Nông dân trên khắp thế giới đều mong muốn bảo vệ tài sản quan trọng nhất của họ: đất đai. Đất hỗ trợ và làm xanh tốt cây trồng của họ. Nhưng tầng đất canh tác tương đối mỏng có thể bị rữa trôi dễ dàng vào sông suối và mang đi theo các chất dinh dưỡng không mong muốn cùng với nó.

Hình ảnh của máy bay không người lái cho thấy sự phát triển của cây che phủ sau trồng hai tháng ở Monmouth, Illinois vào tháng 11 năm 2016. Ảnh: Dennis Bowman.

Cây che phủ là loại cây không ăn được, không trồng vào vụ chính. Rễ của chúng giúp giữ đất, chống xói mòn. Cây che phủ thậm chí có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa như nitơ để giữ cho chúng không làm ô nhiễm các dòng suối. Nông dân ngày càng quan tâm đến việc sử dụng cây che phủ để giúp trang trại của họ, nhưng với một loạt các loại cây có thể lựa chọn, việc luân canh cây trồng khá phức tạp, đưa ra lựa chọn đúng không hề đơn giản.
 

María Villamil, nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois và là thành viên của Hiệp hội Nông học Hoa Kỳ cho biết: “Tôi tin rằng cây che phủ là giải pháp quan trọng để giữ đất và giữ chất dinh dưỡng cho trang trại. Ở vùng Trung Tây, chúng tôi rất may mắn khi có đất đai màu mỡ, giúp chúng tôi trở thành nhà cung cấp thực phẩm lớn trên toàn thế giới. Việc bảo vệ đất đối với chúng tôi là hết sức quan trọng”.

Sự phát triển của cây che phủ ở Urbana, Illinois vào tháng 4 sau mùa đông ấm áp cho thấy lúa mạch đen (cereal rye) và cỏ ryegrass hàng năm phát triển tốt. Ảnh: Gevan Behnke.

Để giúp nông dân ở Illinois chọn loại cây che phủ phù hợp, Villamil và nhóm của cô đã quyết định thí nghiệm một số loại cây che phủ tiềm năng. Họ trồng các loại cây che phủ khác nhau cho việc luân canh bắp và đậu nành rất phổ biến ở miền Trung Tây. Các nhà nghiên cứu đã làm việc chặt chẽ với nông dân lựa chọn loại cây che phủ nào để thí nghiệm.
 

Villamil cho biết: “Họ muốn thí nghiệm các loại cây che phủ khác nhau, đặc biệt là những loại không tạo ra nhiều công việc hơn vào mùa xuân và những loại khác sẽ không cạnh tranh dinh dưỡng và nước với bắp”.
 

Nông dân thích trồng lúa mạch đen làm cây che phủ trước khi trồng đậu nành. Lúa mạch đen giữ lại lượng nitơ còn lại trong đất sau vụ bắp năm trước. Tuy nhiên, khi nông dân dự định trồng bắp, họ thích sử dụng cây che phủ đậu lăng lông (hairy vetch). Đậu lăng lông là cây họ đậu, có nghĩa là nó có thể cung cấp nitơ cho bắp để sử dụng vào cuối vụ. Đậu lăng lông cũng sử dụng ít nước hơn lúa mạch đen, có nghĩa là cây bắp sẽ không cần phải phát triển quá mức cần thiết để cạnh tranh nguồn nước bị hạn chế.

Nhóm của Villamil đã thiết lập các lô thí nghiệm tại sáu địa điểm xung quanh tiểu bang. Sau khi kết thúc mùa vụ bắp hoặc đậu nành, các nhà nghiên cứu đã đi bộ qua các cánh đồng trồng trọt để rải hạt giống cây che phủ giữa các cây trồng này. Điều này bắt chước việc gieo hạt bằng máy bay. Gieo hạt bằng máy bay là ý tưởng phổ biến để trồng cây che phủ đúng thời điểm đối với cây trồng đang có ngoài đồng ruộng. Các loại cây che phủ mà họ thí nghiệm bao gồm yến mạch mùa xuân, cỏ ba lá đỏ, cỏ ryegrass hàng năm và củ cải, cùng những loại khác.
 

