Bản chất của mùn là giúp cho đất cát giữ nước và chất dinh dưỡng; và ngược lại làm cho đất sét rắn chắc được thoáng hơn.

NHỮNG ĐẤT NGHÈO

Nhiều loại đất không được làm giàu và đã bị phá hoại. Có nhiều nguyên nhân làm cho đất bị phá hoại, nhưng nguyên nhân cơ bản là lớp thực vật trên mặt đất bị lấy mất. Ngoài trường hợp các sa mạc tự nhiên, bao giờ đất cũng được phủ thực vật. Nhằm tăng năng suất thu hoạch, đất hoang bị cày lên và tất nhiên thảm thực vật tự nhiên bị phá hủy. Đất sẽ bị phá hoại do sau khi được bón quá nhiều phân hóa học, đất bị phơi ra không có gì bảo vệ chống súc vật giẫm đạp, gió, nước mưa, lạnh và nóng. Hàng nghìn năm đất đã tiến hóa trong môi tương tác giữa cây, không khí và nước thì nay mối tương tác ấy bị đảo lộn do tác động của nền nông nghiệp hiện đại.

Dùng quá nhiều phân nhân tạo làm tăng độ axit và độ kiềm của đất và làm ô nhiễm lớp trên của mạch nước ngầm. Quá trình này là điển hình cho các hệ thống độc canh gắn với sử dụng lượng phân nhân tạo quá lớn.

Sử dụng quá mức phân bón nhân tạo cũng gây ra những vấn đề cho đất. Lấy thí dụ ở Ốt-xtrây-lia, người ta dùng mức phốt-phát rất cao cho đất để trồng thâm canh những loại cỏ Châu Âu và cỏ ba lá. Khoảng 90% phân bón không hòa tan (chỉ 10% hòa tan ngay do các dạng khác nhau của iôn phốt- phát) và nằm lại trong đất, hậu quả là đất trở thành nhiều axit và làm đồng cỏ khô hạn.

Dùng phân khoáng liều quá cao cũng dẫn đến ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Phân thừa không được cây sử dụng sẽ bị rửa trôi ra sông, hồ và suối. Phân thừa cũng bị lọc qua đất xuống lớp nước ngầm (xem hình 6.3).

Đất mặn là một thí dụ khác về đất nghèo. Nguyên nhân cơ bản là do các lớp nước ngầm dâng cao. Lớp nước ngầm chuyển lên phía mặt đất, những muối tự nhiên có trong đó sẽ bị hòa tan và tập trung lại trên lớp đất mặt. Độ đặc của muối làm cây bị trúng độc.

Vấn đề xảy ra ở khắp nơi trên thế giới và phát sinh theo hai đường:

a) Đất mặn khô

Các cây rễ ăn sâu và cây bụi bị rời chỗ và thay bằng những loài cây, cỏ rễ ăn nông sử dụng nước ít hơn. Lượng nước chuyển qua đất tăng lên làm lớp nước ngầm dâng cao và các muối tự nhiên chuyển lên mặt đất. Cây trồng bị chết do không chịu nổi mức muối cao. Nhà nông gọi đó là "cái chết trắng".
Đất mặn khô là một vấn đề đặc biệt ở những nơi mà thảm thực vật bị dời chỗ do người ta đắp cho đất cao lên, thành đồi hay sườn dốc (xem hình 6.4).

b) Tưới nước có muối

Tưới nước nhiều vượt quá nhu cầu của cây cũng làm cho lớp nước ngầm dâng cao. Các muối tự nhiên được đọng lại ở những lớp đất phía trên khi nước bốc hơi. Các loại phân hòa tan, thường được thêm đều đặn vào nước tưới, lâu dần sẽ góp phần làm tăng hàm lượng muối trên lớp đất mặt.

Tích tụ các thuốc diệt sinh vật (thí dụ hóa chất diệt sâu bệnh, nấm, ve, côn trùng, thuốc trừ cỏ) cũng gây thoái hóa đất. Nhiều loại thuốc diệt sinh vật bảo tồn rất lâu trong đất. Chúng tiếp tục tồn tại không thay đổi trong đất, vì chúng không thể vận động qua một trong các chu trình của vật chất. Các thuốc này tồn tại ngắn nhất là mấy giờ, có thứ lâu nhất là trên 40 năm.

Bill Mollison khuyến cáo rằng, muốn trồng cây lương thực thực phẩm  thì không nên tậu những đất trước đó đã trồng chuối, mía, hoặc cây ăn quả khác, vì những cây này thường được dùng các chất diệt sâu bệnh với liều lượng cao. Nếu trước đó đất đã được dùng sản xuất các cây ấy thì nên trồng rừng với những cây gỗ quý lâu năm có chức năng "làm sạch đất".

MỤC TIÊU CỦA NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG ĐỐI VỚI ĐẤT

Trong nông nghiệp bền vững, mục tiêu là cải tạo những loại đất đã bị phá hoại và để cho diễn biến tự nhiên những hệ sinh thái đặc biệt như đầm lầy, sa mạc, ven biển, đồi núi...

Khác với nước, loại hình đất không phải là nhân tố phải chọn trước hết vì có những kỹ thuật có hiệu quả để cải tạo và xây dựng lại đất khá nhanh (xem ở dưới). Tuy nhiên, nếu bạn đã có đất tốt thì đó là phần thưởng cho một hay hai năm lao động.

Trong vườn và trang trại theo nông nghiệp bền vững, mục đích của ta là phải sử dụng cho hết các chất dinh dưỡng để không thể thành nguyên nhân gây ô nhiễm. Thực hiện việc đó bằng trồng nhiều loại cây, mỗi loại sử dụng những dạng chất dinh dưỡng khác nhau, sử dụng phân bón vào lúc mà cây có thể sử dụng được hết (thí dụ vào mùa cây sinh trưởng).

CẢI TẠO VÀ CẢI TIẾN CÁC ĐẤT ĐÃ BỊ HỎNG

Các loại đất có thể được cải tạo và xây dựng lại nhanh. Trong nông nghiệp bền vững, cải tạo đất là cơ bản để tăng hiệu suất và sức sống của đất. Các phương pháp cải tạo đất thay đổi tùy theo khí hậu và đặc điểm của địa bàn; tuy nhiên, trong mọi trường hợp chất hữu cơ là phương tiện tốt nhất để cải tạo đất. Những phương pháp mô tả sau đây nhằm tăng cường hàm lượng chất hữu cơ và cải tiến chế độ dinh dưỡng của đất.

Phân xanh

Kỹ thuật này nhằm trồng những cây sẽ cắt và vùi lại vào đất thành một loại chất hữu cơ có chất lượng cao. Thường người làm vườn sử dụng kỹ thuật này vào mùa Đông, trồng các loại cây thuộc kiểu lúa mạch, các loại cây họ Đậu như lupin. Các cây phân xanh này được tỉa cành lá hai hoặc ba lần trong thời gian sinh trưởng và sẽ được băm nhỏ vùi vào đất trước khi chúng ra hoa và kết hạt. Kỹ thuật này cải tiến cấu tượng và cấu trúc của đất, đồng thời cung cấp chất dinh dưỡng.

Cây họ Đậu

Là những cây chứa vi khuẩn, loài Rhizobium, sống trong rễ cây. Vi khuẩn cung cấp cho cây Nitơ dưới dạng mà cây dùng được và giải phóng phần Nitơ chưa dùng vào đất quanh vùng rễ. Ngược lại, vi khuẩn nhận năng lượng từ cây.

Tất cả những loại cây gọi là "cố định đạm" cần vi khuẩn thích hợp, vi khuẩn này thường có trong đất. Ta có thể kiểm tra sự có mặt của vi khuẩn ấy bằng cách đào một nhánh rễ lên - nhánh này phải có những nốt sần nhỏ màu trắng. Chẻ một nốt sần ra, nếu bên trong màu đỏ hồng thì đó là cây cố định đạm.

Các cây họ Đậu gồm nhiều loại đỗ đậu, các loại cây keo và các cây có hoa hình hoa đậu.

Cây che phủ

Những cây che phủ có tác dụng rất giống cây phân xanh. Chúng thực hiện cùng chức năng ấy (thí dụ, cải tiến cấu tượng và cấu trúc đất), thêm nữa chúng cung cấp những sản phẩm ăn được. Những cây che phủ đặc biệt tốt cho những đất cứng, chắc. Hệ thống rễ của chúng làm đất thoáng với không khí và nước, bảo vệ mặt đất khỏi xói mòn và khô cứng. Những cây bầu bí, cây khoai đặc biệt tốt cho việc che phủ.

Rác phủ đất

Rác phủ đất hay bổi (chất hữu cơ) là lớp bảo vệ mặt đất. Nó làm giảm ảnh hưởng của nhiệt độ mùa Hè và mùa Đông vì nó cách ly mặt đất khỏi nóng và lạnh thái quá. Nó cũng ngăn xói mòn, giúp giữ ẩm trong đất, tác động như một hàng rào ngăn chặn cỏ dại.

Khi lớp che phủ được làm từ các chất hữu cơ (cỏ khô, đoạn cỏ cắt, rơm rạ, giấy báo cũ, len cũ...) thì nó sẽ bổ sung dần chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cho đất khi chúng mục đi.

Phân chuồng

Trong nông nghiệp bền vững, động vật là một bộ phận rất quan trọng của hệ thống. Chúng thực hiện nhiều chức năng, một trong những chức năng ấy là cung cấp chất dinh dưỡng cho cây dưới dạng phân chuồng.

Nói chung, phân của gà và lợn là phân mạnh (hàm lượng Nitơ cao hơn), nên phải ủ kỹ trước khi bón cho vườn. Phân bò và ngựa yếu hơn trừ trường hợp nuôi nhốt mà nước đái (Nitơ) được trộn lẫn với phân.

PHÂN HẠNG ĐẤT THEO CÁCH TRUYỀN THỐNG

Theo truyền thống, người nông dân dựa vào một số quan sát trên đồng ruộng để dự đoán tiềm năng của đất hoặc những vấn đề đặt ra phải giải quyết. Có khi kỹ thuật đó được gọi là hệ thống phân hạng đất theo Bộ tộc hay theo truyền thống (xem bảng).

Khi ta tập sử dụng kỹ thuật này, ta sẽ nhanh chóng nhận ra được và bổ khuyết nhiều vấn đề do đất đặt ra mà chưa phải vận dụng những cách phân tích phức tạp.

1. Thống kê những cây trong vườn của mình và đối chiếu với bảng pH ở hình 6.1. Dùng bảng này, dự đoán độ pH của đất vườn.

2. Đào từ ba chỗ khác nhau của vườn lấy mỗi chỗ một nắm đất. Trên bản đồ của trại mình, ghi những chỗ đã lấy đất, xem những khác nhau về cấu tượng đất.