Sau đó, các nhà nghiên cứu theo dõi mức độ phát triển của cây che phủ, đặc tính đất thay đổi như thế nào theo thời gian và năng suất của cây lương thực trong tương lai.
 

Thật ngạc nhiên là các loại cây che phủ không có ảnh hưởng lớn đến đất. Villamil nói: “Không có nhiều cải thiện về đặc tính đất khi sử dụng cây che phủ, ngoại trừ việc áp dụng luân canh với cỏ ryegrass hàng năm”.
 

Lý do lớn nhất mà hầu hết các cây che phủ không ảnh hưởng nhiều đến đất là hầu hết chúng chết trong mùa đông. Các bang miền Trung Tây như Illinois phải chịu mùa đông có thể khắc nghiệt, đặc biệt là ở phần phía bắc của bang. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện việc rãi hạt trên mặt đất có nghĩa đơn giản là hạt giống chỉ nằm trên tầng canh tác. Điều đó có nghĩa là cây che phủ khó nảy mầm hơn so với khi hạt được vùi xuống đất.
 

Nhưng cây che phủ bị chết trong mùa đông có thể là một điều tốt. Cây che phủ chết có nghĩa là nông dân sẽ có ít công việc cho việc tiêu hủy chúng vào mùa xuân. Nhưng chúng cũng làm giảm hiệu quả trong việc bảo vệ đất và hấp thụ chất dinh dưỡng.

Gieo hạt cây che phủ vào ruộng bắp và đậu nành là biện pháp pháp phổ biến được người trồng sử dụng vào thời điểm thích hợp. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng việc gieo hạt trên không bằng sử dụng máy rải hạt cầm tay và đi bộ giữa các hàng cây trồng. Ảnh: Gevan Behnke.

Cả 2 loại cỏ ryegrass hàng năm và lúa mạch đen phần lớn sống sót qua mùa đông, cũng như đậu lăng lông (hairy vetch), loại cây họ đậu giống như đậu nành. Các loại cây che phủ này làm giảm nhẹ năng suất bắp trong tương lai. Đó có thể là do chúng cạnh tranh nước với bắp vào mùa xuân.
 

Villamil nói: “Sản lượng đậu nành không bị ảnh hưởng gì. Đậu nành phát triển rất tốt với các loại cây che phủ, vì vậy chúng ta cần tận dụng lợi thế của nó”.
 

Nhóm nghiên cứu cũng đã thí nghiệm các cách cày đất khác nhau ảnh hưởng đến đặc tính đất và năng suất, nhưng chỉ ghi nhận ảnh hưởng khiêm tốn.

Villamil nói: “Bài học rút ra là việc thu lợi từ cây che phủ đòi hỏi một cam kết lớn hơn trong việc sử dụng chúng để bảo vệ đất. Điều đó có nghĩa là chọn những loại cây che phủ có thể sống sót qua mùa đông, phát triển nhiều vào mùa xuân và giữ được đất trong suốt thời gian đó. Một số cây che phủ có thể làm giảm một chút năng suất cây trồng trong tương lai, nhưng về lâu dài, việc bảo vệ đất là điều đáng giá”.
 

Cô cho biết: “Nếu chúng ta muốn thấy lợi ích từ cây che phủ, chúng ta cần tập trung vào việc quản lý hệ thống canh tác đối với cây che phủ, tạo điều kiện cho chúng phát triển và sử dụng chúng một cách có chiến lược sau vụ bắp, hoặc trồng bắp ủ chua hoặc thậm chí là lúa mì, nếu chúng ta may mắn áp dụng cây trồng này trong việc luân canh. Mục tiêu chính của chúng tôi khi sử dụng cây che phủ phải là bảo vệ đất và giữ lại được chất dinh dưỡng trong đất”.

Nguyễn Tiến Hải theo Agronomy.