3. Suy nghĩ về cách cải tạo và cải tiến đất của mình.

4. Chôn một xô thức ăn thừa vào một cái hố trong vườn. Sau ba tuần lễ, đào nó lên và xem có bao nhiêu động vật sống trong đó mà ta có thể nhận dạng được.

CHƯƠNG 7

HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC CHỨC NĂNG CỦA NƯỚC

Nước ngọt có lẽ là tài nguyên của Trái đất dễ bị khủng hoảng nhất. Một số cơ thể có thể sống mà không có dưỡng khí - không một cơ thể nào sống được mà không có nước.

Trữ lượng nước ngọt trên Trái đất có hạn và chu trình nước tiếp diễn liên tục, từ dạng rắn chuyển sang dạng lỏng, chuyển sang dạng khí và ngược lại.

Từ những đại dương, nước mặn bốc hơi tích tụ thành mây để chuyển sang nước ngọt dưới dạng nước mưa, nước trong đất, trong sông hồ, rồi chảy ra biển trở lại là nước mặn.

Trong tổng lượng nước của Trái đất chỉ có 3% là nước ngọt, trong đó chỉ có 0,03% sẵn sàng dùng được cho chúng ta vì phần còn lại bị giữ lại trong các mỏm băng, trong mây, v.v..

Ô NHIỄM NƯỚC

Để làm cho nước sạch uống được, phải chi phí xử lý nước bằng clorin hay amoniac để diệt mầm bệnh và phải chi phí tiền bạc. Không phải chỉ là trả tiền lập tức để bảo đảm nước uống được, mà tác hại lâu dài của những chất dùng tiêu độc nước đến sức khỏe con người còn chưa thể biết hết được.

Ô nhiễm nước xảy ra theo các cách sau:

• Chất ô nhiễm hóa học thành mưa axit, hoặc đi thẳng vào các dòng nước do chảy ra từ các nơi sản xuất công nghiệp.

• Lạm dụng phân nhân tạo trong nông nghiệp như các loại phốt-phát dẫn đến ô nhiễm nguồn nước, làm phát triển mạnh các loại tảo độc trên sông.

• Nước bị ô nhiễm bởi vi khuẩn, vi-rút, do nước ít thoáng khí, thiếu ánh nắng, hoặc khi hệ thống nước bị sử dụng quá mức.

Ô nhiễm do vi sinh vật thấy nhanh và rõ ràng, thí dụ bệnh thương hàn, bệnh dịch tả; còn ô nhiễm hóa chất thì có khi chậm hơn như sau hàng chục năm mới phát sinh ung thư hay bệnh tim.

NHỮNG NGUYÊN LÝ

Trong sử dụng nước, nông nghiệp bền vững phát triển hai nguyên lý chủ yếu sau:

• Sử dụng nước càng nhiều lần càng tốt trước khi nước thoát ra khỏi hệ thống nông nghiệp bền vững của ta.

• Bảo đảm nước được lọc và làm sạch về sinh vật học qua hệ thống của ta.

Bạn có biết, lượng nước đến khu đất của ta là bao nhiêu mỗi năm, nước ấy từ đâu đến, ta đã dùng bao nhiêu nước? Bạn cần tính đến những vấn đề ấy trước khi thiết kế chu trình tái sử dụng nước và vạch ra biện pháp thu hoạch nước.

Khi giặt giũ: dùng máy giặt mỗi lần cho hết công suất. Giảm số lần dùng máy giặt trong ngày. Điều chỉnh vòi vặn nước. Chuyển nước đã giặt ra vườn.

Trong buồng tắm: điều chỉnh vòi nước, gương sen cho vừa phải. Dẫn nước đã tắm ra vườn. Dùng loại vòi tự ngắt. Khi rửa tay, rửa mặt, vặn nước vào chậu.

Dùng vào các việc khác: che phủ đất vườn. Rửa xe bằng thùng xô trên bãi cỏ. Tưới vườn bằng bình tưới. Nếu có thể được, chuyển hồ bơi thành hệ thống nuồi trồng thủy sản và đi bơi ở sông hay bờ biển.

BẠN DÙNG LẠI NƯỚC THẢI TỪ TRONG NHÀ RA THẾ NÀO?

Cách tốt nhất để dùng lại nước thải từ trong nhà ra là tích trữ nước ấy dưới dạng sinh khối, tức là trồng cây và nuôi vật ở trong vườn. Một mảnh vườn trồng dày hoặc một khu đất rừng đúng cách sẽ tích trữ được nước nhiều hơn một khu đất trống hay chỉ có cỏ. Như thế nước sẽ giúp thu hoạch quả, củi đun, chất che phủ đất, v.v..

Ta có thể dễ dàng dẫn phần lớn nước đã dùng trong nhà ra vườn. Tận dụng độ dốc của đất vườn để nước chảy theo thế năng.

LÀM THẾ NÀO GIỮ LẠI VÀ TÍCH TRỮ NƯỚC TRÊN KHU ĐẤTCỦA MÌNH (hay là làm thế nào sống được qua mùa khô hạn mà không phải đi ăn trộm nước hoặc oán trách trời đất).

Việc đầu tiên phải làm là tăng cường lượng nước thấm vào đất và tăng khả năng giữ nước của đất. (Đây cũng là bước đầu để phục hồi đất).

Những chiến lược nông nghiệp bền vững sau đây giúp ta làm các việc đó:

• Cố gắng làm cho nước bớt chảy đi khỏi đất của ta theo độ dốc.

• Dùng nước càng nhiều lần càng tốt.

• Làm cho dòng nước xuống dốc chảy chậm lại

• Chặn nước thừa lại từ nguồn nước (thí dụ: ở đầu dốc; ở nơi phân thủy).

• Làm sạch nước bằng cách cho qua các nơi thiết kế lọc nước sinh học.

Giữ lại nước trong đất càng nhiều càng tốt bằng đào rãnh (mương) mà không lật úp lớp đất mặt. Cây trồng dọc theo những đường rãnh đó. Cây để lại trong đất khoảng 25% rễ của nó mỗi năm, thêm lá rụng, vi sinh vật  trong đất, sẽ thành chất hữu cơ, chất này là chất giữ nước có hiệu quả.

Đào mương. Đây là những rãnh rộng giữ nước làm chậm dòng nước chảy xuống sườn dốc, làm cho có đủ thì giờ để nước được ngấm vào đất (xem hình 7.7). Các mương này được đào theo đường vành nón khiến cho nước thừa ở các bậc trên được hãm lại ở bậc dưới. Tuy nhiên, nếu mương nước bị tràn nhiều quá thì phải đào sâu hơn hay dày hơn.

Đất làm thành bậc thang là một cảnh quan đặc biệt qua những nguyên tắc sau đây:

• Đất càng dốc thì các bậc thang càng phải dày hơn (gọi là mương vảy cá hay bậc thang).

• Cấu trúc đất càng rời rạc thì các mương có thể càng làm thưa hơn.

Các mương nạp lại nước cho đất và tăng khả năng giữ nước của đất lên trên 75%. Các mương giảm lượng nước chảy đi khoảng 85% so với đất trống.

Khi đã làm xong mương, gặp trận mưa đầu tiên, các đập sẽ không đầy tràn. Và khi đã được nạp đủ nước, nước thừa sẽ đi vào sông, hồ và đã được làm sạch bằng lọc qua các lớp đất.

Làm cho đất giữ nước lâu

Nước được giữ lâu trong đất bằng cách che phủ đất. Lớp che phủ là cái vỏ bọc bảo hộ mặt đất chống tác hại của gió, nắng và nước.

Lớp che phủ được dùng để:

• Giảm lượng nước bốc hơi.

• Tăng nước ngấm vào đất bằng cách giữ nước trên mặt đất cho đến khi đất có đủ thì giờ hút nước.

• Giảm xói mòn so với đất để trống.

• Điều hòa nhiệt độ đất bằng cách giảm nóng mùa Hè và lạnh mùa Đông.

• Ngăn cỏ dại khỏi tranh nước và dưỡng chất với cây trồng.

• Cung cấp dinh dưỡng và chất hữu cơ cho đất.

• Sử dụng các phụ phẩm của vườn.

Giữ nước bề mặt

Kỹ thuật này cũng được gọi là thu hoạch nước. Nước bề mặt (do mưa) được giữ lại và tích trữ trong bể, đập. Những đập đầu tiên phải xây trên chỗ cao nhất của khu đất. Nước chảy qua những đập ở cao sẽ được làm sạch một phần vì những nguồn gây ô nhiễm càng tăng khi xuống càng thấp. Nước tích trữ được đưa xuống các đập thấp hơn theo thế năng.

Làm cho nước chuyển hướng hay chảy chậm lại bằng cách đào những rãnh trên đường nước chảy và vòng quanh những đường cây chắn gió. Nước được giữ lại và dùng cho cây trong vườn.

Mương là những rãnh hay bờ được làm dọc theo chu vi của nơi giữ nước. Cần trồng cây gần các mương để ngăn không cho mạch nước ngầm tăng lên.

Những đập ở thấp thường dùng để tích trữ nước đã dùng qua, sẽ được dùng lại cho nuôi trồng thủy sản; hệ thống nuôi trồng thủy sản sẽ loại khỏi nước các chất độc và phân bón thừa trước khi nước chảy vào sông, hồ.

Các rãnh đào bắt đầu từ chỗ cao nhất của đường nước chảy - Dòng nước sẽ chảy xuống thấp chậm hơn - Nước thừa sẽ được sinh khối giữ lại.

Nước được giữ lại ở những phần cao của khu đất và chảy xuống thấp theo thế năng. Cây có thể lọc bỏ bùn và tồn dư hóa chất, những cây này được trồng xung quanh đập và dọc địa giới của trại để đề phòng nước ô nhiễm chảy vào trại.

Làm sạch nước bằng phương pháp sinh học

Những cây trồng ở bờ hồ, đầm và sông ngòi tác động như những cái lọc tự nhiên đối với các hóa chất hòa tan và các vật liệu thô (những mảnh sét). Bắt chước các hệ thống thủy sinh tự nhiên, ta có thể dựng nên một hệ thống lọc sinh học để xử lý nước thải. Nước thải giàu chất dinh dưỡng đi vào một đầu hệ thống, chuyển qua một loạt các ao, sẽ được dần dần lọc đi và được loại bỏ những phân tử đặc và chất hòa tan (xem hình 7.8). Những cây mọc trong các ao đó có thể thu hoạch làm chất che phủ.

Một dãy ao được đào để tác động như một hệ thống lọc nước. Khi nước thải vào các ao đầu tiên, những vật liệu thô (sỏi nhỏ, sạn, cát) làm ngưng kết các phân tử hết sức nhỏ. Các cây có tác dụng lọc nước, hút các chất dinh dưỡng trong nước và lọc bỏ những mầm bệnh và kim loại nặng.

Hình 7.9. Các loại vật liệu dùng che phủ.

Thử vận dụng

1. Vẽ lại tất cả những nguồn nước đi vào khu nhà đất của mình trên bản đồ cơ bản. Chỉ rõ những đường nước chảy vào khu nhà đất của mình và những chỗ có thể làm nơi giữ nước.

2. Kiểm tra để ước tính lượng nước gia đình mình sử dụng (xem hình 7.2) và dự định những biện pháp sẽ làm giảm lượng nước sử dụng.

3. Xem xét kỹ khu đất của mình để xác định những nơi "nước chảy ra”, thí dụ, đường, sườn dốc... và nơi "nước chảy vào", thí dụ nước ngấm vào đất. Rồi thiết kế hệ thống giữ nước bề mặt thích hợp (thí dụ đào mương, ao nhỏ trên đường nước chảy đi).

4. Xác định những biện pháp tích trữ nước chảy đi trong các hệ thống tích trữ nước, ta sẽ có nước dùng trong các thời kỳ hạn hán.

CÂY TRỒNG - DI SẢN CỦA CHÚNG TA

Ngày nay, nước nào cũng có một di sản cây trồng hỗn hợp. Đó là những thực vật tự nhiên phong phú và quý (bản địa), có giá trị giữ đất, giữ nước, chăn nuôi và vô số loài cây trồng có hiệu suất cao và nhiều lợi ích đã được di thực vào.

Trong rất nhiều trường hợp, những loại cây trồng bản địa và cả được di thực vào đều bị đe dọa tiêu diệt tại chỗ. Nói chung, do hai nguyên nhân:

1. Thảm thực vật tự nhiên bị chặt phá để sản xuất những thứ như gỗ dán, hoặc dành nhiều đất hơn cho sản xuất độc canh hay xây dựng. Một số loài thực vật địa phương bị mất ngay cả trước khi chúng được xác định là loại gì.

2. Nhiều loài cây trồng được lai giống cho năng suất cao ở nhiều nước đòi hỏi sử dụng phân hóa học hay thuốc trừ sinh vật gây hại. Thêm nữa, những hạt giống sản sinh ra mỗi vụ từ những chủng lai ấy không cho sản phẩm có chất lượng cao như đời bố mẹ chúng. Dần dà những chủng địa phương đã tỏ ra có sức chống chịu lại bị bỏ đi.

Trong nông nghiệp bền vững, mục tiêu chính là bảo vệ và phổ biến tất cả các loài cây địa phương (bản địa hay di thực). Ta phải giữ hạt giống cho ta để làm phong phú thêm kho tàng giống. Ta cũng nên trồng những chủng không lai.

CÁC CHỨC NĂNG CỦA CÂY

Hệ thống phân loại mà chúng ta đang sử dụng là dựa vào các điểm giống nhau về hoa và quả. Tuy nhiên, cũng nên dùng một hệ thống phân loại khác. Thí dụ, tất cả những cây phải nhờ ong thụ phấn có thể xếp vào một họ; hoặc tất cả những cây mọc trong rừng mưa nhiệt đới xếp vào một nhóm. Như thế sẽ làm thay đổi cách nhìn của ta về chức năng của cây trong môi trường của chúng.

Nông nghiệp bền vững quan tâm đến chức năng của cây trồng, hoặc nói cụ thể hơn, đến hiệu suất và tiềm năng sử dụng của cây. Thí dụ, chúng ta đều biết một cây cam thường xanh và mang quả ăn được, mang lá và hoa có mùi thơm. Vậy cây đó thực hiện chức năng của nó trong thiết kế nông nghiệp bền vững thế nào? Nó cho quả và cũng có thể làm cây chắn gió, làm cây giữ ánh sáng Mặt trời, làm cây lấy gỗ. Quả có thể ăn tươi, hoặc làm mứt, đồ hộp, nước cam. Các dầu thơm có thể chiết xuất từ hoa và tất nhiên bản thân cây đó góp phần giữ môi trường bền vững.

• Cải tạo đất.

• Chống lửa.

• Bóng râm.

• Lớp che phủ.

• Chu trình chất dinh dưỡng.

• Nhiều loại hiệu suất.

• Giảm ánh nắng chói chang.

• Chắn gió.

• Cung cấp Nitơ.

• Cân bằng nhiệt độ.

Ngay khi những thiên tai lớn hay nhỏ xảy ra (lũ lụt, hạn hán) hoặc cây bị hại một phần do những nguyên nhân khác, thì một số cây vẫn tồn tại nếu có nhiều giống và chủng đa dạng. Thí dụ, nên trồng bốn hay năm chủng hành để có thu hoạch sản phẩm trong thời gian dài hơn, đồng thời một số chủng vẫn sống qua dịch bệnh hay thiên tai.

Vấn đề là tìm hiểu tên gọi và đặc điểm các chủng cây trên đất của ta. Như thế có ích cho sản xuất hàng hóa cũng như cung cấp hạt giống hay hom giống.

XÁC ĐỊNH CÁC LOÀI CÂY CHO NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG

Nếu ta muốn xác định một cây chưa biết, ta có thể dùng giác quan. Tận tay kiểm tra kết cấu của lá cây. Sau đó ngửi cây - vò nát lá xem mùi của nó có làm ta nhớ đến một cây nào ta đã biết không. Tất cả các loại bạc hà đều nhận biết được do ngửi, cũng như cây oải hương (la-văng), khuynh diệp, chanh cam. Nếm lá cây và nhổ ra ngay và nhớ lại xem đã gặp chưa, thí dụ những cây thuộc họ chua me đều có vị chua, cây chút chít (còn gọi là chua me đất) cũng vậy. (Chú ý: khó mà bị trúng độc khi chỉ nếm lá cây và nhổ ngay ra).

Quan sát kỹ cây - tất cả các cây thuộc họ cỏ xạ hương đều lá nhỏ và có lông, những nhóm cây khác cũng có thể nhận biết được bằng so sánh với những cây đã biết.

Nghĩ đến những cây có hình dạng tương tự và ghi lại chỗ các cây ấy mọc.

Xem xét kỹ môi trường xung quanh - đất, địa mạo, độ dốc, và xem hình dáng của cây - cây to, cây bụi, cây thân thảo, cỏ. Tìm hiểu hiệu suất và chức năng - làm lớp che phủ, cây phủ đất, cây bóng râm, cây thức ăn, v.v..

Bây giờ ta tự hỏi dùng cây đó ở đâu và thế nào trong thiết kế nông nghiệp bền vững.

TRUYỀN GIỐNG CÂY

Truyền giống cây là trồng cây non mới từ cây trưởng thành. Để tự nhiên thì phần lớn cây tự truyền giống được tốt. Những cây khác đòi hỏi dùng những kỹ thuật như cắt hom, lấy chồi, chiết, ghép.Khi cây nhân giống bằng hạt, thì nó chứa một nửa gen của bố một nửa gen của mẹ, nên cây mới hơi khác cây bố mẹ. Phần lớn những cây trồng thu hoạch trong một năm hoặc hai năm được nhân giống bằng hạt.

Hom cắt từ cây mẹ là một loại hình nhân giống vô tính và mỗi cây mới gần như hoàn toàn giống cây mẹ. Những cây thân thảo như cây oải hương, cây hương thảo thì dùng đoạn cắt mềm. Những đoạn này lấy từ cành cây non sinh trưởng nhanh sau khi cây đã ra hoa xong vào mùa Xuân hay mùa Hè.

Nhiều cây lưu niên như cây hồng, cây vả, cây dâu, cây nho được nhân bằng đoạn cắt cứng. Những đoạn cắt này dài khoảng 30 cm và to bằng ngón tay cái, được lấy vào mùa Đông. Rồi đem giâm vào chậu hay trồng trực tiếp trên đất.

Chúng ta có thể biết được các phương pháp này qua những quyển sách tốt về làm vườn. Bạn sẽ vui thích chọn cây thích hợp và loại bỏ một số cây khác.

Thử vận dụng

1. Tìm hai cây ở gần chỗ ta ở mà ta định trồng, đánh dấu chỗ định trồng lên bản đồ vườn.

2. Tìm tên của các chủng quả và rau mọc đặc biệt tốt ở vườn của ta.

3. Xác định những cây ăn quả và cây rau đã mọc lâu đời ở chỗ ta mà nay không ai muốn trồng nữa. Những cây đó là chủng "di sản". Nên ghi vào bản đồ địa phương những nơi còn mọc các cây đó (chứ không phải chỉ còn hạt giống); và nếu bị chúng đe dọa tiêu diệt thì ta lấy giống và tiếp tục trồng.

CHƯƠNG 9

CÂY, RỪNG VÀ HÀNG CÂY CHẮN GIÓ

Một cánh rừng đã trưởng thành thì khó đo đạc và định giới hạn một cách chính xác. Tuy nhiên, rõ ràng là rừng có những chức năng đặc biệt. Ngoài việc là chỗ cư trú của động vật và tham gia giữ cho môi trường bền vững, rừng còn ảnh hưởng đến kiểu sinh quần, lượng mưa và chu trình chất dinh dưỡng. Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về một số chức năng của rừng và vận dụng những khái niệm đó vào việc thiết kế nông nghiệp bền vững.

CÁC CHỨC NĂNG CỦA MỘT CÁNH RỪNG

Cái gọi là waru

Cây bạch đàn nhựa cung cấp chỗ ở an toàn cho động vật; ngược lại động vật đáp ứng yêu cầu của cây về thụ phấn, phân tán hạt giống, cung cấp chất dinh dưỡng v.v..

Các cây lớn được coi là những yếu tố cố định của rừng. Các sinh vật kết hợp với cây (nấm, vi khuẩn, con sóc, côn trùng, chim, các động vật khác) có thể coi là những yếu tố động. Tất cả quần thể đó được coi như một hình mẫu của waru (tiếng địa phương ở Ốt-xtrây-lia gọi waru là sự hiểu biết về tất cả những cơ thể phụ thuộc lẫn nhau và hoạt động hợp tác với nhau). Cây cung cấp chỗ ở cho động vật (chỗ trú, thức ăn, nguyên liệu làm tổ); ngược lại, động vật đáp ứng nhu cầu của cây về thụ phấn, phân tán hạt giống, làm cho cành lá cây bớt rậm rạp, cung cấp phân bón cho cây.

Trong nông nghiệp bền vững, mục tiêu của ta là tạo ra những cảnh quan, những hệ sinh thái với tính kỳ diệu, tính đa dạng và tính hiệu quả của một waru.

Cây và gió

Các cây bị gió trên hướng thịnh hành ở địa bàn làm rụng bớt cạnh lá và thay đổi hình dạng, từ đó ta đoán được hướng gió, cường độ gió, và bố trí các hàng cây chắn gió.

Cây lớn với tán rộng như cây sồi, đứng vững nhờ khối lượng của nó chống được gió mạnh. Cây có tán thưa hơn thì cắm rễ sâu vào đất. Những rễ sâu này như cái neo giữ cây ở vùng có bão.

Gió mang theo nhiều vật chất: băng tuyết, cát, bụi, vi sinh vật, hạt giống. Những cây có lá nhỏ có thể giữ lại những vật chất ấy khiến chất dinh dưỡng đọng lại quanh rễ cây. Vì những cây có lá nhỏ thường ở bìa rừng, nên nhiều khi ta thấy bìa rừng đối diện với gió thịnh hành có đất giàu dinh dưỡng hơn bìa rừng khuất gió.

Nói chung, trong một cánh rừng, khoảng 60% các luồng gió được chuyển hướng vượt quá ngọn những cây cao nhất. 40% các luồng gió còn lại đi vào cạnh rừng thì được thu hút và năng lượng của gió làm cho rừng ấm hơn. Những luồng gió bị chuyển hướng lên cao nếu gặp không khí ấm có thể sẽ thành gió lạnh và sinh ra mưa.

Bìa rừng có thể làm gió chuyển hướng lên cao. Những loài thực vật ở bìa rừng thường mọc chen nhau, lá nhỏ và cành dày, do đó có thể chống lại sức mạnh của gió. Phải giữ gìn bìa rừng vì nếu phá đi thì rừng sẽ trơ trọi và cây dễ bị gió quật ngã, các loại sâu bệnh và cỏ dại cũng có thể xâm nhập và làm rừng không còn nguyên vẹn nữa.

Cây và nhiệt độ

Các cánh rừng có thể coi như những máy điều hòa nhiệt độ thiên nhiên vì chúng làm không khí trong sạch và làm thay đổi những giới hạn cực đoan của nhiệt độ và ẩm độ.

Cây hấp thụ năng lượng ánh sáng Mặt trời chuyển thành năng lượng hóa học. Nếu lá cây màu xanh thẫm hay đỏ nhạt, như thường thấy ở khí hậu nhiệt đới, thì lá hút ánh sáng càng nhiều và nhiệt độ ở địa bàn sẽ hạ thấp.

Cây thoát ra hơi nước đi vào khí quyển dưới dạng ẩm độ. (Một cây dẻ cỡ trung bình thoát ra 7000 lít hơi nước trong một ngày trời quang). Sự bốc hơi nước ấy kèm theo sự làm mát không khí, nên ban ngày ở cạnh rừng thì mát hơn ở nơi đất trống trơ trọi. Ban đêm, trong điều kiện đủ ẩm, hơi nước đọng trên lá cây và làm không khí xung quanh ấm hơn.

Trong những vùng đặc biệt khô hạn, sự bốc hơi nước từ cây làm không khí ẩm thêm; ở những nơi đầm lầy, cây hút nước làm cho không khí bớt ẩm ướt.

Cây và lượng mưa

Ở nơi mà luồng không khí ẩm nhiều (thí dụ bờ biển hay hải đảo), không khí chuyển đi nhanh và đọng lại trên lá cây. Trong những điều kiện ấy, những rừng mưa rậm rạp sinh trưởng tốt và nước đọng từ lá cây có thể hút 80 - 86% tổng lượng mưa rơi.

Cây bơm độ ẩm vào khí quyển khi chúng thở ra - hơn 75% lượng nước mưa trở lại khí quyển theo cách đó. Cây bạch đàn xanh, Eucalyptus globulus, mật độ khoảng 60 cây một héc-ta trong một rừng hỗn hợp các loài, bơm ra khoảng 4000 lít một ngày. Đó là một lượng lớn ẩm độ trở lại khí quyển.

Khi rừng bị chặt phá thì hậu quả thật bi thảm đối với môi trường, cả   môi trường tại chỗ và đồng ruộng ở xa hơn. Người ta đã tính là hơn 60% nước vào trong đất là từ sự hô hấp của cây rừng. Do đó, chặt phá rừng ở một nơi sẽ ảnh hưởng trực tiếp gây khô hạn ở nơi khác.

Rừng bảo hộ đất chống xói mòn. Chỉ một trận mưa lớn làm trôi mất đi 80 tấn đất trên một héc-ta đất trồng. Thêm nữa, tầng đất mặt và tầng đất ngay bên dưới bắt đầu khô đi vì nước chảy xiết qua mặt đất và chảy đi. Bùn và phù sa ở đập và sông bị trôi khi lũ lớn làm tràn đập lôi cuốn đi lớp đất mặt có giá trị.

Khi trời mưa

Khi mưa trên một cánh rừng, ảnh hưởng của giọt mưa trực tiếp trên mặt đất giảm đi, nước mưa tràn ra như một màng bọc bên ngoài lá cây. Mưa bị giữ lại bởi cành cây, vỏ cây, mạng nhện, hoa, tổ côn trùng. Lượng nước mưa được giữ lại nhiều hay ít phụ thuộc vào độ dày của tán lá và mật độ cây. Trong 100% lượng mưa rơi, 10 - 15% được giữ lại bởi tán cây, cành và thân cây, những cây thường xanh quanh năm thì giữ lại nhiều nước hơn. Người ta gọi là hiện tượng chặn nước mưa.

Phần nước còn lại (rơi xuống) nhỏ giọt qua tán cây hoặc biến thành mù. Phần nước này chứa các muối khoáng, bụi, những chất cây tiết ra, những chất côn trùng thải ra. Những chất dinh dưỡng chứa trong đó thoát ra khỏi cây (nhỏ giọt) và rơi vào lớp đất gần rễ.

Tuy nhiên trước khi nước đến được rễ cây, lớp mùn hữu cơ của đất tác động như một chất thấm nước và cứ mỗi độ sâu 3 cm thì hút được hơn 1 cm nước. Độ ẩm ấy được tích lại để dùng dần, khi đất trở lại bị khô.

Trong lớp đất 40 - 60 cm trên cùng, nước mưa được lọc qua các rãnh không khí và nước, các tổ và hang do động vật đào trong đất và được vi sinh vật, rễ cây hút. Nước này được bao bọc giữa những mảnh nhỏ đất sét và mùn, chỗ thừa sẽ ngấm xuống dưới. Nhưng dù thế nào nước này cũng sẵn sàng được dùng cho các sinh vật sống trong đất và rễ cây.

Một khi các quá trình nói trên thực hiện xong thì nước thừa mới bắt đầu chảy rất chậm xuống sông ngòi và ra biển. Và khi chảy đi như thế, nó được làm sạch dần.

CÁC HÀNG CÂY CHẮN GIÓ

Khi ta thiết kế những hàng cây chắn gió, ta phải vận dụng những hiểu biết về chức năng của rừng. Những hàng cây chắn gió được thiết kế đúng có thể làm thay đổi khí hậu, giảm xói mòn đất, và giữ nước trong đất.

Gió là một chất lưu (chảy) và cũng như nước nó có thể bị chuyển hướng sang bên cạnh hoặc ngược lên. Trong tự nhiên, nó hình thành những lớp với không khí nóng lên cao và không khí lạnh hơn xuống thấp. Ta có thể sử dụng những đặc điểm tự nhiên của gió để tạo ra những hàng cây chắn gió với tác dụng như sau:

• Giữ ánh sáng Mặt trời.

• Làm tắt lửa hay chậm lửa.

• Làm tăng cường độ gió (để lấy năng lượng).

• Chống xói mòn.

• Làm chỗ trú cho động vật.

• Lọc bụi.

• Giữ lại chất dinh dưỡng (gió và nước).

Một hàng rào kín làm tăng sức gió ở phía khuất, trong khi môi trường hàng rào lỗ chỗ, gồm những cây trồng hỗn hợp, làm giảm tốc độ và cường độ gió.

Mỗi địa bàn có một kiểu gió có thể dự báo được. Có thể dự báo theo số liệu khí tượng; có thể dùng quan sát của mình, thí dụ bóng các cây bị biến dạng thế nào, các cây bị tước cành lá thế nào, lớp trát tường nhà bị bong thế nào.

Bất cứ hàng cây chắn gió nào cũng có thể dùng vào nhiều việc và cho thu hoạch nhiều sản phẩm như lá che phủ đất, thức ăn cho ong, cành non cho súc vật, gỗ củi, gỗ xây dựng.

Chúng ta có thế nhận thấy, một hàng cây thông không chắn gió tốt. Khi những cành thấp hơn đã rụng đi, gió sẽ mạnh thêm phía dưới những cành cây ấy. Cũng thế, những cây cho bóng râm dài sẽ làm giảm hiệu suất của đất trồng.

CÁC HÀNG CÂY CHẮN GIÓ HOẠT ĐỘNG THẾ NÀO

Hình 9.3 cho thấy gió chuyển động thế nào khi nó bị chặn lại và nó được chuyển hướng thế nào lên trên hoặc ra ngoài khu trồng trọt.

Có những luồng chuyển động của không khí qua một hàng cây chắn gió, hoặc gió có thể hình thành xoáy lốc, phá hoại cây ở phía bên kia hàng cây chắn. Nguyên lý là phải tạo ra một kiểu hàng cây chắn như bìa rừng, có thể làm gió chuyển hướng vượt lên trên diện tích mà ta muốn bảo vệ. Như thế gió sẽ được "nắn" lại và quật ra ngoài cây trồng cũng như giảm cường độ.

Một cách tốt nhất để nắn lại luồng gió là trồng hàng cây chắn gió theo hình vòng cung hay hình parabôn. Như thế gió bị chuyển hướng vòng quanh địa bàn. Và những hàng cây chắn gió đó cũng giữ ánh sáng Mặt trời.

THIẾT KẾ HÀNG CÂY CHẮN GIÓ CỦA TA THẾ NÀO

• Những loài chịu được khí hậu khắc nghiệt, có rễ ăn sâu.

• Những cây có cành nhiều chất xơ và có lá dày, chịu gió mạnh và lửa.

• Những cây mọc nhanh, thí dụ các loài gọi là cây tiên phong hay tiền đạo.

• Những loài cây cố định đạm.

• Những loài cây tự nó che phủ đất - thí dụ những cây rụng lá theo mùa.

Hàng cây chắn gió cho vườn quả: nhiều hàng cây chắn gió hình parabôn bảo hộ được vườn cây ăn quả hoặc cây trồng riêng hoặc trồng thành nhóm nhỏ. Hàng cây chắn gió cho những diện tích nhỏ: Rất quan trọng nhưng không cần thiết phải là hàng cây vĩnh viễn. Thí dụ, cây áctisô có thể là hàng rào chắn gió tốt vào mùa Hè ở xứ lạnh, nó cũng giữ được ánh nắng, có nơi đã dùng nó để tập trung ánh sáng làm cà chua chóng chín. Ngay những hàng rào chỉ cao đến đầu gối, như các bụi cỏ ở rìa vườn, cũng bảo hộ cho cây non đang sinh trưởng.

Thay đổi khí hậu, tăng năng suất cây trồng và vật nuôi, bảo toàn năng lượng, đó là một số lợi ích của hàng cây chắn gió.

Thử vận dụng